特開 2023-86516 熱回収器

(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】P2023086516

(43)【公開日】2023-06-22

(54)【発明の名称】熱回収器

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/28 20060101AFI20230615BHJP

   F01N 3/02 20060101ALI20230615BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20230615BHJP

   F01N 5/02 20060101ALI20230615BHJP

   F01N 13/08 20100101ALI20230615BHJP

【ＦＩ】

F01N3/28 301U

F01N3/02 101E

F01N3/02 101J

F01N3/24 L

F01N3/24 Q

F01N5/02 C

F01N5/02 K

F01N5/02 H

F01N13/08 B

F01N5/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021201081

(22)【出願日】2021-12-10

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】林 克樹

【テーマコード（参考）】

3G004

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G004DA01

3G004DA14

3G004EA06

3G091AA17

3G091AA18

3G091AA19

3G091AA21

3G091AB01

3G091BA36

3G091CA08

(57)【要約】

【課題】管状部材内に収容された触媒の当該管状部材の中心軸方向へのズレを抑制する。
【解決手段】熱回収器は、主配管と、触媒と、熱交換部と、を備える。主配管は、ガスが通過する。触媒は、主配管の内部空間に収容される。熱交換部は、触媒通過後のガスが流入し、ガスと冷媒との間で熱交換を行う。主配管は、主配管の側壁の一部が内部空間内に向かって突き出るように形成される突起部を有する。触媒は、突起部によって主配管の中心軸方向への移動が制限される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱回収器であって、
ガスが通過する主配管と、
前記主配管の内部空間に収容される触媒と、
前記触媒通過後のガスが流入し、ガスと冷媒との間で熱交換を行う熱交換部と、
を備え、
前記主配管は、前記主配管の側壁の一部が前記内部空間内に向かって突き出るように形成される突起部を有し、
前記触媒は、前記突起部によって前記主配管の中心軸方向への移動が制限される、熱回収器。

【請求項2】

請求項１に記載の熱回収器であって、
前記突起部は、前記主配管の前記側壁の一部が切り起こされて形成される、前記主配管の前記内部空間に延び出す舌片状の部分であり、
前記側壁の一部が切り起こされることで形成された開口部から前記熱交換部へガスが流入する、熱回収器。

【請求項3】

請求項２に記載の熱回収器であって、
前記熱交換部は、前記開口部から流入したガスを当該熱交換部の外に流出させる流出口と、前記開口部と前記流出口とを繋ぐ複数の流路と、を有し、
前記複数の流路は、前記開口部から前記流出口までの流路長が略同一の長さとなるように形成されている、熱回収器。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の熱回収器であって、
前記突起部は、ガスの流れ方向において前記触媒よりも下流側に位置する、熱回収器。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の熱回収器であって、
前記触媒と前記主配管との間に配置される保持部材を更に備え、
前記触媒は、前記保持部材が当該保持部材の前記中心軸方向の端部において前記突起部と当接することによって、前記中心軸方向への移動が制限される、熱回収器。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の熱回収器であって、
前記熱交換部は、前記主配管の少なくとも一部を径方向外側から囲むように配置される、熱回収器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱回収器に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用の内燃機関における排気ガスの熱を冷却水によって回収する排気熱回収器が知られている。排気熱回収器は、排気ガスの排出流路に設けられる。排気熱回収器内で冷却水によって回収された排気熱は、車内の暖房、内燃機関の暖機等に供される。

【0003】

特許文献１には、内部を冷却水が流通可能な第１、第２、第３の円筒壁部を備え、第１、第２、第３の円筒壁部のうち一番内側に配置される第１の円筒壁部の内部空間に触媒が収容される排気熱回収器が開示されている。この排気熱回収器では、触媒通過後の排気ガスが、第１の円筒壁部の下流側に設けられた多数の排気導入孔から第１、第２、第３の円筒壁部により形成される排気流通路内に流入することで、排気ガスと冷却水との間で熱交換が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１７０５３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した排気熱回収器では、第１の円筒壁部内に収容された触媒が振動や排気ガスの圧力によって当該第１の円筒壁部の中心軸方向にズレる可能性があるという問題があった。

【0006】

本開示の一局面は、管状部材内に収容された触媒の当該管状部材の中心軸方向へのズレを抑制することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様は、熱回収器であって、主配管と、触媒と、熱交換部と、を備える。主配管は、ガスが通過する。触媒は、主配管の内部空間に収容される。熱交換部は、触媒通過後のガスが流入し、ガスと冷媒との間で熱交換を行う。主配管は、主配管の側壁の一部が内部空間内に向かって突き出るように形成される突起部を有する。触媒は、突起部によって主配管の中心軸方向への移動が制限される。

【0008】

このような構成では、主配管の内部空間内に向かって突き出る突起部を主配管が有するため、主配管内に収容される触媒の当該主配管の中心軸方向への移動は、突起部によって妨げられやすい。したがって、主配管の内部空間に収容された触媒の当該主配管の中心軸方向へのズレを抑制することができる。

【0009】

本開示の一態様では、突起部は、主配管の側壁の一部が切り起こされて形成される、主配管の内部空間に延び出す舌片状の部分であってもよい。側壁の一部が切り起こされることで形成された開口部から熱交換部へガスが流入してもよい。このような構成によれば、突起部が主配管の側壁の一部を切り起こすことで形成されるため、新たな部材を追加することで突起部が形成される構成と比較して、簡易な構成で触媒の位置ズレを抑制することができる。また、突起部を形成するために側壁が切り起こされた結果、突起部の形成と共にガスの熱交換部への流入口である開口部が形成されるため、新たにガスの熱交換部への流入口が形成される構成と比較して、簡易に開口部を形成することができる。

【0010】

本開示の一態様では、熱交換部は、流出口と、複数の流路と、を有してもよい。流出口は、開口部から流入したガスを当該熱交換部の外に流出させる。流路は、開口部と流出口とを繋ぐ。複数の流路は、開口部から流出口までの流路長が略同一の長さとなるように形成されていてもよい。このような構成では、複数の流路の流路長が略同一であるため、流路長の差に起因する各流路の圧力損失の差が生じにくいことから、ガスが各流路内にムラなく流れやすい。その結果、各流路におけるガスと冷媒との間の熱交換が一様に行われやすいため、熱交換部の性能を高めやすい。

【0011】

本開示の一態様では、突起部は、ガスの流れ方向において触媒よりも下流側に位置してもよい。このような構成によれば、突起部が触媒よりも下流側に位置するため、触媒の下流側へのズレを抑制することができる。

【0012】

本開示の一態様は、触媒と主配管との間に配置される保持部材を更に備えてもよい。触媒は、保持部材が当該保持部材の中心軸方向の端部において突起部と当接することによって、中心軸方向への移動が制限されてもよい。このような構成によれば、保持部材が突起部と当接するため、保持部材の主配管の中心軸方向へのズレを物理的に制限することができる。そして、保持部材の突起部への当接によって、摩擦力を有するように保持部材に周囲を保持される触媒の主配管の中心軸方向へのズレを抑制することができる。

【0013】

本開示の一態様では、熱交換部は、主配管の少なくとも一部を径方向外側から囲むように配置されていてもよい。このような構成によれば、主配管から熱交換部への流路を短縮できると共に、熱回収器を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】熱回収器の模式的な側面図である。

【図2】図１のＩＩ―ＩＩ線での模式的な断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線での模式的な断面図である。

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ線での模式的な断面図である。

【図5】図５Ａは主配管を示す模式的な斜視図であり、図５Ｂは触媒及びマットが収容された状態の主配管を示す模式的な端面図であり、図５Ｃは図５ＢのＶＣ－ＶＣ線での模式的な断面図である。

【図6】三角形状の突起部を有する主配管を示す模式的な端面図である。

【図7】半楕円形状の突起部を有する主配管を示す模式的な端面図である。

【図8】触媒と重なる位置まで延びる長さの突起部を有する主配管を示す模式的な端面図である。

【図9】下流側の端部が当該端部の縁で閉塞される主配管を示す模式的な断面図である。

【図10】下流側の閉塞位置が異なる主配管を示す模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．構成］
図１に示す熱回収器１は、次に説明する様々な態様で用いられることが可能である。例えば、熱回収器１は、内燃機関の下流側の排気ガス流路内に設けられ、排気ガスの熱を冷媒である冷却水に回収する排気熱回収器であってもよい。排気熱回収器が設けられる内燃機関としては、例えば、自動車に用いられるガソリンエンジン又はディーゼルエンジンが挙げられる。

【0016】

また、例えば、熱回収器１は、内燃機関の上流側の吸気ガス流路内に設けられ、内燃機関へ流入する燃料として利用可能なガスの熱を冷媒である冷却水に回収して当該ガスを冷却するメタネーション器、又は、水蒸気改質器であってもよい。

【0017】

メタネーション器が設けられる内燃機関としては、例えば、メタンエンジンが挙げられる。メタネーション器では、水素及び二酸化炭素を含むガスが当該メタネーション器に導入され、メタネーション触媒を用いて当該ガスからメタンガスが生成される。この生成されたメタンガスは、例えばメタンエンジンの燃料として利用される。

【0018】

また、水蒸気改質器が設けられる内燃機関としては、例えば、水素エンジンが挙げられる。また、水蒸気改質器は、例えば、燃料電池を備える装置にも設けられる。水蒸気改質器では、水蒸気及びメタン、メタノール、エタノール等の炭化水素を含むガスが当該水蒸気改質器に導入され、改質触媒を用いて当該ガスから水素ガスが生成される。この生成された水素ガスは、例えば燃料電池の発電に用いられたり、水素エンジンの燃料として利用されたりする。

【0019】

なお、メタネーション器が備えるメタネーション触媒において生成されるガスは、発熱反応であるメタネーション反応によって生成されるため、ガスの温度が高くなりやすい。このため、後の工程において高温による負荷を与えにくくするために、内燃機関への導入前にガスを冷却することが必要な場合がある。また、水蒸気改質器が備える改質触媒において行われる改質反応によって生じる熱の温度が、例えば燃料電池に供給したい温度よりも高い場合、燃料電池への供給前に冷却することが必要な場合がある。上述した排気熱回収器、メタネーション器及び水蒸気改質器において、冷媒と熱交換することによってガスから回収した熱は、そのまま熱として、又は、他のエネルギーに変換して別工程において活用される。

【0020】

熱回収器１は、主配管２と、熱交換部３と、ステイプレート４と、バルブ５と、シール部材６と、シェル７と、カバー８と、第１通水口９と、第２通水口１０と、を備える。

【0021】

＜主配管＞
主配管２は、ガスＧを第１端部２Ａから第２端部２Ｂに向かって通過させる。図２に示すように、主配管２の第２端部２Ｂは、後述するステイプレート４の内側に圧入されている。主配管２の中心軸Ｐ１は、ステイプレート４の中心軸Ｐ２と一致する。なお、本実施形態では、主配管２は、径が一定の直管である。

【0022】

本実施形態では、図３及び図４に示すように、熱回収器１は、主配管２の内部空間に収容される触媒２１及びマット２２を備える。また、主配管２は、突起部２３と、開口部２４と、を有する。

【0023】

主配管２に設けられる突起部２３は、主配管２の側壁の一部が主配管２の内部空間内に向かって突き出るように形成される。開口部２４は、主配管２の内側と外側とを貫通する貫通孔である。開口部２４は、後述する熱交換部３と連通する。なお、突起部２３及び開口部２４の詳細については後述する。

【0024】

＜触媒＞
触媒２１は、円筒状を有する。本実施形態では、触媒２１として、主配管２の中心軸Ｐ１方向に沿った長さが短い薄型触媒が用いられる。触媒２１は、上述した排気熱回収器に用いられるような、排気ガスとの接触によって排気ガス中の環境汚染物質を改質又は捕集し、排気ガスを浄化する浄化触媒であってもよい。また、触媒２１は、上述したメタネーション器に用いられるような、水素及び二酸化炭素を含むガスとの接触によって、メタンガスを生成するメタネーション触媒であってもよい。また、上述した水蒸気改質器に用いられるような、水蒸気及び炭化水素を含むガスとの接触によって水素ガスを生成する改質触媒であってもよい。

【0025】

＜マット＞
マット２２は、触媒２１と主配管２との間の隙間に配置される円筒状の部材である。マット２２は、主配管２の内周面を覆うと共に、触媒２１の外周面を覆った状態で配置される。マット２２は、主配管２の中心軸Ｐ１方向に沿った長さが、触媒２１の長さよりも少し短い、又は、触媒２１の長さと同程度である。マット２２は、クッション性及び断熱性を有し、主配管２からの振動及び騒音の少なくとも一方を吸収する。また、マット２２は、アルミナファイバー、グラスウール等であってもよい。

【0026】

＜熱交換部＞
熱交換部３は、触媒２１を通過後のガスが主配管２の開口部２４から流入し、ガスと冷却水との間で熱交換を行う部位である。熱交換部３は、主配管２の少なくとも一部を径方向（つまり、ガスの流れ方向と交差する方向）外側から囲むように配置されており、触媒２１が内部空間に収容された主配管２と一体に形成されている。熱交換部３は、複数のプレート３１を有する。熱交換部３は、複数のプレート３１の外側を流れるガスＧと、複数のプレート３１の内側を流れる冷却水Ｗと、の間で各プレート３１を介して熱交換を行う。これにより、熱交換部３は、ガスＧの熱を冷却水Ｗに与える。

【0027】

複数のプレート３１は、主配管２におけるガスＧの流れ方向に重ねられている。各プレート３１は、円盤状の形状を有する。複数のプレート３１は、主配管２の径方向外側を囲むように配置されており、複数のプレート３１の中心軸は主配管２の中心軸Ｐ１と一致する。

【0028】

熱交換部３は、主配管２の開口部２４から流入したガスＧを当該熱交換部３の外に流出させる後述する流出口Ｓを有する。複数のプレート３１が上述したように重ねられることによって、各プレート３１間の隙間をガスＧが通過可能となる。このため、熱交換部３は、開口部２４と流出口Ｓとを繋ぐ複数の流路を有する。本実施形態では、開口部２４から流出口Ｓまでの流路長が略同一の長さとなるような、例えば３つの流路３１Ａ～３１Ｃが形成されている。

【0029】

第２通水口１０から各プレート３１内に供給された冷却水Ｗは、各プレート３１内を通過し、第１通水口９から排出される。なお、冷却水Ｗは、第１通水口９から供給されて第２通水口１０から排出されてもよい。

【0030】

＜ステイプレート＞
ステイプレート４は、主配管２と後述するバルブ５との間に配置された円筒状の部材である。ステイプレート４は、円筒状の本体部４１と、円盤状の鍔部４２と、円筒状のストレート部４３と、を有している。

【0031】

本体部４１には、上述した主配管２が圧入されている。具体的には、本体部４１の内周面が主配管２の第２端部２Ｂの外周面と全周において当接するように、主配管２の第２端部２Ｂがステイプレート４の内側に圧入されている。

【0032】

鍔部４２は、本体部４１の主配管２に近い端部、つまりガスＧの流れ方向における上流側の端部から径方向外側に延伸している。鍔部４２は、主配管２の中心軸Ｐ１と交差する環状面を有する。本実施形態では、鍔部４２の環状面は、主配管２の中心軸Ｐ１と垂直である。また、鍔部４２には、熱交換部３の複数のプレート３１のうちの１つが面接触している。つまり、ステイプレート４は、熱交換部３によってガスＧの流れ方向に押圧されている。

【0033】

ストレート部４３は、鍔部４２の径方向外側の縁からガスＧの流れ方向に延伸している。ストレート部４３の外周面は、後述するシェル７の内周面と平行である。ストレート部４３における外周面の周方向の一部は、図３に示すように、シェル７の内周面と面接触している。一方、ストレート部４３における外周面の周方向の残りの部分は、図４に示すように、シェル７の内周面と離間しており、ストレート部４３とシェル７との間に隙間が形成されている。熱交換部３に供給されたガスＧは、当該熱交換部３の下流側に位置する当該隙間から排出される。つまり、ストレート部４３とシェル７との間に形成された隙間が、上述した熱交換部３の流出口Ｓとなる。流出口Ｓは、熱交換部３の下流側に位置する。

【0034】

＜バルブ＞
バルブ５は、ガスＧの主配管２から熱交換部３への供給量を調整するように開閉するスイング式のバタフライバルブである。バルブ５は、主配管２の第２端部２ＢのガスＧの流れ方向における下流側に配置される。具体的には、バルブ５は、シェル７に取り付けられ、ステイプレート４の開口を主配管２とは反対側から閉塞可能に開閉する。バルブ５の開閉は、図１に示すバルブ５の回動軸を構成する軸部５４を中心としてバルブ５が回動することにより実現される。なお、軸部５４の具体的な構造及びバルブ５と軸部５４の支持機構については説明を割愛する。

【0035】

＜シール部材＞
シール部材６は、バルブ５とステイプレート４との隙間をシールする円筒状の部材であり、弾性体で構成されている。シール部材６を構成する弾性体としては、例えば、ステンレス等の金属材料を用いたメッシュが好適に使用できる。バルブ５が閉じた状態において、シール部材６の外周面には、バルブ５の内周面が当接する。シール部材６は、図３及び図４に示すように、ステイプレート４の本体部４１のうち、バルブ５によって閉塞される端部の外周面に固定されている。シール部材６は、例えば、溶接、カシメ、挟み込み等の手段によって、ステイプレート４に固定される。

【0036】

＜シェル＞
シェル７は、主配管２の一部と、熱交換部３の一部と、ステイプレート４と、バルブ５と、シール部材６と、を格納する円筒状のケーシングである。シェル７の中心軸Ｐ３は、主配管２の中心軸Ｐ１及びステイプレート４の中心軸Ｐ２と一致している。シェル７は、後述する軸受７４、つまりカバーアウターが設けられた部分を除いて径が一定の第１部７１と、ガスＧの流れ方向に沿って縮径する第２部７２と、径が一定の第３部７３と、を有する。

【0037】

第１部７１には、ステイプレート４におけるストレート部４３の外周面の一部が当接している。第２部７２は、第１部７１のガスＧの流れ方向における下流側に接続されている。バルブ５は、第２部７２の内側に配置されている。第３部７３は、第２部７２のガスＧの流れ方向における下流側に接続されている。第３部７３は、熱回収器１におけるガスＧの排出口であるガス出口７Ａを有する。

【0038】

シェル７の第１部７１には、図２に示すように、軸受７４が配置されている。軸受７４には、バルブの軸部５４が回転可能に挿入されている。

【0039】

＜カバー＞
カバー８は、図３に示すように、シェル７のガス出口７Ａとは反対側を塞ぐ有底筒状の部材である。カバー８は、シェル７の内側に挿入されると共に、底部８１に設けられた開口に主配管２が挿入されている。また、カバー８の底部８１には、第１通水口９と第２通水口１０とが取り付けられている。カバー８は、熱交換部３の一部を覆っている。

【0040】

＜突起部及び開口部＞
図５Ａ～図５Ｃに示すように、本実施形態では、突起部２３は、主配管２の側壁の一部が切り起こされることで形成される。開口部２４は、主配管２の側壁の一部が切り起こされることで形成された貫通孔である。突起部２３は、主配管２の内部空間に延び出す、具体的には、開口部２４の周縁部から内側に延び出す四角形状の舌片状の部分である。換言すると、突起部２３は、主配管２の側壁の一部領域について、上流側における一部分を残して周囲から切り離され、当該一部分を中心に内側に起こされた部分である。

【0041】

本実施形態では、突起部２３は、ガスの流れ方向において、触媒２１よりも下流側に位置する。また、開口部２４は、ガスの流れ方向において、突起部２３よりも下流側に位置する。突起部２３は、ガスの流れ方向において、熱交換部３よりも上流側に位置する。このため、図３及び図４に示すように、開口部２４が熱交換部３の上流側に位置する。

【0042】

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、本実施形態では、突起部２３は、主配管２の周方向において所定の間隔を空けて４つ設けられる。このため、開口部２４も主配管２の周方向において所定の間隔を空けて４つ設けられる。突起部２３は、主配管２の内部空間側に向かう方向への長さが、マット２２の径方向の幅と同程度の長さを有する。突起部２３は、マット２２のガスの流れ方向の下流側の端部に当接する。換言すると、突起部２３の第１端部２Ａ側の面が、マット２２の第２端部２Ｂ側の面と当接する。これにより、マット２２のガスの流れ方向への移動が制限される。そして、マット２２と触媒２１とは摩擦力によって互いにズレにくい関係にある。このため、マット２２が突起部２３と当接することによって、触媒２１のガスの流れ方向への移動も制限される。すなわち、突起部２３と直接当接したマット２２との摩擦力によって、間接的に触媒２１のガスの流れ方向への移動が制限される。

【0043】

［２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）本実施形態では、主配管２の内部空間内に向かって突き出る突起部２３を主配管２が有し、突起部２３が触媒２１よりも下流側に位置する。また、突起部２３は、主配管２の内部空間側に向かう方向への長さが、マット２２の径方向の幅と同程度の長さであり、ガスの流れ方向においてマット２２が突起部２３と当接する。このため、マット２２のガスの流れ方向、すなわちマット２２の下流側へのズレを突起部２３によって物理的に制限することができる。そして、マット２２の突起部２３への当接によって、摩擦力を有するようにマット２２に周囲を保持される触媒２１のガスの流れ方向、すなわち触媒２１の下流側へのズレも抑制することができる。また、本実施形態では、突起部２３が触媒２１と重ならないため、触媒２１のガス通過が阻害されにくい状態で、突起部２３によって触媒２１の下流側へのズレを抑制することができる。

【0044】

（２ｂ）本実施形態では、突起部２３が主配管２の側壁の一部を切り起こすことで形成される。このため、新たな部材を追加することで突起部が形成される構成と比較して、簡易な構成で触媒２１の主配管２の中心軸Ｐ１方向への位置ズレを抑制することができる。また、突起部２３を形成するために側壁が切り起こされた結果、突起部２３の形成と共にガスの熱交換部３への流入口である開口部２４が形成される。このため、新たにガスの熱交換部３への流入口が形成される構成と比較して、簡易に開口部２４を形成することができる。

【0045】

（２ｃ）本実施形態では、熱交換部３へのガスの流入口である開口部２４が熱交換部３の上流側に位置し、熱交換部３からのガスが流出する流出口Ｓが熱交換部３の下流側に位置する。このため、例えば開口部及び流出口が共に熱交換部３の下流側に位置する構成と比較して、ガスが上流側から下流側に向かって流れやすい。また、開口部２４と流出口Ｓとを繋ぐ複数の流路３１Ａ～３１Ｃの流路長が略同一の長さとなるように形成されている。このため、流路長の差に起因する各流路の圧力損失の差が生じにくいことから、ガスが各流路３１Ａ～３１Ｃ内にムラなく流れやすい。その結果、各流路３１Ａ～３１Ｃにおけるガスと冷媒との間の熱交換が一様に行われやすいため、熱交換部３の性能を高めやすい。

【0046】

なお、本実施形態では、マット２２が保持部材に相当する。
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0047】

（３ａ）上記実施形態では、主配管２に四角形状の突起部２３が主配管２の周方向において所定の間隔を空けて４つ設けられる構成を例示したが、突起部の形状及び数はこれに限定されるものではない。例えば、突起部は、１～３つ、又は、５つ以上設けられていてもよい。

【0048】

また、例えば、図６に示す主配管２ａのように、三角形状の突起部２３ａが設けられていてもよい。具体的には、突起部２３ａは、主配管２ａの側壁の一部が切り起こされた状態において、図示を省略する開口部の周縁部から内側に延び出す三角形状の舌片状の部分であってもよい。なお、突起部２３ａが設けられることによって形成される開口部も、三角形状の貫通孔となる。また、例えば、図７に示す主配管２ｂのように、半楕円形状の突起部２３ｂが設けられていてもよい。具体的には、突起部２３ｂは、主配管２ｂの側壁の一部が切り起こされた状態において、図示を省略する開口部の周縁部から内側に延び出す半楕円形状の舌片状の部分であってもよい。なお、突起部２３ｂが設けられることによって形成される開口部も、半楕円形状の貫通孔となる。また、突起部は、上述した形状の他、様々な形状であってもよい。突起部の形状を変えることによって、ガスの流入口である開口部の大きさを調整したり、触媒２１のガスの流れ方向へのズレの防止のしやすさを調整したりすることができる。また、突起部の数を変えることによって、ガスの流入口である開口部の相対面積を大きくしたり、触媒２１のガスの流れ方向へのズレの防止のしやすさを調整したりすることができる。

【0049】

（３ｂ）上記実施形態では、突起部２３がマット２２の径方向の幅と同程度の長さを有する構成を例示したが、突起部の主配管の径方向に延びる長さはこれに限定されるものではない。例えば、図８に示す主配管２ｃのように、突起部２３ｃが触媒２１と重なる位置まで延びて、突起部２３ｃによってマット２２及び触媒２１を直接支持する構成であってもよい。これにより、突起部２３ｃによって物理的に触媒２１がガスの流れ方向にズレることを防止することができる。すなわち、上述した実施形態では、突起部２３と直接当接したマット２２との摩擦力によって、間接的に触媒２１のガスの流れ方向への移動が制限される構成を例示したが、例えば、上述した突起部２３ｃと触媒２１とが直接当接することで直接的に触媒２１のガスの流れ方向への移動が制限されてもよい。なお、触媒に対してズレないように取り付けられた他の部品の移動を抑制することで、触媒のガスの流れ方向への移動が間接的に制限されてもよい。例えば、当該他の部品と突起部２３とが直接当接することによって、他の部品を介して触媒の移動が間接的に制限されてもよい。また、例えば、突起部は、主配管の周方向に長さを有してもよい。

【0050】

（３ｃ）上記実施形態では、触媒２１として薄型触媒が用いられる構成を例示した。しかし、主配管２の内部空間に収容される触媒及びマットのガスの流れ方向の長さ及び流れ方向に直交する方向への大きさは限定されるものではない。

【0051】

（３ｄ）上記実施形態では、主配管２の第２端部２Ｂが開口しており、ステイプレート４の主配管２側の端部とは反対側の端部がバルブ５によって開閉する構成を例示した。しかし、例えば、熱回収器は、バルブ５を有しない構成であって、主配管の第２端部側に閉塞壁が設けられ、主配管が常時閉塞した状態の構成であってもよい。

【0052】

例えば、図９に示す主配管２ｄのように、第２端部２Ｂの縁に形成される閉塞壁２５ｄによって主配管２ｄが閉塞されていてもよい。また、例えば、図１０に示す主配管２ｅのように、第２端部２Ｂの縁よりも上流側、つまり触媒２１に近い位置に形成される閉塞壁２５ｅによって主配管２ｅが閉塞されていてもよい。このように、主配管２の第２端部２Ｂ側を閉塞する閉塞壁が、上流側に位置するほど、閉塞壁から開口部２４までの距離が短くなるため、ガスが開口部２４よりも下流側で停滞しにくくなる。その結果、熱交換部３にガスが流れやすくなる。

【0053】

（３ｅ）上記実施形態では、主配管２の側壁の一部を切り起こすことで突起部２３が形成される構成を例示したが、主配管に設けられる突起部の形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、突起部は、主配管の下流側の第２端部の縁が、主配管の内部空間側に折れ曲がることによって形成されてもよい。また、例えば、突起部は、主配管の側壁の一部が、主配管の内部空間に突出するような凸部が設けられることによって形成されていてもよい。

【0054】

（３ｆ）上記実施形態では、主配管２の側壁の一部が切り起こされることで開口部２４が形成される構成を例示したが、開口部２４の形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、開口部は、突起部とは別に主配管の側壁に貫通孔を設けることによって形成されてもよい。また、例えば、主配管は、開口部を有しない構成であってよい。この場合、熱回収器１における他の位置から熱交換部へ触媒通過後のガスが流れる構成となる。

【0055】

（３ｇ）上記実施形態では、突起部２３がガスの流れ方向において触媒２１よりも下流側に位置したが、例えば、突起部は、ガスの流れ方向において触媒２１よりも上流側に位置していてもよい。また、例えば、突起部は、触媒２１の上流側及び下流側の両方に設けられていてもよい。

【0056】

（３ｈ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【符号の説明】

【0057】

１…熱回収器、２，２ａ～２ｅ…主配管、２Ａ…第１端部、２Ｂ…第２端部、３…熱交換部、４…ステイプレート、５…バルブ、６…シール部材、７…シェル、７Ａ…ガス出口、８…カバー、９…第１通水口、１０…第２通水口、２１…触媒、２２…マット、２３，２３ａ～２３ｃ…突起部、２４…開口部、２５ｄ，２５ｅ…閉塞壁、３１…プレート、３１Ａ～３１Ｃ…流路、４１…本体部、４２…鍔部、４３…ストレート部、５４…軸部、７１…第１部、７２…第２部、７３…第３部、７４…軸受、８１…底部、Ｇ…ガス、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…中心軸、Ｓ…流出口、Ｗ…冷却水。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】