JP6471867B2 - 排熱回収装置 - Google Patents
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Description
冷却媒体の流路(20)を画成する内筒部(2)と、前記内筒部の周囲に排ガス流路(30)を画成する外筒部(3)と、前記内筒部の外周面と前記外筒部の内周面との間に配設された熱伝達部材(4)と、を備え、
前記熱伝達部材(4)は、前記冷却媒体の温度が相対的に低い第1の温度域にあるとき、前記内筒部の外周面に第1の面積にて当接する内端(41)を有し、かつ、前記冷却媒体の温度が前記第1の温度域より高い第2の温度域にあるとき、前記内端が前記内筒部の外周面に前記第1の面積よりも小さい第2の面積にて接する(41a,41b)かまたは前記内筒部の外周面から離間される(41c)ように熱変形可能である。
(第1実施形態)
図1〜図4は、本発明に係る排熱回収装置1を内燃エンジン車両の排気管6に設置した実施形態を示している。図1において、排熱回収装置1は、内燃エンジンの冷却水Wの配管21,22に接続され、内部に冷却水Wの流路20を画成する内筒部2と、その周囲に排ガス流路30を画成する外筒部3と、内筒部2の外周面2aと外筒部3の内周面3aとの間に配設された熱伝達部材4とを備えている。
次に、図7は、本発明に係る第2実施形態の排熱回収装置201を示しており、さらに詳しくは、冷却水が高温域にある熱遮断状態を示している。この第2実施形態の排熱回収装置201は、熱伝達部材204に、内筒部2に比べて線膨張係数の大きい金属材料を用いており、それにより、図7に示した高温域での変形パターンは第1実施形態と異なるが、内端241、外端242、中間部243、およびそれらによって形成されるフィン部204Fの基本形状、および、中間部品の両端の接続部が相互に係合し周方向に引張力および圧縮力を伝達可能である点は、第1実施形態と同様である。
次に、図8は、本発明に係る第3実施形態の排熱回収装置301を示している。この第3実施形態の排熱回収装置301は、熱伝達部材4の内端41と内筒部2の外周面との間に、熱伝達部材4よりも熱伝導率の高い熱伝導部材5(熱伝導層)が挟入されている点のみが第1実施形態と異なり、それ以外の構成は第1実施形態と同様である。熱伝導部材5としては、例えば、カーボンシートや薄い銅板等を用いることができる。
2 内筒部
2a 外周面
3 外筒部
3a 内周面
4,4′,204 熱伝達部材
4F,204F フィン部
5 熱伝導部材
6 排気管
20 流路
21,22 配管
21a,22a 接続部
30 排気ガス流路
40 空間
41,41′,241 内端
42,42′,242 外端
43,43′,243 中間部
G,G′ 排気ガス
W,W′ 冷却水
Claims (9)
- 冷却媒体の流路を画成する内筒部と、
前記内筒部の周囲に排ガス流路を画成する外筒部と、
前記内筒部の外周面と前記外筒部の内周面との間に配設された熱伝達部材と、
を備えた排熱回収装置において、
前記熱伝達部材は、前記冷却媒体の温度が相対的に低い第1の温度域にあるとき、前記内筒部の外周面に第1の面積にて当接する内端を有し、かつ、前記冷却媒体の温度が前記第1の温度域より高い第2の温度域にあるとき、前記内端が前記内筒部の外周面に前記第1の面積よりも小さい第2の面積にて接するかまたは前記内筒部の外周面から離間されるように熱変形可能であることを特徴とする排熱回収装置。 - 前記熱伝達部材は、前記外筒部の内周面側に配置される外端と、前記外端と前記内端との間に延在する中間部とを含み、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との間に拘持されていることを特徴とする請求項1に記載の排熱回収装置。
- 前記外端と前記内端とが周方向に交互に複数配置され、かつ、前記各外端とその両側の中間部とで、隣接する各2つの内端から放射状に延出した断面U字状のフィン部が形成され、前記内筒部の外周面と前記フィン部で囲まれた空間が画成されていることを特徴とする請求項2に記載の排熱回収装置。
- 前記熱伝達部材は、前記空間の前記第2の温度域における断面積が、前記第1の温度域における断面積よりも小さくなるように変形可能であることを特徴とする請求項3に記載の排熱回収装置。
- 前記熱伝達部材は、前記各外端と前記各内端とが前記各中間部を介して連続した一部材で形成され、かつ、前記内筒部の周りに周設されており、周方向の端部の接続部では、少なくとも1つの中間部が相互に重合し係合していることを特徴とする請求項4に記載の排熱回収装置。
- 前記熱伝達部材は、流路方向に区分された複数段のフィン部を含み、各段のフィン部は、その流路方向に隣接するフィン部と周方向にずれて配置されていることを特徴とする請求項4に記載の排熱回収装置。
- 前記熱伝達部材の前記内端と前記内筒部の外周面との間に、前記熱伝達部材よりも熱伝導率の高い熱伝導部材が挟入されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の排熱回収装置。
- 前記熱伝達部材は、前記第1の温度域と前記第2の温度域とで形状が変化するバイメタル、形状記憶合金、または、前記内筒部より線膨張係数の大きい材料からなることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の排熱回収装置。
- 前記冷却媒体の流路に内燃エンジンの冷却水が流通され、前記排ガス流路に前記内燃エンジンの排気ガスが流通されるように配管されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の排熱回収装置。
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