CN101135278A - 热交换装置 - Google Patents

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CN101135278A CNA2007101471327A CN200710147132A CN101135278A CN 101135278 A CN101135278 A CN 101135278A CN A2007101471327 A CNA2007101471327 A CN A2007101471327A CN 200710147132 A CN200710147132 A CN 200710147132A CN 101135278 A CN101135278 A CN 101135278A
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Abstract

一种热交换装置，包括：蒸发单元(1)，用于在工作流体与高温流体之间进行热交换，因而蒸发工作流体；冷凝单元(2)，用于在工作流体与低温流体之间进行热交换，因而冷凝工作流体；蒸发侧连通单元(5a)，用于将蒸发单元(1)中被蒸发的工作流体引导到冷凝单元(2)；和冷凝侧连通单元(5b)，用于将冷凝单元(2)中被冷凝的工作流体引导到蒸发单元(1)。通过冷凝侧屏蔽板(101、102)防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)。结果，防止或降低了工作流体在冷凝侧连通单元(5b)中被高温流体加热和蒸发，因而防止了干枯现象。

Description

热交换装置
技术领域
本发明涉及一种使用热管的热交换装置。
背景技术
所公知的是，传统的热交换装置回收自动车的内燃机(以下简称为发动机)的废气的废热并利用该废热加热发动机。
同样，日本专利文献JP4-45393A公开了一种用于水加热系统的使用热管的环型热管热交换装置。在该热交换装置中，可蒸发且可冷凝的工作流体在闭合回路的循环通路中循环，通过从蒸发单元中的热存储构件吸收热量而被蒸发，并且通过向冷凝单元中的水释放热量而被冷凝。同样，多个热管的下端部分通过下部集管(以下称为冷凝侧连通单元)彼此连通，使得冷凝单元中冷凝的工作流体通过冷凝侧连通网流进多个热管中。
发明内容
在JP4-45393A所公开的热交换装置被用于回收废气的废热的情况下，冷凝侧连通单元也暴露于高温废气，因此加热和蒸发了工作流体，导致了所谓的“干枯(dry-out)”现象，即液相工作流体不能到达具有大的热接收能力的蒸发单元处(即，热管和外部散热片)。结果，热管不能有效地使用，热交换性能被恶化。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能够应用于流体形式的热源的回路型热管热交换装置。
根据本发明的第一方面，提供一种热交换装置，包括：第一壳体(100)，高温流体在该第一壳体中流动；第二壳体(200)，低温流体在该第二壳体中流动；蒸发单元(1)，用于在工作流体与高温流体之间进行热交换，因而蒸发工作流体；冷凝单元(2)，用于在工作流体与低温流体之间进行热交换，因而冷凝工作流体；蒸发侧连通单元(5a)，用于将蒸发单元中被蒸发的工作流体引导到冷凝单元；和冷凝侧连通单元(5b)，用于将冷凝单元中被冷凝的工作流体引导到蒸发单元，其中，高温流体被防止流到冷凝侧连通单元。
由于该结构，冷凝侧连通单元(5b)中工作流体被高温流体加热和蒸发的可能被消除或降低，因此防止了干枯，改善了热交换性能。
在这种情况下，用于防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的冷凝侧屏蔽板(8a、8b；101、102)可与第一壳体(100)或蒸发单元(1)整体地设置。
同样，冷凝侧屏蔽板(8a；101)可布置在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游。
通过这样做，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游的表面。
同样，冷凝侧屏蔽板(8a、8b；101、102)可布置在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游或下游。
通过这样做，一方面，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游的表面；另一方面，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的下游的表面。因此，防止了干枯。
同样，布置冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游的冷凝侧屏蔽板(101)可构造成从高温流体的上游侧朝向蒸发单元(1)连续地减小第一壳体(100)中的通路的面积。
通过这样做，高温流体平滑顺利地流进蒸发单元(1)中，抑制了流动干扰。结果，高温流体与蒸发单元(1)中的工作流体之间的热交换能够被成功地执行。
同样，第一壳体(100)可包括扩大部分(132)和冷凝侧连通单元(5b)，扩大部分具有扩大的通路面积，冷凝侧连通单元布置在扩大部分中。
通过这样做，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)。
同样，高温流体通过与工作流体的热交换而产生冷凝水，热交换装置可包括冷凝水通路(1023)，用于将汇集在冷凝侧连通单元(5b)周围的冷凝水在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的下游处被移除。
通过这样做，汇集在冷凝侧连通单元(5b)周围的冷凝水能够在下游处被移除。
同样，高温流体通过与工作流体的热交换而产生冷凝水，热交换装置可包括冷凝水通路(132c)，用于将汇集在冷凝侧连通单元(5b)周围的冷凝水排出第一壳体(100)。
通过这样做，汇集在冷凝侧连通单元(5b)的冷凝水能够排出到外部。
同样，冷凝侧连通单元(5b)可从第一壳体(100)突出。
通过这样做，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)。
同样，能够防止高温流体流通过蒸发单元(1)、蒸发侧连通单元(5a)和冷凝侧连通单元(5b)的外周面与第一壳体(100)的内周面之间的间隙。
通过这样做，流通过蒸发单元(1)的、表示在第一壳体(100)中流动的高温流体总量的高温流体量的比率增加，因此，高温流体和工作流体之间成功地进行热交换。
同样，为了防止高温流体流通过冷凝侧连通单元(5b)的外周面与第一壳体(100)的内周面之间的间隙，热交换装置可包括冷凝侧屏蔽板(101、102)；为了防止高温流体流通过蒸发侧连通单元(5a)的外周面与第一壳体(100)的内周面之间的间隙，热交换装置可包括蒸发侧屏蔽板(111、112)。
同样，热交换装置可被构造成使得冷凝侧屏蔽板(101)和蒸发侧屏蔽板(111)布置在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游，并且第一壳体(100)中的通路的面积从高温流体流的上游侧朝向蒸发单元(1)连续地减小。
通过这样做，高温流体平滑顺利地流到蒸发单元(1)，能够抑制流动干扰。因此，高温流体和蒸发单元(1)中的工作流体之间的热交换能够顺利地执行。
同样，热交换装置可被构造成使得冷凝侧屏蔽板(102)和蒸发侧屏蔽板(112)布置在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的下游，并且第一壳体(100)中的通路的面积从蒸发单元(1)朝向高温流体流的下游侧连续地增加。
通过这样做，高温流体平滑顺利地流出蒸发单元(1)，获得了平滑的气体流。因此，废气和工作流体之间的热交换能够平滑顺利地执行。
可用水作为工作流体。
进一步地，从水冷内燃机排出的废气可用作高温流体，水冷内燃机的冷却水可用作低温流体。
通过这样做，可以利用废热以便加热发动机。配备有使用发动机冷却水作为热源的加热装置的车辆在发动机预热操作期间可更快地被加热。
根据本发明的第二方面，提供一种热交换装置，包括：蒸发单元(1)，其布置在高温流体在其中流动的高温流体通路中，用于在工作流体与高温流体之间进行热交换，因而蒸发工作流体；冷凝单元(2)，其布置在低温流体在其中流动的低温流体通路中，用于在工作流体与低温流体之间进行热交换，因而冷凝工作流体；蒸发侧连通单元(5a)，用于将蒸发单元(1)中被蒸发的工作流体引导到冷凝单元(2)；和冷凝侧连通单元(5b)，用于将冷凝单元(2)中被冷凝的工作流体引导到蒸发单元(1)，其中，高温流体被防止流到冷凝侧连通单元(5b)。
由于该结构，冷凝侧连通单元(5b)中工作流体被高温流体加热和蒸发的可能被消除或降低，因此防止了干枯，改善了热交换性能。
另外，上述相应装置的名称后的括号中插入的参考标记表示与下述实施例中的特定装置相对应。
如下所述，通过结合附图，根据本发明的优选实施例的说明，能够更加完全地理解本发明。
附图说明
图1是取自废气流上游侧的本发明的第一实施例的热交换装置的主视图；
图2是第一实施例的热交换装置主剖视图；
图3是沿图1的A-A线的示意剖视图；
图4是取自废气流上游侧的本发明的第二实施例的热交换装置的主视图；
图5是沿图4的C-C线的示意剖视图；
图6是本发明的第三实施例的热交换装置的示意剖视图；
图7是本发明的第四实施例的热交换装置的示意剖视图；
图8是本发明的第五实施例的热交换装置的示意剖视图；
图9是本发明的第六实施例的热交换装置的示意剖视图；
图10是本发明的第七实施例的热交换装置的示意剖视图；
图11是本发明的第八实施例的热交换装置的示意剖视图；
图12是本发明的第九实施例的热交换装置的示意剖视图。
具体实施方式
(第一实施例)
下面将说明本发明的第一实施例。在该实施例的热交换装置中，从自动车的水冷发动机的废热系统回收废气的废热，以便加热发动机冷却水，并且被加热的发动机冷却水被用作气候控制系统(climate controlsystem)等的热源。
图1是从废气流上游侧的本实施例的热交换装置的主视图。图2是本实施例的主剖视图，图3是沿图1的A-A线的示意剖视图。
如图1-3所示，本实施例的热交换装置包括：圆柱形第一壳体100，作为高温流体的废气在该第一壳体100中沿箭头B(图3)的方向流动；第二壳体200，作为低温流体的发动机冷却水在该第二壳体200中流体；和热交换器300，其用于从废气吸收热量和向发动机冷却水释放热量。在连接到未显示的发动机排气管或未显示的发动机冷却水管之前，第一壳体100、第二壳体200和热交换器300相互整体集成。
第一壳体100布置在发动机排气管的中途并连接到发动机排气管，第一壳体100构成排气管的一部分。第二壳体200布置在发动机冷却水管的中途并连接到发动机冷却水管，第二壳体200构成冷却水管的一部分。热交换器300包括相互邻近地布置的蒸发单元1和冷凝单元2。
蒸发单元1布置在第一壳体100中，并在稍后说明的废气和工作流体之间进行热交换，因此蒸发工作流体。冷凝单元2布置在第二壳体200中，在蒸发单元1中被蒸发的工作流体和发动机冷却水之间进行热交换，因此冷凝工作流体。
蒸发单元1具有多个蒸发侧热管3a。一方面，多个蒸发侧热管3a中的每个具有扁平形(flat form)使得废气流动的方向(垂直于图1纸面的方向)与蒸发侧热管3a的长侧方向一致；另一方面，蒸发侧热管3a彼此平行地布置使得蒸发侧热管3a的纵向方向与竖直方向一致。每个蒸发侧热管3a的每个侧面上的平坦表面与波纹形外部散热片4a连接，因此热传播到废气或从废气传播热的面积被增加，因此提高工作流体和废气之间的热交换。
冷凝单元2具有多个冷凝侧热管3b。一方面，多个冷凝侧热管3b中每个具有扁平形(flat form)使得发动机冷却水在其中的流动方向(垂直于图1纸面的方向)与冷凝侧热管3b的长侧方向一致；另一方面，冷凝侧热管3b彼此平行地布置使得冷凝侧热管3b的纵向方向与竖直方向一致。更具体地，冷凝侧热管3b被布置成使得冷凝侧热管3b的纵向方向与蒸发侧热管3a的纵向方向一致。同样，平直散热片(straight fin)4b连接到冷凝侧热管3b的每个侧面上的平坦表面上，因此热传播到发动机冷却水或从发动机冷却水传播热的面积被增加，因此提高工作流体和发动机冷却水之间的热交换。
一对连通单元5a、5b在正交于热管3a、3b的长度的方向上延伸并与所有的热管3a、3b连通，一对连通单元5a、5b分别布置在热管3a、3b的纵向(竖直)端处。蒸发单元1中蒸发的工作流体通过布置在竖直上侧的蒸发侧连通单元5a而被引导到冷凝单元2，同时冷凝单元2中冷凝的工作流体通过布置在竖直下侧的冷凝侧连通单元5b而被引导到蒸发单元1。
热管3a、3b和连通单元对5a、5b组成闭合回路，在闭合回路中密封有可蒸发的并且可冷凝的工作流体(在本实施例中是水)。顺便说明一下，工作流体的量至少被设定为液面位于冷凝侧连通单元5b的上方。
侧板7在大致平行于蒸发侧热管3a的长度的方向上延伸并加强蒸发单元1，侧板7设置在蒸发单元1的每一端。
第一壳体100包括冷凝侧屏蔽板(shield plate)101、102，该冷凝侧屏蔽板101、102用于防止废气流到冷凝侧连通单元5b，同时防止废气流通过冷凝侧连通单元5b的外周面与第一壳体100的内周面之间的间隙。
更具体地，布置在冷凝侧连通单元5b的废气流的上游的第一冷凝侧屏蔽板101包括盖板部分1011和倾斜板部分(swash plate portion)1012，盖板部分1011正交于废气流动的方向布置以便覆盖废气流上游的冷凝侧连通单元5b的表面，倾斜板部分1012与废气流动的方向成对角地布置用于连续地减小从废气流的上游侧向蒸发单元1的、第一壳体100中的通路的面积。
布置在冷凝侧连通单元5b的废气流的下游的第二冷凝侧屏蔽板102包括盖板部分1021和倾斜板部分(swash plate portion)1022，盖板部分1021正交于废气流动的方向布置以便覆盖废气流下游的冷凝侧连通单元5b的表面，倾斜板部分1022与废气流动的方向成对角地布置以便连续地增加从蒸发单元1向废气流的下游侧的、第一壳体100中的通路的面积。
第一壳体100还包括蒸发侧屏蔽板111、112，用于使邻近蒸发侧连通单元5a的废气流平滑地流动，同时防止废气流通过蒸发侧连通单元5a的外周面与第一壳体100的内周面之间的间隙。更具体地，布置在蒸发侧连通单元5a的废气流的上游的第一蒸发侧屏蔽板111包括盖板部分1111和倾斜板部分(swash plate portion)1112，盖板部分1111在正交于废气流动的方向的方向上布置以便覆盖废气流上游的蒸发侧连通单元5a的表面，倾斜板部分1112与废气流动的方向成对角地布置以便连续地减小从废气流的上游侧向蒸发单元1的、第一壳体100中的通路的面积。布置在蒸发侧连通单元5a的废气流的下游的第二蒸发侧屏蔽板112包括盖板部分1121和倾斜板部分(swash plate portion)1122，盖板部分1121在垂直于废气流动的方向的方向上布置以便覆盖废气流下游的蒸发侧连通单元5a的表面，倾斜板部分1122与废气流动的方向成对角地布置以便连续地增加从蒸发单元1向废气流的下游侧的、第一壳体100中的通路的面积。
在根据具有如上构造的实施例的热交换装置中，废气流通过蒸发单元1使得蒸发侧热管3a中的液相工作流体通过从废气吸收热量而被蒸发，并且汽相工作流体通过蒸发侧连通单元5a流进冷凝单元2。流进冷凝侧热管3b的汽相工作流体通过向发动机冷却水释放热量而被冷凝，因此被冷凝的工作流体通过冷凝侧连通单元-5b流进蒸发单元1。
这样，一方面，第一冷凝侧屏蔽板101防止废气流到废气流的上游的冷凝侧连通单元5b的表面；另一方面，第二冷凝侧屏蔽板102防止废气流到废气流的下游的冷凝侧连通单元5b的表面。结果，防止工作流体在冷凝侧连通单元5b中被废气加热而被蒸发，确实地给冷凝侧连通单元5b的远离冷凝单元2的部分供应液相工作流体。因此，不会出现干枯，热交换性能得以改善。
同样，鉴于这样的事实，即第一冷凝侧屏蔽板10和第一蒸发侧屏蔽板111的倾斜板部分1012、1112使得废气平滑顺利地流进蒸发单元1，同时，第二冷凝侧屏蔽板102和第二蒸发侧屏蔽板112的倾斜板部分1022、1122使得废气平滑顺利地从蒸发单元1流出以确保满意的气体流动。因此，能够在废气和工作流体之间成功地进行热交换。
同样，第一冷凝侧屏蔽板101和第二冷凝侧屏蔽板102防止废气流通过冷凝侧连通单元5的外周面与第一壳体10的内周面之间的间隙。进一步地，第一蒸发侧屏蔽板111和第二蒸发侧屏蔽板112防止废气流通过蒸发侧连通单元5a的外周面与第一壳体100的内周面之间的间隙。因此，废气流在蒸发单元1中集中。具体地，流通过蒸发单元1的、表示在第一壳体100中流动的总废气量的废气量的比率增加，导致在废气和工作流体之间成功地进行热交换。另外，如果即便闭合第一壳体100和侧板7之间的间隙，废气仅在蒸发单元1中流动，因此，废气与工作流体之间的热交换变得更加良好。
(第二实施例)
下面将说明本发明的第二实施例。图4是显示根据本实施例的取自废气流的上游侧的热交换装置的主视图，图5是沿图4的线C-C的示意剖视图。与第一实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再说明。
如图4和5所示，第一壳体100包括管状部分131和管状扩大部分132。当从废气流动的方向上观看时，管状部分131在形状和尺寸上与蒸发单元1大致相同；当从废气流动的方向上观看时，管状扩大部分132在形状和尺寸上与蒸发单元1大致相同，并且管状扩大部分132具有比管状部分131大的通道面积。
蒸发侧连通单元5a布置在扩大部分132的竖直上部扩大部分132a中，同时，冷凝侧连通单元5b布置在扩大部分132的竖直下部扩大部分132b中。同样，当沿废气流动的方向观看时，蒸发单元1和管状部分131被布置成共享相同的凸出平面。因此，第一壳体100中的废气不流到蒸发侧连通单元5a或冷凝侧连通单元5b，只流通过蒸发单元1。
根据本实施例，防止工作流体在冷凝侧连通单元5b中被废气加热而被蒸发，并且也确实地向冷凝侧连通单元5b的远离冷凝单元2的部分供应液相工作流体。结果，防止干枯，改善热交换性能。
同样，废气流在蒸发单元1中集中，因此，能够更成功地在废气和工作流体之间进行热交换。
(第三实施例)
下面将说明第三实施例。图6是根据本实施例的示意剖视图。与第一实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再进一步说明。
如图6所示，第一壳体100包括管状部分141和开口142。当从废气流动的方向上观看时，管状部分141在形状和尺寸上与蒸发单元1大致相同；当沿竖直方向观看时，开口 142在形状和尺寸上与蒸发单元1大致相同。
蒸发侧连通单元5a和冷凝侧连通单元5b从开口142突出到第一壳体100外，蒸发单元1布置在第一壳体100内。
根据该实施例，防止工作流体在冷凝侧连通单元5b中被废气加热而被蒸发，并且也确实地向冷凝侧连通单元5b的远离冷凝单元2的部分供应液相工作流体。因此，防止干枯，并且改善热交换性能。
同样，由于废气流在蒸发单元1中集中，因此，能够更成功地在废气和工作流体之间相互进行热交换。
(第四实施例)
下面将说明本发明的第四实施例。图7是根据本实施例的热交换装置的示意剖视图。与第一实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再进一步说明。
如图7所示，在第二冷凝侧屏蔽板102的竖直最下部上形成有冷凝水通路1023，冷凝水通路1023用于沿废气流方向在第一壳体100的第二冷凝侧屏蔽板102的上游和下游两侧之间建立连通。
根据本实施例，停留在冷凝侧连通单元5b周围的、通过废气和工作流体之间的热交换而产生的冷凝水部分通过冷凝水通路1023而在冷凝侧连通单元5b的废气流下游处被移除。
(第五实施例)
下面将说明本发明的第五实施例。图8是根据本实施例的热交换装置的示意剖视图。与第二实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再进一步说明。
如图8所示，第一壳体100被如此构造：在下部扩大部分132b的竖直最下部布置有管状冷凝水通路132c，该管状冷凝水通路132c用于将下部扩大部分132b中的空间与第一壳体100的外部连接在一起。
根据本实施例，停留在冷凝侧连通单元5b周围(即，下部扩大部分132b中)的、通过废气和工作流体之间的热交换而产生的冷凝水部分通过冷凝水通路132c而被排出第一壳体100。
(第六实施例)
下面将说明本发明的第六实施例。图9是根据本实施例的热交换装置的示意剖视图。与第二实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再进一步说明。
如图9所示，用于防止废气流到冷凝侧连通单元5b的冷凝侧屏蔽板8a、8b与蒸发单元1整体地设置。更具体地，布置在冷凝侧连通单元5b的废气流的上游的第一冷凝侧屏蔽板8a连接到冷凝侧连通单元5b的废气流上游的表面。另一方面，布置在冷凝侧连通单元5b的废气流的下游的第二冷凝侧屏蔽板8b连接到冷凝侧连通单元5b的废气流下游的表面。冷凝侧屏蔽板8a、8b由导热率低于冷凝侧连通单元5b的材料形成，以便减小从废气到冷凝侧连通单元5b的热传播。
根据本实施例，冷凝侧屏蔽板8a、8b抑制了从废气到冷凝侧连通单元5b的热传播。结果，冷凝侧连通单元5b防止工作流体被废气加热而被蒸发，使得液相工作流体也能够确实地供应给冷凝侧连通单元5b的远离冷凝单元2的部分。因此，防止干枯，并且改善热交换性能。
(第七实施例)
下面将说明本发明的第七实施例。图10是根据本实施例的热交换装置的示意剖视图。与第一实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再进一步说明。
如图10所示，屏蔽板101、102、111、112具有平行板部分1013、1023、1113、1123，平行板部分1013、1023、1113、1123在平行于废气流的方向上分别地在盖板部分1011、1021、1111、1121和倾斜板部分1012、1022、1112、1122之间延伸。
根据本实施例，废气更加平滑顺利地流进和流出蒸发单元1。因此，获得了满意的气体流动，因此，废气和工作流体之间的热交换被良好地执行。
(第八实施例)
下面将说明本发明的第八实施例。图11是根据本实施例的热交换装置的示意剖视图。与第一实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再进一步说明。
如图11所示，第一冷凝侧屏蔽板101的倾斜板部分1012和第一蒸发侧屏蔽板111的倾斜板部分1112被构造成弓形，以便使第一壳体100的通路的面积从废气流的上游侧向蒸发单元1先急剧地减小，然后逐渐地减小。
同样，第二冷凝侧屏蔽板102的倾斜板部分1022和第二蒸发侧屏蔽板112的倾斜板部分1122被构造成弓形，以便使第一壳体100的通路的面积从蒸发单元1向废气流的下游侧先逐渐地增加，然后急剧地增加。
(第九实施例)
下面将说明本发明的第九实施例。图12是根据本实施例的热交换装置的示意剖视图。与第一实施例相同或等同的元部件分别采用相同参考标记表示，并且不再进一步说明。
如图12所示，第一冷凝侧屏蔽板101的倾斜板部分1012和第一蒸发侧屏蔽板111的倾斜板部分1112被构造成弓形，以便使第一壳体100的通路的面积从废气流的上游侧向蒸发单元1先逐渐地减小，然后急剧地减小。
同样，第二冷凝侧屏蔽板102的倾斜板部分1022和第二蒸发侧屏蔽板112的倾斜板部分1122被构造成弓形，以便使第一壳体100的通路的面积从蒸发单元1向废气流的下游侧先急剧地增加，然后逐渐地增加。
(其它实施例)
在上述每个实施例中，在与热交换器300成一整体之后，第一壳体100连接到发动机排气管。作为替换，可在将第一壳体100连接到发动机排气管之后，热交换器300连接到第一壳体100。
同样，根据上述每个实施例，蒸发单元1和冷凝单元2彼此相邻地布置。但，本发明不限于此种结构，蒸发单元1和冷凝单元2可彼此以相互间隔的关系布置。
同样，在上述每个实施例中，多个热管3a、3b的长度在竖直方向上布置，但是，多个热管3a、3b也可在与竖直方向成一定角度的非水平方向上布置，只要被冷凝的工作流体存在于热管3a、3b的最下部即可。
同样，与上述每个实施例不同，本发明的装置可包括一个蒸发侧热管3a，而不是多个蒸发侧热管3a。
尽管已经参考特定的用于说明的实施例说明了本发明，但是，在不脱离本发明的基本概念和保护范围下，可进行各种变化，这对于本领域的技术人员而言是显而易见的。

Claims (18)

1.一种热交换装置，包括：
第一壳体，高温流体在该第一壳体中流动；
第二壳体，低温流体在该第二壳体中流动；
蒸发单元，其布置在第一壳体中，用于在密封在蒸发单元中的可蒸发且可冷凝的工作流体与高温流体之间进行热交换，因而蒸发工作流体；
冷凝单元，其布置在第二壳体中，用于在蒸发单元中被蒸发的工作流体与低温流体之间进行热交换，因而冷凝工作流体；
蒸发侧连通单元，用于将蒸发单元中被蒸发的工作流体引导到冷凝单元；和
冷凝侧连通单元，用于将冷凝单元中被冷凝的工作流体引导到蒸发单元，
其中，蒸发单元包括多个热管和多个外部散热片，所述多个热管被布置成工作流体在非水平方向上流动，所述多个外部散热片用于增加热管和高温流体之间的热传播面积；
其中，工作流体在蒸发单元和冷凝单元之间循环；并且
其中，高温流体被防止流到冷凝侧连通单元。
2.根据权利要求1的热交换装置，其中还包括多个冷凝侧屏蔽板，所述多个冷凝侧屏蔽板用于防止高温流体流到冷凝侧连通单元。
3.根据权利要求2的热交换装置，其中冷凝侧屏蔽板与第一壳体整体地设置。
4.根据权利要求2的热交换装置，其中冷凝侧屏蔽板与蒸发单元整体地设置。
5.根据权利要求2的热交换装置，其中冷凝侧屏蔽板布置在冷凝侧连通单元的高温流体流的上游。
6.根据权利要求2的热交换装置，其中冷凝侧屏蔽板布置在冷凝侧连通单元的高温流体流的上游和下游。
7.根据权利要求6的热交换装置，其中布置在冷凝侧连通单元的高温流体流的上游的冷凝侧屏蔽板被构造成从高温流体的上游侧朝向蒸发单元连续地减小第一壳体中的通路的面积。
8.根据权利要求1的热交换装置，其中第一壳体包括扩大部分和冷凝侧连通单元，所述扩大部分具有扩大的通路面积，所述冷凝侧连通单元布置在扩大部分中。
9.根据权利要求1的热交换装置，其中高温流体通过与工作流体的热交换而产生冷凝水，冷凝水通路被形成以便将停留在冷凝侧连通单元周围的冷凝水在冷凝侧连通单元的高温流体流的下游处被移除。
10.根据权利要求1的热交换装置，其中高温流体通过与工作流体的热交换而产生冷凝水，冷凝水通路被形成以便将停留在冷凝侧连通单元周围的冷凝水排出第一壳体。
11.根据权利要求1的热交换装置，其中冷凝侧连通单元从第一壳体突出。
12.根据权利要求1的热交换装置，其中高温流体被防止流通过蒸发单元、蒸发侧连通单元和冷凝侧连通单元的各外周面与第一壳体的内周面之间的间隙。
13.根据权利要求12的热交换装置，其中还包括：
冷凝侧屏蔽板，用于防止高温流体流通过冷凝侧连通单元的外周面与第一壳体的内周面之间的间隙；和
蒸发侧屏蔽板，用于防止高温流体流通过蒸发侧连通单元的外周面与第一壳体的内周面之间的间隙。
14.根据权利要求13的热交换装置，其中冷凝侧屏蔽板和蒸发侧屏蔽板布置在冷凝侧连通单元的高温流体流的上游，第一壳体中的通路的面积从高温流体流的上游侧朝向蒸发单元被连续地减小。
15.根据权利要求13的热交换装置，其中冷凝侧屏蔽板和蒸发侧屏蔽板布置在冷凝侧连通单元的高温流体流的下游，第一壳体中的通路的面积从蒸发单元朝向高温流体流的下游侧被连续地增加。
16.根据权利要求1的热交换装置，其中工作流体是水。
17.根据权利要求1的热交换装置，其中高温流体是从水冷内燃机排出的废气，低温流体是用于水冷内燃机的冷却水。
18.一种热交换装置，包括：
蒸发单元，其布置在高温流体在其中流动的高温流体通路中，用于在密封在蒸发单元中的可蒸发且可冷凝的工作流体与高温流体之间进行热交换，因而蒸发工作流体；
冷凝单元，其布置在低温流体在其中流动的低温流体通路中，用于在蒸发单元中被蒸发的工作流体与低温流体之间进行热交换，因而冷凝工作流体；
蒸发侧连通单元，用于将蒸发单元中被蒸发的工作流体引导到冷凝单元；和
冷凝侧连通单元，用于将冷凝单元中被冷凝的工作流体引导到蒸发单元，
其中，蒸发单元包括多个热管和外部散热片，所述多个热管被布置成工作流体在非水平方向上流动，所述外部散热片用于增加热管和高温流体之间的热传播面积；并且
其中，工作流体循环通过蒸发单元和冷凝单元；
所述热交换装置还包括用于防止高温流体流到冷凝侧连通单元的冷凝侧屏蔽板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105940198A (zh) * 2014-01-30 2016-09-14 康奈可关精株式会社 排气热回收器
CN106164434A (zh) * 2014-04-04 2016-11-23 日产自动车株式会社 发动机的排气装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9363905B2 (en) 2010-02-02 2016-06-07 Apple Inc. Cosmetic co-removal of material for electronic device surfaces
DE102013201464B4 (de) * 2013-01-30 2016-08-25 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Plattenwärmetauscher einer Brennkraftmaschine
DE102013201467B4 (de) * 2013-01-30 2023-03-23 Purem GmbH Wärmetauscher einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
JP6152755B2 (ja) * 2013-09-02 2017-06-28 富士通株式会社 ループヒートパイプ
JP6540143B2 (ja) * 2015-03-24 2019-07-10 日産自動車株式会社 エンジンの排気装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3096818A (en) * 1959-07-13 1963-07-09 Harry W Evans Integral ebullient cooler
JPS524590Y2 (zh) * 1972-07-10 1977-01-31
JPS582109U (ja) * 1981-06-30 1983-01-08 小松インタ−ナシヨナル製造株式会社 空調装置
JPS6213386U (zh) * 1985-07-03 1987-01-27
JPH0445393A (ja) 1990-06-12 1992-02-14 Aisin Seiki Co Ltd ループ型ヒートパイプ式熱交換器
JP3209760B2 (ja) * 1991-09-17 2001-09-17 カルソニックカンセイ株式会社 排気熱回収用熱交換器
JPH07120178A (ja) * 1993-10-28 1995-05-12 Calsonic Corp ヒートサイホン式排熱回収装置
JP3353475B2 (ja) * 1994-07-28 2002-12-03 株式会社デンソー 熱交換器
US6119767A (en) * 1996-01-29 2000-09-19 Denso Corporation Cooling apparatus using boiling and condensing refrigerant
JP4016357B2 (ja) * 1997-02-14 2007-12-05 株式会社デンソー 筐体冷却装置
US6397934B2 (en) * 1997-12-11 2002-06-04 Denso Corporation Cooling device boiling and condensing refrigerant
KR100365022B1 (ko) * 2000-05-04 2002-12-16 한국기계연구원 고효율 다채널형 루프 열전달장치
US6470961B1 (en) * 2002-01-08 2002-10-29 General Motors Corporation Condenser, radiator and fan assembly module
JP2003279215A (ja) * 2002-03-22 2003-10-02 Hitachi Ltd 空気冷却システム及びガスタービン発電システム
US7013956B2 (en) * 2003-09-02 2006-03-21 Thermal Corp. Heat pipe evaporator with porous valve
US7089997B2 (en) * 2003-12-23 2006-08-15 Cohand Technology Co., Ltd. Heat exchanger using water liquid and vapor phases transformation to enhance heat exchange performance
FR2871738B1 (fr) * 2004-06-21 2008-08-29 Valeo Climatisation Sa Boitier a etancheite locale de type "labyrinthe", pour une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'habitacle
JP2007278623A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Denso Corp 排熱回収装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105940198A (zh) * 2014-01-30 2016-09-14 康奈可关精株式会社 排气热回收器
CN105940198B (zh) * 2014-01-30 2018-11-16 康奈可关精株式会社 排气热回收器
US10648746B2 (en) 2014-01-30 2020-05-12 Calsonic Kansei Corporation Exhaust waste heat recovery device
CN106164434A (zh) * 2014-04-04 2016-11-23 日产自动车株式会社 发动机的排气装置
CN106164434B (zh) * 2014-04-04 2019-06-28 日产自动车株式会社 发动机的排气装置

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