JP2008014304A - 排熱回収装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガスの浄化機能、および排気ガスからの排熱回収機能を共に良好に発揮させると共に、搭載性に優れる排熱回収装置を提供する。
【解決手段】排熱回収装置において、中間部分の断面が縮小されることなく連続的に形成されると共に、内燃機関10の排気管11の途中に介在されて、内燃機関10の排気ガスが流通する収容部120と、収容部120内に配設されて、排気ガスを浄化する触媒12と、収容部120内の触媒12の排気ガス流れ下流側に隣接して配設されて、排気ガスの熱によって内部の作動媒体を蒸発させる蒸発部110と、蒸発部110から流入する作動媒体の熱を内燃機関10の冷却水側に放熱回収して作動媒体を凝縮させると共に、凝縮された作動媒体を蒸発部110に戻す凝縮部130とを設ける。
【選択図】図1
【解決手段】排熱回収装置において、中間部分の断面が縮小されることなく連続的に形成されると共に、内燃機関10の排気管11の途中に介在されて、内燃機関10の排気ガスが流通する収容部120と、収容部120内に配設されて、排気ガスを浄化する触媒12と、収容部120内の触媒12の排気ガス流れ下流側に隣接して配設されて、排気ガスの熱によって内部の作動媒体を蒸発させる蒸発部110と、蒸発部110から流入する作動媒体の熱を内燃機関10の冷却水側に放熱回収して作動媒体を凝縮させると共に、凝縮された作動媒体を蒸発部110に戻す凝縮部130とを設ける。
【選択図】図1
Description
本発明は、ヒートパイプを用いて内燃機関の排気ガスの排熱を回収して、内燃機関の冷却水加熱のために利用する排熱回収装置に関するものであり、例えば内燃機関を備える車両に用いて好適である。
従来、例えば特許文献1に示されるようなヒートサイホン式排熱回収装置が知られている。この排熱回収装置は、蒸発器と凝縮器とが環状に接続されたヒートサイホンから成るものであって、蒸発器をエンジンの排気管内に配設し、また、凝縮器をエンジン冷却水配管内に配設することで、エンジンの排気ガスの熱をエンジン冷却水に回収するようにしている。
特開平7−120178号公報
通常、排気管途中には排気ガスを浄化するための触媒(触媒コンバータ)が設けられるが、上記特許文献1には、この触媒を加味した蒸発器の効果的な配置、あるいは排気管の好適な形状等についてはなんら記載されていない。
例えば、触媒は排気ガス温度が所定温度以上で機能するものであるので、蒸発器が触媒よりも排気ガス流れの上流側に配設されると、排気ガスは蒸発器によって冷却されることになるため、触媒にとってはその機能を充分に発揮させることができなくなる。
また、蒸発器は排気管内に配設されるため、排気管は蒸発器に対する入口部、出口部にて拡管、縮管されることになり、排気ガスにとっては、流通の圧損を伴う。
更には、触媒、蒸発器を効率良く車両等の相手側に搭載できるものが望まれる。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、排気ガスの浄化機能、および排気ガスからの排熱回収機能を共に良好に発揮させると共に、搭載性に優れる排熱回収装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
請求項1に記載の発明では、排熱回収装置において、中間部分の断面が縮小されることなく連続的に形成されると共に、内燃機関(10)の排気管(11)の途中に介在されて、内燃機関(10)の排気ガスが流通する収容部(120)と、収容部(120)内に配設されて、排気ガスを浄化する触媒(12)と、収容部(120)内の触媒(12)の排気ガス流れ下流側に隣接して配設されて、排気ガスの熱によって内部の作動媒体を蒸発させる蒸発部(110)と、蒸発部(110)から流入する作動媒体の熱を内燃機関(10)の冷却水側に放熱回収して作動媒体を凝縮させると共に、凝縮された作動媒体を蒸発部(110)に戻す凝縮部(130)とを有することを特徴としている。
これにより、収容部(120)内に触媒(12)および蒸発部(110)を共に備えるコンパクトな排熱回収装置とすることができるので、従来、触媒(12)、および蒸発部(110)の搭載位置をそれぞれ決定して対応していたものに対して、一括して効率的に相手側に搭載することができる。
また、触媒(12)は、蒸発部(110)に対して排気ガス流れの上流側に配置されることになるので、蒸発部(110)による排気ガスの冷却を受けることが無く、排気ガスに対する浄化機能を充分に発揮させることができる。
また、蒸発部(110)にとっては、触媒によって浄化されて温度上昇する排気ガスとの熱交換をすることになるので、効果的な排熱回収が可能となる。
また、触媒(12)および蒸発部(110)を収容する収容部(120)は、断面が縮小されることなく連続的に形成されるようにしているので、排気管(11)に形成される拡管部、縮管部の数を減らして、排気ガスに対する流通圧損を低減することができる。
請求項2に記載の発明では、収容部(120)の下面(121)には、排気管(11)の後端側に延びる溝部(122)が形成されたことを特徴としている。
これにより、蒸発部(110)において排気ガスが温度低下して排気ガス中の水分が凝縮水となっても、この凝縮水を溝部(122)に集めて、更に排気ガスの流れと共に排気管(11)の後端側に流すことができるので、被水による触媒(12)、蒸発部(110)への影響を抑制することができる。
請求項3に記載の発明では、溝部(122)は、複数設けられたことを特徴としている。
これにより、より効果的に凝縮水を集めて後端側に流すことができる。
請求項4に記載の発明では、溝部(122)は、排気管(11)の後端側に向けて下側に傾斜していることを特徴としている。
これにより、更に効果的に凝縮水を後端側に流すことができる。
請求項5に記載の発明では、下面(121)は、溝部(122)の幅方向において、溝部(122)に向けて下側に傾斜していることを特徴としている。
これにより、更に効果的に凝縮水を溝部(122)に集めることができる。
請求項6に記載の発明では、溝部(122)には、外部下方に開口する排出孔が設けられたことを特徴としている。
これにより、排出孔から凝縮水を排出することができるので、凝縮水による影響を無くすことができる。
請求項7に記載の発明では、収容部(120)の下面(121)は、蒸発部(110)よりも排気ガス流れ上流側が、蒸発部(110)を含む排気ガス流れ下流側よりも高い位置となるように形成されたことを特徴としている。
これにより、蒸発部(110)において排気ガスが温度低下して排気ガス中の水分が凝縮水となっても、この凝縮水が触媒(12)側に流れることを阻止できると共に、排気ガスの流れと共に排気管(11)の後端側に流すことができるので、被水による触媒(12)、蒸発部(110)への影響を抑制することができる。
請求項8に記載の発明では、蒸発部(110)の熱交換部を構成する熱交換部材(112)には、貴金属触媒が付加されたことを特徴としている。
これにより、蒸発部(110)の熱交換部に排気ガスに対する浄化機能を持たすことができる。よって、その分、本来の触媒コンバータ(12)を小型にすることができる。
上記熱交換部材(112)としては、請求項9に記載の発明のように、熱交換面積を拡大するフィン(112)を対象として好適であり、表面面積が大きい分、排気ガスの浄化効果を高めることができる。
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態における排熱回収装置100は、エンジン10を走行用の駆動源とする車両(自動車)に適用されるものとしている。排熱回収装置100は、エンジン10の排気管11および排熱回収回路30に配設されている。以下、具体的な構成について図1、図2を用いて説明する。尚、図1は排熱回収装置100の車両への搭載状態を示す模式図、図2は図1のA−A部(排熱回収装置100)を示す断面図である。
本発明の第1実施形態における排熱回収装置100は、エンジン10を走行用の駆動源とする車両(自動車)に適用されるものとしている。排熱回収装置100は、エンジン10の排気管11および排熱回収回路30に配設されている。以下、具体的な構成について図1、図2を用いて説明する。尚、図1は排熱回収装置100の車両への搭載状態を示す模式図、図2は図1のA−A部(排熱回収装置100)を示す断面図である。
図1に示すように、エンジン10は水冷式の内燃機関であり、燃料が燃焼した後の排気ガスが排出される排気管11を有している。エンジン10は、エンジン10冷却用のエンジン冷却水(以下、冷却水)が循環するラジエータ回路20と、このラジエータ回路20とは別の流路として冷却水が循環する排熱回収回路30と、空調空気加熱用のヒータコア41に冷却水(温水)が循環するヒータ回路40とを有している。
ラジエータ回路20にはラジエータ21が設けられており、ラジエータ21は、ウォータポンプ22によって循環される冷却水を外気との熱交換により冷却する。ラジエータ回路20中にはラジエータ21を迂回して冷却水が流通するバイパス流路23が設けられており、サーモスタット24によってラジエータ21を流通する冷却水量とバイパス流路23を流通する冷却水量とが調節されるようになっている。特に暖機時においてはバイパス流路23側の冷却水量が増加されて暖機が促進される。つまり、ラジエータ21による冷却水の過冷却が防止される。
排熱回収回路30は、ラジエータ回路20のエンジン出口部から分岐して、ウォータポンプ22に接続される流路であり、ウォータポンプ22によって冷却水が循環されるようになっている。排熱回収回路30の途中には後述する排熱回収装置100の水タンク140(凝縮部130)が接続されている。
尚、ヒータ回路40は、ラジエータ回路20のエンジン出口部とは異なる部位から冷却水(温水)が流出して、排熱回収回路30の下流側に合流する回路としている。このヒータ回路40には、暖房用熱交換器としてのヒータコア41が設けられており、上記のウォータポンプ22によって冷却水(温水)が循環されるようにしている。ヒータコア41は、図示しない空調ユニットの空調ケース内に配設されており、送風機によって送風される空調空気を温水との熱交換により加熱する。
排熱回収装置100は、図1、図2に示すように、触媒12、蒸発部110、ダクト部120、凝縮部130、水タンク140等を有しており、ダクト部120内に触媒12と蒸発部110とが収容されると共に、蒸発部110と凝縮部130とが互いに接続されることでループ式のヒートパイプ101を形成している。
触媒12は、排気ガスを浄化するものであり、例えばセラミック材から成る角柱状の部材(モノリス)に触媒物質が付加されて形成されている。
ヒートパイプ101には図示しない封入部が設けられており、この封入部からヒートパイプ101内が真空引き(減圧)され、作動媒体が封入された後に封入部は封止されている。作動媒体は、ここでは水を使用している。水の沸点は、1気圧で100℃であるが、ヒートパイプ101内を減圧(例えば0.01気圧)しているため、沸点は、5〜10℃となる。尚、作動媒体としては、水の他にアルコール、フロロカーボン、フロン等を用いても良い。
上記触媒12を除く排熱回収装置100を構成する各部材(以下説明)は、高耐食性を備えるステンレス材から成り、各部材が組み付けされた後に、当接部や嵌合部に設けられたろう材により、一体的にろう付けされている。
蒸発部110は、チューブ111、フィン112、下タンク部113、上タンク部114等から形成されている。チューブ111は、断面扁平状を成す細長の管部材であり、長手方向が上下を向くようにして、図2中の左右方向に所定のチューブピッチを持って複数並べられて列を成している(この方向を以下、配列方向と呼ぶ)。更に図2の紙面に対して垂直方向にも上記列が複数並ぶように配置されている(この方向を以下、列方向と呼ぶ)。
上記配列方向となる各チューブ111の間には、熱交換部材としてのフィン112が介在されて、各チューブ111の外壁面(表面)に接合されている。フィン112は、排気ガスとの熱交換面積を拡大するものであり、ここでは薄肉の帯板材からローラ加工によって波形に成形されたコルゲートタイプのフィンとしている。上記チューブ111とフィン112は蒸発部110の熱交換部を形成している。
下タンク部113、上タンク部114は、共に扁平の容器体として形成されており、上記チューブ111の長手方向端部側に配設されている。各タンク部113、114のチューブ111に対応する位置には、チューブ孔(図示省略)が穿設されている。そして、複数のチューブ111の長手方向両端部は、それぞれ各タンク部113、114のチューブ孔に接合されており、複数のチューブ111は、各タンク部113、114内と連通している。
ダクト部120は、本発明における収容部に対応するものであり、後述するように内部を排気ガスが流通するようになっている。ダクト部120は、断面矩形状を成す筒体であり、軸方向の一端側と他端側との間となる中間部分の断面が縮小されることなく、同一断面で連続的に形成されている。また、ダクト部120の下面121には、排気管11の途中に介在された時に、排気管11の後端側に延びる溝部122が形成されている。溝部122の断面形状は、図2に示すように、半円形としたり、その他に四角形、V字形等種々の形状とすることができる。
そして、触媒12および蒸発部110は、ダクト部120内に収容されている。蒸発部110は、ダクト部120内で、触媒12に対して排気ガス流れの下流側になるように、且つ、触媒12に隣接するように配置されている。また、蒸発部110は、チューブ111の列方向(図2の紙面に対して垂直方向)と、排気ガスの流れ方向(図2の紙面に対して垂直方向)とが一致するようにダクト部120内に収容されている。
凝縮部130は、上記蒸発部110と同様に、長手方向が上下方向を向くように複数配列されるチューブ131を有しており、各チューブ131の長手方向両端部が上タンク部132、下タンク部133に接合されて形成されている。複数のチューブ131は、各タンク部132、133内と連通している。
上記凝縮部130は、水タンク140内に収容されている。水タンク140は、チューブ131の長手方向に沿うように細長に形成された容器体であり、一方の端部側に冷却水を内部に導入する冷却水導入パイプ141が設けられ、また、他方の端部側に冷却水を外部に排出する冷却水排出パイプ142が設けられている。
凝縮部130の下タンク部133内には、弁機構150が設けられている。弁機構150の内部は、ダイヤフラム151によって、大気側と連通する大気側空間152と、下タンク部133および下タンク部113とを連通させる連通流路153とに区画されている。連通流路153にはダイヤフラム151に接続されて、この連通流路153を開閉する弁体154が設けられている。
ダイヤフラム151は、外気側からかかる大気圧と、凝縮部130(ヒートパイプ101)の内圧とのバランスによって図2中の左右方向に変位する。よって、ダイヤフラム151の変位に伴って弁体154が変位することで、連通流路153が開閉される。このように、弁機構150は作動媒体の圧力に応じて連通流路153を開閉する弁として機能する。更に具体的には、凝縮部130(ヒートパイプ101)の内圧が所定内圧(閉弁圧)よりも上昇して、大気圧に打ち勝つと、弁体154は図2中の右方向に摺動して、連通流路153を閉じる。逆に、凝縮部130(ヒートパイプ101)の内圧が所定内圧(閉弁圧)以下で開弁するようにしている。
そして、凝縮部130は、ダクト部120の外側で蒸発部110の側方に配設されて、上タンク部114と上タンク部132とが連通するように接続されている。また、弁機構150の連通流路153と下タンク部113とが連通するように接続されている。よって、下タンク部113→チューブ111→上タンク部114→上タンク部132→チューブ131→下タンク部133→弁機構150(連通流路153)→下タンク部113が環状に繋がっており、ヒートパイプ101を形成している。
以上のように排熱回収装置100は形成されており、この排熱回収装置100は車両の床下の地上側から見て車室内側にへこむように形成されたへこみ部に配設される。そして、ダクト部120(触媒12、蒸発部110)が排気管11に介在され、また、水タンク140の両パイプ141、142が排熱回収回路30に接続されている(図1)。
次に、上記構成に基づく排熱回収装置100の作動、およびその作用効果について説明する。
エンジン10が作動されると併せてウォータポンプ22が作動され、冷却水はラジエータ回路20、排熱回収回路30、ヒータ回路40を循環する。エンジン10で燃焼された燃料の排気ガスは、排気管11を流れ、排熱回収装置100の触媒12によって浄化される。この時、排気ガスは触媒12による浄化作用により温度上昇を伴う。そして、触媒12を通過した排気ガスはダクト部120による流れの影響をほとんど受けない状態で下流側の蒸発部110に流入した後に大気中に排出される。また、排熱回収回路30を循環する冷却水は、排熱回収装置100の水タンク140内(凝縮部130)を通過する。
エンジン10が始動された後は、冷却水温が上昇を始めると共に、徐々にヒートパイプ101の内圧が上昇する。尚、排気熱量はエンジン10の負荷状態によって変化するため、一般的なエンジンを備えた車両では加速、減速、停止など様々な車両の運転状態に合わせて内圧は変動する。
ヒートパイプ101の内圧が上昇していくなかで閉弁圧よりも低い状態にある場合は、弁機構150は、開弁状態となる。そして、ヒートパイプ101内の水(作動媒体)は、蒸発部110でダクト部120内を流れる排気ガスから受熱して沸騰気化し始めて、蒸気となってチューブ111内を上昇し、上タンク部114を経て凝縮部130(上タンク部132、チューブ131)内に流れ込む。凝縮部130内へ流入した蒸気は、排熱回収回路30から水タンク140内を流れる冷却水によって冷却され、凝縮水となって下タンク部133、弁機構150の連通流路153を通り蒸発部110の下タンク部113に還流する。
このように、排気ガスの熱が水に伝達されて蒸発部110から凝縮部130へ輸送され、この凝縮部130で蒸気が凝縮する際に凝縮潜熱として放出され、排熱回収回路30を流れる冷却水が積極的に加熱される。つまり、エンジン10の暖機が促進されることになるので、エンジン10のフリクションロスの低減、低温始動性向上のための燃料増量の抑制等が図られ燃費性能が向上される。また、冷却水を加熱源とするヒータコア41の暖房性能が向上される。尚、排気ガスの熱はヒートパイプ101の外壁面を介して熱伝導によって蒸発部110から凝縮部130に移動される分も存在する。
また、蒸発部110に複数のチューブ111およびフィン112を設けることで、排気ガスに対する受熱面積を増大させて、蒸発部110における作動媒体の蒸発を促進でき、凝縮部130への熱輸送量の増大を可能としている。
その後、冷却水温が所定温度(例えば70℃)を越えて、内圧が閉弁圧を超えると、弁機構150は閉弁状態となって、ヒートパイプ101内の凝縮水の還流が阻止される。すると、蒸発部110においては内部の水が完全に蒸発されて(ドライアウト)、凝縮部130に流入すると共に、凝縮部130においては、凝縮された凝縮水が溜められることになる。
つまり、水の蒸発、凝縮による熱輸送が確実に停止され(排熱回収の停止)、冷却水側に伝達される熱量がヒートパイプ101を介した熱伝導のみとなる。よって、エンジン10の負荷増加に伴い排気ガス温度が高くなる中で、排熱回収をそのまま続けると、冷却水温が上昇しすぎて、ラジエータ21での放熱能力を超え、オーバーヒートに至ってしまうところを、排熱回収停止への切替えにより、その不具合が防止されることになる。
本実施形態では、ダクト部120内に触媒12および蒸発部110を共に配設するようにしているので、コンパクトな排熱回収装置100とすることができ、従来、触媒12、および蒸発部110の搭載位置をそれぞれ決定して対応していたものに対して、一括して効率的に車両の床下部(相手側)に搭載することができる。
また、触媒12は、蒸発部110に対して排気ガス流れの上流側に配置されることになるので、蒸発部110による排気ガスの冷却を受けることが無く、排気ガスに対する浄化機能を充分に発揮させることができる。
また、蒸発部110にとっては、触媒によって浄化されて温度上昇する排気ガスとの熱交換をすることになるので、効果的な排熱回収が可能となる。
また、触媒12および蒸発部110を収容するダクト部120は、断面が縮小されることなく連続的に形成されるようにしているので、排気管11に形成される拡管部、縮管部の数を減らして、排気ガスに対する流通圧損を低減することができる。
ここで、排熱回収装置100によって上記のように排気ガスの熱を冷却水側に輸送するということは、排気ガスにとっては冷却されることになり、排気ガス中に含まれる水分は凝縮水となってダクト部120の下面121に溜まる。通常、この溜まった凝縮水は、蒸発部110での圧損を受けて乱流となる排気ガスによって、触媒12や蒸発部110に飛散する。
しかしながら、本実施形態では、蒸発部110を収容するダクト部120の下面121に溝部122を設けるようにしているので、下面121に溜まる凝縮水を溝部122に集めて、更に排気ガスの流れと共に排気管11の後端側に流すことができるので、被水による触媒12、蒸発部110への影響を抑制することができる。尚、被水による影響というのは、触媒12にとっては、通常のセラミック材から成るものであると、急冷作用によって割れが発生するということである。また、蒸発部110にとっては、被水によって腐食が発生するということである。
尚、下面121に設ける溝部122については、複数の設定とするようにしても良く、これにより、より効果的に凝縮水を集めて後端側に流すことができる。
また、溝部122は、排気管11の後端側に向けて下側に傾斜するようにしても良く、これにより、更に効果的に凝縮水を後端側に流すことができる。
また、下面121の溝部122の幅方向(図2中の左右方向)において、下面121を溝部122に向けて下側に傾斜するようにすると良く、これにより、更に効果的に凝縮水を溝部122に集めることができる。
更に、排気管11の後端側におけるマフラーを通過させずに排気ガスの一部を外部に排出する際の音が問題とならないレベルであれば、溝部122には外部下方に開口する排出孔を設けて、溝部122に溜められた凝縮水をその排出孔から外部に排出するようにしても良い。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図3に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、ダクト部120の下面121の形状を変更したものとしている。
本発明の第2実施形態を図3に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、ダクト部120の下面121の形状を変更したものとしている。
ダクト部120の下面121は、触媒12が配設される側の領域であって、蒸発部110よりも排気ガス流れ上流側の方が、蒸発部110を含む領域であって、この蒸発部110よりも排気ガス流れ下流側よりも天地方向に高い位置となるように形成されている。
つまり、ダクト部120の下面121は、排気ガス流れの上流側から触媒12を過ぎた部位で、段部をもって下側に拡がるように形成されて、排気ガス流れの下流側に向けて同一面高さで延びるように形成されている。
これにより、蒸発部110において排気ガスが温度低下して排気ガス中の水分が凝縮水となっても、この凝縮水が触媒12側に流れることを阻止できると共に、排気ガスの流れと共に排気管11の後端側に流すことができるので、第1実施形態と同様に被水による触媒12、蒸発部110への影響を抑制することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態は、基本形状は上記第1実施形態と同一として、蒸発部110の熱交換部を構成するフィン112の材質を変更したものとしている。ここでは、フィン112は例えば白金(Pt)のような貴金属触媒を付加している。
第3実施形態は、基本形状は上記第1実施形態と同一として、蒸発部110の熱交換部を構成するフィン112の材質を変更したものとしている。ここでは、フィン112は例えば白金(Pt)のような貴金属触媒を付加している。
これにより、蒸発部110の熱交換部に排気ガスに対する浄化機能を持たすことができる。つまり、エンジンの高出力時等では、ヒートパイプ101の内圧は閉弁圧を超え、弁機構150によって連通流路153が閉じられて、排熱回収装置100による熱輸送が停止される。この場合は、排熱回収装置100による排気ガスに対する冷却作用は働かず、フィン112による浄化作用が効果的に働く。よって、その分、本来の触媒コンバータ12を小型にすることができる。あるいは、触媒コンバータ12の浄化能力を据え置くとすれば、フィン112による浄化能力分を向上させることができる。フィン112は、本来、熱交換面積を拡大するものであるので、表面面積が大きい分、排気ガスの浄化効果を高めることができ、浄化作用を持たせるための対象部材として好適となる。
尚、貴金属触媒を付加する対象部材としては、蒸発部110の熱交換部を構成するチューブ111としても良い。更には、チューブ111とフィン112の両者としても良い。
(その他の実施形態)
上記各実施形態では、ダクト部120は断面が矩形状の筒体としたが、触媒12を円柱状に形成した場合は、触媒12に対応する領域の断面を矩形状に内接するような円形として、蒸発部110に対応する矩形状断面部に滑らかに接続されるものとしても良い。
上記各実施形態では、ダクト部120は断面が矩形状の筒体としたが、触媒12を円柱状に形成した場合は、触媒12に対応する領域の断面を矩形状に内接するような円形として、蒸発部110に対応する矩形状断面部に滑らかに接続されるものとしても良い。
また、上記各実施形態では、排熱回収装置100の基本構造として、蒸発部110の側方に凝縮部130を配設するようにしたが、これに限らず、蒸発部110の上方に凝縮部130を配設するようにしても良い。この場合は、凝縮部130のチューブ131を水平配置となるようにすると良い。
また、弁機構150は、ヒートパイプ101の内圧、即ち作動媒体の圧力によって開閉するものとしたが、これに代えて、冷却水の温度、あるいは作動媒体の温度に応じて開閉する弁としても良い。
また、弁機構150は、ラジエータ21での放熱能力に余裕があれば廃止して、下タンク部133と下タンク部113とを直接接続したものとしても良い。
10 エンジン(内燃機関)
11 排気管
12 触媒
100 排熱回収装置
110 蒸発部
112 フィン(熱交換部材)
120 ダクト部(収容部)
121 下面
122 溝部
130 凝縮部
11 排気管
12 触媒
100 排熱回収装置
110 蒸発部
112 フィン(熱交換部材)
120 ダクト部(収容部)
121 下面
122 溝部
130 凝縮部
Claims (9)
- 中間部分の断面が縮小されることなく連続的に形成されると共に、内燃機関(10)の排気管(11)の途中に介在されて、前記内燃機関(10)の排気ガスが流通する収容部(120)と、
前記収容部(120)内に配設されて、前記排気ガスを浄化する触媒(12)と、
前記収容部(120)内の前記触媒(12)の前記排気ガス流れ下流側に隣接して配設されて、前記排気ガスの熱によって内部の作動媒体を蒸発させる蒸発部(110)と、
前記蒸発部(110)から流入する前記作動媒体の熱を前記内燃機関(10)の冷却水側に放熱回収して前記作動媒体を凝縮させると共に、凝縮された前記作動媒体を前記蒸発部(110)に戻す凝縮部(130)とを有することを特徴とする廃熱回収装置。 - 前記収容部(120)の下面(121)には、前記排気管(11)の後端側に延びる溝部(122)が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の排熱回収装置。
- 前記溝部(122)は、複数設けられたことを特徴とする請求項2に記載の排熱回収装置。
- 前記溝部(122)は、前記排気管(11)の後端側に向けて下側に傾斜していることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の排熱回収装置。
- 前記下面(121)は、前記溝部(122)の幅方向において、前記溝部(122)に向けて下側に傾斜していることを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1つに記載の排熱回収装置。
- 前記溝部(122)には、外部下方に開口する排出孔が設けられたことを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれか1つに記載の排熱回収装置。
- 前記収容部(120)の下面(121)は、前記蒸発部(110)よりも前記排気ガス流れ上流側が、前記蒸発部(110)を含む前記排気ガス流れ下流側よりも高い位置となるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の排熱回収装置。
- 前記蒸発部(110)の熱交換部を構成する熱交換部材(112)には、貴金属触媒が付加されたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の排熱回収装置。
- 前記熱交換部材(112)は、熱交換面積を拡大するフィン(112)であることを特徴とする請求項8に記載の排熱回収装置。
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JP2018035765A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | マツダ株式会社 | エンジンの排熱回収装置 |
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2007
- 2007-06-01 JP JP2007147317A patent/JP2008014304A/ja active Pending
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WO2010015940A2 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust heat recovery system |
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