KR20170116577A - Exhaust heat recovery device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 배열 회수 장치는, 엔진으로부터의 배기 가스가 유통되는 제 1 배관과, 상기 제 1 배관과 연통되고, 상기 제 1 배관을 우회하는 제 2 배관과, 상기 제 2 배관의 내부에 배치되고, 내부를 순환하는 냉각수와 상기 배기 가스의 사이에서 열교환하여 상기 배기 가스의 열을 회수하는 열 회수기와, 상기 제 1 배관과 상기 제 2 배관의 접속부에 설치되고, 상기 제 1 배관으로부터 상기 제 2 배관으로의 열의 전달을 억제하는 전열 억제 기구를 구비한다.The exhaust pipe of the present invention comprises a first pipe through which exhaust gas from an engine flows, a second pipe which communicates with the first pipe and bypasses the first pipe, and a second pipe which is disposed inside the second pipe A heat recovery device for recovering the heat of the exhaust gas by heat exchange between the cooling water circulating in the exhaust pipe and the cooling water circulating in the exhaust pipe, and a heat recovery device installed at a connection portion between the first pipe and the second pipe, And an electric conduction suppressing mechanism for suppressing the transfer of heat to the piping.
Description
본 발명은 배열 회수 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an array recovery apparatus.
일본 공개특허 특개2012-247132호 공보에 기재된 배열 회수 장치는, 엔진의 배기 가스가 유통되는 제 1 유로(제 1 배관)와, 제 1 유로로부터 분기된 제 2 유로(제 2 배관)와, 제 2 유로 내에 배치된 열 회수기를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 열 회수기는, 열 회수기의 상류측을 흐르는 냉각수가 열 회수기의 하류측을 흐르는 냉각수에 비해 많아지도록 하기 위한 배출 구멍을 가지고 있다. 이에 의해, 열 회수기 내의 냉각수를 냉각수의 온도 구배(句配)에 맞춰 흐르게 할 수 있도록 구성되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2012-247132 discloses an exhaust gas recirculation system that includes a first flow path (first piping) through which exhaust gas from an engine flows, a second flow path (second piping) branched from the first flow path, And a heat recovery device disposed within two flow paths. Further, the heat recovery device has a discharge hole for allowing the cooling water flowing on the upstream side of the heat recovery device to be larger than the cooling water flowing on the downstream side of the heat recovery device. Thereby, the cooling water in the heat recovery unit can be made to flow in accordance with the temperature gradient of the cooling water.
그런데, 상기 배열 회수 장치에서는 제 1 유로 내를 유통하는 배기 가스에 의해 제 1 유로가 가열시켜지기 때문에, 제 1 유로의 열이 제 2 유로에 전달되어, 열 회수기 내의 냉각수의 온도가 상승한다. 특히, 예를 들면 엔진이 정지했을 때 등에서는, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 순환이 정지되기 때문에, 열 회수기 내에 냉각수가 체류하여 열 회수기 내의 냉각수가 비등할 가능성이 있다. 이 경우에는, 냉각수가 비등하는 것에 의한 이상음이 열 회수기에 있어서 발생할 우려가 있다. 이 때문에, 배열 회수 장치에서는 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제할 수 있는 구조로 하는 것이 바람직하다.In this arrangement, the first flow path is heated by the exhaust gas flowing through the first flow path, so that the heat of the first flow path is transmitted to the second flow path, and the temperature of the cooling water in the heat recovery device rises. In particular, for example, when the engine is stopped, the circulation of the cooling water in the heat recovery unit is stopped, so that the cooling water stays in the heat recovery unit and the cooling water in the heat recovery unit may boil up. In this case, there is a possibility that an abnormal sound due to boiling of the cooling water occurs in the heat recovery machine. For this reason, it is preferable that the arrangement recovery apparatus has a structure capable of suppressing the boiling of the cooling water in the heat recovery apparatus.
본 발명은 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제할 수 있는 배열 회수 장치를 제공한다.The present invention provides an arrangement recovery device capable of suppressing boiling of cooling water in a heat recovery device.
본 발명의 제 1 양태(aspect)의 배열 회수 장치는, 엔진으로부터의 배기 가스가 유통되는 제 1 배관과, 상기 제 1 배관과 연통되고, 상기 제 1 배관을 우회하는 제 2 배관과, 상기 제 2 배관의 내부에 배치되고, 내부를 순환하는 냉각수와 상기 배기 가스의 사이에서 열교환하여 상기 배기 가스의 열을 회수하는 열 회수기와, 상기 제 1 배관과 상기 제 2 배관의 접속부에 설치되고, 상기 제 1 배관으로부터 상기 제 2 배관으로의 열의 전달을 억제하는 전열 억제 기구를 구비하고 있다.An apparatus for recovering an exhaust gas according to a first aspect of the present invention includes a first pipe through which exhaust gas from an engine flows, a second pipe which communicates with the first pipe and bypasses the first pipe, A heat recovery device disposed in the interior of the second pipe for recovering the heat of the exhaust gas by heat exchange between the cooling water circulating inside the exhaust pipe and the exhaust gas and a heat recovery device installed at a connection portion between the first pipe and the second pipe, And an electric conduction suppressing mechanism for suppressing the transfer of heat from the first pipe to the second pipe.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 엔진으로부터의 배기 가스가 유통되는 제 1 배관에 제 2 배관이 연통되어, 제 2 배관이 제 1 배관을 우회하고 있다. 이 제 2 배관의 내부에는 열 회수기가 배치되어 있다. 이에 의해, 열 회수기 내를 순환하는 냉각수와 배기 가스의 사이에서 열교환하여, 배기 가스의 열을 열 회수기에 의해 회수할 수 있다.In the exhaust gas recirculation apparatus of the above construction, the second pipe communicates with the first pipe through which the exhaust gas from the engine flows, and the second pipe bypasses the first pipe. A heat recovery device is disposed inside the second pipe. Thereby, heat exchange between the cooling water circulating in the heat recovery unit and the exhaust gas can be performed, and the heat of the exhaust gas can be recovered by the heat recovery unit.
그런데, 제 1 배관에는 엔진의 배기 가스가 유통하고 있기 때문에, 제 1 배관이 배기 가스에 의해 가열시켜진다. 이 때문에, 제 1 배관의 열이 제 1 배관에 접속된 제 2 배관으로 그대로 전달되면, 제 2 배관으로 전달된 열에 의해 열 교환기 내의 냉각수의 온도가 상승한다.However, since the exhaust gas of the engine flows through the first pipe, the first pipe is heated by the exhaust gas. Therefore, when the heat of the first pipe is directly transferred to the second pipe connected to the first pipe, the temperature of the cooling water in the heat exchanger is raised by the heat transmitted to the second pipe.
여기서, 제 1 배관과 제 2 배관의 접속부에는 전열 억제 기구가 설치되어 있고, 제 1 배관으로부터 제 2 배관으로의 열의 전달이 전열 억제 기구에 의해 억제된다. 이에 의해, 제 1 배관의 열에 의한 제 2 배관의 과도한 온도 상승이 억제되기 때문에, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제할 수 있다.Here, the connection portion between the first pipe and the second pipe is provided with an electric heat prevention mechanism, and the transfer of heat from the first pipe to the second pipe is suppressed by the heat transfer suppressing mechanism. As a result, excessive temperature rise of the second pipe due to the heat of the first pipe is suppressed, so that the boiling of the cooling water in the heat recoverer can be suppressed.
본 발명의 제 2 양태의 배열 회수 장치는, 제 1 양태에 있어서, 상기 전열 억제 기구는 단열재를 가지고 있고, 상기 제 2 배관은 상기 단열재를 개재하여 상기 제 1 배관과 접속되어 있다.According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the heat transfer suppressing mechanism has a heat insulating material, and the second pipe is connected to the first pipe via the heat insulating material.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 제 2 배관이 전열 억제 기구의 단열재를 개재하여 제 1 배관에 접속되어 있기 때문에, 제 1 배관의 열이 제 2 배관에 전달되는 것을 단열재에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 간이한 구성으로 억제할 수 있다.In the arrangement recovery apparatus of the above configuration, since the second pipe is connected to the first pipe through the heat insulating material of the heat transfer suppressing mechanism, heat transfer of the heat of the first pipe to the second pipe can be suppressed by the heat insulating material. Therefore, the boiling of the cooling water in the heat recovery unit can be suppressed to a simple configuration.
본 발명의 제 3 양태의 배열 회수 장치는, 제 1 양태 또는 제 2 양태에 있어서, 상기 제 1 배관에 있어서의 상기 제 2 배관과의 접속부에는, 상기 제 1 배관의 내부와 상기 제 2 배관의 내부를 연통시키는 연통 구멍이 형성되어 있고, 상기 전열 억제 기구는, 상기 제 1 배관의 상기 연통 구멍의 주연부(周緣部)에 형성되고, 상기 제 1 배관의 외측에 있어서 상기 연통 구멍의 외측으로 되접어 꺾인 제 1 플랜지와, 상기 제 2 배관에 있어서의 상기 제 1 배관과의 접속부에 형성되고, 상기 제 1 플랜지와 접속되는 제 2 플랜지를 포함하여 구성되어 있다.In the arrangement recovery apparatus according to the third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, a connection portion of the first piping with the second piping is provided with: Wherein the heat conduction restriction mechanism is formed on a periphery of the communication hole of the first pipe and is located outside the communication hole on the outer side of the first pipe And a second flange formed at a connecting portion between the folded first flange and the first pipe in the second pipe and connected to the first flange.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 제 1 배관의 내부와 제 2 배관의 내부를 연통시키는 연통 구멍이 제 1 배관의 접속부에 형성되어 있다. 이 연통 구멍의 주연부에는 전열 억제 기구를 구성하는 제 1 플랜지가 형성되어 있고, 제 2 배관의 접속부에는 전열 억제 기구를 구성하는 제 2 플랜지가 형성되어 있다. 그리고, 제 1 플랜지는, 제 1 배관의 외측에 있어서 연통 구멍의 외측으로 되접어 꺾여 있고, 제 1 플랜지에 제 2 플랜지가 접속되어 있다. 이 때문에, 제 1 배관으로부터 제 2 배관으로의 전열 경로를 제 1 플랜지 및 제 2 플랜지에 의해 길게 설정할 수 있다. 이에 의해, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 효과적으로 억제할 수 있다.In the above-described configuration, a communication hole communicating the inside of the first pipe and the inside of the second pipe is formed in the connection portion of the first pipe. A first flange constituting an electric conduction limiting mechanism is formed at the periphery of the communication hole, and a second flange constituting a heat transfer suppressing mechanism is formed at a connection portion of the second pipe. The first flange is folded back to the outside of the communication hole on the outer side of the first pipe, and the second flange is connected to the first flange. Therefore, the heat transfer path from the first pipe to the second pipe can be set longer by the first flange and the second flange. This makes it possible to effectively suppress the boiling of the cooling water in the heat recovery unit.
본 발명의 제 4 양태의 배열 회수 장치는, 제 1~3 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 전열 억제 기구는 볼트 및 너트를 포함하여 구성되어 있고, 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관이 상기 볼트 및 상기 너트에 의해 체결됨으로써 접속되어 있다.According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the heat transfer suppressing mechanism includes a bolt and a nut, and the first pipe and the second pipe are connected to the bolt And is connected by being fastened by the nut.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 전열 억제 기구의 볼트 및 너트에 의해 제 1 배관과 제 2 배관이 체결되어 접속되어 있기 때문에, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 한층 간이한 구성으로 억제할 수 있다. 즉, 볼트 및 너트에 의해 제 2 배관을 제 1 배관에 직접 체결한 경우에는, 제 1 배관과 제 2 배관의 접속부에 있어서의 체결 부위의 밀착성은 높아지지만, 제 1 배관과 제 2 배관의 접속부에 있어서의 체결되어 있지 않은 부위의 밀착성은 비교적 낮아진다. 이 때문에, 제 1 배관과 제 2 배관의 접속부에 있어서의 체결되어 있지 않은 부위의 전열성이 비교적 낮아진다. 이에 의해, 제 1 배관과 제 2 배관의 접속부에 있어서의 체결되어 있지 않은 부위에 있어서, 제 1 배관의 열이 제 2 배관으로 전달되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제 1 배관의 열에 의한 제 2 배관의 과도한 온도 상승이 억제되기 때문에, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 한층 간이한 구성으로 억제할 수 있다.In the exhaust heat recovery apparatus of the above construction, since the first pipe and the second pipe are fastened and connected by the bolts and nuts of the heat transfer suppression mechanism, the boiling of the cooling water in the heat recovery device can be suppressed to a simpler structure . That is, when the second pipe is directly fastened to the first pipe by the bolt and the nut, the adhesion of the fastening portion at the connection portion between the first pipe and the second pipe is increased, but the connection between the first pipe and the second pipe The adhesion of the non-fastened portions in the non-fastened portions is relatively low. Therefore, the heat conduction of the unfastened portion at the connection portion between the first pipe and the second pipe becomes relatively low. As a result, the heat of the first pipe can be prevented from being transferred to the second pipe at a portion where the first pipe and the second pipe are not joined at the connection portion. Therefore, excessive temperature rise of the second pipe due to the heat of the first pipe is suppressed, so that the boiling of the cooling water in the heat recoverer can be suppressed to a simpler configuration.
본 발명의 제 5 양태의 배열 회수 장치는, 제 1~4 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 제 2 배관의 상류측 단부(端部) 및 하류측 단부가 상기 제 1 배관에 접속되어 있다.According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the upstream end and the downstream end of the second pipe are connected to the first pipe.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 제 2 배관의 상류측 단부 및 하류측 단부가 제 1 배관에 접속되어 있기 때문에, 제 2 배관을 제 1 배관에 대하여 병렬로 접속하도록 구성할 수 있다. 이에 의해, 제 2 배관 및 열 회수기가 제 1 배관의 외측에 환상(環狀)으로 배치된 구조에 비해, 열 회수기에 대하여 제 1 배관의 복사열에 의한 영향을 받기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제하는 것에 대하여 유효한 배치 구조로 할 수 있다.In the above arrangement, since the upstream end and the downstream end of the second pipe are connected to the first pipe, the second pipe can be connected to the first pipe in parallel. This makes it more difficult for the heat recovery device to be affected by the radiant heat of the first pipe, as compared with a structure in which the second pipe and the heat recovery device are annularly arranged outside the first pipe. Therefore, it is possible to provide an effective arrangement structure for suppressing the boiling of the cooling water in the heat recovery unit.
본 발명의 제 6 양태의 배열 회수 장치는, 제 5 양태에 있어서, 상기 전열 억제 기구가 상기 상류측 단부와 상기 제 1 배관의 접속부 및 상기 하류측 단부와 상기 제 1 배관의 접속부에 각각 설치되어 있다.In the sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the heat transfer suppressing mechanism is provided in the connecting portion between the upstream end portion and the first pipe, the downstream end portion, and the connecting portion between the first pipe have.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 제 1 배관의 열이 제 2 배관의 상류측 및 하류측으로부터 열 회수기로 전달되는 것이 억제된다. 이에 의해, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 한층 더 억제할 수 있다.In the above-described configuration, the heat of the first pipe is prevented from being transferred from the upstream side and the downstream side of the second pipe to the heat collecting device. This makes it possible to further suppress the boiling of the cooling water in the heat recovery unit.
또한, 본 발명의 제 7 양태의 배열 회수 장치는, 엔진으로부터의 배기 가스가 유통되는 제 1 배관과, 상기 제 1 배관으로부터 분기되어 개구된 제 2 배관과, 헤더 플레이트를 가짐과 함께 당해 헤더 플레이트측으로부터 상기 제 2 배관의 개구에 장착되어 당해 개구를 폐색하고, 내부를 순환하는 냉각수와 상기 배기 가스의 사이에서 열교환하여 상기 배기 가스의 열을 회수하는 열 회수기와, 상기 제 2 배관과 상기 열 회수기의 접속부에 설치되고, 상기 제 2 배관으로부터 상기 열 회수기로의 열의 전달을 억제하는 전열 억제 기구를 구비하고, 상기 열 회수기는 외주부에 냉각수가 지나는 유로를 가지고, 상기 전열 억제 기구는, 상기 유로를 구성하는 외벽면에 상기 제 2 배관의 개구 단부와 함께 용접된 상기 헤더 플레이트의 외주부를 포함하여 구성되어 있다.The exhaust gas recirculation device according to the seventh aspect of the present invention includes a first pipe through which exhaust gas from an engine flows, a second pipe branched from the first pipe, and a header plate, A heat recovery unit mounted on an opening of the second pipe to close the opening and recover heat of the exhaust gas by heat exchange between the cooling water circulating the inside and the exhaust gas from the second pipe, And a heat recovery suppressing mechanism provided at a connection portion of the recovery device for suppressing the transfer of heat from the second pipe to the heat recovery device, wherein the heat recovery device has a flow path through which cooling water passes through the outer peripheral portion, And an outer peripheral portion of the header plate welded together with an opening end portion of the second pipe to an outer wall surface constituting the header pipe All.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 엔진으로부터의 배기 가스가 유통되는 제 1 배관으로부터 분기되어 개구된 제 2 배관에, 그 개구를 폐색하도록 열 회수기가 장착되어 있다. 이에 의해, 열 회수기 내를 순환하는 냉각수와 배기 가스의 사이에서 열교환하여, 배기 가스의 열을 열 회수기에 의해 회수할 수 있다.In the exhaust gas recycling apparatus having the above structure, the heat recovery device is mounted on the second pipe branched from the first pipe through which the exhaust gas from the engine flows, so as to close the opening. Thereby, heat exchange between the cooling water circulating in the heat recovery unit and the exhaust gas can be performed, and the heat of the exhaust gas can be recovered by the heat recovery unit.
그런데, 제 1 배관 및 제 2 배관에는 엔진의 배기 가스가 유통하고 있기 때문에, 제 1 배관 및 제 2 배관이 배기 가스에 의해 가열시켜진다. 이 때문에, 제 1 배관 및 제 2 배관의 열이 제 2 배관에 접속된 열 회수기로 그대로 전달되면, 그 열에 의해 열 회수기 내의 냉각수의 온도가 상승한다.However, since the exhaust gas of the engine flows through the first pipe and the second pipe, the first pipe and the second pipe are heated by the exhaust gas. Therefore, when the heat of the first pipe and the second pipe is directly transferred to the heat recovery device connected to the second pipe, the temperature of the cooling water in the heat recovery device is raised by the heat.
여기서, 제 2 배관과 열 회수기의 접속부에는 제 2 배관으로부터 열 회수기로의 열의 전달을 억제하는 전열 억제 기구가 설치되어 있다. 즉, 열 회수기의 외주부에는 냉각수가 지나는 유로가 설치되어 있고, 그 유로를 구성하는 외벽면에 제 2 배관의 개구 단부와 함께 헤더 플레이트의 외주부가 용접되어 있다.Here, a heat transfer suppressing mechanism for suppressing the transfer of heat from the second pipe to the heat recovery device is provided at the connection portion between the second pipe and the heat recovery device. That is, the outer circumferential portion of the heat recovery device is provided with a flow passage through which the cooling water passes, and the outer peripheral portion of the header plate is welded to the outer wall surface constituting the flow path, together with the opening end portion of the second pipe.
따라서, 그 용접 부분으로부터 열 회수기 내에 있어서의 냉각수까지의 전열 경로를 길게 설정할 수 있어, 제 2 배관의 열에 의한 냉각수의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에, 그 냉각수의 비등을 억제할 수 있다. 또한, 그 용접 부분의 용접 직후의 온도를 냉각수에 의해 저감시킬 수 있기 때문에, 그 용접 부분에 있어서의 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다.Therefore, the heat transfer path from the welded portion to the cooling water in the heat recovery unit can be set long, and the excessive temperature rise of the cooling water by the heat of the second pipe can be suppressed, so that the boiling of the cooling water can be suppressed. Further, since the temperature immediately after the welding of the welding portion can be reduced by the cooling water, the lowering of the bonding strength at the welding portion can be suppressed.
또한, 본 발명의 제 8 양태의 배열 회수 장치는 제 7 양태에 있어서, 상기 헤더 플레이트의 외주부는 상기 열 회수기의 상기 제 2 배관의 개구로의 장착 방향 상류측을 향해 연장되어 있다.Further, according to the arrangement recovery apparatus of the eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the outer peripheral portion of the header plate extends toward the upstream side in the mounting direction of the heat recovery device to the opening of the second piping.
상기 구성의 배열 회수 장치에서는, 헤더 플레이트의 외주부가 열 회수기의 제 2 배관의 개구로의 장착 방향 상류측을 향해 연장되어 있다. 이 때문에, 헤더 플레이트의 외주부가 열 회수기의 제 2 배관의 개구로의 장착 방향 상류측을 향해 연장되어 있지 않는 구성에 비해, 상기 용접 부분으로부터 냉각수까지의 전열 경로를 길게 설정하는 것을 효율적으로 할 수 있음과 함께, 열 회수기 내에 있어서의 냉각수의 비등을 효과적으로 억제할 수 있다.In the above arrangement, the outer peripheral portion of the header plate extends toward the upstream side in the mounting direction of the second piping of the heat recovery unit to the opening. This makes it possible to efficiently set the length of the heat transfer path from the welding portion to the cooling water, as compared with the configuration in which the outer peripheral portion of the header plate is not extended toward the upstream side in the mounting direction of the second pipe of the heat recovery device And it is possible to effectively suppress the boiling of the cooling water in the heat recovery unit.
본 발명의 실시형태는 다음의 도면에 의거하여 상세하게 기술될 것이다
도 1은, 제 1 실시형태에 관련되는 배열 회수 장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내어지는 배열 회수 장치의 전체 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은, 도 1에 나타내어지는 전열 억제 기구의 변형례를 나타내는 도 1에 대응하는 단면도이다.
도 4는, 제 2 실시형태에 관련되는 배열 회수 장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 제 3 실시형태에 관련되는 배열 회수 장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 6은, 도 1에 나타내어지는 전열 억제 기구를 다른 배열 회수 장치에 적용한 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 제 4 실시형태에 관련되는 배열 회수 장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.Embodiments of the present invention will be described in detail based on the following drawings
Fig. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an array recovery apparatus according to the first embodiment. Fig.
Fig. 2 is an explanatory view for explaining the overall configuration of the arrangement recovery apparatus shown in Fig. 1. Fig.
Fig. 3 is a cross-sectional view corresponding to Fig. 1 showing a modification of the heat transfer suppression mechanism shown in Fig. 1. Fig.
4 is a cross-sectional view showing the main part of the array recovery apparatus according to the second embodiment.
Fig. 5 is a cross-sectional view showing the main part of the array recovery apparatus according to the third embodiment. Fig.
Fig. 6 is a cross-sectional view showing an example in which the heat transfer inhibiting mechanism shown in Fig. 1 is applied to another sorting device. Fig.
Fig. 7 is a cross-sectional view showing the main part of the array recovery apparatus according to the fourth embodiment. Fig.
(제 1 실시형태)(First Embodiment)
이하, 도 1 및 도 2를 이용하여 제 1 실시형태에 관련되는 배열 회수 장치(10)에 대하여 설명하고, 그 다음에, 배열 회수 장치(10)에 적용된 전열 억제 기구(50)에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 있어서 배기 가스의 유통 방향 상류측 및 하류측을 각각 간단히 「상류측」 및 「하류측」이라고 하는 경우가 있다.Hereinafter, the exhaust
(배열 회수 장치(10)에 대하여)(With respect to the array recovery apparatus 10)
도 2에 나타내어지는 바와 같이, 배열 회수 장치(10)는, 자동차의 엔진(12)의 배기 가스의 열을, 후술하는 열 회수기(40) 내의 냉각수와의 열교환에 의해 회수하여 엔진(12)의 난기(暖氣) 촉진 등에 이용하는 장치이다.2, the exhaust
도 1에 나타내어지는 바와 같이, 배열 회수 장치(10)는 파이프 형상의 제 1 배관(20)을 가지고 있다. 이 제 1 배관(20)은, 본 실시형태에서는, 제 1 배관(20)의 둘레 방향에 있어서 분할(예를 들면 2분할)된 부재를 용접 등에 의해 접합함으로써, 파이프 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 배관(20)의 외형 형상은 원 형상이어도 되고 직사각형 형상이어도 되며, 본 실시형태에서는 제 1 배관(20)이 직사각형 파이프 형상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 제 1 배관(20)은 4개소의 측벽(20S)을 포함하여 구성되어 있다. 또한, 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 제 1 배관(20)은 엔진(12)에 접속되어, 엔진(12)으로부터 유출된 배기 가스의 배기 경로를 구성하고 있다. 또한, 도 2에서는 제 1 배관(20) 내의 배기 가스의 흐름을 화살표 A로 나타내고 있다. 이 제 1 배관(20)의 상류측에는 촉매 컨버터(14)가 설치되어 있고, 촉매 컨버터(14)는 내장한 촉매에 의해 통과하는 배기 가스를 정화하도록 구성되어 있다.As shown in Fig. 1, the
또한, 제 1 배관(20)에는, 촉매 컨버터(14)에 대하여 하류측의 분기부(20A)에 있어서 파이프 형상의 제 2 배관(30)이 접속되어 있다. 즉, 제 2 배관(30)은 분기부(20A)에 있어서 제 1 배관(20)으로부터 분기되어 있고, 제 2 배관(30)은, 제 1 배관(20)에 있어서의 분기부(20A)의 하류측의 합류부(20B)에 있어서 제 1 배관(20)에 접속되어 있다. 그리고, 제 2 배관(30)이 제 1 배관(20)에 병렬로 접속되어, 제 1 배관(20)을 우회하는 배기 경로를 구성하고 있다. 또한, 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 제 1 배관(20)의 분기부(20A)에는, 4개소의 측벽(20S) 중의 1개소의 측벽(20S)에 있어서, 제 1 배관(20)의 내부와 제 2 배관(30)의 내부를 연통시키는 「연통 구멍」으로서의 분기 구멍(22)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 배관(20)의 합류부(20B)에는, 제 1 배관(20)의 내부와 제 2 배관(30)의 내부를 연통시키는 「연통 구멍」으로서의 합류 구멍(24)이 형성되어 있다.The
도 2에 나타내어지는 바와 같이, 제 2 배관(30)의 내부에는 제 2 배관(30)의 중간 위치에 있어서 열 회수기(40)가 설치되어 있다. 이 열 회수기(40)에는, 열 회수기(40)와 엔진(12)의 사이에서 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환로(16)가 접속되어 있다. 그리고, 엔진(12)의 동력에 의해 구동되는 도시하지 않은 워터 펌프의 작동에 의해, 냉각수 순환로(16) 내를 냉각수가 순환되도록 되어 있다(도 2에서는, 냉각수의 흐름을 화살표 B로 나타내고 있다). 이에 의해, 열 회수기(40)가 배기 가스와 냉각수의 열교환에 의해 배기 가스의 열을 냉각수에 회수시켜, 당해 열을 엔진(12)의 난기 촉진 등에 이용하는 구성으로 되어 있다.As shown in FIG. 2, a
또한, 예를 들면, 엔진(12)의 시동 직후나 자동차의 이그니션 스위치가 오프로 되어 엔진(12)이 정지한 때에는, 냉각수 순환로(16)에 있어서 냉각수가 순환하지 않는 구성으로 되어 있다. 또한, 예를 들면, 배열 회수 장치(10)가 하이브리드카의 자동차에 적용된 경우에서는, 엔진(12)의 간헐 운전에 의해 엔진(12)이 정지하고 있을 때에는, 냉각수 순환로(16)에 있어서 냉각수가 순환하지 않는 구성으로 되어 있다.Further, for example, when the
또한, 제 1 배관(20) 내에는, 분기부(20A)와 합류부(20B)의 사이에 있어서, 제 1 배관(20) 내의 유로를 개폐하기 위한 유로 전환 밸브(18)(넓은 의미로는, 「유로 전환 판(瓣)」으로서 파악되는 요소이다)가 설치되어 있다. 유로 전환 밸브(18)는 도시하지 않은 ECU(제어 장치)에 의해 제어되는 구성으로 되어 있다. 그리고, ECU의 제어에 의해 유로 전환 밸브(18)가 작동함으로써, 분기부(20A)와 합류부(20B)의 사이의 유로를 유로 전환 밸브(18)에 의해 개폐하도록 되어 있다. 예를 들면, 엔진(12)의 난기를 촉진시키는 경우 등에서는, 분기부(20A)와 합류부(20B)의 사이의 유로를 유로 전환 밸브(18)에 의해 닫아, 열 회수기(40)에 있어서 배기 가스와 냉각수의 열교환을 행하는 배기열 회수 모드가 되는 구성으로 되어 있다(도 1 및 도 2에 있어서 2점 쇄선으로 나타내어지는 유로 전환 밸브(18)의 위치를 참조). 한편, 배기열 회수 모드 이외의 때에는, 분기부(20A)와 합류부(20B)의 사이의 유로를 유로 전환 밸브(18)에 의해 열어, 배기 가스가 당해 유로를 통과하는 노멀 모드가 되는 구성으로 되어 있다(도 1 및 도 2에 있어서 실선으로 나타내어지는 유로 전환 밸브(18)의 위치를 참조).A flow
(전열 억제 기구(50)에 대하여)(With respect to the heat transfer inhibiting mechanism 50)
다음에, 본 발명의 주요부인 전열 억제 기구(50)에 대하여 설명한다. 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 전열 억제 기구(50)는 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 적용되어 있고, 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 있어서, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되는 것을 전열 억제 기구(50)에 의해 억제하도록 되어 있다. 이 전열 억제 기구(50)는, 제 2 배관(30)에 형성된 「제 2 플랜지」로서의 제 2 배관 플랜지(32)와, 제 2 배관(30)을 제 1 배관(20)에 체결 고정시키기 위한 복수의 볼트(52) 및 「너트」로서의 웰드 너트(54)와, 단열재(56)를 포함하여 구성되어 있다.Next, the heat
제 2 배관 플랜지(32)는 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A) 및 하류측 단부(30B)에 각각 형성되어 있다. 구체적으로는, 제 2 배관 플랜지(32)는 제 2 배관(30)의 외측으로 대략 직각으로 굴곡됨과 함께, 제 2 배관(30)의 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 그리고, 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A)에 형성된 제 2 배관 플랜지(32)가, 제 1 배관(20)의 외측에 있어서, 제 1 배관(20)에 있어서의 분기 구멍(22)의 주연부에 대향하여 배치되어 있다. 또한, 제 2 배관(30)의 하류측 단부(30B)에 형성된 제 2 배관 플랜지(32)가, 제 1 배관(20)의 외측에 있어서, 제 1 배관(20)에 있어서의 합류 구멍(24)의 주연부에 대향하여 배치되어 있다.The
웰드 너트(54)는, 제 1 배관(20)의 내부에 있어서, 측벽(20S)의 판 두께 방향을 축 방향으로 하여 제 1 배관(20)에 있어서의 분기 구멍(22)의 주연부에 설치됨과 함께, 분기 구멍(22)의 둘레 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또한, 웰드 너트(54)는, 제 1 배관(20)의 내부에 있어서, 측벽(20S)의 판 두께 방향을 축 방향으로 하여 제 1 배관(20)에 있어서의 합류 구멍(24)의 주연부에 설치됨과 함께, 합류 구멍(24)의 둘레 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 그리고, 제 1 배관(20)에는 웰드 너트(54)와 대응하는 위치에 있어서 삽입 통과 구멍(26)이 관통 형성되어 있다. 또한, 전술한 제 2 배관 플랜지(32)에도 웰드 너트(54)와 대응하는 위치에 있어서 삽입 통과 구멍(32A)이 관통 형성되어 있다.The
단열재(56)는, 세라믹 파이버나 글라스 울 등으로 구성됨과 함께, 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)의 형상에 대응하여 프레임 형상으로 형성되어 있다. 또한, 단열재(56)는, 제 1 배관(20)에 있어서의 분기 구멍(22)의 주연부와 제 2 배관 플랜지(32)의 사이 및 제 1 배관(20)에 있어서의 합류 구멍(24)의 주연부와 제 2 배관 플랜지(32)의 사이에 각각 배치되어 있다. 즉, 제 2 배관 플랜지(32)가 단열재(56)를 개재하여 제 1 배관(20)에 접속되는 구성으로 되어 있다. 또한, 단열재(56)에는 웰드 너트(54)와 대응하는 위치에 있어서 삽입 통과 구멍(56A)이 관통 형성되어 있다. 그리고, 볼트(52)가 제 1 배관(20)의 외측으로부터 제 2 배관 플랜지(32)의 삽입 통과 구멍(32A) 내, 단열재(56)의 삽입 통과 구멍(56A) 내, 및 제 1 배관(20)의 삽입 통과 구멍(26) 내에 삽입 통과되어, 웰드 너트(54)에 나사 결합되어 있다. 이에 의해, 제 2 배관 플랜지(32)가 단열재(56)를 개재하여 제 1 배관(20)에 체결되어, 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A) 및 하류측 단부(30B)가 제 1 배관(20)에 접속되어 있다.The
다음에, 본 실시형태의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.Next, the operation and effects of the present embodiment will be described.
상기와 같이 구성된 배열 회수 장치(10)에서는, ECU의 제어에 의해 유로 전환 밸브(18)가 분기부(20A)와 합류부(20B)의 사이의 유로를 닫으면, 배기 가스가 제 1 배관(20)의 분기 구멍(22)으로부터 제 2 배관(30) 내에 유입된다. 그리고, 제 2 배관(30) 내에 유입된 배기 가스의 열이 열 회수기(40) 내의 냉각수와 열교환된다. 이에 의해, 배기 가스의 열이 열 회수기(40)에 의해 회수된다.When the flow
그런데, 제 1 배관(20)에는 엔진(12)의 배기 가스가 유통하고 있기 때문에, 제 1 배관(20)이 배기 가스에 의해 가열시켜진다. 그리고, 제 1 배관(20)의 열이 제 1 배관(20)에 접속된 제 2 배관(30)에 그대로 전달되면, 제 2 배관(30) 내에 설치된 열 회수기(40) 내의 냉각수가 당해 열에 의해 데워져, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 온도가 상승한다. 이 때, 가령 열 회수기(40) 내의 냉각수가 비등하면, 냉각수가 비등하는 것에 의한 이상음이 열 회수기(40)에 있어서 발생할 우려가 있다.Since the exhaust gas of the
여기서, 배열 회수 장치(10)에서는 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 전열 억제 기구(50)가 설치되어 있다. 이 전열 억제 기구(50)는 단열재(56)를 가지고 있고, 단열재(56)가, 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A) 및 하류측 단부(30B)에 형성된 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 사이에 개재되어 있다. 이 때문에, 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 있어서, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되는 것을 단열재(56)에 의해 억제할 수 있다. 이에 의해, 제 1 배관(20)의 열에 의한 제 2 배관(30)의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있음과 함께, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제할 수 있다. 그 결과, 냉각수가 비등하는 것에 의한 열 회수기(40)의 이상음의 발생을 억제할 수 있다.Here, in the
특히, 냉각수 순환로(16)에 있어서의 냉각수의 순환이 정지되는 경우(엔진(12)의 정지 후나 하이브리드카에 있어서의 엔진(12)의 간헐 운전시 등)에서는 냉각수가 열 회수기(40) 내에 체류한다. 이 때문에, 이 경우에는, 제 1 배관(20)으로부터 제 2 배관(30)으로 전달된 열에 의해, 열 회수기(40) 내의 냉각수의 온도가 상승하기 쉬워지는 경향이 있다. 이에 대하여, 본 실시형태의 배열 회수 장치(10)에서는, 상술과 같이, 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 전열 억제 기구(50)의 단열재(56)가 설치되어 있기 때문에, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되는 것을 억제할 수 있음과 함께, 열 회수기(40) 내에 체류된 냉각수의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 냉각수의 순환이 정지된 경우에 대하여, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 효과적으로 억제할 수 있다.Particularly, in the case where the circulation of the cooling water in the cooling
또한, 상술과 같이 전열 억제 기구(50)에서는, 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 사이에 단열재(56)를 개재시킴으로써, 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 있어서의 열의 전달을 억제하고 있다. 이 때문에, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 간이한 구성으로 억제할 수 있다.As described above, in the heat
또한, 배열 회수 장치(10)에서는 제 2 배관(30)이 제 1 배관(20)에 대하여 병렬로 배치되어 있고, 제 2 배관(30)의 내부에 열 회수기(40)가 설치되어 있다. 즉, 배열 회수 장치(10)는 열 회수기(40)가 제 1 배관(20)에 대하여 패럴렐로 배치된 소위 패럴렐 구조를 이루고 있다. 이 때문에, 가령 제 2 배관 및 열 회수기를, 제 1 배관(20)의 외측에 있어서, 환상으로 배치하는 동축 구조를 이루는 배열 회수 장치에 비해, 열 회수기(40)에 대한 제 1 배관(20)의 복사열에 의한 영향을 낮출 수 있다. 이에 의해, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제하는 것에 대하여 배열 회수 장치(10)을 유효한 배치 구조로 할 수 있다.The
또한, 배열 회수 장치(10)에서는 전열 억제 기구(50)가, 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A)와 제 1 배관(20)의 접속부 및 제 2 배관(30)의 하류측 단부(30B)와 제 1 배관(20)의 접속부에 각각 적용되어 있다. 이 때문에, 전열 억제 기구(50)를 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A)와 제 1 배관(20)의 접속부 및 제 2 배관(30)의 하류측 단부(30B)와 제 1 배관(20)의 접속부 중 어느 일방에 적용한 경우에 비해, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)의 상류측 및 하류측으로부터 열 회수기(40)로 전달되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 한층 더 억제할 수 있다.The heat
(제 1 실시형태에 있어서의 전열 억제 기구(50)의 변형례)(Modification of the
전술한 제 1 실시형태에서는, 전열 억제 기구(50)가 단열재(56)를 포함하여 구성되어 있으나, 본 변형례에서는 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 전열 억제 기구(50)에 있어서 단열재(56)가 생략되어 있다. 즉, 본 변형례에서는, 볼트(52) 및 웰드 너트(54)에 의해 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)를 제 1 배관(20)에 직접 체결 고정시켜, 제 2 배관(30)을 제 1 배관(20)에 접속시키고 있다. 그리고, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제한다는 관점으로부터 보면, 제 1 실시형태와 같이, 단열재(56)를 개재하여 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)를 제 1 배관(20)에 접속하는 것이 바람직하나, 전열 억제 기구(50)에 있어서 단열재(56)가 생략된 경우라도, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제하는 것에 대하여 기여할 수 있음이 확인되었다. 이하, 이 점에 대하여 설명한다.In the first embodiment described above, the heat
본 변형례와 같이, 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)를 볼트(52) 및 웰드 너트(54)에 의해 제 1 배관(20)에 직접 체결 고정한 경우에는, 제 2 배관 플랜지(32)에 있어서의 제 1 배관(20)과의 체결 부위가 제 1 배관(20)에 국소적으로 대략 밀착된다. 즉, 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 체결 부위의 밀착성은 높아지지만, 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 체결되어 있지 않은 부위의 밀착성은 비교적 낮아진다. 이것은, 예를 들면 부품의 치수 정밀도 등에 기인하여, 제 2 배관 플랜지(32)에 있어서의 제 1 배관(20)과의 대향면의 전체를 제 1 배관(20)의 외주면에 맞닿게 하는 것은 사실상 곤란하여, 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 외주면의 사이에는 미소한 간극이 형성되는 것에 의한 것이라고 생각할 수 있다.When the
이 때문에, 본 변형례에서는 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 체결되어 있지 않은 부위의 전열성이 비교적 낮아지고, 제 1 배관(20)의 열이 주로 볼트(52) 및 웰드 너트(54)에 의해 체결된 체결 부위를 개재하여 제 2 배관(30)으로 전달되도록 작용한다. 반대로 말하면, 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 체결되어 있지 않은 부위에 있어서, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 있어서의 전열 저항을 비교적 높게 구성할 수 있다. 그 결과, 볼트(52) 및 웰드 너트(54)에 의해 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)를 제 1 배관(20)에 직접 체결 고정한 경우라도, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제할 수 있다. 따라서, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 한층 간이한 구성으로 억제할 수 있다.Therefore, in this modification, the heat conduction of the portion where the
(제 2 실시형태)(Second Embodiment)
이하, 도 4를 이용하여 제 2 실시형태의 배열 회수 장치(60)에 대하여 설명한다. 제 2 실시형태의 배열 회수 장치(60)는, 전열 억제 기구(50)를 제외하고 제 1 실시형태의 배열 회수 장치(10)와 동일하게 구성되어 있다. 이하, 배열 회수 장치(60)의 전열 억제 기구(50)에 대하여 설명한다. 또한, 도 4에서는 제 1 실시의 배열 회수 장치(10)와 동일하게 구성된 부품에는 동일한 부호를 부여하고 있다.Hereinafter, the
배열 회수 장치(60)의 전열 억제 기구(50)에서는 단열재(56), 볼트(52) 및 웰드 너트(54)가 생략되어 있고, 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)가 레이저 용접에 의해 제 1 배관(20)에 직접 접합되어 있다. 또한, 도 4에서는, 레이저 용접에 의해 접합된 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)과의 용접부(58)의 용접 폭(W1)을 이해하기 쉽게 하기 위하여, 편의상 용접부(58)를 제 1 배관(20) 및 제 2 배관 플랜지(32)의 판 두께 방향으로 연속적으로 기재한 도트로서 모식적으로 도시하고 있다. 그리고, 용접부(58)는 제 2 배관 플랜지(32)의 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다.The
그런데, 일반적으로 배열 회수 장치에서는, 제 2 배관을 제 1 배관에 아크 용접에 의해 접합하여 양자를 접속하는 구조를 이루고 있다(이하, 이 장치를 비교예의 배열 회수 장치라고 한다). 예를 들면, 도 4의 확대도에 있어서 2점 쇄선으로 나타내어지는 용접부(62)와 같이, 비교예에서는 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)가, 제 2 배관 플랜지(32)의 전체 둘레에 있어서, 아크 용접에 의해 형성된 용접부(62)에 의해 제 1 배관(20)에 접합된다. 그리고, 아크 용접에 의한 용접에서는, 일반적으로 용접부(62)의 용접 폭(W2)이 비교적 넓어지는 경향이 있다(예를 들면, 용접부(62)의 용접 폭(W2)이 대략 5㎜ 이상이 된다). 이 때문에, 비교예에서는, 제 1 배관(20)의 열이 용접 폭이 비교적 넓은 용접부(62)를 개재하여, 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)의 전체 둘레로부터 제 2 배관(30)에 전달되도록 작용한다.However, in general, in the arrangement recovery apparatus, the second piping is joined to the first piping by arc welding so as to connect them (hereinafter, this apparatus is referred to as an arrangement recovery apparatus of a comparative example). 4, the
이에 비하여, 제 2 실시형태에서는, 제 2 배관 플랜지(32)가 제 2 배관 플랜지(32)의 둘레 방향 전체 둘레에 있어서 용접부(58)에 의해 제 1 배관(20)에 접합되지만, 전술한 비교예에 비해, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 용접부(58)는 레이저 용접에 의해 형성되어 있기 때문에, 전술한 비교예의 용접부(62)에 있어서의 용접 폭(W2)보다 용접부(58)의 용접 폭(W1)을 작게 할 수 있다(예를 들면, 용접부(58)의 용접 폭(W1)을 1㎜ 정도로 할 수 있다). 이 때문에, 상기 비교예에 비해, 제 1 배관(20)과 제 2 배관(30)의 접속부에 있어서의 전열 저항을 높일 수 있다(전열성을 낮출 수 있다). 이 때문에, 제 2 실시형태에서는, 상기 비교예에 비해 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되기 어려워진다. 따라서, 제 2 실시형태에 있어서도 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제할 수 있다.On the other hand, in the second embodiment, the
(제 3 실시형태)(Third Embodiment)
이하, 도 5를 이용하여 제 3 실시형태의 배열 회수 장치(70)에 대하여 설명한다. 제 3 실시형태의 배열 회수 장치(70)는, 전열 억제 기구(50)를 제외하고 제 1 실시형태의 배열 회수 장치(10)와 동일하게 구성되어 있다. 이하, 배열 회수 장치(70)의 전열 억제 기구(50)에 대하여 설명한다. 또한, 도 5에서는 제 1 실시의 배열 회수 장치(10)와 동일하게 구성된 부품에는 동일한 부호를 부여하고 있다.Hereinafter, the
배열 회수 장치(70)의 전열 억제 기구(50)에서는 단열재(56)가 생략되어 있다. 또한, 배열 회수 장치(70)의 전열 억제 기구(50)는 제 1 배관(20)에 형성된 「제 1 플랜지」로서의 제 1 배관 플랜지(28)를 가지고 있고, 제 1 배관 플랜지(28)는 제 1 배관(20)의 분기 구멍(22) 및 합류 구멍(24)의 주연부에 각각 형성되어 있다. 그리고, 분기 구멍(22)의 주연부에 형성된 제 1 배관 플랜지(28)와 합류 구멍(24)의 주연부에 형성된 제 1 배관 플랜지(28)는 동일하게 구성되어 있다. 이 때문에, 이하의 설명에서는 분기 구멍(22)의 주연부에 형성된 제 1 배관 플랜지(28)에 대하여 설명하고, 합류 구멍(24)의 주연부에 형성된 제 1 배관 플랜지(28)에 대한 설명은 생략한다.The
제 1 배관 플랜지(28)는, 제 1 배관(20)의 외측에 있어서, 분기 구멍(22)의 주연부로부터 분기 구멍(22)의 외측으로 되접어 꺾이도록 굴곡되어 있다. 구체적으로는, 제 1 배관 플랜지(28)는 분기 구멍(22)의 주연부로부터 제 1 배관(20)의 외측으로 대략 직각으로 굴곡된 베이스부(28A)와, 베이스부(28A)의 선단부로부터 분기 구멍(22)의 외측으로 연장 돌출된 접속 플랜지부(28B)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 제 1 배관 플랜지(28)는 분기 구멍(22)의 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 접속 플랜지부(28B)는 분기 구멍(22)이 형성된 측벽(20S)과 대략 평행하게 배치되어 있고, 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)와 대향하여 배치되어 있다.The
또한, 웰드 너트(54)는 접속 플랜지부(28B)에 있어서의 제 1 배관(20)의 외주면과 대향하는 대향면에 설치됨과 함께, 접속 플랜지부(28B)의 둘레 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또한, 제 1 배관(20)의 삽입 통과 구멍(26)이 접속 플랜지부(28B)에 있어서의 웰드 너트(54)에 대응하는 부위에 형성되어 있다. 그리고, 볼트(52)가 제 2 배관 플랜지(32)의 삽입 통과 구멍(32A) 내 및 접속 플랜지부(28B)의 삽입 통과 구멍(26) 내에 삽입 통과되어, 웰드 너트(54)에 나사 결합되어 있다. 이에 의해, 제 2 배관 플랜지(32)가 접속 플랜지부(28B)에 체결되어 제 1 배관(20)이 제 2 배관(30)에 접속되어 있다.The
이와 같이, 제 3 실시형태에서는, 제 1 배관(20)의 분기 구멍(22) 및 합류 구멍(24)의 주연부에 제 1 배관 플랜지(28)가 형성되어 있고, 제 1 배관 플랜지(28)가 제 1 배관(20)의 외측에 있어서, 분기 구멍(22)의 주연부로부터 분기 구멍(22)의 외측으로 되접어 꺾이도록 굴곡되어 있다. 그리고, 제 1 배관 플랜지(28)의 접속 플랜지부(28B)에 제 2 배관(30)의 제 2 배관 플랜지(32)가 볼트(52) 및 웰드 너트(54)에 의해 체결 고정되어 있다. 이 때문에, 도 3에 나타내어지는 제 1 실시형태의 변형례와 같은, 제 1 배관(20)의 분기 구멍(22) 및 합류 구멍(24)의 주연부에 제 2 배관 플랜지(32)를 직접 체결 고정하는 경우에 비해, 제 1 배관(20)으로부터 제 2 배관(30)으로의 열의 전달 경로를 제 1 배관 플랜지(28) 만큼 길게 할 수 있다. 이에 의해, 제 1 배관(20) 및 제 2 배관(30)의 접속부에 있어서, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되는 것을 억제할 수 있음과 함께, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 효과적으로 억제할 수 있다.As described above, in the third embodiment, the
또한, 제 3 실시형태에서는, 제 2 배관 플랜지(32)가 제 1 배관 플랜지(28)의 접속 플랜지부(28B)에 직접 접속되는 구성으로 되어 있다. 이를 대신하여, 제 1 실시형태와 동일하게, 제 2 배관 플랜지(32)와 접속 플랜지부(28B)의 사이에 단열재(56)를 개재시켜도 된다. 이에 의해, 제 1 배관(20) 및 제 2 배관(30)의 접속부에 있어서, 제 1 배관(20)의 열이 제 2 배관(30)으로 전달되는 것을 한층 효과적으로 억제할 수 있음과 함께, 열 회수기(40) 내의 냉각수의 비등을 한층 효과적으로 억제할 수 있다.In the third embodiment, the
또한, 제 1 실시형태∼제 3 실시형태에서는 패럴렐 구조를 이루는 배열 회수 장치(10, 60, 70)에 전열 억제 기구(50)를 적용하였으나, 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 제 1 배관(20)의 외측에 있어서, 환상을 이루는 제 2 배관(30) 및 열 회수기(40)가 배치된 배열 회수 장치(80)에 전열 억제 기구(50)를 적용해도 된다.In the first to third embodiments, the
이 배열 회수 장치(80)에 대하여 간단하게 설명하면, 배열 회수 장치(80)에서는 제 1 배관(20)에 분기 구멍(22)만이 형성되어 있다. 또한, 제 2 배관(30)은 환상을 이룸과 함께 제 1 배관(20)의 외측에 배치되어 있다. 또한, 제 2 배관(30)은, 그 둘레 방향으로부터 본 단면시(斷面視)에서 제 1 배관(20)측으로 개구된 대략 U자형으로 형성되어 있다. 그리고, 제 2 배관(30)의 개구 단부에 제 2 배관 플랜지(32)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 배관(30)의 내부에는 파이프 형상의 이너 배관(82)이 배치되어 있고, 이너 배관(82)이 도시하지 않은 위치에서 제 1 배관(20)에 연결되어 있다. 또한, 열 회수기(40)가 환상으로 형성되어 이너 배관(82)의 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 그리고, 이 배열 회수 장치(80)에서는, 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 접속부에 제 1 실시형태의 전열 억제 기구(50)가 적용된다. 즉, 제 2 배관 플랜지(32)와 제 1 배관(20)의 사이에 단열재(56)가 개재되어, 제 2 배관(30)이 볼트(52) 및 웰드 너트(54)에 의해 제 1 배관(20)에 체결되어 있다. 따라서, 배열 회수 장치(80)에 있어서도 제 2 배관(30)의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있음과 함께, 열 회수기(40) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 억제할 수 있다. 또한, 도 6에서는 도시는 생략하고 있으나, 배열 회수 장치(10) 등과 동일하게 유로 전환 밸브(18)가 제 1 배관(20) 내에 설치되어 있다.The
또한, 제 1 실시형태 및 제 3 실시형태에서는 웰드 너트(54)가 제 1 배관(20)에 설치되어 있고, 웰드 너트(54)에 볼트(52)를 나사 결합시킴으로써, 제 2 배관(30)을 제 1 배관(20)에 체결 고정하고 있다. 이를 대신하여, 도시는 생략하나, 제 1 배관(20)의 외측으로 돌출되는 스터드 볼트로서의 볼트를 제 1 배관(20)에 설치하여, 당해 볼트에 너트를 나사 결합시킴으로써, 제 2 배관(30)을 제 1 배관(20)에 체결 고정시켜도 된다.In the first and third embodiments, the
또한, 제 1 실시형태∼제 3 실시형태에서는, 전열 억제 기구(50)가 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A)와 제 1 배관(20)의 접속부 및 제 2 배관(30)의 하류측 단부(30B)와 제 1 배관(20)의 접속부에 각각 적용되어 있다. 이를 대신하여, 전열 억제 기구(50)를 제 2 배관(30)의 상류측 단부(30A)와 제 1 배관(20)의 접속부 및 제 2 배관(30)의 하류측 단부(30B)와 제 1 배관(20)의 접속부의 일방에 적용시켜도 된다.In the first to third embodiments, the heat
(제 4 실시형태)(Fourth Embodiment)
이하, 도 7을 이용하여 제 4 실시형태의 배열 회수 장치(90)에 대하여 설명한다. 제 4 실시형태의 배열 회수 장치(90)는, 제 2 배관(30) 및 전열 억제 기구(50)를 제외하고 제 1 실시형태의 배열 회수 장치(10)와 동일하게 구성되어 있다. 이하, 배열 회수 장치(90)의 제 2 배관으로서의 분기 배관(34) 및 전열 억제 기구(50)에 대하여 설명한다. 또한, 도 7에서는 제 1 실시의 배열 회수 장치(10)와 동일하게 구성된 부품에는 동일한 부호를 부여하고 있다.Hereinafter, the
도 7에 나타내어지는 바와 같이, 배열 회수 장치(90)는 제 1 배관(20)과, 제 1 배관(20)으로부터 일체적으로 분기되어 개구된 분기 배관(34)과, 그 분기 배관(34)의 개구를 폐색하도록, 그 개구에 장착된 열 회수기(42)를 구비하고 있다. 열 회수기(42)는 그 열 회수기 본체(43)의 외주부에, 냉각수가 지나는 유로(44)를 가지고 있고, 이 유로(44)에는 냉각수 순환로(16)가 연통 접속되어 있다.7, the
그리고, 열 회수기(42)의 분기 배관(34)의 개구로의 장착 방향(화살표 C로 나타낸다) 하류측에는, 전열 억제 기구(50)를 구성하는 대략 트레이 형상의 헤더 플레이트(46)가 장착되어 있다. 즉, 열 회수기(42)는, 헤더 플레이트(46)측으로부터 분기 배관(34)의 개구 내에 장착되어 그 개구를 폐색하는 구성으로 되어 있다. 또한, 분기 배관(34)의 개구 단부(34A)측은 열 회수기(42)(헤더 플레이트(46))를 내측에 장착 가능하게 확개(擴開)되어 있다(굴곡부(36)가 형성되어 있다).A tray-shaped
헤더 플레이트(46)에는, 배기 가스가 유입 가능한 상류측 개구부(도시 생략)와, 배기 가스를 유출 가능한 하류측 개구부(도시 생략)가 형성되어 있다. 그리고, 제 1 배관(20) 내에 설치된 유로 전환 밸브(18)에 의해 헤더 플레이트(46)의 하류측 개구부가 개폐 가능하게 되어 있다.The
즉, 유로 전환 밸브(18)는 헤더 플레이트(46)의 중앙 부분(분기 배관(34)의 축심 부분)에 대응하는 위치에 배치되어 있고, 도 7에 있어서의 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 헤더 플레이트(46)의 하류측 개구부를 닫았을 때에는 노멀 모드가 되어, 배기 가스가 제 1 배관(20)을 통과하도록 되어 있다.That is, the flow
한편, 유로 전환 밸브(18)가 헤더 플레이트(46)의 중앙 부분(분기 배관(34)의 축심 부분)에 있어서 제 1 배관(20)의 유로를 닫았을 때에는 배기열 회수 모드가 되어, 배기 가스가 제 1 배관(20)으로부터 분기 배관(34)을 지나 헤더 플레이트(46)의 상류측 개구부로부터 열 회수기 본체(43) 내로 유입하도록 되어 있다.On the other hand, when the flow
그리고, 헤더 플레이트(46)의 상류측 개구부로부터 열 회수기 본체(43) 내로 유입한 배기 가스는 열 회수기 본체(43) 내를 흐르는 냉각수와 열교환되고, 그 열교환된 배기 가스가 헤더 플레이트(46)의 하류측 개구부로부터 유출되도록 되어 있다. 또한, 헤더 플레이트(46)의 하류측 개구부로부터 유출된 배기 가스는 분기 배관(34)을 지나 제 1 배관(20)으로 되돌려지도록 되어 있다.The exhaust gas flowing into the heat recovery device
이상과 같은 구성으로 된 배열 회수 장치(90)에 있어서의 전열 억제 기구(50)는, 분기 배관(34)과 열 회수기(42)의 접속부에 설치되어 있고, 분기 배관(34)으로부터 열 회수기(42)로의 열의 전달을 억제하도록 되어 있다. 상세하게 설명하면, 헤더 플레이트(46)의 외주부에는, 열 회수기(42)의 분기 배관(34)의 개구로의 장착 방향 상류측을 향해 연장되는 플랜지부(48)가 전체 둘레에 걸쳐 일체로 형성되어 있다.The heat
이 플랜지부(48)는, 유로(44)를 구성하는 열 회수기 본체(43)에 있어서의 외벽면(45)에 외측으로부터 접촉하여, 그 외벽면(45)의 일부를 피복하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 외벽면(45)에, 헤더 플레이트(46)의 플랜지부(48)에 있어서의 선단부(48A)와, 그 선단부(48A)와 면일(面一)하게 배치된 분기 배관(34)의 개구 단부(34A)가 모두 아크 용접에 의해 접합되어 있다(이하, 그 용접 부분을 「용접부(64)」라고 한다).The
이 때문에, 헤더 플레이트(46)보다 상류측에 배치되어 있는 분기 배관(34)의 굴곡부(36)로부터 용접부(64)까지의 거리(L)를 길게 설정할 수 있고, 용접부(64)로부터 열 회수기(42)의 유로(44) 내에 있어서의 냉각수(열 회수기 본체(43)의 헤더 플레이트(46)측의 단부(43A))까지의 전열 경로(R)를 길게 설정할 수 있다. 이에 의해, 분기 배관(34)의 열에 의한 열 회수기(42) 내에 있어서의 냉각수의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있어, 그 냉각수의 비등을 억제할 수 있다.The distance L from the
특히, 헤더 플레이트(46)의 플랜지부(48)는 열 회수기(42)의 분기 배관(34)의 개구로의 장착 방향 상류측을 향해 연장되어 있기 때문에, 그 플랜지부(48)가 열 회수기(42)의 분기 배관(34)의 개구로의 장착 방향 상류측을 향해 연장되어 있지 않는 구성에 비해, 용접부(64)로부터 열 회수기(42) 내에 있어서의 냉각수까지의 전열 경로(R)를 길게 설정하는 것을 효율적으로 할 수 있음과 함께, 열 회수기(42) 내에 있어서의 냉각수의 비등을 효과적으로 억제할 수 있다.Particularly, since the
또한, 그 용접부(64)는 냉각수가 지나는 유로(44)를 구성하는 열 회수기 본체(43)에 있어서의 외벽면(45)에 설치되어 있기 때문에, 그 용접부(64)의 용접 직후의 온도를 냉각수에 의해 저감시킬 수 있다. 따라서, 그 용접부(64)에 있어서의 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다.Since the welded
또한, 제 4 실시형태에 있어서의 전열 억제 기구(50)(헤더 플레이트(46)의 플랜지부(48))는 아크 용접에 의해 접합되는 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제 2 실시형태와 동일하게, 레이저 용접에 의해 접합되는 구성으로 되어 있어도 된다. 또한, 헤더 플레이트(46)에 있어서의 플랜지부(48)의 선단부(48A)와, 분기 배관(34)의 개구 단부(34A)는 면일하게 배치되어 있으면 되고, 도시의 위치보다 더 길게 연장되어 있어도 된다.Further, the heat conduction limiting mechanism 50 (the
Claims (10)
상기 제 1 배관과 연통되고, 상기 제 1 배관을 우회하는 제 2 배관과,
상기 제 2 배관의 내부에 배치되고, 내부를 순환하는 냉각수와 상기 배기 가스의 사이에서 열교환하여 상기 배기 가스의 열을 회수하는 열 회수기와,
상기 제 1 배관과 상기 제 2 배관의 접속부에 설치되고, 상기 제 1 배관으로부터 상기 제 2 배관으로의 열의 전달을 억제하는 전열 억제 기구를 구비한 배열 회수 장치.A first pipe through which exhaust gas from the engine flows,
A second pipe communicating with the first pipe and bypassing the first pipe,
A heat recovery unit disposed in the second pipe and recovering the heat of the exhaust gas by heat exchange between the cooling water circulating inside and the exhaust gas;
And an electric conduction suppressing mechanism provided at a connection portion between the first pipe and the second pipe to suppress transmission of heat from the first pipe to the second pipe.
상기 전열 억제 기구는 단열재를 가지고 있고,
상기 제 2 배관은, 상기 단열재를 개재하여 상기 제 1 배관과 접속되어 있는 배열 회수 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat transfer suppressing mechanism has a heat insulating material,
And the second pipe is connected to the first pipe via the heat insulating material.
상기 제 1 배관에 있어서의 상기 제 2 배관과의 접속부에는, 상기 제 1 배관의 내부와 상기 제 2 배관의 내부를 연통시키는 연통 구멍이 형성되어 있고,
상기 전열 억제 기구는,
상기 제 1 배관의 상기 연통 구멍의 주연부에 형성되고, 상기 제 1 배관의 외측에 있어서 상기 연통 구멍의 외측으로 되접어 꺾인 제 1 플랜지와,
상기 제 2 배관에 있어서의 상기 제 1 배관과의 접속부에 형성되고, 상기 제 1 플랜지와 접속되는 제 2 플랜지를 포함하여 구성되어 있는 배열 회수 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
A communication hole communicating the inside of the first pipe and the inside of the second pipe is formed in the connection portion of the first pipe with the second pipe,
The heat transfer suppressing mechanism includes:
A first flange formed on the periphery of the communication hole of the first pipe and folded back to the outside of the communication hole outside the first pipe;
And a second flange formed at a connection portion of the second pipe with the first pipe and connected to the first flange.
상기 전열 억제 기구는 볼트 및 너트를 포함하여 구성되어 있고,
상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관이 상기 볼트 및 상기 너트에 의해 체결됨으로써 접속되어 있는 배열 회수 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the heat transfer suppressing mechanism includes a bolt and a nut,
And the first pipe and the second pipe are connected by being fastened by the bolt and the nut.
상기 제 2 배관의 상류측 단부 및 하류측 단부가 상기 제 1 배관에 접속되어 있는 배열 회수 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the upstream end and the downstream end of the second pipe are connected to the first pipe.
상기 전열 억제 기구가 상기 상류측 단부와 상기 제 1 배관의 접속부 및 상기 하류측 단부와 상기 제 1 배관의 접속부에 각각 설치되어 있는 배열 회수 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the heat transfer suppressing mechanism is provided at a connecting portion between the upstream end portion and the connecting portion of the first pipe and the connecting portion between the downstream end portion and the first pipe.
상기 제 1 배관으로부터 분기되어 개구된 제 2 배관과,
헤더 플레이트를 가짐과 함께 당해 헤더 플레이트측으로부터 상기 제 2 배관의 개구에 장착되어 당해 개구를 폐색하고, 내부를 순환하는 냉각수와 상기 배기 가스의 사이에서 열교환하여 상기 배기 가스의 열을 회수하는 열 회수기와,
상기 제 2 배관과 상기 열 회수기의 접속부에 설치되고, 상기 제 2 배관으로부터 상기 열 회수기로의 열의 전달을 억제하는 전열 억제 기구를 구비하고,
상기 열 회수기는 외주부에 냉각수가 지나는 유로를 가지고,
상기 전열 억제 기구는, 상기 유로를 구성하는 외벽면에 상기 제 2 배관의 개구 단부와 함께 용접된 상기 헤더 플레이트의 외주부를 포함하여 구성되어 있는 배열 회수 장치.A first pipe through which exhaust gas from the engine flows,
A second pipe branched from the first pipe,
And a heat recovering device for recovering the heat of the exhaust gas by heat exchange between the cooling water circulating inside the exhaust pipe and the exhaust gas, Wow,
And a heat conduction suppressing mechanism provided at a connection portion between the second pipe and the heat recovery device for suppressing the transmission of heat from the second pipe to the heat recovery device,
Wherein the heat recovery device has a flow passage through which cooling water passes through the outer peripheral portion,
Wherein the heat transfer suppressing mechanism includes an outer peripheral portion of the header plate welded together with an opening end of the second pipe to an outer wall surface constituting the flow path.
상기 헤더 플레이트의 외주부는, 상기 열 회수기의 상기 제 2 배관의 개구로의 장착 방향 상류측을 향해 연장되어 있는 배열 회수 장치.8. The method of claim 7,
And an outer peripheral portion of the header plate extends toward an upstream side in a mounting direction of the heat recovery device to the opening of the second pipe.
상기 제 1 배관과 상기 제 2 배관의 접속부는 레이저 용접에 의해 접합되는 배열 회수 장치.The method according to claim 1,
And the connecting portion of the first pipe and the second pipe is joined by laser welding.
상기 제 1 배관과 상기 제 2 배관의 접속부는 상기 제 2 배관의 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 형성되는 배열 회수 장치.10. The method of claim 9,
Wherein a connection portion between the first pipe and the second pipe is formed around the entire circumferential direction of the second pipe.
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