JPS6282216A - エンジンの排気系構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、排気と水との熱交換を行なう熱交換器を設け
て排気熱を回収するようにしたエンジンの排気系構造に
関する。

（従来技術） エンジンの排気熱を回収して暖房あるいはヒートポンプ
回路の熱源として利用する装置において、排気熱回収用
熱交換器を設けたエンジンの排気系構造としては、従来
から例えば実開昭６０−１９１１号公報に示されるごと
く、排気マニホールドをウォータジャケットで囲んだ構
成のもの、寸なわら、排気マニホールドをその内部の気
体の流通を妨げることなく、熱交換用ケースにて包囲し
て密閉空間を形成し、この密閉空間に熱媒流体を流入お
よび流出させるよう構成したものが知られている。

ところで、熱交換器としての排気マニホールドにおいて
は、排気が冷Ｉおされ排気中の水分が凝縮し易く、その
場合、酸性度の高い凝縮水が発生づるために排気マニホ
ールドの内壁は腐蝕を受は易く壁に穴が開き易い。また
熱回収効果を高めるために、排気マニホールドの排気下
流側にざらに熱交換器を設けること°ｂ提案されている
が、この場合には熱交換器の入口部と出口部では熱回収
の結果、湿度勾配が大きいことから、特に熱交換ふコア
にはクラックが発生し易い。

このように排気マニホールドあるいは熱交換器の壁に穴
が開いたりクラックが発生すると、熱交換用の水が排気
マニホールドを介してエンジン内に流入したり、あるい
は排ガスが水回路に浪人することになる。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、熱交換
器の壁にクラック等が発生しても水がエンジン内へ流入
することを防止でき、エンジンの信頼性を向上したエン
ジンの排気系構造を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、排気熱を回収する熱交換器を設けてなるエン
ジンの排気系構造において、排気マニホールドの排気下
流側に排気と水との熱交換を行なう熱交換器を設け、こ
の熱交換器と排気マニホールドとの接続部を熱交換器上
方に位置させるとともに１．Ｆ２熱交換器を排気下流側
に向けて下方に傾斜さＶたものである。

この構成により、熱交換器の壁にクラックが発生しても
水が排気マニホールドを通ってエンジンの燃焼室内に逆
流１″ることが防止できるものである。

（実施例） 第１図、第２図おにび第３図はそれぞれ本発明を実施し
たエンジンの後面、上面、および側面を示し、１はエン
ジン本体、２はエンジン本体１の側面上方に設けられ排
気マニホールドの外周を水通路で囲む構成とし排気と冷
却水とが対向流として流れる排気マニホールド熱交換器
、３は上記排気マニホールド熱交換器２の排気下流側に
設けられ排気と水との熱交換を行なう熱交換器で、この
熱交換器３はエンジン本体１の棲面であって排気マニホ
ールド熱交換器２の高さ位置よりも低い位置に設けられ
、しかもこの熱交換：！！３と排気マニホールド熱交換
器２との接続部４を熱交換器の上方に位置させるととも
に、熱交換器３の排気下流側部分を下方に傾斜させてい
る。上記接続部４（ま排気マニホールド熱交換器２およ
び熱交換器３のそれぞれに設けたフランジ４ａ、４ｂを
ボルト５にて締結することにより構成されている。また
、上記熱交換器３の傾斜下端部に設けられた排気出口３
Ｇには下方に延びる排気管６ａが接続され、さらにこの
排気管６ａの途中から分岐して排気管路６ｂが接続され
ている。７は上記排気管６ａの下端に連結された凝縮水
ドレン機構で、８は上記熱交換器３の上方に設けられ上
記排気管路６ｂを通って排ガスが流入するサイレンサで
ある。　次に熱交換器３の構造について第４図〜第６図
とともに説明する。

熱交換器３は、排気通路として排気人口３ａ、υ［気通
路３ｂ、排気出口３Ｃを有し、また冷ｕ１水通路として
水入口３ｄ、熱交換器コア３ｅ、戻り水通路３ｆおよび
水出口３Ｑを右する。そして熱交換器コア３ｅの外周に
排気通路３ｂが位置し、またこの排気通路３ｂの外周に
戻り水通路３ｆが位置し、排気と水とは三層ｍ造にて熱
交換し得る構成とされている。また、排気人口３ａと水
出口３ｑとは共にフランジ４ｂ部分に設各）られ排気マ
ニホールド熱交換″Ｐ１２側のフランジ４ａに連結され
ている。

そして、排気の流れは、排気マニホールド熱交換器２か
ら接続部４を介して熱交換器３の排気人口３ａ、排気通
路３ｂ、排気出口３Ｃを経て排気管６ａ、排気管路６ｂ
を通過し、ナイレンサ８の入口８ａより排気口８ｂに至
るものとなる。また、冷却水の流れは、熱交換器３の水
入口３ｄから熱交換器コア３ｅ、戻り水通路３ｆ、水出
口３ｑを経て、接続部４を介して排気マニホールド熱交
換器２に流入し、さらにこの排気マニホールド熱交換器
２から水管路９ａ（第３図）、ウォータポンプ１０を経
てエンジン本体１の内部のウォータジャケットに流入し
、さらにサーモスタットおよび木管路９ｂを経て水出口
９Ｃに至るものである。

次に上記構成の作用を説明する。

冷に１水は熱交換器３の水入口３ｄより流入し、熱交換
器３および排気マニホールド熱交換器２にて排気と熱交
換し、排気熱を回収するとともに、エンジン本体１内の
ウォータジャケット内に流入してエンジンを冷却し、高
温となった水が水出口９Ｃより流出する。この渇水をエ
ンジンとは別に設けた放熱器に送り室内の暖房用の熱源
として利用し、あるいは図示していないが、エンジン本
体１の出力軸にて駆動されるヒートポンプ冷媒回路にお
ける冷媒加圧用コンプレッサを駆動し、このヒートポン
プ冷媒回路における室外側の熱交換器の熱源として利用
する。このように温水が熱源として利用され、冷却され
た水が再び熱交換器３の水入口３ｄに流入するようにな
っている。

ここに熱交換器３において、高温の排ガスは排気人口３
ａより流入し、排気通路３ｂを通過し、熱交換器コア３
ｅにて水どの熱交換がなされ、排気出口３Ｃ部分での排
ガス温度は大きく低下しており、したがってこの熱交換
器コア３ｅでの温度勾配は厳しくクラックが発生し易い
状況下にある。

また排ガスが熱交換器コア３ｅ内を通過する冷却水によ
り冷却されることにより、凝縮水が発生し易く、この凝
縮水はＷｌｉ竹度が高いため熱交換器コア３０は腐蝕を
受は易く穴が間き易い。熱交換器コア３ｅにクラック等
が発生ザると、冷却水が排気通路３ｂ中に漏出し、ある
いは排ガスが水回路に流入するおそれがあるが、本発明
では熱交換器３と排気マニホールド熱交換器２との接続
部４を熱交換器３の上方に位置させるとともに、熱交換
器３をｉＪｌ気下流下流側わち排気出口３Ｃ側を下方に
傾斜させて設＄−１でいるので、上記のような攻障が発
生した揚台においても、冷ｆＪＩ水が１ノ１気マニホー
ルド熱交換器２側に流入し、エンジンの燃焼室内に逆流
するようなことは防止される。

なお、上記実施例では熱交換器３が１非気と冷却水との
三層構造のものを示したが、単に排ガスと冷却水とが対
向流となる二層の６のであつＣ乙」；い。また、上記実
施例では冷却水通路としてＪＪＩ気マニボールド熱交換
器２からウオークポンプ１０、エンジン本体１内のウォ
ータジャケット、サーモスクッ］へを経て水出口９Ｃに
至るものを示したが、エンジンの暖機運転、温度ｍ節等
をより的確に図るためには排気マニホールド熱交換器２
から直）とに水出口９Ｃに至るバイパス水通路を設ける
ことが望ましい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、排気マニホールドの排気
下流側に↑ノを気と水との熱交換を行なう熱交換器を設
け、この熱交換器と排気マニホールドとの接続部をエン
ジン本体上方に位置させるとともに、熱交換器を排気下
流側に向けて下方に傾斜さけたことにより、熱交換器内
の熱交換器コア等にクラックが発生しても冷月１水が排
気マニホールドからエンジン内の燃焼室に逆流すること
を防止でき、エンジンを損傷することなく、その信頼性
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排気系構造を実施したエンジンの後面
図、第２図は同エンジンの上面図、第３図は側面図、第
４図は同排気系構造における熱交換器の上面図、第５図
は第４図Ｖ−Ｖ線断面図、第６図は第４図のＶｌ　−Ｖ
ｌ線断面図である。 １・・・エンジン本体、２・・・排気マニホールド熱交
換器、３・・・熱交換器、３ｂ・・・排気通路、３Ｇ・
・・排気出口、３ｅ・・・熱交換器コア、４・・・接続
部。 特許出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社第　　１　
　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、排気熱を回収する熱交換器を設けてなるエンジンの
   排気系構造において、排気マニホールドの排気下流側に
   排気と水との熱交換を行なう熱交換器を設け、この熱交
   換器と排気マニホールドとの接続部を熱交換器上方に位
   置させるとともに、上記熱交換器を排気下流側に向けて
   下方に傾斜させたことを特徴とするエンジンの排気系構
   造。