JPH0141884Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、エンジンの排気熱を熱交換器で回収
する装置において、熱交換器をエキゾースト・マ
ニホールドに支持させる構造に関する。

＜従来技術＞ 上記排気熱回収装置はエンジン駆動型ヒートポ
ンプ装置に組込まれることが多く、従来例として
第７図に示すものがある。

即ち、エンジン２に連結されたエキゾースト・
マニホールド１６内に、排気ポート１７群からの
排気を集めて流動させる排気流路１８と、熱媒流
体流入口２０から供給された熱媒流体を前記排気
流路１８の周囲に流す熱媒流体流路１９を形成し
て、エンジン排気を熱源とする補助熱交換器１２
を構成し、このエキゾースト・マニホールド１６
から導出した熱媒流体と排気を、エキゾースト・
マニホールド１６の側部に配置した熱交換器１３
の熱媒流体入口２８と排気導入口２９に夫々接続
管３４，３５を介して供給して、更に熱交換を行
わせ、高温となつた熱媒流体を熱交換器１３上部
の流出口３１から取出すとともに、熱交換後の排
気を熱交換器１３の下部に連結した消音器１４に
導くよう構成したものである。

そして、熱交換器１３はエキゾースト・マニホ
ールド１６に対して、側方に配置して、熱媒流体
の供給用接続管３６と排気供給用の接続管３７と
連結部材３８で支持し、熱交換器１３の下部にマ
フラ１４を固定していた。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 上記従来例では、次の問題がある。

イ 熱交換器１３は、エンジン２の振動の中心か
ら遠く離れるため、大きく振幅して、大きな振
動力が発生する。この大きな振動力で前記接続
管３６，３７や連結部材３８が疲労破損を起し
易い。

ロ 熱交換器１３の大きな振動力に充分耐えるた
めに、熱交換器１３の支持構造が複雑なうえ、
大形になる。

ハ 熱交換器１３がエキゾースト・マニホールド
１６の横外方に大きく出張るため、エンジンの
外形が大形化する。

ニ 熱交換器１３の下部にマフラ１４を固定する
場合、熱交換器１３の振動力にマフラ１４の振
動力が加わるため、接続管３６，３７や連結部
材３８が一層破損され易くなる。

本考案は、エキゾースト・マニホールドに熱交
換器を簡単な構造で強固に支持でき、エンジンの
外形を小形化でき、しかも、熱交換器内に発生し
た凝縮水を容易に排出できるようにする事を目的
とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案は、上記目的を達成するために、例えば
第１〜４図に示すように、エキゾースト・マニホ
ールド１６に排気連通路２３を設け、エキゾース
ト・マニホールド１６の上面に排気通路１８の出
口２２と排気連通路２３の入口４２とを互いに遠
く引き離して開口し、エキゾースト・マニホール
ド１６上に熱交換器１３を載置し、エキゾース
ト・マニホールド１６内の排気流路１８の出口２
２に熱交換器１３の排気通路４１の導入口２９
を、排気連通路２３の入口４２に熱交換器１３の
排気通路４１の導出口３０をそれぞれ連通させて
固定具４４，４５で固定し、排気連通路２３の出
口４６にマフラ１４を連通した事を特徴とするも
のである。

＜実施例＞ 第５図に本考案に係るエンジン排気熱交換装置
を適用したエンジン駆動ヒートポンプ装置の全体
回路構成が示される。

図において、１はヒートポンプ本体であり、エ
ンジン２によつて駆動されるコンプレツサ３、凝
縮器４、膨張弁５、及び蒸発器６から構成されて
いる。７は飲料用、その他用途に利用される清浄
は温水を得る温水加熱装置であつて、ヒートポン
プ本体１の発生熱、及びエンジン排熱によつて加
温した高温の熱媒流体（温水）が循環供給される
加熱用熱交換器８を内装している。

９はエンジン冷却水を熱源として、前記熱媒流
体を加温する第１熱交換装置でありり、エンジン
冷却水がポンプ１０によつて強制循環される。

１１はエンジン排気を熱源として熱媒流体を加
温する第２熱交換装置であつて、エキゾースト・
マニホールド部を利用した補助熱交換器１２と、
エキゾースト・マニホールド部を経た排気が供給
される熱交換器１２とからなり、この第２熱交換
装置１１を出た排気が消音器１４を介して外気に
放出されるようになつている。

前記温水加熱装置７の熱交換器８に循環する熱
媒流体は、循環ポンプ１５で圧送されて、ヒート
ポンプ本体１、第１熱交換装置９、及び第２熱交
換装置１１に、以下のように供給流動される。

つまり、温水加熱装置７での熱交換（放熱）に
よつて低温となつた熱媒流体（低温水）は、循環
ポンプ１５で吸引加圧され、先ずヒートポンプ本
体１の凝縮器４に供給され、冷媒凝縮熱で加温さ
れる。そして、ヒートポンプ本体１からの熱媒流
体は第１熱交換装置９と第２熱交換装置１１に分
配供給され、更に第２熱交換装置１１では、補助
熱交換器１２と熱交換器１３に分配供給されると
ともに、補助熱交換器１２からの熱媒流体が更に
熱交換器１３に供給され、これら第１、第２熱交
換装置９，１１で加温された高温の熱媒流体（高
温水）が合流されて温水加熱装置７に導かれる。

本考案は、排気熱交換装置、つまり、前記第２
熱交換装置に特徴があり、その詳細が第１図乃至
第４図に示される。

図において、１６はエンジン２の側面に固定さ
れたエキゾースト・マニホールドであり、その内
部に複数個（実施例では３個）の排気ポート１７
……に連通した排気流路１８が形成されるととも
に、その外周部を囲むように熱媒流体流路１９が
形成されて、前記補助熱交換器１２が構成されて
いる。そして、このエキゾースト・マニホールド
１６の前面に熱媒流体流入口２０が設けられると
ともに、上面の左部には熱媒流体送出口２１と、
排気流路１８の出口２２が夫々形成され、かつ、
マニホールド上面と右端面とに亘るＬ字形の排気
連通路２３が形成されている。

前記エキゾースト・マニホールド１６の上面に
は前述の主熱交換器１３が搭載直結されている。
この主熱交換器１３は、熱媒流体通路２４を形成
するケーシング２５、内部に排気通路４１を有す
る放熱用コア２６及び底板２７とから構成されて
いる。熱媒流体通路２４の一端下部に設けた熱媒
流体入口２８がエキゾースト・マニホールド１６
の送出口２１に、又、放熱用コア２６の一端下部
に設けた排気通路４１の導入口２９がマニホール
ド１６の排気流路１８の出口２２に、更に、放熱
用コア２６の他端下部に設けた排気通路４１の導
出口３０がマニホールド１６の上面の排気連通路
２３の入口４２に、夫々連通されるとともに、各
ボルトとナツト４３，４４，４５で固定される。
そして、排気連通路２３の出口４６に連通するよ
うに、前記消音器１４がエキゾースト・マニホー
ルド１６の他端に連結されている。又、ケーシン
グ２５の他端上部に熱媒流体流出口３１が設けら
れている。

前記放熱用コア２６は、内部が中空に形成され
た扁平長円形のコア単位の多数を、上下適当間隔
をあけて積層するとともに、その両端側におい
て、各コア単位を互に円形の連通部２６ａ，２６
ｂを介して接続して構成したものであつて、一端
側の連通部２６ａの下端に前記排気導入口２９
が、又、他端側の連通部２６ｂの下端に前記排気
導出口３０が夫々位置している。尚、各コア単位
の中間内部は、挿入された波形板によつて多数の
並設通路に細分されて、排気との接触面積の増大
が図られている。

又、前記ケーシング２５の前部一端側には、ヒ
ートポンプ本体１からの熱媒流体を直接供給する
熱媒流体流入口３２が設けられている。この流入
口３２は、第２図に示すように、補助熱交換器１
２から入口２８を介して供給された熱媒流体流Ａ
が放熱用コア２６の入口側の連通部２６ａに沿つ
て流動するのを妨げない方向に開口されるととも
に、直接流入した熱媒流体流Ｂが前記入口側の連
通部２６ａの背部に回り込んで上下のコア単位間
に充分流入するように、ケーシング２５の前壁に
突設したシユラウド３３で案内するように構成さ
れている。

＜別実施例＞ (1) 第６図に示すように、エキゾースト・マニホ
ールド１６の排気流路１８と、熱交換器１３か
らの排気を消音器１４に導く排気連通路２３と
の間に、開度調節可能な弁３４を備えたバイパ
ス流路３５を形成して実施することもできる。

この場合、さらに、熱交換器１３の２次側の
排ガス温度、又は熱交換器１３内を通過する排
気ガスの圧損を検出する事に基ずき、弁３４を
開閉制御する装置を設ける事も考えられる。

この構成によると、弁３４の開度調節によつ
て熱交換に用いる排気量を調節して、各熱交換
部での凝縮水の発生を調節することができると
ともに、主熱交換器１３内の放熱用コア２６が
排気中のカーボンで詰まつて排気流通抵抗が著
しく大きくなつたときでも、弁３４の開放によ
つて排気流通を可能にして、エンジン運転を続
行することができる。

(2) 前記消音器４は必ずしもエキゾースト・マニ
ホールド１６に直結する必要はなく、場合によ
つては通路２３の出口と適所に設けた消音器１
４を配管接続してもよい。

＜考案の効果＞ 本考案は、上記のように構成した事から、次の
効果を奏する。

イ 熱交換器がエキゾースト・マニホールド上に
載置され、固定具で直接固定されて強固に支持
されるため、この固定支持構造が熱交換器の大
きな振動力を充分に抑制して、疲労破損を起す
事なく強固に固定支持する事ができる。

ロ しかも、エキゾースト・マニホールドと熱交
換器との間から中間支持具を省略するので、そ
の支持構造が簡素化する。

ハ 熱交換器がエキゾースト・マニホールドの横
外側に出張らなくなるため、エンジンの外形が
小形になる。

ニ マフラはエキゾースト・マニホールドに連結
されるため、マフラの振動力が熱交換器に加わ
る事がない。

ホ 熱交換器の排気通路内に強酸性の凝縮水が発
生した時には、その凝縮水が熱交換器の下部で
下向きに開口する導出口から排気連通路にスム
ースに流れ出すので、強酸性の凝縮水で熱交換
器が腐食する事を防げる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るエンジン排気熱交換装置
を示す縦断正面図、第２図は第１図における−
線断面図、第３図は一部切欠き側面図、第４図
は全体の外観を示す正面図、第５図は本考案装置
を組込んだエンジン駆動ヒートポンプ装置のフロ
ーチヤート、第６図は別実施例の一部切欠き正面
図、第７図は従来例の一部切欠き側面図である。 ２……エンジン、１３……熱交換器、１６……
エキゾースト・マニホールド、１８……排気流
路、２２……出口、２３……排気連通路、２９…
…導入口、３０……導出口、４１……排気通路、
４２……入口、４４・４５……固定具、４６……
出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジン２のエキゾースト・マニホールド１６
   内の排気流路１８に熱交換器１３の排気通路４１
   を介してマフラ１４に連通させて、エンジンの排
   気熱を熱交換器１３で回収する装置において、エ
   キゾースト・マニホールド１６に排気連通路２３
   を設け、エキゾースト・マニホールド１６の上面
   に排気通路１８の出口２２と排気連通路２３の入
   口４２とを互いに遠く引き離して開口し、エキゾ
   ースト・マニホールド１６上に熱交換器１３を載
   置し、エキゾースト・マニホールド１６内の排気
   流路１８の出口２２に熱交換器１３の排気通路４
   １の導入口２９を、排気連通路２３の入口４２に
   熱交換器１３の排気通路４１の導出口３０をそれ
   ぞれ連通させて固定具４４，４５で固定し、排気
   連通路２３の出口４６にマフラ１４を連通した事
   を特徴とするエンジンの排気熱回収装置。