JP2008133782A

JP2008133782A - 排気熱回収装置

Info

Publication number: JP2008133782A
Application number: JP2006320948A
Authority: JP
Inventors: Katsufumi Inoue; 勝文井上
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2008-06-12

Abstract

【課題】部品点数と製造コストを削減できる排気熱回収装置の提供。
【解決手段】排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行うことにより排気熱を回収する排気熱回収部４を備える排気熱回収装置において、排気熱回収部４へ熱交換媒体を供給する流入管１４と、該排気熱回収部４から熱交換媒体を排出する排出管１５を、該排気熱回収装置１全体を車両床下側に固定するための固定ブラケットとして兼用させることとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気熱回収装置に関する。

従来、排気ガスが通過する内管と、内管の外側に配置される外管と、内管と外管の間に配置され、且つ、排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行うことにより排気熱を回収する排気熱回収部と、外管を貫通した状態で排気熱回収部へ熱交換媒体を供給する流入管と、外管を貫通した状態で排気熱回収部から熱交換媒体を排出する排出管を備える排気熱回収装置の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
特開２００６−１０５１２４号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、排気熱回収装置を車両床下に固定するためのブラケットが別途必要になるため、部品点数及び製造コストが増加するという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、部品点数と製造コストを削減できる排気熱回収装置を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行うことにより排気熱を回収する排気熱回収部を備える排気熱回収装置において、前記排気熱回収部へ熱交換媒体を供給する流入管と、該排気熱回収部から熱交換媒体を排出する排出管の少なくとも一方を、該排気熱回収装置全体を車両床下側に固定するための固定ブラケットとして兼用させることを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行うことにより排気熱を回収する排気熱回収部を備える排気熱回収装置において、前記排気熱回収部へ熱交換媒体を供給する流入管と、該排気熱回収部から熱交換媒体を排出する排出管の少なくとも一方を、該排気熱回収装置全体を車両床下側に固定するための固定ブラケットとして兼用させるため、部品点数と製造コストを削減できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の排気熱回収装置を示す側断面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は本実施例１の排気熱回収時の作用を説明する図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の排気熱回収装置１では、内管２と、外管３と、排気熱回収部４と、制御バルブ５等が備えられている。

内管２は、直管状に形成される他、その一端部は図外のエンジン側の接続管に接続される一方、他端側は図外のメインマフラ側の接続管に接続されるようになっている。

内管２の中途部の外側には円筒状の第１シェル６が配置されると共に、この第１シェル６の両端部は内管２の外周に全周に亘って溶接Ｘ１でそれぞれ固定され、これによって、内管２の一部が二重構造となってその内部に第１断熱空間７が形成されている。

外管３は、略円筒状を成して内管２の外側で同心配置される他、その一端部は縮径して平坦な水平部３ａを有すると共に内管２の外周に全周に亘って溶接Ｘ２で固定される一方、その他端部は縮径して内管２の外周に全周に亘って溶接Ｘ３で固定されている。

外管３の中途部の外側には両端部が縮径した略円筒状の第２シェル８が配置されると共に、この第２シェル８の一端部は外管３の外周に全周に亘って溶接Ｘ４で固定される一方、他端部は前述した溶接Ｘ３により内管２の外周に全周に亘って固定され、これにより、外管３の一部が二重構造となってその内部に第２断熱空間９が形成されている。

排気熱回収部４は、第１シェル６を含む内管２と外管３との間を３つの室R1,R2,R3に仕切る円形で略皿状の仕切り部10,11と、両端部が室R1,R3に連通した状態で両仕切り部10,11に挿通し固定された複数（本実施例では１４個）の熱交換パイプ１２（図２参照）とから構成されている。

なお、各熱交換パイプ１２と各仕切り部10,11とは図示を省略する溶接により固定される他、各仕切り部10,11と第１シェル６及び外管３とは図示を省略する溶接により固定されている。

また、外管３には軸方向に離間して、室Ｒ２に連通した状態で雌螺子溝を有する略円筒状のボス部１３がその全周に亘って溶接Ｘ５でそれぞれ固定され、各ボス部１３にそれぞれ対応する流入管１４及び排出管１５の一端部が第２シェル８を貫通した状態で螺合されている。

また、各管14,15の中途部はクランク状に屈曲して水平な水平部１６を有すると共に、この水平部１６はゴムマウント部材１７の下方側を貫通した状態で設けられている。
さらに、ゴムマウント部材１７の上方側は図外の車体フロアに固定された棒状の固定ブラケット部材１８が貫通した状態で設けられている。
なお、ゴムマウント部材１７は各管14,15を第２シェル８に挿通する前に所定位置に予め装着される。また、流入管１４は第２シェル８に全周に亘って溶接Ｘ６で固定されている。

従って、流入管１４及び排出管１５がゴムマウント部材１７を介してそれぞれ対応する固定ブラケット１８に固定されることにより、排気熱回収装置１全体が車体フロア側に固定支持されている。

これにより、排気熱回収装置１を車両床下に固定するためのブラケットを排気熱回収部４の流入管１４及び排出管１５で兼用でき、部品点数と製造コストを削減できる。

制御バルブ５は、内管２及び外管３の水平部３ａをカラー部材１９を介して貫通した状態で配置された回転軸２０と、内管２内で回転軸２０と一体的に形成された略円盤状の弁体２１で構成され、該回転軸２０が図外のモータ等により軸周りに回転すると弁体２１が内管２を開閉するようになっている。

その他、内管２には室Ｒ１に連通した状態で、弁体２１の排気ガス上流側に複数（本実施例１では２つ）の連通孔２ａが設けられる一方、室Ｒ３に連通した状態で複数（本実施例１では２つ）の連通孔２ｂが設けられている。

次に、作用を説明する。
このように構成された排気熱回収装置１では、内管２の一端部が図外のエンジン側の接続管に接続される一方、他端側が図外のメインマフラ側の接続管に接続される。

また、流入管１４及び排出管１５の他端部が排気熱の消費元（例えばエンジンの冷却回路や蓄熱器等）に接続される。

そして、排気熱の回収時には、図３に示すように、制御バルブ５が弁体２１を閉じることにより、内管２の排気ガス上流側から流入した排気ガス（破線矢印で図示）が連通孔２ａを介して室Ｒ１に流入した後、各熱交換パイプ１２を介して室３へ流入した後、連通孔２ｂを介して内管２の排気ガス下流側へ排出される。

また、排気熱の消費元から流入管１４を介して排気ガスよりも低温な熱交換媒体（一点鎖線矢印で図示）が室Ｒ２に流入した後、排出管１５を介して再び排気熱の消費元へ戻る。
この際、熱交換媒体は、熱交換パイプ１２を流れる排気ガスによって高温化され、これによって排気熱を回収できる。

また、本実施例１では排出管１５を排気ガス上流側に、流入管１４を排気ガス下流側に配置しているため、熱交換媒体と排気ガスの流れが対向流となり、これによってこれら両者の熱交換効率を促進できる。

また、外気によって熱交換媒体が冷却されるのを第２断熱空間９によって防止でき、排気熱の回収効率を向上できる。

また、本実施例１では第２断熱空間９を少なくとも排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換が行われる長さ範囲Ｗ１以上に亘って形成しているため、径方向のサイズを大きくすることなくコンパクトな構成で排気熱の回収効率を向上できる。

また、排気ガスは熱交換媒体により冷却されて体積が減少するため消音効果を向上できる。

一方、図１に示すように、排気熱の非回収時においては、制御部が弁体２１を開くことにより、内管２の排気ガス上流側から流入した排気ガス（破線矢印で図示）をそのまま内管２の排気ガス下流側へ通過させて効率よく排出できる。

この際、第１断熱空間７によって内管２の熱が熱交換媒体に伝熱するのを防止でき、これによって、排気熱の非回収時に熱交換媒体が高温化するのを防止できる。

また、本実施例１では第１断熱空間７を少なくとも排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換が行われる長さ範囲Ｗ１以上に亘って形成しているため、径方向のサイズを大きくすることなくコンパクトな構成で熱交換媒体が高温化するのを確実に防止できる。
また、内管２には連通孔２ａが設けられているが、内管２への流入抵抗が小さいので排気ガスの略全量が内管２を通過することとなる。

なお、制御バルブ５の弁体２１の開閉量や開閉のタイミングは回収した排気熱の用途に応じて適宜設定できる。
また、排気熱の非回収時に熱交換媒体を流通させるかどうかは任意である。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の排気熱回収装置１にあっては、排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行うことにより排気熱を回収する排気熱回収部４を備える排気熱回収装置において、排気熱回収部４へ熱交換媒体を供給する流入管１４と、該排気熱回収部４から熱交換媒体を排出する排出管１５を、該排気熱回収装置１全体を車両床下側に固定するための固定ブラケットとして兼用させるため、排気熱回収装置１を車両床下に固定するためのブラケットを排気熱回収部４の流入管１４及び排出管１５で兼用でき、部品点数と製造コストを削減できる。

また、流入管１４及び排出管１５を排気熱回収部４の上部から突出した状態で形成すると共に、その中途部に水平部１６を形成し、水平部１６をゴムマウント部材１７を介して車体フロアの固定ブラケット部材１８に懸吊した状態で固定したため、排気熱回収装置１をソフトマウントした状態で安定して固定支持できる。

また、流入管１４及び排出管１５が下方へ突出して露出せず、飛び石等から保護でき耐久性を確保できる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、排気熱回収部４の詳細な部位の構造及び熱交換媒体の種類、さらに、回収した排気熱の用途については任意に設定できる。

また、本実施例１では、流入管１４及び排出管１５の両方をブラケットとして兼用したが一方のみ兼用しても良い。

本発明の実施例１の排気熱回収装置を示す側断面図である。図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。本実施例１の排気熱回収時の作用を説明する図である。

符号の説明

Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３室
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６溶接
１排気熱回収装置
２内管
２ａ、２ｂ連通孔
３外管
３ａ水平部
４排気熱回収部
５制御バルブ
６第１シェル
７第１断熱空間
８第２シェル
９第２断熱空間
１０、１１仕切り部
１２熱交換パイプ
１３ボス部
１４流入管
１５排出管
１６水平部
１７ゴムマウント部材
１８固定ブラケット部材
１９カラー部材
２０回転軸
２１弁体

Claims

排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行うことにより排気熱を回収する排気熱回収部を備える排気熱回収装置において、
前記排気熱回収部へ熱交換媒体を供給する流入管と、該排気熱回収部から熱交換媒体を排出する排出管の少なくとも一方を、該排気熱回収装置全体を車両床下側に固定するための固定ブラケットとして兼用させることを特徴とする排気熱回収装置。
請求項１記載の排気熱回収装置において、
前記固定ブラケットとして兼用される流入管または排出管を排気熱回収部の上部から突出した状態で形成すると共に、その中途部に水平部を形成し、
前記水平部をゴムマウント部材を介して車体フロア側に懸吊した状態で固定したことを特徴とする排気熱回収装置。