具体实施方式

〔实施方式的汽车用余热回收装置〕

本发明的实施方式的汽车用余热回收装置1如图1～图7所示的那样具备基体2，该基体2具有大致筒形的流体导入部21、大致筒形的流体导出部22和在流体导入部21与流体导出部22之间设置的鼓出部23，供第一流体流通。鼓出部23以在内部形成较宽的空间的方式向外侧鼓出，基体2作为整体形成为在中间部具有凸起的大致管状。图示例的基体2以大致筒形的流体导入部21的轴线和大致筒形的流体导出部22的轴线大致一致的方式形成，鼓出部23形成为从流体导入部21和流体导出部22向一方向的侧方突出。

基体2通过将一对半体24a、24b接合而形成。半体24a、24b呈现将基体2沿流体导入部21和流体导出部22的轴线方向及鼓出部23的突出方向分割成两个的形状，半体24a和半体24b为大致相同的形状且大致相同的大小。本实施方式的一对半体24a、24b以在后述的扁平流通管5m、5n的管路方向上对齐的方式接合。

半体24a和半体24b的对齐部分在流体导入部21的上游侧的端部和流体导出部22的下游侧的端部处端面相互抵接，并且在中间部分以嵌合部241a和被嵌合部241b高度不同且向外侧鼓起的方式形成嵌合部241a和被嵌合部241b，嵌合部241a嵌合于被嵌合部241b的内部。并且，该抵接的端面和嵌合部241a与被嵌合部241b的重叠面或者被嵌合部241b的端部利用激光焊接等进行焊接而将半体24a与半体24b接合，作为基体2进行一体化。

在基体2的与鼓出部23对应的壁部25中，以向内侧凹陷的方式在预定位置形成有安置部251，将后述的隔板3定位并安置于安置部251。安置部251在半体24a和半体24b中分别形成，设于基体2的两侧。并且，在基体2的与鼓出部23对应的两侧的壁部25·25、换言之一个半体24a的壁部25和另一个半体24b的壁部25上，以架设后述的倾动阀4的轴部42的方式将后述的倾动阀4的轴部42支承成能够倾动。

并且，在基体2的与鼓出部23对应的两侧的壁部25·25、换言之一个半体24a的壁部25和另一个半体24b的壁部25上分别设有第一流体的流动方向的上游侧的贯通孔26m·26m和下游侧的贯通孔26n、26n。贯通孔26m、26n是沿大致管状的基体2的管路方向延伸的细长孔，形成于偏向鼓出部23的突出方向的位置。

一个半体24a的上游侧的贯通孔26m和另一个半体24b的上游侧的贯通孔26m分别在与第一流体的流动方向大致垂直的方向上隔开间隔地、换言之在鼓出部23鼓出的方向上隔开间隔地并排设置多个，在壁部25·25的对应的位置设置多对贯通孔26m·26m。一个半体24a的下游侧的贯通孔26n和另一个半体24b的下游侧的贯通孔26n也分别在与第一流体的流动方向大致垂直的方向上隔开间隔地、换言之在鼓出部23鼓出的方向上隔开间隔地并排设置多个，在壁部25·25的对应的位置设置多对贯通孔26n·26n。

而且，下游侧的贯通孔26n中的第一流体的流动方向的上游侧的端部261n设置成以相对于第一流体的流动方向与上游侧的贯通孔26m不重叠的方式配置。后述的扁平流通管5m、5n设置成以架设在上游侧的贯通孔26m·26m和下游侧的贯通孔26n、26n中的方式插入，扁平流通管5m、5n的两端部分别与上游侧的贯通孔26m·26m和下游侧的贯通孔26n、26n嵌合并焊接于贯通孔26m、26n的周边。

在鼓出部23的内部，将鼓出部23的内部大致划分成热交换路ER和迂回路DR的隔板3沿在基体2中流通的第一流体的流动方向延伸设置。图示例的隔板3为大致矩形的托盘形状，以托盘的凹陷侧为流体导入部21、流体导出部22侧的方式配置，以其两侧的侧壁31·31的凹部311·311与安置部251·251卡合的方式安置而定位。定位了的隔板3设于比流体导入部21、流体导出部22的管路更偏向鼓出部23的突出侧的位置。

隔板3通过侧壁31·31利用激光焊接等与基体2的壁部25·25接合而固定于基体2，以架设在半体24a、24b彼此之间的方式设置隔板3。需要说明的是，也可以为在半体24a·24b的壁部25·25上形成所需的狭缝、并将隔板3的侧壁31·31推到该狭缝处并利用塞焊或角焊进行固定的结构等。

在隔板3的第一流体的流动方向的上游侧设有能够以将在基体2中流通的第一流体的流动限制于热交换路ER和迂回路DR中的任一个的方式进行切换的倾动阀4。倾动阀4由大致舌片状的阀板41和在阀板41的根部固定的轴部42构成，架设在半体24a、24b彼此之间并支承成能够倾动。在从另一个半体24b向外侧突出的倾动阀4的轴部42的部分设有驱动板43和安装成与从驱动板43向外侧突出的突起431卡合的热执行器44的驱动杆441，倾动阀4通过驱动杆441的往复动作而经由驱动板43倾动并进行开闭。图示例的热执行器44对应于与第二流体相当的被加热流体在进行了热交换之后从后述的配管74导出的结构，以能够检测从扁平流通管5n流出的被加热流体的温度的方式与配管74相邻地配置。需要说明的是，倾动阀4也可以为在隔板3的下游侧设置的结构。

在比隔板3更偏向鼓出部23的突出方向的位置，供与第一流体进行热交换的第二流体流通的具有扁平管的形状的上游侧的扁平流通管5m和下游侧的扁平流通管5n架设在半体24a、24b彼此之间。扁平流通管5m、5n以相对于大致管状的基体2的管路方向即第一流体的流动方向形成角度的方式延伸设置，在本实施方式中设置成相对于第一流体的流动方向沿大致直角延伸。并且，扁平流通管5m、5m的扁平面分别设置成沿着第一流体的流动方向。

第一流体的流动方向的上游侧的扁平流通管5m在与第一流体的流动方向大致垂直的方向上隔开间隔地并排设置多个，换言之在鼓出部23鼓出的方向上隔开间隔地并排设置多个，用多个并排设置的扁平流通管5m构成上游侧的扁平流通管组。第一流体的流动方向的下游侧的扁平流通管5n也在与第一流体的流动方向大致垂直的方向上隔开间隔地并排设置多个，换言之在鼓出部23鼓出的方向上隔开间隔地并排设置多个，用多个并排设置的扁平流通管5n构成下游侧的扁平流通管组。

而且，下游侧的扁平流通管组的扁平流通管5n中的第一流体的流动方向的上游侧的端部51n设置成以在第一流体的流动方向上与上游侧的扁平流通管组的扁平流通管5m不重叠的方式配置。并且，上游侧的扁平流通管组和下游侧的扁平流通管组、或者上游侧的扁平流通管组的各个扁平流通管5m和下游侧的扁平流通管组的各个扁平流通管5n以在热交换路ER中流通的第一流体在周围流动的方式设置。

需要说明的是，图示例的扁平流通管5m、5n为分别通过将剖视下大致コ字形的一个板52和另一个板53在厚度方向上隔开间隔地相对配置而形成，并且使对扁平流路管5m、5n的厚度进行支承的支承部54为沿着管路方向的凸状形状并向内侧突出且在扁平流通管5m、5n的宽度方向上彼此隔开间隔地设置多个的结构，获得能够促进在扁平流通管5m、5n的内侧流动的第二流体的流动的乱流化、热交换效率，提高扁平流通管5m、5n与后述的传热翅片6之间的固定强度，提高耐冲击性、耐用性的效果，不过本发明中的上游侧的扁平流通管和下游侧的扁平流通管的结构除此以外在本发明的宗旨的范围内是随意的。

在扁平流通管5m、5n的管路方向上隔开预定间隔地外插设置多个传热翅片6，通过传热翅片6而使热交换的传热面积增加。在传热翅片6的每个插通孔61中形成有锥形边62，扁平流路管5m、5n分别插入于传热翅片6的插通孔61，由传热翅片6的锥形边62进行压入保持。换言之，通过锥形边62的压入保持，将各个传热翅片6固定于上游侧的扁平流通管5m和下游侧的扁平流通管5n。并且，由扁平流通管5m构成的上游侧的扁平流通管组和由扁平流通管5n构成的下游侧的扁平流通管组为一起插通于同一传热翅片6并且在上游侧的扁平流通管组和所述下游侧的扁平流通管组延伸的管路方向上隔开间隔地并排设置多个传热翅片6的结构。

在另一个半体24b中的上游侧的贯通孔26m和下游侧的贯通孔26n的外侧设有用于导入、导出在扁平流通管5m、5n中流通的第二流体的大致托盘状的分区单元7。分区单元7具备上游侧的扁平流通管组的每个扁平流通管5m的一端开口开放的第一分区部71和下游侧的扁平流通管组的每个扁平流通管5n的一端开口开放并与第一分区部71分区的第二分区部72，在第一分区部71的空间和第二分区部72的空间中分别连通设置扁平流通管5m、5n。

在第一分区部71的连接孔711上连接配管73，在第二分区部72的连接孔721上连接配管74。配管73和配管74中的任一方为将进行热交换的第二流体从外部导入的导入管，另一方为将热交换完毕的第二流体向外部导出的导出管，将第二流体从外部向第一分区部71和第二分区部72中的任一方导入，将第二流体从第一分区部71和第二分区部72中的另一方向外部导出。分区单元7以沿着基体2的另一个半体24b的方式配置并利用焊接等固定于基体2或另一个半体24b。

在一个半体24a中的上游侧的贯通孔26m和下游侧的贯通孔26n的外侧设有以使上游侧的扁平流通管组与下游侧的扁平流通管组之间进行U形转弯的方式构成供第二流体流通的流路的大致托盘状的U形转弯分区部8。在U形转弯分区部8中，上游侧的扁平流通管组的每个扁平流通管5m的另一端开口开放，并且下游侧的扁平流通管组的每个扁平流通管5n的另一端开口开放，在U形转弯分区部8的空间中分别连通设置扁平流通管5m、5n。U形转弯分区部8以沿着基体2的一个半体24a的方式配置并利用焊接等固定于基体2或一个半体24a。

在本实施方式的汽车用余热回收装置1中，例如将基体2与汽车的内燃机的排气管路连接而使作为第一流体的加热流体即排气在基体2中流通。并且，使例如作为第二流体的冷却水、油、空气等被加热流体在扁平流通管5m、5n中流通。并且，在倾动阀4为开状态时，如图7的双点划线箭头那样排气在基体2的迂回路DR中流通。需要说明的是，图中的27是在基体2内设置的接受开状态的倾动阀4的阀板41的接受部。

并且，在因第二流体的被加热流体的温度下降至预定温度以下等而热执行器44使倾动阀4为闭状态时，如图7的粗线箭头那样限制排气向与隔板3的扁平流通管5m、5n的配置侧相反的一侧流动，排气在基体2的热交换路ER中流通，将排气向隔板3的扁平流通管5m、5n及传热翅片6的配置侧引导，加热在扁平流通管5m、5n之间进行U形转弯并流动的冷却水等被加热流体而进行热交换。

此时，下游侧的扁平流通管组的扁平流通管5n中的排气的流动方向的上游侧的端部51n配置成在排气的流动方向上与上游侧的扁平流通管组的扁平流通管5m不重叠，因此在上游侧的扁平流通管5m、下游侧的扁平流通管5n中均进行高效率的热交换。然后，在热执行器44检测到被加热并导出的被加热流体的温度变成预定温度以上时，热执行器44使倾动阀4为开状态而使排气在迂回路DR中流通，停止与被加热流体之间的热交换。

根据本实施方式的汽车用余热回收装置1，通过使扁平流通管5m、5n的扁平面沿着第一流体的流动方向并隔开间隔地并排设置多个扁平流通管5m、5n，能够使热交换面积增加。而且，通过使下游侧的扁平流通管5n中的第一流体的流动方向的上游侧的端部51n不与上游侧的扁平流通管5m重叠，能够使与第二流体之间的温度差较大的第一流体触碰下游侧的扁平流通管5n而提高热交换性能。因此，能够显著提高热交换效率。并且，通过第二流体在上游侧的扁平流通管组与下游侧的扁平流通管组之间进行U形转弯并流通的构造，能够将冷却水等进行热交换的流体向与导入侧相同的一侧导出，能够提高汽车用余热回收装置1在车辆内的设置部位的自由度。并且，通过该扁平流通管5m、5n的扁平形状、配置，能够降低在基体2中流通的第一流体的压力损失，确保顺畅的第一流体的流动，尤其在将第一流体设为汽车的内燃机的排气的情况下，还能够通过压力损失的降低而降低内燃机的背压，提高内燃机的排气效率、进气效率、燃烧效率。

并且，通过在上游侧的扁平流通管组和下游侧的扁平流通管组延伸的管路方向上隔开间隔地设置多个传热翅片6，能够进一步提高热交换效率。并且，通过将上游侧的扁平流通管组和下游侧的扁平流通管组插通于同一传热翅片6，能够利用传热翅片6的安装而容易地将上游侧的扁平流通管组和下游侧的扁平流通管组组装成一体。

并且，通过第一分区部71和第二分区部72，能够简单地进行第二流体相对于上游侧的扁平流通管组和下游侧的扁平流通管组的导入、导出。并且，通过U形转弯分区部8，不需要使上游侧的每个扁平流通管5m错开沿扁平流通管5m的层叠方向的位置而与下游侧的扁平流通管5n连接等复杂的构造，能够简化使第二流体U形转弯的构造，降低成本。并且，从上游侧或下游侧的扁平流通管组的每个扁平流通管5m或扁平流通管5n导出的第二流体在U形转弯分区部8的内部混合，因此能够促进乱流化、搅拌而抑制温度不均，进一步提高热交换效率。

并且，通过将一对半体24a、24b以在扁平流通管5m、5n的管路方向上对齐的方式接合来形成基体2，使每个扁平流通管5m、5n的两端部分别与一个半体24a的贯通孔26m、26n和另一个半体24b的贯通孔26m、26n嵌合并焊接，由此能够相对于一对半体24a、24b、基体2而容易且可靠地定位扁平流通管5m、5n，将扁平流通管5m、5n在架设的状态下固定。

并且，在通过将一对半体24a、24b以在扁平流通管5m、5n的管路方向上对齐的方式接合来形成基体2的构造中，使设置于一个半体24a的对齐部分的嵌合部241a与设置于另一个半体24b的对齐部分的被嵌合部241b嵌合，由此能够将一个半体24a和另一个半体24b定位于准确的位置而对齐，能够实现制造作业的容易化、成品率的提高。

并且，在基体2中设置鼓出部23和隔板3而划分形成热交换路ER和迂回路DR，利用倾动阀4的切换来使第一流体的流动在热交换路ER与迂回路DR之间进行切换，由此能够以较少的零件件数来形成具有能够切换的热交换路ER和迂回路DR的汽车用余热回收装置1。因此，零件的接合部位变少，能够提高制造效率，并且能够减少零件的成本、接合作业的成本而降低制造成本。并且，由于零件件数较少，所以能够使汽车用余热回收装置1轻量化，通过轻量化而能够改善汽车的燃油经济性。

并且，通过将隔板3、倾动阀4和扁平流通管5m、5n架设在一对半体24a、24b彼此之间的构造，能够与使一对半体24a、24b在扁平流通管5m、5n的管路方向上相互对齐的作业相联系而容易将隔板3、倾动阀4、扁平流通管5m、5n设置于基体2。

〔本说明书公开的发明的包含范围〕

本说明书公开的发明除了作为发明而列举的各发明、实施方式以外，还包含在能够适用的范围内将这些中的部分内容变更成本说明书公开的其他的内容而确定的发明、或者在这些内容中添加本说明书公开的其他的内容而确定的发明、或者在获得部分作用效果的限度内将这些中的部分内容删除来进行上位概念化而确定的发明。并且，本说明书公开的发明也包含下述变形例、补写的内容。

例如本发明的汽车用余热回收装置中的基体是随意的，并不限定于上述实施方式中的将一对半体24a、24b以在扁平流通管5m、5n的管路方向上对齐的方式接合的结构，另外本发明的汽车用余热回收装置也包括具有仅具备热交换路而不具备能够向热交换路ER和迂回路DR切换的构造的基体的发明。

并且，在上述实施方式的汽车用余热回收装置1中，形成为设有能够简化使第二流体U形转弯的构造的U形转弯分区部8的结构，不过能够以使上游侧的扁平流通管组与下游侧的扁平流通管组之间进行U形转弯的方式构成供第二流体流通的流路的适当的构造都包含于本发明的汽车用余热回收装置。并且，只要下游侧的扁平流通管组的扁平流通管中的第一流体的流动方向的上游侧的端部设置成在第一流体的流动方向上与上游侧的扁平流通管组的扁平流通管不重叠，则本发明的汽车用余热回收装置包含任意的结构，包含例如与上游侧的扁平流通管彼此之间的间隔相比下游侧的扁平流通管的厚度较大的结构或者与上游侧的扁平流通管彼此之间的间隔相比下游侧的扁平流通管的厚度较小的结构等。

并且，在本发明的汽车用余热回收装置中，使第二流体U形转弯而将第二流体向与导入侧相同的一侧导出的结构在形成为利用一次U形转弯将第二流体导出的构造时，能够简化汽车用余热回收装置的构造，能够在更节省的空间中设置，因此优选，不过也能够形成为进行三次、五次等多次奇数次的U形转弯而将第二流体向与导入侧相同的一侧导出的结构。

并且，本发明的汽车用余热回收装置中的第一流体、第二流体只要将任一方设为加热流体并将另一方设为被加热流体即可，都包含于本发明。而且，该加热流体、被加热流体的种类是随意的，例如加热流体可以为除排气以外的液体、蒸汽等。

工业实用性

本发明能够利用于例如从汽车的内燃机的排气回收余热的情况等。

附图标记说明

1…汽车用余热回收装置 2…基体 21…流体导入部 22…流体导出部 23…鼓出部 24a、24b…半体 241a…嵌合部 241b…被嵌合部 25…壁部 251…安置部 26m、26n…贯通孔 261n…上游侧的端部 27…接受部 3…隔板 31…侧壁 311…凹部 4…倾动阀 41…阀板 42…轴部 43…驱动板 431…突起 44…热执行器 441…驱动杆 5m、5n…扁平流通管51n…上游侧的端部 52、53…板 54…支承部 6…传热翅片 61…插通孔 62…锥形边 7…分区单元 71…第一分区部 711…连接孔 72…第二分区部 721…连接孔 73、74…配管8…U形转弯分区部 ER…热交换路 DR…迂回路。