DE102006015379A1 - Waste heat recycling system for vehicle internal combustion engine, has thermo-switch limiting amount of heat and isolating part formed between evaporator and condenser and having wall section to avoid heat transfer from external fluid - Google Patents

Waste heat recycling system for vehicle internal combustion engine, has thermo-switch limiting amount of heat and isolating part formed between evaporator and condenser and having wall section to avoid heat transfer from external fluid Download PDF

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Shinichi Kariya Hamada
Seiji Kariya Inoue
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Abstract

The system has a heat conductor (110) with an evaporator arranged at an exhaust gas conductor. A condenser is arranged in a cooling water passage for carrying cooling water. A thermo-switch limits the amount of heat based on rising quantity of heating of the evaporator. An isolating part formed between the evaporator and the condenser is provided with a wall section (160) to avoid heat transfer from an external fluid.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abwärme-Wiedergewinnungssystem, welches Wärmeleitungen zur Wiedergewinnung von Abwärme von Auspuffgas eines Verbrennungsmotors verwendet und diese zum Heizen von Kühlwasser des Verbrennungsmotors verwendet und wird beispielsweise zweckmäßig für ein Fahrzeug verwendet, welches mit einem Verbrennungsmotor versehen ist.The The present invention relates to a waste heat recovery system. which heat pipes for the recovery of waste heat used by exhaust gas of an internal combustion engine and these for Heating of cooling water used for the internal combustion engine and is useful for a vehicle, for example used, which is provided with an internal combustion engine.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Als ein herkömmliches Abwärme-Wiedergewinnungssystem ist beispielsweise, wie in der Quelle (Wolf Dietrich Munzel, Daimler-Benz AG, "Heat Pipes for Recovery from Exhaust Gas of a Diesel Engine in a Passenger Car", Proc. of International Heat Pipe Conference in Grenouble, Frankreich, 1987, pp. 740–743), eines bekannt, bei welchem, von dem Verdampfer und dem Kondensor der Wärmepumpe, der Verdampfer in einer Auspuffleitung platziert ist und der Kondensor in Kontakt mit dem Motorkühlwasser gebracht wird. In diesem Abwärme-Wiedergewinnungssystem wird Abwärme des Auspuffgases zu dem Motorkühlwasser durch die Wärmeleitungen transportiert, wodurch das Motorkühlwasser zur Zeit einer niedrigen Temperatur sicher erwärmt wird und die Aufwärmleistung des Motors und die Heizleistung eines Heizers, welcher das Motorkühlwasser als eine Wärmequelle verwendet, verbessert werden.When a conventional one Waste heat recovery system is, for example, as in the source (Wolf Dietrich Munzel, Daimler-Benz AG, "Heat Pipes for Recovery from Exhaust Gas of a Diesel Engine in a Passenger Car ", Proc. Of International Heat Pipe Conference in Grenouble, France, 1987, pp. 740-743), one in which, of the evaporator and the condenser of the heat pump, the evaporator is placed in an exhaust pipe and the condenser brought into contact with the engine cooling water becomes. In this waste heat recovery system will waste heat the exhaust gas to the engine cooling water transported through the heat pipes, causing the engine cooling water at the time of a low temperature is safely heated and the warm-up power of the engine and the heating power of a heater, which is the engine cooling water as a heat source used, to be improved.

Hier wird beschrieben, dass durch Begrenzen (Reduzieren) der Menge von Arbeitsmedium, welches in den Wärmeleitungen eingeschlossen ist, selbst falls die Motorgeschwindigkeit ansteigt (die Menge von Auspuffwärme ansteigt), der Verdampfer austrocknen wird und ein Unterdrücken des Wärmetransports möglich wird.Here It is described that by limiting (reducing) the amount of Working medium, which is in the heat pipes is included, even if the engine speed increases (the amount of exhaust heat rises), the evaporator will dry out and suppressing the heat transport possible becomes.

Jedoch ist in diesem Abwärme-Wiedergewinnungssystem keine spezielle Überlegung hinsichtlich der Wärme des isolierenden Teils zu sehen, welcher zwischen dem Verdampfer und dem Kondensor ausgebildet ist. Falls z.B. der isolierende Teil durch Kühlluft oder ein anderes Fluid niedriger Temperatur getroffen wird, wird das an dem Verdampfer verdampfte Arbeitsmedium an diesem isolierenden Teil kondensiert zu liegen kommen bzw. enden und ein Transport der Abwärme des Auspuffgases zu dem Kondensor wird nicht mehr möglich sein.however is in this waste heat recovery system no special consideration in terms of heat of the insulating part, which is between the evaporator and the condenser is formed. If e.g. the insulating part through cooling air or another low-temperature fluid is taken the working fluid evaporated at the evaporator at this insulating part Condensed come to lie or end and transport the waste heat of the Exhaust gas to the condenser will no longer be possible.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGEPIPHANY THE INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist unter Berücksichtigung des vorstehenden Problems, ein Abwärme-Wiedergewinnungssystem bereitzustellen, welches Wärmeleitungen verwendet, was die Kondensation von Arbeitsmedium an dem isolierenden Teil verhindert und zuverlässig Wärmetransport von dem Verdampfer zu dem Kondensor ermöglicht.The Object of the present invention is taking into account the above Problems, a waste heat recovery system to provide which heat pipes used what is the condensation of working fluid to the insulating Part prevented and reliable Heat transport of allows the evaporator to the condenser.

Die vorliegende Erfindung wendet die nachfolgenden technischen Mittel an, um die vorstehende Aufgabe zu erzielen.The The present invention uses the following technical means to accomplish the above task.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Abwärme-Wiedergewinnungssystem vorgesehen mit einer Wärmeleitung (110), die mit einer Wärmeschaltfunktion versehen ist, die eine zu einem Kondensor (110B) transportierte Wärmemenge in Übereinstimmung mit der Vergrößerung des Ausmaßes von Heizen des Verdampfers (110A) begrenzt, bei welchem der Verdampfer (110A) an einer Auspuffleitung (11) zum Tragen von Auspuffgas des Verbrennungsmotors (10) angeordnet ist, und bei welchem der Kondensor (110B) in einem Kühlwasserdurchtritt (30) zum Tragen von Kühlwasser des Verbrennungsmotors (10) angeordnet ist und welches die Wärmeleitung (10) zum Transport von Abwärme von Auspuffgas an Kühlwasser verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass ein isolierender Teil (110C), der zwischen dem Verdampfer (110A) und dem Kondensor (110B) ausgebildet ist, mit einem Wandteil (160) versehen ist, um Wärmeübertragung von einem externen Fluid zu vermeiden.In a first aspect of the present invention, a waste heat recovery system is provided with a heat pipe ( 110 ), which is provided with a thermal switching function, the one to a condenser ( 110B ) transported amount of heat in accordance with the increase of the amount of heating of the evaporator ( 110A ), in which the evaporator ( 110A ) on an exhaust pipe ( 11 ) for carrying exhaust gas of the internal combustion engine ( 10 ) is arranged, and wherein the condenser ( 110B ) in a cooling water passage ( 30 ) for carrying cooling water of the internal combustion engine ( 10 ) is arranged and which the heat conduction ( 10 ) used for the transport of waste heat from exhaust gas to cooling water, characterized in that an insulating part ( 110C ), between the evaporator ( 110A ) and the condenser ( 110B ) is formed, with a wall part ( 160 ) to prevent heat transfer from an external fluid.

Infolge hiervon kann, selbst wenn das externe Fluid eine Temperatur aufweist, die niedriger als die Kühlwassertemperatur ist, das Arbeitsmedium in der Wärmeleitung (110), das bei dem Verdampfer (110A) verdampft wurde, am Kondensieren an dem isolierenden Teil (110C) gehindert werden, so dass zuverlässiger Wärmetransport von dem Verdampfer (110A) zu dem Kondensor (110B) möglich wird.As a result, even if the external fluid has a temperature lower than the cooling water temperature, the working medium in the heat conduction (FIG. 110 ), which is at the evaporator ( 110A ) was vaporized, condensing on the insulating part ( 110C ), so that reliable heat transport from the evaporator ( 110A ) to the condenser ( 110B ) becomes possible.

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Wandteil (160) an der stromaufwärtigen Seite der Strömung des externen Fluids des isolierenden Teils (110C) vorgesehen.In a second aspect of the present invention, the wall part ( 160 ) on the upstream side of the flow of the external fluid of the insulating part ( 110C ) intended.

Infolge hiervon wird die Strömung des externen Fluids durch den Wandteil (160) blockiert und wird daran gehindert, auf den isolierenden Teil (110C) aufzutreffen, so dass durch Wählen des minimalen Ausmaßes des Wandteiles (160) das Arbeitsmedium daran gehindert werden kann, an dem isolierenden Teil (110C) kondensiert zu werden.As a result, the flow of the external fluid through the wall part ( 160 ) and is prevented from reaching the insulating part ( 110C ), so that by choosing the minimum extent of the wall part ( 160 ) the working medium can be prevented from being attached to the insulating part ( 110C ) to be condensed.

In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Wandteile (160) mit dem Verdampfer (110A) und dem Kondensor (110B) verbunden und sind durch ein vorbestimmten Ausmaß eines Freiraums (161) getrennt, welcher zwischen dem Verdampfer (110A) und dem Kondensor (110B) ausgebildet ist, und die getrennten Wandteile (160) werden durch einen elastischen Teil (162) mit Elastizität verbunden.In a third aspect of the present Er are wall parts ( 160 ) with the evaporator ( 110A ) and the condenser ( 110B ) and are defined by a predetermined amount of free space ( 161 ) separated between the evaporator ( 110A ) and the condenser ( 110B ) is formed, and the separate wall parts ( 160 ) are replaced by an elastic part ( 162 ) associated with elasticity.

Infolge hiervon kann die Wärmespannung an den Wandteilen (160), welche durch Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer (110A) und dem Kondensor (110B) bewirkt wird, durch das Spiel (161) und den elastischen Teil (162) absorbiert werden. Ferner wird, während die Wandteile (160) getrennt sind, da diese durch den elastischen Teil (162) verbunden sind, die Zusammenbaueffizienz nicht sinken.As a result, the thermal stress on the wall parts ( 160 ), which by temperature difference between the evaporator ( 110A ) and the condenser ( 110B ) is caused by the game ( 161 ) and the elastic part ( 162 ) are absorbed. Furthermore, while the wall parts ( 160 ), since these are separated by the elastic part ( 162 ), the assembly efficiency does not decrease.

Ferner wird, wenn die zu dem Kondensor (110B) transportierte Wärmemenge infolge der Wärmeschaltfunktion ansteigt, die Wärmeleitung von dem Verdampfer (110A) durch den Freiraum (161) blockiert, so dass die Beschränkung des Wärmetransports nicht beeinträchtigt wird.Further, when the to the condenser ( 110B ) transported amount of heat due to the heat switching function increases, the heat conduction from the evaporator ( 110A ) through the open space ( 161 ) so that the restriction of heat transport is not affected.

In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind eine Mehrzahl von Wärmeleitungen (110) vorgesehen, und erste Endseiten der Mehrzahl von Wärmeleitungen (110) sind mit einem Verbinder (140) versehen, welcher die Mehrzahl von Wärmeleitungen (110) miteinander verbindet.In a fourth aspect of the present invention, a plurality of heat pipes ( 110 ), and first end sides of the plurality of heat pipes ( 110 ) are connected to a connector ( 140 ), which contains the plurality of heat pipes ( 110 ) connects to each other.

Infolge hiervon wird es durch Vorsehen nur eines Ortes des Verbinders (140) mit einer Dichtung (141) möglich, das Innere auf ein Vakuum zu evakuieren und ein Arbeitsmedium abgedichtet einzuschließen.As a result, by providing only one location of the connector ( 140 ) with a seal ( 141 ) it is possible to evacuate the interior to a vacuum and to seal a working medium sealed.

In einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verdampfer (110A) unter dem Kondensor (110B) angeordnet, und der Verbinder (140) ist an der Endseite des Verdampfers (110A) vorgesehen und an der Außenoberfläche oder dem Inneren der Auspuffleitung (11) angeordnet.In a fifth aspect of the present invention, the evaporator ( 110A ) under the condenser ( 110B ), and the connector ( 140 ) is at the end of the evaporator ( 110A ) and on the outer surface or the interior of the exhaust pipe ( 11 ) arranged.

Infolge hiervon wird das Arbeitsmedium in dem Verbinder (140) auch sicher durch das Auspuffgas erwärmt, so dass Austrocknen zur Aktivierung der Wärmeschaltfunktion (Beendigung von Abwärmewiedergewinnung) früher durchgeführt werden kann.As a result, the working fluid in the connector ( 140 ) is also safely heated by the exhaust gas, so that dehydration for activating the thermal switch function (completion of waste heat recovery) can be performed earlier.

In einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die innere Wand von jeder Wärmeleitung (110) mit einem Docht versehen, der sich von dem Verdampfer (110A) zu dem Kondensor (110B) erstreckt, und der Verdampfer (110A) ist oberhalb des Kondensors (110B) angeordnet.In a sixth aspect of the present invention, the inner wall of each heat pipe ( 110 ) provided with a wick extending from the evaporator ( 110A ) to the condenser ( 110B ), and the evaporator ( 110A ) is above the condenser ( 110B ) arranged.

Infolge hiervon wird selbst dann, falls der Verdampfer (110A) oberhalb des Kondensors (110B) in Übereinstimmung mit den gewählten Positionen der Auspuffleitung (11) und der Kühlwasserleitung (30) angeordnet ist, Wärmetransport zwischen den zwei (110A, 110B) möglich.As a result, even if the evaporator ( 110A ) above the condenser ( 110B ) in accordance with the selected positions of the exhaust pipe ( 11 ) and the cooling water pipe ( 30 ), heat transfer between the two ( 110A . 110B ) possible.

In einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein ein Auspuffleitungsteil (130A) bildender Teil der Auspuffleitung (11) und ein ein Kühlwasserdurchtrittsteil (150A) bildender Teil des Kühlwasserdurchtritts (30) vorgesehen, ist der Auspuffleitungsteil (130A) mit dem Verdampfer (110A) verbunden, und ist der Kühlwasserdurchtrittsteil (150A) mit dem Kondensor (110B) verbunden.In a seventh aspect of the present invention, an exhaust pipe part ( 130A ) forming part of the exhaust pipe ( 11 ) and a cooling water passage part ( 150A ) forming part of the cooling water passage ( 30 ), the exhaust pipe part ( 130A ) with the evaporator ( 110A ), and is the cooling water passage part ( 150A ) with the condenser ( 110B ) connected.

Infolge hiervon ist es möglich, ein Abwärme-Wiedergewinnungssystem (100) bereitzustellen, welches es möglicht die Auspuffleitung (11) und den Kühlwasserdurchtritt (30) einfach als einen einzelnen Wärmetauscher zu vereinigen.As a result, it is possible to use a waste heat recovery system ( 100 ), which allows the exhaust line ( 11 ) and the cooling water passage ( 30 ) simply as a single heat exchanger.

Ferner zeigen die Bezugsziffern in Klammern der Mittel die Entsprechung mit den spezifischen Mitteln, welche in den später erläuterten Ausführungsformen beschrieben sind.Further the reference numerals in parentheses of the means indicate correspondence with the specific means which in the embodiments explained later are described.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung einfacher aus den angefügten Zeichnungen und der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verstanden werden.following The present invention will become more readily apparent from the attached drawings and the description of the preferred embodiments of the present invention Be understood invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Ansicht des Zustands des Abwärme-Wiedergewinnungssystems, welches in einem Fahrzeug angebracht ist. 1 Fig. 12 is a schematic view of the state of the waste heat recovery system mounted in a vehicle.

2A ist eine Vorderansicht eines Abwärme-Wiedergewinnungssystems in einer ersten Ausführungsform, und 2B ist eine rechtsseitige Ansicht derselben. 2A FIG. 10 is a front view of a waste heat recovery system in a first embodiment, and FIG 2 B is a right-side view of the same.

3 ist ein Graph, welcher die auf das Motorkühlwasser in Übereinstimmung mit einem Abwärme-Wiedergewinnungssystem übertragene Wärmemenge zeigt. 3 Fig. 10 is a graph showing the amount of heat transferred to the engine cooling water in accordance with a waste heat recovery system.

4A ist eine Vorderansicht eines Abwärme-Wiedergewinnungssystems in einer zweiten Ausführungsform, und 4B ist eine rechtsseitige Ansicht derselben. 4A FIG. 16 is a front view of a waste heat recovery system in a second embodiment; and FIG 4B is a right-side view of the same.

5A ist eine Vorderansicht eines Abwärme-Wiedergewinnungssystems in einer dritten Ausführungsform, und 5B ist eine rechtsseitige Ansicht derselben. 5A FIG. 16 is a front view of a waste heat recovery system in a third embodiment, and FIG 5B is a right-side view of the same.

6A ist eine Vorderansicht eines Abwärme-Wiedergewinnungssystems in einer ersten Art einer vierten Ausführungsform, und 6B ist eine rechtsseitige Ansicht derselben. 6A FIG. 16 is a front view of a waste heat recovery system in a first mode of a fourth embodiment; and FIG 6B is a right-side view of the same.

7A ist eine Vorderansicht eines Abwärme-Wiedergewinnungssystems in einer zweiten Art einer vierten Ausführungsform, und 7B ist eine rechtsseitige Ansicht derselben. 7A FIG. 10 is a front view of a waste heat recovery system in a second type of fourth embodiment, and FIG 7B is a right-side view of the same.

8A ist eine Vorderansicht eines Abwärme-Wiedergewinnungssystems in einer dritten Art einer vierten Ausführungsform, und 8B ist eine rechtsseitige Ansicht derselben. 8A FIG. 16 is a front view of a waste heat recovery system in a third type of fourth embodiment; and FIG 8B is a right-side view of the same.

BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGBEST TYPE FOR EXECUTION THE INVENTION

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 bis 3 gezeigt. Zunächst wird eine spezifische Ausgestaltung erläutert. Ein Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 der vorliegenden Ausführungsform wird auf ein Fahrzeug (Automobil) mit einem Motor 10 als seine Antriebsquelle zum Fahren angewandt. In diesem Zusammenhang ist 1 eine schematische Ansicht, welche den Zustand des Abwärme-Wiedergewinnungssystems 100 zeigt, das in einem Fahrzeug angebracht ist, 2A eine Vorderansicht, welche das Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 zeigt, 2B eine rechtsseitige Ansicht von 2A und 3 ein Graph der die auf das Motorkühlwasser durch das Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 übertragene Wärmemenge zeigt.A first embodiment of the present invention is disclosed in 1 to 3 shown. First, a specific embodiment will be explained. A waste heat recovery system 100 The present embodiment relates to a vehicle (automobile) with a motor 10 as its driving source applied to driving. In this context is 1 a schematic view showing the state of the waste heat recovery system 100 which is mounted in a vehicle, 2A a front view showing the waste heat recovery system 100 shows, 2 B a right-side view of 2A and 3 a graph of the on the engine cooling water through the waste heat recovery system 100 transferred amount of heat shows.

Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Fahrzeugmotor 10 ein wassergekühlter Verbrennungsmotor, welcher eine Auspuffleitung 11 aufweist, aus welcher Auspuffgas aus gestoßen wird, nachdem Kraftstoff verbrannt wurde. Die Auspuffleitung 11 ist mit einem katalytischen Umwandler 12 zum Reinigen des Auspuffgases versehen.As in 1 is shown is a vehicle engine 10 a water-cooled internal combustion engine, which is an exhaust pipe 11 from which exhaust gas is expelled after fuel has been burned. The exhaust pipe 11 is with a catalytic converter 12 provided for cleaning the exhaust gas.

Ferner weist der Motor 10 einen Radiatorkreislauf 20 auf, durch welchen der Motor 10 durch Zirkulation von Motorkühlwasser (nachfolgend "Kühlwasser") gekühlt wird und einen Heizerkreislauf 30 zum Heizen von Klimatisierungsluft unter Verwendung des Kühlwassers (Warmwassers) als eine Wärmequelle.Further, the engine points 10 a radiator cycle 20 on, by which the engine 10 is cooled by circulation of engine cooling water (hereinafter "cooling water") and a heater cycle 30 for heating air conditioning air using the cooling water (hot water) as a heat source.

Der Radiatorkreislauf 20 ist mit einem Radiator 21 versehen. Der Radiator 21 wird durch Wärmeaustausch des Kühlwassers, welches durch eine Wasserpumpe 22 zirkuliert, mit der Außenluft gekühlt. Ferner ist der Radiatorkreislauf 20 innen mit einem Bypassdurchtritt (nicht gezeigt) versehen, durch welchen Kühlwasser unter Umgehung des Radiators 21 zirkuliert und ist derart konstruiert, dass ein Thermostat (nicht gezeigt) die Menge von Kühlwasser einstellt, welche durch den Radiator 21 zirkuliert wird, und die Menge von Kühlwasser, welche durch den Bypass durchtritt, zirkuliert wird. Insbesondere wird während des Warmlaufens des Motors die Menge von Kühlwasser an der Bypassdurchtrittseite erhöht und das Aufwärmen unterstützt (d.h., ein Unterkühlen des Kühlwassers durch den Radiator 21 wird verhindert).The radiator cycle 20 is with a radiator 21 Mistake. The radiator 21 is by heat exchange of the cooling water, which through a water pump 22 circulated, cooled with the outside air. Further, the radiator cycle 20 inside with a bypass passage (not shown), through which cooling water, bypassing the radiator 21 is circulated and constructed such that a thermostat (not shown) adjusts the amount of cooling water passing through the radiator 21 is circulated and the amount of cooling water passing through the bypass is circulated. Specifically, during warm-up of the engine, the amount of cooling water at the bypass passage side is increased, and the warm-up is assisted (ie, sub-cooling of the cooling water by the radiator 21 will be prevented).

Der Heizerkreislauf (entsprechend dem Kühlwasserdurchtritt in der vorliegenden Erfindung) 30 ist mit einem Heizerkern 31 als ein Wärmetauscher zur Verwendung beim Heizen versehen und ist derart konstruiert, dass Kühlwasser (Warmwasser) durch die Wasserpumpe 22 zirkuliert wird. Der Heizerkern 31 ist in einem Klimatisierungsgehäuse einer nicht gezeigten Klimatisierungseinheit platziert. Die klimatisierte Luft, die in Übereinstimmung mit dem Gebläse geschickt wird, wird durch Wärmeaustausch mit Warmwasser erhitzt.The heater circuit (corresponding to the cooling water passage in the present invention) 30 is with a heater core 31 as a heat exchanger for use in heating, and is constructed such that cooling water (hot water) through the water pump 22 is circulated. The heater core 31 is placed in an air conditioning case of an air conditioning unit, not shown. The conditioned air sent in accordance with the blower is heated by heat exchange with hot water.

Das Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 weist eine Mehrzahl von Rohren 110 auf. Eine Endseite von jedem Rohr 110 ist innerhalb des Auspuffleitungsteils 130A angeordnet, während die andere Endseite innerhalb des Kühlwasserdurchtrittsteils 150A (Wassertank 150) angeordnet ist. Die Bestandselemente (nachfolgend erläutert) sind aus rostfreiem Stahlmaterial hergestellt, welche mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit versehen sind. Nachdem die Bestandselemente zusammengesetzt sind, werden diese miteinander durch Lötmaterial verlötet, welches an den anliegenden Teilen und den eingreifenden Teilen vorgesehen ist. Ferner ist der Auspuffleitungsteil 130A zwischen die Auspuffleitung 11 an dem Teil zwischengelegt, welcher die stromabwärtige Seite des katalytischen Umwandler 12 bildet. Kühlwasser in dem Heizerkreislauf 30 wird in den Kühlwasserdurchtrittsteil 150A zirkuliert.The waste heat recovery system 100 has a plurality of tubes 110 on. One end side of each tube 110 is inside the exhaust pipe part 130A disposed while the other end side within the cooling water passage part 150A (Water tank 150 ) is arranged. The constituent elements (explained below) are made of stainless steel material provided with high corrosion resistance. After the constituent elements are assembled, they are soldered together by solder material, which is provided on the adjacent parts and the engaging parts. Further, the exhaust pipe part 130A between the exhaust pipe 11 at the part interposed which the downstream side of the catalytic converter 12 forms. Cooling water in the heater circuit 30 is in the cooling water passage part 150A circulated.

Nachfolgend werden 2A und 2B verwendet, um Details des Abwärme-Wiedergewinnungssystems 100 zu erläutern. Die Rohre 110 werden, wie später erläutert, auf ein Vakuum evakuiert, dann wird ein Arbeitsmedium in diesem in vorbestimmten Mengen eingeschlossen, so dass die Rohre als Wärmeleitungen arbeiten. Diese werden in einer Stellung verwendet, in welcher deren longitudinale Richtungen in der Vertikalrichtung sind. Die untere Seite bildet der Verdampfer 110A, die obere Seite bildet der Kondensor 110B und der Abschnitt zwischen den zwei 110A und 110B bildet der isolierende Teil 110C (Unterhitzetyp). Ferner sind die Innenwände der Rohre 110 entsprechend dem Kondensor 110B mit Dochten (poröse Substanzen) versehen, die Metallnetz, Metallfilz, gesintertes Metall etc. (nicht gezeigt) umfassen.Below are 2A and 2 B used to detail the waste heat recovery system 100 to explain. The pipes 110 be evacuated, as explained later, to a vacuum, then a working medium is enclosed therein in predetermined amounts, so that the pipes work as heat pipes. These are used in a position in which their longitudinal directions are in the vertical direction. The bottom side forms the evaporator 110A , the upper side forms the condenser 110B and the section between the two 110A and 110B forms the insulating part 110C (Bottom heating type). Furthermore, the inner walls of the pipes 110 according to the condenser 110B with wicks (porous substances) comprising metal mesh, metal felt, sintered metal, etc. (not shown).

Hier sind die Rohre 110 in flache Formen durch Komprimieren von zwei Rohrplatten 111, 112 ausgebildet, die aufeinander weisen. Eine Mehrzahl von (hier vier) diesen sind entlang der Links-Rechts-Richtung in 2A gestapelt. Diese Rohre 110 sind an deren oberen Enden blockiert bzw. verschlossen und an deren unteren Enden geöffnet. Ferner sind die Rohre 110 derart angeordnet, dass eine Mehrzahl von Säulen (z.B. drei Säulen) in der Links-Rechts-Richtung in 2B sind (nicht gezeigt).Here are the pipes 110 into flat shapes by compressing two tubesheets 111 . 112 trained, which face each other. A plurality of (here four) are along the left-right direction in FIG 2A stacked. These pipes 110 are blocked at the upper ends or closed and opened at the lower ends. Further, the pipes 110 arranged such that a plurality of columns (eg, three columns) in the left-right direction in 2 B are (not shown).

In dem Verdampfer 110A (Bereich von den unteren Enden der Rohre 110 zu den oberen Seiten zu einer Position über dem Zentrum) sind die Teilabschnitte zwischen den gestapelten Rohren 110 und den Außenseiten der äußersten Rohre 110 mit Lamellen 120 gewellter Art versehen, die in Klemmenquerschnittsform aus einem dünnen Plattenmaterial ausgebildet sind.In the evaporator 110A (Area from the lower ends of the pipes 110 to the upper sides to a position above the center) are the sections between the stacked tubes 110 and the outsides of the outermost tubes 110 with slats 120 corrugated type, which are formed in terminal cross-sectional shape of a thin plate material.

Die unteren Enden (Öffnungen) der Rohre 110 sind in quadratischen Außenformen ausgebildet und sind an einer ersten Platte 131 angefügt, die mit Rohröffnungen an Positionen entsprechend der Rohre 110 ausgebildet ist. Ferner verlaufen die Rohre 110 durch Rohröffnungen einer zweiten Platte 132 ähnlich zu der ersten Platte 131, während die zweite Platte 132 an einer Position angeordnet ist, welche die oberen Enden der Lamellen 120 bilden, und ist mit den Rohren 110 verbunden. Ferner ist, wie die zweite Platte 132, eine dritte Platte 133 an einer Grenzposition zwischen dem Kondensor 110B und dem isolierenden Teil 110C angeordnet und an den Rohren 110 angefügt.The lower ends (openings) of the pipes 110 are formed in square outer shapes and are on a first plate 131 attached to the pipe openings at positions corresponding to the pipes 110 is trained. Furthermore, the pipes run 110 through tube openings of a second plate 132 similar to the first plate 131 while the second plate 132 is disposed at a position which the upper ends of the slats 120 form, and is with the pipes 110 connected. Further, like the second plate 132 , a third plate 133 at a boundary position between the condenser 110B and the insulating part 110C arranged and on the pipes 110 added.

Die zwei äußersten Lamellen 120 in der Stapelungsrichtung der Rohre 110 (Lamellen 120 an linken und rechten Seiten in 2A) sind mit Seitenplatten 134 versehen, welche quadratische Außenformen bilden. Die Seitenplatten 134 sind an die Lamellen 120 angefügt. Die unteren Enden und die oberen Enden der Seitenplatten 134 sind an die erste Platte 131 und die zweite Platte 132 angefügt.The two outermost slats 120 in the stacking direction of the tubes 110 (lamellae 120 in left and right sides in 2A ) are with side plates 134 provided, which form square outer shapes. The side plates 134 are on the slats 120 added. The lower ends and the upper ends of the side plates 134 are at the first plate 131 and the second plate 132 added.

Die erste Platte 131, die zweite Platte 132 und zwei Seitenplatten 134 bilden einen Kanal mit einem quadratischen Durchtrittsquerschnitt. Dieser Kanal bildet den Abgasleitungsteil 130A. Daher sind der Verdampfer 110A und Lamellen 120 innerhalb des Auspuffleitungsteils 130A angeordnet. Ferner weisen die zwei Öffnungen des Auspuffleitungsteils 130A eine einlassseitige Anbringungsvorrichtung 135 und eine auslassseitige Anbringungsvorrichtung 136 auf, die mit diesen verbunden sind. Die zwei Anbringungsvorrichtungen 135, 136 bilden dieselben Formen aus. Die Anbringungsvorrichtung 135 ist ein quadratischer Rahmen mit einer Öffnung 135a. Die vier Ecken sind mit Anbringungsöffnungen 135b zum Anbringen der Auspuffleitung 11 versehen.The first plate 131 , the second plate 132 and two side plates 134 form a channel with a square passage cross-section. This channel forms the exhaust pipe part 130A , Therefore, the evaporator 110A and lamellae 120 within the exhaust pipe part 130A arranged. Furthermore, the two openings of the exhaust pipe part 130A an inlet side attachment device 135 and an outlet side attachment device 136 on, which are connected with these. The two attachment devices 135 . 136 form the same shapes. The attachment device 135 is a square frame with an opening 135a , The four corners are with mounting holes 135b for attaching the exhaust pipe 11 Mistake.

Die Bodenoberfläche der ersten Platte 131 (Bodenoberfläche des Auspuffleitungsteils 130A) ist an einen Flachbodentank (entsprechend dem Verbinder der vorliegenden Erfindung) 140 angefügt, der an der Seite der ersten Platte 131 offen ist. Die Rohre 110 sind durch diesen Tank 140 miteinander verbunden. Bei dem Zentrum des Tanks 140 ist eine dichtende Leitung 141 vorgesehen, die mit dem Inneren des Tanks 140 verbunden ist.The soil surface of the first plate 131 (Ground surface of the exhaust pipe part 130A ) is attached to a flat bottomed tank (according to the connector of the present invention) 140 attached to the side of the first plate 131 is open. The pipes 110 are through this tank 140 connected with each other. At the center of the tank 140 is a sealing pipe 141 provided with the interior of the tank 140 connected is.

Ferner werden die Rohre 110 auf ein Vakuum aus der Dichtenden Leitung 141 evakuiert, dann wird ein Arbeitsmedium in diesem abgedichtet bzw. eingeschlossen, dann wird die dichtende Leitung 141 abgedichtet. Das Arbeitsmedium, welches hier verwendet wird, ist Wasser. Wasser hat einen Siedepunkt von gewöhnlich (bei 1 Atmosphäre) 100°C, aber da die Rohre 110 evakuiert sind, wird der Siedepunkt 30 bis 40°C. Ferner kann das Arbeitsmedium auch, zusätzlich zu Wasser, Alkohol, ein Fluorkohlenwasserstoff, ein Fluorchlorkohlenwasserstoff etc. sein.Further, the pipes 110 on a vacuum from the sealing pipe 141 evacuated, then a working medium is sealed in this or enclosed, then the sealing line 141 sealed. The working fluid used here is water. Water has a boiling point of usually (at 1 atmosphere) 100 ° C, but since the pipes 110 are evacuated, the boiling point 30 up to 40 ° C. Further, the working medium may also be, in addition to water, alcohol, a fluorohydrocarbon, a chlorofluorocarbon, etc.

Die obere Oberfläche der dritten Platte 133 ist mit einem Wassertank 150 einer flachen Kastenform verbunden, die sich zu der Seite der dritten Platte 133 hin öffnet. Der Wassertank 150 ist an der linken Seitenfläche in 2A mit einer Einlassleitung 151 versehen, und ferner an der gegenüberliegenden rechtsseitigen Fläche mit einer Auslassseite 152 versehen. Die Leitungen 151, 152 sind mit dem Inneren des Was sertanks 150 verbunden. Die dritte Platte 133, der Wassertank 150 und zwei Leitungen 151, 152 bilden den Kühlwasser-Durchtrittsteil 150A. Der Kondensor 110B ist innerhalb des Kühlwasserdurchtritts 150A angeordnet.The upper surface of the third plate 133 is with a water tank 150 connected to a flat box shape, which is to the side of the third plate 133 opens. The water tank 150 is on the left side panel in 2A with an inlet pipe 151 provided, and further on the opposite right side surface with an outlet side 152 Mistake. The wires 151 . 152 are with the interior of the What sertanks 150 connected. The third plate 133 , the water tank 150 and two wires 151 . 152 form the cooling water passage part 150A , The condenser 110B is inside the cooling water passage 150A arranged.

Außerhalb des Isolierteils 110C sind Isolierwandteile 160 vorgesehen, um das Kühlwasser, welches durch den Bereich in dem Fahrzeug strömt, wo das Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 angeordnet ist (entsprechend dem externen Fluid in der vorliegenden Erfindung) daran zu hindern, auf den isolierenden Teil 110 aufzutreffen. Hier strömt die Kühlluft von der linken zur rechten Richtung in 2A. Die isolierenden Wandteile 160 sind an den linken und rechten Seiten in 2A vorgesehen. Die isolierenden Wandteile 160 sind plattenförmige Elemente, deren untere Enden an der zweiten Platte 132 (Verdampfer 110A) angefügt sind, und deren obere Enden an der dritten Platte (Kondensor 110B) 133 angefügt sind. Ferner sind die isolierenden Wandteile 160 durch Ausbilden einer vorbestimmten Größe einer Ausnehmung (entsprechend dem Freiraum in der vorliegenden Erfindung) 161 zwischen dem Verdampfer 110A und dem Kondensor 110B getrennt. Die getrennten Wandteile 160 sind durch einen gekrümmten Teil (entsprechend einem elastischen Teil in der vorliegenden Erfindung) 162 verbunden, der gekrümmt ausgebildet ist und eine Elastizität wie eine Blattfeder aufweist.Outside the insulating part 110C are insulating wall parts 160 provided to the cooling water, which flows through the area in the vehicle, where the waste heat recovery system 100 is arranged (according to the external fluid in the present invention) to prevent, on the insulating part 110 impinge. Here, the cooling air flows from the left to the right direction 2A , The insulating wall parts 160 are on the left and right sides in 2A intended. The insulating wall parts 160 are plate-shaped elements whose lower ends on the second plate 132 (Evaporator 110A ) are attached, and whose upper ends on the third plate (condenser 110B ) 133 are attached. Furthermore, the insulating wall parts 160 by forming a predetermined size of a recess (corresponding to the clearance in the present invention) 161 between the evaporator 110A and the condenser 110B separated. The separated wall parts 160 are by a curved part (corresponding to an elastic member in the present invention) 162 connected, which is curved and has an elasticity as a leaf spring.

In dem so ausgestalteten Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 ist der Auspuffleitungsteil 130A in der Auspuffleitung 11 bei dem Teil zwischengelegt, der die stromabwärtige Seite des katalytischen Umwandlers 12 bildet und ist dort durch die zwei Anbringungsvorrichtungen 135, 136 befestigt. Ferner sind die Einlassleitung 151 und die Auslassleitung 152 des Kühlwasserdurchtrittsteils 150A an dem Heizerkreislauf 30 angeschlossen. Der Auspuffleitungsteil 130A bildet einen Teil der Auspuffleitung 11, während der Kühlwasserdurchtrittsteil 150A einen Teil des Heizerkreislaufs 30 bildet.In the thus configured waste heat recovery system 100 is the exhaust pipe part 130A in the exhaust pipe 11 at the part interposed, the downstream side of the catalytic converter 12 forms and is there by the two mounting devices 135 . 136 attached. Further, the inlet pipe 151 and the outlet pipe 152 the cooling water passage part 150A at the heater circuit 30 connected. The exhaust pipe part 130A forms part of the exhaust pipe 11 during the cooling water passage part 150A a part of the heater cycle 30 forms.

Als nächstes wird der Betrieb auf der Grundlage der vorstehenden Ausgestaltung erläutert. Wenn der Motor 10 in Betrieb ist, wird die Wasserpumpe 22 betrieben und Kühlwasser zirkuliert durch den Radiatorkreislauf 20 und den Heizerkreislauf 30. Das Kühlwasser, welches durch den Heizerkreislauf 30 zirkuliert, strömt durch den Kühlwasserdurchtrittsteil 150A des Abwärme-Wiedergewinnungssystems 100. Ferner tritt das Auspuffgas des in dem Motor 10 verbrannten Kraftstoffs durch den katalytischen Umwandler 12 und aus der Auspuffleitung 11 durch den Auspuffleitungsteil 130A des Abwärme-Wiedergewinnungssystems 100, um in die Luft abgegeben zu werden.Next, the operation based on the above embodiment will be explained. If the engine 10 is in operation, the water pump 22 operated and cooling water circulates through the radiator circuit 20 and the heater cycle 30 , The cooling water flowing through the heater circuit 30 circulates, flows through the cooling water passage part 150A the waste heat recovery system 100 , Further, the exhaust gas of the engine enters 10 burned fuel through the catalytic converter 12 and from the exhaust pipe 11 through the exhaust pipe part 130A the waste heat recovery system 100 to be released into the air.

In dem Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 empfängt das Wasser (Arbeitsmedium) in den Rohren 110 Wärme von dem Auspuffgas, welches durch den Auspuffleitungsteil 130A strömt, bei dem Tank 140 und dem Verdampfer 110A und siedet und verdampft, um Dampf auszubilden, welcher innerhalb der Rohre 110 ansteigt und in den Kondensor 110B strömt. Der in den Kondensor 110B strömende Dampf wird durch Kühlwasser gekühlt, welches durch den Kühlwasserdurchtrittsteil 150A strömt und wird bei den an deren Innenwänden vorgesehenen Dochten zu kondensiertem Wasser. Dieses läuft infolge von Gravitation nach unten und kehrt zu dem Verdampfer 110A zurück.In the waste heat recovery system 100 receives the water (working medium) in the pipes 110 Heat from the exhaust gas flowing through the exhaust pipe part 130A flows, at the tank 140 and the evaporator 110A and boils and vaporizes to form vapor which is inside the tubes 110 rises and into the condenser 110B flows. The in the condenser 110B flowing steam is cooled by cooling water passing through the cooling water passage part 150A flows and becomes at the provided on the inner walls wicks to condensed water. This goes down due to gravity and returns to the evaporator 110A back.

Auf diese Weise wird die Wärme des Auspuffgases auf das Wasser übertragen und von dem Verdampfer 110A zu dem Kondensor 110B transportiert. Wenn der Dampf bei diesem Kondensor 110B kondensiert, wird die Wärme als die latente Wärme der Kondensation abgegeben, wodurch das durch den Kühlwasserdurchtrittsteil strömende Kühlwasser erwärmt wird. Ferner gibt es auch einen Teil der Wärme des Auspuffgases, welcher über die Wände der Rohre 110 durch Wärmeleitung von dem Verdampfer 110A zu dem Kondensor 110B bewegt wird.In this way, the heat of the exhaust gas is transferred to the water and from the evaporator 110A to the condenser 110B transported. When the steam at this condenser 110B condenses, the heat is discharged as the latent heat of condensation, whereby the cooling water flowing through the cooling water passage part is heated. Further, there is also a part of the heat of the exhaust gas which flows over the walls of the pipes 110 by heat conduction from the evaporator 110A to the condenser 110B is moved.

Ferner erhöht sich, wie in 3 gezeigt ist, zusammen mit der Menge von Auspuffwärme, welche in Übereinstimmung mit der Last des Motors 10 ansteigt, die Menge von aus dem Verdampfer 110A zu dem Kondensor 110B transportierter Wärme, d.h. die Menge von Wärmeübertragung auf das Kühlwasser erhöht sich bis zu einer vorbestimmten Last (Wärmeübertragungsmengen-Umschaltpunkt) (Abwärmewiedergewinnung durch Wärmeleitungen AN).It also increases, as in 3 shown, along with the amount of exhaust heat, which is in accordance with the load of the engine 10 increases, the amount of out of the evaporator 110A to the condenser 110B transported heat, that is, the amount of heat transfer to the cooling water increases up to a predetermined load (heat transfer amount switching point) (waste heat recovery by heat pipes AN).

Auf diese Weise wird, wenn der Motor 10 gestartet wird, wenn die Außenlufttemperatur relativ niedrig ist, die Abwärmewiedergewinnung durch die Wärmerohrleitungen EIN geschaltet, das Kühlwasser wird sicher erhitzt und das Aufwärmen des Motors 10 wird unterstützt, so dass der Reibungsverlust des Motors 10 reduziert wird, die Kraftstofferhöhung zur Verbesserung der Niedrigtemperatur-Startfähigkeit unterdrückt, und die Kraftstoffökonomieleistung wird verbessert. Ferner wird die Heizleistung des Heizkerns 31, der das Kühlwasser als eine Wärmequelle verwendet, verbessert.This way, when the engine 10 is started, when the outside air temperature is relatively low, the waste heat recovery through the heat pipes switched ON, the cooling water is safely heated and the warming up of the engine 10 is supported, so that the friction loss of the engine 10 is reduced, the fuel increase to improve the low-temperature startability suppressed, and the fuel economy performance is improved. Furthermore, the heating power of the heater core 31 that uses the cooling water as a heat source improves.

Wenn die Last des Motors 10 andererseits auf eine vorbestimmte Last erhöht ist und die Menge von Auspuffwärme weiterhin ansteigt, wird Verdampfung des Wassers in den Verdampfer 110A unterstützt und die Strömungsrate des Dampfs zu der Seite des Kondensors 110B (nach oben) steigt an. Ferner wird infolge der Strömungsrate des Dampfs zu dieser Zeit das bei dem Kondensor 110B kondensierte Wasser gehemmt, herunterzulaufen und das kondensierte Wasser verbleibt durch die Dochte gehalten. In diesem Fall verdampft das Wasser des Verdampfers 110A vollständig (trocknet aus), wird der Wärmetransport durch das Verdampfen und die Kondensation des Wasser gestoppt, und die auf die Kühlwasserseite übertragene Wärmemenge wird nur die Wärmeleitung durch die Rohre 110 (Abwärmewiedergewinnung durch Wärmerohrleitungen AUS). Ferner entspricht das EIN- und AUS-Schalten der Abwärmewiedergewinnung durch die Wärmerohrleitungen der Wärmeschaltfunktion.When the load of the engine 10 on the other hand, is increased to a predetermined load and the amount of exhaust heat continues to increase, evaporation of the water in the evaporator 110A supports and the flow rate of the steam to the side of the condenser 110B (up) increases. Further, due to the flow rate of the steam at that time, the condenser becomes 110B condensed water inhibited, run down and the condensed water remains held by the wicks. In this case, evaporates the water of the evaporator 110A completely (dries out), the heat transfer is stopped by the evaporation and the condensation of the water, and the amount of heat transferred to the cooling water side is only the heat conduction through the pipes 110 (Waste heat recovery through heat pipes OFF). Further, the ON and OFF switching of the waste heat recovery through the heat pipes corresponds to the heat switching function.

Daher steigt, falls die Abwärmewiedergewinnung fortgesetzt wird, während die Menge von Auspuffwärme zusammen mit dem Ansteigen der Last des Motors 10 ansteigt, die Kühlwassertemperatur zu weit, die Wärmeabstrahlfähigkeit des Radiators 21 (z.B. 4 kW) wird überschritten, es kommt zum Überheizen bzw. Überheizen. Durch Schalten auf Abwärmewiedergewinnung AUS zu dieser Zeit wird diese Unannehmlichkeit verhindert.Therefore, if the waste heat recovery continues, while the amount of exhaust heat increases along with the increase of the load of the engine 10 increases, the cooling water temperature too far, the heat radiating ability of the radiator 21 (eg 4 kW) is exceeded, overheating or overheating occurs. Switching to waste heat recovery OFF at this time prevents this inconvenience.

Ferner bestätigten die Erfinder dies in reellen Wagen, währenddessen sie eine 3- bis 5%ige Wirkung für die Kraftstoffökonomieleistung in einem Benzinfahrzeug der 1,5-I-Klasse, 40 km/h und einer Außentemperatur von 0 bis 25°C erhielten und, ferner eine Wirkung von 5 bis 8°C für die Einlasswassertemperatur des Heizerkerns 31.Furthermore, the inventors confirmed this in real wagons while receiving a 3 to 5% effect on fuel economy performance in a 1.5 I class gasoline vehicle, 40 km / h and an outside temperature of 0 to 25 ° C, and Further, an effect of 5 to 8 ° C for the inlet water temperature of the heater core 31 ,

Hier ist in dieser Ausführungsform der isolierende Teil 110C der Rohre 110 mit isolierenden Wandteilen 160 versehen, so dass selbst dann, wenn beispielsweise die Temperatur der Kühlluft, welche auf den isolierenden Teil 110C trifft, niedriger als die Kühlwassertemperatur ist, wie in einem kalten Bereich, die Kühlluft daran gehindert ist, auf den isolierenden Teil 110C zu treffen, so dass der durch den Verdampfer 110A verdampfte Dampf daran gehindert werden kann, an dem isolierenden Teil 110C zu kondensieren und es wird zuverlässiger Wärmetransport von dem Verdampfer 110A zu dem Kondensor 110B möglich.Here, in this embodiment, the insulating part 110C the pipes 110 with insulating wall parts 160 provided so that even if For example, the temperature of the cooling air, which on the insulating part 110C is lower than the cooling water temperature, as in a cold area, the cooling air is prevented from being on the insulating part 110C to hit, so that by the evaporator 110A vaporized steam can be prevented from being attached to the insulating part 110C to condense and it becomes more reliable heat transfer from the evaporator 110A to the condenser 110B possible.

Ferner sind die isolierenden Wandteile 160 durch die Aussparung 161 getrennt, und die getrennten Wandteile 160 sind durch einen gekrümmten Teil 162 mit Elastizität verbunden, so dass Wärmespannung, welche an den isolierenden Wandteilen 160 infolge der Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer 110A und dem Kondensor 110B durch die Ausnehmung 161 und den gekrümmten Teil 162 absorbiert werden kann. Ferner wird, während die isolierenden Wandteile 160 getrennt sind, da diese durch den gekrümmten Teil 162 verbunden sind, die Zusammenbaueffizienz nicht sinken. Ferner wird, wenn die zu dem Kondensor 110B transportierte Wärmemenge infolge der Wärmeschaltfunktion ansteigt, die Wärmeleitung von dem Verdampfer 110A durch die Ausnehmung 161 blockiert, so dass die Beschränkung des Wärmetransports nicht beeinträchtigt wird.Furthermore, the insulating wall parts 160 through the recess 161 separated, and the separate wall parts 160 are by a curved part 162 associated with elasticity, so that thermal stress, which at the insulating wall parts 160 due to the temperature difference between the evaporator 110A and the condenser 110B through the recess 161 and the curved part 162 can be absorbed. Further, while the insulating wall parts 160 are separated as these by the curved part 162 connected, the assembly efficiency does not decline. Further, when the to the condenser 110B transported amount of heat due to the heat switching function increases, the heat conduction from the evaporator 110A through the recess 161 blocked, so that the restriction of the heat transport is not affected.

Da ferner ein Tank 140, der eine Mehrzahl von Rohren 110 verbindet, vorgesehen ist, wird es durch Vorsehen von nur einem Ort des Verbinders 140 mit einer dichtenden Leitung 141 möglich, das Innere auf ein Vakuum zu evakuieren und ein Arbeitsmedium abzudichten bzw. einzuschließen.Furthermore, a tank 140 , which is a plurality of pipes 110 connects, it is provided by providing only one location of the connector 140 with a sealing pipe 141 possible to evacuate the interior to a vacuum and seal or enclose a working medium.

Da ferner der Verdampfer 110A unter dem Kondensor 110B angeordnet ist und der Tank 140 an der Endseite des Verdampfers 110A vorgesehen und so angeordnet ist, dass dieser den Auspuffleitungsteil 130A (erste Platte 131) berührt, wird auch das Arbeitsmedium in dem Tank 140 sicher durch das Auspuffgas erhitzt und das Austrocknen zum Aktivieren der Wärmeschaltfunktion (AUS-Schalten von Abwärmewiedergewinnung) wird früh durchgeführt.Furthermore, the evaporator 110A under the condenser 110B is arranged and the tank 140 at the end of the evaporator 110A is provided and arranged so that this the exhaust pipe part 130A (first plate 131 ) also touches the working medium in the tank 140 safely heated by the exhaust gas and drying out to activate the heat-switching function (turn-off of waste heat recovery) is performed early.

Ferner ist, da der den Auspuffleitungsteil 130A bildende Teil der Auspuffleitung 11 und der den Kühlwasserdurchtrittsteil 150A bildende Teil des Heizerkreislaufs 130 integral mit dem Verdampfer 110A und dem Kondensor 110B verbunden sind, um das Abwärme-Wiedergewinnungssystem 100 zu bilden, ist es möglich, die Auspuffleitung 11 und den Heizerkreislauf 30 als einen einzelnen Wärmetauscher anzufügen.Further, since that is the exhaust pipe part 130A forming part of the exhaust pipe 11 and the cooling water passage part 150A forming part of the heater cycle 130 integral with the evaporator 110A and the condenser 110B connected to the waste heat recovery system 100 It is possible to form the exhaust pipe 11 and the heater cycle 30 as a single heat exchanger.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4A und 4B gezeigt. Die zweite Ausführungsform umfasst die erste Ausführungsform, in welcher die Rohre 110 und Lamellen 120 in die Rohre 110a und Lamellen 120a geändert sind.A second embodiment of the present invention is disclosed in 4A and 4B shown. The second embodiment includes the first embodiment in which the tubes 110 and lamellae 120 in the pipes 110a and lamellae 120a are changed.

Die Rohre 110a sind von flacher Art, welche zwei Rohrplatten 111, 112 umfassen, die dahingehend kombiniert sind, Rohre runder Art auszubilden. Ferner umfassen die Lamellen 120a die Lamellen 120 gewellter Art, die mit Gratöffnungen versehen sind, als Plattentypen ausgebildet sind, durch welche hidurch die Rohre 110a eingesetzt sind. Ferner sind in dem Kondensor 110B, um die Wärme mit der Kühlwasserseite zu verbessern, wasserseitige Lamellen 120b vom Plattentyp angefügt. Infolge hiervon können ähnliche Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden.The pipes 110a are of a flat type, which are two tube plates 111 . 112 which are combined to form tubes of a round type. Furthermore, the fins include 120a the slats 120 corrugated type, which are provided with ridge openings, are formed as a plate types, through which hidurch the tubes 110a are used. Further, in the condenser 110B to improve the heat with the cooling water side, water-side fins 120b attached by disk type. As a result, similar effects to those of the first embodiment can be obtained.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5A und 5B gezeigt. Die dritte Ausführungsform umfasst die erste Ausführungsform, bei welcher die Rohre 110, der Wassertank 150 und Isolationswandteile 160 Stapelungsplattentyplamellen 120c zum Ausbilden der Rohre 110b, einen Wassertank 150a und Isolationswandteile 160a weggelassen sind.A third embodiment of the present invention is disclosed in 5A and 5B shown. The third embodiment includes the first embodiment in which the tubes 110 , the water tank 150 and insulation wall parts 160 Stapelungsplattentyplamellen 120c for forming the tubes 110b , a water tank 150a and insulation wall parts 160a are omitted.

Die Lamellen 120c sind mit Mehrzahlen von Löchern mit Gratteilen 121 versehen. Durch Stapeln der Lamellen 120c werden die Gratteile 121 nacheinander verbunden, wodurch Rohre 110b entsprechend runden Rohren ausgebildet werden.The slats 120c are with multiple numbers of holes with ridge parts 121 Mistake. By stacking the slats 120c become the burr parts 121 connected in series, creating pipes 110b be formed according to round tubes.

Die Außenumfänge der Lamellen 120c entsprechend dem Kondensor 110B sind mit ansteigenden Kanten 122 versehen. Durch Stapeln der Lamellen 120c werden die ansteigenden Kanten 122 nacheinander verbunden und ein Wassertank 150a, der einem kastenförmigen Gefäß entspricht, wird ausgebildet. Ferner sind die Mehrzahlen von Gratteilen 121 der Lamellen 120c, die dem Kondensor 110B entsprechen, mit Wasseröffnungen versehen, um so Zirkulation von Kühlwasser über den gesamten Wassertank 150a zu ermöglichen.The outer peripheries of the slats 120c according to the condenser 110B are with rising edges 122 Mistake. By stacking the slats 120c become the rising edges 122 connected in succession and a water tank 150a which corresponds to a box-shaped vessel is formed. Furthermore, the multiple numbers of ridge parts 121 the slats 120c that the condenser 110B Equipped with water holes, so circulation of cooling water over the entire water tank 150a to enable.

Ferner sind die Enden der Lamellen 120c, die den Isolierteilen 110C entsprechen, mit gebogenen Teilen 123 versehen. Durch Stapeln der Lamellen 120c werden die gebogenen Teile 123 nacheinander ausgerichtet, wodurch Isolationswandteile 160a, die der Mehrzahl von getrennten plattenförmigen Elementen entsprechen, ausgebildet werden.Furthermore, the ends of the slats 120c that the insulating parts 110C Correspond with curved parts 123 Mistake. By stacking the slats 120c become the bent parts 123 aligned in succession, creating insulation wall parts 160a , which correspond to the plurality of separate plate-shaped elements, are formed.

Infolge hiervon sind die Rohre 110, der Wassertank 150 und die Isolationswandteile 160 beseitigt und der Preis kann gesenkt werden.As a result, the pipes are 110 , the water tank 150 and the insulation wall parts 160 eliminated and the price can be lowered.

Vierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in 6A bis 8B gezeigt. Die vierten Ausführungsformen umfassen die vorstehenden ersten bis dritten Ausführungsformen, wobei die Verdampfer 110A der Rohre 110, 110a und 110b oberhalb der Kondensoren 110B angeordnet sind, um Oberwärmetypen auszubilden. Die Abwärme-Wiedergewinnungssysteme 100, die in 6A und 6B, 7A und 7B und 8A und 8B erscheinungsweise gezeigt sind, umfassen Abwärme-Wiedergewinnungssysteme 100, die in 2A und 2B, 4A und 4B, und 5A und 5B erläutert sind, die vertikal umgekehrt sind und wobei die Innenwände der Rohre 110, 110a und 110b mit Dochten versehen sind, die sich von den Kondensoren 110B zu den Verdampfern 110A erstrecken.Fourth embodiments of the present invention are in 6A to 8B shown. The fourth embodiments include the above first to third embodiments, wherein the Evaporator 110A the pipes 110 . 110a and 110b above the condensers 110B are arranged to form Oberwärmetypen. The waste heat recovery systems 100 , in the 6A and 6B . 7A and 7B and 8A and 8B include waste heat recovery systems 100 , in the 2A and 2 B . 4A and 4B , and 5A and 5B are explained, which are vertically reversed and wherein the inner walls of the tubes 110 . 110a and 110b are provided with wicks, extending from the condensers 110B to the evaporators 110A extend.

Infolge hiervon wird selbst dann, falls der Verdampfer 110A oberhalb des Kondensors 110B in Übereinstimmung mit den Positionen der Auspuffleitung 111 und des Heizerkreislaufs 30 angeordnet ist, welche in dem Fahrzeug eingesetzt sind, Wärmetransport zwischen den zwei 110A, 110B möglich.As a result, even if the evaporator becomes 110A above the condenser 110B in accordance with the positions of the exhaust pipe 111 and the heater cycle 30 arranged, which are used in the vehicle, heat transfer between the two 110A . 110B possible.

Abschließend wird eine weitere Ausführungsform erläutert. In den vorstehenden Ausführungsformen wurde die Erläuterung unter Bereitstellung von Isolationswandteilen 160 an zwei Orten an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Kühlluftströmung gegeben, aber die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Es ist ebenso möglich, einen Wandteil nur an einem Ort an der stromaufwärtigen Seite der Kühlluftströmung bereitzustellen. Infolge hiervon wird die Strömung der Kühlluft effektiv durch den Isolationswandteil 160 blockiert und kann daran gehindert werden, auf den Isolationsteil 110C aufzutreffen, und ebenso kann durch Wählen des minimalen Ausmaßes eines Isolierwandteiles 160 Kondensation des Arbeitsmediums an dem Isolationsteil 110C verhindert werden. Ferner können umgekehrt Isolationswandteile 160 ebenso an dem gesamten Umfang des Isolationsteils 110C (vier Orte) vorgesehen werden.Finally, a further embodiment will be explained. In the above embodiments, explanation has been made to provide insulation wall parts 160 in two places on the upstream side and the downstream side of the cooling air flow, but the invention is not limited thereto. It is also possible to provide a wall part only at a location on the upstream side of the cooling air flow. As a result, the flow of the cooling air effectively through the insulating wall part 160 blocked and can be prevented from being on the insulation part 110C and, likewise, by choosing the minimum amount of insulating wall part 160 Condensation of the working medium on the insulating part 110C be prevented. In addition, insulating wall parts can conversely 160 also on the entire circumference of the insulating part 110C (four places).

Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Erfindung im Detail auf der Grundlage von spezifischen Ausführungsformen erläutert wurde, dass aber Fachleute vielfältige Änderungen, Modifikationen etc. ausführen können, ohne von den Ansprüchen und dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.It It should be noted that the present invention is described in detail on the Basis of specific embodiments explained but that professionals have varied changes, Perform modifications etc. can, without from the claims and to deviate from the concept of the present invention.

Claims (7)

Abwärme-Wiedergewinnungssystem zum Transport von Abwärme von Auspuffgas an Kühlwasser, umfassend: eine Wärmeleitung (110) mit einem Verdampfer (110A), der an der Auspuffgasleitung (11) zum Tragen von Auspuffgas des Verbrennungsmotors (10) angeordnet ist, einen Kondensor (110B), der in einem Kühlwasserdurchtritt zum Tragen von Kühlwasser des Verbrennungsmotors (10) angeordnet ist, und einen Wärmeschalter aufweist, der die zu dem Kondensor (110B) transportierte Wärmemenge in Übereinstimmung mit dem Ansteigen der Menge des Heizens des Verdampfers (110A) begrenzt, und wobei ein isolierender Teil (110C), der zwischen dem Verdampfer (110A) und dem Kondensor (110B) ausgebildet ist, mit einem Wandteil (160) zum Vermeiden einer Wärmeübertragung von einem externen Fluid versehen ist.Waste heat recovery system for transporting waste heat from exhaust gas to cooling water, comprising: heat conduction ( 110 ) with an evaporator ( 110A ) connected to the exhaust gas line ( 11 ) for carrying exhaust gas of the internal combustion engine ( 10 ), a condenser ( 110B ), which in a cooling water passage for carrying cooling water of the internal combustion engine ( 10 ) and having a thermal switch connected to the condenser ( 110B ) transported amount of heat in accordance with the increase in the amount of heating of the evaporator ( 110A ), and wherein an insulating part ( 110C ), between the evaporator ( 110A ) and the condenser ( 110B ) is formed, with a wall part ( 160 ) is provided for avoiding heat transfer from an external fluid. Abwärme-Wiedergewinnungssystem nach Anspruch 1, wobei der Wandteil (160) an der stromaufwärtigen Seite der Strömung des externen Fluids des isolierenden Teils (110C) vorgesehen ist.The waste heat recovery system according to claim 1, wherein the wall part ( 160 ) on the upstream side of the flow of the external fluid of the insulating part ( 110C ) is provided. Abwärme-Wiedergewinnungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei Wandteile (160) mit dem Verdampfer (110A) und dem Kondensor (110B) verbunden sind und mit einem vorbestimmten Ausmaß eines Freiraums (161) getrennt sind, welcher zwischen dem Verdampfer (110A) und dem Kondensor (110B) ausgebildet ist, und die getrennten Wandteile (160) durch einen elastischen Teil (162) mit Elastizität verbunden sind.Waste heat recovery system according to claim 1 or 2, wherein wall parts ( 160 ) with the evaporator ( 110A ) and the condenser ( 110B ) and with a predetermined amount of free space ( 161 ) separated between the evaporator ( 110A ) and the condenser ( 110B ) is formed, and the separate wall parts ( 160 ) by an elastic part ( 162 ) are associated with elasticity. Abwärme-Wiedergewinnungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Mehrzahl von Wärmeleitungen (110) vorgesehen sind, und erste Endseite der Mehrzahl von Wärmeleitungen (110) mit einem Verbinder (140) versehen sind, welche die Mehrzahl von Wärmeleitungen (110) miteinander verbindet.A waste heat recovery system according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of heat pipes ( 110 ) are provided, and first end side of the plurality of heat pipes ( 110 ) with a connector ( 140 ) are provided, which the plurality of heat pipes ( 110 ) connects to each other. Abwärme-Wiedergewinnungssystem nach Anspruch 4, wobei der Verdampfer (110A) unter dem Kondensor (110B) angeordnet ist, und der Verbinder (140) an der Endseite des Verdampfers (110A) vorgesehen ist und an der Außenoberfläche oder der Innenseite der Abgasleitung (11) angeordnet ist.Waste heat recovery system according to claim 4, wherein the evaporator ( 110A ) under the condenser ( 110B ), and the connector ( 140 ) at the end of the evaporator ( 110A ) is provided and on the outer surface or the inside of the exhaust pipe ( 11 ) is arranged. Abwärme-Wiedergewinnungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Innenwand von jeder Wärmeleitung (110) mit einem Docht versehen ist, der sich von dem Verdampfer (110A) zu dem Kondensor (110B) erstreckt, und der Verdampfer (110A) oberhalb des Kondensors (110B) angeordnet ist.The waste heat recovery system according to any one of claims 1 to 4, wherein the inner wall of each heat pipe ( 110 ) is provided with a wick extending from the evaporator ( 110A ) to the condenser ( 110B ), and the evaporator ( 110A ) above the condenser ( 110B ) is arranged. Abwärme-Wiedergewinnungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein ein Auspuffleitungsteil (130A) bildender Teil der Auspuffleitung (11) und ein ein Kühlwasserdurchtrittsteil (150A) bildender Teil des Kühlwasserdurchtritts (30) vorgesehen sind, der Auspuffleitungsteil (130A) mit dem Verdampfer (110A) verbunden ist, und der Kühlwasserdurchtrittsteil (150A) mit dem Kondensor (110B) verbunden ist.The waste heat recovery system according to any one of claims 1 to 6, wherein an exhaust pipe part ( 130A ) forming part of the exhaust pipe ( 11 ) and a cooling water passage part ( 150A ) forming part of the cooling water passage ( 30 ) are provided, the exhaust pipe part ( 130A ) with the evaporator ( 110A ), and the cooling water passage part ( 150A ) with the condenser ( 110B ) connected is.
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