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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung.
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2. Stand der Technik
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Verfahren zur Erhöhung der Motor-Kühlmitteltemperatur mit Hilfe der Abgaswärme eines Motors sind bereits bekannt. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2007-100665 (
JP 2007-100665 A ) offenbart beispielweise eine Abgasdurchgangsstruktur/einen Abgasdurchgangsaufbau für eine Brennkraftmaschine beziehungsweise einen Verbrennungsmotor mit einem Thermostat in einer Kühlmittelleitung in der stromabwärts gelegenen Seite des Kühlers eines Motors. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-312884 (
JP 2006-312884 A ) offenbart eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung, welche einen Wärmeaustauschpfad aufweist, der mit einem Wärmetauscher und einem Bypass-Pfad versehen ist, welcher am Wärmetauscher vorbeiführt und durch die Steuerung eines im Bypass-Pfad angeordneten Ventilelements einen Strömungsweg für ein Abgas wechselt/schaltet. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2008-101481 (
JP 2008-101481 A ) offenbart eine Abgassystemstruktur, bei der sich durch eine Wärmeausdehnung eines Wachses eine Druckstange ausdehnt, wobei sich im Fall, dass ein Kühlmittel eine bestimmte Temperatur erreicht oder überschreitet, ein Ventil des Wärmetauschers in einer vollständig geöffneten Position befinden soll.
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Wenn der Wechsel zwischen Durchführung und Nicht-Durchführung der Abgaswärmerückgewinnung (Betrieb, der es der Abgaswärme erlaubt, auf ein Wärmemedium beziehungsweise einen Wärmeträger wie ein Kühlmittel einzuwirken) wie oben beschrieben von der Kühlmitteltemperatur abhängig ist, bezeichnet man den Wechsel als „Wechsel basierend auf der Kühlmitteltemperatur”. Mit anderen Worten, es besteht Raum für Verbesserungen um den Wechsel zwischen Rückgewinnung und Nicht-Rückgewinnung der Abwärme unter anderen Voraussetzungen als der Kühlmitteltemperatur zu ermöglichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung ermöglicht einen Wechsel zwischen Durchführung und Nicht-Durchführung einer Abgaswärmerückgewinnung bei verringertem Einfluss der Wärme eines Wärmeträgers.
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Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung mit einer ersten Leitung, in der ein Abgas von einem Motor strömt, einer von der ersten Leitung abzweigenden zweiten Leitung und mit einer Wärmerückgewinnungseinheit, welche es dem Abgas ermöglicht, auf einen Wärmeträger einzuwirken, einem Ventilteil, welches die Strömungsrate des Abgases zur zweiten Leitung einstellt, und einem Antriebsteil, welches so angeordnet ist, dass es keinen Kontakt zum Strömungspfad für den Wärmeträger hat und mit Energie versorgt wird, um ein Wachs zu erwärmen, wodurch dessen Volumen verändert und dadurch das Ventilteil angetrieben wird.
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In dieser Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung wird das Antriebsteil mit Energie versorgt, um das Wachs zu erwärmen, das Wachsvolumen zu ändern, und das Ventilteil anzutreiben. Die Strömungsrate des Abgases vom Motor zur zweiten Leitung wird durch das Antreiben des Ventilteils eingestellt. Die zweite Leitung ist mit einer Wärmerückgewinnungseinheit versehen. Wenn die Strömungsrate des Abgases zur zweiten Leitung erhöht wird, kann eine größere Menge an Abgaswärme auf den Wärmeträger (zum Beispiel, ein Motor-Kühlmittel) einwirken.
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Das Antriebsteil ist so angeordnet, dass es keinen Kontakt mit dem Strömungspfad für den Wärmeträger hat. Dementsprechend kann ein Einfluss der Wärme vom Wärmeträger auf die Volumenänderung des Wachses verringert werden. Das Antreiben des Ventils kann durch die von der Energieversorgung und des Erhitzens verursachte Volumenänderung des Wachses gesteuert werden, so dass ein Wechsel zwischen Durchführung und Nicht-Durchführung der Abgaswärmerückgewinnung möglich ist.
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Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung kann ein Wärmeübertragungsteil enthalten, das die Wärme von einer Wärmequelle zum Wachs überträgt.
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Das Wachs kann erwärmt werden, indem die Wärme von der Wärmequelle genutzt wird. Somit kann ein Stromverbrauch für die Energieversorgung reduziert und/oder abgestellt werden, wenn ein ausgedehnter Zustand des Wachses aufrecht erhalten werden soll.
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Die Wärmequelle kann die erste Leitung sein.
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In diesem Fall kann die Wärme des Abgases, das durch die erste Leitung strömt, effizient zum Wachs übertragen werden.
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Das Wärmeübertragungsteil kann einen das Wachs umgebenden Umgebungsabschnitt haben.
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Wenn das Wärmeübertragungsteil das Wachs umgibt, kann die Wärme effizienter auf das Wachs übertragen werden als in einer Struktur, in der das Wachs nicht umgeben ist. „Umgeben” bezieht sich somit auf einen Zustand in dem ein Teil, welches das Wachs aufnimmt, von einer geschlossenen Kurvenform oder einer geschlossenen Oberflächenform umgeben ist.
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Das Antriebsteil kann konfiguriert sein, um das Ventilteil zu steuern, so dass eine Temperaturzunahme des Wachses die Strömungsrate des Abgases zur zweiten Leitung reduziert.
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In einem Zustand, in dem die Temperatur des Wachses ansteigt, ist die Strömungsrate des Abgases zur zweiten Leitung gering. Mit anderen Worten, kann das Erwärmen des Wachses durch die Wärme des Wärmeträgers effizient ergänzt/aufgebessert werden und der elektrische Stromverbrauch reduziert werden, in einem Zustand, in dem die Menge der Wärmerückgewinnung durch die Wärmerückgewinnungseinheit gering ist.
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Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung kann ein Wärmeisolationsteil enthalten, welches das Wachs von dem Äußeren beziehungsweise der Außenseite isoliert.
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Das Wachs ist durch das Wärmeisolationsteil von dem Äußeren beziehungsweise der Außenseite isoliert, wodurch ein Einfluss auf die Volumenänderung des Wachses durch eine externe Wärme reduziert werden kann.
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Gemäß der Erfindung mit der oben beschriebenen Gestaltung, kann ein Einfluss der Wärme des Wärmeträgers reduziert und der Wechsel zwischen Durchführung und Nicht-Durchführung der Abgaswärmerückgewinnung ermöglicht werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Eigenschaften, Vorteile, sowie technische und industrielle Bedeutung der exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden in Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und worin:
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1 eine schematische Konfigurationszeichnung zeigt, die eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
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2 eine Schnittdarstellung der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
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3 eine Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie 3-3 in 2 der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung abbildet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
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Eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 12 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist in 1 dargestellt. Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 12 hat eine erste Leitung 16, in der ein Abgas von einem Motor 14 strömt. In der folgenden Beschreibung mit „stromaufwärts” und „stromabwärts” bezeichnete Begriffe beziehen sich auf „stromaufwärts” und „stromabwärts” in (einer) Strömungsrichtung (Pfeilrichtung F1) des Abgases.
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Ein (Abgas-)Katalysator 15, der eine bestimmte Komponente aus dem Abgas entfernt, ist in der ersten Leitung 16 angeordnet. Eine zweite Leitung 18 zweigt von der ersten Leitung 16 an einem Verzweigungsabschnitt 20 auf der stromabwärts befindlichen Seite des Katalysators 15 ab. Die zweite Leitung 18 verbindet sich mit der ersten Leitung 16 an einem Verbindungsabschnitt 22 auf der stromabwärts befindlichen Seite des Verzweigungsabschnitts 20. Eine Wärmerückgewinnungseinheit 26 ist in der zweiten Leitung 18 angeordnet. Ein Teil der ersten Leitung 16 zwischen dem Verzweigungsabschnitt 20 und dem Verbindungsabschnitt 22 ist ein Nebenstrompfad 24, auf dem das Abgas die Wärmerückgewinnungseinheit 26 umgeht.
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Ein Kühlmittel für den Motor 14 zirkuliert und wird gekühlt durch eine Zirkulationsleitung 28 zwischen dem Motor 14 und einem Kühler 30. Eine Rückgewinnungsleitung 32 zweigt von der Zirkulationsleitung 28 ab. Ein Teil des Kühlmittels, das in die Zirkulationsleitung 28 strömt, wird durch die Rückgewinnungsleitung 32 zur Wärmerückgewinnungseinheit 26 geleitet und kann zusätzlich von der Wärmerückgewinnungseinheit 26 zur Zirkulationsleitung 28 zurückkehren. Das Kühlmittel strömt in die Rückgewinnungsleitung 32 und die Wärmerückgewinnungseinheit 26, und daher sind die Rückgewinnungsleitung 32 und die Wärmerückgewinnungseinheit 26 Strömungspfade des Kühlmittels. Im in 1 dargestellten Beispiel ist ein Heizgerät 33, welches das Kühlmittel erwärmt, gegebenenfalls in der Rückgewinnungsleitung 32 angeordnet.
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Ein Ventilteil 34 ist im Nebenstrompfad 24 (Position zwischen dem Verzweigungsabschnitt 20 und dem Verbindungsabschnitt 22) der ersten Leitung 16 angeordnet. Das Ventilteil 34 wird von einem Aktuator/Stellglied 36 (später beschrieben) angetrieben und zwischen einer geschlossenen Position, die in den 1 und 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, und einer offenen Position, die in den 1 und 2 mit Strichzweipunktlinien dargestellt ist, bewegt. An der geschlossenen Position verkleinert das Ventilteil 34 eine Strömungspfad-Querschnittsfläche des Nebenstrompfades 24 (wenn auch das Ventilteil 34 den Nebenstrompfad 24 nicht komplett verschließen muss), und somit strömt das meiste Abgas in die zweite Leitung 18. An der offenen Position ermöglicht das Ventilteil 34 der Strömungspfad-Querschnittsfläche des Nebenstrompfades 24 größer zu sein als an der geschlossenen Position, und somit ist die Abgasmenge, die durch die zweite Leitung 18 strömt, gering.
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Der Aktuator 36 ist mit einem Montagemittel (nicht dargestellt) auf der ersten Leitung 16 montiert, wobei er keinen Kontakt zu den Strömungspfaden hat, in denen das Motor-Kühlmittel strömt, welche die Rückgewinnungsleitung 32 und die Wärmerückgewinnungseinheit 26 sind.
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Wie im Detail in 2 dargestellt, hat der Aktuator 36 ein Gehäusegrundkörper 38, der mit einem ersten Gehäuse 40 und einem zweiten Gehäuse 42 versehen ist. Das erste Gehäuse 40 besitzt einen rohrförmigen Abschnitt 40A und einen unteren Abschnitt/Bodenabschnitt 40B (in dem ein Einsteckloch 44 (später beschrieben) ausgebildet ist) und weist eine zylindrische Form auf. Das zweite Gehäuse 42 besitzt ebenfalls einen rohrförmigen Abschnitt 42A und einen unteren Abschnitt/Bodenabschnitt 42B und weist eine zylindrische Form auf. Jeweilige Flanschabschnitte 40F und 42F des ersten Gehäuses 40 und des zweiten Gehäuses 42 sind miteinander verbunden um den Gehäusegrundkörper 38 mit einer im Wesentlichen zylindrischen äußeren Gesamtform zu bilden.
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Ein innerer Abschnitt des Gehäusegrundkörpers 38 ist durch eine elastische Trennwand 47 in einen ersten Raum 46 auf der Seite des ersten Gehäuses 40 und eine zweiten Raum 48 auf der Seite des zweiten Gehäuses 42 aufgeteilt. Eine Stange 50, die aus dem Einsteckloch 44 vorrücken und sich zum Einsteckloch 44 zurückziehen kann, ist im ersten Raum 46 angeordnet.
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Eine um eine Drehspindel(spindle) 52A rotierende Konvertierungsscheibe 52 ist an der Spitze der Stange 50 angeordnet. Ein Haltebereich 54 auf einer Seite der Stange 50 hält einen Haltebolzen/Haltestift 56 der Konvertierungsscheibe 52.
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Ein Ende 34A der einen Seite (obere Seite in 2) des Ventilteils 34 ist an der Konvertierungsscheibe 52 befestigt. Wenn die Stange 50 in eine Pfeilrichtung M1 bewegt wird (vorrückt), dreht sich die Konvertierungsscheibe 52 in eine Pfeilrichtung R1 und das Ventilteil 34 wird, wie durch einen Pfeil B1 dargestellt, in die offene Position bewegt (geschwenkt). Im Gegensatz dazu dreht sich die Konvertierungsscheibe 52 in eine Pfeilrichtung R2 und das Ventilteil 34 wird, wie durch einen Pfeil B2 dargestellt, in die geschlossene Position bewegt (geschwenkt), wenn die Stange 50 in eine Pfeilrichtung M2 bewegt wird (zurückzieht). In anderen Worten, konvertiert die Konvertierungsscheibe 52 eine Linearbewegung der Stange 50 in eine Rotationsbewegung (Schwenkung) des Ventilteils 34.
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Das andere Ende der Stange 50 ist an eine Halterung 58 montiert. Eine Feder 60 ist zwischen der Halterung 58 und des Bodenabschnitts 40B des ersten Gehäuses 40 angeordnet. Die Feder 60 spannt die Stange 50 mithilfe der Halterung 58 in der Pfeilrichtung M2 vor (die Richtung, in welche sich die Stange in das erste Gehäuse 40 zurückzieht).
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Ein beweglicher Stift 64 ist in dem zweiten Raum 48 des Aktuators 36 angeordnet und der zweite Raum 48 des Aktuators 36 ist mit Wachs 62 gefüllt. Ein Ende des beweglichen Stifts 64 ist an der elastischen Trennwand 47 befestigt. Ein Heizelement 66 ist im zweiten Raum 48 angeordnet. Das Heizelement 66 generiert Wärme, wenn das Heizelement 66 durch das Hauptkabel 68 zur Energieversorgung bestromt wird. Das Wachs 62 ist ein flüssiges Teil, das eine vorbestimmte Viskosität aufweist und das Volumen des Wachses 62 nimmt als Ergebnis eines durch Heizen verursachten Temperaturanstiegs zu. Die elastische Trennwand 47 ermöglicht eine Volumenänderung des Wachses 62 und verhindert ein Auslaufen des Wachses 62 aus dem zweiten Raum 48.
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Wenn das Volumen des Wachses 62 zunimmt, dehnt sich die elastische Trennwand 47 geringfügig aus, das Volumen des zweiten Raums 48 nimmt zu, und der bewegliche Stift 64 wird in die Pfeilrichtung M1 bewegt. Anschließend drückt der bewegliche Stift 64 die Stange 50 mittels der elastischen Trennwand 47 in die Pfeilrichtung M1 und die Stange 50 wird in die Pfeilrichtung M1 bewegt.
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Im Gegensatz dazu schrumpft die elastische Trennwand 47 geringfügig, das Volumen des zweiten Raums 48 nimmt ab, und der bewegliche Stift 64 wird in die Pfeilrichtung M2 bewegt, wenn das Volumen des Wachses 62 abnimmt. Der bewegliche Stift 64 schiebt die Stange 50 nicht und somit wird die Stange 50 mit einer Kraft der Feder 60 in die Pfeilrichtung M2 bewegt.
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Ein Wärmeübertragungsteil 70 ist an den Nebenstrompfad 24 der ersten Leitung 16 und den Aktuator 36 montiert. Wie auf den Zeichnungen, inklusive 3, im Detail dargestellt sind das Wärmeübertragungsteil 70, das eine Struktur aufweist, in der ein teilweise zylindrischer Wärmeempfangsabschnitt 70A, der mit einem äußeren Umfang der ersten Leitung 16 in Kontakt ist, und ein ringförmiger Wärmeableitabschnitt 70B, der den rohrförmigen Abschnitt 42A des zweiten Gehäuses 42 umgibt, durch einen Verbindungsabschnitt 70C miteinander verbunden.
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Das Wärmeübertragungsteil 70 besteht aus einem Material, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt, wie beispielsweise Metall. Der Wärmeempfangsabschnitt 70A nimmt die Wärme von der ersten Leitung 16 auf und die Wärme wird vom Wärmeableitabschnitt 70B zum zweiten Gehäuse 42 abgeleitet. Auf diese Weise überträgt das Wärmeübertragungsteil 70 die Abgaswärme auf das Wachs 62.
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Im in 2 dargestellten Beispiel ist der Wärmeempfangsabschnitt 70A so angeordnet, dass er mit dem Flanschabschnitt 42F des zweiten Gehäuses 42 in Kontakt ist, und ein Rasseln/Klappern des Wärmeempfangsabschnitts 70A gegen das zweite Gehäuse 42 unterdrückt wird.
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Ein Wärmeisolationsteil 72 ist außen am rohrförmigen Abschnitt 42A und am Bodenabschnitt 42B des zweiten Gehäuses 42 angeordnet. Im, in den 2 und 3 dargestellten Beispiel umgeht das Wärmeisolationsteil 72 den Wärmeableitabschnitt 70B des Wärmeübertragungsteils 70, bedeckt jedoch im Wesentlichen einen gesamten Bereich des rohrförmigen Abschnitts 42A und einen im Wesentlichen gesamten Bereich des Bodenabschnitts 42B. Das Wärmeisolationsteil 72 besteht beispielsweise aus einem porösen Harzmaterial und isoliert das Innere (Wachs 62) und das Äußere des zweiten Raums 48 voneinander.
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Als nächstes wird ein Effekt dieser Ausführungsform beschrieben.
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Das Wachsvolumen 62 nimmt in einem Zustand in dem der Aktuator 36 bestromt wird, zu. Folglich wird der bewegliche Stift 64 in die Pfeilrichtung M1 bewegt und schiebt die Stange 50 in die Pfeilrichtung M1. Die Stange 50 wird entgegen einer Vorspannkraft der Feder 60 in die Pfeilrichtung M1 bewegt (rückt vor), und somit schwenkt das Ventilteil 34 in die offene Position.
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In einem Zustand, in dem das Ventilteil 34 an geöffneter Position ist, vergrößert sich die Strömungspfad-Querschnittsfläche des Nebenstrompfades 24 der ersten Leitung 16 und eine große Menge Abgas strömt durch den Nebenstrompfad 24. Dementsprechend ist der Erwärmeffekt des Motor-Kühlmittels für einen Temperaturanstieg durch die Wärme des Abgases in der Wärmerückgewinnungseinheit 26 gering.
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Im Gegensatz dazu dehnt sich das Wachs 62 in einem Zustand, in dem der Aktuator 36 nicht bestromt wird, nicht aus. Dementsprechend schiebt der bewegliche Stift 64 die Stange 50 nicht in Pfeilrichtung M1. Die Stange 50 wird durch die Vorspannkraft der Feder 60 in die Pfeilrichtung M2 bewegt (zieht zurück), und somit ist das Ventilteil 34 an geschlossener Position.
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In einem Zustand, in dem das Ventilteil 34 an geschlossener Position ist, ist die Strömungspfad-Querschnittsfläche des Nebenstrompfades 24 der ersten Leitung 16 klein und das meiste Abgas strömt in die zweite Leitung 18. In der Wärmerückgewinnungseinheit 26 ist es der Abgaswärme möglich, auf das Motor-Kühlmittel einzuwirken, das Motor-Kühlmittel wird erwärmt, und ein Temperaturanstiegseffekt ist groß. Im Fall, dass das Motor-Kühlmittel eine niedrige Temperatur hat, kann somit die Temperatur des Motor-Kühlmittels effizient gesteigert werden, in dem der Aktuator 36 bestromt und die Abgaswärme genutzt wird.
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In dieser Ausführungsform ist der Aktuator 36 ohne Kontakt zu den Strömungspfaden angeordnet, in denen das Motor-Kühlmittel strömt (die Rückgewinnungsleitung 32 und die Wärmerückgewinnungseinheit 26). Im Vergleich zu einer Struktur, in der der Aktuator 36 mit den Strömungspfaden in Kontakt ist, in denen das Motor-Kühlmittel strömt, hat die Wärme des Motor-Kühlmittels einen geringeren Einfluss auf die Volumenänderung (insbesondere Volumenzunahme) des Wachses 62. So kann die Nicht-Rückgewinnung und die Rückgewinnung der Abgaswärme unabhängig von der Temperatur des Motor-Kühlmittels eingestellt werden, durch Wechseln zwischen Energieversorgung/Bestromen und Nicht-Energieversorgung/Nicht-Bestromen des Aktuators 36 in jedem Zustand.
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Zusätzlich hat der Aktuator 36 in dieser Ausführungsform keinen Kontakt mit den Strömungspfaden für das Motor-Kühlmittel, und somit muss der Aktuator 36 nicht gegen das Motor-Kühlmittel abgedichtet sein. Dadurch, dass es nicht zwingend erforderlich ist, eine Struktur gegen Wasser- oder Kühlmitteleintritt abzudichten, kann dies zur Gewichtsreduzierung und Kostenreduzierung bei der Abgasrückgewinnungsvorrichtung 12 beitragen. Zusätzlich kann die Zuverlässigkeit und die Langlebigkeit verbessert werden, da der Aktuator 36 mit keiner Feuchtigkeit in Kontakt ist.
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Insbesondere ist in dieser Ausführungsform das Wärmeübertragungsteil 70 vorhanden, und somit ist es möglich, dass die Wärme der ersten Leitung 16 über das Wärmeübertragungsteil 70 auf das Wachs 62 einwirkt. Folglich kann der Stromverbrauch, um den Aktuator 36 zu bestromen/mit Energie zu versorgen, in einem Fall reduziert und/oder abgestellt werden, in dem beispielweise ein Zustand, in dem das Volumen des Wachses 62 vergrößert ist, erhalten werden soll.
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Eine Wärmequelle für die Wärme, die durch das Wärmeübertragungsteil 70 auf das Wachs 62 einwirken kann, ist nicht auf die oben beschriebene erste Leitung 16 beschränkt. Mit anderen Worten, kann ein von der ersten Leitung 16 verschiedenes Teil, das eine hohe Wärmeenergie besitzt, als Wärmequelle genutzt werden. Eine Abgasleitung, so wie die erste Leitung 16 ist ein Teil, das im Vorhinein in einem Fahrzeug vorhanden ist, und somit kann die Wärme des in der ersten Leitung 16 strömenden Abgases effizient auf das Wachs 62 übertragen werden, ohne dass ein neues Teil als Wärmquelle hinzugefügt werden muss.
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Die Wärme, die vom Abgas erhalten wird, kann auf das Wachs 62 einwirken, selbst wenn das Wärmeübertragungsteil 70 eine Struktur aufweist, die einen Wärmeableitabschnitt 70B besitzt, der das Wachs 62 außerhalb des zweiten Gehäuses 42 umgibt, und nicht das Wachs 62 (direkt) umgibt, insofern beispielsweise das Wärmeübertragungsteil 70 mit dem zweiten Gehäuse 42 in Kontakt ist. Wenn der Wärmeableitabschnitt 70B das Wachs 62 umgibt, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, kann die Wärme effizient auf das Wachs 62 übertragen werden.
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In dieser Ausführungsform ist das Ventilteil 34 an geöffneter Position, wie in 2 durch die Strichzweipunktlinie dargestellt und eine Strömungsrate des Abgases durch die zweite Leitung 18 ist gering in einem Zustand, in dem die Temperatur des Wachses 62 zunimmt. Mit anderen Worten kann das Erwärmen des Wachses 62 in einem Zustand, in dem die Menge an durch die Wärmerückgewinnungseinheit 26 zurückgewonnener Wärme gering ist (Zustand, in dem das Ventilteil 34 an geöffneter Position gehalten wird), ergänzt werden durch die Wärme der ersten Leitung 16, und das Ventilteil 34 kann effizient an geöffneter Position gehalten werden. Das kann dazu beitragen den Stromverbrauch durch den Aktuator 36 zu reduzieren und/oder abzustellen.
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Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform ein Wärmeisolationsteil 72 vorhanden. Das Wachs 62 wird durch das Wärmeisolationsteil 72 vom Äußeren isoliert, und somit ist ein Einfluss von externer Wärme auf die Volumenänderung des Wachses 62 gering. Somit ist der Einfluss der Wärme von der ersten Leitung 16, der zweiten Leitung 18, der Wärmerückgewinnungseinheit 26 und dergleichen gering.
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Bis auf das Wärmeübertragungsteil 70 ist der Aktuator 36 von Luft umgeben, insbesondere um das Wärmeisolationsteil 72 herum. Die Luft hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Wasser. Dementsprechend kann die Temperatur des Wachses 62 in einer kürzeren Zeitperiode erhöht werden als in einer Struktur, in der der Aktuator 36 mit dem Motor-Kühlmittel in Kontakt ist, und die Stange 50 kann mit der gleichen Menge an Stromeingangsleistung schneller bewegt werden und mehr/weiter bewegt werden.
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Da die Temperatur des Wachses 62 durch das Wärmeisolationsteil 72 gehalten wird, kann der Stromverbrauch reduziert werden, wenn der Aktuator 36 zur Volumenzunahme des Wachses 62 bestromt wird.
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Zusätzlich kann das zweite Gehäuse 42 vor Fremdkörpern und Stößen geschützt werden, da das Wachs 62 ringsum das zweite Gehäuse 42 angeordnet ist. Aus Sicht des Schutzes vor Fremdkörpern und Stößen wie oben beschrieben, kann das Wärmeisolationsteil 72 ebenfalls so angeordnet werden, dass es beispielweise die Umgebung des ersten Gehäuses 40 abdeckt.
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Ein Wärmeträger ist nicht auf das Motor-Kühlmittel beschränkt, und ein breites Spektrum an wärmeübertragenden Fluiden, wie beispielsweise Flüssigkeiten und Gase, können ebenfalls eingesetzt werden. Der Abgaswärme ist es möglich, mit der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 12 gemäß dieser Ausführungsform auf den Wärmeträger einzuwirken, so dass der Temperaturanstieg ausgeführt werden kann.
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Der oben beschriebene Aktuator 36 ist eine Struktur, die es dem abgedichteten Raum (zweiten Raum 48) im Gehäusegrundkörper 38 ermöglicht, mit dem Wachs 62 abgedichtet zu sein und dem beweglichen Stift 64 durch die Ausdehnung des Wachses 62 aufgrund von Erwärmung bewegt zu werden. Da die Volumenänderung des Wachses 62 (Flüssigkeit) als Antriebskraft für das Ventilteil 34, wie oben beschrieben, genutzt wird, kann eine größere Antriebskraft erreicht werden als beispielweise in einer Struktur, die einen Motor nutzt, und eine Struktur, in der die Antriebskraft durch die Volumenänderungen eines Gases in einem abgedichteten Raum (einem sogenannten Unterdruckaktuator) erreicht wird.
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Selbst wenn eine große Kraft vom Abgas in eine Öffnungsrichtung des Ventilteils 34 wirkt (Pfeilrichtung B1 in 2), ist es dem Ventilteil 34 möglich gegen diese Kraft in eine Schließrichtung (Pfeilrichtung B2 in 2) zu schwenken und das Ventilteil 34 gegen diese Kraft an der geschlossenen Position zu halten. Folglich, haben die Form und die Anordnung des Ventilteils 34 ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit. Ein sogenanntes Schwenkventil, mit einem Schwenkzentrum an einem Endabschnitt (Drehspindel(spindle) 52A) des, wie in 2 dargestellten Ventilteils 34 kann als Struktur des Ventilteils übernommen werden. Auch ein sogenanntes Drosselventil mit dem Schwenkzentrum im Zentrum des Ventilteils 34, wie in dieser Ausführungsform, kann übernommen werden.
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In dem Aktuator 36, der die Struktur aufweist, in der der bewegliche Stift 64 durch die Ausdehnung des Wachses 62 aufgrund von Erwärmung bewegt wird, kann der bewegliche Stift 64 viel bewegt werden, selbst im Fall, in dem ein unbeabsichtigter Temperaturwechsel auf das Wachs 62 einwirkt. In dieser Ausführungsform hat der Aktuator 36 keinen Kontakt zu den Strömungspfaden (Rückgewinnungsleitung 32 und Wärmerückgewinnungseinheit 26), in denen das Motor-Kühlmittel strömt, und somit ist die Wärmeeinwirkung des Motor-Kühlmittels auf die Volumenänderungen des Wachses 62 gering. Folglich kann eine fahrlässige Bewegung des beweglichen Stifts 64 und ein unbeabsichtigtes Schwenken des Ventilteils 34 unterbunden werden, und es ist eine Struktur erhältlich, in der das Schwenken des Ventilteils 34 sicher durch das Bestromen/die Energieversorgung des Aktuators 36 gesteuert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-100665 A [0002]
- JP 2006-312884 A [0002]
- JP 2008-101481 A [0002]
