JPH0372909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エンジン等の排ガスからの熱回収装
置に利用される熱交換器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年の省エネルギー志向から、エンジン等の熱
源からの排ガスからの熱をも回収し、トータルの
エネルギー効率を高めようとする、第１図に示す
ようなシステムが考えられ稼働している。このシ
ステムは、エンジンからの軸出力を動力として取
り出し、排熱を熱交換器１で回収し、消音器２を
通して排出するシステムである。従来このような
システムでは、エンジン３からの排熱回収を行な
う熱交換器１と消音器２は別々に設けられてお
り、それ故システムとして繁雑になるとともに、
消音器本体からの透通音が大きく、そのために消
音器質量を大きくしなければならないなどの欠点
を有している。

また、従来の排熱回収用の熱交換器としては第
２図および第３図に示すようないわゆるフインタ
イプやプレート式などの形式が多いが、エンジン
からの流れは脈動流であり、これらの形式ではこ
の脈動流の効果を充分に生かせる構成となつてい
ない。また、排ガスからの熱回収の効率を上げる
と排ガスが凝縮し、フイン表面やプレート表面の
腐食が進行されるが、フインの板厚が薄いために
早期に熱交換性能が降下したり、プレート式では
プレート空間に凝縮水が堆積し腐食を進行させる
などの欠点を有している。またプレート式ではプ
レート空間で燃焼排ガス流の急縮小、急拡大がな
され若干の減音効果は期待されるものの、急縮
少、急拡大の割合が小さいためにその効果は小さ
い。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、消音器と熱交換器を
一体にしてシステム構成が簡単になるようにする
とともに熱交換性能を向上させ、消音性能が優
れ、かつ熱交換器、消音器のスケールアツプが簡
単な熱交換器を提供するものである。

発明の構成 本発明は被加熱流体の入つたウオータージヤケ
ツトで外側を囲み、、その内部空間を複数に分割
する仕切板を設け、その仕切板は少なくともその
一部を内部空間を流れる流体の流れ方向に突出さ
せて、その突出部に複数の小孔を設けているもの
であり、さらに、それらの内部空間に被加熱流体
が通過する伝熱管を設けている。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。第４図は本発明の一実施例の熱交
換器を示す図である。４はウオータージヤケツト
であり、ウオータージヤケツト４の内側空間５に
は複数の伝熱管６と仕切板７，８，９が設けられ
ており、ヘツダー１０には水排出管１１が設けら
れ、ヘツダー１２は水孔１３によつてウオーター
ジヤケツト４と連通され、さらにウオータージヤ
ケツト４には水導入管１４が設けられている。仕
切板７，８，９には少なくともその一部に、図の
破線で示す排ガス流と同じ方向に突出させた突出
部１５が設けられ、その突出部１５には、複数の
小孔１６が穿たれている。本実施例ではこの小孔
１６は突出部１５の円周上に穿たれ小孔１６より
噴出される排ガス流１７が、ウオータージヤケツ
ト内面に衝突するように構成している。

両端の空間１８，１９に排ガス導入口２０と排
ガス排出口２１が設けられている。

次にその動作を説明する。まず加熱される流体
は１４の水導入管からウオータージヤケツト４を
通り、水孔１３からヘツダー１２に入り、各伝熱
管６に分岐れて流れ、ヘツダー１０に入り、水排
出管１１より排出される。一方加熱流体であるエ
ンジンなどの熱源からの排ガスは排ガス導入口２
０より空間１８に入り、仕切板７に設けた突出部
１５の小孔１６より円周方向に噴出され、さらに
次の仕切板に設けられた突出部２２に入り小孔２
３より噴出するものであり、このように排ガスが
流れる間にウオータージヤケツト内面や、伝熱管
表面で熱交換されるものである。

以上のように本実施例によれば、エンジンから
排ガス導入口２０に導かれた排ガスは第１の空間
１８で急拡大し、仕切板７の突出部１５に入る時
に急縮小され、さらに突出部１５の小孔１６から
円周方向に噴出される時に急拡大されるといつた
複数空間での繰返しによつて、いわゆる膨脹型タ
イプの消音効果を発揮するものであつてエンジン
などからの騒音が大巾に減少される。また排ガス
空間はその外側を質量の大きいウオータージヤケ
ツト４で囲んであるので、透過音を減少できるも
のである。また、このように複数の空間をつくる
には単に仕切板を伝熱管あるいはウオータージヤ
ケツト内壁に適当な距離で固着させるだけて可能
であるし、熱源の騒音特性に大じて任意に空間の
大きさを変える事ができる。

本実施例では突出部に設けた小孔を円周方向に
噴出するようにしてあるが、このよにすると、小
孔から噴出する排ガスが伝熱管あるいはウオータ
ージヤケツト内壁に衝突する効果によつて熱伝達
性能が大巾に増加する。また排気量、排熱量の異
なるエンジンなどに用いる場合には、全体径をこ
のままにして、長さを変え、空間の大きさを変え
るだけで簡単にスケールアツプできるし、伝熱面
積の増減も可能である。

なお本実施例では仕切板に設けた突出部はほぼ
中心に位置させており、突出部の先端は閉じてい
るが、突出部の中心よりずらし、相隣る仕切板で
互い違いにして、突出部先端にも小孔を設けて、
仕切板で排ガス噴流が衝突するようにしても熱伝
達性能が増加する。またエンジンなどの排ガスか
ら熱回収すると凝縮水が発生し、熱交換器表面を
腐食する事があるが、熱交換器を垂直口に立てる
事により発生した凝縮水を小孔よりすばやく滴下
せしめて回収でき、腐食を制御する事ができる。

発明の効果 本発明の熱交換器においては、消音器一体器の
熱交換器が簡単な構成でつくられるとともに、音
源の騒音特性に応じて簡単に対応できて減音効果
を増大させ、さらに熱源のスケールアツプにも簡
単に対応できる。またエンジンなどの排ガスの脈
動効果を充分に活用して伝熱性能が向上するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排熱回収熱交換器を設けたエン
ジンシステムの概略図、第２図は従来のフインタ
イプ熱交換器の断面図、第３図は従来のプレート
タイプ熱交換器の断面図、第４図は本発明の一実
施例の熱交換器の断面図、第５図は第４図のＡ−
A′断面図である。 ４……ウオータージヤケツト、５……内側空
間、６……伝熱管、７，８，９……仕切板、１
０，１２……ヘツダー、１１……水排出管、１５
……突出部、１７……排ガス流、２１……排ガス
排出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外側をウオータージヤケツトで囲まれた被加
   熱流体の通過する内部空間に、前記被加熱流体の
   通過する複数の伝熱管を設け、前記内部空間を流
   れる加熱流体の流れ方向に少なくとも一部を突出
   させた突出部と前記突出部に前記加熱体が前記伝
   熱管に衝突するように噴出される複数の小孔とを
   設けた仕切板により前記内部空間を前記仕切板で
   複数に分割したことを特徴とする熱交換器。 ２ 突出部を仕切板中央より偏心させて設け、隣
   接する前記仕切板相互において前記突出部の位置
   が相違することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の熱交換器。