JP4566055B2

JP4566055B2 - 排気熱回収マフラ

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Publication number: JP4566055B2
Application number: JP2005122595A
Authority: JP
Inventors: 直弘竹本; 義彦鈴木
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-04-20
Also published as: JP2006105124A; US20060054381A1

Description

本発明は、排気騒音を低減すると共に、排気と熱交換媒体との間で熱交換を行い排気熱を回収する排気熱回収マフラに関する。

従来より、特許文献１にあるように、内燃機関の排気通路に設けられ、多数の小孔が形成されたインナパイプをアウタパイプで覆ったマフラと、インナパイプの内部に排気から熱を回収する熱交換器とを設けた装置が知られている。熱交換器は、冷却水通路を形成する一対のプレートと、インナーフィンとを交互に積層して構成されている。この装置では、マフラにより排気騒音を低減すると共に、熱交換器により、排気熱を回収している。

また、特許文献２にあるように、内燃機関からの排気と内燃機関の冷却水等の熱交換媒体との間で熱交換を行う排気熱回収器を排気通路に介装した排気熱回収装置が知られている。この排気熱回収装置では、円筒状の外筒の内部に、複数の小排気管を設け、小排気管内を通過する排気と、小排気管の外側を流通する冷却水との間で熱交換を行なう。そして、小排気管の外側にも排気通路を形成すると共に、排気の流通・遮断可能な制御弁を設けて、内燃機関の運転状態に応じて、排気の流れを切り換えるようにしている。
特開２０００−２０４９４１号公報特開２００４−２４５１２８号公報

しかしながら、車両に搭載される内燃機関の排気通路は、車両の床下に配置され、排気通路には、更に、触媒コンバータ、サブマフラ、メインマフラ等の機器が介装される。また、床下は、燃料タンク等に応じた凹凸があり、更に、車軸等が配置される場合もある。このため、床下に機器を設置する空間は限られる。

従って、従来の特許文献１にあるものでは、インナパイプの内部に熱交換器を設けているので、構造が複雑になり、しかも、装置が大型になり、配置する空間の確保が困難であるという問題があった。

また、特許文献２のものでは、サブマフラやメインマフラを介装すると共に、更に、排気熱回収器を介装配置しなければならず、配置する空間を確保することが更に困難であるという問題があった。

本発明の課題は、簡単な構造で、小型の排気熱回収マフラを提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
排気通路に設けられ、排気騒音を低減するマフラ部と、排気と熱交換媒体との間で熱交換を行い排気熱を回収する排気熱回収部とを有する排気熱回収マフラにおいて、
前記マフラ部の外側を覆って前記排気熱回収部を配置し、前記マフラ部と前記排気熱回収部とに流れる前記排気を切り換える切換バルブを設け、
また、前記マフラ部のアウタパイプと、該アウタパイプの外周を覆う排気熱回収部の筒状のシェルとを同軸上に配置し、
更に、前記排気熱回収部は、前記シェルの内周と前記アウタパイプの外周との間に、両端が前記シェルの内周に密着した筒状の外側ジャケットを設けると共に、前記シェルの内周と前記外側ジャケットの外周との間に冷却水通路を形成し、かつ、両端が前記アウタパイプの外周に密着した筒状の内側ジャケットを設けると共に、前記アウタパイプの外周と前記内側ジャケットの内周との間に冷却水通路を形成し、前記外側ジャケットの内周と前記内側ジャケットの外周との間に排気通路を形成し、
かつ、前記外側ジャケットの内周の一部と、前記内側ジャケットの外周の一部とを接触させて貫通孔を形成して前記両冷却水通路を連通し、
前記シェルの内周と前記外側ジャケットの外周との間の前記冷却水通路を通る前記熱交換媒体と、前記排気通路を通る前記排気との間で熱交換を行なうと共に、前記アウタパイプの外周と前記内側ジャケットの内周との間の前記冷却水通路を通る前記熱交換媒体と、前記排気通路を通る前記排気との間で熱交換を行って、前記熱交換媒体が前記貫通孔から前記両冷却水通路を通って前記熱交換を行なうことを特徴とする排気熱回収マフラがそれである。

また、前記外側ジャケットと前記内側ジャケットとは、長手方向と直交する断面形状を波形に形成して表面積を増加させた構成としてもよい。

前記マフラ部は、前記排気が通過するインナパイプと、該インナパイプの外側を覆う前記アウタパイプとを備え、前記インナパイプには、前記アウタパイプ内に連通する多数の小孔が穿設された構成としてもよい。また、前記切換バルブは、前記マフラ部への排気の流通の遮断により、前記排気の流れを前記マフラ部と前記排気熱回収部とで切り換えること構成としてもよい。

本発明の排気熱回収マフラは、マフラ部と排気熱回収部とを一体として構成すると共に、マフラ部の外側を覆って排気熱回収部を配置し、マフラ部と排気熱回収部とに流れる排気を切り換える切換バルブを設け、更に、外側ジャケットと内側ジャケットとを設けたので、構造が簡単で、しかも、小型であると共に、製造も容易であるという効果を奏する。

まず、図１、図２により参考例としての排気熱回収マフラについて説明する。
図１に示すように、１はマフラ部で、２は排気熱回収部である。マフラ部１は、インナパイプ４ａとアウタパイプ６ａとを備え、インナパイプ４ａはアウタパイプ６ａ内に挿入されて同軸上に配置されると共に、アウタパイプ６ａの両端が縮径されて、アウタパイプ６ａの両端側の内周とインナパイプ４ａの外周との間に、ワイヤメッシュ８，１０が介装されて、アウタパイプ６ａの内周とインナパイプ４ａの外周との間に、消音室１２が形成されている。インナパイプ４ａに多数の小孔１４が穿設されて、アウタパイプ６ａ内に連通されている。

排気熱回収部２は、マフラ部１のアウタパイプ６ａの外周を覆うシェル１６ａを備え、シェル１６ａは筒状で、アウタパイプ６ａと同軸上に配置されている。アウタパイプ６ａの外周とシェル１６ａの内周との間には、一対のリング状の仕切板１８，２０が所定の間隔をあけて取り付けられて、熱交換室２２が形成されている。

一対の仕切板１８，２０には、多数の小径パイプ２４が貫通して設けられており、多数の小径パイプ２４が、熱交換室２２内を通るように配置されている。この多数の小径パイプ２４は、図２に示すように、アウタパイプ６ａの外周に沿って、アウタパイプ６ａを中心とする同心円上に配置されている。小径パイプ２４の両端は、それぞれ熱交換室２２の外部で、インナパイプ４ａの外周とアウタパイプ６ａの内周との間に開口されている。

シェル１６ａには、熱交換室２２に接続される一対の継手部材２６，２８が取り付けられている。一対の継手部材２６，２８を介して、熱交換室２２と熱交換媒体の給排ができるように構成されており、本参考例では、図示しない内燃機関の冷却水を熱交換媒体として用いている。シェル１６ａの両端は、縮径されると共に、シェル１６ａの両端には、シェル１６ａの内周とアウタパイプ６ａの外周との間には排気が通過できる隙間が形成されている。

インナパイプ４ａの上流側には、インナパイプ４ａとほぼ同径の接続パイプ３０ａが同軸上に配置されている。接続パイプ３０ａとインナパイプ４ａとは、切換バルブ３２を介して接続されている。切換バルブ３２は本参考例ではバタフライバルブで、弁体３４を揺動させて、接続パイプ３０ａとインナパイプ４ａとを連通・遮断できるように構成されている。切換バルブ３２は、弁体３４の駆動を、内燃機関の給気負圧を利用して駆動するものでもよく、あるいは、電動モータを用いて駆動するものでもよい。

接続パイプ３０ａは、上流側連結パイプ３６ａ内に挿入されており、上流側連結パイプ３６ａは上流側端が縮径されて、接続パイプ３０ａの外周に密着されている。上流側連結パイプ３６ａの他端は、シェル１６ａの外周に挿入されて、密着されている。接続パイプ３０ａには一対の連通孔３８（一方のみ図示する）が穿設されて、接続パイプ３０ａの内部と上流側連結パイプ３６ａの内部とが連通されている。接続パイプ３０ａは、排気通路の上流側と接続され、シェル１６ａは排気通路の下流側と接続されている。

次に、本参考例としての排気熱回収マフラの作動について説明する。
まず、切換バルブ３２の弁体３４を駆動して、図１に示すように、接続パイプ３０ａとインナパイプ４ａとを連通した状態とする。そして、図示しない内燃機関の排気が接続パイプ３０ａに流入すると、排気は、切換バルブ３２を介してインナパイプ４ａ内に流入する。その際、接続パイプ３０ａには連通孔３８が設けられているが、インナパイプ４ａへの流入抵抗が小さいので、排気はインナパイプ４ａ側にその多くが流入する。インナパイプ４ａを通過する排気は、多数の小孔１４と消音室１２との作用による干渉効果でもって、マフラ部１により排気騒音が低減される。

一方、切換バルブ３２の弁体３４を駆動して、接続パイプ３０ａとインナパイプ４ａとを遮断すると、排気は連通孔３８を介して上流側連結パイプ３６ａ内に流入する。そして、上流側連結パイプ３６ａからシェル１６ａとアウタパイプ６ａとの間の隙間に流入し、この隙間から小径パイプ２４内に流入する。小径パイプ２４を通った排気は、シェル１６ａとアウタパイプ６ａとの間の隙間から、下流側の排気通路に流出する。

また、内燃機関からの冷却水を用いた熱交換媒体は、一方の継手部材２８から熱交換室２２内に供給され、他方の継手部材２６から排出される。その際、熱交換室２２内の熱交換媒体は、小径パイプ２４を介して、排気との間で熱交換が行われる。熱交換媒体の温度よりも排気の温度が高いので、熱交換媒体の温度が上昇し、排気の温度が下がる。よって、排気熱回収部２により、排気と熱交換媒体との間で熱交換を行い、排気熱の回収が行われる。

切換バルブ３２の駆動を、図示しない制御回路により、内燃機関の運転状態に応じて制御、例えば、内燃機関の始動直後のように、冷却水温が低いときに、切換バルブ３２より接続パイプ３０ａとインナパイプ４ａとを遮断して、排気熱回収部２により、排気と熱交換媒体との間で熱交換を行なうと、熱交換媒体としての冷却水の温度が速やかに上昇し、内燃機関の燃費が向上する。

このように、マフラ部１の外側を覆って排気熱回収部２を配置し、切換バルブ３２によりマフラ部１と排気熱回収部２とに流れる排気を切り換えるので、構造が簡単で、小型化される。また、仕切板１８，２０により熱交換室２２を形成すると共に、熱交換室２２を通る小径パイプ２４をアウタパイプ６ａの外周に設けたので、排気が通過する排気熱回収部２の通路断面積を十分に大きく確保することができる。

次に、以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
前述した参考例と異なる第１実施形態について、図３、図４によって説明する。
図３に示すように、１はマフラ部で、２は排気熱回収部である。マフラ部１は、インナパイプ４ｂとアウタパイプ６ｂとを備え、インナパイプ４ｂはアウタパイプ６ｂ内に挿入されて同軸上に配置されると共に、アウタパイプ６ｂの両端側の内周とインナパイプ４ｂの外周との間に、ワイヤメッシュ８，１０が介装されて、アウタパイプ６ｂの内周とインナパイプ４ｂの外周との間に、消音室１２が形成されている。インナパイプ４ｂに多数の小孔１４が穿設されて、消音室１２に連通されている。

排気熱回収部２は、マフラ部１のアウタパイプ６ｂの外周を覆うシェル１６ｂを備え、シェル１６ｂは筒状で、アウタパイプ６ｂと同軸上に配置されている。アウタパイプ６ｂの外周とシェル１６ｂの内周との間には、筒状の外側ジャケット１７ａと同じく筒状の内側ジャケット１９ａとがそれぞれシェル１６ｂと同軸上に設けられている。

外側ジャケット１７ａの両端は、それぞれ径方向外側に拡径されて、シェル１６ｂの内周に外側ジャケット１７ａの外周が密着されている。これにより、シェル１６ｂの内周と外側ジャケット１７ａの外周との間に外側冷却水通路２１が形成されている。

また、内側ジャケット１９ａの両端は、それぞれ径方向内側に縮径されて、アウタパイプ６ｂの外周に内側ジャケット１９ａの内周が密着されている。これにより、アウタパイプ６ｂの外周と内側ジャケット１９ａの内周との間に内側冷却水通路２３が形成されている。

更に、図４に示すように、外側ジャケット１７ａの内周と内側ジャケット１９ａの外周との間には、排気通路２５が形成されている。排気通路２５は、その両端でアウタパイプ６ｂの外周とシェル１６ｂの内周との間の隙間に連通されている。

外側ジャケット１７ａと内側ジャケット１９ａとは、長手方向と直交する断面形状が波形に形成されて、表面積が増加するように構成されている。また、円周方向の３箇所で、外側ジャケット１７ａの内周の一部と内側ジャケット１９ａの外周の一部とが接触されて、排気通路２５が３つに分割されると共に、図３に示すように、接触された箇所の一部に、貫通孔２７が形成されて、外側冷却水通路２１と内側冷却水通路２３とが連通されている。

シェル１６ｂには、一対の継手部材２６，２８が取り付けられている。一方の継手部材２６はシェル１６ｂを貫通して、外側冷却水通路２１に接続されると共に、他方の継手部材２８はシェル１６ｂと外側及び内側ジャケット１７ａ，１９ａを貫通して、内側冷却水通路２３に接続されている。この一対の継手部材２６，２８を介して、外側冷却水通路２１及び内側冷却水通路２３との間で熱交換媒体の給排ができるように構成されており、本実施形態では、図示しない内燃機関の冷却水を熱交換媒体として用いている。

インナパイプ４ｂの上流側には、インナパイプ４ｂとほぼ同径の接続パイプ３０ｂが同軸上に配置されている。接続パイプ３０ｂにはインナパイプ４ｂの上流側端が縮径されて挿入されている。接続パイプ３０ｂには切換バルブ３２が設けられている。切換バルブ３２は本実施形態ではバタフライバルブで、弁体３４を揺動させて、接続パイプ３０ｂとインナパイプ４ｂとを連通・遮断できるように構成されている。切換バルブ３２は、弁体３４の駆動を、内燃機関の給気負圧を利用して駆動するものでもよく、あるいは、電動モータを用いて駆動するものでもよい。

接続パイプ３０ｂは、上流側連結パイプ３６ｂ内に挿入されており、上流側連結パイプ３６ｂは上流側端が縮径されて、接続パイプ３０ｂの外周に密着されている。上流側連結パイプ３６ｂの下流側端は、シェル１６ｂの上流側外周に挿入されて、密着されている。接続パイプ３０ｂには一対の連通孔３８（一方のみ図示する）が穿設されて、接続パイプ３０ｂの内部と上流側連結パイプ３６ｂの内部とが連通されている。

シェル１６ｂの下流側は、下流側連結パイプ４０に挿入されて接続されており、下流側連結パイプ４０はテーパ状に縮径され、下流側連結パイプ４０の下流側端の内径はインナパイプ４ｂの外径とほぼ等しくされている。

インナパイプ４ｂの下流側端は、シェル１６ｂの下流側端と同じ位置となるように構成されて、インナパイプ４ｂは下流側連結パイプ４０内に開口されている。接続パイプ３０ｂは、排気通路の上流側と接続され、下流側連結パイプ４０は排気通路の下流側と接続されている。

次に、前述した本第１実施形態の排気熱回収マフラの作動について説明する。
まず、切換バルブ３２の弁体３４を駆動して、接続パイプ３０ｂとインナパイプ４ｂとを連通した状態とする。そして、図示しない内燃機関の排気が接続パイプ３０ｂに流入すると、排気は、切換バルブ３２を介してインナパイプ４ｂ内に流入する。その際、接続パイプ３０ｂには連通孔３８が設けられているが、インナパイプ４ｂへの流入抵抗が小さいので、排気はインナパイプ４ｂ側にその多くが流入する。インナパイプ４ｂを通過する排気は、多数の小孔１４と消音室１２との作用による干渉効果でもって、マフラ部１により排気騒音が低減される。

一方、切換バルブ３２の弁体３４を駆動して、図３に示すように、接続パイプ３０ｂとインナパイプ４ｂとを遮断すると、排気は連通孔３８を介して上流側連結パイプ３６ｂ内に流入する。そして、上流側連結パイプ３６ｂからシェル１６ｂとアウタパイプ６ｂとの間の隙間に流入し、この隙間から外側ジャケット１７ａと内側ジャケット１９ａとの間の排気通路２５内に流入する。排気通路２５を通った排気は、シェル１６ｂとアウタパイプ６ｂとの間の隙間から、下流側連結パイプ４０内に流入し、更に、下流側の排気通路に流出する。

また、内燃機関からの冷却水を用いた熱交換媒体は、一方の継手部材２８から内側冷却水通路２３内に供給され、貫通孔２７を通って外側冷却水通路２１に流出し、外側冷却水通路２１を通って他方の継手部材２６から排出される。その際、内側冷却水通路２３及び外側冷却水通路２１内の熱交換媒体と、内側ジャケット１９ａ及び外側ジャケット１７ａを介して、排気通路２５を通る排気との間で熱交換が行われる。

熱交換媒体の温度よりも排気の温度が高いので、熱交換媒体の温度が上昇し、排気の温度が下がる。よって、排気熱回収部２により、排気と熱交換媒体との間で熱交換を行い、排気熱の回収が行われる。

このように、マフラ部１の外側を覆って排気熱回収部２を配置し、切換バルブ３２によりマフラ部１と排気熱回収部２とに流れる排気を切り換えるので、構造が簡単で、小型化される。更に、外側ジャケット１７ａと内側ジャケット１９ａとにより冷却水通路２１，２３と排気通路２５とを仕切るので、外側ジャケット１７ａと内側ジャケット１９ａとの形成も容易であると共に、組立も容易であり、製造が容易となる。

次に、第２実施形態の排気熱回収マフラについて、図５，図６によって説明する。第２実施形態の排気熱回収マフラは、前述した第１実施形態の排気熱回収マフラと基本構造が同じであり、前述した第１実施形態と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。以下同様。

図５に示すように、アウタパイプ６ｃの両端側がテーパ状に縮径されてから、アウタパイプ６ｃの内周とインナパイプ４ｃの外周との間に、ワイヤメッシュ８，１０が介装されて、アウタパイプ６ｃの内周とインナパイプ４ｃの外周との間に、消音室１２が形成されている。

排気熱回収部２には、アウタパイプ６ｃの外周とシェル１６ｂの内周との間に、筒状の外側ジャケット１７ｂと同じく筒状の内側ジャケット１９ｂとがそれぞれシェル１６ｂと同軸上に設けられている。

図６に示すように、外側ジャケット１７ｂと内側ジャケット１９ｂとは、長手方向と直交する断面形状が波形に形成されて、表面積が増加するように構成されている。本第２実施形態では、外側ジャケット１７ｂが半円の円弧状に外側に突き出た波形に形成され、内側ジャケット１９ｂが半円の円弧状に内側に窪まされた波形に形成されて、ほぼ円柱状の排気通路２５が形成されている。また、円周方向の３箇所で、外側ジャケット１７ｂの内周の一部と内側ジャケット１９ｂの外周の一部とが接触されている。

インナパイプ４ｃの上流側には、インナパイプ４ｃとほぼ同径の接続パイプ３０ｃが同軸上に配置されている。インナパイプ４ｃの上流側が拡径されると共に、接続パイプ３０ｃの下流側が拡径されて、切換バルブ３２を介して接続されている。

接続パイプ３０ｃは、上流側連結パイプ３６ｂ内に挿入されており、上流側連結パイプ３６ｂは上流側端が縮径されて、接続パイプ３０ｃの外周に密着されている。上流側連結パイプ３６ｂの下流側端は、シェル１６ｂの上流側外周に挿入されて、密着されている。シェル１６ｂの下流側は、下流側連結パイプ４０に挿入されて接続されており、下流側連結パイプ４０はテーパ状に縮径されている。

次に、第２実施形態の作動について説明する。
第１実施形態と同様、切換バルブ３２の弁体３４を駆動して、図５に示すように、接続パイプ３０ｃとインナパイプ４ｃとを遮断した際には、排気は連通孔３８を介して上流側連結パイプ３６ｂ内に流入する。そして、上流側連結パイプ３６ｂからシェル１６ｂとアウタパイプ６ｃとの間の隙間に流入し、この隙間から外側ジャケット１７ｂと内側ジャケット１９ｂとの間の排気通路２５内に流入する。排気通路２５を通った排気は、シェル１６ｂとアウタパイプ６ｃとの間の隙間から、下流側連結パイプ４０内に流入し、更に、下流側の排気通路に流出する。

その際、内側ジャケット１９ｂ及び外側ジャケット１７ｂを介して、内側冷却水通路２３及び外側冷却水通路２１内の熱交換媒体と、排気通路２５を通る排気との間で熱交換が行われる。

このように、マフラ部１の外側を覆って排気熱回収部２を配置し、切換バルブ３２によりマフラ部１と排気熱回収部２とに流れる排気を切り換えるので、構造が簡単で、小型化される。更に、外側ジャケット１７ｂと内側ジャケット１９ｂとにより冷却水通路２１，２３と排気通路２５とを仕切るので、外側ジャケット１７ｂと内側ジャケット１９ｂとの形成も容易であると共に、組立も容易であり、製造が容易となる。

次に、第３実施形態の排気熱回収マフラについて、図７，図８によって説明する。
図７に示すように、アウタパイプ６ｄの上流側がテーパ状に縮径されて、アウタパイプ６ｄの上流側の内周がインナパイプ４ｃの外周に密着されている。また、アウタパイプ６ｄの下流側がテーパ状に縮径されて、アウタパイプ６ｄの下流側の内周とインナパイプ４ｃの外周との間に、ワイヤメッシュ１０が介装されて、アウタパイプ６ｄの内周とインナパイプ４ｄの外周との間に、消音室１２が形成されている。

排気熱回収部２には、アウタパイプ６ｄの外周とシェル１６ｃの内周との間に、筒状の外側ジャケット１７ｃと同じく筒状の内側ジャケット１９ｃとがそれぞれシェル１６ｂと同軸上に設けられている。

図８に示すように、外側ジャケット１７ｃと内側ジャケット１９ｃとは、長手方向と直交する断面形状が波形に形成されて、表面積が増加するように構成されている。本第３実施形態では、外側ジャケット１７ｃがほぼ矩形状に外側に突き出た波形に形成され、内側ジャケット１９ｃがほぼ矩形状に内側に窪まされた波形に形成されて、ほぼ角柱状の排気通路２５が形成されている。また、円周方向の３箇所で、外側ジャケット１７ｃの内周の一部と内側ジャケット１９ｃの外周の一部とが接触されている。他の構成は、前述した第２実施形態と同様である。

次に、第３実施形態の排気熱回収マフラは、第１実施形態と同様、切換バルブ３２の弁体３４を駆動して、図７に示すように、接続パイプ３０ｃとインナパイプ４ｃとを遮断した際には、排気は連通孔３８を介して上流側連結パイプ３６ｂ内に流入する。そして、上流側連結パイプ３６ｂからシェル１６ｂとアウタパイプ６ｄとの間の隙間に流入し、この隙間から外側ジャケット１７ｃと内側ジャケット１９ｃとの間の排気通路２５内に流入する。排気通路２５を通った排気は、シェル１６ｂとアウタパイプ６ｄとの間の隙間から、下流側連結パイプ４０内に流入し、更に、下流側の排気通路に流出する。

その際、内側ジャケット１９ｃ及び外側ジャケット１７ｃを介して、内側冷却水通路２３及び外側冷却水通路２１内の熱交換媒体と、排気通路２５を通る排気との間で熱交換が行われる。

このように、マフラ部１の外側を覆って排気熱回収部２を配置し、切換バルブ３２によりマフラ部１と排気熱回収部２とに流れる排気を切り換えるので、構造が簡単で、小型化される。更に、外側ジャケット１７ｃと内側ジャケット１９ｃとにより冷却水通路２１，２３と排気通路２５とを仕切るので、外側ジャケット１７ｃと内側ジャケット１９ｃとの形成も容易であると共に、組立も容易であり、製造が容易となる。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

参考例としての排気熱回収マフラの断面図である。図１のＡＡ断面図である。本発明の第１実施形態としての排気熱回収マフラの断面図である。図３のＢＢ拡大断面図である。本発明の第２実施形態としての排気熱回収マフラの断面図である。図５のＣＣ拡大断面図である。本発明の第３実施形態としての排気熱回収マフラの断面図である。図７のＤＤ拡大断面図である。

符号の説明

１…マフラ部２…排気熱回収部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…インナパイプ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…アウタパイプ
８，１０…ワイヤメッシュ
１２…消音室１４…小孔
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…シェル
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…外側ジャケット
１８，２０…仕切板
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…内側ジャケット
２１…外側冷却水通路２２…熱交換室
２３…内側冷却水通路２４…小径パイプ
２５…排気通路２６，２８…継手部材
２７…貫通孔
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…接続パイプ
３２…切換バルブ
３６ａ，３６ｂ…上流側連結パイプ
３８…連通孔４０…下流側連結パイプ

Claims

排気通路に設けられ、排気騒音を低減するマフラ部と、排気と熱交換媒体との間で熱交換を行い排気熱を回収する排気熱回収部とを有する排気熱回収マフラにおいて、
前記マフラ部の外側を覆って前記排気熱回収部を配置し、前記マフラ部と前記排気熱回収部とに流れる前記排気を切り換える切換バルブを設け、
また、前記マフラ部のアウタパイプと、該アウタパイプの外周を覆う排気熱回収部の筒状のシェルとを同軸上に配置し、
更に、前記排気熱回収部は、前記シェルの内周と前記アウタパイプの外周との間に、両端が前記シェルの内周に密着した筒状の外側ジャケットを設けると共に、前記シェルの内周と前記外側ジャケットの外周との間に冷却水通路を形成し、かつ、両端が前記アウタパイプの外周に密着した筒状の内側ジャケットを設けると共に、前記アウタパイプの外周と前記内側ジャケットの内周との間に冷却水通路を形成し、前記外側ジャケットの内周と前記内側ジャケットの外周との間に排気通路を形成し、
かつ、前記外側ジャケットの内周の一部と、前記内側ジャケットの外周の一部とを接触させて貫通孔を形成して前記両冷却水通路を連通し、
前記シェルの内周と前記外側ジャケットの外周との間の前記冷却水通路を通る前記熱交換媒体と、前記排気通路を通る前記排気との間で熱交換を行なうと共に、前記アウタパイプの外周と前記内側ジャケットの内周との間の前記冷却水通路を通る前記熱交換媒体と、前記排気通路を通る前記排気との間で熱交換を行って、前記熱交換媒体が前記貫通孔から前記両冷却水通路を通って前記熱交換を行なうことを特徴とする排気熱回収マフラ。
前記外側ジャケットと前記内側ジャケットとは、長手方向と直交する断面形状を波形に形成して表面積を増加させたことを特徴とする請求項１に記載の排気熱回収マフラ。
前記マフラ部は、前記排気が通過するインナパイプと、該インナパイプの外側を覆う前記アウタパイプとを備え、前記インナパイプには、前記アウタパイプ内に連通する多数の小孔が穿設されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の排気熱回収マフラ。
前記切換バルブは、前記マフラ部への排気の流通の遮断により、前記排気の流れを前記マフラ部と前記排気熱回収部とで切り換えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の排気熱回収マフラ。