CN101349515B

CN101349515B - 废热回收装置

Info

Publication number: CN101349515B
Application number: CN2008101336940A
Authority: CN
Inventors: 宫川雅志
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: US20090020260A1; CN101349515A; US8020524B2; JP2009024648A; JP4375454B2; DE102008032706A1

Abstract

本发明公开了一种包括蒸发器和冷凝器的废热回收装置。所述冷凝器与蒸发器形成操作介质回路，因而操作介质通过蒸发器和冷凝器循环。蒸发器具有管，并且被设置在导管部分中，从发动机产生的排出气体通过所述导管流动。冷凝器设置在加热流体回路中，加热流体通过所述流体回路由操作介质的冷凝以加热所述加热流体。加热流体回路与发动机冷却剂回路分开，用于冷却发动机的发动机冷却剂通过所述发动机冷却剂回路流动。蒸发器进一步具有管之间的散热片。散热片设置有操作力减少部分，所述操作力减少部分能够减少应用到散热片的操作力，所述操作力由暴露到排出气体的管之间热膨胀差产生，其中散热片是波纹状散热片，并且在相邻管之间包括至少第一散热片层和第二散热片层，第一散热片层和第二散热片层限定不连接部分，在所述不连接部分处第一散热片层和第二散热片层彼此不连接，并且所述操作力减少部分由所述不连接部分提供。

Description

废热回收装置

技术领域

本发明涉及一种废热回收装置。

背景技术

一般来说，通过回收产生于内燃机排出气体(废气)的废热，基于热管原理，废热回收装置被用于加热液体。例如，日本未审专利申请公开号No.7-120178描述了一种热虹吸废热回收装置，其中，排出气体的热被回收并且传递到内燃机的发动机冷却剂。

所描述的废热回收装置包括蒸发器和冷凝器，所述蒸发器用于在热介质和排出气体之间执行热交换，所述冷凝器用于在热介质和发动机冷却剂之间执行热交换。蒸发器和冷凝器彼此通过由热介质充满的环形通道连通。蒸发器包括布置在排出气体的流动方向中的U型管。冷凝器包括在发动机冷却剂流动方向中延伸的直管。

而且，蒸发器在管的外表面设置有散热片以增加热传输表面面积，因而促进热介质和废热之间的热交换。散热片与管用铜焊接。

例如，围绕蒸发器的管流动的排出气体具有温度分布。排出气体的温度分布可能会在管之间或者在每个管中各自部分之间产生温度差。而且，如果由于温度差在管之间产生热膨胀差，与管一体的散热片会受到拉力或者类似负荷。在这种情况下，如果散热片经受超额应力，管和散热片之间的铜焊接片处将产生破裂。

发明内容

本发明根据上述原因而做，本发明的目的是提供能够减少蒸发器散热片损坏的废热回收装置。

一种废热回收装置包括导管部分、加热的液体回路、蒸发器和冷凝器。导管允许产生于内燃机的排出气体流动。加热流体回路允许将由排出气体的热加热的加热流体流动。蒸发器包括操作介质经过其流动的多个管。蒸发器设置在导管部分中。蒸发器通过排出气体的热蒸发操作介质。冷凝器与蒸发器限定操作介质经其流动的操作介质回路，因而操作介质通过蒸发器和冷凝器循环。冷凝器设置在加热的流体回路中。冷凝器通过散发操作介质的热到加热流体回路的加热流体以冷凝操作介质。加热流体回路与发动机冷却回路分开，用于冷却发动机的发动机冷却剂经过所述发动机冷却回路流动。蒸发器进一步包括设置在管之间并且连接到管的散热片。散热片设置有能够减少应用到散热片的操作力的操作力减少部分，所述操作力由管之间热膨胀差产生，其中散热片是波纹状散热片，并且在相邻管之间包括至少第一散热片层和第二散热片层，第一散热片层和第二散热片层限定不连接部分，在所述不连接部分处第一散热片层和第二散热片层彼此不连接，并且所述操作力减少部分由所述不连接部分提供。

例如，操作力减少部分被设置以允许散热片关于管布置在其中的管的排列方向和在散热片的纵向方向变形或者移动。因而，即使当热膨胀差异产生在暴露到排出气体的管之间时，应用到散热片的操作力由于操作力减少部分而减少。因而，对散热片的破坏被减少。

附图说明

本发明的上述的和其它的目的、特征及优点将从参照附图所做的如下细节说明中变得更明显，其中相同部件由相同标记数字标明并且其中：

图1是具有根据本发明第一实施例的废热回收单元的废热回收装置的示意图；

图2是根据第一实施例的废热回收单元的示例的横剖视示意图；

图3是根据第一实施例的废热回收单元的另一个示例的横剖视示意图；

图4是根据第一实施例的废热回收单元的蒸发器的管道和散热片的放大图；

图5用于显示根据第一实施例的蒸发器的管道和散热片的放大图，用于显示散热片的变形；

图6用于显示根据第一实施例的蒸发器的管道和散热片的放大图，用于显示散热片的另一个变形；

图7用于显示根据第一实施例的蒸发器的管道和散热片的放大图，用于显示散热片的再一个变形；

图8是根据本发明第二实施例的废热回收装置的示意图；

图9是根据本发明第三实施例的废热回收装置的示意图；和

图10是根据本发明第四实施例的废热回收装置的示意图。

具体实施方式

(第一实施例)

参照图1至7说明本发明的第一实施例。本实施例的废热回收单元100使用在例如具有作为驱动源的发动机10的汽车中。图1显示了所述单元100使用在其中的废热回收装置。

所述单元100一般地包括蒸发器110和冷凝器130，并且形成闭路(操作介质回路)，所述闭路在蒸发器110和冷凝器130中充满操作介质。也就是说，蒸发器110和冷凝器130通过闭路相互连通。蒸发器110设置在发动机10的排出管道11的通道中，从发动机10产生的排出气体(废气)经由所述通道流动。冷凝器130设置在热流体回路的通道中，将由排出气体(废气)的热加热的热流体经由所述通道流动。在本发明实施例中，冷凝器130设置在发动机油回路30的通道中，发动机油经由所述通道流动。

蒸发器110在操作介质和通过排出管道11的排出气体之间执行热交换。冷凝器130在操作介质和通过发动机油回路30的发动机油之间执行热交换。即，排出气体的热被蒸发器110中的操作介质吸收并且通过冷凝器130传递到发动机油中。

发动机油回路30设置有油箱140，并且冷凝器30被油箱140围绕。因而，当发动机油通过发动机回路30循环时接收来自在油箱140中的冷凝器130的热量。发动机油回路30设置为发动机10的内部、油冷却器32、油箱140、泵31通过管道以环状连接。因而，发动机油通过发动机油回路30循环的顺序为：发动机10的内部、油冷却器32、油箱140、泵31和发动机10的内部。发动机油回路30形成闭路。

发动机10是水冷却内燃机，并且包括排出管道11，由燃料燃烧产生的排出气体通过所述排出管道11流动。排出管道11设置有用于净化排出气体的催化剂转换器12。发动机10设置有水套。水套与散热器回路(发动机冷却回路)20连通，用于冷却发动机10的发动机冷却剂经过所述回路流动。散热器回路20与发动机油回路30分开。即，在发动机油回路30中通过冷凝器130回收的排出气体的热没有传递到散热器回路20。

散热器回路20设置有散热器21和水泵22。散热器回路20结构为发动机10的水套、水泵22和散热器21通过通道以环状连接。散热器21布置在汽车的前部。散热器21在通过水泵22循环的发动机冷却剂和引导进汽车的空气之间执行热交换，因而冷却发动机冷却剂。

如图2所示，单元100形成环状热管101，在所述环状热管101中蒸发器110和冷凝器130通过第一和第二连通通道(连通管)115、135相互连接。即，单元100形成操作介质经过其流通的闭路。蒸发器110容纳在导管部分120中。冷凝器130容纳在油箱140中。

热管101设置有用于引导其中的操作流体的引导部分。当操作介质将被引导进热管101时，热管101内部的压力通过抽真空而降低，并且操作介质被从引导部分引进热管101。热管101被操作流体充满以后，引导部分被密封。

例如，在本实施例中操作介质是水。水在一个大气压力下的沸点温度是100摄氏度。然而，因为热管101的内部压力诸如减少至0.01个大气压力，在热管101中的操作介质具有在5和10摄氏度之间范围的沸点温度。操作介质不限于水，而可以是诸如酒精、碳氟化合物、酒精、含氯氟烃等等一些其它介质。

蒸发器110一般地包括管111、散热片112、下箱113、下箱114等等。管111是平的管部件。管111在向上和向下的方向中导向，并且在诸如图2的左右方向中的布置方向中以预定的间隔布置。同样，管111相对于深度方向成排布置，所述深度方向诸如垂直于图2的纸表面的方向。布置方向对应于图4的方向D1。

散热片112布置在管111之间。散热片112连接到管111的外壁表面。散热片112例如通过轧制成形，通过压力加工带状薄板部件成预定形状。在如图2中所示的例子中，散热片112具有波纹形状。

下箱113具有大体扁平容器形状。相似地，上箱114具有大体扁平容器形状。下箱113设置在管111的下端。上箱114设置在管111的上端。下箱113和上箱114在对应于管111的位置形成具有管插入孔，所述孔的数量与管111的数量相同。管111的上端和下端被插入管插入孔中，并且连接到下箱113和上箱114上。因而，管111与下箱113和上箱114相连通。

导管部分120是具有矩形横截面的管状部件。导管部分120与排出管道11连通或者形成排出管道11的一部分，以允许排出气体通过。导管部分120容纳蒸发器110在其中，因而排出气体的方向与蒸发器110的深度方向一致。即，排出气体在导管部分120中在垂直于图2的纸表面的方向流动。

冷凝器130一般地包括管131、散热片132、下箱133、上箱134等等。管131在上下方向中导向，并且以预定的间隔布置。散热片132布置在管131之间，并且连接到管131的外表面。散热片132具有例如曲柄形状。下箱133连接到管131的下端，并且上箱134连接到管131的上端。因而，管131与下箱133和上箱134连通。

油箱140是在管131纵向方向中具有长度的容器。用于将发动机油引入油箱140中的进入管141与油箱140的一端连接。用于从油箱140中排出发动机油的出口管142与油箱140的另一端连接。

冷凝器130位于蒸发器110的侧面。蒸发器110的上箱114通过第一连通管115与冷凝器130的上箱134连通。第一连通管115穿过导管部分120的壁和油箱140的壁。蒸发器110的上箱113通过第二连通管135与冷凝箱130的下箱133连通。第二连通管135穿过导管部分120的壁和油箱140的壁。

单元100内部的操作介质流动顺序为下箱113、管111、上箱114、第一连通管115、上箱134、管131、下箱133、第二连通管135、下箱113。即，单元100形成操作介质的闭合环状通道。第二连通管135作为回流管。

导管部分120的壁与油箱140的壁之间设置有预定间隙。所述间隙与导管部分120的壁和油箱140的壁之间延伸的第一和第二连通管115、135的部分作为热绝缘部分121。

例如，散热片112相对布置方向D1呈层状形成在相邻管111之间。在图4所示的例子中，第一散热片层1121和第二散热片层1122设置在如图4所示的相邻的两个管111之间。第一散热片层1121通过焊脚由铜焊接连接到第一管111的外表面(例如图4中左管道111)。换句话说，第一散热片层1121具有接触部分，所述接触部分通过所述焊脚接触第一管111。第二散热片1122通过焊脚由铜焊接连接到第二管111的外表面(例如图4中右管道111)。换句话说，第二散热片层1122具有接触部分，所述接触部分通过所述焊脚接触第一管111。

板116设置在第一散热片层1121和第二散热片层1122之间。板116是薄板部件并且作为分隔部件。板116连接到第一和第二散热片层1121、1122中的一个并且不连接到第一和第二散热片层1121、1122中的另一个。在图4所示的例子中，板116连接到第二散热片层1122。板116不连接到第一散热片层1121。因而，不连接部分112a限定在第一散热片层1121和板116之间。不连接部分112a作为操作力减少部分，并且相对布置方向D1位于散热片112的大致的中部位置。

不连接部分112a即操作力减少部分，设置在散热片112和板116之间，因而散热片层1121和散热片层1122根据管111的热膨胀在布置方向和纵向方向上是可移动或者可变形的。即，操作力减少部分减少由于管111的热膨胀差将产生到散热片层1121、1122上的操作力。因而，由于管111的热膨胀差破坏散热片112的可能更小。

在如图4所示的例子中，散热片112形成为在相邻两个管111之间的两层。如另一个例子在图5中所示，散热片112在相邻的两个管111之间，形成诸如三层或者超过三层的多层。

在如图5所示的另一个例子中，相对布置方向D1在相邻两个管111之间形成第一散热片层1121、第二散热片层1122和第三散热片层1123。板116布置在散热片层1121、1122和1123之间。同样在这种情况下，不接连部分112a相对布置方向D1设置在散热片112的中部位置。例如，不接连部分112a设置在接触部分，所述接触部分在接连到管111的第一散热片1121和一个板116之间以及第二散热片1122和另一个板116之间。同样在这个结构中，对散热片112的破坏被减少。

在单元100中，在催化剂转换器12的下游，导管120与排出管11连通。油箱140的进口管141和出口管142与作为废热回收回路的发动机油回路30连通。

例如，单元100的上述组成零件由高抗腐蚀的不锈钢制成。装配以后，组成零件通过铜焊材料整体地焊接，所述铜焊材料设置在组成零件的接触部分或者接合部分。

在图1、4、5中所示的例子中，散热片112具有波纹形状并且通过不连接部分112a设置操作力减少部分。然而，散热片112的形状和操作力减少部分的结构不限于上述，而是可以以诸如图6、7所示方式的多种方式改变。

在如图6所示的例子中，波纹散热片112设置在相邻两个管111之间。散热片112在相对布置方向D1大致中间位置具有弯曲112b。所述弯曲112b在散热片112中作为操作力减少部分。即，弯曲112b通过减少和增加其弯曲角度而允许散热片112在布置方向D1中膨胀和收缩。例如，当受到拉力时，散热片112能够膨胀因而弯曲角度增加，即，弯曲112b大致变直。即使当诸如拉力或者压力的操作力应用到散热片112时，在布置方向D1中由于散热片112通过弯曲112b的膨胀或者压缩而减轻了操作力。因而，减少了散热片112由于操作力被破坏的可能性。

在如图7所示的例子中，波纹散热片112设置在相邻的两个管111之间。散热片112整体具有诸如重复的S形的波纹形状并且包括弯曲部分112c，所述弯曲部分112c关于布置方向D1是弯曲的。弯曲部分112c在散热片112中作为操作力减少部分。因而，通过减少和增加弯曲部分112c的曲率，散热片112c能够在布置方向D1中膨胀和紧缩。因而，即使当诸如拉力或者压力的操作力应用到散热片112时，操作力通过弯曲部分112c减轻。因而，减少了散热片112由于操作力被破坏的可能性。

接下来说明单元100的操作和有益效果。

当发动机10开动时，水泵22和泵31也被开动，因而，发动机冷却剂通过散热回路20循环，并且发动机油通过发动机油回路30循环。在发动机10中产生的排出气体经过排出管11流动。通过催化剂转换器12以后，排出气体穿过单元100的蒸发器110并且被排出到外部。发动机油回路30的发动机油通过油箱140，即围绕冷凝器130的管131。

在发动机10操作开始以后，当热管101的操作介质流过蒸发器110时接收通过导管部分120的排出气体的热。在蒸发器110的管111中，操作介质开始蒸发并且向上流动。而且，蒸发的操作介质通过蒸发器110的上箱134和第一连通管115流入上箱134中。在冷凝器130中，蒸发的操作介质由通过油箱140的发动机油冷却，和冷凝。冷凝的操作介质通过第二连通管135返回到蒸发器110的下箱113。

通过操作介质的上述循环，排出气体的热被传递到蒸发器110中的操作介质中，被携带进冷凝器130中，并且当操作介质在冷凝器130中被冷凝时，所述热然后被作为冷凝的潜热排出。因而，发动机油回路30的发动机油以积极方式被加热，以有利于发动机10的加热。因而，发动机10的磨擦损失被减少，并且为改进冷启动的燃料的增加被限制。因而，提高了发动机10的燃烧效率。在单元100中，排出气体的一部分的热通过热管101的外壁从蒸发器110传导到冷凝器130。

因为蒸发器110具有多个管111和多个散热片112，增加了用于从排出气体接收热的面积。因而，促进了操作介质在蒸发器110中的蒸发，并且因而增加了携带到冷凝器130的热量。

由于热绝缘部分121设置在蒸发器110和冷凝器130之间，蒸发器110被限制由通过油箱140的发动机油冷却。因而，减少了冷凝操作将发生在蒸发器110中的可能性。

图3显示了废热回收单元100的改进。在如图3所示的改进单元100A中，第二连通管135设置有作为流动控制装置的阀机构150。除了阀机构150，单元100A的其它部分与图2所示的单元100中的相同。

阀机构150可以具有一些结构，所述结构能够控制操作介质从冷凝器130经过第二连通管135流动到蒸发器110的流率。例如，阀机构150是膜板阀，所述膜板阀能够根据热管101的内部压力、即操作介质的内部压力打开和关闭第二连通管135的通道。当热管101的内部压力超过预定压力(阀关闭压力)时，阀机构150关闭通道；当内部压力等于或者低于预定压力时，阀机构150打开通道。

在具有阀机构150的单元100A中，发动机10的操作开始以后，发动机油的温度增加。随之，热管101的内部压力逐渐地增加。因为废热的量根据发动机10的负载情况而变化，内部压力会根据汽车的诸如加速、减速、停止等等的多种操作情况而变化。

在内部压力低于预定压力同时热管101的内部压力增加的情况下，阀机构150打开通道，因而排出气体的热被传递到发动机油。即，执行了废热回收。

当发动机油的温度超过预定温度并且热管101的内部压力超过预定压力时，阀机构150关闭通道以限制冷凝的操作介质流回到蒸发器110中。因而，在蒸发器110中的操作介质被完全地蒸发(干)并且引导进冷凝器130。冷凝的操作介质被存储在冷凝器130中。

即，响应于操作介质的蒸发和冷凝的热传递被停止。换句话说，废热回收被停止。在这个情况下，热只是通过热管101传导到发动机油。如果废热回收继续同时废热的温度由于发动机10的负载增加而增加，发动机油的温度过分地增加，并且因而热过分地传到发动机10。另一方面，在本发明实施例中，废热回收如上所述被停止。因而，发动机油将被过分地加热的可能性减少。

当热管101的内部压力减少到等于或者低于预定压力时，阀机构150重新打开通道。因而，重启废热回收。

例如，为了在单元100A中重启废热回收，阀机构150打开通道，从而冷凝的操作介质被从冷凝器130中引导进蒸发器110的管111中。在这种情况下，由于离阀机构150的距离不同，操作介质的流率在管道111之间可能不同。管111之间的热膨胀的差异，除了排出气体的流动的温度分配还将由于流率的不均衡而增加。结果，应用在管111和散热片112之间的操作力将变得显著。在本发明实施例中，散热片112具有诸如不连接部分112a、弯曲112b、弯曲部分112c的操作力减少部分。因而，操作力可以被有效地减轻。

在图4所示的例子中，散热片112在相邻的两个管111之间呈层状形成。即，至少第一散热片层1121和第二散热片层1122形成在相邻两个管111之间。作为操作力减少部分的不连接部分112a设置在第一散热片层1121和第二散热片层1122之间。因而，即使当管111具有由于通过导管部分120的排出气体的温度分配而产生的温度差异，并且进而具有热膨胀的差异时，到散热片112的诸如拉力的操作力可以被减轻。

进而，板116设置在第一散热片层1121和第二散热片层1122之间。因而，当装配蒸发器110时，减少了第一散热片层1121和第二散热片层1122重叠以使第一散热片层1121的突起容纳进第二散热片层1122的凹槽的可能性。因而，蒸发器110被容易并且正确地安装。在如图5所示的例子中，实现了相同的效果。

油箱140与作为加热的液体回路的发动机回路30连通，因而，作为热液体的发动机油通过冷凝器130加热。即，在本发明实施例中，示意地使用单元100、100A以回收排出气体的热，并且使用所述热以加热发动机10，因此改进了发动机的升温性能。

(第二实施例)

图8显示第二实施例的废热回收装置，其具有不同于第一实施例的结构。第一实施例的单元100、100A可以用于如图8所示的本实施例的排出气体回收装置中。

本实施例的废热回收装置具有ATF(自动传输流体)回路40，ATF(自动传输流体)经过其流动，所述回路作为加热流体回路，代替第一实施例的发动机油回路30。除ATF回路40外的结构与第一实施例的结构相同。

单元100、100A的油箱140设置与ATF回路40连通。因而，在蒸发器110中通过操作介质吸收的排出气体的热可以通过冷凝器130被传输到ATF。即，ATF经过ATF回路40循环同时由冷凝器130加热。

在ATF回路40中，汽车的自动变速器43、冷却器42、泵41、油箱140通过管连接从而形成ATF闭合的环状通道。ATF通过ATF回路40循环顺序为：汽车的自动变速器43、冷却器42、泵41、油箱140、自动变速器43。

ATF回路40与散热器回路20分开。因而，通过冷凝器130回收到ATF回路40的热不传输到散热器回路20。

接下来，说明本实施例的废热回收装置的操作和有益效果。当发动机10操作时，水泵22和泵41也被操作，因而发动机冷却剂通过散热器回路20循环，并且ATF通过ATF回路40循环。从发动机10产生的排出气体通过排出管11流动。通过催化剂转换器12以后，排出气体通过蒸发器110并且排出到外部。ATF回路40的ATF通过油箱140，即冷凝器130的管131的外围。

发动机10的操作开始以后，当流过蒸发器110时，热管101的操作介质接收通过导管部分120的排出气体(废气)的热。在蒸发器110的管111中，操作介质开始蒸发并且向上流动。进而，蒸发的操作介质通过蒸发器110的上箱114和第一连通管115流入上箱134中。在冷凝器130中，蒸发的操作介质被通过油箱140的ATF冷却，和冷凝。冷凝的操作介质通过第二连通管135流入蒸发器110的下箱113中。

通过上述操作介质的循环，排出气体的热被传输到蒸发器110中的操作介质，携带进冷凝器130，并且然后，当操作介质被冷凝在冷凝器130中时，所述热作为冷凝的潜热排放。因而，ATF回路40的ATF以正向方式被加热，以促进自动变速器(automatic transmission)43的加温。因而，改进了自动传输43的操作。

在本实施例中，油箱140与作为加热的流体回路的ATF回路40连通，因而，作为热流体的ATF由冷凝器130加热。即，在本实施例中，单元100、100A被用于回收排出气体的热，并且使用所述热升温自动变速器43，因而提高了自动变速器43的升温性能。

(第三实施例)

图9显示本发明的第三实施例的废热回收装置，其具有与第一实施例不同的结构。第一实施例的单元100、100A可以使用到如图9所示的本实施例的排出气体回收装置中。本实施例的排出气体回收装置示意地使用到具有发动机和驱动电机作为驱动源的混合动力汽车中。

本实施例的排出气体回收装置具有用于冷却变换器52的变换器冷却剂经其流动的变换器散热器回路50作为加热的流体回路，代替第一实施例的发动机油回路30。除了变换器散热器回路50以外的结构与第一实施例的结构相同。变换器52设置为控制驱动电机。

单元100、100A的油箱140设置为与变换器散热器回路50连通。因而，在由蒸发器110中的操作介质吸收的排出气体的热可以通过冷凝器130被传输到变换器散热器回路50的变换器冷却剂中。即，当变换器冷却剂被冷凝器130加热时，经过变换器散热器回路50循环。

在变换器散热器回路50中，变换器52、油箱140、加热器芯53、变换器散热器54和泵51通过管连接，从而形成闭合的变换器冷却剂环状通道。变换器冷却剂通过变换器散热器回路50的循环顺序为：变换器52、油箱140、加热器芯53、变换器散热器54、泵51、变换器52。

变换器散热器54在变换器冷却剂与空气之间执行热交换，所述变换器冷却剂在变换器散热器54的内部流动，所述空气在变换器散热器54的外部流动，因而散发变换器冷却剂的热。然后，变换器冷却剂被引导进变换器52。加热器芯53是执行加热的变换器冷却剂和空气之间的热交换的热交换器，从而加热空气。加热的空气被用于汽车的乘客厢的空调操作。即，加热的空气有助于提高空调操作的加热性能。

变换器散热器回路50与散热器回路20分开。因而，通过冷凝器130回收到变换器散热器回路50的热不传输到散热器回路20。

接下来，说明本实施例的废热回收装置的操作和有益效果。当发动机10操作时，水泵22和泵51也被操作，因而发动机冷却剂通过散热器回路20循环，并且变换器冷却剂通过变换器散热器回路50循环。在发动机10中产生的排出气体通过排出管11流动。经过催化剂转换器12以后，排出气体经过单元100的蒸发器110并且被排出到外部。变换器散热器回路50的变换器冷却剂通过油箱140，即围绕冷凝器130的管131。

发动机10的操作开始以后，当流经蒸发器110时，热管101的操作介质接收经过导管部分120的排出气体的热。在蒸发器110的管111中，操作介质开始蒸发并且向上流动。进而，蒸发的操作介质经过蒸发器110的上箱114和第一连通管115流入上箱134中。在冷凝器130中，蒸发的操作介质被经过油箱140的变换器冷却剂冷却，并被冷凝。冷凝的操作介质通过第二连通管135返回到蒸发器110的下箱113。

通过上述操作介质的循环，排出气体的热被传输到蒸发器110中的操作介质，携带进冷凝器130，并且然后，当操作介质在冷凝器130中被冷凝时，所述热作为冷凝的潜热排放。因而，变换器散热器回路50的变换器冷却剂以积极方式被加热，因而改进了加热器芯53的加热性能。

在本实施例中，油箱140与作为加热的流体回路的变换器散热器回路50连通，因而作为热流体的变换器冷却剂被冷凝器130加热。即，在本实施例中，单元100、100A被示意地用于回收排出气体的热并且将所述热用于加热器芯53，因而改进了加热器芯53的加热性能。

(第四实施例)

图10显示第四实施例的废热回收装置，其结构与第三实施例的结构不同。第一实施例的单元100、100A可以被用到如图10所示的本实施例的排出气体回收装置。

本实施例的排出气体回收装置具有与第三实施例的变换器散热器回路50不同的结构。具体地，本实施例的变换器散热器回路50具有用于加热电池56的热的流体类型加热部件55，其代替第三实施例的加热器芯53。电池56为驱动电机提供电能。除了所述加热部件55和电池56外的结构与第三实施例的结构相同。

单元100、100A的油箱140设置为与变换器散热器回路50连通。因而，在由蒸发器110中的操作介质吸收的排出气体的热可以通过冷凝器130被传输到变换器冷却剂中。即，当变换器冷却剂通过冷凝器130被加热时，经过变换器散热器回路50循环。

在变换器散热器回路50中，变换器52、油箱140、加热部件55、变换器散热器54和泵51通过管连接，从而形成闭合的冷却剂环状通道。变换器冷却剂通过变换器散热器回路50的循环顺序为：变换器52、油箱140、加热部件55、变换器散热器54、泵51、变换器52。

加热部件55是热交换器，所述热交换器在热变换器冷却剂和空气之间执行热交换因而加热空气。被加热的空气被供应到电池56，因而促进电池56的升温。

在本实施例中，油箱140与作为加热的流体回路的变换器散热器回路50连通，因而作为热流体的变换器冷却被液冷凝器130冷凝。即，在本实施例中，单元100、100A被用于回收排出气体的热并且使用所述热于促进电池56的升温。因而提高了电池56的充电效率。

(其它实施例)

附加的优点和修改对本领域的技术人员显而易见。本发明有较宽的范围，因而不限于具体细节、典型装置和所示及所描述的说明性例子。

在上述实施例中的单元100、100A中，冷凝器130布置在蒸发器110的侧面。然而，蒸发器110的冷凝器130的排列可以被改变。例如，冷凝器130可以布置在蒸发器110的上方。在这种情况下，冷凝器130可以被定向为管131被水平地布置。

阀机构150不限于根据操作介质的压力打开和关闭通道的膜板类型阀。例如，阀机构150可以是热蜡类型阀装置，所述装置能够根据热流体的温度或者操作介质的温度打开和关闭通道。

Claims

1.一种用于汽车的废热回收装置，包括：发动机和发动机冷却剂回路，用于冷却发动机的发动机冷却剂流过所述发动机冷却剂回路，所述废热回收装置包括：

导管部分，从发动机产生的排出气体流过所述导管部分；

加热流体回路，将被排出气体的热量加热的热流体流过所述加热流体回路；

蒸发器，所述蒸发器包括操作介质通过其流动的多个管并且设置在导管部分中，所述蒸发器利用排出气体的热量蒸发所述操作介质；和

冷凝器，所述冷凝器与蒸发器限定操作介质回路，操作介质流过所述操作介质回路，因而操作介质通过蒸发器和冷凝器循环，冷凝器设置在加热流体回路的通道中，冷凝器通过散发热到加热流体回路的加热流体以冷凝其中的操作介质，其中：

加热流体回路与发动机冷却回路分开，

所述蒸发器还进一步包括设置在管之间并且连接到管的散热片，并且

所述散热片设置有操作力减少部分，所述操作力减少部分能够减少施加到散热片的操作力，所述操作力由管之间热膨胀差产生，

其中：散热片是波纹状散热片，并且在相邻管之间包括至少第一散热片层和第二散热片层，

第一散热片层和第二散热片层限定不连接部分，在所述不连接部分处第一散热片层和第二散热片层彼此不连接，并且

所述操作力减少部分由所述不连接部分提供。

2.根据权利要求1所述的废热回收装置，其中：

散热片进一步包括分隔壁，所述分隔壁在第一散热片层和第二散热片层之间，并且

第一散热片层和第二散热片层之一连接到分隔壁。

3.根据权利要求1所述的废热回收装置，进一步包括：

连通管，所述连通管在蒸发器和冷凝器之间，所述连通管限定操作流体回路的一部分并且允许操作介质从冷凝器流动到蒸发器；和

设置在连通管中的阀机构，其中

阀机构能够根据操作介质的压力、加热流体的温度和操作介质的温度中的一个打开和关闭连通管的通道。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的废热回收装置，其中：

所述加热流体回路是与发动机连通的发动机油回路，并且

所述加热流体是发动机油。

5.根据权利要求1至3中任何一项所述的废热回收装置，其中：

所述加热流体回路是与汽车的自动变速器连通的自动变速器流体回路，并且

所述加热流体是自动变速器流体。

6.根据权利要求1至3中任何一项所述的废热回收装置，其中：

所述加热流体回路是变换器散热器回路，用于控制汽车的驱动电机的变换器、用于冷却所述变换器的变换器散热器、加热器芯和冷凝器通过所述变换器散热器回路连通，并且

所述加热的流体是变换器冷却剂。

7.根据权利要求1至3任何一项所述的废热回收装置，其中：

所述加热流体回路是变换器散热器回路，用于控制汽车的驱动电机的变换器、用于冷却所述变换器的变换器散热器、加热部件和冷凝器通过所述变换器散热器回路连通，

所述加热部件能够加热为驱动电机供应电能的电池，并且

所述加热流体是变换器冷却剂。