JP2008039373A - 排気熱回収器 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜時においても熱交換性能を確保することができる排気熱回収器を提供する
【解決手段】排気ガスと内部に封入された蒸発及び凝縮可能な作動流体との間で熱交換を行い作動流体を蒸発させる蒸発部１と、蒸発部１で蒸発した作動流体と冷却水との間で熱交換を行い作動流体を凝縮させる凝縮部２とを設け、蒸発部１及び凝縮部２を作動流体が循環する閉ループ状流路内に配置し、蒸発部１及び凝縮部２を略水平方向に隣接するように配置し、蒸発部１に並列に配置された複数の蒸発側ヒートパイプ３ａを設け、複数の蒸発側ヒートパイプ３ａの一方の端部をそれぞれ連通させる第１の蒸発側ヘッダ５１ａと、他方の端部をそれぞれ連通させる第２の蒸発側ヘッダ５２ａとを設け、水平状態の車両に搭載する際に、２つの蒸発側ヘッダ５１ａ、５２ａのうち下側に配置される第２の蒸発側ヘッダ５２ａを、凝縮部２から遠い側が近い側より下方に位置するように配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に用いられる排気熱回収器に関する。

近年、ヒートパイプの原理を利用して車両のエンジンの排気系から排気ガスの排気熱を回収して、この排気熱を暖機促進等に利用する技術が知られている。

このような排気熱回収器は、エンジンの排気管内にヒートパイプの蒸発部を配設するとともに、エンジンの冷却水経路内にヒートパイプの凝縮部を配設し、排気ガスの排気熱によって冷却水を加熱している（例えば、特許文献１参照）。

また、ヒートパイプの原理を利用した熱交換器として、ループ型ヒートパイプ式熱交換器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、閉ループを形成する密閉された循環経路と、循環経路内に封入され、蒸発および凝縮可能な伝熱流体と、循環経路に配設され、外部からの入熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、循環経路の蒸発部より高い位置に配設され、蒸発部で蒸発した伝熱流体と外部からの被伝熱流体との間で熱交換を行う凝縮部とを有するものである。
特開昭６２−２６８７２２号公報 特開平４−４５３９３号公報

車両への搭載性に有利な、簡素でコンパクトな構造の排気熱回収器を提供しようとする場合、蒸発部と凝縮部を一体に構成する事が望ましい。一例を示すと、図７に示すような、蒸発部Ｊ１と凝縮部Ｊ２を水平方向に隣接して配置し、蒸発部Ｊ１および凝縮部Ｊ２のヒートパイプＪ３の鉛直方向両端部をそれぞれ連通させるヘッダ（連通部）Ｊ５を持つような構成が考えられる。

上記排気熱回収器において、蒸発部Ｊ１で蒸発した作動流体は、上側のヘッダＪ５を通って凝縮部Ｊ２に流入し、凝縮部Ｊ２で作動流体は凝縮して液体となり、下側のヘッダＪ５を通って蒸発部Ｊ１に流入する。このような蒸発部Ｊ１における作動流体の蒸発と、凝縮部Ｊ２における作動流体の凝縮とのバランスによって、蒸発部Ｊ１および凝縮部Ｊ２間で作動流体（液体）の水位差（水頭差ｈ_１）が生じる。この水頭差ｈ１によって、凝縮部Ｊ２から蒸発部Ｊ１に作動流体が還流され、これにより作動流体の循環が行われている。

車両が傾斜して、図８に示すように、排気熱回収器が、蒸発部Ｊ１が凝縮部Ｊ２より鉛直方向上側になるように水平方向に対して傾斜した場合、蒸発部Ｊ１および凝縮部Ｊ２間の水頭差ｈ_２が小さくなる。このため、凝縮部Ｊ２から蒸発部Ｊ１に十分な量の作動流体が還流されなくなり、熱交換性能が著しく低下するという問題がある。

ところで、排気熱回収器は、例えば冬季の始動時等には、排気熱を回収することで早期に冷却水温度を上昇させることができるため、燃費や暖房性能を向上させることができる。一方、夏季のエンジン高負荷時等には、オーバーヒートを回避するために排気熱の回収を停止する必要がある。このため、図９に示すように、排気熱回収器に、作動流体の循環を停止させる弁機構Ｊ６を設けることが望ましい。なお、図９は、排気熱回収器が、蒸発部Ｊ１が凝縮部Ｊ２より上側になるように水平方向に対して傾斜した状態を示している。

図９に示す排気熱回収器は、蒸発部Ｊ１で蒸発した作動流体を凝縮部Ｊ２に導く蒸発側連結部Ｊ７１と、凝縮部Ｊ２で凝縮した作動流体を蒸発部Ｊ１に導く凝縮側連結部Ｊ７２とを備えている。また、凝縮側連結部Ｊ７２の蒸発部Ｊ１側の端部は、蒸発部Ｊ１における最も凝縮部Ｊ２に近い側に配置されたヒートパイプＪ３に接続されている。

このような弁機構Ｊ６を備える排気熱回収器では、弁機構Ｊ６おいて圧損が発生するため、蒸発部Ｊ１が凝縮部Ｊ２より上側になるように排気熱回収器が傾斜した場合、凝縮部２から蒸発部１に作動流体がより還流され難くなり、凝縮側連結部Ｊ７２内に作動流体が残留してしまう。この状態で低温環境下におかれると、凝縮側連結部Ｊ７２内に残留した作動流体が凍結し、凝縮側連結部Ｊ７２が閉塞してしまうという問題がある。また、凝縮側連結部Ｊ７２に残留した作動流体が凍結していくに従い体積膨張による内圧が発生し、凝縮側連結部Ｊ７２の耐圧強度を上回って破損してしまうという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、傾斜時においても熱交換性能を確保することができる排気熱回収器を提供することを目的とする。

また、傾斜時において、凝縮側連結部の閉塞や破損を防止することができる排気熱回収器を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、内燃機関を走行用駆動源とする車両に搭載される排気熱回収器であって、内燃機関から排出された排気ガスが流通する排気ガス径路内に配置され、排気ガスと内部に封入された蒸発および凝縮可能な作動流体との間で熱交換を行い、作動流体を蒸発させる蒸発部（１）と、内燃機関の冷却水が流通する冷却水径路内に配置され、蒸発部（１）で蒸発した作動流体と冷却水との間で熱交換を行い、作動流体を凝縮させる凝縮部（２）とを備え、蒸発部（１）および凝縮部（２）が、作動流体が循環する閉ループ状流路内に配置されており、蒸発部（１）および凝縮部（２）は、略水平方向に隣接するように配置されており、蒸発部（１）は、並列に配置された複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）を有しており、複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）の一方の端部をそれぞれ連通させる第１の連通部（５１ａ）と、他方の端部をそれぞれ連通させる第２の連通部（５２ａ）とを備え、水平状態の車両に搭載された際に、２つの連通部（５１ａ、５２ａ）のうち下側に配置される第２の連通部（５２ａ）は、凝縮部（２）から遠い側が近い側より下方に位置していることを特徴としている。

このように、予め２つの連通部（５１ａ、５２ａ）のうち下側に配置される第２の連通部（５２ａ）を、凝縮部（２）から遠い側が近い側より下方に位置させることで、排気熱回収器全体が、蒸発部（１）が凝縮部（２）より上側になるように傾斜した場合に、蒸発部（１）と凝縮部（２）の水頭差が小さくなるのを抑制することができる。これにより、傾斜時においても、凝縮部（２）から蒸発部（１）に十分な量の作動流体を還流させることができるため、熱交換性能を確保することが可能となる。

また、本発明では、内燃機関を走行用駆動源とする車両に搭載される排気熱回収器であって、内燃機関から排出された排気ガスが流通する排気ガス経路内に配置され、排気ガスと内部に封入された蒸発および凝縮可能な作動流体との間で熱交換を行い、作動流体を蒸発させる蒸発部（１）と、内燃機関の冷却水が流通する冷却水経路内に配置され、蒸発部（１）で蒸発した作動流体と冷却水との間で熱交換を行い、作動流体を凝縮させる凝縮部（２）と、蒸発部（１）で蒸発した作動流体を凝縮部（２）に導く蒸発側連結部（７１）と、凝縮部（２）で凝縮した作動流体を蒸発部（１）に導く凝縮側連結部（７２）とを備え、水平状態の車両に搭載された際に、凝縮側連結部（７２）は、凝縮部（２）から遠い側が凝縮部（２）に近い側より下方に位置していることを特徴としている。

これによれば、排気熱回収器全体が、蒸発部（１）が凝縮部（２）より上側になるように傾斜した場合に、蒸発部（１）と凝縮部（２）の水頭差が小さくなるのを抑制することができる。これにより、傾斜時においても、凝縮部（２）から蒸発部（１）に十分な量の作動流体を還流させることができるため、熱交換性能を確保することが可能となる。

また、排気熱回収器全体が、蒸発部（１）が凝縮部（２）より上側になるように傾斜した場合に、凝縮側連結部（７２）内に作動流体が残留してしまうことを防止できる。このため、低温環境下における凝縮側連結部（７２）の閉塞や破損を防止することができる。

また、上記各特徴の排気熱回収器において、複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）のうち、凝縮部（２）から遠い側の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）の下端を、近い側の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）の下端より下方に位置させてもよい。

また、上記各特徴の排気熱回収器において、凝縮部（２）における下流側に設けられ、凝縮した作動流体が蒸発部（１）に流入する流路を開閉する弁機構（６）を設けてもよい。

この場合、弁機構（６）において圧損が発生するため、蒸発部（１）が凝縮部（２）より上側になるように排気熱回収器が傾斜した場合、凝縮部（２）から蒸発部（１）に作動流体がより還流され難くなる。したがって、弁機構（６）を備える場合において、上記各特徴がより効果的であるといえる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に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）
以下、本発明の第１実施形態について図１に基づいて説明する。本実施形態の排気熱回収器は、車両のエンジン（内燃機関）の排気系から排気ガスの排気熱を回収して、この排気熱を暖機促進等に利用するものである。

図１は、本第１実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の排気熱回収器は、蒸発部１と凝縮部２とを備えている。

蒸発部１は、図示しないエンジンの排気筒内に配置される第１の筐体１００内に設けられている。また、蒸発部１は、排気ガスと後述する作動流体との間で熱交換を行い、作動流体を蒸発させるようになっている。

凝縮部２は、排気筒の外部に設けられており、図示しないエンジンの冷却水経路内に配置される第２の筐体２００内に設けられている。また、凝縮部２は、蒸発部１で蒸発した作動流体とエンジン冷却水との間で熱交換を行い、作動流体を凝縮させるようになっている。第２の筐体２００には、エンジンの冷却水出口側に接続される冷却水流入口２０１と、エンジンの冷却水入口側に接続される冷却水流出口２０２とが設けられている。

蒸発部１および凝縮部２は、水平方向に隣接するように配置されている。通常、排気筒（図示せず）は車両前後方向に渡って設けられているため、蒸発部１および凝縮部２の配置方向は、車両幅方向に一致している。

次に、蒸発部１の構成について説明する。

蒸発部１は、複数本の蒸発側ヒートパイプ３ａと、蒸発側ヒートパイプ３ａの外表面に接合されたコルゲートフィン４ａとを有している。蒸発側ヒートパイプ３ａは、排気ガスの流通方向（紙面垂直方向）が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が鉛直方向に一致するように複数本平行に配置されている。

蒸発部１において、蒸発側ヒートパイプ３ａ長手方向両端部には、蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向に延びて、全ての蒸発側ヒートパイプ３ａと連通する蒸発側ヘッダ５ａがそれぞれ設けられている。蒸発側ヘッダ５ａのうち、排気熱回収器の上端側に配置される蒸発側ヘッダ５ａを第１の蒸発側ヘッダ５１ａといい、下端側に配置される蒸発側ヘッダ５ａを第２の蒸発側ヘッダ５２ａという。なお、第１の蒸発側ヘッダ５１ａが本発明の第１の連通部に相当し、第２の蒸発側ヘッダ５２ａが第２の連通部に相当している。

次に、凝縮部２の構成について説明する。

凝縮部２は、複数本の凝縮側ヒートパイプ３ｂを有している。凝縮側ヒートパイプ３ｂは、エンジン冷却水の流通方向（紙面垂直方向）が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が鉛直方向に一致するように複数本平行に配置されている。

凝縮部２において、凝縮側ヒートパイプ３ｂ長手方向両端部には、凝縮側ヒートパイプ３ｂ積層方向に延びて、全ての凝縮側ヒートパイプ３ｂと連通する凝縮側ヘッダ５ｂがそれぞれ設けられている。凝縮側ヘッダ５ｂのうち、排気熱回収器の鉛直方向上端側に配置される凝縮側ヘッダ５ｂを第１の凝縮側ヘッダ５１ｂといい、鉛直方向下端側に配置される凝縮側ヘッダ５ｂを第２の凝縮側ヘッダ５２ｂという。

蒸発側ヘッダ５ａと凝縮側ヘッダ５ｂは、連通状態に接続されている。そして、蒸発側、凝縮側ヒートパイプ３ａ、３ｂ、および蒸発側、凝縮側ヘッダ５ａ、５ｂによって閉ループが形成されており、これらの内部に水やアルコール等の蒸発・凝縮可能な作動流体が封入されている。

また、第２の凝縮側ヘッダ５２ｂ内には、弁機構６が配設されている。弁機構６は、凝縮側ヒートパイプ３ｂと、第２の蒸発側ヘッダ５２ａとを接続する流路を形成するとともに、蒸発側ヒートパイプ３ａの内圧（作動流体の圧力）に応じて流路を開閉するダイアフラム式の開閉手段となっている。具体的には、弁機構６は、通常の開弁状態から、所定の冷却水温において内圧が上昇して第１の所定圧力を超えると閉弁し、逆に内圧が低下して、第１の所定圧力より低い第２の所定圧力を下回ると、再び開弁するように構成されている。

本実施形態では、排気熱回収器が搭載された車両が水平路面上に位置する際に、第２の蒸発側ヘッダ５２ａは、凝縮部２から遠い側の部位が凝縮部２に近い側の部位より下側になるように、水平方向に対して傾斜配置されている。このとき、凝縮部２から遠い側の蒸発側ヒートパイプ３ａの下端部が、凝縮部２に近い側の蒸発側ヒートパイプ３ａの下端部より下側に位置している。本実施形態では、第２の蒸発側ヘッダ５２ａの水平方向に対する傾斜角度θは、３°〜２０°の範囲内になっている。また、第１の蒸発側ヘッダ５１ａは傾斜していない、すなわち長手方向（蒸発側ヒートパイプ３ａの積層方向）が水平方向と一致するように配置されている。

以上説明したように、予め第２の蒸発側ヘッダ５２ａを、凝縮部２から遠い側の部位が凝縮部２に近い側の部位より下側になるように傾斜配置させることで、蒸発部１が凝縮部２より上側になるように傾斜した場合に、蒸発部１と凝縮部２の水頭差が小さくなるのを抑制することができる。これにより、傾斜時においても、凝縮部２から蒸発部１に十分な量の作動流体を還流させることができるため、熱交換性能を確保することが可能となる。

また、本実施形態では、第２の凝縮側ヘッダ５２ｂ内に、凝縮部２から蒸発部１への作動流体の流れを制御する弁機構６が配設されている。この場合、弁機構６おいて圧損が発生するため、蒸発部１が凝縮部２より上側になるように排気熱回収器が傾斜した場合、凝縮部２から蒸発部１に作動流体がより還流され難くなる。したがって、弁機構６を備える場合において、上記のような構成（第２の蒸発側ヘッダ５２ａを、凝縮部２から遠い側の部位が凝縮部２に近い側の部位より下側になるように傾斜配置させる）がより効果的であるといえる。

ところで、通常想定される路面の車両幅方向の傾斜角度は２０°以下である。このため、第２の蒸発側ヘッダ５２ａの水平方向に対する傾斜角度θを３°〜２０°の範囲内とすることで、通常想定される範囲の路面の傾斜に対応することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図４は、本第２実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。図４に示すように、蒸発側ヘッダ５ａと凝縮側ヘッダ５ｂは、筒状の連結部７を介して連通状態に接続されている。そして、蒸発側、凝縮側ヒートパイプ３ａ、３ｂ、蒸発側、凝縮側ヘッダ５ａ、５ｂおよび連結部７によって閉ループが形成されており、これらの内部に水やアルコール等の蒸発・凝縮可能な作動流体が封入されている。

また、排気熱回収器が水平状態の車両に搭載された際に、蒸発部１は、凝縮部２から遠い側の部位が凝縮部２に近い側の部位より下側になるように、水平方向に対して傾斜配置されている。このとき、蒸発側ヘッダ５２において、凝縮部２から遠い側の端部が、凝縮部２に近い側の端部より下側になっている。すなわち、凝縮部２から遠い側の蒸発側ヒートパイプ３ａの下端部が、凝縮部２に近い側の蒸発側ヒートパイプ３ａの下端部より下側に位置している。なお、本実施形態では、第１の筐体１００は、蒸発部１と同様の傾斜角度θで傾斜配置されている。

第１の筐体１００の底面１１０（下側の面）における凝縮部２から遠い側の端部には、排気凝縮水を溜めることができる凝縮水貯留部１１１が形成されている。なお、「排気凝縮水」とは、蒸発部１の温度が低いエンジン始動直後に、排気ガスが蒸発部１において急冷されて排気ガス中に含まれる水分が凝縮することにより生じた水のことをいう。第１の筐体１００は、凝縮部２から遠い側が下になるように水平方向に対して傾斜しているため、排気凝縮水凝が縮水貯留部１１１に向かって流れるようになっている。これにより、排気凝縮水を１箇所に溜めることができるため、排気凝縮水の排出も容易になる。

以上説明したように、予め第２の蒸発側ヘッダ５２ａを、凝縮部２から遠い側の部位が凝縮部２に近い側の部位より下側になるように傾斜配置させることで、蒸発部１が凝縮部２より上側になるように傾斜した場合に、蒸発部１と凝縮部２の水頭差が小さくなるのを抑制することができる。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図３および図４に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図３は本第３実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図で、図４は図３のＡ部拡大断面図である。図３および図４に示すように、本実施形態の蒸発側ヒートパイプ３ａは、蒸発側ヒートパイプ３ａを長手方向に沿った断面で分割した一対の成形プレート３１、３２により構成されている。一対の成形プレート３１、３２は、皿状（断面略Ｕ字形状）に形成されている。

一対の成形プレート３１、３２の長手方向両端側には、蒸発側ヒートパイプ３ａの外側に向かって反対方向に突出する筒状の一対のフランジ部３３がそれぞれ形成されている。一対のフランジ部３３のうち一方のフランジ部３３は、他方のフランジ部３３より開口径が大きくなっている。このため、一方のフランジ部３３の端部が、他方のフランジ部３３の端部に入り込んで嵌合している。

蒸発側ヘッダ５ａは、各蒸発側ヒートパイプ３ａにおけるフランジ部３３および蒸発側ヒートパイプ３ａの長手方向端部が積層されて形成されるものであって、隣り合うフランジ部３３の端部同士が嵌合することにより互いに連通するようになっている。

本実施形態では、隣接する蒸発側ヒートパイプ３ａは、鉛直方向に互いにオフセット配置されている。より詳細には、隣接する蒸発側ヒートパイプ３ａにおいて、凝縮部２から遠い側の蒸発側ヒートパイプ３ａが、凝縮部２に近い側の蒸発側ヒートパイプ３ａより下側に配置されている。

このとき、蒸発側ヘッダ５ａにおける隣り合う２つのフランジ部３３によって構成される流路（以下、ヘッダ構成部材３４という）が、階段状にずれて配置されている。より詳細には、隣り合うヘッダ構成部材３４において、凝縮部２から遠い側のヘッダ構成部材３４が、凝縮部２に近い側のヘッダ構成部材３４より下側になるように配置されている。したがって、蒸発側ヘッダ５ａは、車両幅方向における凝縮部２から遠い側の端部が、凝縮部２に近い側の端部より下側になっている。

これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図５に基づいて説明する。上記第３実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図５は、本第４実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態の第１の蒸発側ヘッダ５１ａは、水平方向に平行に配置されている。より詳細には、第１の蒸発側ヘッダ５１ａは、その長手方向（蒸発側ヒートパイプ３ａの積層方向）が水平方向と一致するように配置されている。このとき、複数の蒸発側ヒートパイプ３ａにおいて、凝縮部２に近い側程、長手方向の長さが長くなっている。

これにより、上記第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図６に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図６は、本第５実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。図６に示すように、本実施形態では、第２の蒸発側ヘッダ５１ａ、５２ａは、水平方向に平行に配置されている。また、凝縮側ヒートパイプ３ｂの外表面には、コルゲートフィン４ｂが接合されている。

また、蒸発側ヘッダ５ａと凝縮側ヘッダ５ｂは、筒状の連結部７を介して連通状態に接続されている。そして、蒸発側、凝縮側ヒートパイプ３ａ、３ｂ、蒸発側、凝縮側ヘッダ５ａ、５ｂおよび連結部７によって閉ループが形成されており、これらの内部に水やアルコール等の蒸発・凝縮可能な作動流体が封入されている。これにより、作動流体は蒸発部１および凝縮部２を循環するようになっている。

ここで、二つの連結部７のうち、上方側に配置され、第１の蒸発側ヘッダ５１ａと第１の凝縮側ヘッダ５１ｂとを接続し、蒸発部１で蒸発した作動流体を凝縮部２に導くものを蒸発側連結部７１という。また、二つの連結部７のうち、下方側に配置され、第２の蒸発側ヘッダ５２ａと第２の凝縮側ヘッダ５２ｂとを接続し、凝縮部２で凝縮された作動流体を蒸発部１に導くものを凝縮側連結部７２という。

本実施形態では、第２の凝縮側ヘッダ５２ｂは、排気熱回収器が水平状態の車両に搭載された際に、第２の蒸発側ヘッダ５２ａより上方側になるように配置されている。また、凝縮側連結部７２は、凝縮部２側の端部が第２の凝縮側ヘッダ５２ｂに接続されており、蒸発部１側の端部が複数の蒸発側ヒートパイプ３ａのうち最も凝縮部２に近い側のヒートパイプ３０ａに接続されている。

そして、排気熱回収器が水平状態の車両に搭載された際に、凝縮側連結部７２は、凝縮部２から遠い側の部位が凝縮部２に近い側の部位より下側になるように、水平方向に対して傾斜配置されている。すなわち、凝縮側連結部７２は、凝縮部２側から蒸発部１側に向かって下方になるように水平方向に対して傾斜している。本実施形態では、凝縮側連結部７２の水平方向に対する傾斜角度θを、３°〜２０°の範囲内としている。

以上説明したように、予め凝縮側連結部７２を、凝縮部２から遠い側の部位が凝縮部２に近い側の部位より下側になるように傾斜させることで、排気熱回収器全体が蒸発部１が凝縮部２より上側になるように傾斜した場合に、蒸発部１と凝縮部２の水頭差が小さくなるのを抑制することができる。これにより、傾斜時においても、凝縮部２から蒸発部１に十分な量の作動流体を還流させることができるため、熱交換性能を確保することが可能となる。さらに、排気熱回収器全体が蒸発部１が凝縮部２より上側になるように傾斜した場合に、凝縮側連結部７２内に作動流体が残留してしまうことを防止できる。このため、低温環境下における凝縮側連結部７２の閉塞や破損を防止することができる。

ところで、通常想定される路面の車両幅方向の傾斜角度は２０°以下である。このため、凝縮側連結部７２の水平方向に対する傾斜角度θを３°〜２０°の範囲内とすることで、通常想定される範囲の路面の傾斜に対応することができる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態において、凝縮部２を、凝縮側ヒートパイプ３ｂをその長手方向が鉛直方向に一致するように複数本平行に配置することにより構成にしたが、これに限らず、凝縮部２は任意の構成にすることができる。

また、上記第２実施形態では、第１の筐体１００に凝縮水貯留部１１１を設けたが、設けなくてもよい。

また、上記第３および第４実施形態では、蒸発側ヒートパイプ３ａを長手方向に沿った断面で分割した一対の成形プレート３１、３２から構成したが、蒸発側ヒートパイプ３ａを分割しなくてもよい。

また、上記各実施形態は、上記した範囲以外にも、可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

第１実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。 第２実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。 第３実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。 図３のＡ部拡大断面図である。 第４実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。 第５実施形態に係る排気熱回収器を示す断面図である。 従来の排気熱回収器を示す断面図である。 従来の排気熱回収器が水平方向に対して傾斜した状態を示す断面図である。 従来の弁機構Ｊ６を有する排気熱回収器が水平方向に対して傾斜した状態を示す断面図である。

符号の説明

１…蒸発部、２…凝縮部、３ａ…蒸発側ヒートパイプ、５１ａ…第１の蒸発側ヘッダ（第１の連通部）、５２ａ…第２の蒸発側ヘッダ（第２の連通部）、７１…蒸発側連結部、７２…凝縮側連結部。

Claims (5)

1. 内燃機関を走行用駆動源とする車両に搭載される排気熱回収器であって、
   前記内燃機関から排出された排気ガスが流通する排気ガス径路内に配置され、前記排気ガスと内部に封入された蒸発および凝縮可能な作動流体との間で熱交換を行い、前記作動流体を蒸発させる蒸発部（１）と、
   前記内燃機関の冷却水が流通する冷却水径路内に配置され、前記蒸発部（１）で蒸発した前記作動流体と前記冷却水との間で熱交換を行い、前記作動流体を凝縮させる凝縮部（２）とを備え、
   前記蒸発部（１）および前記凝縮部（２）が、前記作動流体が循環する閉ループ状流路内に配置されており、
   前記蒸発部（１）および前記凝縮部（２）は、略水平方向に隣接するように配置されており、
   前記蒸発部（１）は、並列に配置された複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）を有しており、
   前記複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）の一方の端部をそれぞれ連通させる第１の連通部（５１ａ）と、他方の端部をそれぞれ連通させる第２の連通部（５２ａ）とを備え、
   水平状態の車両に搭載された際に、前記２つの連通部（５１ａ、５２ａ）のうち下側に配置される第２の連通部（５２ａ）は、前記凝縮部（２）から遠い側が近い側より下方に位置していることを特徴とする排気熱回収器。
2. 前記蒸発部（１）で蒸発した前記作動流体を前記凝縮部（２）に導く蒸発側連結部（７１）と、
   前記凝縮部（２）で凝縮した前記作動流体を前記蒸発部（１）に導く凝縮側連結部（７２）とを備え、
   水平状態の車両に搭載された際に、前記凝縮側連結部（７２）は、前記凝縮部（２）から遠い側が前記凝縮部（２）に近い側より下方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の排気熱回収器。
3. 内燃機関を走行用駆動源とする車両に搭載される排気熱回収器であって、
   前記内燃機関から排出された排気ガスが流通する排気ガス経路内に配置され、前記排気ガスと内部に封入された蒸発および凝縮可能な作動流体との間で熱交換を行い、前記作動流体を蒸発させる蒸発部（１）と、
   前記内燃機関の冷却水が流通する冷却水経路内に配置され、前記蒸発部（１）で蒸発した前記作動流体と前記冷却水との間で熱交換を行い、前記作動流体を凝縮させる凝縮部（２）と、
   前記蒸発部（１）で蒸発した前記作動流体を前記凝縮部（２）に導く蒸発側連結部（７１）と、
   前記凝縮部（２）で凝縮した前記作動流体を前記蒸発部（１）に導く凝縮側連結部（７２）とを備え、
   水平状態の車両に搭載された際に、前記凝縮側連結部（７２）は、前記凝縮部（２）から遠い側が前記凝縮部（２）に近い側より下方に位置していることを特徴とする排気熱回収器。
4. 水平状態の車両に搭載された際に、前記複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）のうち、前記凝縮部（２）から遠い側の前記蒸発側ヒートパイプ（３ａ）の下端が、近い側の前記蒸発側ヒートパイプ（３ａ）の下端より下方に位置していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の排気熱回収器。
5. 前記凝縮部（２）における下流側に設けられ、凝縮した前記作動流体が前記蒸発部（１）に流入する流路を開閉する弁機構（６）を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の排気熱回収器。

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