JPH0573894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、排気と水との熱交換を行なう熱交換
器を設けて排気熱を回収するようにしたエンジン
の排気系構造に関する。

（従来技術） エンジンの排気熱を回収して暖房あるいはヒー
トポンプ回路の熱源として利用する装置におい
て、排気熱回収用熱交換器を設けたエンジンの排
気系構造としては、従来から例えば実開昭60−
1911号公報に示されるごとく、排気マニホールド
をウオータジヤケツトで囲んだ構造のもの、すな
わち、排気マニホールドをその内部の気体の流通
を妨げることなく、熱交換用ケースにて包囲して
密閉空間を形成し、この密閉空間に熱媒流体を流
入および流出させるよう構成したものが知られて
いる。

ところで、熱交換器としての排気マニホールド
においては、排気が冷却され排気中の水分が凝縮
し易く、その場合、酸性度の高い凝縮水が発生す
るために、これが排気マニホールドの内に溜る
と、その内壁は腐食を受け易く壁に穴が開き易
い。また熱回収効果を高めるために、排気マニホ
ールドの排気下流側にさらに熱交換器を設けるこ
とも提案されているが、この場合には熱交換器で
の熱回収の結果、多量の凝縮水が発生し易く上記
問題点は顕著となる。

このように排気マニホールドあるいは熱交換器
の壁に穴が開くと、熱交換用の水が排気マニホー
ルドを介してエンジン内に流入したり、あるいは
排ガスが水回路に混入することになる。

また、排気通路としては、排気マニホールド、
熱交換器、サイレンサが順次接続されることにな
るが、熱交換器内で発生した凝縮水がサイレンサ
に流入してそれを腐食することがないようにする
一方、サイレンサ内で生じた凝縮水も排気上流側
の熱交換器等の内部に逆流して入らないような配
慮が必要となる。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたも
ので、熱交換器の内部に凝縮水が発生しても、そ
れを内部に溜めずに排出し、かつ、凝縮水がサイ
レンサに流入することを防止でき、また、サイレ
ンサから凝縮水が熱交換器内へ逆流入することを
防止でき、これら部品が腐食を受けることを回避
し、ひいてはエンジンの信頼性の向上を図れるエ
ンジンの排気系構造を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、排気熱を回収する熱交換器を設けて
なるエンジンの排気系構造において、エンジンの
排気通路に排気と水との熱交換を行なう熱交換器
を設け、この熱交換器の下流側の排気通路を下方
に延ばし、かつ反転して上方へ延長し、その先端
にサイレンサを接続し、さらに上記熱交換器とサ
イレンサ間の排気通路最下部に凝縮水ドレン機構
を配設したものである。

この構成により、熱交換器内に凝縮水が発生し
ても、内部に溜まることなく、凝縮水ドレン機構
を通して外部に排出され、また凝縮水がサイレン
サに流入することも防止され、しかもサイレンサ
にて発生した凝縮水が熱交換器側へ逆流入するこ
とがなくなるものである。

（実施例） 第１図、第２図および第３図はそれぞれ本発明
を実施したエンジンの後面、左側面、および右側
面を示し、１はエンジン本体、２はエンジン本体
１の側面上方に設けられ排気マニホールドの外周
を水通路で囲む構成とし排気と冷却水とが対向流
として流れる排気マニホールド熱交換器、３は上
記排気マニホールド熱交換器２の排気下流側に設
けられ排気と水との熱交換を行なう熱交換器で、
この熱交換器３はエンジン本体１の後面であつて
排気マニホールド熱交換器２の高さ位置よりも低
い位置に設けられ、しかもこの熱交換器３と排気
マニホールド熱交換器２との接続部４をエンジン
本体１の上方に位置させるとともに、熱交換器３
の排気下流側部分を下方に傾斜させている。上記
接続部４は排気マニホールド熱交換器２および熱
交換器３のそれぞれに設けたフランジ４ａ，４ｂ
をボルト５にて連結することにより構成されてい
る。

また、上記熱交換器３の傾斜下端部に設けられ
た排気出口３ｃには下方に延びる排気管６ａが接
続され、さらにこの排気管６ａの途中から分岐し
て排気管路６ｂが接続されている。７は上記排気
管６ａの最下端に連結された凝縮水ドレン機構
で、８は上記熱交換器３の上方に設けられ上記排
気管路６ｂを通つて排ガスが流入するサイレンサ
である。

上記凝縮水ドレン機構７の一実施例構成を第４
図、第５図により説明すると、円筒状のケース７
ａの下端近傍にフロート受け部７ｂが設けられ、
ケース７ａ内部にフロート７ｃが昇降自在に収納
され、このフロート７ｃと最下端のドレン排出口
７ｄとでフロートバルブが構成されている。ま
た、ケース７ａの上部近傍にはフロート７ｃがド
レンの溜まりにより所定値以上浮上した時に作動
するレベル警告用のセンサ７ｅが取付けられてい
る。

次に熱交換器３の構造について第６図〜第８図
により説明する。

熱交換器３は、排気通路として排気入口３ａ、
排気通路３ｂ、排気出口３ｃを有し、また冷却水
通路として水入口３ｄ、熱交換器コア３ｅ、戻り
水通路３ｆおよび水出口３ｇを有する。そして熱
交換器コア３ｅの外周に排気通路３ｂが位置し、
またこの排気通路３ｂの外周に戻り水通路３ｆが
位置し、排気と水とは三層構造にて熱交換し得る
構成とされている。また、排気入口３ａと水出口
３ｇとは共にフランジ４ｂ部分に設けられ排気マ
ニホールド熱交換器２側のフランジ４ａに連結さ
れている。

そして、排気の流れは、排気マニホールド熱交
換器２から接続部４を介して熱交換器３の排気入
口３ａ、排気通路３ｂ、排気出口３ｃを経て排気
管６ａ、排気管路６ｂを通過し、サイレンサ８の
入口８ａより排気口８ｂに至るものとなる。ま
た、冷却水の流れは、熱交換器３の水入口３ｄか
ら熱交換器コア３ｅ、戻り水通路３ｆ、水出口３
ｇを経て、接続部４を介して排気マニホールド熱
交換器２に流入し、さらにこの排気マニホールド
熱交換器２から水管路９ａ（第２図）、ウオータポ
ンプ１０を経てエンジン本体１の内部のウオータ
ジヤケツトに流入し、さらにサーモスタツトおよ
び水管路９ｂを経て水出口９ｃに至るものであ
る。

次に上記実施例構成の作用を説明する。

冷却水は熱交換器３の水入口３ｄより流入し、
熱交換器３および排気マニホールド熱交換器２に
て排気と熱交換し、排気熱を回収するとともに、
エンジン本体１内のウオータジヤケツト内に流入
してエンジンを冷却し、高温となつて水が水出口
９ｃより流出する。この温水をエンジンとは別に
設けた放熱器に送り室内の暖房用の熱源として利
用し、あるいは図示していないが、エンジン本体
１の出力軸にて駆動されるヒートポンプ冷媒回路
における冷媒加圧用コンプレツサを駆動し、この
ヒートポンプ冷媒回路における室外側の熱交換器
の熱源として利用する。このように温水が熱源と
して利用され、冷却された水が再び熱交換器３の
水入口３ｄに流入するようになつている。

ここに熱交換器３において、高温の排ガスは排
気入口３ａより流入し、排気通路３ｂを通過し、
熱交換器コア３ｅおよび戻り水通路３ｆ内を流通
する水との熱交換がなされる。このとき排ガスが
熱交換器コア３ｅ内を通過する冷却水により冷却
されることにより、多量の凝縮水が発生し易い
が、本発明では発生した凝縮水は凝縮水ドレン機
構７を通して逐次、確実に外部に排出される。し
たがつて熱交換器３内に酸性度の高い凝縮水が溜
まることはなく、熱交換器コア３ｅ等が腐食を受
けることを回避できる。このため熱交換器コア３
ｅ等が腐食を受けて穴が開き、冷却水の排気通路
３ｂ中に漏出し、あるいは排ガスが水回路に流入
するといつたことは防止される。

これに加えて本実施例では熱交換器３と排気マ
ニホールド熱交換器２との接続部４を熱交換器３
の上方に位置させるとともに、熱交換器３を排気
下流側すなわち排気出口３ｃ側を下方に傾斜させ
て設けているので、冷却水が排気マニホールド熱
交換器２側に流入し、エンジンの燃焼室内に逆流
するようなことが防止できる構成とされている。

また、本発明では排気系が熱交換器３の排気出
口３ｃより下方に延びる排気管６ａを通り、か
つ、反転して上方へ延びる排気管路６ｂを通つて
サイレンサ８に入るように配設されているので、
熱交換器３で発生した凝縮水は最下部の凝縮水ド
レン機構７にて排出され、したがつて凝縮水がサ
イレンサ８へ流入することはなく、また、同様に
サイレンサ８で発生した凝縮水も凝縮水ドレン機
構７にて排出され、熱交換器３側へ逆流入するこ
とは防止される。したがつて排気系の各部品の凝
縮水の溜まりによる腐食発生を防止することがで
きる。

なお、上記実施例では熱交換器３が排気と冷却
水との三層構造のものを示したが、単に排ガスと
冷却水とが対向流となる二層のものであつてもよ
い。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、エンジンの排気
通路に排気と水との熱交換を行なう熱交換器を設
け、この熱交換器の下流側排気通路を下方に延ば
し、かつ反転して上方へ延長し、その先端にサイ
レンサを設け、かつ熱交換器とサイレンサ間の排
気通路最下部に凝縮水ドレン機構を設けたことに
より、熱交換器やサイレンサに発生した凝縮水を
確実に外部へ排出することができ、これら排気系
部品の凝縮水による腐食発生を効果的に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排気系構造を実施したエンジ
ンの後面図、第２図は同エンジンの左側面図、第
３図は右側面図、第４図は凝縮水ドレン機構の一
実施例構成を示す断面図、第５図は同上面図、第
６図は同排気系構造における熱交換器の上面図、
第７図は第６図−線断面図、第８図は第６図
の−線断面図である。 １……エンジン本体、２……排気マニホールド
熱交換器、３……熱交換器、３ｃ……排気出口、
６ａ……排気管、６ｂ……排気管路、７……凝縮
水ドレン機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 排気熱を回収する熱交換器を設けてなるエン
   ジンの排気系構造において、エンジンの排気通路
   に排気と水との熱交換を行なう熱交換器を設け、
   この熱交換器の下流側の排気通路を下方に延ば
   し、かつ反転して上方へ延長し、その先端にサイ
   レンサを接続し、さらに上記熱交換器とサイレン
   サ間の排気通路最下部に凝縮水ドレン機構を配設
   したことを特徴とするエンジンの排気系構造。