(57)【要約】【課題】  熱交換器の出口から合流部を経由して排気管に流れ込む凝縮水が、該排気管における流路切換装置に接触することを防止することができる排気熱回収装置を得る。【解決手段】  排気熱回収システム１０では、排気管１４から分岐した分岐管２２と排気管１４における分岐部２２Ａよりも下流に合流する合流管２４との間に排気熱回収用熱交換器２０が排気管１４に対し並列に設けらている。排気管１４における分岐部２２Ａと合流部２４Ａとの間には、排気ガスの流路を排気管１４又は排気熱回収用熱交換器２０に切り換える流路切換バルブ２６が配設されている。また、排気管１４における流路切換バルブ２６と合流部２４との間の領域を含む部分には、液体を貯留可能な貯液部４２が設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを排出するための排気管と、
前記排気管から分岐した導入路と、該排気管における前記導入路の分岐部よりも下流に位置する合流部において合流する導出路との間に設けられ、排気ガスから熱を回収するための熱交換器と、
前記排気管における前記分岐部又は該分岐部と前記合流部との間に設けられ、前記分岐部における排気ガスの流路を切り換える流路切換装置と、
前記排気管における前記流路切換装置又は前記熱交換器の排気ガス出口と前記合流部との間に、液体を貯留可能に設けられた貯液部と、
を備えた排気熱回収装置。
【請求項２】
排気ガスを排出するための排気管と、
前記排気管から分岐した導入路と、該排気管における前記導入路の分岐部よりも下流に位置する合流部において合流する導出路との間に設けられ、排気ガスから熱を回収するための熱交換器と、
前記排気管における前記分岐部又は該分岐部と前記合流部との間に設けられ、前記分岐部における排気ガスの流路を切り換える流路切換装置と、
前記排気管における前記流路切換装置又は前記熱交換器の排気ガス出口と前記合流部との間に設けられ、液体を貯留可能でかつ前記排気管と熱交換器との熱膨張差を吸収可能に形成された貯液部と、
を備えた排気熱回収装置。
【請求項３】
前記導出路は、内周面に周方向に沿って形成された溝部が前記貯液部の少なくとも一部を構成するベローズ状管を含んで構成されている請求項１又は請求項２記載の排気熱回収装置。
【請求項４】
前記ベローズ状管を水平に配置した請求項３記載の排気熱回収装置。
【請求項５】
前記ベローズ状管の上流に、上流側から下流側に向けて連続的に流路断面積を縮小するテーパ流路を設けた請求項３又は請求項４記載の排気熱回収装置。
【請求項６】
前記排気管は、エンジンの排気部に連結されて該エンジンの排気ガスを車外に排出するようになっており、
前記エンジンの排気ガスが前記熱交換器に導かれていることに対応する情報、及び前記エンジンの回転数に対応する情報に基づいて前記貯液部に貯留した液体の排出の要否を判断し、前記液体排出手段の作動が必要であると判断したときに前記貯液部に貯留した液体を排出するための液体排出手段に作動信号を出力する制御装置をさらに備えた請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の排気熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の排気ガスと冷却液との熱交換を行って排気熱を回収する排気熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、排気管に対し並列に配置された熱交換器と、排気管又は熱交換に選択的に排気を導くための切換弁とを有し、エンジンの排気熱を暖房促進等のために回収する排気熱回収装置を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平５−５６５１４号公報
【特許文献２】特開２００３−２４７４６０号公報
【特許文献３】特開平９−２０９７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、熱交換器を通過する排気の熱を回収して排気を冷却すると、熱交換器内では多量の凝縮水が生じる。このような凝縮水が熱交換器から排出されて排気管への合流部から排気管に排出されると、切換弁や排気浄化用の触媒装置に損傷を与える原因となる。しかしながら、上記従来の技術では、排気熱の回収に伴って発生する凝縮水について何ら考慮されていなかった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、熱交換器の出口から合流部を経由して排気管に流れ込む凝縮水が、該排気管における流路切換装置に接触することを防止することができる排気熱回収装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係る排気熱回収装置は、排気ガスを排出するための排気管と、前記排気管から分岐した導入路と、該排気管における前記導入路の分岐部よりも下流に位置する合流部において合流する導出路との間に設けられ、排気ガスから熱を回収するための熱交換器と、前記排気管における前記分岐部又は該分岐部と前記合流部との間に設けられ、前記分岐部における排気ガスの流路を切り換える流路切換装置と、前記排気管における前記流路切換装置又は前記熱交換器の排気ガス出口と前記合流部との間に、液体を貯留可能に設けられた貯液部と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の排気熱回収装置では、流路切換装置が排気ガスを排気管に導く状態では、排気ガスが排気管を通過して外部に排出される。流路切換装置が排気ガスを熱交換に導く状態では、排気ガスが分岐部、導入路、熱交換器、導出路を経て、排気管における分岐部より下流に位置する合流部から排気管に合流し排出される。熱交換器による熱回収に伴って冷却された排気ガスからは、水分が凝縮されて凝縮水が生じる。
【０００７】
ここで、流路切換装置又は熱交換器における排気ガス出口と合流部との間に貯液部を設けたため、この貯液部に凝縮水を貯留することができる。これにより、流路切換装置よりも上流に凝縮水が流れ込むことを防止することができる。
【０００８】
このように、請求項１記載の排気熱回収装置では、凝縮水が熱交換器出口側と排気管との合流部から該排気管の上流側に流れることを防止することができる。なお、貯液部に貯留された凝縮水は、例えば排気ガス流量が増したとき等に排気ガスによって下流側すなわち外部に排出される。また、例えば導入路又は導出路を、熱交換器とは独立した管等で構成しても良く、熱交換器の一部として構成しても良い。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る排気熱回収装置は、排気ガスを排出するための排気管と、前記排気管から分岐した導入路と、該排気管における前記導入路の分岐部よりも下流に位置する合流部において合流する導出路との間に設けられ、排気ガスから熱を回収するための熱交換器と、前記排気管における前記分岐部又は該分岐部と前記合流部との間に設けられ、前記分岐部における排気ガスの流路を切り換える流路切換装置と、前記排気管における前記流路切換装置又は前記熱交換器の排気ガス出口と前記合流部との間に設けられ、液体を貯留可能でかつ前記排気管と熱交換器との熱膨張差を吸収可能に形成された貯液部と、を備えている。
【００１０】
請求項２記載の排気熱回収装置では、流路切換装置が排気ガスを排気管に導く状態では、排気ガスが排気管を通過して外部に排出される。流路切換装置が排気ガスを熱交換に導く状態では、排気ガスが分岐部、導入路、熱交換器、導出路を経て、排気管における分岐部より下流に位置する合流部から排気管に合流し排出される。熱交換器による熱回収に伴って冷却された排気ガスからは、水分が凝縮されて凝縮水が生じる。
【００１１】
ここで、流路切換装置又は熱交換器における排気ガス出口と合流部との間に貯液部を設けたため、この貯液部に凝縮水を貯留することができる。これにより、流路切換装置よりも上流に凝縮水が流れ込むことを防止することができる。また、排気管（分岐部と合流部との間）と熱交換器とは、排気ガスが流れ高温になる一方が他方に対し熱膨張量が大きくなるが、この熱膨張差が貯液部によって吸収される。特に凝縮水と接触する貯液部が熱膨張差を吸収可能な構造であるため、貯液部におけるガス接触部と液接触部との温度差による熱応力が緩和され、該貯液部の耐久性が向上する。
【００１２】
このように、請求項２記載の排気熱回収装置では、凝縮水が熱交換器出口側と排気管との合流部から該排気管の上流側に流れることを防止することができる。なお、貯液部に貯留された凝縮水は、例えば排気ガス流量が増したとき等に排気ガスによって下流側すなわち外部に排出される。また、例えば導入路又は導出路を、熱交換器とは独立した管等で構成しても良く、熱交換器の一部として構成しても良い。
【００１３】
請求項３記載の発明に係る排気熱回収装置は、請求項１又は請求項２記載の排気熱回収装置において、前記導出路は、内周面に周方向に沿って形成された溝部が前記貯液部の少なくとも一部を構成するベローズ状管を含んで構成されている。
【００１４】
請求項３記載の排気熱回収装置では、熱交換器の排気ガス出口と導出路（合流部）との間に位置するベローズ状管の内面に形成された略環状の溝部分に、熱交換器にて排気ガスが冷却されて生じ該熱交換器から排出された凝縮水を貯留することができる。また、ベローズ状管を弾性要素、熱交換器を質量要素とする振動系が構成され、この振動系を排気管に対する動吸振器として機能させることが可能となる。この場合、導入管もベローズ状管を含む構成とすることが望ましい。
【００１５】
なお、本発明におけるベローズ状管には、内外周面に管状の溝が軸線方向に沿って複数形成される蛇腹状の管の他、例えば内外周面に一条又は複数条の螺旋溝が形成されるスパイラル管が含まれる。
【００１６】
請求項４記載の発明に係る排気熱回収装置は、請求項３記載の排気熱回収装置において、前記ベローズ状管を水平に配置した。
【００１７】
請求項４記載の排気熱回収装置では、水平に配置されたベローズ状管は、自重や熱交換器の質量等によって下向きに撓もうとするが、下部に凝縮水を貯留した場合には下部が凝縮水に冷却されて収縮するため、上記下向きのたわみが抑制される。このため、導出管が熱交換器の質量（の一部）を支持する構成においては、熱交換器の姿勢（配置）が維持され、熱交換器が下方に変位して該熱交換器内の凝縮水が排出され難くなることが防止される。
【００１８】
請求項５記載の発明に係る排気熱回収装置は、請求項３又は請求項４記載の排気熱回収装置において、前記ベローズ状管の上流に、上流側から下流側に向けて連続的に流路断面積を縮小するテーパ流路を設けた。
【００１９】
請求項５記載の排気熱回収装置では、テーパ流路を通過した排気ガスの流速が増加するため、ベローズ状管内側の溝内に貯留した凝縮水が促進される。このテーパ流路は、例えば熱交換器の排気出口部や導出路におけるベローズ状管の上流に設けられる。
【００２０】
請求項６記載の発明に係る排気熱回収装置は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の排気熱回収装置において、前記排気管は、エンジンの排気部に連結されて該エンジンの排気ガスを車外に排出するようになっており、前記エンジンの排気ガスが前記熱交換器に導かれていることに対応する情報、及び前記エンジンの回転数に対応する情報に基づいて前記貯液部に貯留した液体の排出の要否を判断し、前記液体排出手段の作動が必要であると判断したときに前記貯液部に貯留した液体を排出するための液体排出手段に作動信号を出力する制御装置をさらに備えた。
【００２１】
請求項６記載の排気熱回収装置では、制御装置は、例えば、前記エンジンの排気ガスが前記熱交換器に導かれていることに対応する信号が入力されると、貯液部に凝縮水が貯留される条件が成立したと判断し、エンジン回転数に対応する信号（の時間変化）に基づいて凝縮水が排出され易い条件であるか否かを判断する。エンジン回転数が低いときは、排気ガス量が少なく流速が低いため、エンジン回転数が高いときと比較して凝縮水が排出され難い。したがって、制御装置は、例えば排気ガスの熱を回収しかつエンジン回転数が低い状態が所定時間継続した場合等、所定量以上の凝縮水が貯液部に貯留していると推定される場合に、液体排出手段を作動するための作動信号を出力する。液体排出手段としては、エンジン回転数を上昇させる手段等とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明に係る排気熱回収装置は、熱交換器の出口から合流部を経由して排気管に流れ込む凝縮水が、該排気管における流路切換装置に接触することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の第１の実施形態に係る排気熱回収装置としての排気熱回収システム１０について、図１乃至図３に基づいて説明する。排気熱回収システム１０の概略全体構成を説明した後、本発明の要部である貯液部４２及びエンジンＥＣＵ５０による制御について説明する。なお、以下の説明で、単に上流・下流の語を用いるときは、排気ガスの流れ方向の上流・下流を示すものとする。
【００２４】
図１には、排気熱回収システム１０の概略全体構成が模式的な平面図にて示されている。この図に示される如く、排気熱回収システム１０は、自動車の内燃機関エンジン１２の排気ガスが有する熱を回収して暖房やエンジン１２の暖気促進等に利用する装置である。
【００２５】
エンジン１２には、排気ガスを導出する排気管１４が接続されている。排気管１４による排気ガスの排出経路上には、上流側から順に触媒システム１６、メインマフラ１８が配設されている。触媒システム１６は、自動車の床下に配置され、内部に収容した触媒を通過する排気ガスを浄化する構成とされている。メインマフラ１８は、排気ガスを自動車の外部である大気中に放出するのに伴って生じる排気音を低減するようになっている。
【００２６】
排気熱回収システム１０は、排気ガスの流れ系統において排気管１４と並列に配置された排気熱回収用熱交換器２０を備えている。具体的には、排気管１４における触媒システム１６とメインマフラ１８との間に位置する分岐部２２Ａからは、導入路としての分岐管２２が分岐している。分岐管２２は、排気熱回収用熱交換器２０の排気ガス入口２０Ａに接続されており、排気熱回収用熱交換器２０に排気ガスを導入する経路を形成している。
【００２７】
また、排気熱回収用熱交換器２０の排気ガス出口２０Ｂには、導出管としての合流管２４の一端部が接続されている。合流管２４の他端部は、排気管１４における触媒システム１６とメインマフラ１８との間で、かつ分岐部２２Ａよりも下流に位置する合流部２４Ａに合流している。この排気熱回収用熱交換器２０は、排気管１４の側方に配設されている。すなわち、排気熱回収用熱交換器２０は、機械的には平面視で排気管１４に並列して配置されている。
【００２８】
さらに、排気管１４における分岐部２２Ａと合流部２４Ａとの間には、排気ガスの流れを切り換える流路切換装置としての流路切換バルブ２６が配設されている。流路切換バルブ２６は、排気ガスが主に排気管１４を通過する（排気管１４と比較して圧力損失の大きい排気熱回収用熱交換器２０には排気ガスが殆ど流れない）全開状態と、全排気ガスを排気熱回収用熱交換器２０に導入する全閉状態とを選択に切り換え可能とされている。この流路切換バルブ２６には、エンジン１２の吸気側と接続されたバキューム路２８が接続されている。バキューム路２８には、アクチュエータ（負圧ダイヤフラム）３０、バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）３２、及びバキュームタンク３４が配設されている。
【００２９】
また、上記バキュームスイッチングバルブ３２は、制御装置としてのエンジンＥＣＵ５０に電気的に接続されており、エンジンＥＣＵ５０からの排気熱回収指令に基づいて作動してアクチュエータ３０を作動させるようになっている。これにより、負圧が作用して流路切換バルブ２６の開閉状態が切り換えられる構成である。エンジンＥＣＵ５０の制御について後述する。
【００３０】
排気熱回収用熱交換器２０は、上記した排気ガスとエンジン冷却水との熱交換を行わせ、排気ガスの熱をエンジン冷却水に回収させるようになっている。排気熱回収システム１０は、エンジン冷却水の熱を暖房用に回収するフロントヒータコア３６、リヤヒータコア３８、及びエンジン冷却水をフロントヒータコア３６、リヤヒータコア３８に循環させるヒータ温水路４０を備えている。フロントヒータコア３６とリヤヒータコア３８とは、並列に配置されている。そして、ヒータ温水路４０におけるリヤヒータコア３８の下流側に排気熱回収用熱交換器２０が配置されている。この実施形態では、排気熱回収用熱交換器２０は、エンジン冷却水の系統においては、フロントヒータコア３６に対し並列でかつリヤヒータコア３８に対し直列に配置されている。
【００３１】
したがって、排気熱回収システム１０では、図１のヒータ温水路４０上に示す矢印の通りエンジン冷却水が流れるようになっている。すなわち、エンジン１２を通った高温の温水がフロントヒータコア３６及びリヤヒータコア３８を通る際に熱交換されて暖房に利用され、リヤヒータコア３８にて降温されたエンジン冷却水が排気熱回収用熱交換器２０に導入されて上記排気ガスと熱交換して排気ガスを冷却する構成である。排気熱回収用熱交換器２０を通過したエンジン冷却水は、フロントヒータコア３６を通過したエンジン冷却水と共にエンジン１２に戻されるようになっている。このように、排気熱回収用熱交換器２０は、例えば暖房機能の観点からは、エンジン１２によって加熱される前のエンジン冷却水を予熱する予熱器として機能する構成である。
【００３２】
（貯液部の構成）
図２に側断面図にて示される如く、以上説明した排気熱回収システム１０は、主に排気熱回収用熱交換器２０内で生じる凝縮水（後述）を貯留するための貯液部４２を備えている。貯液部４２は、排気管１４における流路切換バルブ２６の下流に設けられ、かつ合流部２４Ａよりも上流部分を含むように配置されている。
【００３３】
具体的には、貯液部４２は、流路切換バルブ２６と合流部２４Ａとの間に設けられた第１堰４４を備えている。第１堰４４は、排気管１４内における排気ガス流路の下縁を上方に隆起させている。したがって、第１堰４４は、その下流側に貯留された凝縮水が上流側に流れることが内容に堰きとめる構成である。また、貯液部４２は、第１堰４４の下流に設けられた第２堰４６を備えている。
【００３４】
第２堰４６は、第１堰４４と同様に排気管１４内における排気ガス流路の下縁を上方に隆起させている。これにより、排気熱回収用熱交換器２０内で生じ合流部２４Ａから排気管１４に流入した凝縮水が第１堰４４と第２堰４６との間に貯留される構成である。また、第２堰４６は、その上端が第１堰４４の上端よりも低位とされている。これにより、貯液部４２の貯液容量（図２に想像線Ｌにてして示す液位）を超えた場合に、凝縮水が下流側に排出され、第１堰４４を乗り越えて上流側に流れ込む（溢れ出る）ことが防止される構成とされている。
【００３５】
さらに、貯液部４２は、排気管１４の第１堰４４と第２堰４６との間における上側に設けられたガス堰４８を備えている。ガス堰４８は、排気管１４内における排気ガス流路の上縁を下方に突出させている。ガス堰４８は、合流部２４Ａよりも上流に配置されており、排気管１４の流路断面積を絞ることで、貯液部４２における上流部分を通過する排気ガスの流速を増大するようになっている。また、ガス堰４８は、上流側部分が上流及び下方を向く面がテーパ面とされており、排気ガスの流れを若干下向き（貯留している凝縮水側）に変換するようになっている。したがって、ガス堰４８は、貯液部４２に貯留された凝縮水の排出促進機能を果たす構成とされている。
【００３６】
以上説明した第１堰４４、第２堰４６、ガス堰４８の一部又は全部は、それぞれ排気管４８の管壁を内方に凸となるように変形して形成しても良く、別部材を固定して形成しても良い。
【００３７】
（エンジンＥＣＵの制御）
図１に示される如く、エンジンＥＣＵ５０は、エンジン１２の回転数（回転速度）を検出する回転検出器５２に電気的に接続されており、エンジン回転数に対応した信号が入力されるようになっている。また、エンジンＥＣＵ５０は、エンジン１２に電気的に接続されており、入力される車両情報に基づいて判断する車両状況に応じてエンジン回転数を制御する（例えば、燃料供給量を調節する）ようになっている。さらに、エンジンＥＣＵ５０は、上記の通りバキュームスイッチングバルブ３２に電気的に接続されており、流路切換バルブ２６による排気管１４の開閉を切り換えるようになっている。
【００３８】
このエンジンＥＣＵ５０には、各種車両情報が入力されるようになっている。この車両情報には、例えば、エンジン始動の有無、車速、アクセル開度、変速段等の走行情報、冷暖房要求、エンジン冷却水温、外気温等が含まれている。そして、エンジンＥＣＵ５０は、エンジン冷却水温が低いときに暖房要求がされたと判断した場合又はエンジン１２の暖気を促進する必要があると判断した場合には、アクチュエータ３０が流路切換バルブ２６を閉弁させるようにバキュームスイッチングバルブ３２を切り換えて、排気熱回収用熱交換器２０によってエンジン冷却水に排気ガスの熱を回収させるようになっている。
【００３９】
また、エンジンＥＣＵ５０は、貯液部４２に所定量以上の凝縮水が貯留されたことに対応する条件が成立した場合に、エンジン１２のエンジン回転数を上昇させるようになっている。この実施形態では、エンジンＥＣＵ５０は、タイマを内蔵しており、設定値以下のエンジン回転数で連続して排気熱回収用熱交換器２０による排気熱回収を行った時間が設定時間を経過したと判断した場合には、すなわち貯液部４２に所定量程度（範囲）の凝縮水が貯留していると推定される場合には、エンジン１２の回転数を上昇させて凝縮水の排気促進を図る構成とされている。したがって、エンジン１２が本発明における液体排出手段に相当する。なお、エンジンＥＣＵ５０の制御フローについては、この実施形態の作用と共に後述する。
【００４０】
次に、本第１の実施形態の作用を説明する。
【００４１】
上記構成の排気熱回収システム１０では、エンジンＥＣＵ５０がエンジン１２の始動直後のように冷却水温が低いときに暖房要求又はエンジン１２の暖気促進要求があったと判断すると、該エンジンＥＣＵ５０は、バキュームスイッチングバルブ３２を切り換えて流路切換バルブ２６によって排気管１４を閉止させる。すると、エンジン１２の排気ガスが分岐部２２Ａから分岐管２２を経由して排気熱回収用熱交換器２０に導入される。排気熱回収用熱交換器２０に導入された排気ガスは、エンジン冷却水との間で熱交換を行い、エンジン冷却水を加熱させる。一方、排気ガスはエンジン冷却水との熱交換によって冷却されるので、排気熱回収用熱交換器２０内では排気ガス中の水分が凝縮して液化する。すなわち、凝縮水が生じる。
【００４２】
排気熱回収用熱交換器２０内で生じた凝縮水は、排気ガスの流動に伴って、排気ガス出口２０Ｂ、合流管２４、合流部２４Ａを経由して排気管１４に流れ込む。例えば、エンジン１２がアイドリング中である場合のような排出する排気ガス量が少ない場合には、凝縮水を下流に排出する気流が弱い。このため、凝縮水は、排気管１４内における貯液部４２内に貯留される。
【００４３】
一方、制御装置５０の動作を図３に示すフローチャートを用いて説明すると、ステップＳ１０で排気熱回収を開始したか否かを判断する。排気熱回収を開始していない（排気熱回収用熱交換に２０に排気ガスを導入していない）と判断するとステップＳ１０に戻る。排気熱回収を開始したと判断すると、ステップＳ１２に進みタイマをスタートする。次いでステップＳ１４に進み、エンジン１２がアイドリング状態であるか否か、すなわちエンジン回転数Ｎが所定の回転数Ｎｓ（例えば、１０００ｒｐｍ）未満であるか否かを判断する。エンジン１２がアイドリング状態でない場合には、貯液部４２に貯留した凝縮水の排出が促進されるので、ステップＳ１０に戻る。エンジン１２がアイドリング状態である場合は、ステップＳ１６に進む。
【００４４】
ステップＳ１６では、排気熱回収を終了していないか否かを判断する。排気熱回収を終了したと判断すると、その後の新たな凝縮水の貯留が防止されるので、ステップＳ１０に戻る。排気熱回収が終了していないと判断した場合には、ステップＳ１８に進み、タイマスタートからの経過時間Ｔが設定時間Ｔｓ以上であるか否かを判断する。タイマスタートから設定時間を経過していないと判断すると、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４でアイドリング状態が解除されたと判断するか又はステップＳ１６で排気熱回収を終了したと判断することがない限り、設定時間Ｔｓの経過までステップＳ１４乃至Ｓ１８を繰り返す。
【００４５】
ステップＳ１８でタイマスタートから設定時間を経過したと判断すると、換言すれば、エンジン１２のアイドリング状態での排気熱回収が設定時間以上連続して行われたと判断すると、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、所定の時間だけエンジン１２の回転数を上昇させ（アイドルアップを行い）、貯液部４２に貯留している（と推定される）凝縮水の排出を促進させる。この実施形態では、エンジン１２の回転数を１０秒間だけ、１６００ｒｐｍ（＞Ｎｓ）とする。
【００４６】
これにより、排気管１４を通過する排気ガス量が増加して排気管１４内の排気ガス流速が上昇するため、この排気ガスの流れによって凝縮水が下流に排出される。なお、この凝縮水の排出を促進するために、アイドルアップ期間中は排気熱回収を停止することが望ましい。
【００４７】
ここで、排気管１４における流路切換バルブ２６の設置部位と合流部２４Ａとの間に貯液部４２を設けたため、この貯液部４２に凝縮水を貯留することができる。これにより、貯液部４２に貯留した凝縮水が第１堰４４を乗り越えて流路切換バルブ２６側に流れ込むことが防止される。また、仮に貯液部４２の貯液容量を超える量の凝縮水が排気管１４に流れ込んでも、第２堰４６が第１堰４４よりも低位であるため、凝縮水は貯液部４２から第２堰４６側に溢出し、凝縮水が流路切換バルブ２６側に流れ込むことが防止される。
【００４８】
このように、第１の実施形態に係る排気熱回収システム１０では、合流部２４Ａから排気管１４に流れ込む凝縮水が該排気管１４における流路切換バルブ２６・触媒システム１６に接触することを防止することができる。
【００４９】
またここで、エンジンＥＣＵ５０が貯液部４２に所定量程度の凝縮水が貯留していると推定した場合に、この凝縮水を自動的に排出させるようにエンジン１２の回転数を上昇するため、凝縮水が流路切換バルブ２６側に流れ込むことが確実に防止される。しかも、エンジン１２のアイドリング状態の継続時間という単純な情報に基づき、簡単な液体排出手段（エンジン１２の回転数上昇）を自動的に作動させて、凝縮水が流路切換バルブ２６側に流れ込むことを確実に防止することができる。このため、信頼性が高く、また新規な貯液量検出器や凝縮水排出構造を設ける必要がない。
【００５０】
なお、この第１の実施形態では、エンジンＥＣＵ５０が貯液部４２に貯留した凝縮水の貯留量を推定し自動的に貯液を促進させる例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、エンジンＥＣＵ５０による凝縮水の排出促進制御を行わない構成としても良い。
【００５１】
次いで、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の実施形態と基本的に同一の部品・部分については上記第１の実施形態又は前出の実施形態と同一の符号を付してその説明又は図示を省略する場合がある。
【００５２】
図４には、本発明の第２の実施形態に係る排気熱回収システム６０の要部が図２に対応する側断面図にて示されるている。この図に示される如く、排気熱回収システム６０は、貯液部４２に代えて貯液部６２を備えている。貯液部６２は、排気管１４における分岐部２２Ａと合流部２４Ａとの間に直列に接続されたベローズ状管としてのフレキシブルパイプ６４にて構成されている。この実施形態では、フレキシブルパイプ６４は、ベローズ（蛇腹）管であり、内外周にそれぞれ軸線方向に隣り合う複数の環状溝が形成されている。このため、フレキシブルパイプ６４は、軸線方向に弾性的に伸縮可能で、かつ弾性曲げが可能とされている。そして、貯液部６２は、フレキシブルパイプ６４の内周に形成された複数の環状溝の下側部分として構成されている。
【００５３】
また、フレキシブルパイプ６４は、カバー部材６６に覆われている。カバー部材６６は、フレキシブルパイプ６４の伸縮、曲げに伴う排気管１４の伸縮、曲げに影響を与えないように取り付けられている。排気熱回収システム６０の他の構成は、排気熱回収システム１０の対応する構成と同様である。
【００５４】
したがって、第２の実施形態に係る排気熱回収システム６０によっても、第１の実施形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。また、排気管における分岐部２２Ａと合流部２４Ａとの間にフレキシブルパイプ６４を設けているため、排気管１４と排気熱回収用熱交換器２０との熱膨張差がフレキシブルパイプ６４の伸縮によって吸収される。すなわち、排気管１４とは排気熱回収用熱交換器２０とでは、高温の排気ガスが流れる側の熱膨張量が他方の熱膨張量よりも大きくなるが、この熱膨張差がフレキシブルパイプ６４の伸縮によって吸収される。これにより、分岐管２２、合流管２４に作用する熱応力、特に分岐部２２Ａ、合流部２４Ａにおける熱応力が緩和される。
【００５５】
さらに、貯液部６２に凝縮水を貯留した場合には、フレキシブルパイプ６４の上部及び中間部（排気ガス接触部分）と下部（貯液部６２）とで温度差による膨張差が生じるが、この膨張差がフレキシブルパイプ６４自体の弾性的な変形によって吸収され、フレキシブルパイプ６４に作用する熱応力は小さい。このため、フレキシブルパイプ６４すなわち貯液部６２の耐久性が増す。
【００５６】
図５には、第３の実施形態に係る排気熱回収システム７０の一部が平面図にて示されている。この図に示される如く、排気熱回収システム７０は、排気管１４には貯液部４２、６２を備えない点で、上記各実施形態とは異なる。
【００５７】
この排気熱回収システム７０は、分岐管２２の一部及び合流管２４の一部がそれぞれフレキシブルパイプ７２、７４にて構成されている。フレキシブルパイプ７２、７４は、それぞれベローズ（蛇腹）管であり、内外周にそれぞれ軸線方向に隣り合う複数の環状溝が形成されている。このため、フレキシブルパイプ７２、７４は、軸線方向に弾性的に伸縮可能で、かつ弾性曲げが可能とされている。
【００５８】
また、この実施形態では、分岐管２２における水平部分、具体的には排気熱回収用熱交換器２０と同軸的な部分をフレキシブルパイプ７２が構成すると共に、合流管２４における水平部分、具体的には排気熱回収用熱交換器２０と同軸的な部分をフレキシブルパイプ７４が構成している。この実施形態では、排気熱回収用熱交換器２０は、フレキシブルパイプ７２、７４を含む分岐管２２、合流管２４を介して排気管１４に支持されている。換言すれば、排気管１４が車体に対し構成している主振動系に対し、排気熱回収用熱交換器２０を質量要素、フレキシブルパイプ７２、７４を弾性要素とする副振動系が構成されている。排気熱回収用熱交換器２０に質量は略３ｋｇとされており、上記副振動系が主振動系の低周波振動に対する動吸振器として機能するように、フレキシブルパイプ７２、７４の弾性特性（ばね定数）が設定されている。
【００５９】
そして、図６に示される如く、フレキシブルパイプ７４における内周面側に形成された複数の環状溝の下部が貯液部７６とされている。したがって、この実施形態では、凝縮水が排気管１４に流れ込む前に貯液部７６の貯留する構成とされている。また、排気熱回収用熱交換器２０における排気ガス出口２０Ｂが設けられた排気ガス出口ヘッダ７８（上記各実施形態では説明省略）は、下流に向けて流路断面積が連続的に縮小されるテーパ状に形成されている。このため、排気ガス出口ヘッダ７８は、排気熱回収用熱交換器２０の図示しない熱交換部（細管等）から導入された排気ガスを通過させつつ増速させる構成とされている。排気熱回収システム７０の他の構成は、排気熱回収システム１０の対応する構成と同様である。
【００６０】
したがって、第３の実施形態に係る排気熱回収システム７０によっても、貯液部７６の配置が貯液部４２等とは異なるものの、基本的に第１の実施形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。すなわち、排気熱回収用熱交換器２０の生じた凝縮水を、エンジン回転数が低い場合などに貯液部７６に一時的に貯留し、エンジン回転数が上昇すると合流部２４Ａを経由して排気管１４から外部（下流）に排出することで、流路切換バルブ２６や触媒システム１６に凝縮水が接触することを防止することができる。
【００６１】
また、フレキシブルパイプ７４にて貯液部７６を構成しているため、フレキシブルパイプ６４にて貯液部６２を構成した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、フレキシブルパイプ７４がフレキシブルパイプ７２と共に伸縮して排気熱回収用熱交換器２０と排気管１４との熱膨張差を吸収することができる。さらに、フレキシブルパイプ７４自体におけるガス接触部分と凝縮水接触部分との熱膨張差を吸収することができる。
【００６２】
またさらに、排気熱回収システム７０では、フレキシブルパイプ７４が水平（車両が水平面上にある状態で重力方向に対し直角）に配置されているため、このフレキシブルパイプ７４は、図６に示される如く、排気熱回収用熱交換器２０に矢印Ａ方向の質量を支持するために、その下部には矢印Ｂにして示す如く伸び方向の応力が作用する。一方、このフレキシブルパイプの内周側溝部の下部である貯液部７６に凝縮水が貯留されると、排気ガスの接触部分よりも低温になる該貯液部７６には、図７に矢印Ｃにて示す収縮方向の応力が作用する。このため、フレキシブルパイプ７４の下部の変形は、排気熱回収用熱交換器２０を支持するための伸び応力と、凝縮水にて冷却されたことによる収縮応力のアンバランス分（相殺されずに作用する力の分）に抑制される。これにより、フレキシブルパイプ７４の変形が抑制されて排気熱回収用熱交換器２０の姿勢が維持され、該排気熱回収用熱交換器２０が下方に変位することで凝縮水が排出され難くなることが防止される。
【００６３】
さらに、排気熱回収システム７０では、排気熱回収用熱交換器２０と各フレキシブルパイプ７２、７４とが排気管１４の動吸振器として設定（チューニング）されているため、排気管１４の振動（振幅）を効果的に抑制することができる。これにより、エンジン回転に起因する排気管１４の振動・騒音を防止することができる。また、排気管１４の振動に対する強度、疲労強度を向上することができる。
【００６４】
また、排気熱回収システム７０では、排気熱回収用熱交換器２０の排気ガス出口ヘッダ７８が通過する排気ガスを増速するため、合流管２４に配設された貯液部７６に貯留した凝縮水の排出（又は乾燥）が促進される。なお、排気ガスを増速するテーパ流路は、排気熱回収用熱交換器２０の排気ガス出口ヘッダ７８に設ける構成に代えて、合流管２４における排気ガス出口２０Ｂと貯液部７６（フレキシブルパイプ７４）との間に配置しても良い。
【００６５】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されることはなく、適宜変更して実施可能である。また、例えば排気熱回収システム７０に貯液部４２又は貯液部６２を設ける等、上記各実施形態の構成要素を適宜組み合わせて構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排気熱回収システムの全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る排気熱回収システムの要部を拡大して示す側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る排気熱回収システムの制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る排気熱回収システムの要部を拡大して示す側断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る排気熱回収システムの平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る排気熱回収システムの要部を拡大して示す一部切り欠いた側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る排気熱回収システムを構成するフレキシブルパイプの側断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    排気熱回収システム（排気熱回収装置）
１２    エンジン
１４    排気管
２０    排気熱回収用熱交換器（熱交換器）
２０Ｂ  排気ガス出口
２２    分岐管（導入路）
２２Ａ  分岐部
２４    合流管（導出路）
２４Ａ  合流部
２６    流路切換バルブ（流路切換装置）
４２    貯液部
５０    制御装置
６０    排気熱回収システム
６２    貯液部
７０    排気熱回収システム
７４    フレキシブルパイプ（ベローズ状管）
７６    貯液部
７８    排気ガス出口ヘッダ（テーパ流路）
【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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【図７】
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