DE102009057367A1 - Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung ist mit einem Verdampfungsabschnitt (130, 230, 330, 430) zum Verdampfen eines Betriebsfluids versehen, welches darin strömt, unter einem Durchführen eines Wärmeaustauschs mit dem Abgas eines Motors (102), einem Kondensationsabschnitt (140) zum Kondensieren des Betriebsfluids, welches von dem Verdampfungsabschnitt strömt, unter einem Durchführen eines Wärmeaustauschs mit dem Kühlmittel des Motors und einem Strömungseinstellabschnitt (170) zum Einstellen einer Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt strömt. Ein Katalysatortemperatursensor (106) ist angepasst zum Erfassen einer Temperatur eines Katalysators (105) zum Reinigen des Abgases, und eine Steuerungseinheit (180) stellt einen Katalysatorheizmodus ein, wenn die erfasste Temperatur des Katalysators niedriger ist als ein Schwellenwert (Tc1). Des Weiteren bringt die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu, die Strömungsmenge des Betriebsfluids von dem Kondesationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt in dem Katalysatorheizmodus auf null einzustellen.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme aus dem Abgas eines Motors bzw. einer Kraftmaschine.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In konventioneller Weise ist eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung zum Beispiel aus JP 2008-190437 A bekannt. Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung umfasst eine Wärmerückgewinnungseinheit und eine Kühlmittelströmungseinstelleinheit. Die Wärmerückgewinnungseinheit ist in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine angeordnet, um einen Wärmeaustausch zwischen einem Kühlmittel, welches darin strömt, und Abgas, welches durch das Abgasrohr hindurchgeht, durchzuführen. Ein Katalysator ist in der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung derart vorgesehen, dass ein Heizen des Katalysators unter Verwenden von Abgas in dem Abgasrohr ausgeführt wird. Die Kühlmittelströmungseinstelleinheit ist angeordnet, um eine Strömungsmenge von dem Kühlmittel einzustellen, welches in der Wärmerückgewinnungseinheit strömt. Wenn das Heizen des Katalysators ausgeführt wird, nachdem der Betrieb des Motors gestartet ist, wird die Strömungsmenge von dem Kühlmittel, welches durch die Wärmerückgewinnungseinheit strömt, durch die Kühlmittelströmungseinstelleinheit reduziert, um niedriger zu sein als eine vorherbestimmte Menge, wobei dadurch ein wärmeabsorbierender Betrag des Kühlmittels von der Reaktionswärme reduziert wird, die durch den Katalysator erzeugt wird.
  • Bei der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung, welche in JP 2008-190437 A beschrieben ist, kann jedoch, da das Kühlmittel und das Abgas direkt einem Wärmeaustausch in der Wärmerückgewinnungseinheit unterzogen werden, die Reaktionswärme, welche von dem Katalysator erzeugt wird, leicht an das Kühlmittel übertragen werden.
  • Während des Heizens des Katalysators, nachdem der Motor gestartet ist, um betrieben zu werden, wenn die Strömungsmenge von dem Kühlmittel geringer gemacht wird als die vorherbestimmte Menge, um das Heizen des Katalysators zu erleichtern, kann das Kühlmittel zum Sieden gebracht werden durch das Empfangen von Wärme von dem Abgas. Umgekehrt kann, wenn die Strömungsmenge durch die Kühlmittelströmungseinstelleinheit auf einen Wert eingestellt wird, ohne das Kühlmittel zum Sieden zu bringen, das Heizen des Katalysators verzögert sein. Es kann bei der obigen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung somit schwierig sein, das Heizen des Katalysators zu erleichtern bei einem Verhindern des Siedens des Kühlmittels.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die vorangegangenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung bereitzustellen, welche sowohl ein frühes Aufheizen eines Katalysators als auch eine Verhinderung eines Siedens von Kühlmittel verwirklichen kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme aus Abgas eines Motors einen Katalysator, welcher angeordnet ist zum Reinigen des Abgases, eine Wärmerückgewinnungseinheit, einen Katalysatortemperatursensor, der angepasst ist zum Erfassen einer Temperatur des Katalysators, und eine Steuerungseinheit, welche ausgestaltet ist zum Einstellen eines Katalysatorheizmodus, wenn die Temperatur des Katalysators, welche durch den Katalysatortemperatursensor erfasst wird, niedriger ist als ein erster Schwellenwert. Die Wärmerückgewinnungseinheit umfasst einen Verdampfungsabschnitt, welcher ausgestaltet ist zum Verdampfen eines Betriebsfluids, das darin strömt, unter einem Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Betriebsfluid und dem Abgas und welcher ausgestaltet ist, um zu einem Kühlen des Katalysators fähig zu sein, einen Kondensationsabschnitt, welcher ausgestaltet ist zum Kühlen und Kondensieren des Betriebfluids, welches von dem Verdampfungsabschnitt strömt, unter einem Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Betriebsfluid und einem Kühlmittel zum Kühlen des Motors, und einen Strömungseinstellabschnitt, welcher ausgestaltet ist zum Einstellen einer Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt strömt. Bei der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung bringt die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu, die Strömungsmenge des Betriebsfluids von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt auf null in dem Katalysatorheizmodus einzustellen.
  • Weil der Verdampfungsabschnitt ausgestaltet ist, um fähig zu sein zu einem Kühlen des Katalysators, kann ein Übererheizen des Katalysators durch die Wärmerückgewinnungseinheit unterdrückt werden. Da die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu bringt, die Strömungsmenge des Betriebsfluids von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt in dem Katalysatorheizmodus auf null einzustellen, wird des Weiteren das Abgas nicht in dem Verdampfungsabschnitt gekühlt, wobei dadurch das Heizen des Katalysators erleichtert wird, wenn die Temperatur des Katalysators niedriger ist als der erste Schwellenwert. Weil die Strömungsmenge des Betriebsfluids von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt durch den Strömungseinstellabschnitt auf null eingestellt wird, kann des Weiteren die Wärmeaustauschmenge zwischen dem Kühlmittel (Betriebsfluid) und dem Abgas auf im Wesentlichen null eingestellt werden, wobei dadurch das Sieden des Kühlmittels verhindert wird.
  • Die Steuerungseinheit kann zum Beispiel ausgestaltet sein, um einen Katalysatorkühlmodus einzustellen, wenn die Temperatur des Katalysators, welche durch den Katalysatortemperatursensor erfasst wird, höher ist als ein zweiter Schwellenwert, welcher größer ist als der erste Schwellenwert. In dem Katalysatorkühlmodus bringt die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu, die Strömungsmenge des Betriebsfluids derart einzustellen, dass die Temperatur des Katalysators, welche durch den Katalysatortemperatursensor erfasst wird, gleich wird oder höher wird als der erste Schwellenwert und niedriger als der zweite Schwellenwert.
  • Ein Kühlmitteltemperatursensor kann in der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung vorgesehen sein zum Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels. In diesem Fall bringt die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt in dem Katalysatorkühlmodus dazu, die Strömungsmenge des Betriebsfluids von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt derart einzustellen, dass die Temperatur des Kühlmittels, welche durch den Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, niedriger ist als ein dritter Schwellenwert.
  • Alternativ/Weiterhin kann die Steuerungseinheit ausgestaltet sein, um einen Katalysatorbeibehaltungsmodus einzustellen, wenn die Temperatur des Katalysators, welche durch den Katalysatortemperatursensor erfasst wird, gleich ist oder höher ist als der erste Schwellenwert und niedriger ist als der zweite Schwellenwert. In diesem Fall bringt die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu, die Strömungsmenge des Betriebsfluids in dem Katalysatorbeibehaltungsmodus derart einzustellen, dass die Temperatur des Katalysators, welche durch den Katalysatortemperatursensor erfasst wird, an den ersten Schwellenwert angenähert wird.
  • Der Verdampfungsabschnitt kann als ein Beispiel in einem Abgasrohr angeordnet sein, in welchem das Abgas des Motors strömt, an einer Position stromabwärts von einem Auspuffkrümmer, welcher an einem Endabschnitt des Abgasrohres angrenzend zu bzw. in der Nähe von dem Motor positioniert ist. Der Verdampfungsabschnitt kann alternativ an einer äußeren Oberfläche des Abgasrohres angeordnet sein, in welchem das Abgas von dem Motor strömt. Der Verdampfungsabschnitt kann des Weiteren an der Oberfläche des Abgasrohres an einer Position angeordnet sein, an welcher der Katalysator in dem Abgasrohr gehalten ist. Alternativ kann der Verdampfungsabschnitt an einer äußeren Oberfläche von dem Auspuffkrümmer angeordnet sein, welcher an einem Endabschnitt von dem Abgasrohr angrenzend zu dem Motor angeordnet ist. Der Katalysator kann alternativ integral mit dem Verdampfungsabschnitt vorgesehen sein.
  • Die Wärmerückgewinnungseinheit kann eine vom Typ Wärmeübertragungsrohr sein, welche ein Verdampfungsrohr umfasst, durch welches das verdampfte Betriebsfluid des Verdampfungsabschnitts in den Kondensationsabschnitt strömt, und ein Kondensationsrohr, durch welches das kondensierte Betriebsfluid des Kondensationsabschnitts zu dem Verdampfungsabschnitt strömt. In diesem Fall kann der Strömungseinstellabschnitt angeordnet sein, um die Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt über das Kondensationsrohr strömt, einzustellen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher offenbar werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen hergenommen wird. In welchen:
  • 1 eine schematische Darstellung ist, welche ein Abgaswärmesystem zeigt, an welches eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angepasst ist;
  • 2 eine schematische Darstellung ist, welche ein Kühlsystem zeigt, an welches die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform angepasst ist;
  • 3 eine schematische Schnittansicht ist, welche eine Wärmerückgewinnungseinheit der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4 eine schematische Darstellung ist, welche eine Steuerungseinheit der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 5A bis 5E Diagramme sind, welche jeweils eine Motorlast, einen Ventilöffnungsgrad eines Modusschaltventils, eine Wärmerückgewinnungsmenge der Wärmerückgewinnungseinheit, eine erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 und eine erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursen sors 117 in Übereinstimmung mit der Zeit nach einem Motorstart gemäß der ersten Ausführungsform zeigen;
  • 6 eine schematische Darstellung ist, welche ein Abgaswärmesystem zeigt, an welches eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angepasst ist;
  • 7 eine schematische Darstellung ist, welche ein Abgaswärmesystem zeigt, an welches eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angepasst ist; und
  • 8 eine schematische Darstellung ist, welche ein Abgaswärmesystem zeigt, an welches eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angepasst ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • (Erste Ausführungsform)
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die 1 bis 5E beschrieben werden. Als erstes wird nun eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden. Bei der ersten Ausführungsform wird die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 üblicherweise für ein Abgassystem 101 verwendet, wie es in der 1 gezeigt ist. Wie es in der 2 gezeigt ist, ist die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 in einem Kühlsystem 110 eines Motors 102 eines Fahrzeugs angeordnet. In der 2 bezeichnen die Pfeile die Strömung des Kühlmittels. Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 umfasst zum Beispiel eine Wärmerückgewinnungseinheit 120, welche in der 3 gezeigt ist, und eine Steuerungseinheit 180, welche in der 4 gezeigt ist.
  • Das Abgassystem 101 ist mit dem Motor 102 versehen, welcher eine Brennkraftmaschine ist, einem Abgasrohr 103, in welchem das Abgas, welches von dem Motor 102 ausgelassen wird, strömt, einem Katalysator 105, der in dem Abgasrohr 103 zum Reinigen des Abgases vorgesehen ist, das durch das Abgasrohr 103 strömt, und der Wärme rückgewinnungseinheit 120. Die Wärmerückgewinnungseinheit 120 ist in dem Abgasrohr 103 stromaufwärts von dem Katalysator 105 derart angeordnet, um Wärme (d. h. Abgaswärme) von dem Abgas zurückzugewinnen.
  • Ein Auspuffkrümmer 104 ist an einer Endseite von dem Abgasrohr 103 angrenzend zu dem Motor 102 angeordnet und ist verzweigt in vier Durchlässe in Richtung zu dem Motor 102. Der Auspuffkrümmer 104 ist derart angeordnet, dass die verzweigten vier Durchlässe des Auspuffkrümmers 104 mit den Kolben des Motors 102 jeweils in Kommunikation stehen. Ein Katalysatortemperatursensor 106 ist in dem Katalysator 105 angeordnet, um die Temperatur des Katalysators 105 zu erfassen, und gibt ein Katalysatortemperatursignal S2 entsprechend zu der erfassten Temperatur von dem Katalysator 105 an die Steuerungseinheit 180 aus.
  • Das Kühlsystem 110 ist angepasst zum Kühlen des Motors 102 unter Verwenden des Kühlmittels und ist angepasst, um Abgaswärme wiederzugewinnen unter einem Ausführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel und dem Abgas. Das Kühlsystem 110 wird verwendet für ein Heizen des Motors 102 oder/und wird verwendet als eine Heizquelle für einen Heizkern 112. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Kühlsystem 110 mit einem Kühlmitteldurchlass 111 versehen, der ausgebildet ist durch zum Beispiel einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kühlmitteldurchlass 111a, 111b und 111c. Bei dem Kühlsystem 110 sind die jeweiligen Kühlmitteldurchlässe 111a, 111b und 111c in geeigneter Art und Weise derart geschaltet, um selektiv ein Kühlen oder ein Heizen des Motors 102 auszuführen.
  • Wie es in der 2 gezeigt ist, sind der Heizkern 112 und die Wärmerückgewinnungseinheit 120 in dem ersten Kühlmitteldurchlass 111a angeordnet, ein Radiator bzw. Kühler 113 ist in dem zweiten Kühlmitteldurchlass 111b angeordnet, und eine elektrische Pumpe 114 ist in dem dritten Kühlmitteldurchlass 111c angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn es nicht notwendig ist, den ersten, den zweiten und den dritten Kühlmitteldurchlass 111a, 111b, 111c voneinander zu unterscheiden, der Kühlmitteldurchlass 111 für die Erläuterung verwendet.
  • Das Abgassystem 101 und das Kühlsystem 110 werden als nächstes im Detail auf der Basis der 1 und 2 beschrieben werden.
  • Der Motor 102 ist eine Vorrichtung, welche eine Leistung erzeugt unter einem Verbrennen eines Mischgases zwischen einem geliefertem Kraftstoff und Luft. Der Motor 102 kann zum Beispiel ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor oder ähnliches sein, welche im Allgemeinen bekannt sind. Der Motor 102 kann auf einem Hybridfahrzeug montiert sein. Wie es in der 2 gezeigt ist, ist der Motor 102 mit einem Kühlmitteltemperatursensor 117 versehen, welcher angepasst ist zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels. In dem Beispiel der 2 ist der Kühlmitteltemperatursensor 117 an einer Kühlmittelauslassseite des Motors 102 vorgesehen. Ein Kühlmitteltemperatursignal S3 entsprechend zu der erfassten Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 wird an die Steuerungseinheit 180 ausgegeben.
  • Der Kühler 113 ist in dem zweiten Kühlmitteldurchlass 111b derart angeordnet, um das Kühlmittel, welches darin strömt, unter einem Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft zu kühlen. Ein elektrischer Lüfter zum Blasen von Luft in Richtung des Kühlers 113 kann in dem Beispiel der 2 vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Kühlen des Kühlmittels in dem Kühler 113 erleichtert werden durch ein Verwenden der durch den elektrischen Lüfter geblasenen Luft. Eine elektrische Pumpe 114 ist mit einem elektrischen Motor versehen und ist ausgestaltet, um das Kühlmittel in dem Kühlmitteldurchlass 111 durch das Antreiben des elektrischen Motors zirkulieren zu lassen. Ein elektrischer Strom wird zum Beispiel an die elektrische Pumpe 114 von einer Batterie (nicht gezeigt) geliefert, und die Drehzahl der elektrischen Pumpe 114 wird gesteuert auf Basis eines Steuerungssignals von der Steuerungseinheit 180.
  • Eine Ventileinheit 115 ist an einem Verbindungsabschnitt angeordnet, an welchem der zweite Kühlmitteldurchlass 111b und ein Bypass-Durchlass 116 verbunden sind. Das Kühlmittel, welches von dem Motor 102 her strömt, geht durch den Bypass-Durchlass 116 hindurch, wobei der Kühler 113 umgangen wird. Die Ventileinheit 115 ist aus einem Thermostat ausgebildet, welcher automatisch den zweiten Kühlmitteldurchlass 111b öffnet, wenn die Temperatur des Kühlmittels höher ist als eine vorherbestimmte Temperatur. Wenn die Ventileinheit 115 den zweiten Kühlmitteldurchlass 111b in einem Fall, in welchem die Temperatur des Kühlmittels höher ist als die vorherbestimmte Temperatur, öffnet, geht das Kühlmittel durch den Kühler 113 und wird gekühlt, wobei dadurch ein Überhitzen des Motors 102 verhindert wird. Im Gegensatz dazu, wenn die Temperatur des Kühlmittels niedriger ist als die vorherbestimmte Temperatur, schließt die Ventileinheit 115, welche durch den Thermostat ausgebildet ist, den zweiten Kühlmitteldurchlass 111b. In diesem Fall strömt das Kühlmittel, welches aus dem Motor 102 herausströmt, durch den Bypass-Durchlass 116, ohne durch den Kühler 113 hindurchzugehen, wobei dadurch eine Temperaturverminderung des Kühlmittels und ein Überkühlen des Motors 102 verhindert werden.
  • Die Wärmerückgewinnungseinheit 120 weist darin einen abgedichteten Behälter auf, in welchem ein Betriebsfluid eingefüllt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann richtiges Wasser als das Betriebsfluid verwendet werden, das in den abgedichteten Behälter der Wärmerückgewinnungseinheit 120 eingefüllt ist. Die Wärmerückgewinnungseinheit 120 umfasst einen Verdampfungsabschnitt 130 und einen Kondensationsabschnitt 140, welche luftdicht und in Kreisform verbunden sind durch einen Dampfdurchlass 150 und einen Flüssigkeitsdurchlass 160, um so den abgedichteten Behälter zu bilden. Bei dem Beispiel der 3 ist der Verdampfungsabschnitt 130 in einem Abgasdurchlass 131 angeordnet, und der Kondensationsabschnitt 140 ist in einem Kühlmitteltank 141 angeordnet.
  • Der Verdampfungsabschnitt 130 ist ein Wärmetauscher, in welchem das Betriebsfluid einem Wärmeaustausch mit dem Abgas unterzogen wird, das in dem Abgasdurchlass 131 strömt, und verdampft wird unter einem Empfangen von Wärme von dem Abgas. Der Verdampfungsabschnitt 130 umfasst eine Mehrzahl von Verdampfungsrohren 132, in welchen das Betriebsfluid strömt, ein Paar von ersten und zweiten Verdampfungssammlern 133a, 133b, die ausgestaltet sind, um mit den Verdampfungsrohren 132 an zwei longitudinalen Enden von den Verdampfungsrohren 132 in Kommunikation zu stehen, und Wärmeübertragungsrippen 134, welche an den äußeren Wänden der Verdampfungsrohre 132 angebracht sind.
  • Der Kondensationsabschnitt 140 ist ein Wärmetauscher, in welchem das Betriebsfluid einem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel des Motors 102 unterzogen wird, das in den Kühlmitteltank 141 strömt, und durch ein Abstrahlen von Wärme an das Kühlmittel des Motors 102 kondensiert wird. Der Kondensationsabschnitt 140 umfasst eine Mehrzahl von Kondensationsrohren 142, in welchen das Betriebsfluid strömt, und ein Paar von ersten und zweiten Kondensationssammlern 143a, 143b, die ausgestaltet sind, um mit den Kondensationsrohren 142 an zwei longitudinalen Enden der Kondensationsrohre 142 in Kommunikation zu stehen. Der Kühlmitteltank 141 ist mit dem ersten Kühlmitteldurchlass 111a über zwei Verbindungsrohre 144 verbunden.
  • Der Verdampfungsabschnitt 130 und der Kondensationsabschnitt 140 sind verbunden unter einem Verwenden der Sammler 133a, 143a, 133b und 143b. Wie es in der 3 gezeigt ist, erstrecken sich der erste Verdampfungssammler 133a an einer Endseite von dem Verdampfungsabschnitt 130 und der erste Kondensationssammler 143a an einer Endseite von dem Kondensationsabschnitt 140 kontinuierlich derart, um den Verdampfungsdurchlass 150 zu bilden. Auf ähnliche Art und Weise erstrecken sich der zweite Verdampfungssammler 133b an der anderen Endseite von dem Verdampfungsabschnitt 130 und der zweite Kondensationssammler 143b an der anderen Endseite von dem Kondensationsabschnitt 140 kontinuierlich derart, um den Flüssigkeitsdurchlass 160 zu bilden. Das in einer gasförmigen Phase sich befindende Betriebsfluid, das zum Sieden gebracht wird durch ein Empfangen von Wärme von dem Abgas in dem Verdampfungsabschnitt 130, strömt daher in den ersten Kondensationssammler 143a von dem ersten Verdampfungssammler 133a und wird kondensiert, während es durch die Kondensationsrohre 142 hindurchgeht, um ein Betriebsfluid in einer Flüssigphase zu sein, unter einem Abstrahlen von Wärme an das Kühlmittel in dem Kondensationsabschnitt 140. Das kondensierte Betriebsfluid in der Flüssigphase strömt dann in den zweiten Verdampfungssammler 133b von dem zweiten Kondensationssammler 143b.
  • Die Wärmerückgewinnungseinheit 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist weiterhin mit einem Modusschaltventil 170 versehen, welches ausgebildet ist, um eine Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdampfungsabschnitt 130 strömt, einzustellen. Bei dem Beispiel der 3 ist das Modusschaltventil 170 in dem zweiten Kondensationssammler 143b angeordnet und umfasst einen Ventilkörper 171, welcher ausgestaltet ist, um den Flüssigkeitsdurchlass 160 basierend auf einem Strömungsmengeneinstellsignal zu öffnen und zu schließen, welches von der Steuerungseinheit 180 ausgegeben wird. Als ein Beispiel ist der Ventilkörper 171 in dem Modusschaltventil 170 vorgesehen, um den Flüssigkeitsdurchlass 160 durch eine elektromagnetische Kraft zu öffnen und zu schließen.
  • Die Steuerungseinheit 180 ist mit einem Mikrocomputer und umgebenden Schaltkreisen versehen. Der Mikrocomputer umfasst eine CPU, ein ROM und ein RAM und ähnliches, welche im Allgemeinen bekannt sind. Wie es in der 4 gezeigt ist, werden ein Katalysatortemperatursignal S2, welches ein Erfassungssignal von einem Katalysatortemperatursensor 106 ist, und ein Kühlmitteltemperatursignal S3, welches ein Erfassungssignal von dem Kühlmitteltemperatursensor 117 ist, und ähnliches in die Steuerungseinheit 180 eingegeben. Die Steuerungseinheit 180 gibt ein Ventilöffnungsgradsignal S1 an das Modusschaltventil 170 aus auf der Basis der Eingangssignale S2, S3, um so den Betrieb des Modusschaltventils 170 zu steuern, wobei dadurch ein Betriebsmodus eingestellt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerungseinheit 180 fähig zu einem Einstellen eines Katalysatorheizmodus, eines Katalysatorbeibehaltungsmodus oder eines Katalysatorkühlmodus, basierend auf den Bedingungen.
  • Der Katalysatorheizmodus wird eingestellt, wenn die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger ist als ein erster Schwellenwert Tc1 nach dem Start des Betriebs des Motors 102. Der erste Schwellenwert Tc1 wird eingestellt basierend auf der niedrigsten Temperatur für ein Aktivieren des Katalysators 105. In dem Katalysatorheizmodus wird das Modusschaltventil 170 betrieben und gesteuert, um in einem geschlossenen Zustand zu sein, in welchem der Ventilöffnungsgrad null ist. In dem geschlossenen Zustand des Modusschaltventils 170, bei welchem der Ventilöffnungsgrad null ist, ist die Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdampfungsabschnitt 130 strömt, null, so dass das Abgas durch den Abgasdurchlass 131 von dem Verdampfungsabschnitt 130 hindurchgeht ohne ein Ausführen eines Wärmeaustauschs mit dem Betriebsfluid.
  • Der Katalysatorbeibehaltungsmodus wird eingestellt, wenn die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 gleich ist oder höher ist als der erste Schwellenwert Tc1 und niedriger ist als ein zweiter Schwellenwert Tc2 nach dem Start des Betriebs des Motors 102. Der zweite Schwellenwert Tc2 wird hier eingestellt auf Basis von einer oberen Grenztemperatur des Heizwiderstands des Katalysators 105. In dem Katalysatorbeibehaltungsmodus ist das Modusschaltventil 170 offen um einen Ventilöffnungsgrad L1, so dass die Wärmerückgewinnungseffizienz verbessert werden kann, während die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 zumindest auf dem ersten Schwellenwert Tc1 beibehalten werden kann. In dem Katalysatorbeibehaltungsmodus strömt somit das Betriebsfluid von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdampfungsabschnitt 130 um eine Strömungsmenge, welche eingestellt ist durch den Ventilöffnungsgrad L1 von dem Modusschaltventil 170. In dem Katalysatorbeibehaltungsmodus wird daher die Wärme des Abgases an das Betriebsfluid abgestrahlt, welches durch den Verdampfungsabschnitt 130 strömt um die Strömungsmenge entsprechend zu dem Ventilöffnungsgrad L1. Das Abgas, welches durch den Abgasdurchlass 131 hindurchgeht, kann somit durch das Betriebsfluid gekühlt werden, welches durch die Verdampfungsrohre 132 strömt, so dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 zumindest auf dem ersten Schwellenwert Tc1 beibehalten werden kann.
  • Der Katalysatorkühlmodus wird eingestellt, wenn die erfasste Katalysatortemperatur von dem Katalysatortemperatursensor 106 gleich ist oder höher ist als der zweite Schwellenwert Tc2 nach dem Betriebsstart des Motors 102. In dem Katalysatorkühlmodus ist das Modusschaltventil 170 offen um einen Ventilöffnungsgrad L2, welcher größer ist als der Ventilöffnungsgrad L1. Der Ventilöffnungsgrad L2 ist ein Ventilöff nungsgrad zum Halten der erfassten Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117, um niedriger zu sein als ein dritter Schwellenwert Tw3. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der dritte Schwellenwert Tw3 auf Basis einer eine Strahlung bzw. Abstrahlung erlaubenden Temperatur des Kühlers 113 derart eingestellt, dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger ist als der zweite Schwellenwert Tc2. Der zweite Schwellenwert Tc2 wird des Weiteren eingestellt auf Basis der oberen Grenztemperatur der Wärmewiderstandsfähigkeit des Katalysators 105. Der Ventilöffnungsgrad L2 des Modusschaltventils 170 wird eingestellt, um vorzugsweise zu berücksichtigen, dass die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 niedriger ist als der dritte Schwellenwert Tw3 im Vergleich dazu, dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger ist als der zweite Schwellenwert Tc2.
  • Im Katalysatorkühlmodus wird somit die Strömungsmenge von dem Betriebsfluid, welches vor dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdampfungsabschnitt 130 strömt, eingestellt auf Basis der Strömungsmenge, welche durch das Modusschaltventil 170 mit dem Ventilöffnungsgrad L2 strömt, und die Wärme des Abgases wird über das Betriebsfluid wiedergewonnen, welches durch den Verdampfungsabschnitt 130 strömt, durch die Strömungsmenge entsprechend zu dem Ventilöffnungsgrad L2, wobei dadurch das Abgas gekühlt wird. Das Abgas wird gekühlt, während es durch den Abgasdurchlass 131 in dem Verdampfungsabschnitt 130 hindurchgeht, so dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger ist als der zweite Schwellenwert Tc2. Das Kühlmittel wird des Weiteren auf eine Temperatur in dem Kondensationsabschnitt 140 erwärmt unter einem Empfangen von Wärme von dem Betriebsfluid, derart, dass die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 niedriger ist als der dritte Schwellenwert Tw3.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Die 5A bis 5E sind Zeitdiagramme, welche die Motorlast, den Ventilöffnungsgrad des Modusschaltventils 170, die Wärmerückgewinnungsmenge der Wärmerückgewinnungseinheit 120, die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 und die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 zeigen. Der Startpunkt der horizontalen Achse in den 5A bis 5E gibt einen Startzeitpunkt des Betriebs des Motors 102 an. In den 5A bis 5E gibt „a” eine Katalysatorheizperiode, „b” eine Motorheizperiode, „c” eine Katalysatorbeibehaltungsperiode und „d” eine Katalysatorkühlperiode an. Als nächstes wird der Betrieb der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 für die jeweiligen Perioden „a” bis „d” beschrieben werden.
  • (1) Katalysatorheizperiode „a”:
  • Die Katalysatorheizperiode „a” ist eine Zeitperiode von dem Startzeitpunkt des Betriebs des Motors 102 zu einem Zeitpunkt, in welchem die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 den ersten Schwellenwert Tc1 erreicht. Das bedeutet, die Katalysatorheizperiode „a” ist eine Zeitperiode, für welche der Katalysatorheizmodus durch die Steuerungseinheit 180 eingestellt ist.
  • Unmittelbar nach dem Start des Betriebs des Motors 102 steigt die Motorlast an, wie es in der 5A gezeigt ist. Dann wird die Motorlast P1 auf eine Motorlast P1 in einem allgemeinen Betrieb eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist, da die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger ist als der erste Schwellenwert Tc1, der Katalysatorheizmodus eingestellt. In dem Katalysatorheizmodus wird der Ventilöffnungsgrad des Modusschaltventils 170 auf null gestellt, wie es in der 5B gezeigt ist, und das Betriebsfluid strömt nicht von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdampfungsabschnitt 130. Die Menge an rückgewonnener Wärme von der Wärmerückgewinnungseinheit 120 ist daher im Wesentlichen null, wie es durch die durchgezogene Linie der 5C gezeigt ist.
  • Da die Menge an rückgewonnener Wärme von der Wärmerückgewinnungseinheit 120 null ist, geht das Abgas durch den Abgasdurchlass 131 von dem Verdampfungsabschnitt 130 hindurch, ohne einer Wärmerückgewinnung unterzogen zu werden, und strömt zu dem Katalysator 105 mit einem Zustand hoher Temperatur. Ein Zunahmeverhältnis (Gradient) der erfassten Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 während der Katalysatorheizperiode „a” wird daher größer werden im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel, in welchem die Strömungsmenge des Betriebsfluids reduziert wird auf niedriger als ein vorherbestimmter Wert. In den 5C und 5D gibt die punktgestrichelte Linie das Vergleichsbeispiel an.
  • In der Katalysatorheizperiode „a” der vorliegenden Ausführungsform wird des Weiteren die erfasste Kühlmitteltemperatur graduell bzw. nach und nach erhöht durch die Wärme, welche von dem Motor 102 abgestrahlt wird, wie es in der 5E gezeigt ist.
  • (2) Motorheizperiode „b”:
  • Die Motorheizperiode „b” ist eine Zeitperiode von einem ersten Zeitpunkt, in welchem die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 den ersten Schwellenwert Tc1 erreicht hat, bis zu einem zweiten Zeitpunkt, in welchem die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 eine geeignete Temperatur für das Heizen des Motors 102 ist und einen vierten Schwellenwert Tw4 erreicht hat. Der vierte Schwellenwert Tw4 entspricht einer Temperatur zum Starten der Abstrahlung an dem Kühler 113. Die Motorheizperiode „b” ist eine Zeitperiode, für welche der Katalysatorbeibehaltungsmodus eingestellt ist.
  • In der Motorheizperiode „b” wird die Motorlast in dem Zustand der Motorlast P1 in dem allgemeinen Betrieb gehalten, wie es in der 5A gezeigt ist. In diesem Fall ist, da die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 gleich ist oder höher ist als der erste Schwellenwert Tc1 und niedriger ist als der zweite Schwellenwert Tc2, der Katalysatorbeibehaltungsmodus eingestellt, so dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 bei dem ersten Schwellenwert Tc1 gehalten wird, wie es durch die durchgezogene Linie in der 5D gezeigt ist. Das heißt, um die erfasste Kapazitätstemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 auf dem ersten Schwellenwert Tc1 zu halten, wird der Ventilöffnungsgrad des Modusschaltventils 170 von dem geschlossenen Zustand (d. h. null Öffnungsgrad) auf den Ventilöffnungsgrad L1 erhöht. Da das Modusschaltventil 170 von dem geschlossenen Zustand geöffnet wird, wird die Rückgewinnungsmenge an Wärme von der Wärme rückgewinnungseinheit 120 erhöht auf die Wärmerückgewinnungsmenge Q1 aufgrund des Ventilöffnungsgrads L1, wie es in der 5C gezeigt ist. In der Motorheizperiode „b” wird somit, wie es in der 5E gezeigt ist, das Zunahmeverhältnis (Gradient) der erfassten Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 größer aufgrund der Menge an rückgewonnener Wärme, welche durch den Verdampfungsabschnitt 130 zurückgewonnen wird, im Vergleich zu derjenigen in der Katalysatorheizperiode „a”.
  • Dementsprechend wird in der Motorheizperiode „b” das Zunahmeverhältnis der erfassten Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 größer, wobei dadurch das Heizen des Motors 102 erleichtert wird.
  • (3) Katalysatortemperaturbeibehaltungsperiode „c”:
  • Die Katalysatortemperaturbeibehaltungsperiode „c” ist eine Zeitperiode von einem Zustand, in welchem die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 den vierten Schwellenwert Tw4 erreicht, bis zu einem Zustand, in welchem die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 den zweiten Schwellenwert Tc2 erreicht. Die Katalysatortemperaturbeibehaltungsperiode „c” ist auch in der Zeitperiode enthalten, für welche der Katalysatorbeibehaltungsmodus durch die Steuerungseinheit 180 eingestellt ist, ähnlich zu der Motorheizperiode „b”.
  • In der Katalysatortemperaturbeibehaltungsperiode „c” wird die Motorlast bei der Motorlast P1 in dem allgemeinen Betrieb beibehalten, wie es in der 5A gezeigt ist, und der Katalysatorbeibehaltungsmodus wird eingestellt, so dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 zumindest auf dem ersten Schwellenwert Tc1 gehalten wird, wie es in der 5D gezeigt ist. Daher wird der Ventilöffnungsgrad auf dem Ventilöffnungsgrad L1 gehalten, und die Menge an zurückgewonnener Wärme wird aufrechterhalten auf der Wärmerückgewinnungsmenge Q1. In der Katalysatortemperaturbeibehaltungsperiode „c” wird, wenn die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 höher wird als der vierte Schwellenwert Tw4, die Ventileinheit 115, welche aus einem Thermostat hergestellt ist, geöffnet, so dass eine Wärmestrahlung bei dem Kühler 113 gestartet wird, und dadurch kann die er fasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 im Wesentlichen auf dem vierten Schwellenwert Tw4 gehalten werden.
  • (4) Katalysatorkühlperiode „d”:
  • Die Katalysatorkühlperiode „d” ist eine Zeitperiode von einem Zustand, in welchem die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 erhöht wird auf den zweiten Schwellenwert Tc2, bis zu einem Zustand, in welchem die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 reduziert wird auf und gehalten wird bei einer Temperatur niedriger als der zweite Schwellenwert Tc2, während die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 auf einer Temperatur niedriger als der dritte Schwellenwert Tw3 gehalten wird. Das heißt, die Katalysatorkühlperiode „d” ist eine Zeitperiode, für welche der Katalysatorkühlmodus durch die Steuerungseinheit 180 eingestellt ist.
  • Wie es in der 5A gezeigt ist, wird unmittelbar vor dem Start der Katalysatorkühlperiode „d” die Motorlast auf eine Motorlast P2 erhöht, welche eine höhere Motorlast ist als die Motorlast P1 in dem allgemeinen Betrieb. Während der Katalysatorkühlperiode „d” wird dann der Motorbetrieb mit der hohen Motorlast fortgesetzt. Unmittelbar vor dem Start der Katalysatorkühlperiode „d” wird dementsprechend die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 von dem ersten Schwellenwert Tc1 auf den zweiten Schwellenwert Tc2 erhöht. Da die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 erhöht wird auf den zweiten Schwellenwert Tc2 in einem Startzeitpunkt der Katalysatorkühlperiode „d”, wird der Katalysatorkühlmodus eingestellt, und der Ventilöffnungsgrad des Modusschaltventils 170 wird von dem Ventilöffnungsgrad L1 auf den Ventilöffnungsgrad L2 erhöht, und dadurch wird die Menge an rückgewonnener Wärme von der ersten Wärmerückgewinnungsmenge Q1 auf die zweite Wärmerückgewinnungsmenge Q2 erhöht. Die zweite Wärmerückgewinnungsmenge Q2 ist eine Wärmemenge, welche durch die Wärmerückgewinnungseinheit 120 zurückgewonnen wird, wenn das Modusschaltventil 170 um den Ventilöffnungsgrad L2 geöffnet wird, und wird derart eingestellt, dass die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 niedriger ist als der dritte Schwellenwert Tw3.
  • Als ein Ergebnis wird in einem frühen Zeitpunkt von dem Start der Katalysatorkühlperiode „d” der Ventilöffnungsgrad des Modusschaltventils 170 von dem Ventilöffnungsgrad L1 zu dem Ventilöffnungsgrad L2 erhöht, und die Menge an rückgewonnener Wärme von der Wärmerückgewinnungseinheit 120 wird von der ersten Wärmerückgewinnungsmenge Q1 auf die zweite Wärmerückgewinnungsmenge Q2 erhöht, wobei dadurch die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 auf eine Temperatur reduziert wird, die niedriger ist als der zweite Schwellenwert Tc2, jedoch höher ist als der erste Schwellenwert Tc1. In diesem Zeitpunkt wird die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 erhöht auf eine Temperatur niedriger als der dritte Schwellenwert Tw3, um auf einer Temperatur niedriger als der dritte Schwellenwert Tw3 und höher als der vierte Schwellenwert Tw4 gehalten zu werden.
  • In der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, da der Verdampfungsabschnitt 130 angeordnet ist, um fähig zu sein zu einem Kühlen des Katalysators 105, sie den Katalysator 105 daran hindern, übermäßig erwärmt bzw. erhitzt zu werden. In dem Katalysatorheizmodus strömt des Weiteren, da die Wärmeaustauschmenge zwischen dem Betriebsfluid und dem Abgas in dem Verdampfungsabschnitt 130 der Wärmerückgewinnungseinheit 120 im Wesentlichen null ist, das Abgas zu dem Katalysator 105, ohne in dem Verdampfungsabschnitt 130 mit Wärme bestrahlt zu werden. Es ist daher möglich, ein frühes Aufheizen des Katalysators 105 auszuführen. Da die Strömungsmenge des Betriebsfluids in dem Verdampfungsabschnitt 130 während des Katalysatorheizmodus im Wesentlichen null ist, kann des Weiteren die Menge an Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Abgas, welche einem Wärmeaustausch unterzogen werden über das Betriebsfluid, im Wesentlichen auf null gebracht werden, wobei dadurch ein Sieden des Kühlmittels verhindert wird. Als ein Ergebnis kann die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 sowohl ein frühzeitiges Heizen des Katalysators 105 als auch die Verhinderung eines Siedens des Kühlmittels in dem Katalysatorheizmodus verwirklichen. Das heißt, in dem Katalysatorheizmodus der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 kann das Heizen des Katalysators 105 erleichtert werden, während das Kühlmittel am Sieden gehindert werden kann.
  • Gemäß der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform strömt in dem Katalysatorkühlmodus, da die Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdampfungsabschnitt 130 strömt, erhöht wird, so dass eine Wärmeaustauschmenge zwischen dem Betriebsfluid und dem Abgas in dem Verdampfungsabschnitt 130 erhöht wird, das Abgas, nachdem es um einen großen Betrag in dem Verdampfungsabschnitt 130 einem Wärmeaustausch unterzogen wurde, zu dem Katalysator 105. Es ist somit möglich, ein Überhitzen des Katalysators 105 zu verhindern. Des Weiteren wird die Strömungsmenge des Betriebsfluids derart erhöht, dass die Temperatur des Kühlmittels gesteuert wird, um niedriger zu sein als der dritte Schwellenwert Tw3, wobei dadurch ein übermäßiges Erhitzen des Kühlmittels verhindert wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, sowohl die übermäßige Erwärmung bzw. Erhitzung des Katalysators 105 als auch die übermäßige Erwärmung des Kühlmittels zu verhindern.
  • Gemäß der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Katalysatorbeibehaltungsmodus die Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdampfungsabschnitt 130 strömt, eingestellt, wobei dadurch die Wärmeaustauschmenge zwischen dem Betriebsfluid und der Abgaswärme in dem Verdampfungsabschnitt 130 eingestellt wird, so dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 auf der ersten Schwellenwerttemperatur Tc1 gehalten wird. Die Wärmerückgewinnungsmenge des Abgases in dem Verdampfungsabschnitt 130 kann daher beliebig gesteuert werden, und die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 kann auf eine Temperatur gleich zu oder höher als der erste Schwellenwert Tc1 und niedriger als der zweite Schwellenwert Tc2 eingestellt werden, wobei dadurch eine Verschlechterung des Katalysators 105 reduziert wird.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, weil der Verdampfungsabschnitt 130 in dem Abgasrohr 103 stromabwärts von dem Auspuffkrümmer 104 in einer Strömungsrichtung des Abgases angeordnet ist, das Betriebsfluid in dem Verdampfungsabschnitt 130 in wirksamer Weise einem Wärmeaustausch mit dem Abgas unterzogen werden, welches von dem Auspuffkrümmer 104 in dem Abgasrohr 103 strömt.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 200 gemäß einem Beispiel einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die 6 beschrieben werden. In der 6 sind die Teile, welche ähnlich sind oder entsprechend sind zu denjenigen der ersten Ausführungsform, durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet, und die detaillierte Erläuterung von ihnen wird weggelassen.
  • Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 200 umfasst eine Wärmerückgewinnungseinheit 220, welche einen Verdampfungsabschnitt 230 umfasst, in welchem ein Betriebsfluid fähig ist, durch ein Absorbieren von Wärme von dem Abgas verdampft zu werden, und den Kondensationsabschnitt 140. Der Verdampfungsabschnitt 230 ist auf einer Oberfläche von dem Abgasrohr 103 an einer Position zwischen dem Auspuffkrümmer 104, welcher an einer Endseite von dem Abgasrohr 103 angeordnet ist, und dem Katalysator 105 in dem Abgasrohr 103 angeordnet. Der Verdampfungsabschnitt 230 ist angeordnet, um eine äußere Wandoberfläche von dem Abgasrohr 103 an einem Abschnitt zu bedecken, so dass das Abgas, welches in dem Abgasrohr 103 strömt, und das Betriebsfluid des Verdampfungsabschnitts 230 einem Wärmeaustausch unterzogen werden. Das verdampfte Betriebsfluid strömt von dem Verdampfungsabschnitt 230 zu dem Kondensationsabschnitt 140, um in dem Kondensationsabschnitt 140 kondensiert zu werden, und das kondensierte Betriebsfluid strömt zu dem Verdampfungsabschnitt 230 von dem Kondensationsabschnitt 140 über das Modusschaltventil 170.
  • Sogar bei der Struktur der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform können der Katalysatorheizmodus, der Katalysatorbeibehal tungsmodus und der Katalysatorkühlmodus selektiv ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eingestellt werden. Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 200 kann daher sowohl das frühe Heizen des Katalysators 105 als auch die Verhinderung eines Siedens des Kühlmittels in dem Katalysatorheizmodus realisieren. Das heißt, in dem Katalysatorheizmodus der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 200 kann das Heizen des Katalysators 105 erleichtert werden, während das Kühlmittel am Sieden gehindert werden kann.
  • Da der Verdampfungsabschnitt 230 an der äußeren Wandoberfläche des Abgasrohres 103 angeordnet ist, ist der Verdampfungsabschnitt 230 als ein Wärmeisolationsabschnitt des Abgasrohres 103 in Bezug auf die äußere Luft angepasst. Wenn die äußere Lufttemperatur in der Wintersaison oder ähnlichem niedrig ist, kann er das Abgas somit darin beschränken, an dem Abschnitt gekühlt zu werden, wo der Verdampfungsabschnitt 230 angeordnet ist. Da der Verdampfungsabschnitt 230 ausgestaltet werden kann ohne ein Verwenden der Verdampfungsrohre 132 der ersten Ausführungsform, kann er des Weiteren die Abgaswärme von dem Abgas daran hindern, durch die Verdampfungsrohre 132 absorbiert zu werden.
  • Bei dem Beispiel der 6 durchdringt das Abgasrohr 103 den Verdampfungsabschnitt 230, so dass das Betriebsfluid, welches in dem Verdampfungsabschnitt 230 außerhalb von dem Abgasrohr 103 strömt, einem Wärmeaustausch mit dem Abgas unterzogen wird, das in dem Abgasrohr 103 strömt. Die Strömungsrichtung des Abgases, welches durch das Abgasrohr 103 im Inneren des Verdampfungsabschnitts 230 geht, wird entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Verdampfungsabschnitts 230 gemacht, der außerhalb von dem Abgasrohr 103 in dem Verdampfungsabschnitt 230 strömt. Der Verdampfungsabschnitt 230 und der Kondensationsabschnitt 140 können unter Verwenden eines Verdampfungsrohres und eines Kondensationsrohres derart verbunden werden, dass das verdampfte Betriebsfluid von dem Verdampfungsabschnitt 230 zu dem Kondensationsabschnitt 140 strömt unter Verwenden des Verdampfungsrohres und das kondensierte Betriebsfluid von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdamp fungsabschnitt 130 unter Verwenden des Kondensationsrohres über das Modusschaltventil 170 strömt.
  • Bei der zweiten Ausführungsform sind die anderen Teile der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 200 ähnlich zu denjenigen der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 300 gemäß einem Beispiel einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die 7 beschrieben werden. In der 7 sind die ähnlichen oder entsprechenden Teile zu denjenigen der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet, und die detaillierte Erläuterung von diesen wird weggelassen.
  • Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 300 umfasst eine Wärmerückgewinnungseinheit 320, die einen Verdampfungsabschnitt 330 umfasst, in welchem ein Betriebsfluid fähig ist, durch ein Absorbieren von Wärme von dem Abgas verdampft zu werden, und den Kondensationsabschnitt 140. Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist der Verdampfungsabschnitt 230 an der Oberfläche des Abgasrohres 103 an einer Position zwischen dem Auspuffkrümmer 104 und dem Katalysator 105 angeordnet. Bei der dritten Ausführungsform ist jedoch die Wärmerückgewinnungseinheit 320 an der Oberfläche des Auspuffkrümmers 104 angeordnet, welcher ein Endabschnitt von dem Abgasrohr 103 ist. Der Verdampfungsabschnitt 330 ist angeordnet, um den Auspuffkrümmer 104 zu bedecken, so dass das Abgas in dem Auspuffkrümmer 104 und das Betriebsfluid in dem Verdampfungsabschnitt 330 einem Wärmeaustausch unterzogen werden. Das verdampfte Betriebsfluid strömt von dem Verdampfungsabschnitt 330 zu dem Kondensationsabschnitt 140, um in dem Kondensationsabschnitt 140 kondensiert zu werden, und das kondensierte Betriebsfluid strömt zu dem Verdampfungsabschnitt 330 von dem Kondensationsabschnitt 140 über das Modusschaltventil 170.
  • Selbst bei der Struktur der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform können der Katalysatorheizmodus, der Katalysatorbeibehaltungsmodus oder der Katalysatorkühlmodus selektiv ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eingestellt werden. Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 300 kann daher sowohl das frühzeitige Heizen des Katalysators 105 als auch die Verhinderung eines Siedens des Kühlmittels in dem Katalysatorheizmodus realisieren. Das heißt, in dem Katalysatorheizmodus der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 300 kann das Heizen des Katalysators 105 erleichtert werden, während das Kühlmittel am Sieden gehindert werden kann.
  • Da der Verdampfungsabschnitt 330 an der äußeren Wandoberfläche des Auspuffkrümmers 104 angeordnet ist, ist der Verdampfungsabschnitt 330 als ein Wärmeisolationsabschnitt des Auspuffkrümmers 104 mit Bezug auf die Außenluft angepasst. Bei der vorliegenden Ausführungsform strömt das Abgas, welches die höchste Temperatur aufweist, durch den Auspuffkrümmer 104, und die äußere Wandoberfläche des Auspuffkrümmers 104 wird durch den Verdampfungsabschnitt 330 bedeckt. Sogar wenn die Außenlufttemperatur in der Wintersaison oder ähnlichem niedrig ist, kann er somit das Abgas darin beschränken, an dem Auspuffkrümmer 104 gekühlt zu werden.
  • Da der Verdampfungsabschnitt 330 ausgestaltet werden kann ohne ein Verwenden der Verdampfungsrohre 132 der ersten Ausführungsform, kann er des Weiteren die Abgaswärme des Abgases daran hindern, von den Verdampfungsrohren 132 absorbiert zu werden.
  • Bei dem Beispiel der 7 wird der Verdampfungsabschnitt 330 mit einem Verdampfungsdurchlass versehen, welcher den Auspuffkrümmer 104 bedeckt. Des Weiteren sind der Verdampfungsabschnitt 330 und der Kondensationsabschnitt 140 unter einem Verwenden eines Verdampfungsrohres und eines Kondensationsrohres derart verbunden, dass das verdampfte gasförmige Kältemittel von dem Verdampfungsabschnitt 330 zu dem Kondensationsabschnitt 140 strömt unter Verwenden des Verdampfungsrohres und das kondensierte Betriebsfluid von dem Kondensationsabschnitt 140 zu dem Verdamp fungsabschnitt 330 unter einem Verwenden des Kondensationsrohres über das Modusschaltventil 170 strömt.
  • Bei der dritten Ausführungsform sind die anderen Teile der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 300 ähnlich zu denjenigen der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 400 gemäß einem Beispiel einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die 8 beschrieben werden. In der 8 sind die ähnlichen oder entsprechenden Teile zu denjenigen der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet, und die detaillierte Erläuterung von diesen wird weggelassen.
  • Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 400 umfasst eine Wärmerückgewinnungseinheit 420, die mit einem Verdampfungsabschnitt 430 versehen ist, in welchem ein Betriebsfluid fähig ist, unter einem Absorbieren von Wärme von dem Abgas verdampft zu werden, und dem Kondensationsabschnitt 140. Der Verdampfungsabschnitt 430 ist an einer Oberfläche des Abgasrohres 103 an einer Position angeordnet, an welcher der Katalysator 105 in dem Abgasrohr 103 gehalten ist. Der Verdampfungsabschnitt 430 ist angeordnet, um eine äußere Wandoberfläche des Abgasrohres 103 an dem Abschnitt zu bedecken, wo der Katalysator 105 in dem Abgasrohr 103 gehalten ist, so dass das Abgas, welches durch den Katalysator 105 in dem Abgasrohr 103 strömt, und das Betriebsfluid des Verdampfungsabschnitts 430 einem Wärmeaustausch unterzogen werden. Das verdampfte Betriebsfluid strömt von dem Verdampfungsabschnitt 430 zu dem Kondensationsabschnitt 140, um in dem Kondensationsabschnitt 140 kondensiert zu werden, und das kondensierte Betriebsfluid strömt zu dem Verdampfungsabschnitt 430 von dem Kondensationsabschnitt 140 über das Modusschaltventil 170.
  • Selbst bei der Struktur der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 400 gemäß der vierten Ausführungsform können der Katalysatorheizmodus, der Katalysatorbeibehaltungsmodus oder der Katalysatorkühlmodus selektiv ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eingestellt werden. Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 400 kann daher sowohl das frühe Heizen des Katalysators 105 als auch die Verhinderung eines Siedens des Kühlmittels in dem Katalysatorheizmodus realisieren. Das heißt, in dem Katalysatorheizmodus der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 400 kann das Heizen des Katalysators 105 erleichtert werden, während das Kühlmittel am Sieden gehindert werden kann.
  • Der Verdampfungsabschnitt 430 ist stromabwärts von dem Auspuffkrümmer 104 an der äußeren Wandoberfläche des Abgasrohres 103 an der Halteposition angeordnet, wo der Katalysator 105 in dem Abgasrohr 103 gehalten wird. Der Verdampfungsabschnitt 430 kann daher nahe an dem Katalysator 105 angeordnet werden, wobei dadurch in geeigneter und unmittelbarer Art und Weise die Katalysatortemperatur gesteuert wird, selbst wenn sich die Temperatur des Katalysators 105 stark ändert. Der Verdampfungsabschnitt 430 kann des Weiteren angepasst werden als ein Wärmeisolationsabschnitt des Abgasrohres 103 mit Bezug auf die Außenluft. Da der Verdampfungsabschnitt 430 ohne ein Verwenden der Verdampfungsrohre 132 der ersten Ausführungsform ausgestaltet werden kann, kann er zusätzlich die Abgaswärme des Abgases daran hindern, von den Verdampfungsrohren 132 absorbiert zu werden, ähnlich zu der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform.
  • Bei der vierten Ausführungsform sind die anderen Teile der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 400 ähnlich zu denjenigen der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, sei es angemerkt, dass dem Fachmann des Gebiets verschiedene Änderungen und Modifikationen deutlich werden.
  • Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind zum Beispiel der Katalysator 105 und der Verdampfungsabschnitt 130 angeordnet, um separat voneinander zu sein. Der Katalysator 105 kann jedoch integral mit dem Verdampfungsabschnitt 130 angeordnet bzw. ausgebildet sein. Der Katalysator 105 kann zum Beispiel an den Rippen 134 gehalten werden, welche in dem Verdampfungsabschnitt 130 vorgesehen sind. In diesem Fall können, da der Katalysator 105 in dem Verdampfungsabschnitt 130 integral mit dem Verdampfungsabschnitt 130 angeordnet ist, die Wärmerückgewinnungseinheit 120 und der Katalysator 105 leicht an dem Abgasrohr 103 montiert werden.
  • Bei der oben beschriebenen vierten Ausführungsform kann der Katalysator 105 integral mit dem Verdampfungsabschnitt 430 an dem Halteabschnitt der Abgasrohre 103 angeordnet werden, wo der Katalysator 105 gehalten wird.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Katalysatortemperatursensor 106 in dem Katalysator 105 als ein Katalysatortemperatursensor angeordnet. Als der Katalysatortemperatursensor können jedoch andere Mittel oder Vorrichtungen zum Erfassen der Temperatur des Katalysators 105 verwendet werden. Ein Abgastemperatursensor kann zum Beispiel angeordnet werden, um die Temperatur des Abgases an einer Position unmittelbar stromaufwärts von dem Katalysator 105 zu erfassen, wobei dadurch die Temperatur des Katalysators 105 bestimmt wird. Alternativ ist ein stromaufwärtiger Abgastemperatursensor angeordnet, um eine erste Temperatur des Abgases an einer Position unmittelbar stromaufwärts von dem Katalysator 105 zu erfassen, und ein stromabwärtiger Abgastemperatursensor ist angeordnet, um eine zweite Temperatur des Abgases an einer Position unmittelbar stromabwärts von dem Katalysator 105 zu erfassen, und der Mittelwert der erfassten ersten und zweiten Temperatur kann verwendet werden als das Katalysatortemperatursignal S2, welches in die Steuerungseinheit 180 einzugeben ist.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Kühlmitteltemperatursensor 117 an dem Kühlmittelauslassabschnitt des Motors 102 angeordnet. Jedoch kann ein allgemein bekannter Kühlmitteltemperatursensor verwendet werden, um zu einem Erfassen der Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmitteldurchlass 111 fähig zu sein.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Ventilöffnungsgrad L2 des Modusschaltventils 170 derart eingestellt, dass die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 niedriger wird als der dritte Schwellenwert Tw3 vorzugsweise, im Vergleich dazu, dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger wird als der zweite Schwellenwert Tc2. Jedoch ist das Einstellen des Ventilöffnungsgrads L2 des Modusschaltventils 170 nicht auf das Obige beschränkt. Der Ventilöffnungsgrad L2 des Modusschaltventils 170 kann zum Beispiel derart eingestellt werden, dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger wird als der zweite Schwellenwert Tc2 vorzugsweise, im Vergleich dazu, dass die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 niedriger wird als der dritte Schwellenwert Tw3. Alternativ kann der Ventilöffnungsgrad L2 des Modusschaltventils 170 derart eingestellt werden, dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger wird als der zweite Schwellenwert Tc2, ohne Rücksicht auf die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117. Der zweite Schwellenwert Tc2 wird hier eingestellt auf Basis der oberen Grenztemperatur der Wärmewiderstandsfähigkeit des Katalysators 105, und der dritte Schwellenwert Tw3 wird auf Basis der zulässigen Strahlungstemperatur des Kühlers 113 derart eingestellt, dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger ist als der zweite Schwellenwert Tc2.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Ventilöffnungsgrad L2 größer eingestellt als der Ventilöffnungsgrad L1, wie es in der 5B gezeigt ist. Der Ventilöffnungsgrad L2 für das Modusschaltventil 170 kann jedoch geringer eingestellt werden als der Ventilöffnungsgrad L1, derart, dass die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 niedriger wird als der dritte Schwellenwert Tw3. Der Ventilöffnungsgrad L2 für das Modusschaltventil 170 kann alternativ geringer eingestellt werden als der Ventilöffnungsgrad L1, derart, dass die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger wird als der zweite Schwellenwert Tc2. Alternativ kann der Ventilöffnungsgrad L2 des Modusschaltventils 170 kleiner eingestellt werden als der Ventilöffnungsgrad L1, derart, dass die erfasste Kühlmitteltemperatur des Kühlmitteltemperatursensors 117 niedriger wird als der dritte Schwellenwert Tw3 und die erfasste Katalysatortemperatur des Katalysatortemperatursensors 106 niedriger wird als der zweite Schwellenwert Tc2.
  • Derartige Änderungen und Modifikationen sollen als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend verstanden werden, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme aus dem Abgas eines Motors (102), wobei die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung aufweist: einen Katalysator (105), welcher angeordnet ist, um das Abgas zu reinigen; eine Wärmerückgewinnungseinheit (120, 220, 320, 420), welche umfasst: einen Verdampfungsabschnitt (130, 230, 330, 430), welcher ausgestaltet ist, um ein Betriebsfluid zu verdampfen, das darin strömt, unter einem Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Betriebsfluid und dem Abgas, und ausgestaltet ist, um fähig zu sein, den Katalysator zu kühlen, einen Kondensationsabschnitt (140), der ausgestaltet ist, um das Betriebsfluid zu kühlen und zu kondensieren, welches von dem Verdampfungsabschnitt strömt, unter einem Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Betriebsfluid und einem Kühlmittel zum Kühlen des Motors, und einen Strömungseinstellabschnitt (170), welcher ausgestaltet ist zum Einstellen einer Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt strömt; einen Katalysatortemperatursensor (106), welcher angepasst ist zum Erfassen einer Temperatur des Katalysators; und eine Steuerungseinheit (180), welche ausgestaltet ist zum Einstellen eines Katalysatorheizmodus, wenn die Temperatur des Katalysators, welche durch den Katalysatortemperatursensor erfasst wird, niedriger ist als ein erster Schwellenwert (Tc1), wobei die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu bringt, die Strömungsmenge des Betriebsfluids von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt auf null in dem Katalysatorheizmodus einzustellen.
  2. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit ausgestaltet ist zum Einstellen eines Katalysatorkühlmodus, wenn die Temperatur des Katalysators, welche von dem Katalysatortemperatursensor erfasst wird, höher ist als ein zweiter Schwellenwert (Tc2), welcher größer ist als der erste Schwellenwert (Tc1), und die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu bringt, die Strömungsmenge des Betriebsfluids in dem Katalysatorkühlmodus derart einzustellen, dass die Temperatur des Katalysators, welche von dem Katalysatortemperatursensor erfasst wird, gleich wird zu oder höher wird als der erste Schwellenwert (Tc1) und niedriger als der zweite Schwellenwert (Tc2).
  3. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend einen Kühlmitteltemperatursensor (117), welcher ausgestaltet ist zum Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels, wobei die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu bringt, die Strömungsmenge des Betriebsfluids von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt derart einzustellen, dass die Temperatur des Kühlmittels, welche durch den Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, niedriger ist als ein dritter Schwellenwert (Tw3) in dem Katalysatorkühlmodus.
  4. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuerungseinheit ausgestaltet ist zum Einstellen eines Katalysatorbeibehaltungsmodus, wenn die Temperatur des Katalysators, welche von dem Katalysatortemperatursensor erfasst wird, gleich ist zu oder höher ist als der erste Schwellenwert (Tc1) und niedriger ist als der zweite Schwellenwert (Tc2), und die Steuerungseinheit den Strömungseinstellabschnitt dazu bringt, die Strömungsmenge des Betriebsfluids in dem Katalysatorbeibehaltungsmodus derart einzustellen, dass die Temperatur des Katalysators, welche von dem Katalysatortemperatursensor erfasst wird, an den ersten Schwellenwert (Tc1) angenähert wird.
  5. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verdampfungsabschnitt in einem Abgasrohr (103), in welchem das Abgas des Motors strömt, an einer Position stromabwärts von einem Auspuffkrümmer (104) angeordnet ist, welcher an einem Endabschnitt von dem Abgasrohr angrenzend zu dem Motor positioniert ist.
  6. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verdampfungsabschnitt an einer äußeren Oberfläche von einem Abgasrohr angeordnet ist, in welchem das Abgas des Motors strömt.
  7. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verdampfungsabschnitt an einer äußeren Oberfläche von einem Auspuffkrümmer (104) angeordnet ist, welcher an einem Endabschnitt von einem Abgasrohr (103) angrenzend zu dem Motor positioniert ist.
  8. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Verdampfungsabschnitt an der Oberfläche des Abgasrohres an einer Position angeordnet ist, an welcher der Katalysator in dem Abgasrohr gehalten ist.
  9. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Katalysator integral mit dem Verdampfungsabschnitt ausgebildet ist.
  10. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Wärmerückgewinnungseinheit vom Typ Wärmeübertragungsrohr ist, welche ein Verdampfungsrohr umfasst, durch welches das verdampfte Betriebsfluid von dem Verdampfungsabschnitt in den Kondensationsabschnitt strömt, und ein Kondensationsrohr, durch welches das kondensierte Betriebsfluid des Kondensationsabschnitts zu dem Verdampfungsabschnitt strömt, und der Strömungseinstellabschnitt angeordnet ist, um die Strömungsmenge des Betriebsfluids, welches von dem Kondensationsabschnitt zu dem Verdampfungsabschnitt über das Kondensationsrohr strömt, einzustellen.
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