CN102105661A - 排气热回收系统 - Google Patents

Abstract

一种排气热回收系统(18)，包括第一环路热管(20)和第二环路热管(30)。所述第一环路热管(20)回收内燃发动机(1)的排气通路(4)中的催化剂(5)下游的排气热以与所述催化剂(5)进行热交换。所述第二环路热管(30)回收所述催化剂(5)的热以与之前自所述内燃发动机(1)输送的冷却剂进行热交换。

Description

排气热回收系统

技术领域

本发明涉及排气热回收系统，该排气热回收系统能够利用内燃发动机的排气热来加快诸如汽车等车辆中的待加热部分的温度升高。

背景技术

已知通过热管回收来自安装在诸如汽车等车辆上的内燃发动机的排气的热并将该热例如用于促进催化剂活化和使内燃机变暖的速度加快。(参见日本实用新型专利申请公报No.63-22321(JP-U-63-22321)和日本专利申请公报No.2008-14304(JP-A-2008-14304))。

JP-U-63-22321描述了这样一种构造：热管的一端在催化装置的下游部分处连接于内燃发动机的排气通路以充当加热部分(对应于热接收单元)，热管的另一端在催化装置的上游部分处连接于排气通路以充当冷却部分(对应于散热单元)，于是催化装置上游的排气被加热以使其温度升高，从而间接地使催化装置的温度升高。

热管气密密封并且在内部空间中填充有诸如纯水的工作流体，然后加热热管的一端以使工作流体汽化，从而将工作流体供至另一端。然后热管使汽化的工作流体在另一端散发热从而冷凝，并被返回到所述一端。

JP-A-2008-14304描述了一种排气热回收系统。该排气热回收系统包括汽化部分(对应于热接收单元)和冷凝部分(对应于散热单元)。汽化部分回收内燃发动机排气通道中的排气热以使工作流体汽化。冷凝部分使汽化的工作流体冷凝。汽化部分和冷凝部分以它们彼此相邻布置而形成闭合环路的状态成整体地连接。内燃发动机的部分冷却剂通路相邻于冷凝部分布置以在冷却剂与气态工作流体之间进行热交换。

在该示例中，使用其中汽化部分和冷凝部分彼此相邻成整体的环路热管，并且汽化部分布置成与排气通路交叉。

与以上不同地，例如已知日本实用新型专利申请公报No.2-76508(JP-U-2-76508)，其中环路热管的热接收单元和冷凝部分(对应于散热单元)布置成彼此远离。JP-U-2-76508描述了这样一种构造：环路热管的热接收单元设置在内燃发动机的排气通路中的催化剂下游部分处，并且环路热管的冷凝部分靠近热空气加热器的加热器芯设置，该热空气加热器安装在冷却剂通路的中途，冷却剂通路之前输送内燃发动机的冷却剂并且之后将冷却剂送回。

以上排气热回收系统仅包括用于使设置在内燃发动机的排气通路中的催化剂的温度升高的热管或者用于使内燃发动机的冷却剂温度升高的热管中的仅一者，而没有包括二者的排气热回收系统。

发明内容

必要的话，本发明能够执行加速设置在内燃发动机的排气通路中的催化剂的温度升高的过程和加速内燃发动机的冷却剂的温度升高的过程。

本发明的第一方面涉及一种排气热回收系统。该排气热回收系统包括：第一环路热管，所述第一环路热管回收内燃发动机的排气通路中的第一催化剂下游的排气热，并且与所述第一催化剂进行热交换；以及第二环路热管，所述第二环路热管回收所述第一催化剂的热，并且与之前自所述内燃发动机输送的冷却剂进行热交换。

通过以上构造，能够通过第一环路热管回收排气热以从外侧加热催化剂，由此加速催化剂的温度升高，并且能够通过第二环路热管回收催化剂的热以冷却催化剂，同时加速内燃发动机的冷却剂的温度升高。

以这种方式，能够有效地提高附连于内燃发动机的催化剂的温度，并有效地提高内燃发动机的冷却剂的温度。

所述第一环路热管可包括：第一热接收单元，所述第一热接收单元通过所述排气通路中的所述第一催化剂下游的排气热使被气密密封并填充在所述第一热接收单元内的工作流体汽化；第一散热单元，所述第一散热单元附连在所述第一催化剂中的上游区域中，并使自所述第一热接收单元传输的工作流体与所述第一催化剂之间进行热交换从而使所述工作流体冷凝；第一传输管，所述第一传输管用于将工作流体从所述第一热接收单元传输至所述第一散热单元；以及第一返回管，所述第一返回管用于将工作流体从所述第一散热单元返回至所述第一热接收单元，并且其中所述第二环路热管可包括：第二热接收单元，所述第二热接收单元附连在所述第一催化剂中的下游区域中，并通过所述第一催化剂的热使被气密密封并填充在所述第二热接收单元内的工作流体汽化；第二散热单元，所述第二散热单元使自所述第二热接收单元传输的工作流体与之前自所述内燃发动机输送的冷却剂之间的热交换，从而使所述工作流体冷凝；第二传输管，所述第二传输管用于将工作流体从所述第二热接收单元传输至所述第二散热单元；以及第二返回管，所述第二返回管用于将工作流体从所述第二散热单元返回至所述第二热接收单元。

此处，第一环路热管和第二环路热管中各自的构造都具体说明，因此易于通过该说明实现该排气热回收系统。

可对所述第一返回管或者所述第一传输管设置有第一阀装置；并且可对所述第二返回管或者所述第二传输管设置有第二阀装置。

通过以上构造，能够通过打开或关闭第一阀装置而利用第一环路热管进行热循环或者停止热循环。另外，能够通过打开或关闭第二阀装置而利用第二环路热管进行热循环或者停止热循环。所以，例如当需要预热催化剂时，能够优选仅利用第一环路热管通过排气热来使预热催化剂。另外，例如当催化剂已经被预热后需要预热内燃发动机时，仅使用第二环路热管以使得能够回收催化剂的热从而冷却催化剂，同时加速内燃发动机的冷却剂的温度升高。

请注意，在设置第一阀装置和第二阀装置用于第一返回管和第二返回管的状态下，当第一阀装置和第二阀装置关闭时，在第一散热单元和第二散热单元中冷凝的工作流体不能被返回到第一热接收单元和第二热接收单元。因此，通过第一环路热管和第二环路热管停止热循环。另外，在对第二和第二传输管设置有第一阀装置和第二阀装置的状态下，当第一阀装置和第二阀装置关闭时，在第一热接收单元和第二热接收单元中汽化的工作流体不能被传输到第一散热单元和第二散热单元。因此，通过第一环路热管和第二环路热管的热循环停止。

可将连通通路连接至第一散热单元和第二热接收单元，并且可在连通通路中设置第三阀装置。

通过上述构造，当第三阀装置关闭时，第一散热单元和第二热接收单元作为单独的热交换部发挥作用；而当第三阀装置打开时，第一散热单元和第二散热单元作为一个大容量热交换部发挥作用。

例如，当需要预热催化剂时，由于仅利用第一环路热管进行热循环并且第三阀装置关闭，因此能够利用排气热加热催化剂中的上游区域。另外，例如当催化剂已经被预热然后需要预热内燃发动机时，因为仅利用第二环路热管进行热循环且第三阀装置打开，因此可以回收催化剂中整个区域的热，从而冷却催化剂，同时加速内燃发动机的冷却剂的温度升高。

所述排气热回收系统可进一步包括控制器，所述控制器通过致动器控制所述第一阀装置的开度、所述第二阀装置的开度以及所述第三阀装置的开度，其中，当判定需要活化所述第一催化剂时，所述控制器可打开所述第一阀装置并关闭所述第二阀装置和所述第三阀装置；并且，当在所述第一催化剂被活化的状态下判定需要加热所述冷却剂时，所述控制器可关闭所述第一阀装置并打开所述第二阀装置和所述第三阀装置。

通过以上构造，可通过控制器在适当的时间控制第一阀装置至第三阀装置的打开和关闭。通过基于内燃发动机的冷却剂温度和催化剂的温度而打开或者关闭第一阀装置至第三阀装置，能够以最优方式使用第一环路热管和第二环路热管。

例如，当催化剂的温度升高到活化温度时，仅通过第一环路热管进行热循环，从而使得能够优先利用排气热来预热催化剂。另外，当催化剂已经被预热然后需要预热内燃发动机时，仅通过第二环路热管进行热循环，从而使得能够冷却催化剂，同时利用催化剂的热来加速内燃发动机冷却剂的温度升高。

当在所述第一催化剂被活化的状态下判定所述第一催化剂的温度尚未达到上限温度时和在所述冷却剂已经被预热的状态下判定所述冷却剂的温度尚未达到上限温度时，所述控制器可关闭所述第一阀装置并打开所述第二阀装置和所述第三阀装置；并且，当判定所述第一催化剂的温度已经达到所述上限温度且所述冷却剂的温度也已经达到所述上限温度时，所述控制器可关闭所述第一阀装置和所述第二阀装置并打开所述第三阀装置。

在这种情形，而且在催化剂的温度或者内燃发动机的冷却剂温度倾向于过度升高的情况下，停止利用第一环路热管和第二环路热管进行热循环。这样一来，能够防止因过度加热催化剂和内燃发动机的过热而导致功能下降。

可对所述第一返回管或者所述第一传输管设置有第一阀装置；可将旁通管连接于所述第二传输管和所述第二返回管，所述旁通管旁通所述第二散热单元；并且，可在所述旁通管连接到所述第二传输管的部位设置切换阀，所述切换阀可用于在从所述第二传输管通往所述第二散热单元的热交换路线与从所述第二传输管通往所述旁通管的旁通路线之间切换。

通过以上构造，能够通过打开或者关闭第一阀装置而在第一环路热管中进行热循环或者停止热循环。另外，当通过切换阀确保热交换路线时，能够利用第二环路热管进行热循环；而当通过切换阀确保旁通路线时，能够停止利用第二环路热管进行热循环。所以，例如当需要预热催化剂时，能够优先仅通过第一环路热管利用排气热来预热催化剂。另外，例如当催化剂已经被预热然后需要预热内燃发动机的冷却剂时，仅使用第二环路热管以使得能够回收催化剂的热，从而冷却催化剂，同时加速内燃发动机的冷却剂的温度升高。

所述排气热回收系统可包括控制器，所述控制器通过致动器控制所述第一阀装置的开度，其中，所述切换阀可以是三通阀；所述控制器可通过致动器控制所述切换阀从而进行切换；当判定需要活化所述第一催化剂时，所述控制器可打开所述第一阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线；当判定需要在所述第一催化剂被活化的状态下加热冷却剂时，所述控制器可关闭所述第一阀装置并通过所述切换阀确保所述热交换路线；并且，当判定所述冷却剂的温度已经达到上限温度时，所述控制器可关闭所述第一阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线。

通过以上构造，可通过控制器在适当的时间控制所述第一阀装置的打开和关闭以及所述切换阀的切换。通过基于内燃发动机的冷却剂温度和催化剂温度控制所述第一阀装置和所述切换阀，能够以最优方式使用第一环路热管和第二环路热管。

可将连通通路连接于所述第一散热单元和所述第二热接收单元；并且，可在所述连通通路中设置有第三阀装置。

通过以上构造，当所述第三阀装置关闭时，所述第一散热单元和第二热接收单元作为单独的热交换部发挥作用；而当所述第三阀装置打开时，所述第一散热单元和所述第二散热单元作为一个大容积热交换部发挥作用。

例如，当需要预热使催化剂时，由于仅利用第一环路热管进行热循环并且第三阀装置关闭，因此能够利用排气热加热催化剂中的上游区域。另外，例如当催化剂已经被预热然后需要预热内燃发动机时，因为仅利用第二环路热管进行热循环且第三阀装置打开，因此可从催化剂中的整个区域回收热以加热内燃发动机的冷却剂。由于从催化剂回收热，催化剂被冷却。

所述排气热回收系统可包括控制器，所述控制器通过致动器控制所述第一阀装置的开度和所述第三阀装置的开度，其中，所述切换阀可以是三通阀；所述控制器可通过致动器控制所述切换阀从而进行切换；当判定需要活化所述第一催化剂时，所述控制器可打开所述第一阀装置，关闭所述第三阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线；当在所述第一催化剂被活化的状态下判定需要加热所述冷却剂时，所述控制器可关闭所述第一阀装置，打开所述第三阀装置并通过所述切换阀确保所述热交换路线；并且，当判定所述冷却剂的温度已经达到上限温度时，所述控制器可关闭所述第一阀装置，打开所述第三阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线。

通过以上构造，可通过控制器在适当的时间控制第一阀装置、切换阀和第三阀装置的操作。通过基于内燃发动机的冷却剂温度和催化剂的温度来控制第一阀装置、切换阀和第三阀装置，能够以最优方式使用第一环路热管和第二环路热管。

例如，当催化剂温度升高至活化温度时，仅利用第一环路热管进行热循环，从而使得能够优先利用排气热来预热催化剂。另外，当催化剂已经被预热然后需要预热内燃发动机的冷却剂时，仅利用第二环路热管进行热循环，从而使得能够冷却催化剂，同时利用催化剂的热加速内燃发动机的冷却剂的温度升高。

在此情形，而且在催化剂的温度或者内燃发动机的冷却剂温度倾向于过度升高的情况下，停止利用第一环路热管和第二环路热管进行热循环。这样一来，能够防止因过度加热催化剂和内燃发动机过热而导致功能下降。

第一阀装置至第三阀装置都可以是根据预定的致动条件自动地控制其开度的自致动式的。

因此，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时，所述自致动式第一阀装置可打开；而当在所述第一催化剂被活化的状态下需要加热所述冷却剂的条件满足时，所述自致动式第一阀装置可关闭。

另外，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时，所述自致动式第二阀装置可关闭；而当所述第一催化剂被活化的条件满足时，所述自致动式第二阀装置可打开。可替代地，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时或者当判定所述冷却剂的温度已经达到上限温度时，所述第二阀装置可关闭；而当在所述第一催化剂被活化的状态下需要加热所述冷却剂的条件满足时，所述第二阀装置可打开。

而且，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时，所述自致动式第三阀装置可关闭；而当在所述第一催化剂被活化的状态下需要加热所述冷却剂的条件满足时或者当所述冷却剂的温度已经达到上限温度的条件满足时，所述自致动式第三阀装置可打开。

通过这种方式，当所述第一阀装置至第三阀装置都是自致动式的时，就不需要用于所述第一阀装置至第三阀装置的控制系统(例如，控制程序、线等)，所以在降低设备成本方面是有利的。

所述第一散热单元可包括：第一中空套筒，所述第一中空套筒设置成围绕所述第一催化剂中的上游区域，并且所述第一中空套筒具有内部环形空间，其中所述第一传输管和所述第一返回管可连接至所述内部环形空间并可与所述内部环形空间流体连通；以及设置在所述第一中空套筒的内周壁上的沿径向向外指向的鳍片，其中，所述第二热接收单元可包括：第二中空套筒，所述第二中空套筒设置成围绕所述第一催化剂中的下游区域，并且所述第二中空套筒具有内部环形空间，其中所述第二传输管和所述第二返回管连接至所述内部环形空间并与所述内部环形空间流体连通；以及设置在所述第二中空套筒的内周壁上的沿径向向外指向的鳍片，并且其中，所述第一中空套筒和所述第二中空套筒可沿它们的轴向方向在设置所述连通通路的连接部位彼此相邻地连接。

此处，第一散热单元和第二热接收单元中每一个的外形都呈环形形状，以便围绕催化剂，并且能够通过该特性将热有效地传输至催化剂和有效地回收催化剂的热。

可在所述排气通路中相邻于所述内燃发动机的位置处设置有振动传递阻尼部；并且所述第二散热单元可附连在自所述振动传递阻尼部至所述第一催化剂的区域中。

此处，简而言之，通过所述振动传递阻尼部来消减从内燃发动机传输至排气通路的振动。因此，第一环路热管和第二环路热管的热接收单元设置在排气通路中位于振动传递阻尼部下游的区域中。

这意味着，当排气通路中位于所述振动传递阻尼部下游的区域振动时，第一环路热管和第二环路热管的热接收单元以及散热单元都基本上同时移动，所以由振动引起的弯曲应力倾向于施加到连接至所述热接收单元和散热单元并与所述热接收单元和散热单元流体连通的传输管和返回管的近端部分。

因此，能够实现例如长使用寿命，使得第一环路热管和第二环路热管承受短暂的疲劳破坏。此处，当施加弯曲应力时，有必要采取增加传输管和返回管各自的厚度或外径以提高刚性或者由挠性管形成传输管和返回管的措施。然而，当设置上述振动传递阻尼部时，就无需采取这样的措施。

必要的话，根据本发明该方面的排放热回收系统能够执行加速设置在内燃发动机的排气通路中的催化剂的温度升高的过程和加速内燃发动机的冷却剂的温度升高的过程。

附图说明

从下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的前述以及其它目的、特征和优点将显而易见，附图中同样的附图标记用于指示相同的原件，并且附图中：

图1是示出根据本发明第一实施方式的排气热回收系统的示意性结构图；

图2是示出图1中所示的球形接头的横截面图；

图3是示出图1中的排气热回收系统的具体构造的横截面图；

图4是用以说明图1中的排气热回收系统的操作的流程图；

图5是示出根据本发明另一实施方式的排气热回收系统的示意性结构图；

图6A和图6B是示出图5中所示的第二阀装置的具体构造的横截面图；

图7是示出根据本发明第二实施方式的排气热回收系统的示意性结构图；

图8A、图8B和图8C是示出图7中所示的第二阀装置的具体构造的横截面图；

图9是用以说明图7的排气热回收系统的操作的流程图；

图10是示出根据本发明第三实施方式的排气热回收系统的示意性结构图；以及

图11是用以说明图10的排气热回收系统的操作的流程图。

具体实施方式

第一实施方式

图1至图4示出本发明的第一实施方式。第一实施方式描述了应用于安装在车辆上的内燃发动机的排气热回收系统的示例。

将参照图1描述该排气热回收系统的示意性构造。图中，水冷内燃发动机1将空气-燃料混合物供给至内燃发动机1的燃烧室以燃烧，然后将燃烧室中的排气从排气系统排放至大气。通过将从进气系统供给的空气与从燃料供给系统供给的燃料以适当空燃比混合而获得空气-燃料混合物。

排气系统至少包括排气歧管2和排气管4。排气歧管2安装至内燃发动机1。排气管4经由球形接头3连接至排气歧管2。排气歧管2和排气管4形成排气通道。

如图2所示，球形接头3包括平法兰3a、半球形法兰3b、垫圈3c、螺栓3d和螺母3e、以及卷簧3f。平法兰3a沿径向向外指向并设置在排气歧管2的下游开口端处。半球形法兰3b设置在排气管4的上游开口端处。垫圈3c被保持在平法兰3a与半球形法兰3b之间。螺栓3d和螺母3e用于将平法兰3a紧固至半球形法兰3b。卷簧3f以压缩状态插置于螺栓3d与平法兰3a之间。

垫圈3c的与平法兰3a接触的一侧形成为平面形状，而垫圈3c的与半球形法兰3b的内表面接触的另一侧形成为适合半球形法兰3b的内表面形状的半球形形状。垫圈3c借助于卷簧3f的弹性回复力密封与平法兰3a接触的接触表面和与半球形法兰3b接触的接触表面。当施加外力使排气歧管2和排气管4绕枢转中心3g枢转时，垫圈3c和半球形法兰3b在彼此上滑动从而允许自然枢转。也就是说，球形接头3阻止内燃发动机1的振动和运动传递到排气管4，或者缓冲该振动和运动然后再传递该振动和运动。因此，球形接头3可看做振动传递缓冲部。

两催化剂5和6被顺次地设置用于排气管4。排气通过这两个催化剂5和6净化。

对于催化剂5和6，沿排气在排气管4中流动的方向设置在上游的催化剂5是所谓的启动催化剂(S/C)并且又被称为上游催化剂，而沿排气在排气管4中流动的方向设置在下游的催化剂6是所谓的主催化剂(M/C)或地板下催化剂(U/F)并且又被称为下游催化剂。

这些催化剂5和6都可以是例如三元催化剂。这些三元催化剂显示出使一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NO_X)全体地通过化学反应而变成无害成分的净化能力。

内燃发动机1内填充有称为长效冷却剂(LLC)的制冷剂(以下，简称为冷却剂)。制冷剂一旦自冷却剂输送通路8输送就被供给至散热器7，之后经由冷却剂返回通路9自散热器7返回到内燃发动机1。散热器7通过与外界空气热交换而冷却通过水泵10进行循环的冷却剂。

并且，通过温度调节器11来调节流动通过散热器7的冷却剂的流量和流动通过旁路通道12的冷却剂的流量。例如，当发动机正在进行预热时，旁路通道12中的冷却剂的流量增大以促进发动机预热，并防止通过散热器7使冷却剂过冷。

加热器芯14设置在加热器通路13的中途。加热器通路13从冷却剂输送通路8分支并连接至冷却剂返回通路9中水泵10的上游侧。加热器芯14是利用冷却剂加热车厢的热源。由加热器芯14加热的空气通过吹风机15引入车厢17中。请注意由加热器芯14和吹风机15形成了热空气加热器16。在加热器通路13中的加热器芯14的下游区域中流动的冷却剂的温度因从加热器芯14散热而变低。

如此构造的内燃发动机1的排气系统配备有排气热回收系统18。

排气热回收系统18例如回收从内燃发动机1排放的排气的热以使得能够加速上游催化剂5的温度升高，或者回收上游催化剂5的热以加速从加热器芯14返回到内燃发动机1的冷却剂的温度升高。排气热回收系统18主要包括两个环路热管20和30以及控制器40。

第一环路热管20主要包括第一热接收单元21、第一散热单元22、第一传输管23、第一返回管24以及第一阀装置25。第二环路热管30主要包括第二热接收单元31、第二散热单元32、第二传输管33、第二返回管34以及第二阀装置35。

工作流体在真空状态下填充在整个环路热管20和30内部。该工作流体例如是纯水等。水的沸点在1个大气压下是100℃；然而，环路热管20和30中的压力减小(例如，0.01个大气压)，因此沸点是例如5℃至10℃。请注意，工作流体例如可以是酒精、碳氟化合物、氟氯化碳等，而不是纯水。另外，环路热管20和30的主要部件例如是由具有高耐腐蚀性的不生锈材料制成。

控制器40类似于通常所知的电子控制单元(ECU)，控制器40包括通过双向总线彼此连接的中央处理单元(CPU)、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、备份存储器(非易失性RAM)等。控制器40至少控制排气热回收系统18的操作。

下面将参照图3详细说明第一环路热管20的组成部分。

第一热接收单元21设置在排气管4中的下游催化剂6下游。第一热接收单元21构造成以这样的方式回收热作为汽化热，即，使得气密密封并填充在第一热接收单元21内的液态工作流体通过排气热而汽化。

具体地，第一热接收单元21设置在与排气流动通过排气管4的方向垂直的方向上。该热接收单元21形成为使得上储槽21a与下储槽21b经由多个管道21c流体连通，并且相邻管道21c间的缝隙内布置有连接至管道21c的外壁面的鳍片21d。

相邻管道21c间的缝隙是流动通过排气管4的排气的流动通路。布置在这些缝隙内的鳍片21d呈波纹型式，以便增大与通过缝隙的排气热交换的面积。波纹型式的鳍片21d例如是将薄带状板材通过滚轧加工而形成波纹形状的鳍片。简言之，排气的热由鳍片21d吸收以加热流动通过管道21c的工作流体并使工作流体汽化。因此，管道21c和鳍片21d充当热交换器。

第一散热单元22附连在上游催化剂5中的上游区域中。上游催化剂5被从第一热接收单元21传输的汽化的工作流体加热，从而使工作流体冷凝。

具体地，第一散热单元22包括中空套筒22a和鳍片22b。中空套筒22a围绕上游催化剂5中的上游区域。鳍片22b沿径向向外指向并连接至中空套筒22a的内周壁。

鳍片22b是波纹型式的，以便增大与通过中空套筒22a的内部空间的汽化的工作流体热交换的面积。波纹型式的鳍片22b例如是将薄带状板材通过滚轧加工在周向上形成波纹形状的鳍片。

第一传输管23将在第一热接收单元21处汽化的工作流体传输至第一散热单元22。第一传输管23经由适当的间隙靠近并沿着排气通路(排气管4、上游催化剂5和下游催化剂6)布置。

具体地，第一传输管23以一定距离远离排气通路(排气管4、上游催化剂5和下游催化剂6)定位，该距离是保持经第一传输管23传输的汽化的工作流体不会冷凝的温度所必需的。期望地，该距离通过试验等获得并且基于第一传输管23的总体长度、材料、厚度、相对的面积等以经验为主设定。

为了实现第一传输管23的这种布置，第一传输管23的多个部分(本实施方式中为两个部分)经由支架26a和26b支承在下游催化剂6和排气管4的外壁上。期望地，支架26a和26b由具有高导热系数的材料(例如，不锈钢等)制成。

第一返回管24将在第一散热单元22处冷凝的工作流体返回到第一热接收单元21。第一返回管24不同于上述第一传输管23，第一返回管24尽可能多地远离排气通路(排气管4、上游催化剂5和下游催化剂6)和第一传输管23布置，使得流动通过第一返回管24的液态工作流体不会再次地汽化。另外，第一返回管24具有适当向下的斜度，以便使得易于将冷凝的液态工作流体返回到第一热接收单元21。

具体地，第一返回管24以一定距离远离排气通路(排气管4、上游催化剂5和下游催化剂6)布置，该距离是保持流动通过第一返回管24的液态工作流体不会因来自排气通路的辐射热而再次汽化的状态所必需的。期望地，该距离通过试验等获得并且基于第一返回管24的总体长度、材料、厚度、相对的面积等以经验为主设定。另外，所述向下的斜度可以例如是大约6度，不过可以对该向下的斜度进行选择。

第一阀装置25设置在第一返回管24的中途。第一阀装置25能够在打开状态与关闭状态之间切换，在打开状态下允许工作流体从第一散热单元22流向第一热接收单元21；在关闭状态下阻止工作流体从第一散热单元22流向第一热接收单元21。第一阀装置25例如是电磁阀。

请注意，能够以控制器40无级地控制第一阀装置25的开度的方式调节从第一散热单元22返回到第一热接收单元21的工作流体的量。

下面将参照图3详细说明第二环路热管30的组成部件。

第二热接收单元31附连在上游催化剂5中的下游区域中。第二热接收单元31构造成以这种方式回收热作为汽化热，即，使得气密密封并填充在第二热接收单元31内的液态工作流体通过从上游催化剂5接收的热而汽化。

具体地，第二热接收单元31包括中空套筒31a和鳍片31b。中空套筒31a围绕上游催化剂5中的下游区域。鳍片31b沿径向向外指向并连接至中空套筒31a的内周壁。鳍片31b为波纹型式，以便增大与通过中空套筒31a的内部空间的汽化的工作流体热交换的面积。波纹型式的鳍片31b例如是将薄带状板材通过滚轧加工在周向上形成波纹形状的鳍片。

第二散热单元32附连在上游催化剂5与球形接头3之间靠近球形接头3。从加热器芯14返回到内燃发动机1的冷却剂被从第二热接收单元31传输的汽化的工作流体加热，从而使工作流体冷凝。

具体地，第二散热单元32形成为使得第二传输管33的下游端部和第二返回管34的上游端部都连接到内部气密密封的箱体32a。加热器通路13中的位于加热器芯14下游的区域插入箱体32a的内部空间中。加热器通路13中的插入箱体32a中的区域的外周设置有鳍片13a，以增大热交换面积。对于操作而言，简言之，当在第二热接收单元31处汽化的工作流体经由第二传输管33传输至第二散热单元32时，工作流体的热被鳍片13a吸收，并且吸收的热加热流动通过加热器通路13的冷却剂。

第二传输管33将在第二热接收单元31处汽化的工作流体传输至第二散热单元32。第二返回管34将在第二散热单元32处冷凝的工作流体返回到第二热接收单元31。

第二阀装置35设置在第二返回管34的中途。第二阀装置35能够在打开状态与关闭状态之间切换，在打开状态下允许工作流体从第二散热单元32流向第二热接收单元31；在关闭状态下阻止工作流体从第二散热单元32流向第二热接收单元31。第二阀装置35例如是电磁阀。

请注意，能够以控制器40无级地控制第二阀装置35的开度的方式调节从第二散热单元32返回到第二热接收单元31的工作流体的量。

在第一实施方式中，如图3所示，第一环路热管20的第一散热单元22和第二环路热管30的第二热接收单元31形成整体并沿排气流动的方向并排布置。

具体地，第一散热单元22的中空套筒22a和第二热接收单元31的中空套筒31a在轴向方向上彼此相邻地连接。在连接部位设置连通通路36，在连通通路36中设置有第三阀装置37。

第三阀装置37能够在打开状态与关闭状态之间切换，在打开状态下允许工作流体从第一散热单元22流向第二热接收单元31；在关闭状态下阻止工作流体从第一散热单元22流向第二热接收单元31。第三阀装置37包括阀壳体37a、阀元件37b以及充当驱动源的致动器37c。

请注意，致动器37c的操作受控制器40的控制。例如，控制器40通过无级地控制第三阀装置37的开度来调节从第一散热单元22流动到第二热接收单元31的工作流体的量。

下面，将简单说明与内燃发动机1的操作相关的排气热回收系统18的操作。

简言之，当内燃发动机1冷起动时，内燃发动机1的上游催化剂5、下游催化剂6和冷却剂的温度都较低。但是例如300℃至400℃的排气却经由排气歧管2从内燃发动机1排放到排气管4，于是两催化剂5和6的温度在排气的作用下从内部升高，同时冷却剂在不通过散热器7的情况下经由旁路通道12被返回到内燃发动机1，由此使发动机预热。

于是，当发动机冷起动时，第二环路热管30休止以停止加热从加热器芯14返回到内燃发动机1的冷却剂，而第一环路热管20能够发挥作用。因此，上游催化剂5优选由已经通过下游催化剂6的排气的热从外部加热。这样，同时从内侧和外侧加热上游催化剂5，因而加快了上游催化剂5的温度升高，从而较早地使上游催化剂5活化。注意，下游催化剂6的温度在排气的作用下升高，这些排气的温度在被上游催化剂5净化时升高。

于是，当上游催化剂5的温度升高至活化温度时，第一环路热管20休止以停止通过排气热来加热上游催化剂5，而第二环路热管30能够发挥作用。因此，上游催化剂5的热被回收用以加热从加热器芯14返回到内燃发动机1的冷却剂。这样使上游催化剂5冷却，同时促进内燃发动机1预热。

在第一实施方式中，对于热是否通过排气热回收系统18的第一环路热管20进行循环的控制主要通过控制器40和第一阀装置25来执行，并且对于热是否通过排气热回收系统18的第二环路热管30进行循环的控制主要通过控制器40和第二阀装置35来执行。

下面将参照图4中所示的流程图来详细说明排气热回收系统18的操作。

图4所示的流程图主要由控制器40的操作形成。当程序进入流程图时，在步骤S1判断上游催化剂5的温度Tsc是否低于第一阈值T1。注意，可以例如基于来自检测上游催化剂5的催化剂床层温度的传感器(未示出)的输出来认知上游催化剂5的温度Tsc。另外，第一阈值T1例如基于上游催化剂5活化的温度(例如，300℃至400℃)适当设定。

简言之，在步骤S1中，检查上游催化剂5是否活化，也就是，检查是否有必要对上游催化剂5进行预热。

此处，当在步骤S1中做出肯定的判断，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc尚未达到上游催化剂5的活化温度时，必需对上游催化剂5进行预热，因此程序前进到步骤S2。

在步骤S2中，第一阀装置25打开以使第一环路热管20能够发挥作用，也就是说，进行热循环；并且，第二阀装置35关闭以使第二环路热管30不能够发挥作用，也就是说，使热循环停止。然后，第三阀装置37关闭，从而关断第一散热单元22与第二热接收单元31之间的流体连通。

首先，当第一阀装置25打开时，允许工作流体在第一热接收单元21与第一散热单元22之间循环。因此，使第一环路热管20能够发挥作用。这样，从内燃发动机1排放到排气管4的排气经由两催化剂5和6到达第一环路热管20的第一热接收单元21，第一热接收单元21中的工作流体在排气热的作用下汽化，然后汽化的工作流体经由第一传输管23传输到第一散热单元22。此时，第三阀装置37关闭，从而关断第一散热单元22与第二热接收单元31之间的流体连通。这样，上游催化剂5中的上游区域被第一散热单元22中的汽化的工作流体加热。当工作流体通过这种加热而冷凝时，冷凝的工作流体经由第一返回管24返回到第一热接收单元21。注意，随着上游催化剂5的温度升高，位于上游催化剂5下游的下游催化剂6的温度也通过净化排气的作用而得以升高。

另一方面，因为第二阀装置35关闭，所以在第二散热单元32处液化的工作流体不能返回到第二热接收单元31。这样，工作流体不能在第二热接收单元31处汽化。因此，汽化的工作流体不能从第二热接收单元31传输到第二散热单元32，于是第二环路热管30不能发挥作用。因此，上游催化剂5的热没有得到回收，并且不能阻止上游催化剂5的温度升高。

在这种状态下，通过第一热接收单元21的排气的热被回收，因此排气的量减少，从而降低排气噪音。

另外，当在步骤S1中做出否定的判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc高于或等于上游催化剂5的活化温度时，没有必要对上游催化剂5进行预热；相反，必需冷却上游催化剂5以防止温度过度升高，然后程序前进到步骤S3。

在步骤S3中，判断从内燃发动机1输送的冷却剂的温度Tw是否低于第二阈值T2。注意，可以例如基于来自检测自内燃发动机1延伸的冷却剂输送通路8的上游侧温度的冷却剂温度传感器(未示出)的输出来认知冷却剂温度Tw。另外，第二阈值T2可设定在例如40℃的温度，该温度低于在对发动机进行预热之后在正常操作期间冷却剂温度范围(例如，60℃至80℃)的下限温度，也就是说，第二阈值T2可设定在有必要对发动机进行预热的温度。

简言之，在步骤S3中，检查是否有必要对内燃发动机1进行预热。

此处，当在步骤S3中做出肯定判断时，也就是说，当冷却剂温度Tw低于其在正常操作期间的温度时，有必要对内燃发动机1进行预热，并且程序前进到步骤S4。

在步骤S4中，第一阀装置25关闭以使第一环路热管20不能发挥作用，即停止热循环；并且，第二阀装置35打开以使第二环路热管30能够发挥作用，即进行热循环。然后，将第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。

由于第一阀装置25关闭，所以在第一散热单元22处液化的工作流体不能返回到第一热接收单元21。因此，工作流体不能在第一热接收单元21处被汽化。这样，汽化的工作流体不能从第一热接收单元21向第一散热单元22传输，也就是说，热不能从第一热接收单元21向第一散热单元22传输，从而使第一环路热管20不能发挥作用。

另一方面，由于第二阀装置35打开，所以允许工作流体在第二热接收单元31与第二散热单元32之间循环。因此，使第二环路热管30能够发挥作用。此时，第三阀装置37打开，因此第一散热单元22与第二热接收单元31流体连通。所以，第一散热单元22和第二热接收单元31联合起来充当单个热接收热交换单元。因此，第二热接收单元31的热接收能力增强。

在这种状态下，上游催化剂5的热被回收用以加热从加热器芯14返回到内燃发动机1的冷却剂。于是，上游催化剂5被冷却。

另一方面，当在步骤S3中做出否定判断时，也就是说，当冷却剂温度Tw落在正常操作期间的温度范围内时，程序前进到步骤S5。

在步骤S5中，判断上游催化剂5的温度Tsc是否高于或等于第三阈值T3，该第三阈值T3比第一阈值T1高。注意，该第三阈值T3例如在上游催化剂5的耐热温度(例如，800℃至900℃)的基础上适当设定。

简言之，在步骤S5中，检查上游催化剂5的温度是否过度地上升。

当在步骤S5做出否定判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc没有过度升高时，程序前进到步骤S4。也就是说，在从上游催化剂5的温度已经达到活化温度直至上游催化剂5的温度过度升高的期间，仅使第二环路热管30能够发挥作用，以将热从上游催化剂5带走。

另外，当在步骤S5中做出肯定的判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc过度升高时，程序前进到步骤S6，然后进一步判断冷却剂温度Tw是否高于或等于第四阈值T4，该第四阈值T4高于第二阈值T2。

注意，第四阈值T4被适当地设定在一定范围内，该范围高于正常操作期间的冷却剂温度范围(例如，60℃至80℃)的上限温度并低于过热温度(例如，110℃)。这里，为什么不将第四阈值T4设定为过热温度而是设定为低于过热温度的值的原因是为了在过热之前提供时间裕度。

简言之，在步骤S6中，检查内燃发动机1的冷却剂是否倾向于过热。

当在步骤S6中做出肯定判断时，上游催化剂5的温度Tsc过度升高，且冷却剂温度Tw也过度升高。因此，程序前进到步骤S7，以便停止预热上游催化剂5并停止预热冷却剂。

在步骤S7中，第一阀装置25关闭，从而使第一环路热管20不能发挥作用，也就是说，停止热循环；并且，第二阀装置35关闭，从而使第二环路热管30不能发挥作用，也就是说，停止热循环；然后打开第三阀装置37以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。

首先，因为第一阀装置25关闭，所以在第一散热单元22处液化的工作流体不能返回到第一热接收单元21。因此，工作流体不会在第一热接收单元21处汽化。这样，不能将汽化的工作流体从第一热接收单元21传输到第一散热单元22，因而使第一环路热管20不能发挥作用。

另外，因为第二阀装置35关闭，所以在第二散热单元32处液化的工作流体不能返回到第二热接收单元31。因此，工作流体不会在第二热接收单元31处汽化。所以，不能将汽化的工作流体从第二热接收单元31传输到第二散热单元32，因而使第二环路热管30不能发挥作用。

另外，第三阀装置37打开，因此第一散热单元22与第二热接收单元31流体连通。结果，第一散热单元22中的部分工作流体流入第二热接收单元31中，并且工作流体在第一散热单元22处和第二热接收单元31处都汽化。因此，工作流体被传输到第二散热单元32并储存。所以期望在第三阀装置37打开之后关闭第二阀装置35。

当实现上述状态时，对上游催化剂5的加热和对从加热器芯14返回到内燃发动机1的冷却剂的加热停止。

另一方面，当在步骤S6中做出否定判断时，上游催化剂5的温度Tsc过度升高，而冷却剂温度Tw没有过度升高。因此，没有必要对冷却剂进行预热，并且程序前进到步骤S8。

在步骤S8中，第一阀装置25关闭，从而使第一环路热管20不能发挥作用，也就是说，停止热循环；并且，第二阀装置35打开，从而使第二环路热管30能够发挥作用，也就是说，进行热循环。然后，打开第三阀装置37，以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。

首先，因为第一阀装置25关闭，所以在第一散热单元22处液化的工作流体不能返回到第一热接收单元21。因此，工作流体不会在第一热接收单元21处汽化。于是，不能将汽化的工作流体从第一热接收单元21传输到第一散热单元22，也就是不能将热从第一热接收单元21传输到第一散热单元22，因此利用第一环路热管20的热循环停止。

另一方面，因为第二阀装置35打开，所以允许工作在第二热接收单元31与第二散热单元32之间循环。因此，使第二环路热管30能够发挥作用。此时，第三阀装置37打开，使得第一散热单元22与第二热接收单元31流体连通。所以，第一散热单元22和第二热接收单元31联合起来充当单个热接收热交换单元。因此，第二热接收单元31的热接收能力增强。

在这种状态下，下游催化剂6下游的排气热不会传输到上游催化剂5，而上游催化剂5的热传输到第二散热单元32。因此，上游催化剂5被冷却。此时，通过利用上游催化剂5的热连续地加热返回到内燃发动机1的冷却剂。

如上所述，在根据本发明的第一实施方式中，第一环路热管20被用于回收从内燃发动机1排放的排气的热，从而使得能够通过从外侧加热上游催化剂5而加速上游催化剂5的温度升高。另外，第二环路热管30被用于回收上游催化剂5的热，从而使得能够冷却上游催化剂5，同时加速内燃发动机1的冷却剂的温度升高。通过这种方式，能够有效地对附连于内燃发动机1的催化剂5和6进行预热，并且能够有效地对内燃发动机1的冷却剂进行预热。

另外，在内燃发动机1的上游催化剂5的温度和冷却剂温度倾向于高于预定的上限值时，第一环路热管20和第二环路热管30都休止。这样做能够防止由于上游催化剂5过热和内燃发动机1过热而导致功能下降。

注意，第一实施方式中描述的第二阀装置35可以例如如图5中所示那样改为设置在第二传输管33中。这种情况下的操作可基本上类似于第一实施方式的操作。另外，尽管图中未示出，但是第一实施方式中描述的第一阀装置25可以改为设置在第一传输管23中。在这种情况下的操作可基本上类似于第一实施方式的操作。

而且，设置在第二传输管33中的第二阀装置35可以为自致动式，这种第二阀装置35根据预定的致动条件自动地控制开度。自致动式第二阀装置35例如如图6A和图6B中所示包括圆筒形壳体35a、阀元件35b以及隔膜弹簧35c。

工作流体引入口35e设置在圆筒形壳体35a的柱形腔室35d的周壁中，并且工作流体的排出口35f设置在柱形腔室35d的一个端壁中。第二传输管33在中点处分断，并且分断的第二传输管33的相邻于第二热接收单元31的端部联接至引入口35e，以便于引入口35e流体连通；而分断的第二传输管33的相邻于第二散热单元32的端部联接至排出口35f，以便于与排出口35f流体连通。

阀元件35b可滑动地容置在柱形腔室35d中，以便打开或关闭排出口35f。柱形腔室35d的内周壁上设置有引导壁35g，以引导阀元件35b的滑动行为。

阀元件35b的阀杆端部经由隔膜弹簧35c附连于柱形腔室35d的另一端内壁面35h。隔膜弹簧35c根据柱形腔室35d的内部压力变化而弹性变形成伸展的形状或者弹性回复成弯曲的形状，柱形腔室35d的内部压力变化与上游催化剂5的温度Tsc相关。隔膜弹簧35c根据弹性变形或弹性回复而使阀元件35b滑动，以打开或关闭排出口35f。

下面将描述自致动式第二阀装置35的操作。首先，当必须使上游催化剂5活化的条件满足时，也就是说，当柱形腔室35d的内部压力低于预定值时，隔膜弹簧35c呈弯曲的自然形状，于是如图6A中所示，阀元件35b关闭排出口35f。这样一来，在第二热接收单元31处汽化的工作流体就不能传输到第二散热单元32，因此利用第二环路热管30的热循环停止。请注意，预定值例如被设定为与上游催化剂5的活化温度(第一阈值T1)相关的压力值。

另一方面，当上游催化剂5被活化的条件满足时，也就是说，当柱形腔室35d的内部压力高于或等于该预定值时，如图6B所示，隔膜弹簧35c弹性变形成伸展的形状，于是阀元件35b打开排出口35f。这样一来，在第二热接收单元31中汽化的工作流体能够被传输到第二散热单元32，因此热通过第二环路热管30进行循环。

第二实施方式

图7至图9示出了本发明的第二实施方式。在第二实施方式中，排气热回收系统18的基本构造类似于第一实施方式的基本构造。但是，第一实施方式中所述的致动器驱动的第二阀装置35被自致动式第二阀装置50替代，并且该第二阀装置50设置在第二传输管33中。

在第二实施方式中，对于热是否通过排气热回收系统18的第一环路热管20进行循环的控制主要通过控制器40和第一阀装置25来执行，并且对于热是否通过排气热回收系统18的第二环路热管30进行循环的控制仅仅主要通过自致动式第二阀装置35来执行。

如图8A至图8C中所示，自致动式第二阀装置50包括单个圆筒形壳体51、两个阀元件52和53以及两个隔膜弹簧54和55。圆筒形壳体51具有水平长形形状，并且在圆筒形壳体51内形成有三个柱形腔室56、57和58。

第二传输管33在中点分断，并且分断的第二传输管33的相邻于第二热接收单元31的端部联接至第一柱形腔室56，以便与第一柱形腔室56流体连通。同时分断的第二传输管33的相邻于第二散热单元32的端部联接至第三柱形腔室58，以便与第三柱形腔室58流体连通。分隔出第一柱形腔室56和第二柱形腔室57的分隔壁具有第一连通通路51a，该第一连通通路51a用于柱形腔室56和57之间的流体连通。另外，分隔出第二柱形腔室57和第三柱形腔室58的分隔壁具有第二连通通路51b，该第二连通通路51b用于柱形腔室57和58之间的流体连通。

第一阀元件52可滑动地容置在第一柱形腔室56中，以打开或关闭第一连通通路51a。第一柱形腔室56中设置有引导壁51c以引导第一阀元件52的滑动行为。第一阀元件52的阀杆端部经由第一隔膜弹簧54附连于第一柱形腔室56的端壁表面51d。第一隔膜弹簧54根据第一柱形腔室56的内部压力变化而弹性地变形成伸展的形状或者弹性地回复成弯曲的形状，其中第一柱形腔室56的内部压力变化与上游催化剂5的温度Tsc相关。第一隔膜弹簧54根据弹性变形或者弹性回复而使第一阀元件52滑动，以打开或者关闭第一连通通路51a。

第二阀元件53可滑动地容置在第三柱形腔室58中，以打开或关闭第二连通通路51b。第二阀元件53的阀杆端部经由第二隔膜弹簧55附连于第三柱形腔室58的端壁表面51e。第二隔膜弹簧55根据第二柱形腔室57的内部压力变化弹性地回复成弯曲的形状或者弹性地变形成伸展的形状，其中第二柱形腔室57的内部压力变化与从内燃发动机1输送的冷却剂的温度相关。第二隔膜弹簧55使第二阀元件53滑动，以打开或者关闭第二连通通路51b。

下面将对自致动式第二阀装置50的操作加以说明。

首先，当必须使上游催化剂5活化的条件得到满足时，也就是说，当第一柱形腔室56的内部压力低于第一致动值时，如图8A所示，第一隔膜弹簧54在弹性回复力的作用下形成弯曲的形状，于是第一阀元件52被滑动至将第一连通通路51a关闭的位置处。在该状态下，第二柱形腔室57和第一柱形腔室56彼此没有流体连通，因此无论第二阀元件53是打开还是关闭的，利用第二环路热管30的热循环都停止。请注意，第一致动值是例如设定为与上游催化剂5的活化温度(第一阈值T1)相关的压力值。

但是，当上游催化剂5被活化的条件满足时，也就是说，当第一柱形腔室56的内部压力高于或者等于第一致动值时，如图8B和图8C中所示，第一隔膜弹簧54克服弹性回复力弹性地变形为伸展的形状，于是第一阀元件52被滑动至将第一连通通路51a打开的位置处。在该状态下，第二柱形腔室57与第一柱形腔室56彼此流体连通，因此当第二阀元件53打开时通过第二环路热管30进行热循环，而当第二阀元件53关闭时利用第二环路热管30的热循环停止。

另外，当必须对自内燃发动机1输送的冷却剂进行加热(预热)且冷却剂的温度尚未达到上限温度的条件满足时，也就是说，当第二柱形腔室57的内部压力高于或者等于第二致动值且低于第三致动值时，如图8A和图8B中所示，第二隔膜弹簧55在弹性回复力的作用下形成弯曲的形状，于是第二阀元件53被滑动到将第二连通通路51b打开的位置。在该状态下，第二柱形腔室57和第三柱形腔室58与第二散热单元32彼此流体连通。此时，当第一阀元件52打开时通过第二环路热管30进行热循环，而当第一阀元件52关闭时利用第二环路热管30的热循环停止。请注意，第二致动值是设定为与需要使自内燃发动机1输送的冷却剂的温度Tw升高所达到的必要温度(第二阈值T2)相关的压力值。第三致动值是设定为与需要使自内燃发动机1输送的冷却剂的温度Tw升高所达到的上限温度(第四阈值T4)相关的压力值。

但是，当自内燃发动机1输送的冷却剂的温度已经达到上限温度的条件满足时，也就是说，当第二柱形腔室57的内部压力高于或者等于第三致动值时，如图8C中所示，第二隔膜弹簧55克服弹性回复力弹性地变形为伸展的形状，于是第二阀元件53被滑动到将第二连通通路51b关闭的位置。在该状态下，第二柱形腔室57和第三柱形腔室58与第二散热单元32彼此没有流体连通，因此无论第一阀元件52是打开还是关闭的，利用第二环路热管30的热循环都停止。

下面将参照图9详细说明控制器40的操作。图9中所示的流程图主要由通过控制器40控制的第一环路热管20的操作形成。

当程序进入流程图时，在步骤S11中判断上游催化剂5的温度Tsc是否低于第一阈值T1。请注意，上游催化剂5的温度Tsc例如可基于来自检测上游催化剂5的催化剂床层温度的传感器(未示出)的输出来认知。另外，第一阈值T1例如基于使上游催化剂5活化的温度(例如，300℃至400℃)适当地设定。

此处，当上游催化剂5的温度Tsc低于第一阈值T1时，在步骤S11中做出肯定判断，于是程序前进到步骤S12。

在步骤S12中，第一阀装置25打开以利用第一环路热管20进行热循环，并且第三阀装置37关闭从而关断第一散热单元22与第二热接收单元31之间的流体连通。此时，对于自致动式第二阀装置50而言，如图8A中所示，第一隔膜弹簧54形成弯曲形状，从而使第一阀元件52关闭第一连通通路51a，同时第二隔膜弹簧55也形成为弯曲形状，从而使第二阀元件53打开第二连通通路51b。因此，利用第二环路热管30的热循环停止。所以可通过第一环路热管20回收通过下游催化剂6的排气热以加热上游催化剂5，但没有利用第二环路热管30来回收上游催化剂5的热。这样，能够加速上游催化剂5的温度升高。

另一方面，当上游催化剂5的温度Tsc高于或者等于第一阈值T1时，在步骤S11中做出否定判断，然后在步骤S13中，检查是否有必要对内燃发动机1进行预热。此处，判断自内燃发动机1输送的冷却剂的温度Tw是否低于第二阈值T2。

在此，当在步骤S13中做出肯定判断时，也就是说，当冷却剂温度Tw低于在正常操作期间的温度时，有必要对内燃发动机1进行预热，并且程序前进到步骤S14。

在步骤S14中，第一阀装置25关闭以停止利用第一环路热管20的热循环，而第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。此时，对于自致动式第二阀装置50而言，如图8B所示，第二隔膜弹簧55形成为弯曲的形状，从而促使第二阀元件53将第二连通通路51b打开。另外，因为上游催化剂5的温度Tsc高于或者等于第一阈值T1，所以第一隔膜弹簧54形成为伸展的形状，从而促使第一阀元件52将第一连通通路51a打开。由此，通过第二环路热管30进行热循环。结果，利用第一环路热管20对上游催化剂5的加热停止，并且通过第二环路热管30将上游催化剂5的热回收用以加热加热器通路13中的冷却剂。因此，能够冷却上游催化剂5，同时加速冷却剂温度的升高。

然后，第三阀装置37被打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通而形成一个大容量空间。因此，能够通过该大容量空间中存在的工作流体有效地回收上游催化剂5的热并将所回收的热传输至第二散热单元32。

另一方面，当在步骤13中做出否定判断时，也就是说，当冷却剂温度Tw落在正常操作期间的温度范围内时，程序前进到步骤S15。

在步骤S15中，判断上游催化剂5的温度Tsc是否高于或者等于比第一阈值T1更高的第三阈值T3。请注意，例如基于上游催化剂5的耐热温度(例如，800℃至900℃)将第三阈值T3设定为的适合的上限温度。简而言之，在步骤S15中，检查上游催化剂5的温度是否过度地升高。

当在步骤S15中做出否定判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc没有过度升高时，程序返回到步骤S14。也就是说，在自上游催化剂5的温度已经达到活化温度起直至上游催化剂5的温度过度升高的期间，停止利用第一环路热管20的热循环，并且通过第二环路热管30进行热循环。因此，能够冷却上游催化剂5。

另外，当在步骤S15中做出肯定判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc过度升高时，程序前进到步骤S16，在此进一步判断冷却剂温度Tw是否高于或者等于比第二阈值T2更高的第四阈值T4。

请注意，第四阈值T4被适当地设定为在一定范围内的上限温度，该范围为高于正常操作期间冷却剂的温度范围(例如，60℃至80℃)的上限温度且低于过热温度(例如，110℃)。这里，为什么不将第四阈值T4设定为过热温度而是设定为低于过热温度的值的原因是为了在过热之前提供时间裕度。

简而言之，在步骤S16中，检查内燃发动机1的冷却剂是否倾向于过热。

当在步骤S16中做出肯定判断时，上游催化剂5的温度Tsc过度升高，且冷却剂温度Tw也过度升高。因此，程序前进到步骤S17，以便停止对上游催化剂5进行预热并停止对冷却剂进行预热。

在步骤S17中，第一阀装置25关闭，从而停止利用第一环路热管20的热循环；并且，打开第三阀装置37以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。此时，对于自致动式第二阀装置50而言，如图8C中所示，第一隔膜弹簧54形成为伸展的形状以促使第一阀元件52将第一连通通路51a打开，同时第二隔膜弹簧55形成为伸展的形状以促使第二阀元件53将第二连通通路51b关闭。因此，利用第二环路热管30的热循环停止。于是，利用第一环路热管20对上游催化剂5的加热停止，并且利用第二环路热管30对冷却剂的加热也停止。因此，能够防止上游催化剂5和加热器通路13中的冷却剂过度地升高。

然后，第三阀装置37被打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通从而形成一个大容积空间。这样，能够通过该大容积空间中存在的工作流体有效地回收上游催化剂5的热，并将所回收的散热到大气。

另一方面，当在步骤S16中做出否定判断时，上游催化剂5的温度Tsc过度升高，但是冷却剂温度Tw没有过度升高。因此，不需要预热冷却剂，程序前进到步骤S18。

在步骤S18中，第一阀装置25关闭以停止利用第一环路热管20的热循环，并且第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。此时，对于自致动式第二阀装置50而言，如图8B中所示，因为上游催化剂5的温度Tsc高于或者等于第三阈值T3，因此第一阀元件52将第一连通通路51a打开。另外，因为冷却剂温度Tw低于第四阈值T4，所以第二阀元件53将第二连通通路51b打开。于是，通过第二环路热管30进行热循环。所以，利用第一环路热管20对上游催化剂5的加热停止，并且通过第二环路热管30回收上游催化剂5的热以加热加热器通路13中的冷却剂。这样一来，上游催化剂5被冷却。

然后，第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通从而形成一个大容积空间。这样，能够通过大容积空间中的工作流体有效地回收上游催化剂5的热，并将所回收的散热到大气。因此，改善冷却上游催化剂5的操作。

如上所述，在第二实施方式中，可以获得与第一实施方式的功能和有益效果类似的功能和有益效果。另外，与第一实施方式相比，能够利用自致动式第二阀装置50提供简单的构造并降低设备成本。

图10和图11示出了本发明的第三实施方式。在第三实施方式中，排气热回收系统18的基本构造类似于第一实施方式的排气热回收系统18的基本构造，但是省去第一实施方式中所描述的第二阀装置35。替代地，另外设置有旁通管61、切换阀62和大气散热储槽63，以用于第二环路热管30。

在第三实施方式中，对于是否通过排气热回收系统18的第一环路热管20进行热循环的控制主要通过控制器40和第一阀装置25来执行。并且，对于是否通过排气热回收系统18的第二环路热管30将热传输至加热器通路13中的冷却剂的控制主要通过控制器40和切换阀62来执行。

旁通管61连接至第二传输管33和第二返回管34，以旁通第二散热单元32。

切换阀62是致动器驱动的三通阀，其由控制器40控制用于进行切换。切换阀62设置在旁通管51连接到第二传输管33的位置。切换阀62进行切换以根据需要确保热交换路线X或者旁通路线Y。热交换路线X在第二传输管33与第二散热单元32之间提供流体连通。旁通路线Y在第二传输管33与旁通管51之间提供流体连通。

大气散热储槽63设置在旁通管61的中途，并使从旁通管51引入的气态工作流体通过与大气进行热交换而冷凝。在第三实施方式中大气散热储槽63紧邻第二散热单元32设置。

于是，当通过切换阀62确保热交换路线X时，热从第二环路热管30传输至冷却剂。另一方面，当通过切换阀62确保旁通路线Y时，从第二环路热管30到冷却剂的热传输停止。

下面将参照图11中所示的流程图说明根据第三实施方式的排气热回收系统18的操作。图11中所示的流程图主要通过操作器40的操作形成。

当程序进入流程图，首先，在步骤S21中判断上游催化剂5的温度Tsc是否低于第一阈值T1。请注意，例如可基于来自检测上游催化剂5的催化剂床层温度的传感器(未示出)的输出来认知上游催化剂5的温度Tsc。另外，第一阈值T1例如基于上游催化剂5活化的温度(例如，300℃至400℃)适当设定。

简而言之，在步骤S21中，检查上游催化剂5是否被活化，也就是说，检测是否有必要使上游催化剂5活化(预热)。

此处，当在步骤S21中做出肯定判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc尚未达到上游催化剂5的活化温度时，有必要使上游催化剂5活化(预热)，程序前进到步骤S22。

在步骤S22中，将第一阀装置25打开以利用第一环路热管20进行热循环，并且通过切换阀60确保旁通路线Y以停止从第二环路热管30到加热器通路13中的冷却剂的热传输。然后，第三阀装置37关闭以关断第一散热单元22与第二热接收单元31之间的流体连通。

首先，因为第一阀装置25打开，所以工作流体在第一热接收单元21与第一散热单元22之间循环同时变相，从而使第一环路热管20能够发挥作用。这样一来，从内燃发动机1排放到排气管4的排气经由两个催化剂5和6到达第一环路热管20的第一热接收单元21，第一热接收单元21中的工作流体在排气热的作用下汽化，然后汽化的工作流体经由第一传输管23传输到第一散热单元22。此时，关闭第三阀装置37以关断第一散热单元22与第二热接收单元31之间的流体连通。于是，上游催化剂5中的上游区域被第一散热单元22中汽化的工作流体加热。随着工作流体通过这种加热而冷凝，冷凝的工作流体经由第一返回管24返回到第一热接收单元21。请注意，随着上游催化剂5的温度升高，下游催化剂6的温度也因由净化排气的行为所导致的反应热而升高。

另一方面，由于通过切换开关62确保旁通路线Y，因此在第二热接收单元31处汽化的工作流体没有被引入到第二散热单元32中，而是被引入到大气散热储槽63中。所以，热不能从第二散热单元32传输到加热器通路13中的冷却剂。这样一来，从第二环路热管30到冷却剂的热传输停止，因此冷却剂未被加热。这样，上游催化剂5的温度优先升高。

另外，在这种状态下，通过第一热接收单元21的排气的热被回收，因此排气的体积减小从而减小排气噪音。

另外，当在步骤S21中做出否定判断，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc高于或者等于上游催化剂5的活化温度时，没有必要对上游催化剂5进行预热；相反，有必要冷却上游催化剂5以防止温度过度升高，因此程序前进至步骤S23。

在步骤S23中，判断自内燃发动机1输送的冷却剂的温度Tw是否低于第二阈值T2。请注意，可以例如基于来自冷却剂温度传感器(未示出)的输出来认知冷却剂温度Tw，其中冷却剂温度传感器检测自内燃发动机1延伸的冷却剂输送通路8的上游侧的温度。另外，第二阈值T2可以设定为例如40℃的温度，该温度低于在发动机预热之后在正常操作期间冷却剂温度范围(例如，60℃至80℃)的下限温度，也就是说，第二阈值T2可设定在有必要对发动机进行预热的温度。

简言之，在步骤S23中，检查是否有必要对内燃发动机1的冷却剂进行预热(加热)。

此处，当在步骤S23中做出肯定判断，也就是说，当冷却剂温度Tw低于在正常操作期间的温度时，有必要对内燃发动机1的冷却剂进行预热，并且程序前进到步骤S24。

在步骤S24中，第一阀装置25关闭以停止利用第一环路热管20的热循环；并且，通过切换阀62确保热交换路线X以将热从第二环路热管30传输至加热器通路13中的冷却剂。然后，将第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。

由于第一阀装置25关闭，所以在第一散热单元22处液化的工作流体不能返回到第一热接收单元21。因此，工作流体不能在第一热接收单元21处被汽化。这样，汽化的工作流体不能从第一热接收单元21向第一散热单元22传输，也就是说，热不能从第一热接收单元21向第一散热单元22传输，从而使第一环路热管20不能发挥作用。

另一方面，由于通过切换阀62确保热交换路线X，因此在第二热接收单元31处汽化的工作流体被引入第二散热单元32中。于是，在第二散热单元32中的气态工作流体与加热器通路13中的冷却剂之间进行热交换。也就是说，热从第二环路热管30传输至加热器通路13中的冷却剂。然后，第三阀装置37打开从而将第一散热单元22和第二热接收单元31统一成一个大容量空间。因此，能够通过该大容量空间中存在的工作流体有效地回收上游催化剂5的热，并将所回收的热传输至第二散热单元32。所以，通过第二环路热管30加热加热器通路13中的冷却剂的性能改善，因此在加速冷却剂温度升高方面是有利的，并且在抑制上游催化剂5的温度过度升高方面也是有利的。

另一方面，当在步骤S23中做出否定判断时，也就是说，当冷却剂温度Tw落在正常操作期间的温度范围内时，程序前进到步骤S25。

在步骤S25中，判断上游催化剂5的温度Tsc是否高于或者等于比第一阈值T1高的第三阈值T3。请注意，可例如基于上游催化剂5的耐热温度(例如，800℃至900℃)适当地设定第三阈值T3。

简而言之，在步骤S25中，检查上游催化剂5的温度是否过度升高而达到上限温度。

当在步骤S25中做出否定判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc尚未达到上限温度时，则程序返回到步骤S24。也就是说，在自上游催化剂5的温度已经达到活化温度起直至温度达到上限温度的期间，通过第二环路热管30回收上游催化剂5的热并将所回收的热传输至冷却剂。

另外，当在步骤S25中做出肯定判断时，也就是说，当上游催化剂5的温度Tsc已经达到上限温度时，程序前进到步骤S26，此时进一步判断冷却剂温度Tw是否高于或者等于比第二阈值T2高的第四阈值T4。

请注意，第四阈值T4被适当地设定在一定范围内，该范围为高于正常操作期间冷却剂温度范围(例如，60℃至80℃)的上限温度且低于过热温度(例如，110℃)。这里，为什么不将第四阈值T4设定为过热温度而是设定为低于过热温度的值的原因是为了在过热之前提供时间裕度。

简而言之，在步骤S26中，检查内燃发动机1的冷却剂是否倾向于过热。

当在步骤S26中做出肯定判断时，上游催化剂5的温度Tsc已经达到上限温度，并且冷却剂温度Tw也已经达到上限温度。因此，程序前进到步骤S27，以停止对上游催化剂5进行预热并且停止对冷却剂进行预热。

在步骤S27中，第一阀装置25关闭以停止利用第一环路热管20的热循环，并且通过切换阀62确保旁通路线Y以停止从第二环路热管30到加热器通路13中的冷却剂的热传输。然后，将第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。

因为第一阀装置25关闭，所以在第一散热单元22处液化的工作流体不能返回到第一热接收单元21。因此，工作流体没有在第一热接收单元21处汽化。这样一来，不能将汽化的工作流体从第一热接收单元21传输至第一散热单元22，从而使第一环路热管20不能发挥作用，所以停止加热上游催化剂5。

另外，由于通过切换阀62确保旁通路线Y，在第二热接收单元31处汽化的工作流体没有被引入到第二散热单元32中，而是被引入大气散热储槽63中。这样一来，热不能从第二散热单元32传输至加热器通路13中的冷却剂，并且被引入大气散热储槽63中的气态工作流体的热散热到大气。也就是说，上游催化剂5的热通过第二环路热管30被回收，但是往加热器通路13中的冷却剂的热传输停止。这样，能够在不加热冷却剂的情况下降低上游催化剂5的温度。请注意，在大气散热储槽63中，气态工作流体的热被发散到大气从而使工作流体冷凝，并且冷凝的工作流体经由第二返回管34返回到第二热接收单元31。

此时，第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通，从而形成一个大容量空间。因为能够例如通过该大容量空间中存在的工作流体有效地回收上游催化剂5的热，所以在提高冷却上游催化剂5的效果上是有利地。

另一方面，当在步骤S26中做出否定判断时，上游催化剂5的温度Tsc已经达到上限温度，但是冷却剂温度Tw尚未达到上限温度。于是，程序前进到步骤S28。

在步骤S28中，第一阀装置25关闭以停止利用第一环路热管20的热循环，并且通过切换阀62确保热交换路线X以将热从第二环路热管30传输至加热器通路13中的冷却剂。此时，第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通。

因为第一阀装置25关闭，所以在第一散热单元22处冷凝的工作流体不能返回到第一热接收单元21。因此，工作流体没有在第一热接收单元21汽化。这样一来，不能将汽化的工作流体从第一热接收单元21传输到第一散热单元22，也就是说，不能将热从第一热接收单元21传输到第一散热单元22，因此使第一环路热管20不能发挥作用，从而停止加热上游催化剂5。

另一方面，由于通过切换阀62确保热交换路线X，所以在第二热接收单元31处汽化的工作流体被引入第二散热单元32。因此，在第二散热单元32中的气态工作流体与加热器通路13中的冷却剂之间进行热交换。也就是说，热从第二环路热管30传输到冷却剂。此时，第三阀装置37打开以在第一散热单元22与第二热接收单元31之间提供流体连通而形成一个大容量空间。这样，能够通过大容量空间中存在的工作流体有效地回收上游催化剂5的热，并将所回收的热传输到第二散热单元32。这样一来，上游催化剂5被冷却。

如上所述，在第三实施方式中，可以获得与第一实施方式的功能和有益效果类似的功能和有益效果，另外，例如，当确保旁通路线Y以通过第二环路热管30进行热循环同时往加热器通路13中的冷却剂的热传输停止时，能够在不加热冷却剂的情况下冷却上游催化剂5。

请注意，本发明的此方面并不限于以上实施方式；能够在所附权利要求及其等同替代表述的范围内以多种形式修改或改进本发明的此方面。以下说明替代性实施方式。

(1)在以上实施方式中，内燃发动机1不限于汽油发动机、柴油发动机或其它发动机。当内燃发动机1为柴油发动机时，催化剂5和6可以例如是柴油颗粒过滤器(DPF)、柴油颗粒-NO_X还原系统(DPNR)等。

请注意，当内燃发动机1是柴油发动机时，上游催化剂5可以为NO_X储存还原装置(NSR)，而下游催化剂6可以为NO_X选择催化还原装置(SCR)。

(2)在以上实施方式中，设置了两个催化剂5和6。但是，催化剂的数量不限。例如，催化剂的数量可以是一个或者三个或者更多个。

(3)在以上实施方式中，附连于上游催化剂5的第一散热单元22和第二热接收单元31各自都呈环形形状，围绕着上游催化剂5；但是，对第一散热单元22和第二热接收单元31中的每一个的外形没有具体限制。第一散热单元22和第二热接收单元31中的每一个的外形都可以是例如弯曲的形状，以便附连到上游催化剂5的外壁面上的部分区域上。

(4)在以上实施方式中，第二环路热管30的第二散热单元32设置在从球形接头3到上游催化剂5的区域中；但是，对第二散热单元32所设置的位置没有具体限定。例如，第二散热单元32可设置在相邻于内燃发动机1的冷却剂输送通路8、远离排气通路2、4的位置处。

(5)在以上实施方式中，第二环路热管30的第二散热单元32被用于加热从热空气加热器16的加热器芯14返回到内燃发动机1的冷却剂。但是，本发明的该方面并不局限于此。

例如，通过第二散热单元32加热的目标物可以是被引入加热器芯14的冷却剂。在这种情况下，如果在对内燃发动机1进行预热时操作热空气加热器16，则能够加速被引入加热器芯14的冷却剂的温度升高。因此，能够在对内燃发动机1进行预热时早早地起动加热器功能。

另外，通过第二散热单元32加热的目标物可以是流动通过旁路通道12的冷却剂。当有必要提高冷却剂温度时，例如，当对内燃发动机1进行预热时，使用旁路通道12。这样，可通过第二散热单元32迅速提高流动通过旁路通道12的冷却剂的温度，因此能够快速地完成内燃发动机的预热。

在任何实施方式中都一样，当没有必要加速被加热目标物的温度升高时，可关闭第二阀装置35以停止回收排气热。

(6)在以上实施方式中，第三阀装置37构造成使用致动器37c作为驱动源，并且第三阀装置37的开度由控制器40控制。尽管图中未详细示出，但是第三阀装置37可以是自致动式阀装置，其使用隔膜弹簧作为驱动源来打开或者关闭其阀元件。

使用隔膜弹簧的阀装置例如可以构造成使得阀在正常温度关闭，而当第一散热单元22的内部压力增大到与预定的设定温度相对应的压力时，隔膜弹簧在该内部压力作用下弹性变形，从而使阀元件移位以打开。

(7)在以上实施方式中，分别使用中空套筒22a和31a作为第一散热单元22和第二热接收单元31；但是，本发明的此方面没有限制。尽管图中未示出，但是例如，不使用中空套筒22a和31a而是使用没有中空套筒22a和31a的内周壁的箱体也是可行的。在这种情况下，鳍片22b和31b可以设置在上游催化剂5的外壳体的径向外侧上。

(8)在以上实施方式中，图1示出了第一返回管24和第二返回管34分别布置在第一传输管23和第二传输管33上方的示例；但是，本发明的此方面并不局限于这种构造。尽管图中未示出，但是例如，第一返回管24和第二返回管34可以布置在排气管4的下方。

Claims (17)

1.一种排气热回收系统，包括：

第一环路热管，所述第一环路热管回收内燃发动机的排气通路中的第一催化剂下游的排气热，并且与所述第一催化剂进行热交换；以及

第二环路热管，所述第二环路热管回收所述第一催化剂的热，并且与之前自所述内燃发动机输送的冷却剂进行热交换。

2.如权利要求1所述的排气热回收系统，其中

所述第一环路热管包括：

第一热接收单元，所述第一热接收单元通过所述排气通路中的所述第一催化剂下游的排气热使被气密密封并填充在所述第一热接收单元内的工作流体汽化；

第一散热单元，所述第一散热单元附连在所述第一催化剂中的上游区域中，并使自所述第一热接收单元传输的工作流体与所述第一催化剂之间进行热交换从而使所述工作流体冷凝；

第一传输管，所述第一传输管用于将工作流体从所述第一热接收单元传输至所述第一散热单元；以及

第一返回管，所述第一返回管用于将工作流体从所述第一散热单元返回至所述第一热接收单元，并且其中

所述第二环路热管包括：

第二热接收单元，所述第二热接收单元附连在所述第一催化剂中的下游区域中，并通过所述第一催化剂的热使被气密密封并填充在所述第二热接收单元内的工作流体汽化；

第二散热单元，所述第二散热单元使自所述第二热接收单元传输的工作流体与之前自所述内燃发动机输送的冷却剂之间进行热交换从而使所述工作流体冷凝；

第二传输管，所述第二传输管用于将工作流体从所述第二热接收单元传输至所述第二散热单元；以及

第二返回管，所述第二返回管用于将工作流体从所述第二散热单元返回至所述第二热接收单元。

3.如权利要求2所述的排气热回收系统，其中

对所述第一返回管或者所述第一传输管设置有第一阀装置(25)；并且

对所述第二返回管或者所述第二传输管设置有第二阀装置(35)。

4.如权利要求3所述的排气热回收系统，其中

连通通路连接于所述第一散热单元和所述第二热接收单元；并且

所述连通通路中设置有第三阀装置。

5.如权利要求4所述的排气热回收系统，进一步包括：

控制器，所述控制器通过致动器控制所述第一阀装置的开度、所述第二阀装置的开度以及所述第三阀装置的开度，其中

当判定需要活化所述第一催化剂时，所述控制器打开所述第一阀装置并关闭所述第二阀装置和所述第三阀装置；并且

当在所述第一催化剂被活化的状态下判定需要加热所述冷却剂时，所述控制器关闭所述第一阀装置并打开所述第二阀装置和所述第三阀装置。

6.如权利要求5所述的排气热回收系统，其中

当在所述第一催化剂被活化的状态下判定所述第一催化剂的温度尚未达到上限温度时和在所述冷却剂已经被预热的状态下判定所述冷却剂的温度尚未达到上限温度时，所述控制器关闭所述第一阀装置并打开所述第二阀装置和所述第三阀装置；并且

当判定所述第一催化剂的温度已经达到所述上限温度且判定所述冷却剂的温度已经达到所述上限温度时，所述控制器关闭所述第一阀装置和所述第二阀装置并打开所述第三阀装置。

7.如权利要求2所述的排气热回收系统，其中

对所述第一返回管或者所述第一传输管设置有第一阀装置(25)；

旁通管连接于所述第二传输管和所述第二返回管，所述旁通管旁通所述第二散热单元；并且

在所述旁通管连接到所述第二传输管的部位设置有切换阀，所述切换阀用于在从所述第二传输管通往所述第二散热单元的热交换路线与从所述第二传输管通往所述旁通管的旁通路线之间切换。

8.如权利要求7所述的排气热回收系统，进一步包括：

控制器，所述控制器通过致动器控制所述第一阀装置的开度，其中

所述切换阀是三通阀；

所述控制器通过致动器控制所述切换阀从而进行切换；

当判定需要活化所述第一催化剂时，所述控制器打开所述第一阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线；

当在所述第一催化剂被活化的状态下判定需要加热所述冷却剂时，所述控制器关闭所述第一阀装置并通过所述切换阀确保所述热交换路线；并且

当判定所述冷却剂的温度已经达到上限温度时，所述控制器关闭所述第一阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线。

9.如权利要求7所述的排气热回收系统，其中

连通通路连接于所述第一散热单元和所述第二热接收单元；并且

所述连通通路中设置有第三阀装置。

10.如权利要求9所述的排气热回收系统，进一步包括：

控制器，所述控制器通过致动器控制所述第一阀装置的开度和所述第三阀装置的开度，其中

所述切换阀是三通阀；

所述控制器通过致动器控制所述切换阀从而进行切换；

当判定需要活化所述第一催化剂时，所述控制器打开所述第一阀装置，关闭所述第三阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线；

当在所述第一催化剂被活化的状态下判定需要加热所述冷却剂时，所述控制器关闭所述第一阀装置，打开所述第三阀装置并通过所述切换阀确保所述热交换路线；并且

当判定所述冷却剂的温度已经达到上限温度时，所述控制器关闭所述第一阀装置，打开所述第三阀装置并通过所述切换阀确保所述旁通路线。

11.如权利要求3或7所述的排气热回收系统，其中

所述第一阀装置根据预定的致动条件自动地控制其开度，并且，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时，所述第一阀装置打开；而当在所述第一催化剂被活化的状态下需要加热所述冷却剂的条件满足时，所述第一阀装置关闭。

12.如权利要求3所述的排气热回收系统，其中

所述第二阀装置根据预定的致动条件自动地控制其开度，并且，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时，所述第二阀装置关闭；而当所述第一催化剂被活化的条件满足时，所述第二阀装置打开。

13.如权利要求3所述的排气热回收系统，其中

所述第二阀装置根据预定的致动条件自动地控制其开度，并且，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时或者当判定所述冷却剂的温度已经达到上限温度时，所述第二阀装置关闭；而当在所述第一催化剂被活化的状态下需要加热所述冷却剂的条件满足时，所述第二阀装置打开。

14.如权利要求4或9所述的排气热回收系统，其中

所述第三阀装置根据预定的致动条件自动地控制其开度，并且，当需要活化所述第一催化剂的条件满足时，所述第三阀装置关闭；而当在所述第一催化剂被活化的状态下需要加热所述冷却剂的条件满足时或者当所述冷却剂的温度已经达到上限温度的条件满足时，所述第三阀装置打开。

15.如权利要求4、5、6、9或10所述的排气热回收系统，其中

所述第一散热单元包括：

第一中空套筒，所述第一中空套筒设置成围绕所述第一催化剂中的上游区域，并且所述第一中空套筒具有内部环形空间，其中所述第一传输管和所述第一返回管连接至所述内部环形空间并与所述内部环形空间流体连通；以及

设置在所述第一中空套筒的内周壁上的沿径向向外指向的鳍片，其中，

所述第二热接收单元包括：

第二中空套筒，所述第二中空套筒设置成围绕所述第一催化剂中的下游区域，并且所述第二中空套筒具有内部环形空间，其中所述第二传输管和所述第二返回管连接至所述内部环形空间并与所述内部环形空间流体连通；以及

设置在所述第二中空套筒的内周壁上的沿径向向外指向的鳍片，并且其中

所述第一中空套筒和所述第二中空套筒沿它们的轴向方向在设置所述连通通路的连接部位彼此相邻地连接。

16.如权利要求2至15中任一项所述的排气热回收系统，其中

在所述排气通路中相邻于所述内燃发动机的位置处设置有振动传递阻尼部；并且

所述第二散热单元附连在自所述振动传递阻尼部至所述第一催化剂的区域中。

17.如权利要求2至17中任一项所述的排气热回收系统，进一步包括：

第二催化剂，所述第二催化剂在所述排气通路中设置于所述第一催化剂下游，

其中，所述第一热接收单元设置在所述第二催化剂下游。

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