JP5077061B2 - 排熱回収器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に用いられる排熱回収器に関する。

近年、ヒートパイプの原理を利用して車両のエンジンの排気系から排気ガスの排気熱を回収して、この排気熱を暖機促進等に利用する排熱回収器が知られている。

このような排熱回収器は、エンジンの排気管内にヒートパイプの蒸発部を配設するとともに、エンジンの冷却水経路内にヒートパイプの凝縮部を配設し、排気ガスの排気熱によって冷却水を加熱している（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ヒートパイプの原理を利用した熱交換器として、ループ型ヒートパイプ式熱交換器がある。これは、閉ループを形成する密閉された循環経路と、循環経路内に封入され、蒸発および凝縮可能な作動流体と、循環経路に配設され、外部からの入熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、蒸発部で蒸発した伝熱流体と外部からの被伝熱流体との間で熱交換を行う凝縮部とを備えるものである。

また、車両への搭載性に有利な、簡素でコンパクトな構造とするために、蒸発部と凝縮部を一体に構成した排熱回収器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、複数本のヒートパイプを有する蒸発部と凝縮部とが水平方向に隣接して配置され、蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮部に導く蒸発側連結部と、凝縮部で凝縮した作動流体を蒸発部に導く凝縮側連結部とを備えるものである。
特開昭６２−２６８７２２号公報 特開２００７−２１８５５６号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の排熱回収器において、作動流体として水を用いた場合、氷点下のような低温環境下では、凝縮側連結部内で水が凍結して作動流体の流路が閉塞されるため、排熱回収器の作動が停止してしまうという問題がある。

これに対し、本発明者等は、図９に示すように、凝縮側連結部Ｊ７２の蒸発部Ｊ１側の端部を、エンジン停止時における蒸発部Ｊ１のヒートパイプＪ３ａ内の作動流体の水面位置Ｈより上方側に接続することを検討した。これによれば、エンジン停止時、すなわち排熱回収器の作動が停止している時に、凝縮側連結部Ｊ７２内に作動流体が存在しないため、凝縮側連結部Ｊ７２内で作動流体が凍結することを防止できる。

しかしながら、このような構成において、蒸発部Ｊ１における凝縮側連結部Ｊ７２が接続されたヒートパイプＪ３０内で作動流体が沸騰し、作動流体の蒸気が凝縮側連結部Ｊ７２まで到達すると、凝縮側連結部Ｊ７２の先端部Ｊ７２０において作動流体の表面張力により凝縮側連結部Ｊ７２が閉塞されてしまう。すなわち、作動流体の液体が蒸気により凝縮側連結部Ｊ７２内に堰き止められてしまう。この結果、作動流体の還流が停止し、排熱回収性能が低下するという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、凝縮側連結部が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる排熱回収器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、凝縮側連結部（７２）を水平方向に配置し、蒸発部（１）は、凝縮側連結部（７２）内の作動流体を蒸発部（１）内に導く接続流路（３０）を有しており、接続流路（３０）の内壁面は天地方向に配置し、
凝縮側連結部（７２）の先端部（７２０）を接続流路（３０）内に挿入し、接続流路（３０）には、先端部（７２０）に形成された先端開口部（７２１）を介して凝縮側連結部（７２）内の作動流体が流入するようになっており、
先端開口部（７２１）には、凝縮側連結部（７２）内から接続流路（３０）への作動流体の流入を部分的に補助する流入補助部が設けられており、
接続流路（３０）の天地方向の内壁面のうち凝縮側連結部（７２）の先端開口部（７２１）と対向する内壁面に、先端開口部（７２１）の開口端面の一部分が近接ないしは接触することで、前記流入補助部が構成されていることを特徴としている。

これによれば、凝縮側連結部（７２）内の作動流体の液体が接続流路（３０）の蒸気によって堰止められようとしても、凝縮側連結部（７２）の先端開口部（７２１）の開口端面の一部分を接続流路（３０）の内壁面に近接ないしは接触させることで、作動流体の液体が部分的に接続流路（３０）の内壁面に接触しやすくなる。しかも、接続流路（３０）の内壁面を天地方向に配置しているので、この内壁面を伝って作動流体の液体を下方へスムースに移動させることができる。これにより、凝縮側連結部（７２）の作動流体の液体を接続流路（３０）にスムースに導入できる。この結果、作動流体の液体が凝縮側連結部（７２）内に堰き止められる現象が抑制される。したがって、凝縮側連結部（７２）が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

また、請求項２に記載の発明では、先端開口部（７２１）の開口端面を、凝縮側連結部（７２）内の作動流体の流れ方向に対して傾斜したテーパ面とすることを特徴としている。

このように、先端開口部（７２１）の開口端面をテーパ面とすることで、凝縮側連結部（７２）の先端開口部（７２１）の開口面積を、凝縮側連結部（７２）における先端部（７２０）を除く部位の流路断面積より大きくすることができる。これにより、凝縮側連結部（７２）の先端開口部（７２１）における作動流体の表面張力を低減することができるので、接続流路（３０）内で作動流体が沸騰し、作動流体の蒸気が凝縮側連結部（７２）の先端部（７２０）まで到達した際に、作動流体の表面張力により凝縮側連結部（７２）が閉塞することを抑制できる。したがって、凝縮側連結部（７２）が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

また、請求項３に記載の発明では、接続流路（３０）の内壁面のうち先端開口部（７２１）に対向する面（３００）、および凝縮側連結部（７２）のうち先端開口部（７２１）近傍の面（７２６）のうち少なくとも一方には、溝部が設けられていることを特徴としている。

これによれば、溝部が形成された内壁面の濡れ性を大きくすることができるので、凝縮側連結部（７２）から接続流路（３０）へ作動流体が流れ易くなる。したがって、凝縮側連結部（７２）が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

また、請求項４に記載の発明では、接続流路（３０）の内壁面のうち先端開口部（７２１）に対向する面（３００）には、当該面（３００）を荒らす粗化処理が施されていることを特徴としている。

これによれば、接続流路（３０）の内壁面のうち先端開口部（７２１）に対向する面（３００）の濡れ性を他の面より大きくすることができるので、凝縮側連結部（７２）から接続流路（３０）へ作動流体が流れ易くなる。したがって、凝縮側連結部（７２）が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

また、請求項５に記載の発明では、凝縮側連結部（７２）の内壁面のうち先端開口部（７２１）近傍の面（７２６）には、当該面（７２６）を荒らす粗化処理が施されていることを特徴としている。

これによれば、凝縮側連結部（７２）の内壁面のうち先端開口部（７２１）近傍の面（７２６）の濡れ性を他の面より大きくすることができるので、凝縮側連結部（７２）から接続流路（３０）へ作動流体が流れ易くなる。したがって、凝縮側連結部（７２）が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

また、請求項６に記載の発明では、先端部（７２０）の内壁面に溝部（７３）が設けられていることを特徴としている。

これによれば、凝縮側連結部（７２）の先端部（７２０）の濡れ性を大きくすることができるので、凝縮側連結部（７２）から接続流路（３０）へ作動流体が流れ易くなる。したがって、凝縮側連結部（７２）が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態の排熱回収器は、車両のエンジン（内燃機関）の排気系から排気ガスの排気熱を回収して、この排気熱を暖機促進等に利用するものである。

図１は、本第１実施形態に係る排熱回収器を示す概略断面図である。図１に示すように、本実施形態の排熱回収器は、蒸発部１と凝縮部２とを備えている。蒸発部１は、エンジンの排気ガスが流通する排気通路（図示せず）内に設けられている。また、蒸発部１は、排気ガスと後述する作動流体との間で熱交換を行い、作動流体を蒸発させるようになっている。なお、排気ガスが本発明の加熱流体に相当している。

凝縮部２は、排気通路の外部に設けられており、図示しないエンジンの冷却水経路内に配置される筐体２０内に設けられている。また、凝縮部２は、蒸発部１で蒸発した作動流体とエンジン冷却水との間で熱交換を行い、作動流体を凝縮させるようになっている。なお、冷却水が本発明の被加熱流体に相当している。

次に、蒸発部１の構成について説明する。

蒸発部１は、複数本の蒸発側ヒートパイプ３ａと、蒸発側ヒートパイプ３ａの外表面に接合されたコルゲートフィン４ａとを有している。蒸発側ヒートパイプ３ａは、排気ガス流れ方向（図１の紙面垂直方向）が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が鉛直方向に一致するように複数本平行に配置されている。

蒸発部１において、蒸発側ヒートパイプ３ａの長手方向（以下、蒸発側ヒートパイプ長手方向という）の両端部には、蒸発側ヒートパイプ３ａの積層方向（以下、蒸発側ヒートパイプ積層方向という）に延びて、全ての蒸発側ヒートパイプ３ａと連通する蒸発側ヘッダ５ａがそれぞれ設けられている。ここで、蒸発側ヘッダ５ａのうち、蒸発側ヒートパイプ３ａの上端側に配置される蒸発側ヘッダ５ａを第１蒸発側ヘッダ５１ａといい、蒸発側ヒートパイプ３ａの下端側に配置される蒸発側ヘッダ５ａを第２蒸発側ヘッダ５２ａという。

また、蒸発部１は、第２蒸発側ヘッダ５２ａと後述する凝縮側連結部７２とを接続するための接続流路３０を有している。接続流路３０は、蒸発側ヒートパイプ３ａと略平行に延びており、複数の蒸発側ヒートパイプ３ａと水平方向、すなわち蒸発側ヒートパイプ積層方向に並んで配置されている。

次に、凝縮部２の構成について説明する。

凝縮部２は、複数本の凝縮側ヒートパイプ３ｂと、凝縮側ヒートパイプ３ｂの外表面に接合されたコルゲートフィン４ｂとを有している。凝縮側ヒートパイプ３ｂは、排気ガス流れ方向が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が鉛直方向に一致するように複数本平行に配置されている。

凝縮部２において、凝縮側ヒートパイプ３ｂの長手方向両端部には、凝縮側ヒートパイプ３ｂの積層方向に延びて、全ての凝縮側ヒートパイプ３ｂと連通する凝縮側ヘッダ５ｂがそれぞれ設けられている。ここで、凝縮側ヘッダ５ｂのうち、凝縮側ヒートパイプ３ｂの上端側に配置される凝縮側ヘッダ５ｂを第１凝縮側ヘッダ５１ｂといい、凝縮側ヒートパイプ３ｂの下端側に配置される凝縮側ヘッダ５ｂを第２凝縮側ヘッダ５２ｂという。

また、第２凝縮側ヘッダ５２ｂ内には、弁機構６が配設されている。弁機構６は、凝縮側ヒートパイプ３ｂと、第２蒸発側ヘッダ５２ａとを接続する流路を形成するとともに、蒸発側ヒートパイプ３ａの内圧（作動流体の圧力）に応じて流路を開閉するダイアフラム式の開閉手段となっている。具体的には、弁機構６は、通常の開弁状態から、所定の作動流体温度において内圧が上昇して第１所定圧力を超えると閉弁し、逆に内圧が低下して、第１所定圧力より低い第２所定圧力を下回ると、再び開弁するように構成されている。

また、蒸発側ヘッダ５ａと凝縮側ヘッダ５ｂは、筒状の連結部７を介して連通状態に接続されている。そして、蒸発側、凝縮側ヒートパイプ３ａ、３ｂ、蒸発側、凝縮側ヘッダ５ａ、５ｂおよび連結部７によって閉ループが形成されており、これらの内部に水やアルコール等の蒸発および凝縮可能な作動流体が封入されている。これにより、作動流体は蒸発部１および凝縮部２を循環するようになっている。

ここで、２つの連結部７のうち、上方側に配置され、第１蒸発側ヘッダ５１ａと第１凝縮側ヘッダ５１ｂとを接続し、蒸発部１で蒸発した作動流体を凝縮部２に導くものを蒸発側連結部７１という。また、２つの連結部７のうち、下方側に配置され、第２蒸発側ヘッダ５２ａと第２凝縮側ヘッダ５２ｂとを接続し、凝縮部２で凝縮された作動流体を蒸発部１に導くものを凝縮側連結部７２という。

第２凝縮側ヘッダ５２ｂは、排熱回収器が水平状態の車両に搭載された際に、第２蒸発側ヘッダ５２ａより上方側になるように配置されている。また、蒸発側連結部７１および凝縮側連結部７２は、互いに平行に配置されている。凝縮側連結部７２の蒸発部１に近い側の端部は、接続流路３０に接続されている。

ここで、本実施形態の蒸発部１の詳細な構成について図２および図３に基づいて説明する。

図２は本第１実施形態における蒸発部１を示す分解斜視図で、図３は本第１実施形態における通路ユニット１１を示す拡大正面図である。図２および図３に示すように、蒸発部１は、内部を排気ガスが通過する通路ユニット１１を複数積層することにより構成されている。また、通路ユニット１１は、断面略コの字状を有し、対向するように嵌め合わされた第１、第２プレート１２１、１２２により構成されている。

より詳細には、第１、第２プレート１２１、１２２は、排気ガス流れ方向と略平行な面を有して蒸発側ヒートパイプ長手方向と略平行に延びる底面部１２１ａ、１２２ａと、底面部１２１ａ、１２２ａにおける蒸発側ヒートパイプ長手方向両端部から底面部１２１ａ、１２２ａに対して略直交する方向に突出して排気ガス流れ方向と略平行に延びる一対の側面部１２１ｂ、１２２ｂとをそれぞれ有している。そして、第１、第２プレート１２１、１２２を、側面部１２１ｂ、１２２ｂ同士が重なり合うように、対向して嵌め合わせることにより通路ユニット１１が構成されている。

また、第１、第２プレート１２１、１２２の底面部１２１ａ、１２２ａにおける排気ガス流れ方向中央部は、通路ユニット１１の内面側が凸となるように屈曲した屈曲部１２１ｃ、１２２ｃになっている。この屈曲部１２１ｃ、１２２ｃは、底面部１２１ａ、１２２ａにおける蒸発側ヒートパイプ長手方向の全域に亘って連続的に形成されている。

図３に示すように、第２プレート１２２の側面部１２２ｂにおける底面部１２２ａから遠い側の端部には、第１プレート１２１の板厚と略同一高さを有し、通路ユニット２内方側に折り曲げられた段下げ部１２２ｄと、一端側が段下げ部１２２ｄに接続され、第１プレート１２１の側面部１２１ｂと略平行に延びる受部１２２ｅとを有する受段部１２２ｆが形成されている。そして、第１プレート１２１を、第２プレート１２２の外側となるように嵌め合わせることにより、第１プレート１２１の側面部１２１ｂにおける底面部１２１ａから遠い側の端部が段下げ部１２２ｄと接するとともに、第１プレート１２１の側面部１２１ｂにおける通路ユニット１１の内方側の面が、受部１２２ｅにおける通路ユニット１１の外方側の面と接するようになっている。

第１プレート１２１の側面部１２１ｂにおける底面部１２１ａから遠い側の端部（以下、先端部１２１ｄという）は、底面部１２１ａから離れるにつれて受部１２２ｅから離れる方向に傾斜したテーパ形状となっている。このため、通路ユニット１１の外方側の面のうち蒸発側ヒートパイプ長手方向と直交する面、すなわち、通路ユニット１１の外方側の面うち各プレート１２１、１２２の側面部１２１ｂ、１２２ｂ同士で構成されている面は、溝部等のない平坦面となっている。

本実施形態では、段下げ部１２２ｄにおける通路ユニット１１の外方側の面は、側面部１２１ｂの先端部１２１ｄと対応するようなテーパ形状になっている。このため、第１、第２プレート１２１、１２２を嵌め合わせた際に、段下げ部１２２ｅと側面部１２１ｂの先端部１２１ｄとが隙間無く接触するようになっている。

また、第１、第２プレート１２１、１２２における底面部１２１ａ、１２２ａと側面部１２１ｂ、１２２ｂとの間の曲げ部１２１ｇ、１２２ｇにおいて、底面部１２１ａ、１２２ａの通路ユニット１１の外方側の表面と、側面部１２１ｂ、１２２ｂの通路ユニット１１の外方側の表面との成す角度が略直角になっている。

コルゲートフィン４ａは、各通路ユニット１１の内部に配置されているとともに、第１、第２プレート１２１、１２２の屈曲部１２１ｃ、１２２ｃの間に挟み込まれている。すなわち、各プレート１２１、１２２の屈曲部１２１ｃ、１２２ｃ同士で、コルゲートフィン４ａを保持している。

そして、図２および図３に示すように、上述の通路ユニット１１を、各プレート１２１、１２２の底面部１２１ａ、１２２ａにおける屈曲部１２１ｃ、１２２ｃを除く部位同士が接触するように複数積層することで、コア部１４が構成されている。このとき、隣接する通路ユニット１１間における屈曲部１２１ｃ、１２２ｃ同士が対向する部位に、作動流体が流通する通路である蒸発側ヒートパイプ３ａが構成されている。本実施形態では、屈曲部１２１ｃ、１２２ｃには、通路ユニット１１の外方側に突出するリブ１２１ｈが配設されており、通路ユニット１１を複数積層した際に、隣接する通路ユニット１１間のリブ１２１ｈ同士が接触するようになっている。

また、図２に示すように、コア部１４における蒸発側ヒートパイプ長手方向の両端部には、蒸発側ヒートパイプの長手方向と直交する面、すなわち第１、第２プレート１２１、１２２の側面部１２１ｂ、１２２ｂとともにタンク内空間を構成するタンク本体１３が組み付けられており、これにより蒸発側ヘッダ５ａが構成されている。タンク本体１３は、内部が空間で一面が開口した立体形状を有し、開口部を介して内部と全ての蒸発側ヒートパイプ３ａとが連通するようになっている空間形成部１３１と、空間形成部１３１の開口部の周縁部に形成されたフランジ部１３２とを有している。

フランジ部１３２は、コア部１４の蒸発側ヒートパイプ長手方向と直交する面、すなわち第１、第２プレート１２１、１２２の側面部１２１ｂ、１２２ｂと隙間無く接触するようになっている。本実施形態では、フランジ部１３２は、その排気ガス流れ方向端部がコア部１４の排気ガス流れ方向端部と対応するように、排気ガス流れ方向に延びている。

フランジ部１３２における通路ユニット１１の積層方向（以下、通路ユニット積層方向という）の両端部には、タンク本体１３をコア部１４に係止するための爪部１３３が設けられている。爪部１３３は、タンク本体１３をコア部１４に組み付けた際に、コア部１４を通路ユニット積層方向から押さえつける自己治具の役割を果たす。

コア部１４の上方側に組み付けられるタンク本体１３の空間形成部１３１には、蒸発側連結部７１が接続される蒸発側貫通孔１３４ａが形成されている。

コア部１４の下方側に組み付けられるタンク本体１３の爪部１３３のうち、凝縮部２に近い側に配置される第１爪部１３３ａは、凝縮部２から遠い側に配置される第２爪部１３３ｂより上方側に延びている。そして、第１爪部１３３ａと、この第１爪部１３３ａに対向する第１プレートの屈曲部１２１ｃとにより、接続流路３０が構成されている。そして、第１爪部１３３ａの上方側端部には、凝縮側連結部７２が接続される凝縮側貫通孔１３４ｂが形成されている。

また、コア部１４における排気ガス流れ方向両端部には、排気ガスが通過するダクトを構成する、両端が開口した筒状のダクト部１５が組み付けられている。ダクト部１５には、コア部１４側に突出し、ダクト部１５をコア部１４に係止するための係止部１５１が設けられている。

係止部１５１は、ダクト部１５をコア部１４に組み付けた際に、コア部１４およびタンク本体１３のフランジ部１３２を蒸発側ヒートパイプ長手方向から押さえつける自己治具の役割を果たす。本実施形態では、係止部１５１は、ダクト部１５より径が大きい筒状部材として構成されており、ダクト部１５と一体成形されている。そして、係止部１５１は、ダクト部１５をコア部１４に組み付けた際に、タンク本体１３のフランジ部１３２を通路ユニット積層方向全域に亘って押さえつけるようになっている。

図４は、図１のＡ部拡大図である。図１および図４に示すように、凝縮側連結部７２の蒸発部１に近い側の端部（以下、先端部７２０という）は、接続流路３０に接続されている。そして、先端部７２０には、先端開口部７２１が形成されており、凝縮側連結部７２から先端開口部７２１を介して接続流路３０に作動流体が流入するようになっている。

より詳細には、凝縮側貫通孔１３４ｂの内周縁部には、凝縮部２側に突出する筒状のバーリング部１３４ｃが形成されている。凝縮側連結部７２の先端部７２０は、凝縮側貫通孔１３４ｃ内に挿入された状態で、バーリング部１３４ｃの内壁面に接合されている。また、凝縮側連結部７２には、外方側に向かって膨出する膨出部７２５が形成されている。膨出部７２５は、先端部７２０を凝縮側貫通孔１３４ｃ内に挿入する際に、バーリング部１３４ｃの凝縮部２側の端部と干渉するようになっており、これにより凝縮側連結部７２の位置決めをすることができる。

また、凝縮側連結部７２の先端開口部７２１の開口端面は、凝縮側連結部７２の作動流体流れ方向に対して傾斜したテーパ状になっている。すなわち、先端部７２０の端面の法線が、凝縮側連結部７２の作動流体流れ方向に対して非平行になっている。また、先端部７２０は、蒸発部１に近づくにつれて流路断面積が小さくなるように形成されている。本実施形態では、先端開口部７２１の開口端面は、その上部が下部よりも蒸発部１側になるように傾斜している。

したがって、凝縮側連結部７２の先端開口部７２１の開口面積は、凝縮側連結部７２の他の部位、すなわち先端開口部７２１を除いた部位の流路断面積より大きくなっている。なお、流路断面積とは、凝縮側連結部７２の作動流体流れ方向に直交する断面の面積のことをいう。本実施形態では、凝縮側連結部７２の作動流体流れ方向は、凝縮側連結部７２の長手方向に一致している。

また、凝縮側連結部７２の先端部７２０は、接続流路３０の内壁面と部分的に接触している。本実施形態では、先端部７２０は、その上方側端部、すなわち最も蒸発部１側に配置されている部位において、接続流路３０の内壁面に接触している。先端部７２０の開口端面は、凝縮側連結部７２の管としての円形断面よりも大きな開口面積を提供するように管に対して斜めのテーパ状に形成されている。このテーパ状の開口端面が、流入補助部を提供する。

テーパ状の開口端面は、排熱回収器の設置状態において開口端面が重力方向の下方を指向するように位置付けられる。下方を指向する開口端面は、開口縁の下側部位を起点として液体が流出することを補助する。先端部７２０は、接続流路３０の内壁面、特に凝縮側連結部７２の開口方向に関して対向する壁面に近接し、さらに接触するように配置されている。この結果、開口端面は、接続流路３０の内壁面に近接して配置される。凝縮側連結部７２の開口端面を壁面に近接させた配置も、流入補助部を提供する。近接ないしは接触した開口端面は、当該部位を起点として液体が流出することを補助する。

また、接続流路３０側にも凝縮連結部７２からの流入を補助する流入補助部が形成される。この接続流路３０側の流入補助部は、例えば内壁面における液体の濡れ性を高める。この結果、凝縮連結部７２から内壁面に接触した液体が内壁面へ引き出されやすくなる。接続流路３０側の流入補助部は、例えば内壁面に設けられた粗面３００によって提供される。

具体的には、接続流路３０の内壁面のうち先端開口部７２１に対向する面は、その表面を荒らす粗化処理が施され、表面がでこぼこになった粗面３００となっている。このため、粗面３００は、接続流路３０の内壁面における他の面より表面粗度が大きくなっている。同様に、凝縮側連結部７２の内壁面のうち先端部７２０近傍の面は、その表面を荒らす粗化処理が施され、表面がでこぼこになった粗面７２６となっている。このため、粗面７２６は、凝縮側連結部７２の内壁面における他の面より表面粗度が大きくなっている。なお、このような面の粗化処理としては、サンドブラストなどによる物理的な粗化処理や、一般に知られているケミカルエッチングによる化学的な粗化処理などが挙げられる。

以上説明したように、凝縮側連結部７２の先端開口部７２１の開口端面を、凝縮側連結部７２の作動流体流れ方向に対して傾斜したテーパ状とすることで、凝縮側連結部７２の先端開口部７２１の開口面積を、凝縮側連結部７２の他の部位における流路断面積より大きくすることができる。これにより、凝縮側連結部７２の先端開口部７２１における作動流体の表面張力を低減することができるので、接続流路３０内で作動流体が沸騰し、作動流体の蒸気が凝縮側連結部７２の先端部７２０まで到達した際に、作動流体の表面張力により凝縮側連結部７２が閉塞することを抑制できる。したがって、凝縮側連結部７２が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

さらに、凝縮側連結部７２の先端部７２０を、接続流路３０の内壁面に部分的に接触させることで、凝縮側連結部７２から流入する作動流体が接続流路３０の内壁面を伝って流れるようにすることができる。これにより、凝縮側連結部７２から接続流路３０へ作動流体が流れ易くなるため、凝縮側連結部７２が閉塞されて作動流体の還流が停止することをより抑制できる。

また、接続流路３０の内壁面のうち凝縮側連結部７２の先端開口部７２１に対向する面を粗面３００とするとともに、凝縮側連結部７２の内壁面のうち先端部７２０近傍の面を粗面７２６とすることで、粗面３００、７２６の濡れ性を他の面より大きくすることができるので、凝縮側連結部７２から接続流路３０へ作動流体が流れ易くなる。したがって、凝縮側連結部７２が閉塞されて作動流体の還流が停止することをより抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５に基づいて説明する。図５は、本第２実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図である。

図５に示すように、先端部７２０の端面は、その下部が上部よりも蒸発部１側になるように傾斜している。そして、先端部７２０は、その下方側端部、すなわち最も蒸発部１側に配置されている部位において、接続流路３０の内壁面に接触している。

これにより、凝縮側連結部７２の先端開口部７２１における作動流体の表面張力を低減することができるので、接続流路３０内で作動流体が沸騰し、作動流体の蒸気が凝縮側連結部７２の先端部７２０まで到達した際に、作動流体の表面張力により凝縮側連結部７２が閉塞することを抑制できる。したがって、凝縮側連結部７２が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６に基づいて説明する。図６は、本第３実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図である。

図６に示すように、凝縮側連結部７２の先端部７２０のうち下方側端部７２２は、蒸発部１に近づくにつれて下方側に向かう方向に傾斜したテーパ面となっている。これにより、凝縮側連結部７２内の作動流体を接続流路３０側により流し易くすることができるので、凝縮側連結部７２が閉塞されて作動流体の還流が停止することをより抑制できる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７に基づいて説明する。図７は、本第４実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図である。

図７に示すように、凝縮側連結部７２の先端部７２０の端面は、排気ガス流れ方向（図７の紙面垂直方向）から見た断面が略くの字形状となるように屈曲している。すなわち、先端部７２０の端面は、先端部７２０の上方側端部に接続され、蒸発部１から遠ざかるにつれて下方側に向かう方向に傾斜した第１テーパ面７２３と、第１テーパ面７２３および先端部７２０の下方側端部に接続され、蒸発部１から遠ざかるにつれて上方側に向かう方向に傾斜した第２テーパ面７２４とを有して構成されている。

これにより、凝縮側連結部７２の先端開口部７２１における作動流体の表面張力を低減することができるので、接続流路３０内で作動流体が沸騰し、作動流体の蒸気が凝縮側連結部７２の先端部７２０まで到達した際に、作動流体の表面張力により凝縮側連結部７２が閉塞することを抑制できる。したがって、凝縮側連結部７２が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８に基づいて説明する。図８（ａ）は本第５実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図で、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

図８（ａ）に示すように、本実施形態の凝縮側連結部７２の先端部７２０は、接続流路３０の内壁面に接触していない。また、先端部７２０の端面は、凝縮側連結部７２の作動流体流れ方向（図８（ｂ）の紙面垂直方向）に直交している。

図８（ｂ）に示すように、凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍の内壁面には、凝縮側連結部７２の作動流体流れ方向と略平行に延びる溝部７３が複数形成されている。複数の溝部７３は、凝縮側連結部７２の内周全周にわたって配置されている。

これによれば、凝縮側連結部７２の先端部７２０の濡れ性を大きくすることができるので、凝縮側連結部７２から接続流路３０へ作動流体が流れ易くなる。したがって、凝縮側連結部７２が閉塞されて作動流体の還流が停止することを抑制できる。

（他の実施形態）
以上に述べた複数の実施形態において採用された流入補助部は、それぞれ単独で、あるいは組み合わせて用いることができる。

なお、上記第１〜第４実施形態では、接続流路３０の内壁面のうち凝縮側連結部７２の先端開口部７２１に対向する面、および凝縮側連結部７２の内壁面のうち先端部７２０近傍の面を、他の面より表面粗度の大きい粗面とした例について説明したが、これに限らず、粗面を設ける代わりに、溝部をそれぞれ設けてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、接続流路３０の内壁面のうち凝縮側連結部７２の先端開口部７２１に対向する面、および凝縮側連結部７２の内壁面のうち先端部７２０近傍の面の両方を粗面とした例について説明したが、いずれか一方の面のみを粗面としてもよい。また、いずれか一方の面にのみ溝部を設けてもよい。

第１実施形態に係る排熱回収器を示す概略断面図である。 第１実施形態における蒸発部１を示す分解斜視図である。 第１実施形態における通路ユニット１１を示す拡大正面図である。 図１のＡ部拡大図である。 第２実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図である。 第３実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図である。 第４実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図である。 （ａ）は第５実施形態における凝縮側連結部７２の先端部７２０近傍を示す拡大断面図で、（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 従来の排熱回収器を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 蒸発部
２ 凝縮部
３０ 接続流路
７１ 蒸発側連結部
７２ 凝縮側連結部
７３ 溝部
７２０ 先端部
７２１ 先端開口部

Claims (6)

1. 加熱流体と内部に封入された蒸発および凝縮可能な作動流体との間で熱交換を行い、前記作動流体を蒸発させる蒸発部（１）と、
   前記蒸発部（１）で蒸発した前記作動流体と被加熱流体との間で熱交換を行い、前記作動流体を凝縮させる凝縮部（２）と、
   前記蒸発部（１）で蒸発した前記作動流体を前記凝縮部（２）に導く蒸発側連結部（７１）と、
   前記凝縮部（２）で凝縮した前記作動流体を前記蒸発部（１）に導く凝縮側連結部（７２）とを備える排熱回収器であって、
   前記凝縮側連結部（７２）は水平方向に配置され、
   前記蒸発部（１）は、前記凝縮側連結部（７２）内の前記作動流体を前記蒸発部（１）内に導く接続流路（３０）を有しており、
   前記接続流路（３０）の内壁面は天地方向に配置されており、
   前記凝縮側連結部（７２）の先端部（７２０）は前記接続流路（３０）内に挿入され、
   前記接続流路（３０）には、前記先端部（７２０）に形成された先端開口部（７２１）を介して前記凝縮側連結部（７２）内の前記作動流体が流入するようになっており、
   前記先端開口部（７２１）には、前記凝縮側連結部（７２）内から前記接続流路（３０）への前記作動流体の流入を部分的に補助する流入補助部が設けられており、
   前記接続流路（３０）の天地方向の内壁面のうち前記凝縮側連結部（７２）の前記先端開口部（７２１）と対向する内壁面に、前記先端開口部（７２１）の開口端面の一部分が近接ないしは接触することで、前記流入補助部が構成されていることを特徴とする排熱回収器。
2. 前記先端開口部（７２１）の開口端面を、前記凝縮側連結部（７２）内の前記作動流体の流れ方向に対して傾斜したテーパ面とすることを特徴とする請求項１に記載の排熱回収器。
3. 前記接続流路（３０）の内壁面のうち前記先端開口部（７２１）に対向する面（３００）、および前記凝縮側連結部（７２）のうち前記先端開口部（７２１）近傍の面（７２６）のうち少なくとも一方には、溝部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の排熱回収器。
4. 前記接続流路（３０）の内壁面のうち前記先端開口部（７２１）に対向する面（３００）には、当該面（３００）を荒らす粗化処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の排熱回収器。
5. 前記凝縮側連結部（７２）の内壁面のうち前記先端開口部（７２１）近傍の面（７２６）には、当該面（７２６）を荒らす粗化処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の排熱回収器。
6. 前記先端部（７２０）の内壁面に溝部（７３）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の排熱回収器。

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