[发明专利]热管和设有热管的排气热回收器

说明书

技术领域

本发明涉及一种诸如汽车的车辆中使用的热管和设有热管的排气热回收器。

背景技术

相关领域的常规实例使用热管原理来回收从车辆发动机排放的排气的排气热并使用该排气热来促进发动机升温等。

另外，已提出利用了热管原理的环形热管热交换器(例如，参见日本专利申请公报No.4-45393(JP-A-4-45393))。该热交换器具有：形成闭环的闭合循环通路；装入循环通路内的工作流体，其能够实现蒸发和冷凝；设置在循环通路中的蒸发单元，其通过从外部导热而蒸发工作流体；以及冷凝单元，其设置在高于循环通路的蒸发单元的位置，在蒸发单元中蒸发的工作流体与来自外部的传热流体之间执行热交换。

然而，为了安装在车辆上，需要紧凑地设计排气热回收器的结构。从而，在使用环形热管热交换器作为排气热回收器的情况下，优选采用图5所示的构造，其具有多个热管c、使用排气的热加热工作流体的加热单元a以及使用排气的热蒸发被该加热单元a加热的工作流体的蒸发单元b，它们在水平方向上并联设置，以及分别连接至各热管c的竖直方向上的两端的总管d1和d2(连接部分)。在这种情形中，各热管c的蒸发单元b侧(图5的顶部)的总管d2连接至冷凝单元使得蒸发的工作流体与升温促进目标进行热交换，而各热管c的加热单元a侧(图5的底部)的总管d1连接至冷凝单元使得已通过与升温促进目标进行热交换而被冷凝的工作流体返回。

然而，以这种方式构成的排气热回收器仍具有下述问题。即，由于热管c在其加热单元a侧和其蒸发单元b侧采用相同的形状，或换言之，加热单元侧的热管部分c1和蒸发单元侧的热管部分c2互相成对并且形成为相同的形状，所以当在加热单元侧的热管部分c1中被加热的工作流体转换为蒸气相并且在蒸发单元侧的热管部分c2中蒸发期间体积膨胀时，工作流体的压力伴随该体积膨胀而增加，并且工作流体以快的流速经过蒸发单元侧的热管部分c2的内部而被发送至冷凝单元。从而，尽管在蒸发器侧的热管部分c2中蒸发的蒸气相工作流体暴露于排气热，但排气热难于作用在蒸气相工作流体上，从而阻止了蒸发单元侧的热管部分c2中的蒸气相工作流体被来自排气的热再加热。结果，在当特别需要促进升温时的冷起动等期间，工作流体的热量由于蒸气相工作流体接触例如冷凝单元的低温周壁而被直接损失，从而阻止了有效地执行与升温促进目标的热交换。

发明内容

本发明提供了一种热管以及设有该热管的排气热回收器，其能够通过使用排气的热充分地再加热蒸发的蒸气相工作流体而在诸如冷起动期间有效地执行与升温促进目标的热交换。

本发明的第一方面涉及一种热管，所述热管设置有：加热单元，其设置有加热单元侧热管部分，所述加热单元侧热管部分使用从发动机排放的排气的热来加热工作流体；以及蒸发单元，其设置有蒸发单元侧热管部分，所述工作流体流经所述蒸发单元侧热管部分，并且所述蒸发单元侧热管部分使用所述排气的热蒸发被所述加热单元加热的所述工作流体，以及流速延缓装置，所述流速延缓装置用于延缓流入所述蒸发单元侧热管部分中的所述工作流体的流速。

在根据该第一方面的热管中，所述加热单元侧热管部分可设置为多个；并且所述流速延缓装置可设置有汇流部，所述汇流部使分别被多个所述加热单元侧热管部分加热的所述工作流体汇流在蒸发单元侧。

由于采用了这种构造，所以从各加热单元侧热管部分汇流的工作流体滞留在汇流部中，造成了其流速的延缓。结果，排气的热能够容易地作用在其流速已在蒸发单元侧的汇流部中延缓的工作流体上，从而能够使在蒸发单元侧的汇流部中蒸发的蒸气相工作流体被排气的热充分地再加热以确保充分的热量。结果，在特别需要升温促进的冷起动等期间，避免了由于与冷凝单元的周壁等接触而造成的蒸气相工作流体的直接热损失，从而能够有效地执行与升温促进目标的热交换。

在根据该第一方面的热管中，所述汇流部的垂直于竖直方向的流路横截面积可以设置成大于多个所述蒸发单元侧热管部分的垂直于竖直方向的流路横截面积。根据这种构造，已从各蒸发单元侧热管部分汇流到宽的汇流部中的工作流体受到滞留在蒸发单元侧的汇流部中的排气热的可靠作用。结果，在蒸发单元侧的汇流部中蒸发的蒸气相工作流体被排气的热充分地再加热以确保足够的热量。