(57)【要約】【課題】本発明は、軽量な排熱回収器の提供を課題とする。【解決手段】排気ガスの熱により冷却水が温められる熱回収室１５と、熱回収室１５を迂回して排気ガスを流す迂回路１６と、冷却水の温度が高いときに排気ガスを迂回路１６へ流し冷却水の温度が低いときに排気ガスを熱回収室１５へ流す感温式バルブ１７とを備える排熱回収器１０において、迂回路１６の上に熱回収室１５が配置されることを特徴とする。【効果】路面に対して、熱回収室１５が迂回路１６によって覆われる。これにより、路面に対して熱回収室１５が接地することを防ぐことができる。このため、接地時のダメージを軽減するためにカバー等を別途設ける必要がなくなり、排熱回収器の軽量化を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが通されこの排気ガスの熱により冷却水が温められる熱回収室と、この熱回収室を迂回して前記排気ガスを流す迂回路と、この迂回路の入口に配置され前記冷却水の温度が所定の温度よりも高いときに前記排気ガスを前記迂回路へ流し前記冷却水の温度が所定の温度以下のときに前記排気ガスを前記熱回収室へ流す感温式バルブとを備える排熱回収器において、
前記迂回路の上に前記熱回収室が配置されることを特徴とする排熱回収器。
【請求項２】
前記感温式バルブは、前記排気ガスの流路を切替える流路切替ダンパと、この流路切替ダンパを回動可能に支持する回動軸とから構成され、
絞り形状に構成された排気ガス入口の絞り面に、前記流路切替ダンパの先端が接触することにより、前記迂回路又は前記熱回収室のどちらかを閉じることを特徴とする請求項１記載の排熱回収器。
【請求項３】
前記熱回収室は、前記冷却水を通過させるための複数の冷却水路と、前記排気ガスが通過するガス流路とが断面視で積層され、前記冷却水が所定の順路に沿って流されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の排熱回収器。
【請求項４】
前記熱回収室は、正面断面が横長の矩形とされ、このような熱回収室に複数の前記ガス流路が積層されるように配置され、これらのガス流路が同じ形状であることを特徴とする請求項３記載の排熱回収器。
【請求項５】
前記熱回収室は、断面視で蒲鉾形、半円形、矩形、三角形又は五角形のいずれかの形状に形成され、
前記迂回路は、断面視で蒲鉾形、半円形、矩形、三角形又は五角形のいずれかの形状に形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の排熱回収器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスの熱で冷却水を温める排熱回収器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動源が内燃機関である場合には、この内燃機関から排気ガスが発生する。この排気ガスが保有する熱との熱交換により冷却水を温め、この温められた冷却水の熱により車室内を温めることが行われている（例えば、特許文献１（図６）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０に示すように、排熱回収器１００は、排気ガスが通過する排気通路１０１の周りを、冷却水が通過する伝熱媒体通路１０２で囲う構造とされている。排気通路１０１を通過する排気ガスの熱が、熱交換パイプ１０３を介して伝熱媒体通路１０２内の冷却水に伝わり、冷却水が温められる。
【０００４】
ところで、車両の走行中に想像線で示す路面１０４の段差１０５に車両が乗り上げることで、排熱回収器１００が路面１０４に接地することがある。また、車両が走行することで、路面１０４から排熱回収器１００に小石が飛ばされる。伝熱媒体通路１０２には、液体である冷却水が流されている。このため、排熱回収器１００を実際に使用する場合は、接地によるダメージ軽減及び小石からの保護を目的として、伝熱媒体通路１０２の外周面にカバーを付ける等の手当をする必要がある。カバーの重量の分、排熱回収器が重くなる。
【０００５】
軽量且つコンパクトな排熱回収器の提供が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再表２００６−０９０７２５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、軽量且つコンパクトな排熱回収器の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、排気ガスが通されこの排気ガスの熱により冷却水が温められる熱回収室と、この熱回収室を迂回して前記排気ガスを流す迂回路と、この迂回路の入口に配置され前記冷却水の温度が所定の温度よりも高いときに前記排気ガスを前記迂回路へ流し前記冷却水の温度が所定の温度以下のときに前記排気ガスを前記熱回収室へ流す感温式バルブとを備える排熱回収器において、
前記迂回路の上に前記熱回収室が配置されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、感温式バルブは、排気ガスの流路を切替える流路切替ダンパと、この流路切替ダンパを回動可能に支持する回動軸とから構成され、絞り形状に構成された排気ガス入口の絞り面に、流路切替ダンパの先端が接触することにより、迂回路又は熱回収室を閉じることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、熱回収室は、冷却水を通過させるための複数の冷却水路と、排気ガスが通過するガス流路とが断面視で積層され、冷却水が所定の順路に沿って流されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、熱回収室は、正面断面が横長の矩形とされ、このような熱回収室に複数のガス流路が積層されるように配置され、これらのガス流路が同じ形状であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、熱回収室は、断面視で蒲鉾形、半円形、矩形、三角形又は五角形のいずれかの形状に形成され、迂回路は、断面視で蒲鉾形、半円形、矩形、三角形又は五角形のいずれかの形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明は、路面に対して、熱回収室が迂回路で覆われる。これにより、路面に対して熱回収室が接地することを防ぐことができる。このため、接地時のダメージを軽減するために別途カバー等を付ける必要がない。このため、排熱回収器を軽量且つコンパクトなものとすることができる。
また、小石が熱回収室に当たることを防ぐことにより、排熱回収器の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、絞り形状に構成された排気ガス入口の絞り面に、流路切替ダンパの先端が接触する。絞り面に接触させるため、排気ガスの流れに対してより平行に近い角度で流路切替ダンパを配置することができる。これにより、排気ガスを円滑に導入することができ、効率よく排気ガスを流すことができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、冷却水が所定の順路に沿って流される。即ち、冷却水は、向流及び並流を繰り返しながら流される。これにより、熱回収室内全体に冷却水を流すことができる。熱回収室内の全体を冷却水が流れるため、通水抵抗が抑えられ、熱回収室内へ冷却水を送るためのポンプ等を小型化できる。これにより、排熱回収路全体としても小型化を図ることができる。
【００１６】
加えて、冷却水が所定の順路に沿って流されることにより、冷却水は、熱回収室に導入されてから排出されるまで所定の時間熱回収室内を流される。これにより、冷却水に対して排気ガスの熱を十分に効率よく伝えることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、複数のガス流路が同じ形状である。ガス流路は同じ形状であるので、同じ部品を用いることができる。同じ部品を用いてガス流路を形成することにより、ガス流路の製造コストを下げることができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、熱回収室及び迂回路は、断面視で蒲鉾形、半円形、矩形、五角形又は三角形のいずれかの形状に形成される。排熱回収器が配置される場所に合わせて、これらの形状を組み合わせることができる。配置場所に合わせた形状とすることにより、排熱回収器のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る排熱回収器の断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】本発明に係る排熱回収器の側面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】本発明に係る感温式バルブについて説明する図である。
【図７】第２実施例を説明する図である。
【図８】第３実施例を説明する図である。
【図９】第４実施例を説明する図である。
【図１０】従来の技術の基本構成について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００２１】
先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、排熱回収器１０は、筒状の本体１１と、この本体１１の上流側（図面左側）に接続される排気ガス導入部１２と、この排気ガス導入部１２の反対側に接続される排気ガス排出部１３と、本体１１を上下に区画する仕切り壁１４と、仕切り壁１４の上部に配置され排気ガスの熱により冷却水が温められる熱回収室１５と、この熱回収室１５に対して仕切り壁１４を挟んで下側に配置され熱回収室１５を迂回する迂回路１６と、この迂回路１６の入口に配置され冷却水の温度が所定の温度よりも高いときに排気ガスを迂回路１６へ流し冷却水の温度が所定の温度以下のときに排気ガスを熱回収室１５へ流す感温式バルブ１７とからなる。
【００２２】
熱回収室１５には、冷却水を導入する冷却水入口２１と、この冷却水入口２１から導入された冷却水を通過させるための複数の冷却水路２２と、これらの冷却水路２２の間に積層するように配置され排気ガスが通過する複数のガス流路２３と、冷却水を排出する冷却水出口（詳細は後述）とからなるウォータージャケットが配置される。
【００２３】
仕切り壁１４の上下に熱回収室１５と迂回路１６を配置する構成にすることにより、排熱回収器１０をコンパクトにすることができる。
次図で熱回収室の詳細について説明する。
【００２４】
図２に示すように、ガス流路２３は長手方向の側面を、流路支持部材２４、２４に溶接され、この流路支持部材２４、２４が冷却水路２２、２３の側面に溶接されている。流路支持部材２４、２４を一部配置しないことにより、冷却水ガイド穴２５、２５が形成される。
【００２５】
矢印（１）で示すように、冷却水入口２１から流される冷却水は、ガス流路２３の上面や流路支持部材２４の上面を通過して、冷却水ガイド穴２５、２５に達する。冷却水ガイド穴２５、２５に達した冷却水は、矢印（２）で示すように、下方（図面裏方向）に流される。
【００２６】
このとき冷却水は、図面右から左に向かって流れる。一方、ガス流路２３内を流れる排気ガスは図面左から右に向かって流される。排気ガスの流れを基準として、このときの冷却水の流れを向流という。
冷却水ガイド穴２５、２５から流された冷却水の流れについて次図で説明する。
【００２７】
図３で矢印（３）に示すように上方から流される冷却水は、冷却水ガイド穴２５、２５に向かって流される。
このとき冷却水は、図面左から右に向かって流れる。また、ガス流路２３内を流れる排気ガスも図面左から右に向かって流される。排気ガスの流れを基準として、このときの冷却水の流れを並流という。
【００２８】
冷却水ガイド穴２５、２５から流される冷却水は、さらに下方へ流される。下方へ流された冷却水は、冷却水路２２を向流方向に流れ（図２参照）、熱回収室１５外部へと流される。
【００２９】
図２及び図３から、冷却水は所定の順路に沿って流されるということがいえる。
冷却水は、向流及び並流を繰り返しながら流される。これにより、熱回収室内
全体に冷却水を流すことができる。熱回収室１５内の全体を冷却水が流れるため、通水抵抗が抑えられ、熱回収室１５内へ冷却水を送るためのポンプ等を小型化できる。これにより、排熱回収路１０全体としても小型化を図ることができる。
【００３０】
加えて、冷却水が所定の順路に沿って流される。これにより冷却水は、熱回収室１５に導入されてから排出されるまで所定の時間熱回収室内を流される。これにより、冷却水に対して排気ガスの熱を十分に効率よく伝えることができる。
次図で冷却水出口について説明する。
【００３１】
図４に示すように、冷却水出口２８は、本体１１の外面に配置される冷却水タンク３１を介して設けられる。冷却水タンク３１には更に、感温式バルブ１７に冷却水を送る冷却水送入管３２と、この冷却水送入管３２によって送入れられた冷却水を送出する冷却水送出管３３とが接続される。
【００３２】
感温式バルブ１７は、温度が上昇することにより溶融されるワックスが内蔵されたサーモワックス部３５と、このサーモワックス部３５の先端に配置されサーモワックス部３５の伸縮に合わせて図面左右に作動されるロッド３６と、このロッド３６の先端のピン３７が長穴３８に接続されロッド３６が左右に作動することにより回動されるレバー３９と、このレバー３９を回動自在に支持する回動軸４１と、この回動軸４１にレバー３９と共に回動可能に支持され排気ガスの流路を切替える流路切替ダンパ４２とから構成される。
【００３３】
絞り形状に構成された排気ガス導入部１２の絞り面４４に、流路切替ダンパの先端４５が接触する。絞り面４４に接触させるため、排気ガスの流れに対してより平行に近い角度で流路切替ダンパ４２を配置することができる。排気ガスの流れに対してより平行に近いほど、排気ガスを円滑に導入することができる。即ち、効率よく排気ガスを流すことができる。
【００３４】
流路切替ダンパ４２の作動範囲が狭まれば、流路切替ダンパ４２を作動させるための駆動源を小型化することができ、感温式バルブ１７を小型化することもできる。
【００３５】
図５に示すように、熱回収室１５は、正面断面が横長の矩形とされ、このような熱回収室１５に複数のガス流路２３が積層されるように配置され、これらのガス流路２３が同じ形状である。また、迂回路１６も正面断面が横長の矩形に形成される。ガス流路２３には、フィン４７が配置される。
迂回路１６を横長の矩形とすることにより、迂回路１６を小スペースでコンパクトに配置することができる。
【００３６】
複数のガス流路２３が同じ形状である。ガス流路２３は同じ形状であるので、同じ部品を用いることができる。同じ部品を用いてガス流路２３を形成することにより、ガス流路２３の製造コストを下げることができる。
【００３７】
想像線で示す路面４８に対して、熱回収室１５が迂回路１６で覆われる。これにより、路面４８に対して熱回収室が接地することを防ぐことができる。このため、接地時のダメージを軽減するために別途カバー等を付ける必要がない。このため、排熱回収器１０を軽量なものとすることができる。
また、小石４９が熱回収室１５に当たることを防ぐことにより、排熱回収器１０の長寿命化を図ることができる。
次図で感温式バルブの詳細について説明する。
【００３８】
図６に示すように、サーモワックス部３５と、ロッド３６が収納されるケース５１内にはサーモワックス部３５に抗する方向に力を加える戻しばね５２が配置される。
【００３９】
冷却水送入管３２から送られた冷却水の温度が上昇すると、サーモワックス部３５に内蔵されるワックスが溶融し始める。ワックスが溶融することによりワックスの体積が膨張し、サーモワックス部３５が戻しばね５２の力に抗して図面左側に向かって伸張する。これによって想像線で示すようにロッド３６が左方向に移動され、レバー３９及び流路切替ダンパ４２が回動軸４１を中心に時計回り方向に回動される。流路切替ダンパの先端４５が絞り面（図１符号４４）に接触することで熱回収室の入口（図１符号１５）は閉じられる。
【００４０】
一方、想像線で示される状態から冷却水の温度が低下すると、サーモワックス部３５内のワックスが固化し、ワックスの体積が縮小する。これにより、戻しばね５２がサーモワックス部３５の力に抗して図面右側に向かって伸張する。これによってロッド３６が右方向に移動され、レバー３９及び流路切替ダンパ４２が反時計回り方向に回動される。流路切替ダンパ４２が絞り面（図１符号４４）に接触することで迂回路（図１符号１６）は閉じられる。
感温式バルブが作動される所定の温度を変えたい場合は、種類の異なるアクチュエータに取替えればよい。
【００４１】
感温式バルブは、サーモワックスや形状記憶合金ばね、ダイヤフラム等の機械的に作動されるバルブの他、センサ及びアクチュエータを用いる電気的なバルブ等様々なものを用いることができる。
機械的に作動されるバルブを用いる場合は、センサやアクチュエータ等の高価な部品が不要であるため、安価に排熱回収器を製造することができる。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。
図７に示されるように、排熱回収器６０は、正面断面で蒲鉾型（矩形の上面に半円形を載せた形）の熱回収室６１と、正面断面で五角形形の迂回路６２によっても構成することができる。
【００４３】
このような場合であっても、迂回路６２によって熱回収室６１が覆われている。これにより、熱回収室６１が接地することを防ぐことができる。このことにより、接地時のダメージを軽減するために別途カバー等を付ける必要がない。このため、排熱回収器６０を軽量なものとすることができるという本発明の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４４】
次に、本発明の実施例３を図面に基づいて説明する。
図８に示されるように、排熱回収器７０は、正面断面で三角形の熱回収室７１と、正面断面で半円形の迂回路７２によっても構成することができる。
【００４５】
このような場合であっても、迂回路７２によって熱回収室７１が覆われている。これにより、熱回収室７１が接地することを防ぐことができる。このことにより、接地時のダメージを軽減するために別途カバー等を付ける必要がない。このため、排熱回収器７０を軽量なものとすることができるという本発明の効果を得ることができる。
【００４６】
またこの他にも、実施例１に示した正面断面が矩形の熱回収室（図５符号１５）と、正面断面で半円形の迂回路７２とで構成する等組み合わせは自由である。
【００４７】
即ち熱回収室は、正面断面視で蒲鉾形、半円形、矩形、三角形又は五角形のいずれかの形状に形成され、迂回路は、正面断面視で蒲鉾形、半円形、矩形、三角形又は五角形のいずれかの形状に形成される。
【００４８】
排熱回収器が配置される場所に合わせて、これらの形状を組み合わせることができる。配置場所に合わせた形状とすることにより、排熱回収器のコンパクト化を図ることができる。
【実施例４】
【００４９】
次に、本発明の実施例４を図面に基づいて説明する。
図９に示されるように、排熱回収器８０は、路面に対して熱回収室８１の他、感温式バルブ１７のアクチュエータ８２も迂回路８３によって覆われる。これによって、アクチュエータ８２の安全性も高めることができ、さらに有益である。
【００５０】
尚、本発明に係る排熱回収器は、車両等の運輸機器の他、コージェネレーションシステム等エンジンの排気熱を使用するものであれば使用することができ、用途は限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の排熱回収器は、車両の暖房装置に好適である。
【符号の説明】
【００５２】
１０、６０、７０、８０…排熱回収器、１５、６１、７１、８１…熱回収室、１６、６２、７２、８３…迂回路、１７…感温式バルブ、２２…冷却水路、２３…ガス流路、４１…回動軸、４２…流路切替ダンパ、４３…排気ガス入口、４４…絞り面、４５…先端。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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