(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体の流路を画成する内筒部と、
前記内筒部の周囲に排ガス流路を画成する外筒部と、
前記内筒部の外周面と前記外筒部の内周面との間に配設された熱伝達部材と、
を備えた排熱回収装置において、
前記熱伝達部材は、前記冷却媒体の温度が相対的に低い第１の温度域にあるとき、前記内筒部の外周面に第１の面積にて当接する内端を有し、かつ、前記冷却媒体の温度が前記第１の温度域より高い第２の温度域にあるとき、前記内端が前記内筒部の外周面に前記第１の面積よりも小さい第２の面積にて接するかまたは前記内筒部の外周面から離間されるように熱変形可能であることを特徴とする排熱回収装置。
【請求項２】
前記熱伝達部材は、前記外筒部の内周面側に配置される外端と、前記外端と前記内端との間に延在する中間部とを含み、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との間に拘持されていることを特徴とする請求項１に記載の排熱回収装置。
【請求項３】
前記外端と前記内端とが周方向に交互に複数配置され、かつ、前記各外端とその両側の中間部とで、隣接する各２つの内端から放射状に延出した断面Ｕ字状のフィン部が形成され、前記内筒部の外周面と前記フィン部で囲まれた空間が画成されていることを特徴とする請求項２に記載の排熱回収装置。
【請求項４】
前記熱伝達部材は、前記空間の前記第２の温度域における断面積が、前記第１の温度域における断面積よりも小さくなるように変形可能であることを特徴とする請求項３に記載の排熱回収装置。
【請求項５】
前記熱伝達部材は、前記各外端と前記各内端とが前記各中間部を介して連続した一部材で形成され、かつ、前記内筒部の周りに周設されており、周方向の端部の接続部では、少なくとも１つの中間部が相互に重合し係合していることを特徴とする請求項４に記載の排熱回収装置。
【請求項６】
前記熱伝達部材は、流路方向に区分された複数段のフィン部を含み、各段のフィン部は、その流路方向に隣接するフィン部と周方向にずれて配置されていることを特徴とする請求項４に記載の排熱回収装置。
【請求項７】
前記熱伝達部材の前記内端と前記内筒部の外周面との間に、前記熱伝達部材よりも熱伝導率の高い熱伝導部材が挟入されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の排熱回収装置。
【請求項８】
前記熱伝達部材は、前記第１の温度域と前記第２の温度域とで形状が変化するバイメタル、形状記憶合金、または、前記内筒部より線膨張係数の大きい材料からなることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の排熱回収装置。
【請求項９】
前記冷却媒体の流路に内燃エンジンの冷却水が流通され、前記排ガス流路に前記内燃エンジンの排気ガスが流通されるように配管されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の排熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排熱回収装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関の排気ガスの熱回収を温度状況に応じて実施可能な排熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃エンジンの排気ガスとエンジン冷却水との間で熱交換を行い、排気ガスの熱をエンジン冷却水に回収するための種々の排熱回収装置が提案されている。このような排熱回収装置では、冷間始動時に暖機運転を早期に完了するために冷却水への熱回収を実施する一方、暖機運転が完了し冷却水の温度が上昇すると、もはや熱回収する必要はなくなり、むしろ熱回収しないことが求められる。
【０００３】
そこで、この二つの異なる機能を実現するために、特許文献１，２では、切替えバルブにより排気ガスの流路を切替え、熱回収時には排気ガスを熱交換部側の流路に導き、熱遮断時には排気ガスをバイパス流路に導くようにしている。
【０００４】
しかし、これらのバイパス流路や切替えバルブは大型であり、軽自動車や小型車では物理的に搭載スペースを確保できない場合がある。軽自動車や小型車に一般的なフロントエンジン車では、排気管が車体前部からフロア下面を通って車両後方へと導かれているため、排熱回収装置はダッシュパネル前側ないしフロアパネル下側に搭載されることになるが、これらの箇所は、路面との干渉を避けるために地上からの高さを一定以上に確保する必要があるうえ、周辺部品やパネルとの間に隙間を設ける必要もある。さらに、切替えバルブの導入に伴うコスト増加や、サーモアクチュエーターなどの部品点数増加の問題もある。
【０００５】
一方、特許文献３には、隣接して配置された排気管と熱交換器との間に、低温時には排気管に当接して排気管から熱交換器へ熱伝達し、高温時には排気管から離反して熱伝達を遮断するバイメタルを備えた排熱回収装置が開示されており、この構成によれば、バイパス流路や切替えバルブ、アクチュエータ等は不要である。
【０００６】
しかし、この構成では、排気管の温度によって熱回収がオンオフされるので、排気管が所定温度以上になった場合は、冷却水の温度が下がっても熱回収できない問題がある。また、排気管と熱交換器との間に断熱層が必要であり、小型化に限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０―３１６７１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３１７１４号公報
【特許文献３】実公昭６３−４５０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は従来技術の上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、切替えバルブやバイパス流路を用いず、温度状況に応じた排熱回収を実施でき、小型化や部品点数の削減に寄与できる排熱回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る排熱回収装置（１）は、
冷却媒体の流路（２０）を画成する内筒部（２）と、前記内筒部の周囲に排ガス流路（３０）を画成する外筒部（３）と、前記内筒部の外周面と前記外筒部の内周面との間に配設された熱伝達部材（４）と、を備え、
前記熱伝達部材（４）は、前記冷却媒体の温度が相対的に低い第１の温度域にあるとき、前記内筒部の外周面に第１の面積にて当接する内端（４１）を有し、かつ、前記冷却媒体の温度が前記第１の温度域より高い第２の温度域にあるとき、前記内端が前記内筒部の外周面に前記第１の面積よりも小さい第２の面積にて接する（４１ａ，４１ｂ）かまたは前記内筒部の外周面から離間される（４１ｃ）ように熱変形可能である。
【００１０】
上記構成によれば、冷却媒体の温度が低温域（第１の温度域）にある場合には、熱伝達部材の内端が内筒部外周面に第１の面積にて当接しており、排ガスと冷却媒体との間の熱交換により、排ガスの熱が冷却媒体に回収され、冷却媒体が昇温される。その後、冷却媒体の温度が所定温度（第２の温度域）に達すると、熱伝達部材が熱変形することにより、内端の接触面積が第２の面積に減少し、熱伝達部材の内端と内筒部外周面との間の接触熱抵抗が増大し、冷却媒体への熱回収が抑制され、それにより熱伝達部材の昇温とそれに伴う熱変形が加速され、冷却媒体への熱回収が遮断される。
【００１１】
冷却媒体の温度が低温域（第１の温度域）まで低下すると、内端の減少した接触面が増加するとともに熱回収が再開され、それに伴い熱伝達部材の温度が降下して熱変形が緩和され、内端の接触面が増加してさらに熱回収が促進される。再度冷却媒体の温度が所定温度に達すると、熱伝達部材の熱変形により内端の接触面積が減少し、冷却媒体への熱回収が抑制され遮断される。このような作用により、冷却媒体の温度に応じて排熱回収および熱遮断を実施できる。しかも、切替えバルブやバイパス流路は不要であるため、排熱回収装置を少ない部品点数で小型に構成できる利点がある。
【００１２】
本発明の好適な態様では、前記熱伝達部材（４）は、前記外筒部の内周面側に配置される外端（４２）と、前記外端と前記内端との間に延在する中間部（４３）とを含み、前記外筒部の内周面（３ａ）と前記内筒部の外周面（２ａ）との間に拘持されているので、溶接等による固定と異なり、内筒部外周面や外筒部内周面との接触面内で内端や外端が微小移動でき、熱伝達部材の熱変形が起こりやすくなり、大きな変形量による確実な切替え動作を行える利点がある。
【００１３】
本発明の好適な態様では、前記外端（４２）と前記内端（４１）とが周方向に交互に複数配置され、かつ、前記各外端（４２）とその両側の中間部（４３）とで、隣接する各２つの内端（４１）から放射状に延出した断面Ｕ字状のフィン部（４Ｆ）が形成され、前記内筒部の外周面（２ａ）と前記フィン部（４Ｆ）で囲まれた空間（４０）が画成されているので、排ガスの流路空間および熱伝達部材の熱交換面積を確保し、熱伝達部材を介した排ガスと冷却媒体との熱交換を効率良く行うのに有利である。
【００１４】
本発明の好適な態様では、前記熱伝達部材（４）は、前記空間（４０）の前記第２の温度域における断面積が、前記第１の温度域における断面積よりも小さくなるように変形可能であるので、熱伝達部材に対して外筒部側の空間が拡大し、内筒部側の空間が縮小することにより、内筒部側の空間が断熱空間化され、熱遮断効果が良好になる利点がある。また、別途、断熱空間を必要としないため、装置を小型化するうえでも有利である。
【００１５】
本発明の好適な態様では、前記熱伝達部材（４）は、前記各外端（４２）と前記各内端（４１）とが前記各中間部（４３）を介して連続した一部材で形成され、かつ、前記内筒部（２）の周りに周設されており、周方向の端部の接続部では、少なくとも１つの中間部（４３）が相互に重合して係合しており、すなわち、熱伝達部材が周方向に連続しかつ閉断面を構成しているので、熱変形が周方向の移動に消尽されることがなく、内端の接触面積を減少させる変形に充当され、確実な切替え動作を行えるとともに、溶接等による固定なしで確実な取付けが行える。
【００１６】
本発明の好適な態様では、前記熱伝達部材（４）は、流路方向に区分された複数段のフィン部（４Ｆｎ）を含み、各段のフィン部（４Ｆ１，４Ｆ２，４Ｆ３，・・・４Ｆｎ）は、その流路方向に隣接するフィン部と周方向にずれて配置されているので、フィン部を通過する排気ガスが乱流となり、熱伝達部材を介した排ガスと冷却媒体との熱交換を効率良く行える。
【００１７】
本発明の好適な態様では、前記熱伝達部材（４）の前記内端（４１）と前記内筒部の外周面（２ａ）との間に、前記熱伝達部材よりも熱伝導率の高い熱伝導部材（５）が挟入されているので、熱伝達部材の内端と内筒部との間の接触熱抵抗を低減でき、冷却媒体が低温域（第１の温度域）にある状態での熱回収性能を向上できる。
【００１８】
本発明の好適な態様では、前記熱伝達部材（４）は、前記第１の温度域と前記第２の温度域とで形状が変化するバイメタル、形状記憶合金、または、前記内筒部より線膨張係数の大きい材料からなるので、熱伝達部材を温度に応じて意図した形状に確実に変形させることができ、熱遮断性能を向上できる。
【００１９】
本発明に係る排熱回収装置は、既に述べたように、小型であり、切替えバルブやバイパス流路を必要としないため、内燃エンジン車両における排気ガスの熱を回収し、冷間始動時における暖機時間を短縮させるための排熱回収装置として利用するのに適している。
【００２０】
すなわち、本発明の好適な態様では、前記冷却媒体の流路に内燃エンジンの冷却水が流通され、前記排ガス流路に前記内燃エンジンの排気ガスが流通されるように配管されている構成により、内燃エンジンの冷間始動時に、冷却水の温度が低温域（第１の温度域）にある場合、排気ガスの熱が冷却水に回収され、冷却水が加熱されることで暖機時間が短縮される。
【００２１】
その後、冷却水の温度が所定温度（第２の温度域）に達し、内燃エンジンの暖機時間が完了すると、熱伝達部材が熱変形して内端と内筒部外周面との接触面積が減少し、熱伝達部材から内筒部に流通する冷却水への熱回収が減少し、さらには熱伝達が遮断され、冷却水は専ら内燃エンジンの冷却のために循環される。さらに、車両のエンジンが停止され、冷却水の温度が低温域（第１の温度域）に戻ると、熱伝達部材の変形が回復し、熱伝達部材内端と内筒部外周面の接触状態に復帰する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る排熱回収装置は、上述の通り、切替えバルブやバイパス流路を用いず、温度状況に応じた排熱回収を実施でき、小型化や部品点数の削減に寄与できる。特に、本発明に係る排熱回収装置を、内燃エンジン車両における排熱回収装置として利用する場合、冷却媒体の流路となる内筒部が外筒部で囲まれ、内筒部外周面と外筒部内周面の間に熱伝達部材が配設された二重筒構造であるため、小型で機構部品が不要であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明実施形態に係る排熱回収装置の基本構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明第１実施形態に係る排熱回収装置の熱回収状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明第１実施形態に係る排熱回収装置の熱遮断状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明第１実施形態に係る熱伝導部材の変形を示す図２および図３の要部拡大図である。
【図５】本発明における排ガス流量と回収熱量の関係を示すグラフである。
【図６】本発明第１実施形態に係る熱伝達部材を示す斜視図である。
【図７】本発明第２実施形態に係る排熱回収装置の熱遮断状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明第３実施形態に係る排熱回収装置の熱回収状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明に係る排熱回収装置１を内燃エンジン車両の排気管６に設置した実施形態を示している。図１において、排熱回収装置１は、内燃エンジンの冷却水Ｗの配管２１，２２に接続され、内部に冷却水Ｗの流路２０を画成する内筒部２と、その周囲に排ガス流路３０を画成する外筒部３と、内筒部２の外周面２ａと外筒部３の内周面３ａとの間に配設された熱伝達部材４とを備えている。
【００２５】
図２に示すように、内筒部２および外筒部３は、径が異なる円筒状をなし、内筒部２は外筒部３の内部に同軸配置されており、排熱回収装置１は二重円筒構造をなしている。内筒部２は、配管２１，２２の接続部２１ａ，２２ａにて外筒部３の内部に支持され、外筒部３に対する内筒部２の位置が固定されている。
【００２６】
熱伝達部材４は、内筒部２の外周面側に位置する内端４１、外筒部３の内周面側に位置する外端４２、および、それらの間に径方向に延在する中間部４３を含み、外筒部３の内周面３ａと内筒部２の外周面２ａとの間に拘持されている。内端４１と外端４２は周方向に交互に配置されており、各外端４２とその両側の中間部４３とで、隣接する２つの内端４１から放射状に延出した断面Ｕ字状のフィン部４Ｆが形成され、内筒部２の外周面２ａとフィン部４Ｆで囲まれた空間４０が画成されている。
【００２７】
熱伝達部材４の製造に際しては、後述の熱変形可能な金属板を型ローラでコルゲート加工するかまたは金型でプレス加工することにより、断面Ｕ字状のフィン部４Ｆが多数並設された波型断面を有する平板状の中間部品を作成し、この中間部品を内筒部２の外周面２ａに巻き付け、図２に示す例では、内筒部２の周囲に放射状に延出した８つのフィン部４Ｆを有する熱伝達部材４を構成する。
【００２８】
この際、上記中間部品の両端の接続部では、少なくとも１つの中間部４３が相互に重合するようにして係合させることにより、熱伝達部材４を溶接等による固定なしで内筒部２に取付けることができ、かつ、周方向に引張力および圧縮力を伝達可能となる。
【００２９】
次に、内筒部２を拡径して、内筒部２と外筒部３との間に熱伝達部材４が拘持されるようにする。その後、内筒部２に熱伝達部材４が巻き付けた状態に取付けられた組立体は、外筒部３に挿入可能な外径を有しており、組立体として外筒部３に挿入される。
【００３０】
熱伝達部材４の材料となる熱変形可能な金属板としては、（１）バイメタル、（２）形状記憶合金、（３）線膨張係数の大きい金属材料を用いることができ、熱変形に関するそれぞれの特性から、形状変化の利用形態が多少異なる。
【００３１】
バイメタルは、熱膨張率が異なる２枚の金属板を冷間圧延などで貼り合せた複合材料であり、特に限定されるものではないが、高熱膨張率材料としてはニッケルやマンガン、クロムなどと鉄の合金、銅とニッケルの合金、低膨張率材料としては鉄を含む合金（例えばインバー）などが好適であり、バイメタルの場合、温度に比例した低膨張率側への湾曲変形、すなわち「反り」がもたらされる。
【００３２】
形状記憶合金は、変形を受けても形状回復温度（変態温度）以上では元形状に復元する合金材料であり、チタン−ニッケル系合金や鉄系形状記憶合金などが使用できる。形状記憶合金の場合、バイメタルのような連続的かつ比例的な変形ではなく、所定の温度で変形（元形状への復元）が起こる。
【００３３】
線膨張係数の大きい金属材料は、例えば、基準となる内筒部２の材料よりも線膨張係数の大きい金属材料で熱伝達部材４を構成することにより、所定温度に達した時点での内筒部２と熱伝達部材４との熱膨張差を利用するものであり、例えば、内筒部２に線膨張係数の小さいスチールやステンレス、チタン及びそれらの合金を用い、熱伝達部材４に線膨張係数の大きいアルミニウムや銅、マグネシウム若しくはそれらの合金を用いることができる。
【００３４】
以上のように構成された排熱回収装置１は、内燃エンジンの冷間始動時における暖機時間を短縮させるために利用される。以下、熱伝達部材４がバイメタルからなる場合の排熱回収装置１の動作および機能について、図１〜図３を参照しながら説明する。なお、熱伝達部材４の外筒部３側の面が低熱膨張率、内筒部２側の面が高熱膨張率となるようにバイメタルの面が選定されている。
【００３５】
冷間始動時、冷却水Ｗの温度が低温域にある場合、熱伝達部材４は、図２に示されるような組み立て時の基本形状をなしている。この状態で内燃エンジンが始動され、図１に示すように、外筒部３の導入部３１から排気ガスＧが導入されると、高温の排気ガスＧが、内筒部２の周囲の排ガス流路３０を流れる過程で熱伝達部材４と接触し、熱伝達部材４を介して内筒部２内の冷却水Ｗと排気ガスＧとの熱交換がなされ、温度降下した排気ガスＧ′が送出部３２から排気管６に送出される。
【００３６】
一方、冷却水Ｗは、外筒部３の送出部３２側の配管２１を通じて内筒部２内に流入し、排気ガスＧの流れと逆方向に内筒部２内を流れる過程で、熱伝達部材４を介した排気ガスＧとの熱交換により加熱され、配管２２を通じて外筒部３の外部に導かれ、昇温した冷却水Ｗ′として内燃エンジン側に還流され、それにより内燃エンジンの暖機が促進される。したがって、内燃エンジンの始動後、冷却水Ｗが低温域にある暖機中は、内筒部２の内部で、図１中右側の低温側から左側の高温側に向う温度勾配を生じている。
【００３７】
暖機中の内燃エンジンに循環される冷却水Ｗの昇温に伴い、排気ガスＧに接触している熱伝達部材４も昇温し、熱伝達部材４が図３に符号４′で示されるように変形し、内筒部２の外周面２ａと内端４１′との接触面積が減少し、熱伝達部材４の内端４１′と内筒部２との間の接触熱抵抗が増大し、冷却水Ｗへの熱回収が抑制され、それにより熱伝達部材４′の昇温とそれに伴う熱変形が加速される。
【００３８】
冷却水Ｗの温度が予め設定されている暖機温度（例えば７０℃）に達し、暖機運転が終了すると、熱伝達部材４′の内端４１′が内筒部２の外周面２ａから離反され、熱伝達部材４′と内筒部２が断熱され、熱伝達部材４′を介した冷却水Ｗへの熱回収が停止される。その後も高温の排気ガスＧに接触することで熱伝達部材４′は昇温するが、冷却水Ｗの昇温は抑制され、冷却水Ｗは専ら内燃エンジンの冷却のために循環される。
【００３９】
車両の運転が終了し、内燃エンジンが停止され、冷却水Ｗの温度が常温ないしは低温域に戻ると、熱伝達部材４の変形が、図２に符号４で示される元形状に回復し、熱伝達部材４の内端４１と内筒部２の外周面２ａは接触状態に復帰する。
【００４０】
上述した熱伝達部材４の変形は、冷却水Ｗと内筒部２の温度上昇に比例して連続的に起こるが、概ね要部拡大図である図４に示されるような形態をとる。
【００４１】
先ず、冷却水Ｗおよび内筒部２が常温ないしは低温域にあるとき、熱伝達部材４の内端４１は図中実線で示されるように、内筒部２の外周面２ａに全面的に当接しているが、冷却水Ｗおよび内筒部２とともに熱伝達部材４が加熱されるに従って、熱伝達部材４の中間部４３が、図４中に符号４３ａ〜４３ｂで示されるように、内筒部２側の空間４０に向けて膨出するように湾曲し、熱伝達部材４の内端４１は、符号４１ａ〜４１ｂで示されるように、外筒部３側に反り、内端４１と内筒部２の外周面２ａの接触面積は減少する。
【００４２】
冷却水Ｗおよび内筒部２がさらに加熱されて暖機温度（例えば７０℃）以上の高温域に達すると、熱伝達部材４の中間部４３は、図４中に符号４３ｃで示されるようにさらに湾曲し、内端４１は、図４中に符号４１ｃで示されるように、内筒部２の外周面２ａから離反され、内端４１と内筒部２の外周面２ａの接触面積はゼロになり、離反した内端４１ｃと内筒部２との熱伝達が遮断される。
【００４３】
上記実施形態に係る排熱回収装置１における排気ガス流量と回収熱量の関係を図５に示す。
【００４４】
図示のように、本発明実施形態に係る排熱回収装置１は、排気ガスの低流量域において回収熱量が相対的に高いという特徴と、高流量域において回収熱量が大きく減るという特徴を有している。自動車の走行パターンを考慮すると、概ね、排ガス流量と冷却水温度は比例関係にあるので、これらの特徴は、本発明に係る排熱回収装置１が、低冷却水温時の熱回収性能、および、高冷却水温時の熱遮断性能の双方において、本質的に優れていることを示している。
【００４５】
上記実施形態において、熱伝達部材４と内筒部２との間の空間４０に排気ガスを導入しない形態と、排気ガスを導入し排気ガス流路３０の一部として利用する形態がある。前者においては、空間４０は断熱空間となり、内端４１が離反した状態では、内筒部２の全周を取り囲む断熱空間となるので、暖機が完了した状態における、冷却水Ｗへの断熱効果が高い利点がある。
【００４６】
一方、後者の排気ガスを導入し排気ガス流路３０の一部として利用する形態では、熱伝導部材４と排気ガスＧの接触面積が増大するので、冷間始動時における熱交換効率が向上する利点がある。この形態における熱伝達部材４としては、図６に示すような、オフセットフィンの形態とすることができる。
【００４７】
すなわち、図６に示す熱伝達部材４は、８枚のフィン部４Ｆが、それぞれ流路方向に区分された複数段のフィン部４Ｆｎを含み、各段のフィン部（４Ｆ１，４Ｆ２，４Ｆ３，・・・４Ｆｎ）が、それぞれの流路方向に隣接するフィン部と周方向にずれて配置されている。このような熱伝達部材４では、熱伝導部材４と排気ガスＧの接触面積が増大することに加えて、フィン部４Ｆｎを通過する排気ガスＧが乱流化され、熱伝達部材４を介した排気ガスＧと冷却水Ｗとの熱交換を効率良く行える利点がある。なお、この形態でも、周方向両端（図６では上側中央）の接続部において、１つの中間部４３が相互に重合するようにして係合させることで、熱伝達部材４を溶接等による固定なしで内筒部２に取付けることができ、かつ、周方向に引張力および圧縮力を伝達可能となる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、図７は、本発明に係る第２実施形態の排熱回収装置２０１を示しており、さらに詳しくは、冷却水が高温域にある熱遮断状態を示している。この第２実施形態の排熱回収装置２０１は、熱伝達部材２０４に、内筒部２に比べて線膨張係数の大きい金属材料を用いており、それにより、図７に示した高温域での変形パターンは第１実施形態と異なるが、内端２４１、外端２４２、中間部２４３、およびそれらによって形成されるフィン部２０４Ｆの基本形状、および、中間部品の両端の接続部が相互に係合し周方向に引張力および圧縮力を伝達可能である点は、第１実施形態と同様である。
【００４９】
この第２実施形態の排熱回収装置２０１では、常温ないしは低温域では、図２に示す第１実施形態と同様に内端２４１は内筒部２の外周面に当接する一方、外端２４２は、図示を省略するが、外筒部３の内周面から内側に離間している。
【００５０】
このような排熱回収装置２０１は、所定の高温域に達すると、内筒部２との線膨張係数差により、熱伝達部材２０４が周方向に均等に拡径されることで、各外端２４２が外筒部３の内周面に圧接される一方、各内端２４１が内筒部２の外周面から離反され、熱伝達部材２０４と内筒部２が断熱され、熱伝達部材２０４を介した冷却水への熱回収が停止される。この形態では、低温域から高温域に移行する過程で、熱伝達部材２０４の支持が不安定になる虞があるので、熱変形を阻害しないように、流路方向の両側や周方向に数カ所の支持部や固定点を設けることが好ましい。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、図８は、本発明に係る第３実施形態の排熱回収装置３０１を示している。この第３実施形態の排熱回収装置３０１は、熱伝達部材４の内端４１と内筒部２の外周面との間に、熱伝達部材４よりも熱伝導率の高い熱伝導部材５（熱伝導層）が挟入されている点のみが第１実施形態と異なり、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。熱伝導部材５としては、例えば、カーボンシートや薄い銅板等を用いることができる。
【００５２】
この第３実施形態の排熱回収装置３０１では、熱伝導部材５によって、熱伝達部材４の内端４１と内筒部２との間の接触熱抵抗を低減でき、冷却水が常温ないしは低温域にある状態での熱回収性能を向上できる利点がある。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、本発明を、内燃エンジン車両の排熱回収装置に実施する場合について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、暖機運転を行う車両以外の各種移動体の排熱回収装置に実施可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１，２０１，３０１  排熱回収装置
２  内筒部
２ａ  外周面
３  外筒部
３ａ  内周面
４，４′，２０４  熱伝達部材
４Ｆ，２０４Ｆ  フィン部
５  熱伝導部材
６  排気管
２０  流路
２１，２２  配管
２１ａ，２２ａ  接続部
３０  排気ガス流路
４０  空間
４１，４１′，２４１  内端
４２，４２′，２４２  外端
４３，４３′，２４３  中間部
Ｇ，Ｇ′  排気ガス
Ｗ，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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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