KR20140112509A - 배기열 회수 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 배기열 회수 장치는, 내연 기관으로부터의 배기로부터 열을 회수하는 장치이다. 배기열 회수 장치는, 상류측으로부터의 배기를 하류측으로 유도하는 배기관(1)과 상기 배기관의 외측을 덮는 통 형상 쉘(2)과 상기 배기관과 상기 통 형상 쉘 사이에 설치되고, 상기 배기와 열교환 매체 사이에서 열교환을 행하는 배기열 회수부(4)를 구비하고 있다. 상기 배기열 회수부 내에는, 열교환 매체 유로가 형성된 복수의 재킷 부품(6,8)을 적층한 적층체(10)가 설치되고, 상기 적층체에서는, 상기 복수의 재킷 부품의 각 열교환 매체 유로(20)가 서로 직렬로 접속되어 있다.

Description

배기열 회수 장치{EXHAUST GAS HEAT RECOVERY DEVICE}
<관련 출원의 상호 참조>
본 국제 출원은, 2011년 12월 22일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2011-281468호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 일본 특허 출원 제2011-281468호의 전체 내용을 본 국제 출원에 원용한다.
본 발명은, 내연 기관으로부터의 배기 유로에 개재 장착되어 배기와 열교환 매체 사이에서 열교환을 행함으로써, 배기열을 회수하는 배기열 회수 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 배기 유로에 개재 장착되어 내연 기관으로부터의 배기와 내연 기관의 냉각수 등의 열교환 매체 사이에 열교환을 실시하여, 배기열을 회수하는 장치가 알려져 있다. 이 장치에서는, 원형 도너츠 형상의 복수의 편평 튜브를 적층하여 튜브 적층체를 형성하고, 배기관을 튜브 적층체 내에 삽입함과 함께, 튜브 적층체의 외측에 통 형상 케이스를 배치하고 있다. 또, 이 장치에서는, 배기관에 배기관으로부터의 배기의 유출을 차단하는 차단 밸브를 마련하여 내연 기관의 난기 시에 차단 밸브를 폐쇄하고 있다. 이 구성에 의해, 난기 시에는 배기를 통 형상 케이스와 튜브 적층체와의 사이를 지나고, 이어서, 배기를 각 편평 튜브의 사이를 지나 반대측의 통 형상 케이스와 튜브 적층체와의 사이로 보낸다. 그 후, 상기 반대측의 통 형상 케이스와 튜브 적층체와의 사이로부터 하류측으로 배기를 배출하고 있다. 또한, 각 편평 튜브 내의 유로를 병렬로 접속하고, 이 유로에 열교환 매체를 흘려 보내, 배기와 열교환 매체 사이에 열교환을 행하도록 하고 있다.
일본 특허 공개 제2009-114995호 공보
그러나, 이러한 종래의 것으로는, 각 편평 튜브 내의 유로가 병렬로 접속되어 있으므로, 유로 마다의 저항이 다르다. 따라서, 열교환 매체가 어느쪽인가의 유로에 치우쳐 흐르는 경우가 있다. 예를 들면, 열교환 매체의 대부분이 일부의 병렬인 짧은 유로로 흘렀을 경우에는, 충분한 열교환이 이루어지지 않는다. 또, 배기는, 우선 통 형상 케이스와 튜브 적층체와의 사이를 지나고 나서, 각 편평 튜브의 사이를 흐른다. 그 때문에, 통 형상 케이스를 개재하여 고온의 배기로부터 대기 중으로 열이 방출되어, 열교환 매체와의 열교환 전에 배기 온도가 저하되어 버린다. 그 때문에, 열량 회수 손실이 발생해 버린다.
본 발명의 일측면에서는, 배기열의 회수 효율의 향상을 도모한 배기열 회수 장치를 제공한다.
본 발명의 배기열 회수 장치는, 내연 기관으로부터의 배기로부터 열을 회수하는 배기열 회수 장치이다. 이 배기열 회수 장치는, 상류측으로부터의 배기를 하류측으로 유도하는 배기관과 상기 배기관의 외측을 덮는 통 형상 쉘과 상기 배기관과 상기 통 형상 쉘 사이에 설치되고, 상기 배기와 열교환 매체 사이에서 열교환을 행하는 배기열 회수부를 구비하고 있다.
상기 배기열 회수부 내에는, 열교환 매체 유로가 형성된 복수의 재킷 부품을 적층한 적층체가 설치되고, 상기 적층체에서는, 상기 복수의 재킷 부품의 각 열교환 매체 유로가 서로 직렬로 접속되어 있다. 또, 상기 배기관 외주와 상기 적층체와의 사이에는, 상기 배기관을 지난 상기 배기가 통과하는 제1 간극이 형성되고, 상기 적층체를 구성하는 복수의 상기 재킷 부품끼리의 사이에는, 상기 제1 간극을 통과한 상기 배기가 통과하는 제2 간극이 형성되고, 나아가 상기 통 형상 쉘 내주와 상기 적층체와의 사이에는, 상기 제2 간극을 통과한 상기 배기가 통과하는 제3 간극이 형성되어 있다.
본 발명의 배기열 회수 장치에서, 상기 재킷 부품은, 평평하고, 또한, 원호상의 형상을 가질수도 있다.
또, 상기 구성의 배기열 회수 장치는, 링 형상의 열교환 매체 유로를 형성하는 단부품을 추가로 구비하고, 상기 재킷 부품은, 대략 반원호상의 형상을 가지고 있음과 동시에, 복수의 상기 재킷 부품을 적층한 상기 적층체를, 재킷 부품 조립체로서 2개 구비하고 있을 수 있다. 이러한 구성의 배기열 회수 장치에서는, 상기 단부품 상에, 2개의 상기 재킷 부품 조립체를 서로 대향하여 배치하고, 2개의 상기 재킷 부품 조립체의 상기 열교환 매체 유로의 각각을, 상기 단부품의 상기 열교환 매체 유로를 개재하여 직렬로 접속하고 있는 구성일 수도 있다.
또, 본 발명의 배기열 회수 장치에서, 상기 재킷 부품은, 2개의 반체를 가지며, 이 2개의 반체를 서로 맞댐으로써 내부에 상기 열교환 매체 유로를 형성하고 있고, 2개의 반체 중 한쪽의 상기 반체의 단부측에 유입구를 형성함과 함께, 다른 쪽의 상기 반체에는, 상기 유입구가 설치되어 있는 상기 단부와는 반대의 단부측에 유출구를 형성할 수도 있다.
또한 본 발명의 배기열 회수 장치는, 상기 내연 기관의 난기 시에, 상기 배기를 상기 배기열 회수부로 유도하는 전환 밸브를 추가로 구비하고, 상기 전환 밸브는, 돔 형상의 밸브체를 가지고, 상기 배기관으로부터 유출되는 상기 배기를 상기 밸브체에 닿게 하여 상기 배기관 외주와 상기 적층체와의 사이의 상기 제1 간극으로 유도하는 구성으로 할 수도 있다.
본 발명의 배기열 회수 장치는, 복수의 재킷 부품의 열교환 매체 유로가 직렬로 접속되어 있으므로, 열교환 매체는 열교환 매체 유로의 긴 전체 유로를 흐른다. 그 때문에, 각 재킷 부품의 열교환 매체 유로를 통과할 때마다 배기와의 사이에서 열교환이 이루어진다. 이에 따라, 충분한 배기열의 회수가 이루어지고 열교환 매체의 온도가 단시간에 상승하여, 배기열의 회수 효율이 향상된다고 하는 효과를 나타낸다.
또, 배기관으로부터의 고온의 배기가 배기관의 외주와 적층체와의 사이의 간극(제1 간극)에 유입한다. 그 때문에, 배기열이 대기 중으로 방열되는 것을 억제할 수 있어 회수하는 배기열의 열량 회수 손실을 저감할 수 있다. 이 점으로부터도, 배기열의 회수 효율이 향상한다고 하는 효과를 발휘한다.
또, 평평한 형상의 복수의 재킷 부품을 적층한 적층체로 만듦으로써, 긴 열교환 매체 유로를 형성하여도, 장치를 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 열교환 매체 유로를 형성한 단부품에 2조의 재킷 부품 조립체를 적층함으로써, 추가로, 긴 열교환 매체 유로를 형성하여도, 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태로서의 배기열 회수 장치의 사시도이다.
도 2는, 본 실시 형태의 배기열 회수 장치의 확대 단면도이다.
도 3은, 본 실시 형태의 적층체의 확대 사시도이다.
도 4는, 본 실시 형태의 적층체의 확대 측면도이다.
도 5는, 본 실시 형태의 적층체의 분해 사시도이다.
도 6은, 본 실시 형태의 적층체의 열교환 매체 유로에 따른 확대 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 배기열 회수 장치(100)는, 주된 구성 부재로서 배기관(1), 통 형상 쉘(2), 및 배기열 회수부(4)를 구비하고 있다. 배기관(1)의 상류측은 내연 기관으로부터의 배기 유로에 접속되어 있고, 배기관(1)은, 내연 기관으로부터의 배기 A를 상류측으로부터 하류측으로 유도하도록 구성되어 있다. 배기관(1)의 외측에는, 배기관(1)을 덮는 통 형상 쉘(2)이 설치되어 있다. 배기관(1)은, 배기관(1)으로부터 간격을 두고 통 형상 쉘(2)의 내부에 배치되어 있고, 배기관(1)의 외주와 통 형상 쉘(2)의 내주와의 사이에는, 공간이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 배기관(1)과 통 형상 쉘(2)은 동일 축 상에 설치되어 있다.
배기관(1)과 통 형상 쉘(2)의 사이에는, 배기 A와 열교환 매체 B와의 사이에서 열교환을 행하는 배기열 회수부(4)가 설치되어 있다. 배기열 회수부(4)에는, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1, 제2 재킷 부품(6,8)이 복수 적층된 적층체(10)가 설치되어 있다. 각 제1 재킷 부품(6)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 1조의 반체(12 및 14)를 맞대어 형성되어 있다. 마찬가지로 각 제2 재킷 부품(8)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 1조의 반체(16 및 18)를 맞대어 형성되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 재킷 부품(6)의 1조의 반체(12 및 14)는, 각각 원호상의 형상, 본 실시 형태에서는 대략 반원호상의 형상을 가지고 있다. 또, 반체(12 및 14)에서는, 한쪽 반체(12)의 전체 둘레에 걸쳐서 반체(12)의 테두리가 다른쪽 반체(14)측으로 절곡되고, 다른쪽 반체(14)의 전체 둘레에 걸쳐서 반체(14)의 테두리가 한쪽 반체(12)측으로 절곡되어 있다. 이에 따라, 각각의 반체(12,14)는, 단면 형상이 「U」자 모양으로 오목부를 갖는 형상으로 형성되어 있다.
다른쪽 반체(14)는, 한쪽 반체(12)에 대하여 외형이 조금 작게 형성되어 있다. 1조의 반체(12 및 14)에서, 오목측을 서로 대향하게 하고, 한쪽 반체(12)에 다른쪽 반체(14)를 삽입하여, 1조의 반체(12,14)를 맞댄다. 이에 따라, 평평한 제1 재킷 부품(6)이 형성되고, 제1 재킷 부품(6)의 내부에 밀폐된 열교환 매체 유로(20)가 형성된다.
한쪽 반체(12)의 대략 원호상의 단부에는, 버링 가공 등에 의해 유입구(22)가 형성되고, 유입구(22)가 열교환 매체 유로(20)에 연통되어 있다. 또, 다른쪽 반체(14)의 대략 원호상의 단부로서, 한쪽 반체(12)의 유입구(22)와 반대측 단부에는, 버링 가공 등에 의해 유출구(24)가 형성되어 있다. 유출구(24)는, 열교환 매체 유로(20)에 연통되어 있다. 1조의 반체(12,14)에는 각각 외측으로 돌출된 복수의 돌기부(26,28)가 형성되어 있다.
또, 제2 재킷 부품(8)의 1조의 반체(16,18)는, 제1 재킷 부품(6)의 1조의 반체(12,14)에 형성되어 있는 유입구(22)와 유출구(24)가, 대략 원호상 단부의 반대측에 각각 설치되고 있는 점에서 다르지만, 그 이외의 형상은 동일하게 형성되어 있다. 한쪽 반체(16)에는 유입구(32)가, 다른쪽 반체(18)에는 유출구(34)가 형성되어 있고, 유입구(32) 및 유출구(34)는, 내부에 형성되는 열교환 매체 유로(20)에 연통되어 있다.
제1 재킷 부품(6)의 유출구(24)에 제2 재킷 부품(8)의 유입구(32)를 중첩하고, 제1, 제2 재킷 부품(6,8)을 적층한다. 이에 따라, 제1, 제2 재킷 부품(6,8)의 각 열교환 매체 유로(20)가 직렬로 접속된다. 이와 같이 복수의 재킷 부품(6,8)을 적층함으로써, 열교환 매체 유로(20)가 직렬로 접속되도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 추가로, 제2 재킷 부품(8)의 유출구(34)에 별도의 제1 재킷 부품(6)의 유입구(22)를 중첩하여, 별도의 제1 재킷 부품(6)을 적층하고 있다. 또한, 이 별도의 제1 재킷 부품(6)에 별도의 제2 재킷 부품(8)을 적층하고 있다. 이와 같이 하여 제1, 제2 재킷 부품(6,8)을 적층한 적층체(10)에 의해 재킷 부품 조립체(36)가 구성되어 있다.
재킷 부품 조립체(36)는, 제1 재킷 부품(6)과 제2 재킷 부품(8)을 적어도 1 개씩 구비할 수있지만, 2개의 제1 재킷 부품(6), 및, 1개의 제2 재킷 부품(8)으로 구성할 수도 있다. 혹은, 제1 재킷 부품(6)을 2개, 제2 재킷 부품(8)을 2개로 구성할 수도 있고, 그 이상일 수도 있다.
제1, 제2 재킷 부품(6,8)을 적층했을 때, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 인접하는 제1 재킷 부품(6)의 돌기부(26)와 제2 재킷 부품(8)의 돌기부(28)가 접촉하고, 제1 재킷 부품(6)과 제2 재킷 부품(8)과의 사이에 배기 A가 유통하는 간극(37)(제2 간극)이 형성되도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 또한, 별도의 1조의 재킷 부품 조립체(38)를 구비하고 있다. 이 별도의 재킷 부품 조립체(38)는, 제1, 제2 재킷 부품(6,8)을 구비한다. 재킷 부품 조립체(38)는, 전술한 재킷 부품 조립체(36)와 동일한 구성이다. 재킷 부품 조립체(38)는, 재킷 부품 조립체(36)를 180도 회전시킨 위치에, 재킷 부품 조립체(36)와 대향하도록 배치되어 있다. 단, 별도의 1조의 재킷 부품 조립체(38)에서는, 유입구(22)와 유출구(24)가 한쪽 재킷 부품 조립체(36)와는 반대의 관계가 된다. 즉, 별도의 재킷 부품 조립체(38)에서는, 제1 재킷 부품(6)을 구성하는 반체(14)측에 열교환 매체의 유입구(22)가 마련되고, 제1 재킷 부품(6)을 구성하는 또 하나의 반체(12) 측에 열교환 매체의 유출구(24)가 마련되어 있다.
적층체(10)는, 2개의 제1 재킷 부품(6)을 대향시켜 배치한 형상과 거의 동일한 크기의 링 형상의 단부품(40)을 구비하고 있다. 단부품(40)은, 1조의 반체(42,44)를 맞대어 형성되어 있다. 반체(42,44)에서는, 한쪽 반체(42)의 전체 둘레에 걸쳐서 반체(42)의 테두리가 다른쪽 반체(44)측으로 절곡되고, 다른쪽 반체(44)의 전체 둘레에 걸쳐서 반체(44)의 테두리가 한쪽 반체(42)측으로 절곡되어 있다. 이에 따라, 각 반체(42,44)는, 전체 둘레에 걸쳐서 단면 형상이 「U」자 모양으로 오목부를 갖는 형상으로 형성되어 있다.
다른쪽 반체(44)는, 한쪽 반체(42)에 대해서 외형이 조금 작게 형성되어 있다. 1조의 반체(44 및 42)에서, 오목측을 서로 대향하게 하여 한쪽 반체(42)에 다른쪽 반체(44)를 삽입하고, 1조의 반체(42,44)를 맞댄다. 이에 따라, 평평한 단부품(40)이 형성되고, 단부품(40)의 내부에 밀폐된 열교환 매체 유로(20)가 형성된다.
한쪽 반체(42)에는, 버링 가공 등에 의해 유입구(46)와 유출구(48)가 형성되고, 유입구(46)와 유출구(48)가 열교환 매체 유로(20)에 연통되어 있다. 유입구(46)와 유출구(48)는 서로 180도 반대측에 형성되어 있다. 또, 반체(42,44)에는 각각 외측으로 돌출된 복수의 돌기부(50,52)가 형성되어 있다.
단부품(40)의 유입구(46)에는, 한쪽 재킷 부품 조립체(36)의 유출구(34)가 중첩되고, 단부품(40)의 한쪽 편 절반에 한쪽 재킷 부품 조립체(36)가 적층된다. 단부품(40)의 유출구(48)에는, 다른쪽 재킷 부품 조립체(38)의 유입구(32)가 중첩되고, 단부품(40)의 나머지 한쪽 편 절반에 다른쪽 재킷 부품 조립체(38)가 적층된다. 그 때, 각 돌기부(28,50)가 접촉하여 단부품(40)과 재킷 부품 조립체(36,38)과의 사이에 간극(37)이 형성된다.
이에 따라, 2조의 재킷 부품 조립체(36,38)가 단부품(40) 상에 대향하여 적층되고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 링 형상의 적층체(10)가 형성된다. 단부품(40)에 2조의 재킷 부품 조립체(36,38)를 적층함으로써, 한쪽 재킷 부품 조립체(36)의 열교환 매체 유로(20)와 다른쪽 재킷 부품 조립체(38)의 열교환 매체 유로(20)가, 단부품(40)의 열교환 매체 유로(20)를 개재하여 직렬로 접속된다.
한쪽 재킷 부품 조립체(36)의 유입구(22)에는 유입관(54)이 삽입 장착됨과 함께, 다른쪽 재킷 부품 조립체(38)의 유출구(24)에는 유출관(56)이 삽입 장착된다. 재킷 부품(6,8)의 각 반체(12,14,16,18), 단부품(40)의 각 반체(42,44), 유입관(54), 및 유출관(56) 등은, 납땜, 용접 등에 의해 일체로 고정된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 배기관(1)이 적층체(10) 내에 삽입됨과 동시에, 적층체(10)의 외측에 통 형상 쉘(2)이 삽입 장착된다. 그 때, 배기관(1)의 외주와 적층체(10)의 내주와의 사이에는, 간극(58)(제1 간극)이 형성되도록 구성되어 있다. 또, 적층체(10)의 외주와 통 형상 쉘(2)의 내주와의 사이에도 간극(60)(제3 간극)이 형성되도록 구성되어 있다.
통 형상 쉘(2)의 상류측 단부에는, 덮개 부재(62)가 삽입 장착됨과 함께, 배기관(1)은 덮개 부재(62)를 관통해서 설치되어 있고, 덮개 부재(62)에 의해 통 형상 쉘(2)의 상류측이 폐색되어 있다. 배기관(1)의 하류측에는 전환 밸브(64)가 설치되어 있고, 전환 밸브(64)는 단부품(40)의 단부면에 장착된 브래킷(66)에 장착되어 있다. 브래킷(66)은 배기관(1)과 동일 축 위에 설치된 통부(66a)를 가지며, 통부(66a)의 선단에 전환 밸브(64)가 장착되어 있다. 또, 통부(66a)를 개재하여, 배기관(1) 내와 배기관(1)의 외주의 간극(58)이 연통되어 있다.
전환 밸브(64)는 요동 가능하게 지지된 밸브체(68)를 구비하고 있다. 전환 밸브(64)는, 밸브체(68)가 밸브 시트(70)에 착석한 밸브 폐쇄 시에는, 배기관(1)으로부터의 배기 A가 간극(58)으로 흐르고, 밸브체(68)가 밸브 시트(70)로부터 이격한 밸브 개방 시에는, 배기관(1)으로부터의 배기를, 전환 밸브(64)를 지나 하류측의 배기 유로로 유도하도록 구성되어 있다. 또한, 밸브체(68)의 요동은, 액츄에이터에 의해서 행하도록 할 수도 있고, 혹은, 밸브체(68)에 작용하는 배기 압력에 의해 밸브 개방하도록 구성할 수도 있다.
밸브체(68)는 하류측으로 돌출된 돔 형상으로 형성되어 있고, 밸브 폐쇄 시에, 배기관(1)으로부터 유출한 배기 A가 밸브체(68)에 닿으면, 밸브체(68)가 배기 A의 흐름 방향을 반전시켜 간극(58)(제1 간극)에 배기 A를 유도하도록 구성되어 있다. 간극(58)에 유입한 배기 A는 간극(37)(제2 간극)을 지나, 간극(60)(제3 간극)으로부터 전환 밸브(64)를 바이패스하여 하류측의 배기 유로로 유출되도록 구성되어 있다.
이어서, 본 실시 형태의 배기열 회수 장치의 작동에 대하여 설명한다.
내연 기관의 난기 시에, 밸브체(68)는 밸브 시트(70)에 착석되고, 전환 밸브(64)는 밸브 폐쇄된다. 또, 유입관(54)에 내연 기관의 냉각수 등의 열교환 매체 B가 공급되고, 열교환 매체 B는 한쪽 재킷 부품 조립체(36)의 열교환 매체 유로(20)에 유입된다. 열교환 매체 유로(20)는, 복수의 재킷 부품(6,8)의 각 열교환 매체 유로(20)가 직렬로 접속되어 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 열교환 매체 B는, 적층된 각 재킷 부품(6,8)의 열교환 매체 유로(20)를 차례로 흘러, 단부품(40)의 열교환 매체 유로(20)에 유입된다.
열교환 매체 B는, 단부품(40)의 열교환 매체 유로(20)로부터 다른쪽 재킷 부품 조립체(38)의 열교환 매체 유로(20)에 유입된다. 열교환 매체 유로(20)는, 복수의 재킷 부품(6,8)의 각 열교환 매체 유로(20)가 직렬로 접속되어 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 열교환 매체 B는, 적층된 각 재킷 부품(6,8)의 열교환 매체 유로(20)를 차례로 흘러, 유출관(56)으로부터 외부로 유출된다.
밸브 폐쇄된 상태에서, 배기관(1)에 내연 기관으로부터의 배기 A가 유입되면, 배기 A는 밸브체(68)에 닿아 반전하고, 배기관(1)의 외주와 적층체(10) 내주와의 사이의 간극(58)으로 유입된다. 배기 A는 간극(58)으로부터 각 재킷 부품(6,8) 사이의 간극(37)을 지나, 지름 방향 외측으로 흐르고, 적층체(10)의 외주와 통 형상 쉘(2)의 내주와의 사이의 간극(60)으로 유입된다. 또한, 간극(60)으로부터 통 형상 쉘(2)의 내주를 따라 하류측의 배기 유로로 유출된다.
배기 A가 각 재킷 부품(6,8) 사이의 간극(37)을 통과할 때에는, 각 재킷 부품(6,8) 내의 열교환 매체 유로(20)를 흐르는 열교환 매체 B와 배기 A와의 사이에서 열교환이 이루어진다. 이 열교환에 의해, 열교환 매체 B의 온도가 상승하고, 배기 A의 온도가 저하한다.
본 실시 형태의 배기열 회수 장치(100)에서는, 복수의 재킷 부품(6,8)의 열교환 매체 유로(20)가 직렬로 접속되어 있으므로, 열교환 매체 B는 1개의 열교환 매체 유로(20)의 긴 전체 유로를 흐른다. 따라서, 열교환 매체 B는 각 재킷 부품(6,8)의 열교환 매체 유로(20)를 통과할 때마다 배기 A와의 사이에서 열교환이 이루어진다. 따라서, 배기열 회수 장치(100)에서는, 충분한 배기열의 회수가 이루어져, 열교환 매체 B의 온도가 단시간에 상승한다. 따라서, 내연 기관의 난기가 보다 단시간에 종료된다.
또, 배기열 회수 장치(100)에서는, 복수의 재킷 부품(6,8)을 적층한 적층체(10)의 구조를 가지고 있으므로, 긴 열교환 매체 유로(20)를 형성하여도, 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 배기열 회수 장치(100)에서는, 배기관(1)으로부터의 고온의 배기 A는, 우선, 배기관(1)의 외주와 적층체(10)의 내주 사이의 간극(58)으로 유입한다. 그 때문에, 배기열이 대기 중에 방열되는 것을 억제할 수 있어 회수하는 배기열의 열량 회수 손실을 저감할 수 있다.
전환 밸브(64)의 밸브 개방 시에는, 배기 A는 배기관(1)으로부터 전환 밸브(64)를 지나 하류측의 배기 유로로 배출된다. 그 때, 배기관(1)의 외주와 적층체(10)의 내주와의 사이에 간극(58)이 형성되어 있으므로, 배기열이 열교환 매체 유로(20)의 열교환 매체 B에 전해지는 것을 억제할 수 있어 밸브 개방 시에 열교환 매체 B의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시의 형태의 일례에 대해 설명했지만, 본 발명은, 이와 같은 실시 형태에 하등 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시 할 수 있다.
1 : 배기관
2 : 통 형상 쉘
4 : 배기열 회수부
6, 8 : 재킷 부품
10 : 적층체
20 : 열교환 매체 유로
22, 32, 46 : 유입구
24, 34, 48 : 유출구
36, 38 : 재킷 부품 조립체
37 : 간극(제2 간극)
58 : 간극(제1 간극)
60 : 간극(제3 간극)
40 : 단부품
54 : 유입관
56 : 유출관
62 : 덮개 부재
64 : 전환 밸브
66 : 브래킷
68 : 밸브체
100 : 배기열 회수 장치

Claims (5)

  1. 내연 기관으로부터의 배기로부터 열을 회수하는 배기열 회수 장치에 있어서,
    상류측으로부터의 배기를 하류측으로 유도하는 배기관과,
    상기 배기관의 외측을 덮는 통 형상 쉘과,
    상기 배기관과 상기 통 형상 쉘 사이에 설치되어 상기 배기와 열교환 매체 사이에서 열교환을 행하는 배기열 회수부를 구비하고,
    상기 배기열 회수부 내에는, 열교환 매체 유로가 형성된 복수의 재킷 부품을 적층한 적층체가 설치되고, 상기 적층체에서는, 상기 복수의 재킷 부품의 각 열교환 매체 유로가 서로 직렬로 접속되어 있고,
    상기 배기관 외주와 상기 적층체와의 사이에는, 상기 배기관을 지난 상기 배기가 통과하는 제1 간극이 형성되고,
    상기 적층체를 구성하는 복수의 상기 재킷 부품끼리의 사이에는, 상기 제1 간극을 통과한 상기 배기가 통과하는 제2 간극이 형성되고,
    상기 통 형상 쉘 내주와 상기 적층체 사이에는, 상기 제2 간극을 통과한 상기 배기가 통과하는 제3 간극이 형성되고 있는 것을 특징으로 하는,
    배기열 회수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재킷 부품은 평평하고, 원호상의 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는,
    배기열 회수 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    링 형상의 열교환 매체 유로를 형성하는 단부품을 추가로 구비하고,
    상기 재킷 부품은, 대략 반원호상의 형상을 가지고 있음과 동시에, 복수의 상기 재킷 부품을 적층한 상기 적층체를, 재킷 부품 조립체로서 2개 구비하고,
    상기 단부품 상에, 2개의 상기 재킷 부품 조립체를 서로 대향하여 배치하고,
    2개의 상기 재킷 부품 조립체의 상기 열교환 매체 유로의 각각을, 상기 단부품의 상기 열교환 매체 유로를 개재하여 직렬로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는,
    배기열 회수 장치.
  4. 제1 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재킷 부품은, 2개의 반체를 가지며, 상기 2개의 반체를 서로 맞댐으로써 내부에 상기 열교환 매체 유로를 형성하고 있고,
    2개의 반체 중 한쪽 상기 반체의 단부측에 유입구를 형성함과 함께, 다른쪽 상기 반체에는, 상기 유입구가 설치되어 있는 상기 단부와는 반대의 단부측에 유출구를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    배기열 회수 장치.
  5. 제1 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관의 난기 시에, 상기 배기를 상기 배기열 회수부로 유도하는 전환 밸브를 추가로 구비하고,
    상기 전환 밸브는, 돔 형상의 밸브체를 가지며, 상기 배기관으로부터 유출되는 상기 배기를 상기 밸브체에 닿게 하여 상기 제1 간극으로 유도하는 것을 특징으로 하는,
    배기열 회수 장치.
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