JP6540143B2 - エンジンの排気装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの排気装置に関する。

排気通路を流れる排気の熱を回収する排熱回収部、及び冷却流体を介して前記排熱回収部を外周側から冷却する冷却部を有する排熱回収器を備えるエンジンの排気装置がある（特許文献１参照）。

特開２０１２−３７１６５号公報

ところで、上記特許文献１の技術では、冷却部の内周に排熱回収部を圧入によって締結している。このため、エンジンの運転中に排熱回収器を予め定められた温度範囲で使用する限りなんら問題は生じない。

しかしながら、エンジンの運転中に不測の事態、例えば冷却流体を圧送しているウォータポンプが故障して作動を停止したときに冷却部内を冷却流体が流れなくなることがある。冷却部内で冷却流体が滞留すると、排熱回収器が予め定められた温度範囲を超えて高温となり得る。すると、排熱回収部及び冷却部が熱膨張し、両者の締結が緩くなる。エンジンの運転中、排熱回収部は排気の圧力を受けているので、両者の締結が緩くなると、排熱回収部が排気に押されて冷却部から外れる（ずれる）事態が生じ得る。排熱回収部で受け取った熱を冷却部で回収しているのであるから、このように排熱回収部が排気に押されて冷却部から外れる（ずれる）のでは、排熱回収器における熱回収性能が低下する。

そこで本発明は、冷却部内の冷却流体が流れなくなることがあっても、排熱回収器における熱回収性能の低下を抑制し得る装置を提供することを目的とする。

本発明のエンジンの排気装置は、エンジンから排出された排気を外部へと導く排気通路を備えるエンジンの排気装置であって、排熱回収器と筒状の支持部材とを備えている。上記排熱回収器は前記排気通路を流れる排気の熱を回収する排熱回収部、及び冷却流体を介して前記排熱回収部を外周側から冷却する冷却部を有する。上記筒状の支持部材は前記排熱回収部から流れ出す排気を通過させる。そして、前記冷却部は、前記排熱回収部を外周側から囲う本体と、この本体の内部に形成され前記冷却流体が流れる冷却流体通路とで構成され、前記支持部材に上流側に延び出す先端部を形成し、前記排熱回収部の下流端と前記先端部の上流端との間に所定の隙間を設け、前記先端部の上流端は、前記冷却流体通路の排気流れ方向の下流端より上流側に配置される。

本発明によれば、エンジン運転中のウォータポンプの故障停止等に伴い、排熱回収部と冷却部の締結が緩み、排熱回収部が下流側にずれることがあっても、その下流側へのずれを支持部材によって規制することができる。さらに、隙間を設けることがなければ生じるであろう、正常時の排熱回収部の有効面積の減少による熱回収性能の低下を抑制することができる。また、隙間を設けることがなければ生じるであろう、振動によるコンタミ発生を防止することができる。

図１は、第１実施形態による排気装置を備えるエンジンの概略構成図である。 図２は、排気装置に設けられる床下触媒コンバータの排気浄化部の正面図である。 図３は、第１実施形態の排気装置に設けられる排熱回収器の断面図である。 図４は、第１実施形態の排熱回収器の断面図である。 図５は、図４のＸ−Ｘ線断面図である。 図６は、比較例１の排熱回収器の断面図である。 図７は、参考例１の排熱回収器の断面図である。 図８は、参考例２の排熱回収器の断面図である。 図９は、第２実施形態の排熱回収器の断面図である。 図１０は、図９のＸ−Ｘ線断面図である。 図１１は、参考例３の排熱回収器の断面図である。 図１２は、第３実施形態の排熱回収器の断面図である。 図１３は、図１２のＸ−Ｘ線断面図である。 図１４は、第１実施形態の支持部材の変形例１である。 図１５は、第１実施形態の支持部材の変形例２である。 図１６は、変形例３の支持部材を含む排熱回収器の断面図である。 図１７は、図１６のＸ−Ｘ線断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による排気装置６０を備えるエンジン１の概略構成図である。

図１に示すエンジン１は、例えば車両に搭載される直列４気筒内燃機関である。エンジン１は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上部に固定されるシリンダヘッド２０とを備える。

シリンダブロック１０は、シリンダ部１０Ａと、当該シリンダ部１０Ａの下部に形成されるクランクケース１０Ｂとから構成されている。

シリンダ部１０Ａには、４つのシリンダ１１が形成される。シリンダ１１内には、ピストン１２が摺動自在に配設される。ピストン１２は、混合気燃焼時の燃焼圧力を受けて、シリンダ１１に沿って往復運動する。

クランクケース１０Ｂは、１本のクランクシャフト１３を回転自在に支持する。各ピストン１２にはコンロッド１４が連結され、これらコンロッド１４の下端はクランクシャフト１３に連結される。ピストン１２の往復運動は、コンロッド１４及びクランクシャフト１３を介して回転運動に変換される。

シリンダヘッド２０は、シリンダブロック１０の上部に取り付けられる。シリンダヘッド２０の下面、シリンダ１１の側面、及びピストン１２の冠面により、燃焼室１５が形成される。

また、シリンダヘッド２０には、燃焼室１５と連通する吸気ポート３０及び排気ポート４０が形成されている。１つの燃焼室１５に対して、２つの吸気ポート３０と２つの排気ポート４０が設けられる。

吸気ポート３０には、吸気弁３１が設けられる。吸気弁３１は、可変動弁機構３２の揺動カムによって駆動され、ピストン１２の上下動に応じて吸気ポート３０を開閉する。可変動弁機構３２は、吸気弁３１のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更可能に構成されている。

排気ポート４０には、排気弁４１が設けられる。排気弁４１は、可変動弁機構４２の揺動カムによって駆動され、ピストン１２の上下動に応じて排気ポート４０を開閉する。可変動弁機構４２は、排気弁４１のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更可能に構成されている。

吸気ポート３０と排気ポート４０の間のシリンダヘッド２０には、点火プラグ２７が設けられている。点火プラグ２７は、エンジン１の燃焼室１５ごとに一つ設けられる。点火プラグ２７は、所定のタイミングで燃焼室１５内の混合気に着火する。

シリンダブロック１０のシリンダ部１０Ａ及びシリンダヘッド２０には、シリンダ１１及び燃焼室１５の周りを冷却するための冷却水（冷却流体）が循環する通路としてのウォータジャケット１６，１７が設けられている。

エンジン１は、吸気（新気）を当該エンジン１に導く吸気装置５０と、当該エンジン１から排出された排気を外部へ導く排気装置６０とをさらに備えている。

吸気装置５０は、吸気管２１と、吸気マニホールド２２と、エアクリーナ２３と、エアフローメータ２４と、電子制御式のスロットルバルブ２５と、燃料噴射弁２６とを備える。

吸気管２１は、吸気を流す通路である。吸気マニホールド２２は、吸気管２１と吸気ポート３０とを連通する。吸気マニホールド２２は、エンジン１の各気筒に吸気を分配する。これら吸気管２１及び吸気マニホールド２２は、エンジン１に吸気を導く吸気通路として機能する。

吸気管２１の上流端には、エアクリーナ２３が設けられる。エアクリーナ２３は、外部から取り込んだ吸気に含まれる塵や埃等の異物を除去する。

エアクリーナ２３よりも下流の吸気管２１には、エアフローメータ２４が設置される。エアフローメータ２４は、吸気管２１内を流れる吸気の流量を検出し、検出信号をコントローラ２００に対して出力する。

エアフローメータ２４よりも下流の吸気管２１には、スロットルバルブ２５が設けられる。スロットルバルブ２５は、吸気管２１の通路断面積を連続的又は段階的に変化させることで、各燃焼室１５に導入される吸気量を調整する。スロットルバルブ２５はスロットルアクチュエータ２５Ａによって開閉駆動され、スロットル開度はスロットルセンサ２５Ｂによって検出される。

吸気マニホールド２２には、エンジン１の気筒毎に燃料噴射弁２６が設けられる。つまり、吸気マニホールド２２の各ブランチ管に、燃料噴射弁２６は一つずつ設けられる。燃料噴射弁２６は、エンジン運転状態に応じた量の燃料を所定のタイミングで吸気マニホールド２２内に噴射する。燃料噴射弁２６に供給される燃料は、図示しない燃料タンクに貯蔵されている。

排気装置６０は、当該エンジン１から排出された排気を浄化して外部へと導出する装置である。排気装置６０は、排気管６１と、排気マニホールド６２と、マニホールド触媒コンバータ６３と、床下触媒コンバータ６４と、排熱回収器７０とを備える。

排気マニホールド６２の上流端はシリンダヘッド２０に接続され、排気マニホールド６２の下流端は排気管６１に接続される。排気マニホールド６２は、各排気ポート４０から排出された排気を集合させ、排気管６１へと導く。これら排気マニホールド６２及び排気管６１は、エンジン１から排出された排気を外部へ導く排気通路として機能する。

排気マニホールド６２の合流管６２Ａには、マニホールド触媒コンバータ６３が設けられる。マニホールド触媒コンバータ６３は、排気を浄化する排気浄化部６３Ａを備えている。

排気浄化部６３Ａは、格子状の担体、つまり排気が通過可能な複数の貫通孔を有する円筒状部材として構成されている。貫通孔は、排気浄化部６３Ａの一方の端面から他方の端面まで軸方向に貫通している。排気浄化部６３Ａは、貫通孔の断面形状が六角形であるハニカム構造体として構成されてもよい。なお、排気浄化部６３Ａの貫通孔の断面形状は、四角形や六角形に限られず、円形や三角形等のその他の形状でもよい。

排気浄化部６３Ａの表面には、排気を浄化する三元触媒が担持されている。排気浄化部６３Ａは、貫通孔を通過する排気に含まれる炭化水素や窒素酸化物、一酸化炭素等の有害物質を三元触媒によって浄化する。排気浄化部６３Ａの貫通孔は、排気の流れを一定方向（通路延在方向）に整える機能も有している。このように、マニホールド触媒コンバータ６３は、排気の流れを整流する排気浄化部６３Ａ（整流部）を有する整流器として構成されている。

排気マニホールド６２の合流管６２Ａの下流端には、排気管６１の上流端が接続される。排気管６１は、排気マニホールド６２を通過した排気を外部へと導く通路である。排気管６１には、床下触媒コンバータ６４と排熱回収器７０とが上流側から順に配置される。

床下触媒コンバータ６４は、排気を浄化する排気浄化部６４Ａを備えている。

図２に示すように、排気浄化部６４Ａは、格子状の担体、つまり排気が通過可能な複数の貫通孔６４Ｂを有する円筒状部材として構成されている。貫通孔６４Ｂは、排気浄化部６４Ａの一方の端面から他方の端面まで軸方向に貫通している。排気浄化部６４Ａは、貫通孔６４Ｂの断面形状が六角形であるハニカム構造体として構成されてもよい。なお、貫通孔６４Ｂの断面形状は、四角形や六角形に限られず、円形や三角形等のその他の形状でもよい。

排気浄化部６４Ａの表面には、排気を浄化する三元触媒が担持されている。排気浄化部６４Ａは、貫通孔６４Ｂを通過する排気に含まれる炭化水素や窒素酸化物、一酸化炭素等の有害物質を三元触媒によって浄化する。排気浄化部６４Ａの貫通孔６４Ｂは、排気の流れを一定方向（通路延在方向）に整える機能も有している。このように、床下触媒コンバータ６４は、排気の流れを整流する排気浄化部６４Ａ（整流部）を有する整流器として構成されている。

図１に示すように、排熱回収器７０は、床下触媒コンバータ６４の下流側に設けられている。排熱回収器７０は、床下触媒コンバータ６４の排気浄化部６４Ａを通過した排気の熱を回収する装置である。排熱回収器７０によって回収された熱は、エンジン１の暖機や暖房等に利用される。

エンジン１から排気装置６０に排出された排気は、マニホールド触媒コンバータ６３及び床下触媒コンバータ６４で浄化され、排熱回収器７０で排気の熱が回収された後に、排気管６１を通じて外部へと導かれる。

上記したエンジン１は、コントローラ２００によって制御される。コントローラ２００は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。

コントローラ２００には、エアフローメータ２４やスロットルセンサ２５Ｂからの検出信号のほか、ウォータジャケット１６を流れる冷却水の温度を検出する温度センサ２０１、クランク角に基づいてエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２０２、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ２０３等のエンジン運転状態を検出する各種センサからの検出信号が入力する。

コントローラ２００は、検出したエンジン１の運転状態に基づいて、スロットル開度や燃料噴射量、点火時期等を最適に制御する。

次に、図３、図４及び図５を参照して、排気装置６０に設けられる排熱回収器７０の構成について説明する。図３は排気通路の延在方向に対して直交する方向に沿う排熱回収器７０の、図４は排気通路の延在方向に沿う排熱回収器７０の各断面図である。図５は図４のＸ−Ｘ線断面図である。ただし、図５では支持部材１０１のみを示している。

図３及び図４に示すように、排熱回収器７０は、排気の熱を回収する排熱回収部７１と、冷却水（冷却流体）を介して排熱回収部７１を冷却する冷却部７５とを備える。

冷却部７５は、冷却部本体７６、冷却部本体７６の上流側の端、下流側の端に形成される２つのフランジ８０，８１で構成される。以下、「上流側」とは排気流れの上流側（図４で左側）を、「下流側」とは排気流れの下流側（図４で右側）をいうものとする。

冷却部本体７６は円筒部材であって、冷却部本体７６の内周７６Ａに円筒状の排熱回収部７１が配置されている。冷却部本体７６の内径は排熱回収部７１の外径よりも僅かに小さく形成され、排熱回収部７１は冷却部本体７６内に圧入によって嵌め込まれている。冷却部本体７６は、排熱回収部７１を収容した状態で排気管６１に介装される。冷却部本体７６の内周７６Ａは、排気を流す排気通路の一部として構成されている。

排熱回収部７１は、排気管６１や排気マニホールド６２を形成する材料よりも高熱伝導率の材料、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）といったセラミックによって形成されている。排熱回収部７１は、排気が排気の流れ方向に沿って通過可能な複数の貫通孔７２を有する格子状の円筒部材である。貫通孔７２は、排熱回収部７１の一方の上流側端面から他方の下流側端面まで軸方向に貫通している。排熱回収部７１は、貫通孔７２の断面形状が六角形であるハニカム構造体として構成されてもよい。なお、貫通孔７２の断面形状は、四角形や六角形に限られず、円形や三角形等のその他の形状でもよい。

排熱回収部７１は、多数の貫通孔７２を通過する排気により加熱される。したがって、排熱回収部７１を通過した後の排気の温度は、排熱回収部７１を通過する前の排気の温度よりも低くなる。

冷却部本体７６と２つのフランジ８０，８１とは同一の材料（例えば金属材料）で一体に形成されている。冷却部本体７６の内部には、排熱回収部７１の外周に沿う環状のウォータジャケット（冷却流体通路）７７が形成される。冷却水は円筒状のウォータジャケット７７内を排熱回収部７１の外周に沿って流れる。その冷却水の流れ方向に直交するウォータジャケット７７の流路断面は、図４にも示したように長方形である。ウォータジャケット７７の流路断面は、長方形に限られず、四角形、六角形、三角形、円形、楕円形等のその他の形状でもよい。

ウォータジャケット７７には、図３にも示したように冷却水を導入する導入口７８と、ウォータジャケット７７から冷却水を排出する排出口７９とを備える。導入口７８と排出口７９とは、排熱回収部７１の周方向に１８０度ずらして配置されている。

導入口７８及び排出口７９には、例えばフレキシブルホース６６，６７が接続される。なお、図３では、冷却水通路を一点鎖線で示している。フレキシブルホース６６，６７はこの冷却水通路の一部を構成する。

冷却部７５を介装する位置で排気管６１を切断し、切断した２つの排気管６１，６１との接続のため、冷却部７５の上流側の端と下流側の端に各フランジ８０，８１を備える。以下、上流側の端を単に「上流端」と、下流側の端を単に「下流端」というものとする。

冷却部７５上流端のフランジ８０に対向して上流側の排気管６１の下流端にフランジ６１Ａが、冷却部７５下流端のフランジ８１に対向して下流側の排気管６１の上流端にフランジ６１Ｂが設けられている。上流側で対向する２つのフランジ６１Ａ，８０の間にはガスケット８２が挿入され、これら対向する一対のフランジ６１Ａ，８０をボルト８５及びナット８６によって複数箇所で接続する。同様に、下流側で対向する２つのフランジ６１Ｂ，８１の間にガスケット８３が挿入され、これら対向する一対のフランジ６１Ｂ，８１をボルト８７及びナット８８によって複数箇所で接続する。

冷却部本体７６内のウォータジャケット７７には、図３にも示したようにエンジン１のウォータポンプ６５により圧送される冷却水が導入口７８の開口端７８Ａから流入する。冷却水は、ウォータジャケット７７内を導入口７８から二手に分かれて流れ、排熱回収部７１を外周側から冷却する。ウォータジャケット７７を通過する冷却水は、排熱回収部７１が受け取った排気からの熱によって暖められ、排出口７９の手前で合流する。合流した冷却水は排出口７９の開口端７９Ａから冷却部本体７６の外へ排出される。冷却部本体７６から排出された冷却水は、シリンダブロック１０及びシリンダヘッド２０のウォータジャケット１６，１７や図示しない暖房装置に供給され、エンジン１の暖機や車室内の暖房に利用される。

上記した排熱回収器７０は、排気の熱を排熱回収部７１により奪い、高温となった排熱回収部７１を、冷却部本体７６内を流れる冷却水により冷却することで、排熱の一部を冷却水に伝達する構造となっている。

さて、上記の排熱回収部７１は熱膨張率の相対的に小さな材料（例えばセラミック）、冷却部７５（冷却部本体７６）は熱膨張率の相対的に大きな材料（例えば金属）で構成している。つまり、排熱回収部７１と冷却部７５の両者で熱膨張率が異なるため、両者を高温にすると、冷却部７５のほうが径方向外側に向けて排熱回収部７１より余計に膨張し、冷却部７５の内径が排熱回収部７１の外径より大きくなる。この結果、冷却部７５の内周に排熱回収部７１を挿入することができる。その後、冷却部７５と排熱回収部７１の両者が冷えれば、冷却部７５が径方向内側に向けて排熱回収部７１よりも大きく収縮し冷却部７５の内径が排熱回収部７１の外径より小さくなり、両者７５，７１が締結される。圧入によって排熱回収部７１が冷却部７５の内周に保持されるわけである。

このため、排熱回収部７１と冷却部７５が機械的に締結されていなくても、エンジンの運転中に冷却部７５が予め定められた温度範囲で使用される限りなんら問題は生じ得ない。排熱回収部７１からの熱を受けて冷却部７５の温度が上昇しようとしても、冷却部７５の熱はウォータジャケット７７内部の冷却水に速やかに伝えられ、暖まった冷却水は冷却部７５の外部に運ばれるので、冷却部７５が予め定められた温度範囲を超えることはない。

しかしながら、エンジンの運転中に不測の事態、例えばウォータポンプ６５が故障して作動を停止したときにウォータジャケット７７内を冷却水が流れなくなる。また、ウォータジャケット７７の導入口７８に接続されるフレキシブルホース６６に穴が開いたりすることでも、冷却部７５内の冷却水が流れなくなる。こうして、ウォータジャケット７７内で冷却水が滞留すると、冷却部７５が予め定められた温度範囲を超えて高温となることがある。

すると、冷却部７５が径方向外側に向かって熱膨張し、冷却部７５の内径が排熱回収部７１の外径より大きくなり、両者７５，７１の締結が緩くなる。エンジンの運転中は、排熱回収部７１が下流側に向けて排気の圧力を受け続けている。このため、両者７５，７１の締結が緩くなると、排熱回収部７１が排気に押されて冷却部７５から外れ（ずれ）、排熱回収器７０における熱回収性能が低下する事態が生じ得る。

これについてさらに説明すると、排熱回収部７１で受け取った排気の熱は、排熱回収部７１の外周７３から冷却部本体７６の内部に流入する。この場合に、排熱回収部７１の外周７３からウォータジャケット７７を流れる冷却水に熱が効率的に伝わるように、排熱回収部７１の軸方向幅Ｗ１よりもウォータジャケット７７の軸方向幅Ｗ２を大きくしている。この理由は次の通りである。すなわち、排熱回収部７１の外周７３に到達した熱は、一方向にのみ伝わるのではなく、冷却部本体７６の内部に向けて放射状に伝わる。そこで、ウォータジャケット７７の軸方向幅Ｗ２を排熱回収部７１の軸方向幅Ｗ１より大きくすることで、冷却部本体７６の内部を放射状に伝わる熱を少しでも多くウォータジャケット７７内の水に伝えさせるためである。このため、排熱回収部７１の外周７３から冷却部本体７６の内部に流入した熱は排熱回収部７１の外周７３とウォータジャケット７７の間の部位を通ってウォータジャケット７７内の冷却水に伝えられる。上記の軸方向幅Ｗ１，Ｗ２の値は、最終的には適合により定められる。

しかしながら、ウォータポンプ６５の故障やフレキシブルホース６６の穴開き（以下、「ウォータポンプ６５の故障停止等」という。）に伴い、冷却部７５が予め定められた温度範囲を外れて高温になると、排熱回収部７１と冷却部７５の締結が緩くなる。すると、排熱回収部７１が排気の圧力に押されて下流側にずれる。このずれが大きいと、排熱回収部７１が冷却部７５から外れる事態が生じ得る。排熱回収部７１が冷却部７５から外れたのでは、排熱回収部７１の受け取った排気の熱がウォータジャケット７７内の冷却水に効率よく伝えられなくなり、排熱回収器７０における熱回収性能が低下してしまう。

そこで、排熱回収部７１が冷却部７５から外れることに伴う排熱回収器７０における熱回収性能の低下を抑制する対策を予め講じておくことが必要である。このため、本発明の第１実施形態では、排熱回収部７１のすぐ下流に支持部材１０１を設ける。支持部材１０１は、排気流れの大きな抵抗とならないよう、流入口１０１Ａと排出口１０１Ｂを有する筒状に形成している。

図４では、冷却部７５前後の排気管６１，６１は、排気流れに直交する断面が円である場合を考えている。このため、前後の排気管６１，６１と接続する冷却部７５も全体として円筒状であり、冷却部７５の内周に設ける排熱回収部７１も円筒状であるが、これに限定されるものでない。前後の排気管６１，６１の排気流れに直交する断面が楕円であるときには、前後の排気管６１，６１と接続する冷却部７５の排気流れに直交する断面も楕円状となり、冷却部７５の内周に設ける排熱回収部７１の排気流れに直交する断面も楕円状となり得る。

支持部材１０１は、ベース部１０２，先端部１０３，ラッパ状部１０４で構成されている。上記ベース部１０２，先端部１０３，ラッパ状部１０４の３つの部位は同じ材料を用いて一体で形成する。このため、ベース部１０２，先端部１０３，ラッパ状部１０４の各厚さはほぼ同様である。支持部材１０１は、後述するように第２の熱源となり得るので、支持部材１０１の厚さが厚くなるほど支持部材１０１が受け取る熱の量が多くなってゆく。このため、支持部材１０１が受け取る熱が熱回収器７０の冷却性能に影響を与えることがないように、かつ排熱回収部７１が下流へと移動してきたときに支持部材１０１が潰れない適度な強度を保ち得るように、支持部材１０１の厚さを定める。

ベース部１０２及び上流側に延び出す先端部１０３は円筒状に形成され、先端部１０３はベース部１０２の外径より小さい外径を有している。先端部１０３の上流端１０３Ａはテーパー状に形成されている。上流端１０３Ａがテーパー状に形成されている場合に限定されるものでない。たとえば、上流端１０３Ａを排気流れに直交する面で形成してもかまわない。ラッパ状部１０４は先端部１０３とベース部１０２を連絡している。これによって、排熱回収部７１から流れ出す排気は、支持部材１０１の流入口１０１Ａから流入し、流入した排気は支持部材１０１の排出口１０１Ｂから下流側へと排出される。

支持部材１０１のベース部１０２を冷却部７５の下流端のフランジ８１に、例えば溶接することによって、支持部材１０１と冷却部７５を接合（固定）する。支持部材１０１は、溶接によって接合される冷却部下流端のフランジ８１と同じ材質である。冷却部本体７６と一体で形成される下流端のフランジ８１の材料は金属であるので、支持部材１０１の材料も下流端のフランジ８１と同じ金属である。冷却部７５及び支持部材１０１の材質は金属に限られず、金属と同等の性質を有する金属以外の材料であってもかまわない。

なお、ベース部１０２の冷却部７５への溶接箇所は下流端のフランジ８１に限定されるものでない。例えば、冷却部下流端のフランジ８１より上流側の冷却部本体７６にはみ出て溶接されていてもかまわない。

排熱回収部７１の直ぐ下流に支持部材１０１を設けることで、エンジンの運転中にウォータポンプ６５の故障停止等があっても、排熱回収部７１が冷却部７５から外れ排熱回収器７０における熱回収性能が低下することを抑制できる。

さて、排熱回収器７０を設計する際には、排熱回収部７１を唯一の熱源として考慮するのであり、排熱回収部７１以外の第２の熱源の存在は考慮しない。しかしながら、排熱回収部７１の直ぐ下流に支持部材１０１を設けるとなると、支持部材１０１が排気の熱を受け取り、受け取った熱が支持部材１０１から冷却部７５へと伝わり、さらにウォータジャケット７７内の冷却水に伝達され得る（図４の右側矢印参照）。排熱回収部７１を第１の熱源とすると、支持部材１０１が第２の熱源となり得るのである。しかしながら、支持部材１０１を第２の熱源とする熱回収は予定外である。このため、第２の熱源からの熱回収の分を考慮しないとなれば、ウォータポンプ６５の故障停止等時に第２の熱源からの熱回収の分だけ冷却部７５の熱膨張が大きくなる。これによって、冷却部７５と排熱回収部７１の締結が緩くなる時期（つまり熱回収器７０における熱回収性能が低下する時期）を早めてしまう。

このように、排熱回収部７１のすぐ下流に支持部材１０１が置かれるときには、排気の流れを邪魔しないことや第２の熱源からの熱回収を抑制すること等の別の対策が有ると好ましい。このため、図４，図５にも示したように支持部材１０１と排熱回収部７１との間や、支持部材１０１と冷却部７５との間に所定の隙間Ｄ，Ｃと所定の間隔Ａを設けるものとしている。以下、Ｄ，Ｃ，Ａについて個別に詳述する。

まず、先端部１０３の上流端１０３Ａと排熱回収部７１の下流端７４との間には、所定の隙間Ｄ（正の値）を設ける。ここで、隙間Ｄを設けた理由は次の通りである。すなわち、本実施形態との比較のため、比較例１を図６に示すと、図６は排気通路の延在方向に沿う比較例１の排熱回収器７０の断面図である。図４と同一部分には同一の符号を付している。図６に示したように隙間Ｄがゼロの場合、つまり、先端部１０３の上流端１０３Ａが排熱回収部７１の下流端７４に当接している支持部材１０１を有する比較例１を考える。

比較例１では、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等に伴い排熱回収部７１が冷却部７５に対して下流側に移動しようとしても、この排熱回収部７１に下流側から当接している支持部材１０１によって、排熱回収部７１の下流側への移動が阻止される。このため、一見すると、排熱回収部７０における熱回収性能が低下することはないように思える。

この場合、排熱回収部７１に設けている多数の貫通孔７２の入口や出口に目封じすることはしておらず、多数の貫通孔７２の入口から入った排気は、そのまま貫通孔７２を流れて出口から排出されることを期待している。それなのに、先端部１０３の上流端１０３Ａが排熱回収部７１の下流端７４に当接している状態は、当接部位より外周側に存在する貫通孔７２の出口に目封じしたのと同じになる。比較例１では、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等が生じていないときにおいても、排熱回収部７１で当接部位より外周側の部分が閉塞されるため、当接部位より外周側の部分では排気が流れることができない（排気の閉塞）。以下、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等が生じていないときを「正常時」という。言い換えると、比較例１では正常時でありながら、当接部位より外周側の面積分だけ、排熱回収部７１を流れる排気の面積（有効面積）が減少する。排熱回収部７１の全ての貫通孔７２を上流側から下流側に向けて排気がよどみなく流れる場合に、排熱回収部７１から熱を効率よく回収できるのであるから、有効面積が減少すると、排熱回収器７０における熱回収性能が低下してしまうのである。

また、材料がセラミックである排熱回収部７１と、材料が金属である先端部１０３が当接している状態でエンジンや車体からの振動を受けると、セラミックである排熱回収部７１の下流端７４が金属である先端部１０３の上流端１０３Ａによって削られる。削られた排熱回収部７１の破片はコンタミとして下流側に排出されてしまう。このように比較例１では、正常時でありながら、排熱回収部７１を流れる排気の有効面積の減少及び振動によるコンタミ発生が生じる。

一方、本実施形態では、先端部１０３の上流端１０３Ａと排熱回収部７１の下流端７４との間に所定の隙間Ｄを設けている。隙間Ｄを設けているので、正常時でありながら比較例１で生じていた排熱回収部７１を流れる排気の有効面積の減少に伴う排熱回収器７０における熱回収性能の低下を抑制できる上に、振動によるコンタミ発生を防止することができる。詳細には本実施形態によれば、多数の貫通孔７２の入口から入り出口から出る排気は、先端部１０３と排熱回収部７１の下流端７４との間の隙間Ｄを通って下流側へと排出されるので、排気を閉塞することはない。このため、排熱回収部７１を流れる排気の有効面積が減少することがない。また、先端部１０３の上流端１０３Ａと排熱回収部７１の下流端７４とが当接していないので、エンジンや車体からの振動を受けても、セラミックである排熱回収部７１の下流端７４が金属である先端部１０３の上流端１０３Ａによって削られることはないのである。

また、本実施形態では、先端部１０３の上流端１０３Ａの外径を排熱回収部７１の外径より小さくし、先端部１０３の外周１０３Ｂと、先端部１０３の外周１０３Ｂに対向する冷却部本体７６の内周７６Ａとの間に所定の隙間Ｃ（正の値）を設ける。ここで、隙間Ｃを設けた理由は次の通りである。すなわち、本実施形態との比較のため、参考例１を図７に示すと、図７は排気通路の延在方向に沿う参考例１の排熱回収器７０の断面図である。図４と同一部分には同一の符号を付している。図７に示したように、隙間Ｄはあるものの、隙間Ｃがゼロの場合、つまり、先端部１０３の外周１０３Ｂが冷却部本体７６の内周７６Ａに当接している支持部材１０１を有する参考例１を考える。

参考例１では、図７のように支持部材１０１の排気流れ方向に沿う断面積が第１実施形態の場合より大きい分だけ、第２の熱源としての支持部材１０１が受け取る熱の量が多くなる。しかも、先端部１０１の外周１０３Ｂが冷却部本体７６の内周７６Ａと当接しているために、支持部材１０１からウォータジャケット７７内の冷却水に伝わる熱のルートが第１実施形態の場合より短い（図７の右側矢印参照）。この２つの理由から、 ウォータポンプ６５の故障停止等時に第２の熱源からの熱回収の分だけ冷却部７５の熱膨張が大きくなり、冷却部７５と排熱回収部７１の締結が緩くなる時期を第１実施形態の場合より早めてしまう。

一方、第１実施形態では、先端部１０３と、先端部１０３に対向する冷却部本体７６との間に所定の隙間Ｃを設けている。これによって、先端部１０３の厚さが参考例１の場合より薄くなり、そのぶん第２の熱源としての支持部材１０１が受け取る熱の量が減少する。また、支持部材１０１が受け取った熱は、ベース部１０２から冷却部７５下流端のフランジ８１へと伝わる。言い換えると、熱が先端部１０３から直接冷却部本体７６に伝わることがない。かつ、ベース部１０２からフランジ８１へとしか熱が伝わらないために、支持部材１０１からウォータジャケット７７内の冷却水に伝わる熱のルートが参考例１の場合より長くなる（図４の右側矢印参照）。この２つの理由から、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等時に第２の熱源としての支持部材１０１からウォータジャケット７７内の冷却水への伝熱を参考例１の場合より抑制することができる。

次に、先端部１０３の上流端１０３Ａは、ウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂ（図４で右端）より上流側に存在するものとする。ここで、「ウォータジャケット７７の下流端」と表記した場合、この「下流端」は、ウォータジャケット７７を流れる冷却水方向からみて下流端であると誤解される可能性がある。そこで、「ウォータジャケットの排気流れ方向の下流端」と表記することで、この「下流端」は排気流れ方向からみて下流端であることを意味させている。

言い換えると、先端部１０３の上流端１０３Ａと、これより下流側のウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂとの間に、所定の間隔Ａ（正の値）を設ける。ここで、間隔Ａを設けた理由は次の通りである。すなわち、本実施形態との比較のため、参考例２を図８に示すと、図８は排気通路の延在方向に沿う参考例２の排熱回収器７０の断面図である。図４と同一部分には同一の符号を付している。図８に示したように、先端部１０３の上流端１０３Ａがウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂより下流側に存在する参考例２を考える。

参考例２では、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等に伴い、排熱回収部７１の下流端７４がウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂと一致する位置を超えて移動し、排熱回収部７１が支持部材１０１の近傍に位置している。このため、参考例２では先端部１０３の上流端１０３Ａが、ウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂ（図８で右端）より下流側に存在している。言い換えると、先端部１０３の上流端１０３Ａと、これより上流側のウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流側端７７Ｂとの間に所定の間隔Ａ’（正の値）が存在する。

このように、排熱回収部７１の下流端７４がウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂと一致する位置を超えることとなった場合でも、排熱回収部７１が受け取った熱は排熱回収部７１の外周７３から冷却部本体７６の内部に放射状に伝達される。このため、排熱回収部７１が受け取る熱の一部はウォータジャケット７７内の冷却水に向かうと考えられる（図８の左側矢印参照）。しかしながら、排熱回収部７１が受け取った熱のうちにはウォータジャケット７７内の冷却水に向かわず、脇へと向かうものが存在する（図８の右側矢印参照）。排熱回収部７１が受け取った熱のうち脇へと向かう熱についてはウォータジャケット内の冷却水に伝達されないのである。

一方、第１実施形態では、先端部１０３の上流端１０３Ａがウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂより上流側に存在している。これによって、排熱回収部７１が受け取った熱を漏れなくウォータジャケット７７内の冷却水が受け取ることができるようにすることができる。

第１実施形態では、先端部１０３の上流端１０３Ａがウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂより上流側に存在している場合であるが、この場合に限られない。熱回収部７１の下流端７４がウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂと一致する位置にあってもかまわない。この場合であれば、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等に伴い、排熱回収部７１が下流側に移動したときに、排熱回収部７１がウォータジャケット７７に隣接する位置にとどまる。排熱回収部７１がウォータジャケット７７に隣接する位置にとどまることで、排熱回収部７１が受け取った熱を参考例２の場合よりウォータジャケット７７内の冷却水が受け取ることができるようにすることができる。上記のＤ，Ｃ，Ａの各値は最終的には適合により定める。

ここで、本実施形態の作用効果をまとめて説明する。

本実施形態では、エンジンから出された排気を外部へと導く排気通路を備えるエンジンの排気装置であって、排熱回収器７０と、筒状の支持部材１０１とを備えている。上記排熱回収器７０は排気通路を流れる排気の熱を回収する排熱回収部７１、及び冷却水（冷却流体）を介して排熱回収部７１を外周側から冷却する冷却部７５を有する。上記筒状の支持部材１０１は排熱回収部７１から流れ出す排気を通過させる。そして、支持部材１０１に上流側に延び出す先端部１０３を形成し、排熱回収部７１の下流端７４と先端部１０３の上流端１０３Ａとの間に所定の隙間Ｄを設けている。本実施形態によれば、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等に伴い、排熱回収部７１と冷却部７５の締結が緩み、排熱回収部７１が下流側にずれることがあっても、その下流側へのずれを支持部材１０１によって規制することができる。さらに、隙間Ｄを設けることがなければ生じる出あろう、正常時の排熱回収部７１の有効面積の減少による熱回収性能の低下を抑制することができる。また、隙間Ｄを設けることがなければ生じる出あろう、振動によるコンタミ発生を防止することができる。

本実施形態では、先端部１０３の上流端１０３Ａの径を排熱回収部７１の外径より小さくし、先端部１０３と冷却部７５の内周との間に所定の隙間Ｃを設けている。本実施形態によれば、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等時に第２の熱源としての支持部材１０１からウォータジャケット７７内の冷却水への伝熱を参考例１の場合より抑制することができる。
本実施形態では、冷却部７５が、冷却部本体７６と、ウォータジャケット７７（本体の内部に形成され冷却流体が流れるウォータジャケット）とで構成される場合に、先端部１０３の上流端１０３Ａは、ウォータジャケット７７の排気流れ方向の下流端７７Ｂより上流側に存在する。本実施形態によれば、排熱回収部７１が受け取った熱を漏れなくウォータジャケット７７内の冷却水が受け取ることができるようにすることができる。

次に、支持部材１０１の形状は図５に示したものに限られず、図１４，図１５，図１６，図１７に示したものであってよい。ここで、図１４，図１５は第１実施形態の支持部材１０１の変形例１，２で、図１４，図１５は図５に置き換わるものである。また、図１６は変形例３の支持部材を含む、排気通路の延在方向に沿う排熱回収器７０の断面図、図１７は図１６のＸ−Ｘ線断面図である。

まず、支持部材１０１の変形例１では、図１４に示したようにラッパ状部１０４に、ほぼ楕円状の同じ形状の６個の貫通孔１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄ，１４１Ｅ，１４１Ｆが周方向に沿う均等な位置に設けられている。支持部材１０１の変形例２では、図１５に示したようにラッパ状部１０４に、長孔状の同じ形状の４個の貫通孔１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃ，１５１Ｄが周方向に沿う均等な位置に設けられている。このようにラッパ状部１０４に貫通孔１４１Ａ〜１４１Ｆ，１５１Ａ〜１５１Ｄを設けることで、排気流れに対する抵抗を、貫通孔を設けていない場合より減らすことができる。なお、貫通孔の形状、貫通孔の個数及び貫通孔を設ける位置は図１４，図１５に示すものに限定されることはない。

次に、支持部材１０１の変形例３では、図１６，図１７に示したように、支持部材１０１の先端部１０３が同じ形状の３つの棒状部１６１，１６２，１６３で構成されている。すなわち、支持部材１０１の変形例３ではラッパ状部１０４にリング状の上流端１０４Ａが形成されている。３つの棒状部１６１，１６２，１６３はこのリング状の上流端１０４Ａに沿う１２０度ずつ離れた均等な位置に配置されている。かつ、３つの棒状部１６１，１６２，１６３はこの上流端１０４Ａから上流側に向けて延び出すように、つまり排気流れに沿う方向に設けられている。

ここで、先端部１０３を３つの棒状部１６１，１６２，１６３で構成する理由は、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等時に、下流側へと移動する排熱回収部７１の下流端７４をこれら３つの部材で支持するためである。詳述すると、排熱回収部７１の下流端７４は、全体として円状の平面となっている。この全体として円状の平面である排熱回収部７１の下流端７４を支持するには少なくとも３点あればよいので、周方向に均等に３つ設けた棒状部１６１，１６２，１６３で支持するものとしたのである。

このように、３つの棒状部１６１，１６２，１６３で先端部１０３を構成する場合にも、第１実施形態の先端部１０３と同様の作用効果が得られる。

（第２実施形態）
図９は第２実施形態の排気通路の延在方向に沿う排熱回収器７０の断面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面図である。ただし、図１０では支持部材１０１のみを示している。第１実施形態の図４，図５と同一部分には同一の符号を付している。

第２実施形態の排熱回収器７０では、図９に示したように、冷却部本体７６と冷却部下流端のフランジ８１とが別部材で構成され、冷却部本体７６と冷却部下流端のフランジ８１との間に延設部材１１１が追加されている。詳細には、延設部材１１１の上流端１１１Ａが冷却部本体７６の下流端７６Ｂと、延設部材１１１の下流端１１１Ｂが冷却部下流端のフランジ８１の上流端８１Ａと当接している。冷却部本体７６と延設部材１１１との間、延設部材１１１と冷却部下流端のフランジ８１の間は、たとえば溶接により接合する。延設部材１１１を冷却部本体７６に溶接するには、延設部材１１１を冷却部本体７６及びフランジ８１と同じ材料（金属）とする。

なお、第２実施形態でも冷却部７５前後の排気管６１，６１、冷却部７５、冷却部７５の内周に設ける排熱回収部７１、延設部材１１１とも全体として円筒状である場合を考えている。ただし、この場合に限定されるものでない。ここで、冷却部７５前後の排気管６１，６１、冷却部７５、冷却部７５の内周に設ける排熱回収部７１、延設部材１１１とも、軸心を同一としている。

そして、第２実施形態では、冷却部本体７６の内径Ｒ１より延設部材１１１の内径Ｒ２が大きい場合を前提とする。冷却部本体７６の内径Ｒ１より延設部材１１１の内径Ｒ２が小さい場合を前提としないのは次の理由からである。すなわち、この場合には、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等に伴い、排熱回収部７１が下流側に移動するとき、排熱回収部７１の下流端７４が延設部材１１１の上流端１１１Ａと当接する位置で排熱回収部７１の動きが止まる。冷却部本体７６の内径Ｒ１より延設部材１１１の内径Ｒ２が小さい場合には、排熱回収部７１の下流端７４が延設部材１１１の上流端１１１Ａと当接する位置で排熱回収部７１の動きが止まるので、支持部材を改めて設ける必要がないためである。

第２実施形態では、冷却部本体７６の内径Ｒ１より内径Ｒ２が大きい延設部材１１１を冷却部本体７６の下流端７６Ｂに有する排熱回収器７０に対して、支持部材１０１を設ける。支持部材１０１の例えばベース部１０２を延設部材１１１に固定する。ベース部１０２の外径を、延設部材１１１の内径Ｒ２よりわずかに小さくし、ベース部１０２の外周１０２Ａと延設部材１１１の内周１１１Ｃを溶接により固定する。支持部材１０１を延設部材１１１に溶接するには、支持部材１０１を延設部材１１１と同じ材料（金属）とする。

この場合に、先端部１０３の上流端１０３Ａは、冷却部本体７６の下流端７６Ｂより上流側に存在するものとする。言い換えると、先端部１０３の上流端１０３Ａと、これより下流側の冷却部本体７６の下流端７６Ｂとの間に、所定の間隔Ｂ（正の値）を設ける。

ここで、間隔Ｂを設けた理由は次の通りである。すなわち、第２実施形態との比較のため、参考例３を図１１に示すと、図１１は排気通路の延在方向に沿う参考例３の排熱回収器７０の断面図である。図９と同一部分には同一の符号を付している。図１１に示したように、先端部１０３の上流端１０３Ａが冷却部本体７６の下流端７６Ｂより下流側に存在する参考例３を考える。

参考例３では、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等に伴い、排熱回収部７１の下流端７４が冷却部本体７６の下流端７６Ｂと一致する位置を超えて移動し排熱回収部７１の外周７３が延設部材１１１に対向している。このように、冷却部本体７６の内径Ｒ１より内径Ｒ２が大きい延設部材１１１を有するものでは、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等時に排熱回収部７１が冷却部本体７６から外れてしまう事態が起こり得る。このため、参考例３では先端部１０３の上流端１０３Ａが、冷却部本体７６の下流端７６Ｂより下流側に存在している。言い換えると、先端部１０３の上流端１０３Ａと、これより上流側の冷却部本体７６の下流端７６Ｂとの間に所定の間隔Ｂ’（正の値）が存在している。

極端な話をすると、排熱回収部７１の下流端７４が冷却部本体７６の下流端７６Ｂより下流側にはみ出ても、排熱回収部７１の外周７３の一部が冷却部本体７６の内周７６Ａに当接している限り、排熱回収部７１から熱がウォータジャケット７７内の冷却水に伝わる。しかしながら、図１１に示したように排熱回収部７１が冷却部本体７６から下流側に外れてしまったときには、排熱回収部７１が受け取った熱は支持部材１０１から延設部材１１１へ、延設部材１１１から冷却部本体７６へと伝わる。一方、排熱回収部７１が冷却部本体７６から外れなければ、排熱回収部７１が受け取った熱は支持部材１０１から直接に冷却部本体７６へと伝わる。参考例３では、延設部材１１１が金属で構成されていても、延設部材１１１の分だけ、排熱回収部７１からウォータジャケット７７までの熱のルートが長くなり、排熱回収器７０における熱回収性能が低下してしまうのである。したがって、冷却部本体７６の内径Ｒ１より内径Ｒ２が大きい延設部材１１１を有するものでは、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等時に排熱回収部７１を冷却部本体７６から外さないことがポイントになる。

次に、上記のように排熱回収部７１の下流端７４が冷却部本体７６の下流端７６Ｂより下流側にはみ出た状態では、はみ出ない状態より排熱回収器７０における熱回収性能が低下してしまう。したがって、排熱回収部７１を冷却部本体７６から外さないようにすることに加えて、なるべくなら排熱回収器７０における熱回収性能の低下を最小限にとどめることが好ましい。

そこで、第２実施形態では、先端部１０３の上流端１０３Ａを冷却部本体７６の下流端７６Ｂより上流側に存在させる。これによって、エンジン運転中のウォータポンプ６５の故障停止等時に排熱回収部７１の下流端７４が冷却部本体７６の下流端７６Ｂより下流側にはみ出ることがない。これによって、排熱回収部７１の下流端７４が冷却部本体７６の下流端７６Ｂより下流側にはみ出る状態の場合より排熱回収器７０における熱回収性能の低下を抑制することができる。

第２実施形態では、冷却部７５が、冷却部本体７６（排熱回収部を外周側から囲う本体）と、ウォータジャケット７７（この本体の内部に形成され冷却流体が流れるウォータジャケットとで）構成されている。そして、冷却部本体７６の下流側に接続される延設部材１１１の内径Ｒ２が冷却部本体７６の内径Ｒ１より大きい場合に、先端部１０３の上流端１０３Ａは、冷却部本体７６の下流端７６Ｂより上流側に存在している。これによって、排熱回収部７１の下流端７４が冷却部本体７６の下流端７６Ｂより下流側にはみ出る状態の場合より排熱回収器７０における熱回収性能の低下を抑制することができる。

（第３実施形態）
図１２は排気通路の延在方向に沿う第３実施形態の排熱回収器７０の断面図である。図１３は図１２のＸ−Ｘ線断面図である。ただし、図１３では支持部材１２１のみを示している。第１実施形態の図４，図５と同一部分には同一の符号を付している。

ほぼ同じ径を有する円筒型の２つの部品を嵌め合わせて組み立てるときには、適正なセンタリングを得る必要がある。一方の円筒型部品に、その一方の円筒型部品の内径より小さい外径の円筒部材を、他方の円筒型部品との当接面に向け突出させて取り付ける。そして、他方の円筒型部品を、突出させた円筒部材をガイドとして一方の円筒型部品と嵌め合わせることで、ほぼ同じ径を有する２つの円筒型部品の軸心を正確に合わせる（センタリングする）ことができる。このように一方の円筒型部品と他方の円筒型部品を接続する際に、他方の円筒型部品から突出させた円筒部材をインロー継手として機能させることができ、２つの円筒型部品の軸心を正確に合わせる（センタリングする）ことができる。以下、上記他方の円筒型部品から突出させた円筒部材を「インロー部材」という。

上記一方の円筒型部品として排熱回収器７０が、上記他方の円筒型部品として排熱回収器７０の下流側に接続される排気管６１がある。このため、例えば図１２に示したように、排熱回収器７０と下流側の排気管６１とを接続する際に、下流側の排気管６１のフランジ６１Ｂにフランジ６１Ｂの内径よりもわずかに小さい外径を有する円筒部材１３１（支持部材）を取り付ける。

インロー部材としての円筒部材１３１は、フランジ６１Ｂの内径よりもわずかに小さい外径を有する円筒状のベース部１３２と、上流側に向けて縮小するラッパ状部１３３とで構成する。ベース部１３２のうち下流側を、下流側の排気管６１のフランジ６１Ｂに溶接で固定するが、ベース部１３２のうち上流側はフランジ６１Ｂの上流端より上流に向かって突出させておく。インロー部材としての円筒部材１３１は排気管６１に溶接するので、円筒部材１３１の材料は、排気管６１の材料と同じ金属である。そして、ラッパ状部１３３と、ベース部１３２のうち上流に向かって突出する部位とをガイドとして、排熱回収器７０の下流側のフランジ８１を下流側の排気管６１と嵌め合わせる。嵌め合わせた後には、排熱回収器７０と下流側の排気管６１とをボルト８７、ナット８８によって締結する。これによって、排熱回収器７０と下流側の排気管６１を接続する際に、下流側の排気管６１から突出させた円筒部材１３１をインロー継手として機能させることができ、排熱回収器７０と下流側の排気管６１の軸心を正確に合わせる（センタリングする）ことができる。

第３実施形態では、このように排熱回収器７０と下流側の排気管６１を接続する際に、下流側の排気管６１から突出させた円筒部材１３１をインロー継手として機能させるものを前提とする。そして、第３実施形態では、円筒部材１３１のラッパ状部１３３から、上流側に延びる円筒状の先端部１３４を追加して設ける。円筒部材１３１と先端部１３４とは一体で形成する。つまり、円筒部材１３１と先端部１３４とを同一部品とする。円筒部材１３１と先端部１３４の全体で第１実施形態の支持部材１０１と同じ機能の支持部材１２１を構成するのである。

ここで、先端部１３４と排熱回収部７１との位置関係、先端部１３４と冷却部本体７６との位置関係は第１実施形態と同様である。すなわち、先端部１３４の上流端１３４Ａと排熱回収部７１の下流端７４との間には、所定の隙間Ｄ（正の値）を設ける。先端部１３４の外周１３４Ｂと、先端部１３４に対向する冷却部本体７６との間には、所定の隙間Ｃ（正の値）を設ける。先端部１３４の上流端１３４Ａは、ウォータジャケット７７の下流側端７７Ｂより上流側に存在するものとする。言い換えると、先端部１３４の上流側端１３４Ａとウォータジャケット７７の下流側端７７Ｂとの間に所定の間隔Ａ（正の値）を設ける。

第３実施形態では、排気管６１から上流側に円筒部材１３１（支持部材）が突出するように円筒部材１３１を排気管６１に取り付けている。そして、排気管６１を冷却部６５の下流端に接続する場合に、排気管６１に取り付けられる円筒部材１３１と先端部１３４を一体で形成している。これによって、第３実施形態においても、第１実施形態の作用効果と同様の作用効果を有する。さらに第３実施形態では、円筒部材１３１と先端部１３４とを一体で形成することで、コストダウンを図ることができる。

さらに第３実施形態では、排気管６１に取り付けられる円筒部材１３１（支持部材）はインロー部材であるので、コストダウンを図ることができる。

さて、第１実施形態では、支持部材１０１が下流側のフランジ８１を含む冷却部７５に取り付けられているため、支持部材１０１の受け取る熱が下流側のフランジ８１を含む冷却部７５を介してウォータジャケット７７内の冷却水に伝達される。これは、前述したように支持部材１０１が第２の熱源となるためである。このため、第１実施形態では所定の隙間Ｃを設けることで、第２の熱源からの熱の伝達ルートが長くなるようにして第２の熱源からの熱回収量を低減し、これによってウォータジャケット７７内の冷却水への余計な熱の流入を抑制している。

一方、第３実施形態においても、支持部材１２１が受け取る熱が下流側の排気管６１のフランジ６１Ｂから、下流端のフランジ８１を含む冷却部７５を介してウォータジャケット７７内の冷却水に伝わろうとする。この場合、第３実施形態では、ベース部１３２のうち下流側だけが下流側の排気管６１に溶接されている。このため、支持部材１２１が受け取った熱は溶接部位から下流側の排気管６１に伝わり、さらに冷却部下流端のフランジ８１に伝わろうとする。しかしながら、下流側の排気管６１のフランジ６１Ｂと冷却部下流端のフランジ８１との間にはガスケット８３が介装されているため、下流側の排気管６１のフランジ６１Ｂから冷却部下流端のフランジ８１への熱の伝達が遮断される（図１２の右側矢印参照）。また、支持部材１２１のベース部１３２のうち上流側は溶接されていない。熱は溶接部位を介して主に伝達されるのであるから、ベース部１３２と下流側フランジ８１を含む冷却部７５とが密着していない部分では熱の伝達が十分には行われない。これら２つの理由によって、第２の熱源（支持部材１２１）からのウォータジャケット７７内の冷却水への熱の流入を、第１実施形態の場合よりも低減することができる。

ここで、第１実施形態と第３実施形態の関係を述べると、第３実施形態では、インロー部材（１３１）が下流側の排気管６１に取り付けてあるものを前提とした。そして、このものを前提として先端部１３４を追加して設けた。一方、第１実施形態は、インロー部材が下流側の排気管６１にそもそも取り付けてないものを前提としているために、インロー部材に相当する部材（１０２，１０４）と先端部１０３を一体とした支持部材１０１を新たに設けたものである。

第３実施形態では、排熱回収器７０と下流側の排気管６１を接続する際に、下流側の排気管６１から突出させた円筒部材１３１をインロー継手として機能させるものを前提とする場合で説明したが、この場合に限定されるものでない。たとえば、下流側の排気管６１から上流側に突出する円筒状の部材を設けているが、この円筒状の部材にインロー継手としての機能がないものがあれば、このものを前提とすることができる。このものを前提とする場合には、円筒状の部材の上流側に先端部を追加して設けるのである。この場合、上流側に突出する円筒状の部材と先端部を一体で形成する。これによって、下流側の排気管６１から上流側に突出する円筒状の部材を設けているが、この円筒状の部材にインロー継手としての機能がないものを前提とする場合においても、コストダウンを図ることができる。

実施形態では排熱回収部７１がセラミックで構成されている場合で説明したが、この場合に限定されるものでない。排熱回収部はセラミック以外の材料で構成されていてもよい。

１ エンジン
６０ 排気装置
６１ 排気管
６５ ウォータポンプ
７０ 排熱回収器
７１ 排熱回収部
７４ 下流端
７５ 冷却部
７６ 冷却部本体
７６Ｂ 下流端
７７ ウォータジャケット（冷却流体通路）
７７Ｂ 排気流れ方向の下流端
１０１ 支持部材
１０３ 先端部
１０３Ａ 上流端
１１１ 延設部材
１３１ 円筒部材（支持部材、インロー部材）
１３４ 先端部

Claims (5)

1. エンジンから排出された排気を外部へと導く排気通路を備えるエンジンの排気装置であって、
   前記排気通路を流れきた排気の熱を回収する排熱回収部、及び冷却流体を介して前記排熱回収部を外周側から冷却する冷却部を有する排熱回収器と、
   前記排熱回収部から流れ出す排気を通過させる筒状の支持部材と
   を備え、
   前記冷却部は、前記排熱回収部を外周側から囲う本体と、この本体の内部に形成され前記冷却流体が流れる冷却流体通路とで構成され、
   前記支持部材に上流側に延び出す先端部を形成し、
   前記排熱回収部の下流端と前記先端部の上流端との間に所定の隙間を設け、
   前記先端部の上流端は、前記冷却流体通路の排気流れ方向の下流端より上流側に配置されることを特徴とするエンジンの排気装置。
2. 前記先端部と前記冷却部の内周との間に所定の隙間を設けることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気装置。
3. 排気管から上流側に前記支持部材が突出するように前記支持部材を排気管に取り付け、前記排気管を前記冷却部の下流端に接続する場合に、前記排気管に取り付けられる支持部材と前記先端部を一体で形成することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気装置。
4. 前記排気管に取り付けられる支持部材はインロー部材であることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気装置。
5. エンジンから排出された排気を外部へと導く排気通路を備えるエンジンの排気装置であって、
   前記排気通路を流れきた排気の熱を回収する排熱回収部、及び冷却流体を介して前記排熱回収部を外周側から冷却する冷却部を有する排熱回収器と、
   前記排熱回収部から流れ出す排気を通過させる筒状の支持部材と
   を備え、
   前記冷却部は、前記排熱回収部を外周側から囲う本体と、この本体の内部に形成され前記冷却流体が流れる冷却流体通路とで構成され、
   前記支持部材に上流側に延び出す先端部を形成し、
   前記排熱回収部の下流端と前記先端部の上流端との間に所定の隙間を設け、
   前記本体の下流側に接続される延設部材の内径が前記本体の内径より大きい場合に、前記先端部の上流端は、前記本体の下流端より上流側に存在することを特徴とするエンジンの排気装置。

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