(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに備えた排気管に排気ガスを導入可能に連通され、前記排気ガスの排気熱および上水間で熱交換可能な排気熱交換手段と、前記排気熱交換手段に一体に設けられ、前記エンジンの冷却水および前記上水間で熱交換可能な冷却水熱交換手段とを備え、
前記排気熱交換手段は、
前記排気管に連通され、前記排気管から導かれた排気ガスを浄化して出口から導出可能な筒状の触媒と、前記触媒の出口から導出された排気ガスを、前記触媒の外周に沿って案内し、前記案内された排気ガスを前記出口側に設けられた排気ガス出口から排出可能な排気ガス通路と、前記排気ガス通路の外周側に沿って前記上水を案内可能な上水通路と、前記上水通路の内側で、かつ、前記触媒の出口および前記排気ガス出口間に設けられた断熱空間部とを備え、
前記排気ガス通路は、筒状の前記触媒の周壁を外側から覆い、筒状の前記触媒と同軸上に設けた内筒との間に設けられた環状の内側排気ガス通路と、前記内筒を外側から覆い、該内筒と同軸上に設けられ中間筒との間に設けられた環状の外側排気ガス通路からなり、
環状の前記外側排気ガス通路内に複数の内側上水通路を放射状に設け、
前記中間筒の外側を第１外筒で覆い、前記中間筒と第１外筒との間に環状の外側上水通路を設け、前記内側上水通路と前記外側上水通路とは連通し、
前記第１外筒の外側を第２外筒で覆い、該第２外筒と前記第１外筒との間に環状冷却水通路を設けた、
ことを特徴とする。
【請求項２】
前記触媒の出口近傍に、前記排気ガスから分離された凝縮水を排水する凝縮水排出手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気熱交換手段で排気熱および上水間の熱交換を可能で、かつ冷却水熱交換手段で冷却水および上水間の熱交換を可能とし、各熱交換で上水を加熱可能な熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器として、ケース内に一対のコアが所定間隔をおいて収納され、またケース内に第１流体が流入可能に形成され、さらに一対のコアに第２流体および第３流体がそれぞれ流入可能に形成されたものが知られている。
この熱交換器によれば、一対のコアに第２流体および第３流体をそれぞれ流すとともに、ケース内に流入した第１流体を一対のコアの外側に導くことができる。
第１流体を一対のコアの外側に導くことにより、第１流体および第２流体間で熱交換を行うとともに、第１流体および第３流体間で熱交換を行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２００８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の熱交換器は、ケース内に流入した第１流体がケースの壁部（ケース壁部）を介してケースの外部に隣接している。
よって、ケース内に流入した第１流体の熱が、ケースの内部からケース壁部を経て外部に放熱されることが考えられる。
このため、第１流体および第２流体間の熱交換や、第１流体および第３流体間の熱交換を良好に行うことが難しい。
【０００５】
本発明は、熱交換を良好に行うことができる熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、エンジンに備えた排気管に排気ガスを導入可能に連通され、前記排気ガスの排気熱および上水間で熱交換可能な排気熱交換手段と、前記排気熱交換手段に一体に設けられ、前記エンジンの冷却水および前記上水間で熱交換可能な冷却水熱交換手段と、を備え、前記排気熱交換手段は、前記排気管に連通され、前記排気管から導かれた排気ガスを浄化して出口から導出可能な筒状の触媒と、前記出口から導出された排気ガスを前記触媒の外周に沿って案内し、前記案内された排気ガスを前記出口側に設けられた排気ガス出口から排出可能な排気ガス通路と、前記排気ガス通路の外周側に沿って前記上水を案内可能な上水通路と、前記上水通路の内側で、かつ、前記触媒の出口および前記排気ガス出口間に設けられた断熱空間部とを備え、前記排気ガス通路は、筒状の前記触媒の周壁を外側から覆い、筒状の前記触媒と同軸上に設けた内筒との間に設けられた環状の内側排気ガス通路と、前記内筒を外側から覆い、該内筒と同軸上に設けられ中間筒との間に設けられた環状の外側排気ガス通路からなり、環状の前記外側排気ガス通路内に複数の内側上水通路を放射状に設け、前記中間筒の外側を第１外筒で覆い、前記中間筒と第１外筒との間に環状の外側上水通路を設け、前記内側上水通路と前記外側上水通路とは連通し、前記第１外筒の外側を第２外筒で覆い、該第２外筒と前記第１外筒との間に環状冷却水通路を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、前記触媒の出口近傍に、前記排気ガスから分離された凝縮水を排水する凝縮水排出手段が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明では、排気熱交換手段および冷却水熱交換手段を一体に設けた。排気熱交換手段で排気熱および上水間の熱交換を可能とし、冷却水熱交換手段で冷却水および上水間の熱交換を可能とした。
このように、排気熱交換手段および冷却水熱交換手段を一体に設けることで熱交換器の小型化やコスト低減を図ることができる。
【００１０】
また、排気熱交換手段において、排気管に筒状の触媒を連通し、触媒の出口側に排気ガス出口を設けた。また、触媒の出口から導出された排気ガスを排気ガス通路で触媒の外周に沿って案内し、案内された排気ガスを排気ガス出口から排出可能とした。
さらに、排気ガス通路の外周側に沿って上水通路を設け、上水通路で上水を排気ガス通路の外周側に沿って案内可能とした。
これにより、排気ガスおよび上水を隣接させた状態で導くことができるので、排気ガスの排気熱および上水間で熱交換を行うことができる。
【００１１】
ここで、触媒の出口（以下、「触媒出口」という）および排気ガス出口間に断熱空間部を設けた。よって、触媒出口側まで導かれた排気ガスを、排気ガス出口まで導かれた排気ガスから離すことができる。
これにより、触媒出口側まで導かれた排気ガスの排気熱を、排気ガス出口まで導かれた排気ガスで受熱することを防止し、触媒出口側の排気熱の放熱を抑えることができる。
このように、触媒出口側の排気熱の放熱を抑えることにより、排気ガスの排気熱および上水間の熱交換を良好に行うことができる。
また本発明では、冷却水用の冷却水通路を排気熱交換手段の外周側に設けた。排気熱交換手段には上水通路が含まれているので、冷却水通路を上水通路の外周側に設けることができる。
これにより、上水通路を冷却水通路および排気ガス通路間に配置できるので、上水を冷却水および排気ガス間に案内することができる。
上水を冷却水および排気ガス間に案内することにより、上水の熱が放熱されることを抑えることできるので上水を効率よく加熱することができる。
また、上水を冷却水および排気ガス間に案内することにより、冷却水を排気ガスから離すことが可能になる。
よって、冷却水および排気ガス間で熱交換を行わないようにできる。これにより、冷却水の温度を沸点（１００℃）以下に保つことができるので冷却水の劣化を抑えることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、触媒の出口近傍に凝縮水排出手段を設け、凝縮水排出手段で排気ガスから分離された凝縮水を排水するようにした。
これにより、排気ガスの排気熱および上水間で熱交換を行う際に、排気ガスから分離した凝縮水を熱交換器の内部から容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る実施例１の熱交換器を示す斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図２の４矢視図である。
【図５】図１の５−５線断面図である。
【図６】図５の６部拡大図である。
【図７】実施例１の排気ガス通路に排気ガスを案内する例を説明する図である。
【図８】実施例１の冷却水通路に冷却水を案内する例を説明する図である。
【図９】実施例１の上水通路に上水を案内する例を説明する図である。
【図１０】実施例１の熱交換器で上水を加熱する例を説明する図である。
【図１１】実施例１の凝縮水排出手段で凝縮水を除去する例を説明する図である。
【図１２】本発明に係る実施例２の熱交換器を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る実施例３の熱交換器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１に係る熱交換器１０について説明する。
図１に示すように、熱交換器１０は、コージェネレーション装置（コージェネシステム）Ｃｏに備えられ、エンジン１１の排熱を利用して上水を加熱するものである。
加熱した上水は、例えば、屋内において給湯水などに使用される。
【００１８】
この熱交換器１０は、排気ガスの排気熱および上水間で熱交換可能な排気熱交換手段１２と、エンジン１１の冷却水および上水間で熱交換可能な冷却水熱交換手段１３と、排気ガスから分離された凝縮水を排出する凝縮水排出手段１４とを備えている。
【００１９】
図２に示すように、排気熱交換手段１２は、コージェネレーション装置Ｃｏのエンジン１１（図１参照）に備えた排気管１６から排気ガスを導入可能に設けられている。
この排気熱交換手段１２は、排気管１６に連通された筒状（ハニカム状）の触媒２１と、触媒２１の触媒出口（出口）２２から導出された排気ガスを触媒２１の周壁（外周）２１ａに沿って案内可能な排気ガス通路２５と、排気ガス通路２５の外周壁２５ａ側に沿って上水を案内可能な上水通路３１と、触媒出口２２および排気ガス出口２８間に設けられた断熱空間部３６とを備えている。
【００２０】
触媒２１は、ハニカム状の筒体に形成され、上端部２１ｂに中央上内カバー４１が設けられ、中央上内カバー４１に触媒入口２３が開口され、下端部２１ｃに触媒出口２２が開口されている。
触媒入口２３のフランジ４２に排気管１６のフランジ４３がボルト４４、ナット４５で取り付けられることにより触媒入口２３に排気管１６が連通されている。
よって、排気管１６を経て触媒入口２３から導かれた排気ガスを触媒２１で浄化し、浄化した排気ガスを触媒出口２２から排気ガス通路２５に案内することができる。
【００２１】
排気ガス通路２５は、触媒２１に連通された環状の内側排気ガス通路２６と、内側排気ガス通路２６に連通された環状の外側排気ガス通路２７と、外側排気ガス通路２７に連通された排気ガス出口２８とを備えている。
【００２２】
ここで、触媒２１の周壁２１ａを外側から覆うように内筒４７が同軸上に設けられることにより、触媒２１の周壁２１ａおよび内筒４７間に環状の第１空間４８が形成されている。
すなわち、触媒２１の周壁２１ａおよび内筒４７で、内側排気ガス通路２６が触媒２１に沿って環状に形成されている。
【００２３】
内側排気ガス通路２６は、上端部２６ａが中央上内カバー４１で閉塞され、下端部２６ｂに中央下内カバー５１が設けられている。
中央下内カバー５１は、触媒出口２２に対して所定間隔をおいて下方に設けられている。よって、内側排気ガス通路２６の下端部２６ｂが開口されている。
【００２４】
これにより、内側排気ガス通路２６の下端部２６ｂが、触媒出口２２と同じ高さ位置に開口された状態で配置され、触媒出口２２に連通されている。
この内側排気ガス通路２６は、上端部２６ａの近傍において、内筒４７に複数のガス上通路口５３が周方向に沿って所定間隔をおいて開口されている。
【００２５】
内側排気ガス通路２６（具体的には、内筒４７）を外側から覆うように中間筒５５が同軸上に設けられることにより、内筒４７および中間筒５５間に環状の第２空間５６が形成されている。
すなわち、内筒４７および中間筒５５で、外側排気ガス通路２７が内側排気ガス通路２６に沿って環状に形成されている。
外側排気ガス通路２７は、複数のガス上通路口５３を経て内側排気ガス通路２６の上端部２６ａ近傍が連通されている。
【００２６】
外側排気ガス通路２７は、上端部２７ａが中間上内カバー５８で閉塞され、下端部２７ｂが中間下内カバー５９で閉塞されている。
また、外側排気ガス通路２７は、下端部２７ｂにおいて内筒４７に複数のガス下通路口５４が周方向に沿って所定間隔をおいて開口されている。
よって、外側排気ガス通路２７は、下端部２７ｂが複数のガス下通路口５４を経て排気ガス出口２８に連通されている。
【００２７】
排気ガス出口２８は、環状に形成された外側排気ガス通路２７の下端部２７ｂにおいて外側排気ガス通路２７の内側で、かつ、触媒出口２２側下方に設けられている。
すなわち、排気ガス出口２８は、触媒出口２２側下方に設けられた排気ガス導入部６４と、排気ガス導入部６４に連通されたガス出口管６５とで形成されている。
【００２８】
排気ガス導入部６４は、内筒４７の下部４７ａと、下部４７ａの上端部（複数のガス下通路口５４の上方）４７ｂに設けられた中央下内中カバー６２と、下部４７ａの下端部（複数のガス下通路口５４の下方）４７ｃに設けられた中央下内外カバー６３とで形成されている。
内筒４７の下部４７ａ、中央下内中カバー６２および中央下内外カバー６３で排気空間６６が形成され、排気空間６６が複数のガス下通路口５４を経て外側排気ガス通路２７の下端部２７ｂに連通されている。
【００２９】
中央下内外カバー６３の貫通孔６３ａに基端部６５ａが差し込まれた状態でガス出口管６５が支持されることにより、排気空間６６がガス出口管６５に連通されている。
よって、ガス出口管６５は、排気空間６６および複数のガス下通路口５４を経て外側排気ガス通路２７の下端部２７ｂに連通されている。
【００３０】
これにより、触媒出口２２から導出された排気ガスを、内側排気ガス通路２６の下端部２６ｂから内側排気ガス通路２６に案内することができる。また、内側排気ガス通路２６に案内された排気ガスを、内側排気ガス通路２６および複数のガス上通路口５３を経て外側排気ガス通路２７の上端部２７ａに案内することができる。
さらに、外側排気ガス通路２７の上端部２７ａに案内された排気ガスを、外側排気ガス通路２７および複数のガス下通路口５４を経て排気ガス出口２８の排気空間６６に案内することができる。
加えて、排気空間６６に案内された排気ガスをガス出口管６５から熱交換器１０の外部に排出することができる。
【００３１】
ここで、触媒出口２２および排気ガス出口２８間に断熱空間部３６が設けられている。
断熱空間部３６は、中央下内カバー５１、中央下内中カバー６２および内筒４７の下近傍部４７ｄで中空状に形成され、各部材５１，６２，４７，４７ｄで形成された密封空間３７を有する。
この断熱空間部３６は、外側排気ガス通路２７の内側で、触媒出口２２および排気ガス出口２８間に設けられている。
断熱空間部３６が外側排気ガス通路２７の内側に設けられることにより、断熱空間部３６が内側上水通路３３の内側に配置される。
【００３２】
このように、触媒出口２２および排気ガス出口２８間に断熱空間部３６を設けることにより、触媒出口２２側まで導かれた排気ガスおよび排気ガス出口２８まで導かれた排気ガス間に中空の断熱空間部３６を介在させることができる。
これにより、触媒出口２２側まで導かれた排気ガスの排気熱を、排気ガス出口２８まで導かれた排気ガスで受熱することを断熱空間部３６で防止し、触媒出口２２側の排気熱の放熱を抑えることができる。
【００３３】
排気ガス通路２５の外周壁（外周）２５ａ側には上水通路３１が設けられている。
上水通路３１は、上水供給部（図示せず）に連通された環状の外側上水通路３２と、外側上水通路３２に連通された内側上水通路３３と、内側上水通路３３に連通された上水出口３４とを備えている。
【００３４】
ここで、外側排気ガス通路２７（具体的には、中間筒５５）を外側から覆うように第１外筒７１が同軸上に設けられることにより、中間筒５５および第１外筒７１間に環状の第３空間７２が形成されている。
すなわち、中間筒５５および第１外筒７１で、外側上水通路３２が外側排気ガス通路２７に沿って環状に形成されている。
【００３５】
外側上水通路３２は、上端部３２ａが中間上外カバー７４で閉塞され、下端部３２ｂに中間下外カバー７５が設けられている。
中間下外カバー７５は、内筒４７の下端部４７ｃおよび第１外筒７１の下端部７１ａに亘って設けられることにより、中間下内カバー５９の下方に所定間隔をおいて配置されている。
よって、中間下内カバー５９および中間下外カバー７５間に空間が形成され、中間下内カバー５９および中間下外カバー７５で上水下連通路７７が形成される。
【００３６】
これにより、外側上水通路３２は、下端部３２ｂが上水下連通路７７を経て内側上水通路３３の下端部３３ａに連通されている。
また、外側上水通路３２は、上端部３２ａ（具体的には、第１外筒７１の上端部）に上水上通路口７８が形成されている。この上水上通路口７８に上水導入管７９が連通され、上水導入管７９に上水供給通路１８を経て上水供給部（図示せず）が連通されている。
よって、外側上水通路３２が上水導入管７９および上水供給通路１８を経て上水供給部に連通されている。
【００３７】
図２、図３に示すように、内側上水通路３３は、外側排気ガス通路２７の内部に設けられた複数の上水パイプ８３で構成されている。
複数の上水パイプ８３は、内筒４７および中間筒５５間（すなわち、外側排気ガス通路２７の内部）に収容され、上端部８３ａが中間上内カバー５８の貫通孔５８ａに差し込まれ、下端部８３ｂが中間下内カバー５９の貫通孔５９ａに差し込まれている。
よって、複数の上水パイプ８３が中間上内カバー５８および中間下内カバー５９で支持されている。
【００３８】
すなわち、内側上水通路３３は、複数の上水パイプ８３が外側排気ガス通路２７の内部に収容された状態で、内筒４７および中間筒５５の周方向（図３に示す矢印方向）に所定間隔をおいて設けられている。
さらに、内側上水通路３３は、複数の上水パイプ８３の下端部８３ｂが上水下連通路７７に連通され、複数の上水パイプ８３の上端部８３ａが上水出口３４の上水上連通路８５に連通されている。
上水上連通路８５は、内筒４７の上部４７ｅ、中間筒５５の上部５５ａ、中間上内カバー５８および中間上外カバー７４で環状に形成されている。
【００３９】
上水出口３４は、複数の上水パイプ８３の上端部８３ａに上水上連通路８５が連通され、上水上連通路８５に上水導出管８６が連通されている。
図２、図４に示すように、上水導出管８６は、中間上外カバー７４の貫通孔７４ａに差し込まれた状態で、中間上外カバー７４から上向きに支持されている。
【００４０】
よって、上水導入管７９を経た上水を外側上水通路３２の上端部３２ａから外側上水通路３２に案内することができる。また、外側上水通路３２に案内された上水を外側上水通路３２および上水下連通路７７を経て内側上水通路３３の下端部３３ａに案内することができる。
さらに、内側上水通路３３の下端部３３ａに案内された上水を内側上水通路３３の上端部３３ｂから上水上連通路８５に案内することができる。加えて、上水上連通路８５に案内された上水を上水導出管８６から外部（すなわち、屋内の給湯部など）に導き出すことができる。
このように、内側上水通路３３に上水を案内することにより、上水を排気ガス通路２５（外側排気ガス通路２７）に沿って案内することができる。
【００４１】
これにより、排気熱交換手段１２の排気ガス通路２５に排気ガスを案内し、内側上水通路３３に上水を案内することにより、排気ガス通路２５に案内された排気ガスおよび内側上水通路３３に案内された上水間で熱交換を行うことができる。
この排気熱交換手段１２に一体に冷却水熱交換手段１３が設けられている。
【００４２】
図２に示すように、冷却水熱交換手段１３は、コージェネレーション装置Ｃｏのエンジン１１に備えた冷却水路１７（図１参照）から冷却水を導入可能に設けられている。
この冷却水熱交換手段１３は、冷却水路１７の出口１７ａ（図１参照）に上導入管９３が連通されるとともに冷却水路１７の入口１７ｂ（図１参照）に下導出管９４が連通された冷却水通路９１と、冷却水通路９１の内周側に沿って上水を案内可能な上水通路３１とを備えている。
すなわち、上水通路３１は、排気熱交換手段１２と冷却水熱交換手段１３との両方の手段に兼用されている。
【００４３】
このように、熱交換器１０の排気熱交換手段１２および冷却水熱交換手段１３を一体に設けることにより熱交換器１０の小型化やコスト低減を図ることができる。
加えて、上水通路３１は、排気熱交換手段１２および冷却水熱交換手段１３の両方の手段に上水通路３１を兼用することにより、熱交換器１０の一層の小型化やコスト低減を図ることができる。
これにより、コージェネレーション装置Ｃｏ（図１参照）の小型化やコスト低減を図ることができる。
【００４４】
冷却水通路９１は、外側上水通路３２の外周に設けられた環状冷却水通路９２と、環状冷却水通路９２の上端部９２ａに連通された上導入管９３と、環状冷却水通路９２の下端部９２ｂに連通された下導出管９４とを備えている。
【００４５】
ここで、第１外筒７１を外側から覆うように第２外筒９６が同軸上に設けられることにより、第１外筒７１および第２外筒９６間に環状の第４空間９７が形成されている。
すなわち、第１外筒７１および第２外筒９６で、環状冷却水通路９２が外側上水通路３２に沿って環状に形成されている。
【００４６】
環状冷却水通路９２は、外側上水通路３２の外周壁（排気熱交換手段１２の外周）３２ｃに設けられている。
さらに、環状冷却水通路９２は、上端部９２ａが第２外筒９６の上折曲部９６ａで閉塞され、下端部９２ｂが第２外筒９６の下折曲部９６ｂで閉塞されている。
【００４７】
第２外筒９６の上端部に導入口９８が形成され、導入口９８に上導入管９３が差し込まれた状態で支持されている。よって、上導入管９３が導入口９８を介して環状冷却水通路９２の上端部９２ａに連通されている。
また、第２外筒９６の下端部に導出口９９が形成され、導出口９９に下導出管９４が差し込まれた状態で支持されている。よって、下導出管９４が導出口９９を介して環状冷却水通路９２の下端部９２ｂに連通されている。
【００４８】
よって、冷却水路１７（図１参照）の出口１７ａから上導入管９３に冷却水を案内し、案内された冷却水を上導入管９３を経て環状冷却水通路９２の上端部９２ａから環状冷却水通路９２に案内することができる。
また、環状冷却水通路９２に案内された冷却水を環状冷却水通路９２を経て下端部９２ｂから下導出管９４に案内することができる。
さらに、下導出管９４に案内された冷却水を下導出管９４および冷却水路１７（図１参照）の入口１７ｂを経て冷却水路１７に戻すことができる。
【００４９】
これにより、冷却水熱交換手段１３の冷却水通路９１に冷却水を案内し、外側上水通路３２に上水を案内することにより、冷却水通路９１に案内された冷却水および外側上水通路３２に案内された上水間で熱交換を行うことができる。
【００５０】
図５、図６に示すように、排気熱交換手段１２の触媒出口２２近傍に凝縮水排出手段１４が備えられている。
凝縮水排出手段１４は、触媒出口２２に対峙するように上端部１０５ａが設けられた排出パイプ１０５で構成されている。
【００５１】
すなわち、中央下内カバー５１に下方に凹まされた凹部５２が形成され、凹部５２の底部５２ａに取出孔５１ａが形成されている。この底部５２ａに下方から排出パイプ１０５の上折曲部１０５ｂが設けられている。
これにより、排出パイプ１０５の上端部１０５ａが取出孔５１ａに同軸上に配置されている。
【００５２】
また、排出パイプ１０５の上端部１０５ａから所定距離離れた支え部１０５ｃが中央下内外カバー６３の支持孔６３ｂに貫通された状態で支持されている。
さらに、排出パイプ１０５の上端部１０５ａおよび支え部１０５ｃ間の部位１０５ｄが中央下内中カバー６２の貫通孔６２ａに貫通されている。
【００５３】
よって、排出パイプ１０５の上端部１０５ａが、中央下内カバー５１の取出孔５１ａを経て触媒出口２２に対峙するように設けられている。
これにより、排気ガスから分離された凝縮水を排出パイプ１０５（すなわち、凝縮水排出手段１４）で熱交換器１０の外部に排出することができる。
【００５４】
つぎに、熱交換器１０を用いて上水を加熱する例を図７〜図１０に基づいて説明する。
図７に示すように、コージェネレーション装置Ｃｏ（図１参照）を駆動することにより、エンジン１１（図１参照）の排気ガスが触媒入口２３から触媒２１内に矢印Ａの如く案内される。
案内された排気ガスが触媒２１で浄化され、触媒出口２２から内側排気ガス通路２６の下端部２６ｂに向けて矢印Ｂの如く案内される。案内された排気ガスが、内側排気ガス通路２６の下端部２６ｂを経て内側排気ガス通路２６に矢印Ｃの如く案内される。
【００５５】
案内された排気ガスが、内側排気ガス通路２６および複数のガス上通路口５３を経て外側排気ガス通路２７の上端部２７ａに矢印Ｄの如く案内される。
案内された排気ガスが、外側排気ガス通路２７において複数のガス下通路口５４に向けて矢印Ｅの如く案内され、複数のガス下通路口５４を経て排気ガス出口２８の排気空間６６に矢印Ｆの如く案内される。
案内された排気ガスが、ガス出口管６５から矢印Ｇの如く熱交換器１０の外部に排出される。
【００５６】
図８に示すように、エンジン１１（図１参照）の冷却水が上導入管９３に矢印Ｈの如く案内される。案内された冷却水が上導入管９３を経て環状冷却水通路９２の上端部９２ａから環状冷却水通路９２に矢印Ｉの如く案内される。
案内された冷却水が環状冷却水通路９２を経て下端部９２ｂから下導出管９４に矢印Ｊの如く案内される。
案内された冷却水が下導出管９４を経て矢印Ｋの如くエンジン１１の冷却水路１７（図１参照）に戻される。
【００５７】
図９に示すように、上水供給部の上水が上水導入管７９に矢印Ｌの如く案内される。案内された上水が上水導入管７９を経て外側上水通路３２の上端部３２ａから外側上水通路３２に矢印Ｍの如く案内される。
案内された上水が外側上水通路３２を経て外側上水通路３２の下端部３２ｂに矢印Ｎの如く案内される。
【００５８】
ここで、図１０に示すように、外側上水通路３２の上水は環状冷却水通路９２に沿って案内される。
これにより、環状冷却水通路９２に案内された冷却水および外側上水通路３２に案内された上水間で熱交換が行われ、上水が温度Ｔ１から温度Ｔ２に加熱される。
【００５９】
図９に示すように、温度Ｔ２に加熱された上水が外側上水通路３２の下端部３２ｂおよび上水下連通路７７を経て内側上水通路３３（複数の上水パイプ８３）の下端部３３ａに矢印Ｏの如く案内される。
案内された上水が内側上水通路３３を経て内側上水通路３３の上端部３３ｂに矢印Ｐの如く案内される。
【００６０】
ここで、図１０に示すように、内側上水通路３３の上水は外側排気ガス通路２７に沿って案内される。
これにより、外側排気ガス通路２７に案内された排気ガスおよび内側上水通路３３に案内された上水間で熱交換が行われる。
排気ガスは冷却水より高温であり、排気ガスおよび上水間で熱交換が行われることにより、上水が温度Ｔ２から温度Ｔ３に加熱される。
このように、まず、上水を冷却水で温度Ｔ１から温度Ｔ２に加熱し、つぎに、温度Ｔ２に加熱した上水を排気ガスで温度Ｔ２から温度Ｔ３に加熱することにより、冷却水および排気ガスの熱で上水を効率よく加熱することができる。
加熱された上水は、例えば、屋内において給湯水などに使用される。
【００６１】
ところで、触媒出口２２および排気ガス出口２８間に中空の断熱空間部３６を設けた。よって、触媒出口２２側まで導かれた排気ガスおよび排気ガス出口２８まで導かれた排気ガス間に中空の断熱空間部３６を介在させることができる。
これにより、触媒出口２２側まで導かれた排気ガスを、排気ガス出口２８まで導かれた排気ガスから離すことができる。
【００６２】
したがって、触媒出口２２側まで導かれた排気ガスの排気熱を、排気ガス出口２８まで導かれた排気ガスで受熱することを防止し、触媒出口２２側の排気熱の放熱を抑えることができる。
このように、触媒出口２２側の排気熱の放熱を抑えることにより、排気ガスの排気熱および上水間の熱交換を良好に行うことができる。
【００６３】
また、冷却水用の冷却水通路９１の環状冷却水通路９２を排気熱交換手段１２の外周に設けた。排気熱交換手段１２には上水通路３１が含まれているので、よって、上水通路３１の外周側に環状冷却水通路９２を設けることができる。
これにより、上水通路３１を環状冷却水通路９２および排気ガス通路２５間に配置できるので、上水を冷却水および排気ガス間に案内することができる。
上水を冷却水および排気ガス間に案内することにより、冷却水および排気ガスで上水の熱が放熱されることを抑えることできるので上水を効率よく加熱することができる。
【００６４】
さらに、排気ガスおよび上水間で熱交換を行うことにより排気ガスの温度を下げることができる。これにより、コージェネレーション装置Ｃｏ（図１参照）の外部に比較的低温の排気ガスを排出することができる。
【００６５】
加えて、上水を冷却水および排気ガス間に案内することにより、冷却水を排気ガスから離すことが可能になる。
よって、冷却水および排気ガス間で熱交換を行わないようにできる。
通常、エンジン１１（図１参照）の冷却水は、沸点（１００℃）以下の温度に抑えられている。また、排気ガスは１００℃以上の高温に保たれている。
このため、冷却水および排気ガス間で熱交換を行わないようにすることにより、冷却水の温度を沸点（１００℃）以下に保つことが可能になり、冷却水の劣化を抑えることができる。
【００６６】
ついで、熱交換器１０で上水を加熱する際に排気ガスから分離された凝縮水を除去する例を図１１に基づいて説明する。
図１１に示すように、触媒出口２２から内側排気ガス通路２６の下端部２６ｂを経て内側排気ガス通路２６に矢印Ｒの如く排気ガスが案内される。
一方、内側上水通路３３に矢印Ｓの如く案内される。
よって、内側排気ガス通路２６に案内された排気ガスおよび内側上水通路３３に案内された上水間で熱交換が行われ、排気ガスの温度が下がる。
【００６７】
排気ガスの温度が下がることにより、排気ガスから凝縮水が分離され、分離された凝縮水が中央下内カバー５１に滴下される。
中央下内カバー５１に滴下された凝縮水が凹部５２を経て凝縮水排出手段１４（排出パイプ１０５）の上端部１０５ａに矢印Ｔの如く案内される。
案内された凝縮水が排出パイプ１０５を経て熱交換器１０の外部に矢印Ｕの如く排出される。
これにより、排気ガスの排気熱および上水間で熱交換を行う際に、発生して排気ガスから分離した凝縮水を熱交換器の内部から容易に除去することができる。
【００６８】
つぎに、実施例２、実施例３の熱交換器を図１２、図１３に基づいて説明する。なお、実施例２、実施例３の熱交換器において実施例１の熱交換器１０と同一類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００６９】
実施例２に係る熱交換器１１０について説明する。
図１２に示すように、熱交換器１１０は、凝縮水排出手段１４の排出パイプ１１２（上端部１１２ａ）を中央下内カバー５１の取出孔５１ｂに差し込むように構成したもので、その他の構成は実施例１の熱交換器と同様である。
排出パイプ１１２の上端部１１２ａを取出孔５１ｂに差し込むことにより、排出パイプ１１２を取り付ける際の位置決めを容易にできる。
【実施例３】
【００７０】
実施例３に係る熱交換器１２０について説明する。
図１３に示すように、熱交換器１２０は、実施例１の熱交換器１０から冷却水通路９１を除去したもので、その他の構成は実施例１の熱交換器と同様である。
熱交換器１０から冷却水通路９１を除去することにより構成を簡素化でき、コージェネレーション装置Ｃｏ（図１参照）の小型化やコスト低減を図ることができる。
なお、熱交換器１０から冷却水通路９１を除去した場合でも、排気ガスおよび上水間で熱交換を行うことにより上水を加熱することができる。
【００７１】
なお、本発明に係る熱交換器は、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例で示した熱交換器１０，１１０，１２０、エンジン１１、排気熱交換手段１２、冷却水熱交換手段１３、凝縮水排出手段１４、排気管１６、触媒２１、触媒出口２２、排気ガス通路２５、排気ガス出口２８、上水通路３１、断熱空間部３６および冷却水通路９１などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、排気熱交換手段で排気熱および上水間の熱交換を行い、冷却水熱交換手段で冷却水および上水間の熱交換を行うことにより上水を加熱可能な熱交換器への適用に好適である。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１１０，１２０…熱交換器、１１…エンジン、１２…排気熱交換手段、１３…冷却水熱交換手段、１４…凝縮水排出手段、１６…排気管、２１…触媒、２１ａ…触媒の周壁（外周）、２２…触媒出口（出口）、２５…排気ガス通路、２５ａ…排気ガス通路の外周壁（外周）、２７…外側排気通路、２８…排気ガス出口、３１…上水通路、３２…外側上水通路、３２ｃ…外側上水通路の外周壁（排気熱交換手段の外周）、３３…内側上水通路、３６…断熱空間部、４７…内筒、５５…中間筒、７１…第１外筒、９１…冷却水通路、９２…環状冷却水通路、９６…第１外筒。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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