排熱回収装置、排気ガス浄化システム及び排熱回収装置の製造方法
【課題】構造が単純で製造し易く、しかも確実に下流側の排気ガスの熱を上流側の排気ガスに熱伝達できる排熱回収装置と、この排熱回収装置を用いて、内燃機関等の排気ガス通路に配置された排気ガス処理装置で発生した熱を、上流側の排気ガスに確実に伝達できる排気ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】高熱伝導率の平板又は波板の第１板状部材５１と高熱伝導率の波板の第２板状部材５２に排気ガス通過用の孔５１ａ、５２ａを設けて、これらの板状部材５１、５２を重ね合わせて同芯状に巻き込んだコア構造の前部コア部１１と後部コア部１２と、この間に挟まれたガス遮断部材１３とを筒状のケース１４で収納し、該ケース１４の軸方向の端部に第１ガス入口１５と第１ガス出口１６を設け、前記前部コア部１１の外周側に第２ガス出口１７を、前記後部コア部１２の外周側に第２ガス入口１８を設けて構成する。
【解決手段】高熱伝導率の平板又は波板の第１板状部材５１と高熱伝導率の波板の第２板状部材５２に排気ガス通過用の孔５１ａ、５２ａを設けて、これらの板状部材５１、５２を重ね合わせて同芯状に巻き込んだコア構造の前部コア部１１と後部コア部１２と、この間に挟まれたガス遮断部材１３とを筒状のケース１４で収納し、該ケース１４の軸方向の端部に第１ガス入口１５と第１ガス出口１６を設け、前記前部コア部１１の外周側に第２ガス出口１７を、前記後部コア部１２の外周側に第２ガス入口１８を設けて構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃燃機関等の排気ガス通路に配置された触媒等の排気ガス処理装置で発生した熱を、この排気ガス処理装置から上流側に伝達する排熱回収装置と、この排熱回収装置を備えた排気ガス浄化システムと、排熱回収装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガス浄化用触媒を排気管内に設置したエンジンでは、この触媒における発熱により、排気ガス温度が、触媒入口側よりも触媒出口側のほうが高くなることがある。一方、市街地走行時のディーゼルエンジンでは、排気ガス浄化用の触媒の温度は２００℃程度と比較的低いため、触媒をより高い温度にすることで触媒活性が上がり、排気ガスの浄化効率が向上することが知られているが、従来の排気ガス浄化システムの構成では、触媒における発熱で排気ガスの温度が上昇しても、この熱を利用することなく、大気中に排出していた。
【０００３】
これに関連して、触媒の昇温や保温を効率的に行うために、ＰＭフィルタの排気上流側の排気管と排気下流側の排気管との間に、排気下流側の熱を回収して蓄熱し、蓄えた熱をその排気上流側の排気ガスに伝達する熱交換器を介設した内燃機関の排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この熱交換器は回転型蓄熱式熱交換器であり、蓄熱時間と放熱時間が交互に存在するため、熱伝達が間歇となり、しかも、ＰＭフィルタの前後配管を熱交換器に接続するために広いスペースを必要とし、また、配管が曲がる部分が多くなり配管抵抗も大きくなる。その上、回転型蓄熱式熱交換器は、製造が難しく、コスト高となり、また、装置が回転駆動するため、装置の信頼性が低下するという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−３８９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、構造が単純で製造し易く、しかも確実に下流側の排気ガスの熱を上流側の排気ガスに熱伝達できる排熱回収装置と、この排熱回収装置を用いて、内燃機関等の排気ガス通路に配置された触媒等の排気ガス処理装置で発生した熱を、上流側の排気ガスに確実に伝達できる排気ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような目的を達成するための排熱回収装置は、少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排熱回収装置において、高熱伝導率の平板又は波板で構成される第１板状部材と高熱伝導率の波板で形成される第２板状部材のそれぞれに排気ガス通過用の孔を設けて、この第１板状部材と第２板状部材を重ね合わせて同芯状に巻き込んで形成されたコア構造の前部コア部と後部コア部と、この両者の間に挟まれたガス遮断部材とを筒状のケースで収納して構成され、該ケースの軸方向の端部に第１ガス入口と第１ガス出口を設けると共に、該ケースの前記前部コア部の外周側に、軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス出口を設け、該ケースの前記後部コア部の外周側に、該ケースの軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス入口を設けて構成する。
【０００７】
この高熱伝導率とは金属と同等な熱伝導率のことを言い、２０℃で、１５〜４５０Ｗ／ｍ・Ｋ（１２．９〜３８７ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の熱伝導率とすることが好ましい。また、外筒となるケースは、両端と、２分割したコア構造に対応して設けられた側面の２ヶ所の、合わせて４箇所の開口部を有する構造であり、このケースの中に同芯状コア構造の前部コア部と後部コア部を挿入して配置して排熱回収装置とする。
【０００８】
この構成によれば、高熱伝導率の第１板状部材と第２板状部材とにより、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。その上に、排熱回収装置の構造が単純で製造が容易となり、また、駆動部分が無いので故障が少なく、装置としての信頼性が高い。
【０００９】
上記の排熱回収装置において、前記前部コア部又は前記後部コア部の少なくとも一方に触媒を担持させて形成する。これにより、前部コア部又は後部コア部の少なくとも一方を排気ガス処理用の触媒装置として使用できるようになる。例えば、酸化触媒（ＤＯＣ）として使用する場合には、貴金属触媒をコーティングする。
【００１０】
上記の排熱回収装置において、前記ガス遮蔽部材が、平板で形成された前記第１板状部材の前記孔を避けた位置で、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間に前記第２板状部材を前部と後部に分割して配置されて、前記第１板状部材と前記第２板状部材と共に同芯状に巻き込まれた、前記第２部材の波板と同じ高さの芯部材で形成される。
【００１１】
この構成は、ステンレス箔等の平板と波板を重ねて、同芯状に巻き込んだコア構造の応用であり、孔の開いた平板と、同じく孔の開いた波板で前後に２分割したものを用い、この２つの波板の間に波板と同じ高さを持つ芯線や平棒や針金等の芯部材を配置して、同芯状に巻き込んだコア構造とするものである。この芯部材と第１板状部材と第２板状部材との接合は蝋付けや溶接、溶着等で行うことができる。
【００１２】
この構成によれば、第１板状部材は連通し、第２板状部材がガス遮蔽部材である芯線で２分割された前部コア部と後部コア部となるので、連通した第１板状部材により確実且つ効率よく熱伝達できる。また、ガス遮蔽部材の芯線も金属等の高熱伝導率の材料で形成すると、第２板状部材とガス遮蔽部材経由でも効率よく熱伝導することができる。
【００１３】
あるいは、上記の排熱回収装置において、前記ガス遮蔽部材を、円盤状の板状部材で形成し、前記前部コア部と前記後部コア部の間に設けて構成する。この構成によれば、製造が著しく容易となる。このガス遮蔽部材と前部コア部と後部コア部との接合は蝋付けや溶接、溶着等で行うことができる。
【００１４】
上記の目的を達成するための排気ガス浄化システムは、少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排気ガス浄化システムにおいて、上記の排熱回収装置を備えて構成される。
【００１５】
この構成によれば、比較的簡単な構成で、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。
【００１６】
上記の排気ガス浄化システムにおいて、発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記第２ガス出口と前記第２ガス入口の間に配設して、排気ガスが、前記排熱回収装置の前記第１ガス入口、前記前部コア部、前記第２ガス出口を経由して、前記排気ガス処理装置に流入し、更に、前記排熱回収装置の前記第２ガス入口、前記後部コア部、前記第１ガス出口を経由して流れるように構成する。
【００１７】
この構成によれば、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。
【００１８】
あるいは、上気の排気ガス浄化システムにおいて、発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記後部コア部で形成する。これは後部コア部に触媒を担持させたり、ＰＭを捕集できるような材料を詰めたりすることで形成することができる。この構成によれば、排気ガス処理装置と排熱回収装置とが兼用となるので、排気ガス浄化システムを単純化することができる。
【００１９】
上記の排熱回収装置及び排気ガス浄化システムにおける排気ガス処理装置としては、酸化触媒装置（ＤＯＣ）、選択的還元触媒装置（ＳＣＲ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置（ＬＮＴ）、触媒付きフィルタ装置（ＣＳＦ）、触媒を担持しないフィルタ装置（ＤＰＦ）、炭化水素吸蔵触媒装置（ＨＣトラップ）の一つ又は幾つかの組合せで形成することができる。
【００２０】
また、本発明の排熱回収装置の製造方法は、メタル製の孔開き平板である第１板状部材とメタル製の孔開き波板である第２板状部材を積層したものを同芯状に巻き込む際に、前記第２板状部材を巻き込む際の軸方向に関して２分割し、この２つの第２板状部材の間に、この第２板状部材と同じ高さを持つ芯部材を配置し、前記第１板状部材と前記第２板状部材と前記芯部材同芯状に巻き込んで円筒形状のコア構造を形成し、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２とを接合し、接合後に、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２を外筒となるケースに収納し、前後端の２ヶ所と外筒側面の軸方向の２ヶ所との合わせて４ヶ所に開口部を設け、このケースに前記コア構造を挿入して固定することを特徴とする。この製造方法によれば、比較的単純な工程で容易に排熱回収装置を製造できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る排熱回収装置及び排気ガス浄化システムによれば、高熱伝導率の第１板状部材と第２板状部材とにより、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。その上、排熱回収装置の構造が単純で製造が容易となり、また、駆動部分が無いので故障が少なく、装置としての信頼性が高いものとなる。
【００２２】
また、本発明に係る排熱回収装置の製造方法によれば、比較的単純な工程で容易に排熱回収装置を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態の排熱回収装置、排気ガス浄化システム及び排熱回収装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１に示すように、排熱回収装置１０は、排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を排気ガス処理装置の上流側で排気ガスＧに伝達する装置である。この排熱回収装置１０は、コア構造の前部コア部１１と同じくコア構造の後部コア部１２と、この両者の間に挟まれたガス遮断部材１３とを筒状のケース１４に収納して構成される。
【００２５】
このケース１４の軸方向（コア構造の芯が延びている方向）の端部に前部入口（第１ガス入口）１５と後部出口（第１ガス出口）１６を設けると共に、ケース１４の前部コア部１１の外周側に、ケース１４の軸方向と交差する方向に排気ガスＧが流れる前部出口（第２ガス出口）１７を設け、このケース１４の後部コア部１２の外周側に、ケース１４の軸方向と交差する方向に排気ガスＧが流れる後部入口（第２ガス入口）１８を設けて構成する。
【００２６】
つまり、外筒となるケース１４は、両端の２ヶ所と、２分割したコア部１１、１２に対応して設けられた側面の２ヶ所との合わせて４ヶ所の開口部１５、１６、１７、１８を有する構造であり、このケースの１４中に同芯状コア構造の前部コア部１１と後部コア部１２をガス遮蔽部材１３を挟んだ状態で配置した構造となる。
【００２７】
次に、排熱回収装置１０の製造方法について説明する。この前部コア部１１と後部コア部１２のコア構造は、図２に示すように、メタル製の孔開き平板である第１板状部材５１とメタル製の孔開き波板である第２板状部材５２を積層して、チャンネル５３間を流通可能にした構造を用いることができる。この第２板状部材５２の波のピッチは例えば１ｍｍ程度に整形される。また、孔５１ａ、５２ａの径としては、１ｍｍより小さいものから、１０ｍｍに近いものまで種々の大きさを用いることができる。
【００２８】
この板状部材５１、５２としては、排気ガスの高熱に耐えられるように、例えば、厚さ３０μｍ〜５０μｍのステンレス薄板を用いる。このステンレス薄板は、メタル担体触媒に一般的に使用されており、熱伝導率は１６Ｗ／ｍＫ〜２１Ｗ／ｍＫ（１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃〜１８ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。なお、板状部材５１、５２としては、高い熱伝導率を持つ材料が好ましく加工が容易な金属材料が好ましいが、その他の材料であっても高い熱伝導率を持つ材料で使用することができる。
【００２９】
この平板の第１板状部材５１と波板の第２板状部材５２を積層したものを同芯状に巻き込んで円筒状に構成するが、図３の展開図に示すように、波板である第２板状部材５２を巻き込む際の軸方向に関して２分割した上で、この２つの波板５２、５２の間に、波板５２と同じ高さを持つ芯部材である芯線１３ａを配置する。この芯線１３ａと第１板状部材５１や第２板状部材５２との接合を蝋付けや溶接、溶着等で行う。図４に平板の第１板状部材５１と波板の第２板状部材５２の積層状態を示し、図５に芯線１３ａの配置状態を示す。なお、芯線の替わりに平棒又は針金を用いてもよい。
【００３０】
この状態で、第１板状部材５１、第２板状部材５２及び芯線１３ａを同芯状に巻き込んで、図６に示すようなコア構造を形成する。この時に、巻き上がり時のコア長さＬ、平板の幅をＬｆ、波板の幅をＬｗ１、Ｌｗ２、芯線の幅をＢとすると、Ｌ＝Ｌｆ＝Ｌｗ１＋Ｂ＋Ｌｗ２となる。巻き上げた後に、芯線１３ａの周囲で平板の第１板状部材５１と波板の第２板状部材５２を合わせて蝋付けにより固定する。
【００３１】
この円筒状の前部コア部１１と後部コア部１２をスチール製の外筒であるケース１４に挿入、蝋付けして構成する。このケース１４には、図１に示すように、一般的な触媒構造での開口部と同じケース１４の前後端の２ヶ所と、今回特有の外筒側面の軸方向の２ヶ所との合わせて４ヶ所の開口部１５、１６、１７、１８を設けて形成する。この側面開口部である前部出口１７と後部入口１８は各々が２分割して巻き込まれた波板の第２板状部材１５で形成された前部コア部１１と後部コア部１２のそれぞれのケース１１の軸方向での中央付近に当たる部分に形成する。これにより、排熱回収装置１０が完成する。
【００３２】
この製造方法で製造されたコア構造によれば、第１板状部材５１は連通し、第２板状部材５２がガス遮蔽部材１３である芯線１３ａで２分割された前部コア部１１と後部コア部１２となるので、連通した第１板状部材５１により確実且つ効率よく熱伝達できる。また、ガス遮蔽部材１３の芯線１３ａを金属等の高熱伝導率の材料で形成すると、第２板状部材５２とガス遮蔽部材１３経由でも効率よく熱伝導することができる。
【００３３】
また、図６に示すようなコア構造の別の製造方法としては、ガス遮蔽部材１３を、円盤状の板状部材で形成し、それぞれ別体として形成したコア構造の前部コア部１１と後部コア部１２の間に設けて、構成する。この構成によれば、製造が著しく容易となる。このガス遮蔽部材１３と前部コア部１１と後部コア部１２との接合は蝋付けや溶接、溶着等で行う。この構成によっても、接合を熱伝導が良い状態になるように行えば、下流側の高温の排気ガスが通過する後部コア部１２から、上流側の低温の排気ガスが通過する前部コア部１１に熱伝達を確実に行うことができる。
【００３４】
なお、前部コア部１１又は後部コア部１２の少なくとも一方において、触媒をコーティングして形成する。例えば、酸化触媒（ＤＯＣ）として使用する場合には、貴金属触媒をコーティングする。これにより、この部分を排気ガス処理用の触媒装置として使用できるようになる。
【００３５】
上記の構成の排熱回収装置１０では、図１に示すように、前部入口１５に流入した排気ガスＧは前部コア部１１と後部コア部１２との境においてガス遮蔽部材１３により、後部出口１６方向への流れが遮断されるので、平板の第１板状部材５１及び波板の第２板状部材５２に設けた孔５１ａ、５２ａを通過して前部出口１７に流出する。同様に、後部入口１８より流入する排気ガスは、後部出口１５より排出する。なお、逆方向の流れも同様となる。
【００３６】
次に、上記の排熱回収装置１０を用いた排気ガス浄化システムについて説明する。図７及び図８に示すように、この排気ガス浄化システム１は、エンジン（内燃機関）の排気ガスＧが前部入口１５に流入するように、排気管（図示しない）が接続される。また、前部出口１７と後部入口１８との間に適宜、排気ガス処理に際して発熱する排気ガス浄化処理装置１９、２０（図７及び図８では２個）を設けて、それぞれをＵ字形状の配管２１を用いて接続する。また、後部出口１６に必要に応じて排気消音管（図示しない）を設けた排気管（図示しない）を接続し、浄化された排気ガスＧｃが大気中に放出されるように構成する。
【００３７】
つまり、発熱する排気ガス処理装置１９、２０を、排熱回収装置１０の前部出口１７と後部入口１８の間に配設して、排気ガスＧが、排熱回収装置１０の前部入口１５、前部コア部１１、前部出口１７を経由して、排気ガス処理装置１９、２０に流入し、更に、排熱回収装置１０の後部入口１８、後部コア部１２、後部出口１５を経由して流れるように構成する。
【００３８】
また、排熱回収装置１０の後部コア部１２に触媒を担持させたり、ＰＭを捕集できるような材料を詰めたりして後部コア部１２で発熱する排気ガス処理装置を形成した場合には、排気ガス処理装置と排熱回収装置１０とが兼用となるので、排気ガス浄化システムを単純化することができる。
【００３９】
また、発熱する排気ガス処理装置１９、２０としては、酸化触媒装置（ＤＯＣ）、選択的還元触媒装置（ＳＣＲ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置（ＬＮＴ）、触媒付きフィルタ装置（ＣＳＦ）、触媒を担持しないフィルタ装置（ＤＰＦ）、炭化水素吸蔵触媒装置（ＨＣトラップ）の一つ又は幾つかの組合せが考えられる。
【００４０】
上記の構成の排気ガス浄化装置１０によれば、高熱伝導率の第１板状部材５１と第２板状部材５２とにより、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の下流側の排気ガスＧが通過する後部コア部１２から、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の上流側の排気ガスＧが通過する前部コア部１１に熱伝達を確実に行うことができる。その上に、排熱回収装置１０の構造が単純で製造が容易となり、また、駆動部分が無いので故障が少なく、装置としての信頼性が高くなる。
【００４１】
また、上記の構成の排気ガス浄化システム１によれば、排熱回収装置１０及び排気ガス処理装置１９、２０に流入する排気ガスＧ中に、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）のような触媒反応で発熱する成分があると、流入する排気ガスＧの温度よりも、排気ガス処理装置１９、２０から流出する排気ガスＧの温度の方が高くなる。
【００４２】
従って、この排熱回収装置１０において、後部入口１８より後部出口１６に至る部分の後部コア部１２の方が、前部入口１５より前部出口１７に至る部分の前部コア部１１よりもより高い温度の排気ガスに晒されることになる。排熱回収装置１０の前部コア部１１と後部コア部１２は、金属製の一枚の平板等の第１板状部材で熱伝導による熱伝達が高いように構成されており、熱伝達が極めてよいので、より高い温度の排気ガスに晒されている後部コア部１２より、低い温度の排気ガスに晒されている前部コア部１１に向かうに黒矢印Ｈの熱の流れができる。
【００４３】
この結果として、前部コア部１１は流入する排気ガスＧよりも温度が高くなるので、流入する排気ガスＧの温度を上げることができる。即ち、排気ガス処理装置１９、２０で発熱により上昇した、排気ガス処理装置１９、２０から竜する排気ガスＧの熱（排熱）を回収して、排気ガス処理装置１９、２０に流入する排気ガスに与えることができる。
【００４４】
従って、比較的簡単な構成で、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の下流側の排気ガスＧが通過する後部コア部１２から、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の上流側の排気ガスＧが通過する前部コア部１１に熱伝達を確実に行うことができる。
【００４５】
また、本発明に係る排熱回収装置の製造方法によれば、比較的単純な工程で容易に排熱回収装置を製造できる。
【００４６】
なお、本発明に係る排気ガス浄化システムによれば、状況にもよるが、流入排気ガス温度の上昇分として、１５０℃〜３００℃程度の温度上昇も見込めると考えられる。一方、市外地走行におけるディーゼルエンジン車の排気温度は２００℃程度であり、また、多くの触媒の活性が発揮され始める温度は、この温度領域である。そのため、少なくとも５０℃〜１００℃程度の温度上昇があれば、触媒の活性のよい温度帯で触媒を使用することができるため、本発明の排気ガス浄化システムを採用することで、触媒をより高い温度に維持することが可能となり、触媒における浄化率を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】孔開き平板と孔あき波板の重なり構造を模式的に示す図である。
【図３】コア構造を展開した様子を模式的に示す図である。
【図４】図３のＡ部分の拡大図である。
【図５】図３のＢ部分の拡大図である。
【図６】前部コア部と後部コア部とガス遮蔽部材の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 排気ガス浄化システム
１０ 排熱回収装置
１１ 前部コア部
１２ 後部コア部
１３ ガス遮断部材
１３ａ 芯線（芯部材）
１４ ケース
１５ 前部入口（第１ガス入口）
１６ 後部出口（第１ガス出口）
１７ 前部出口（第２ガス出口）
１８ 後部入口（第２ガス入口）
１９、２０ 排気ガス浄化処理装置
２１ Ｕ字形状の配管
５１ 第１板状部材
５１ａ、５２ａ 孔
５２ 第２板状部材
５３ チャンネル
Ｇ 排気ガス
Ｇｃ 浄化された排気ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃燃機関等の排気ガス通路に配置された触媒等の排気ガス処理装置で発生した熱を、この排気ガス処理装置から上流側に伝達する排熱回収装置と、この排熱回収装置を備えた排気ガス浄化システムと、排熱回収装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガス浄化用触媒を排気管内に設置したエンジンでは、この触媒における発熱により、排気ガス温度が、触媒入口側よりも触媒出口側のほうが高くなることがある。一方、市街地走行時のディーゼルエンジンでは、排気ガス浄化用の触媒の温度は２００℃程度と比較的低いため、触媒をより高い温度にすることで触媒活性が上がり、排気ガスの浄化効率が向上することが知られているが、従来の排気ガス浄化システムの構成では、触媒における発熱で排気ガスの温度が上昇しても、この熱を利用することなく、大気中に排出していた。
【０００３】
これに関連して、触媒の昇温や保温を効率的に行うために、ＰＭフィルタの排気上流側の排気管と排気下流側の排気管との間に、排気下流側の熱を回収して蓄熱し、蓄えた熱をその排気上流側の排気ガスに伝達する熱交換器を介設した内燃機関の排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この熱交換器は回転型蓄熱式熱交換器であり、蓄熱時間と放熱時間が交互に存在するため、熱伝達が間歇となり、しかも、ＰＭフィルタの前後配管を熱交換器に接続するために広いスペースを必要とし、また、配管が曲がる部分が多くなり配管抵抗も大きくなる。その上、回転型蓄熱式熱交換器は、製造が難しく、コスト高となり、また、装置が回転駆動するため、装置の信頼性が低下するという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−３８９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、構造が単純で製造し易く、しかも確実に下流側の排気ガスの熱を上流側の排気ガスに熱伝達できる排熱回収装置と、この排熱回収装置を用いて、内燃機関等の排気ガス通路に配置された触媒等の排気ガス処理装置で発生した熱を、上流側の排気ガスに確実に伝達できる排気ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような目的を達成するための排熱回収装置は、少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排熱回収装置において、高熱伝導率の平板又は波板で構成される第１板状部材と高熱伝導率の波板で形成される第２板状部材のそれぞれに排気ガス通過用の孔を設けて、この第１板状部材と第２板状部材を重ね合わせて同芯状に巻き込んで形成されたコア構造の前部コア部と後部コア部と、この両者の間に挟まれたガス遮断部材とを筒状のケースで収納して構成され、該ケースの軸方向の端部に第１ガス入口と第１ガス出口を設けると共に、該ケースの前記前部コア部の外周側に、軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス出口を設け、該ケースの前記後部コア部の外周側に、該ケースの軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス入口を設けて構成する。
【０００７】
この高熱伝導率とは金属と同等な熱伝導率のことを言い、２０℃で、１５〜４５０Ｗ／ｍ・Ｋ（１２．９〜３８７ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の熱伝導率とすることが好ましい。また、外筒となるケースは、両端と、２分割したコア構造に対応して設けられた側面の２ヶ所の、合わせて４箇所の開口部を有する構造であり、このケースの中に同芯状コア構造の前部コア部と後部コア部を挿入して配置して排熱回収装置とする。
【０００８】
この構成によれば、高熱伝導率の第１板状部材と第２板状部材とにより、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。その上に、排熱回収装置の構造が単純で製造が容易となり、また、駆動部分が無いので故障が少なく、装置としての信頼性が高い。
【０００９】
上記の排熱回収装置において、前記前部コア部又は前記後部コア部の少なくとも一方に触媒を担持させて形成する。これにより、前部コア部又は後部コア部の少なくとも一方を排気ガス処理用の触媒装置として使用できるようになる。例えば、酸化触媒（ＤＯＣ）として使用する場合には、貴金属触媒をコーティングする。
【００１０】
上記の排熱回収装置において、前記ガス遮蔽部材が、平板で形成された前記第１板状部材の前記孔を避けた位置で、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間に前記第２板状部材を前部と後部に分割して配置されて、前記第１板状部材と前記第２板状部材と共に同芯状に巻き込まれた、前記第２部材の波板と同じ高さの芯部材で形成される。
【００１１】
この構成は、ステンレス箔等の平板と波板を重ねて、同芯状に巻き込んだコア構造の応用であり、孔の開いた平板と、同じく孔の開いた波板で前後に２分割したものを用い、この２つの波板の間に波板と同じ高さを持つ芯線や平棒や針金等の芯部材を配置して、同芯状に巻き込んだコア構造とするものである。この芯部材と第１板状部材と第２板状部材との接合は蝋付けや溶接、溶着等で行うことができる。
【００１２】
この構成によれば、第１板状部材は連通し、第２板状部材がガス遮蔽部材である芯線で２分割された前部コア部と後部コア部となるので、連通した第１板状部材により確実且つ効率よく熱伝達できる。また、ガス遮蔽部材の芯線も金属等の高熱伝導率の材料で形成すると、第２板状部材とガス遮蔽部材経由でも効率よく熱伝導することができる。
【００１３】
あるいは、上記の排熱回収装置において、前記ガス遮蔽部材を、円盤状の板状部材で形成し、前記前部コア部と前記後部コア部の間に設けて構成する。この構成によれば、製造が著しく容易となる。このガス遮蔽部材と前部コア部と後部コア部との接合は蝋付けや溶接、溶着等で行うことができる。
【００１４】
上記の目的を達成するための排気ガス浄化システムは、少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排気ガス浄化システムにおいて、上記の排熱回収装置を備えて構成される。
【００１５】
この構成によれば、比較的簡単な構成で、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。
【００１６】
上記の排気ガス浄化システムにおいて、発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記第２ガス出口と前記第２ガス入口の間に配設して、排気ガスが、前記排熱回収装置の前記第１ガス入口、前記前部コア部、前記第２ガス出口を経由して、前記排気ガス処理装置に流入し、更に、前記排熱回収装置の前記第２ガス入口、前記後部コア部、前記第１ガス出口を経由して流れるように構成する。
【００１７】
この構成によれば、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。
【００１８】
あるいは、上気の排気ガス浄化システムにおいて、発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記後部コア部で形成する。これは後部コア部に触媒を担持させたり、ＰＭを捕集できるような材料を詰めたりすることで形成することができる。この構成によれば、排気ガス処理装置と排熱回収装置とが兼用となるので、排気ガス浄化システムを単純化することができる。
【００１９】
上記の排熱回収装置及び排気ガス浄化システムにおける排気ガス処理装置としては、酸化触媒装置（ＤＯＣ）、選択的還元触媒装置（ＳＣＲ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置（ＬＮＴ）、触媒付きフィルタ装置（ＣＳＦ）、触媒を担持しないフィルタ装置（ＤＰＦ）、炭化水素吸蔵触媒装置（ＨＣトラップ）の一つ又は幾つかの組合せで形成することができる。
【００２０】
また、本発明の排熱回収装置の製造方法は、メタル製の孔開き平板である第１板状部材とメタル製の孔開き波板である第２板状部材を積層したものを同芯状に巻き込む際に、前記第２板状部材を巻き込む際の軸方向に関して２分割し、この２つの第２板状部材の間に、この第２板状部材と同じ高さを持つ芯部材を配置し、前記第１板状部材と前記第２板状部材と前記芯部材同芯状に巻き込んで円筒形状のコア構造を形成し、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２とを接合し、接合後に、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２を外筒となるケースに収納し、前後端の２ヶ所と外筒側面の軸方向の２ヶ所との合わせて４ヶ所に開口部を設け、このケースに前記コア構造を挿入して固定することを特徴とする。この製造方法によれば、比較的単純な工程で容易に排熱回収装置を製造できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る排熱回収装置及び排気ガス浄化システムによれば、高熱伝導率の第１板状部材と第２板状部材とにより、発熱する排気ガス処理装置の下流側の排気ガスが通過する後部コア部から、発熱する排気ガス処理装置の上流側の排気ガスが通過する前部コア部に熱伝達を確実に行うことができる。その上、排熱回収装置の構造が単純で製造が容易となり、また、駆動部分が無いので故障が少なく、装置としての信頼性が高いものとなる。
【００２２】
また、本発明に係る排熱回収装置の製造方法によれば、比較的単純な工程で容易に排熱回収装置を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態の排熱回収装置、排気ガス浄化システム及び排熱回収装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１に示すように、排熱回収装置１０は、排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を排気ガス処理装置の上流側で排気ガスＧに伝達する装置である。この排熱回収装置１０は、コア構造の前部コア部１１と同じくコア構造の後部コア部１２と、この両者の間に挟まれたガス遮断部材１３とを筒状のケース１４に収納して構成される。
【００２５】
このケース１４の軸方向（コア構造の芯が延びている方向）の端部に前部入口（第１ガス入口）１５と後部出口（第１ガス出口）１６を設けると共に、ケース１４の前部コア部１１の外周側に、ケース１４の軸方向と交差する方向に排気ガスＧが流れる前部出口（第２ガス出口）１７を設け、このケース１４の後部コア部１２の外周側に、ケース１４の軸方向と交差する方向に排気ガスＧが流れる後部入口（第２ガス入口）１８を設けて構成する。
【００２６】
つまり、外筒となるケース１４は、両端の２ヶ所と、２分割したコア部１１、１２に対応して設けられた側面の２ヶ所との合わせて４ヶ所の開口部１５、１６、１７、１８を有する構造であり、このケースの１４中に同芯状コア構造の前部コア部１１と後部コア部１２をガス遮蔽部材１３を挟んだ状態で配置した構造となる。
【００２７】
次に、排熱回収装置１０の製造方法について説明する。この前部コア部１１と後部コア部１２のコア構造は、図２に示すように、メタル製の孔開き平板である第１板状部材５１とメタル製の孔開き波板である第２板状部材５２を積層して、チャンネル５３間を流通可能にした構造を用いることができる。この第２板状部材５２の波のピッチは例えば１ｍｍ程度に整形される。また、孔５１ａ、５２ａの径としては、１ｍｍより小さいものから、１０ｍｍに近いものまで種々の大きさを用いることができる。
【００２８】
この板状部材５１、５２としては、排気ガスの高熱に耐えられるように、例えば、厚さ３０μｍ〜５０μｍのステンレス薄板を用いる。このステンレス薄板は、メタル担体触媒に一般的に使用されており、熱伝導率は１６Ｗ／ｍＫ〜２１Ｗ／ｍＫ（１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃〜１８ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。なお、板状部材５１、５２としては、高い熱伝導率を持つ材料が好ましく加工が容易な金属材料が好ましいが、その他の材料であっても高い熱伝導率を持つ材料で使用することができる。
【００２９】
この平板の第１板状部材５１と波板の第２板状部材５２を積層したものを同芯状に巻き込んで円筒状に構成するが、図３の展開図に示すように、波板である第２板状部材５２を巻き込む際の軸方向に関して２分割した上で、この２つの波板５２、５２の間に、波板５２と同じ高さを持つ芯部材である芯線１３ａを配置する。この芯線１３ａと第１板状部材５１や第２板状部材５２との接合を蝋付けや溶接、溶着等で行う。図４に平板の第１板状部材５１と波板の第２板状部材５２の積層状態を示し、図５に芯線１３ａの配置状態を示す。なお、芯線の替わりに平棒又は針金を用いてもよい。
【００３０】
この状態で、第１板状部材５１、第２板状部材５２及び芯線１３ａを同芯状に巻き込んで、図６に示すようなコア構造を形成する。この時に、巻き上がり時のコア長さＬ、平板の幅をＬｆ、波板の幅をＬｗ１、Ｌｗ２、芯線の幅をＢとすると、Ｌ＝Ｌｆ＝Ｌｗ１＋Ｂ＋Ｌｗ２となる。巻き上げた後に、芯線１３ａの周囲で平板の第１板状部材５１と波板の第２板状部材５２を合わせて蝋付けにより固定する。
【００３１】
この円筒状の前部コア部１１と後部コア部１２をスチール製の外筒であるケース１４に挿入、蝋付けして構成する。このケース１４には、図１に示すように、一般的な触媒構造での開口部と同じケース１４の前後端の２ヶ所と、今回特有の外筒側面の軸方向の２ヶ所との合わせて４ヶ所の開口部１５、１６、１７、１８を設けて形成する。この側面開口部である前部出口１７と後部入口１８は各々が２分割して巻き込まれた波板の第２板状部材１５で形成された前部コア部１１と後部コア部１２のそれぞれのケース１１の軸方向での中央付近に当たる部分に形成する。これにより、排熱回収装置１０が完成する。
【００３２】
この製造方法で製造されたコア構造によれば、第１板状部材５１は連通し、第２板状部材５２がガス遮蔽部材１３である芯線１３ａで２分割された前部コア部１１と後部コア部１２となるので、連通した第１板状部材５１により確実且つ効率よく熱伝達できる。また、ガス遮蔽部材１３の芯線１３ａを金属等の高熱伝導率の材料で形成すると、第２板状部材５２とガス遮蔽部材１３経由でも効率よく熱伝導することができる。
【００３３】
また、図６に示すようなコア構造の別の製造方法としては、ガス遮蔽部材１３を、円盤状の板状部材で形成し、それぞれ別体として形成したコア構造の前部コア部１１と後部コア部１２の間に設けて、構成する。この構成によれば、製造が著しく容易となる。このガス遮蔽部材１３と前部コア部１１と後部コア部１２との接合は蝋付けや溶接、溶着等で行う。この構成によっても、接合を熱伝導が良い状態になるように行えば、下流側の高温の排気ガスが通過する後部コア部１２から、上流側の低温の排気ガスが通過する前部コア部１１に熱伝達を確実に行うことができる。
【００３４】
なお、前部コア部１１又は後部コア部１２の少なくとも一方において、触媒をコーティングして形成する。例えば、酸化触媒（ＤＯＣ）として使用する場合には、貴金属触媒をコーティングする。これにより、この部分を排気ガス処理用の触媒装置として使用できるようになる。
【００３５】
上記の構成の排熱回収装置１０では、図１に示すように、前部入口１５に流入した排気ガスＧは前部コア部１１と後部コア部１２との境においてガス遮蔽部材１３により、後部出口１６方向への流れが遮断されるので、平板の第１板状部材５１及び波板の第２板状部材５２に設けた孔５１ａ、５２ａを通過して前部出口１７に流出する。同様に、後部入口１８より流入する排気ガスは、後部出口１５より排出する。なお、逆方向の流れも同様となる。
【００３６】
次に、上記の排熱回収装置１０を用いた排気ガス浄化システムについて説明する。図７及び図８に示すように、この排気ガス浄化システム１は、エンジン（内燃機関）の排気ガスＧが前部入口１５に流入するように、排気管（図示しない）が接続される。また、前部出口１７と後部入口１８との間に適宜、排気ガス処理に際して発熱する排気ガス浄化処理装置１９、２０（図７及び図８では２個）を設けて、それぞれをＵ字形状の配管２１を用いて接続する。また、後部出口１６に必要に応じて排気消音管（図示しない）を設けた排気管（図示しない）を接続し、浄化された排気ガスＧｃが大気中に放出されるように構成する。
【００３７】
つまり、発熱する排気ガス処理装置１９、２０を、排熱回収装置１０の前部出口１７と後部入口１８の間に配設して、排気ガスＧが、排熱回収装置１０の前部入口１５、前部コア部１１、前部出口１７を経由して、排気ガス処理装置１９、２０に流入し、更に、排熱回収装置１０の後部入口１８、後部コア部１２、後部出口１５を経由して流れるように構成する。
【００３８】
また、排熱回収装置１０の後部コア部１２に触媒を担持させたり、ＰＭを捕集できるような材料を詰めたりして後部コア部１２で発熱する排気ガス処理装置を形成した場合には、排気ガス処理装置と排熱回収装置１０とが兼用となるので、排気ガス浄化システムを単純化することができる。
【００３９】
また、発熱する排気ガス処理装置１９、２０としては、酸化触媒装置（ＤＯＣ）、選択的還元触媒装置（ＳＣＲ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置（ＬＮＴ）、触媒付きフィルタ装置（ＣＳＦ）、触媒を担持しないフィルタ装置（ＤＰＦ）、炭化水素吸蔵触媒装置（ＨＣトラップ）の一つ又は幾つかの組合せが考えられる。
【００４０】
上記の構成の排気ガス浄化装置１０によれば、高熱伝導率の第１板状部材５１と第２板状部材５２とにより、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の下流側の排気ガスＧが通過する後部コア部１２から、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の上流側の排気ガスＧが通過する前部コア部１１に熱伝達を確実に行うことができる。その上に、排熱回収装置１０の構造が単純で製造が容易となり、また、駆動部分が無いので故障が少なく、装置としての信頼性が高くなる。
【００４１】
また、上記の構成の排気ガス浄化システム１によれば、排熱回収装置１０及び排気ガス処理装置１９、２０に流入する排気ガスＧ中に、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）のような触媒反応で発熱する成分があると、流入する排気ガスＧの温度よりも、排気ガス処理装置１９、２０から流出する排気ガスＧの温度の方が高くなる。
【００４２】
従って、この排熱回収装置１０において、後部入口１８より後部出口１６に至る部分の後部コア部１２の方が、前部入口１５より前部出口１７に至る部分の前部コア部１１よりもより高い温度の排気ガスに晒されることになる。排熱回収装置１０の前部コア部１１と後部コア部１２は、金属製の一枚の平板等の第１板状部材で熱伝導による熱伝達が高いように構成されており、熱伝達が極めてよいので、より高い温度の排気ガスに晒されている後部コア部１２より、低い温度の排気ガスに晒されている前部コア部１１に向かうに黒矢印Ｈの熱の流れができる。
【００４３】
この結果として、前部コア部１１は流入する排気ガスＧよりも温度が高くなるので、流入する排気ガスＧの温度を上げることができる。即ち、排気ガス処理装置１９、２０で発熱により上昇した、排気ガス処理装置１９、２０から竜する排気ガスＧの熱（排熱）を回収して、排気ガス処理装置１９、２０に流入する排気ガスに与えることができる。
【００４４】
従って、比較的簡単な構成で、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の下流側の排気ガスＧが通過する後部コア部１２から、発熱する排気ガス処理装置１９、２０の上流側の排気ガスＧが通過する前部コア部１１に熱伝達を確実に行うことができる。
【００４５】
また、本発明に係る排熱回収装置の製造方法によれば、比較的単純な工程で容易に排熱回収装置を製造できる。
【００４６】
なお、本発明に係る排気ガス浄化システムによれば、状況にもよるが、流入排気ガス温度の上昇分として、１５０℃〜３００℃程度の温度上昇も見込めると考えられる。一方、市外地走行におけるディーゼルエンジン車の排気温度は２００℃程度であり、また、多くの触媒の活性が発揮され始める温度は、この温度領域である。そのため、少なくとも５０℃〜１００℃程度の温度上昇があれば、触媒の活性のよい温度帯で触媒を使用することができるため、本発明の排気ガス浄化システムを採用することで、触媒をより高い温度に維持することが可能となり、触媒における浄化率を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】孔開き平板と孔あき波板の重なり構造を模式的に示す図である。
【図３】コア構造を展開した様子を模式的に示す図である。
【図４】図３のＡ部分の拡大図である。
【図５】図３のＢ部分の拡大図である。
【図６】前部コア部と後部コア部とガス遮蔽部材の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 排気ガス浄化システム
１０ 排熱回収装置
１１ 前部コア部
１２ 後部コア部
１３ ガス遮断部材
１３ａ 芯線（芯部材）
１４ ケース
１５ 前部入口（第１ガス入口）
１６ 後部出口（第１ガス出口）
１７ 前部出口（第２ガス出口）
１８ 後部入口（第２ガス入口）
１９、２０ 排気ガス浄化処理装置
２１ Ｕ字形状の配管
５１ 第１板状部材
５１ａ、５２ａ 孔
５２ 第２板状部材
５３ チャンネル
Ｇ 排気ガス
Ｇｃ 浄化された排気ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排熱回収装置において、
高熱伝導率の平板又は波板で構成される第１板状部材と高熱伝導率の波板で形成される第２板状部材のそれぞれに排気ガス通過用の孔を設けて、この第１板状部材と第２板状部材を重ね合わせて同芯状に巻き込んで形成されたコア構造の前部コア部と後部コア部と、この両者の間に挟まれたガス遮断部材とを筒状のケースで収納して構成され、
該ケースの軸方向の端部に第１ガス入口と第１ガス出口を設けると共に、該ケースの前記前部コア部の外周側に、軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス出口を設け、該ケースの前記後部コア部の外周側に、該ケースの軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス入口を設けたことを特徴とする排熱回収装置。
【請求項２】
前記前部コア部又は前記後部コア部の少なくとも一方に触媒を担持させて形成することを特徴とする請求項１記載の排熱回収装置。
【請求項３】
前記ガス遮蔽部材が、平板で形成された前記第１板状部材の前記孔を避けた位置で、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間に前記第２板状部材を前部と後部に分割して配置されて、前記第１板状部材と前記第２板状部材と共に同芯状に巻き込まれた、前記第２部材の波板と同じ高さの芯部材で形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の排熱回収装置。
【請求項４】
前記ガス遮蔽部材を、円盤状の板状部材で形成し、前記前部コア部と前記後部コア部の間に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の排熱回収装置。
【請求項５】
少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排気ガス浄化システムにおいて、請求項１、２、３又は４記載の排熱回収装置を備えたことを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項６】
発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記第２ガス出口と前記第２ガス入口の間に配設して、排気ガスが、前記排熱回収装置の前記第１ガス入口、前記前部コア部、前記第２ガス出口を経由して、前記排気ガス処理装置に流入し、更に、前記排熱回収装置の前記第２ガス入口、前記後部コア部、前記第１ガス出口を経由して流れるように構成したことを特徴とする請求項５記載の排気ガス浄化システム。
【請求項７】
発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記後部コア部で形成したことを特徴とする請求項５記載の排気ガス浄化システム。
【請求項８】
排熱回収装置の製造方法であって、メタル製の孔開き平板である第１板状部材とメタル製の孔開き波板である第２板状部材を積層したものを同芯状に巻き込む際に、前記第２板状部材を巻き込む際の軸方向に関して２分割し、この２つの第２板状部材の間に、この第２板状部材と同じ高さを持つ芯部材を配置し、前記第１板状部材と前記第２板状部材と前記芯部材同芯状に巻き込んで円筒形状のコア構造を形成し、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２とを接合し、接合後に、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２を外筒となるケースに収納し、前後端の２ヶ所と外筒側面の軸方向の２ヶ所との合わせて４ヶ所に開口部を設け、このケースに前記コア構造を挿入して固定することを特徴とする排熱回収装置の製造方法。
【請求項１】
少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排熱回収装置において、
高熱伝導率の平板又は波板で構成される第１板状部材と高熱伝導率の波板で形成される第２板状部材のそれぞれに排気ガス通過用の孔を設けて、この第１板状部材と第２板状部材を重ね合わせて同芯状に巻き込んで形成されたコア構造の前部コア部と後部コア部と、この両者の間に挟まれたガス遮断部材とを筒状のケースで収納して構成され、
該ケースの軸方向の端部に第１ガス入口と第１ガス出口を設けると共に、該ケースの前記前部コア部の外周側に、軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス出口を設け、該ケースの前記後部コア部の外周側に、該ケースの軸方向と交差する方向に排気ガスが流れる第２ガス入口を設けたことを特徴とする排熱回収装置。
【請求項２】
前記前部コア部又は前記後部コア部の少なくとも一方に触媒を担持させて形成することを特徴とする請求項１記載の排熱回収装置。
【請求項３】
前記ガス遮蔽部材が、平板で形成された前記第１板状部材の前記孔を避けた位置で、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間に前記第２板状部材を前部と後部に分割して配置されて、前記第１板状部材と前記第２板状部材と共に同芯状に巻き込まれた、前記第２部材の波板と同じ高さの芯部材で形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の排熱回収装置。
【請求項４】
前記ガス遮蔽部材を、円盤状の板状部材で形成し、前記前部コア部と前記後部コア部の間に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の排熱回収装置。
【請求項５】
少なくとも一つの排気ガス処理中に発熱する排気ガス処理装置で発生する熱を回収して、この回収した熱を前記排気ガス処理装置の上流側で排気ガスに伝達する排気ガス浄化システムにおいて、請求項１、２、３又は４記載の排熱回収装置を備えたことを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項６】
発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記第２ガス出口と前記第２ガス入口の間に配設して、排気ガスが、前記排熱回収装置の前記第１ガス入口、前記前部コア部、前記第２ガス出口を経由して、前記排気ガス処理装置に流入し、更に、前記排熱回収装置の前記第２ガス入口、前記後部コア部、前記第１ガス出口を経由して流れるように構成したことを特徴とする請求項５記載の排気ガス浄化システム。
【請求項７】
発熱する前記排気ガス処理装置を、前記排熱回収装置の前記後部コア部で形成したことを特徴とする請求項５記載の排気ガス浄化システム。
【請求項８】
排熱回収装置の製造方法であって、メタル製の孔開き平板である第１板状部材とメタル製の孔開き波板である第２板状部材を積層したものを同芯状に巻き込む際に、前記第２板状部材を巻き込む際の軸方向に関して２分割し、この２つの第２板状部材の間に、この第２板状部材と同じ高さを持つ芯部材を配置し、前記第１板状部材と前記第２板状部材と前記芯部材同芯状に巻き込んで円筒形状のコア構造を形成し、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２とを接合し、接合後に、前記芯部材と前記第１板状部材と前記第２板状部材５２を外筒となるケースに収納し、前後端の２ヶ所と外筒側面の軸方向の２ヶ所との合わせて４ヶ所に開口部を設け、このケースに前記コア構造を挿入して固定することを特徴とする排熱回収装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２９３４３９（Ｐ２００９−２９３４３９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４５９５９（Ｐ２００８−１４５９５９）
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]