CN108026816A - 排气热回收装置 - Google Patents

Abstract

一种排气热回收装置，其具有用于在从第一排气管流入的排气与作为加热对象的流体之间进行热交换的热交换器。在热交换器中，壳体的内部的排气的流路构成为，从排气流入路径流入的排气在分割区域中接触板之后到达分支部，并且，在分支部处未向排气再循环流路分流的排气在分割区域中接触板之后向第二排气管流出。

Description

排气热回收装置

技术领域

本公开涉及排气热回收装置。

背景技术

已知有一种兼具从内燃机的排气回收热量的排气热回收功能，以及在使排气中的一部分前往内燃机的进气系统再循环的EGR中对再循环的排气进行冷却的EGR冷却器功能的装置(例如参见专利文献1。)。另外，EGR是Exaust Gas Recirculation(即，排气再循环。)的简称。

在专利文献1所记载的技术中，根据阀的开度，从内燃机排出的排气中的一部分或全部经过热交换器，从而进行热回收以及排气的冷却。根据切换阀的位置，经冷却的排气中的一部分或全部经由第1分支路径前往内燃机的进气系统再循环。当使排气中的一部分前往内燃机的进气系统再循环时，排气中的剩余部分经由第2分支路径向中心管汇合，并向系统外部排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开第2008-163773号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1所记载的技术中，在配置有热交换器的部位处，热交换器自身可能会成为障碍物从而阻碍排气的流动。而在第2分支路径向中心管进行汇合的汇合点处，却不存在诸如阻碍从中心管向第2分支路径的倒流的障碍物。

因此，当通过切换阀使从热交换器到切换阀的流路、第1分支路径、以及第2分支路径均连通时，排气有时会从中心管向第2分支路径倒流。更具体而言，例如，在从热交换器侧供给的排气的量相对于被吸入第2分支路径侧的排气的量变得过少的情况下，排气有能够会从中心管向第2分支路径倒流。

在此情况下，从中心管向第2分支路径倒流的排气为未经过热交换器的高温排气。因此，如果使如上所述的高温排气前往内燃机的进气系统再循环，则进气温度将升高而容易导致进气的填充效率降低。即，由于从中心管向第2分支路径倒流的排气而导致EGR冷却器功能受损。

鉴于上述情况，期望提供一种能够抑制在兼具EGR冷却器功能的排气热回收装置中的EGR冷却器功能的性能劣化的技术。

解决问题的技术方案

以下所说明的排气热回收装置具有第一排气管、第二排气管、热交换器、阀、以及分支部。第一排气管构成为使来自内燃机的排气向其内周侧流入。第二排气管位于与第一排气管相比而更靠近排气的流动方向下游侧处。热交换器用于在从第一排气管流入的排气与作为加热对象的流体之间进行热交换。阀构成为能够改变从第一排气管未经过热交换器而向第二排气管流出的排气的流量与从第一排气管向热交换器流入的排气的流量之间的流量比。分支部使在热交换器中与流体进行了热交换的排气的一部分或者全部向使之前往内燃机的进气系统再循环的排气再循环流路分流。

热交换器具有多个板以及壳体。多个板分别构成为环形且在包围第一排气管外周的位置排列配置。壳体设置在包围第一排气管外周的位置并且在壳体的内部收纳多个板。在多个板的内部构成作为加热对象的流体的流路，并且热交换器构成为能够经由流体供给路径向各板的内部供给流体且能够经由流体排出路径从各板的内部排出流体。热交换器构成为，排气能够从第一排气管经由排气流入路径流入成为壳体的内部且成为多个板的外部的部位，且排气能够从成为壳体的内部且成为多个板的外部的部位经由排气流出路径向第二排气管流出。

在如上所述的排气热回收装置中，壳体的内部被划分成多个分割区域，在该分割区域各自的内部配置有至少一个板。壳体的内部的排气的流路构成为，从排气流入路径流入的排气在至少一个分割区域中接触板之后到达分支部。并且，壳体的内部的排气的流路构成为，在分支部处未向排气再循环流路分流的排气在至少一个分割区域中接触板之后向第二排气管流出。

根据如上构成的排气热回收装置，能够通过调节阀的开度而使排气从第一排气管经由上述排气流入路径向热交换器流入。在壳体的内部，热量经由板在排气与流体之间传递，由此，能够实现热量的回收(即，流体的加热。)以及排气的冷却。另外，所回收的热量可用于任何用途，例如，内燃机和及其附属的各种装置(例如，用于排气净化的催化剂装置，变速器等。)的预热，或者可以作为空调用的热源等而加以利用。根据需要而将经冷却的排气的一部分或全部从分支部供给到排气再循环流路侧。在向排气再循环流路侧供给一部分排气的情况下，剩余部分的排气经由排气流出路径向第二排气管流出，之后向系统外部排出。

在此，在设置有如上所述的排气流出路径的情况下，如果经由排气流入路径向壳体的内部供给的排气的量相对于被吸入排气再循环流路侧的排气的量而变得过少，则高温排气有可能从第二排气管经由排气流出路径向壳体的内部倒流。不过，在上述排气热回收装置的情况下，壳体的内部的排气的流路构成为使在分支部处未向排气再循环流路分流的排气在至少一个分割区域中接触板之后向第二排气管流出。

因此，假设即使高温排气从第二排气管经由排气流出路径向壳体的内部倒流，上述倒流的排气也会在至少一个分割区域中接触板之后到达分支部。因此，即使是经由排气流出路径倒流的排气，也会通过与板的接触而进行热交换从而被冷却。因此，能够抑制因未经热交换而未被冷却的高温排气向排气再循环流路流入，由此，能够抑制进气温度的升高，从而能够抑制进气的填充效率降低。即，能够抑制由于排气经由排气流出路径倒流而导致由热交换器实现的EGR冷却器功能受损。

在如上所述的排气热回收装置中，壳体的内部可以由分隔部划分成两个分割区域，分隔部配置成与第一排气管的轴向大致垂直。或者，在如上所述的排气热回收装置中，壳体的内部也可以由分隔部划分成两个分割区域，分隔部配置成与第一排气管的轴向大致平行。

在如上构成的情况下，因为将壳体的内部划分为两个分割区域，所以与将壳体的内部划分为更多分割区域的情形相比，不会无谓地使壳体的内部的流路的形状复杂化，从而能够使壳体的内部的流路阻力减小。另外，与将壳体的内部划分为更多的分割区域的情形相比，因为壳体的内部的结构被简化，所以能够实现部件数量的削减，并且能够提高排气热回收装置的生产率。

另外，作为与如上所述的排气热回收装置不同的结构，能够采用以下所说明的结构。即，以下所说明的排气热回收装置具有第一排气管、热交换器、阀、以及分支部。热交换器用于在从第一排气管流入的排气与作为加热对象的流体之间进行热交换。阀构成为能够改变从第一排气管未经过热交换器而向第二排气管流出的排气的流量与从第一排气管向热交换器流入的排气的流量之间的流量比。分支部使在热交换器中与流体进行了热交换的排气的一部分或者全部向使之前往内燃机的进气系统再循环的排气再循环流路分流。

热交换器作为所谓的板壳式热交换器而构成，具有多个板以及壳体。多个板分别构成为环形且在包围第一排气管外周的位置排列配置。壳体设置在包围第一排气管外周的位置并且在壳体的内部收纳多个板。通过上述结构，热交换器整体构成为包围第一排气管外周的筒形。在多个板的内部构成作为加热对象的流体的流路，并且热交换器构成为能够经由流体供给路径向各板的内部供给流体且能够经由流体排出路径从各板的内部排出流体。热交换器构成为，排气能够从第一排气管经由排气流入路径流入成为壳体的内部且成为多个板的外部的部位，且排气能够从成为壳体的内部且成为多个板的外部的部位经由排气流出路径向第二排气管流出。

上述结构与先前所说明的排气热回收装置的结构相同。因此，在该排气热回收装置的情况下，在能够实现热量的回收以及排气的冷却这一点上，与先前所说明的排气热回收装置相同。另一方面，在该排气热回收装置中，排气流出路径构成为流路阻力大于排气流入路径。因此，高温排气从第二排气管经由排气流出路径向壳体的内部倒流的可能性变小，假设即使已经倒流，倒流的排气的量也小于经由排气流入路径向壳体内部流入的排气的量。

因此，假设即使已经倒流，在壳体的内部，也会使经由排气流入路径而流入并已经过热交换器的排气的比例增加，从而使经由排气流出路径而流入且未经过热交换器的排气的比例减少。因此，如果通过调节如上所述的排气流入路径以及排气流出路径各自的流路阻力而使其平衡最佳化，则能够抑制未经过热交换器的高温排气过度地向排气再循环流路流入。由此，能够抑制进气温度的升高，从而能够抑制进气的填充效率降低。即，能够抑制由于排气经由排气流出路径倒流而导致由热交换器实现的EGR冷却器功能受损。

附图说明

图1是示出第一实施方式的排气热回收装置的立体图。

图2是示出水平地切断处于流路切换阀以及EGR阀关闭的状态下的第一实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。

图3A是示出水平地切断处于流路切换阀以及EGR阀打开的状态下的第一实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。图3B是示出水平地切断处于流路切换阀打开的状态下且EGR阀关闭的状态下的第一实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。

图4是示出水平地切断处于流路切换阀以及EGR阀关闭的状态下的第二实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。

图5A是图4中的VA-VA线所示的切断部位处的剖视图。图5B是图4中的VB-VB线所示的切断部位处的剖视图。图5C是图4中的VC-VC线所示的切断部位处的剖视图。

图6A是示出水平地切断处于流路切换阀以及EGR阀打开的状态下的第二实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。图6B是示出水平地切断处于流路切换阀打开的状态下且EGR阀关闭的状态下的第二实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。

图7是示出水平地切断处于流路切换阀以及EGR阀关闭的状态下的第三实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。

图8A是示出水平地切断处于流路切换阀以及EGR阀打开的状态下的第三实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。图8B是示出水平地切断处于流路切换阀打开的状态下且EGR阀关闭的状态下的第三实施方式的排气热回收装置的切断部端视图。

附图标记说明

1、2、3…排气热回收装置；11…第一排气管；13…热交换器；

15…分支部；17…流体供给路径；19…流体排出路径；

21…第二排气管；23…排气再循环流路；25…板；27…壳体；

27A…筒形部；31…排气流入路径；33…排气流出路径；

35A、35B…分隔部；37A…前侧分割区域；37B…后侧分割区域；

37C…左侧分割区域；37D…右侧分割区域；39…流路切换阀；

41…缓冲部件；43…EGR阀；45…连通路；47…第一分隔壁；

49…第二分隔壁；51、52…开口部位；53、54…开口部位；

55、56…间隙；59…挡板；61…区域。

具体实施方式

接下来，通过列举示例性实施方式对上述排气热回收装置进行说明。

(1)第一实施方式

首先，对第一实施方式进行说明。如图1所示的排气热回收装置1是安装在具有内燃机的移动体(例如汽车等。)上，并且具有从自内燃机排出的排气中回收热量的排气热回收功能的装置。另外，该排气热回收装置1也是兼具在使排气中的一部分前往内燃机的进气系统再循环的EGR中对再循环的排气进行冷却的EGR冷却器功能的装置。

另外，在以下的说明中，将根据需要利用图中所记载的前、后、左、右、上、下的各方向进行说明。上述各方向为如下定义的相对方向，即，在如图1所示的排气热回收装置1中，在将从排气向排气热回收装置1的流入方向上游侧观察到的排气热回收装置1的状态示为主视图的六面视图中，将主视图中示出的部位所朝的方向定义为前，将后视图中示出的部位所朝的方向定义为后，将左视图中示出的部位所朝的方向定义为左，将右视图中示出的部位所朝的方向定义为右，将俯视图中示出的部位所朝的方向定义为上，并且将仰视图中示出的部位所朝的方向定义为下。不过，上述各方向仅是为了简要说明构成排气热回收装置1的各部分的相对位置关系而定义的方向。因此，例如在将排气热回收装置1安装在移动体上时，排气热回收装置1相对于移动体如何相对倾斜地安装等是任意的。

如图1所示，排气热回收装置1具有第一排气管11、第二排气管12、热交换器13、以及分支部15。第一排气管11是管状部件，其构成将排气向排气热回收装置1内部导入的流路。第一排气管11构成为在该第一排气管11的一个端部(图1中的前侧的端部。)连接有构成排气的流动方向上游侧的流路的部件(未图示。)，并且构成为使来自内燃机的排气向其内周侧流入。第二排气管12是构成与第一排气管11相比而更靠近排气的流动方向下游侧的流路的部件。

热交换器13是在从第一排气管11流入的排气与作为加热对象的流体(例如冷却水或者油等。)之间进行热交换的装置。该热交换器13整体的形状被形成为大致圆筒形，并且安装在包围第一排气管11外周的位置处。在热交换器13的一个端部(图1中的前方的端部。)设置有供作为加热对象的流体流入的流体供给路径17、以及供在热交换器13中被加热的流体流出的流体排出路径19。热交换器13的另一个端部(图1中的后方的端部。)与第二排气管12相连接。

分支部15由管材构成，从热交换器13的外周面朝向离心方向(图1中的左方。)延伸出。如图2所示，在分支部15连接有构成使排气的一部分前往内燃机的进气系统(即，向内燃机供给的空气所流动的流路。)再循环的排气再循环流路23的部件。由此，使在热交换器13中与流体进行了热交换的排气的一部分或者全部向排气再循环流路23分流。另外，图2是以图1中的虚线所示的水平切断面切断排气热回收装置1，并从箭头II-II所示的方向观察该切断部时而获得的切断部端视图。在图2中，排气再循环流路23被示意性地绘制成部分断裂。

热交换器13是所谓的板壳式热交换器，如图2所示，热交换器13具有壳体27以及多个(本实施方式的情况下是十二个。)板25。多个板25是热交换器13中进行热交换的部分。多个板25由高导热性的材料(例如不锈钢、铝合金、或者铜合金等金属。)构成，并且分别构成为环形且构成为中空状。更具体地，各板25构成为通过使各自具有凹面的一对环形金属板以彼此的凹面相对置的方式相互接合从而使得彼此的凹面之间的空间成为中空部分。

第一排气管11贯通于多个板25的内周，多个板25在包围第一排气管11外周的位置沿第一排气管11的轴向(图2中的前后方向。)排列配置。在多个板25的内部，利用各板25的中空部分形成作为加热对象的流体的流路。更具体地，位于相邻位置的板25中的彼此的中空部分经由一对流路而连通。该一对流路中的一条流路与上述流体供给路径17相连，另一条流路与上述流体排出路径19相连。由此，构成为能够经由流体供给路径17向各板25的内部供给流体，并且能够经由流体排出路径19从各板25的内部排出流体。

壳体27是构成热交换器13的外壳的部分。壳体27设置于包围第一排气管11外周的位置，并且在其内部收纳有多个板25。排气能够从第一排气管11经由排气流入路径31向成为壳体27的内部且成为多个板25外部的部位流入。排气流入路径31是在第一排气管11的一部分处贯穿第一排气管11的外周侧与内周侧之间的通孔。经由该通孔使壳体27的内部与第一排气管11的内周侧之间相连通。在本实施方式的情况下，排气流入路径31通过将第一排气管11的一部分朝向外周侧切起而形成。不过，是否通过如上所述的切起加工来形成排气流入路径31是任意的。

另外，排气能够从成为壳体27内部且成为多个板25外部的部位经由排气流出路径33向第二排气管12的内周侧流出。通过于壳体27的端部处(图2中的后方的端部。)在壳体27与第一排气管11之间设置间隙而形成排气流出路径33。壳体27的内部与第二排气管12的内周侧之间经由该间隙而连通。

壳体27的内部由分隔部35A划分成多个分割区域37A、37B。在本实施方式的情况下，分隔部35A具有配置成与第一排气管11的轴向(图2中的前后方向。)大致垂直的壁面，壳体27的内部由该分隔部35A划分成两个分割区域37A、37B。该分隔部35A构成为环形，分隔部35A的外径大于板25的外径，并且分隔部35A的内径小于板25的内径。分隔部35A的内周与第一排气管11的外周面无间隙地接合。另一方面，在分隔部35A的外周与壳体27的内表面之间留有间隙，由此，使得两个分割区域37A、37B在分隔部35A的外周侧连通。

在分割区域37A、37B各自的内部分别配置有至少一个板25。更具体地，在本实施方式的情况下，在一个分割区域37A(图2中的前侧的分割区域，以下也称为前侧分割区域37A。)的内部配置有四个板25。另外，在另一个分割区域37B(图2中的后侧的分割区域，以下也称为后侧分割区域37B。)的内部配置有八个板25。在前侧分割区域37A中，排气流入路径31使排气向板25的内周侧流入。另外，在后侧分割区域37B中，排气流出路径33使排气从板25的内周侧流出。

通过在壳体27的内部构成如上所述的流路，而使得壳体27的内部构成为，如图2中的带箭头的虚线所示，从排气流入路径31流入的排气在前侧分割区域37A中从板25的内周侧向外周侧流动，此时，排气与板25接触并到达分支部15。另外，构成为在分支部15处未向排气再循环流路23分流的排气在后侧分割区域37B中从板25的外周侧向内周侧流动，此时，与板25接触并到达排气流出路径33，并且经由排气流出路径33向第二排气管12的内周侧流出。

在第一排气管11的端部附近(图2中的后方的端部附近。)设置有流路切换阀39(相当于本说明书中的阀的一例。)。该流路切换阀39构成为能够以在流路切换阀39的上端侧沿左右方向延伸的轴(未图示。)为旋转中心而朝着使下端向后上方位移的方向摆动，并且构成为能够对位于第一排气管11的端部(图2中的后方的端部。)的开口进行开闭。在第一排气管11的另一端设置有由具有耐热性以及缓冲性的材料(例如金属丝网等。)构成的缓冲部件41，并且构成为在流路切换阀39关闭时，流路切换阀39接触缓冲部件41。

可通过调节如上所述的流路切换阀39的开度，而改变从第一排气管11未经过热交换器13而向第二排气管12流出的排气的流量与从第一排气管11向热交换器13流入的排气的流量之间的流量比。从第一排气管11向热交换器13流入的排气的流量F1与未向热交换器13流入的排气的流量F2之间的流量比F1：F2能够在0：100～100：0的范围内进行切换。该切换可以是完全打开或者完全关闭的两级切换，也可以是包括处于完全打开和完全关闭之间的级别的多级切换或无级切换。另外，流量F1可以不小于最小值x1。另外，流量F2可以不小于最小值x2。即，流量比F1：F2可以在x1：(100-x1)～100：0的范围内进行切换，或者，可以在0：100～(100-x2)：x2的范围内进行切换，或者，也可以在x1：(100-x1)～(100-x2)：x2的范围内等进行切换。

另外，在图2中，还示出了配置在排气再循环流路23中的EGR阀43。EGR阀43在使排气前往内燃机的进气系统再循环时打开，并且其开度可被调节，而在不使排气再循环时将EGR阀43关闭。该EGR阀43也能够与上述的流路切换阀39同样地任意设定其开度等级。

在如上构成的排气热回收装置1中，通过调节流路切换阀39的开度能够使从第一排气管11经由排气流入路径31而向热交换器13流入的排气的流量增加或减少。例如，在于内燃机起动时等积极地回收了排气热的情况下，如图2所示，流路切换阀39关闭。在此情况下，向第一排气管11的内周侧流入的排气几乎全部从第一排气管11经由排气流入路径31而向热交换器13流入。

此时，在壳体27的内部，经由板25而在流通于板25外部的排气与流动于板25的内部的流体之间进行热传递，由此，能够实现热量的回收(即，流体的加热。)以及排气的冷却。另外，虽然省略了图示等，不过，所回收的热量可用于任何用途，例如，内燃机及其附属的各种装置(例如，用于排气净化的催化剂装置，变速器等。)的预热，或者可以作为空调用的热源等而加以利用。

另外，在欲向排气再循环流路23侧供给排气时，如图3A所示，EGR阀43打开。此时，根据向第一排气管11流入的排气的量调整流路切换阀39的开度以使得向热交换器13流入适量的排气，在图3A中，例示了流路切换阀39打开的状态。当EGR阀43打开时，如图3A中的带箭头的虚线所示，将根据需要从分支部15向排气再循环流路23侧供给通过热交换器13中的热交换而被冷却的排气的一部分或全部。

在此情况下，热交换器13作为EGR冷却器而发挥作用。由此，因为能够抑制进气温度的升高，所以能够抑制进气的填充效率降低。另外，当流路切换阀39打开时，未向热交换器13流入的排气从第一排气管11直接向第二排气管12流出。另外，虽然在图3A中未示出，但是有时也会根据EGR阀43的开度或来自排气流入路径31的排气的流入量，而仅向排气再循环流路23侧供给一部分排气。在此情况下，剩余部分的排气经由排气流出路径33向第二排气管12的内周侧流出。

另外，在不向排气再循环流路23侧供给排气，并且，也不需要回收来自排气的热量的情况下，如图3B所示，EGR阀43关闭，流路切换阀39打开。在此情况下，向第一排气管11的内周侧流入的排气几乎全部从第一排气管11直接向第二排气管12流出。在此情况下，因为没有在热交换器13中回收排气热，所以能够抑制在不需要预热等的情况下回收不必要的热量。

此外，在经由排气流入路径31向壳体27的内部供给的排气的量相对于被吸入排气再循环流路23侧的排气的量而变得过少的情况下，高温排气有可能从第二排气管12经由排气流出路径33向壳体27的内部倒流。不过，在上述排气热回收装置1的情况下，壳体27的内部的排气的流路构成为使在分支部15处未向排气再循环流路23分流的排气在后侧分割区域37B中与板25接触后向第二排气管12侧流出。

因此，假设即使高温排气从第二排气管12经由排气流出路径33向壳体27的内部倒流，该已倒流的排气也会在后侧分割区域37B中与板25接触后到达分支部15。因此，即使是经由排气流出路径33倒流的排气，也会通过与板25的接触而进行热交换从而被冷却。因此，能够抑制因未经热交换而未被冷却的高温排气向排气再循环流路23流入，由此，能够抑制进气温度的升高，从而能够抑制进气的填充效率降低。即，能够抑制由于排气经由排气流出路径33倒流而导致由热交换器13实现的EGR冷却器功能受损。

另外，在上述排气热回收装置1的情况下，因为将壳体27的内部划分为两个分割区域37A、37B，所以与将壳体27的内部划分为比两个分割区域37A、37B更多的分割区域的情形相比，不会无谓地使壳体27内部的流路的形状复杂化，从而能够使壳体27的内部的流路阻力减小。另外，与将壳体27的内部划分为比两个分割区域37A、37B更多的分割区域的情形相比，因为壳体27的内部的结构被简化，所以不会无谓地增加分隔部35A的数量，从而能够实现部件数量的削减，并且能够提高排气热回收装置1的生产率。

并且，在上述排气热回收装置1的情况下，热交换器13整体的形状被形成为大致圆筒形，并且热交换器13以第一排气管11为中心同轴地配置。因此，不同于在与第一排气管等效物不同轴的位置处设置热交换器的情况，无需在第一排气管等效物与热交换器之间配置作为排气的流路的管类，另外，无需在与配置第一排气管等效物的场所相离的其他场所确保用于设置热交换器的场所。因此，如果是上述排气热回收装置1，则其相对于移动体的安装性提高，从而在更小的空间内也能够实现安装。

另外，在上述排气热回收装置1的情况下，在选择分支部15的位置时，无需顾虑高温排气从排气流出路径33倒流的可能性，从而使得选择分支部15的位置时的自由度高。因此，例如还能够缩短分支部15和排气流出路径33之间的距离，由此，能够使装置的结构紧凑。

(2)第二实施方式

接下来，对第二实施方式进行说明。另外，因为第二实施方式之后的各实施方式具有与第一实施方式中所例示的结构相同或相似的结构，所以将以与第一实施方式的不同点为中心进行详细描述。另外，对于与第一实施方式相同或相似的部分，在图中标注与第一实施方式相同的附图标记，并省略其详细说明。

与第一实施方式相同，如图4所示的排气热回收装置2是兼具排气热回收功能以及EGR冷却器功能的装置。该排气热回收装置2也具有第一排气管11、第二排气管12、热交换器13、分支部15、排气流入路径31、排气流出路径33、以及流路切换阀39等，上述各结构的功能与第一实施方式相同。不过，第一排气管11的细节部分的形状、热交换器13的内部结构、分支部15的位置、排气流入路径31的位置、排气流出路径33的位置等不同于第一实施方式。

更具体地，在第二实施方式的情况下，第一排气管11的端部(图4中的后方的端部。)配置在壳体27的内部。具体而言，在图4中的壳体27的后端设置有朝向后方呈筒形突出的筒形部27A，在筒形部27A的内周侧配置有第一排气管11的后端。流路切换阀39构成为能够对处于筒形部27A的后端(即，壳体27的后端。)的开口进行开闭。因此，在第二实施方式中，缓冲部件41也设置在筒形部27A的后端。

在第一排气管11的外周与筒形部27A的内周之间设置有间隙，由此构成排气流入路径31。不过，该排气流入路径31在图4中的相对于左右方向上的中央而靠左侧的范围内与壳体27的内部相连通。因此，排气能够在整个圆周范围上流入第一排气管11的外周与筒形部27A的内周之间，不过，在图4中的相对于左右方向上的中央而靠右侧的范围内流入第一排气管11的外周与筒形部27A的内周之间的排气沿着第一排气管11的外周朝着相对于左右方向上的中央而靠左侧的范围流动之后，向壳体27的内部流入。

壳体27的内部由配置成与第一排气管11的轴向大致平行的分隔部35B划分成两个分割区域37C、37D。以下，也将图4中的位于左侧的分割区域37C称为左侧分割区域37C。另外，也将图4中的位于右侧的另一分割区域37D称为右侧分割区域37D。向壳体27的内部流入的排气在壳体27的内周侧向左侧分割区域37C流入。流入左侧分割区域37C的排气在左侧分割区域37C从板25的内周侧向外周侧流动，此时，与板25接触并与板25内的流体进行热交换。

在壳体27的端部(图4中的前方的端部。)设置有使左侧分割区域37C与右侧分割区域37D相连通的连通路45。在左侧分割区域37C向板25的外周侧流动的排气在壳体27的外周侧向连通路45流入，经由连通路45在壳体27的内周侧向右侧分割区域37D流入。流入右侧分割区域37D的排气在右侧分割区域37D从板25的内周侧向外周侧流动，此时，与板25接触并与板25内的流体进行热交换。在右侧分割区域37D向板25的外周侧流动的排气在壳体27的外周侧向第二排气管12的内周侧流出。分支部15设置于连通路45中，换言之，分支部15设置在左侧分割区域37C与右侧分割区域37D之间。

为了构成如上所述的流路，在壳体27的背面侧设置有如图4以及图5A所示的第一分隔壁47。另外，如图4以及图5B所示，在配置有板25的范围内设置有上述分隔部35B。并且，在壳体27的正面侧设置有如图4以及图5C所示的第二分隔壁49。另外，在图5A、图5B、以及图5C中以阴影表示的范围是各部件的开口部位。

如图5A所示，由于第一分隔壁47使排气在壳体27的内周侧从壳体27的外部向左侧分割区域37C流入，并且，使排气在壳体27的外周侧从右侧分割区域37D向壳体27的外部流出，所以在相应的部位处设置有开口部位51、52。如图5C所示，由于第二分隔壁49使排气在壳体27的外周侧从左侧分割区域37C向连通路45流出，并且，使排气在壳体27的内周侧从连通路45向右侧分割区域37D流入，所以在相应的部位处设置有开口部位53、54。如图5B所示，于板25的内周侧在板25的内周与第一排气管11的外周之间设置有间隙55，于板25的外周侧在板25的外周与壳体27的内表面之间设置有间隙56，并且如图5B所示，上述间隙55、56被分隔部35B左右分割。

在如上构成的排气热回收装置2中，在积极地回收了排气热的情况下，如图4所示，流路切换阀39关闭。在此情况下，流入第一排气管11内周侧的排气几乎全部从第一排气管11经由排气流入路径31向热交换器13流入。由此，能够实现热量的回收(即，流体的加热。)以及排气的冷却。

另外，在欲向排气再循环流路23侧供给排气时，如图6A所示，EGR阀43打开。在此情况下，如图6A中的带箭头的虚线所示，将根据需要从分支部15向排气再循环流路23侧供给通过热交换器13中的热交换而被冷却的排气的一部分或全部。在此情况下，热交换器13作为EGR冷却器而发挥作用，由此能够抑制进气温度的升高，从而能够抑制进气的填充效率降低。另外，当流路切换阀39打开时，未向热交换器13流入的排气从第一排气管11直接向第二排气管12流出。另外，虽然在图6A中未示出，但是有时会根据EGR阀43的开度或来自排气流入路径31的排气的流入量，而仅向排气再循环流路23侧供给一部分排气。在此情况下，剩余部分的排气经由排气流出路径33向第二排气管12的内周侧流出。

另外，在不向排气再循环流路23侧供给排气，并且，也不需要回收来自排气的热量的情况下，如图6B所示，EGR阀43关闭，流路切换阀39打开。在此情况下，向第一排气管11的内周侧流入的排气几乎全部从第一排气管11直接向第二排气管12流出。

并且，在经由排气流入路径31向壳体27的内部供给的排气的量相对于被吸入排气再循环流路23侧的排气的量而变得过少的情况下，高温排气有可能从第二排气管12经由排气流出路径33向壳体27的内部倒流。不过，假设即使高温排气从第二排气管12经由排气流出路径33向壳体27的内部倒流，该倒流的排气也会在右侧分割区域37D中与板25接触后到达分支部15。因此，即使是经由排气流出路径33倒流的排气，也会通过与板25的接触而进行热交换从而被冷却。因此，能够抑制因未经热交换而未被冷却的高温排气向排气再循环流路23流入，由此，能够抑制进气温度的升高，从而能够抑制进气的填充效率降低。

另外，因为热交换器13以第一排气管11为中心同轴地配置，所以在相对于移动体的安装性高以及在选择分支部15的位置时的自由度高等方面与第一实施方式相同。

(3)第三实施方式

接下来，对第三实施方式进行说明。与第一实施方式以及第二实施方式相同，如图7所示的排气热回收装置3是兼具排气热回收功能以及EGR冷却器功能的装置。该排气热回收装置3也具有第一排气管11、第二排气管12、热交换器13、分支部15、排气流入路径31、排气流出路径33、以及流路切换阀39等，上述各结构的功能与第一实施方式相同。不过，第一排气管11的细节部分的形状、热交换器13的内部结构、分支部15的位置、排气流入路径31的位置、排气流出路径33的位置等不同于第一实施方式和第二实施方式。

更具体地，在第三实施方式的情况下，在壳体27的内部配置有八个板25，由此将第三实施方式的排气回收装置3构成为使得热交换器13的轴向尺寸(图7中的前后方向尺寸。)比第一实施方式和第二实施方式更紧凑。与第一实施方式相同，分支部15设置在壳体27的外周。第一排气管11的端部(图7中的后方的端部。)附近的结构为与第二实施方式相同的结构。即，在壳体27的后端设置有筒形部27A、在筒形部27A的内周侧配置有第一排气管11的后端、以及流路切换阀39构成为能够对位于筒形部27A的后端的开口进行开闭等方面与第二实施方式相同。

排气流入路径31的结构类似于第二实施方式的结构。不过，在第三实施方式的情况下，排气流入路径31构成为排气能够在壳体27的内周侧大致整周的范围上向壳体27的内部流入。因此，在第三实施方式的情况下，排气流入路径31的流路阻力低于第二实施方式。另一方面，在第三实施方式的情况下，排气流出路径33构成为流路阻力高于排气流入路径31。

更具体地，在第三实施方式的情况下，在构成有排气流出路径33的部位设置有挡板59，挡板59阻碍排气呈直线状地流动。通过设置该挡板59，排气流出路径33构成为从壳体27的内部向图7中的后方前进，在碰到挡板59处向内周方向(即，第一排气管11的中心方向。)弯折，并在碰到挡板59处向图7中的前方弯折。并且，排气流出路径33在碰到壳体27的外表面(图7中的壳体27的后侧的端面。)处向内周方向(即，第一排气管11的中心方向。)弯折，进而通向成为壳体27的外侧且成为第二排气管12的内周侧的区域61。

在如上构成的排气热回收装置3中，在积极地回收了排气热的情况下，如图7所示，流路切换阀39关闭。在此情况下，向第一排气管11的内周侧流入的排气几乎全部从第一排气管11经由排气流入路径31向热交换器13流入。由此，能够实现热量的回收(即，流体的加热。)以及排气的冷却。

另外，在欲向排气再循环流路23侧供给排气时，如图8A所示，EGR阀43打开。在此情况下，如图8A中的带箭头的虚线所示，将根据需要从分支部15向排气再循环流路23侧供给通过热交换器13中的热交换而被冷却的排气的一部分或全部。在此情况下，热交换器13作为EGR冷却器而发挥作用，由此能够抑制进气温度的升高，从而能够抑制进气的填充效率降低。另外，当流路切换阀39打开时，未向热交换器13流入的排气从第一排气管11直接向第二排气管12流出。另外，虽然在图8A中未示出，但是有时会根据EGR阀43的开度或来自排气流入路径31的排气的流入量，而仅向排气再循环流路23侧供给一部分排气。在此情况下，剩余部分的排气经由排气流出路径33向第二排气管12的内周侧流出。

另外，在不向排气再循环流路23侧供给排气，并且，也不需要回收来自排气的热量的情况下，如图8B所示，EGR阀43关闭，流路切换阀39打开。在此情况下，向第一排气管11的内周侧流入的排气几乎全部从第一排气管11直接向第二排气管12流出。

并且，在经由排气流入路径31向壳体27的内部供给的排气的量相对于被吸入排气再循环流路23侧的排气的量而变得过少的情况下，高温排气有可能从第二排气管12经由排气流出路径33向壳体27的内部倒流。不过，如上所述，将排气流出路径33形成为多处曲折的窄流路，而将排气流入路径31形成为具有与排气流出路径33相比使排气非常容易流入的结构。

因此，高温排气从第二排气管12经由排气流出路径33向壳体27的内部倒流的可能性变低。另外，假设即使排气在排气流出路径33中倒流，倒流的排气的量与经由排气流入路径31向壳体27的内部流入的排气的量相比也非常少。因此，假设即使排气在排气流出路径33中倒流，在壳体27的内部，经由排气流入路径31流入且已经过热交换器13的排气的比例也会增加，从而使得经由排气流出路径33流入且未经过热交换器13的排气的比例减少。

因此，通过调节如上所述的排气流入路径31以及排气流出路径33各自的流路阻力并使其平衡最佳化，而能够抑制未经过热交换器13的高温排气过度地向排气再循环流路23流入。由此，能够抑制进气温度的升高，从而能够抑制进气的填充效率降低。

另外，因为热交换器13以第一排气管11为中心同轴地配置，所以在相对于移动体的安装性高等方面与第一实施方式以及第二实施方式相同。

(4)其他实施方式

以上，通过列举示例性实施方式说明了排气热回收装置，不过，上述实施方式是仅作为本公开的一个方面的示例。即，本公开不限于上述示例性实施方式，并且可以在不脱离本公开的技术思想的范围内以各种形式予以实施。

例如，在上述第二实施方式中，示出了对壳体27的内部进行左右分割的例子，如果将如上所述的分割结构以沿前后方向延伸的轴线为中心旋转90度，则成为对壳体27的内部进行上下分割的结构。因此，如上所述的壳体27的内部也可以是上下分割的结构。

另外，在上述第一实施方式以及第二实施方式中，示出了在壳体27的内部设置两个分割区域的例子，不过，也可以构成为在壳体27的内部设置三个以上的分割区域且使排气依次通过各分割区域。如上所述情况下的分支部15也构成为，至少一个分割区域位于与分支部15相比而更靠近排气的流路上游侧的部位处，并且，至少一个分割区域位于与分支部15相比而更靠近排气的流路下游侧的部位处。通过构成为如上所述的结构，假设即使排气经由排气流入路径31倒流，也能够抑制高温排气到达分支部15。

另外，在上述第一实施方式中，对于两个分割区域中各自所包含的板25的数量示例了规定的数量，不过，各分割区域中所包含的板25的数量可以任意地设定。

另外，在上述实施方式中，例示性地示出了本公开的排气热回收装置所包括的构成元素的材质、形状、结构等，不过，不限于上述实施方式。例如，可以将上述实施方式中由一个构成元素实现的部位由多个构成元素来实现。或者，可以将上述实施方式中由多个构成元素实现的部位由一个构成元素实来实现。此外，在对功能完全无损的范围内，可以省略上述实施方式中例示的结构的一部分。此外，一实施方式的结构的至少一部分可以添加到其他实施方式的结构中，并且，一实施方式的结构的至少一部分可以与其他实施方式的结构进行置换。此外，也可以将上述实施方式的结构的至少一部分置换成具有相同功能的公知结构。

Claims (4)

1.一种排气热回收装置，其特征在于，具有：

第一排气管，所述第一排气管使来自内燃机的排气向其内周侧流入；

第二排气管，所述第二排气管位于与所述第一排气管相比而更靠近排气的流动方向下游侧处；

热交换器，所述热交换器用于在从所述第一排气管流入的排气与作为加热对象的流体之间进行热交换；

阀，所述阀能够改变从所述第一排气管未经过所述热交换器而向所述第二排气管流出的排气的流量与从所述第一排气管向所述热交换器流入的排气的流量之间的流量比；以及

分支部，所述分支部使在所述热交换器中与所述流体进行了热交换的排气的一部分或者全部向使之前往内燃机的进气系统再循环的排气再循环流路分流，

所述热交换器具有多个板以及壳体，所述多个板分别构成为环形且构成为中空状，所述多个板在包围所述第一排气管外周的位置排列配置，所述壳体设置在包围所述第一排气管外周的位置并且在所述壳体的内部收纳所述多个板，在所述多个板的内部构成作为加热对象的流体的流路，并且所述热交换器构成为能够经由流体供给路径向各板的内部供给流体且能够经由流体排出路径从各板的内部排出流体，并且所述热交换器构成为，排气能够从所述第一排气管经由排气流入路径流入成为所述壳体的内部且成为所述多个板的外部的部位，且排气能够从成为所述壳体的内部且成为所述多个板的外部的部位经由排气流出路径向所述第二排气管流出，

所述壳体的内部被划分成多个分割区域，在该分割区域各自的内部配置有至少一个所述板，所述壳体的内部的排气的流路构成为，从所述排气流入路径流入的排气在至少一个所述分割区域中接触所述板之后到达所述分支部，并且，在所述分支部处未向所述排气再循环流路分流的排气在至少一个所述分割区域中接触所述板之后向所述第二排气管流出。

2.根据权利要求1所述的排气热回收装置，其特征在于，

所述壳体的内部由分隔部划分成两个所述分割区域，所述分隔部配置成与所述第一排气管的轴向大致垂直。

3.根据权利要求1所述的排气热回收装置，其特征在于，

所述壳体的内部由分隔部划分成两个所述分割区域，所述分隔部配置成与所述第一排气管的轴向大致平行。

4.一种排气热回收装置，其特征在于，具有：

第一排气管，所述第一排气管使来自内燃机的排气向其内周侧流入；

第二排气管，所述第二排气管位于与所述第一排气管相比而更靠近排气的流动方向下游侧处；

热交换器，所述热交换器用于在从所述第一排气管流入的排气与作为加热对象的流体之间进行热交换；

阀，所述阀能够改变从所述第一排气管未经过所述热交换器而向所述第二排气管流出的排气的流量与从所述第一排气管向所述热交换器流入的排气的流量之间的流量比；以及

分支部，所述分支部使在所述热交换器中与所述流体进行了热交换的排气的一部分或者全部向使之前往内燃机的进气系统再循环的排气再循环流路分流，

所述热交换器具有多个板以及壳体，所述多个板分别构成为环形且构成为中空状，所述多个板在包围所述第一排气管外周的位置排列配置，所述壳体设置在包围所述第一排气管外周的位置并且在所述壳体的内部收纳所述多个板，在所述多个板的内部构成有作为加热对象的流体的流路，并且所述热交换器构成为能够经由流体供给路径向各板的内部供给流体且能够经由流体排出路径从各板的内部排出流体，并且所述热交换器构成为，排气能够从所述第一排气管经由排气流入路径流入成为所述壳体的内部且成为所述多个板的外部的部位，且排气能够从成为所述壳体的内部且成为所述多个板的外部的部位经由排气流出路径向所述第二排气管流出，

所述排气流出路径构成为流路阻力高于所述排气流入路径。