(57)【要約】      （修正有）【課題】第１の媒体と第２の媒体との間の熱交換を可能にする熱交換器において、熱交換効率がよく構成がコンパクトな実施形態を提供する。【解決手段】熱交換器はハウジング３１を有し、これにパイプ３２とジャケット３３を備え、これらの間に環状チャネル３４が形成される。一次側入口３５と一次側出口３６とが、一次側媒体が環状チャネル３４内を流通する経路である一次側流路３７と一次側媒体がパイプ３２内を流通する経路であるバイパス３８のそれぞれを介して互いに流体的に接続される。一次側流路３７とバイパス３８のそれぞれを通る一次側媒体の流量が制御手段３９で制御される。二次側入口４２と二次側出口４３とが、二次側媒体が流通する経路である少なくとも２ルートの二次側流路４４を介して互いに流体的に接続される。一次側流路３７と二次側流路４４とが両媒体間の分離を保ちつつ互いに熱交換可能に結合される。【選択図】図３
2014059135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器であって、
ハウジング（３１）を備え、該ハウジング（３１）はパイプ（３２）に貫かれているとともにジャケット（３３）を備え、該ジャケット（３３）が該パイプ（３２）を取り囲むことによって環状チャネル（３４）が形成され、
一次側入口（３５）と一次側出口（３６）を備え、該一次側入口（３５）と該一次側出口（３６）とは、一次側媒体が前記環状チャネル（３４）内を流通する経路である一次側流路（３７）を介して互いに流体的に接続されるとともに、該一次側媒体が前記パイプ（３２）内を流通する経路であるバイパス（３８）を介しても互いに流体的に接続され、
前記一次側流路（３７）と前記バイパス（３８）のそれぞれを通る前記一次側媒体の流量を制御する制御手段（３９）を備え、
二次側入口（４２）と二次側出口（４３）を備え、該二次側入口（４２）と該二次側出口（４３）とは二次側媒体が流通する経路である少なくとも２ルートの二次側流路（４４）を介して互いに流体的に接続され、
前記一次側流路（３７）と前記二次側流路（４４）は前記両媒体間の分離を保ちつつ互いに熱交換可能に結合されている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記環状チャネル（３４）内には少なくとも２本のコイル（４５）が設けられ、該コイル（４５）は前記パイプ（３２）の周囲に螺旋状に巻き付けられており、該コイル（４５）のそれぞれを前記二次側流路（４４）が通る。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器において、
前記コイル（４５）はそれぞれコイルチューブ（４６）からなり、該コイルチューブ（４６）は内側を前記二次側媒体が流通するとともに外側に冷却フィン（４７）を有し、該冷却フィン（４７）が前記一次側媒体に曝されている。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の熱交換器において、
前記少なくとも２本のコイル（４５）は前記環状チャネル（３４）内において径方向に積み重ねて配されている。
【請求項５】
請求項４に記載の熱交換器において、
前記少なくとも２本のコイル（４５）は軸方向に互いに隣接する少なくとも２群のコイル群（５５）に分かれており、各該コイル群（５５）には前記コイル（４５）それぞれの一部ずつが、おのおの複数のループ（４９）からなるコイル部（５６）として配されており、
各該コイル部（５６）を成す該ループ（４９）は一つの前記コイル群（５５）内では同じ径方向位置に配される一方で、
同じ前記コイル（４５）の該ループ（４９）は異なる該コイル群（５５）間で互いに異なる径方向位置に配さている。
【請求項６】
請求項５に記載の熱交換器において、
前記コイル（４５）の本数をｎ本としたときに、前記コイル群（５５）は少なくともｎ群設けられ、前記ループ（４９）の径方向位置としては互いに異なるｎ箇所が存在し、
前記コイル（４５）それぞれについて、各前記コイル部（５６）の前記ループ（４９）が前記ｎ箇所の径方向位置のそれぞれに少なくとも１回ずつ配される。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の熱交換器において、
前記コイル（４５）それぞれについて、互いに隣接する前記コイル群（５５）間に接続管（５７）が設けられ、該接続管（５７）によって、各前記コイル（４５）のより径方向内側に配される前記コイル部（５６）とより径方向外側に配される前記コイル部（５６）とが流体的に接続される。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の熱交換器において、
各前記コイル（４５）は熱交換能力において互いに異なる。
【請求項９】
請求項２ないし請求項８のいずれかに記載の熱交換器において、
各前記コイル（４５）は流通可能断面積において互いに異なる。
【請求項１０】
請求項２ないし請求項９のいずれかに記載の熱交換器において、
各前記コイル（４５）はそれが有する前記ループ（４９）の数において互いに異なる。
【請求項１１】
請求項３に記載の熱交換器において、
各前記コイル（４５）は、前記冷却フィン（４７）の寸法、前記冷却フィン（４７）の単位距離当たりの枚数、前記冷却フィン（４７）の形状および前記冷却フィン（４７）の材質のうちの一つ以上において互いに異なる。
【請求項１２】
請求項（２）ないし請求項（１１）のいずれかに記載の熱交換器において、
各前記コイル（４５）はその材質において互いに異なる。
【請求項１３】
請求項（４）ないし請求項（１２）のいずれかに記載の熱交換器において、
全ての前記コイル（４５）が径方向に積み重ねて配される。
【請求項１４】
請求項４ないし請求項１２のいずれかに記載の熱交換器において、
少なくともより径方向外側の位置において、前記コイル（４５）が少なくとも２本、軸方向に寄り添わせて設けられ、異なる該コイル（４５）の前記ループ（４９）が軸方向に隣り合って配される。
【請求項１５】
請求項２または請求項３に記載の熱交換器において、
前記コイル（４５）は前記環状チャネル（３４）内に少なくとも２本、軸方向に寄り添わせて設けられ、異なる該コイル（４５）の前記ループ（４９）が軸方向に隣り合って配される。
【請求項１６】
請求項（１５）に記載の熱交換器において、
全ての前記コイル（４５）が前記環状チャネル（３４）内において軸方向に寄り添わせて設けられている。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の熱交換器において、
少なくとも１本の前記コイル（４５）が前記二次側入口（４２）または前記二次側出口（４３）に分離手段（６２）を介して流体的に接続されている。
【請求項１８】
装置であって、
内燃機関（３）を備え、該内燃機関（３）は
該内燃機関（３）の燃焼室（７）に外気を供給する外気系（８）と、
該燃焼室（７）から排気ガスを排出する排気系（１０）と、
任意で、排気ガスを該排気系（１０）から該外気系（８）へ再循環させる排気再循環系（１２）と
を備えており、
廃熱利用系（４）を備え、該廃熱利用系（４）は
作動流体が循環する廃熱利用回路（２３）と、
該作動流体を気化させる蒸発器（２４）と、
該蒸発器（２４）の下流に設けられ、該作動流体を膨張させる膨張機（２５）と、
該膨張機（２５）の下流に設けられ、該作動流体を凝縮させる凝縮器（２６）と、
該凝縮器（２６）の下流に設けられ、該作動流体を該廃熱利用回路（２３）内で循環させる搬送機（２７）と
を備えており、
請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の熱交換器（５）を備え、
該熱交換器（５）の前記一次側流路（３７）が該排気系（１０）または該排気再循環系（１２）に組み込まれていて、排気ガスまたは再循環される排気ガスが前記一次側媒体となり、
該熱交換器（５）の前記二次側流路（４４）が該廃熱利用回路（２３）に組み込まれていて、該作動流体が前記二次側媒体となる
ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
装置であって、
内燃機関（３）を備え、該内燃機関（３）は
該内燃機関（３）の燃焼室（７）に外気を供給する外気系（８）と、
該燃焼室（７）から排気ガスを排出する排気系（１０）と、
任意で、排気ガスを該排気系（１０）から該外気系（８）へ再循環させる排気再循環系（１２）と
を備えており、
冷却媒体が循環する冷却回路を備え、
請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の熱交換器（５）を少なくとも１つ備え、
該熱交換器（５）の前記一次側流路（３７）が該排気系（１０）または該排気再循環系（１２）に組み込まれていて、排気ガスまたは再循環される排気ガスが前記一次側媒体となり、
該熱交換器（５）の前記二次側流路（４４）が該冷却回路に組み込まれていて、該冷却媒体が前記二次側媒体となる
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器、および熱交換器を備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の媒体と第２の媒体との間の熱交換を可能にする熱交換器は様々な技術分野で利用され、広く知られている。特に車両への応用において、熱交換器はコンパクトかつ低コストな構成とされることが求められている。車両には、自身を駆動するための内燃機関（エンジン）が設けられ、複数の熱交換器が設けられ得る。熱交換器が設けられ得るのは例えば、内燃機関のエンジンブロックを冷却するための冷却回路、潤滑油を冷却するための冷却回路、給気を冷却するための冷却回路、再循環排気を冷却するための冷却回路などである。
【０００３】
内燃機関の排気ガスが持つ熱を有効利用するための廃熱利用系が知られている。廃熱利用系はランキン・サイクル、特にランキン--クラウジウス・サイクルの原理で作動し、作動媒体を気化させ、膨張させ、凝縮し、圧縮する。そして圧縮され、気化し、過熱状態となった作動媒体を膨張させることによって力学的エネルギーを発生させて、例えば発電機を駆動して電力を発生させる。作動媒体の気化は蒸発器によって行なわれるが、このような蒸発器は一つの熱交換器である。この熱交換器つまりは蒸発器は例えば内燃機関の排気系に適宜組み込まれて、排気ガスの熱を作動媒体に伝達することによって作動媒体を気化させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は冒頭で述べたタイプの熱交換器およびそれを備えた装置について改善された実施形態、特に熱交換効率がよく構成がコンパクトな実施形態、を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明によれば、独立請求項に記載の構成により達せられる。より好ましい構成は従属請求項に記載のとおりである。
【０００６】
本発明の基本的技術思想は次のとおりである。一次側媒体用の一次側流路を備えた熱交換器に、二次側媒体用として少なくとも２ルートの二次側流路を別々に設け、これらを介して、共通の二次側入口と共通の二次側出口との間を流体的に結ぶ。二次側媒体が並行して流通する少なくとも２ルートの二次側流路を設け、これらをそれぞれ一次側流路と両媒体間の分離を保ちつつ熱交換可能に結合することにより、二次側媒体に対する熱交換器の流路抵抗を低減し、それにより二次側媒体の総流量を増加させる一方で二次側媒体が熱交換器を通過する時間を十分に確保できる。これにより、一次側媒体と二次側媒体との間の熱交換効率を向上しつつ、構成をコンパクトにすることができる。
【０００７】
このような構成の熱交換器は、二次側媒体としての作動媒体を気化させるための蒸発器として特に好適に利用できる。その場合、熱交換器は例えば内燃機関の排気ラインに、排気ガスが一次側媒体となるように接続される。内燃機関の排気ガスは、内燃機関の動作状態によっては非常に高温になり得るので、そのように設けられた熱交換器により、作動媒体を気化させるための大量の熱を排気ガスから取り出すことができる。そのように設けられた熱交換器により、今述べた効果が効率よくかつコンパクトな構成で得られる。これは二次側媒体つまりは作動媒体が少なくとも２ルートの二次側流路を並行して流通することで、熱が並行して吸収されるからである。
【０００８】
より詳細に説明すると、本発明によれば、熱交換器は好ましくは管状に構成され、パイプに貫かれているとともにジャケットを備えたハウジングを有する。ジャケットがパイプを取り囲むことによって両者間に環状のチャネルが形成される。環状チャネルを介して一次側流路が通る一方、パイプを介してバイパスが通って、一次側入口と一次側出口との間を、環状チャネルを迂回する形で流体的に結ぶ。また、制御手段が設けられ、一次側流路およびバイパスそれぞれを流通する一次側媒体の流量が制御できる。少なくとも２ルートの二次側流路は同じように環状チャネルを通り、環状チャネル内で一次側流路と、両媒体間の分離を保ちつつ熱交換可能に結合される。この構成では、一次側媒体と二次側媒体との間の熱交換が環状チャンネルにおいてのみ行なわれるので、二次側媒体への直接の熱伝達は一次側媒体が環状チャンネルを流通している間にのみ起こる。この一次側流路と二次側流路との間の熱交換結合を、バイパスを流通する一次側媒体は迂回するので、こちらから二次側媒体への熱伝達は、例えば排気ガス流によるハウシングの加熱の形で間接的に起こるのみである。制御手段により、一次側媒体を一次側流路、つまり環状チャンネル内、のみに流通させるか、またはバイパスのみ、つまりパイプ内、のみに流通させるかを制御することができる。好ましくは、制御手段は、一次側媒体が一次側流路とバイパスの両方を流通するような少なくとも１箇所の中間位置にも設定可能とする。これにより、二次側媒体に伝達される熱の量を調節することが可能になる。ここで採用した管状の構成においては、パイプとジャケットが丸い断面形状を有し、円筒状に形成される。これにより一次側が比較的高い圧力に耐えられる。よって熱交換器はその一次側を排気ガス流中に配する用途に使いやすいものとなる。
【０００９】
以上に説明した熱交換器は、極めてコンパクトな外形と低コストで実現可能な構造を特徴とする。
【００１０】
ハウシングは、少なくとも２ルートの二次側流路に対して共通に１つの二次側入口と１つの二次側出口を備える構成にするとよい。そうすれば二次側媒体を少なくとも２ルートの二次側流路間に分配して、これらに並行して流通させることができる。このようにして二次側媒体に対する総流通可能断面積を大幅に拡大でき、結果として二次側媒体の流路抵抗、ひいては熱交換器通過時の圧力低下を抑制できる。
【００１１】
好ましくは、環状チャネル内に少なくとも２本のコイルを設け、各コイルをパイプの周囲に螺旋状に巻き付け、各コイルそれぞれに二次側流路を通す。コイルを用いることで、二次側媒体用に比較的長い二次側流路を確保でる。よって、熱交換器内つまりは環状チャネル内の通過時間を十分に確保でき、十分な熱交換を可能にする。このようなコイルはその内側でも外側でも同様に比較的高い圧力に耐えることができるので、熱交換器はその一次側を排気ガス流中に配し、２次側を例えば廃熱利用回路中に配する用途に使いやすいものになる。
【００１２】
一次側媒体と二次側媒体との間の熱交換の促進のため、好ましくは、各コイルをコイルチューブで構成し、各コイルチューブの内側に二次側媒体を流通させるとともに外側に冷却フィンを設け、この冷却フィンを一次側媒体に曝す。冷却フィンは例えば多数のディスク状の部材からなり、コイルチューブに圧接されるか、ろう付け（半田付け）されるか、または溶接で取り付けられる。冷却フィンはまた少なくとも１枚の螺旋状の板部材であってもよく、その場合冷却フィンはコイルチューブの周囲に螺旋状に巻き付けられる。
【００１３】
好ましくは、少なくとも２本のコイルは環状チャネル内において径方向に積み重ねて、つまり一方が他方の上を通るように、配されている。この構成により、熱交換器が軸方向に非常にコンパクトになる。コイルを環状チャネル内において径方向に積み重ねて、つまり一方が他方の上を通るように、配することにより、内側に配されたコイルつまりはコイル部に属するループが内側に、パイプに直接隣接して配され、これら内側に配されたループとジャケットとの間に、他のコイルつまりはコイル部のループが配される。逆に言えば、外側に配されたコイルつまりはコイル部に属するループが外側に、ジャケットに直接隣接して配され、これら外側に配されたループとパイプとの間に、他のコイルつまりはコイル部のループが配される。
【００１４】
コイルが２本設けられる場合、内側に配されるループは、パイプに直接隣接する一方で、外側に配されるループを介して間接的にジャケットと隣接するように配される。同様に、外側に配されるループは、ジャケットに直接隣接する一方で、内側に配されるループを介して間接的にパイプと隣接するように配される。コイルが３本以上径方向に積み重ねて、つまり一方が他方の上を通るように、設けられる場合、内側と外側に配されるループに加えて更なるループがそれらの間に配される。これら更なるループは、内側に配されたループと外側に配されたループとの間の少なくとも１箇所の中間位置を占める。
【００１５】
好ましくは、少なくとも２本のコイルを、軸方向に互いに隣接する少なくとも２群のコイル群に分け、各コイル群にコイルそれぞれの一部ずつを、おのおの複数のループからなるコイル部として配する。各コイル部を成すループは、一つのコイル群内では同じ径方向位置に配する。一方、同じコイルのループは異なるコイル群間で互いに異なる径方向位置に配する。と言うことは、コイルを２本設けた場合、例えば軸方向に隣接して少なくとも２群のコイル群が存在し、各コイル群内で２つのコイル部が径方向に積み重ねて配される。第１のコイル群において、内側に配されたループは第１のコイルの第１コイル部を成し、外側に配されたループは第２のコイルの第１コイル部を成す。第２のコイル群において、内側に配されたループは第２のコイルの第２コイル部を成し、外側に配されたループは第１のコイルの第２コイル部を成す。つまり、各コイルが、内側に配されたループから成る内側に配されたコイル部と、外側に配されたループから成る外側に配されたコイル部とを有する。よって一つのコイルのループが異なるコイル群間で互いに異なる径方向位置に配される。この構成により、一次側媒体から二次側媒体への熱伝達を全体として均一にできる。この構成は以下の事情を考慮したものである。複数のコイルを軸方向に積み重ねて設けると、より外側に配されたコイルを通る二次側流路がより内側に配されたコイルを通る二次側流路より長くなる。結果として二次側媒体が熱交換器を通過する時間に差が生じ、吸収される熱の量が異なる二次側流路間で異なってくる。各コイルつまりは二次側流路に属するループの径方向位置を変えることにより、吸収される熱の量を異なる二次側流路間で均一にすることができる。
【００１６】
好ましくは、コイルの本数をｎ本としたときに、コイル群を少なくともｎ群設け、ループの径方向位置としては互いに異なるｎ箇所を可能とし、各コイルについて、その各コイル部のループをそれらｎ箇所の径方向位置のそれぞれに少なくとも１回ずつ配する。と言うことは、コイルを３本設けた場合、つまり二次側流路を３ルート設けた場合、コイル群が３群存在し、各コイル群内でループが占め得る径方向位置が３箇所となる。すなわちループは内側、外側、およびその中間に配される。よって３本のコイルそれぞれが、少なくとも３群のコイル群にわたって、ループが内側に配されたコイル部を少なくとも１つと、ループが外側に配されたコイル部を少なくとも１つと、ループが中間に配されたコイル部を少なくとも１つとを有する。
【００１７】
好ましくは、各コイルそれぞれについて、互いに隣接するコイル群間に接続管を設け、この接続管によって、各コイルのより径方向内側に配されるコイル部５６とより径方向外側に配されるコイル部とを流体的に接続する。こうすることで、各コイル群を同一構成とすることができ、それらを接続管で互いに接続するだけで上述の、径方向位置を同じくするコイル部が、互いに隣接するコイル群間で互いに異なるコイルに属する構成が得られる。
【００１８】
これら接続管の各コイルチューブへの流体的接続を容易にするために、接続スリーブを設け、これに例えばコイルチューブおよび接続管それぞれの端部を軸方向に挿入する構成としてもよい。接続スリーブはコイルチューブや接続管に容易にろう付け（半田付け）できるように構成するとよい。
【００１９】
これまでに述べた各構成に加えてまたは代えて、少なくとも２本のコイルを熱交換能力において互いに異ならせてもよい。そうすることで、より内側に配されたコイルあるいはより内側に配されたコイル部とより外側に配されたコイルあるいはより外側に配されたコイル部との間の熱交換量の差をある程度相殺することができる。
【００２０】
例えば、各コイルを流通可能断面積において互いに異ならせる。つまり各コイルを流路断面積において互いに異ならせる。例えば、より外側に配されるコイルの流通可能断面積を、より内側に配されるコイルの流通可能断面積よりも大きくする。
【００２１】
上記に加えてあるいは代えて、各コイルをそれが有するループの数において互いに異ならせてもよい。ループの数はそれが構成する二次側流路の長さを決めるので、複数ルートの二次側流路が互いに異なる長さを有することになる。例えば、より外側に配されたコイルが有するループの数を、より内側に配されたコイルが有するループの数よりも少なくする。同じことが、各コイル群内の各コイル部についても当てはまる。
【００２２】
上記に加えてあるいは代えて、各コイルを、冷却フィンの寸法、冷却フィンの単位距離当たりの枚数、冷却フィンの形状および冷却フィンの材質のうちの一つ以上において互いに異ならせてもよい。冷却フィンの配置密度を変えることは、コイルチューブ沿いの位距離当たりの冷却フィンの単枚数を変えることに相当する。冷却フィンまたはコイルチューブまたはその両方の材質を変えれば、それらの熱伝導係数を変えることになる。冷却フィンの構成を変えることで、各コイルの熱交換能力を大幅に変えることができる。これにより、熱交換の均一化が容易に達成できる。
【００２３】
さらに加えてあるいは代えて、各コイルはその材質において互いに異ならせてもよい。材質を変えることにより、熱伝導係数を変えることができる。
【００２４】
好ましくは、全てのコイルを径方向に積み重ねて配する。そうすると同一径方向位置において軸方向に互いに隣接するループは同一コイルに属する。これにより前述の各コイル群の作製が容易になる。
【００２５】
好ましくは、より径方向外側の少なくとも１箇所の位置において、コイルを少なくとも２本、軸方向に寄り添わせて設けて二重螺旋状または多重螺旋状とし、異なるコイルのループを軸方向に隣り合わせに配する。より径方向外側の位置にコイルを少なくとも２本設けることで、１本しか設けない場合と比べて各コイルが有するループの数を少なくとも半分に減らすことができる。その分、各二次側流路の長さを短くすることができる。
【００２６】
好ましくは、コイルを環状チャネル内に少なくとも２本、軸方向に寄り添わせて設け、異なるコイルのループを軸方向に隣り合わせに配する。これにより、同一径方向位置において少なくとも２本のコイルが互いに平行に配されるので、二次側媒体への均一な熱伝達が実現できる。
【００２７】
好ましくは、全てのコイルを環状チャネル内において軸方向に寄り添わせて設ける。これにより全てのコイルのループが同一径方向位置に配される。この場合全てのループがパイプおよびジャケットの両方に直接隣接して配される。
【００２８】
ハウジング、特にパイプおよびジャケット、の材質として、さらにコイル、特にコイルチューブおよび冷却フィン、の材質としては、鉄の合金、中でも鋼を用いるのが好ましく、使用状況によってはステンレス鋼が好ましい。軽金属または軽金属の合金、例えばアルミニウムまたはアルミニウムの合金、を用いてもよい。あるいは銅または銅の合金を用いてもよい。腐食性の排気ガスからの保護のために、排気ガスに曝される表面には好ましくはセラミックの保護コーティングを施すとよい。好ましくは、銅製のコイルにはそのような保護コーティングを外側に施す。
【００２９】
本発明によれば、車両、特に陸上走行用の車両、あるいは船舶あるいは航空機に設けられる装置は内燃機関を備え、この内燃機関は内燃機関の燃焼室に外気を供給する外気系と、燃焼室から排気ガスを排出する排気系と、任意で、排気ガスを排気系から外気系へ再循環させる排気再循環系とを備える。装置はさらに廃熱利用系を備えてもよく、この廃熱利用系は作動流体が循環する廃熱利用回路と、作動流体を気化させる蒸発器と、蒸発器の下流に設けられて作動流体を膨張させる膨張機と、膨張機の下流に設けられて作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器の下流に設けられて作動流体を廃熱利用回路内で循環させる搬送機とを備える。このような廃熱利用系に加えて、またはそれに代えて、装置は、例えば内燃機関の冷却用に、冷却媒体が循環する冷却回路を少なくとも１つ備えてもよい。以上に加えて装置は前述のいずれかの構成の熱交換器を備える。この熱交換器は装置に対して、次のようにして配される。熱交換器の一次側流路を排気系または排気再循環系に組み込んで、排気ガスまたは再循環される排気ガスを一次側媒体とする。一方、熱交換器の二次側流路を廃熱利用回路に組み込んで、作動流体が二次側媒体とする。これに代えて熱交換器の二次側流路を冷却回路に組み込んで、冷却媒体を二次側媒体としてもよい。このように設けられた熱交換器により、装置において、排気ガスあるいは再循環される排気ガスの持つ熱を効率よく利用あるいは再利用することが可能になる。熱交換器の二次側を廃熱利用回路に配した場合には、熱交換器は蒸発器として機能する。熱交換器の二次側を冷却回路に配した場合には、熱交換器は冷却器として機能する。熱交換器を冷却器として用いる場合には、好ましくはその一次側を排気再循環系に配すれば、再循環排気に対する所望の冷却を行なうことができる。
【００３０】
上に述べたような熱交換器を排気再循環系と廃熱利用回路との間の熱交換結合に用いることにより、従来から循環排気の冷却器の冷却に利用されているエンジン冷却系の負担を著しく軽減することができる。蒸発器として機能する熱交換器によって排気ガスから取り出されるエネルギーを全てエンジン冷却系で吸収する必要がなくなる。
【００３１】
さらには、上に述べたような熱交換器を少なくとも２つ装置に設けて、一方の一次側を排気系に、他方の一次側を排気再循環系に配することもできる。２つの熱交換器の二次側は別々に接続する。あるいは２つの熱交換器の二次側を直列に接続して、例えば廃熱利用回路の作動流体を最初に通過するほうの熱交換器で気化させ、次に通過するほうの熱交換器で過熱してもよい。
【００３２】
本発明の他の重要な特徴や効果は、従属請求項、図面、および図面に基づいた本明細書内の記載の該当箇所から理解されるとおりである。
【００３３】
上に述べた、また下にこれから述べるいずれの特徴も、具体的に言及されている組み合わせ以外のどのような組み合わせでも、あるいは単独でも、本発明の範囲を逸脱しない限り実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一実施形態における熱交換器を備えた装置の概略熱交換系統図。
【図２】他の実施形態における熱交換器を備えた装置の概略熱交換系統図。
【図３】熱交換器の一動作状態における概略縦断面図。
【図４】熱交換器の他の動作状態における概略縦断面図。
【図５ａ】熱交換器の一部拡大縦断面図であって、径方向に積み重ねて設けられた複数のコイルの一例を示す。
【図５ｂ】熱交換器の一部拡大縦断面図であって、径方向に積み重ねて設けられた複数のコイルの他の例を示す。
【図６ａ】分配手段または回収手段の一例の概略断面図。
【図６ｂ】分配手段または回収手段の他の例の概略断面図。
【図７】複数のコイル群からなるコイル構成の概略縦断面図。
【図８】さらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図。
【図９】さらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図。
【図１０】さらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図。
【図１１】図１０に示す熱交換器のコイル構成の斜視図。
【図１２】図１１に示すコイル構成の分解斜視図。
【図１３】さらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図。
【図１４】熱交換器の断面斜視図であって、分離手段を示す。
【図１５】さらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。同一、類似、または機能上同等の部材は同一の参照符号で示す。
【００３６】
図面は全て模式図であり、各図の内容は次のとおりである。図１は一実施形態における熱交換器を備えた装置の概略熱交換系統図である。図２は他の実施形態における熱交換器を備えた装置の概略熱交換系統図である。図３は熱交換器の一動作状態における概略縦断面図である。図４は熱交換器の他の動作状態における概略縦断面図である。図５ａは熱交換器の一部拡大縦断面図であって、径方向に積み重ねて設けられた複数のコイルの一例を示す。図５ｂは熱交換器の一部拡大縦断面図であって、径方向に積み重ねて設けられた複数のコイルの他の例を示す。図６ａは分配手段または回収手段の一例の概略断面図である。図６ｂは分配手段または回収手段の他の例の概略断面図である。図７は複数のコイル群からなるコイル構成の概略縦断面図である。図８はさらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図である。図９はさらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図である。図１０はさらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図である。図１１は図１０に示す熱交換器のコイル構成の斜視図である。図１２は図１１に示すコイル構成の分解斜視図である。図１３はさらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図である。図１４は熱交換器の断面斜視図であって、分離手段を示す。図１５はさらに他の実施形態における熱交換器の概略縦断面図である。
【００３７】
本発明は車両、とりわけ陸上走行用のものであって特に道路上を走行する車両を対象としているが、船舶あるいは航空機にも適用可能である。図１および図２に示すように、本発明によれば、車両１は例えば装置２を備え、この装置２が内燃機関（エンジン）３と、廃熱利用系４と、熱交換器５とを備える。
【００３８】
内燃機関３はエンジンブロック６を有し、このエンジンブロック６に複数の燃焼室７が設けられる。各燃焼室７は円筒状に形成され、内部にピストンが行程（ストローク）調節可能に設けられる。内燃機関３はまた外気系８を備え、これにより外気が燃焼室７に導入される。導入外気の流れを矢印９で示す。内燃機関３はさらに排気系１０を備え、これにより排気ガス（排気とも言う）が燃焼室７から排出される。図示の例では内燃機関３はさらに排気再循環系１２を備え、これにより排気ガスが排気系１０から外気系８へ再循環される。排気再循環系１２は、再循環される排気ガス（再循環排気とも言う）を冷却するための排気再循環冷却器１３と、再循環される排気ガスの量、つまり再循環排気流量を調節するための排気再循環弁１４とを備える。排気再循環の促進のために、排気系１０に動圧フラップ１６を設けてもよい。動圧フラップ（回動板）１６は排気再循環系１２が排気系１０に接続される接続点１５の下流に設けるとよい。一方、外気系８には絞り弁１８を設けてもよい。絞り弁１８は排気再循環系１２が外気系８に接続される接続点１７の上流に設けるとよい。
【００３９】
エンジンブロック６の冷却のために、内燃機関３はエンジン冷却回路１９を備える。図中に破線で示すように、エンジン冷却回路１９はエンジンブロック６を貫通して配され、またラジエーター２０を備える。ラジエーター２０は例えば冷却気流に曝されることによって冷却される。この冷却気流は車両１の運転中に生じる向かい風であるが、それをファン２２で増力したり、あるいは気流自体をファン２２で発生させてもよい。
【００４０】
廃熱利用系４は廃熱利用回路２３を備え、その内部を作動流体（熱媒体）が循環する。廃熱利用系４は好ましくはランキン--クラウジウス・サイクル（ランキン・サイクル）の原理で作動するタイプのものであって、廃熱利用回路２３に沿って作動流体が流れる方向に順に蒸発器２４と、膨張機（タービン）２５と、凝縮器２６と、搬送機２７とを備える。蒸発器２４は作動流体を気化させるためのものである。膨張機２５は気化し、好ましくは過熱状態となった作動流体を膨張させるためのものであり、これにより膨張機２５は熱と圧力を力学的仕事に変換して、例えば発電機２８を駆動する。発電機２８は電力を発生させ、得られた電力は例えば適切な蓄電手段、好ましくは電池、に蓄えられる。凝縮器２６において、膨張していた作動流体が凝縮される。それを可能にするため、凝縮器２６は冷却回路２９に接続されている。冷却回路２９はエンジン冷却回路１９に組み込まれたものであってよい。搬送機２７は作動流体を廃熱利用回路２３内で循環させつつ、液相の作動流体に比較的高い圧力を加える。
【００４１】
図１に示す例では、熱交換器５が蒸発器２４として用いられている。排気ガスが熱交換器５内を一次側媒体として通過する。また、廃熱利用回路２３の作動流体が熱交換器５内を二次側媒体として通過し、そこで一次側媒体、すなわち排気ガス、と熱交換可能に結合されつつ両媒体間の分離が保たれている。図１に示す例ではさらに、排気再循環冷却器１３も冷却回路３０に接続されている。この冷却回路３０もエンジン冷却回路１９に組み込まれたものであってよい。
【００４２】
一方、図２の例においては熱交換器５が排気再循環系１２に組み込まれれている。熱交換器５は排気再循環系１２の排気再循環冷却器１３として機能するとともに、廃熱利用系４の蒸発器２４として機能する。したがってこの場合、熱交換器５の一次側媒体となるのは再循環される排気ガスであり、二次側媒体となるのは作動流体である。さらに他の例として、熱交換器５の下流側に熱交換器をもう一つ設けてもよい。この熱交換器は残熱冷却器または追加の排気再循環冷却器として機能し、排気ガスを所望の目標温度まで冷却する。このような構成は廃熱利用回路２３の温度が再循環排気の目標温度より高い場合に必要となる。
【００４３】
図３、図４、図８〜図１０、図１３および図１５に示すように、熱交換器５はハウジング３１を有し、ハウジング３１はパイプ３２に貫かれているとともに、ジャケット３３を備える。ジャケット３３はパイプ３２との間に径方向の空間を残してパイプ３２を包囲している。これにより、パイプ３２とジャケット３３との間に径方向に環状のチャネル３４が形成されている。ハウジング３１には一次側入口３５と一次側出口３６が形成されている。ハウジング３１はまた一次側流路３７を有する。一次側流路３７は一次側入口３５と一次側出口３６との間を流体的に結び、それに沿って一次側媒体が環状チャネル３４内を流通する。一次側媒体は例えば図１に示す例では内燃機関３の排気ガスであり、図２に示す例では再循環排気である。このように環状チャネル３４が一次側流路３７を形成する。一方でパイプ３２がバイパス３８を形成する。バイパス３８も一次側入口３５と一次側出口３６との間を流体的に結び、それに沿って一次側媒体がパイプ３２内を流通する。
【００４４】
熱交換器５はさらに制御手段３９を備える。制御手段３９によって一次側媒体の一次側流路３７およびバイパス３８における流れが制御される。それを可能にするため、例えば制御手段３９は制御部材４０、好ましくはフラップ（回動板）、からなる。制御部材４０はパイプ３２内に設けられ、パイプ３２の流通可能断面積の調節を可能にする。例えば図３は制御部材４０が閉位置にある状態を示し、このときにはパイプ３２がその流通可能断面積のほぼ全体にわたって閉鎖されている。したがって排気ガスは矢印４１で示すように一次側流路３７を通り、環状チャネル３４を流通する。図４は制御部材４０が開位置にある状態を示し、このときにはパイプ３２がその流通可能最大断面積まで解放されている。言うまでもなく、パイプ３２のほうが環状チャネル３４より流路抵抗が低いので、この場合排気ガスは矢印４１に示すように専らパイプ３２を流通し、バイパス３８を通る。図８〜図１０、図１３および図１５において、閉位置の制御部材４０を実線で示すとともに開位置の制御部材４０を破線で示す。言うまでもなく、制御手段３９は閉位置と開位置との間の少なくとも１箇所の中間位置、好ましくは任意の中間位置、で止めることができるように構成してもよい。これにより、一次側流路３７とバイパス３８との間で所望の流量配分を得ることができる。
【００４５】
熱交換器５はさらに二次側入口４２と二次側出口４３を備える。これらの間を複数の二次側流路４４が流体的に結んでいる。二次側流路４４は二次側媒体の流路である。図１および図２に示す例では、二次側媒体は廃熱利用系４の作動流体である。二次側流路４４は環状チャネル３４内を通っており、一次側流路３７と二次側流路４４とは両媒体間の分離を保ちつつ互いに熱交換可能に結合されている。
【００４６】
図３〜図１５において、二次側流路４４は少なくとも２本のコイル４５からなる。これらのコイル４５は環状チャネル３４内に設けられ、パイプ３２の周囲に螺旋状に巻き付けられている。各コイルがそれぞれ二次側流路４４となる。ここでは各コイル４５はそれぞれ螺旋状に配されたコイルチューブ４６であり、その内側を二次側媒体が流通することでそれぞれが二次側流路４４となる一方で、その外側に冷却フィン４７を備えていて、これが一次側媒体に曝される。
【００４７】
図３〜図９に示す例では、環状チャネル３４内に少なくとも２本のコイル４５が径方向に積み重ねて配されている。ここで径方向とは、いずれも線状であるジャケット３３あるいはパイプ３２の縦軸（長手方向軸）４８を基準とした径方向のことである。通常、パイプ３２およびジャケット３３はいずれも円筒状に構成される。パイプ３２およびジャケット３３の断面形状は丸い形状であればよく、例えば円形、長円形、楕円形などにする。
【００４８】
各コイル４５はそれぞれパイプ３２の周囲に巻き付けられて複数のループを形成している。これらのループを図５ａおよび図５ｂにおいて４９で示す。コイル４５が径方向に積み重ねて配される結果、図５ａおよび図５ｂに示すように、パイプ３２に直接隣接するコイル４５１のループ４９１が内側に配される。一方、ジャケット３３に直接隣接するコイル４５２のループ４９２が外側に配される。図示の例のように３本以上のコイル４５が設けられる場合には、中間コイル４５３が少なくとも１本存在するので、対応する中間ループ４９３がパイプ３２およびジャケット３３とは間接的に、すなわちそれらに対してそれぞれ内側のループ４９１および外側のループ４９２を介して、隣接するように配される。
【００４９】
図５ａに示すように、径方向に互いに隣接するコイル４５同士は、それぞれのループ４９を径方向に揃えて配することができる。よりコンパクトな構成として、図５ｂに示すように、径方向に互いに隣接するコイル４５同士を、ループの断面幅の半分ずつ互いにずらして配してもよい。
【００５０】
制御部材４０の位置に応じて一次側流路３７とバイパス３８との間で一次側媒体の所望の流量配分が得られるように、図に示す例ではパイプ３２は連続した部材として構成され、一次側入口３５および一次側出口３６に直接接続されるか、または自身がそれらを直接形成している。パイプ３２はまたその入口部５０において孔、特に図示の例においてはスロット状の孔、が開けられてており、出口部５１においても孔、特に図示の例においてはスロット状の孔、が開けられている。これにより、パイプ３２と環状チャネル３４とが流体的に接続されている。入口部５０はコイル４５の上流側に配され、出口部５１はコイル４５の下流側に配されている。制御部材４０が開位置にあるときには、環状チャネル３４内に配されたコイル４５を経る環状チャネル３４の流路抵抗が高く、それに比べてパイプ３２の流路抵抗が著しく低いので、一次側媒体は専らパイプ３２を流通する。
【００５１】
図３、図４、図８〜図１０および図１３に示す例では、ハウジング３１は入口テーパー部５８を有する。入口テーパー部５８は入口側におけるパイプ３２からジャケット３３への推移部を成し、この推移部内に穴の開いた入口部５０が位置する。ハウジング３１はまた出口テーパー部５９を有する。出口テーパー部５９は出口側におけるパイプ３２からジャケット３３への推移部を成し、この推移部内に穴の開いた出口部５１が位置する。図１５に示す他の例では、入口テーパー部５８の代わりに入口側端部６０が、出口テーパー部５９の代わりに出口側端部６１が設けられる。入口側端部６０と出口側端部６１はハウジング３１の両端面を形成し、例えばフランジング（つば出し加工）によってジャケット３３に固定されている。この場合ジャケット３３とパイプ３２とは直接には接続されていない。ジャケット３３によって、いずれもガス透過可能とされている入口部５０と出口部５１の両方が軸方向４８に覆われている。
【００５２】
二次側媒体が各コイル４５それぞれを並行して流通するように、図６ａに示すような分配手段５２を設けてもよい。分配手段５２は入口側が二次側入口４２に接続され、出口側が各コイル４５に接続される。同様に、図６ｂに示すような回収手段５３を設けてもよい。回収手段５３は入力側が各コイル４５に接続され、出口側が二次側出口４３に接続される。分配手段５２と回収手段５３は基本的には同様に、好ましくは同一に構成される。
【００５３】
分配手段５２はハウジング３１の内側に設けて外側の二次側入口４２に接続してもよいし、ハウジング３１の外側に設けて分配手段５２自体で二次側入口４２を構成してもよい。同様に、回収手段５３はハウジング３１の内側に設けて外側の二次側出口４３に接続してもよいし、ハウジング３１の外側に設けて回収手段５３自体で二次側出口４３を構成してもよい。
【００５４】
図７に、熱交換器５のさらに他の例における環状チャネル３４内のコイル構成５４を、パイプ３２およびジャケット３３を除いた状態で示す。このコイル構成５４は３本のコイル４５からなる。それぞれを第１コイル４５１、第２コイル４５２、第３コイル４５３と称する。これらのコイル４５は軸方向に互いに隣接した３群のコイル群５５を形成している。それぞれを第１コイル群５５１、第２コイル群５５２、第３コイル群５５３と称する。ここでの軸方向とはやはりハウジング３１の縦軸４８を基準とした軸方向である。各コイル群５５には、異なるコイル４５からそれぞれの一部が配されて、おのおのが複数のループ４９を有するコイル部５６を形成している。これらコイル４５つまりはコイル部５６が合わせて３段の構成となっているため、ループ４９が合わせて３箇所の互いに異なる径方向位置に配される。３箇所の互いに異なる径方向位置とは径方向内側、径方向外側、そして径方向にそれら内側位置と外側位置との間の中間位置である。同一コイルのループ４９の、一つのコイル部５６での径方向位置はそれが配されたコイル群５５内で不変である。これに対し、同一コイルのループ４９の径方向位置は異なるコイル群５５間で互いに異なる。
【００５５】
図７の例において、まず第１コイル群５５１（図７の左部分）を見れば、第１コイル４５１の第１コイル部５６１は径方向内側に配されているので、その全てのループ４９が内側にある。第２コイル４５２の第１コイル部５６１は外側に配されるので、そのループ４９は外側にある。第３コイル４５３の第１コイル部５６１は、ループ４９が中間位置にある。このように、第１コイル群５５１には３本のコイル４５それぞれの第１コイル部５６１が配され、各第１コイル部５６１内ではそれを構成するループ４９が軸方向に隣り合い、かつ同一の径方向位置に配されている。
【００５６】
次に第２コイル群５５２（図７の中央部分）を見れば、ここでは各コイル４５それぞれの第２コイル部５６２が先述とは異なる径方向位置に配されている。すなわち、第１コイル４５１の第２コイル部５６２は中間位置に、第２コイル４５２の第２コイル部５６２は内側位置に、第３コイル４５３の第２コイル部５６２は外側位置に配される。
【００５７】
次に第３コイル群５５３（図７の右部分）を見れば、ここでは各コイル４５それぞれの第３コイル部５６３が先述のいずれともまた異なる径方向位置に配される。すなわち、第１コイル４５１の第３コイル部５６３は外側位置に、第２コイル４５２の第３コイル部５６３は中間位置に、第３コイル４５３の第３コイル部５６３は内側位置に配される。
【００５８】
図７に示すように、隣接するコイル群５５間において、各コイル４５には接続管５７が設けられる。接続管５７により一つのコイル４５のより外側に配されたコイル部５６とより内側に配されたコイル部５６とが流体的に接続される。
【００５９】
図８および図９に示すさらに他の例においては、各コイル４５が互いに異なる熱交換能力を有する。これらの実施形態は既述のまたは後述のいずれの実施形態とも適宜組み合させることができる。
【００６０】
図８に示す例では、各コイル４５が互いに異なる流通可能断面積を有する。図８において、具体的には、各コイル４５はパイプ３２から径方向に遠ざかるにつれてより大きな流通可能断面積を有する。一つのコイル４５つまりはコイル部５６内では流通可能断面積は一定である。図８において、内側に配されたコイル４５１が最小の流通可能断面積を有し、外側に配されたコイル４５２が最大の流通可能断面積を有する。中間に配されたコイル４５３はその中間の流路断面積を有する。また図８および図９に示す例で、各コイル４５はまたループ４９の数においても互いに異なる。図に示すように、各コイル４５つまりはコイル部５６のうち、より外側に配されたものはより内側に配されたものより少数のループ４９を有する。よって例えば内側に配されたコイル４５１が最も多数のループを有し、外側に配されたコイル４５２が最も少数のループを有し、中間に配されたコイル４５３はその中間の数のループを有する。
【００６１】
各コイル４５の熱交換能力を互いに異ならせるための他の手段として、各コイル４５、つまりは各コイルチューブ４６とそれぞれの冷却フィン４７、を互いに異なる材質で形成することも考えられる。さらには、冷却フィン４７の寸法、配置密度および形状のうちの一つ以上を異ならせることも考えられる。互いに異なる材質を使用することで、互いに異なる熱伝導係数が得られる。今述べたいくつかの手段は適宜組み合わせてもよい。複数のコイル４５間で熱伝導係数を互いに異ならせるのは、一次側媒体から二次側媒体への熱伝達を可能な限り均一にするためである。
【００６２】
図８に示す例ならびに図３〜図５および図７に示す例において、複数のコイル４５は全て径方向に積み重ねて配されている。その結果、径方向位置が同一の互いに隣接するループ４９は同一のコイル４５に属するか、またはコイル４５が複数のコイル群５５に分割されている場合には同一のコイル部５６に属する。径方向に３段あるいは３層のコイル構成５４はしたがって合計３本のコイル４５からなる。
【００６３】
さらに他の例を図９に示す。ここでは、径方向に３段あるいは３層のコイル構成５４が４本以上、具体的にはここでは６本、のコイル４５からなる。径方向の内側、すなわち内側位置には第１コイル４５１が配される。この第１コイル４５１のループ４９は全て、軸方向に互いに隣接する第１のループ４９１となる。中間位置には第２コイル４５２および第３コイル４５３が配される。これらのコイルはそれぞれ第２のループ４９２および第３のループ４９３を有し、これらのループが軸方向に交互に並ぶ。２本のコイル４５２、４５３はつまり軸方向に寄り添わせて設けられており、二重螺旋を成している。その結果第２のループ４９２および第３のループ４９３が軸方向に隣接する。図９に示す例では、外側位置に３本のコイル４５が配される。それぞれを第４のコイル４５４、第５のコイル４５５および第６のコイル４５６と称する。本例ではこれら３本のコイル４５４、４５５、４５６は軸方向に寄り添わせて配されて三重螺旋あるいは多重螺旋を成している。その結果、第４のループ４９４、第５のループ４９５および第６のループ４９６が軸方向に規則的（循環的）に隣接して並ぶ。
【００６４】
図１０に示す例においては、径方向に１段あるいは単層のコイル構成５４が設けられている。ここでは環状チャネル３４内に２本のコイルが軸方向に寄り添わせて配されている。その結果ここでも、異なるコイル４５のループ４９が軸方向に隣接して並ぶ。ここでは配されるコイル４５が２本なので、コイル構成５４は二重らせん形状を成す。この場合環状チャネル３４内に全てのコイル４５が軸方向に寄り添わせて配されるので、それらコイル４５の全てのループ４９が径方向で同一の位置を占め、パイプ３２およびジャケット３３の両方に直接隣接する。
【００６５】
ここでの「直接隣接」とは、ループ４９またはコイル４５またはコイル部５６とパイプ３２またはジャケット３３との間に他のいかなるループ４９またはコイル４５またはコイル部５６も介在しないことを意味するが、パイプ３２またはジャケット３３との接触は含意しない。むしろ、内側のループ４９とパイプ３２との間には断熱材を設けてもよい。これに加えてまたはこれに代えて、外側のループ４９とジャケット３３との間に断熱材を設けてもよい。このような構成は、図１０および図１３に示すような１段あるいは単層のコイル構成における単一段にも適用できる。外側に断熱材を設けることに加えてまたはそれに代えて、保持手段を、片側でジャケット３３に支持され反対側でコイル４５つまりはコイル構成５４に支持されるように設けることによって、コイル４５つまりはコイル構成５４をジャケット３３に対して軸方向に固定してもよい。保持手段として好ましくは断熱ベアリング（断熱スリーブ）、たとえばマット状のもの、を用いる。図１４に、外側に配された断熱材６３またはベアリング６４が示されている。
【００６６】
図１１および図１２に示すように、２本のコイル４５は軸方向に寄り添わせて配されて二重螺旋を成している。この場合各コイル４５を同一形状とすることができる。
【００６７】
図１３に図１０の熱交換器の変形例を示す。あくまでも一つの例として、ここではコイル構成５４が２本のコイル４５ではなく、３本のコイル４５を備えており、これらが軸方向に寄り添わせて配されていて三重螺旋を成している。よってここでも、異なるコイル４５のループ４９は軸方向に隣り合って並んでいる。
【００６８】
好ましくは図１４に示すように、各コイル４５とハウジング側の二次側接続点、すなわち二次側入口４２または二次側出口４３、との流体的接続は直接ではなく、分離手段６２を介して、すなわち間接的に、行なう。分離手段６２はハウジング３１内に配するとよい。分離手段６２を可動に、または可撓性を有するように構成することにより、コイル４５のハウジング３１またはジャケット３３に対する相対的な動きを吸収することができる。そのような相対的な動きは例えばジャケット３３とコイル４５との間の熱膨張係数の違いによって生じる。分離手段６２としては例えば波型（蛇腹状）金属ホースまたは二重インターロック金属ホースを用いる。これらは径方向に単層で構成されたものでも多層で構成されたものでもよい。また柔軟な保護層が内側または外側またはその両方に設けられたものでもよい。そのような保護層で波型ホースの波構造を覆うことができる。保護層を例えば二重インターロック構造にしてもよい。図１４に示す例では、分離手段６２は一端において二次側接続点４２、４３に流体的に接続され、他端において分配手段５２または回収手段５３に流体的に接続されている。この分配手段５２または回収手段５３が、図１４においてはあくまでも一例として、さらに３本のコイル４５に流体的に接続されている。
【符号の説明】
【００６９】
１      車両
２      装置
３      内燃機関（エンジン）
４      廃熱利用系
５      熱交換器
６      エンジンブロック
７      燃焼室
８      外気系
９      導入外気流
１０    排気系
１２    排気再循環系
１３    排気再循環冷却器
１４    排気再循環弁
１５    接続点
１６    動圧フラップ
１７    接続点
１８    絞り弁
１９    冷却回路
２０    ラジエーター
２２    ファン
２３    廃熱利用回路
２４    蒸発器
２５    膨張機（タービン）
２６    凝縮器
２７    搬送機
２８    発電機
２９    冷却回路
３０    冷却回路
３１    ハウジング
３２    パイプ
３３    ジャケット
３４    環状チャネル
３５    一次側入口
３６    一次側出口
３７    一次側流路
３８    バイパス
３９    制御手段
４０    制御部材
４１    排気ガス流
４２    二次側入口
４３    二次側出口
４４    二次側流路
４５、４５１、４５２、４５３ コイル
４６    チューブ
４７    冷却フィン
４８    縦軸（長手方向軸）
４９、４９１、４９２、４９３ ループ
５０    入口部
５１    出口部
５２    分配手段
５３    回収手段
５４    コイル構成
５５、５５１、５５２、５５３ コイル群
５６、５６１、５６２、５６３ コイル部
５７    接続管
５８    入口テーパー部
５９    出口テーパー部
６０    入口側端部
６１    出口側端部
６２    分離手段
６３    断熱材
６４    ベアリング
【図１】
2014059135.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014059135.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2014059135.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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