JPH07120178A - ヒートサイホン式排熱回収装置 - Google Patents

ヒートサイホン式排熱回収装置

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JPH07120178A
JPH07120178A JP27081193A JP27081193A JPH07120178A JP H07120178 A JPH07120178 A JP H07120178A JP 27081193 A JP27081193 A JP 27081193A JP 27081193 A JP27081193 A JP 27081193A JP H07120178 A JPH07120178 A JP H07120178A
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JP
Japan
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heat
tube
evaporator
condenser
engine
Prior art date
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Application number
JP27081193A
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English (en)
Inventor
Kazue Kameda
一恵 亀田
Akihiro Komaba
章浩 駒場
Hiroyuki Kawada
浩行 川田
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Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Corp
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Publication date
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Publication of JPH07120178A publication Critical patent/JPH07120178A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、エンジンの排気ガスの熱を、エン
ジンの冷却水側に回収するためのヒートサイホン式排熱
回収装置に関し、凝縮器のチューブ内において凝縮され
液化した熱媒体をチューブの出口側に確実に導くことを
目的とする。 【構成】 液状の熱媒体をエンジンからの排気ガスと熱
交換させ蒸発させる蒸発器77と、蒸発器の上方に配置
され蒸発器で蒸発した熱媒体をチューブ83内において
エンジンを冷却した冷却水と熱交換させ凝縮させる凝縮
器81と、蒸発器で蒸発した熱媒体をチューブの入口側
に導く蒸気通路85と、凝縮器で液化した熱媒体をチュ
ーブの出口側から蒸発器に導く液通路87とを備えたヒ
ートサイホン式排熱回収装置において、チューブの出口
側を、チューブの入口側より下方に位置させて構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気ガスの
熱を、エンジンの冷却水側に回収するためのヒートサイ
ホン式排熱回収装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、自動車のエンジン,発電用のエン
ジン等の排気ガスから排熱を回収し、排熱を有効利用す
ることが行われており、自動車のエンジンから排熱を回
収する排熱回収システムとしては、例えば、実開昭59
−146203号公報,実公昭61−44498号公報
等に開示されるものが知られている。
【0003】図2は、発電用のエンジンの排気ガスから
排熱を回収するための排熱回収システムを示すもので、
符号11はエンジンを示している。エンジン11には、
排気管13が接続されており、この排気管13には、触
媒コンバータ15,排気ガス側熱交換部17およびマフ
ラー19が配置されている。
【0004】また、エンジン11には、冷却水流入管2
1および冷却水流出管23が接続されており、冷却水流
入管21には、ポンプ25が、冷却水流出管23には、
冷却水側熱交換部27が形成されている。
【0005】排気ガス側熱交換部17には、ヒートサイ
ホン式排熱回収装置29の蒸発器31が配置され、冷却
水側熱交換部27には、ヒートサイホン式排熱回収装置
29の凝縮器33が配置されている。
【0006】ヒートサイホン式排熱回収装置29の蒸発
器31と凝縮器33とは、蒸気管路35および液管路3
7により連結され、液管路37には、開閉弁39が配置
されている。
【0007】冷却水流出管23は、三方弁41および循
環配管43を介して冷却水流入管21に接続されてい
る。三方弁41と冷却水流入管21を接続して外側循環
路45が形成され、この外側循環路45には、排熱回収
熱交換器47、およびモータ49により駆動されるファ
ン51を備えた冷却器53が配置されている。
【0008】排熱回収熱交換器47の二次側には、水道
水等の冷水を供給する供給管55、および熱交換された
温水を取り出す取出管57が接続されており、取出管5
7には、開閉弁59が配置されている。
【0009】外側循環路45の排熱回収熱交換器47と
冷却器53との間には、三方弁61が配置され、この三
方弁61と循環配管43とが配管63により接続されて
いる。
【0010】また、外側循環路45の冷却器53の下流
側には、冷却水の温度を測定する温度センサ65が配置
されている。図3は、ヒートサイホン式排熱回収装置2
9の詳細を示すもので、符号17は、排気ガスが流通さ
れる排気ガス側熱交換部を、符号27は、排気ガス側熱
交換部17の上方に配置されエンジン11を冷却した冷
却水が流通される冷却水側熱交換部を示している。
【0011】排気ガス側熱交換部17には、例えば、水
からなる液状の熱媒体をエンジン11からの排気ガスと
熱交換させ蒸発させる蒸発器31が配置されている。こ
の蒸発器31は、排気ガスの流れ方向に沿ってU字状の
チューブ67を複数配置して構成されている。
【0012】冷却水側熱交換部27には、蒸発器31で
蒸発した熱媒体をエンジン11を冷却した冷却水と熱交
換させ凝縮させる凝縮器33が配置されている。この凝
縮器33は、直線状のチューブ69を複数配置して構成
されている。
【0013】蒸発器31と凝縮器33とは、蒸発器31
で蒸発した熱媒体を凝縮器33に導く蒸気管路35、お
よび凝縮器33で液化した熱媒体を蒸発器31に導く液
管路37により連結されている。
【0014】そして、液管路37には、開閉弁39が配
置されている。上述した排熱回収システムでは、外側循
環路45を流れる冷却水の温度が所定温度より高くなる
と、温度センサ65により制御装置71内のリレーがオ
ンされ、モータ49がオンになりファン51が作動され
冷却水の冷却が行われ、同時に、ヒートサイホン式排熱
回収装置29の開閉弁39が閉にされ、エンジン11の
排気ガスの熱を、エンジン11の冷却水側に回収する排
熱回収が停止される。
【0015】一方、外側循環路45を流れる冷却水の温
度が所定温度より低くなると、温度センサ65により制
御装置71内のリレーがオフされ、モータ49がオフに
なりファン51が停止され冷却水の冷却が停止され、同
時に、ヒートサイホン式排熱回収装置29の開閉弁39
が開にされ、エンジン11の排気ガスの熱を、エンジン
11の冷却水側に回収する排熱回収が行われる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヒートサイホン式排熱回収装置29では、凝縮器33の
チューブ69が水平に配置されているため、排熱回収時
に、チューブ69の入口側からチューブ69内に流入し
た蒸気が、チューブ69内において凝縮されて液化され
た時に、チューブ69の入口側に逆流することがあり、
このような場合には、チューブ69内への蒸気の流入が
阻害され、熱交換効率が低下するという問題があった。
【0017】本発明は、上記のような問題を解決したも
ので、凝縮器のチューブ内において凝縮され液化した熱
媒体をチューブの出口側に確実に導くことができるヒー
トサイホン式排熱回収装置を提供することを目的とす
る。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるヒートサ
イホン式排熱回収装置は、液状の熱媒体をエンジンから
の排気ガスと熱交換させ蒸発させる蒸発器と、前記蒸発
器の上方に配置され前記蒸発器で蒸発した熱媒体をチュ
ーブ内においてエンジンを冷却した冷却水と熱交換させ
凝縮させる凝縮器と、前記蒸発器で蒸発した熱媒体を前
記チューブの入口側に導く蒸気通路と、前記凝縮器で液
化した熱媒体を前記チューブの出口側から前記蒸発器に
導く液通路とを備えたヒートサイホン式排熱回収装置に
おいて、前記チューブの出口側を、前記チューブの入口
側より下方に位置させてなるものである。
【0019】
【作用】本発明のヒートサイホン式排熱回収装置では、
凝縮器のチューブの出口側を、チューブの入口側より下
方に位置させたので、凝縮器のチューブ内において凝縮
され液化した熱媒体が、重力の作用によりチューブの出
口側に導かれる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例に
ついて説明する。図1は、本発明のヒートサイホン式排
熱回収装置の一実施例を示しており、図において符号7
3は、排気ガスが流通される排気ガス側熱交換部を、符
号75は、排気ガス側熱交換部73の上方に配置されエ
ンジンを冷却した冷却水が流通される冷却水側熱交換部
を示している。
【0021】排気ガス側熱交換部75には、例えば水か
らなる液状の熱媒体をエンジンからの排気ガスと熱交換
させ蒸発させる蒸発器77が配置されている。この蒸発
器77は、排気ガスの流れ方向に沿ってU字状のチュー
ブ79を複数配置して構成されている。
【0022】冷却水側熱交換部73には、蒸発器77で
蒸発した熱媒体をエンジンを冷却した冷却水と熱交換さ
せ凝縮させる凝縮器81が配置されている。この凝縮器
81は、直線状のチューブ83を複数配置して構成され
ている。
【0023】蒸発器77と凝縮器81とは、蒸発器77
で蒸発した熱媒体を凝縮器81に導く蒸気管路85、お
よび凝縮器81で液化した熱媒体を蒸発器77に導く液
管路87により連結されている。
【0024】液管路87には、開閉弁89が配置されて
いる。しかして、この実施例では、凝縮器81のチュー
ブ83の出口側Oが、チューブ83の入口側Iより下方
に位置されている。
【0025】すなわち、この実施例では、冷却水側熱交
換部73の軸心が、水平に対して角度θの傾斜を持って
配置され、エンジンの冷却水の出口側が、冷却水の入口
側より下方に配置されている。
【0026】そして、凝縮器81のチューブ83が、水
平に対して角度θの傾斜を持って、冷却水側熱交換部7
3の軸心に平行に配置され、チューブ83の出口側O
が、チューブ83の入口側Iより下方に位置されてい
る。
【0027】なお、この実施例では、角度θは、3度と
されている。しかして、以上のように構成されたヒート
サイホン式排熱回収装置では、凝縮器81のチューブ8
3の出口側Oを、チューブ83の入口側Iより下方に位
置させたので、凝縮器81のチューブ83内において凝
縮され液化した熱媒体が、重力の作用によりチューブ8
3の出口側に導かれるため、凝縮器81のチューブ83
内において凝縮され液化した熱媒体をチューブ83の出
口側Oに確実に導くことができる。
【0028】従って、従来のように、排熱回収時に、チ
ューブの入口側からチューブ内に流入した蒸気が、チュ
ーブ内において凝縮されて液化された時に、チューブの
入口側に逆流することがなくなり、熱交換効率を、例え
ば、5%程度向上することが可能になる。
【0029】なお、以上述べた実施例では、冷却水側熱
交換部73を角度θだけ傾斜した例について説明した
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、
必ずしも傾斜する必要はないことは勿論である。
【0030】また、以上述べた実施例では、本発明を発
電用のエンジンの排気ガスからの排熱回収に適用した例
について説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、例えば、自動車のエンジンの排気ガス
からの排熱回収にも適用できることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のヒートサイ
ホン式排熱回収装置では、凝縮器のチューブの出口側
を、チューブの入口側より下方に位置させたので、凝縮
器のチューブ内において凝縮され液化した熱媒体が、重
力の作用によりチューブの出口側に導かれるため、凝縮
器のチューブ内において凝縮され液化した熱媒体をチュ
ーブの出口側に確実に導くことができるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒートサイホン式排熱回収装置の一実
施例を示す説明図である。
【図2】従来の排熱回収システムを示す配管系統図であ
る。
【図3】図2のヒートサイホン式排熱回収装置を示す説
明図である。
【符号の説明】
77 蒸発器 81 凝縮器 83 チューブ 85 蒸気管路 87 液管路 I 入口側 O 出口側

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液状の熱媒体をエンジンからの排気ガス
    と熱交換させ蒸発させる蒸発器(77)と、 前記蒸発器(77)の上方に配置され前記蒸発器(7
    7)で蒸発した熱媒体をチューブ(83)内においてエ
    ンジンを冷却した冷却水と熱交換させ凝縮させる凝縮器
    (81)と、 前記蒸発器(77)で蒸発した熱媒体を前記チューブ
    (83)の入口側(I)に導く蒸気通路(85)と、 前記凝縮器(81)で液化した熱媒体を前記チューブ
    (83)の出口側(O)から前記蒸発器(77)に導く
    液通路(87)と、を備えたヒートサイホン式排熱回収
    装置において、 前記チューブ(83)の出口側(O)を前記チューブ
    (83)の入口側(I)より下方に位置させてなること
    を特徴とするヒートサイホン式排熱回収装置。
JP27081193A 1993-10-28 1993-10-28 ヒートサイホン式排熱回収装置 Pending JPH07120178A (ja)

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