(57)【要約】【課題】熱流体を流通させる際の負荷を軽減することが可能なループ型ヒートパイプを提供する。【解決手段】このループ型ヒートパイプ１００は、排気ガス２が流通する排気ガス管１の外周面１ａに対向するように配置された蒸発器１０の連結管１３と、連結管１３に接続され、排気ガス管１の外側に配置された凝縮器２０と、連結管１３と凝縮器２０とをループ状に循環にして流通する作動流体４とを備える。排気ガス管１を流通する高温の排気ガス２により連結管１３を流通する低温の作動流体４を加熱して、加熱された作動流体４を凝縮器２０において冷却するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱流体が流通する配管の外周面に対向するように配置された第１熱交換部と、
前記第１熱交換部に接続され、前記配管の外側に配置された第２熱交換部と、
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とをループ状に循環にして流通する作動流体とを備え、
前記配管を流通する高温の前記熱流体により前記第１熱交換部を流通する低温の前記作動流体を加熱して、加熱された前記作動流体を前記第２熱交換部において冷却するか、または、前記第２熱交換部において前記作動流体を加熱して、前記配管を流通する低温の前記熱流体を前記第１熱交換部を流通する高温の前記作動流体により加熱するように構成されている、ループ型ヒートパイプ。
【請求項２】
前記第２熱交換部から前記作動流体が流入する流入管と、
前記第２熱交換部に向かって前記作動流体が流出する流出管とをさらに備え、
前記第１熱交換部は、前記配管の外周面に対向するように配置され、前記流入管と前記流出管とを連結する管部材を含む、請求項１に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項３】
前記管部材は、前記配管の外周面に対向するように複数配置されており、
前記流入管と前記流出管とは、共に、複数の前記管部材に対して共通に設けられている、請求項２に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項４】
前記管部材は、前記配管の延びる軸方向に沿って並ぶように複数配置されており、
前記流入管と前記流出管とは、共に、前記軸方向に沿って延びるとともに、前記軸方向に沿って並ぶ複数の前記管部材に接続するように形成されている、請求項３に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項５】
前記配管と前記第１熱交換部とは、隙間を隔てて互いに離間した状態で対向するように配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項６】
前記管部材と前記流入管と前記流出管との外側を覆うように設けられた断熱材をさらに備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項７】
前記流入管と前記流出管とは、共に、前記配管の外周面に対向するように配置されている、請求項２〜４または６のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項８】
前記管部材は、前記配管を挟んで互いに反対側に、前記配管の外周面に対向するように配置された第１管部材および第２管部材を含み、
前記第１管部材と前記第２管部材とは、共に、前記流入管および前記流出管に接続されるとともに、前記第１管部材と前記第２管部材と前記流入管と前記流出管とが接続されることによって、前記配管の周囲を取り囲む環形状に形成されている、請求項２〜４、６または７のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項９】
前記管部材は、断面が扁平形状に形成されているとともに、前記流入管と前記流出管とを連結する複数の管路を有する、請求項２〜４または６〜８のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項１０】
前記第１熱交換部は、高温の排気ガスが流通する車両の排気ガス管の外周面に対向するように配置されており、
前記排気ガス管を流通する前記高温の排気ガスにより前記第１熱交換部を流通する低温の前記作動流体を加熱して、加熱された前記作動流体を前記第２熱交換部において冷却するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ループ型ヒートパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管を流通する熱流体とループ状に循環する作動流体との間で熱交換が行われるループ型ヒートパイプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、エンジンからの排気ガスが流通するエキゾーストパイプ内に配置され、作動流体が加熱される蒸発部と、座席の座面部を加熱することにより作動流体が冷却される凝縮部と、蒸発部と凝縮部とを接続する蒸発管および液管と、蒸発部、蒸発管、凝縮部および液管をループ状に循環して流通可能な作動流体とを備える、ループ型ヒートパイプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１８１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたループ型ヒートパイプでは、蒸発部がエキゾーストパイプ内に配置されているため、蒸発器によりエキゾーストパイプ内における排気ガスの流通が阻害される。すなわち、エキゾーストパイプ内に排気ガスを流通させる際の流れ抵抗が大きくなる（圧力損失が増加する）ため、エンジンにおいて排気ガスを流通させる際の負荷が大きくなるという問題点がある。この場合には、負荷の増大に起因して、エンジンの性能が低下する。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、熱流体を流通させる際の負荷を軽減することが可能なループ型ヒートパイプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるループ型ヒートパイプは、熱流体が流通する配管の外周面に対向するように配置された第１熱交換部と、第１熱交換部に接続され、配管の外側に配置された第２熱交換部と、第１熱交換部と第２熱交換部とをループ状に循環にして流通する作動流体とを備え、配管を流通する高温の熱流体により第１熱交換部を流通する低温の作動流体を加熱して、加熱された作動流体を第２熱交換部において冷却するか、または、第２熱交換部において作動流体を加熱して、配管を流通する低温の熱流体を第１熱交換部を流通する高温の作動流体により加熱するように構成されている。
【０００８】
この発明の一の局面におけるループ型ヒートパイプでは、上記のように、第１熱交換部を熱流体が流通する配管の外周面に対向するように配置し、第２熱交換部を配管の外側に配置することによって、第１熱交換部または第２熱交換部が配管の内部に配置されている場合と異なり、第１熱交換部または第２熱交換部により配管内の熱流体の流通が阻害される恐れがない。これにより、熱流体を流通させる際の流れ抵抗が大きくなるのを抑制することができるので、配管内に熱流体を流通させる際の圧力損失を低減させることができ、その結果、熱流体を流通させる際の負荷を軽減することができる。また、一の局面によるループ型ヒートパイプでは、第１熱交換部および第２熱交換部が配管内に配置されない構成であることにより、たとえば、第１熱交換部および第２熱交換部と高温流体（排気ガスなど）とを直接的に接触させない状態で作動流体と高温流体との間の熱交換を行うことができるので、高温流体とともに配管内に発生する腐食性の凝縮水が第１熱交換部および第２熱交換部を腐食させることもない。これにより、第１熱交換部および第２熱交換部が腐食などに起因して早期に損傷するのを容易に回避することができる。また、第１熱交換部を熱流体が流通する配管の外周面に対向するように配置することによって、配管を流通する熱流体と、配管の外周面に対向する第１熱交換部を流通する作動流体との間の熱交換を十分に行うことができる。これにより、配管を高温の熱流体が流通する場合には、高温の熱流体により第１熱交換部を流通する低温の作動流体を十分に加熱することができるとともに、配管を低温の熱流体が流通する場合には、第１熱交換部を流通する高温の作動流体により低温の熱流体を十分に加熱することができる。
【０００９】
上記一の局面におけるループ型ヒートパイプにおいて、好ましくは、第２熱交換部から作動流体が流入する流入管と、第２熱交換部に向かって作動流体が流出する流出管とをさらに備え、第１熱交換部は、配管の外周面に対向するように配置され、流入管と流出管とを連結する管部材を含む。このように構成すれば、第２熱交換部から流入管を介して流入した作動流体と管部材において配管を流通する熱流体との間で熱交換を行わせて、熱交換後の作動流体を、流出管を介して第２熱交換部に流出させることができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、管部材は、配管の外周面に対向するように複数配置されており、流入管と流出管とは、共に、複数の管部材に対して共通に設けられている。このように構成すれば、複数の管部材において、作動流体と熱流体との間の熱交換を行わせることができるので、効率的に、作動流体と熱流体との間で熱交換を行わせることができる。また、流入管と流出管とを複数の管部材に対して共通に設けることによって、流入管と流出管とを複数の管部材ごとに設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、複数の流入管と流出管とを設けることに起因してループ型ヒートパイプが大型化するのを抑制することができる。
【００１１】
上記管部材が複数配置される構成において、好ましくは、管部材は、配管の延びる軸方向に沿って並ぶように複数配置されており、流入管と流出管とは、共に、軸方向に沿って延びるとともに、軸方向に沿って並ぶ複数の管部材に接続するように形成されている。このように構成すれば、軸方向に沿って複数配置された管部材と、軸方向に沿って延びる流入管とを容易に接続することができるとともに、軸方向に沿って複数配置された管部材と、軸方向に沿って延びる流出管とを容易に接続することができる。
【００１２】
上記一の局面によるループ型ヒートパイプにおいて、好ましくは、配管と第１熱交換部とは、隙間を隔てて互いに離間した状態で対向するように配置されている。このように構成すれば、配管と第１熱交換部とが互いに接触するのを防止することができるので、配管と第１熱交換部との熱膨張の差による熱応力に起因して配管または第１熱交換部が破損するのを防止することができる。
【００１３】
上記第１熱交換部が流入管と流出管とを連結する管部材を含む構成において、好ましくは、管部材と流入管と流出管との外側を覆うように設けられた断熱材をさらに備える。このように構成すれば、管部材、流入管および流出管を流通する作動流体と外部との間に熱交換（熱損失）が生じるのを抑制することができるので、ループ型ヒートパイプにおける熱損失を減少させることができる。
【００１４】
上記第１熱交換部が流入管と流出管とを連結する管部材を含む構成において、好ましくは、流入管と流出管とは、共に、配管の外周面に対向するように配置されている。このように構成すれば、管部材を流通する作動流体と熱流体との間で熱交換を行わせるだけでなく、流入管および流出管を流通する作動流体と熱流体との間でも熱交換を行わせることができるので、作動流体と熱流体との間の熱交換をより効率的に行うことができる。
【００１５】
上記第１熱交換部が流入管と流出管とを連結する管部材を含む構成において、好ましくは、管部材は、配管を挟んで互いに反対側に、配管の外周面に対向するように配置された第１管部材および第２管部材を含み、第１管部材と第２管部材とは、共に、流入管および流出管に接続されるとともに、第１管部材と第２管部材と流入管と流出管とが接続されることによって、配管の周囲を取り囲む環形状に形成されている。このように構成すれば、配管の外周面の全域に亘って作動流体と熱流体との熱交換を行わせることができるので、作動流体と熱流体との間の熱交換をより効率的に行うことができる。
【００１６】
上記第１熱交換部が流入管と流出管とを連結する管部材を含む構成において、好ましくは、管部材は、断面が扁平形状に形成されているとともに、流入管と流出管とを連結する複数の管路を有する。このように構成すれば、断面が円環状の管部材が隙間を隔てて複数配置されている場合と比べて、断面が扁平形状の管部材により配管の外周面と対向する表面の面積を大きくしつつ、複数の管路を介して多くの作動流体を流通させることができるので、作動流体と熱流体との間の熱交換をより一層効率的に行うことができる。
【００１７】
上記一の局面によるループ型ヒートパイプにおいて、好ましくは、第１熱交換部は、高温の排気ガスが流通する車両の排気ガス管の外周面に対向するように配置されており、排気ガス管を流通する高温の排気ガスにより第１熱交換部を流通する低温の作動流体を加熱して、加熱された作動流体を第２熱交換部において冷却するように構成されている。このように構成すれば、第１熱交換部および第２熱交換部が排気ガス管内に配置されない構成であることにより、第１熱交換部および第２熱交換部と高温の排気ガスとを直接的に接触させない状態で作動流体と排気ガスとの間の熱交換を行うことができるので、排気ガスとともに排気ガス管内に発生する腐食性の凝縮水が第１熱交換部および第２熱交換部を腐食させることもない。これにより、第１熱交換部および第２熱交換部が腐食などに起因して早期に損傷するのを容易に回避することができる。また、第１熱交換部を、高温の排気ガスが流通する車両の排気ガス管の外周面に対向するように配置し、第２熱交換部を排気ガス管の外側に配置することによって、排気ガスを流通させる際の負荷を軽減することができるので、車両のエンジンの負荷を軽減することができるので、エンジンの性能が低下するのを抑制することができる。
【００１８】
なお、本出願では、上記一の局面によるループ型ヒートパイプとは別に、以下のような構成も考えられる。
【００１９】
（付記項）
すなわち、本出願の他の構成によるループ型ヒートパイプは、高温流体が流通する第１配管の外周面に対向するように配置された第１熱交換部と、第１熱交換部に接続され、低温流体が流通する第２配管の外周面に対向するように配置された第２熱交換部と、第１熱交換部と第２熱交換部とをループ状に循環にして流通する作動流体とを備え、第１配管を流通する高温流体により第１熱交換部を流通する低温の作動流体を加熱するとともに、第２熱交換部を流通する加熱された高温の作動流体を、第２配管の低温流体を加熱することによって冷却するように構成されている。このように構成すれば、第１熱交換部または第２熱交換部が第１配管または第２配管の内部に配置されている場合と異なり、第１熱交換部または第２熱交換部により第１配管または第２配管内の熱流体（高温流体または低温流体）の流通が阻害される恐れがない。これにより、熱流体を流通させる際の流れ抵抗が大きくなるのを抑制することができるので、配管内に熱流体を流通させる際の圧力損失を低減させることができ、その結果、熱流体を流通させる際の負荷を軽減することができる。また、第１熱交換部および第２熱交換部が第１配管の内部に配置されない構成であることにより、第１熱交換部および第２熱交換部と高温流体（排気ガスなど）とを直接的に接触させない状態で作動流体と高温流体との間の熱交換を行うことができるので、高温流体とともに第１配管内に発生する腐食性の凝縮水が第１熱交換部および第２熱交換部を腐食させることもない。これにより、第１熱交換部および第２熱交換部が腐食などに起因して早期に損傷するのを容易に回避することができる。また、第１熱交換部を高温流体が流通する第１配管の外周面に対向するように配置することによって、第１配管を流通する高温流体と、第１配管の外周面に対向する第１熱交換部を流通する作動流体との間の熱交換を十分に行うことができる。また、第２熱交換部を低温流体が流通する第２配管の外周面に対向するように配置することによって、第２配管を流通する低温流体と、第２配管の外周面に対向する第２熱交換部を流通する作動流体との間の熱交換を十分に行うことができる。これにより、高温流体により第１熱交換部を流通する低温の作動流体を十分に加熱することができるとともに、第１熱交換部を流通する高温の作動流体により低温流体を十分に加熱することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上記のように、熱流体を流通させる際の負荷を軽減することが可能なループ型ヒートパイプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態によるループ型ヒートパイプの全体構成を示した側面図である。
【図２】図１の５００−５００線に沿った蒸発器の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の第１変形例によるループ型ヒートパイプの全体構成を示した側面図である。
【図４】図３の６００−６００線に沿った凝縮器の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の第２変形例によるループ型ヒートパイプの蒸発器の構造を示した断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるループ型ヒートパイプの全体構成を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態によるループ型ヒートパイプ１００の構成について説明する。
【００２４】
第１実施形態によるループ型ヒートパイプ１００は、車両におけるエンジンの排熱を回収して車両内の他の熱源として再利用するための熱回収装置として車両に組み込まれている。たとえば、ループ型ヒートパイプ１００を機能させることにより、図示しないエンジン（内燃機関）に接続された排気ガス管１（図１参照）を流通する排気ガス２の排熱を回収して車室空調における暖房の熱源（循環水３の加温）に再利用することが可能に構成されている。なお、排気ガス管１および排気ガス２は、それぞれ、本発明の「配管」および「熱流体」の一例である。
【００２５】
また、排気ガス２は、排気ガス管１内を矢印Ｘ２方向に流通している。なお、排気ガス２は、最大１０００℃程度でエンジンから排出される高温のガスであり、硫黄酸化物などの腐食性の物質が含まれている。このため、排気ガス２にさらされる金属材料は腐食しやすい。また、排気ガス２により排気ガス管１が加熱されることによって、排気ガス管１の外周面１ａの表面温度が最大８００℃程度になる。
【００２６】
ループ型ヒートパイプ１００は、図１に示すように、閉ループ構造を有している。また、ループ型ヒートパイプ１００には、作動流体４（図２参照）として水、アルコールおよびフロンなどが減圧されて封入されている。なお、作動流体４の素材および封入圧力は、ループ型ヒートパイプ１００が用いられる熱環境に応じて適宜選択される。つまり、封入される作動流体４の沸点が、ループ型ヒートパイプ１００が用いられる熱環境に適した温度になるように、封入する際の圧力が調整（減圧）されている。
【００２７】
ループ型ヒートパイプ１００は、図１に示すように、エンジン側（Ｘ１側）から消音器（マフラー）側（Ｘ２側）へとＸ方向に延びる排気ガス管１の途中部分に配置された蒸発器１０と、蒸発器１０から離れた位置に設けられた凝縮器２０と、蒸発器１０と凝縮器２０とを接続する液管３０および蒸気管４０とを備えており、閉ループ構造を有している。また、蒸発器１０と、凝縮器２０と、液管３０および蒸気管４０とは、排気ガス管１の外側に配置されている。なお、凝縮器２０は、本発明の「第２熱交換部」の一例である。
【００２８】
また、ループ型ヒートパイプ１００には、作動流体４（図２参照）として水、アルコールおよびフロンなどが減圧されて封入されている。なお、作動流体４の素材および封入圧力は、ループ型ヒートパイプ１００が用いられる熱環境に応じて適宜選択される。つまり、封入される作動流体４の沸点が、ループ型ヒートパイプ１００が用いられる熱環境に適した温度になるように、封入する際の圧力が調整（減圧）されている。
【００２９】
また、液管３０は、凝縮器２０から蒸発器１０に向かって液体状態の作動流体４を流通させるように構成されている。また、蒸気管４０は、蒸発器１０から凝縮器２０に向かって気体状態の作動流体４を流通させるように構成されている。つまり、凝縮器２０は、液管３０および蒸気管４０を介して、蒸発器１０に接続されている。なお、図１において、液管３０および蒸気管４０を線で簡略化して記載しているが、実際は管状の部材からなる。なお、液管３０および蒸気管４０は、それぞれ、本発明の「流入管」および「流出管」の一例である。
【００３０】
また、ループ型ヒートパイプ１００において、作動流体４は、液管３０、蒸発器１０、蒸気管４０および凝縮器２０を流通した後に、再度液管３０を流通するように構成されている。つまり、作動流体４は、液管３０、蒸発器１０、蒸気管４０および凝縮器２０をループ上に循環して流通するように構成されている。なお、作動流体４は、排気ガス２よりも低温である。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、蒸発器１０は、排気ガス管１の外周面１ａの近傍に設けられており、液分岐管１１と、蒸気集合管１２と、２４個の連結管１３と、断熱材１４とを含んでいる。液分岐管１１、蒸気集合管１２および連結管１３は、共に、アルミなどの軽量の金属材料により構成されている。断熱材１４は、グラスウールからなり、液分岐管１１、蒸気集合管１２および連結管１３を半径方向外側（排気ガス管１の半径方向における外側）から覆うように配置されている。また、蒸発器１０は、排気ガス管１のＸ方向に延びる軸Ａを中心として、点対称の関係になるように形成されている。
【００３２】
液分岐管１１は、排気ガス管１の直下（Ｚ２側）に排気ガス管１と隙間を隔てて離間した状態で配置されているとともに、蒸気集合管１２は、排気ガス管１の直上（Ｚ１側）に排気ガス管１と隙間を隔てて離間した状態で配置されている。この結果、液分岐管１１と蒸気集合管１２とは、排気ガス２が流通する排気ガス管１を挟んで互いに反対側に配置されている。なお、液分岐管１１および蒸気集合管１２は、それぞれ、本発明の「流入管」および「流出管」の一例である。
【００３３】
また、液分岐管１１および蒸気集合管１２は、図２に示すように、排気ガス管１の延びる軸方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に長い扁平形状の管部材からなるとともに、図１に示すように、排気ガス管１の軸方向（Ｘ方向）に沿って延びるように形成されている。また、液分岐管１１のＸ方向の両端部１１ａ、および、蒸気集合管１２のＸ方向の両端部１２ａは、共に、つぶされた状態でロウ付けされることによって封止されている。
【００３４】
液分岐管１１は、一対の固定部材５ａにより排気ガス管１の下部に固定されているとともに、液分岐管１１の上面１１ｂが排気ガス管１の外周面１ａに対向するように配置されている。これにより、排気ガス管１から伝達される熱により上面１１ｂが加熱されることによって、液分岐管１１内の液体状態の作動流体４が加熱されるように構成されている。なお、液分岐管１１は、液管３０から流入する液体状態の作動流体４を、２４個の連結管１３の各々に分岐させる機能を有している。
【００３５】
また，液分岐管１１には、液管３０が接合される接続部１１ｃと、液分岐管１１のＹ方向の一方側（Ｙ１側）において、１２個の連結管１３ａの各々が接合される１２個の接続部１１ｄと、液分岐管１１のＹ方向の他方側（Ｙ２側）において、１２個の連結管１３ｂの各々が接合される１２個の接続部１１ｅ（図２参照）とが形成されている。なお、液管３０および連結管１３は、ロウ付けされることによって液分岐管１１に接合されている。
【００３６】
蒸気集合管１２は、一対の固定部材５ｂにより排気ガス管１の上部に固定されているとともに、蒸気集合管１２の下面１２ｂが排気ガス管１の外周面１ａに対向するように配置されている。これにより、排気ガス管１から伝達される熱により下面１２ｂが加熱されることによって、気体状態の作動流体４が加熱されるように構成されている。なお。蒸気集合管１２は、２４個の連結管１３の各々から流入する気体状態の作動流体４を蒸気管４０に向かって流出する機能を有している。
【００３７】
また、蒸気集合管１２には、蒸気管４０が接合される接続部１２ｃと、蒸気集合管１２の一方側（Ｙ１側）において、１２個の連結管１３ａの各々が接合される１２個の接続部１２ｄと、蒸気集合管１２の他方側（Ｙ２側）において、１２個の連結管１３ｂの各々が接合される１２個の接続部１２ｅ（図２参照）とが形成されている。なお、蒸気管４０および連結管１３は、ロウ付けされることによって蒸気集合管１２に接合されている。
【００３８】
２４個の連結管１３は、図２に示すように、排気ガス管１の下方（Ｚ２側）に位置する液分岐管１１と、排気ガス管１の上方（Ｚ１側）に位置する蒸気集合管１２とを連結するように、上下方向（Ｚ方向）に延びるように形成されている。また、連結管１３は、排気ガス管１の外周面１ａと対向するように配置されているとともに、排気ガス管１の外周面１ａに沿うように湾曲して形成されている。また、連結管１３は、排気ガス管１と一定間隔ｄ１を隔てて離間した状態で対向するように配置されている。この結果、連結管１３と排気ガス管１との間には、隙間Ｐが形成されている。なお、連結管１３は、本発明の「管部材」および「第１熱交換部」の一例である。
【００３９】
また、連結管１３は、他の管状部材よりも直径の小さな細管から構成されている。これにより、連結管１３が直径の大きな管部材から構成される場合よりも、ループ型ヒートパイプ１００（蒸発器１０）を小型化することが可能である。また、連結管１３の内部には、金網などからなるウィック１３ｃが形成されている。これにより、液体状態の作動流体４の表面張力によって、液体状態の作動流体４がウィック１３ｃを伝って連結管１３内の全域に行き渡りやすくなるので、より効率的に、液体状態の作動流体４を加熱して気体状態にすることが可能である。なお、ウィック１３ｃは、１インチあたり１５０個程度の網目を有するものが好ましい。
【００４０】
また、２４個の連結管１３のうち、１２個の連結管１３ａは、排気ガス管１のＹ１側に配置されているとともに、残りの１２個の連結管１３ｂは、１２個の連結管１３ａとは排気ガス管１を挟んで反対側の排気ガス管１のＹ２側に配置されている。また、図１に示すように、１２個の連結管１３ａ、および、１２個の連結管１３ｂは、それぞれ、Ｙ１側およびＹ２側において、排気ガス管１の軸方向（Ｘ方向）に間隔ｄ２を隔てて並ぶように配置されている。また、１２個の連結管１３ａおよび１２個の連結管１３ｂの各々は、排気ガス管１の軸方向（Ｘ方向）に沿って延びる共通の液分岐管１１に下方（Ｚ２側）において接合されているとともに、Ｘ方向に沿って延びる共通の蒸気集合管１２に上方（Ｚ１側）において接合されている。なお、連結管１３ａおよび１３ｂは、それぞれ、本発明の「第１管部材」および「第２管部材」の一例である。
【００４１】
また、図１に示すように、Ｘ１側からＸ２側に向かってｎ番目（ｎは１〜１２の整数）のＹ１側の連結管１３ａとＹ２側の連結管１３ｂとは、Ｙ方向から見て、互いに重なる位置に配置されている。さらに、図２に示すように、ＹＺ平面上の断面において、蒸発器１０を構成する液分岐管１１と、蒸気集合管１２と、連結管１３ａおよび１３ｂとが接続されることによって、排気ガス管１の周囲を半径方向外側から取り囲む環形状が形成されている。
【００４２】
また、連結管１３は、液分岐管１１から流入した液体状態（低温）の作動流体４を、排気ガス管１から伝達される熱により加熱して気体状態（高温）の作動流体４にし、気体状態の作動流体４（加熱された作動流体４）を蒸気集合管１２に流出する機能を有する。この際、表面温度が最大８００℃程度になる排気ガス管１の外周面１ａから、輻射熱および自然対流熱が隙間Ｐを介して連結管１３の内表面１３ｄに伝達される。これにより、連結管１３内の液体状態の作動流体４が熱を吸収して気体状態（高温）になるように構成されている。なお、液体状態から気体状態になる（相変化する）際に、作動流体４には潜熱（蒸発熱）が吸収される。このため、作動流体４は、相変化しない場合よりも、より多くの熱を排気ガス２から吸収することが可能である。
【００４３】
また、連結管１３では、液体状態の作動流体４と気体状態の作動流体４との界面（液面）４ａが連結管１３内の液分岐管１１側（下側）に位置するように構成されているとともに、作動流体４の流通方向が矢印Ｍ１方向になるように構成されている。
【００４４】
この結果、蒸発器１０は、液管３０から流入した液体状態（低温）の作動流体４を加熱することによって、気体状態（高温）の作動流体４にし、気体状態の作動流体４を蒸気管４０に流出する機能を有している。
【００４５】
凝縮器２０は、蒸発器１０よりも上方に位置するように車両内に配置されている。これにより、凝縮器２０から蒸発器１０に向かって液体状態の作動流体４を流通させるためのポンプを、液管３０内に設ける必要がない。また、凝縮器２０は、循環水３が流通する容器部２１と、一方側で液管３０に接続され、他方側で蒸気管４０に接続され、容器部２１内の循環水３を加熱するための冷却部２２とを含んでいる。
【００４６】
容器部２１には、冷水の循環水３が容器部２１内に流入する入口管２１ａと、温水の循環水３が容器部２１内から流出する出口管２１ｂとが形成されている。入口管２１ａは、図示しない車室空調装置の一方側に接続されており、車室空調の熱源として用いられた冷水の循環水３が容器部２１内に流入するように構成されている。また、出口管２１ｂは、車室空調装置の他方側に接続されており、車室空調の熱源として用いられる温水の循環水３が容器部２１内から流出するように構成されている。なお、循環水３は、車室空調装置と容器部２１との間を図示しない送水ポンプにより循環するように構成されており、作動流体４よりも低温である。
【００４７】
また、冷却部２２は、蒸気管４０から流入した気体状態（高温）の作動流体４を、容器部２１内の循環水３を加熱させることによって冷却して液体状態（低温）の作動流体にし、液体状態の作動流体を液管３０に流出する機能を有している。なお、気体状態から液体状態になる（相変化する）際に、作動流体４は潜熱（凝固熱）を放出する。このため、作動流体４は、相変化しない場合よりも、より多くの熱を循環水３に放出することが可能である。
【００４８】
ループ型ヒートパイプ１００が上記のように構成されることによって、凝縮器２０から蒸発器１０に流入した液体状態（低温）の作動流体４が液分岐管１１、蒸気集合管１２および連結管１３において排気ガス管１からの熱により加熱されて気体状態（高温）の作動流体４になり、凝縮器２０に流通される。そして、蒸発器１０から凝縮器２０に流入した気体状態（高温）の作動流体４が循環水３により冷却されて液体状態（低温）の作動流体４になり、再度蒸発器１０に流通される。このような作動流体４の循環に伴う作動流体４の相変化が、閉ループ構造を有するループ型ヒートパイプ１００内で行われる。この結果、排気ガス２の熱がループ型ヒートパイプ１００を介して循環水３へと受け渡されて、図示しない車室空調装置から温風として車室内に提供される。
【００４９】
第１実施形態では、上記のように、ループ型ヒートパイプ１００を構成する連結管１３を含む蒸発器１０と、凝縮器２０と、液管３０および蒸気管４０とを、排気ガス管１の外側に配置することによって、蒸発器１０または凝縮器２０が排気ガス管１の内部に配置されている場合と異なり、蒸発器１０または凝縮器２０により排気ガス管１内の排気ガス２の流通が阻害される恐れがない。これにより、排気ガス２を流通させる際の流れ抵抗が大きくなるのを抑制することができるので、排気ガス管１内に排気ガス２を流通させる際の圧力損失を低減させることができ、その結果、排気ガス２を流通させる際の負荷を軽減することができる。これにより、車両のエンジンの負荷を軽減することができるので、エンジンの性能が低下するのを抑制することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、連結管１３を含む蒸発器１０および凝縮器２０が排気ガス管１内に配置されない構成であることにより、蒸発器１０および凝縮器２０と高温の排気ガス２とを直接的に接触させない状態で作動流体４と排気ガス２との間の熱交換を行うことができるので、排気ガス２とともに排気ガス管１内に発生する腐食性の凝縮水が蒸発器１０および凝縮器２０を腐食させることもない。これにより、蒸発器１０および凝縮器２０が腐食などに起因して早期に損傷するのを容易に回避することができる。この結果、腐食に起因して損傷した蒸発器１０および凝縮器２０を介して、排気ガス２が車両内に侵入するのを抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、蒸発器１０の連結管１３を、排気ガス管１の外周面１ａと対向するように配置することによって、排気ガス管１を流通する排気ガス２と、排気ガス管１の外周面１ａに対向する連結管１３を流通する作動流体４との間の熱交換を十分に行うことができるので、高温の排気ガス２により連結管１３を流通する低温の作動流体４を十分に加熱することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、蒸発器１０の連結管１３を、排気ガス管１の下方に位置する液分岐管１１と、排気ガス管１の上方に位置する蒸気集合管１２とを連結するように形成することによって、凝縮器２０から液分岐管１１を介して流入した作動流体４と連結管１３において排気ガス管１を流通する排気ガス２との間で熱交換を行わせて、加熱された気体状態の作動流体４を、蒸気集合管１２を介して凝縮器２０に流出させることができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、蒸発器１０に２４個の連結管１３を設けることによって、複数（２４個）の連結管１３の各々において、作動流体４と排気ガス２との間で熱交換を行わせることができるので、効率的に、作動流体４と排気ガス２との間で熱交換を行わせることができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、蒸発器１０の１２個の連結管１３ａおよび１２個の連結管１３ｂの各々を、排気ガス管１の軸方向（Ｘ方向）に沿って延びる共通の液分岐管１１に下方において接合するとともに、Ｘ方向に沿って延びる共通の蒸気集合管１２に上方において接合する。これにより、液分岐管１１と蒸気集合管１２とを２４個の連結管１３ごとに設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、複数の液分岐管１１と蒸気集合管１２とを設けることに起因してループ型ヒートパイプ１００が大型化するのを抑制することができる。また、軸方向に沿って１２個配置された連結管１３ａおよび１２個配置された連結管１３ｂと、軸方向に沿って延びる液分岐管１１とを容易に接続することができるとともに、軸方向に沿って１２個配置された連結管１３ａおよび１２個配置された連結管１３ｂと、軸方向に沿って延びる蒸気集合管１２とを容易に接続することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、蒸発器１０の断熱材１４を、液分岐管１１、蒸気集合管１２および連結管１３の外側を覆うように設けることによって、連結管１３、液分岐管１１および蒸気集合管１２を流通する作動流体４と外部との間に熱交換（熱損失）が生じるのを抑制することができるので、ループ型ヒートパイプ１００における熱損失を減少させることができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、液分岐管１１の上面１１ｂおよび蒸気集合管１２の下面１２ｂが、共に排気ガス管１の外周面１ａに対向するように配置することによって、連結管１３を流通する作動流体４と排気ガス２との間で熱交換を行わせるだけでなく、液分岐管１１および蒸気集合管１２を流通する作動流体４と排気ガス２との間でも熱交換を行わせることができるので、作動流体４と排気ガス２との熱交換をより効率的に行うことができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、１２個の連結管１３ａを排気ガス管１のＹ１側に配置し、１２個の連結管１３ｂを、１２個の連結管１３ａとは排気ガス管１を挟んで反対側の排気ガス管１のＹ２側に配置するとともに、液分岐管１１と、蒸気集合管１２と、連結管１３ａおよび１３ｂとが接続されることにより、排気ガス管１の周囲が半径方向外側から覆われるように構成する。これにより、排気ガス管１の外周面１ａの全域に亘って作動流体４と排気ガス２との熱交換を行わせることができるので、作動流体４と排気ガス２との熱交換をより効率的に行うことができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、蒸発器１０の連結管１３を、排気ガス管１と一定間隔ｄ１（隙間Ｐ）を隔てて離間した状態で対向するように配置することによって、排気ガス管１と連結管１３とが互いに接触するのを防止することができるので、排気ガス管１と連結管１３との熱膨張の差による熱応力に起因して排気ガス管１または連結管１３が破損するのを防止することができる。
【００５９】
（第１実施形態の第１変形例）
次に、図３および図４を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。この第１実施形態の第１変形例では、上記第１実施形態におけるループ型ヒートパイプ１００（図１参照）において排気ガス２（図１参照）を排気ガス管１（図１参照）に流通させるとともに循環水３（図１参照）を凝縮器２０の容器部２１（図１参照）に流通させた場合とは反対の構成を適用している。すなわち、図３に示すように、高温の排気ガス２０２の一部を容器部２２１に流通させるとともに冷却水（クーラント）２０３を冷却水管２０１に流通させるようにループ型ヒートパイプ２００を構成した例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。また、冷却水管２０１および冷却水２０３は、それぞれ、本発明の「配管」および「熱流体」の一例である。
【００６０】
第１実施形態の第１変形例によるループ型ヒートパイプ２００は、図３に示すように、エンジン始動時から所定期間の間、エンジン（内燃機関）に接続された図示しない排気ガス管を流通する排気ガスの排熱を回収してエンジンの冷却水２０３を早期に所定温度（約８０℃〜約８５℃）まで昇温させるための熱源（冷却水２０３の加温）に再利用することが可能に構成されている。
【００６１】
ループ型ヒートパイプ２００は、エンジンのウォータージャケット（図示せず）から分岐した、Ｘ方向に延びる冷却水管２０１の途中部分に配置された凝縮器２１０と、凝縮器２１０から離れた位置に設けられた蒸発器２２０と、凝縮器２１０と蒸発器２２０とを接続する液管２３０および蒸気管２４０とを備えている。また、凝縮器２１０と、蒸発器２２０と、液管２３０および蒸気管２４０とは、冷却水管２０１の外側に配置されている。なお、蒸発器２２０は、本発明の「第２熱交換部」の一例であり、液管２３０および蒸気管２４０は、それぞれ、本発明の「流出管」および「流入管」の一例である。
【００６２】
液管２３０は、凝縮器２１０から蒸発器２２０に向かって液体状態の作動流体４を流通させるように構成されている。また、蒸気管２４０は、蒸発器２２０から凝縮器２１０に向かって気体状態の作動流体４を流通させるように構成されている。
【００６３】
また、ループ型ヒートパイプ２００において、作動流体４は、蒸気管２４０、凝縮器２１０、液管２３０および蒸発器２２０を流通した後に、再度蒸気管２４０を流通するように構成されている。つまり、作動流体４は、蒸気管２４０、凝縮器２１０、液管２３０および蒸発器２２０をループ上に循環して流通するように構成されている。
【００６４】
ここで、第１実施形態の第１変形例では、図３および図４に示すように、凝縮器２１０は、上記第１実施形態の蒸発器１０と同様の構造を有している。つまり、凝縮器２１０は、液集合管２１１と、蒸気分岐管２１２と、２４個の連結管２１３と、断熱材２１４とを含んでおり、液集合管２１１、蒸気分岐管２１２、連結管２１３および断熱材２１４は、それぞれ、上記第１実施形態の蒸発器１０における、液分岐管１１、蒸気集合管１２、連結管１３および断熱材１４と同様の構造を有している。したがって、液集合管２１１、蒸気分岐管２１２、連結管２１３および断熱材２１４に対する詳細な説明は省略する。なお、液集合管２１１および蒸気分岐管２１２は、それぞれ、本発明の「流出管」および「流入管」の一例であり、連結管２１３は、本発明の「管部材」および「第１熱交換部」の一例である。
【００６５】
なお、液集合管２１１は、２４個の連結管２１３の各々から流入する液体状態の作動流体４を液管２３０に向かって流出する機能を有している。また、蒸気分岐管２１２は、蒸気管２４０から流入する気体状態の作動流体４を、２４個の連結管２１３に分岐させる機能を有している。また、連結管２１３は、蒸気分岐管２１２から流入した気体状態（高温）の作動流体４を、冷却水管２０１を流れる冷却水２０３を加熱させることによって冷却して液体状態（低温）の作動流体４にし、液体状態の作動流体４（冷却された作動流体４）を液集合管２１１に流出する機能を有する。なお、冷却水２０３は、作動流体４よりも低温である。
【００６６】
この結果、連結管２１３では、作動流体４の流通方向が、上記第１実施形態の連結管１３における作動流体４の流通方向Ｍ１とは逆方向（矢印Ｍ２方向）になるように構成されている。
【００６７】
蒸発器２２０は、凝縮器２１０よりも下方に位置するように車両内に配置されている。これにより、凝縮器２１０から蒸発器２２０に向かって液体状態の作動流体４を流通させるためのポンプを、液管２３０内に設ける必要がない。また、蒸発器２２０は、排気ガス２０２の一部が流通する容器部２２１と、一方側で液管２３０に接続され、他方側で蒸気管２４０に接続され、容器部２２１内の排気ガス２０２により作動流体４を加熱するための加熱部２２２とを含んでいる。また、容器部２２１の入口管２２１ａから排気ガス２０２の一部が流入するとともに、容器部２２１の出口管２２１ｂから排気ガス２０２の一部が流出するように構成されている。
【００６８】
また、加熱部２２２は、液管２３０から流入した液体状態（低温）の作動流体４を、容器部２２１内の排気ガス２０２により加熱して気体状態（高温）の作動流体４にし、気体状態の作動流体４を蒸気管２４０に流出する機能を有している。なお、排気ガス２０２は、作動流体４よりも高温である。
【００６９】
ループ型ヒートパイプ２００が上記のように構成されることによって、蒸発器２２０から凝縮器２１０に流入した気体状態（高温）の作動流体４が液集合管２１１、蒸気分岐管２１２および連結管２１３において冷却水管２０１により冷却されて液体状態の作動流体４になり、蒸発器２２０に流通される。そして、凝縮器２１０から蒸発器２２０に流入した液体状態（低温）の作動流体４が排気ガス２０２により加熱されて気体状態（高温）の作動流体４になり、再度凝縮器２１０に流通される。このような作動流体４の循環に伴う作動流体４の相変化が、閉ループ構造を有するループ型ヒートパイプ２００内で行われる。この結果、排気ガス２０２の熱がループ型ヒートパイプ２００を介して冷却水２０３へと受け渡されて、エンジンの図示しないウォータージャケットに還流される。
【００７０】
第１実施形態の第１変形例では、凝縮器２１０の連結管２１３を、冷却水管２０１と対向するように配置することによって、冷却水管２０１を流通する冷却水２０３と、冷却水管２０１の外周面１ａに対向する連結管２１３を流通する作動流体４との間の熱交換を十分に行うことができるので、連結管２１３を流通する高温の作動流体４により、冷却水管２０１を流通する低温の冷却水２０３を十分に加熱することができる。なお、第１実施形態の第１変形例のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
（第１実施形態の第２変形例）
次に、図５を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。この第１実施形態の第２変形例では、蒸発器１０が排気ガス管１の周囲を半径方向外側から取り囲む上記第１実施形態とは異なり、蒸発器３１０が排気ガス管１の周囲の一部のみを覆う例について説明する。また、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【００７２】
第１実施形態の第２変形例による蒸発器３１０では、図５に示すように、液分岐管３１１は、排気ガス管１の軸ＡよりもＹ２側で、かつ、下方（Ｚ２側）に、排気ガス管１の外周面１ａと対向するように配置されている。つまり、上記第１実施形態の排気ガス管１の直下（Ｚ２側）に配置された液分岐管１１（図２参照）よりも上方（Ｚ１側）に位置するように配置されている。これにより、液分岐管３１１を排気ガス管１の直下に配置する場合と比べて、液分岐管３１１と地面とを十分に離間させることが可能である。この結果、液分岐管３１１と地面とを離間させるために車両の車高を大きくすることなく、液分岐管３１１と地面とが接触するのを抑制することが可能である。また、蒸気集合管３１２は、排気ガス管１の直上（Ｚ１側）に排気ガス管１と隙間を隔てて離間した状態で配置されている。なお、液分岐管３１１および蒸気集合管３１２は、それぞれ、本発明の「流入管」および「流出管」の一例である。
【００７３】
また、連結管３１３は、排気ガス管１の外周面１ａと対向するように配置されているとともに、排気ガス管１の外周面１ａに沿うように湾曲して形成されている。ここで、連結管３１３は、排気ガス管１のＹ２側において、液分岐管３１１と蒸気集合管３１２とを連結するように配置されている一方、排気ガス管１のＹ１側には配置されていない。これにより、排気ガス管１の直下（Ｚ２側）に連結管３１３が配置されないので、連結管３１３と地面とを離間させるために車両の車高を大きくすることなく、地面と連結管３１３とが接触するのを抑制することが可能である。なお、連結管３１３は、本発明の「管部材」および「第１熱交換部」の一例である。
【００７４】
この結果、第１実施形態の第２変形例では、ＹＺ平面上の断面において、蒸発器３１０を構成する液分岐管３１１と、蒸気集合管３１２と、連結管３１３とによって、排気ガス管１の周囲のＹ２側の一部のみを覆うように構成されている。これにより、蒸発器３１０が排気ガス管１の周囲を覆うように環形状に形成されている場合と比べて、蒸発器３１０を排気ガス管１の周囲のＹ２側の一部だけに配置すればよいので、容易に、排気ガス管１に蒸発器３１０を取り付けることが可能である。
【００７５】
また、断熱材３１４は、液分岐管３１１、蒸気集合管３１２および連結管３１３を外側から覆うように配置されている。なお、第１実施形態の第２変形例のその他の構成および効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７６】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態の連結管１３（図１参照）の代わりに、複数（たとえば５本）の管路４１３ｅ（細管路）が軸方向に並んで形成されるとともに断面が扁平形状（横長形状）を有する多穴管４１３を用いてループ型ヒートパイプ４００の蒸発器４１０を構成した例について説明する。なお、多穴管４１３は、本発明の「管部材」および「第１熱交換部」の一例である。また、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【００７７】
第２実施形態によるループ型ヒートパイプ４００の蒸発器４１０では、上記第１実施形態の細管からなる２４個の連結管１３（図１参照）の代わりに、図６に示すように、断面が扁平形状（横長形状）の６個の多穴管４１３を用いている。この多穴管４１３の内部には、内壁で仕切られた５本の管路４１３ｅ（細管路）が排気ガス管１の軸方向（Ｘ方向）に並ぶように形成されている。この管路４１３ｅは、液分岐管４１１と蒸気集合管４１２とを連結するように構成されている。
【００７８】
この多穴管４１３は、たとえばアルミの押出しにより成型される。このような多穴管４１３では、各管路４１３ｅの肉厚が薄肉化される一方、各管路４１３ｅが一体化されるので、多穴管４１３の伝熱性能が向上されつつ、多穴管４１３の機械的強度も維持される。また、多穴管４１３は、排気ガス管１の外周面１ａと隙間を隔てて離間した状態で配置されている。さらに、多穴管４１３は、排気ガス管１の外周面１ａと対向するように配置されているとともに、排気ガス管１の外周面１ａに沿うように湾曲して形成されている。
【００７９】
また、６個の多穴管４１３のうち、３個の多穴管４１３ａは、排気ガス管１のＹ１側に配置されているとともに、排気ガス管１の軸方向（Ｘ方向）に間隔ｄ３を隔てて並ぶように配置されている。この結果、１５個の管路４１３ｅが、排気ガス管１の軸方向に並ぶように配置されている。また、残りの３個の図示しない多穴管は、排気ガス管１のＹ２側に配置されており、Ｙ１側の多穴管４１３ａと同様に、Ｘ方向に間隔を隔てて並ぶように配置されている。また、Ｘ１側からＸ２側に向かってｎ番目（ｎは１〜３の整数）のＹ１側の多穴管４１３ａとＹ２側の図示しない多穴管とは、Ｙ方向から見て、互いに重なる位置に配置されている。なお、Ｙ１側の多穴管４１３ａおよびＹ２側の図示しない多穴管は、それぞれ、本発明の「第１管部材」および「第２管部材」の一例である。
【００８０】
また、Ｙ１側の多穴管４１３ａは、液分岐管４１１のＹ１側の接続部４１１ｄにおいて、液分岐管４１１と接続されているとともに、蒸気集合管４１２のＹ１側の接続部４１２ｄにおいて、蒸気集合管４１２と接続されている。また、Ｙ２側の図示しない多穴管は、液分岐管４１１のＹ２側の図示しない接続部において、液分岐管４１１と接続されているとともに、蒸気集合管４１２のＹ２側の図示しない接続部において、蒸気集合管４１２と接続されている。なお、液分岐管４１１および蒸気集合管４１２は、それぞれ、本発明の「流入管」および「流出管」の一例である。
【００８１】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８２】
第２実施形態では、上記のように、多穴管４１３を排気ガス管１の外周面１ａと対向するように配置することによって、排気ガス２を流通させる際の負荷を軽減することができるとともに、排気ガス管１を流通する高温の排気ガス２により、多穴管４１３を流通する低温の作動流体４を十分に加熱することができる。
【００８３】
また、第２実施形態では、断面が扁平形状（横長形状）の多穴管４１３に、液分岐管４１１と蒸気集合管４１２とを連結する５本の管路４１３ｅを形成することによって、断面が円環状の管部材が隙間を隔てて複数配置されている場合と比べて、断面が扁平形状の多穴管４１３により排気ガス管１の外周面１ａと対向する内表面の面積を大きくしつつ、５本の管路４１３ｅを介して多くの作動流体４を流通させることができる。これにより、作動流体４と排気ガス２との熱交換をより一層効率的に行うことができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８５】
たとえば、上記第１実施形態、第１実施形態の第２変形例および第２実施形態では、本発明の「ループ型ヒートパイプ」をエンジン（内燃機関）の排気ガス２の排熱を回収して車室空調における暖房の熱源（循環水３の加温）に利用する場合に適用した例について示すとともに、上記第１実施形態の第１変形例では、エンジン（内燃機関）の排気ガス２の排熱を回収してエンジン始動後の冷却水２０３の昇温（加温）に利用する場合に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、エンジン（内燃機関）の排気ガスの排熱を回収して、車両に搭載されるたとえば蓄電池（バッテリー）などの搭載機器を所定温度まで温める際の排熱回収装置（熱交換ユニット）に本発明を適用してもよいし、エンジンオイルなどのオイルを所定温度まで温める際の熱交換器に本発明を適用してもよい。
【００８６】
また、上記第１実施形態と、第１実施形態の第１および第２変形例と、第２実施形態とでは、連結管を上下方向に延びるように形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、連結管（管部材）に上下方向に延びる部分と、配管の軸方向に延びる部分とを設けることによって、連結管を側面から見て段差状になるように形成してもよい。また、連結管を配管の軸方向と交差する斜め方向に延びるように形成してもよい。
【００８７】
また、上記第１実施形態と、第１実施形態の第１および第２変形例と、第２実施形態とでは、断熱材にグラスウールを使用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断熱材には、玄武岩を繊維状に加工したロックウールなどを使用してもよい。
【００８８】
また、上記第１実施形態では、液分岐管１１、蒸気集合管１２および連結管１３を、共に、アルミなどの軽量の金属材料により構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、液分岐管、蒸気集合管および連結管を銅やステンレスなどの金属材料から構成してもよい。ここで、液分岐管、蒸気集合管および連結管は腐食性の排気ガスにさらされないので、排気ガス管内に配置される場合と比べて、金属材料として極めて高い耐食性を有している必要はない。これにより、ある程度の耐食性を有する金属材料により、液分岐管、蒸気集合管および連結管を構成することが可能になるので、より軽量な金属材料や、より安価な金属材料などを選択することが可能になる。
【００８９】
また、上記第１実施形態、第１実施形態の第２変形例および第２実施形態では、蒸発器に、液管に接続される液分岐管と、蒸気管に接続される蒸気集合管とを別途設けた例について示し、上記第１実施形態の第１変形例では、凝縮器に、液管に接続される液集合管と、蒸気管に接続される蒸気分岐管とを別途設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、液管と液分岐管または液集合管とを一体的に形成してもよいし、蒸気管と蒸気分岐管または蒸気集合管とを一体的に形成してもよい。
【００９０】
また、上記第１実施形態および第１実施形態の第１変形例では、連結管１３（２１３）を２４個設けた例について示し、上記第２実施形態では、多穴管４１３が６個設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、管部材（連結管または多穴管）が、２４個または６個以外の個数設けてもよい。また、管部材を１つだけ設ける場合には、液管、流入管、管部材および流出管を別々に設けずに、ループ型ヒートパイプ全体を１つの管状部材のみから構成してもよい。
【００９１】
また、上記第１実施形態と、第１実施形態の第１および第２変形例と、第２実施形態とでは、配管と管部材とを離間させた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、配管と管部材とを接触させてもよい。特に、作動流体と熱流体との温度差が小さい場合には、配管と管部材との間の熱交換を効率的に行うために、配管と管部材とを接触させた方が好ましい。一方、作動流体と熱流体との温度差が大きい場合には、配管と管部材との熱膨張の差が大きくなり配管または管部材が破損しやすくなるため、配管と管部材とを離間させる方が好ましい。
【００９２】
また、上記第１実施形態、第１実施形態の第２変形例および第２実施形態では、蒸発器１０（３１０、４１０）に、本発明の「第１熱交換部」としての連結管１３（３１３）または多穴管４１３を設ける一方、凝縮器２０には管部材を設けない例について示し、上記第１実施形態の第１変形例では、凝縮器２１０に、本発明の「第１熱交換部」としての連結管２１３を設ける一方、蒸発器２２０には管部材を設けない例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上記第１実施形態の連結管１３が設けられた蒸発器１０と、上記第１実施形態の第１変形例の連結管２１３が設けられた凝縮器２１０とを組み合わせてもよい。つまり、上記第１実施形態の凝縮器２０の代わりに、上記第１実施形態の第１変形例の凝縮器２１０の構成を上記第１実施形態に適用してもよい。
【００９３】
また、上記第１実施形態と、第１実施形態の第１および第２変形例と、第２実施形態とでは、エンジン（内燃機関）の排気ガスの熱を他の熱源に再利用する例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明の「ループ型ヒートパイプ」をエンジン駆動および電動モータ駆動を併用して走行するハイブリッド自動車や電動モータ駆動により走行する電気自動車の空調システムに適用してもよいし、燃料電池システムを備えた乗用車の空調システムに適用してもよい。すなわち、エンジンの排気ガスのみならず、たとえば電気自動車のバッテリやモータの排熱や燃料電池における発電時の排熱などを熱源としてもよい。さらに、本発明の「ループ型ヒートパイプ」を車両以外に用いてもよく、たとえば、本発明の「ループ型ヒートパイプ」を宇宙用のロケットエンジンの排気ガスの熱を熱源としてもよいし、焼却炉の排熱を熱源としてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１  排気ガス管（配管）
１ａ  外周面
２  排気ガス（熱流体）
４  作動流体
１１、３１１、４１１  液分岐管（流入管）
１２、３１２、４１２  蒸気集合管（流出管）
１３、２１３、３１３  連結管（管部材、第１熱交換部）
１３ａ  連結管（第１管部材）
１３ｂ  連結管（第２管部材）
１４  断熱材
２０  凝縮器（第２熱交換部）
３０  液管（流入管）
４０  蒸気管（流出管）
１００、２００、４００  ループ型ヒートパイプ
２０１  冷却水管（配管）
２０３  冷却水（熱流体）
２１１  液集合管（流出管）
２１２  蒸気分岐管（流入管）
２２０  蒸発器（第２熱交換部）
２３０  液管（流出管）
２４０  蒸気管（流入管）
４１３  多穴管（管部材、第１熱交換部）
４１３ａ  多穴管（第１管部材）
４１３ｅ  管路
【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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