JP2017203420A - 排気熱回収装置 - Google Patents
排気熱回収装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017203420A JP2017203420A JP2016095788A JP2016095788A JP2017203420A JP 2017203420 A JP2017203420 A JP 2017203420A JP 2016095788 A JP2016095788 A JP 2016095788A JP 2016095788 A JP2016095788 A JP 2016095788A JP 2017203420 A JP2017203420 A JP 2017203420A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- cooling medium
- passage
- annular
- annular heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
【課題】冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにして、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる排気熱回収装置を提供する。【解決手段】内管10の内部のバイパス通路11が閉鎖された際に、バイパス通路11から内管10と外管20の間の円環状の熱交換通路21に排気ガスGを導入する多数の連通孔15が内管10に形成され、外管20の外周側に冷却媒体入口管36と冷却媒体出口管を有する円環状の冷却媒体通路35が設けられた排気熱回収装置1であって、円環状の熱交換通路21の上流側に、多数の連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように案内するガイドプレート38を設けた。【選択図】図3
Description
本発明は、エンジンや燃焼機器等から排気ガスと共に排出される熱を回収する排気熱回収装置(排気熱回収器)に関するものである。
例えば、エンジンから排出される排気ガスの熱を回収する排気熱回収装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。
この排気熱回収装置100は、図11に示すように、排気ガスGが流れるバイパス通路としての第1排気通路111を形成する内筒110と、この内筒110の外周側に配置された外筒120と、内筒110と外筒120の間に熱交換通路としての環状の第2排気通路121を形成する中間筒130と、環状の第2排気通路121を流れる排気ガスGの熱を、流通する冷却媒体(例えば冷却水)Wに伝達するように外筒120と中間筒130との間に形成された環状の冷却媒体通路140と、外筒120の一端と他端に設けられた冷却媒体導入ポート125及び冷却媒体導出ポート126と、内筒110の上流側の円周方向に形成され、第1排気通路111の上流端に導入された排気ガスGを第1排気通路111から環状の第2排気通路121の上流側に導入可能な多数の連通孔115と、第1排気通路111の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスGを第1排気通路111に流通させ、閉じた状態で排気ガスGを多数の連通孔115を通して環状の第2排気通路121に流通させる弁体150と、を備えている。
そして、熱回収時には弁体150が閉じた状態となり、排気ガスGが内筒110の多数の連通孔115を通って環状の第2排気通路121に流通し、冷却媒体導入ポート125から流入した冷却媒体Wが環状の冷却媒体通路140を流れながら排気ガスGと熱交換し、熱を持って冷却媒体導出ポート126から流出することにより熱回収される。
尚、熱交換通路としての環状の第2排気通路121と冷却媒体通路140が接する中間筒130の第2排気通路121側の面には、螺旋溝状の凹凸131を設けて、熱交換面積を広くしている。
前述した従来の排気熱回収装置100では、第1排気通路111から環状の第2排気通路121に排気ガスGを導入する連通孔115を、内筒110の円周方向の全周に亘り等間隔に多数形成しているため、高温の排気ガスGが冷却媒体導出ポート126の存在する方向にも多く流れることになり、冷却媒体導出ポート126の近傍等において局所的に冷却媒体Wが過度に加熱されて沸騰し易かった。
本発明は、上記事情を考慮し、冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにして、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる排気熱回収装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、排気ガスの熱を伝熱部材を介して冷却媒体に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置において、前記排気ガスが流れるバイパス通路を形成する内管と、前記内管の外周側に配置され、前記内管の外周との間に環状の熱交換通路を形成する外管と、前記環状の熱交換通路に配置され、該環状の熱交換通路を軸方向に流れる排気ガスから熱を受け取る環状の伝熱部材と、前記環状の伝熱部材の受け取った熱を、流通する冷却媒体に伝達するように前記環状の伝熱部材の外周側に配置され、かつ、前記外管の外周側に形成された環状の冷却媒体通路と、前記環状の冷却媒体通路の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管及び冷却媒体出口管と、前記内管の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路の上流端に導入された排気ガスを前記バイパス通路から前記環状の熱交換通路の上流側に導入可能な多数の連通孔と、前記バイパス通路の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスを前記バイパス通路に流通させ、閉じた状態で排気ガスを前記連通孔を通して前記環状の熱交換通路に流通させる開閉弁と、を備え、前記環状の熱交換通路の上流側に、前記連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設けたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の排気熱回収装置であって、前記冷却媒体入口管と前記冷却媒体出口管の少なくとも一方に相対向する前記環状の熱交換通路内に前記ガイドプレートを設けたことを特徴とする。
請求項3の発明は、排気ガスの熱を伝熱部材を介して冷却媒体に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置において、前記排気ガスが流れるバイパス通路を形成する内管と、前記内管の外周側に配置され、前記内管の外周との間に環状の熱交換通路を形成する外管と、前記環状の熱交換通路に配置され、該環状の熱交換通路を軸方向に流れる排気ガスから熱を受け取る環状の伝熱部材と、前記環状の伝熱部材の受け取った熱を、流通する冷却媒体に伝達するように前記環状の伝熱部材の外周側に配置され、かつ、前記外管の外周側に形成された環状の冷却媒体通路と、前記環状の冷却媒体通路の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管及び冷却媒体出口管と、前記内管の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路の上流端に導入された排気ガスを前記バイパス通路から前記環状の熱交換通路の上流側に導入可能な多数の連通孔と、前記バイパス通路の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスを前記バイパス通路に流通させ、閉じた状態で排気ガスを前記連通孔を通して前記環状の熱交換通路に流通させる開閉弁と、を備え、前記連通孔を該連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3記載の排気熱回収装置であって、前記内管の断面中心から前記冷却媒体入口管の外側を挟むように2本の仮想線を引き、前記2本の仮想線に挟まれた前記内管の管壁上の領域に位置する前記連通孔と、前記内管の断面中心から前記冷却媒体出口管の外側を挟むように2本の仮想線を引き、前記2本の仮想線に挟まれた前記内管の管壁上の領域に位置する前記連通孔との少なくとも一方を、該連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したことを特徴とする。
請求項5の発明は、排気ガスの熱を伝熱部材を介して冷却媒体に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置において、前記排気ガスが流れるバイパス通路を形成する内管と、前記内管の外周側に配置され、前記内管の外周との間に環状の熱交換通路を形成する外管と、前記環状の熱交換通路に配置され、該環状の熱交換通路を軸方向に流れる排気ガスから熱を受け取る環状の伝熱部材と、前記環状の伝熱部材の受け取った熱を、流通する冷却媒体に伝達するように前記環状の伝熱部材の外周側に配置され、かつ、前記外管の外周側に形成された環状の冷却媒体通路と、前記環状の冷却媒体通路の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管及び冷却媒体出口管と、前記内管の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路の上流端に導入された排気ガスを前記バイパス通路から前記環状の熱交換通路の上流側に導入可能な多数の連通孔と、前記バイパス通路の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスを前記バイパス通路に流通させ、閉じた状態で排気ガスを前記連通孔を通して前記環状の熱交換通路に流通させる開閉弁と、を備え、前記環状の熱交換通路の上流側に、前記連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設ける一方、前記連通孔を該連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、環状の熱交換通路の上流側に連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設けたことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる。即ち、ガイドプレートにより排気ガスの流れの向きを環状の伝熱部材側へ制御して、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる。
請求項2の発明によれば、冷却媒体入口管と冷却媒体出口管の少なくとも一方に相対向する前記環状の熱交換通路内にガイドプレートを設けたことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰をより確実に抑制することができる。
請求項3の発明によれば、連通孔を該連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことにより、連通孔を傾斜させて形成するだけの簡単な構造により、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる。
請求項4の発明によれば、内管の断面中心から冷却媒体入口管の外側を挟むように2本の仮想線を引き、2本の仮想線に挟まれた内管の管壁上の領域に位置する連通孔と、内管の断面中心から冷却媒体出口管の外側を挟むように2本の仮想線を引き、2本の仮想線に挟まれた内管の管壁上の領域に位置する連通孔との少なくとも一方を、該連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰をより確実に抑制することができる。
請求項5の発明によれば、環状の熱交換通路の上流側に、連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設ける一方、連通孔を該連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰をより確実に抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は第1実施形態の排気熱回収装置の側面図、図2は図1のA矢視図、図3は図1中B−B線に沿う断面図、図4は同排気熱回収装置の冷却媒体入口管周辺の部分断面図、図5は図3中C−C線に沿う断面図である。
この排気熱回収装置(排気熱回収器)1は、上流側から下流側へ向かって排気ガスGが流れる図示しない排気管の途中に設けられるもので、図1〜図3に示すように、内管10と外管20と冷却媒体ジャケット部材30と開閉弁16と下流側連絡管50及び取付フランジ18,53等から構成されている。
図3に示すように、内管10は、排気ガスGが流れるバイパス通路11を形成する小径の円形配管からなり、その上流側にはテーパ部13を介して大径の上流側連絡管12が一体に形成されている。この上流側連絡管12の上流端には、排気管に接続するための上流側取付フランジ18が溶接で接合されている。
また、内管10の上流側の管壁の全周には、バイパス通路11の上流端に導入された排気ガスGをバイパス通路11から後述する円環状の熱交換通路21の上流側に導入可能な多数の連通孔15が設けられている。この多数の連通孔15は、内管10の外周面10bに対して垂直に形成されている。
さらに、バイパス通路11を構成する内管10の下流端には、開いた状態で排気ガスGをバイパス通路11に流通させ、閉じた状態で排気ガスGを連通孔15を通して円環状の熱交換通路21に図3中実線の矢印のように流通させる開閉弁16が設けられている。この開閉弁16は支軸17を介して後述する下流側連絡管50に開閉自在に取り付けられており、図示しない電気制御アクチュエータにより開閉される。尚、開閉弁16を、冷却媒体温度感知アクチュエータや排気圧感知アクチュエータ等の他のアクチュエータにより開閉させるようにしても良い。
図3及び図5に示すように、外管20は、内管10の外周側に同心に配置され、内管10の外周面10bとの間に円環状の熱交換通路21を形成している。即ち、外管20は、内管10よりも大径の円形管で構成され、その内周面20aに内管10の外周面10bとの間に設けられた円環状の伝熱部材22を備えている。この伝熱部材22は、断面円形の円環状に形成され、その中心部に内管10が挿通する断面円形の中空部22aを有している。また、この円環状の伝熱部材22は、円環状の熱交換通路21の略中央に配置されており、円環状の熱交換通路21を軸方向に流れる排気ガスGから熱を受け取る役目を果たす。尚、円環状の伝熱部材22としては、軸線方向に貫通した多数のセルを伝熱隔壁で画成したハニカム構造体や多数のフィンを放射状に配設したフィン構造体等を使用する。
また、外管20は、その外周側に冷却媒体ジャケット部材30を一体に備えている。冷却媒体ジャケット部材30は、円環状の膨出部31と、その上流側及び下流側のストレート管部32,33とを有し、円環状の膨出部31と外管20との間に円環状の冷却媒体通路35を形成している。この円環状の冷却媒体通路35は、その中を流れる冷却媒体(例えばクーラント)Wに伝熱部材22の受け取った熱を有効に伝えることができるように、円環状の伝熱部材22の外周側に設けられている。尚、円環状の冷却媒体通路35の軸方向長さは、円環状の伝熱部材22の軸方向長さに対応させてある。
外管20及び冷却媒体ジャケット部材30は、冷却媒体ジャケット部材30のストレート管部32の端部を円環板状の支持板41を介して上流側連絡管12に溶接で固定し、かつ、冷却媒体ジャケット部材30のストレート管部33の端部を後述する下流側連絡管50内に溶接で固定すると共に、内管10の端部を下流側連絡管50に溶接で固定された円環板状の支持板42に挿通自在(摺動自在)に支持することで、内管10の熱による伸びが吸収されるようになっている。尚、上流側支持板41は閉塞板として構成されているが、下流側支持板42には、排気ガスGを流通させるための開口孔43が形成されている。
また、外管20及び冷却媒体ジャケット部材30の下流端には下流側連絡管50が接続され、下流側連絡管50の下流側にテーパ部51を介して設けられた小径連絡管52の下流端には、排気管に接続するための下流側取付フランジ53が溶接で接合されている。
また、図3及び図5に示すように、冷却媒体ジャケット部材30の円環状の膨出部31の周壁には円形で一対の取付孔31a,31bが所定距離隔てて形成されており、この一対の取付孔31a,31bには円筒状の冷却媒体入口管36と円筒状の冷却媒体出口管37がそれぞれ取り付けられている。これら冷却媒体入口管36と冷却媒体出口管37は、円環状の冷却媒体通路35の周方向の異なる位置(図示例では、90°周方向に離れた位置)に配置されている。尚、高温の排気ガスGが冷却媒体出口管37の存在する側に流れて冷却媒体出口管37の近傍において冷却媒体Wの過度の加熱(沸騰)により気泡が発生する場合があるので、その気泡発生時の気泡の排出性から、図5に示すように、冷却媒体ジャケット部材30の上部に冷却媒体出口管37を設けた方が良い。
尚、図4及び図5に示すように、冷却媒体入口管36は、その端部36aを冷却媒体ジャケット部材30の膨出部31の取付孔31aに嵌め込み、鍔部36bを膨出部31に溶接することで冷却媒体ジャケット部材30に固定されている。また、図5に示すように、冷却媒体出口管37は、その端部37aを冷却媒体ジャケット部材30の膨出部31の取付孔31bに嵌め込み、鍔部37bを膨出部31に溶接することで冷却媒体ジャケット部材30に固定されている。
図3〜図5に示すように、内管10と外管20及び冷却媒体ジャケット部材30のストレート管部32,33との間で形成される円環状の熱交換通路21の上流側には、多数の連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように案内するガイドプレート38が設けられている。即ち、図4及び図5に示すように、円環状の熱交換通路21内の上流側の冷却媒体入口管36に隣接した円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位(冷却媒体ジャケット部材30の端部で冷却媒体Wが沸騰し易い部位)H側には、基端部38aがストレート管部32に溶接により固定され、テーパ部38bを介して円環状の熱交換通路21の近傍まで延びる先端部38cを有した円弧段差板状のガイドプレート38が設けられている。また、図4に示すように、ガイドプレート38の先端部38cと外管20の内周面20aとの間には隙間tが形成されている。
次に作用を述べる。
排気熱回収装置1の開閉弁16が開いている場合には、排気ガスGはバイパス通路11を流れて下流側に到達する。この開閉弁16が開いている時は、排気ガスGはバイパス通路11から円環状の熱交換通路21に流れないため、排気ガスGの熱は、円環状の伝熱部材22に受け渡されることはない。よって、排気ガスGの熱は、円環状の冷却媒体通路35を流れる冷却媒体Wに伝達されて回収されることはない熱の非回収状態となる。
一方、排気熱回収装置1の開閉弁16が閉じている場合には、図3中実線の矢印で示すように、排気ガスGはバイパス通路11から円環状の熱交換通路21に流れ、支持板42の開口孔43を経て下流側連絡管50に流れる。この間に、排気ガスGの熱は、円環状の伝熱部材22に受け渡され、この円環状の伝熱部材22に受け渡され熱が、図5に示すように、円環状の冷却媒体通路35を流れる冷却媒体Wに伝達されて回収される。
この際に、図5に示すように、中心部に内管10が挿通する中空部22aを有する円環状の伝熱部材22が、軸線方向に貫通した多数のセルを伝熱隔壁で画成したハニカム構造体で構成されている場合は、円環状の熱交換通路21を流通する排気ガスGの流れを阻害せずに効率よく排気ガスGの熱を円環状の伝熱部材22で受け取ることができ、熱回収効率の向上を図ることができる。
この排気熱回収装置1によれば、図3〜図5に示すように、円環状の熱交換通路21内の上流側の冷却媒体ジャケット部材30の端部で冷却媒体Wが沸騰し易い部位側に、多数の連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように案内するガイドプレート38を設けたことにより、円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位(冷却媒体ジャケット部材30の端部で冷却媒体Wが沸騰し易い部位)Hに排気ガスGが直接当たらないようにすることができ、排気ガスGの加熱による冷却媒体Wの沸騰を抑制することができる。即ち、先端部38cが円環状の熱交換通路21の近傍まで延びる簡単な構造のガイドプレート38によって、排気ガスGの流れの向きを円環状の伝熱部材22側へ制御することができるため、排気ガスGの加熱による冷却媒体Wの沸騰を確実に抑制することができる。
図6は本発明の第2実施形態の図3中C−C線に沿う断面図である。
この第2実施形態では、円環状の熱交換通路21内の上流側の冷却媒体入口管36及び冷却媒体出口管37に隣接した円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位側に、多数の連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように案内するガイドプレート38がそれぞれ設けられている。尚、他の構成は、前記第1実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この第2実施形態によれば、冷却媒体入口管36と冷却媒体出口管37に相対向する円環状の熱交換通路21内にガイドプレート38をそれぞれ設けたことにより、円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位(冷却媒体ジャケット部材30の端部で冷却媒体Wが沸騰し易い部位)に排気ガスGが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスGの加熱による冷却媒体Wの沸騰をより確実に抑制することができる。
図7は本発明の第3実施形態の図3中C−C線に沿う断面図である。
この第3実施形態では、円環状の熱交換通路21内の上流側の冷却媒体出口管37に隣接した円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位側に、多数の連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように案内するガイドプレート38が設けられている。尚、他の構成は、前記第1実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この第3実施形態によれば、冷却媒体出口管37に相対向する円環状の熱交換通路21内にガイドプレート38を設けたことにより、円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位(冷却媒体ジャケット部材30の端部で冷却媒体Wが沸騰し易い部位)に排気ガスGが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスGの加熱による冷却媒体Wの沸騰を確実に抑制することができる。
図8(a)は本発明の第4実施形態の冷却媒体入口管周辺の部分断面図、図8(b)は同冷却媒体入口管周辺の要部の変形例を示す部分断面図、図9は同第4実施形態の図3中C−C線に沿う断面図である。
この第4実施形態では、図8(a)に示すように、排気ガスGをバイパス通路11から円環状の熱交換通路21の上流側に導入する多数の連通孔15を、該連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように内管10の外周面10bに対して傾斜させて形成してある。即ち、図9に示すように、内管10の断面中心Oから冷却媒体入口管36の外側を挟むように2本の仮想線Sa,Saを引き、この2本の仮想線Sa,Saに挟まれた内管10の管壁上の領域Raに位置する多数の連通孔15と、内管10の断面中心Oから冷却媒体出口管37の外側を挟むように2本の仮想線Sb,Sbを引き、この2本の仮想線Sb,Sbに挟まれた内管10の管壁上の領域Rbに位置する多数の連通孔15とを、該各連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように内管10の外周面10bに対して同じ角度でそれぞれ傾斜させて形成してある点が、前記第1実施形態の内管10の外周面10bに対して連通孔15を垂直に形成したものと異なる。尚、他の構成は、前記第1実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この第4実施形態によれば、連通孔15を該連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように傾斜させて形成したことにより、円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位(冷却媒体ジャケット部材30の端部で冷却媒体Wが沸騰し易い部位)に排気ガスGが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスGの加熱による冷却媒体Wの沸騰を確実に抑制することができる。
また、図8(b)に示すように、円環状の伝熱部材22側の近くに位置する連通孔15よりも円環状の伝熱部材22側の遠くに位置する連通孔15の方をより傾斜させて傾斜角度をそれぞれ異ならせても良い。この場合には、各連通孔15から導入された排気ガスGをより確実に円環状の伝熱部材22側に流すことができるため、連通孔25が同じ傾斜角度の場合よりも排気ガスGの加熱による冷却媒体Wの沸騰をより確実に抑制することができる。
図10は本発明の第5実施形態の冷却媒体入口管周辺の部分断面図である。
この第5実施形態では、円環状の熱交換通路21の上流側に、多数の連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように案内するガイドプレート38を設けた点が、前記第4実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第4実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この第5実施形態によれば、円環状の熱交換通路21の上流側に、多数の連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように案内するガイドプレート38を設け、かつ、連通孔15を該連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるように傾斜させて形成したことにより、円環状の冷却媒体通路35の排気ガスGのガス導入側に相対向する部位(冷却媒体ジャケット部材30の端部で冷却媒体Wが沸騰し易い部位)Hに排気ガスGが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスGの加熱による冷却媒体Wの沸騰をより確実に抑制することができる。
尚、前記第4実施形態では、図9に示すように、内管10の管壁上の領域Raと内管10の管壁上の領域Rbの両方の領域Ra,Rbにそれぞれ位置する多数の連通孔15を、該各連通孔15から導入された排気ガスGが円環状の伝熱部材22側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したが、内管10の管壁上の領域Ra、或いは、内管10の管壁上の領域Rbの片側の領域に位置する多数の連通孔15のみを傾斜させて形成しても良い。
1 排気熱回収装置
10 内管
11 バイパス通路
15 連通孔
16 開閉弁
20 外管
21 円環状の熱交換通路(環状の熱交換通路)
22 円環状の伝熱部材(環状の伝熱部材)
35 円環状の冷却媒体通路(環状の冷却媒体通路)
36 冷却媒体入口管
37 冷却媒体出口管
38 ガイドプレート
G 排気ガス
W 冷却媒体
10 内管
11 バイパス通路
15 連通孔
16 開閉弁
20 外管
21 円環状の熱交換通路(環状の熱交換通路)
22 円環状の伝熱部材(環状の伝熱部材)
35 円環状の冷却媒体通路(環状の冷却媒体通路)
36 冷却媒体入口管
37 冷却媒体出口管
38 ガイドプレート
G 排気ガス
W 冷却媒体
Claims (5)
- 排気ガス(G)の熱を伝熱部材(22)を介して冷却媒体(W)に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置(1)において、
前記排気ガス(G)が流れるバイパス通路(11)を形成する内管(10)と、
前記内管(10)の外周側に配置され、前記内管(10)の外周との間に環状の熱交換通路(21)を形成する外管(20)と、
前記環状の熱交換通路(21)に配置され、該環状の熱交換通路(21)を軸方向に流れる排気ガス(G)から熱を受け取る環状の伝熱部材(22)と、
前記環状の伝熱部材(22)の受け取った熱を、流通する冷却媒体(W)に伝達するように前記環状の伝熱部材(22)の外周側に配置され、かつ、前記外管(20)の外周側に形成された環状の冷却媒体通路(35)と、
前記環状の冷却媒体通路(35)の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管(36)及び冷却媒体出口管(37)と、
前記内管(10)の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路(11)の上流端に導入された排気ガス(G)を前記バイパス通路(11)から前記環状の熱交換通路(21)の上流側に導入可能な多数の連通孔(15)と、
前記バイパス通路(11)の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガス(G)を前記バイパス通路(11)に流通させ、閉じた状態で排気ガス(G)を前記連通孔(15)を通して前記環状の熱交換通路(21)に流通させる開閉弁(16)と、を備え、
前記環状の熱交換通路(21)の上流側に、前記連通孔(15)から導入された前記排気ガス(G)が前記環状の伝熱部材(22)側に流れるように案内するガイドプレート(38)を設けた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(1)であって、
前記冷却媒体入口管(36)と前記冷却媒体出口管(37)の少なくとも一方に相対向する前記環状の熱交換通路(21)内に前記ガイドプレート(38)を設けたことを特徴とする排気熱回収装置。 - 排気ガス(G)の熱を伝熱部材(22)を介して冷却媒体(W)に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置(1)において、
前記排気ガス(G)が流れるバイパス通路(11)を形成する内管(10)と、
前記内管(10)の外周側に配置され、前記内管(10)の外周との間に環状の熱交換通路(21)を形成する外管(20)と、
前記環状の熱交換通路(21)に配置され、該環状の熱交換通路(21)を軸方向に流れる排気ガス(G)から熱を受け取る環状の伝熱部材(22)と、
前記環状の伝熱部材(22)の受け取った熱を、流通する冷却媒体(W)に伝達するように前記環状の伝熱部材(22)の外周側に配置され、かつ、前記外管(20)の外周側に形成された環状の冷却媒体通路(35)と、
前記環状の冷却媒体通路(35)の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管(36)及び冷却媒体出口管(37)と、
前記内管(10)の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路(11)の上流端に導入された排気ガス(G)を前記バイパス通路(11)から前記環状の熱交換通路(21)の上流側に導入可能な多数の連通孔(15)と、
前記バイパス通路(11)の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガス(G)を前記バイパス通路(11)に流通させ、閉じた状態で排気ガス(G)を前記連通孔(15)を通して前記環状の熱交換通路(21)に流通させる開閉弁(16)と、を備え、
前記連通孔(15)を該連通孔(15)から導入された前記排気ガス(G)が前記環状の伝熱部材(22)側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする排気熱回収装置。 - 請求項3記載の排気熱回収装置(1)であって、
前記内管(10)の断面中心(O)から前記冷却媒体入口管(36)の外側を挟むように2本の仮想線(Sa,Sa)を引き、前記2本の仮想線(Sa,Sa)に挟まれた前記内管(10)の管壁上の領域(Ra)に位置する前記連通孔(15)と、前記内管(10)の断面中心(O)から前記冷却媒体出口管(37)の外側を挟むように2本の仮想線(Sb,Sb)を引き、前記2本の仮想線(Sb,Sb)に挟まれた前記内管(10)の管壁上の領域(Rb)に位置する前記連通孔(15)との少なくとも一方を、該連通孔(15)から導入された前記排気ガス(G)が前記環状の伝熱部材(22)側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したことを特徴とする排気熱回収装置。 - 排気ガス(G)の熱を伝熱部材(22)を介して冷却媒体(W)に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置(1)において、
前記排気ガス(G)が流れるバイパス通路(11)を形成する内管(10)と、
前記内管(10)の外周側に配置され、前記内管(10)の外周との間に環状の熱交換通路(21)を形成する外管(20)と、
前記環状の熱交換通路(21)に配置され、該環状の熱交換通路(21)を軸方向に流れる排気ガス(G)から熱を受け取る環状の伝熱部材(22)と、
前記環状の伝熱部材(22)の受け取った熱を、流通する冷却媒体(W)に伝達するように前記環状の伝熱部材(22)の外周側に配置され、かつ、前記外管(20)の外周側に形成された環状の冷却媒体通路(35)と、
前記環状の冷却媒体通路(35)の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管(36)及び冷却媒体出口管(37)と、
前記内管(10)の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路(11)の上流端に導入された排気ガス(G)を前記バイパス通路(11)から前記環状の熱交換通路(21)の上流側に導入可能な多数の連通孔(15)と、
前記バイパス通路(11)の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガス(G)を前記バイパス通路(11)に流通させ、閉じた状態で排気ガス(G)を前記連通孔(15)を通して前記環状の熱交換通路(21)に流通させる開閉弁(16)と、を備え、
前記環状の熱交換通路(21)の上流側に、前記連通孔(15)から導入された前記排気ガス(G)が前記環状の伝熱部材(22)側に流れるように案内するガイドプレート(38)を設ける一方、
前記連通孔(15)を該連通孔(15)から導入された前記排気ガス(G)が前記環状の伝熱部材(22)側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする排気熱回収装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016095788A JP2017203420A (ja) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | 排気熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016095788A JP2017203420A (ja) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | 排気熱回収装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017203420A true JP2017203420A (ja) | 2017-11-16 |
Family
ID=60323191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016095788A Pending JP2017203420A (ja) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | 排気熱回収装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017203420A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020030036A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 多段冷却を有する装置 |
JP2020159270A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 日本碍子株式会社 | 熱交換器 |
CN113532158A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-22 | 泰然机电工程(苏州)有限公司 | 一种烟气余热回收器 |
-
2016
- 2016-05-12 JP JP2016095788A patent/JP2017203420A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020030036A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 多段冷却を有する装置 |
US11221182B2 (en) | 2018-07-31 | 2022-01-11 | Applied Materials, Inc. | Apparatus with multistaged cooling |
JP2020159270A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 日本碍子株式会社 | 熱交換器 |
JP7217654B2 (ja) | 2019-03-26 | 2023-02-03 | 日本碍子株式会社 | 熱交換器 |
CN113532158A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-22 | 泰然机电工程(苏州)有限公司 | 一种烟气余热回收器 |
CN113532158B (zh) * | 2021-07-23 | 2023-02-21 | 泰然机电工程(苏州)有限公司 | 一种烟气余热回收器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4995706B2 (ja) | 排気熱回収装置 | |
KR101317373B1 (ko) | 열교환기 | |
JP2009114995A (ja) | 熱回収装置 | |
WO2010150877A1 (ja) | 多重管を用いた熱交換器 | |
JP4810511B2 (ja) | 内燃機関の排熱回収装置 | |
JP2008069750A (ja) | 排気熱回収装置 | |
JP2017203420A (ja) | 排気熱回収装置 | |
WO2004031565A1 (ja) | Egrクーラ | |
JP2009091948A (ja) | Egrクーラ | |
JPWO2016190445A1 (ja) | 熱交換器のタンク構造およびその製造方法 | |
JP2010031671A (ja) | 排気熱回収器 | |
WO2016088489A1 (ja) | 排気熱回収装置 | |
JP2017166403A (ja) | 排気熱回収装置 | |
JP2006314180A (ja) | 熱発電装置 | |
JP2006266168A (ja) | Egrクーラ | |
JP2017193972A (ja) | 排気熱回収装置 | |
JP2008008568A (ja) | 熱交換器 | |
JP2006207888A (ja) | 二重管型熱交換器 | |
JP2005147570A (ja) | 2重管式熱交換器 | |
US20170343302A1 (en) | Heat exchanger | |
JP2008175461A (ja) | 熱交換器 | |
JP2017002811A (ja) | 排熱回収器 | |
JP2017133362A (ja) | 排気熱回収装置 | |
JP6227450B2 (ja) | 熱回収器 | |
JP2006300407A (ja) | シェルアンドチューブ型熱交換器 |