CN110080858A - 排气热回收装置 - Google Patents
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Abstract
一种排气热回收装置，其中设置有在排气与冷却流体之间进行热交换的换热器。换热器的内侧壳体从外侧包围排气管，并且在内侧壳体与排气管之间形成配置有多个板的换热空间。此外，换热器的外侧壳体具有与使排气前往内燃机的进气系统的EGR开口，在外侧壳体与内侧壳体之间形成与EGR开口相连的外侧空间。并且，内侧壳体具有使换热空间和外侧空间相连通的至少1个调整用开口部。
Description
技术领域
本公开涉及排气热回收装置。
背景技术
已知有兼具从内燃机的排气中回收热的功能和对在EGR中进行再循环的排气加以冷却的功能的装置。其中，EGR是使一部分排气前往内燃机的进气系统以进行再循环的装置，即Exaust Gas Recirculation的简称。
国际公开第2017/126082号公报所记载的排气热回收装置在对从排气管流出的排气进行冷却之后，使已被冷却的排气向与内燃机的进气系统相连的再循环流路流出。排气热回收装置具有对排气进行冷却的换热器、以及壳体。换热器具有围绕在排气管外侧的呈环状的多个板。此外，壳体包围多个板的外侧并具备与再循环流路相连的开口。各板的内部设置有冷却流体的流路，通过使排气流经各板的周边，而在排气与冷却流体之间进行热交换。并且，被换热器冷却的排气从壳体的开口经过并流入再循环流路。
发明内容
然而，国际公开第2017/126082号公报记载的技术中，在换热器的内部，当排气在远离与再循环流路相连的开口的区域流经多个板的周边时所产生的压力损失会大于排气在开口附近的区域流经多个板的周边时所产生的压力损失。其中，压力损失换言之即为流体在流动时受到的阻力。由此，排气在换热器内部的流动会产生偏倚，从而导致热交换的效率下降。
希望以良好的效率对前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
本公开的一个方面涉及一种排气热回收装置，其设置在来自内燃机的排气的流路中，排气热回收装置具有排气管和换热器。排气管供排气流动。换热器在从排气管流入的排气与冷却流体之间进行热交换。此外，换热器具有多个板、内侧壳体、以及外侧壳体。板是环状的部位，且在内部设置有冷却流体的流路，并且板以从外侧围绕排气管的状态沿着呈直线状延伸的轴线排列。此外，内侧壳体从外侧包围排气管，并且在内侧壳体与排气管之间形成配置有多个板的换热空间。此外，外侧壳体具有EGR开口，EGR开口与使排气前往内燃机的进气系统进行再循环的EGR管连接，并且，外侧壳体通过从外侧覆盖内侧壳体的至少一部分而在外侧壳体与内侧壳体之间形成与EGR开口相连的外侧空间。
在此，将从EGR开口朝向排气管且与轴线正交的方向称为基准方向。此外，将从换热空间的于基准方向上的中央经过且与基准方向正交的平面称为第1基准面。此外，将换热空间中的位于第1基准面的EGR开口侧的部分称为第1空间，将换热空间中的其他部分称为第2空间。内侧壳体具有使换热空间与外侧空间相连通的至少1个调整用开口部。并且，至少1个调整用开口部中的使第2空间与外侧空间相连通的部分的面积大于至少1个调整用开口部中的使第1空间与外侧空间相连通的部分的面积。
根据上述结构，至少1个调整用开口部中的使第2空间与外侧空间相连通的部分(以下称为第2开口部)的总面积大于使第1空间与外侧空间相连通的部分(以下称为第1开口部)的总面积。因此促使排气通过第2开口部时的压力损失小于排气通过第1开口部时的压力损失。由此，可抑制排气从第2空间流动到EGR开口的压力损失与排气从第1空间流动到EGR开口的压力损失之间的差。
其结果为，促进排气从第2空间向外侧空间流出，从而抑制排气在换热空间的流动产生偏倚。因此，能够以良好的效率对从EGR开口前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
在本公开的一个方面中，内侧壳体可以具有多个调整用开口部。此外，可以将从每一个调整用开口部流出的排气流动到EGR开口时在外侧空间流过的平均距离称为流经距离。此外，多个调整用开口部的每一个调整用开口部中的使换热空间与外侧空间相连通的部分的面积可以随着流经距离增大而变大。
已通过调整用开口部的排气流动到EGR开口的压力损失随着调整用开口部的流经距离增大而变大。对此，根据上述结构，调整用开口部中的使换热空间与外侧空间相连通的部分的面积随着流经距离增大而变大。因此，促使排气在从调整用开口部通过时的压力损失随着调整用开口部的流经距离增大而减小。其结果为，促进排气从流经距离较长的调整用开口部向外侧空间流出，从而进一步抑制排气在换热空间的流动产生偏倚。因此，能够以更良好的效率对从EGR开口前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
本公开的一个方面涉及一种排气热回收装置，其设置在来自内燃机的排气的流路中，排气热回收装置具有排气管、以及换热器。排气管供排气流动。并且，换热器在从排气管流入的排气与冷却流体之间进行热交换。此外，换热器具有多个板、内侧壳体、以及外侧壳体。板是环状的部位，且在内部设置有冷却流体的流路，并且板以从外侧围绕排气管的状态沿着呈直线状延伸的轴线排列。此外，内侧壳体从外侧包围排气管，并且在内侧壳体与排气管之间形成配置有多个板的换热空间。此外，外侧壳体具有EGR开口，EGR开口与使排气前往内燃机的进气系统进行再循环的EGR管连接，并且，外侧壳体通过从外侧覆盖内侧壳体的至少一部分而在外侧壳体与内侧壳体之间形成与EGR开口相连的外侧空间。
在此，将从EGR开口朝向排气管且与轴线正交的方向称为基准方向。此外，将从换热空间的于基准方向的中央经过且与基准方向正交的平面称为第1基准面。内侧壳体具有至少1个调整用开口部，至少1个调整用开口部设置在该内侧壳体中的与第1基准面相交的相交部分上且使换热空间与外侧空间相连通。
此外，与上述排气热回收装置相同，第1空间是换热空间中的相比第1基准面(换言之即基准方向的中央)而靠向EGR开口侧的部分，第2空间是换热空间中的其他部分。
根据上述结构，在内侧壳体中的与第1基准面相交的相交部分设置有至少1个调整用开口部。换言之，调整用开口部设置在第1空间与第2空间的交界处。因此，第1空间的排气与第2空间的排气经过同一个调整用开口部而向外侧空间流出。此外，由于调整用开口部位于换热空间的中央，因此，能够抑制第1空间的排气从调整用开口部通过时的压力损失与第2空间的排气从该调整用开口部通过时的压力损失之间的差。
由此，可抑制排气从第2空间流动到EGR开口的压力损失与排气从第1空间流动到EGR开口的压力损失之间的差。其结果为，可抑制排气在换热空间的流动产生偏倚。所以，能够以良好的效率对从EGR开口前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
本公开的一个方面中，内侧壳体可以具有多个调整用开口部。并且，多个调整用开口部中的至少1个调整用开口部可以设置在内侧壳体中的一方的相交部分上，并且，多个调整用开口部中的至少1个调整用开口部可以设置在内侧壳体中的隔着换热空间而与一方的相交部分相对的另一方的相交部分上。
根据上述结构，能够抑制排气在换热空间的流动产生偏倚，并同时促进排气从换热空间向外侧空间流出，从而能够使排气以良好的效率前往内燃机的进气系统进行再循环。
本公开的一个方面中，可以将从每一个调整用开口部流出的排气流动到EGR开口时在外侧空间流过的平均距离称为流经距离。并且，设置在一方的相交部分上的至少1个调整用开口部的流经距离与设置在另一方的相交部分上的至少1个调整用开口部的流经距离可以相同或大致相同。
根据上述结构，能够抑制已通过内侧壳体中的一方的相交部分上的至少1个调整用开口部的排气流动到EGR开口的压力损失与已通过另一方的相交部分上的至少1个调整用开口部的排气流动到EGR开口的压力损失之间的差。其结果为，可进一步抑制排气在换热空间中的流动产生偏倚。因此，能够以更良好的效率对从EGR开口前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
本公开的一个方面中，外侧壳体可通过从外侧包围内侧壳体而在外侧壳体与内侧壳体之间形成从外侧围绕内侧壳体的外侧空间。
根据上述结构，可扩大外侧空间。因此，能够抑制排气朝向EGR开口而流经外侧空间时的压力损失。由此，能够使排气以良好的效率前往内燃机的进气系统进行再循环。
在本公开的一个方面中，可将多个板中的任意一个板称为第1板，并将除第1板以外的任意一个板称为第2板。并且，可以沿着轴线在内侧壳体中的从与第1板相对的部分直至与第2板相对的部分的范围上设置至少1个调整用开口部。
根据上述结构，至少1个调整用开口部以沿着轴线方向从第1板横跨到第2板的方式而设置。因此，能够抑制排气在与调整用开口部相对的各板的周边区域的流动时产生偏倚的情况，由此，能够抑制在上述这些板处进行的热交换的效率产生偏倚的情况。所以能够以良好的效率对排气进行冷却。
在本公开的一个方面中，排气管以及内侧壳体可以为圆筒形，并可以沿着轴线延伸。此外，排气管以及内侧壳体的与轴线正交的截面可以为圆形或大致圆形，排气管以及内侧壳体的与轴线正交的截面的中心可以位于轴线上或位于轴线的附近。
根据上述结构，可抑制排气在外侧空间以及换热空间中的流动产生偏倚。因此，能够以良好的效率对从EGR开口前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
在本公开的一个方面中，内侧壳体可以具有多个调整用开口部。此外，可以将与第1基准面正交且包含轴线的平面称为第2基准面。并且，多个调整用开口部可以配置成在内侧壳体的与轴线正交的截面处以第2基准面为中心而呈线对称或呈大致线对称。
根据如上结构，可抑制排气在外侧空间以及换热空间中的流动产生偏倚。所以，能够以良好的效率对从EGR开口前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
在本公开的一个方面中，排气热回收装置可以设置在来自车辆内燃机的排气的流路中。
根据上述结构，能够以良好的效率对前往车辆内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
附图说明
图1是第1实施方式的排气热回收装置的立体图。
图2是第1实施方式的排气热回收装置的侧视图。
图3是图2的排气热回收装置的III-III剖视图。
图4是图2的排气热回收装置的IV-IV剖视图。
图5是变形例的排气热回收装置的IV-IV剖视图。
图6是变形例的排气热回收装置的IV-IV剖视图。
图7是调整用开口部的说明图。
图8是调整用开口部的说明图。
图9是第2实施方式的排气热回收装置的IV-IV剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的实施方式进行说明。
本公开的实施方式不限于下述实施方式，在本公开的所属技术范围内可采用各种实施方式。
[第1实施方式]
[整体结构]
图1、图2示出的第1实施方式的排气热回收装置1安装在具有内燃机的移动体(例如乘用车等车辆)中，并设置在来自内燃机的排气的流路中。下文将排气流路的上游侧、下游侧简称为上游侧、下游侧。排气热回收装置1具备从自内燃机排出的排气中回收热的排气热回收功能以及EGR冷却器功能。
EGR冷却器功能是指，在用于使一部分排气前往内燃机的进气系统进行再循环的EGR中对待进行再循环的排气进行冷却的功能。在排气热回收装置1连接有用于使排气朝内燃机的进气系统流动的EGR管43。EGR管43中设置有未图示的EGR阀。EGR阀在使排气前往内燃机的进气系统以进行再循环时打开，并在使排气不进行再循环时关闭。当EGR阀打开时，排气热回收装置1作为EGR冷却器而发挥作用，即，对排气进行冷却后使其前往内燃机的进气系统进行再循环。
排气热回收装置1以连接在供来自内燃机的排气进行流动的上游管40的下游侧的状态安装在移动体中。如图1～3所示，排气热回收装置1具有第1排气管10、第2排气管11、调整阀12、以及换热器2。
来自上游管40的排气流动于第1排气管10中。在此，将呈直线的轴线10b的方向称为轴线方向10a。第1排气管10沿着轴线方向10a呈直线状延伸。此外，作为其中一例，第1排气管10为圆筒形，第1排气管10的与轴线方向10a正交的截面呈圆形或大致圆形。下文将与轴线方向10a正交的截面简称为截面。此外，第1排气管10的截面的中心位于轴线10b上或位于轴线10b的附近。此外，第1排气管10的截面也可以为例如椭圆形或多边形，第1排气管10也可以是弯曲的。
此外，第1排气管10的上游侧开口与上游管40的下游侧开口相对。在第1排气管10的围绕着上游侧开口的缘部与上游管40的围绕着下游侧开口的缘部之间形成有间隙。该间隙形成了与后述的换热空间3相连的入口30。
第2排气管11为圆筒形的部位，其与第1排气管10的下游侧开口(以下称为下游开口)相连，并使来自第1排气管10的排气流向外部。第2排气管11的管径大于第1排气管10，并且，第1排气管10的下游侧端部配置第2排气管11的上游侧端部的内侧。此外，在第2排气管11的上游侧端部设置有通过使其管径扩大而形成的扩径部11a。扩径部11a处的围绕着上游侧的开口(换言之，即第2排气管11的上游侧开口)的缘部与后述的换热器2中的缘部相连接，其中，换热器2中的缘部是围绕着内侧壳体21的下游侧开口的缘部。并且，在第2排气管11的侧壁的内侧与第1排气管10的侧壁的外侧之间形成有与换热器2的出口31相连的流路。
调整阀12用于对第1排气管10的下游开口进行开闭。调整阀12构成为能够以旋转轴15为中心进行摆动。旋转轴15设置在下游开口的附近，并沿着与轴线10b正交的方向延伸。此外，旋转轴15的两端向第2排气管11的外部突出。并且，通过驱动旋转轴15的端部而使旋转轴15旋转，从而令调整阀12以旋转轴15为中心进行摆动，从而利用调整阀12对下游开口进行开闭。
此外，在第1排气管10的下游侧端部设置有围绕着下游开口的缘部14。缘部14是环状的部位，在缘部14的位于外周侧的外周面上设置有缓冲部件13，缓冲部件13由具有耐热性及缓冲性的材料(例如金属丝网等)构成。并且，当调整阀12已将下游开口关闭时，调整阀12会与缓冲部件13接触。
通过由调整阀12来调节下游开口的打开程度，而能够对不经过换热器2而从第1排气管10流向第2排气管11的排气的量与从第1排气管11流入换热器2的排气的量之间的比例进行变更。
[换热器的结构]
排气热回收装置1的换热器2通过在从第1排气管10流入的排气与冷却流体(例如冷却水，油等)之间进行热交换，而对排气热进行回收，并且对排气进行冷却。此外，所回收的热可作为例如对内燃机或其附带的装置进行暖机的热源等加以利用、或作为供暖用的热源等加以利用。如图3、图4所示，换热器2设置成从外侧围绕第1排气管10的侧壁。并且，利用外部供给管41向换热器2供给冷却流体，并且，利用外部排出管42排出已在换热器2进行了热交换的冷却流体。
此外，换热器2与EGR管43连接，EGR管43与内燃机的进气系统相连。当设置在EGR管43的EGR阀打开时，在换热器2已被冷却的排气将前往内燃机的进气系统进行再循环。
换热器2是所谓的板壳式换热器，其具有多个板20、内侧壳体21、外侧壳体22、分隔部24、上游壁部25、以及下游壁部26。
内侧壳体21从外侧包围第1排气管10的侧壁，由此在内侧壳体21与第1排气管10之间形成换热空间3。在换热空间3设置有多个板20。作为其中一例，内侧壳体21是沿着轴线方向10a延伸的圆筒形的部位，其截面为圆形或大致圆形。此外，作为其中一例，内侧壳体21的截面的中心位于轴线10b上或位于轴线10b的附近。另外，内侧壳体21的截面也可以为例如椭圆形或多边形。
此外，在内侧壳体21设置有至少1个调整用开口部5，至少1个调整用开口部5使换热空间3和后述的外侧空间32相连通(详情后述)。
上游壁部25在上游侧处将换热空间3和外部空间隔开。上游壁部25的外周侧缘部与内侧壳体21的围绕着上游侧开口的缘部相连。此外，上游壁部25的内周侧缘部与上游管40的位于下游侧端部处的侧壁的外侧相连。并且，在上游壁部25设置有与外部供给管41及内部供给路径20a相连的开口、以及与外部排出管42及内部排出路径20b相连的开口。后文将对内部供给路径20a以及内部排出路径20b的详细情况进行叙述。
下游壁部26是在下游侧处将换热空间3和外部空间隔开的部位。下游壁部26在内侧壳体21的下游侧开口的附近处设置在内侧壳体21与第1排气管10之间。下游壁部26以与内侧壳体21的侧壁的内侧抵接且使得在下游壁部26与第1排气管10之间留有间隙的状态进行配置。该间隙构成与换热空间3相连的出口31。
外侧壳体22从外侧包围内侧壳体21的侧壁，由此在外侧壳体22与内侧壳体21之间形成外侧空间32。作为其中一例，外侧壳体22是沿着轴线方向10a延伸的大致圆筒形的部位，其截面为圆形或大致圆形。此外，作为其中一例，外侧壳体22的截面的中心位于轴线10b上或位于轴线10b的附近。不过，外侧壳体22的截面也可以是椭圆形或多边形。
此外，在外侧壳体22的围绕着每个开口的缘部设置有壁部。这些壁部与内侧壳体21相连接，从而将外侧空间32和外部空间隔开。
此外，在外侧壳体22设置有与EGR管43连接的EGR开口23。在第1实施方式中，作为其中一例，EGR开口23为圆形或大致圆形，其中心位于外侧壳体22的于轴线方向10a的中央。不过，EGR开口23也可以是例如椭圆形或多边形。
多个板20是对冷却流体与排气进行热交换的部分，且配置在上述换热空间3中。如图3、图4所示，多个板20在从外侧围绕着第1排气管10的侧壁的状态下沿着轴线方向10a排列。此外，相邻的板20之间设置有间隙。
各板20由传热性高的材料(例如不锈钢、铝合金、或铜合金等金属)构成。此外，各板20是呈环状的扁平部位，且在内部设置有冷却流体的流路，并且，各板20在与轴线方向10a正交的方向上延展。
更详细而言，各板20具有在主视观察时位于内周侧的内周缘部20c、以及在主视观察时位于外周侧的外周缘部20d，内周缘部20c以及外周缘部20d呈同心圆状。并且，各板20以使得内周缘部20c的中心和外周缘部20d的中心位于轴线10b上或位于轴线10b的附近的状态而进行配置。
此外，各板20与沿着轴线方向10a呈直线状延伸的管状的内部供给路径20a以及内部排出路径20b连接。内部供给路径20a和内部排出路径20b隔着轴线10b而彼此相对。内部供给路径20a从上游壁部25的开口朝换热空间3延伸，并经由该开口与外部供给管41相连。此外，内部排出路径20b从上游壁部25的开口朝换热空间3延伸，并经由该开口与外部排出管42相连。
板20的流路与内部供给路径20a以及内部排出路径20b相连且在该板20的内部绕行一周。冷却流体从外部供给管41流入内部供给路径20a之后再流入各板20的流路。然后，从各板20的流路流过的冷却流体流入内部排出路径20b，并向外部排出管42流出。
分隔部24将换热空间3分隔成位于上游侧的空间即上游空间3a、以及位于下游侧的空间即下游空间3b。在此，将多个板20中不位于端部的任意一个板20称为对象板。作为其中一例，在第1实施方式中，将位于轴线方向10a上的中央附近(作为其中一例为自下游侧起第6个板)的板20称为对象板。分隔部24将对象板20的内周缘部20c与第1排气管10的侧壁之间封闭。由此，使得换热空间3被分隔成上游空间3a和下游空间3b。
在上游空间3a和下游空间3b分别配置有至少1个板20。并且，在上游空间3a中，自入口30流入的排气在接触到板20的同时从板20的内周侧趋向外周侧并朝EGR开口23流动。此外，在下游空间3b中，未流入EGR开口23的排气在接触到板20的同时从外周侧向内周侧流动从而到达出口31，并经过出口31而流入第2排气管11。
[关于排气热回收装置的功能]
在第1实施方式的排气热回收装置1中，可通过调节调整阀12的开度而对从第1排气管10流入换热器2的排气的流量进行调整。排气从入口30流入换热空间3。然后，在流经各板20的周边的排气与流动于各板20内部的流路中的冷却流体之间进行热传递，由此，进行热回收以及排气的冷却。
此外，在使排气前往内燃机的进气系统进行再循环时，EGR阀打开。此时，将调整阀12的开度调整成以使得适量的排气流入换热器2。该情形下，换热器2作为EGR冷却器发挥作用。由此，能够抑制进气温度的上升，其结果为，能够抑制进气的填充效率的下降。
此外，当不使排气前往内燃机的进气系统进行再循环时,EGR阀关闭。并且，当不需要从排气中回收热时,调整阀12打开。该情形下，流入第1排气管10的排气几乎全部向第2排气管11流出。
不过，在使排气进行再循环时，相对于要从换热器2向EGR管43流入的排气的量，经由入口30供给到换热空间3的排气的量有可能过少。该情形下，高温的排气有可能从第2排气管11经由出口31向换热空间3逆流。
针对于此，在第1实施方式的排气热回收装置1的换热器2中，利用分隔部24将换热空间3分隔成上游空间3a和下游空间3b。因此，即使高温的排气从第2排气管11经由出口31而向换热空间3逆流，该排气也会在由分隔部24分隔出的下游空间3b接触到板20后而到达EGR管43。所以，能够在对逆流的排气进行冷却后使其向EGR管43流出，由此，可抑制进气温度的上升。
[关于调整用开口部]
如图4所示，换热器2的内侧壳体21为圆筒形，并将换热空间3与外侧空间32隔开。此外，内侧壳体21的截面的中心位于轴线10b上或位于轴线10b的附近。此外，各板20的内周缘部20c的中心以及外周缘部20d的中心也位于轴线10b上或位于轴线10b的附近。因此，在换热器2的截面上，内侧壳体21和各板20的内周缘部20c及外周缘部20d呈同心圆状。
此外，外侧壳体22是大致圆筒形的部位，并从外侧覆盖外侧空间32。外侧空间32是扁平的空间，并从外侧围绕着内侧壳体21的侧壁。并且，外侧空间32的厚度均匀或大致均匀。此外，外侧壳体22的截面为圆形或大致圆形，其中心22a位于轴线10b上或位于轴线10b的附近。不过，外侧壳体22的截面的中心22a也可以位于偏离轴线10b的位置。在此，将远离EGR开口23的方向称为远端方向，将接近EGR开口23的方向称为近端方向。外侧壳体22的中心22a既可以例如图5所示而位于轴线10b的远端方向侧，也可以如图6所示而位于轴线10b的近端方向侧。
在此，将从EGR开口23趋向第1排气管10且与轴线方向10a正交的方向称为基准方向50。在第1实施方式中，作为其中一例，将从EGR开口23的中心趋向轴线10b且与轴线方向10a正交的方向称为基准方向50。不过不限于此，也可以将EGR开口23中的其他部位或第1排气管10中的其他部位作为起点来规定基准方向50。此外，将从换热空间3的于基准方向50上的中央经过且与基准方向50正交的假想的平面称为第1基准面51。并且，将换热空间3中的位于第1基准面51的EGR开口23侧的部分称为第1空间3c，将其他部分称为第2空间3d。
内侧壳体21具有使换热空间3与外侧空间32相连通的至少1个调整用开口部5。调整用开口部5具有使换热空间3与外侧空间32相连通的至少1个开口。在此，将内侧壳体21中的处于第1空间3c的部分称为第1部分21a，并将内侧壳体21中的处于第2空间3d的部分称为第2部分21b。内侧壳体21具有设置在第1部分21a的4个A～D调整用开口部5a～5d、以及设置在第2部分21b的4个E～H调整用开口部5e～5h。
此外，分别设置在第1部分21a以及第2部分21b的调整用开口部的数量也可以小于4个或为5个以上。此外，调整用开口部也可以以横跨第1部分21a和第2部分21b的方式而进行设置。此外，内侧壳体21也可以仅有1个以横跨第1部分21a和第2部分21b的方式而设置的调整用开口部。
并且，调整用开口部5的使第2空间3d和外侧空间32相连通的开口的总面积大于使第1空间3c和外侧空间32相连通的开口的总面积。
此外，各调整用开口部5沿着轴线方向10a而配置。具体而言，例如图7所示，调整用开口部5可以具有沿着轴线方向10a延伸的细长开口。此外，例如图8所示，调整用开口部5也可以具有沿着轴线方向10a配置的多个圆形的开口。不过不限于此，调整用开口部5也可以不沿轴线方向10a而配置。
在此，将多个板20中的1个板称为第1板，将除第1板以外的任意一个板称为第2板。至少在内侧壳体21中的从与第1板相对的部分直至与第2板相对的部分的范围上设置各调整用开口部5。此外，第1板可以是位于上游侧端部的板。此外，第2板可以是位于下游侧端部的板。
此外，将从调整用开口部5流出的排气流动到EGR开口23时在外侧空间32中流过的平均(换言之即标准)距离称为流经距离。各调整用开口部5的使外侧空间32和换热空间3相连通的至少1个开口的面积随着流经距离的增大而变大。具体而言，例如当多个调整用开口部5的各调整用开口部5中的至少1个开口具有相同或大致相同的面积及形状时，可将外侧空间32中连结各调整用开口部5和EGR开口23的最短路径的距离的大小关系当作上述这些调整用开口部5的流经距离的大小关系。此外，也可以例如在调整用开口部5设置多个点，并将在外侧空间32中连结上述各点与EGR开口23的最短路径的距离的平均值当作流经距离。
在此，将与第1基准面51正交且包含轴线10b的假想平面称为第2基准面52。第2基准面52经过EGR开口23的中心。此外，使A及B调整用开口部5a、5b为一组，使C及D调整用开口部5c、5d为一组，使E及F调整用开口部5e、5f为一组，以及使G及H调整用开口部5g、5h为一组。在第1实施方式中，各组所包含的2个调整用开口部在内侧壳体21的截面处以第2基准面52为中心而呈线对称或大致线对称。即，该2个调整用开口部的开口形状相同或大致相同。此外，这2个调整用开口部各自中的至少1个开口的面积以及流经距离相同。
即，A～H调整用开口部5a～5h的流经距离的大小关系如下：
Da＝Db<Dc＝Dd<De＝Df<Dg＝Dh
其中，DA～Dh分别表示A～H调整用开口部5a～5h的流经距离。
并且，A～H调整用开口部5a～5h的开口的总面积的大小关系如下：
Sa＝Sb<Sc＝Sd<Se＝Sf<Sg＝Sh
其中，Sa～Sh分别表示A～H调整用开口部5a～5h的开口的总面积。
[效果]
(1)在以往技术中，在换热器的内部，排气在远离与EGR的再循环流路相连的开口的第2空间流过多个板的周边时所产生的压力损失大于排气在靠近与EGR的再循环流路相连的开口的第1空间流过多个板的周边时所产生的压力损失。由此，导致排气在换热器的内部的流动产生偏倚，从而致使热交换效率下降。因此，希望对排气从第1空间流出时的压力损失与排气从第2空间流出时的压力损失之间的差进行抑制。
针对于此，根据第1实施方式，A～H调整用开口部5a～5h中使第2空间3d与外侧空间32相连通的部分(以下称为第2开口部)的总面积大于A～H调整用开口部5a～5h中使第1空间3c与外侧空间32相连通的部分(以下称为第1开口部)的总面积。因此，促使排气通过第2开口部时的压力损失小于排气通过第1开口部时的压力损失。由此，可抑制排气从第2空间3d流动到EGR开口23的压力损失与排气从第1空间3c流动到EGR开口23的压力损失之间的差。
其结果为，促进排气从第2空间3d向外侧空间32流动，从而抑制排气在换热空间3中的流动产生偏倚。因此，能够以良好的效率对从EGR开口23前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
(2)此外，根据第1实施方式，调整用开口部5的使换热空间3与外侧空间32相连通的部分的面积随着流经距离的增大而变大。因此，促使排气在通过调整用开口部5时的压力损失随着调整用开口部5的流经距离变大而减小。其结果为，促进排气从流经距离较长的调整用开口部5向外侧空间32流动，从而进一步抑制排气在换热空间3的流动产生偏倚。所以，能够以更良好的效率对从EGR开口23前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
(3)此外，在第1实施方式中，外侧空间32从外侧围绕着内侧壳体21。因此，外侧空间32变大，从而能够抑制排气朝EGR开口23而流经外侧空间32时的压力损失。由此，能够使前往内燃机进气系统的排气以良好的效率进行再循环。
(4)此外，在第1实施方式中，A～H调整用开口部5a～5h以沿着轴线方向10a从第1板横跨到第2板的方式而进行设置。因此，能够抑制排气在与调整用开口部5相对的各板20的周边区域的流动产生偏倚，由此，能够抑制上述这些板20中的热交换效率产生偏倚。因此，能够以良好的效率对排气进行冷却。
[第2实施方式]
图9示出的第2实施方式的排气热回收装置1中，换热器2的外侧壳体22以及至少1个调整用开口部5等的结构与第1实施方式不同。以下对该不同点点进行说明。
将内侧壳体21中与第1基准面51相交的部分称为相交部分21c、21d。换言之，相交部分21c、21d形成内侧壳体21中的第1部分21a与第2部分21b的交界。在内侧壳体21存在隔着换热空间3而相对的2个相交部分21c、21d。并且，在内侧壳体21的各相交部分21c、21d分别设置有I、J调整用开口部5i、5j。此外，也可以在一方的相交部分设置有调整用开口部5。
另一方面，外侧壳体22是沿着轴线方向10a延伸且截面为半圆形或大致半圆形的槽状部位，并覆盖内侧壳体21的第1部分21a。此外，外侧壳体22的截面的中心22a位于轴线10b上或位于轴线10b的附近。不过，外侧壳体22的截面的中心22a也可以与第1实施方式相同而位于偏离轴线10b的位置。此外，外侧壳体22从I调整用开口部5i的正面的位置延展到J调整用开口部5j的正面的位置。并且，在外侧壳体22与内侧壳体21之间形成有厚度均匀或大致均匀的扁平的外侧空间32，外侧空间32经由I、J调整用开口部5i、5j而与换热空间3连通。
此外，外侧壳体22中位于轴线方向10a两端的各缘部设置有壁部。这些壁部与内侧壳体21相连，以将外侧空间32和外部的空间隔开。此外，外侧壳体22中的与调整用开口部5相对的各缘部也设置有壁部。这些壁部与内侧壳体21相连，以将外侧空间32和外部的空间隔开。
此外，与第1实施方式相同，在外侧壳体22设置有EGR开口23。
并且，与第1实施方式相同，沿着轴线方向10a在内侧壳体21中的从与第1板相对的部分直至与第2板的部分的范围上分别配置有I、J调整用开口部5i、5j。
此外，I、J调整用开口部5i、5j分别构成为在内侧壳体21的截面上以第2基准面52为中心而呈线对称或大致线对称。即，I调整用开口部5i中的至少1个开口的形状以及总面积与J调整用开口部5j中的至少1个开口的形状以及总面积相同或大致相同。此外，I、J调整用开口部5i、5j各自的流经距离相同或大致相同。
[效果]
(1)在第2实施方式中，在内侧壳体21中的与第1基准面51相交的第1相交部分21c及第2相交部分21d处分别设置有I、J调整用开口部5i、5j。换言之，I、J调整用开口部5i、5j设置在第1空间3c与第2空间3d的交界处。因此，第1空间3c的排气和第2空间3d的排气通过同一个调整用开口部5而向外侧空间32流出。此外，由于调整用开口部5位于换热空间3的中央，因此，能够抑制第1空间3c的排气通过调整用开口部5时的压力损失与第2空间3d的排气通过该调整用开口部5时的压力损失之间的差。
由此，可抑制排气从第2空间3d流动到EGR开口23的压力损失与排气从第1空间3c流动到EGR开口23的压力损失之间的差。其结果为，可抑制排气在换热空间3的流动产生偏倚。所以，能够以良好的效率对从EGR开口23前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
(2)此外，在第2实施方式中，I、J调整用开口部5i、5j各自的流经距离相同或大致相同。因此，能够抑制已通过I调整用开口部5i的排气流动到EGR开口23的压力损失与已通过J调整用开口部5j的排气流动到EGR开口23的压力损失之间的差。其结果为，进一步抑制排气在换热空间3的流动产生偏倚。所以，能够以更良好的效率对从EGR开口23前往内燃机的进气系统进行再循环的排气加以冷却。
[其他实施方式]
(1)在第1实施方式中，外侧壳体22从外侧包围内侧壳体21，并覆盖内侧壳体21整体。不过，外侧壳体22也可以覆盖内侧壳体21的第1部分21a及第2部分21b双方且从外侧覆盖内侧壳体21的一部分。即使在这样的情形下，也可以通过以与第1实施方式相同的方式设置至少1个调整用开口部5而获得相同的效果。
(2)在第2实施方式中，外侧壳体22覆盖内侧壳体21的第1部分21a、以及I、J调整用开口部5i、5j。不过，外侧壳体22还可以覆盖第2部分21b。更具体而言，外侧壳体22也可以以与第1实施方式相同的方式从外侧包围内侧壳体21。该情形下也能够获得相同的效果。
(3)上述实施方式中的1个构成元素所具有的多个功能可以通过多个构成元素实现，或者1个构成元素所具有的1个功能可通过多个构成元素实现。此外，多个构成元素所具有的多个功能可通过1个构成元素实现，或者，由多个构成元素实现的1个功能也可以通过1个构成元素实现。此外，可以省略上述一实施方式的构成的一部分。此外，也可以将上述一实施方式的构成的至少一部分添加到上述其他实施方式的构成中，或将上述一实施方式的构成的至少一部分与上述其他实施方式的构成进行置换。
Claims (10)
1.一种排气热回收装置，设置在来自内燃机的排气的流路中，所述排气热回收装置的特征在于，具有：
排气管，所述排气管供所述排气流动；以及
换热器，所述换热器在从所述排气管流入的所述排气与冷却流体之间进行热交换，并且
所述换热器具有多个板、内侧壳体、以及外侧壳体，
所述多个板是环状的部位，且在内部设置有所述冷却流体的流路，并且所述多个板以从外侧围绕所述排气管的状态沿着呈直线状延伸的轴线排列，
所述内侧壳体从外侧包围所述排气管，并且在所述内侧壳体与所述排气管之间形成配置有所述多个板的换热空间，
所述外侧壳体具有EGR开口，所述EGR开口与使所述排气前往所述内燃机的进气系统进行再循环的EGR管连接，并且，所述外侧壳体通过从外侧覆盖所述内侧壳体的至少一部分而在所述外侧壳体与所述内侧壳体之间形成与所述EGR开口相连的外侧空间，
将从所述EGR开口朝向所述排气管且与所述轴线正交的方向称为基准方向，
将从所述换热空间的于所述基准方向上的中央经过且与所述基准方向正交的平面称为第1基准面，
将所述换热空间中的位于所述第1基准面的所述EGR开口侧的部分称为第1空间，并且将所述换热空间中的其他部分称为第2空间，
所述内侧壳体具有使所述换热空间与所述外侧空间相连通的至少1个调整用开口部，
所述至少1个调整用开口部中的使所述第2空间与所述外侧空间相连通的部分的面积大于所述至少1个调整用开口部中的使所述第1空间与所述外侧空间相连通的部分的面积。
2.根据权利要求1所述的排气热回收装置，其特征在于，
所述内侧壳体具有多个调整用开口部，
将从每一个所述调整用开口部流出的排气流动到所述EGR开口时在所述外侧空间流过的平均距离称为流经距离，
所述多个调整用开口部的每一个调整用开口部中的使所述换热空间与所述外侧空间相连通的部分的面积随着所述流经距离增大而变大。
3.一种排气热回收装置，设置在来自内燃机的排气的流路中，所述排气热回收装置的特征在于，具有：
排气管，所述管供所述排气流动，以及
换热器，所述换热器在从所述排气管流入的所述排气与冷却流体之间进行热交换，并且
所述换热器具有多个板、内侧壳体、以及外侧壳体，
所述多个板是环状的部位，且在内部设置有所述冷却流体的流路，并且所述多个板以从外侧围绕所述排气管的状态沿着呈直线状延伸的轴线排列，
所述内侧壳体从外侧包围所述排气管，并且在所述内侧壳体与所述排气管之间形成配置有所述多个板的换热空间，
所述外侧壳体具有EGR开口，所述EGR开口与使所述排气前往所述内燃机的进气系统进行再循环的EGR管连接，并且，所述外侧壳体通过从外侧覆盖所述内侧壳体的至少一部分而在所述外侧壳体与所述内侧壳体之间形成与所述EGR开口相连的外侧空间，
将从所述EGR开口朝向所述排气管且与所述轴线正交的方向称为基准方向，
将从所述换热空间的于所述基准方向上的中央经过且与所述基准方向正交的平面称为第1基准面，
所述内侧壳体具有至少1个调整用开口部，所述至少1个调整用开口部设置在该内侧壳体中的与所述第1基准面相交的相交部分上且使所述换热空间与所述外侧空间相连通。
4.根据权利要求3所述的排气热回收装置，其特征在于，
所述内侧壳体具有多个调整用开口部，
所述多个调整用开口部中的至少1个调整用开口部设置在所述内侧壳体中的一方的所述相交部分上，并且所述多个调整用开口部中的至少1个调整用开口部设置在所述内侧壳体中的隔着所述换热空间与一方的所述相交部分相对的另一方的所述相交部分上。
5.根据权利要求4所述的排气热回收装置，其特征在于，
将从每一个所述调整用开口部流出的排气流动到所述EGR开口时在所述外侧空间流过的平均距离称为流经距离，
设置在一方的所述相交部分上的至少1个所述调整用开口部的所述流经距离与设置在另一方的所述相交部分上的至少1个所述调整用开口部的所述流经距离相同或大致相同。
6.根据权利要求1～5中任1项所述的排气热回收装置，其特征在于，
所述外侧壳体通过从外侧包围所述内侧壳体而在所述外侧壳体与所述内侧壳体之间形成从外侧围绕所述内侧壳体的所述外侧空间。
7.根据权利要求1～6中任1项所述的排气热回收装置，其特征在于，
将所述多个板中的任意一个板称为第1板，并将除所述第1板以外的任意一个板称为第2板，
沿着所述轴线在所述内侧壳体中的从与所述第1板相对的部分直至与所述第2板相对的部分的范围上设置所述至少1个调整用开口部。
8.根据权利要求1～7中任1项所述的排气热回收装置，其特征在于，
所述排气管以及所述内侧壳体为圆筒形，并沿着所述轴线延伸，所述排气管以及所述内侧壳体的与所述轴线正交的截面为圆形或大致圆形，所述排气管以及所述内侧壳体的与所述轴线正交的截面的中心位于所述轴线上或位于所述轴线的附近。
9.根据权利要求8所述的排气热回收装置，其特征在于，
所述内侧壳体具有多个调整用开口部，
将与所述第1基准面正交且包含所述轴线的平面称为第2基准面，
所述多个调整用开口部配置成在所述内侧壳体的与所述轴线正交的截面处以所述第2基准面为中心而呈线对称或呈大致线对称。
10.根据权利要求1～9中任1项所述的排气热回收装置，其特征在于，
所述排气热回收装置可设置在来自车辆内燃机的排气的流路中。
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