(57)【要約】【課題】内燃機関などの排気系で、排気ガスと媒体との熱交換を行なう熱交換経路と、排気ガスが熱交換経路を迂回するバイパス経路と、該バイパス経路を開閉する第１弁部材とを備えた排気熱回収装置において、コスト面で有利な排気熱回収装置を提供する。【解決手段】排気ガスと媒体との熱交換を行う熱交換経路と、熱交換経路を迂回するバイパス経路と、回転軸を中心に回動可能に設けられバイパス経路を開閉する第１弁部材とを備えた排気熱回収装置において、排気ガス流を受けて回動する第２弁部材を前記第１弁部材と一体的に回動するように設けるとともに、前記バイパス経路を閉塞する方向に前記第１弁部材を付勢する付勢体を設ける。【選択図】図１
2007285290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスと媒体との熱交換を行う熱交換経路と、熱交換経路を迂回するバイパス経路と、回転軸を中心に回動可能に設けられバイパス経路を開閉する第１弁部材とを備えた排気熱回収装置において、排気ガス流を受けて回動する第２弁部材を前記第１弁部材と一体的に回動するように設けるとともに、前記バイパス経路を閉塞する方向に前記第１弁部材を付勢する付勢体を設けたことを特徴とする排気熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は内燃機関を搭載した車両などの排気系に設けられ、排気熱を回収し暖機などに利用するための排気熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、この種の排気熱回収装置としては、内燃機関の運転状態と媒体（冷却水）の温度の状態に応じて弁体を制御することで、排気ガスを熱交換器とそれを迂回するバイパス経路とに切替制御できるものが知られている。このようにすることで、例えば特許文献１に記載の排気熱回収装置は、冷間時の車両の運動性能の不具合を解消することを企図したものである。
【特許文献１】実開昭６３−１６０３１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかし、上記特許文献１に記載された排気熱回収装置は、弁体を駆動するためのモータや動力駆動アクチュエータなどの駆動手段、それを制御するためのコンピュータなどの制御手段、内燃機関の回転数や媒体の温度を検出する検出手段を必要とする。さらに、それらを接続するためには配線や配管を必要とする上に、それらは車両に応じた専用設計が必要であった。このため、コスト面では有利な方法とは言えなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、排気ガスと媒体との熱交換を行う熱交換経路と、熱交換経路を迂回するバイパス経路と、回転軸を中心に回動可能に設けられバイパス経路を開閉する第１弁部材とを備えた排気熱回収装置において、排気ガス流を受けて回動する第２弁部材を前記第１弁部材と一体的に回動するように設けるとともに、前記バイパス経路を閉塞する方向に前記第１弁部材を付勢する付勢体を設けたことを特徴とする排気熱回収装置である。
【発明の効果】
【０００５】  本発明によれば、排気熱を回収し暖房や暖機時間の短縮を図ることができる。さらに、内燃機関が高回転になり排気ガス流量が増大した際には、排気ガス流を受けて第２弁部材が回動すると同時に、第１弁部材が第２弁部材と一体的に回動してバイパス経路を開放する。このため、媒体の過熱を抑制しラジエータなどの冷却系への負荷を低減することができる。また、検出手段や制御手段や駆動手段などを必要としないため、搭載性、経済性、信頼性の点でも有利なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図３に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】  図１は実施例１の排気熱回収装置１を示す模式図である。【０００８】  排気熱回収装置１は車両等の排気系の途中に配設される。上流側排気管（図示せず）と接続されるインレットパイプ３が、その下流端がチャンバー２内に開口するように設けられている。さらに、インレットパイプ３の下流端部には多数の小孔４が設けられ、上流側排気管から流通した排気ガスをチャンバー２内に導入可能に形成されている。【０００９】  チャンバー２には、バイパス経路５を形成するバイパスパイプ６が、その上流端がチャンバー２内に開口するように設けられている。バイパスパイプ６の下流端には下流側排気管（図示せず）が接続されるとともに、下流端近傍には熱交換経路７に連通可能な連通孔１３が設けられている。バイパスパイプ６の外側には熱交換経路７を形成するように、熱交換パイプ８がバイパスパイプ６と略同心状に設けられている。熱交換パイプ８の上流端もバイパスパイプ６と同様にチャンバー２内に開口するように設けられている。熱交換パイプ８の外側には媒体流通部９を形成するように、外筒１０が熱交換パイプ８と略同心状に設けられている。外筒１０には、車両などの冷却系に接続される媒体入口１１と媒体出口１２が設けられて、媒体流通部９に媒体（冷却水）が流通可能になっている。【００１０】  バイパスパイプ６内の上流端近傍には、中心軸１４を中心に回動可能にバタフライ型の第１弁部材１５が設けられている。第１弁部材１５は図示しない付勢体により、バイパス経路５を閉塞する方向に付勢されている。さらに、第１弁部材１５と一体的に回動するとともに、インレットパイプ３の下流端と僅かに離間するように第２弁部材１６が設けられている。【００１１】  実施例１の排気熱回収装置１の作用について説明する。内燃機関が低回転で排気ガス流量の少ない時には、第１弁部材および第２弁部材は、付勢体の付勢力により共に図１の実線状態にある。このため、上流側排気管から導かれインレットパイプ３を流通した排気ガスは、小孔４およびインレットパイプ３の下流開口端からチャンバー２内に導かれ、その後、排気ガスは熱交換経路７に導かれる。その際、媒体流通部４を流通する媒体との間で熱交換が行なわれた後、連通孔１３を通り下流側排気管に導かれる。【００１２】  内燃機関が高回転になり排気ガス流量が増加した時には、インレットパイプ３の下流開口端から噴出する排気ガス流により、第２弁部材１６は回動して図１の二点鎖線で示す状態になる。同時に、第１弁部材も一体的に回動して図１に二点鎖線で示す状態になり、バイパス経路６を開放する。このため、インレットパイプ３からチャンバー２内に導かれた排気ガスの大部分は、バイパス経路５を流通して下流側排気管に導かれる。したがって、冷却系の負荷を低減することができる。
【実施例２】
【００１３】  図２は実施例２の排気熱回収装置２１を示す模式図である。【００１４】  上流側排気管（図示せず）と接続されるインレットパイプ２３が、その下流端がチャンバー２２内に開口するように設けられている。さらに、インレットパイプ３の下流端部には多数の小孔２４が設けられ、上流側排気管から流通した排気ガスをチャンバー２２内に導入可能に形成されている。【００１５】  チャンバー２２には、バイパス経路２５を形成するバイパスパイプ２６が、その上流端がチャンバー２２内に開口するように設けられている。同様に、熱交換経路２７を形成する熱交換パイプ２８が、その上流端がチャンバー２２内に開口するように設けられている。バイパスパイプ２６および熱交換パイプ２８の下流端にはそれぞれ下流側排気管（図示せず）が接続される。熱交換パイプ２８の外側には媒体流通部２９を形成するように、外筒３０が熱交換パイプ２８と略同心状に設けられている。外筒３０には、車両などの冷却系に接続される媒体入口３１と媒体出口３２が設けられて、媒体流通部２９に媒体（冷却水）が流通可能になっている。【００１６】  バイパスパイプ２６内の上流端近傍には、中心軸３４を中心に回動可能にバタフライ型の第１弁部材３５が設けられている。第１弁部材３５は図示しない付勢体により、バイパス経路２５を閉塞する方向に付勢されている。さらに、第１弁部材３５と一体的に回動するとともに、インレントパイプ２３の下流端と僅かに離間するように第２弁部材３６が設けられている。【００１７】  実施例２も実施例１と同様の作用効果を発揮する。【００１８】  図３は実施例３の排気熱回収装置４１を示す模式図である。【００１９】  下流側排気管（図示せず）と接続されるアウトレットパイプ５７が、その上流端がチャンバー４２内に開口するように設けられている。バイパスパイプ４６の上流端には上流側排気管（図示せず）が接続されるとともに、上流端近傍には熱交換経路４７に連通可能な連通孔５３が設けられている。バイパスパイプ４６の外側には熱交換経路４７を形成するように、熱交換パイプ４８がバイパスパイプ４６と略同心状に設けられている。熱交換パイプ４８の下流端はチャンバー２内に開口するように設けられている。熱交換パイプ４８の外側には媒体流通部４９を形成するように、外筒５０が熱交換パイプ４８と略同心状に設けられている。外筒５０には、車両などの冷却系に接続される媒体入口５１と媒体出口５２が設けられて、媒体流通部４９に媒体（冷却水）が流通可能になっている。【００２０】  バイパスパイプ４６内の下流端近傍には、中心軸５４を中心に回動可能にバタフライ型の第１弁部材５５が設けられている。第１弁部材５５は図示しない付勢体により、バイパス経路４５を閉塞する方向に付勢されている。さらに、第１弁部材５５と一体的に回動するとともに、熱交換パイプ４８の下流端と僅かに離間するように第２弁部材５６が設けられている。【００２１】  実施例３も実施例１と同様の作用効果を発揮する。【００２２】  以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に包含される。例えば、熱交換器、弁部材、���勢体などは従来周知の構造のものを任意に採用することができる。第１弁部材と第２弁部材はリンク、歯車などを用いて一体的に回動するようにしてもよい。また、媒体は水に限らず最適な液体や気体を適宜用いればよい。そして、媒体への熱回収を主目的とする狭義の熱回収器（ヒートコレクタやオイルウォーマなど）に限らず、排気ガスの冷却を主目的とする熱交換器（排気クーラーやＥＧＲクーラーなど）も熱回収装置として包含する。更に、適用対象は車両などの内燃機関用に限定するものではなく、汎用エンジンや据置式燃焼装置などあらゆる排気ガス発生装置の排気系に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の排気熱回収装置を示す模式図。
【図２】本発明の実施例２の排気熱回収装置を示す模式図。
【図３】本発明の実施例３の排気熱回収装置を示す模式図。
【符号の説明】
【００２４】  １，２１，４１  排気熱回収装置
２，２２，４２  チャンバー
３，２３  インレットパイプ
４，２４，５４  連通孔
５，２５，４５  バイパス経路
６，２６，４６  バイパスパイプ
７，２７，４７  熱交換経路
８，２８，４８  熱交換経パイプ
９，２９，４９  媒体流通部
１０，３０，５０  外筒
１１，３１，５１  媒体入口
１２，３２，５２  媒体出口
１３，３３，５３  小孔
１４，３４，５４  回転軸
１５，３５，５５  第１弁部材
１６，３６，５６  第２弁部材
５７，アウトレットパイプ
【図１】
2007285290.tif 000003
【図２】
2007285290.tif 000004
【図３】
2007285290.tif 000005