JPS6143212A - ヒ−トパイプ使用伝熱装置 - Google Patents
ヒ−トパイプ使用伝熱装置Info
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- JPS6143212A JPS6143212A JP59163632A JP16363284A JPS6143212A JP S6143212 A JPS6143212 A JP S6143212A JP 59163632 A JP59163632 A JP 59163632A JP 16363284 A JP16363284 A JP 16363284A JP S6143212 A JPS6143212 A JP S6143212A
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- Japan
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- exhaust
- heat
- chamber
- heat pipe
- flow path
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
- F01N13/087—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits having valves upstream of silencing apparatus for by-passing at least part of exhaust directly to atmosphere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は燃料の燃焼排気ガス、なかんずく自動車エンジ
ンの排ガスの保有熱を活用するための、ヒートパイプを
使用した伝熱装置に関する。
ンの排ガスの保有熱を活用するための、ヒートパイプを
使用した伝熱装置に関する。
［従来の技術］
車両に搭載される暖房装置は一般にエンジン冷却水系に
生ずる温水を熱源としているので、エンジン始動直後は
勿論のこと、ジーゼルエンジンや高回転タイプのガソリ
ンエンジンが特に寒冷地において走行する場合には暖房
能力に不足を来たしがちとなる。対応策として、エンジ
ン排気管内にヒートパイプの吸熱端を取りつけて、排気
熱を補集する方法が案出されたが、排気管内の最高温度
は９００℃にも達することがあり、一般的なヒートパイ
プ作動液の可使温度が３００℃近辺を越えないことから
、ヒートパイプの作動上の安全性や耐久性に解決を迫ら
れる問題が残されていた。
生ずる温水を熱源としているので、エンジン始動直後は
勿論のこと、ジーゼルエンジンや高回転タイプのガソリ
ンエンジンが特に寒冷地において走行する場合には暖房
能力に不足を来たしがちとなる。対応策として、エンジ
ン排気管内にヒートパイプの吸熱端を取りつけて、排気
熱を補集する方法が案出されたが、排気管内の最高温度
は９００℃にも達することがあり、一般的なヒートパイ
プ作動液の可使温度が３００℃近辺を越えないことから
、ヒートパイプの作動上の安全性や耐久性に解決を迫ら
れる問題が残されていた。
〔発明が解決しようとする問題点］
従来技術の項で述べたように、ヒートパイプの吸熱側端
部をその可使温度限界を大巾に１廻る可能性のある燃料
燃焼ガスの排気管内に配置して排気熱回収のために使用
する際に生ずることが予想される不具合や危険を解消す
るのが本発明の技術課題である。
部をその可使温度限界を大巾に１廻る可能性のある燃料
燃焼ガスの排気管内に配置して排気熱回収のために使用
する際に生ずることが予想される不具合や危険を解消す
るのが本発明の技術課題である。
［問題点を解決するための手段］
本発明のヒートパイプ使用伝熱装置は、燃料燃焼ガスの
排気路の途中に介在させるための排気熱回収チャンバー
と、該チャンバー内に吸熱側端部を挿置したヒートパイ
プと、前記チャンバーの上流側の前記排気路に設けた排
気のバイパス流路と、前記チャンバーの上流側に設けら
れる排気温センサと、前記バイパス流路の分岐点に設け
られる排気流路の切換手段と、前記排気温センサが設定
値以上の湿度を検知したとき、前記排気流路の切換手段
を排気が前記チャンバーに流入しない側に働かせるため
の電気回路とを組合せてなる。
排気路の途中に介在させるための排気熱回収チャンバー
と、該チャンバー内に吸熱側端部を挿置したヒートパイ
プと、前記チャンバーの上流側の前記排気路に設けた排
気のバイパス流路と、前記チャンバーの上流側に設けら
れる排気温センサと、前記バイパス流路の分岐点に設け
られる排気流路の切換手段と、前記排気温センサが設定
値以上の湿度を検知したとき、前記排気流路の切換手段
を排気が前記チャンバーに流入しない側に働かせるため
の電気回路とを組合せてなる。
［本発明の好ましい実施態様］
前記排気流路の切換手段が、流路切換弁とその作動用モ
ータ、ソレノイドないしは流体サーボなどとの組合せか
らなり、前記排気路が車載内燃機関の排気管である。
ータ、ソレノイドないしは流体サーボなどとの組合せか
らなり、前記排気路が車載内燃機関の排気管である。
［発明の作用効果］
ヒートパイプを組み込んだ排気管にバイパス排気路を設
けて置き、排気熱を必要としない時には排気がヒートパ
イプを避けてバイパス路を流れるように構成する方法は
すでに考えられているが、ヒートパイプを高温排気熱か
ら守るためにバイパス流路を切換える方法は未開発であ
る。本発明装置は排気温センサとバイパス流路切換弁お
よび切換のための電気的手段との組合わせによって、自
動的にヒートパイプが無用に高熱に曝されつづけあるい
は異常高温の危険に直面することを確実に防止できる。
けて置き、排気熱を必要としない時には排気がヒートパ
イプを避けてバイパス路を流れるように構成する方法は
すでに考えられているが、ヒートパイプを高温排気熱か
ら守るためにバイパス流路を切換える方法は未開発であ
る。本発明装置は排気温センサとバイパス流路切換弁お
よび切換のための電気的手段との組合わせによって、自
動的にヒートパイプが無用に高熱に曝されつづけあるい
は異常高温の危険に直面することを確実に防止できる。
［実施例］
本発明になるヒートパイプ使用伝熱装置の基本的構成を
一部破断面を含む装置の上面図としての第１図によって
説明すると、燃料燃焼ガスの排気路ＡＩ 、Ａ２の途中
に排気路の一部を拡張させるようにして排気熱回収チャ
ンバー１が設けられ、このチャンバー内にはヒートパイ
プ２の吸熱側端部２ａ（第２図参照）が挿置されている
。そしてこのチャンバー１の上流側排気路には、流路切
換手段この場合にはソレノイド４によって働かされるダ
ンパ３を組み込んだ排気路分岐継手５とそれに連らなる
排気のバイパス流路６が取りつけられている。また排気
路分岐点の上流側には、流路内の排気温センサ７が設置
され、その出力信号がこの図では省かれている電気回路
を経てソレノイド４に伝えられるように構成されている
。ダンパ３の回転軸８に固定されたバー９には常時はダ
ンパ３をバイパス流路６を開く側に働かせるだめのスプ
リング１０と、ソレノイド４の作動棹１１が連結されて
いる。作動棹には緩衝用スプリング１２が組み込まれて
いる。１３はソレノイド４のブラケット、１４はソレノ
イドの電源へのリード線、１５は排気の浄化器である。
一部破断面を含む装置の上面図としての第１図によって
説明すると、燃料燃焼ガスの排気路ＡＩ 、Ａ２の途中
に排気路の一部を拡張させるようにして排気熱回収チャ
ンバー１が設けられ、このチャンバー内にはヒートパイ
プ２の吸熱側端部２ａ（第２図参照）が挿置されている
。そしてこのチャンバー１の上流側排気路には、流路切
換手段この場合にはソレノイド４によって働かされるダ
ンパ３を組み込んだ排気路分岐継手５とそれに連らなる
排気のバイパス流路６が取りつけられている。また排気
路分岐点の上流側には、流路内の排気温センサ７が設置
され、その出力信号がこの図では省かれている電気回路
を経てソレノイド４に伝えられるように構成されている
。ダンパ３の回転軸８に固定されたバー９には常時はダ
ンパ３をバイパス流路６を開く側に働かせるだめのスプ
リング１０と、ソレノイド４の作動棹１１が連結されて
いる。作動棹には緩衝用スプリング１２が組み込まれて
いる。１３はソレノイド４のブラケット、１４はソレノ
イドの電源へのリード線、１５は排気の浄化器である。
またヒートパイプ２の吸熱側端部２ａには吸熱能力向上
用のフィン１６が取りつけられている。なおダンパ３の
位置は常時はバイパス流路６を閉、排気路Ａ２を開とし
てもよいが排気の流通抵抗やヒートパイプの老化を考え
れば容易ではない。
用のフィン１６が取りつけられている。なおダンパ３の
位置は常時はバイパス流路６を閉、排気路Ａ２を開とし
てもよいが排気の流通抵抗やヒートパイプの老化を考え
れば容易ではない。
次に第１図に示された実施態様に基づいて本発明装置の
働きを説明すると、先ず本装置を装着すべき燃料燃焼ガ
スの排気路Ａこの場合には自動車の排気管内の最高上昇
温度および平均上昇温度をあらかじめ測定することによ
ってこの平均上昇温度に近い作動温度範囲をもった作動
液と、この温度を上回らなければ充分に熱的な耐久力を
もったパイプと組み合わせからなるヒートパイプ２が選
択される。然る後排気渇センサ１も、上記の作動温度範
囲近辺をカバーできる感度のものを選択する。ダンパ３
に排気流路の切換動作指令を発するための電気回路は、
排気分岐路の上流側において排気温度がヒートパイプの
安全可使温度を越えた時、排気温センサ７からの信号に
基づいてダンパ３を、排気バイパス流路６が開く側に働
かせるための指令を発するように構成する。
働きを説明すると、先ず本装置を装着すべき燃料燃焼ガ
スの排気路Ａこの場合には自動車の排気管内の最高上昇
温度および平均上昇温度をあらかじめ測定することによ
ってこの平均上昇温度に近い作動温度範囲をもった作動
液と、この温度を上回らなければ充分に熱的な耐久力を
もったパイプと組み合わせからなるヒートパイプ２が選
択される。然る後排気渇センサ１も、上記の作動温度範
囲近辺をカバーできる感度のものを選択する。ダンパ３
に排気流路の切換動作指令を発するための電気回路は、
排気分岐路の上流側において排気温度がヒートパイプの
安全可使温度を越えた時、排気温センサ７からの信号に
基づいてダンパ３を、排気バイパス流路６が開く側に働
かせるための指令を発するように構成する。
従って自動車のエンジン始動スイッチが入れられ、それ
と連動させて電気回路の電源スィッチが投入されると、
ソレノイド４に通電されてダンパ３は排気バイパス流路
６を閉じ、排気熱回収チャンバー１を介在させた排気路
Ａ２を解放させるのでチャンバー１内に高温排気が流入
しヒートパイプ２による排気熱回収が開始される。エン
ジンが高回転状態に入ると排気温度も次第に上昇し、例
えば３５０℃といったヒートパイプの安全可使温度を越
えると、あらかじめこの３５０℃を設定作動温度として
与えられている電気回路が排気温センサ７からの情報に
基づいてソレノイド４を働かせ、ダンパ３をバイパス流
路６を開、チャンバー１を介在させた流路Ａ２を閏の側
に切換させる。これによってヒートパイプ２は高熱の危
険から逃れることができる。
と連動させて電気回路の電源スィッチが投入されると、
ソレノイド４に通電されてダンパ３は排気バイパス流路
６を閉じ、排気熱回収チャンバー１を介在させた排気路
Ａ２を解放させるのでチャンバー１内に高温排気が流入
しヒートパイプ２による排気熱回収が開始される。エン
ジンが高回転状態に入ると排気温度も次第に上昇し、例
えば３５０℃といったヒートパイプの安全可使温度を越
えると、あらかじめこの３５０℃を設定作動温度として
与えられている電気回路が排気温センサ７からの情報に
基づいてソレノイド４を働かせ、ダンパ３をバイパス流
路６を開、チャンバー１を介在させた流路Ａ２を閏の側
に切換させる。これによってヒートパイプ２は高熱の危
険から逃れることができる。
次に排気の流路切換手段としてダンパとソレノイドの組
合わせの代りにバルブとモータを用いた第２の実施例を
自動車の排気管に適用した場合の横断面を含む上面図と
しての第３および第４図において、排気管の分岐点に設
けた継手１１内には２路切換バルブ１８が組み込まれて
いる。１９はバルブ作動用のサーボモータ、２０は回転
力伝動機構、２１はモータ出力軸とバルブ回転軸との継
手、２２はモータ用ブラケットである。
合わせの代りにバルブとモータを用いた第２の実施例を
自動車の排気管に適用した場合の横断面を含む上面図と
しての第３および第４図において、排気管の分岐点に設
けた継手１１内には２路切換バルブ１８が組み込まれて
いる。１９はバルブ作動用のサーボモータ、２０は回転
力伝動機構、２１はモータ出力軸とバルブ回転軸との継
手、２２はモータ用ブラケットである。
参考のために第５図に本発明装置を乗用自動車の補助暖
房電源として車体に組み込んだ状況を概念図的に示した
。この暖房法はいわゆる蓄熱式即効暖房システムとして
知られており、エンジン冷却温水からの給熱が不足する
エンジン始動時などに、ヒートパイプを通じて排気管か
ら汲み上げた排気熱を保温性のすぐれた補助温水タンク
３０内の水にあらかじめ蓄えておき、エンジン始動時な
どエンジン冷却水温の低い時には暖房用ヒータコア３１
への温水供給をエンジンウォータージャケット３２から
補助温水タンク３０に一時的に切換えることによって応
急的に充分な温風を発生させようとするものである。３
３はウォータージャケット３２とヒータコア３１を結ぶ
温水配管、３４は補助温水タンク３０とヒータコア３１
を結ぶ温水配管である。３６はこれら渇水配管の接続を
水温センサ、３７．３８からの情報に基づいて自動切換
させるための電子回路であって、この回路３６に本発明
装置の排気路切換手段を働かせるための電気回路も組み
込まれている。
房電源として車体に組み込んだ状況を概念図的に示した
。この暖房法はいわゆる蓄熱式即効暖房システムとして
知られており、エンジン冷却温水からの給熱が不足する
エンジン始動時などに、ヒートパイプを通じて排気管か
ら汲み上げた排気熱を保温性のすぐれた補助温水タンク
３０内の水にあらかじめ蓄えておき、エンジン始動時な
どエンジン冷却水温の低い時には暖房用ヒータコア３１
への温水供給をエンジンウォータージャケット３２から
補助温水タンク３０に一時的に切換えることによって応
急的に充分な温風を発生させようとするものである。３
３はウォータージャケット３２とヒータコア３１を結ぶ
温水配管、３４は補助温水タンク３０とヒータコア３１
を結ぶ温水配管である。３６はこれら渇水配管の接続を
水温センサ、３７．３８からの情報に基づいて自動切換
させるための電子回路であって、この回路３６に本発明
装置の排気路切換手段を働かせるための電気回路も組み
込まれている。
３５は冷暖房ユニットである。
本発明装置を自動車の排気管に取付ける場合には排気温
が最高９００℃にも昇温する。現時点で最も高い可使温
度をもったヒートパイプ用作動物質としではナフタリン
があげられ、４５０℃にたえられるが、比較的低温のも
とでは熱回収能力を有しない難点があり、本来自動車の
場合にはエンジン始動時の暖房熱源確保が主目的となる
ところから、水あるいはサーメックス（商品名）などの
比較的低い作動温度をもった作動液の方がむしろ好適で
ある。１１！想的には低温域と高温域をそれぞれ受は持
つ２種類のヒートパイプと、それぞれのための温度セン
サを組み合わせて用いるのがよい。
が最高９００℃にも昇温する。現時点で最も高い可使温
度をもったヒートパイプ用作動物質としではナフタリン
があげられ、４５０℃にたえられるが、比較的低温のも
とでは熱回収能力を有しない難点があり、本来自動車の
場合にはエンジン始動時の暖房熱源確保が主目的となる
ところから、水あるいはサーメックス（商品名）などの
比較的低い作動温度をもった作動液の方がむしろ好適で
ある。１１！想的には低温域と高温域をそれぞれ受は持
つ２種類のヒートパイプと、それぞれのための温度セン
サを組み合わせて用いるのがよい。
［実施例の作用効果］
エンジン排気管以外にも、排気温変動の激しい各種ボイ
ラの煙道などにも取りつけられ、実用に耐える耐久性を
もって排気熱の有効回収を行うことができる。
ラの煙道などにも取りつけられ、実用に耐える耐久性を
もって排気熱の有効回収を行うことができる。
第１図は本発明装置を自動車エンジンの排気管に組み込
んだ状況の一部破断面を含む上面図、第２図はその側断
面図、ｊｌ！３図と第４図は上記実施例の別の態様につ
いての上面図と側断面図、第５図は乗用自動車に本発明
装置を取り付けた状況の説明図である。
んだ状況の一部破断面を含む上面図、第２図はその側断
面図、ｊｌ！３図と第４図は上記実施例の別の態様につ
いての上面図と側断面図、第５図は乗用自動車に本発明
装置を取り付けた状況の説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）燃料燃焼ガスの排気路の途中に介在させるための排
気熱回収チャンバーと、該チャンバー内に吸熱側端部を
挿置したヒートパイプと、前記チャンバーの上流側の前
記排気路に設けた排気のバイパス流路と、前記チャンバ
ーの上流側に設けられる排気温センサと、前記バイパス
流路の分岐点に設けられる排気流路の切換手段と、前記
排気温センサが設定値以上の温度を検知したとき、前記
排気流路の切換手段を排気が前記チャンバーに流入しな
い側に働かせるための電気回路とを組合わせてなるヒー
トパイプ使用伝熱装置。 ２）前記排気流路の切換手段が、流路切換弁とその作動
用モータ、ソレノイドないしは流体サーボなどとの組合
わせからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のヒートパイプ使用伝熱装置。 ３）前記排気路が車載内燃機関の排気管であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のヒー
トパイプ使用伝熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59163632A JPS6143212A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | ヒ−トパイプ使用伝熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59163632A JPS6143212A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | ヒ−トパイプ使用伝熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6143212A true JPS6143212A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15777620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59163632A Pending JPS6143212A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | ヒ−トパイプ使用伝熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6143212A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505272A (ja) * | 2004-07-02 | 2008-02-21 | ボルボ テクノロジー コーポレイション | 内燃機関排気システム |
| JP2009008318A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Denso Corp | 排熱回収装置 |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP59163632A patent/JPS6143212A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505272A (ja) * | 2004-07-02 | 2008-02-21 | ボルボ テクノロジー コーポレイション | 内燃機関排気システム |
| JP2009008318A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Denso Corp | 排熱回収装置 |
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