JP6517951B2 - 排気熱回収装置 - Google Patents
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Description
[排気熱回収装置の構成]
図1に示す排気熱回収装置1は、内燃機関2を有する移動体(例えば、乗用車等。)に搭載され、内燃機関2から排出される排気から熱を回収する装置である。移動体には、内燃機関2の他、トランスミッション3などが搭載されている。また、内燃機関2の吸気系(すなわち、吸気流路を構成する機器及び部材等。)として、インテークマニホールド5などが設けられている。内燃機関2の排気系(すなわち、排気の流路を構成する機器及び部材等。)としては、エキゾーストマニホールド7、第一触媒部11、第二触媒部12、及び排気管13などが設けられている。また、内燃機関2の冷却系(すなわち、冷却水の流路を構成する機器及び部材等。)として、ラジエーター15、ウォーターポンプ17、及び冷却水用配管19などが設けられている。
以上のように構成された排気熱回収装置1によれば、第一熱交換部21、第二熱交換部22、気体流路23、及び液体流路25によって構成されるループヒートパイプを利用して、排気と熱媒体との間で熱交換を行い、排気から熱を回収することができる。また、ループヒートパイプを利用して、熱媒体と加熱対象(すなわち、本実施形態の場合は冷却水及びオイル。)との間で熱交換を行い、加熱対象を加熱することができる。したがって、冷却水を昇温させて、内燃機関2の暖機を図ることができ、その熱を暖房用途などで利用することも可能となる。また、オイルを昇温させて、トランスミッション3のフリクション低減に寄与することができる。しかも、ループヒートパイプを利用すれば、ポンプや電力などを使うことなく、第一熱交換部21と第二熱交換部22との間で熱媒体を移動させることができるので、エネルギー消費を抑制することができ、ひいては、燃費の向上に寄与する。
以上、排気熱回収装置について、例示的な実施形態を挙げて説明したが、上述の実施形態は本開示の一態様として例示されるものに過ぎない。すなわち、本開示は、上述の例示的な実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な形態で実施することができる。
なお、以上説明した例示的な実施形態から明らかなように、本開示の排気熱回収装置は、更に以下に挙げるような構成を備えていてもよい。
このように構成された排気熱回収装置によれば、冷却水及びオイルの双方を加熱することができる。また、冷却水用のラジエーターとオイル用のオイルクーラーとをそれぞれ備えていなくても、いずれか一方を備えるだけで、他の系内からの放熱を図ることができる。例えば、冷却水用のラジエーターがあれば、冷却水からの放熱を図ることができ、これにより、熱媒体及びオイルから冷却水への熱移動を促し、熱媒体及びオイルからの放熱を図ることができる。
このように構成された排気熱回収装置によれば、トランスミッションオイルを昇温させて、トランスミッションのフリクション低減に寄与することができる。これにより、例えば、トランスミッションにおける変速ショックの低減を図ることができるなど、トランスミッションの性能を最適に発揮させることができる。
本開示の排気熱回収装置では、構成及び制御を簡素化するために自圧式バルブを採用していたが、バルブの開閉を行うことだけに着目すれば、電動式バルブを採用しても、排気熱回収機能に関しては同等な性能を有する排気熱回収装置を構成することができる。すなわち、「開閉可能に構成されて電力によって開度を変更可能に構成され、当該開度に応じて前記第一熱交換部へ流入する排気の流量を調節する電動式バルブ」を、上記自圧式バルブに代えて採用することが可能である。
Claims (2)
- 内燃機関のエンジンブロックに接続された排気管に接続され、前記排気管を流れる排気と熱媒体との間で熱交換を行うことにより、前記熱媒体を気化させる第一熱交換部と、
前記内燃機関のエンジンブロックの外部に設けられている冷却水流路及びオイル流路に接続された第二熱交換部であって、前記冷却水流路を流れる冷却水及び前記オイル流路を流れるオイルを加熱対象として、当該加熱対象と前記第一熱交換部において気化させた前記熱媒体との間で熱交換を行うことにより、前記加熱対象を加熱するとともに、前記熱媒体を液化させる第二熱交換部と、
前記第一熱交換部において気化させた前記熱媒体を前記第二熱交換部へと流通させる流路である気体流路と、
前記第二熱交換部において液化させた前記熱媒体を前記第一熱交換部へと流通させる流路である液体流路と、
開閉可能に構成されて排気の圧力によって開度を変更可能に構成され、当該開度に応じて前記第一熱交換部へ流入する排気の流量を調節する自圧式バルブと
を備え、
前記エンジンブロックの外側において、前記第一熱交換部、前記第二熱交換部、前記気体流路、及び前記液体流路によって、ループヒートパイプが構成されており、
前記第二熱交換部は、前記熱媒体、前記冷却水、及び前記オイルの三者間で熱交換が可能に構成された三流体熱交換器によって構成されている
排気熱回収装置。 - 請求項1に記載の排気熱回収装置であって、
前記オイルは、トランスミッションオイルである
排気熱回収装置。
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