JP7129744B2 - 自動車用排熱回収装置 - Google Patents
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Description
これによれば、扁平流通管の扁平面を第1流体の流れ方向に沿わせ、複数の扁平流通管を間隔を開けて並置することにより、熱交換面積を増加させることができる。更に、下流側の扁平流通管における第1流体の流れ方向の上流側の端部を上流側の扁平流通管と重ならないようすることで、下流側の扁平流通管に第2流体と温度差の大きい第1流体を当てて、熱交換性能を高めることができる。従って、熱交換効率を格段に高めることができる。また、第2流体が上流側の扁平流通管群と下流側の扁平流通管群との間をUターンして流通する構造により、冷却水等の熱交換を行う流体を導入側と同じ側に導出することができ、自動車用排熱回収装置の車両内での設置場所の自由度を高めることができる。また、この扁平流通管の扁平形状、配置により、基体を流通する第1流体の圧力損失を低減し、スムーズな第1流体の流れを確保することができ、特に第1流体を自動車の内燃機関の排気とする場合には、圧力損失の低減によって内燃機関の背圧を低減し、内燃機関の排気効率、吸気効率、燃焼効率を高めることもできる。
これによれば、上流側の扁平流通管群と下流側の扁平流通管群が延びる管路方向に間隔を開けて複数の伝熱フィンを設けることにより、熱交換効率をより一層高めることができる。また、同一の伝熱フィンに上流側の扁平流通管群と下流側の扁平流通管群を挿通することで、伝熱フィンの取付により、上流側の扁平流通管群と下流側の扁平流通管群を容易に一体化して組み立てることができる。
これによれば、上流側の扁平流通管群と下流側の扁平流通管群への第2流体の導入、導出を簡単に行うことができる。また、Uターン区画部により、上流側の個々の扁平流通管を扁平流通管の積層方向への位置をずらして下流側の扁平流通管に接続する等の複雑な構造が不要となり、第2流体のUターンさせる構造を簡易化し、低コストにすることができる。また、Uターン区画部の内部で上流側或いは下流側の扁平流通管群の個々の扁平流通管から導出された第2流体が混合されるので、乱流化、攪拌を促進して温度ムラを抑制し、熱交換効率をより一層高めることができる。
これによれば、扁平流通管の管路方向で合わせるように接合される一対の半体、基体に対して扁平流通管を容易且つ確実に位置決めして、扁平流通管を架設された状態で固定することができる。
これによれば、扁平流通管の管路方向で合わせるように接合される一方の半体と他方の半体を正確な位置に位置決めして合わせることができ、製造作業の容易化、歩留まりの向上を図ることができる。
これによれば、一対の半体を接合して形成される基体と、基体の膨出部の内部を略区分するセパレータによって熱交換路と迂回路を構成することができるので、切り替え可能な熱交換路と迂回路を有する自動車用排熱回収装置を少ない部品点数で形成することができる。従って、部品の接合箇所が少なくなり、製造効率を向上することができると共に、部品のコストや接合作業のコストを減らして製造コストを低減することができる。また、部品点数が少ないことから、自動車用排熱回収装置を軽量化することができ、軽量化によって自動車の燃費を改善することができる。
これによれば、一対の半体を扁平流通管の管路方向で互いに合わせる作業と連係させて、セパレータ、傾動バルブ、扁平流通管を基体に容易に設置することができる。
本発明による実施形態の自動車用排熱回収装置1は、図1~図7に示すように、略筒形の流体導入部21と、略筒形の流体導出部22と、流体導入部21と流体導出部22との間に設けられる膨出部23を有し、第1流体が流通する基体2を備える。膨出部23は内部に広い空間が形成されるように外側に膨出し、基体2は全体として中間部に膨らみを有する略管状に形成されている。図示例の基体2は、略筒形の流体導入部21の軸線と、略筒形の流体導出部22の軸線が略一致するように形成され、膨出部23は、流体導入部21と流体導出部22から一方向の側方に突出して形成されている。
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記変形例や追記した内容も含まれる。
6…伝熱フィン 61…挿通穴 62…テーパ縁 7…区画ユニット 71…第1区画部 711…接続穴 72…第2区画部 721…接続穴 73、74…配管 8…Uターン区画部 ER…熱交換路 DR…迂回路
Claims (7)
- 第1流体が流通する基体と、
前記第1流体の流れ方向に対して角度を付けて延設され且つ扁平面が前記第1流体の流れ方向に沿うように設けられ、前記第1流体と熱交換する第2流体が流通する扁平流通管を備え、
前記第1流体の流れ方向の上流側の扁平流通管群と、前記上流側の扁平流通管群とは別の下流側の扁平流通管群が、それぞれ前記扁平流通管を前記第1流体の流れ方向に対して略垂直方向に間隔を開けて複数並置して構成され、
前記下流側の扁平流通管群の前記扁平流通管における前記第1流体の流れ方向の上流側の端部が、前記上流側の扁平流通管群の前記扁平流通管と前記第1流体の流れ方向に対して重ならないように設けられると共に、
前記上流側の扁平流通管群と前記下流側の扁平流通管群との間をUターンするようにして前記第2流体が流通する流路が構成されていることを特徴とする自動車用排熱回収装置。 - 前記上流側の扁平流通管群と前記下流側の扁平流通管群が同一の伝熱フィンに一括して挿通されると共に、
前記上流側の扁平流通管群と前記下流側の扁平流通管群が延びる管路方向に間隔を開けて複数の伝熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項1記載の自動車用排熱回収装置。 - 前記上流側の扁平流通管群の各々の前記扁平流通管の一端開口が開放される第1区画部と、
前記下流側の扁平流通管群の各々の前記扁平流通管の一端開口が開放され、前記第1区画部と区画される第2区画部を備え、
前記第1区画部と前記第2区画部のいずれか一方に前記第2流体が外部から導入され、他方から前記第2流体が外部に導出されると共に、
前記上流側の扁平流通管群の各々の前記扁平流通管の他端開口と前記下流側の扁平流通管群の各々の前記扁平流通管の他端開口が開放されるUターン区画部が設けられることを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用排熱回収装置。 - 前記基体が一対の半体を前記扁平流通管の管路方向で合わせるように接合して形成され、
一方の前記半体の貫通穴と他方の前記半体の貫通穴に、各々の前記扁平流通管の両端部がそれぞれ嵌合されて溶接されていることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載の自動車用排熱回収装置。 - 前記基体が一対の半体を前記扁平流通管の管路方向で合わせるように接合して形成され、
一方の前記半体の合わせ部分に設けられている嵌合部が、他方の前記半体の合わせ部分に設けられている被嵌合部に嵌合されていることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載の自動車用排熱回収装置。 - 流体導入部、流体導出部、前記流体導入部と前記流体導出部との間の膨出部を有し、一対の半体を前記扁平流通管の管路方向で合わせるように接合して形成されている前記基体と、
前記基体を流通する前記第1流体の流れ方向に延設され、前記膨出部の内部を熱交換路と迂回路に略区分するセパレータと、
前記基体を流通する前記第1流体の流れを前記熱交換路と前記迂回路のいずれかに規制するように切替可能な傾動バルブを備え、
前記上流側の扁平流通管群と前記下流側の扁平流通管群が、前記熱交換路を流通する前記第1流体が周囲を流れるように設けられることを特徴とする請求項1~5の何れかに記載の自動車用排熱回収装置。 - 前記セパレータと前記傾動バルブと前記扁平流通管が、前記半体の相互間に架設されていることを特徴とする請求項6記載の自動車用排熱回収装置。
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