DE102017205434A1 - Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung - Google Patents

Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102017205434A1
DE102017205434A1 DE102017205434.4A DE102017205434A DE102017205434A1 DE 102017205434 A1 DE102017205434 A1 DE 102017205434A1 DE 102017205434 A DE102017205434 A DE 102017205434A DE 102017205434 A1 DE102017205434 A1 DE 102017205434A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conduit
heat recovery
line
heat
recovery unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017205434.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Murata
Tadashi Nakagawa
Kazunari MATSUURA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2017018640A external-priority patent/JP6608857B2/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE102017205434A1 publication Critical patent/DE102017205434A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844Mechanical joints
    • F01N13/1855Mechanical joints the connection being realised by using bolts, screws, rivets or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung umfasst: eine erste Leitung, durch die Abgase von einem Motor strömen; eine zweite Leitung, die mit der ersten Leitung strömungstechnisch verbunden ist und die erste Leitung umgeht; eine Wärmerückgewinnungseinheit, die in der zweiten Leitung angeordnet ist und Wärme zwischen den Abgasen und Kühlwasser, das in der Wärmerückgewinnungseinheit zirkuliert, austauscht und die Wärme der Abgase rückgewinnt; und einen Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus, der an einem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet angeordnet ist und der eine Wärmeübertragung von der ersten Leitung zu der zweiten Leitung verhindert.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2012-247132 offenbarte Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung umfasst einen ersten Strömungsweg (eine erste Leitung), durch den Abgase eines Motors strömen, einen zweiten Strömungsweg (eine zweite Leitung), der von dem ersten Strömungsweg abzweigt, und eine Wärmerückgewinnungseinheit, die in dem zweiten Strömungsweg angeordnet ist. Ferner hat die Wärmerückgewinnungseinheit Ableitunslöcher, so dass die Menge an Kühlwasser, das strömungsaufwärtsseitig der Wärmerückgewinnungseinheit fließt, größer als die Menge an Kühlwasser ist, das strömungsabwärtsseitig der Wärmerückgewinnungseinheit fließt. Dadurch kann erreicht werden, dass das Kühlwasser in der Wärmerückgewinnungseinheit in Übereinstimmung mit dem Temperaturgradienten des Kühlwassers fließt.
  • In der oben beschriebenen Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung wird, da der erste Strömungsweg durch die Abgase, die durch den ersten Strömungsweg strömen, erwärmt wird, die Wärme des ersten Strömungswegs zu dem zweiten Strömungsweg übertragen, so dass die Temperatur des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit steigt. Insbesondere bleibt zum Beispiel dann, wenn der Motor gestoppt ist oder dergleichen, da ein Zirkulieren von Kühlwasser in der Wärmerückgewinnungseinheit gestoppt ist, das Kühlwasser in der Wärmerückgewinnungseinheit, so dass es möglich ist, dass das Kühlwasser, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, sieden wird. In diesem Fall ist zu befürchten, dass in der Wärmerückgewinnungseinheit anomale Geräusche auftreten, die durch das siedende Kühlwasser verursacht sind. Daher ist es wünschenswert, dass eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung so aufgebaut ist, dass sie dazu geeignet ist, ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit zu verhindern.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung bereit, die ein Sieden des Kühlwassers in einer Wärmerückgewinnungseinheit verhindern kann.
  • Eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine ersten Leitung, durch die Abgase von einem Motor strömen; eine zweiten Leitung, die mit der ersten Leitung strömungstechnisch verbunden ist und die erste Leitung umgeht; eine Wärmerückgewinnungseinheit, die in einem Inneren der zweiten Leitung angeordnet ist und Wärme zwischen den Abgasen und Kühlwasser, das in einem Inneren der Wärmerückgewinnungseinheit zirkuliert, austauscht und die Wärme der Abgase rückgewinnt; und einen Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus, der an einem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, angeordnet ist, und der eine Wärmeübertragung von der ersten Leitung zu der zweiten Leitung verhindert.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur ist die zweite Leitung mit der ersten Leitung, durch die Abgase von dem Motor strömen, strömungstechnisch verbunden, wobei die zweite Leitung die erste Leitung umgeht. Die Wärmerückgewinnungseinheit ist im Inneren der zweiten Leitung angeordnet. Dadurch erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen den Abgasen und dem Kühlwasser, das im Inneren der Wärmerückgewinnungseinheit zirkuliert, und Wärme der Abgase kann durch die Wärmerückgewinnungseinheit rückgewonnen werden.
  • Da die Abgase des Motors durch die erste Leitung strömen, wird die erste Leitung durch die Abgase erwärmt. Daher steigt, wenn Wärme der ersten Leitung zu der zweiten Leitung, die mit der ersten Leitung verbunden ist, übertragen wird, die Temperatur des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, durch die Wärme, die zu der zweiten Leitung übertragen wurde.
  • Hier ist der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus an dem Abschnitt angeordnet, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, und durch den Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus wird eine Übertragung von Wärme von der ersten Leitung zu der zweiten Leitung verhindert. Dadurch wird ein übermäßiger Temperaturanstieg der zweiten Leitung aufgrund der Wärme der ersten Leitung verhindert, so dass ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, verhindert wird.
  • In einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt ein Wärmeisolierungsmaterial, und die zweite Leitung ist über das Wärmeisolierungsmaterial mit der ersten Leitung verbunden.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur ist die zweite Leitung über das Wärmeisolierungsmaterial des Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus mit der ersten Leitung verbunden. Daher kann eine Übertragung von Wärme der ersten Leitung zu der zweiten Leitung durch das Wärmeübertragungsmaterial verhindert werden. Demzufolge kann durch eine einfache Struktur verhindert werden, dass das Kühlwasser siedet, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet.
  • In einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt ein Strömungsverbindungsloch, das ein Inneres der ersten Leitung mit dem Inneren der zweiten Leitung strömungstechnisch verbindet, an dem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, gebildet; und der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus umfasst: einen ersten Flansch, der an einem Umfangsrandabschnitt des Strömungsverbindungslochs der ersten Leitung gebildet und in Richtung einer Außenseite der ersten Leitung an einer Außenseite des Strömungsverbindungslochs zurückgebogen ist, und einen zweiten Flansch, der an dem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, gebildet und der mit dem ersten Flansch verbunden ist.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur ist ein Strömungsverbindungsloch, das das Innere der ersten Leitung mit dem Inneren der zweiten Leitung strömungstechnisch verbindet, in dem Abschnitt gebildet, der mit der ersten Leitung verbunden ist. Der erste Flansch, der den Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus bildet, ist an dem Umfangsrandabschnitt dieses Strömungsverbindungslochs gebildet. Der zweite Flansch, der den Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus bildet, ist an dem Abschnitt gebildet, der mit der zweiten Leitung verbunden ist. Der erste Flansch ist an der Außenseite der ersten Leitung in Richtung der Außenseite des Strömungsverbindungslochs zurückgebogen, und der zweite Flansch ist mit dem ersten Flansch verbunden. Daher kann der Wärmeübertragungsweg von der ersten Leitung zu der zweiten Leitung durch den ersten Flansch und den zweiten Flansch lang eingestellt werden. Dadurch kann ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, wirksam verhindert werden.
  • In einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus gemäß einem von dem ersten bis dem dritten Aspekt Schrauben und Muttern, und die erste Leitung und die zweite Leitung sind dadurch verbunden, dass sie durch Schrauben und Muttern aneinander befestigt sind.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur kann, da die erste Leitung und die zweite Leitung durch die Schrauben und Muttern des Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus fest verbunden sind, ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, durch eine noch einfachere Struktur verhindert werden. Insbesondere liegt, wenn die zweite Leitung durch Schrauben und Muttern direkt an der ersten Leitung befestigt ist, ein fester Sitz der befestigten Bereiche an dem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, vor, aber der Sitz ist relativ weniger fest in Bereichen, die nicht an dem Abschnitt befestigt sind, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet. Daher ist das Wärmeübertragungsvermögen der Bereiche, die nicht an dem Abschnitt befestigt sind, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, relativ niedrig. Dadurch kann eine Übertragung von Wärme der ersten Leitung zu der zweiten Leitung an den Bereichen, die nicht an dem Abschnitt befestigt sind, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, verhindert werden. Demzufolge ist ein übermäßiger Temperaturanstieg der zweiten Leitung durch die Wärme der ersten Leitung verhindert, so dass ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, durch eine noch einfachere Struktur verhindert werden kann.
  • In einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in jedem von dem ersten bis vierten Aspekt ein strömungsaufwärtsseitiger Endabschnitt und ein strömungsabwärtsseitiger Endabschnitt der zweiten Leitung mit der ersten Leitung verbunden.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur sind der strömungsaufwärtsseitige Endabschnitt und der strömungsabwärtsseitige Endabschnitt der zweiten Leitung mit der ersten Leitung so verbunden, dass die zweite Leitung parallel zu der ersten Leitung geschaltet ist. Dadurch kann die Wärmerückgewinnungseinheit, verglichen mit einer Struktur, in der die zweite Leitung und die Wärmerückgewinnungseinheit jeweils ringförmig auf der Außenseite der ersten Leitung angeordnet sind, kaum durch Strahlungswärme von der ersten Leitung beeinflusst werden. Demzufolge kann eine Struktur realisiert werden, die ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, verhindert.
  • In einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus gemäß dem fünften Aspekt an einem Abschnitt der ersten Leitung, der mit dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt verbunden ist, bzw. an einem weiteren Abschnitt der ersten Leitung, der mit dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt verbunden ist, angeordnet.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur wird die Übertragung von Wärme der ersten Leitung zu der Wärmerückgewinnungseinheit von der Strömungsaufwärtsseite und der Strömungsabwärtsseite der zweiten Leitung verhindert. Dadurch kann ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, sogar noch effizienter verhindert werden.
  • Eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine ersten Leitung, durch die Abgase von einem Motor strömen; eine zweiten Leitung, die von der ersten Leitung abzweigt und offen ist; eine Wärmerückgewinnungseinheit, die eine Rohrplatte umfasst, von der Seite der Rohrplatte an eine Öffnung der zweiten Leitung montiert ist, die Öffnung verschließt und Wärme zwischen den Abgasen und Kühlwasser, das in einem Inneren der Wärmerückgewinnungseinheit zirkuliert, austauscht und die Wärme der Abgase rückgewinnt; und einen Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus, der an einem Abschnitt, der die zweite Leitung mit der Wärmerückgewinnungseinheit verbindet, angeordnet ist und der eine Wärmeübertragung von der zweiten Leitung zu der Wärmerückgewinnungseinheit verhindert, wobei sich an einem Außenumfangsabschnitt der Wärmerückgewinnungseinheit ein Strömungsweg befindet, durch den Kühlwasser fließt, und wobei der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus einen Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte umfasst, der zusammen mit einem Öffnungsendabschnitt der zweiten Leitung an Außenwandoberflächen geschweißt ist, die den Strömungsweg bilden.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur ist die Wärmerückgewinnungseinheit an die zweite Leitung montiert, die offen ist und von der ersten Leitung abzweigt, durch die Abgase von dem Motor strömen, um so die Öffnung der zweiten Leitung zu verschließen. Dadurch erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen den Abgasen und dem Kühlwasser, das in der Wärmerückgewinnungseinheit zirkuliert, und Wärme der Abgase kann durch die Wärmerückgewinnungseinheit rückgewonnen werden.
  • Da die Abgase des Motors durch die erste Leitung und der zweite Leitung strömen, werden die erste Leitung und die zweite Leitung durch die Abgase erwärmt. Daher steigt, wenn Wärme der ersten Leitung und der zweite Leitung, die mit der zweiten Leitung verbunden ist, zu der Wärmerückgewinnungseinheit übertragen wird, die Temperatur des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, durch diese Wärme.
  • Hier ist der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus, der eine Wärmeübertragung von der zweiten Leitung zu der Wärmerückgewinnungseinheit verhindert, an dem Abschnitt angeordnet, der die zweite Leitung mit der Wärmerückgewinnungseinheit verbindet. Insbesondere ist ein Strömungsweg, durch den Kühlwasser fließt, an dem Außenumfangsabschnitt der Wärmerückgewinnungseinheit angeordnet, und der Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte ist zusammen mit dem Öffnungsendabschnitt der zweiten Leitung an die Außenwandoberflächen, die diesen Strömungsweg bilden, geschweißt.
  • Demzufolge kann der Wärmeübertragungsweg von diesem Schweißabschnitt zu dem Kühlwasser im Inneren der Wärmerückgewinnungseinheit lang eingestellt werden, und ein übermäßiger Temperaturanstieg des Kühlwassers aufgrund der Wärme der zweiten Leitung kann verhindert werden. Daher kann ein Sieden des Kühlwassers verhindert werden. Ferner kann eine Verringerung der Verbindungsstärke an diesem Schweißabschnitt verhindert werden, da die Temperatur sofort nach dem Schweißen dieses Schweißabschnitts durch das Kühlwasser verringert werden kann.
  • In einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte gemäß dem siebten Aspekt in Richtung einer Strömungsaufwärtsseite in eine Richtung der Montageabfolge der Wärmerückgewinnungseinheit an die Öffnung der zweiten Leitung.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur erstreckt sich der Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte in Richtung einer Strömungsabwärtsseite in Richtung einer Montageabfolge der Wärmerückgewinnungseinheit an die Öffnung der zweiten Leitung. Daher kann, verglichen mit einer Struktur, in der sich der Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte nicht in Richtung einer Strömungsaufwärtsseite in Richtung einer Montageabfolge der Wärmerückgewinnungseinheit an die Öffnung der zweiten Leitung erstreckt, der Wärmeübertragungsweg von dem Schweißabschnitt zu dem Kühlwasser wirksam lange eingestellt werden, so dass ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet, wirksam verhindert werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend ausführlich auf der Grundlage der folgenden Figuren beschrieben, wobei:
  • 1 eine Querschnittsansicht ist, die Hauptabschnitte einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
  • 2 eine Zeichnung zur Erläuterung der in 1 gezeigten Gesamtstruktur der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung ist;
  • 3 eine Querschnittsansicht ist, die 1 entspricht und ein modifiziertes Beispiel des in 1 gezeigten Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus zeigt;
  • 4 eine Querschnittsansicht ist, die Hauptabschnitte einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 5 eine Querschnittsansicht ist, die Hauptabschnitte einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
  • 6 eine Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel zeigt, in dem der in 1 gezeigte Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus auf eine weitere Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung angewendet ist; und
  • 7 eine Querschnittsansicht ist, die Hauptabschnitte einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • (Erste Ausführungsform)
  • Nachfolgend ist eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Anschließend ist ein Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50, der auf die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 angewendet ist, beschrieben. Es ist zu beachten, dass es nachfolgend Fälle gibt, in denen die Strömungsaufwärtsseite und die Strömungsabwärtsseite in der Strömungsrichtung von Abgasen einfach als ”die Strömungsaufwärtsseite” und die ”Strömungsabwärtsseite” bezeichnet sind.
  • (Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10)
  • Wie es in 2 gezeigt ist, ist die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 eine Vorrichtung, die durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser, das sich in einer Wärmerückgewinnungseinheit 40 befindet, die weiter unten beschrieben ist, Wärme aus Abgasen eines Motors 12 eines Autos rückgewinnt und die Wärme zum Warmlaufen des Motors 12 und dergleichen verwendet.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 eine erste Leitung 20, die leitungsförmig ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Leitung 20 in der Form einer Leitung gebildet, indem durch Schweißen oder dergleichen Elemente verbunden werden, die in der Umfangsrichtung der ersten Leitung 20 geteilt (z. B. in zwei geteilt) worden sind. Ferner kann die äußere Form der ersten Leitung 20 kreisförmig oder rechteckig sein, und in der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Leitung 20 als rechteckige Leitung ausgelegt. Daher umfasst die erste Leitung 20 vier Seitenwände 20S. Ferner ist die erste Leitung 20, wie es in 2 gezeigt ist, mit dem Motor 12 verbunden und bildet einen Abgasweg der Abgase, die aus dem Motor 12 strömen. Es ist zu beachten, dass in 2 die Strömung der Abgase in der ersten Leitung 20 durch Pfeile A gezeigt ist. Ein Fahrzeugkatalysator 14, der strömungsaufwärtsseitig in dieser ersten Leitung 20 angeordnet ist, reinigt mittels eines darin aufgenommenen Katalysators durch ihn strömende Abgase.
  • Ferner ist eine zweite Leitung 30, die leitungsförmig ist, an einem Abzweigungsabschnitt 20A, der strömungsabwärtsseitig des Fahrzeugkatalysators 14 angeordnet ist, mit der ersten Leitung 20 verbunden. Insbesondere zweigt die zweite Leitung 30 an dem Abzweigungsabschnitt 20A von der ersten Leitung 20 ab, und die zweite Leitung 30 ist an einem Zusammenführungsabschnitt 20B, der strömungsabwärtsseitig des Abzweigungsabschnitts 20A an der ersten Leitung 20 angeordnet ist, mit der ersten Leitung 20 verbunden. Ferner verläuft die zweite Leitung 30 parallel zu der ersten Leitung 20 und bildet einen Abgasweg, der die erste Leitung 20 umgeht. Es ist zu beachten, dass, wie es in 1 gezeigt ist, ein Abzweigungsloch 22, das als ein ”Strömungsverbindungsloch” dient, das das Innere der ersten Leitung 20 mit dem Inneren der zweiten Leitung 30 strömungstechnisch verbindet, an dem Abzweigungsabschnitt 20A der ersten Leitung 20 in einer der Seitenwände 20S von den vier Seitenwänden 20S gebildet ist. Ferner ist ein Zusammenführungsloch 24, das als ein ”Strömungsverbindungsloch” dient, das das Innere der ersten Leitung 20 mit dem Inneren der zweiten Leitung 30 strömungstechnisch verbindet, an dem Zusammenführungsabschnitt 20B der ersten Leitung 20 gebildet.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, ist die Wärmerückgewinnungseinheit 40 an einer mittleren Position in der zweiten Leitung 30 angeordnet. Kühlwasser-Zirkulationswege 16, in denen Kühlwasser zwischen der Wärmerückgewinnungseinheit 40 und dem Motor 12 zirkuliert, sind mit der Wärmerückgewinnungseinheit 40 verbunden. Ferner wird durch Betätigen einer nicht dargestellten Wasserpumpe, die durch die Leistung des Motors 12 angetrieben wird, Kühlwasser durch die Kühlwasser-Zirkulationswege 16 zirkuliert (in 2 ist der Fluss des Kühlwassers durch Pfeile B gezeigt). Auf diese Weise kann die Wärmerückgewinnungseinheit 40 Wärme durch Transport von den Abgasen in das Kühlwasser durch Wärmeaustausch zwischen den Abgasen und dem Kühlwasser rückgewinnen und die Wärme zum Warmlaufen des Motors 12 und dergleichen nutzen.
  • Es ist zu beachten, dass dies eine Struktur ist, in der zum Beispiel unmittelbar nach dem Start des Motors 12 oder wenn der Zündschalter des Autos geöffnet und der Motor 12 gestoppt wird, kein Kühlwasser in den Kühlwasser-Zirkulationswegen 16 zirkuliert. Ferner ist dies eine Struktur, in der, wenn die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 auf ein Auto wie etwa ein Hybridauto angewendet wird, kein Kühlwasser in den Kühlwasser-Zirkulationswegen 16 zirkuliert, wenn der Motor 12 durch einen intermittierenden Betrieb des Motors 12 gestoppt ist.
  • Ferner ist ein Strömungsweg-Schaltventil 18 (ein Element, das im weitesten Sinne als ein ”Strömungsweg-Schaltventil” bezeichnet werden kann), das zum Öffnen und Schließen des Strömungswegs in der ersten Leitung 20 dient, in der ersten Leitung 20 zwischen dem Abzweigungsabschnitt 20A und dem Zusammenführungsabschnitt 20B angeordnet. Dies ist eine Struktur, in der das Strömungsweg-Schaltventil 18 durch eine nicht dargestellte ECU (Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung) gesteuert wird. Ferner wird durch das Strömungsweg-Schaltventil 18, das durch die Steuerung der ECU betätigt wird, der Strömungsweg zwischen dem Abzweigungsabschnitt 20A und dem Zusammenführungsabschnitt 20B durch das Strömungsweg-Schaltventil 18 geöffnet und geschlossen. Dies ist eine Struktur, in der zum Beispiel zum Warmlaufen des Motors 12 oder dergleichen der Strömungsweg zwischen dem Abzweigungsabschnitt 20A und dem Zusammenführungsabschnitt 20B durch das Strömungsweg-Schaltventil 18 geschlossen wird und es einen Abgaswärme-Rückgewinnungsmodus gibt, in dem ein Wärmeaustausch zwischen den Abgasen und dem Kühlwasser bei der Wärmerückgewinnungseinheit 40 durchgeführt wird (siehe die Position des Strömungsweg-Schaltventils 18, das durch die zwei-Punkte-gestrichelte Linie in 1 und 2 gezeigt ist). Dies ist eine Struktur, in der andererseits, wenn der Abgaswärme-Rückgewinnungsmodus nicht vorliegt, der Strömungsweg zwischen dem Abzweigungsabschnitt 20A und dem Zusammenführungsabschnitt 20B durch das Strömungsweg-Schaltventil 18 geöffnet wird und es einen Normalmodus gibt, in dem die Abgase durch diesen Weg strömen (siehe die Position des Strömungsweg-Schaltventils 18, das durch die durchgezogene Linie in 1 und 2 gezeigt ist).
  • (Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50)
  • Nachfolgend ist der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50, der ein Hauptabschnitt der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, wird jeweils ein Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 auf die Abschnitte angewendet, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden. Bei den Abschnitten, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden, wird eine Übertragung von Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 durch die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 verhindert. Der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 umfasst einen Flansch 32 der zweiten Leitung, der als ein ”zweiter Flansch” dient, der an der zweiten Leitung 30 gebildet ist, mehrere Schrauben 52 und Schweißmuttern 54, die als ”Muttern” zum Befestigen der zweiten Leitung 30 an der ersten Leitung 20 dienen, und ein Wärmeisolierungsmaterial 56.
  • Die Flansche 32 der zweiten Leitung sind an einem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt 30A bzw. einem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 gebildet. Genauer gesagt sind die Flansche 32 der zweiten Leitung im Wesentlichen senkrecht in Richtung der Außenseiten der zweiten Leitung 30 gebogen und erstrecken sich über den gesamten Umfang in der Umfangsrichtung der zweiten Leitung 30. Ferner liegt der Flansch 32 der zweiten Leitung, der an dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt 30A der zweiten Leitung 30 gebildet ist, an der Außenseite der ersten Leitung 20 dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 in der ersten Leitung 20 gegenüber. Der Flansch 32 der zweiten Leitung, der an dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 gebildet ist, liegt an der Außenseite der ersten Leitung 20 dem Umfangsrandabschnitt des Zusammenführungslochs 24 in der ersten Leitung 20 gegenüber.
  • Im Inneren der ersten Leitung 20 sind die Schweißmuttern 54 mit der Plattendickenrichtung der Seitenwand 20S als ihrer axialen Richtung an dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 in der ersten Leitung 20 und in einem vorbestimmten Intervall in der Umfangsrichtung des Abzweigungslochs 22 angeordnet. Ferner sind im Inneren der ersten Leitung 20 die Schweißmuttern 54 an dem Umfangsrandabschnitt des Zusammenführungslochs 24 in der ersten Leitung 20 mit der Plattendickenrichtung der Seitenwand 20S als ihrer axialen Richtung und in einem vorbestimmten Intervall in der Umfangsrichtung des Zusammenführungslochs 24 angeordnet. Ferner erstrecken sich Durchführungslöcher 26 an Positionen durch die erste Leitung 20, die den Schweißmuttern 54 entsprechen. Ferner erstrecken sich Durchführungslöcher 32A an Positionen, die den Schweißmuttern 54 entsprechen, durch die oben beschriebenen Flansche 32 der zweiten Leitung.
  • Die Wärmeisolierungsmaterialien 56 sind aus Keramikfasern oder Glaswolle oder dergleichen und in Form von Rahmen entsprechend den Formen der Flansche 32 der zweiten Leitung 30 gebildet. Ferner sind die Wärmeisolierungsmaterialien 56 zwischen dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 in der ersten Leitung 20 und dem Flansch 32 der zweiten Leitung bzw. zwischen dem Umfangsrandabschnitt des Zusammenführungslochs 24 in der ersten Leitung 20 und dem Flansch 32 der zweiten Leitung angeordnet. Insbesondere sind die Flansche 32 der zweiten Leitung über die Wärmeisolierungsmaterialien 56 mit der ersten Leitung 20 verbunden. Ferner erstrecken sich Durchführungslöcher 56A durch die Wärmeisolierungsmaterialien 56 an Positionen, die den Schweißmuttern 54 entsprechen. Die Schrauben 52 erstrecken sich von außerhalb der ersten Leitung 20 durch die Durchführungslöcher 32A der Flansche 32 der zweiten Leitung, die Durchführungslöcher 56A der Wärmeisolierungsmaterialien 56 und die Durchführungslöcher 26 der ersten Leitung 20 und sind in die Schweißmuttern 54 geschraubt. Dadurch sind die Flansche 32 über die Wärmeisolierungsmaterialien 56 an der zweiten Leitung 20 befestigt, und der strömungsaufwärtsseitige Endabschnitt 30A und der strömungsabwärtsseitige Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 sind mit der ersten Leitung 20 verbunden.
  • Nachfolgend sind Arbeitsweisen und Effekte der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 strömen, wenn das Strömungsweg-Schaltventil 18 den Strömungsweg zwischen dem Abzweigungsabschnitt 20A und dem Zusammenführungsabschnitt 20B durch die ECU gesteuert schließt, Abgase von dem Abzweigungsloch 22 der ersten Leitung 20 in die zweite Leitung 30. Ferner erfolgt ein Austausch der Wärme der Abgase, die in die zweite Leitung 30 strömen, mit dem Kühlwasser, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit befindet 40. Dadurch wird die Wärme der Abgase über die Wärmerückgewinnungseinheit 40 rückgewonnen.
  • Da die Abgase des Motors 12 durch die erste Leitung 20 strömen, wird die erste Leitung 20 durch die Abgase erwärmt. Ferner wird, wenn die Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30, die mit der ersten Leitung 20 verbunden ist, übertragen wird, das Kühlwasser, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 befindet, die in der zweiten Leitung 30 angeordnet ist, durch diese Wärme erwärmt, so dass die Temperatur des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 steigt. Wenn dann das Kühlwasser, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 befindet, sieden würde, wäre zu befürchten, dass durch das siedende Kühlwasser in der Wärmerückgewinnungseinheit 4 ein anomales Geräusch entstehen würde.
  • In der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 sind die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 an den Abschnitten angeordnet, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden. Die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 umfassen die Wärmeisolierungsmaterialien 56, die zwischen der ersten Leitung 20 und den Flanschen 32 der zweiten Leitung, die an dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt 30A bzw. dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 gebildet sind, angeordnet sind. Daher kann an den Abschnitten, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden, eine Übertragung von Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 durch die Wärmeisolierungsmaterialien 56 verhindert werden. Dadurch kann ein übermäßiger Temperaturanstieg der zweiten Leitung 30 aufgrund der Wärme der ersten Leitung 20 und damit ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 verhindert werden. Dadurch können anomale Geräusche der Wärmerückgewinnungseinheit 40 durch siedendes Kühlwasser verhindert werden.
  • Insbesondere bleibt das Kühlwasser, wenn ein Zirkulieren des Kühlwassers in den Kühlwasser-Zirkulationswegen 16 gestoppt ist (nachdem der Motor 12 gestoppt ist oder bei einem intermittierenden Betrieb des Motors 12 in einem Hybridfahrzeug oder dergleichen), in der Wärmerückgewinnungseinheit 40. Daher ist in diesem Fall zu befürchten, dass die Temperatur des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 aufgrund der Wärme, die von der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 übertragen wird, leicht ansteigt. Um dem zu begegnen, sind in der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform, wie es oben beschrieben ist, die Wärmeisolierungsmaterialien 56 der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 an den Abschnitten angeordnet, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden. Daher kann eine Übertragung der Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 und damit ein übermäßiger Temperaturanstieg des Kühlwassers, das in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 bleibt, verhindert werden. Demzufolge kann, wenn die Zirkulation des Kühlwassers gestoppt ist, ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 wirksam verhindert werden.
  • Ferner wird, wie es oben beschrieben ist, in den Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 aufgrund der Wärmeisolierungsmaterialien 56, die zwischen der ersten Leitung 20 und den Flanschen 32 der zweiten Leitung 30 angeordnet sind, eine Wärmeübertragung an den Abschnitten, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden, verhindert. Daher kann durch eine einfache Struktur ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 verhindert werden.
  • Ferner ist in der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 die zweite Leitung 30 parallel zu der ersten Leitung 20 angeordnet und die Wärmerückgewinnungseinheit 40 in der zweiten Leitung 30 angeordnet. Insbesondere ist die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 eine so genannte parallele Struktur, in der die Wärmerückgewinnungseinheit 40 parallel zu der ersten Leitung 20 angeordnet ist. Daher können die Effekte einer Strahlungswärme der ersten Leitung 20 auf die Wärmerückgewinnungseinheit 40 verglichen mit einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung, die eine koaxiale Struktur hat, in der die zweite Leitung und die Wärmerückgewinnungseinheit ringförmig an der Außenseite der ersten Leitung 20 angeordnet sind, verhindert werden. Dadurch ist die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 eine Struktur, die wirksam verhindern kann, dass das Kühlwasser, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 befindet, siedet.
  • Ferner werden in der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 auf den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt 30A der zweiten Leitung 30 verbunden ist, bzw. auf den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 verbunden ist, angewendet. Daher kann eine Übertragung der Wärme der ersten Leitung 2Q von der strömungsaufwärts gelegenen Seite und der strömungsabwärts gelegenen Seite der zweiten Leitung 30 zu der Wärmerückgewinnungseinheit 40 verglichen mit einem Fall, in dem der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 auf entweder den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt 30A der zweiten Leitung 30 verbunden ist, oder auf den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 verbunden ist, angewendet wird, verhindert werden. Dadurch kann ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 sogar noch besser verhindert werden.
  • (Modifiziertes Beispiel des Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 der ersten Ausführungsform)
  • In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform umfasst der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 das Wärmeisolierungsmaterial 56. Jedoch umfasst der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 in dem vorliegenden modifizierten Beispiel, wie es in 3 gezeigt ist, kein Wärmeisolierungsmaterial 56. Insbesondere sind in dem vorliegenden modifizierten Beispiel die Flansche 32 der zweiten Leitung 30 durch die Schrauben 52 und Schweißmuttern 54 direkt an der erste Leitung 20 befestigt, so dass die zweite Leitung 30 mit der ersten Leitung 20 verbunden ist. Ferner ist es im Hinblick auf das Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 vorteilhaft, dass die Flansche 32 der zweiten Leitung 30 wie in der ersten Ausführungsform über die Wärmeisolierungsmaterialien 56 mit der ersten Leitung 20 verbunden sind. Jedoch wurde festgestellt, dass selbst dann, wenn die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 die Wärmeisolierungsmaterialien 56 nicht umfasst, eine solche Struktur zu einer Verhinderung des Siedens des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 beitragen kann. Dieser Punkt ist nachfolgend beschrieben.
  • Wenn die Flansche 32 der zweiten Leitung 30 durch die Schrauben 52 und die Schweißmuttern 54 direkt an der ersten Leitung 20 befestigt sind, wie in dem vorliegenden modifizierten Beispiel, sind die befestigten Bereiche der Flansche 32 der zweiten Leitung mit der ersten Leitung 20 im Wesentlichen nur lokal fest mit der ersten Leitung 20 verbunden. Insbesondere besteht zwischen den befestigten Bereichen der Flansche 32 der zweiten Leitung und der ersten Leitung 20 ein fester Sitz, aber an den Bereichen, wo die Flansche 32 der zweiten Leitung und der ersten Leitung 20 nicht miteinander verbunden sind, ist die Befestigung vergleichsweise weniger fest. Faktisch ist es aufgrund zum Beispiel von Toleranzen der Komponenten und dergleichen schwierig zu erreichen, dass die gesamten gegenüberliegenden Oberflächen der Flansche 32 der zweiten Leitung, die der ersten Leitung 20 gegenüberliegen, an der äußeren Umfangsoberfläche der ersten Leitung 20 anliegen, so dass man davon ausgehen kann, dass der vergleichsweise weniger feste Sitz an den nicht befestigten Bereichen daraus resultiert, dass dort zwischen den Flanschen 32 der zweiten Leitung und der Außenumfangsoberfläche der ersten Leitung 20 kleine Spalte gebildet sind.
  • Daher ist in dem vorliegenden modifizierten Beispiel das Wärmeübertragungsvermögen der Bereiche, wo die Flansche 32 der zweiten Leitung und die erste Leitung 20 nicht miteinander verbunden sind, relativ niedrig, was zur Folge hat, dass die Wärme der ersten Leitung 20 im Wesentlichen über die befestigten Bereiche, die durch die Schrauben 52 und die Schweißmuttern 54 befestigt sind, zu der zweiten Leitung 30 übertragen wird. Umgekehrt kann in den Bereichen, in denen die Flansche 32 der zweiten Leitung und die erste Leitung 20 nicht miteinander verbunden sind, eine Übertragung von Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 verhindert werden. Dadurch ist der Wärmewiderstand an den Abschnitten, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden, relativ hoch. Dadurch kann selbst dann, wenn die Flansche 32 der zweiten Leitung 30 durch die Schrauben 52 und die Schweißmuttern 54 direkt an der ersten Leitung 20 befestigt sind, ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 verhindert werden. Demzufolge kann ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 durch eine einfachere Struktur verhindert werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Nachfolgend ist eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 60 einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 4 beschrieben. Die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 60 der zweiten Ausführungsform ist so aufgebaut wie die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50. Nachfolgend sind die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 60 beschrieben. Es ist zu beachten, dass in 4 Teile, die ähnlich wie die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform aufgebaut sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 60 umfasst weder das Wärmeisolierungsmaterial 56 noch die Schraube 52 und die Schweißmutter 54, und der Flansch 32 der zweiten Leitung 30 ist durch Laserschweißen direkt mit der ersten Leitung 20 verbunden. Es ist zu beachten, dass in 4 zum besseren Verständnis eine Schweißbreite W1 eines Schweißabschnitts 58 des Flansches 32 der zweiten Leitung und der ersten Leitung 20, die durch Laserschweißen verbunden sind, der Einfachheit halber der Schweißabschnitt 58 durch Punkte, die in den Plattendickenrichtungen der ersten Leitung 20 und des Flansches 32 der zweiten Leitung kontinuierlich gezeichnet sind, schematisch gezeigt ist. Ferner ist der Schweißabschnitt 58 über den gesamten Umfang in der Umfangsrichtung des Flansches 32 der zweiten Leitung gebildet.
  • In einer Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung ist allgemein eine zweite Leitung durch Bogenschweißen mit einer ersten Leitung verbunden, und die beiden sind miteinander verbunden (nachfolgend ist diese Vorrichtung als die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung eines Vergleichsbeispiels bezeichnet). Zum Beispiel ist in dem Vergleichsbeispiel, wie an einem Schweißabschnitt 62, der durch die zwei-Punkte-gestrichelte Linie in der vergrößerten Zeichnung von 4 gezeigt ist, der Flansch 32 der zweiten Leitung 30 durch der Schweißabschnitt 62, der durch Bogenschweißen an dem gesamten Umfang des Flansches 32 der zweiten Leitung gebildet ist, mit der ersten Leitung 20 verbunden. Ferner ist beim Bogenschweißen allgemein die Schweißbreite W2 des Schweißabschnitts 62 tendenziell relativ breit (z. B. wird die Schweißbreite W2 des Schweißabschnitts 62 größer als oder gleich groß wie etwa 5 mm). Dadurch wird in dem Vergleichsbeispiel die Wärme der ersten Leitung 20 von den gesamten Umfängen der Flansche 32 der zweiten Leitung 30 über die Schweißabschnitte 62, die relative breite Schweißbreiten haben, zu der zweiten Leitung 30 übertragen.
  • Demgegenüber sind in der zweite Ausführungsform die Flansche 32 der zweiten Leitung über die gesamten Umfänge in den Umfangsrichtungen der Flansche 32 der zweiten Leitung durch die Schweißabschnitte 58 mit der ersten Leitung 20 verbunden, aber es kann verglichen mit dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel eine Übertragung von Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 verhindert werden. Insbesondere kann, da die Schweißabschnitte 58 durch Laserschweißen gebildet sind, die Schweißbreite W1 der Schweißabschnitte 58 schmaler gemacht werden als die Schweißbreite W2 der Schweißabschnitte 62 des oben beschriebenen Vergleichsbeispiels (z. B. kann die Schweißbreite W1 der Schweißabschnitte 58 etwa 1 mm breit gemacht werden). Daher kann der Wärmewiderstand an den Abschnitten, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden, verglichen mit dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel hoch gemacht werden (das Wärmeübertragungsvermögen kann niedrig gemacht werden). Daher ist es in der zweite Ausführungsform verglichen mit dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel schwierig, die Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 zu übertragen. Demzufolge kann auch in der zweiten Ausführungsform ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 verhindert werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Nachfolgend ist eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 70 gemäß einer dritten Ausführungsform mit Bezug auf 5 beschrieben. Die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 70 gemäß der dritten Ausführungsform ist so aufgebaut wie die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50. Nachfolgend sind die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 70 beschrieben. Es ist zu beachten, dass in 5 Teile, die ähnlich wie die in der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 70 umfasst kein Wärmeisolierungsmaterial 56. Ferner umfassen die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 70 Flansche 28 der ersten Leitung, die als ”erste Flansche” dienen und an der ersten Leitung 20 gebildet sind. Die Flansche 28 der ersten Leitung sind an den Umfangsrandabschnitten des Abzweigungslochs 22 bzw. des Zusammenführungslochs 24 der ersten Leitung 20 gebildet. Ferner sind der Flansch 28 der ersten Leitung, der an dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 gebildet ist, und der Flansch 28 der ersten Leitung, der an dem Umfangsrandabschnitt des Zusammenführungslochs 24 gebildet ist, ähnlich aufgebaut. Daher ist nachfolgend der Flansch 28 der ersten Leitung beschrieben, der an dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 gebildet ist, und der Flansch 28 der ersten Leitung, der an dem Umfangsrandabschnitt des Zusammenführungslochs 24 gebildet ist, ist nicht beschrieben.
  • Der Flansch 28 der ersten Leitung ist an der Außenseite der ersten Leitung 20 von dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 zur Außenseite des Abzweigungslochs 22 zurückgebogen. Insbesondere umfasst der Flansch 28 der ersten Leitung einen Basisabschnitt 28A, der im Wesentlichen von dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 orthogonal in Richtung der Außenseite der ersten Leitung 20 gebogen ist, und einen Verbindungsflanschabschnitt 28B, der sich von dem distalen Endabschnitt des Basisabschnitts 28A zur Außenseite des Abzweigungslochs 22 erstreckt. Ferner ist der Flansch 28 der ersten Leitung über den gesamten Umfang in der Umfangsrichtung des Abzweigungslochs 22 gebildet. Ferner ist der Verbindungsflanschabschnitt 28B im Wesentlichen parallel zur Seitenwand 20S angeordnet, in der das Abzweigungsloch 22 gebildet ist, und liegt dem Flansch 32 der zweiten Leitung 30 gegenüber.
  • Ferner sind die Schweißmuttern 54 an der gegenüberliegenden Oberfläche des Verbindungsflanschabschnitts 28B angeordnet, die der Außenumfangsoberfläche der ersten Leitung 20 gegenüberliegt, und in einem vorbestimmten Intervall in der Umfangsrichtung des Verbindungsflanschabschnitts 28B angeordnet. Ferner sind die Durchführungslöcher 26 der ersten Leitung 20 in den Bereichen des Verbindungsflanschabschnitts 28B gebildet, die den Schweißmuttern 54 entsprechen. Ferner erstrecken sich die Schrauben 52 durch die Durchführungslöcher 32A der Flansche 32 der zweiten Leitung und die Durchführungslöcher 26 des Verbindungsflanschabschnitts 28B und sind mit den Schweißmuttern 54 verschraubt. Dadurch ist der Flansch 32 der zweiten Leitung an dem Verbindungsflanschabschnitt 28B so befestigt, dass die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbunden ist.
  • Auf diese Weise sind gemäß der dritten Ausführungsform die Flansche 28 der ersten Leitung an den Umfangsrandabschnitten des Abzweigungslochs 22 und des Zusammenführungslochs 24 der ersten Leitung 20 gebildet, und die Flansche 28 der ersten Leitung sind an der Außenseite der ersten Leitung 20 von dem Umfangsrandabschnitt des Abzweigungslochs 22 zur Außenseite des Abzweigungslochs 22 zurückgebogen. Ferner sind die Flansche 32 der zweiten Leitung 30 durch die Schrauben 52 und die Schweißmuttern 54 an den Verbindungsflanschabschnitten 28B des Flansches 28 der ersten Leitung befestigt. Daher kann erreicht werden, dass die Wärmeübertragungswege von der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 um einen Betrag, der dem Flansch 28 der ersten Leitung entspricht, verglichen mit einem Fall, in dem die Flansche 32 der zweiten Leitung direkt an den Umfangsrandabschnitten des Abzweigungslochs 22 und des Zusammenführungsloch 24 der ersten Leitung 20 befestigt sind, wie in dem in 3 gezeigten modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform, länger sind. Dadurch kann an den Abschnitten, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden, eine Übertragung von Wärme der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 verhindert werden, so dass ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 wirksam verhindert werden kann.
  • Es ist zu beachten, dass gemäß der dritten Ausführungsform die Flansche 32 der zweiten Leitung direkt mit den Verbindungsflanschabschnitten 28B des Flansches 28 der ersten Leitung verbunden sind. Hingegen können ebenso wie in der ersten Ausführungsform die Wärmeisolierungsmaterialien 56 zwischen den Flanschen 32 der zweiten Leitung und den Verbindungsflanschabschnitten 28B angeordnet sein. Dadurch kann an den Abschnitten, die die erste Leitung 20 mit der zweiten Leitung 30 verbinden, eine Übertragung von Wärme von der ersten Leitung 20 zu der zweiten Leitung 30 wirksamer verhindert werden, so dass ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 wirksamer verhindert werden kann.
  • Ferner ist gemäß der ersten Ausführungsform bis der dritten Ausführungsform der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 auf die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10, 60, 70 angewendet, die eine parallele Struktur hat. Jedoch kann, wie es in 6 gezeigt ist, der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 auf eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 80 angewendet werden, in der die zweite Leitung 30 und die Wärmerückgewinnungseinheit 40, die ringförmig sind, an der Außenseite der ersten Leitung 20 angeordnet sind.
  • Kurz gesagt, in der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 80 sind nur die Abzweigungslöcher 22 in der ersten Leitung 20 gebildet. Ferner ist die zweite Leitung 30 ringförmig und an der Außenseite der ersten Leitung 20 angeordnet. Die zweite Leitung 30 ist in Form eines U gebildet, das in einem aus der Umfangsrichtung der zweiten Leitung 30 betrachteten Querschnitt zur ersten Leitung 20 offen ist. Die Flansche 32 der zweiten Leitung sind an dem Öffnungsendabschnitt der zweiten Leitung 30 gebildet. Eine innere Leitung 82, die leitungsförmig ist, ist in der zweiten Leitung 30 angeordnet. Die innere Leitung 82 ist an nicht dargestellten Positionen mit der ersten Leitung 20 verbunden. Ferner ist die Wärmerückgewinnungseinheit 40 ringförmig und auf der in der radialen Richtung äußeren Seite der inneren Leitung 82 angeordnet. In dieser Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 80 sind die Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismen 50 der ersten Ausführungsform auf die Abschnitte angewendet, die die Flansche 32 der zweiten Leitung mit der ersten Leitung 20 verbinden. Insbesondere sind die Wärmeisolierungsmaterialien 56 zwischen den Flanschen 32 der zweiten Leitung und der ersten Leitung 20 angeordnet, und die zweite Leitung 30 ist durch die Schrauben 52 und die Schweißmuttern 54 an der ersten Leitung 20 befestigt. Demzufolge kann auch in der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 80 ein übermäßiger Temperaturanstieg der zweiten Leitung 30 verhindert werden, so dass ein Sieden des Kühlwassers in der Wärmerückgewinnungseinheit 40 verhindert werden kann. Es ist zu beachten, dass in 6, obwohl es nicht gezeigt ist, das Strömungsweg-Schaltventil 18 auf die gleiche Weise wie in der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 und dergleichen in der ersten Leitung 20 angeordnet ist.
  • Ferner sind in der ersten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform die Schweißmuttern 54 an der ersten Leitung 20 angeordnet, und die zweite Leitung 30 ist durch die Schrauben 52, die mit den Schweißmuttern 54 verschraubt sind, an der erste Leitung 20 befestigt. Hingegen können, obwohl es nicht gezeigt ist, Schrauben, die als Maden- oder Stiftschrauben dienen und zur Außenseite der ersten Leitung 20 vorragen, in der ersten Leitung 20 angeordnet sein, und die zweite Leitung 30 kann durch Muttern, die mit diesen Schrauben verschraubt sind, an der ersten Leitung 20 befestigt sein.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform bis der dritten Ausführungsform ist der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 auf den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt 30A der zweiten Leitung 30 verbunden ist, bzw. auf den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 verbunden ist, angewendet. Statt dessen kann der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 auch auf den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt 30A der zweiten Leitung 30 verbunden ist, und den Abschnitt der ersten Leitung 20, der mit dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt 30B der zweiten Leitung 30 verbunden ist, angewendet werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Nachfolgend ist eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 90 gemäß einer vierten Ausführungsform mit Bezug auf 7 beschrieben. Die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 90 der vierten Ausführungsform ist so aufgebaut wie die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der zweiten Leitung 30 und des Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50. Nachfolgend sind eine Abzweigungsleitung 34, die als eine zweite Leitung dient, und der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 90 beschrieben. Es ist zu beachten, dass in 7 Teile, die ähnlich wie in die der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Wie es in 7 gezeigt ist, umfasst die Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 90 die erste Leitung 20, die Abzweigungsleitung 34, die einstückig von der ersten Leitung 20 abzweigt und offen ist, und eine Wärmerückgewinnungseinheit 42, die an der Öffnung der Abzweigungsleitung 34 so befestigt ist, dass sie die Öffnung verschließt. Die Wärmerückgewinnungseinheit 42 umfasst an dem Außenumfangsabschnitt eines Wärmerückgewinnungseinheits-Hauptkörpers 43 von ihr einen Strömungsweg 44, durch den Kühlwasser fließt. Die Kühlwasser-Zirkulationswege 16 sind strömungstechnisch mit diesem Strömungsweg 44 verbunden.
  • Ferner ist eine Rohrplatte (englisch ”header plate”) 46, die im Wesentlichen schalenförmig ist und den Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 bildet, strömungsabwärtsseitig in der Richtung (gezeigt durch Pfeil C) der Montageabfolge der Wärmerückgewinnungseinheit 42 an der Öffnung der Abzweigungsleitung 34 befestigt. Insbesondere ist die Wärmerückgewinnungseinheit 42 von der Seite ihrer Rohrplatte 46 in die Öffnung der Abzweigungsleitung 34 eingebaut und verschließt diese Öffnung. Es ist zu beachten, dass die Abzweigungsleitung 34 auf der Seite des Öffnungsendabschnitts 34A weiter ist (es sind Biegeabschnitte 36 gebildet), so dass die Wärmerückgewinnungseinheit 42 (die Rohrplatte 46) an die innere Seite montiert werden kann.
  • Ein strömungsaufwärtsseitiger Öffnungsabschnitt (nicht gezeigt), durch den Abgase einströmen können, und ein strömungsabwärtsseitiger Öffnungsabschnitt (nicht gezeigt), durch den Abgase ausströmen können, sind an der Rohrplatte 46 gebildet. Ferner kann der strömungsabwärtsseitige Öffnungsabschnitt der Rohrplatte 46 durch ein Strömungsweg-Schaltventil 18, das in der ersten Leitung 20 angeordnet ist, geöffnet und geschlossen werden.
  • Insbesondere ist das Strömungsweg-Schaltventil 18 an einer Position angeordnet, die dem mittleren Abschnitt der Rohrplatte 46 (der axial mittlere Abschnitt der Abzweigungsleitung 34) entspricht. Wie es durch die zwei-Punkte-gestrichelte Linie in 2 gezeigt ist, liegt ein Normalmodus vor, wenn der strömungsabwärtsseitige Öffnungsabschnitt der Rohrplatte 46 geschlossen ist, so dass die Abgase durch die erste Leitung 20 strömen.
  • Hingegen liegt, wenn das Strömungsweg-Schaltventil 18 den Strömungsweg der ersten Leitung 20 an dem mittleren Abschnitt der Rohrplatte 46 (der axial mittlere Abschnitt der Abzweigungsleitung 34) verschließt, ein Abgaswärme-Rückgewinnungsmodus vor, so dass die Abgase von der ersten Leitung 20 durch die Abzweigungsleitung 34 und von dem strömungsaufwärtsseitigen Öffnungsabschnitt der Rohrplatte 46 zu dem Wärmerückgewinnungseinheits-Hauptkörper 43 strömen.
  • Anschließend werden die Abgase, die von dem strömungsaufwärtsseitigen Öffnungsabschnitt der Rohrplatte 46 in den Wärmerückgewinnungseinheits-Hauptkörper 43 strömen, zum Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser verwendet, das durch den Wärmerückgewinnungseinheits-Hauptkörper 43 strömt, und die Abgase, die zum Wärmeaustausch verwendet werden, strömen aus dem strömungsabwärtsseitigen Öffnungsabschnitt der Rohrplatte 46. Es ist zu beachten, dass die Abgase, die von dem strömungsabwärtsseitigen Öffnungsabschnitt der Rohrplatte 46 herausströmen, die Abzweigungsleitung 34 durchströmen und mit der ersten Leitung 20 rückgeführt werden.
  • Der wie oben beschrieben gebildete Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 an der Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung 90 ist an dem Abschnitt angeordnet, der die Abzweigungsleitung 34 mit der Wärmerückgewinnungseinheit 42 verbindet, und verhindert eine Wärmeübertragung von der Abzweigungsleitung 34 zu der Wärmerückgewinnungseinheit 42. Insbesondere ist ein Flanschabschnitt 48, der sich zur Strömungsaufwärtsseite in Richtung der Montageabfolge der Wärmerückgewinnungseinheit 42 an die Öffnung der Abzweigungsleitung 34 erstreckt, einteilig mit dem Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte 46 und entlang dem gesamten Umfang von ihr gebildet.
  • Dieser Flanschabschnitt 48 berührt von außen Außenwandoberflächen 45 des Wärmerückgewinnungseinheits-Hauptkörpers 43, die den Strömungsweg 44 bilden, und ist auf Abschnitten dieser Außenwandoberflächen 45 angeordnet. Ferner ist sowohl ein distaler Endabschnitt 48A an dem Flanschabschnitt 48 der Rohrplatte 46 als auch der Öffnungsendabschnitt 34A der Abzweigungsleitung 34, der bündig mit diesem Endabschnitt 48A angeordnet ist, durch Bogenschweißen mit der Außenwandoberflächen 45 verbunden (nachfolgend sind diese Schweißabschnitte als ”Schweißabschnitte 64” bezeichnet).
  • Daher kann eine Distanz L von dem Biegeabschnitt 36 der Abzweigungsleitung 34, der weiter in Richtung der Strömungsaufwärtsseite als die Rohrplatte 46 angeordnet ist, zu dem Schweißabschnitt 64 groß eingestellt sein, und ein Wärmeübertragungsweg R, der von dem Schweißabschnitt 64 zu dem Kühlwasser in dem Strömungsweg 44 der Wärmerückgewinnungseinheit 42 verläuft (ein Endabschnitt 43A, der sich auf der Seite der Rohrplatte 46 des Wärmerückgewinnungseinheits-Hauptkörpers 43 befindet), kann lang eingestellt sein. Dadurch kann ein übermäßiger Temperaturanstieg des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit 42 befindet, durch die Wärme der Abzweigungsleitung 34 verhindert werden, so dass ein Sieden des Kühlwassers verhindert werden kann.
  • Insbesondere kann der Wärmeübertragungsweg R von dem Schweißabschnitt 64 zu dem Kühlwasser in der Wärmerückgewinnungseinheit 42, da sich der Flanschabschnitt 48 der Rohrplatte 46 in Richtung der Strömungsaufwärtsseite in Richtung der Montageabfolge der Wärmerückgewinnungseinheit 42 an die Öffnung der Abzweigungsleitung 34 erstreckt, verglichen mit einer Struktur, in der sich dieser Flanschabschnitt 48 nicht in Richtung der Strömungsaufwärtsseite in Richtung der Montageabfolge der Wärmerückgewinnungseinheit 42 an die Öffnung der Abzweigungsleitung 34 erstreckt, wirksam lang eingestellt sein, so dass ein Sieden des Kühlwassers, das sich in der Wärmerückgewinnungseinheit 42 befindet, wirksam verhindert werden kann.
  • Ferner kann, da die Schweißabschnitte 64 an den Außenwandoberflächen 45 des Wärmerückgewinnungseinheits-Hauptkörpers 43, die den Strömungsweg 44 bilden, durch die das Kühlwasser fließt, angeordnet sind, die Temperatur unmittelbar nach dem Schweißen der Schweißabschnitte 64 durch das Kühlwasser verringert werden. Demzufolge kann eine Verringerung der Verbindungsstärke an den Schweißabschnitten 64 verhindert werden.
  • Es ist zu beachten, dass der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus 50 der vierten Ausführungsform (der Flanschabschnitt 48 der Rohrplatte 46) nicht auf eine Struktur begrenzt ist, die durch Bogenschweißen verbunden ist, sondern zum Beispiel eine Struktur sein kann, die durch Laserschweißen auf die gleiche Weise wie in der zweiten Ausführungsform verbunden ist. Ferner genügt es, wenn der distale Endabschnitt 48A des Flanschabschnitts 48 der Rohrplatte 46 und der Öffnungsendabschnitt 34A der Abzweigungsleitung 34 bündig miteinander sind, und sie können sich sogar weiter als bis zu der dargestellten Position erstrecken.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2012-247132 A [0002]

Claims (10)

  1. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit: einer ersten Leitung, durch die Abgase von einem Motor strömen; einer zweiten Leitung, die mit der ersten Leitung strömungstechnisch verbunden ist und die erste Leitung umgeht; einer Wärmerückgewinnungseinheit, die in einem Inneren der zweiten Leitung angeordnet ist und Wärme zwischen den Abgasen und Kühlwasser, das in einem Inneren der Wärmerückgewinnungseinheit zirkuliert, austauscht und die Wärme der Abgase rückgewinnt; und einem Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus, der an einem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, angeordnet ist, und der eine Wärmeübertragung von der ersten Leitung zu der zweiten Leitung verhindert.
  2. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus ein Wärmeisolierungsmaterial umfasst; und die zweite Leitung über das Wärmeisolierungsmaterial mit der ersten Leitung verbunden ist.
  3. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Strömungsverbindungsloch, das ein Inneres der ersten Leitung mit dem Inneren der zweiten Leitung strömungstechnisch verbindet, an dem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, gebildet ist; und der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus umfasst: einen ersten Flansch, der an einem Umfangsrandabschnitt des Strömungsverbindungslochs der ersten Leitung gebildet und in Richtung einer Außenseite der ersten Leitung an einer Außenseite des Strömungsverbindungslochs zurückgebogen ist, und einen zweiten Flansch, der an dem Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, gebildet und der mit dem ersten Flansch verbunden ist.
  4. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus Schrauben und Muttern umfasst und die erste Leitung und die zweite Leitung dadurch, dass sie durch die Schrauben und Muttern aneinander befestigt sind, miteinander verbunden sind.
  5. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein strömungsaufwärtsseitiger Endabschnitt und ein strömungsabwärtsseitiger Endabschnitt der zweiten Leitung mit der ersten Leitung verbunden sind.
  6. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus an einem Abschnitt der ersten Leitung, der mit dem strömungsaufwärtsseitigen Endabschnitt verbunden ist, und an einem weiteren Abschnitt der ersten Leitung, der mit dem strömungsabwärtsseitigen Endabschnitt verbunden ist, angeordnet ist.
  7. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit: einer ersten Leitung, durch die Abgase von einem Motor strömen; einer zweiten Leitung, die von der ersten Leitung abzweigt und offen ist; einer Wärmerückgewinnungseinheit, die eine Rohrplatte umfasst, von der Seite der Rohrplatte an eine Öffnung der zweiten Leitung montiert ist, die Öffnung verschließt und Wärme zwischen den Abgasen und Kühlwasser, das in einem Inneren der Wärmerückgewinnungseinheit zirkuliert, austauscht und die Wärme der Abgase rückgewinnt; und einem Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus, der an einem Abschnitt, der die zweite Leitung mit der Wärmerückgewinnungseinheit verbindet, angeordnet ist und der eine Wärmeübertragung von der zweiten Leitung zu der Wärmerückgewinnungseinheit verhindert, wobei sich an einem Außenumfangsabschnitt der Wärmerückgewinnungseinheit ein Strömungsweg befindet, durch den Kühlwasser fließt, und wobei der Wärmeübertragungs-Verhinderungsmechanismus einen Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte umfasst, die zusammen mit einem Öffnungsendabschnitt der zweiten Leitung an Außenwandoberflächen geschweißt ist, die den Strömungsweg bilden.
  8. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei sich der Außenumfangsabschnitt der Rohrplatte in Richtung einer Strömungsaufwärtsseite in eine Richtung der Montage der Wärmerückgewinnungseinheit an die Öffnung der zweiten Leitung erstreckt.
  9. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, durch Laserschweißen verbunden ist.
  10. Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Abschnitt, der die erste Leitung mit der zweiten Leitung verbindet, über einen gesamten Umfang in einer Umfangsrichtung der zweiten Leitung gebildet ist.
DE102017205434.4A 2016-04-11 2017-03-30 Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung Withdrawn DE102017205434A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-078874 2016-04-11
JP2016078874 2016-04-11
JP2017018640A JP6608857B2 (ja) 2016-04-11 2017-02-03 排熱回収装置
JP2017-018640 2017-02-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017205434A1 true DE102017205434A1 (de) 2017-10-26

Family

ID=59999501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017205434.4A Withdrawn DE102017205434A1 (de) 2016-04-11 2017-03-30 Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10502118B2 (de)
DE (1) DE102017205434A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6865154B2 (ja) * 2017-12-18 2021-04-28 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 エンジン
US11041459B2 (en) * 2018-12-07 2021-06-22 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust gas heat recovery system
US11022069B2 (en) * 2018-12-07 2021-06-01 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust gas heat recovery system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247132A (ja) 2011-05-27 2012-12-13 Yutaka Giken Co Ltd 熱回収器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594534B2 (ja) 1978-05-12 1984-01-30 川崎重工業株式会社 車両用過給エンジンの制御機構
JPS61105753U (de) 1984-12-18 1986-07-04
JP4655560B2 (ja) 2004-09-13 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 排気系消音装置
EP1852585B1 (de) * 2005-02-23 2012-04-11 Sango Co., Ltd. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
JP4976222B2 (ja) 2007-07-23 2012-07-18 カルソニックカンセイ株式会社 排熱回収装置
JP4737219B2 (ja) 2008-04-04 2011-07-27 株式会社デンソー 排気熱回収システム
JP2010144567A (ja) 2008-12-17 2010-07-01 Calsonic Kansei Corp 排熱回収装置
JP5222274B2 (ja) * 2009-02-18 2013-06-26 三菱重工業株式会社 軸流タービンを備えたターボ過給機
US9664087B2 (en) * 2010-07-22 2017-05-30 Wescast Industries, Inc. Exhaust heat recovery system with bypass
JP6556451B2 (ja) 2011-09-09 2019-08-07 デーナ、カナダ、コーパレイシャン 熱回収デバイスおよびガス/液体熱交換器
EP2772620A1 (de) * 2013-03-01 2014-09-03 Borgwarner Inc. Wärmerückgewinnungsvorrichtung
US20140251579A1 (en) * 2013-03-05 2014-09-11 Wescast Industries, Inc. Heat recovery system and heat exchanger

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247132A (ja) 2011-05-27 2012-12-13 Yutaka Giken Co Ltd 熱回収器

Also Published As

Publication number Publication date
US20170292429A1 (en) 2017-10-12
US10502118B2 (en) 2019-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112010000919B4 (de) Abgaskühler
DE102008052552B4 (de) Turbinengehäuse und Verfahren zu seiner Herstellung
EP2616657B1 (de) Kühlanordnung
DE3136839A1 (de) Fahrzeugheizung
WO2016016052A1 (de) Ventilgehäuse und ventil
DE102017205434A1 (de) Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung
DE19702367A1 (de) Auspuffkrümmer
DE3007867A1 (de) Katalytischer konverter fuer brennkraftmaschinenabgase
DE112014006300T5 (de) Abgas Verlust-Wärme Rückgewinnungs-Vorrichtung
DE102011056774A1 (de) Ventil für ein Fahrzeug
DE112018001431T5 (de) Steuerventil
DE202010003049U1 (de) Vorrichtung zur Abgaswärmenutzung
DE102020103196A1 (de) Kraftfahrzeug mit einer im Heckbereich vorgesehenen Unterbodenverkleidung
EP0849445B1 (de) Abgassammler und Verfahren zu seiner Herstellung
DE202012008100U1 (de) Vorrichtung zum schwingungsentkoppelten Verbinden zweier Einrichtungen einer Abgasanlage
DE102017203258A1 (de) Heizeinrichtung
DE19817340A1 (de) Verfahren zur Erwärmung der Kühlflüssigkeit bei einem Kraftfahrzeug und Abgasanlage
EP2886991B1 (de) Wärmeübertrager
EP1489373A2 (de) Gehäuseloser Plattenwärmetauscher mit Sammelkasten
EP2194245A2 (de) Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine
EP3327261B1 (de) Abgasbehandlungsanordnung
DE19962311B4 (de) Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung
DE102011077972A1 (de) Ventilanordnung
WO2014139501A1 (de) Abgasanlage
DE9420659U1 (de) Heizungswärmetauscher für Kraftfahrzeuge und angepaßter Wasserkasten

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee