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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung.
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Im
Allgemeinen wird eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
verwendet, um ein Fluid zu heizen, indem Abgaswärme aus
Abgas, das von einer Brennkraftmaschine erzeugt wird, basierend
auf dem Wärmerohrleitungsprinzip zurück gewonnen wird.
Zum Beispiel beschreibt die
japanische
ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 7-120178 eine
Heizsiphon-Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung,
in der Wärme aus Abgas zurück gewonnen und an
ein Motorkühlmittel einer Brennkraftmaschine übertragen
wird.
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Die
beschriebene Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
umfasst einen Verdampfer zum Durchführen des Wärmeaustauschs
zwischen einem Heizmedium und dem Abgas und einen Kondensator zum
Durchführen des Wärmeaustauschs zwischen dem Heizmedium
und dem Motorkühlmittel. Der Verdampfer und der Kondensator
stehen durch einen mit dem Heizmedium gefüllten Ringdurchgang
in Verbindung miteinander. Der Verdampfer umfasst U-förmige
Rohre, die in einer Strömungsrichtung des Abgases angeordnet
sind. Der Kondensator umfasst gerade Rohre, die sich in einer Strömungsrichtung
des Motorkühlmittels erstrecken.
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Ferner
ist der Verdampfer auf Außenflächen der Rohre
mit Lamellen versehen, um die Wärmeübertragungsfläche
zu erhöhen, um dadurch den Wärmeaustausch zwischen
dem Heizmedium und der Abgaswärme zu erleichtern. Die Lamellen
sind mit den Rohren hartgelötet.
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Zum
Beispiel hat das um die Rohre des Verdampfers strömende
Abgas eine Temperaturverteilung. Es ist wahrscheinlich, dass die
Temperaturverteilung des Abgases eine Temperaturdifferenz zwischen
den Rohren oder zwischen jeweiligen Abschnitten in jedem Rohr bewirkt.
Wenn ferner aufgrund der Temperaturdifferenz eine Wärmeausdehnungsdifferenz
zwischen den Rohren auftritt, nehmen die Lamellen, die mit den Rohren
integriert sind, eine Zugbeanspruchung oder ähnliches auf.
Wenn die Lamellen in diesem Fall eine überschüssige Spannung
aufnehmen, treten an Hartlöt-Kehlnähten zwischen
den Rohren und den Lamellen Risse auf.
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Die
vorliegende Erfindung wird angesichts des vorangehenden Themas gemacht,
und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
zur Verfügung zu stellen, die fähig ist, den Schaden
an einer Lamelle eines Verdampfers zu verringern.
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Eine
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung umfasst einen
Kanalteil, einen geheizten Fluidkreis, einen Verdampfer und einen
Kondensator. Der Kanal erlaubt einem von einer Brennkraftmaschine erzeugten
Abgas zu strömen. Der geheizte Fluidkreis erlaubt einem
geheizten Fluid, das von der Wärme des Abgases geheizt
wird, zu strömen. Der Verdampfer umfasst eine Vielzahl
von Rohren, durch die ein Arbeitsmedium strömt. Der Verdampfer
ist in dem Kanalteil angeordnet. Der Verdampfer verdampft das Arbeitsmedium
durch die Wärme des Abgases. Der Kondensator definiert
einen Arbeitsmediumkreis, durch den das Arbeitsmedium strömt,
mit dem Verdampfer derart, dass das Arbeitsmedium durch den Verdampfer
und den Kondensator zirkuliert. Der Kondensator ist in dem geheizten
Fluidkreis angeordnet. Der Kondensator kondensiert das Arbeitsmedium durch
Abstrahlen der Wärme des Arbeitsmediums an das geheizte
Fluid des geheizten Fluidkreises. Der geheizte Fluidkreis ist von
einem Motorkühlmittelkreis, durch den ein Motorkühlmittel
zum Kühlen des Motors strömt, getrennt. Der Verdampfer
umfasst ferner eine zwischen den Rohren angeordnete und mit den
Rohren verbundene Lamelle. Die Lamelle ist mit einem Betriebsbelastungsverringerungsabschnitt versehen,
der fähig ist, eine Betriebsbelastung, die aufgrund einer
Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen den Rohren auf die Lamelle
angewendet wird, zu verringern.
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Zum
Beispiel ist der Betriebsbelastungsverringerungsabschnitt derart
aufgebaut, dass er eine Verformung oder Verschiebung der Lamelle
in Bezug auf eine Anordnungsrichtung der Rohre, in denen die Rohre
angeordnet sind, und in einer Längsrichtung der Lamelle
zulässt. Wenn daher eine Wärmeausdehnungsdifferenz
zwischen den Rohren, die dem Abgas ausgesetzt sind, verursacht wird,
wird eine auf die Lamelle angewendete Betriebsbelastung durch den
Betriebsbelastungsverringerungsabschnitt verringert. Folglich wird
der Schaden an der Lamelle verringert.
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Die
vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die
unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird,
in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind,
deutlicher, wobei:
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1 ein
schematisches Diagramm einer Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
mit einer Abgaswärmerückgewinnungseinheit gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
schematische Querschnittansicht eines Beispiels der Abgaswärmerückgewinnungseinheit
gemäß der ersten Ausführungsform ist;
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3 eine
schematische Querschnittansicht eines anderen Beispiels der Abgaswärmerückgewinnungseinheit
gemäß der ersten Ausführungsform ist;
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4 eine
vergrößerte Ansicht von Rohren und einer Lamelle
eines Verdampfers der Abgaswärmerückgewinnungseinheit
gemäß der ersten Ausführungsform ist;
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5 eine
vergrößerte Ansicht der Rohre und der Lamelle
des Verdampfers ist, um eine Modifikation der Lamelle gemäß der
ersten Ausführungsform zu zeigen;
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6 eine
vergrößerte Ansicht der Rohre und der Lamelle
des Verdampfers ist, um eine andere Modifikation der Lamelle gemäß der
ersten Ausführungsform zu zeigen;
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7 eine
vergrößerte Ansicht der Rohre und der Lamelle
des Verdampfers ist, um noch eine andere Modifikation der Lamelle
gemäß der ersten Ausführungsform zu zeigen;
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8 ein
schematisches Diagramm einer Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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9 ein
schematisches Diagramm einer Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist; und
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10 ein
schematisches Diagramm einer Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun
unter Bezug auf 1 bis 7 beschrieben.
Eine Abgaswärmerückgewinnungseinheit 100 der
vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel in einem
Fahrzeug mit einem Motor 10 als eine Antriebsquelle verwendet. 1 zeigt eine
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung, in der die
Einheit 100 verwendet wird.
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Die
Einheit 100 umfasst im Allgemeinen einen Verdampfer 110 und
einen Kondensator 130 und bildet einen geschlossenen Kreis
(Arbeitsmediumkreis), der mit einem Arbeitsmedium in dem Verdampfer 110 und
dem Kondensator 130 gefüllt ist. Das heißt,
der Verdampfer 110 und der Kondensator 130 stehen
durch den geschlossenen Kreis miteinander in Verbindung. Der Verdampfer 110 ist
in einem Durchgang einer Abgasrohrleitung 11 des Motors 10 angeordnet,
durch den ein von dem Motor 10 erzeugtes Abgas strömt.
Der Verdampfer 130 ist in einem Durchgang eines geheizten
Fluiddurchgangs angeordnet, durch den geheiztes Fluid strömt,
das von Wärme des Abgases geheizt werden soll. In der vorliegenden
Ausführungsform ist der Kondensator 130 in einem
Durchgang eines Motorölkreises 30 angeordnet,
durch den ein Motoröl strömt.
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Der
Verdampfer 110 führt den Wärmeaustausch
zwischen dem Arbeitsmedium und dem Abgas durch, das die Abgasrohrleitung 11 durchläuft. Der
Kondensator 130 führt den Wärmeaustausch zwischen
dem Arbeitsmedium und dem Motoröl durch, das den Motorölkreis 30 durchläuft.
Das heißt, Wärme des Abgases wird von dem Arbeitsmedium
in dem Verdampfer 110 aufgenommen und wird durch den Kondensator 130 an
das Motoröl übertragen.
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Der
Motorölkreis 30 ist mit einem Ölbehälter 140 versehen,
und der Kondensator 30 ist von dem Ölbehälter 140 umgeben.
Auf diese Weise zirkuliert das Motoröl durch den Motorölkreis 30,
während es die Wärme von dem Kondensator 130 in
dem Ölbehälter 140 aufnimmt. Der Motorölkreis 30 ist
derart aufgebaut, dass ein Inneres des Motors 10, ein Ölkühler 32,
der Ölbehälter 140 und eine Pumpe 31 durch
Rohrleitungen in der Form einer Schleife verbunden sind. Auf diese
Weise zirkuliert das Motoröl durch den Motorölkreis 30 in
einer Reihenfolge Innere des Motors 10, Ölkühler 32, Ölbehälter 140,
Pumpe 31, Inneres des Motors 10. Der Motorölkreis 30 bildet
einen geschlossenen Kreis.
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Der
Motor 10 ist eine wassergekühlte Brennkraftmaschine
und umfasst die Abgasrohrleitung 11, durch die das durch
die Brennstoffverbrennung erzeugte Abgas strömt. Die Abgasrohrleitung 11 ist
mit einem Katalysator 12 zum Reinigen des Abgases versehen.
Der Motor 10 ist mit einem Wasserkühlmantel versehen.
Der Wasserkühlmantel steht mit einem Strahlerkreis (Motorkühlmittelkreis) 20 in
Verbindung, durch den ein Motorkühlmittel zum Kühlen
des Motors 10 strömt. Der Strahlerkreis 20 ist
getrennt von dem Motorölkreis 30. Nämlich
wird die Wärme von dem Abgas, die in dem Motorölkreis 30 durch den
Kondensator 130 wieder gewonnen wird, nicht an den Strahlerkreis 20 übertragen.
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Der
Strahlerkreis 20 ist mit einem Strahler 21 und
einer Wasserpumpe 22 versehen. Der Strahlerkreis 20 wird
durch Verbinden des Wasserkühlmantels des Motors 10,
der Wasserpumpe 22 und des Strahlers 21 mit Durchgängen
in der Form einer Schleife aufgebaut. Der Strahler 21 ist
an einem Vorderteil des Fahrzeugs angeordnet. Der Strahler 21 führt
den Wärmeaustausch zwischen dem Motorkühlmittel,
das mittels der Wasserpumpe 22 zirkuliert wird, und in
das Fahrzeug eingeleiteter Luft durch, wodurch das Motorkühlmittel
gekühlt wird.
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Wie
in 2 gezeigt, bildet die Einheit 100 eine
Ringwärmerohrleitung 101, in der der Verdampfer 110 und
der Kondensator 130 durch erste und zweite Verbindungsdurchgänge
(Verbindungsrohrleitungen) 115, 135 miteinander
verbunden sind. Das heißt, die Einheit 100 bildet
den geschlossenen Kreis, durch den das Arbeitsmedium strömt.
Der Verdampfer 110 ist in einem Kanalteil 120 aufgenommen.
Der Kondensator 130 ist in dem Ölbehälter 140 aufgenommen.
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Die
Wärmerohrleitung 101 ist mit einem Einleitungsabschnitt
zum Einleiten des Arbeitsfluids in ihn versehen. Wenn das Arbeitsmedium
in die Wärmerohrleitung 101 eingeleitet werden
soll, wird der Druck im Inneren der Wärmerohrleitung 101 durch Saugen
mit Unterdruck verringert, und das Arbeitsmedium wird von dem Einleitungsabschnitt
in die Wärmerohrleitung 101 eingeführt.
Nachdem die Wärmerohrleitung 101 mit dem Arbeitsfluid
gefüllt ist, wird der Einleitungsabschnitt abgedichtet.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist das Arbeitsmedium
zum Beispiel Wasser. Das Wasser hat eine Siedetemperatur von 100
Grad Celsius unter 1 Atmosphäre. Da der Innendruck der
Wärmerohrleitung 101 jedoch zum Beispiel auf 0,01
Atmosphäre verringert ist, hat das Arbeitsmedium in der
Wärmerohrleitung 101 eine Siedetemperatur in einem
Bereich zwischen 5 und 10 Grad Celsius. Das Arbeitsmedium ist nicht
auf das Wasser beschränkt, sondern kann jedes andere Medium,
wie etwa Alkohol, Fluorkohlenstoff, Chlorfluorkohlenstoff und ähnliches sein.
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Der
Verdampfer 110 umfasst im Allgemeinen Rohre 111,
Lamellen 112, einen unteren Behälter 113,
einen oberen Behälter 114 und ähnliches.
Die Rohre 111 sind Flachrohrelemente. Die Rohre 111 sind
in einer Auf- und Abrichtung ausgerichtet und in vorgegebenen Intervallen
in einer Anordnungsrichtung, wie etwa ein einer Rechts- und Linksrichtung
in 2 angeordnet. Auch sind die Rohre 111 in
Bezug auf eine Tiefenrichtung, wie etwa eine Richtung senkrecht
zur einer Papierfläche von 2, in Reihen
angeordnet. Die Anordnungsrichtung entspricht einer Richtung D1
von 4.
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Die
Lamellen 112 sind zwischen den Rohren 111 angeordnet.
Die Lamellen 112 sind mit den Außenwandflächen
der Rohre 111 verbunden. Die Lamellen 112 werden
zum Beispiel durch Formen eines dünnen bandähnlichen
Elements mittels Walzenformen in einer vorgegebenen Form ausgebildet.
In dem in 2 gezeigten Beispiel haben die
Lamellen 112 eine geriffelte Form.
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Der
untere Behälter 113 hat eine im Allgemeinen flache
Behälterform. Ebenso hat der obere Behälter 114 eine
im Allgemeinen flache Behälterform. Der untere Behälter 113 ist
an den unteren Enden der Rohre 111 angeordnet. Der obere
Behälter 114 ist an den oberen Enden der Rohre 111 angeordnet.
Der untere Behälter 113 und der obere Behälter 114 sind
an Positionen, die den Rohren 111 entsprechen, und mit
der gleichen Anzahl wie die Rohre 111 mit Rohreinsatzlöchern
ausgebildet. Die oberen Enden und die unteren Enden der Rohre 111 sind
in die Rohreinsatzlöcher eingesetzt und mit dem unteren Behälter 113 und
dem oberen Behälter 114 verbunden. Auf diese Weise
sind die Rohre 111 in Verbindung mit dem unteren Behälter 113 und
dem oberen Behälter 114.
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Der
Kanalteil 120 ist ein rohrförmiges Element mit
einem recheckig geformten Querschnitt. Der Kanalteil 120 steht
mit dem Abgasrohr 11 in Verbindung oder bildet einen Teil
des Abgasrohrs 11, um das Abgas durchlaufen zu lassen.
Der Kanalteil 120 nimmt den Verdampfer 110 darin
auf, so dass eine Strömungsrichtung des Abgases mit der
Tiefenrichtung des Verdampfers 110 zusammenfällt.
Das heißt, das Abgas strömt in dem Kanalteil 120 in
eine Richtung senkrecht zu der Papierfläche von 2.
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Der
Kondensator 130 umfasst im Allgemeinen Rohre 131,
Lamellen 132, einen unteren Behälter 133,
einen oberen Behälter 134 und ähnliches. Die
Rohre 131 sind in der Auf- und Abrichtung ausgerichtet
und in vorgegebenen Intervallen angeordnet. Die Lamellen 132 sind
zwischen den Rohren 131 angeordnet und mit Außenflächen
der Rohre 131 verbunden. Die Lamellen 132 haben
zum Beispiel eine Kurbelform. Der untere Behälter 133 ist
mit unteren Enden der Rohre 11 verbunden, und der obere
Behälter 134 ist mit oberen Enden der Rohre 131 verbunden.
Auf diese Weise stehen die Rohre 131 in Verbindung mit
dem unteren Behälter 133 und dem oberen Behälter 134.
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Der Ölbehälter 140 ist
ein Behälter mit einer Länge in einer Längsrichtung
der Rohre 131. Eine Einlassrohrleitung 141 ist
mit einem Ende des Ölbehälters 140 zum
Einleiten des Motoröls in den Ölbehälter 140 verbunden.
Eine Auslassrohrleitung 142 ist mit einem anderen Ende
des Ölbehälters 140 verbunden, um das
Motoröl aus dem Ölbehälter 140 abzulassen.
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Der
Kondensator 130 befindet sich auf einer Seite des Verdampfers 110.
Der obere Behälter 114 des Verdampfers 110 steht
durch die erste Verbindungsrohrleitung 115 in Verbindung
mit dem oberen Behälter 134 des Kondensators 130.
Die erste Verbindungsrohrleitung 115 geht durch eine Wand
des Kanalteils 120 und eine Wand des Ölbehälters 140. Der
untere Behälter 113 des Verdampfers 110 steht durch
die zweite Verbindungsrohrleitung 135 mit dem unteren Behälter 133 des
Kondensators 130 in Verbindung. Die zweite Verbindungsrohrleitung 135 geht durch
die Wand des Kanalteils 120 und die Wand des Ölbehälters 140.
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Das
Arbeitsmedium strömt im Inneren der Einheit 100 in
einer Reihenfolge unterer Behälter 113, Rohre 111,
oberer Behälter 114, erste Verbindungsrohrleitung 115,
oberer Behälter 134, Rohre 131, unterer
Behälter 133, zweite Verbindungsrohrleitung 135,
unterer Behälter 113. Das heißt, die
Einheit 100 bildet einen geschlossenen Kreisdurchgang des
Arbeitsmediums. Die zweite Verbindungsrohrleitung 135 dient
als eine Rückführungsrohrleitung.
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Ein
vorgegebener Spielraum ist zwischen der Wand des Kanalteils 120 und
der Wand des Ölbehälters 140 bereitgestellt.
Abschnitte der ersten und zweiten Verbindungsrohrleitungen 115, 135,
die sich zwischen der Wand des Kanalteils 120 und der Wand
des Ölbehälters 140 erstrecken, und der
Spielraum dienen als ein Wärmeisolationsabschnitt 121.
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Zum
Beispiel ist die Lamelle 112 in Bezug auf die Anordnungsrichtung
D1 in Schichten zwischen den benachbarten Rohren 111 ausgebildet.
In einem in 4 gezeigten Beispiel sind eine
erste Lamellenschicht 1121 und eine zweite Lamellenschicht 1122, wie
in 4 gezeigt, zwischen den benachbarten zwei Rohren 111 angeordnet.
Die erste Lamellenschicht 1121 ist durch Kehlnähte
mittels Hartlöten mit einer Außenfläche
eines ersten Rohrs 111 (z. B. linkes Rohr 111 in 4)
verbunden. Mit anderen Worten hat die erste Lamellenschicht 1121 Kontaktabschnitte,
die das erste Rohr 111 durch die Kehlnähte kontaktieren.
Die zweite Lamellenschicht 1122 ist durch Kehlnähte
mittels Hartlöten mit einer Außenfläche
eines zweiten Rohrs 111 (z. B. rechtes Rohr 111 in 4)
verbunden. Mit anderen Worten hat die zweite Lamellenschicht 1122 Kontaktabschnitte,
die das zweite Rohr 111 durch die Kehlnähte kontaktieren.
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Eine
Platte 116 ist zwischen der ersten Lamellenschicht 1121 und
der zweiten Lamellenschicht 1122 bereitgestellt. Die Platte 116 ist
ein dünnes Plattenelement und dient als ein Trennelement.
Die Platte 116 ist mit der ersten oder der zweiten Lamellenschicht 1121, 1122 verbunden
und ist nicht mit der anderen der ersten und zweiten Lamellenschichten 1121, 1122 verbunden.
In dem in 4 gezeigten Beispiel ist die
Platte 116 mit der zweiten Lamellenschicht 1122 verbunden.
Die Platte 116 ist nicht mit der ersten Lamellenschicht 1121 verbunden.
Folglich sind die Nichtverbindungsabschnitte 112a zwischen der
ersten Lamellenschicht 1121 und der Platte 116 definiert.
Die Nichtverbindungsabschnitte 112a dienen als Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte und
befinden sich in einer Allgemeinen mittleren Position der Lamelle 112 in
Bezug auf die Anordnungsrichtung D1.
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Die
Nichtverbindungsabschnitte 112a, das heißt die
Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte, sind zwischen der Lamelle 112 und
der Platte 116 bereitgestellt, so dass die Lamellenschichten 1121, 1122 in
der Anordnungsrichtung und in der Längsrichtung entsprechend
der Wärmeausdehnung der Rohre 111 verschiebbar
oder verformbar sind. Das heißt, die Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte
verringern die Erzeugung einer Betriebsbelastung auf die Lamellenschichten 1121, 1122 aufgrund
einer Wärmeausdehnungsdifferenz der Rohre 111.
Als solches ist es weniger wahrscheinlich, dass die Lamelle 112 aufgrund
der Wärmeausdehnungsdifferenz der Rohre 111 beschädigt
wird.
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In
dem in 4 gezeigten Beispiel ist die Lamelle 112 in
zwei Schichten zwischen den benachbarten zwei Rohren 111 ausgebildet.
Als ein anderes Beispiel ist die Lamelle 112, wie in 5 gezeigt,
in mehreren Schichten, wie etwa drei oder mehr als drei Schichten,
zwischen den benachbarten zwei Rohren 111 angeordnet.
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In
dem anderen in 5 gezeigten Beispiel sind die
erste Lamellenschicht 1121, die zweite Lamellenschicht 1122 und
eine dritte Lamellenschicht 1123 in Bezug auf die Anordnungsrichtung
D1 zwischen den benachbarten zwei Rohren 111 angeordnet.
Die Platten 116 sind zwischen den Lamellenschichten 1121, 1122, 1123 angeordnet.
Auch in diesem Fall sind die Nichtverbindungsabschnitte 112a in Bezug
auf die Anordnungsrichtung D1 an mittleren Positionen der Lamelle 112 bereitgestellt.
Zum Beispiel sind die Nichtverbindungsabschnitte 112a an Kontaktabschnitten
zwischen der ersten Lamellenschicht 1121, die mit dem Rohr 111 verbunden
ist, und einer Platte 116 und zwischen der zweiten Lamellenschicht 1122 und
einer anderen Platte 116 bereitgestellt. Auch in dieser
Struktur wird der Schaden an der Lamelle 112 verringert.
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In
der Einheit 100 steht der Kanal 120 stromabwärtig
von dem Katalysator 12 in Verbindung mit der Abgasrohrleitung 11.
Die Einlassrohrleitung 141 und die Auslassrohrleitung 142 des Ölbehälters 140 stehen
in Verbindung mit dem Motorölkreis 30, der als
ein Abgaswärmerückgewinnungskreis dient.
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Die
vorstehend beschriebenen Bestandteile der Einheit 100 sind
zum Beispiel aus nichtrostendem Stahl mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit gefertigt.
Nachdem sie montiert sind, werden die Bestandteile mit einem Hartlötmaterial,
das an Kontaktabschnitten oder Eingreifabschnitten der Bestandteile
bereitgestellt ist, integral hartgelötet.
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In
den in 1, 4, 5 gezeigten
Beispielen haben die Lamellen 112 die geriffelte Form, und
die Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte sind durch die Nichtverbindungsabschnitte 112a bereitgestellt.
Jedoch ist die Form der Lamellen 112 und die Struktur der
Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte nicht auf das Vorstehende
beschränkt, sondern kann auf vielfältige Art,
wie etwa auf die in 6 und 7 gezeigte
Weise modifiziert werden.
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In
dem in 6 gezeigten Beispiel ist die geriffelte Lamelle 112 zwischen
den benachbarten Rohren 111 angeordnet. Die Lamelle 112 hat
an einer in Bezug auf die Anordnungsrichtung D1 im Wesentlichen
mittleren Position Biegungen 112b. Die Biegungen 112b dienen
als die Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte in der Lamelle 112.
Das heißt, die Biegungen 112b erlauben der Lamelle 112,
sich in der Anordnungsrichtung D1 auszudehnen und zusammenzuziehen,
indem sie ihren Biegungswinkel verringern und vergrößern.
Wenn sie zum Beispiel eine Zugkraft aufnimmt, ist die Lamelle 112 fähig, sich
derart auszudehnen, dass der Biegungswinkel zunimmt, das heißt,
die Biegungen 112b werden im Allgemeinen gerade. Selbst
wenn die Betriebsbelastung, wie etwa eine Zugkraft oder ein Kompressionskraft,
auf die Lamelle 112 angewendet wird, wird die Betriebsbelastung
durch die Ausdehnung oder das Zusammenziehen der Lamelle 112 in
der Anordnungsrichtung D1 mittels der Biegung 112b gemildert.
Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Lamellen 112 aufgrund
der Betriebsbelastung beschädigt werden.
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In
dem in 7 gezeigten Beispiel ist die geriffelte Lamelle 112 zwischen
den benachbarten zwei Rohren 111 angeordnet. Die Gesamtheit
der Lamelle 112 hat eine Wellenform, wie etwa sich wiederholende
S-Formen, und umfasst gekrümmte Abschnitte 112c,
die in Bezug auf die Anordnungsrichtung D1 gekrümmt sind.
Die gekrümmten Abschnitte 112c dienen als die
Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte in der Lamelle 112.
Daher ist die Lamelle 112 fähig, sich in der Anordnungsrichtung
D1 auszudehnen und zusammenzuziehen, indem die Krümmung der
gekrümmten Abschnitte 112c verringert und vergrößert
wird. Selbst wenn die Betriebsbelastung als solche, wie etwa eine
Zugkraft oder eine Kompressionskraft, auf die Lamelle 112 angewendet
wird, wird die Betriebsbelastung mittels der gekrümmten
Abschnitte 112c gemildert. Es ist weniger wahrscheinlich,
dass die Lamellen 112 aufgrund der Betriebsbelastung beschädigt
werden.
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Als
nächstes werden ein Betrieb und die vorteilhaften Wirkungen
der Einheit 100 beschrieben.
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Wenn
der Motor 10 betrieben wird, werden die Wasserpumpe 22 und
die Pumpe 31 ebenfalls betrieben, so dass das Motorkühlmittel
durch den Strahlerkreis 20 zirkuliert und das Motoröl
durch den Motorölkreis 30 zirkuliert. Das in dem
Motor 10 erzeugte Abgas strömt durch die Abgasrohrleitung 11.
Nach dem Durchlaufen des Katalysators 12 durchläuft
das Abgas den Verdampfer 110 der Einheit 100 und
wird nach außen abgelassen. Das Motoröl des Motorölkreises 30 läuft
durch den Ölbehälter 140, das heißt um
die Rohre 131 des Kondensators 130 herum.
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Nachdem
der Betrieb des Motors 10 beginnt, nimmt das Arbeitsmedium
der Wärmerohrleitung 101 die Wärme des
Abgases, das den Kanalteil 120 durchläuft, auf,
während es durch den Verdampfer 110 strömt.
In den Rohren 111 des Verdampfers 110 beginnt
das Arbeitsmedium zu verdampfen und strömt nach oben. Ferner
strömt das verdampfte Arbeitsmedium durch den oberen Behälter 114 des
Verdampfers 110 und die erste Verbindungsrohrleitung 115 in
den oberen Behälter 134. In dem Kondensator 130 wird
das verdampfte Arbeitsmedium von dem Motoröl, das den Ölbehälter 140 durchläuft,
gekühlt und wird kondensiert. Das kondensierte Arbeitsmedium
kehrt durch die zweite Verbindungsrohrleitung 135 zu dem
unteren Behälter 113 des Verdampfers 110 zurück.
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Durch
die vorstehende Zirkulation des Arbeitsmediums wird die Wärme
des Abgases an das Arbeitsmedium in dem Verdampfer 110 übertragen, in
den Kondensator 130 befördert und dann als latente
Kondensationswärme abgegeben, während das Arbeitsmedium
in dem Kondensator 130 kondensiert wird. Folglich wird
das Motoröl des Motorölkreises 30 in
einer sicheren Weise geheizt, um dadurch das Aufwärmen
des Motors 10 zu erleichtern. Daher wird der Reibungsverlust
des Motors 10 verringert, und eine Brennstoffzunahme zur
Verbesserung des Kaltstarts wird beschränkt. Folglich verbessert
sich der Brennstoffwirkungsgrad des Motors 10. In der Einheit 100 wird
ein Teil der Wärme des Abgases von dem Verdampfer 110 durch
eine Außenwand der Wärmerohrleitung 101 zu
dem Kondensator 130 geleitet.
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Da
der Verdampfer 110 die mehreren Rohre 111 und
die mehreren Lamellen hat, wird eine Fläche zum Aufnehmen
der Wärme aus dem Abgas vergrößert. Daher
wird die Verdampfung des Arbeitsmediums in dem Verdampfer 110 erleichtert,
und folglich wird die zu dem Kondensator 130 beförderte
Wärmemenge erhöht.
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Da
der Wärmeisolationsabschnitt 121 zwischen, dem
Verdampfer 110 und dem Kondensator 130 bereitgestellt
ist, wird der Verdampfer 110 dabei beschränkt,
von dem Motoröl, das den Ölbehälter 140 durchläuft,
gekühlt zu werden. Daher ist es weniger wahrscheinlich,
dass in dem Verdampfer 110 ein Kondensationsbetrieb auftritt.
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3 zeigt
eine Modifikation der Abgaswärmerückgewinnungseinheit 100.
In einer in 3 gezeigten modifizierten Einheit 100A ist
die zweite Verbindungsrohrleitung 135 mit einem Ventilmechanismus 150 als
eine Strömungssteuervorrichtung versehen. Andere Abschnitte
der Einheit 100A als der Ventilmechanismus 150 sind ähnlich
denen der in 2 gezeigten Einheit 100.
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Der
Ventilmechanismus 150 kann beliebige Strukturen haben,
die fähig sind, den Durchsatz des Arbeitsmediums zu steuern,
das von dem Kondensator 130 durch die zweite Verbindungsrohrleitung 135 zu
dem Verdampfer 110 strömt. Zum Beispiel ist der Ventilmechanismus 150 ein
Membranventil, das fähig ist, den Durchgang der zweiten
Verbindungsrohrleitung 135 entsprechend dem Innendruck
der Wärmerohrleitung 101, das heißt,
dem Druck des Arbeitsmediums, zu öffnen und zu schließen.
Der Ventilmechanismus 150 schließt den Durchgang,
wenn der Innendruck der Wärmerohrleitung 101 einen
vorgegebenen Druck (Ventilschließdruck) übersteigt,
und öffnet den Durchgang, wenn der Innendruck gleich oder niedriger
als der vorgegebene Druck ist.
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In
der Einheit 100A mit dem Ventilmechanismus 150 wird
die Temperatur des Motoröls erhöht, nachdem der
Betrieb des Motors 10 gestartet wird. Damit nimmt der Innendruck
der Wärmerohrleitung 101 allmählich zu.
Da die Menge an Abgaswärme sich abhängig von einem
Lastzustand des Motors 10 ändert, kann der Innendruck
entsprechend verschiedenen Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs,
wie etwa der Beschleunigung, der Verlangsamung, dem Anhalten und ähnlichem
variieren.
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In
einem Zustand, in dem der Innendruck niedriger als der vorgegebene
Druck ist, während der Innendruck der Wärmerohrleitung 101 steigt, öffnet der
Ventilmechanismus 150 den Durchgang, so dass die Wärme
des Abgases an das Motoröl übertragen wird. Das
heißt, die Abgaswärmerückgewinnung wird durchgeführt.
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Wenn
die Temperatur des Motoröls eine vorgegebene Temperatur übersteigt
und der Innendruck der Wärmerohrleitung 101 den
vorgegebenen Druck übersteigt, schließt der Ventilmechanismus 150 den Durchgang,
um den Rücklauf des kondensierten Arbeitsmediums zu dem
Verdampfer 110 zu beschränken. Als solches wird
das Arbeitsmedium in dem Verdampfer 110 vollständig
verdampft (ausgetrocknet) und in den Kondensator 130 eingeleitet.
Das kondensierte Arbeitsmedium wird in dem Kondensator 130 gelagert.
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Das
heißt, die Wärmeübertragung wird ansprechend
auf die Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmediums gestoppt.
Mit anderen Worten wird die Abgaswärmerückgewinnung
gestoppt. In diesem Fall wird die Wärme durch die Wärmerohrleitung 101 nur
an das Motoröl geleitet. Wenn die Abgaswärmerückgewinnung
fortgesetzt wird, während die Temperatur des Abgases aufgrund
einer Zunahme der Last des Motors 10 steigt, wird die Temperatur
des Motoröls übermäßig erhöht,
und folglich wird die Wärme übermäßig
an den Motor 10 abgestrahlt. In der vorliegenden Ausführungsform
wird die Abgaswärmerückgewinnung andererseits,
wie vorstehend diskutiert, gestoppt. Daher ist es weniger wahrscheinlich,
dass das Motoröl übermäßig geheizt
wird.
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Wenn
der Innendruck der Wärmerohrleitung 101 auf gleich
oder weniger als den vorgegebenen Druck sinkt, öffnet der
Ventilmechanismus 150 den Durchgang wieder. Folglich wird
die Abgaswärmerückgewinnung wieder gestartet.
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Um
die Abgaswärmerückgewinnung in der Einheit 100A wieder
zu starten, öffnet der Ventilmechanismus 150 zum
Beispiel den Durchgang, so dass das kondensierte Arbeitsmedium von
dem Kondensator 130 in die Rohre 111 des Verdampfers 110 eingeleitet
wird. In diesem Fall ist der Durchsatz des Arbeitsmediums zwischen
den Rohren 111 aufgrund der Abstanddifferenz von dem Ventilmechanismus wahrscheinlich
unterschiedlich. Die Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen
den Rohren 111 wird aufgrund der Ungleichmäßigkeit
des Durchsatzes neben der Temperaturverteilung der Strömung
des Abgases vergrößert. Als ein Ergebnis wird
die Betriebsbelastung, die zwischen den Rohren 111 und
den Lamellen 112 angewendet wird, bemerkbar. In der vorliegenden
Ausführungsform haben die Lamellen 112 die Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte,
wie etwa die Nichtverbindungsabschnitte 112a, die Biegungen 112b,
die gekrümmten Abschnitte 112c. Daher kann die
Betriebsbelastung wirksam gemildert werden.
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In
dem in 4 gezeigten Beispiel ist die Lamelle 112 in
Schichten zwischen den benachbarten zwei Rohren 111 ausgebildet.
Das heißt, wenigstens die erste Lamellenschicht 1121 und
die zweite Lamellenschicht 1122 sind zwischen den benachbarten zwei
Rohren 111 ausgebildet. Die Nichtverbindungsabschnitte 112a sind
zwischen der ersten Lamellenschicht 1121 und der zweiten
Lamellenschicht 1122 als die Betriebsbelastungsverringerungsabschnitte bereitgestellt.
Selbst wenn die Rohre 111 aufgrund der Temperaturverteilung
des Abgases, das den Kanalteil 120 durchläuft,
die Temperaturdifferenz haben und ferner die Wärmeausdehnungsdifferenz
haben, kann daher die Betriebsbelastung, wie etwa die Zugkraft,
auf die Lamelle 112, gemildert werden.
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Ferner
ist die Platte 116 zwischen der ersten Lamellenschicht 1121 und
der zweiten Lamellenschicht 1122 bereitgestellt. Wenn der
Verdampfer 110 montiert ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass
die erste Lamellenschicht 1121 und die zweite Lamellenschicht 1122 sich überlappen,
so dass die Vorsprünge der ersten Lamellenschicht 1121 in
der Vertiefung der zweiten Lamellenschicht 1122 aufgenommen
werden. Folglich wird der Verdampfer 110 leicht und genau
montiert. In dem in 5 gezeigten Beispiel können
die ähnlichen Ergebnisse erzielt werden.
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Der Ölbehälter 140 steht
in Verbindung mit dem Motorölkreis 30 als dem
geheizten Fluidkreis, so dass das Motoröl als ein geheiztes
Fluid von dem Kondensator 130 geheizt wird. Das heißt,
in der vorliegenden Ausführungsform wird die Einheit 100, 100A beispielhaft
verwendet, um die Wärme des Abgases wieder zu gewinnen
und die Wärme zu verwenden, um den Motor 10 aufzuwärmen,
um dadurch eine Motorwärmleistung zu verbessern.
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(Zweite Ausführungsform)
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8 zeigt
eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der zweiten
Ausführungsform, die eine Struktur hat, die sich von der
der ersten Ausführungsform unterscheidet. Die Einheit 100, 100A der ersten
Ausführungsform kann als die Abgasrückgewinnungsvorrichtung
der in 8 gezeigten vorliegenden Ausführungsform
verwendet werden.
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Die
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform hat anstelle des Motorölkreises 30 der
ersten Ausführungsform einen ATF-(Automatikgetriebefluid-)Kreis 40,
durch den ein ATF (Automatikgetriebefluid) strömt, als
den geheizten Fluidkreis. Andere Strukturen als der ATF-Kreis 40 sind ähnlich
zu Strukturen der ersten Ausführungsform.
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Der Ölbehälter 140 der
Einheit 100, 100A ist in Verbindung mit dem ATF-Kreis 40 angeordnet. Folglich
kann die Wärme des Abgases, die von dem Arbeitsmedium in
dem Verdampfer 110 aufgenommen wird, durch den Kondensator 130 an
das ATF übertragen werden. Das heißt, das ATF
zirkuliert durch den ATF-Kreis 40, während es
von dem Kondensator 130 geheizt wird.
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In
dem ATF-Kreis 40 sind ein Automatikgetriebe 43 des
Fahrzeugs, ein Kühler 42, eine Pumpe 41 und
der Ölbehälter 140 durch Rohrleitungen
verbunden, so dass ein geschlossener Kreislauf des ATF gebildet
wird. Das ATF zirkuliert durch den ATF-Kreis 40 in einer
Reihenfolge Automatikgetriebe 43, Kühler 42,
Pumpe 41, Ölbehälter 140, Automatikgetriebe 43.
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Der
ATF-Kreis 40 ist getrennt von dem Strahlkreis 20.
Folglich wird die durch den Kondensator 130 in den ATF-Kreis 40 zurückgewonnene
Wärme nicht an den Strahlerkreis 20 übertragen.
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Als
nächstes werden ein Betrieb und vorteilhafte Wirkungen
der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform beschrieben. Wenn der Motor 10 betrieben
wird, werden die Wasserpumpe 22 und die Pumpe 41 ebenfalls
betrieben, so dass das Motorkühlmittel durch den Strahlerkreis 20 zirkuliert
und das ATF durch den ATF-Kreis 40 zirkuliert. Das von
dem Motor 10 erzeugte Abgas 10 strömt
durch die Abgasrohrleitung 11. Nach dem Durchlaufen des
Katalysators 12 durchläuft das Abgas den Verdampfer 110 und
wird nach außen abgelassen. Das ATF des ATF-Kreises 40 läuft
durch den Ölbehälter, das heißt um die
Rohre 131 des Kondensators 130 herum.
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Nachdem
der Betrieb des Motors 10 gestartet wurde, nimmt das Arbeitsmedium
der Wärmerohrleitung 101 die Wärme des
Abgases auf, das den Kanalteil 120 durchläuft,
während es durch den Verdampfer 110 strömt.
In den Rohren 111 des Verdampfers 110 beginnt
das Arbeitsmedium zu verdampfen und strömt nach oben. Ferner
strömt das verdampfte Arbeitsmedium durch den oberen Behälter 114 des
Verdampfers 110 und die erste Verbindungsrohrleitung 115 in
den oberen Behälter 134. In dem Kondensator 130 wird
das verdampfte Arbeitsmedium von dem ATF gekühlt, das den Ölbehälter 140 durchläuft,
und wird kondensiert. Das kondensierte Arbeitsmedium strömt
durch die zweite Verbindungsrohrleitung 135 in den unteren
Behälter 113 des Verdampfers 110.
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Durch
die vorstehende Zirkulation des Arbeitsmediums wird die Wärme
des Abgases an das Arbeitsmedium in dem Verdampfer 110 übertragen, in
den Kondensator befördert und wird dann als latente Kondensationswärme
abgegeben, während das Arbeitsmedium in dem Kondensator 130 kondensiert
wird. Folglich wird das ATF des ATF-Kreises 40 in einer
sicheren Weise geheizt, um dadurch das Aufwärmen des Automatikgetriebes 43 zu
erleichtern. Daher verbessert sich der Betrieb des Automatikgetriebes 43.
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In
der vorliegenden Ausführungsform steht der Ölbehälter 140 mit
dem ATF-Kreis 40 als dem geheizten Fluidkreis in Verbindung,
so dass das ATF als das geheizte Fluid von dem Kondensator 130 geheizt wird.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird
die Einheit 100, 100A verwendet, um die Wärme aus
dem Abgas zurück zu gewinnen und die Wärme zu
verwenden, um das Automatikgetriebe 43 aufzuwärmen,
um dadurch eine Wärmleistung des Automatikgetriebes 43 zu
verbessern.
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(Dritte Ausführungsform)
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9 zeigte
eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die
eine Struktur hat, die sich von der der ersten Ausführungsform
unterscheidet. Die Einheit 100, 100A der ersten
Ausführungsform kann für die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
der in 9 gezeigten vorliegenden Ausführungsform
verwendet werden. Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform wird beispielhaft für
ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Antriebsmotor
als Antriebsquelle verwendet.
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Die
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform hat anstelle des Motorölkreises 30 der
ersten Ausführungsform einen Stromrichterstrahlerkreis 50,
durch den ein Stromrichterkühlmittel zum Kühlen
eines Stromrichters 52 strömt, als den geheizten
Fluidkreis. Andere Strukturen als der Stromrichterstrahlerkreis 50 sind ähnlich
den Strukturen der ersten Ausführungsform. Der Stromrichter 52 ist
bereitgestellt, um den Antriebsmotor zu steuern.
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Der Ölbehälter 140 der
Einheit 100, 100A ist in Verbindung mit dem Stromrichterstrahlerkreis 50 bereitgestellt.
Folglich kann die Wärme des Abgases, die von dem Arbeitsmedium
in dem Verdampfer 110 aufgenommen wird, durch den Kondensator 130 an das
Stromrichterkühlmittel des Stromrichterstrahlerkreises 50 übertragen
werden. Das heißt, das Stromrichterkühlmittel
zirkuliert durch den Stromrichterstrahlerkreis 50, während
es von dem Kondensator 130 geheizt wird.
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In
dem Stromrichterstrahlerkreis 50 sind der Stromrichter 52,
der Ölbehälter 140, ein Heizungskern 53,
ein Stromrichterstrahler 54 und eine Pumpe 51 durch
Rohrleitungen verbunden, so dass ein geschlossener Kreisdurchgang
des Stromrichterkühlmittels gebildet wird. Das Stromrichterkühlmittel
zirkuliert durch den Stromrichterstrahlerkreis 50 in einer Reihenfolge
Stromrichter 52, Ölbehälter 140,
Heizungskern 53, Stromrichter 54, Pumpe 51,
Stromrichter 52.
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Der
Stromrichterstrahler 54 führt den Wärmeaustausch
zwischen dem Stromrichterkühlmittel, das im Inneren des
Stromrichterstrahlers 54 strömt, und Luft, die
außerhalb des Stromrichterstrahlers 54 strömt,
durch, wobei die Wärme des Stromrichterkühlmittels
abgestrahlt wird. Dann wird das Stromrichterkühlmittel
in den Stromrichter 52 eingeleitet. Der Heizungskern 53 ist
ein Wärmetauscher, der den Wärmeaustausch zwischen
dem geheizten Stromrichterkühlmittel und Luft durchführt,
um dadurch die Luft zu heizen. Die geheizte Luft wird für
einen Klimatisierungsbetrieb eines Fahrgastraums des Fahrzeugs verwendet.
Das heißt, die geheizte Luft trägt dazu bei, eine
Heizleistung des Klimatisierungsbetriebs zu verbessern.
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Der
Stromrichterstrahlerkreis 50 ist getrennt von dem Strahlerkreis 20.
Folglich wird die durch den Kondensator 130 in den Stromrichterstrahlerkreis 50 zurück
gewonnene Wärme nicht an den Strahlerkreis 20 übertragen.
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Als
nächstes werden ein Betrieb und vorteilhafte Auswirkungen
der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform beschrieben. Wenn der Motor 10 betrieben
wird, werden die Wasserpumpe 22 und die Pumpe 51 ebenfalls
betrieben, so dass das Motorkühlmittel durch den Strahlerkreis 20 zirkuliert
und das Stromrichterkühlmittel durch den Stromrichterstrahlerkreis 50 zirkuliert.
Das in dem Motor 10 erzeugte Abgas strömt durch
die Abgasrohrleitung 11. Nach dem Durchlaufen des Katalysators 12 durchläuft
das Abgas den Verdampfer 110 der Einheit 100 und
wird nach außen abgelassen. Das Stromrichterkühlmittel
des Stromrichterstrahlerkreises 50 läuft durch
den Ölbehälter 140, das heißt
um die Rohre 131 des Kondensators 130 herum.
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Nachdem
der Betrieb des Motors 10 beginnt, nimmt das Arbeitsmedium
der Wärmerohrleitung 101 die Wärme aus
dem Abgas auf, das den Kanalteil 120 durchläuft,
während es durch den Verdampfer 110 strömt.
In den Rohren 111 des Verdampfers 110 beginnt
das Arbeitsmedium zu verdampfen und strömt nach oben. Ferner
strömt das verdampfte Arbeitsmedium durch den oberen Behälter 114 des
Verdampfers 110 und die erste Verbindungsrohrleitung 115 in
den oberen Behälter 134. In dem Kondensator 130 wird
das verdampfte Arbeitsmedium von dem Stromrichterkühlmittel,
das den Ölbehälter 140 durchläuft,
gekühlt und kondensiert. Das kondensierte Arbeitsmedium
kehrt durch die zweite Verbindungsrohrleitung 135 zu dem
unteren Behälter 113 des Verdampfers 110 zurück.
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Durch
die vorstehende Zirkulation des Arbeitsmediums wird die Wärme
des Abgases auf das Arbeitsmedium in dem Verdampfer 110 übertragen, in
den Kondensator 130 befördert und wird dann als latente
Kondensationswärme abgegeben, während das Arbeitsmedium
in dem Kondensator 130 kondensiert wird. Auf diese Weise
wird das Stromrichterkühlmittel des Stromrichterstrahlerkreises 50 sicher
geheizt, um dadurch eine Heizleistung des Heizungskerns 53 zu
verbessern.
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In
der vorliegenden Ausführungsform steht der Ölbehälter 140 in
Verbindung mit dem Stromrichterstrahlerkreis 50 als dem
geheizten Fluidkreis, so dass das Stromrichterkühlmittel
als das geheizte Fluid von dem Kondensator 130 geheizt
wird. Das heißt, in der vorliegenden Erfindung wird die
Einheit 100, 100A beispielhaft verwendet, um die
Wärme des Abgases zurück zu gewinnen und die Wärme
für den Heizungskern 53 zu verwenden, um dadurch
die Heizleistung des Heizungskerns 53 zu verbessern.
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(Vierte Ausführungsform)
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10 zeigt
eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der vierten
Ausführungsform, die eine Struktur hat, die sich von der
der dritten Ausführungsform unterscheidet. Die Einheit 100, 100A,
der ersten Ausführungsform kann für die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
der in 10 gezeigten vorliegenden Ausführungsform
verwendet werden.
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Die
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform hat einen Stromrichterstrahlerkreis 50,
der eine Struktur hat, die sich von dem Stromrichterstrahlerkreis 50 der dritten
Ausführungsform unterscheidet. Insbesondere hat der Stromrichterstrahlerkreis 50 der
vorliegenden Erfindung anstelle des Heizungskerns 53 der dritten
Ausführungsform ein geheiztes Fluid-Heizelement 55 zum
Heizen einer Batterie 56. Die Batterie 56 versorgt
den Antriebsmotor mit elektrischer Leistung. Andere Strukturen als
das Heizelement 55 und die Batterie 56 sind ähnlich
den Strukturen der dritten Ausführungsform.
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Der Ölbehälter 140 der
Einheit 100, 100A ist in Verbindung mit dem Stromrichterstrahlerkreis 50 angeordnet.
Auf diese Weise kann die Wärme des Abgases, die von dem
Arbeitsmedium in dem Verdampfer 110 aufgenommen wird, durch
den Kondensator 130 an das Stromrichterkühlmittel übertragen werden.
Das heißt, das Stromrichterkühlmittel zirkuliert
durch den Stromrichterstrahlerkreis 50, während es
von dem Kondensator 130 geheizt wird.
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In
dem Stromrichterstrahlerkreis 50 sind der Stromrichter 52,
der Ölbehälter, das Heizelement 55, der
Stromrichterstrahler 54 und die Pumpe 51 durch Rohrleitungen
verbunden, so dass ein geschlossener Ringdurchgang des Kühlmittels
gebildet wird. Das Stromrichterkühlmittel zirkuliert durch
den Stromrichterstrahlerkreis 54 in einer Reihenfolge Stromrichter 52, Ölbehälter 140,
Heizelement 55, Stromrichterstrahler 54, Pumpe 51,
Stromrichter 52.
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Das
Heizelement 55 ist ein Wärmetauscher, der den
Wärmeaustausch zwischen dem geheizten Stromrichterkühlmittel
und Luft durchführt, um dadurch die Luft zu heizen. Die
geheizte Luft wird auf die Batterie 56 angewendet, um dadurch
das Wärmen der Batterie zu erleichtern.
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In
der vorliegenden Ausführungsform steht der Ölbehälter 140 in
Verbindung mit dem Stromrichterstrahlerkreis 50 als dem
geheizten Fluidkreis, so dass das Stromrichterkühlmittel
als das geheizte Fluid von dem Kondensator 130 geheizt
wird. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform
wird die Einheit 100, 100A verwendet, um die Wärme
des Abgases zurück zu gewinnen und die Wärme zur
Erleichterung des Aufwärmens der Batterie 56 zu
verwenden. Daher verbessert sich der Ladewirkungsgrad der Batterie 56.
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(Andere Ausführungsformen)
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten der Technik ohne weiteres
einfallen. Die Erfindung ist in ihrem weiteren Sinn daher nicht auf
die spezifischen Details, die repräsentative Vorrichtung
und die gezeigten und beschriebenen Veranschaulichungsbeispiele
beschränkt.
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In
der Einheit 100, 100A der vorstehenden Ausführungsformen
ist der Kondensator 130 auf der Seite des Verdampfers 110 angeordnet.
Die Anordnung des Verdampfers 110 und des Kondensators 130 kann
jedoch modifiziert werden. Zum Beispiel kann der Kondensator 130 über
dem Verdampfer 110 angeordnet werden. In diesem Fall kann
der Kondensator 130 derart ausgerichtet sein, dass die
Rohre 131 horizontal angeordnet sind.
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Der
Ventilmechanismus 150 ist nicht auf die Membranventilvorrichtung
beschränkt, die sich entsprechend dem Druck des Arbeitsmediums öffnet und
schließt. Zum Beispiel kann der Ventilmechanismus 150 eine
Warmwachsventilvorrichtung sein, die fähig ist, den Durchgang
entsprechend der Temperatur des geheizten Fluids oder der Temperatur
des Arbeitsmediums zu öffnen und zu schließen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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