[发明专利]排气热回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆例如汽车的排气热回收装置。

背景技术

公知的是，利用热管原理来回收从车辆引擎的排气系统排放的废气的热量，并将所回收的热量用于其它目的例如对引擎加温。例如，日本未审查的专利申请公布No.62-268722描述了一种用于利用来自引擎的废气的热量来加热引擎冷却剂的排气热回收装置。具体地，具有热管的蒸发单元设置在引擎排气管中，废气流过该引擎排气管，具有热管的冷凝单元设置在引擎冷却剂回路中，引擎冷却剂流过该引擎冷却剂回路。

作为另一例子，日本未审查专利申请公布No.4-45393描述了一种循环热管热交换器。所公开的热交换器包括：循环闭合回路通道，填充有内部热传递流体；设置在回路通道上的蒸发单元，用于通过接收外部热来蒸发其中的内部热传地流体；以及在比蒸发单元更高的位置处设置在回路通道上的冷凝单元，用于执行所蒸发的内部热传递流体和外部热传递流体之间的热交换。

图6示出了排气热回收装置的例子。在图6所示的排气热回收装置中，用作热交换单元的蒸发单元J1和冷凝单元J2在水平方向上彼此相邻地设置。蒸发单元J1和冷凝单元J2的热管J3的端部连接到集管(header)(连通部)J5，使得蒸发单元J1的热管J3通过集管J5与冷凝单元J2的热管J3连通。

在这种热回收装置中，通过回收废气的热量而立即升高引擎冷却剂的温度，特别是在例如冬季在引擎的冷启动时。因此，可以改进燃料效率和加热操作。另一方面，在引擎高负荷的情况下，例如在炎热的夏季，必须限制废气的热量回收，以避免引擎过热。

例如，提出了设置带有阀单元的排气热回收装置，所述阀单元例如隔膜式阀单元，用于停止工作流体的循环。隔膜式阀单元由隔膜和阀体构成，所述隔膜可响应工作流体的压力而运动，所述阀体由所述隔膜驱动。阀单元限制过度地回收热量。

发明内容

基于上述问题而作出本发明，本发明的目的是提供一种能够以简单的结构限制热量的过度回收的排气热回收装置。

根据本发明的一方面，排气热回收装置包括蒸发单元、冷凝单元、蒸发侧连通部、冷凝侧连通部以及节流部。蒸发单元设置在从引擎排出的废气通过其流动的废气通道中，用于执行废气和流过其中的工作流体之间的热交换，从而蒸发工作流体。冷凝单元设置在引擎冷却剂流过其中的冷却剂通道中，用于执行引擎冷却剂和已经在蒸发单元中蒸发的工作流体之间的热交换，从而冷凝工作流体。蒸发侧连通部连接所述蒸发单元和所述冷凝单元，用于将蒸发的工作流体从蒸发单元引入到冷凝单元中。冷凝侧连通部连接所述冷凝单元和所述蒸发单元，用于将冷凝的工作流体从冷凝单元引入到蒸发单元中。节流部设置在冷凝侧连通部中。

所述节流部被构造成限制过度回收排气热量。因此，通过具有简单结构的节流部来限制热量的过度回收。

例如，节流部由具有节流孔的固定节流件构成。可以通过设置节流部的节流孔的开口程度和密封在排气热回收装置中的工作流体的量来确定排气热回收装置中回收的热量的量的上限。

作为另一例子，通过可变节流件来提供所述节流部，该可变节流件能够根据工作流体的温度改变工作流体流过其中的节流孔的开口程度。

根据本发明的第二方面，排气热回收装置包括蒸发单元、冷凝单元、蒸发侧连通部和冷凝侧连通部。蒸发单元设置在废气通过其流动的废气通道中，用于执行废气和流过其中的工作流体之间的热交换，从而蒸发工作流体。冷凝单元设置在引擎冷却剂流过其中的冷却剂通道中，用于执行引擎冷却剂和已经在蒸发单元中蒸发的工作流体之间的热交换，从而冷凝工作流体。蒸发侧连通部连接所述蒸发单元和所述冷凝单元，并限定用于将工作流体从蒸发单元引入到冷凝单元中的通道。冷凝侧连通部连接所述冷凝单元和所述蒸发单元，并限定用于将工作流体从冷凝单元引入到蒸发单元中的通道。冷凝侧连通部包括具有减小的通道面积的节流部。

因此，通过局部减小冷凝侧连通部的通道面积来限制热量的过度回收。

附图说明

从下面参照附图的详细描述中，本发明的其它目的、特征和优点将变得明显，其中，相同的部件用相同的标号表示：

图1是根据本发明第一实施例的排气热回收装置的示意性剖视图；

图2A和图2B是示出作为比较例的排气热回收装置的操作的原理图；

图2C和图2D是示出根据第一实施例的排气热回收装置的操作的原理图；

图3A是在工作流体低温情况下根据本发明第二实施例的排气热回收装置的蒸发侧连通部的放大的示意性剖视图；