特開 2019-203424 排熱回収装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-203424(P2019-203424A)

(43)【公開日】2019年11月28日

(54)【発明の名称】排熱回収装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 5/02 20060101AFI20191101BHJP

   F01N 13/08 20100101ALI20191101BHJP

【ＦＩ】

   F01N5/02 B

   F01N13/08 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-97979(P2018-97979)

(22)【出願日】2018年5月22日

(71)【出願人】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 史朗

(72)【発明者】

【氏名】林田 瑞樹

(72)【発明者】

【氏名】鱒渕 宏章

(72)【発明者】

【氏名】久永 徹

(72)【発明者】

【氏名】井上 勝文

【テーマコード（参考）】

3G004

【Ｆターム（参考）】

3G004DA24

3G004EA01

3G004EA04

3G004EA05

3G004GA06

(57)【要約】

【課題】沸騰対策を簡素な構造で行うことのできる排熱回収装置を提供する。
【解決手段】排熱回収装置１は、内燃機関から排ガスＧ１が導かれる主排気流路２０Ａを有したバイパス部２０と、バイパス部に隣接して配置され、排ガスが流通して複数にわたって積層配置されるガス通路部１００が設けられ、排ガスと複数のガス通路部の間に流通する熱媒体Ｗと熱交換する熱交換器１１１を有した熱交換部１０と、バイパス部から熱交換部に排ガスが流入する排ガスの上流側に配置されるガス流入口１１と、熱交換部からバイパス部に排ガスが流出するガス流入口より排ガスの下流側に配置されるガス流出口１２と、ガス流出口より排ガスの下流位置の主排気流路に配置され、該主排気流路を開閉する弁体を１３５有するバルブ３０とを備え、複数のガス通路部の少なくとも一部の壁部６０２には、排ガスの上流側に傾斜して、熱媒体を排ガスの上流側に導く整流ビード６０１が設けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関から排ガスが導かれる主排気流路を有したバイパス部と、
前記バイパス部に隣接して配置され、前記排ガスが流通して複数にわたって積層配置されるガス通路部が設けられ、前記排ガスと前記複数のガス通路部の間に流通する熱媒体と熱交換する熱交換器を有した熱交換部と、
前記バイパス部から前記熱交換部に前記排ガスが流入する前記排ガスの上流側に配置されるガス流入口と、
前記熱交換部から前記バイパス部に前記排ガスが流出する前記ガス流入口より前記排ガスの下流側に配置されるガス流出口と、
前記ガス流出口より前記排ガスの下流位置の前記主排気流路に配置され、該主排気流路を開閉する弁体を有するバルブと
を備え、
前記複数のガス通路部の少なくとも一部の壁部には、前記排ガスの上流側に傾斜して、前記熱媒体を前記排ガスの上流側に導く整流ビードが設けられていることを特徴とする排熱回収装置。

【請求項2】

前記熱媒体を注入する注入部は、前記熱交換器の前記排ガスの上流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の排熱回収装置。

【請求項3】

前記整流ビードは、前記注入部の下方に位置することを特徴とする請求項２に記載の排熱回収装置。

【請求項4】

前記熱交換器は、前記各ガス通路部の一部を構成するビード形成部を有し、
前記ビード形成部の端部同士は固定され、
固定された前記ビード形成部の排ガス上流側の端部から下流側に所定幅のプリ冷却部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の排熱回収装置。

【請求項5】

前記熱交換器は、前記熱媒体を外部から導入する導入管を備え、
該導入管の前記熱交換器内の端部は、排ガス上流側に斜めに開口されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の排熱回収装置。

【請求項6】

前記熱交換器は、熱媒体入口および熱媒体出口を有し、
前記熱媒体入口は、前記熱媒体出口に対して排ガスの流れ方向と交差する方向に偏位して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の排熱回収装置。

【請求項7】

前記熱交換器が備える筐体の底部には、内側に隆起する絞り部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の排熱回収装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排熱回収装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の排熱回収装置に関する技術は種々提案されている（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１に開示されたものは、内燃機関の排ガスを導入する主排気流路と、主排気流路から分岐し当該主排気流路に合流する迂回流路と、迂回流路に介装され、当該迂回流路内の排ガスを導入し内燃機関の冷却媒体（熱媒体）と熱交換を行う熱交換器と、熱交換器の下流側で主排気流路及び迂回流路を開閉する弁装置（バルブ）を備え、弁装置と熱交換器との間の迂回流路を、再循環流路を介して排ガス再循環装置に連通接続するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−４４６６６公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、従来の排熱交換装置では、熱交換器において高温排ガスに晒されるヒートスポットが密集し、熱交換器内の冷却水等の熱媒体が沸騰してしまうボイリングポイントが形成される場合があった。

【0006】

このようなボイリングポイントで熱媒体が沸騰すると、気泡だまりによる断熱部が形成されることで熱交換性能が低下したり、ポンプにキャビテーションを生じるなどの問題が発生する。

【0007】

また、従来の排熱交換装置において熱媒体の沸騰対策を行う場合には、部品点数の増加により構造が複雑になるなどの難点があった。

【0008】

そこで、本発明は、上述の課題を解決すべくなされたものであり、熱媒体の沸騰対策を簡素な構造で行うことのできる排熱回収装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る排熱回収装置は、内燃機関から排ガスが導かれる主排気流路を有したバイパス部と、前記バイパス部に隣接して配置され、前記排ガスが流通して複数にわたって積層配置されるガス通路部が設けられ、前記排ガスと前記複数のガス通路部の間に流通する熱媒体と熱交換する熱交換器を有した熱交換部と、前記バイパス部から前記熱交換部に前記排ガスが流入する前記排ガスの上流側に配置されるガス流入口と、前記熱交換部から前記バイパス部に前記排ガスが流出する前記ガス流入口より前記排ガスの下流側に配置されるガス流出口と、前記ガス流出口より前記排ガスの下流位置の前記主排気流路に配置され、該主排気流路を開閉する弁体を有するバルブとを備え、前記複数のガス通路部の少なくとも一部の壁部には、前記排ガスの上流側に傾斜して、前記熱媒体を前記排ガスの上流側に導く整流ビードが設けられていることを要旨とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、沸騰対策を簡素な構造で行うことのできる排熱回収装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る排熱回収装置の構成を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る排熱回収装置の外観を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る排熱回収装置が備えるガス通路部の構成例を示す正面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る排熱回収装置が備えるガス通路部の構成例を示す平面図である。

【図5】比較例に係る熱交換部の構成を示す断面図である。

【図6】第１の変形例に係る熱交換部の構成を示す断面図である。

【図7】第２の変形例に係る熱交換部の構成を示す断面図である。

【図8】第３の変形例に係る熱交換部の構成を示す平面図である。

【図9】第４の変形例に係る熱交換部の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

図１は、本発明の実施形態に係る排熱回収装置１を示す断面図、図２は、排熱回収装置１の外観を示す斜視図、図３は、排熱回収装置１が備えるガス通路部１００の構成例を示す正面図である。

【0014】

なお、説明の便宜上、図１上において、排熱回収装置１の上側を上部、下側を下部と定義する。

【0015】

本発明の実施形態に係る排熱回収装置１は、内燃機関の排気管の途中に配設されて、内燃機関から排出される排ガスの熱を回収するための装置であり、排ガスの熱回収を行う熱回収モードと、熱回収を行わない熱非回収モードとを有する。

【0016】

図１に示すように、実施形態に係る排熱回収装置１は、図示しない内燃機関から排ガスＧ１が導かれるバイパス部２０（なお、排ガスＧ１が熱交換器１１１をバイパス（迂回）するという意味で「バイパス部」と称する）から成る主排気流路２０Ａと、排ガスＧ１が主排気流路２０Ａからガス流入口１１を通って分岐され、排ガスＧ１がガス流出口１２を通過して主排気流路２０Ａに戻る熱交換部１０で構成される熱交換流路１０Ａと、熱交換流路１０Ａ内に配置され、排ガスＧ１と熱媒体Ｗとの間で熱交換を行うガス通路部１００が設けられる熱交換器１１１と、ガス流入口１１より下流位置の主排気流路２０Ａに配置され、この主排気流路２０Ａを開閉する弁体１３５を有するバルブ３０（所謂フラップ型のバルブ）とから構成されている。

【0017】

そして、図３に示すように、ガス通路部１００の壁部６０２には、上流側に傾斜して、熱媒体Ｗを排ガスＧ１の上流側（図上、左側）に導く整流ビード６０１が設けられている。

【0018】

これにより、図２に示すような導入管（注入部）２２０から熱交換部１０内に注入された熱媒体（冷却水等）Ｗの一部は、整流ビード６０１の傾斜に沿って排ガス上流側（図上、左側）の下方に熱媒体Ｗ１として導かれる。したがって、高温排ガスＧ１ｂが流入する排ガス上流側を熱媒体Ｗ１の導入により積極的に冷却することができ、簡素な構成で、熱交換器１０内で熱媒体Ｗが沸騰するボイリングポイントの形成を抑制することができる。

【0019】

また、ガス流出口１２から主排気流路２０Ａに戻る排ガスＧ１ｅは、閉位置Ｐ１の弁体１３５に閉塞されない補助流路１５５を通ってバルブ３０の上流側からバルブ３０の周囲を抜けて主排気流路２０Ａに戻るように構成されている。

【0020】

このような構成により、バルブ３０の弁体１３５が閉じられた熱回収モードでは、内燃機関から排出された排ガスＧ１ａ、Ｇ１ｂが熱交換流路１０Ａを通り、熱交換器１１１で熱媒体Ｗとの熱交換が行われて排熱を回収することができる。

【0021】

また、バルブ３０の弁体１３５が開かれた熱非回収モードでは、内燃機関から排出された排ガスＧ１ｆは、熱交換器１１１に対するバイパス路となる主排気流路２０Ａを通って排ガスＧ１ｇ、Ｇ２として排出される。この際に、主排気流路２０Ａは、バルブ３０の上流側が高圧に、下流側が低圧となり、上流側に配置された補助流路１５５も高圧となる。

【0022】

これにより、排ガスＧ１ａ、Ｇ１ｂが熱交換流路１０Ａを流れることを効果的に抑制することができる。したがって、熱非回収モードでは、熱交換器１１１による熱回収を確実に抑制することができる。

【0023】

なお、バルブ３０の弁体１３５が、後述するようなサーモアクチュエータ２００等で開閉される場合には、アクチュエータの経年劣化等によってバルブ開度にバラツキを生じる場合があるが、本実施形態に係る排熱回収装置１によれば、バルブ開度にバラツキが発生した場合であってもバルブ開度差により熱交換器流路の差圧が変動しないため熱非回収モードにおける熱交換器１１１による熱回収を確実に防止することができる。

【0024】

また、バルブ３０の弁体１３５が開かれた熱非回収モードでは、補助流路１５５への排ガスＧ１ｄの流入も止まり、補助流路１５５が断熱空気層として機能するので、バイパス部２０側への熱の伝達を抑制することができる。これにより、熱非回収モードにおける熱交換器１１１による熱回収をより確実に抑制することができる。

【0025】

また、熱交換流路１０Ａには、熱交換器１１１の側面（図１上は上面）の主排気流路２０Ａ側に、熱交換器１１１を通過した排ガスＧ１ｄがガス流出口１２に向かってＵターンして流れるリターン流路１７が設けられている。

【0026】

このような構成により、バルブ３０の弁体１３５が開かれた熱非回収モードでは、リターン流路１７に排ガスＧ１ｄが流れないため、リターン流路１７が熱交換器１１１と主排気流路２０Ａとの間に介在される断熱空気層として機能する。これにより、主排気流路２０Ａを流れる高温排ガスＧ１ｆ、Ｇ１ｇの熱が熱交換器１１１に伝達されるのを極力避けることができ、熱非回収モードにおける熱交換器１１１による熱回収をより確実に抑制することができる。

【0027】

また、バルブ３０の弁体１３５が閉じられた熱回収モードでは、リターン流路１７を流れる排ガスＧ１ｅが熱交換器１１１との間で再度熱交換を行い、残熱回収できるので、熱交換効率を向上することができる。

【0028】

さらに、ガス流入口１１より下流側には、主排気流路２０Ａと熱交換流路１０Ａとの間に断熱空気層１２５が形成されている。

【0029】

これにより、バルブ３０の弁体１３５が開かれた熱非回収モードでは、主排気流路２０Ａを流れる高熱が熱交換流路１０Ａに伝達されるのを極力避けることができ、熱非回収モードにおける熱交換器１１１による熱回収をより確実に抑制することができる。

【0030】

（バイパス部の構成）
図１および図２に示すように、主排気流路２０Ａを構成するバイパス部２０は、例えば金属材により中空の筒状（例えば、角筒状や円筒状など）に成形され、車両の前後方向に延設されるバイパス部本体１２０を備える。

【0031】

このバイパス部本体１２０は、排ガスＧ１の取り入れ側に設けられる筒状のガス導入口１２１と、排ガスＧ２の排出側に設けられる筒状のガス排出口１２２とを備える。

【0032】

バイパス部本体１２０の略中央には、バルブ３０の一部を構成する弁用筒部３５が配置されている。

【0033】

弁用筒部３５の排ガスＧ１の下流側の端部には、下方側に行くに従って排ガス下流側に突出する傾斜部が形成されている。この傾斜部が、バルブ３０の弁体１３５が当接する着座部３１を構成している。

【0034】

なお、着座部３１を構成する傾斜部の傾きは、特には限定されないが、例えば１０〜６０度程度とすることができる。

【0035】

（バルブの構成）
バルブ３０は、回動自在な回動軸１４０と、この回動軸１４０に一端部が固定された弁体１３５と、回動軸１４０を回動するアクチュエータ２００（図２参照）とを備える。

【0036】

弁体１３５の先端部１３５ａは、熱交換部１０の排ガスＧ１（Ｇ１ｃ）の出口１２より下流側に形成されている。

【0037】

また、弁体１３５の他端部１３５ｂは、回動軸１４０よりも排ガスＧ１の上流側に位置するようにできる。

【0038】

弁体１３５は、アクチュエータ２００の駆動による回動軸１４０の回動に伴って、着座部３１に当接した閉位置Ｐ１と、着座部３１から離間した開位置Ｐ２との間をＤ１０方向に揺動するように構成されている。

【0039】

ここで、上述のように、弁体１３５が当接する着座部３１は傾斜部を有している。そのため、着座部が排ガスＧ１の直進成分Ｇ１ｅに対して垂直な端面で構成される場合に比して、排ガスの直進成分Ｇ１ｆの弁体１３５に対する受圧面積を広くすることができる。

【0040】

これにより、弁体１３５を閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２へ回動させる際のアクチュエータ２００の負荷を小さくすることができ、バルブ３０の開弁性能を向上させることができる。

【0041】

したがって、熱回収モードから熱非回収モードへの切り換えを迅速に行うことが可能となる。

【0042】

なお、弁体１３５は、バネ等の弾性体により着座部３１側に付勢されている。これにより、熱回収モード時に、弁体１３５をより確実に閉位置Ｐ１に保持することができる。

【0043】

また、弁体１３５の排ガス下流側の表面には、ウェイト１３６が設けられているので、ウェイト１３６の質量により排気脈動に起因する共振を抑えることができる。

【0044】

（熱交換部の構成）
図１に例示するように、熱交換器１１１を備える熱交換流路１０Ａを構成する熱交換部１０は、バイパス部本体１２０の下部に一体的に取り付けられる金属製の筐体１０ａを備える。

【0045】

筐体１０ａ内には、複数層に亘って配置されて排ガスＧ１ｃが流通するガス通路部から成る排気通路１００と、熱媒体（例えば、冷却水）Ｗが循環する複数の熱媒体流路１０１から成る熱媒体流路部１１０とから構成される熱交換器１１１が設けられている。

【0046】

図１上、筐体１０ａの排ガス上流側の上部には、バイパス部本体１２０と連通して排ガスＧ１（Ｇ１ａ）を筐体１０ａ内に導入するガス流入口１１が形成されている。

【0047】

また、筐体１０ａの略中央の上部には、筐体１０ａ内に導入されてガス通路部１００を通り抜けた排ガスＧ１ｄを再びバイパス部本体１２０内に戻すガス流出口１２が形成されている。

【0048】

熱交換部１０の排ガスＧ１ａのガス流入口１１および排ガスＧ１ｅのガス流出口１２は、バルブ３０の上流側に配置されている。

【0049】

ガス流入口１１の近傍には、熱交換部１０に流入した排ガスＧ１ａを各ガス通路部１００に排ガスＧ１ｃとして分岐させるガス分岐部１５としての空間が形成されている。

【0050】

また、ガス通路部１００の下流側の端部付近には、各ガス通路部１００を流通した排ガスＧ１ｃを排ガスＧ１ｄとして合流させるガス合流部１６としての空間が形成されている。

【0051】

さらに、図上、最上部のガス通路部１００と、バイパス部本体１２０の底面との間には、ガス流出口１２とガス合流部１６とに連通するリターン流路１７が形成されている。

【0052】

バルブ３０の弁体１３５が開かれた熱非回収モードでは、リターン流路１７に排ガスＧ１ｄが流れないため、リターン流路１７が熱交換器１１１と主排気流路２０Ａとの間に介在する断熱空気層として機能し、バイパス部２０と熱交換部１０との間の断熱効果を向上させることができ、熱交換性能を高めることができる。

【0053】

また、ガス合流部１６で合流された排ガスＧ１ｄは、リターン流路１７により各ガス通路部１００を流通する排ガスＧ１ｃとは逆方向のＢ１方向に導かれ、ガス流出口１２からバイパス部本体１２０内のＢ２方向に補助流路１５５を介して排ガスＧ１ｅとして排出される。

【0054】

排ガスＧ１ｃは、リターン流路１７を介して、Ｂ１方向（図１上、右側から左方向）へと、Ｕターンするように導かれる。
このように、排ガスＧ１ｃをＢ１方向にＵターンさせることにより、排気通路１７を流れる排ガスＧ１ｄの残熱を排気通路１００の端面１００Ａを介して回収することができ、熱回収効率を向上させることができる。

【0055】

また、排ガスＧ１ｃをリターン流路１７を介してＵターンさせる構成により、排熱回収装置１の長手方向（排ガスの流路方向）の寸法を小さくすることができ、排熱回収装置１全体の小型化を図ることができる。

【0056】

また、図２に示すように、熱交換部１０の筐体１０ａの外側には、熱媒体流路１０１に熱媒体（例えば、冷却水）Ｗを導入する導入管２２０が設けられている。

【0057】

この導入管２２０は、筐体１０ａに開口された熱媒体入口２２１に溶接等により固定されている。

【0058】

さらに、熱交換部１０の筐体１０ａの外壁側には、アクチュエータ（例えば、サーモアクチュエータ等のセルフ開閉式のアクチュエータ）２００が設けられている。

【0059】

（ガス通路部の構成例）
図３および図４を参照して、熱交換部１０における排気通路として複数に亘って積層配置されるガス通路部１００の構成例について説明する。

【0060】

各ガス通路部１００は、例えばアルミ材等の金属板で構成され、排ガスＧ１ｂ〜Ｇ１ｃを流通させる中空部（図示せず）を備えている。なお、中空部には、排ガスを均等に流通させる流通調整部材を配置することができる。

【0061】

各ガス通路部１００の壁部６０２には、対向する他のガス通路部１００との間に幅Ｈ２の熱媒体流路１０１を形成するスペーサ部６０３が、例えば押出成形により設けられている。

【0062】

また、各ガス通路部１００の壁部６０２には、排ガス上流側（図上、左側）に傾斜して、熱媒体Ｗを排ガスの上流側の下方に導く整流ビード６０１が、例えば押出成形により形成されている。

【0063】

整流ビード６０１の幅（高さ）Ｈ１は、スペーサ部６０３の幅（高さ）である（Ｈ２／２）より小さく選定されている。

【0064】

より具体的には、整流ビード６０１の幅（高さ）Ｈ１は、スペーサ部６０３の幅（高さ）Ｈ２／２の３７．５％以上とすることが望ましい。

【0065】

即ち、熱媒体流路１０１の流路幅Ｈ２との関係では、対向する２つの整流ビード６０１の幅（Ｈ１×２）は、Ｈ２の７５％以上とすることが望ましい。

【0066】

このような構成の整流ビード６０１を備えたガス通路部１００によれば、図２に示すような導入管（注入部）２２０から熱交換部１０内に注入された熱媒体（冷却水等）Ｗの一部は、整流ビード６０１の傾斜に沿って排ガス上流側（図上、左側）の下方に熱媒体Ｗ１として導かれる。

【0067】

これにより、比較的高温排ガスＧ１ｂが流入する排ガス上流側を熱媒体Ｗ１の導入により積極的に冷却することができ、簡素な構成で、熱交換器１０内で熱媒体Ｗが沸騰するボイリングポイントの形成を抑制することができる。

【0068】

なお、熱媒体Ｗを注入する注入部を構成する導入管２２０は、熱交換部１０の排ガスＧ１の上流側に設けるとより効果的である。

【0069】

また、より効果的に熱媒体Ｗ１を排ガス上流側に導くために、整流ビード６０１は、熱媒体Ｗを注入する注入部２２０の下方に位置するように構成するとよい。

【0070】

（アクチュエータについて）
アクチュエータの一種としてのサーモアクチュエータ２００は、ロッド収容部２０３に収容される熱膨張体としてのワックス（図示せず）と、そのワックスの膨張、収縮に応じて前進、後退するピストン状のロッド（図示せず）等を収容するロッド収容部２０３と、ロッドの先端に有って、回動軸１４０側の突起状の作動子１４５と係合して回動軸１４０を回動させる係合部２０４とを備える。

【0071】

シリンダ部２００ａの下端部は、熱交換部１０の筐体１０ａに開口された熱媒体出口２２２に溶接等により固定されている。また、シリンダ部２００ａの中間位置には、熱媒体出口２２２から供給されてシリンダ部２００ａ内を流通した熱媒体Ｗを排出する排出管２０２が一体的に設けられている。

【0072】

また、サーモアクチュエータ２００のシリンダ部２００ａは、金属製のブラケット部材２０１により熱交換部１０の筐体１０ａに保持、固定されている。

【0073】

サーモアクチュエータ２００のシリンダ部２００ａとロッド収容部２０３とは、フランジ部２０５ａ、２０５ｂをボルト２０６とナット２０７で螺合して接合されている。

【0074】

（排熱回収装置の動作）
以上のような構成を備える排熱回収装置１は、弁体１３５が付勢力により着座部３１に当接した閉位置Ｐ１に保持された熱回収モードでは、排ガスＧ１（Ｇ１ｅ）は、バイパス部本体１２０（主排気流路２０Ａ）内への流通が弁体１３５によって阻止される。そして、排ガスＧ１（Ｇ１ａ）は、熱交換部１０のガス流入口１１から熱交換部１０内に流入して、排気通路１００を排ガスＧ１ｃとして流通する。

【0075】

これによって、熱媒体流路１０１を流通する熱媒体Ｗと、排気通路１００を流通する排ガスＧ１ｃとの間で熱交換が行われ、排ガスＧ１の熱が回収される。

【0076】

一方、アクチュエータ２００の作動により、弁体１３５が回動されて着座部３１から離間した開位置Ｐ２（なお、閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２までの中間位置も含む）に変位された熱非回収モードでは、排ガスＧ１（Ｇ１ｆ、Ｇ１ｇ）は、バイパス部本体１２０（主排気流路２０Ａ）内を流通して、ガス排出口１２２から排ガスＧ２として排出される。

【0077】

ここで、ガス流入口１１とガス流出口１２とは共にバルブ３０の上流側にあるため、バルブ３０の開度がばらついてもガス流入口１１とガス流出口１２間は同じ差圧になる。このように、バルブ開度差により熱交換器流路１０Ａの差圧が変動しないため熱非回収モードにおける熱交換器１１１による熱回収を確実に防止することができる。

【0078】

また、着座部３１は、下方側に行く程、排ガス下流側に突出する傾斜部で構成されているので、弁体１３５を閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２に回動する際の変位角度（回動する角度）を比較的小さくすることができ、バルブ３０の開弁性能を向上させて、熱非回収モード時における熱交換器による熱回収を抑制させることができる。

【0079】

また、排ガスＧ１の直進成分Ｇ１ｅの弁体１３５に対する受圧面積を広くすることができるので、弁体１３５を閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２へ回動させる際のアクチュエータ２００の負荷を小さくすることができ、アクチュエータ２００を小型化できると共に、バルブ３０の開弁性能を向上させることができる。

【0080】

さらに、傾斜部を設けることによりバルブ３０が開いた際の開口面積を広くとることができ、ガス抵抗を下げることができる。

【0081】

（第１の変形例）
図５および図６を参照して第１の変形例に係る熱交換部７１０について説明する。

【0082】

ここで、図５は、比較例に係る熱交換部７００の構成を示す断面図、図６は、第１の変形例に係る熱交換部７１０の構成を示す断面図である。

【0083】

第１の変形例に係る熱交換部７１０について説明するに先立って、比較例に係る熱交換部７００の構成について述べる。

【0084】

図５に示すように、比較例に係る熱交換部７００では、複数に亘って積層されたガス通路部７０１の排ガス上流側の端部７０１側に、固定具とスペーサを兼ねるエンドプレート７０２が設けられている。

【0085】

このエンドプレート７０２およびガス通路部７０１の内壁は、比較的高温排ガスＧ１に晒されて、温度が高いヒートスポットｈ１１、ｈ１２が密集した状態となる。

【0086】

そのため、ヒートスポットｈ１１、ｈ１２の密集位置に、熱媒体（冷却水等）Ｗが沸騰するボイリングポイントＢが形成されてしまう。

【0087】

このようなボイリングポイントＢにおいて、熱媒体（冷却水等）Ｗが沸騰してしまうと、熱媒体Ｗの流路抵抗が高くなり、熱交換性能が低下するなどの問題を生じる。

【0088】

これに対して、第１の変形例に係る熱交換部７１０では、エンドプレートを用いることなく、ガス通路部１００の一部を構成するビード形成部１７０の端部１６０同士をロウ付け等で固定している。

【0089】

また、排ガス上流側の端部から下流側に幅Ｌ１のプリ冷却部１５０を設けている。

【0090】

そして、ガス通路部７０１の端部１６０および内壁の一部は、比較的高温排ガスＧ１に晒されて、温度が高いヒートスポットｈ１、ｈ２ができるが、プリ冷却部１５０の存在により、ヒートスポットｈ１とｈ２は距離Ｌ１だけ離間した状態となる。

【0091】

これにより、ヒートスポットが密集することがなく、熱媒体（冷却水等）Ｗが沸騰するボイリングポイントが形成される事態を回避することができる。したがって、熱交換性能を向上することができる。
また、エンドプレートタイプのヒートスポットｈ１２に比べて、ビード形成部１７０の先端部ｈ２は受熱面積が比較的小さいのでヒートスポットになり難いという利点がある。

【0092】

なお、第１の変形例に係る熱交換部７１０の構成を本実施の形態に係る排熱回収装置１に適用して、熱交換性能を一層向上するようにできる。

【0093】

（第２の変形例）
図７を参照して、第２の変形例に係る熱交換部７２０について説明する。

【0094】

図７は、第２の変形例に係る熱交換部７２０の構成を示す断面図である。

【0095】

第２の変形例に係る熱交換部７２０では、熱交換部１０に熱媒体（例えば、冷却水）Ｗを導入する導入管（注入部）３２０の端部３２０ａが、排ガスＧ１の上流側に斜めに開口されている。

【0096】

即ち、導入管３２０の端部３２０ａは、仮想線で示す先端部３２１がカットされた形状とされている。

【0097】

このような構成により、導入管３２０から熱交換部１０に注入される熱媒体Ｗの一部は、導入管３２０の端部３２０ａの内壁３２０ｂに当たるなどして、排ガスＧ１の上流側の下方に熱媒体Ｗ１ａとして放出される。

【0098】

これにより、比較的高温排ガスＧ１が流入する排ガス上流側に有るガス通路部１００を熱媒体Ｗ１ａの導入により積極的に冷却することができ、熱交換器１０内で熱媒体Ｗが沸騰するボイリングポイントの形成を抑制することができる。

【0099】

また、導入管３２０から熱交換部１０に注入される熱媒体Ｗは、熱交換部１０内で拡散されて熱媒体Ｗ１ｃ等となって流通して、ガス通路部１００全体と熱交換を行う。

【0100】

なお、第２の変形例に係る熱交換部７２０の構成を本実施の形態に係る排熱回収装置１に適用して、熱交換性能を一層向上するようにできる。

【0101】

（第３の変形例）
図８を参照して、第３の変形例に係る熱交換部７３０について説明する。

【0102】

図８は、第３の変形例に係る熱交換部７３０の構成を示す平面図である。

【0103】

第３の変形例に係る熱交換部７３０では、熱交換部１０に形成される熱媒体入口２２１に代えて、図上、上方に所定距離ずらして熱媒体入口２２１ａを設けている。
即ち、熱媒体入口２２１ａは、熱媒体出口２２２に対して排ガスＧ１、Ｇ２の流れ方向と交差する方向に偏位して設けられている。

【0104】

これにより、例えば、排ガスＧ１が図上、下方側に偏位して流れる傾向がある場合には、図上、下方側のガス通路部１００の上方に熱媒体入口２２１を開口したものを採用し、また、排ガスＧ１が図上、中央寄りに偏位して流れる傾向がある場合には、中央付近のガス通路部１００の上方に熱媒体入口２２１ａを開口したものを採用することができる。

【0105】

これにより、比較的高温排ガスＧ１が流通する付近のガス通路部１００に直接的に熱媒体Ｗを注入することができ、熱交換器１０内で熱媒体Ｗが沸騰するボイリングポイントの形成を抑制することができる。

【0106】

なお、第３の変形例に係る熱交換部７３０の構成を本実施の形態に係る排熱回収装置１に適用して、熱交換性能を一層向上するようにできる。

【0107】

（第４の変形例）
図９を参照して、第４の変形例に係る熱交換部７４０について説明する。

【0108】

図９は、第４の変形例に係る熱交換部７４０の構成を示す断面図である。

【0109】

第４の変形例に係る熱交換部７４０では、筐体１０ａの底部２７０に、内側に隆起した絞り部２７１が形成されている。

【0110】

これにより、導入管（注入部）２２０から注入された熱媒体（冷却水等）Ｗの一部は、底面２７０に達した際に、内側に隆起した絞り部２７１によって排ガスＧ１の上流側に流れが変えられた水流Ｗ１０を生成する。

【0111】

これにより、ガス通路部１００の排ガスＧ１の上流側をより積極的に冷却することができ、熱交換器１０内で熱媒体Ｗが沸騰するボイリングポイントの形成を抑制することができる。

【0112】

また、導入管２２０から熱交換部１０に注入される熱媒体Ｗは、熱交換部７４０内で拡散されて熱媒体Ｗ１１、Ｗ１２等となって流通して、ガス通路部１００全体と熱交換を行う。

【0113】

なお、第４の変形例に係る熱交換部７４０の構成を本実施の形態に係る排熱回収装置１に適用して、熱交換性能を一層向上するようにできる。

【0114】

また、上述のように説明の便宜上、図１上において、排熱回収装置１の上側を上部、下側を下部と定義したが、排熱回収装置１を車両等に取り付ける際などには、上下の方向等は代わり得るので、この方向の定義には拘束されない。

【0115】

また、熱交換器１１１とバイパス部２０等の位置関係も上下方向に限定されない。

【0116】

以上述べたように、本実施の形態に係る排熱回収装置１によれば、沸騰対策を簡素な構造で行うことのできる排熱回収装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0117】

１…排熱回収装置
１０…熱交換部
１０Ａ…熱交換流路
１１…ガス流入口
１２…ガス流出口
１７…排ガス流路
２０…バイパス部
２０Ａ…主排気流路
３０…バルブ
３１…着座部
３５…弁用筒部
１２１…排ガス取入部
１２２…排ガス排出部
１００…排気通路（ガス通路部）
１０１…熱媒体流路
１１０…熱媒体流路部
１１１…熱交換器
１３５…弁体
１５５…補助流路
１７０…ビード形成部
１２５…断熱空気層
２５０…ロッド
６０１…整流ビード
６０２…壁部
６０３…スペーサ部
Ｇ１（Ｇ１ａ〜Ｇ１ｇ）、Ｇ２…排ガス
Ｗ、Ｗ１、Ｗ１０〜Ｗ１２…熱媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】