[发明专利]废热回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的废热回收装置。

背景技术

近年来，通过使用热管原理，从车辆的发动机的排气系统排出的废气中回收废热，以便使用该回收的废热进行加温的技术已经公知。这种废热回收装置包括设置在发动机的排气管中的热管的蒸发器和设置在发动机的冷却剂通路中的热管的冷凝器。此外，废热回收装置构造成通过废气的废热来加热发动机冷却剂(例如，请参见日本专利文献JP-A-62-268722)。

热管热交换器被建议作为使用热管原理的热交换器(例如，请参见日本专利文献JP-A-4-45393)。热交换器包括：密封的循环路线，用于形成闭合环路；工作流体，其密封到循环线路中并且能够被蒸发和冷凝；和蒸发器，蒸发器设置在循环线路中用于通过外部加热流体传递来的热来蒸发工作流体。热交换器还包括冷凝器，冷凝器在循环线路中设置在高于蒸发器的位置处，并且适用于在蒸发器蒸发的工作流体和待加热流体之间进行热交换。

图4显示废热回收装置的实例。图4中显示的废热回收装置构造成包括蒸发器J1和冷凝器J2，蒸发器J1和冷凝器J2彼此相邻地水平布置。蒸发器J1和冷凝器J2中的每个包括多个热管J3。废热回收装置还包括蒸发侧连接部分J71和冷凝侧连接部分J72，蒸发侧连接部分J71用于把蒸发器J1蒸发的工作流体引导到冷凝器J2，冷凝侧连接部分J72用于把冷凝器J2冷凝的工作流体引导到蒸发器J1。在该情况中，蒸发器J1设置在废气通路中，作为加热流体的废气流过该废气通路，并且冷凝器J2设置在流体通路中，待加热流体流过该流体通路。

在发动机的冷却剂用作待加热流体时，废热回收装置在蒸发器J1和冷凝器J2之间产生温度差，由于废气流过导致蒸发器J1变成高温，由于发动机冷却剂流过导致冷凝器J2变成低温。由于蒸发侧连接部分J71和冷凝侧连接部分J72之间的热膨胀差，蒸发器J1和冷凝器J2之间的温度差可不利地导致热应力。

由于该原因，提出了包括风箱(bellows)的结构，以便吸收热应力，其中风箱设置在每个连接部分。然而，该结构很复杂，导致高的制造成本。此外，风箱必须很薄以便可移动。这样，外部侧(即与大气接触侧)的腐蚀可在风箱中产生孔。

发明内容

鉴于前述问题，提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种废热回收装置，其能够利用简单结构释放热应力，同时能够防止外部腐蚀产生孔。

根据本发明的一个方面，提供一种废热回收装置，在该废热回收装置中密封有工作流体，该废热回收装置包括：蒸发器，所述蒸发器设置在第一通路中，加热流体流过该第一通路，所述蒸发器适用于通过加热流体和工作流体之间的热交换来蒸发工作流体；冷凝器，所述冷凝器设置在第二通路中，待加热流体流过该第二通路，所述冷凝器适用于通过待加热流体和蒸发器蒸发的工作流体之间的热交换来冷却和冷凝工作流体；蒸发侧连接部分，所述蒸发侧连接部分用于把蒸发器蒸发的工作流体引导到冷凝器；和冷凝侧连接部分，所述冷凝侧连接部分用于把冷凝器冷凝的工作流体引导到蒸发器。此外，蒸发侧连接部分和冷凝侧连接部分中的至少一个具有弯曲部分。

这样，蒸发侧连接部分和冷凝侧连接部分中的至少一个部分弯曲或全部弯曲。当蒸发器和冷凝器之间产生温度差时，弯曲部分的弹性变形能够吸收热膨胀差导致的热应力。此时，无需在蒸发侧和冷凝侧连接部分中设置风箱，因此能够利用简单结构释放热应力，同时防止外部腐蚀产生孔。

在废热回收装置中，蒸发器蒸发的工作流体通过蒸发侧连接部分流进冷凝器中。冷凝的液态流体通过冷凝侧连接部分流进蒸发器中。因此，根据蒸发器处的工作流体的蒸发和冷凝器处的工作流体的冷凝之间的平衡，蒸发器和冷凝器之间的工作流体(液态)会出现水位差(水头差)。水头差允许工作流体从冷凝器回流到蒸发器，因而导致工作流体循环。

例如，在蒸发侧连接部分和冷凝侧连接部分中，可以仅冷凝侧连接部分具有弯曲部分。

可选地，弯曲部分可形成螺旋形，从而使得螺旋形弯曲部分的中心轴线平行于竖直方向。

这里使用的“螺旋形弯曲部分的中心轴线平行于竖直方向”不仅指螺旋形弯曲部分的中心轴线精确地平行于竖直方向，还指螺旋形弯曲部分的中心轴线相对于竖直方向稍微倾斜。

可选地，弯曲部分可形成S型形状、U型形状或弧形形状。

例如，冷凝侧连接部分可具有弯曲部分。在该情况中，冷凝侧连接部分包括连接到蒸发器的第一端和连接到冷凝器的第二端，并且冷凝侧连接部分设置成使得冷凝侧连接部分中的液面不高于冷凝器中的液面。此外，冷凝侧连接部分的第二端可定位成高于冷凝侧连接部分的第一端。

附图说明