DE112016006279T5

DE112016006279T5 - Integrierte Abgasrückgewinnungsanlage

Info

Publication number: DE112016006279T5
Application number: DE112016006279.6T
Authority: DE
Inventors: Ryuji Asai; Hirohisa Okami
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US20180258808A1; US10508574B2; JPWO2017126124A1; JP6462903B2; CN108026817A; WO2017126124A1; CN108026817B

Abstract

Eine integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, die in einem Abgaskanal positioniert ist, umfasst: eine Positionierungssektion, die eine röhrenförmige Sektion umfasst, die sich in einer Stromverlaufsrichtung zu einer stromabwärts gelegenen Seite des Abgaskanals erstreckt, und eine Abgasreinigungseinrichtung aufweist, die darin positioniert ist; eine Wärmetauschsektion, die einen Wärmetauscher zum Übertragen von Wärme von Abgas auf ein Fluid aufweist und die an einer stromabwärts gelegenen Seite der Positionierungssektion positioniert ist; und eine Abgassteuerungseinheit zum Einführen von Abgas, das von der Positionierungssektion zu der Wärmetauschsektion strömt. Der Wärmetauscher umfasst: eine Vielzahl von Platten, die Fluidkanäle in ihrem Innern aufweisen und so positioniert sind, dass sie sich in der Stromverlaufsrichtung überlappen; eine Eintrittssektion, um Fluid, das durch einen Eintrittsport hineinströmt, der sich seitlich in der Stromverlaufsrichtung öffnet, zu veranlassen, in Wärmetauschkanäle der Vielzahl von Platten zu strömen; und eine Austrittssektion, um Fluid, das durch die Wärmetauschkanäle hinabströmt, zu veranlassen, durch einen Austrittsport auszutreten, der sich seitlich in der Stromverlaufsrichtung öffnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, die eine Integration einer Reinigungseinrichtung, die Abgas, wie etwa von einem Motor eines Fahrzeugs, reinigt, und einer Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung ermöglicht, die Wärme von Abgas zurückgewinnt.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine bekannte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung tauscht Wärme so aus, dass die Wärme von Abgas eines Motors eines Fahrzeugs auf Kühlwasser oder Ähnliches übertragen wird. In diesem Fall, wenn eine neue Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung in ein Fahrzeug montiert wird, das nicht mit einer Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung versehen worden ist, ist es schwierig, einen Einbauraum für die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist ein Verkleinern der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung wünschenswert. Jedoch ist es selbst in einem solchen Fall erforderlich, dass die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung für eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit Wärme mit hoher Effizienz austauscht. Als Reaktion darauf beschreibt Patentdokument 1 ein integriertes Bereitstellen eines Wärmetauschers, der Wärme zwischen Abgas und Kühlwasser in einem Auspuffkrümmer austauscht.
DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung Veröffentlichung Nummer 2008-163773
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
In dem Wärmetauscher aus Patentdokument 1 strömt Kühlwasser jedoch einfach von einer Seitenoberfläche des Wärmetauschers hinein und hinaus. Das heißt, dass ein Strom des Kühlwassers nicht ausreichend in dem Wärmetauscher gesteuert wird. Daher ist es möglich, dass der Strom des Kühlwassers möglicherweise innerhalb des Wärmetauschers aus dem Gleichgewicht gerät. Folglich ist die Effizienz des Wärmeaustauschs möglicherweise verringert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es wünschenswert, das Positionieren der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung und Ähnliches zu erleichtern, während die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABEN
Eine integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in einem Abgaskanal positioniert, der ein Kanal von Abgas eines Motors ist. Die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung umfasst eine Positionierungssektion, eine Wärmetauschsektion und eine Abgassteuerungseinheit. Die Positionierungssektion umfasst eine röhrenförmige Sektion, die sich in einer Stromverlaufsrichtung hin zu einer stromabwärts gelegenen Seite des Abgaskanals erstreckt, und weist eine darin positionierte Reinigungseinrichtung auf, die das Abgas reinigt. Die Wärmetauschsektion weist einen Wärmetauscher zum Übertragen von Wärme des Abgases auf ein Fluid auf und ist an der stromabwärts gelegenen Seite der Positionierungssektion positioniert. Die Abgassteuerungseinheit führt das Abgas, das von der Positionierungssektion strömt, in die Wärmetauschsektion ein.
Der Wärmetauscher umfasst eine Vielzahl von Platten, eine Eintrittssektion und eine Austrittssektion. Die Vielzahl von Platten umfasst flache Sektionen, die so positioniert sind, dass sie sich in der Stromverlaufsrichtung überlappen und in ihrem Innern Fluidkanäle als Wärmetauschkanäle aufweisen. Die Eintrittssektion koppelt die einen Enden der Wärmetauschkanäle der Vielzahl von Platten und veranlasst das Fluid, das durch einen Eintrittsport hineinströmt, der sich seitlich in der Stromverlaufsrichtung öffnet, in die Wärmetauschkanäle zu strömen. Die Austrittssektion koppelt die anderen Enden der Wärmetauschkanäle der Vielzahl von Platten und veranlasst das Fluid, das durch die Wärmetauschkanäle hinabströmt, durch einen Austrittsport, der sich seitlich in der Stromverlaufsrichtung öffnet, auszutreten.
Gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung wird Wärme so ausgetauscht, dass die Wärme des Abgases auf das Fluid mittels der Vielzahl von Platten übertragen wird, die so positioniert sind, dass sie sich in der Stromverlaufsrichtung überlappen. An den einen Enden der Wärmetauschkanäle innerhalb der Vielzahl von Platten strömt Fluid von dem gleichen Eintrittsport hinein. Überdies strömt das Fluid, das die anderen Enden der Wärmetauschkanäle erreicht hat, aus dem gleichen Austrittsport hinaus. Der Eintrittsport und der Austrittsport sind in der Stromverlaufsrichtung seitlich offen. Daher ist es möglich, Variationen bei einem Abstand zwischen jedem Wärmetauschkanal und dem Eintrittsport sowie Variationen bei einem Abstand zwischen jedem Wärmetauschkanal und dem Austrittsport zu verringern. Daher kann der Strom des Fluids in jedem Wärmetauschkanal gleichmäßiger sein.
Zusätzlich integriert die zuvor genannte Ausgestaltung die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, die Wärme zwischen dem Abgas und dem Fluid austauscht, und die Abgasreinigungseinrichtung. Daher ist es möglich, einen Einbauraum für die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung und Ähnliches zu verringern. Außerdem kann eine Länge in der Stromverlaufsrichtung der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung verringert werden, im Vergleich zu einem Fall, in dem der Eintrittsport und der Austrittsport zu jeder Platte in der Stromverlaufsrichtung offen sind. Demzufolge wird es möglich, eine Einbauposition der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung flexibler zu bestimmen.
Daher ist es möglich, das Positionieren der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung und Ähnliches zu erleichtern, während die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert wird.
Bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Abgassteuerungseinheit möglicherweise eine Kopplungssektion, eine verringerte Sektion und eine Führungssektion. Die Kopplungssektion umfasst möglicherweise eine röhrenförmige Sektion, die sich in der Stromverlaufsrichtung von einem Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der Positionierungssektion erstreckt. Die verringerte Sektion umfasst möglicherweise eine röhrenförmige Sektion, die sich in der Stromverlaufsrichtung von einem Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der Kopplungssektion erstreckt, und möglicherweise dünner als die Kopplungssektion ist. Die Führungssektion kann das Abgas zu der Wärmetauschsektion führen. Die Wärmetauschsektion kann seitlich in der verringerten Sektion positioniert sein. Die Führungssektion veranlasst das Abgas, das in die verringerte Sektion strömt, möglicherweise seitlich in die verringerte Sektion hinauszuströmen, um so das Abgas zu der Wärmetauschsektion zu führen.
Das Abgas, das durch die Reinigungseinrichtung hindurchgelangt ist, weist eine ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit und einen ungleichmäßigen Verlauf auf. Andererseits ist der Kanal des Abgases, das durch die Reinigungseinrichtung hindurchgelangt ist, gemäß der zuvor genannten Ausgestaltung in der verringerten Sektion verengt. Daher ist die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases erhöht, das durch die verringerte Sektion hinabströmt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Strömungsgeschwindigkeit und der Verlauf des Abgases gleichmäßiger. Durch Veranlassen des Abgases, seitlich in eine Sammlungssektion hinauszuströmen, wird das Abgas außerdem zu der Wärmetauschsektion geführt. Daher werden die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das zu der Wärmetauschsektion strömt, und die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das durch die Wärmetauschsektion hinabströmt, erhöht. Folglich wird die Temperatur des Abgases in der Wärmetauschsektion bei einer höheren Temperatur gehalten. Die Effizienz des Wärmeaustauschs wird verbessert.
Bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist die verringerte Sektion möglicherweise einen Eintrittsport auf, der sich an der stromabwärts gelegenen Seite einer Sektion befindet, an der die Wärmetauschsektion seitlich positioniert ist. Die Führungssektion verschließt möglicherweise eine Führungsposition, die sich an der stromabwärts gelegenen Seite des Eintrittsports der verringerten Sektion befindet, bewegt das Abgas, das die Führungsposition erreicht hat, zu einer entgegengesetzten Seite in der Stromverlaufsrichtung und veranlasst das Abgas überdies, seitlich in der verringerten Sektion von dem Eintrittsport hinauszuströmen, um so das Abgas zu der Wärmetauschsektion zu führen.
Gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung wird der Verlauf des Abgases, das durch die verringerte Sektion mit einer hohen Geschwindigkeit hinabströmt, umgekehrt und strömt von dem Eintrittsport seitlich in die verringerte Sektion hinaus. Folglich wird das Abgas in die Wärmetauschsektion geführt. Daher werden die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das zu der Wärmetauschsektion strömt, und die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das durch die Wärmetauschsektion hinabströmt, überdies erhöht. Folglich wird die Temperatur des Abgases in der Wärmetauschsektion bei einer höheren Temperatur gehalten. Die Effizienz des Wärmeaustauschs wird weiter verbessert.
Bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Führungssektion möglicherweise ein Ventil, das sich bei der Führungsposition öffnet und schließt, und führt das Abgas möglicherweise durch Schließen des Ventils an der Führungsposition zu der Wärmetauschsektion.
Die obige Ausgestaltung ermöglicht das Umschalten zwischen einem Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Fluid oder nicht. Außerdem ist der Eintrittsport, der mit der Wärmetauschsektion gekoppelt ist, an einer Seitenoberfläche der verringerten Sektion vorgesehen. Wenn daher die Führungsposition geöffnet ist, ist es für das Abgas schwierig, sich zu der Wärmetauschsektion zu bewegen. Daher ist es möglich, mehr Wärmeaustausch als nötig zu verhindern.
Bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind die Platten möglicherweise so positioniert, dass sie sich in der Stromverlaufsrichtung überlappen, während sie die verringerte Sektion seitlich umgeben.
Mit der obigen Ausgestaltung ist es möglich, einen seitlichen Raum zu der verringerten Sektion effektiv zu nutzen, der dünner als die Kopplungssektion ist. Daher kann ein kompaktes Unterbringen der Wärmetauschsektion und Ähnliches erreicht werden. Es ist möglich, die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung zu verkleinern.
Figurenliste

1 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer stromaufwärts gelegenen Abgasleitung, einer stromabwärts gelegenen Abgasleitung, einer Wärmetauschkammer, eines Wärmetauschers, einer Ventileinrichtung in einem geschlossenen Zustand, eines Ummantelungselements etc. einer integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
2A ist eine Vorderansicht des Wärmetauschers der vorliegenden Ausführungsform; und 2B ist eine Seitenansicht des Wärmetauschers der vorliegenden Ausführungsform.

Bezugszeichenliste
1 integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, 2 ... stromaufwärts gelegene Abgasleitung, 20 ... Positionierungssektion, 21 ... Reinigungseinrichtung, 3 ... stromabwärts gelegene Abgasleitung, 30 ... Kopplungssektion, 31 ... Sammlungssektion, 4 ... Wärmetauschkammer, 40 ... Wärmetauscher, 41 ... Kopplungselement, 41a ... Kopplungsoberfläche, 41b ... Öffnung, 42 ... Platte, 42a ... Wärmetauschkanal, 5... Trennelement, 50 ... röhrenförmige Sektion, 51 ... Trennsektion, 52 ... Zulaufkanal, 52a ... Eintrittsport, 53 ... Austrittsport, 55 ... Öffnung, 6 ... Ventileinrichtung, 60 ... Ventilkörper, 7 ... Ummantelungselement, 100 ... Abgas, 110 ... Kühlflüssigkeit.
AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt und kann verschiedene Formen innerhalb des technischen Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung annehmen.
[Beschreibung der allgemeinen Ausgestaltung]
Eine integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist an einem beweglichen Körper montiert, wie einem Fahrzeug, das einen Motor aufweist (1). Die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 wird durch das Integrieren einer Reinigungseinrichtung gebildet, die Abgas eines Motors oder Ähnliches reinigt, und eine Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, die Wärme von Abgas zurückgewinnt. Die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 ist in einem Abgaskanal angeordnet, der ein Kanal für Abgas eines Motors oder Ähnlichen ist. Anders ausgedrückt, weist die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 einen Teil des Abgaskanals in ihrem Innern auf. Nachfolgend wird eine stromaufwärts gelegene Seite des Abgaskanals einfach als die stromaufwärts gelegene Seite bezeichnet und eine stromabwärts gelegene Seite des Abgaskanals einfach als die stromabwärts gelegene Seite bezeichnet.
Bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 wird Wärme zwischen Abgas 100, das ein Fluid mit hoher Temperatur ist, und einer Kühlflüssigkeit eines Motors ausgetauscht. Das heißt, dass Wärme des Abgases 100 auf die Kühlflüssigkeit des Motors übertragen wird. Folglich wird Wärme vom Abgas 100 zurückgewonnen. Die Kühlflüssigkeit kann zum Beispiel Kühlwasser oder Ölflüssigkeit sein.
Überdies weist die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 eine Reinigungseinrichtung 21 auf. Die Reinigungseinrichtung 21 reinigt das Abgas 100. Die Reinigungseinrichtung 21 kann zum Beispiel ein Katalysator, ein Filter oder Ähnliches sein, was eine säulenartige äußere Form aufweist. Ein solcher Katalysator oder Ähnliches weist viele Kanäle für das Abgas 100 auf, die sich in eine Höhenrichtung in seinem Innern erstrecken. Der Katalysator oxidiert oder reduziert das Abgas 100. Folglich ist das Abgas 100 gereinigt. Insbesondere kann der Katalysator zum Beispiel ein Oxidationskatalysator sein. Der Oxidationskatalysator oxidiert Stoffe wie Stickstoffmonoxid (NO), Kohlenstoffmonoxid (CO) oder Kohlenwasserstoff (HC), die zum Beispiel in dem Abgas 100 eines Dieselmotors enthalten sind. Überdies kann der Katalysator zum Beispiel ein SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction - selektivkatalytische Reduktion) sein. Der SCR-Katalysator reduziert NOx, das zum Beispiel in dem Abgas 100 des Dieselmotors enthalten ist. Überdies kann das Filter zum Beispiel Feststoffpartikel hinzufügen und in dem Abgas 100 verbrennen.
Überdies umfasst die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 eine stromaufwärts gelegene Abgasleitung 2, eine stromabwärts gelegene Abgasleitung 3, eine Wärmetauschkammer 4, ein Trennelement 5, eine Ventileinrichtung 6, ein Ummantelungselement 7 und Ähnliches.
Die stromaufwärts gelegene Abgasleitung 2 ist ein zylindrisches Element mit offenen Enden. Die stromaufwärts gelegene Abgasleitung 2 erstreckt sich in einer Stromverlaufsrichtung. Die Stromverlaufsrichtung ist eine Richtung hin zu der stromabwärts gelegenen Seite des Abgaskanals. Ein Raum innerhalb der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung 2 dient als ein Kanal des Abgases 100. Eine Öffnung (im Nachfolgenden als Einlass bezeichnet) an der stromaufwärts gelegenen Seite der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung 2 ist an einen Auspuffkrümmer oder Ähnliches gekoppelt. Der Auspuffkrümmer ist ein Element, in das Abgas von dem Motor strömt. Die stromaufwärts gelegene Abgasleitung 2 weist eine Positionierungssektion 20 auf. Die Positionierungssektion 20 ist eine Sektion, die sich von einer Position, die um einen bestimmten Abstand von dem Einlass der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung 2 beabstandet ist, zu einer Öffnung (im Nachfolgenden als Auslass bezeichnet) an der stromabwärts gelegenen Seite erstreckt. Die Positionierungssektion 20 weist einen größeren Durchmesser als ein Randbereich des Einlasses der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung 2 auf. Die Reinigungseinrichtung 21 ist in der Positionierungssektion 20 positioniert.
Das Ummantelungselement 7 ist ein zylinderähnliches Element mit offenen Enden. Das Ummantelungselement 7 erstreckt sich in der Stromverlaufsrichtung. Ein Raum innerhalb des Ummantelungselements 7 dient als ein Kanal des Abgases 100 an der stromabwärts gelegenen Seite der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung 2. Die stromabwärts gelegene Abgasleitung 3, die Wärmetauschkammer 4, das Trennelement 5, die Ventileinrichtung 6 und Ähnliches sind in dem Raum innerhalb des Ummantelungselements 7 positioniert.
Die stromabwärts gelegene Abgasleitung 3 ist eine zylinderähnliche Sektion mit offenen Enden. Die stromabwärts gelegene Abgasleitung 3 erstreckt sich in der Stromverlaufsrichtung. Ein Raum innerhalb der stromabwärts gelegenen Abgasleitung 3 dient als ein Kanal des Abgases 100. Eine Öffnung (im Nachfolgenden als Einlass bezeichnet) an der stromaufwärts gelegenen Seite der stromabwärts gelegenen Abgasleitung 3 ist an den Auslass der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung 2 gekoppelt (anders ausgedrückt, das Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der Positionierungssektion 20). Der Einlass der stromabwärts gelegenen Abgasleitung 3 ist der Reinigungseinrichtung 21 zugewandt, die in der Positionierungssektion 20 positioniert ist.
Überdies umfasst die stromabwärts gelegene Abgasleitung 3 zwei Sektionen, und zwar eine Kopplungssektion 30 und eine Sammlungssektion 31. Die Kopplungssektion 30 erstreckt sich von dem Einlass der stromabwärts gelegenen Abgasleitung 3. Ein Durchmesser der Kopplungssektion 30 nimmt in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite ab. Anders ausgedrückt, die Kopplungssektion 30 ist in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite verjüngt. Die Kopplungssektion 30 koppelt die Positionierungssektion 20 und die Sammlungssektion 31. Die Sammlungssektion 31 erstreckt sich in der Stromverlaufsrichtung von einem Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der Kopplungssektion 30. Ein Durchmesser der Sammlungssektion 31 ist im Wesentlichen konstant. Überdies ist die Sammlungssektion 31 dünner als die Positionierungssektion 20.
Die Wärmetauschkammer 4 ist ein ringförmiger Raum, der die Sammlungssektion 31 seitlich umgibt. Die Wärmetauschkammer 4 befindet sich an der stromabwärts gelegenen Seite der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung 2 (anders ausgedrückt, der Positionierungssektion 20). Die Wärmetauschkammer 4 ist ein Raum, der von der Kopplungssektion 30, der Sammlungssektion 31, dem Ummantelungselement 7, einer Trennsektion 51 des Trennelements 5 (Details dazu werden später beschrieben) und Ähnlichem umgeben ist. Ein Wärmetauscher 40, der später beschrieben wird, ist in der Wärmetauschkammer 4 positioniert. Wärme des Abgases 100 wird auf die Kühlflüssigkeit mittels des Wärmetauschers 40 übertragen.
Das Trennelement 5 weist eine röhrenförmige Sektion 50, eine Trennsektion 51 und Ähnliches auf.
Die röhrenförmige Sektion 50 ist eine zylindrische Sektion. Die röhrenförmige Sektion 50 bedeckt seitlich eine Sektion um eine Öffnung (nachfolgend: Auslass) an der stromabwärts gelegenen Seite der Sammlungssektion 31. Überdies bedeckt die röhrenförmige Sektion 50 seitlich einen Raum an der stromabwärts gelegenen Seite des Auslasses der Sammlungssektion 31. Die röhrenförmige Sektion 50 ist mit einem Spalt zwischen der röhrenförmigen Sektion 50 und einer Seitenoberfläche der Sammlungssektion 31 positioniert. Dieser Spalt dient als ein Zulaufkanal 52 zu der Wärmetauschkammer 4. Ein Eintrittsport 52a, der ein Einlass des Zulaufkanals 52 ist, befindet sich zwischen einer Kante, die den Auslass der Sammlungssektion 31 umgibt, und einer Innenseite der Seitenoberfläche der röhrenförmigen Sektion 50. Der Zulaufkanal 52 ist so positioniert, dass er den Auslass der stromabwärts gelegenen Abgasleitung 3 und eine Seitenoberfläche um den Auslass der stromabwärts gelegenen Abgasleitung 3 umgibt. Der Eintrittsport 52a ist so positioniert, dass sie den Auslass der stromabwärts gelegenen Abgasleitung 3 umgibt. Eine Öffnung (nachfolgend: der Auslass 55) an der stromabwärts gelegenen Seite der röhrenförmigen Sektion 50 wird mittels eines Ventilkörpers 60 der Ventileinrichtung 6 geöffnet und geschlossen. Ein Pufferelement 54 ist um den Auslass 55 der röhrenförmigen Sektion 50 positioniert. Das Pufferelement 54 umgibt einen Randbereich des Auslasses 55. Das Pufferelement 54 verringert einen Aufprall, der verursacht wird, wenn der Ventilkörper 60 den Auslass 55 schließt. Das Pufferelement 54 kann zum Beispiel ein Drahtgeflecht sein. Das Drahtgeflecht ist ein Element, das durch Verflechten eines drahtähnlichen Elements aus Metall, wie rostfreiem Stahl, hergestellt wird.
Die Trennsektion 51 ist eine flanschartige Sektion, die sich an einem Ende an der stromaufwärts gelegenen Seite der röhrenförmigen Sektion 50 befindet. Anders ausgedrückt, die Trennsektion 51 ist eine plattenförmige Sektion, die seitlich von einer Außenkante der Öffnung an der stromaufwärts gelegenen Seite der röhrenförmigen Sektion 50 hervorsteht. Die Trennsektion 51 ist eine ringförmige Sektion, die einen Randbereich der Öffnung an der stromaufwärts gelegenen Seite der röhrenförmigen Sektion 50 umgibt. Die Trennsektion 51 bedeckt ein Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der Wärmetauschkammer 4. Die Trennsektion 51 ist mit einem Spalt zwischen einer Kante, die einen äußeren Randbereich der Trennsektion 51 bildet, und einer Innenseite einer Seitenoberfläche des Ummantelungselements 7 positioniert. Dieser Spalt dient als ein Austrittsport 53 des Abgases 100 von der Wärmetauschkammer 4. Der Austrittsport 53 ist entlang der Innenseite der Seitenoberfläche des Ummantelungselements 7 so positioniert, dass sie die Sammlungssektion 31 und das Trennelement 5 und Ähnliches umgibt.
Die Ventileinrichtung 6 öffnet und schließt den Auslass 55 der röhrenförmigen Sektion 50 mittels des Ventilkörpers 60. Der Ventilkörper 60 wird mittels einer Feder und eines Aktuators (nicht gezeigt) oder Ähnliches betätigt. Wenn der Auslass 55 der röhrenförmigen Sektion 50 mittels der Ventileinrichtung 6 geschlossen wird, stößt das Abgas 100, das den Auslass 55 erreicht, mit dem Ventilkörper 60 zusammen und bewegt sich zu einer gegenüberliegenden Seite in der Stromverlaufsrichtung. Dann strömt das Abgas 100 in den Zulaufkanal 52 zu der Wärmetauschkammer 4. Zu diesem Zeitpunkt strömt das Abgas 100 von dem Innern der Sammlungssektion 31 und der röhrenförmigen Sektion 50 in den Zulaufkanal 52, während es sich in einer radialen Richtung ausbreitet. Dann strömt das Abgas 100 durch den Zulaufkanal 52 zu der in der Stromverlaufsrichtung gegenüberliegenden Seite. Danach gelangt das Abgas 100 durch den Zulaufkanal 52 und strömt in die Wärmetauschkammer 4. In der Wärmetauschkammer 4 kommt das Abgas 100 mit den Platten 42 des Wärmetauschers 40 in Kontakt. Folglich wird Wärme des Abgases 100 auf die Kühlflüssigkeit übertragen. Danach strömt das Abgas 100 durch den Austrittsport 53 aus der Wärmetauschkammer 4 hinaus. Das Abgas 100 strömt hinab zu der stromabwärts gelegenen Seite und strömt durch eine Öffnung (nachfolgend: ein Auslass) an der stromabwärts gelegenen Seite des Ummantelungselements 7 nach außen.
Wenn der Auslass 55 mittels der Ventileinrichtung 6 geöffnet ist, gelangt das Abgas 100, das das Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der röhrenförmigen Sektion 50 erreicht, durch den Auslass 55. Danach strömt das Abgas 100 von dem Auslass des Ummantelungselements 7 heraus.
Der Auslass 55 der röhrenförmigen Sektion 50 ist möglicherweise permanent geschlossen, ohne die Ventileinrichtung 6. Folglich wird das Abgas 100 immer in die Wärmetauschkammer 4 geführt.
[Beschreibung einer Ausgestaltung des Wärmetauschers]
Als Nächstes wird der Wärmetauscher 40 beschrieben ( 2A und 2B). Der Wärmetauscher 40 umfasst zwei Kopplungselemente 41 und eine Vielzahl von Platten 42 und Ähnliches.
Die Vielzahl von Platten 42 sind die gleichen Elemente. Nachfolgend wird eine Beschreibung gegeben, die sich auf eine der Vielzahl von Platten 42 konzentriert. Die Platte 42 ist ein bandähnliches Element. Anders ausgedrückt, ist die Platte 42 ein flaches, längliches Element, das eine ungefähr konstante Breite aufweist. Die Platte 42 ist in einer Breitenrichtung gekrümmt und weist eine halbkreisförmige Bogenform auf. Die Platte 42 weist einen Wärmetauschkanal 42a in sich auf, der ein Raum ist, durch den eine Kühlflüssigkeit 110 hinabströmt. Der Wärmetauschkanal 42a erstreckt sich von einem Ende zu dem anderen Ende der Platte 42. Eine Öffnung, die an den Wärmetauschkanal 42a gekoppelt ist, ist an beiden Enden der Platte 42 vorgesehen.
Das Kopplungselement 41 ist eine längliche, im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedsektion. Das Kopplungselement 41 umfasst eine Öffnung 41b und zwei Kopplungsoberflächen 41a. Die Öffnung 41b ist in einer der Außenoberflächen (Längsaußenoberflächen) vorgesehen, die sich in einer Längsrichtung des Kopplungselements 41 erstrecken. Die Öffnung 41 b weist eine längliche Form auf, die sich in der Längsrichtung des Kopplungselements 41 erstreckt. Die Kopplungsoberflächen 41a sind zwei Längsaußenoberflächen, die einander gegenüber von den Längsaußenoberflächen zugewandt sind, die mit der Öffnung 41b versehen sind.
Jede der Kopplungsoberflächen 41a umfasst N Kopplungsanschlüsse (N ist eine ganze Zahl mit dem Wert 2 oder größer) zum Koppeln der Platten 42. In der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise N = 5. Diese Kopplungsanschlüsse sind in regelmäßigen Intervallen positioniert. Diese Kopplungsanschlüsse sind entlang der Längsrichtung des Kopplungselements 41 ausgerichtet. Anders ausgedrückt, diese Kopplungsanschlüsse sind entlang der Öffnung 41b angeordnet. Ein Ende einer Platte 42 kann an einen Kopplungsanschluss gekoppelt sein. Eine Absenkung des Endes der Platte 42 hin zu dem Kopplungsanschluss koppelt den Kopplungsanschluss und das Ende der Platte 42.
Überdies weist das Kopplungselement 41 einen Kanal für die Kühlflüssigkeit 110 darin auf. Der Kanal erstreckt sich in der Längsrichtung des Kopplungselements 41. Der Kopplungsanschluss und die Öffnung 41b sind an den Kanal gekoppelt.
Die Enden der Platten 42 sind an die N Kopplungsanschlüsse der entsprechenden Kopplungsoberflächen 41a jedes Kopplungselements 41 gekoppelt. Zu diesem Zeitpunkt stehen die N Platten 42, die an die Kopplungsanschlüsse der entsprechenden Kopplungsoberflächen 41a gekoppelt sind, in der gleichen Richtung von den Kopplungsoberflächen 41a hervor. Außerdem sind die Platten 42 zu diesem Zeitpunkt hin zu einer gegenüberliegenden Seite der Öffnung 41b des Kopplungselements 41 gekrümmt.
In dem Wärmetauscher 40 sind die zwei Platten 42 so positioniert, dass sie einander zugewandt sind, mit den zwei Kopplungselementen 41 zwischen ihnen. Die nachstehende Beschreibung konzentriert sich auf die zwei Platten 42 (ein Paar von Platten 42). Jedes Kopplungselement 41 koppelt die Enden der zwei Platten 42 aneinander. Anders ausgedrückt, koppelt jedes Kopplungselement 41 die Enden der Wärmetauschkanäle 42a der zwei Platten 42. Die zwei Platten 42 sind ringförmig positioniert. Zusätzlich sind die zwei Platten 42 so positioniert, dass sie die Sammlungssektion 31 seitlich umgeben. Die zwei Kopplungselemente 41 sowie die zwei Platten 42 sind spiegelsymmetrisch positioniert.
N Paare solcher zwei Platten 42 sind so positioniert, dass sie in der Stromverlaufsrichtung miteinander überlappen. Anders ausgedrückt, ist jedes Paar von Platten 42 in der Stromverlaufsrichtung übereinandergestapelt. Es gibt einen Spalt zwischen den Platten 42 in jeder Schicht und den Platten 42 in der benachbarten Schicht. Zusätzlich ist die Öffnung 41b des Kopplungselements 41 an einem Ring, der mittels der zwei zugewandten Platten 42 gebildet ist, nach außen gewandt. Anders ausgedrückt, ist die Öffnung 41b des Kopplungselements 41 seitlich in der Sammlungssektion 31 offen, die sich in der Stromverlaufsrichtung erstreckt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Öffnung 41b in Bezug auf das Ende des Wärmetauschkanals 42a jeder Platte 42 seitlich in der Sammlungssektion 31 positioniert. Anders ausgedrückt, befindet sich das Ende des Wärmetauschkanals 42a jeder Platte 42 innerhalb der Öffnung 41b (an der Kanalseite der Kühlflüssigkeit 110).
Ein Durchmesser eines Außenumfangs, der mittels der zwei Platten 42 gebildet ist, ist gleich groß oder kleiner als eine Breite der säulenartigen Reinigungseinrichtung 21 (anders ausgedrückt, ein Durchmesser eines kreisförmigen Querschnitts senkrecht zu der Stromverlaufsrichtung in der Reinigungseinrichtung 21). Anders ausgedrückt, ist der Durchmesser des Außenumfangs des Rings, der mittels der zwei Platten 42 gebildet ist, die in jedem Paar enthalten sind, gleich groß oder kleiner als die Breite der Reinigungseinrichtung 21.
Zusätzlich ist die Öffnung 41b des Kopplungselements 41 an all die Kopplungsanschlüsse der entsprechenden Kopplungsoberflächen 41a mittels eines Kanals in dem Innern des Kopplungselements 41 gekoppelt. Daher ist die Öffnung 41b jedes Kopplungselements 41 an die Wärmetauschkanäle 42a aller Platten 42 gekoppelt, die an das Kopplungselement 41 gekoppelt sind. Anders ausgedrückt, sind die Wärmetauschkanäle 42a der entsprechenden Platten 42 an die gemeinsame Öffnung 41b gekoppelt.
Die Öffnung 41b jedes Kopplungselements 41 ist an einen Kanal der Kühlflüssigkeit 110 gekoppelt, der zu einem Motor oder Ähnlichem führt. Die Öffnung 41b eines der Kopplungselemente 41 (nachfolgend: eine Eintrittssektion) dient als ein Einlass der Kühlflüssigkeit 110 in den Wärmetauschkanal 42a jeder Platte 42. Anders ausgedrückt, dient die Öffnung 41b als ein gemeinsamer Einlass in den Wärmetauschkanal 42a jeder Platte 42. Die Öffnung 41b des anderen Kopplungselements 41 (nachfolgend: eine Austrittssektion) ist ein Auslass der Kühlflüssigkeit 110 von dem Wärmetauschkanal 42a jeder Platte 42. Anders ausgedrückt, dient die Öffnung 41b als ein gemeinsamer Auslass aus dem Wärmetauschkanal 42a jeder Platte 42.
Die Kühlflüssigkeit 110, die den Einlass erreicht, strömt in die Eintrittssektion. Die Kopplungsoberfläche 41a befindet sich an beiden Seiten des Einlasses. Bei jeder Kopplungsoberfläche 41a sind die Kopplungsanschlüsse in gleichmäßigen Intervallen positioniert. Daher ist es möglich, eine unverhältnismäßige Einführung der Kühlflüssigkeit 110 in die Wärmetauschkanäle 42a von einigen der Platten 42 zu unterdrücken. Die Kühlflüssigkeit 110, wenn sie durch den Wärmetauschkanal 42a jeder Platte 42 gelangt, strömt in die Austrittssektion von den Kopplungsanschlüssen der Austrittssektion. Danach strömt die Kühlflüssigkeit 110 von dem Auslass in den Kanal der Kühlflüssigkeit 110 heraus.
[Wirkung]
Bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird Wärme zwischen dem Abgas 100 und der Kühlflüssigkeit 110 mittels der Vielzahl von Platten 42 ausgetauscht, die in der Stromverlaufsrichtung gestapelt sind. Die Vielzahl von Platten 42 ist an die zwei Kopplungselemente 41 gekoppelt. Überdies strömt die Kühlflüssigkeit 110 an einem Ende des Wärmetauschkanals 42a jeder Platte 42 von der Öffnung 41b (Einlass) eines der Kopplungselemente 41. Die Kühlflüssigkeit 110, die durch das andere Ende des Wärmetauschkanals 42a gelangt, strömt von der Öffnung 41b (Auslass) des anderen Kopplungselements 41 heraus. Der Einlass und der Auslass der Kühlflüssigkeit 110 sind seitlich in der Stromverlaufsrichtung offen. Daher ist es möglich, Variationen bei dem Abstand zwischen dem Wärmetauschkanal 42a in der Platte 42 jeder Schicht und dem Einlass sowie Variationen bei dem Abstand zwischen den Wärmeaustauschkanälen 42a und dem Auslass zu unterdrücken. Daher kann der Strom der Kühlflüssigkeit 110 in der Platte 42 jeder Schicht gleichmäßiger sein.
Überdies sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, die Wärme zwischen dem Abgas 100 und der Kühlflüssigkeit 110 austauscht, und die Abgasreinigungseinrichtung 21 integriert. Daher ist es möglich, den Einbauraum für die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung und Ähnliches zu verringern. Überdies kann die Länge der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 in der Stromverlaufsrichtung verringert werden, im Vergleich zu der Ausgestaltung, in der der Einlass und der Auslass der Kühlflüssigkeit 110 in der Stromverlaufsrichtung offen sind. Demzufolge wird es möglich, die Einbauposition der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 flexibler zu bestimmen.
Daher ist es möglich, das Positionieren der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung oder Ähnliches zu erleichtern, während die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert wird.
Da die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung und die Reinigungseinrichtung 21 integriert sind, können diese Gehäuse überdies einstückig gebildet sein. Daher kann die Anzahl der Teile verringert werden.
In Folge einer Verringerung der Länge der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 in der Stromverlaufsrichtung, kann die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 außerdem an der stromaufwärts gelegenen Seite des Abgaskanals positioniert sein. Deshalb ist es möglich, Wärme mit Abgas auszutauschen, das eine höhere Temperatur aufweist. Folglich kann die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert werden.
Die Kühlflüssigkeit wird seitlich in der Stromverlaufsrichtung, wo die Vielzahl von Platten 42 gestapelt sind, in die Vielzahl von Platten 42 des Wärmetauschers 40 eingeführt und von dort abgelassen. Daher kann die Vielzahl von Platten 42 die gleiche Struktur aufweisen.
Außerdem werden die Strömungsgeschwindigkeit und der Verlauf des Abgases 100, das durch die Reinigungseinrichtung 21 gelangt ist, ungleichmäßig. Andererseits wird bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der Kanal des Abgases 100, das durch die Reinigungseinrichtung 21 gelangt ist, mittels der Sammlungssektion 31 und der röhrenförmigen Sektion 50 verengt. Daher ist die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases 100 erhöht, das durch die Sammlungssektion 31 und Ähnliches hinabströmt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Strömungsgeschwindigkeit und der Verlauf des Abgases 100 gleichmäßiger. Das Abgas 100 als solches wird veranlasst, seitlich in die Sammlungssektion 31 hinauszuströmen, und dadurch zu der Wärmetauschkammer 4 geführt. Daher ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases 100 zu erhöhen, das den Zulaufkanal 52 und die Wärmetauschkammer 4 hinabströmt. Folglich wird die Temperatur des Abgases 100 in der Wärmetauschkammer 4 höher gehalten. Daher wird die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert.
Überdies wird in der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der Verlauf des Abgases 100, das die Sammlungssektion 31 und die röhrenförmige Sektion 50 mit einer hohen Geschwindigkeit hinabströmt, umgekehrt und strömt zu dem Zulaufkanal 52 hinaus. Daher wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases 100 weiter erhöht, das den Zulaufkanal 52 und die Wärmetauschkammer 4 hinabströmt. Zu diesem Zeitpunkt strömt das Abgas 100 in den Zulaufkanal 52, während es sich in der radialen Richtung ausbreitet. Daher kann das Strömen des Abgases 100 in die Wärmetauschkammer 4 in einem Zustand, der zu einem bestimmten Gebiet neigt, unterdrückt werden. Folglich wird die Temperatur des Abgases 100 der Wärmetauschkammer 4 überdies bei einer hohen Temperatur gehalten. Daher wird die Effizienz des Wärmeaustauschs weiter verbessert.
Überdies kann die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 dieser Ausführungsform den Auslass 55 der röhrenförmigen Sektion 50 mittels der Ventileinrichtung 6 öffnen und schließen. Dies ermöglicht das Umschalten zwischen einem Wärmeaustausch oder nicht. Überdies ist der Eintrittsport 52a, der ein Einlass des Zulaufkanals 52 zu der Wärmetauschkammer 4 ist, seitlich in der Sammlungssektion 31 vorgesehen. Daher ist es weniger wahrscheinlich, wenn der Auslass 55 geöffnet ist, dass das Abgas 100 in die Wärmetauschkammer 4 strömt. Daher kann mehr Wärmeaustausch als nötig vermieden werden.
Überdies sind bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform die Platten 42 des Wärmetauschers 40 so positioniert, dass sie die Sammlungssektion 31 seitlich umgeben. Aus diesem Grund ist es möglich, einen seitlichen Raum der Sammlungssektion 31 effektiv zu nutzen. Dies ermöglicht ein kompaktes Unterbringen des Wärmetauschers 40 und Ähnliches. Daher ist es möglich, die integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 zu verkleinern.
Überdies ist der Durchmesser des Außenumfangs, der mittels der zwei Platten 42 gebildet ist, gleich groß oder kleiner als die Breite der Reinigungseinrichtung 21. Daher ist es möglich, ein Hervorstehen der Form des Ummantelungselements 7 in der Breitenrichtung der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 zu vermeiden.
Überdies weist jede der gestapelten Platten 42 des Wärmetauschers 40 die gleiche Struktur auf. In jeder Schicht sind die zwei Platten 42 ringförmig positioniert, sodass sie die Sammlungssektion 31 seitlich umgeben. Außerdem sind die zwei Platten 42 spiegelsymmetrisch positioniert. Daher kann der Strom der Kühlflüssigkeit 110 in den zwei Platten 42 jeder Schicht überdies gleichmäßig. Folglich kann die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert werden.
[Andere Ausführungsformen]
(1) Die stromaufwärts gelegene Abgasleitung 2, die stromabwärts gelegene Abgasleitung 3, die röhrenförmige Sektion 50 des Trennelements 5, das Ummantelungselement 7 oder Ähnliches der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 der vorliegenden Erfindung weisen eine zylindrische Form auf. Die Form ist jedoch nicht darauf beschränkt. Diese Elemente können eine andere röhrenförmige Form als eine zylindrische Form aufweisen.
(2) Bei der integrierten Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 dieser Ausführungsform ist der Kanal des Abgases 100 bei der Sammlungssektion 31 und der röhrenförmigen Sektion 50 verengt. Durch Umkehren des Verlaufs des Abgases 100 bei dem Auslass 55 der röhrenförmigen Sektion 50 wird das Abgas 100 dann zu der Wärmetauschkammer 4 geführt.
Das Abgas wird jedoch möglicherweise zu der Wärmetauschkammer geleitet, ohne den Kanal des Abgases zu verengen oder den Verlauf des Abgases umzukehren. Das Abgas kann beispielsweise durch Anpassen des Verlaufs des Abgases an der stromaufwärts gelegenen Seite der Wärmetauschkammer zu der Wärmetauschkammer geleitet werden. Insbesondere kann die Wärmetauschkammer beispielsweise benachbart zu der stromabwärts gelegenen Seite der Positionierungssektion 20 positioniert sein, an der sich die Reinigungseinrichtung 21 befindet. Danach strömt das Abgas möglicherweise, das durch die Positionierungssektion 20 gelangt ist, direkt in die Wärmetauschkammer. Überdies kann zum Beispiel eine Ventileinrichtung zwischen der Positionierungssektion 20 und der Wärmetauschkammer vorgesehen sein. Dann wird das Abgas möglicherweise mittels der Ventileinrichtung zu entweder dem Kanal geführt, der zu der Wärmetauschkammer führt, oder dem Kanal, der zu dem Auslass des Ummantelungselements 7 führt, ohne in die Wärmetauschkammer einzutreten.
(3) In der vorliegenden Ausführungsform ist die Form der Platte 42 des Wärmetauschers 40 ein halbkreisförmiger Bogen. Jedoch ist die Form der Platte nicht darauf beschränkt und kann eine Form eines Streifens sein, der in der Breitenrichtung gebogen oder gekrümmt ist (z. B. L-förmig oder U-förmig). Selbst in diesem Fall können die Platten, ähnlich zu der vorliegenden Ausführungsform, so positioniert sein, dass sie die Sammlungssektion 31 seitlich unter Verwendung der Kopplungselemente 41 umgeben.
Wenn das Abgas wie oben unter (2) zu der Wärmetauschkammer ohne Umkehr des Verlaufs des Abgases geführt wird, besteht kein Bedarf, die Platten so zu positionieren, dass sie die Sammlungssektion 31 seitlich umgeben. In diesem Fall ist die Form der Platte nicht auf einen Streifen begrenzt und kann verschiedene flache Formen sein, wie kreisförmig oder vieleckig. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Position und die Form des Kopplungsanschlusses des Kopplungselements, das den Wärmetauschkanal jeder Platte koppelt, gemäß der Form, der Einbauposition oder Ähnlichem der Platte anzupassen. Natürlich ist selbst in diesem Fall die Öffnung des Kopplungselements so positioniert, dass sie sich seitlich in der Stromverlaufsrichtung öffnet, die die Stapelrichtung der Platten ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Öffnung in Bezug auf das Ende des Wärmetauschkanals jeder Platte seitlich in der Stromverlaufsrichtung. Anders ausgedrückt, befindet sich das Ende des Wärmetauschkanals jeder Platte innerhalb der Öffnung (an der Kanalseite des Kühlfluids).
[Übereinstimmung zwischen Ansprüchen]
Die Übereinstimmung zwischen Bezeichnungen, die in der Beschreibung der Ausführungsform verwendet werden, und Bezeichnungen, die in der Beschreibung der Ansprüche verwendet werden, wird dargelegt.
Die stromabwärts gelegene Abgasleitung 3, das Trennelement 5, die Ventileinrichtung 6 und das Ummantelungselement 7 entsprechen einem Beispiel einer Abgassteuerungseinheit. Die Wärmetauschkammer 4 entspricht einem Beispiel einer Wärmetauschsektion.
Der Randbereich des Auslasses 55 der röhrenförmigen Sektion 50 und die Sammlungssektion 31 entsprechen einem Beispiel der verringerten Sektion. Überdies entspricht die Ventileinrichtung 6 einem Beispiel einer Führungssektion, der Auslass 55 entspricht einem Beispiel einer Führungsposition, und die Kühlflüssigkeit entspricht einem Beispiel eines Fluids.

Claims

Integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, die in einem Abgaskanal positioniert ist, der ein Kanal für Abgas von einem Motor ist, umfassend: eine Positionierungssektion, die eine röhrenförmige Sektion umfasst, die sich in einer Stromverlaufsrichtung hin zu einer stromabwärts gelegenen Seite des Abgaskanals erstreckt, eine Reinigungseinrichtung, die das Abgas reinigt, die in der Positionierungssektion positioniert ist; eine Wärmetauschsektion, die einen Wärmetauscher zum Übertragen von Wärme des Abgases auf ein Fluid umfasst, wobei die Wärmetauschsektion an einer stromabwärts gelegenen Seite der Positionierungssektion positioniert ist; und eine Abgassteuerungseinheit, die das Abgas, das von der Positionierungssektion strömt, in die Wärmetauschsektion einführt, wobei der Wärmetauscher Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Platten, die flache Sektionen sind, die so positioniert sind, dass sie sich in der Stromverlaufsrichtung überlappen, wobei die Vielzahl von Platten in ihrem Innern Fluidkanäle aufweisen; eine Eintrittssektion, die die einen Enden der Wärmetauschkanäle der Vielzahl von Platten koppelt, wobei die Eintrittssektion das Fluid, das durch einen Eintrittsport hineinströmt, der sich seitlich in der Stromverlaufsrichtung öffnet, veranlasst, in die Wärmetauschkanäle der Vielzahl von Platten zu strömen; und eine Austrittssektion, die die anderen Enden der Wärmetauschkanäle der Vielzahl von Platten koppelt, wobei die Austrittssektion das Fluid, das durch die Wärmetauschkanäle hinabströmt, veranlasst, durch einen Austrittsport, der sich seitlich in der Stromverlaufsrichtung öffnet, auszutreten.
Integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abgassteuerungseinheit Folgendes umfasst: eine Kopplungssektion, die eine röhrenförmige Sektion umfasst, die sich in der Stromverlaufsrichtung von einem Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der Positionierungssektion erstreckt; eine verringerte Sektion, die eine röhrenförmige Sektion umfasst, die sich in der Stromverlaufsrichtung von dem Ende an der stromabwärts gelegenen Seite der Kopplungssektion erstreckt, wobei die verringerte Sektion dünner als die Kopplungssektion ist; und eine Führungssektion, die das Abgas zu der Wärmetauschsektion führt, wobei die Wärmetauschsektion seitlich in der verringerten Sektion positioniert ist, und wobei die Führungssektion das Abgas, das in die verringerte Sektion geströmt ist, veranlasst, seitlich in die Verringerungseinheit hinauszuströmen, um so das Abgas zu der Wärmetauschsektion zu führen.
Integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die verringerte Sektion einen Eintrittsport aufweist, der sich an der stromabwärts gelegenen Seite einer Sektion befindet, an der die Wärmetauschsektion seitlich positioniert ist, und wobei die Führungssektion eine Führungsposition verschließt, die sich an der stromabwärts gelegenen Seite des Eintrittsports der verringerten Sektion befindet, das Abgas, das die Führungsposition erreicht hat, zu einer der Stromverlaufsrichtung gegenüberliegenden Seite bewegt und überdies das Abgas veranlasst, seitlich in der verringerten Sektion von dem Eintrittsport hinauszuströmen, um so das Abgas zu der Wärmetauschsektion zu führen.
Integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Führungssektion ein Ventil umfasst, das sich bei der Führungsposition öffnet und schließt, und das Abgas durch Schließen des Ventils an der Führungsposition zu der Wärmetauschsektion führt.
Integrierte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Vielzahl von Platten so positioniert sind, dass sie sich in der Stromverlaufsrichtung überlappen, während sie die verringerte Sektion seitlich umgeben.