(57)【要約】【課題】断熱材に頼ることなく、内筒の外側を流れる排気ガスと冷媒との熱交換を抑制することができる排気系熱交換器を得る。【解決手段】排気系熱交換器１０は、外筒３０と、外筒３０内に配設され内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱回収部２４とされた内筒２８と、内筒２８における排気ガス流れ方向の上流端を開閉可能に設けられた弁体４２とを備える。弁体４２には、内筒２８の上流端を閉止した姿勢で該内筒２８の軸線方向から見て該内筒２８の外側に張り出す張出部４２Ａを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒と、
筒状に形成されると共に前記外筒内に配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、
前記内筒における前記排気ガス流れ方向の上流端を開閉可能に設けられ、該内筒の上流端を閉止した姿勢で該内筒の軸線方向から見て該内筒の外側に張り出した張出部を有する弁体と、
を備えた排気系熱交換器。
【請求項２】
前記内筒は、前記外筒の軸心部に配設されており、
前記弁体の張出部は、前記内筒の上流端を閉止した姿勢で、該内筒の軸線方向から見て、全周に亘って前記内筒の外側に張り出している請求項１記載の排気系熱交換器。
【請求項３】
外筒と、
排気ガス流れ方向の下流側に向けて連続的又は段階的に流路断面積が減少する筒状に形成されると共に前記外筒内に配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、
を備えた排気系熱交換器。
【請求項４】
外筒と、
筒状に形成されると共に前記外筒内に配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、
前記内筒における前記排気ガス流れ方向の上流端を開閉可能に設けられ、該内筒の上流端を閉止した姿勢で該内筒の軸線方向から見て該内筒の外側に張り出した張出部を有する弁体と、
それぞれ前記内筒の軸線方向から見て前記内筒の上流端を閉止している前記弁体の張出部にオーバラップするように配置され、前記内筒内に前記冷媒を導入するための冷媒導入管及び前記内筒から前記冷媒を排出するための冷媒排出管と、
を備えた排気系熱交換器。
【請求項５】
外筒と、
筒状に形成されると共に前記外筒内に該外筒とは非接触で配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、
前記内筒を開閉するための弁体と、
筒状に形成されると共に前記外筒と内筒との間に配設され、少なくとも前記弁体によって前記内筒が閉止されている状態で、該内筒との間に前記排気ガスが流れない断熱空間を形成する断熱筒と、
を備えた排気系熱交換器。
【請求項６】
前記断熱筒は、前記内筒とで、排気ガス流れ方向の上流端が閉止されると共に下流端が開放された２重管を成している請求項５記載の排気系熱交換器。
【請求項７】
前記断熱筒は、前記内筒の外側に隙間を介して配置され、
前記弁体は、前記内筒を閉止する姿勢で該内筒と前記断熱筒との隙間を閉止する請求項５記載の排気系熱交換器。
【請求項８】
前記断熱筒は、排気ガス流れ方向の上流端が閉止されると共に下流端が開放された２重管で構成されている請求７記載の排気系熱交換器。
【請求項９】
前記断熱筒の排気ガス流れ方向上流側に連続し、該排気ガス流れ方向の上流側に向けて流路断面積が連続的又は段階的に拡がるように形成されたガス案内筒を有する請求項５乃至請求項８の何れか１項記載の排気系熱交換器。
【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媒との熱交換を行うための排気系熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
大排気管の軸心部に、排気ガスと冷却水との熱交換を行う排気クーラーを配設したエンジン排気冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４５１２７号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の技術では、排気クーラーを断熱材にて覆うことで、排気クーラーの周囲を流れる排気ガスの熱が冷却水に伝達されることを防止しているが、断熱材に頼らない構造で冷媒への不要な熱の回収を抑制することが望まれてきている。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、断熱材に頼ることなく、内筒の外側を流れる排気ガスと冷媒との熱交換を抑制することができる排気系熱交換器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系熱交換器は、外筒と、筒状に形成されると共に前記外筒内に配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、前記内筒における前記排気ガス流れ方向の上流端を開閉可能に設けられ、該内筒の上流端を閉止した姿勢で該内筒の軸線方向から見て該内筒の外側に張り出した張出部を有する弁体と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の排気系熱交換器では、弁体が内筒の上流端を開放した状態で、排気ガスは、少なくとも一部が内筒内の熱交換流路に導入される。これにより、排気ガスと冷媒との熱交換が行われ、排気熱が冷媒に回収される。一方、弁体が内筒の上流端を閉止した状態では、排気ガスの内筒内の熱交換流路への導入が防止される。
【０００７】
ここで、内筒の上流端を閉止した姿勢を取る弁体の張出部は、内筒の軸線方向から見て内筒の外側に張り出しているため、その下流において排気ガス流れ主流が生じることを抑制する。すなわち、弁体の張出の下流においては、排気ガスの主流が内筒表面に接触することが抑制され、弁体が熱交換流路（内筒）を閉止する運転状態で、熱交換流路を流れない排気ガスと冷媒との熱交換が抑制される。
【０００８】
このように、請求項１記載の排気系熱交換器では、断熱材に頼ることなく、内筒の外側を流れる排気ガスと冷媒との熱交換を抑制することができる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る排気系熱交換器は、請求項１記載の排気系熱交換器において、前記内筒は、前記外筒の軸心部に配設されており、前記弁体の張出部は、前記内筒の上流端を閉止した姿勢で、該内筒の軸線方向から見て、全周に亘って前記内筒の外側に張り出している。
【００１０】
請求項２記載の排気系熱交換器では、内筒の外側に全周に亘り排気ガスの流路（外筒との隙間）が形成されており、張出部は内筒の全周に亘って、内筒の上流端を閉止する姿勢を取る弁体から張り出している。このため、内筒の全周に亘って、該内筒の外側を流れる排気ガスの主流が該内筒の表面に接触することが効果的に抑制される。
【００１１】
請求項３記載の発明に係る排気系熱交換器は、外筒と、排気ガス流れ方向の下流側に向けて連続的又は段階的に流路断面積が減少する筒状に形成されると共に前記外筒内に配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、を備えている。
【００１２】
請求項３記載の排気系熱交換器では、内筒内の熱交換流路を流れる排気ガスと冷媒との熱交換が行われる。内筒は、排気ガス流れ方向の下流側に向けて流路断面積が減少するため、換言すれば、内筒の表面は、該内筒の軸線方向から見て、下流側が上流側に隠れるように下流端側に向けて連続的又は段階的に外形（径）が縮小しているため、排気ガスの主流が内筒表面に接触することが抑制される。これにより、弁体が熱交換流路（内筒）を閉止する運転状態で、熱交換流路を流れない排気ガスと冷媒との熱交換が抑制される。
【００１３】
このように、請求項３記載の排気系熱交換器では、断熱材に頼ることなく、内筒の外側を流れる排気ガスと冷媒との熱交換を抑制することができる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る排気系熱交換器は、外筒と、筒状に形成されると共に前記外筒内に配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、前記内筒における前記排気ガス流れ方向の上流端を開閉可能に設けられ、該内筒の上流端を閉止した姿勢で該内筒の軸線方向から見て該内筒の外側に張り出した張出部を有する弁体と、それぞれ前記内筒の軸線方向から見て前記内筒の上流端を閉止している前記弁体の張出部にオーバラップするように配置され、前記内筒内に前記冷媒を導入するための冷媒導入管及び前記内筒から前記冷媒を排出するための冷媒排出管と、を備えている。
【００１５】
請求項４記載の排気系熱交換器では、弁体が内筒の上流端を開放した状態で、排気ガスは、少なくとも一部が内筒内の熱交換流路に導入される。これにより、排気ガスと冷媒との熱交換が行われ、排気熱が冷媒に回収される。一方、弁体が内筒の上流端を閉止した状態では、排気ガスの内筒内の熱交換流路への導入が防止される。
【００１６】
ここで、内筒の上流端を閉止した姿勢を取る弁体の張出部は、内筒の軸線方向から見て内筒の外側に張り出しているため、その下流において排気ガス流れ主流が生じることを抑制する。これにより、内筒の軸線方向上流側から見て張出部の背後に隠れるように配置されている冷媒導入管及び冷媒排出管は、排気ガスの主流が表面に接触することが抑制され、これら冷媒導入管及び冷媒排出管内の冷媒が内筒外側を流れる排気ガスと熱交換を行うことが抑制される。
【００１７】
このように、請求項４記載の排気系熱交換器では、断熱材に頼ることなく、内筒の外側を流れる排気ガスと冷媒との熱交換を抑制することができる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明に係る排気系熱交換器は、外筒と、筒状に形成されると共に前記外筒内に該外筒とは非接触で配設され、内部が排気ガスと冷媒との熱交換を行うための熱交換流路とされた内筒と、前記内筒を開閉するための弁体と、筒状に形成されると共に前記外筒と内筒との間に配設され、少なくとも前記弁体によって前記内筒が閉止されている状態で、該内筒との間に前記排気ガスが流れない断熱空間を形成する断熱筒と、を備えている。
【００１９】
請求項５記載の排気系熱交換器では、弁体が内筒の上流端を開放した状態で、排気ガスは、少なくとも一部が内筒内の熱交換流路に導入される。これにより、排気ガスと冷媒との熱交換が行われ、排気熱が冷媒に回収される。一方、弁体が内筒の上流端を閉止した状態では、排気ガスの内筒内の熱交換流路への導入が防止される。
【００２０】
ここで、少なくとも弁体が内筒の上流端を閉止した状態では、内筒の外面と断熱筒との間の空間は、排気ガスの流れが防止された断熱空間とされているので、断熱筒の外側を流れる排気ガスと、内筒内の冷媒との熱交換が効果的に抑制される。
【００２１】
このように、請求項５記載の排気系熱交換器では、断熱材に頼ることなく、内筒の外側を流れる排気ガスと冷媒との熱交換を抑制することができる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。
【００２２】
請求項６記載の発明に係る排気系熱交換器は、請求項５記載の排気系熱交換器において、前記断熱筒は、前記内筒とで、排気ガス流れ方向の上流端が閉止されると共に下流端が開放された２重管を成している。
【００２３】
請求項６記載の排気系熱交換器では、断熱筒と内筒とは互いの上流端間が閉止された２２重管とされており、内筒の外側には、弁体の姿勢に依らず常に断熱空間が形成されている。一方、断熱筒と内筒との下流端間は開放されているので、断熱空間を排気音を低減するための共鳴器として機能させ、消音効果を得ることが可能になる。
【００２４】
請求項７記載の発明に係る排気系熱交換器は、請求項５記載の排気系熱交換器において、前記断熱筒は、前記内筒の外側に隙間を介して配置され、前記弁体は、前記内筒を閉止する姿勢で該内筒と前記断熱筒との隙間を閉止する。
【００２５】
請求項７記載の排気系熱交換器では、断熱筒と内筒とは互いの上流端間が開放されており、該上流端間を弁体が閉止することで、断熱空間が形成される。また、断熱筒と内筒との下流端間は開放されているので、断熱空間を排気音を低減するための共鳴器として機能させ、消音効果を得ることが可能になる。
【００２６】
請求項８記載の発明に係る排気系熱交換器は、請求項７記載の排気系熱交換器において、前記断熱筒は、排気ガス流れ方向の上流端が閉止されると共に下流端が開放された２重管で構成されている。
【００２７】
請求項８記載の排気系熱交換器では、２重管を構成する内管と外管との間、内管と内筒との間にそれぞれ断熱空間が形成され、断熱効果が大きい。
【００２８】
請求項９記載の発明に係る排気系熱交換器は、請求項５乃至請求項８の何れか１項記載の排気系熱交換器において、前記断熱筒の排気ガス流れ方向上流側に連続し、該排気ガス流れ方向の上流側に向けて流路断面積が連続的又は段階的に拡がるように形成されたガス案内筒を有する。
【００２９】
請求項９記載の排気系熱交換器では、弁体が内筒の上流端を開放した状態で、排気ガスは、ガス案内筒に誘い込まれて内筒内の熱交換流路に導入され易く、熱回収量を増すことができる。一方、弁体が内筒の上流端を閉止した状態では、内筒よりも径方向外側（内筒の軸線方向から見て外側）に張り出したガス案内筒が、その下流において排気ガス流れ主流が生じることを抑制する。すなわち、ガス案内筒の下流においては、排気ガスの主流が断熱筒の表面に接触することが抑制され、弁体が熱交換流路（内筒）を閉止する運転状態で、熱交換流路を流れない排気ガスと冷媒との熱交換が効果的に抑制される。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明に係る排気系熱交換器は、断熱材に頼ることなく、内筒の外側を流れる排気ガスと冷媒との熱交換を抑制することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の第１の実施形態に係る排気系熱交換器１０、該排気系熱交換器１０が適用された排気熱回収システム１８について、図１乃至図３に基づいて説明する。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。
【００３２】
図３には、排気熱回収システム１８の概略全体構成が模式的なフロー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１８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エンジン冷却水との熱交換によって回収し、暖房やエンジン１２の暖機促進等に利用する装置である。
【００３３】
エンジン１２には、排気ガスを導出する排気経路を構成する排気管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コンバータ１６、排気系熱交換器１０、メインマフラ２０が配設されている。触媒コンバータ１６は、内蔵した触媒１６Ａによって通過する排気ガスを浄化するように構成されている。消音器としてのメインマフラ２０は、排気ガスを大気中に排出するのに伴って生じる排気音を低減するように構成されている。
【００３４】
熱交換器としての排気系熱交換器１０は、排気ガスとエンジン冷却水との熱交換によって排気ガスの熱をエンジン冷却水に回収させる構成とされている。また、この排気系熱交換器１０内には、排気ガスのガス流路２２、排気ガスとエンジン冷却水の熱交換を行う熱交換流路としての熱回収部２４、及び熱回収部２４の排気ガス流路を開閉するためのバルブ装置２６が配設されている。以下、具体的に説明する。
【００３５】
図１に示される如く、排気系熱交換器１０は、それぞれ円筒状に形成された内筒２８と外筒３０とを備えている。さらに、排気系熱交換器１０は、排気管１４よりも大径とされた外筒３０の上流端３０Ａと排気管１４における触媒コンバータ１６側に位置する部分とを接続するコニカル胴３２と、外筒３０の下流端３０Ｂと排気管１４におけるメインマフラ２０側に位置する部分とを接続するコニカル胴３４とを備えている。
【００３６】
この排気系熱交換器１０では、外筒３０の軸心部に配置された内筒２８内に熱回収部２４が形成され、内筒２８と外筒３０との間にガス流路２２が形成されている。すなわち、排気系熱交換器１０では、コニカル胴３２の内側空間がガス流路２２と熱回収部２４との分岐部となる排気ガス入口ヘッダ部３６とされ、コニカル胴３４の内側空間がガス流路２２と熱回収部２４との合流部となる排気ガス出口ヘッダ部３８とされている。
【００３７】
排気系熱交換器１０の熱回収部２４は、内筒２８内に冷却水路を構成する水管４０を配設して構成されている。この実施形態では、水管４０は、略螺旋状に形成されており、一端側及び他端側がそれぞれ内筒２８及び外筒３０をして外部に突出されている。水管４０における外筒３０の外側に位置する一端部は、冷却水入口部４０Ａとされ、外筒３０の外側に位置する他端部は、冷却水出口部４０Ｂとされている。なお、この熱回収部２４の構造は一例であり、例えば複数の冷却水管を平行に配置したり、内筒２８内に排気ガス配管を配設すると共に内筒２８にて冷却し流路を形成したり、各種の熱回収部２４の構造を採ることができる。
【００３８】
バルブ装置２６は、内筒２８の上流端を開閉するようになっている。具体的には、図１及び図２に示される如く、バルブ装置２６は、内筒２８の上流側開口端２８Ａにおける外径よりも大径とされた略円板状の弁体４２を備えている。弁体４２は、その中央部分に内筒２８の上流側開口端２８Ａが突き当てられた姿勢で、該内筒２８を閉止する構成とされている。この閉止姿勢で、図２に示される如く内筒２８の軸線方向から見て、弁体４２における内筒２８よりも計方向外側に張り出した部分が、張出部４２Ａとされている。
【００３９】
この弁体４２は、同軸的に回転可能に設けられた支軸４４を介して、外筒３０に回動可能に支持されている。支軸４４は、排気ガスの流れ方向に直交する方向に沿って長手とされ、図２に示される如く外筒３０を貫通しており、該外筒３０に固定された軸受部４６において回転自在に支持されている。これにより、弁体４２は、内筒２８の上流側開口端２８Ａを閉止する閉止姿勢から、支軸４４廻りの矢印Ａ方向に回動することで内筒２８を開放する開放姿勢に移行し、この開放姿勢から矢印Ａとは反対向きの矢印Ｂ方向に回動することで内筒２８を閉止する閉止姿勢に復帰する構成とされている。
【００４０】
バルブ装置２６は、図示しないトーションばね等の付勢部材によって弁体４２（支軸４４）が内筒２８の上流側開口端２８Ａに突き当て付勢（矢印Ｂ方向に付勢、偏倚）されており、通常は内筒２８を閉止する構成とされている。また、排気熱回収システム１８では、バルブ装置２６は、図示しない制御装置としてのＥＣＵによって制御され、例えば、エンジン１２の暖機促進要求がされた場合、エンジン冷却水温が低いときに暖房要求がされた場合などに、内筒２８の上流側開口端２８Ａが開放されるようにバルブ装置２６を作動（制御）するようになっている。
【００４１】
一方、図３に示される如く、排気熱回収システム１８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５０、リヤヒータコア５２、及びエンジン冷却水をフロントヒータコア５０、リヤヒータコア５２に循環させるヒータ温水路５４を備えている。フロントヒータコア５０とリヤヒータコア５２とは、並列に配置されている。そして、ヒータ温水路５４におけるリヤヒータコア５２の下流側に排気系熱交換器１０が配置されている。すなわち、ヒータ温水路５４におけるリヤヒータコア５２側に冷却水入口部４０Ａが配置されると共に、ヒータ温水路５４におけるエンジン１２の上流側に冷却水出口部４０Ｂが配置されている。この実施形態では、排気系熱交換器１０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５０に対し並列でかつリヤヒータコア５２に対し直列に配置されている。
【００４２】
したがって、排気熱回収システム１８では、図３のヒータ温水路５４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。これにより、エンジン１２を通った高温の温水がフロントヒータコア５０及びリヤヒータコア５２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５２にて降温されたエンジン冷却水が排気系熱交換器１０に導入されて上記排気ガスと熱交換する構成である。排気系熱交換器１０を通過したエンジン冷却水は、フロントヒータコア５０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、排気系熱交換器１０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。なお、図３に示される構成に代えて、例えば、フロントヒータコア５０及びリヤヒータコア５２をエンジン１２の下流で分岐すると共に排気系熱交換器１０（冷却水入口部４０Ａ）の上流で合流する並列配置としても良く、図３の構成に対しフロントヒータコア５０とリヤヒータコア５２との配置を入れ替えた構成としても良く、フロントヒータコア５０及びリヤヒータコア５２をエンジン１２の下流で分岐すると共に排気系熱交換器１０（冷却水出口部４０Ｂ）の下流で合流する並列配置としても良く、フロントヒータコア５０及びリヤヒータコア５２をエンジン１２と排気系熱交換器１０（冷却水入口部４０Ａ）との間に直列に配置しても良い。
【００４３】
次に、本第１の実施形態の作用を説明する。
【００４４】
上記構成の排気熱回収システム１８では、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の暖機促進要求があった場合、ＥＣＵはバルブ装置２６を開駆動して熱回収部２４を開放させる。すると、エンジン１２の排気ガスの少なくとも一部は、内筒２８内の熱回収部２４に導入され、水管４０を通過するエンジン冷却水との熱交換を行う。
【００４５】
これにより、排気ガスの排気熱がエンジン冷却水に回収される。このエンジン冷却水がエンジン１２やフロントヒータコア５０、リヤヒータコア５２を循環することで、排気熱が暖機や暖房に利用される。熱回収部２４にてエンジン冷却水との熱交換を行った排気ガスは、内筒２８の下流側開口端２８Ｂ、排気ガス出口ヘッダ部３８を経由してガス流路２２と合流し、排気管１４、メインマフラ２０を経由して系外に排出される。
【００４６】
一方、例えばエンジン冷却水温が所定温度以上の温度になった場合やエンジン１２に高出力の出力要求があった場合等に、ＥＣＵは、付勢部材の付勢力に抗してバルブ装置２６を開放姿勢に保つ保持力を解除し、弁体４２を付勢部材の付勢力にて閉止姿勢に姿勢変化させる。すると、図１に示される如く、エンジン１２の排気ガスは、主にガス流路２２を流れ、排気ガス出口ヘッダ部３８、排気管１４、メインマフラ２０を経由して系外に排出される。
【００４７】
ここで、排気系熱交換器１０では、弁体４２が張出部４２Ａを有するため、図１に示される如く、該弁体４２が閉止姿勢を取る状態で、張出部４２Ａの下流側（内筒２８の外側）には渦Ｖが生じ、排気ガスの主流は、内筒２８の外面から離間した部分を流れることになる。すなわち、ガス流路２２を流れる排気ガスの主流が内筒２８に接触することが抑制され、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が小さく抑えられる。
【００４８】
しかも、排気系熱交換器１０では、張出部４２Ａが内筒２８の全周に亘って張り出しているため、ガス流路２２を流れる排気ガスの主流が内筒２８に接触することが、該内筒２８の全周に亘って抑制され、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が一層小さく抑えられる。
【００４９】
これにより、エンジン冷却水への熱回収が不要である運転状態、すなわちバルブ装置２６による内筒２８の上流側開口端２８Ａの閉止状態において、排気熱がエンジン冷却水に回収されることが抑制又は防止され、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータの負荷が軽減される。また、内筒２８の外側を被覆する断熱材を廃止することが可能となり、コスト、製品質量の低減が図られる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、排気系熱交換器１０全体として熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。これらにより、例えばエンジン１２すなわちエンジン冷却水の循環停止時に熱回収部２４内のエンジン冷却水への伝熱量やエンジン冷却水温の上昇を抑制することができる。
【００５０】
また、排気系熱交換器１０では、水管４０におけるガス流路２２を横切る（内筒２８と外筒３０との間に位置する）冷却水導入管部４０Ｃ、冷却水排出管部４０Ｄが張出部４２Ａに対し排気ガス流れ方向下流側（背面側）に位置するため、ガス流路２２を通過する排気ガスと水管４０における冷却水導入管部４０Ｃ、冷却水排出管部４０Ｄを通過するエンジン冷却水との交換熱量が小さく抑えられる。
【００５１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成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構成と同一の符号を付して説明を省略し、図示を省略する場合がある。
【００５２】
（第２の実施形態）
図４には、本発明の第２の実施系に係る排気系熱交換器６０が図１に対応する側断面図にて示されており、図５には、排気系熱交換器６０が図２に対応する軸直角断面図にて示されている。これらの図に示される如く、排気熱回収システム６０は、バルブ装置２６に代えてバルブ装置６２を備え、水管４０に代えて水管６４を備える点で、第１の実施形態に係る排気系熱交換器１０とは異なる。
【００５３】
バルブ装置６２は、弁体６６を備えている。弁体６６は、内筒２８の上流側開口端２８Ａに置ける外径よりも若干大径とされた略円板状の弁部６６Ａと、弁部６６Ａの周方向の一部から径方向に張り出した張出部６６Ｂとを含む。弁体６６は、張出部６６Ｂに支軸４４が同軸的かつ一体回転可能に接続されている。張出部６６Ｂにおける弁部６６Ａとは反対側の端部は、弁部６６Ａ（弁体６６）が閉止姿勢を取る状態で、外筒３０の内面に近接して位置する構成とされている。
【００５４】
水管６４は、一端部に設けられた冷却水入口部６４Ａ、他端部に設けられた冷却水出口部６４Ｂが排気ガスの流れ方向に沿って（内筒２８の軸線方向から見て互いにオーバラップして）配置されると共に、該排気ガスの流れ方向に近接して位置している。より具体的には、水管６４における冷却水入口部６４Ａ、冷却水出口部６４Ｂから内筒２８に向けて延びガス流路２２を横切る冷却水導入管部６４Ｃ、冷却水排出管部６４Ｄは、内筒２８の軸線方向から見て、閉止姿勢を取る弁体６６の排気ガス流れ方向の下流に、該排気ガス流れ方向に近接してかつ隠れるようにオーバラップして配置されている。
【００５５】
この実施形態では、熱回収部２４（内筒２８）内に略螺旋状に形成された螺旋流路部６４Ｅと、略直線状の直線流路部６４Ｆとを並列することで、冷却水入口部６４Ａ（冷却水導入管部６４Ｃ）と冷却水出口部６４Ｂ（冷却水排出管部６４Ｄ）とを近接して配置する構成が実現されているが、第１の実施形態と同様に、熱回収部２４は各種構造を採ることができる。排気系熱交換器６０の他の構成は、排気系熱交換器１０の対応する構成と同じである。
【００５６】
第２の実施形態に係る排気系熱交換器６０の作用について、排気系熱交換器１０の作用とは異なる部分を説明する。
【００５７】
上記構成の排気系熱交換器６０では、水管６４におけるガス流路２２を横切る冷却水導入管部６４Ｃ、冷却水排出管部６４Ｄに対する排気ガス流れ方向の上流側に、内筒２８の上流側開口端２８Ａを閉止している弁体６６の張出部６６Ｂが配置されているため、ガス流路２２を流れる排気ガスの主流が水管６４における冷却水導入管部６４Ｃ、冷却水排出管部６４Ｄに当たることが抑制される。換言すれば、水管６４における冷却水導入管部６４Ｃ、冷却水排出管部６４Ｄに排気ガスが接触しにくい。これにより、バルブ装置６２が内筒２８を閉止する運転状態において、バルブ装置６２のエンジン冷却水とガス流路２２を流れる排気ガスとの熱交換が抑制され、ラジエータの負荷が低減される。
【００５８】
なお、第２の実施形態では、冷却水入口部６４Ａと冷却水出口部６４Ｂとを排気ガス流れ方向に近接して配置した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、冷却水入口部６４Ａと冷却水出口部６４Ｂとを、第１の実施形態に係る冷却水入口部４０Ａ、冷却水出口部４０Ｂと同様に離間して配置しても良い。
【００５９】
（第３の実施形態）
図６には、本発明の第３の実施系に係る排気系熱交換器７０が図１に対応する側断面図にて示されている。この図に示される如く、排気系熱交換器７０は、略円筒状に形成された内筒２８に代えて、排気ガス流れ方向の上流側から下流側に向けて連続的に縮径されたテーパ（コニカル）形状の内筒７２を備え、バルブ装置２６に代えてバルブ装置７４を備える点で、第１の実施形態に係る排気系熱交換器１０とは異なる。
【００６０】
内筒７２は、上流側開口端７２Ａにおける外径Ｄｕが下流側開口端７２Ｂにおける外径Ｄｄに対し大とされ、排気ガス流れ方向（軸線方向）の長さＬ、外径Ｄｕ、外径Ｄｄは、例えば、外周テーパ面７２Ｃの軸線に対する傾斜角θが７°以上になるように決められている。図示は省略するが、排気系熱交換器７０では、この内筒７２内に水管４０や水管６４等が配設されて熱回収部２４が構成されている。
【００６１】
バルブ装置７４は、支軸４４と同軸的かつ一体回転可能に接続された略円板状の弁体７６を有する。弁体７６は、その外径が内筒７２の上流側開口端７２Ａにおける外径Ｄｕよりも若干大とされ、支軸４４廻りに回動することで、内筒７２の上流側開口端７２Ａを開閉可能されている。排気系熱交換器７０の他の構成は、排気系熱交換器１０の対応する構成と同じである。
【００６２】
第３の実施形態に係る排気系熱交換器７０の作用について、排気系熱交換器１０の作用とは異なる部分を説明する。
【００６３】
上記構成の排気系熱交換器７０では、バルブ装置７４の弁体７６が内筒７２を閉止している状態で、排気ガスは、内筒７２と外筒３０との間の空間であるガス流路２２を流れる。ここで、排気系熱交換器７０では、内筒７２の表面が下流側に向けて連続的に縮径したテーパ面７２Ｃであるため、ガス流路２２を流れる排気ガスは、内筒７２（テーパ面７２Ｃ）から剥離する。すなわち、ガス流路２２を流れる排気ガスの主流が内筒７２に接触することが抑制され、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が小さく抑えられる。しかも、排気系熱交換器７０では、内筒７２のテーパ面７２Ｃのテーパ角が７°以上であるため、排気ガスが内筒７２から確実に剥離し、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が一層小さく抑えられる。
【００６４】
これにより、排気系熱交換器７０では、エンジン冷却水への熱回収が不要である運転状態、すなわちバルブ装置７４による内筒７２の上流側開口端７２Ａの閉止状態において、排気熱がエンジン冷却水に回収されることが抑制又は防止され、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータの負荷が軽減される。また、内筒７２の外側を被覆する断熱材を廃止することが可能となり、コスト、製品質量の低減が図られる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、排気系熱交換器１０全体として熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。これらにより、例えばエンジン１２すなわちエンジン冷却水の循環停止時に熱回収部２４内のエンジン冷却水への伝熱量やエンジン冷却水温の上昇を抑制することができる。
【００６５】
なお、第３の実施形態では、内筒７２がテーパ上である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、内筒７２が１段階又は複数段階で下流側に向けて縮径する構成としても良い。
【００６６】
（第４の実施形態）
図７には、本発明の第４の実施系に係る排気系熱交換器８０が側断面図にて示されている。この図に示される如く、排気系熱交換器８０は、単円筒である内筒２８に代えて、２重円筒である内筒８２を備える点で、第１の実施形態に係る排気系熱交換器１０とは異なる。
【００６７】
内筒８２は、それぞれ円筒状に形成されると共に同軸的かつ径方向に離間して配置された内筒アウタ８４及び内筒インナ８６と、内筒アウタ８４の上流端８４Ａと内筒インナ８６の上流端８６Ａとを全周に亘って気密に連結する連結部８８とを含んで構成されている。内筒インナ８６は、本発明における内筒に相当し、内筒アウタ８４は、本発明における断熱筒に相当する。内筒アウタ８４、内筒インナ８６の各下流端８４Ｂ、８６Ｂは、それぞれ開口端とされている。
【００６８】
以上説明した内筒８２は、内筒アウタ８４と内筒インナ８６との間の空間は、連結部８８にて上流端が封止されていることにより、常に排気ガス流が生じない断熱ガス層Ｇを構成する。図示は省略するが、排気系熱交換器８０では、この内筒８２の内筒インナ８６内に水管４０や水管６４等が配設されて熱回収部２４が構成されている。排気系熱交換器８０の他の構成は、排気系熱交換器１０、７０の対応する構成と同じである。
【００６９】
第４の実施形態に係る排気系熱交換器８０の作用について、排気系熱交換器１０の作用とは異なる部分を説明する。
【００７０】
上記構成の排気系熱交換器８０では、バルブ装置７４の弁体７６が内筒８２を閉止している状態で、排気ガスは、内筒８２の内筒アウタ８４と外筒３０との間の空間であるガス流路２２を流れる。ここで、排気系熱交換器８０では、内筒インナ８６に排気ガスが直接的に接触することが内筒アウタ８４にて防止され、この内筒アウタ８４と内筒インナ８６との間には、断熱ガス層Ｇが形成されているため、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が小さく抑えられる。
【００７１】
これにより、排気系熱交換器８０では、エンジン冷却水への熱回収が不要である運転状態、すなわちバルブ装置７４による内筒７２の上流側開口端７２Ａの閉止状態において、排気熱がエンジン冷却水に回収されることが抑制又は防止され、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータの負荷が軽減される。また、内筒インナ８６の外側を被覆する断熱材を廃止することが可能となり、コスト、製品質量の低減が図られる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、排気系熱交換器１０全体として熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。これらにより、例えばエンジン１２すなわちエンジン冷却水の循環停止時に熱回収部２４内のエンジン冷却水への伝熱量やエンジン冷却水温の上昇を抑制することができる。
【００７２】
またここで、排気系熱交換器８０では、上流端が封止されると共に下流端が開放された断熱ガス層Ｇ（内筒８２）は、排気ガスの共鳴室（共鳴器）として機能する。これにより、断熱ガス層Ｇの容積に応じた周波数ｆ１の排気音を消音する消音効果を得ることができる。換言すれば、消音目標の周波数に応じて、内筒８２（断熱ガス層Ｇ）の寸法形状を設定することができる。
【００７３】
しかも、排気系熱交換器８０では、バルブ装置７４が内筒８２の上流端を閉止している状態では、熱回収部２４（内筒インナ８６）も共鳴室（共鳴器）として機能するため、熱回収部２４の容積に応じた周波数ｆ２の排気音の消音も図ることができる。この実施形態では、熱回収部２４の容積が断熱ガス層Ｇの容積よりも大であることから、消音周波数は、ｆ１＞ｆ２とされており、異なる２つの周波数の排気音を小オンすることができる。
【００７４】
なお、上記第１乃至第３実施形態では説明を省略したが、熱回収部２４を共鳴室として機能させる消音効果については、排気系熱交換器１０、６０、７０においても同様に得ることができる。
【００７５】
（第５の実施形態）
図８には、本発明の第５の実施系に係る排気系熱交換器９０が側断面図にて示されている。この図に示される如く、排気系熱交換器９０は、内筒２８の周囲を非接触で覆う断熱筒としての２重管９２を備える点で、第１の実施形態に係る排気系熱交換器１０とは異なる。
【００７６】
２重管９２は、それぞれ円筒状に形成されると共に同軸的かつ径方向に離間して配置された内管９４及び外管９６と、内管９４の上流端９４Ａと外管９６の上流端９６Ａとを全周に亘って気密に連結する連結部９８とを含んで構成されている。内管９４、外管９６の各下流端９４Ｂ、９６Ｂは、それぞれ開口端とされている。
【００７７】
以上説明した２重管９２は、内管９４が内筒２８と全周に亘り非接触となるように配置されている。２重管９２の内管９４と外管９６との間の空間は、連結部９８にて上流端が封止されていることにより、常に排気ガス流が生じない断熱ガス層Ｇ１を構成する。また、２重管９２は、その上流側開口端９２Ａ（連結部９８）が、内筒２８の上流側開口端２８Ａと共にバルブ装置７４にて閉止されるようになっている。
【００７８】
このため、排気系熱交換器９０では、バルブ装置７４が内筒２８（熱回収部２４）を閉止する状態で、２重管９２（内管９４）と内筒２８との間にも、排気ガスの流れが生じない断熱ガス層Ｇ２が形成されるようになっている。なお、２重管９２の内管９４と内筒２８との間の空間は、弁体７６が内筒２８を開放する状態では、排気ガスの流路となる構成である。
【００７９】
図示は省略するが、排気系熱交換器９０では、この内筒２８内に水管４０や水管６４等が配設されて熱回収部２４が構成されている。弁体７６は、内筒２８を閉止する状態において、上記の通り連結部９８に当接するようになっており、内筒２８の上流側開口端２８Ａには当接しても良く、当接しなくても良い。排気系熱交換器９０の他の構成は、排気系熱交換器１０、７０の対応する構成と同じである。
【００８０】
第５の実施形態に係る排気系熱交換器９０の作用について、排気系熱交換器１０、８０の作用とは異なる部分を説明する。
【００８１】
上記構成の排気系熱交換器９０では、バルブ装置７４の弁体７６が内筒２８を閉止している状態で、排気ガスは、２重管９２の外管９６と外筒３０との間の空間であるガス流路２２を流れる。ここで、排気系熱交換器９０では、内筒２８に排気ガスが直接的に接触することが２重管９２にて防止され、この２重管９２を構成する内管９４と外管９６との間には、断熱ガス層Ｇ１が形成されているため、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が小さく抑えられる。しかも、排気系熱交換器９０では、内筒２８と内管９４との間にも断熱ガス層Ｇ２が形成されているので、排気系熱交換器８０と比較しても熱回収部２４の断熱効果が高い。
【００８２】
これにより、排気系熱交換器９０では、エンジン冷却水への熱回収が不要である運転状態、すなわちバルブ装置７４による内筒７２の上流側開口端７２Ａの閉止状態において、排気熱がエンジン冷却水に回収されることが抑制又は防止され、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータの負荷が軽減される。また、内筒２８の外側を被覆する断熱材を廃止することが可能となり、コスト、製品質量の低減が図られる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、排気系熱交換器１０全体として熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。これらにより、例えばエンジン１２すなわちエンジン冷却水の循環停止時に熱回収部２４内のエンジン冷却水への伝熱量やエンジン冷却水温の上昇を抑制することができる。
【００８３】
またここで、排気系熱交換器９０では、断熱ガス層Ｇ１を共鳴室して機能させることで、排気系熱交換器８０と同様に消音効果を得ることができる。ここで、閉止姿勢の弁体７６と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接しない構成においては、断熱ガス層Ｇ２の容積は、共鳴室としては熱回収部２４の容積の一部として把握される。一方、閉止姿勢の弁体７６と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接する構成においては、断熱ガス層Ｇ２は、断熱ガス層Ｇ１、熱回収部２４とは独立した共鳴室として機能し、その体積に応じた周波数の排気音を昇温することができる。すなわち、排気系熱交換器９０では、閉止姿勢の弁体７６と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接する構成とすることで、３つの周波数の排気音を消音する構成とすることが可能である。
【００８４】
（第６の実施形態）
図９には、本発明の第６の実施系に係る排気系熱交換器１００が側断面図にて示されている。この図に示される如く、排気系熱交換器１００は、内筒２８の周囲を非接触で覆う単円筒構造の断熱筒１０２を備える点で、第５の実施形態に係る排気系熱交換器９０とは異なる。
【００８５】
断熱筒１０２は、内筒２８よりも大径でかつ３０よりも小径の円筒状に形成されると共に、内筒２８の周囲にこれらと同軸的に（すなわち非接触で）配置されている。断熱筒１０２は、その上流側開口端１０２Ａが、内筒２８の上流側開口端２８Ａと共にバルブ装置７４にて閉止されるようになっている。このため、排気系熱交換器１００では、バルブ装置７４が内筒２８（熱回収部２４）を閉止する状態で、断熱筒１０２と内筒２８との間に、排気ガスの流れが生じない断熱ガス層Ｇが形成されるようになっている。なお、断熱筒１０２と内筒２８との間の空間は、弁体７６が内筒２８を開放する状態では、排気ガスの流路となる構成である。
【００８６】
図示は省略するが、排気系熱交換器１００では、内筒２８内に水管４０や水管６４等が配設されて熱回収部２４が構成されている。弁体７６は、内筒２８を閉止する状態において、上記の通り上流側開口端１０２Ａに当接するようになっており、内筒２８の上流側開口端２８Ａには当接しても良く、当接しなくても良い。排気系熱交換器１００の他の構成は、排気系熱交換器１０、７０の対応する構成と同じである。
【００８７】
第６の実施形態に係る排気系熱交換器１００の作用について、排気系熱交換器１０、８０の作用とは異なる部分を説明する。
【００８８】
上記構成の排気系熱交換器１００では、バルブ装置７４の弁体７６が内筒２８を閉止している状態で、排気ガスは、断熱筒１０２と外筒３０との間の空間であるガス流路２２を流れる。ここで、排気系熱交換器１００では、内筒２８に排気ガスが直接的に断熱筒１０２にて防止され、この断熱筒１０２と内筒２８との間には断熱ガス層Ｇが形成されているので、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が小さく抑えられる。
【００８９】
これにより、排気系熱交換器１００では、エンジン冷却水への熱回収が不要である運転状態、すなわちバルブ装置７４による内筒２８の上流側開口端２８Ａの閉止状態において、排気熱がエンジン冷却水に回収されることが抑制又は防止され、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータの負荷が軽減される。また、内筒２８の外側を被覆する断熱材を廃止することが可能となり、コスト、製品質量の低減が図られる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、排気系熱交換器１０全体として熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。これらにより、例えばエンジン１２すなわちエンジン冷却水の循環停止時に熱回収部２４内のエンジン冷却水への伝熱量やエンジン冷却水温の上昇を抑制することができる。
【００９０】
またここで、排気系熱交換器１００では、閉止姿勢の弁体７６と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接しない構成においては、断熱ガス層Ｇの容積は、共鳴室としては熱回収部２４の容積の一部として把握される。すなわち、第１乃至第３の実施形態と同様に、熱回収部２４と断熱ガス層Ｇとの連通空間を共鳴室とすることで、１つの周波数の排気音を消音することができる。一方、閉止姿勢の弁体７６と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接する構成においては、断熱ガス層Ｇは、排気系熱交換器８０と同様に、熱回収部２４とは独立した共鳴室として機能し、その体積に応じた周波数の排気音を昇温することができる。すなわち、排気系熱交換器１００では、閉止姿勢の弁体７６と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接する構成とすることで、排気系熱交換器８０と同様に、２つの周波数の排気音を消音する構成とすることが可能である。
【００９１】
（第７の実施形態）
図１０には、本発明の第７の実施系に係る排気系熱交換器１１０が側断面図にて示されている。この図に示される如く、排気系熱交換器１１０は、内筒２８の周囲を非接触で覆う単円筒構造の断熱筒１０２に代えて、上流端が排気ガス誘い込み形状とされた断熱筒１１２を備え、バルブ装置７４に代えてバルブ装置１１４を備える点で、第６の実施形態に係る排気系熱交換器１００とは異なる。
【００９２】
断熱筒１１２は、断熱筒１０２と同等の寸法形状を有する円筒部１１６と、円筒部１１６の上流端１１６Ａから上流側に向けて延設され、該上流側に向けて連続的に拡径されたガス案内筒としてのテーパ筒部１１８とを含んで構成されている。すなわち、テーパ筒部１１８は、円筒部１１６よりも径方向外向きに張り出している。テーパ筒部１１８の上流端は、内筒２８の上流側開口端２８Ａよりも上流側に位置している。
【００９３】
バルブ装置１１４は、弁体１２０を備えており、円筒部１１６の内径に略対応した径を有する円板部１２２と、テーパ筒部１１８の上流側を向くテーパ面に対応したテーパ面（円錐面）を有する円錐部１２４とを含み、円錐部１２４において支軸４４に同軸的かつ一体回転可能に接続されている。
【００９４】
以上により、断熱筒１１２は、その上流側開口端１１２Ａが、テーパ筒部１１８に当接する（嵌まり込む）円錐部１２４及び円板部１２２によって、内筒２８の上流側開口端２８Ａと共にバルブ装置１１４にて閉止されるようになっている。このため、排気系熱交換器１１０では、バルブ装置１１４の弁体１２０が内筒２８（熱回収部２４）を閉止する状態で、断熱筒１１２の円筒部１１６と内筒２８との間に、排気ガスの流れが生じない断熱ガス層Ｇが形成されるようになっている。なお、断熱筒１１２と内筒２８との間の空間は、弁体１２０が内筒２８を開放する状態では、排気ガスの流路となる構成である。
【００９５】
図示は省略するが、排気系熱交換器１１０では、内筒２８内に水管４０や水管６４等が配設されて熱回収部２４が構成されている。弁体７６は、内筒２８を閉止する状態において、上記の通り円錐部１２４がテーパ筒部１１８に嵌まり込むようになっており、円板部１２２が内筒２８の上流側開口端２８Ａに当接しても良く、当接しなくても良い。排気系熱交換器１１０の他の構成は、排気系熱交換器１０、７０の対応する構成と同じである。
【００９６】
第７の実施形態に係る排気系熱交換器１００の作用について、排気系熱交換器１０、１００の作用とは異なる部分を説明する。
【００９７】
上記構成の排気系熱交換器１１０では、バルブ装置１１４の弁体１２０が内筒２８を閉止している状態で、排気ガスは、断熱筒１１２と外筒３０との間の空間であるガス流路２２を流れる。ここで、排気系熱交換器１１０では、内筒２８に排気ガスが直接的に断熱筒１１２（円筒部１１６）にて防止され、この断熱筒１１２と内筒２８との間には断熱ガス層Ｇが形成されているので、ガス流路２２を流れる排気ガスから熱回収部２４のエンジン冷却水に伝達される排気熱量が小さく抑えられる。
【００９８】
しかも、排気系熱交換器１１０では、テーパ筒部１１８が円筒部１１６の上流端で円筒部１１６よりも径方向外側に張り出しているため、排気系熱交換器１０の張出部４２Ａによる効果と同様に、テーパ筒部１１８の下流（円筒部１１６の外周部）には渦が生じてガス流路２２を流れる排気ガスの主流は、円筒部１１６に接触することが抑制される。このため、排気ガスから円筒部１１６への伝熱量が抑えらされ、円筒部１１６から断熱ガス層Ｇを経由したエンジン冷却水の伝熱量も抑制される。
【００９９】
これにより、排気系熱交換器１１０では、エンジン冷却水への熱回収が不要である運転状態、すなわちバルブ装置１１４による内筒２８の上流側開口端２８Ａの閉止状態において、排気熱がエンジン冷却水に回収されることが抑制又は防止され、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータの負荷が軽減される。また、内筒２８の外側を被覆する断熱材を廃止することが可能となり、コスト、製品質量の低減が図られる。また、断熱材を設けない又は減らすことにより、排気系熱交換器１０全体として熱容量が小さい構成、また断熱材による保温効果の少ない構成を得ることができる。これらにより、例えばエンジン１２すなわちエンジン冷却水の循環停止時に熱回収部２４内のエンジン冷却水への伝熱量やエンジン冷却水温の上昇を抑制することができる。
【０１００】
一方、バルブ装置１１４が内筒２８を開放する運転状態では、テーパ筒部１１８が内筒２８すなわち熱回収部２４に排気ガスを誘い込むため、この場合は熱回収量（効率）が向上する。これにより、例えば、エンジン１２の暖機促進等がより短時間で速やかに行われる。
【０１０１】
またここで、排気系熱交換器１１０では、閉止姿勢の弁体１２０の円板部１２２と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接しない構成においては、断熱ガス層Ｇ２の容積は、共鳴室としては熱回収部２４の容積の一部として把握される。すなわち、第１乃至第３の実施形態と同様に、熱回収部２４と断熱ガス層Ｇとの連通空間を共鳴室とすることで、１つの周波数の排気音を消音することができる。一方、閉止姿勢の弁体１２０の円板部１２２と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接する構成においては、断熱ガス層Ｇは、排気系熱交換器８０と同様に、熱回収部２４とは独立した共鳴室として機能し、その体積に応じた周波数の排気音を昇温することができる。すなわち、排気系熱交換器１１０では、閉止姿勢の弁体１２０と内筒２８の上流側開口端２８Ａとが当接する構成とすることで、排気系熱交換器８０と同様に、２つの周波数の排気音を消音する構成とすることが可能である。
【０１０２】
なお、第７の実施形態では、テーパ筒部１１８がテーパ状に形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、テーパ筒部１１８は、円筒部１１６の上流端１１６Ａの周縁部から張り出したフランジ部と、フランジ部の周縁から排気ガス流れ方向凹流側に延設された短円筒部とで構成（１段階の拡径形状）されても良い。
【０１０３】
また、上記した各実施形態では、内筒２８、外筒３０等が円形断面である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、排気系熱交換器１０等を矩形断面の筒材を用いて構成しても良い。
【０１０４】
さらに、上記した各実施形態では、熱回収部２４が外筒３０の軸心部に配置された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、熱回収部２４は外筒３０の軸心に対しオフセットして配置されても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排気系熱交換器の側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る排気系熱交換器の軸直角断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る排気系熱交換器が適用された排気熱回収システムのシステムフロー図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る排気系熱交換器の側断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る排気系熱交換器の軸直角断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る排気系熱交換器の側断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る排気系熱交換器の側断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る排気系熱交換器の側断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る排気系熱交換器の側断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る排気系熱交換器の側断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０    排気系熱交換器
２４    熱回収部（熱交換流路）
２８    内筒
３０    外筒
４０Ｃ  冷却水導入管部（冷媒導入管）
４０Ｄ  冷却水排出管部（冷媒排出管）
４２    弁体
４２Ａ  張出部
６０・７０・８０・９０・１００・１１０      排気系熱交換器
６４Ｃ  冷却水導入管部（冷媒導入管）
６４Ｄ  冷却水排出管部（冷媒排出管）
６６    弁体
６６Ｂ  張出部
７２    内筒
７６    弁体
８２    内筒（２重管）
８４    内筒アウタ（断熱筒）
８６    内筒インナ（内筒）
９２    ２重管
１０２・１１２  断熱筒
１１８    テーパ筒部（ガス案内筒）
【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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