(57)【要約】【課題】熱応力を緩和することができる排気熱回収器を提供する。【解決手段】エンジンから排出された排気ガスが流通する排気管１００内に配置され、排気ガスと内部に封入された作動流体との間で熱交換を行う第１の熱交換部１と、排気管１００の外部のエンジンの冷却水が流通する冷却水経路内に配置され、作動流体と冷却水との間で熱交換を行う第２の熱交換部２とを備え、排気管１００の内壁部１１０ｂと、第１の熱交換部１における第２の熱交換部２と反対側の端面７２、７３との間に、隙間９を設定する。【選択図】図１
2007218556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出された排気ガスが流通する排気管（１００）内に配置され、前記排気ガスと内部に封入された作動流体との間で熱交換を行う第１の熱交換部（１）と、
前記排気管（１００）の外部の前記エンジンの冷却水が流通する冷却水経路内に配置され、前記作動流体と前記冷却水との間で熱交換を行う第２の熱交換部（２）とを備え、
前記排気管（１００）の内壁部（１１０ｂ）と、前記第１の熱交換部（１）における前記第２の熱交換部（２）と反対側の端面（７２、７３）との間には、隙間（９）が設定されていることを特徴とする排気熱回収器。
【請求項２】
前記排気管（１００）には開口部（１１１）が形成され、前記第１の熱交換部（１）が前記開口部（１１１）から前記排気管（１００）内に挿入されるようになっており、
前記第１の熱交換部（１）を前記排気管（１００）内に挿入した際に、前記開口部（１１１）を塞ぐ密閉部（８）が設けられており、
前記密閉部（８）は、前記開口部（１１１）を塞いだ際に、前記第１の熱交換部（１）における前記内壁部（１１０ｂ）に対向する端面（７２、７３）と、前記排気管（１００）における前記内壁部（１１０ｂ）との間に前記隙間（９）を確保できるような位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排気熱回収器。
【請求項３】
前記第１の熱交換部（１）を前記排気管（１００）内に挿入した際に、前記第１の熱交換部（１）を、前記排気管（１００）の前記内壁部（１１０ｂ）に、前記第１の熱交換部（１）挿入方向には可動に、前記第１の熱交換部（１）挿入方向に直交する方向には移動を制限するように支持する支持構造（１１２、１１５、７２０、７３０、７２１、１１３、１１４）を有していることを特徴とする請求項２に記載の排気熱回収器。
【請求項４】
前記排気管（１００）の前記内壁部（１１０ｂ）および前記第１の熱交換部（１）における前記内壁部（１１０ｂ）に対向する端面（７２、７３）のどちらか一方に突起部（１１２、１１５、７２１）が設けられ、他方には、前記突起部（１１２、１１５、７２１）が嵌合される被嵌合部（７２０、７３０、１１３）が設けられ、
前記突起部（１１２、１１５、７２１）は、前記第１の熱交換部（１）挿入方向に突出しており、
前記支持構造は、前記突起部（１１２、１１５、７２１）と、前記被嵌合部（７２０、７３０、１１３）とからなることを特徴とする請求項３に記載の排気熱回収器。
【請求項５】
前記支持構造は、前記排気管（１００）の前記内壁部（１１０ｂ）に設けられた一対の受部（１１４）からなり、
前記一対の受部（１１４）は、互いに対向する部位に凹部を有しており、
前記凹部は、前記第１の熱交換部（１）における対向する一対の端部のそれぞれに対応した案内部となっており、前記第１の熱交換部（１）を前記排気管（１００）内に挿入した際に、前記第１の熱交換部（１）が前記一対の受部（１１４）に案内されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の排気熱回収器。
【請求項６】
前記作動流体は、蒸発および凝縮可能な流体であり、
前記第１の熱交換部は、前記排気ガスと内部に封入された前記作動流体との間で熱交換を行い、前記作動流体を蒸発させる蒸発部（１）であり、
前記第２の熱交換部は、前記蒸発部（１）で蒸発した前記作動流体と前記冷却水との間で熱交換を行い、前記作動流体を凝縮させる凝縮部（２）であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の排気熱回収器。
【請求項７】
前記蒸発部（１）は、平行に配置された複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）を有しており、
前記隙間（９）は、前記排気管（１００）の前記内壁部（１１０ｂ）と、前記蒸発部（１）の前記蒸発側ヒートパイプ（３ａ）積層方向における前記凝縮部（２）と反対側の端面（７２）との間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の排気熱回収器。
【請求項８】
内部に前記作動流体が封入される複数の筒状のヒートパイプ（３ｃ）を備え、
前記ヒートパイプ（３ｃ）の長手方向の一端側が、前記蒸発部（１）として構成され、他端側が前記凝縮部（２）として構成されており、
前記隙間（９）は、前記排気管（１００）の前記内壁部（１１０ｂ）と、前記ヒートパイプ（３ｃ）における前記蒸発部（１）側の端部（７３）との間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の排気熱回収器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に用いられる排気熱回収器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヒートパイプの原理を利用して車両のエンジンの排気系から排気ガスの排気熱を回収して、この排気熱を暖機促進等に利用する技術が知られている。
【０００３】
このような排気熱回収器は、エンジンの排気管内にヒートパイプの蒸発部を配設するとともに、エンジンの冷却水経路内にヒートパイプの凝縮部を配設し、排気ガスの排気熱によって冷却水を加熱している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ヒートパイプの原理を利用した熱交換器として、ループ型ヒートパイプ式熱交換器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、閉ループを形成する密閉された循環経路と、循環経路内に封入され、蒸発および凝縮可能な伝熱流体と、循環経路に配設され、外部からの入熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、循環経路の蒸発部より高い位置に配設され、蒸発部で蒸発した伝熱流体と外部からの被伝熱流体との間で熱交換を行う凝縮部とを有するものである。
【特許文献１】特開昭６２−２６８７２２号公報
【特許文献２】特開平４−４５３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気熱回収器は、車両に搭載されるため、体格をコンパクトにまとめたいという要望がある。このため、図１０に示すように、熱交換部である蒸発部Ｊ１と凝縮部Ｊ２を水平方向に隣接して配置し、蒸発部Ｊ１および凝縮部Ｊ２のヒートパイプＪ３の鉛直方向両端部をそれぞれ連通させるヘッダ（連通部）Ｊ６を持つような構成とするのが望ましい。このとき、図１１に示すように、蒸発部Ｊ１は排気管の一部となる筐体Ｊ３００に一体に構成されており、筐体Ｊ３００は排気ガス流れの上流側と下流側とで排気管に接続されるようになっている。
【０００６】
しかしながら、上記排気熱回収器において、熱交換部が筐体の内壁部に接合されているため、熱交換部を構成する部品の熱膨張・収縮に伴う応力を緩和することが困難となる。
【０００７】
また、筐体と排気管との接続部（密閉部）が排気ガス流れ上流側と下流側の二箇所必要となり、構成が複雑になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、熱応力を緩和することができる排気熱回収器を提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、簡易な構成で熱交換部と排気管とを接続することができる排気熱回収器を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンから排出された排気ガスが流通する排気管（１００）内に配置され、排気ガスと内部に封入された作動流体との間で熱交換を行う第１の熱交換部（１）と、排気管（１００）の外部のエンジンの冷却水が流通する冷却水経路内に配置され、作動流体と冷却水との間で熱交換を行う第２の熱交換部（２）とを備え、排気管（１００）の内壁部（１１０ｂ）と、第１の熱交換部（１）における第２の熱交換部（２）と反対側の端面（７２、７３）との間には、隙間（９）が設定されていることを第１の特徴としている。
【００１１】
これにより、第１の熱交換部（１）おける第２の熱交換部（２）と反対側の端面（７２、７３）は、排気管（１００）に接合されないため、第１の熱交換部（１）における熱膨張・収縮に伴う熱応力を回避することができる。したがって、熱応力を緩和することが可能となる。
【００１２】
また、本発明では、排気管（１００）には開口部（１１１）が形成され、第１の熱交換部（１）が開口部（１１１）から排気管（１００）内に挿入されるようになっており、第１の熱交換部（１）を排気管（１００）内に挿入した際に、開口部（１１１）を塞ぐ密閉部（８）が設けられており、密閉部（８）は、開口部（１１１）を塞いだ際に、第１の熱交換部（１）における内壁部（１１０ｂ）に対向する端面（７２、７３）と、排気管（１００）における内壁部（１１０ｂ）との間に隙間（９）を確保できるような位置に配置されていることを第２の特徴としている。
【００１３】
これにより、密閉部（８）によって開口部（１１１）を塞ぐことにより、第１の熱交換部（１）における内壁部（１１０ｂ）に対向する端面（７２、７３）と、排気管（１００）における内壁部（１１０ｂ）との間に隙間（９）を確保することができる。したがって、第１の熱交換部（１）挿入方向の熱膨張・収縮に伴う熱応力を回避することができる。
【００１４】
また、開口部（１１１）を塞いだ状態で密閉部（８）と排気管（１００）とを例えば溶接等でシールするだけで、排気管（１００）を密閉することができる。このため、第１の熱交換部（１）と排気管（１００）との接続部を一箇所にすることができる。したがって、簡易な構成で第１の熱交換部（１）と排気管（１００）とを接続することが可能となる。
【００１５】
また、本発明では、第１の熱交換部（１）を排気管（１００）内に挿入した際に、第１の熱交換部（１）を、排気管（１００）の内壁部（１１０ｂ）に、第１の熱交換部（１）挿入方向には可動に、第１の熱交換部（１）挿入方向に直交する方向には移動を制限するように支持する支持構造（１１２、１１５、７２０、７３０、７２１、１１３、１１４）を有していることを第３の特徴としている。
【００１６】
これにより、排気管（１００）の内部で第１の熱交換部（１）を支持することができる。さらに、第１の熱交換部（１）は第１の熱交換部（１）挿入方向には可動になっているため、第１の熱交換部（１）において、第１の熱交換部（１）挿入方向の熱膨張・収縮に伴う熱応力を回避することができる。
【００１７】
また、上記第３の特徴において、排気管（１００）の内壁部（１１０ｂ）および第１の熱交換部（１）における内壁部（１１０ｂ）に対向する端面（７２、７３）のどちらか一方に突起部（１１２、１１５、７２１）を設け、他方に、突起部（１１２、１１５、７２１）が嵌合される被嵌合部（７２０、７３０、１１３）を設け、突起部（１１２、１１５、７２１）を、第１の熱交換部（１）挿入方向に突出するようにし、支持構造を、突起部（１１２、１１５、７２１）と、被嵌合部（７２０、７３０、１１３）とから構成することができる。
【００１８】
また、上記第３の特徴において、支持構造は、排気管（１００）の内壁部（１１０ｂ）に設けられた一対の受部（１１４）から構成し、一対の受部（１１４）の互いに対向する部位に凹部を設け、凹部を、第１の熱交換部（１）における対向する一対の端部のそれぞれに対応した案内部とし、第１の熱交換部（１）を排気管（１００）内に挿入した際に、第１の熱交換部（１）が一対の受部（１１４）に案内されるように構成することができる。
【００１９】
また、上記第１〜第３の特徴において、作動流体を、蒸発および凝縮可能な流体とし、第１の熱交換部を、排気ガスと内部に封入された作動流体との間で熱交換を行い、作動流体を蒸発させる蒸発部（１）とし、第２の熱交換部を、蒸発部（１）で蒸発した作動流体と冷却水との間で熱交換を行い、作動流体を凝縮させる凝縮部（２）としてもよい。
【００２０】
また、本発明では、蒸発部（１）は、平行に配置された複数の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）を有しており、隙間（９）は、排気管（１００）の内壁部（１１０ｂ）と、蒸発部（１）の蒸発側ヒートパイプ（３ａ）積層方向における凝縮部（２）と反対側の端面（７２）との間に設けられていることを第４の特徴としている。
【００２１】
これにより、蒸発部（１）は蒸発側ヒートパイプ（３ａ）積層方向への拘束を受けないため、蒸発部（１）において、蒸発側ヒートパイプ（３ａ）積層方向の熱膨張・収縮に伴う熱応力を回避することができる。したがって、熱応力を緩和することが可能となる。
【００２２】
また、本発明では、内部に蒸発および凝縮可能な作動流体が封入される複数の筒状のヒートパイプ（３ｃ）を備え、ヒートパイプ（３ｃ）の長手方向の一端側が、蒸発部（１）として構成され、他端側が第２の熱交換部（２）として構成されており、隙間（９）は、排気管（１００）の内壁部（１１０ｂ）と、ヒートパイプ（３ｃ）における第１の熱交換部（１）側の端部（７３）との間に設けられていることを第５の特徴としている。
【００２３】
これにより、蒸発部（１）はヒートパイプ（３ｃ）長手方向への拘束を受けないため、蒸発部（１）において、ヒートパイプ（３ｃ）長手方向の熱膨張・収縮に伴う熱応力を回避することができる。したがって、熱応力を緩和することが可能となる。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態の排気熱回収器Ｘは、車両のエンジンの排気系から排気ガスの排気熱を回収して、この排気熱を暖機促進等に利用するものである。
【００２６】
図１は本第１実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の排気熱回収器Ｘは、隣接するように配置された蒸発部１と凝縮部２とを備えている。
【００２７】
蒸発部１は、図示しないエンジンの排気管１００内に配置されている。また、蒸発部１は、排気ガスと後述する作動流体との間で熱交換を行い、作動流体を蒸発させるようになっている。凝縮部２は、排気管１００の外部に設けられており、より詳細には、図示しないエンジンの冷却水経路内に配置される筐体２００内に設けられている。また、凝縮部２は、蒸発部１で蒸発した伝熱流体とエンジン冷却水との間で熱交換を行い、作動流体を凝縮させるようになっている。なお、蒸発部１が本発明の第１の熱交換部に相当し、凝縮部２が第２の熱交換部に相当している。
【００２８】
蒸発部１は、複数の蒸発側ヒートパイプ３ａを有している。蒸発側ヒートパイプ３ａは、排気ガスの流通方向（紙面垂直方向）が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が鉛直方向に一致するように複数本平行に配置されている。蒸発側ヒートパイプ３ａの両側の扁平面にはコルゲートフィン４ａが接合されており、このコルゲートフィン４ａにより排気ガスとの伝熱面積を増大させて伝熱流体と排気ガスとの熱交換を促進している。なお、蒸発側ヒートパイプ３ａおよびコルゲートフィン４ａからなる略矩形状の熱交換部を蒸発側コア部５ａと呼ぶ。
【００２９】
凝縮部２は、複数本の凝縮側ヒートパイプ３ｂを有している。凝縮側ヒートパイプ３ｂは、エンジン冷却水の流通方向（紙面垂直方向）が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が鉛直方向に一致するように複数本平行に配置されている。また、凝縮側ヒートパイプ３ｂは、長手方向が蒸発側ヒートパイプ３ａの長手方向と一致するように配置されている。凝縮側ヒートパイプ３ｂの両側の扁平面にはストレートフィン４ｂが接合されており、このストレートフィン４ｂによりエンジン冷却水との伝熱面積を増大させて伝熱流体とエンジン冷却水との熱交換を促進している。なお、凝縮側ヒートパイプ３ｂおよびストレートフィン４ｂからなる略矩形状の熱交換部を凝縮側コア部５ｂと呼ぶ。
【００３０】
ヒートパイプ３ａ、３ｂの長手方向両端部には、ヒートパイプ３ａ、３ｂの長手方向と直交する方向に延びて全てのヒートパイプ３ａ、３ｂと連通するヘッダ６がそれぞれ設けられている。そして、ヒートパイプ３ａ、３ｂおよび二つのヘッダ６によって閉ループが形成されており、これらの内部に水やアルコール等の蒸発・凝縮可能な作動流体が封入されている。
【００３１】
蒸発部１において、蒸発側ヒートパイプ３ａの長手方向両端部は、ヘッダ６に接合されている。蒸発側コア部５ａの両端部には、蒸発側ヒートパイプ３ａの長手方向と略平行に延びて第１のコア部５ａを補強するサイドプレート７がそれぞれ設けられている。二つのサイドプレート７のうち凝縮部２側に配置されるサイドプレート（以下、第１のサイドプレート７１という）の長手方向両端部は、蒸発側ヒートパイプ３ａとともにヘッダ６に接合されている。
【００３２】
図２は本第１実施形態に係る排気熱回収器Ｘの車両搭載状態を示す分解斜視図で、図３は図２のＡ矢視図である。
【００３３】
図２および図３に示すように、二つのサイドプレート７のうち凝縮部２の反対側に配置されるサイドプレート（以下、第２のサイドプレート７２という）は、ヘッダ６における蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向外側の壁部に接合されている。本実施形態では、第２のサイドプレート７２は、略長方形状の角部がそれぞれ排気ガス流れ方向外側に突出した形状になっており、その突出した部位に蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向に貫通する貫通孔７２０がそれぞれ設けられている。なお、貫通孔７２０が、本発明の被嵌合部に相当している。
【００３４】
図１および図２に示すように、凝縮部２において、凝縮側ヒートパイプ３ｂの長手方向両端部は、ヘッダ６に接合されている。また、ストレートフィン４ｂは、凝縮側ヒートパイプ３ｂおよび筐体２００の内壁に接合されているため、凝縮部２は筐体２００と一体に形成されている。筐体２００には、筐体２００内に冷却水を流入させる冷却水入口パイプ２１０および筐体２００から冷却水を流出させる冷却水出口パイプ２２０が接続されている。
【００３５】
また、第１のサイドプレート７１と筐体２００との間には、密閉プレート８が排気ガス流れ方向に平行に設けられている。なお、密閉プレート８の詳細な構造については後段で説明する。
【００３６】
ここで、ヒートパイプ３ａ、３ｂ、フィン４ａ、４ｂ、ヘッダ６、サイドプレート７、密閉プレート８および筐体２００等は、予め一体構造物として組み付けられており、この一体構造物が排気熱回収器Ｘとなっている。
【００３７】
図１および図２に示すように、排気管１００は、略直方体状に形成された中空状の被挿入部１１０を有している。被挿入部１１０は、排気管１００と一体に形成されており、排気熱回収器Ｘの蒸発部１を内部に収納できるように構成されている。被挿入部１１０の一面（以下、側面１１０ａという）には、略長方形状に開口した開口部１１１が形成されており、この開口部１１１から排気熱回収器Ｘが被挿入部１１０内に挿入されるようになっている。
【００３８】
図１に示すように、被挿入部１１０における側面１１０ａに対向する面の内壁部１１０ｂには、蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向に突出する突起部１１２が設けられている。突起部１１２は、排気熱回収器Ｘの貫通孔７２０と対応する位置に設けられており、貫通孔７２０と嵌合するようになっている。また、突起部１１２は、被挿入部１１０と一体に形成されている。
【００３９】
ここで、密閉プレート８における排気ガス流れ方向に平行な面は、排気管１００の開口部１１１より大きく形成されている。このため、排気熱回収器Ｘを被挿入部１１０に挿入した際に、密閉プレート８により開口部１１１を塞ぐことができるようになっている。密閉プレート８は、ヘッダ６に接合されている。また、密閉プレート８は、排気熱回収器Ｘを被挿入部１１０に挿入した際、すなわち密閉プレート８が開口部１１１を塞いだ際に、第２のサイドプレート７２と被挿入部１１０の内壁部１１０ｂとの間に所定の隙間９が確保できるような位置に配置されている。
【００４０】
上記構成の排気熱回収器Ｘは、以下のように製造される。
【００４１】
まず、排気熱回収器Ｘの全ての構成部品（ヒートパイプ３ａ、３ｂ、フィン４ａ、４ｂ、ヘッダ６、サイドプレート７、密閉プレート８および筐体２００）を図２に示すように組み付けた後、ワイヤー等の治具（図示せず）によりその組み付けた状態を維持する。そして、治具で固定された全ての構成部品を炉内で加熱し、全ての構成部品を一体にろう付けする。
【００４２】
次に、本実施形態に係る排気熱回収器Ｘの排気管１００への組み付け方法について説明する。
【００４３】
一体にろう付けされた排気熱回収器Ｘを、開口部１１１から被挿入部１１０内に挿入する。より詳細には、排気熱回収器Ｘを、ヒートパイプ３ａ、３ｂ積層方向と平行に蒸発部１側から被挿入部１１０内に挿入する。そして、被挿入部１１０の内部で、排気熱回収器Ｘの貫通孔７２０と突起部１１２とを嵌合させる。これにより、排気熱回収器Ｘの蒸発部１は、被挿入部１１０の内壁部１１０ｂに支持されている。このとき、蒸発部１は、蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向（蒸発部１挿入方向）には可動に、蒸発側ヒートパイプ３ａ長手方向（蒸発部１挿入方向に直交する方向）には移動を制限されている。すなわち、蒸発部１は、蒸発側ヒートパイプ３ａ長手方向には若干動いてもよい。なお、貫通孔７２０および突起部１１２が、本発明の支持構造に相当している。
【００４４】
同時に、密閉プレート８が被挿入部１１０の側面１１０ａと接触して、開口部１１１が密閉プレート８により塞がれる。この状態で密閉プレート８と被挿入部１１０の被挿入部１１０とを溶接によりシールする。このとき、第２のサイドプレート７２と被挿入部１１０の内壁部１１０ｂとの間に、所定の隙間９が確保されている。
【００４５】
ちなみに、本実施形態では、排気熱回収器Ｘの構成部品は全てステンレスからなり、ろう付け時のろう材としてはニッケル合金が用いられる。
【００４６】
以上説明したように、蒸発部１の第２のサイドプレート７２と排気管１００の内壁部１１０ｂとの間に隙間９が設けられているとともに、蒸発部１が蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向に可動に排気管１００に支持されているため、蒸発部１は蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向への拘束を受けない。このため、蒸発部１において、蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向の熱膨張・収縮に伴う熱応力を回避することができる。したがって、熱応力を緩和することが可能となる。
【００４７】
また、開口部１１１を塞いだ状態で密閉プレート８と被挿入部１１０とを溶接するだけで、排気管１００を密閉することができる。このため、排気熱回収器Ｘの蒸発部１と排気管１００との接続部を一箇所にすることができる。したがって、簡易な構成で蒸発部１と排気管１００とを接続することが可能となる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図４は、本第２実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。図４に示すように、排気熱回収器Ｘの第２のサイドプレート７２には、蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向に被挿入部１１０の内壁部１１０ｂ側に向かって突出する突起部７２１が設けられている。本実施形態では、突起部７２１は、第２のサイドプレート７２における排気ガス流れ方向に対して平行な面の角部にそれぞれ設けられている。また、突起部７２１は、第２のサイドプレート７２一体に形成されている。
【００５０】
また、被挿入部排気管１１０の内壁部１１０ｂには、突起部７２１が嵌合する凹部１１３が形成されている。凹部１１３は、第２のサイドプレート７２の突起部７２１と対応するように設けられている。なお、凹部１１３が本発明の被嵌合部に相当し、突起部７２１および凹部１１３が支持構造に相当している。
【００５１】
これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５および図６に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図５は本第３実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図で、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。図５および図６に示すように、排気管１００の内壁部１１０ｂには、排気ガス流れ方向から見て略Ｌ字形状の一対の受部１１４が設けられている。一対の受部１１４は、互いに対向する部位に凹部を有しており、凹部は、排気熱回収器Ｘの蒸発部１における対向する一対の端部のそれぞれに対応した案内部となっている。そして、一対の受部１１４は、被挿入部１１０内に排気熱回収器Ｘを挿入した際に、排気熱回収器Ｘの蒸発部１側が一対の受部１１４に案内されるようになっている。
【００５４】
より詳細には、一対の受部１１４は、蒸発側ヒートパイプ３ａ積層方向に平行な第１の部材１１４ａと、蒸発側ヒートパイプ３ａ長手方向に平行な第２の部材１１４ｂとをそれぞれ有している。そして、一対の受部１１４における第１の部材１１４ａ間の距離が、排気熱回収器Ｘの蒸発部１の蒸発側ヒートパイプ３ａ長手方向の長さと略同一になっている。このため、排気熱回収器Ｘの蒸発部１側の端部は、一対の受部１１４間に挿入された状態で排気管１００に支持されている。なお、受部１１４が、本発明の支持構造に相当している。
【００５５】
これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７および図８に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図７は、本第４実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。図７に示すように、本第４実施形態では、長手方向が鉛直方向と一致するように複数本平行に配置された中空棒状のヒートパイプ３ｃを有している。ヒートパイプ３ｃの外表面には、プレートフィン４ｃが接合されている。そして、ヒートパイプ３ｃの鉛直方向下方部は、エンジンの排気管１００内に配置されており、蒸発部１を構成している。また、ヒートパイプ３ｃの鉛直方向上方部は、筐体２００内に配置されており、凝縮部２を構成している。
【００５８】
図８は、本第４実施形態に係る排気熱回収器Ｘの車両搭載状態を示す分解斜視図である。図７および図８に示すように、複数本のヒートパイプ３ｃの鉛直方向上端部は、筐体２００の鉛直方向上方側の内壁面にそれぞれ接合されている。このため、凝縮部２は筐体２００と一体に形成されている。
【００５９】
複数本のヒートパイプ３ｃの鉛直方向下端部は、アンダープレート７３にそれぞれ接合されている。本実施形態では、アンダープレート７３は、略長方形状の角部がそれぞれ排気ガス流れ方向外側に突出した形状になっており、その突出した部位にヒートパイプ３ｃ長手方向に貫通する貫通孔７３０が設けられている。なお、貫通孔７３０が、本発明の被嵌合部に相当している。
【００６０】
蒸発部１と凝縮部２（筐体２００）との間には、密閉プレート８が排気ガス流れ方向に対して平行に設けられている。なお、密閉プレート８の詳細な構造については後段で説明する。また、密閉プレート８が、本発明の密閉部に相当している。
【００６１】
ここで、ヒートパイプ３ｃプレートフィン４ｃ、アンダープレート７３、密閉プレート８および筐体２００等は、予め一体構造物として組み付けられており、この一体構造物が排気熱回収器Ｘとなっている。
【００６２】
図８に示すように、本実施形態では、開口部１１１は、被挿入部１１０の鉛直方向上方側の面（以下、上面１１０ａという）に形成されている。
【００６３】
図７に戻り、被挿入部１１０における鉛直方向下方側の面の内壁部（以下、内壁部１１０ｂという）には、ヒートパイプ３ｃ長手方向に突出する突起部１１５が設けられている。突起部１１５は、排気熱回収器Ｘにおけるアンダープレート７３の貫通孔７３０と対応する位置に設けられており、貫通孔７３０と嵌合するようになっている。そして、突起部１１５を貫通孔７３０に嵌合させることにより、排気熱回収器Ｘの蒸発部１が、被挿入部１１０の内壁部１１０ｂに支持されている。このとき、蒸発部１は、ヒートパイプ３ｃ長手方向（蒸発部１挿入方向）には可動に、ヒートパイプ３ｃ積層方向（蒸発部１挿入方向に直交する方向）には移動が制限されている。すなわち、蒸発部１は、ヒートパイプ３ｃ積層方向には若干動いてもよい。また、突起部１１５は、被挿入部１１０と一体に形成されている。
【００６４】
ここで、密閉プレート８における排気ガス流れ方向に平行な面は、被挿入部１０の開口部１１１より大きく形成されている。このため、排気熱回収器Ｘを被挿入部１１０に挿入した際に、密閉プレート８により開口部１１１を塞ぐことができるようになっている。また、密閉プレート８は、ヒートパイプ３ｃに接合されている。また、密閉プレート８は、排気熱回収器Ｘを被挿入部１１０に挿入した際、すなわち密閉プレート８が開口部１１１を塞いだ際に、アンダープレート７３と被挿入部１１０の下面１１０ｂとの間に所定の隙間９が確保できるような位置に配置されている。
【００６５】
以上説明したように、蒸発部１のアンダープレート７３と被挿入部１１０の下面１１０ｂとの間に隙間９が設けられているとともに、蒸発部１がヒートパイプ３ｃ長手方向に可動に排気管１００に支持されているため、蒸発部１はヒートパイプ３ｃ長手方向への拘束を受けない。このため、蒸発部１において、ヒートパイプ３ｃ長手方向の熱膨張・収縮に伴う熱応力を回避することができるため、熱応力を緩和することが可能となる。
【００６６】
また、開口部１１１を塞いだ状態で密閉プレート８と上面１１０ａとを溶接するだけで、排気管１００を密閉することができる。このため、排気熱回収器Ｘの蒸発部１と排気管１００との接続部を一箇所にすることができるため、簡易な構成で蒸発部１と排気管１００とを接続することが可能となる。
【００６７】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態において、隙間９に耐火繊維（例えば、アルミナ繊維）を充填してもよい。これにより、排気熱回収器Ｘのガタツキを防止することができ、蒸発部１のガタツキによる異音の発生や蒸発部１の摩耗を防止することが可能となる。
【００６８】
また、上記各実施形態において、密閉プレート８と被挿入部１１０とを溶接によりシールしたが、これに限らず、ボルト締め等によりシールしてもよい。
【００６９】
また、上記各実施形態では、蒸発部１と凝縮部２とを隣接するように配置したが、これに限らず、蒸発部１と凝縮部２とを離れた位置に配置してもよい。
【００７０】
また、上記各実施形態では、ヒートパイプ方式を用いているが、これに限らず、例えば、図９に示すような冷媒をポンプ６０によって循環させる方式を用いてもよい。具体的には、排気管１００内に配置される吸熱部（第１の熱交換部）１と、冷却水経路（図示せず）内に配置される放熱部（第２の熱交換部）２とを閉ループ状流路内に配設し、ポンプ６０によって冷媒（例えば、シリコンオイル）を閉ループ状流路内に循環させてもよい。このとき、吸熱部１および放熱部２は、冷媒が通過するチューブ３ｄ、３ｅをそれぞれ有している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る排気熱回収器Ｘの車両搭載状態を示す分解斜視図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】第２実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】第４実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。
【図８】第４実施形態に係る排気熱回収器Ｘの車両搭載状態を示す分解斜視図である。
【図９】他の実施形態に係る排気熱回収器Ｘを示す断面図である。
【図１０】従来の排気熱回収器を示す断面図である。
【図１１】従来の排気熱回収器の車両搭載状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…蒸発部（第１の熱交換部）、２…凝縮部、３ａ〜３ｃ…ヒートパイプ、８…密閉プレート（密閉部）、９…隙間、１００…排気管、１１０ｂ…内壁部、１１１…開口部、１１２、１１５、７２１…突起部、１１３…凹部（被嵌合部）、７２０、７３０…貫通孔（被嵌合部）。
【図１】
2007218556.tif 000003
【図２】
2007218556.tif 000004
【図３】
2007218556.tif 000005
【図４】
2007218556.tif 000006
【図５】
2007218556.tif 000007
【図６】
2007218556.tif 000008
【図７】
2007218556.tif 000009
【図８】
2007218556.tif 000010
【図９】
2007218556.tif 000011
【図１０】
2007218556.tif 000012
【図１１】
2007218556.tif 000013