(57)【要約】【課題】熱交換器による熱交換を意図しない場合には熱交換を抑制する。【解決手段】エンジンからの排気が内周側を流れる内筒３４と、この内筒３４の外周側に配置される外筒３６の間隙に熱交換器４６が配置される。内筒３４の通気孔４２よりも下流側には開閉弁３８が配置される。内筒３４の外周と熱交換器４６の内周とに周方向に渡って接触して断熱マット４６が配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気が内周側を流れ、前記内周側と外周側とを連通する通気孔を備える内筒と、
前記内筒の外周側に前記内筒と間隙をあけて配置される外筒と、
前記内筒の内側で前記通気孔よりも前記排気の下流側に位置し前記内筒の内部を開閉する開閉弁と、
前記間隙に設けられ、前記内筒の通気孔から流れ込んだ排気の熱を受ける熱交換器と、
前記内筒の外周と前記熱交換器の内周とに周方向に渡って接触して配置される断熱マットと、
を有する排熱回収器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排熱回収器に関する。
【背景技術】
【０００２】
マフラ部の外側を覆って排気熱回収器を配置し、マフラ部と排気熱回収器とに流れる排気を切り替える切換バルブを設けた排気熱回収マフラがある（たとえば、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２００６−１０５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンからの排気が流れる内筒の外周側に単に熱交換器を配置すると、熱交換器で熱交換を行うことを意図しない場合でも、排気の熱が内筒を経て熱交換器に作用してしまうことがある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、熱交換器による熱交換を意図しない場合には熱交換を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の態様では、エンジンからの排気が内周側を流れ、前記内周側と外周側とを連通する通気孔を備える内筒と、前記内筒の外周側に前記内筒と間隙をあけて配置される外筒と、前記内筒の内側で前記通気孔よりも前記排気の下流側に位置し前記内筒の内部を開閉する開閉弁と、前記間隙に設けられ、前記内筒の通気孔から流れ込んだ排気の熱を受ける熱交換器と、前記内筒の外周と前記熱交換器の内周とに周方向に渡って接触して配置される断熱マットと、を有する。
【０００７】
この排熱回収器では、内筒と外筒との間隙に熱交換器が設けられる。開閉弁をたとえば閉弁状態とすることで、排気を通気孔から熱交換器に作用させて熱交換器で熱交換できる。
【０００８】
開閉弁を開弁状態にすれば、排気が内筒を流れ、通気孔から熱交換器に作用する排気の量が少なくなるので、熱交換器における熱交換の量も少なくなる。
【０００９】
内筒の外周と外筒の内周とには、周方向に渡って断熱マットが接触して配置されている。このため、熱交換器による熱交換を意図しない場合に、排気の熱が内筒を経て熱交換器に作用することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記構成としたので、熱交換器による熱交換を意図しない場合には熱交換を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は第一実施形態の排熱回収器を開閉弁の開状態で排気管の長手方向に沿った断面で示す断面図である。
【図２】図２は第一実施形態の排熱回収器の排気管、断熱マット及び熱交換器を示す斜視図である。
【図３】図３は第一実施形態の排熱回収器を開閉弁の閉状態で排気管の長手方向に沿った断面で示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第一実施形態の排熱回収器について、図面を参照して説明する。  
【００１３】
図１及び図３に示すように、本実施形態の排熱回収器３２は、エンジンからの排気が流れる排気管３３を有している。排気管３３は、内筒３４と、この内筒３４の外周側で間隙Ｃ２をあけて配置された外筒３６とを有している。本実施形態では、内筒３４及び外筒３６は、円筒状に形成されており、外筒３６は内筒３４と同軸に配置されている。
【００１４】
図面において、排気の流れ方向を矢印Ｆ１で示す。単に「上流」及び「下流」というときは、それぞれ、排気の流れ方向における「上流」及び「下流」を意味する。排気の流れ方向は、内筒３４の軸方向と一致する。外筒３６の下流側端部３６Ｂは内筒３４の下流側端部３４Ｂよりもさらに下流側に位置している。
【００１５】
排熱回収器３２は、内筒３４の内部に配置される弁部材３８を有する。弁部材３８は、開位置ＨＰ（図１参照）と閉位置ＴＰ（図３参照）の間を、開放方向（矢印Ｈ方向）及びその反対方向である閉塞方向に回転する。
【００１６】
弁部材３８は、閉位置ＴＰでは、内筒３４の内部を閉じており、開位置ＨＰでは、内筒３４の内部を、排気が通過できるように開放している。
【００１７】
弁部材３８には、回転軸４０が固定されている。回転軸４０の両側部分は、内筒３４に取り付けられた軸受けによって、内筒３４に対し回転可能に支持されている。
【００１８】
弁部材３８を開位置ＨＰと閉位置ＴＰとの間で回転させる構造は限定されない。たとえば、アクチュエータにより回転する構造でもよいし、排気を受けて回転するように弁部材３８の構造を工夫してもよい。
【００１９】
内筒３４には、この内筒３４の径方向内側と径方向外側とを連通する通気孔４２が形成されている。本実施形態では、図２にも示すように、複数の通気孔４２が、内筒３４の周方向に一定間隔で、且つ軸方向には１列で形成されている。開閉弁３８は、通気孔４２よりも下流側に位置している。
【００２０】
外筒３６の上流側端部３６Ａは、通気孔４２よりも上流側で内筒３４に接合されている。外筒３６の下流側端部３６Ｂは内筒３４から離間しており、間隙Ｃ２が内筒３４の下流側端部３４Ｂの位置まで達している。
【００２１】
内筒３４と外筒３６の間隙Ｃ２には、通気孔４２よりも下流側に熱交換器４６が収容されている。弁部材３８が閉位置ＴＰにある状態では、内筒３４内を流れる排気の流れが弁部材３８で止められるので、排気は通気孔４２から熱交換器４６に達する。熱交換器４６では、排気の熱をたとえばエンジン冷却水等の受熱対象に作用させる。熱交換器４６を通った排気は、隙間Ｃ２から排気管３３（外筒３４）内に戻る。このように、間隙Ｃ２は、弁部材３８が閉位置ＴＰにあるときに排気が流れるバイパス経路として作用する。これに対し、内筒３４の内側は、弁部材３８が開位置ＨＰにあるときに排気が主に流れる主経路として作用する。
【００２２】
内筒３４の外周面と熱交換器４６との間には、断熱マット４４が配置されている。図２にも示すように、断熱マット４４は、断熱性を有する材料によって円筒状に形成されており、内筒３４と同軸で配置されている。さらに、本実施形態では、断熱マット４４は弾性も有している。
【００２３】
断熱マット４４の材料としては、たとえばムライトやインタラム（スリーエム社の商品名）を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００２４】
断熱マット４４の内周面は、内筒３４の外周面を周方向に連続して覆うように接触している。また、断熱マット４４の外周面は、熱交換器４６に接触している。これにより、断熱マット４４は、内筒３４と熱交換器４６の間をシールし、気密状態を維持している。
【００２５】
内筒３４は、たとえば、断熱マット４４の内周側に圧入することができ、断熱マット４４は、熱交換器４６の内周側に圧入することができる。
【００２６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２７】
本実施形態の弁部材３８は、図１に示す開位置ＨＰと、図３に示す閉位置ＴＰとを採り得る。
【００２８】
弁部材３８が開位置ＨＰにある状態では、内筒３４内の排気が弁部材３８の下流側まで流れるので、通気孔４２から間隙Ｃ２に流れ込む排気の量は少ない。熱交換器４６に達する排気の量が少ないので、排気から熱交換器４６によって熱交換対象に作用する熱量は少ない。
【００２９】
図２にも示すように、本実施形態では、内筒３４と熱交換器４６の間に断熱マット４４が配置されている。断熱マット４４により、内筒３４から熱交換器４６への熱伝導が抑制される。すなわち、弁部材３８が開位置ＨＰにある（熱交換器４６での熱交換を意図しない）状態では、このような断熱マット４４がない構造と比較して、排気の熱が内筒３４から熱交換器４６に作用することを抑制できる。
【００３０】
弁部材３８が閉位置ＴＰにある状態では、内筒３４内の排気の流れは弁部材３８で止められるので、通気孔４２から間隙Ｃ２に流れ込む排気の量が、内筒３４が開位置ＨＰにあるときよりも多い。熱交換器４６に達する排気の量が多いので、排気から熱交換器４６によって熱交換対象に作用する熱量も多い。
【００３１】
内筒３４と熱交換器４６の間は断熱マット４４によってシールされ、気密状態が保たれている。したがって、弁部材３８が閉位置ＴＰにある状態では、通気孔４２から間隙Ｃ２に達した排気が、内筒３４と熱交換器４６の間から下流側に漏れることが抑制され、排気の熱を効率的に熱交換器４６に作用させることができる。
【００３２】
上記したように、内筒３４を断熱マット４４の内周側に圧入し、断熱マット４４を熱交換器４６の内周側に圧入する構造を採り得る。これにより、熱交換器４６に排気の圧力が上流側から下流側へ作用しても、断熱マット４４の保持力により、熱交換器４６を所定の位置に保持できる。
【００３３】
内筒３４の内部と、間隙Ｃ２とで生じた温度差により内筒３４と外筒３６との間で温度差による伸び量の差が生じていても、この伸び量の差を断熱マット４４が伸縮あるいはスライドにより吸収できる。たとえば、弁部材３８が開位置ＨＰにある状態では、内筒３４の内周側には多くの排気が流れるが、通気孔４２から間隙Ｃ２へ流れる排気は少ないので、内筒３４と外筒３６との温度差が大きくなり、上記した伸び量の差も大きくなる。このような場合であっても、断熱マット４４の伸縮あるいはスライドにより、伸び量の差を吸収できる。特に本実施形態では、断熱マット４４を、内筒３４や熱交換器４６に固着することなく圧入した構造を採り得る。これにより、断熱マット４４を内筒３４及び外筒３６との間の伸び量の差を、断熱マット４４のスライドにより確実に吸収することができる。
【符号の説明】
【００３４】
３２  排熱回収器
３４  内筒
３６  外筒
３８  弁部材（開閉弁）
４２  通気孔
４４  断熱マット
４６  熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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