(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄熱部材が十分に暖められていない場合でも、熱交換を迅速に行える熱交換装置を提供する。【解決手段】第１の流路（熱交換部２０）を通流するエンジンＥＮＧから排気される排気ガスＧと、第２の流路（熱交換部４０）を通流する冷却水Ｗとの間の熱交換を、蓄熱部材３１を介して行うように構成された熱交換装置３０であって、熱交換部２０に接続された第１の伝熱部材３２と、熱交換部４０に接続された第２の伝熱部材３４とを、蓄熱部材３１の内部で間隔を空けて配置すると共に、第１の伝熱部材３２に設けたフィン３８を、第２の伝熱部材３４に接触させて配置し、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上（１００℃以上）になると、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを互いに離間させる方向に移動させて、フィン３８と第２の伝熱部材３４とを非接触にするシリンダ装置３６を設けた熱交換装置３０とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流路を通流する第１の熱交換媒体と、第２の流路を通流する第２の熱交換媒体との間の熱交換を、蓄熱部材を介して行うように構成された熱交換装置であって、
前記第１の流路に接続された第１の伝熱部材と、前記第２の流路に接続された第２の伝熱部材とを、前記蓄熱部材の内部で間隔を空けて配置すると共に、前記第１の伝熱部材に設けた第３の伝熱部材を、前記第２の伝熱部材に接触させて配置し、
前記蓄熱部材の温度が所定温度以上になると、前記第１の伝熱部材と前記第２の伝熱部材とを互いに離間させる方向に移動させて、前記第３の伝熱部材と前記第２の伝熱部材とを非接触にする駆動手段を設けたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
第１の流路を通流する第１の熱交換媒体と、第２の流路を通流する第２の熱交換媒体との間の熱交換を、蓄熱部材を介して行うように構成された熱交換装置であって、
前記第１の流路に接続された第１の伝熱部材と、前記第２の流路に接続された第２の伝熱部材とを、前記蓄熱部材の内部で間隔を空けて配置すると共に、前記第１の伝熱部材に設けた第４の伝熱部材と、前記第２の伝熱部材に設けた第５の伝熱部材とを、前記第１の伝熱部材と前記第２の伝熱部材との間で互いに接触させて配置し、
前記蓄熱部材の温度が所定温度以上になると、前記第１の伝熱部材と前記第２の伝熱部材とを互いに離間させる方向に移動させて、前記第４の伝熱部材と前記第５の伝熱部材を非接触にする駆動手段を設けたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項３】
前記第１の伝熱部材と前記第２の伝熱部材のうちの少なくとも一方は、前記第１の伝熱部材と前記第２の伝熱部材とを互いに離間させる方向に変位可能となっており、
前記駆動手段は、
前記第１の伝熱部材に設けられていると共に、前記第２の伝熱部材側に開口部を向けた有底筒状のシリンダ部材と、
前記第２の伝熱部材に設けられていると共に、前記シリンダ部材に内嵌させた弁部が、前記第１の伝熱部材と前記第２の伝熱部材とを互いに離間させる方向で進退移動可能とされたピストン部材と、
前記シリンダ部材内で、当該シリンダ部材の底部と前記弁部との間に充填され、温度により体積変化する媒体と、を有するシリンダ装置であり、
前記媒体は、温度が低くなると体積が小さくなると共に、温度が高くなると体積が大きくなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記第１の熱交換媒体は、内燃機関の排気ガスまたは内燃機関の温度調節用の液体であり、前記第２の熱交換媒体は、前記内燃機関の温度調節用の液体または前記内燃機関の排気ガスであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載の車両用熱交換器。
【請求項５】
前記第１の熱交換媒体は、内燃機関の排気ガスまたは空調装置の流路を通流する空調空気であり、前記第２の熱交換媒体は、前記空調装置の流路を通流する空調空気または前記内燃機関の排気ガスであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載の車両用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンから排出された排気ガスの熱で暖められた温水の熱を蓄熱装置の蓄熱部材に蓄熱し、エンジンの始動直後のように、空調装置で調節される空調空気の温度が低いときに、蓄熱部材に蓄熱した熱を利用して、空調空気を暖めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−７６５１０号公報
【０００４】
上記の排気熱回収システムの熱交換器では、エンジンから排出された排気ガスの熱で暖められた温水と蓄熱部材との間で熱交換を行うための第１の伝熱部材と、蓄熱部材と空調装置を流通する空調空気との間で熱交換を行うための第２の伝熱部材と、が蓄熱部材の内部で間隔を空けて設けられており、第１の伝熱部材と第２の伝熱部材との間の熱交換を、蓄熱部材を介して行うようになっている、
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１の熱交換器の場合、蓄熱部材が十分に暖められていないと、第１の伝熱部材と第２の伝熱部材との間の熱交換を適切に行うことができないので、エンジン始動直後のように、蓄熱部材が十分に暖められていない場合には、第１の伝熱部材と第２の伝熱部材との間で、迅速な熱交換を行うことができなかった。
【０００６】
よって、蓄熱部材が十分に暖められていない場合でも、熱交換を迅速に行えるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の流路を通流する第１の熱交換媒体と、第２の流路を通流する第２の熱交換媒体との間の熱交換を、蓄熱部材を介して行うように構成された熱交換装置であって、第１の流路に接続された第１の伝熱部材と、第２の流路に接続された第２の伝熱部材とを、蓄熱部材の内部で間隔を空けて配置すると共に、第１の伝熱部材に設けた第３の伝熱部材を、第２の伝熱部材に接触させて配置し、蓄熱部材の温度が所定温度以上になると、第１の伝熱部材と第２の伝熱部材とを互いに離間させる方向に移動させて、第３の伝熱部材と第２の伝熱部材とを非接触にする駆動手段を設けた熱交換装置とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、蓄熱部材が十分に暖められていない場合でも、熱交換を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる排気熱回収システムの構成図である。
【図２】実施の形態にかかるシリンダ装置の動作を説明する概略図である。
【図３】実施の形態にかかる熱交換装置を説明する図である。
【図４】実施の形態にかかるフィン近傍の断面斜視図である。
【図５】他の実施の形態にかかる熱交換装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の熱交換装置を、エンジンの排気ガスと冷却水との間の熱交換を行う排気熱回収システムに適用した場合を例に説明する。
図１は、第１の実施形態にかかる排気熱回収システム１の全体構成を説明する概略図である。
図２は、シリンダ装置３６の構造を説明する図であって、図１における領域Ａを拡大した図であり、（ａ）は、シリンダ装置３６の相変化媒体Ｂが固体状態である場合を、（ｂ）は、シリンダ装置３６の相変化媒体Ｂが液体状態である場合を、それぞれ示している。
図３は、熱交換装置３０の動作を説明する図であり、（ａ）は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、基準位置にある状態を示す図であり、（ｂ）は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、作動位置にある状態を示す図である。
なお、図１では、排気熱回収システム１のシリンダ装置３６を断面で示している。
【００１１】
図１に示すように、排気熱回収システム１は、エンジンＥＮＧから排出される排気ガスＧと、エンジンＥＮＧの冷却水Ｗとの間で熱交換を行う熱交換装置３０を備えている。
【００１２】
この排気熱回収システム１では、排気ガスＧが通流する排気管１０に、当該排気管１０よりも大径の熱交換部２０が設けられていると共に、冷却水Ｗが通流する配管４１に、当該配管４１よりも大径の熱交換部４０が設けられており、これら熱交換部２０、４０の間に、熱交換装置３０が位置している。
【００１３】
熱交換装置３０は、熱交換部２０に接続された第１の伝熱部材３２と、熱交換部４０に接続された第２の伝熱部材３４とを有しており、これら第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４は、蓄熱部材３１の内部で、間隔を空けて互いに平行に設けられている。
【００１４】
蓄熱部材３１は、パラフィン、キシリトール、エリスリトール等の熱を蓄えることができる材料で構成されており、蓄熱部材３１は、第１の伝熱部材３２を介して伝達される排気ガスＧの熱を蓄熱して、暖められるようになっている。
【００１５】
第１の伝熱部材３２は、銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い材料で形成された円柱形状の部材であり、長手方向の一端３２ａ側は、熱交換部２０の周壁２０ａを貫通して、熱交換部２０の内部に位置している。
熱交換部２０内において第１の伝熱部材３２の一端３２ａ側は、熱交換部２０を通過する排気ガスＧの流路を横切って設けられており、熱交換部２０を通過する排気ガスＧが第１の伝熱部材３２に接触することで、第１の伝熱部材３２が排気ガスＧの熱で暖められるようになっている。
【００１６】
ここで、第１の伝熱部材３２の他端３２ｂ側は、蓄熱部材３１内に位置しており、排気ガスＧの熱で第１の伝熱部材３２が暖められると、蓄熱部材３１もまた、暖められた第１の伝熱部材３２を介して伝達される熱で暖められるようになっている。
【００１７】
第２の伝熱部材３４もまた、上記の第１の伝熱部材３２と同様に、銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い材料で形成された円柱形状の部材であり、第２の伝熱部材３４の長手方向の一端３４ａ側は、熱交換部４０の周壁４２ａを貫通して、熱交換部４０の内部に位置している。
【００１８】
第２の伝熱部材３４の一端３４ａ側は、熱交換部４０内において、熱交換部４０を通過する冷却水Ｗの流路を横切って設けられており、熱交換部４０を通過する冷却水Ｗが第２の伝熱部材３４に接触することで、熱交換部４０を通過する冷却水Ｗと第２の伝熱部材３４との間で熱交換が行われるようになっている。
【００１９】
ここで、第２の伝熱部材３４の長手方向の他端３４ｂ側（先端側）は、蓄熱部材３１内に位置しており、この蓄熱部材３１は、第１の伝熱部材３２を介して伝達される排気ガスＧの熱で暖められるようになっている。そのため、蓄熱部材３１内に他端３４ｂ側（先端側）を位置させた第２の伝熱部材３４は、第１の伝熱部材３２から蓄熱部材３１に伝達された排気ガスＧの熱で暖められるようになっており、最終的に第２の伝熱部材３４に伝達された排気ガスＧの熱は、熱交換部４０内を通過する冷却水Ｗとの熱交換に利用されて、冷却水Ｗが、伝達された排気ガスＧの熱で暖められるようになっている。
【００２０】
蓄熱部材３１の内部において、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間には、第１の伝熱部材３２の外周に固定されたフィン３８が位置している。
図４は、第１の伝熱部材３２の外周に固定されたフィン３８を説明する図であり、（ａ）は、基準位置に配置された第１の伝熱部材３２および第２の伝熱部材３４と、フィン３８の配置を説明する図であり、（ｂ）は、（ａ）における面Ａで、フィン３８周りを切断した断面図である。
【００２１】
フィン３８は、銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い材料で形成された板状の部材であり、基準位置に配置された第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４は、このフィン３８を介して互いに接続されている。
そのため、基準位置に配置された第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間の伝熱が、フィン３８を介して行えるようになっている。
【００２２】
フィン３８は、第１の伝熱部材３２の第２の伝熱部材３４側の外周から、第２の伝熱部材３４側に延びており、第１の伝熱部材３２の長手方向に間隔を空けて複数設けられている。
第１の伝熱部材３２に設けられた複数のフィン３８は、互いに平行に配置されており、フィン３８の各々は、その先端３８ａを、第２の伝熱部材３４の径方向から、第２の伝熱部材３４に接触させている。
フィン３８の先端３８ａは、第２の伝熱部材３４の外周に沿う弧状を成しており、フィン３８と第２の伝熱部材３４との接触面積が確保されるようになっている。
なお、フィン３８の基端（他端３８ｂ）もまた、第１の伝熱部材３２の外周に沿う弧状を成しており、フィン３８と第１の伝熱部材３２との接触面積が確保されるようになっている。
【００２３】
実施の形態では、フィン３８の幅方向における中央部の長さＬ１は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが基準位置に配置されて、互いに平行に配置されているときに、フィン３８が第２の伝熱部材３４に接触できる長さに設定されている。
【００２４】
図１に示すように、蓄熱部材３１の内部において、第１の伝熱部材３２の他端３２ｂ側と、第２の伝熱部材３４の他端３４ｂ側は、互いに離れる方向（図中左右方向）に変位可能となっており、蓄熱部材３１の内部には、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを互いに離間させる方向に進退移動させるシリンダ装置３６が設けられている。
【００２５】
シリンダ装置３６は、第２の伝熱部材３４に固定された有底円筒状のシリンダ部材３６ａと、ピストン部材３６ｂとから構成されており、ピストン部材３６ｂとシリンダ部材３６ａとが、ピストン部材３６ｂの長手方向で相対移動することで、ピストン部材３６ｂが固定された第１の伝熱部材３２と、シリンダ部材３６ａが固定された第２の伝熱部材３４とが、図３の（ａ）に示す基準位置から、互いに離れる方向に変位して、図３の（ｂ）に示す作動位置まで移動するようになっている。
【００２６】
シリンダ部材３６ａは、円筒状の筒部３６ａ１の長手方向の一端が、底部３６ａ２で封止された有底円筒形状を成しており、筒部３６ａ１の長手方向の他端には、当該筒部３６ａ１の開口を塞ぐリング状の壁部３６ａ３が一体に形成されている。
シリンダ部材３６ａは、壁部３６ａ３を第１の伝熱部材３２に向けた状態で、底部３６ａ２が第２の伝熱部材３４に固定されている。
【００２７】
ピストン部材３６ｂは、長手方向の一端が第１の伝熱部材３２に固定された軸部３６ｂ１と、この軸部３６ｂ１の他端に設けられた弁部３６ｂ２と、から構成されている。
このピストン部材３６ｂの軸部３６ｂ１は、シリンダ部材３６ａの壁部３６ａ３に設けた貫通孔３６ａ４を貫通して設けられており、軸部３６ｂ１の他端に設けた円柱形状の弁部３６ｂ２を、シリンダ部材３６ａの筒部３６ａ１内に配置させている。
【００２８】
実施の形態では、弁部３６ｂ２の外径Ｄ２は、筒部３６ａ１の内径よりも僅かに小さい径で形成されていると共に、壁部３６ａ３に設けた貫通孔３６ａ４の穴径Ｄ１よりも大きい径で形成されている（Ｄ２＞Ｄ１）いる。このため、ピストン部材３６ｂは、筒部３６ａ１の内側を筒部３６ａ１の長手方向（図１における左右方向）に摺動移動可能となっていると共に、ピストン部材３６ｂの弁部３６ｂ２が、壁部３６ａ３側に移動した際に筒部３６ａ１から脱落しないようになっている。
【００２９】
ピストン部材３６ｂの弁部３６ｂ２とシリンダ部材３６ａの底部３６ａ２との間には、筒部３６ａ１と、底部３６ａ２と、弁部３６ｂ２とで囲まれた密閉空間３７ａが形成されており、この密閉空間３７ａ内には、温度により体積が変わる相変化媒体Ｂが充填されている。
【００３０】
弁部３６ｂ２の外周には、周方向の全周に亘って溝３６ｂ３が形成されており、溝３６ｂ３には、樹脂製のシールリング３６ｃが外嵌されて取り付けられている。そして、この弁部３６ｂ２に設けられたシールリング３６ｃにより、弁部３６ｂ２を挟んで密閉空間３７ａと反対側に形成された開放空間３７ｂに相変化媒体Ｂが漏出するのを阻止している。
【００３１】
相変化媒体Ｂは、パラフィン、キシリトール、エリスリトールなどのように、温度が低いときには固体状態であり、温度が高くなる融解して液体状態になる材料であって、固体状態である時のほうが、液体状態であるときよりも体積が小さい材料で構成されている。
実施の形態では、所定温度未満（例えば、１００℃未満）になると凝固して収縮し、所定温度以上（例えば、１００℃以上）になると融解して膨張する性質を有する材料を相変化媒体Ｂとして採用している。
【００３２】
実施の形態では、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが互いに平行となる基準位置に配置されているときに、相変化媒体Ｂが凝固している状態のシリンダ装置３６を、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とに跨がるように設けている。
そのため、この状態でシリンダ装置３６が暖められて密閉空間３７ａ内に封止された相変化媒体Ｂが融解すると、ピストン部材３６ｂとシリンダ部材３６ａとが相対的に移動して、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、互いに離間する方向に変位するようになっている。
【００３３】
次に、かかる構成の熱交換装置３０の作用を説明する。
図１および図３の（ａ）に示すように、エンジンＥＮＧの始動直後では、排気ガスＧの熱により、蓄熱部材３１やシリンダ装置３６の相変化媒体Ｂが暖められていないので、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とは、互いに平行な基準位置に配置されている（図３の（ａ）参照）。
【００３４】
この状態において、第１の伝熱部材３２に固定されているフィン３８は、第２の伝熱部材３４と接触しており、排気ガスＧの熱が第１の伝熱部材３２に伝達されると、暖められた第１の伝熱部材３２の熱は、フィン３８を介して第２の伝熱部材３４に直接伝達されるようになっている。
そのため、排気ガスＧの熱が第１の伝熱部材３２から第２の伝熱部材３４に速やかに伝達されるので、エンジンＥＮＧ始動後のごく短時間の間に、第２の伝熱部材との間で熱交換を行う冷却水Ｗが暖められることになる。
【００３５】
ここで、第１の伝熱部材３２および第２の伝熱部材３４の他端３２ｂ、３４ｂと、フィン３８は、蓄熱部材３１内に位置しているので、第１の伝熱部材３２から第２の伝熱部材３４へのフィン３８を介した伝熱に平行して、蓄熱部材３１が暖められると共に、第１の伝熱部材３２に固定されたピストン部材３６ｂを介して、シリンダ装置３６の相変化媒体Ｂが暖められることになる（図３、矢印参照）。
そして、暖められた相変化媒体Ｂの温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になると、固体状態の相変化媒体Ｂは融解して液体状態になる（相変化する）。相変化媒体Ｂが融解して液体状態になると、相変化媒体Ｂの体積は膨張して体積はＶ２となり（図２の（ｂ）参照）、液体状態の相変化媒体Ｂの体積Ｖ２は、固体状態の相変化媒体Ｂの体積Ｖ１よりも大きくなる（Ｖ２＞Ｖ１）。
【００３６】
密閉空間３７ａ内に充填された相変化媒体Ｂが融解して膨張すると、膨張した相変化媒体Ｂにより、シリンダ部材３６ａの内部に位置するピストン部材３６ｂの弁部３６ｂ２が第１の伝熱部材３２側（図２における左側）に押されるので、ピストン部材３６ｂは、第１の伝熱部材３２側に移動することになる。
これにより、熱交換部２０の周壁２０ａで支持された第１の伝熱部材３２が、第２の伝熱部材３４から離間する方向（フィン３８と第２の伝熱部材３４とが非接触となる方向）に変位するので、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４は、第１の伝熱部材３２に固定されているフィン３８が第２の伝熱部材３４から離れた状態となる作動位置まで移動することになる（図３の（ｂ）参照）。
【００３７】
この状態において、排気ガスＧにより暖められた第１の伝熱部材３２の熱は、フィン３８を介して第２の伝熱部材３４に直接伝達されないので、第１の伝熱部材３２の熱は、この第１の伝熱部材３２を囲む蓄熱部材３１を介して、第２の伝熱部材３４に伝達されることになる。
【００３８】
なお、実施の形態では、蓄熱部材３１は、図示しない断熱材から成るケースに収容されており、蓄熱部材３１は、周囲から断熱された状態で設けられている。そのため、蓄熱部材３１に蓄えられた熱の外部への放出がおさえられるようになっている。
【００３９】
そして、上記と同様に、熱交換部４０を通流する冷却水Ｗは、この冷却水Ｗの流路を横切って設けられる第２の伝熱部材３４と必ず接触するので、冷却水Ｗは、暖められた第２の伝熱部材３４を介して暖められることになる。
【００４０】
ここで、排気ガスＧの温度は、温度調節用の冷却水Ｗの沸点よりも高いことが多いので、蓄熱部材３１が暖められた後も、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを、フィン３８を介して伝熱可能に接続していると、温度調節用の冷却水Ｗが沸騰してしまう虞がある。
よって、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になったのちは、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間の伝熱を、蓄熱部材３１を介して行うようにすることで、温度調節用の冷却水Ｗが加熱されすぎて、沸騰することを好適に防止できるようになっている。
【００４１】
以上の通り、実施の形態では、第１の流路（熱交換部２０）を通流する第１の熱交換媒体（エンジンＥＮＧから排気される排気ガスＧ）と、第２の流路（熱交換部４０）を通流する第２の熱交換媒体（冷却水Ｗ）との間の熱交換を、蓄熱部材３１を介して行うように構成された熱交換装置３０であって、熱交換部２０に接続された第１の伝熱部材３２と、熱交換部４０に接続された第２の伝熱部材３４とを、蓄熱部材３１の内部で間隔を空けて配置すると共に、第１の伝熱部材３２に設けた第３の伝熱部材（フィン３８）を、第２の伝熱部材３４に接触させて配置し、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になると、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを互いに離間させる方向に移動させて、フィン３８と第２の伝熱部材３４とを非接触にする駆動手段（シリンダ装置３６）を設けた構成とした。
【００４２】
このように構成すると、蓄熱部材３１の温度が所定温度未満（例えば、１００℃未満）である間は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、フィン３８を介して直接接触しているので、熱交換部２０を通流する排気ガスＧと、熱交換部４０を通流する冷却水Ｗとの間の熱交換は、互いに伝熱可能に接触している第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とフィン３８とを介して迅速に行われる。そして、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になると、フィン３８と第２の伝熱部材３４とが非接触になるので、排気管１０を通流する排気ガスＧと熱交換部４０を通流する冷却水Ｗとの間の熱交換は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間に介在させた蓄熱部材３１を介して行われる。
よって、エンジン始動直後のように、排気ガスＧの熱で蓄熱部材３１が十分に暖められていない場合でも、排気ガスＧと冷却水Ｗとの熱交換を迅速に行うことができる。
【００４３】
また、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４のうちの少なくとも一方は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを互いに離間させる方向に変位可能となっており、シリンダ装置３６は、第２の伝熱部材３４に設けられていると共に、第１の伝熱部材３２側に壁部３６ａ３を向けた有底筒状のシリンダ部材３６ａと、第１の伝熱部材３２に設けられていると共に、シリンダ部材３６ａに内嵌させた弁部３６ｂ２が、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを互いに離間させる方向で進退移動可能とされたピストン部材３６ｂと、シリンダ部材３６ａ内で、当該シリンダ部材３６ａの底部３６ａ２と弁部３６ｂ２との間に充填されると共に、温度により体積変化する相変化媒体Ｂと、を有するシリンダ装置３６であり、相変化媒体Ｂは、温度が低くなると（例えば、１００℃未満になると）凝固して収縮する（体積が小さくなる）と共に、温度が高くなると（例えば、１００℃以上になると）融解して膨張する（体積が大きくなる）材料から構成されるものとした。
【００４４】
このように構成すると、相変化媒体Ｂの温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になると、相変化媒体Ｂが融解して膨張するので、相変化媒体Ｂが充填されるシリンダ部材３６ａの底部３６ａ２と、ピストン部材３６ｂの弁部３６ｂ２とが離間するように移動する。
そうすると、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが互いに離間する方向に変位し、フィン３８と第２の伝熱部材３４とが非接触になるので、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間の熱交換は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間に介在させた蓄熱部材３１を介して行われる。
そして、相変化媒体Ｂの温度が所定温度未満（例えば、１００℃未満）になると、相変化媒体Ｂが凝固して収縮するので、相変化媒体Ｂが充填されるシリンダ部材３６ａの底部３６ａ２と、ピストン部材３６ｂの弁部３６ｂ２の少なくとも一方は、他方に近づく方向に移動して基準位置に戻る。
そうすると、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、フィン３８を介して直接接触し、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間の熱交換が迅速に行われる。
よって、蓄熱部材３１が十分に暖められていない場合でも、熱交換を迅速に行うことができる。
【００４５】
また、第１の熱交換媒体は、内燃機関（エンジンＥＮＧ）の排気ガスＧであり、第２の熱交換媒体は、エンジンＥＮＧの温度調節用の冷却水Ｗである構成とした。
【００４６】
このように構成すると、エンジンＥＮＧの始動直後のように、蓄熱部材３１の温度が低い場合には、排気ガスＧと温度調節用の冷却水Ｗとの間の熱交換は、互いに伝熱可能に接触している第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とフィン３８を介して迅速に行われるので、蓄熱部材３１が十分に暖められていない場合でも、熱交換を迅速に行うことができる。
なお、第１の熱交換媒体を、内燃機関（エンジンＥＮＧ）の温度調節用の液体（冷却水Ｗ）とし、第２の熱交換媒体をエンジンＥＮＧの排気ガスＧとしても良い。
【００４７】
そして、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になると、フィン３８と第２の伝熱部材３４とが非接触になるので、熱交換部２０を通流する排気ガスＧと熱交換部４０を通流する温度調節用の冷却水Ｗとの間の熱交換は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間に介在させた蓄熱部材３１を介して行われる。
排気ガスＧの温度は、温度調節用の冷却水Ｗの沸点よりも高いことが多いので、蓄熱部材３１が暖められた後も、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを、フィン３８を介して伝熱可能に接続していると、温度調節用の冷却水Ｗが沸騰してしまう虞がある。
上記のように構成して、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になったのちは、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間の伝熱を、蓄熱部材３１を介して行うようにすることで、温度調節用の冷却水Ｗが加熱されすぎて、沸騰することを好適に防止できる。
【００４８】
次に、第２の実施形態にかかる熱交換装置３０Ａについて説明する。
図５は、第２の実施形態にかかる熱交換装置３０Ａを説明する図である。
【００４９】
第２の実施形態にかかる熱交換装置３０Ａは、第１の伝熱部材３２に固定されたフィン３８Ａ１と、第２の伝熱部材３４に固定されたフィン３８Ａ２とを、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間で互いに接触するように配置したという点において、前記した第１の実施形態の第１の伝熱部材３２にのみフィン３８を設けた構成と相違する。
【００５０】
熱交換装置３０Ａでは、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４の外周に、それぞれフィン３８Ａ１、３８Ａ２が固定されており、フィン３８Ａ１とフィン３８Ａ２は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４の長手方向で、所定間隔で複数設けられている。
第１の伝熱部材３２のフィン３８Ａ１は、第１の伝熱部材３２の外周から第２の伝熱部材３４側に延びていると共に、第２の伝熱部材３４のフィン３８Ａ２は、第２の伝熱部材３４の外周から第１の伝熱部材３２側に延びており、これらフィン３８Ａ１、３８Ａ２の長さは、基準位置に配置された第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との距離Ｌ１の１／２以上となるように設定されている。
【００５１】
実施形態では、第１の伝熱部材３２のフィン３８Ａ１と、第２の伝熱部材３４のフィン３８Ａ２は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが基準位置に配置された際に、接触するようになっている。
【００５２】
この状態において、排気ガスＧの熱が第１の伝熱部材３２に伝達されると、暖められた第１の伝熱部材３２の熱は、互いに接触したフィン３８Ａ１、３８Ａ２を介して第２の伝熱部材３４に直接伝達されるようになっている。
そのため、排気ガスＧの熱が第１の伝熱部材３２から第２の伝熱部材３４に速やかに伝達されるので、エンジンＥＮＧ始動後のごく短時間の間に、第２の伝熱部材３４との間で熱交換を行う冷却水Ｗが暖められることになる。
【００５３】
そして、エンジンＥＮＧの排気ガスＧの熱で蓄熱部材３１および相変化媒体Ｂが暖まると、暖められた相変化媒体Ｂの温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になった時点で、固体状態の相変化媒体Ｂは融解して液体状態になる。
【００５４】
そうすると、融解により膨張した相変化媒体Ｂにより、シリンダ部材３６ａの内部に位置するピストン部材３６ｂの弁部３６ｂ２が第１の伝熱部材３２側（図２における左側）に押されるので、ピストン部材３６ｂは、第２の伝熱部材３４から離れる方向に移動することになる。
これにより、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、互いに離間する方向に移動して、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、図５の（ｂ）に示す作動位置まで移動すると、第１の伝熱部材３２のフィン３８Ａ１と、第２の伝熱部材３４のフィン３８Ａ２とが非接触状態になる。
【００５５】
この状態において、排気ガスＧにより暖められた第１の伝熱部材３２の熱は、フィン３８Ａ１、３８Ａ２を介して第２の伝熱部材３４に直接伝達されないので、第１の伝熱部材３２の熱は、この第１の伝熱部材３２を囲む蓄熱部材３１を介して、第２の伝熱部材３４に伝達されることになる。
【００５６】
これにより、熱交換部４０において、第２の伝熱部材３４の熱は、暖められた第２の伝熱部材３４を介して冷却水Ｗに伝達されることになる。
【００５７】
よって、排気ガスＧの熱で暖まった第１の伝熱部材３２の熱が、エンジンＥＮＧ始動後も長時間継続してフィン３８Ａ１、フィン３８Ａ２を介して第２の伝熱部材３４に直接伝達されることはないので、排気ガスＧの熱が冷却水Ｗに直接伝達されることにより、冷却水Ｗが沸騰するのを防止できる。
【００５８】
以上の通り、第２の実施形態では、排気管１０を通流する排気ガスＧと、熱交換部４０を通流する冷却水Ｗとの間の熱交換を、蓄熱部材３１を介して行うように構成された熱交換装置３０であって、熱交換部２０に接続された第１の伝熱部材３２と、熱交換部４０に接続された第２の伝熱部材３４とを、蓄熱部材３１の内部で間隔を空けて配置すると共に、第１の伝熱部材３２に設けた第４の伝熱部材（フィン３８Ａ１）と、第２の伝熱部材３４に設けた第５の伝熱部材（フィン３８Ａ２）とを、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間で互いに接触させて配置し、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上になると、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを互いに離間させる方向に移動させて、フィン３８Ａ１とフィン３８Ａ２を非接触にするシリンダ装置３６とした。
【００５９】
このように構成すると、蓄熱部材３１の温度が所定温度未満（例えば、１００℃未満）である間は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが、フィン３８Ａ１とフィン３８Ａ２を介して直接接触しているので、熱交換部２０を通流する排気ガスＧと、熱交換部４０を通流する冷却水Ｗとの間の熱交換は、互いに伝熱可能に接触している第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とフィン３８Ａ１とフィン３８Ａ２とを介して迅速に行われる。そして、蓄熱部材３１の温度が所定温度以上（例えば、１００℃以上）になると、フィン３８Ａ１とフィン３８Ａ２とが非接触になるので、熱交換部２０を通流する排気ガスＧと熱交換部４０を通流する冷却水Ｗとの間の熱交換は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間に介在させた蓄熱部材３１を介して行われる。
よって、エンジンＥＮＧ始動直後のように、排気ガスＧの熱で蓄熱部材３１が十分に暖められていない場合でも、排気ガスＧと冷却水Ｗとの熱交換を迅速に行うことができる。
【００６０】
前記した第１および第２の実施形態では、本願発明を、エンジンの排気ガスと、エンジンの冷却水との間で熱交換を行う排気熱回収システムに適用した場合を例示したが、例えば、エンジンの排気ガスと、車両用空調装置が供給する空調空気（温度が調節された空気）との間で熱交換を行う排気熱回収システムに適用しても良い。
【００６１】
このように構成すると、エンジンＥＮＧの始動直後のように、蓄熱部材３１の温度が低い場合には、排気ガスＧと空調装置の流路を通流する空調空気との間の熱交換は、互いに伝熱可能に接触している第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とフィン３８を介して迅速に行われるので、蓄熱部材３１が十分に暖められていない場合でも、熱交換を迅速に行うことができる。
【００６２】
上記の実施形態では、第１の伝熱部材３２および第２の伝熱部材３４は、中実の円柱形状部材としたが、伝熱可能な形状であればこれに限定されるものではない。
例えば、伝熱部材の角柱形状としてもよく、このようにした場合には、フィン３８の他端３８ｂを弧状ではなく平面に形成する。
このようにすると、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とが基準位置にあるときに、平面に形成したフィン３８の他端３８ｂと伝熱部材とが面で接触するので、接触面積を広くすることができる。よって、フィン３８を介して、第１の伝熱部材３２の熱を第２の伝熱部材３４に効率よく伝達することができる。
【００６３】
また、第１の伝熱部材３２および第２の伝熱部材３４は、中空部材としてもよい。このようにした場合には、中空部に熱伝導率の高い媒体を充填することが好ましい。
第１の伝熱部材３２および第２の伝熱部材３４を中空部材とした場合、エンジンＥＮＧから排出された排気ガスＧの熱は、各伝熱部材の肉部および熱伝導率の高い媒体を介して効率よく伝達されるので、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４との間の熱交換を確実に行うことができる。
【００６４】
また、上記の実施形態では、第１の伝熱部材３２を第１の伝熱部材３２を第２の伝熱部材３４に対して変位させる構成としたが、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４の両方を変位させるようにしてもよい。
このようにすると、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４とを離間させるための、シリンダ部材３６ａとピストン部材３６ｂの移動量が少なくてすみ、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４における、基準位置と作動位置の切替えを迅速に行える。
また、第２の伝熱部材３４を片持ち梁状態として、第２の伝熱部材３４を第１の伝熱部材３２に対して変位させるようにしてもよい。このようにしても同様の作用効果を奏し得る。
【００６５】
また、上記の実施形態では、フィン３８は厚みを有する板形状部材としたが、伝熱可能な形状であればこれに限定されるものではない。
例えば、フィン３８を柱形状にしてもよく、このようにしても同様の作用効果を奏し得る。
【００６６】
また、上記の実施形態では、第１の伝熱部材３２の他端３２ｂ側から、シリンダ装置３６と、複数のフィン３８とを、この順番で配置する構成としたが、シリンダ装置３６は、第１の伝熱部材３２と第２の伝熱部材３４の長手方向の何れの位置に配置してもよい。
例えば、第１の伝熱部材３２に対して、第２の伝熱部材３４を変位させる場合には、フィン３８よりも第２の伝熱部材３４の一端３４ａ側に近い位置に配置することが好ましい。
【００６７】
また、上記の実施形態では、エンジンＥＮＧから排出された排気ガスＧとの熱交換を行う媒体を、エンジンＥＮＧの温度を調節する冷却水Ｗまたは空調装置の流路を流れる空調空気としたが、これに限定されるものではなく、例えば、熱交換を行う媒体を、吸着材を用いて空気の湿度調節を行う調湿装置に用いられる吸着材としてもよい。
このようにしても、エンジンＥＮＧの始動直後のように蓄熱部材の温度が低い状態でも、エンジンＥＮＧの排気ガスＧと吸着材との間の熱交換を迅速に行うことができる。
【００６８】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１      排気熱回収システム
１０      排気管
２０      熱交換部
３０      熱交換装置
３１      蓄熱部材
３２      第１の伝熱部材
３４      第２の伝熱部材
３６      シリンダ装置
３６ａ      シリンダ部材
３６ａ１      筒部
３６ａ２      底部
３６ａ３      壁部
３６ａ４      貫通孔
３６ｂ      ピストン部材
３６ｂ１      軸部
３６ｂ２      弁部
３６ｃ      シールリング
３７ａ      密閉空間
３７ｂ      解放空間
３８      フィン
４０      熱交換部
４１      配管
ＥＮＧ      エンジン
Ｂ      相変化媒体
Ｇ      排気ガス
Ｐ      ポンプ
Ｗ      冷却水
【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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