DE112016006282T5

DE112016006282T5 - Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016006282T5
Application number: DE112016006282.6T
Authority: DE
Inventors: Kunikazu Shirai; Naohiro Takemoto; Hirohisa Okami
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2018-10-04
Also published as: JPWO2017126082A1; US10605207B2; WO2017126082A1; CN108026816B; US20180266367A1; CN108026816A; JP6499325B2

Abstract

Eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung enthält einen Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem aus einen ersten Abgasrohr hereinströmenden Abgas und einem Fluid als einem erwärmten Objekt durchführt. Bezüglich des Wärmetauschers ist ein Strömungspfad für das Abgas in dem Mantel so gebildet, dass das vom Abgas-Einströmpfad hineinströmende Abgas einen Abzweig erreicht, nachdem es mit einer Platte in einem Teilbereich in Kontakt gekommen ist, und dass das am Abzweig nicht zu einem Abgasrückführungs-Strömungspfad abgezweigte Abgas zu einem zweiten Abgasrohr hinausströmt, nachdem es mit einer Platte in einem Teilbereich in Kontakt gekommen ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
TECHNISCHER HINTERGRUND
Es wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die sowohl eine Abgaswärmerückgewinnungsfunktion zum Rückgewinnen von Wärme aus Abgas eines Verbrennungsmotors als auch eine AGR-Kühlfunktion zum Kühlen von Abgas umfasst, das durch eine AGR zurückgeführt werden soll, die Abgas teilweise zu einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückführt (siehe beispielsweise das Patentdokument 1). AGR ist die Abkürzung für Abgasrückführung.
Gemäß der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Technik wird vom Verbrennungsmotor abgegebenes Abgas je nach einem Öffnungsausmaß eines Ventils teilweise oder vollständig zu einem Wärmetauscher geleitet, sodass eine Wärmerückgewinnung und eine Abgaskühlung durchgeführt werden. Das gekühlte Abgas wird je nach der Stellung eines Umsteuerventils teilweise oder vollständig über einen ersten Abzweig zum Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückgeführt. Wenn das Abgas teilweise zum Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird, wird der Rest des Abgases über einen zweiten Abzweig teilweise zu einem Zentralrohr geleitet und nach außerhalb des Systems abgegeben.
DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-163773
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Gemäß der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Technik kann an der Stelle, wo der Wärmetauscher montiert ist, der Wärmetauscher selbst zu einem Hindernis werden und das Strömen des Abgases verhindern. Andererseits gibt es am Zusammenführungspunkt, wo der zweite Abzweig in das Zentralrohr zusammengeführt wird, kein Hindernis, das einen Rückstrom aus dem Zentralrohr zum zweiten Abzweig verhindert.
Wenn demgemäß ein Strömungspfad vom Wärmetauscher zum Umsteuerventil, der erste Abzweig und der zweite Abzweig alle untereinander durch das Umsteuerventil verbunden sind, ist es wahrscheinlich, dass Abgas rückwärts aus dem Zentralrohr zum zweiten Abzweig strömt. Genauer ist es beispielsweise wahrscheinlich, wenn die Menge des von der Seite des Wärmetauschers zugeführten Abgases kleiner ist als die Menge des zur Seite des zweiten Abzweigs abgezogenen Abgases, dass das Abgas rückwärts aus dem Zentralrohr zum zweiten Abzweig strömt.
In diesem Fall ist das rückwärts aus dem Zentralrohr zum zweiten Abzweig strömende Abgas Hochtemperatur-Abgas, das den Wärmetauscher nicht durchströmt hat. Wenn diese Art von Hochtemperatur-Abgas zum Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass die Ansauglufttemperatur ansteigt und der Füllungsgrad der Ansaugluft niedriger wird. Das heißt, das rückwärts aus dem Zentralrohr zum zweiten Abzweig strömende Abgas kann die AGR-Kühlfunktion verschlechtern.
Im Lichte des Voranstehenden ist es vorzuziehen, eine Technik zu schaffen, die imstande ist, eine Verschlechterung einer AGR-Kühlfunktion in Hinsicht auf eine mit der AGR-Kühlfunktion kombinierte Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung zu verhindern.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABEN
Eine nachstehend beschriebene Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung umfasst ein erstes Abgasrohr, ein zweites Abgasrohr, einen Wärmetauscher, ein Ventil und einen Abzweig. Das erste Abgasrohr ist so ausgelegt, dass Abgas aus einem Verbrennungsmotor in seine Innenumfangsseite strömt. Das zweite Abgasrohr ist an einer Stromabwärtsseite vom ersten Abgasrohr in einer Abgas-Strömungsrichtung angeordnet. Der Wärmetauscher führt einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem ersten Abgasrohr hereinströmenden Abgas und einem Fluid als einem erwärmten Objekt durch. Das Ventil ist ausgelegt, ein Durchflussverhältnis zwischen einer Durchflussrate des aus dem ersten Abgasrohr zum zweiten Abgasrohr herausströmenden Abgases, das nicht dem Wärmetauscher unterzogen wurde, und einer Durchflussrate des aus dem ersten Abgasrohr in den Wärmetauscher strömenden Abgases zu ändern. Der Abzweig zweigt das dem Wärmeaustausch mit dem Fluid durch den Wärmetauscher unterzogene Abgas teilweise oder vollständig zu einem Abgasrückführungs-Strömungspfad ab, der das Abgas zu einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückführt.
Der Wärmetauscher umfasst eine Vielzahl von Platten und einen Mantel. Die Vielzahl von Platten ist jeweils ringförmig ausgebildet und ist an Positionen angeordnet, die einen Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgeben. Der Mantel ist an einer Position vorgesehen, die den Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgibt, und nimmt die Vielzahl von Platten auf. Ein Strömungspfad für das Fluid als das erwärmte Objekt ist innerhalb der Vielzahl von Platten gebildet, sodass das Fluid dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Zufuhrpfad zugeführt wird und das Fluid aus dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Abfuhrpfad abgeleitet wird. Der Wärmetauscher ist so ausgebildet, dass an einer Stelle innerhalb des Mantels und außerhalb der Vielzahl von Platten das Abgas aus dem ersten Abgasrohr über einen Abgas-Einströmpfad hineinströmt und zum zweiten Abgasrohr über einen Abgas-Ausströmpfad hinausströmt.
In einer solchen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung ist das Innere des Mantels in eine Vielzahl von Teilbereichen aufgeteilt, wobei jeder der Teilbereiche mindestens eine aus der Vielzahl von Platten aufnimmt, und ist ein Strömungspfad für das Abgas in dem Mantel so gebildet, dass das vom Abgas-Einströmpfad hineinströmende Abgas den Abzweig erreicht, nachdem es in zumindest einem aus der Vielzahl von Teilbereichen mit der Platte in Kontakt gekommen ist, und dass das am Abzweig nicht zum Abgasrückführungs-Strömungspfad abgezweigte Abgas zum zweiten Abgasrohr hinausströmt, nachdem es in mindestens einer aus der Vielzahl von Teilbereichen mit der Platte in Kontakt gekommen ist.
Gemäß der wie oben beschrieben ausgebildeten Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung ist es möglich, das Abgas aus dem ersten Abgasrohr zum Wärmetauscher über den Abgas-Einströmpfad durch ein Einstellen eines Öffnungsgrades des Ventils einströmen zu lassen. In dem Mantel wird Wärme zwischen dem Abgas und dem Fluid über die Platten übertragen, und daher werden eine Wärmerückgewinnung (d.h. eine Fluid-Erwärmung) und eine Abgaskühlung erreicht. Die zurückgewonnene Wärme kann für andere Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel kann diese zurückgewonnene Wärme als Vorwärmung für den Verbrennungsmotor oder verschiedene Vorrichtungen benutzt werden, die an diesen angeschlossen sind (beispielsweise eine Katalysatorvorrichtung zum Reinigen des Abgases und ein Getriebe), als Wärmequelle für eine Heizung und dergleichen. Das gekühlte Abgas wird je nach Bedarf teilweise oder vollständig vom Abzweig der Seite des Abgasrückführungs-Strömungspfades zugeführt. Wenn ein Teil des Abgases der Seite des Abgasrückführungs-Strömungspfades zugeführt wird, strömt der Rest des Abgases über den Abgas-Ausströmpfad zum zweiten Abgasrohr hinaus und wird danach nach außerhalb des Systems abgeleitet.
Wenn in dem Fall, in dem der oben beschriebene Abgas-Ausströmpfad vorgesehen ist, die dem Inneren des Mantels über den Abgas-Einströmpfad zugeführte Menge an Abgas bezüglich der der Seite des Abgasrückführungs-Strömungspfades zugeführten Menge an Abgas zu klein wird, besteht eine Möglichkeit, dass Hochtemperatur-Abgas rückwärts aus dem zweiten Abgasrohr 12 über den Abgas-Ausströmpfad in das Innere des Mantels strömen kann. Jedoch ist in der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der Strömungspfad des Abgases im Mantel so ausgebildet, dass das nicht am Abzweig zum Abgasrückführungs-Strömungspfad abgezweigte Abgas zum zweiten Abgasrohr hinausströmt, nachdem es mit den Platten in mindestens einem der Teilbereiche in Kontakt gekommen ist.
Sogar wenn daher das Hochtemperatur-Abgas rückwärts aus dem zweiten Abgasrohr über den Abgas-Ausströmpfad in das Innere des Mantels strömt, erreicht dieses Abgas den Abzweig, nachdem es mit den Platten in mindestens einem der Teilbereiche in Kontakt gekommen ist. Sogar wenn daher das Abgas das rückwärts aus dem zweiten Abgasrohr über den Abgas-Ausströmpfad strömende Abgas ist, wird das Abgas durch den Wärmetauscher in Verbindung mit dem Kontakt mit den Platten gekühlt. Daher ist es möglich zu verhindern, dass Hochtemperatur-Abgas, das nicht durch den Wärmeaustausch gekühlt wurde, in den Abgasrückführungs-Strömungspfad strömt. Die Erhöhung der Ansauglufttemperatur ist somit verhindert, und die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft ist auch verhindert. Das heißt, es ist möglich, die Einbuße an der AGR-Kühlfunktion des Wärmetauschers zu verhindern, die durch den Rückstrom des Abgases über den Abgas-Ausströmpfad verursacht werden würde.
In der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung kann das Innere des Mantels in zwei Teilbereiche durch eine Abtrennung aufgeteilt sein, die ungefähr senkrecht zu einer Axialrichtung des ersten Abgasrohrs angeordnet ist. Alternativ kann in der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung das Innere des Mantels in zwei Teilbereiche durch eine Abtrennung aufgeteilt sein, die ungefähr parallel zu der Axialrichtung des ersten Abgasrohrs angeordnet ist.
Gemäß den oben beschriebenen Anordnungen ist das Innere des Mantels in die beiden Teilbereiche aufgeteilt. Verglichen mit dem Fall, in dem das Innere des Mantels in mehr Teilbereiche aufgeteilt ist, wird die Form des Strömungspfades in dem Mantel nicht unnötig kompliziert gemacht, und daher ist der Strömungspfadwiderstand im Mantel verringert. Weiter ist, verglichen mit dem Fall, in dem das Innere des Mantels in mehr Teilbereiche aufgeteilt ist, der Aufbau des Inneren des Mantels vereinfacht. Als Ergebnis ist die Anzahl von Bauteilen verringert, und die Produktivität der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung ist verbessert.
Als eine von der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung verschiedene Anordnung ist eine nachstehend beschriebene Anordnung angewendet. Das heißt, eine nachstehend beschriebene Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung umfasst ein erstes Abgasrohr, einen Wärmetauscher, ein Ventil und einen Abzweig. Der Wärmetauscher führt einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem ersten Abgasrohr hereinströmenden Abgas und einem Fluid als einem erwärmten Objekt durch. Das Ventil ist ausgelegt, ein Durchflussverhältnis zwischen einer Durchflussrate des zum zweiten Abgasrohr aus dem ersten Abgasrohr herausströmenden Abgases, das nicht dem Wärmetauscher unterzogen wurde, und einer Durchflussrate des in den Wärmetauscher aus dem ersten Abgasrohr strömenden Abgases zu ändern. Der Abzweig zweigt das dem Wärmeaustausch mit dem Fluid durch den Wärmetauscher unterzogene Abgas teilweise oder vollständig zu einem Abgasrückführungs-Strömungspfad ab, der das Abgas zu einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückführt.
Der Wärmetauscher umfasst eine Vielzahl von Platten und einen Mantel und ist als ein Wärmetauscher des so genannten Mantel-und-Plattentyps ausgebildet. Die Vielzahl von Platten ist jeweils ringförmig ausgebildet und ist an Positionen angeordnet, die einen Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgeben. Der Mantel ist an einer Position vorgesehen, die den Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgibt, und nimmt die Vielzahl von Platten auf. Demgemäß ist der gesamte Wärmetauscher in einer zylindrischen Form ausgebildet, die den Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgibt. Ein Strömungspfad für das Fluid als das erwärmte Objekt ist innerhalb der Vielzahl von Platten gebildet, sodass das Fluid dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Zufuhrpfad zugeführt wird und das Fluid aus dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Abfuhrpfad abgeführt wird. Der Wärmetauscher ist so ausgebildet, dass an einer Stelle innerhalb des Mantels und außerhalb der Vielzahl von Platten das Abgas aus dem ersten Abgasrohr über einen Abgas-Einströmpfad hineinströmt und zum zweiten Abgasrohr über einen Abgas-Ausströmpfad hinausströmt.
Diese Anordnungen sind dieselben wie die Anordnung der ersten beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung. Daher werden auch in dieser Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung eine Wärmerückgewinnung und eine Abgaskühlung auf dieselbe Weise erreicht wie bei der ersten beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung. In dieser Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung ist der Abgas-Ausströmpfad so ausgebildet, dass ein Strömungspfadwiderstand des Abgas-Ausströmpfads höher ist als ein Strömungspfadwiderstand des Abgas-Einströmpfads. Demgemäß ist es unwahrscheinlich, dass ein Rückstrom von Hochtemperatur-Abgas aus dem zweiten Abgasrohr in das Innere des Mantels über den Abgas-Ausströmpfad verursacht wird. Sogar wenn es einen solchen Rückstrom gibt, wird die Menge des rückwärts strömenden Abgases kleiner als die Menge des in das Innere des Mantels über den Abgas-Einströmpfad strömenden Abgases.
Sogar wenn es einen Rückstrom des Abgases im Mantel gibt, wird ein Prozentsatz des Abgases groß, der durch den Abgas-Einströmpfad eingeströmt ist und den Wärmetauscher durchströmt hat, und ein Prozentsatz des Abgases wird klein, der durch den Abgas-Ausströmpfad eingeströmt ist und den Wärmetauscher nicht durchströmt hat. Daher ist es durch ein Einstellen der Strömungspfadwiderstände des Abgas-Einströmpfades und des Abgas-Ausströmpfads und ein Optimieren des Gleichgewichts möglich zu verhindern, dass das Hochtemperatur-Abgas, des dem Wärmetauscher nicht unterzogen wurde, übermäßig in den Abgasrückführungs-Strömungspfad strömt. Als Ergebnis ist es möglich, die Erhöhung der Ansauglufttemperatur und die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft zu verhindern. Das heißt, es ist möglich, die Einbuße an der AGR-Kühlfunktion des Wärmetauschers zu verhindern, die durch den Rückstrom des Abgases über den Abgas-Ausströmpfad verursacht werden würde.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine Schnittansicht, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei ein Strömungspfad-Umsteuerventil und ein AGR-Ventil beide geschlossen sind.
3A ist eine Schnittansicht, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei das Strömungspfad-Umsteuerventil und das AGR-Ventil beide offen sind.
3B ist eine Schnittansicht, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei das Strömungspfad-Umsteuerventil offen und das AGR-Ventil geschlossen sind.
4 ist eine Schnittansicht, die eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei ein Strömungspfad-Umsteuerventil und ein AGR-Ventil beide geschlossen sind.
5A ist eine Schnittansicht einer Schnittposition entlang den Linien VA-VA in 4.
5B ist eine Schnittansicht einer Schnittposition entlang den Linien VB-VB in 4.
5C ist eine Schnittansicht einer Schnittposition entlang den Linien VC-VC in 4.
6A ist eine Schnittansicht, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei das Strömungspfad-Umsteuerventil und das AGR-Ventil beide offen sind.
6B ist eine Schnittansicht, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei das Strömungspfad-Umsteuerventil offen und das AGR-Ventil geschlossen sind.
7 ist eine Schnittansicht, die eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei ein Strömungspfad-Umsteuerventil und ein AGR-Ventil beide geschlossen sind.
8A ist eine Schnittansicht, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei ein Strömungspfad-Umsteuerventil und ein AGR-Ventil beide offen sind.
8B ist eine Schnittansicht, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform im horizontalen Schnitt darstellt, wobei das Strömungspfad-Umsteuerventil offen und das AGR-Ventil geschlossen sind.

Bezugszeichenliste
1, 2, 3...Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung, 11...erstes Abgasrohr, 13... Wärmetauscher, 15...Abzweig, 17... Fluid-Zufuhrpfad, 19... Fluid-Abfuhrpfad, 21...zweites Abgasrohr, 23...Abgasrückführungs-Strömungspfad, 25...Platte, 27...Mantel, 27A...zylindrischer Teil, 31...Abgas-Einströmpfad, 33...Abgas-Ausströmpfad, 35A, 35B...Abtrennung, 37A... vorderer Teilbereich, 37B... rückseitiger Teilbereich, 37C... linker Teilbereich, 37D... rechter Teilbereich, 39...Strömungspfad-Umsteuerventil, 41...Polsterelement, 43...AGR-Ventil, 45... Kommunikationspfad, 47...erste Trennwand, 49...zweite Trennwand, 51, 52...Öffnungen, 53, 54...Öffnung, 55, 56... Lücke, 59... Prallblech, 61... Raum.
AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
Als Nächstes sind nachstehend beispielhafte Ausführungsformen der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung beschrieben.
Erste Ausführungsform
Zuerst ist die erste Ausführungsform beschrieben. Eine in 1 dargestellte Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 ist eine in einem beweglichen Körper (z.B. einem Automobil und dergleichen) mit einem Verbrennungsmotor montierte Vorrichtung, und bei ihr ist eine Abgaswärme-Rückgewinnungsfunktion zum Rückgewinnen von Wärme aus vom Verbrennungsmotor abgegebenem Abgas vorgesehen. Diese Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die mit einer AGR-Kühlfunktion zum Kühlen von Abgas kombiniert ist, das in einer AGR zurückzuführen ist, die einen Teil des Abgases zu einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückführt.
Die folgende Beschreibung erfolgt unter Verwendung der Richtungen vorn, hinten, links, rechts, oben und unten, die bei Bedarf in den Zeichnungsblättern enthalten sind. Diese Richtungen sind bezüglich einander betreffs der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 in 1 definiert, in der für die sechs Ansichten, in denen eine Ansicht mit Blick auf die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 von der Stromaufwärtsseite in der Strömungsrichtung des Abgases zur Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 in der Vorderansicht erscheint, die Richtung, in der ein Teil ausgerichtet ist, der in der Vorderansicht erscheint, vorn ist, die Richtung, in der ein Teil ausgerichtet ist, der in der Rückansicht erscheint, hinten ist, die Richtung, in der ein Teil ausgerichtet ist, der in der linksseitigen Ansicht erscheint, links ist, die Richtung, in der ein Teil ausgerichtet ist, der in der rechtsseitigen Ansicht erscheint, rechts ist, die Richtung, in der ein Teil ausgerichtet ist, der in der Draufsicht erscheint, oben ist, und die Richtung, in der ein Teil ausgerichtet ist, der in der Ansicht von unten erscheint, unten ist. Jedoch sind diese Richtungen definiert, um einfach die relative Positionsbeziehung der Teile zu beschreiben, die die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 bilden. Daher ist es zum Beispiel, wenn die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 in dem beweglichen Körper montiert ist, beliebig, wie die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 bezüglich des beweglichen Körpers geneigt ist.
Wie in 1 dargestellt, weist die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 ein erstes Abgasrohr 11, ein zweites Abgasrohr 12, einen Wärmetauscher 13 und einen Abzweig 15 auf. Das erste Abgasrohr 11 ist ein rohrförmiges Element, das einen Strömungspfad bildet, der Abgas in das Innere der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 einführt. Dieses erste Abgasrohr 11 ist an einem Ende (dem Vorderende in 1) mit einem Element (nicht dargestellt) gekoppelt, das einen Strömungspfad auf der Stromaufwärtsseite in der Abgas-Strömungsrichtung bildet. Die Anordnung ist so ausgebildet, dass das Abgas aus dem Verbrennungsmotor in die Innenumfangsseite strömt. Das zweite Abgasrohr 12 ist ein Element, das einen Strömungspfad auf der Stromabwärtsseite in der Abgas-Strömungsrichtung bildet, gesehen vom ersten Abgasrohr 11.
Der Wärmetauscher 13 ist eine Vorrichtung, die einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem ersten Abgasrohr 11 hereinströmenden Abgas und einem Fluid durchführt, das ein erwärmtes Objekt ist (z.B. Kühlmittel, Öl und dergleichen). Dieser Wärmetauscher 13 ist insgesamt in einer annähernd zylindrischen Form ausgebildet und ist an einer Position montiert, die einen Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 umgibt. Im Wärmetauscher 13 ist an einem Ende (dem Vorderende in 1) ein Fluid-Zufuhrpfad 17 vorgesehen, der es ermöglicht, dass das Fluid als das erwärmte Objekt hineinströmt, und ein Fluid-Abfuhrpfad 19, der es ermöglicht, dass das durch den Wärmetauscher 13 erwärmte Fluid herausströmt. Der Wärmetauscher 13 ist am anderen Ende (dem Hinterende in 1) mit dem zweiten Abgasrohr 12 verbunden.
Der Abzweig 15 ist aus einem rohrförmigen Material ausgebildet und erstreckt sich in einer zentrifugalen Richtung (nach links in 1) von der Außenumfangsfläche des Wärmetauschers 13. Wie in 2 dargestellt, ist der Abzweig 15 mit einem Element verbunden, das einen Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 bildet, der einen Teil des Abgases zum Ansaugsystem (d.h. zu einem Strömungspfad, in welchem dem Verbrennungsmotor zugeführte Luft strömt) des Verbrennungsmotors zurückführt. Demgemäß wird durch den Wärmetauscher 13 einem Wärmeaustausch mit dem Fluid unterzogenes Abgas teilweise oder vollständig zum Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 abgezweigt. 2 ist eine Ansicht, die eine Schnittansicht der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 in einem horizontalen Schnitt darstellt, der in 1 mit einer strichpunktierten Linie bezeichnet ist, und ist aus einer durch Pfeile II-II in 1 bezeichneten Richtung betrachtet. In 2 ist der Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 schematisch mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
Der Wärmetauscher 13 ist ein so genannter Mantel-und-Platten-Wärmetauscher und umfasst eine Vielzahl von Platten 25 (hier zwölf Stück) und einen Mantel 27. Die Vielzahl von Platten 25 ist eine Stelle, wo der Wärmeaustausch im Wärmetauscher 13 durchgeführt wird. Die Vielzahl von Platten 25 ist aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet (beispielsweise Metall, wie etwa rostfreiem Stahl, Aluminiumlegierung, Kupferlegierung), und jede der Platten 25 weist eine ringförmige und hohle Form auf. Genauer ist jede Platte 25 so ausgebildet, dass ein Paar ringförmiger Metallplatten jeweils mit einer Vertiefungsfläche miteinander in einer Richtung zusammengefügt ist, in der die Vertiefungsflächen zueinander weisen. Als Ergebnis formt der zwischen den Vertiefungsflächen jeder Platte 25 gebildete Zwischenraum die Höhlung.
Das erste Abgasrohr 11 ist in den Innenumfang der Vielzahl von Platten 25 eingesetzt, und die Vielzahl von Platten 25 ist in einer axialen Richtung (in der Vorn-Hinten-Richtung in 2) des ersten Abgasrohrs 11 an einer Position angeordnet, die den Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 umgibt. Durch die Verwendung der Höhlung jeder Platte 25 sind Strömungspfade für das Fluid als das erwärmte Objekt in der Vielzahl von Platten 25 gebildet. Genauer kommunizieren die Höhlungen der einander benachbarten Platten 25 miteinander über ein Paar von Strömungspfaden. Einer aus dem Paar von Strömungspfaden ist mit dem oben genannten Fluid-Zufuhrpfad 17 verbunden, und der andere davon ist mit dem oben genannten Fluid-Abfuhrpfad 19 verbunden. Demgemäß ist die Anordnung so, dass das Fluid dem Inneren jeder Platte 25 über den Fluid-Zufuhrpfad 17 zugeführt wird und aus dem Inneren jeder Platte 25 über den Fluid-Abfuhrpfad 19 abgeleitet wird.
Der Mantel 27 bildet das Äußere des Wärmetauschers 13. Der Mantel 27 ist an einer Position angeordnet, die den Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 umgibt, und nimmt die Vielzahl von Platten 25 auf. Ein Raum, der dem Inneren des Mantels 27 und dem Äußeren der Vielzahl von Platten 25 entspricht, ist so gebildet, dass ermöglicht ist, dass das Abgas aus dem ersten Abgasrohr 11 über einen Abgas-Einströmpfad 31 in den Raum strömt. Der Abgas-Einströmpfad 31 ist ein Durchgangsloch, das zwischen der Außenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 und seiner Innenumfangsseite an einem Teil des ersten Abgasrohrs 11 hindurchgeht. Das Innere des Mantels 27 kommuniziert mit der Innenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 über dieses Durchgangsloch. Gemäß der ersten Ausführungsform ist der Abgas-Einströmpfad 31 durch ein Schneiden und Anheben eines Teils des ersten Abgasrohrs 11 zur Außenumfangsseite hin ausgebildet. Jedoch steht es frei, ob der Abgas-Einströmpfad 31 durch diese Art von Schneid- und Anhebearbeit ausgebildet ist.
Der Raum, der dem Inneren des Mantels 27 und dem Äußeren der Vielzahl von Platten 25 entspricht, ist so gebildet, dass ermöglicht ist, dass das Abgas aus dem Raum über einen Abgas-Ausströmpfad 33 zur Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 strömt. Der Abgas-Ausströmpfad 33 ist gebildet durch ein Vorsehen einer Lücke zwischen dem Mantel 27 und dem ersten Abgasrohr 11 an einem Ende (dem hinteren Ende in 2) des Mantels 27. Das Innere des Mantels 27 kommuniziert mit der Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 über diese Lücke.
Das Innere des Mantels 27 ist durch eine Abtrennung 35A in eine Vielzahl von Teilbereichen 37A und 37B aufgeteilt. Gemäß der ersten Ausführungsform weist die Abtrennung 35A eine annähernd senkrecht zur axialen Richtung (Vorn-Hinten-Richtung in 2) des ersten Abgasrohrs 11 angeordnete Wandfläche auf. Das Innere des Mantels 27 ist durch diese Abtrennung 35A in zwei Teilbereiche 37A und 37B aufgeteilt. Diese Abtrennung 35A ist ringförmig ausgebildet, mit einem größeren Außendurchmesser als der Außendurchmesser der Platte 25 und einem kleineren Innendurchmesser als der Innendurchmesser der Platte 25. Der Innenumfang der Abtrennung 35A ist an die Außenumfangsfläche des ersten Abgasrohrs 11 ohne Spalt dazwischen angefügt. Andererseits gibt es eine Lücke zwischen dem Außenumfang der Abtrennung 35A und der Innenfläche des Mantels 27. Demgemäß kommunizieren die beiden Teilbereiche 37A und 37B miteinander an der Außenumfangsseite der Abtrennung 35A.
Mindestens eine Platte 25 aus der Vielzahl von Platten 25 ist in jedem der Teilbereiche 37A und 37B angeordnet. Genauer gibt es gemäß der ersten Ausführungsform vier in dem Teilbereich 37A (des vorderen Teilbereichs in 2, nachfolgend als vorderer Teilbereich 37A bezeichnet) angeordnete Platten 25. Es gibt acht in dem Teilbereich 37B (des hinteren Teilbereich in 2, nachfolgend als hinterer Teilbereich 37B bezeichnet) angeordnete Platten 25. Der Abgas-Einströmpfad 31 ermöglicht, dass das Abgas in den vorderen Teilbereich 37A in die Innenumfangsseite der Platten 25 strömt. Der Abgas-Ausströmpfad 33 ermöglicht, dass das Abgas in den hinteren Teilbereich 37B aus der Innenumfangsseite der Platten 25 strömt.
Da der oben beschriebene Strömungspfad im Mantel 27 gebildet ist, strömt das aus dem Abgas-Einströmpfad 31 einströmende Abgas im Mantel 27 wie durch eine gestrichelte Pfeillinie in 2 bezeichnet. Das heißt, das vom Abgas-Einströmpfad 31 einströmende Abgas strömt in den vorderen Teilbereich 37A von der Innenumfangsseite der Platten 25 zu ihrer Außenumfangsseite. Dabei erreicht das Abgas den Abzweig 15, nachdem es mit den Platten 25 in Kontakt gekommen ist. Das am Abzweig 15 nicht zum Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 verzweigte Abgas strömt in den hinteren Teilbereich 37B von der Außenumfangsseite der Platten 25 zu ihrer Innenumfangsseite. Das Abgas erreicht dann den Abgas-Ausströmpfad 33, nachdem es in Kontakt mit den Platten 25 gekommen ist, und strömt über den Abgas-Ausströmpfad 33 zur Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 heraus.
Ein Strömungspfad-Umsteuerventil 39 (entsprechend einem Beispiel eines Ventils in dieser Beschreibung) ist in der Nähe des Endes des ersten Abgasrohrs 11 vorgesehen (nahe dem hinteren Ende in 2). Dieses Strömungspfad-Umsteuerventil 39 weist ein unteres Ende auf, das ausgelegt ist, so in Richtungen zu schwingen, dass es sich nach hinten und oben um einen Drehmittelpunkt einer Achse (nicht dargestellt) bewegt, die sich in der Links-Rechts-Richtung an der oberen Endseite des Strömungspfad-Umsteuerventils 39 erstreckt. Das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 öffnet und schließt somit eine Öffnung am Ende (dem hinteren Ende in 2) des ersten Abgasrohrs 11. Vorgesehen am anderen Ende des ersten Abgasrohrs 11 ist ein Polsterelement 41, ausgebildet aus einem Werkstoff mit Wärmefestigkeit und Stoßdämpfungseigenschaft (z.B. Metallgewebe und dergleichen). Das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 ist ausgelegt, in Kontakt mit dem Polsterelement 41 zu kommen, wenn das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 geschlossen wird.
Ein Einstellen des Öffnungsgrades des Strömungspfad-Umsteuerventils 39 ermöglicht es, ein Durchflussverhältnis zwischen einer Durchflussrate des aus dem ersten Abgasrohr 11 zum zweiten Abgasrohr 12 nicht durch den Wärmetauscher 13 ausströmenden Abgases und einer Durchflussrate des aus dem ersten Abgasrohr 11 zum Wärmetauscher 13 ausströmenden Abgases zu verändern. Die Durchflussraten F1 und F2, die der Durchfluss des in den Wärmetauscher 13 strömenden Abgases bzw. der Durchfluss des nicht dorthin strömenden Abgases sind, werden in einem Durchflussverhältnis F1:F2 umgesteuert, das in einen Bereich zwischen 0:100 und 100:0 fällt. Das Durchflussverhältnis kann in zwei Schritten (d.h. vollständig offen und vollständig geschlossen) gesteuert werden oder kann in mehreren Schritten gesteuert werden, die andere Schritte zwischen dem vollständig offenen und vollständig geschlossenen enthalten, oder auch stufenlos. Die Durchflussrate F1 kann ausgelegt sein, gleich oder größer zu sein als der Minimalwert x1. Die Durchflussrate F2 kann ausgelegt sein, gleich oder größer zu sein als der Minimalwert x2. Das heißt, das Durchflussverhältnis F1 : F2 kann in einem Bereich zwischen x1 : (100 - x1) und 100 : 0 oder in einem Bereich zwischen 0 : 100 und (100 - x2) : x2 umgesteuert werden. Weiter kann das Durchflussverhältnis F1 : F2 in einem Bereich zwischen x1 : (100 - x1) und (100 - x2) : x2 und dergleichen umgesteuert werden.
2 stellt auch ein AGR-Ventil 43 dar, das im Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 vorgesehen ist. Das AGR-Ventil 43 ist ausgelegt, sich zu öffnen, wenn das Abgas zum Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird und der Öffnungsgrad eingestellt wird. Wenn die Abgasrückführung nicht durchgeführt wird, ist das AGR-Ventil 43 geschlossen. Die Schritte des Öffnungsgrades des AGR-Ventils 43 können beliebig auf dieselbe Weise ausgelegt sein wie beim oben beschriebenen Strömungspfad-Umsteuerventil 39.
Bezüglich der wie oben beschrieben ausgebildeten Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 ermöglicht es die Einstellung des Öffnungsgrades des Strömungspfad-Umsteuerventils 39, die Durchflussrate des in den Wärmetauscher 13 aus der ersten Abgasrohr 11 über den Abgas-Einströmpfad 31 strömenden Abgases zu erhöhen und zu verringern. In dem Zustand, in dem Abgaswärme aktiv zurückgewonnen wurde, beispielsweise wenn der Verbrennungsmotor anläuft, ist das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 geschlossen, wie in 2 dargestellt. In diesem Fall strömt fast das gesamte in die Innenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 strömende Abgas über den Abgas-Einströmpfad 31 aus dem ersten Abgasrohr 11 in den Wärmetauscher 13.
Hier erfolgt die Wärmeübertragung über die Platten 25 zwischen dem außerhalb der Platten 25 strömenden Abgas und dem innerhalb der Platten 25 strömenden Fluid. Demgemäß werden Wärmerückgewinnung (d.h. Fluid-Erwärmung) und Abgaskühlung verwirklicht. Obwohl nicht dargestellt, kann diese zurückgewonnene Wärme in beliebigen Anwendungen genutzt werden, beispielsweise als Vorwärmung für den Verbrennungsmotor oder verschiedene Vorrichtungen, die mit diesem verknüpft sind (beispielsweise Katalysatorvorrichtung zum Reinigen des Abgases, Getriebe), als Wärmequelle für eine Heizung und dergleichen.
Indessen ist in dem Zustand, in dem das Abgas dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführt werden soll, das AGR-Ventil 43 geöffnet, wie in 3A dargestellt. Hier wird der Öffnungsgrad des Strömungspfad-Umsteuerventils 39 so eingestellt, dass das Abgas in den Wärmetauscher 13 in einer angemessenen Menge als Reaktion auf die in das erste Abgasrohr 11 strömende Menge an Abgas strömt. 3A stellt als Beispiel das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 als offen dar. Wenn das AGR-Ventil 43 offen ist, wie in 3A mit einer gestrichelten Pfeillinie bezeichnet, wird das durch den Wärmeaustausch mittels des Wärmetauschers 13 gekühlte Abgas je nach Bedarf teilweise oder vollständig dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 über den Abzweig 15 zugeführt.
In diesem Fall fungiert der Wärmetauscher 13 als ein AGR-Kühler. Daher ist es möglich, die Erhöhung der Ansauglufttemperatur zu vermeiden, und somit ist es möglich, die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft zu verhindern. Wenn das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 offen ist, strömt das nicht in den Wärmetauscher 13 strömende Abgas aus dem ersten Abgasrohr 11 direkt zum zweiten Abgasrohr 12 hinaus. Obwohl in 3A nicht dargestellt, kann gemäß dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils 43 oder der Durchflussrate des über den Abgas-Einströmpfad 31 einströmenden Abgases das Abgas dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 nur teilweise zugeführt werden. In diesem Fall strömt der Rest des Abgases über den Abgas-Ausströmpfad 33 zur Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 hinaus.
Weiter ist in dem Zustand, in dem das Abgas nicht dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführt wird und eine Wärmerückgewinnung aus der Abgaswärme nicht notwendig ist, wie in 3B dargestellt, das AGR-Ventil 43 geschlossen, und das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 ist geöffnet. In diesem Fall strömt fast die gesamte Menge des in die Innenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 strömenden Abgases direkt aus dem ersten Abgasrohr 11 zum zweiten Abgasrohr 12. In diesem Fall ist es möglich, weil keine Wärme am Wärmetauscher 13 zurückgewonnen wird, ein Rückgewinnen von zu viel Wärme zu verhindern, wenn das Vorwärmen und dergleichen nicht benötigt sind.
Wenn die Menge des dem Inneren des Mantels 27 über den Abgas-Einströmpfad 31 zugeführten Abgases zu klein bezüglich der dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführten Menge an Abgas wird, gibt es eine Möglichkeit, dass Hochtemperatur-Abgas rückwärts aus dem zweiten Abgasrohr 12 über den Abgas-Ausströmpfad 33 zum Inneren des Mantels 27 strömen kann. Jedoch ist in der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 der Strömungspfad des Abgases im Mantel 27 so ausgelegt, dass das am Abzweig 15 nicht zum Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 abgezweigte Abgas zum zweiten Abgasrohr 12 hinausströmt, nachdem es in Kontakt mit den Platten 25 in den rückseitigen Teilbereich 37B gekommen war.
Sogar wenn das Hochtemperatur-Abgas aus dem zweiten Abgasrohr 12 über den Abgas-Ausströmpfad 33 zum Inneren des Mantels 27 strömt, erreicht daher dieses Abgas den Abzweig 15, nachdem es in Kontakt mit den Platten 25 in den rückseitigen Teilbereich 37B gekommen war. Sogar wenn das Abgas das rückwärts aus dem zweiten Abgasrohr über den Abgas-Ausströmpfad 33 strömende Abgas ist, wird daher das Abgas durch den Wärmeaustausch in Verbindung mit dem Kontakt mit den Platten 25 gekühlt. Daher ist es möglich zu verhindern, dass Hochtemperatur-Abgas, das nicht durch den Wärmetauscher gekühlt wurde, in den Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 strömt. Die Erhöhung der Ansauglufttemperatur ist somit verhindert, und die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft ist auch verhindert. Das heißt, es ist möglich, die Einbuße bei der AGR-Kühlfunktion des Wärmetauschers 13 aufgrund des Rückstroms des Abgases über den Abgas-Ausströmpfad 33 zu verhindern.
Bezüglich der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 ist das Innere des Mantels 27 in die beiden Teilbereiche 37A und 37B aufgeteilt. Verglichen mit dem Fall, in dem das Innere des Mantels 27 in mehr Teilbereiche 37A und 37B aufgeteilt ist, ist die Form des Strömungspfades des Inneren des Mantels 27 nicht unnötig kompliziert gemacht, und daher ist der Strömungspfadwiderstand in dem Mantel 27 verringert. Weiter ist, verglichen mit dem Fall, in dem das Innere des Mantels 27 in mehr Teilbereiche 37A und 37B aufgeteilt ist, der Aufbau des Inneren des Mantels 27 vereinfacht. Als Ergebnis erhöht sich die Anzahl der Abtrennungen 35A nicht unnötig, die Anzahl von Bauteilen ist verringert, und die Produktivität der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 ist verbessert.
Bezüglich der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 ist der Wärmetauscher 13 insgesamt in einer annähernd zylindrischen Form ausgebildet und ist koaxial um das erste Abgasrohr 11 angeordnet. Daher besteht, anders als wenn der Wärmetauscher irgendwo nicht koaxial mit dem Äquivalent zum ersten Abgasrohr vorgesehen ist, keine Notwendigkeit, Rohre als Strömungspfade zwischen dem Äquivalent des ersten Abgasrohrs und dem Wärmetauscher anzuordnen. Weiter besteht keine Notwendigkeit, für den Platz zu sorgen, um den Wärmetauscher irgendwo anders als an dem Platz anzuordnen, wo das Äquivalent des ersten Abgasrohrs angeordnet ist. Demgemäß zeigt die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 eine hohe Montagefreundlichkeit am beweglichen Körper und kann sogar in einem kleineren Raum montiert werden.
Bezüglich der oben beschriebenen Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 1 besteht, um die Position des Abzweigs 15 zu bestimmen, keine Notwendigkeit, die Möglichkeit des Rückstroms des Hochtemperatur-Abgases aus dem Abgas-Ausströmpfad 33 in Betracht zu ziehen, und es gibt einen hohen Freiheitsgrad, die Position des Abzweigs 15 zu bestimmen. Demgemäß ist es beispielsweise möglich, den Abstand zwischen dem Abzweig 15 und dem Abgas-Ausströmpfad 33 zu verringern und damit einen kompakten Aufbau der Vorrichtung zu erreichen.
(2) Zweite Ausführungsform
Nachstehend ist die zweite Ausführungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform und andere folgende Ausführungsformen umfassen dieselben oder äquivalente Gestaltungen wie die Gestaltung der ersten Ausführungsform. Daher sind die zweite und andere folgende Ausführungsformen hauptsächlich in Bezug auf Unterschiede beschrieben. Dieselben oder äquivalente Punkte wie in der ersten Ausführungsform sind in den Zeichnungsblättern mit denselben Bezugsnummern bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Wie bei der ersten Ausführungsform ist eine in 4 dargestellte Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 2 mit der Abgaswärmerückgewinnungsfunktion und der AGR-Kühlfunktion kombiniert. Diese Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 2 enthält auch das erste Abgasrohr 11, das zweite Abgasrohr 12, den Wärmetauscher 13, den Abzweig 15, den Abgas-Einströmpfad 31, den Abgas-Ausströmpfad 33, das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 und dergleichen. Deren Aufbauten und Funktionen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform. Jedoch unterscheiden sich im Einzelnen die Form des ersten Abgasrohrs 11, der innere Aufbau des Wärmetauschers 13, die Position des Abzweigs 15, die Position des Abgas-Einströmpfads 31, die Position des Abgas-Ausströmpfads 33 und dergleichen gegenüber der ersten Ausführungsform.
Genauer ist gemäß der zweiten Ausführungsform das Ende (das hintere Ende in 4) des ersten Abgasrohrs 11 innerhalb des Mantels 27 angeordnet. Genauer ist am hinteren Ende des Mantels 27 in 4 ein zylindrischer Teil 27A vorgesehen, der zylindrisch nach hinten ragt. Das hintere Ende des ersten Abgasrohrs 11 ist an der Innenumfangsseite des zylindrischen Teils 27A angeordnet. Das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 ist ausgelegt, eine Öffnung zu öffnen und zu schließen, die am hinteren Ende des zylindrischen Teils 27A gebildet ist (d.h. am hinteren Ende des Mantels 27). Daher ist gemäß der zweiten Ausführungsform das Polsterelement 41 ebenfalls am hinteren Ende des zylindrischen Teils 27A angeordnet.
Es gibt eine Lücke zwischen dem Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 und dem Innenumfang des zylindrischen Teils 27A, sodass sie den Abgas-Einströmpfad 31 bildet. Dieser Abgas-Einströmpfad 31 kommuniziert mit dem Inneren des Mantels 27 innerhalb des linken Bereichs von der Mitte in der Links-Rechts-Richtung in 4. Daher kann das Abgas innerhalb eines Bereichs über den gesamten Umfang zwischen dem Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 und dem Innenumfang des zylindrischen Teils 27A strömen. Jedoch strömt das in die Lücke zwischen dem Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 und dem Innenumfang des zylindrischen Teils 27A innerhalb des rechten Bereichs von der Mitte in der Links-Rechts-Richtung in 4 strömende Abgas in das Innere des Mantels 27, nachdem es in den linken Bereich von der der Mitte in der Links-Rechts-Richtung entlang dem Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 geströmt ist.
Das Innere des Mantels 27 ist durch eine annähernd parallel zur axialen Richtung des ersten Abgasrohrs 11 angeordnete Abtrennung 35B in die beiden Teilbereiche 37C und 37D aufgeteilt. Nachstehend ist der Teilbereich 37C auf der linken Seite in 4 auch als der linke Teilbereich 37C bezeichnet, und der Teilbereich 37D auf der rechten Seite in 4 ist auch als der rechte Teilbereich 37D bezeichnet. Das in das Innere des Mantels 27 strömende Abgas strömt an der Innenumfangsseite des Mantels 27 zum linken Teilbereich 37C. Das in den linken Teilbereich 37C strömende Abgas strömt in den linken Teilbereich 37C zur Außenumfangsseite der Platten 25 von ihrer Innenumfangsseite. Dabei kommt das Abgas in Kontakt mit den Platten 25, und ein Wärmeaustausch mit dem Fluid in den Platten 25 wird durchgeführt.
Vorgesehen am Ende (am vorderen Ende in 4) des Mantels 27 ist ein Kommunikationspfad 45, der den linken Teilbereich 37C mit dem rechten Teilbereich 37D verbindet. Das zur Außenumfangsseite der Platten in den linken Teilbereich 37C strömende Abgas strömt zum Kommunikationspfad 45 an der Außenumfangsseite des Mantels 27 und strömt über den Kommunikationspfad 45 an der Innenumfangsseite des Mantels 27 in den rechten Teilbereich 37D. Das in den rechten Teilbereich 37D strömende Abgas strömt in den rechten Teilbereich 37D von der Innenumfangsseite der Platten 25 zu ihrer Außenumfangsseite. Dabei kommt das Abgas in Kontakt mit den Platten 25, und der Wärmeaustausch mit dem Fluid in den Platten 25 wird durchgeführt. Das zur Außenumfangsseite der Platten 25 in den rechten Teilbereich 37D strömende Abgas strömt hinaus zur Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 an der Außenumfangsseite des Mantels 27. Der Abzweig 15 ist am Kommunikationspfad 45 vorgesehen; mit anderen Worten, der Abzweig 15 ist zwischen dem linken Teilbereich 37C und dem rechten Teilbereich 37D vorgesehen.
Um den oben beschriebenen Strömungspfad zu bilden, ist eine erste, in 4 und 5A dargestellte Trennwand 47 an einer Rückseite des Mantels 27 vorgesehen. Die oben beschriebene Abtrennung 35B ist innerhalb des Bereichs vorgesehen, wo die Platten 25 angeordnet sind, wie in 4 und 5B dargestellt. Eine zweite Trennwand 49, wie in 4 und 5C dargestellt, ist an der Vorderseite des Mantels 27 vorgesehen. Die schattierten Abschnitte in 5A, 5B und 5C sind Öffnungen der jeweiligen Elemente.
Wie in 5A dargestellt, weist die erste Trennwand 47 Öffnungen 51 und 52 an ihren entsprechenden Stellen auf, um jeweils das Abgas von außerhalb des Mantels 27 in den linken Teilbereich 37C an der Innenumfangsseite des Mantels 27 strömen zu lassen und das Abgas aus dem rechten Teilbereich 37D nach außerhalb des Mantels 27 an der Außenumfangsseite des Mantels 27 strömen zu lassen. Wie in 5C dargestellt, weist die zweite Trennwand 49 Öffnungen 53 und 54 an ihren entsprechenden Stellen auf, um jeweils das Abgas aus den linken Teilbereich 37C zum Kommunikationspfad 45 an der Außenumfangsseite des Mantels 27 strömen zu lassen und das Abgas aus dem Kommunikationspfad 45 in den rechten Teilbereich 37D an der Innenumfangsseite des Mantels 27 strömen zu lassen. Wie in 5B dargestellt, ist eine Lücke 55 zwischen der Innenumfangsseite der Platten 25 und dem Außenumfang des ersten Abgasrohrs 11 vorgesehen, und eine Lücke 56 ist zwischen der Außenumfangsseite der Platten 25 und dem Innenumfang des Mantels 27 vorgesehen. Die Lücken 55 und 56 sind beide durch die Abtrennung 35B rechts und links in 5B aufgeteilt.
Gemäß der wie oben ausgebildeten Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 2 ist in dem Zustand, in dem Abgaswärme aktiv zurückgewonnen wurde, das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 geschlossen, wie in 4 dargestellt. In diesem Fall strömt fast das gesamte in die Innenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 strömende Abgas über den Abgas-Einströmpfad 31 aus dem ersten Abgasrohr 11 in den Wärmetauscher 13. Demgemäß werden Wärmerückgewinnung (d.h. Fluid-Erwärmung) und Abgaskühlung verwirklicht.
Indessen ist in dem Zustand, in dem das Abgas dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführt werden soll, das AGR-Ventil 43 geöffnet, wie in 6A dargestellt. Dabei wird, wie in 6A mit einer gestrichelten Pfeillinie bezeichnet, das durch den Wärmeaustausch mittels des Wärmetauschers 13 gekühlte Abgas je nach Bedarf teilweise oder vollständig dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 über den Abzweig 15 zugeführt. In diesem Fall fungiert der Wärmetauscher 13 als ein AGR-Kühler. Daher ist es möglich, eine Erhöhung der Ansauglufttemperatur zu vermeiden, und somit ist es möglich, die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft zu verhindern. Wenn das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 offen ist, strömt das nicht in den Wärmetauscher 13 strömende Abgas aus dem ersten Abgasrohr 11 direkt zum zweiten Abgasrohr 12 hinaus. Obwohl in 6A nicht dargestellt, kann gemäß dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils 43 oder der Durchflussrate des aus dem Abgas-Einströmpfad 31 einströmenden Abgases das Abgas dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 nur teilweise zugeführt werden. In diesem Fall strömt der Rest des Abgases über den Abgas-Ausströmpfad 33 zur Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 hinaus.
Weiter ist in dem Zustand, in dem das Abgas nicht dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführt wird und eine Wärmerückgewinnung aus der Abgaswärme nicht notwendig ist, wie in 6B dargestellt, das AGR-Ventil 43 geschlossen, und das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 ist geöffnet. In diesem Fall strömt fast die gesamte Menge des in die Innenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 strömenden Abgases direkt aus dem ersten Abgasrohr 11 zum zweiten Abgasrohr 12 hinaus.
Wenn die Menge des dem Inneren des Mantels 27 über den Abgas-Einströmpfad 31 zugeführten Abgases zu klein bezüglich der dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführten Menge an Abgas wird, gibt es eine Möglichkeit, dass Hochtemperatur-Abgas rückwärts aus dem zweiten Abgasrohr 12 über den Abgas-Ausströmpfad 33 zum Inneren des Mantels 27 strömen kann. Sogar wenn das Hochtemperatur-Abgas aus dem zweiten Abgasrohr 12 über den Abgas-Ausströmpfad 33 zurück zum Inneren des Mantels 27 strömt, erreicht jedoch dieses Abgas den Abzweig 15, nachdem es in Kontakt mit den Platten 25 an dem rechten Teilbereich 37D gekommen war. Sogar wenn es das rückwärts über den Abgas-Ausströmpfad 33 strömende Abgas ist, wird demgemäß das Abgas durch den Wärmeaustausch in Verbindung mit dem Kontakt mit den Platten 25 gekühlt. Daher ist es möglich zu verhindern, dass Hochtemperatur-Abgas, das nicht durch den Wärmeaustausch gekühlt wurde, in den Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 strömt. Als Ergebnis ist die Erhöhung der Ansauglufttemperatur verhindert, und die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft ist auch verhindert.
Weiter ist, wie bei der ersten Ausführungsform, weil der Wärmetauscher 13 koaxial um das erste Abgasrohr 11 angeordnet ist, die Montagefreundlichkeit am beweglichen Körper hoch, und der Freiheitsgrad, die Position des Abzweigs 15 zu bestimmen, ist auch hoch.
(3) Dritte Ausführungsform
Nachstehend ist die dritte Ausführungsform beschrieben. Wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform ist eine in 7 dargestellte Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 3 mit der Abgaswärmerückgewinnungsfunktion und der AGR-Kühlfunktion kombiniert. Diese Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 3 enthält auch das erste Abgasrohr 11, das zweite Abgasrohr 12, den Wärmetauscher 13, den Abzweig 15, den Abgas-Einströmpfad 31, den Abgas-Ausströmpfad 33, das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 und dergleichen. Deren Aufbauten und Funktionen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform. Jedoch unterscheiden sich im Einzelnen die Form des ersten Abgasrohrs 11, der innere Aufbau des Wärmetauschers 13, die Position des Abzweigs 15, die Position des Abgas-Einströmpfads 31, die Position des Abgas-Ausströmpfads 33 und dergleichen gegenüber der ersten und der zweiten Ausführungsform.
Genauer gibt es gemäß der dritten Ausführungsform acht Stück der im Mantel 27 angeordneten Platten 25. Daher erreicht der Wärmetauscher 13 der dritten Ausführungsform einen kompakteren Aufbau für das Maß in der axialen Richtung (das Maß in der Vorn-Hinten-Richtung in 7) als bei der ersten und der zweiten Ausführungsform. Wie bei der ersten Ausführungsform ist der Abzweig 15 am Außenumfang des Mantels 27 vorgesehen. Der Aufbau nahe dem Ende (dem hinteren Ende in 7) des ersten Abgasrohrs 11 ist in derselben Weise ausgebildet wie bei der zweiten Ausführungsform. Das heißt, die dritte Ausführungsform ist dieselbe wie die zweite Ausführungsform insofern, als der zylindrische Teil 7A am hinteren Ende des Mantels 27 vorgesehen ist, als das hintere Ende des ersten Abgasrohrs 11 an der Innenumfangsseite des zylindrischen Teils 27A angeordnet ist, als das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 ausgelegt ist, die am hinteren Ende des zylindrischen Teils 27A gebildete Öffnung zu öffnen und zu schließen, und dergleichen.
Der Aufbau des Abgas-Einströmpfads 31 ist ähnlich dem Aufbau in der zweiten Ausführungsform. Jedoch ist gemäß der dritten Ausführungsform der Abgas-Einströmpfad 31 so ausgebildet, dass das Abgas in das Innere des Mantels 27 in einem Bereich über annähernd den gesamten Umfang an der Innenumfangsseite des Mantels 27 strömt. Demgemäß ist gemäß der dritten Ausführungsform der Strömungspfadwiderstand des Abgas-Einströmpfads 31 niedriger als derjenige in der zweiten Ausführungsform. Gemäß der dritten Ausführungsform ist es so ausgelegt, dass der Strömungspfadwiderstand des Abgas-Ausströmpfads 33 höher ist als derjenige des Abgas-Einströmpfads 31.
Genauer ist gemäß der dritten Ausführungsform ein Prallblech 59 an der Stelle vorgesehen, wo der Abgas-Ausströmpfad 33 angeordnet ist, sodass das Prallblech 59 verhindert, dass das Abgas geradeaus strömt. Wegen des Vorhandenseins des Prallblechs 59 ist der Abgas-Ausströmpfad 33 so ausgebildet, dass er in 7 im Mantel 27 rückwärts verläuft, sich in eine Innenumfangsrichtung (d.h. zur Mitte des ersten Abgasrohrs 11 hin) biegt, wenn er an das Prallblech 59 stößt, und sich nach vorn in 7 biegt, wenn er weiter am Prallblech 59 anliegt. Der Abgas-Ausströmpfad 33 biegt sich dann in die Innenumfangsrichtung (d.h. zur Mitte des ersten Abgasrohrs 11 hin), wenn er an die Außenfläche des Mantels 27 stößt (d.h. die Endfläche an der hinteren Seite des Mantels 27 in 7), und kommuniziert mit der Außenseite des Mantels 27 und einem Raum 61, der die Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 ist.
Gemäß der wie oben ausgebildeten Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung 3 ist in dem Zustand, in dem Abgaswärme aktiv zurückgewonnen wurde, das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 geschlossen, wie in 7 dargestellt. In diesem Fall strömt fast das gesamte in die Innenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 strömende Abgas über den Abgas-Einströmpfad 31 aus dem ersten Abgasrohr 11 in den Wärmetauscher 13. Demgemäß werden Wärmerückgewinnung (d.h. Fluid-Erwärmung) und Abgaskühlung verwirklicht.
Indessen ist in dem Zustand, in dem das Abgas dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführt werden soll, das AGR-Ventil 43 geöffnet, wie in 8A dargestellt. In diesem Fall wird, wie in 8A mit einer gestrichelten Pfeillinie bezeichnet, das durch den Wärmeaustausch mittels des Wärmetauschers 13 gekühlte Abgas je nach Bedarf teilweise oder vollständig dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 über den Abzweig 15 zugeführt. In diesem Fall fungiert der Wärmetauscher 13 als ein AGR-Kühler. Daher ist es möglich, eine Erhöhung der Ansauglufttemperatur zu vermeiden, und somit ist es möglich, die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft zu verhindern. Wenn das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 offen ist, strömt das nicht in den Wärmetauscher 13 strömende Abgas aus dem ersten Abgasrohr 11 direkt zum zweiten Abgasrohr 12 hinaus. Obwohl in 8A nicht dargestellt, kann gemäß dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils 43 oder der Durchflussrate des über den Abgas-Einströmpfad 31 einströmenden Abgases das Abgas dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 nur teilweise zugeführt werden. In diesem Fall strömt der Rest des Abgases über den Abgas-Ausströmpfad 33 zur Innenumfangsseite des zweiten Abgasrohrs 12 hinaus.
Weiter ist in dem Zustand, in dem das Abgas nicht dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführt wird und eine Wärmerückgewinnung aus der Abgaswärme nicht notwendig ist, wie in 8B dargestellt, das AGR-Ventil 43 geschlossen, und das Strömungspfad-Umsteuerventil 39 ist geöffnet. In diesem Fall strömt fast die gesamte Menge des in die Innenumfangsseite des ersten Abgasrohrs 11 strömenden Abgases direkt aus dem ersten Abgasrohr 11 zum zweiten Abgasrohr 12.
Wenn die Menge des dem Inneren des Mantels 27 über den Abgas-Einströmpfad 31 zugeführten Abgases zu klein bezüglich der dem Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 zugeführten Menge an Abgas wird, gibt es eine Möglichkeit, dass Hochtemperatur-Abgas rückwärts aus dem zweiten Abgasrohr 12 über den Abgas-Ausströmpfad 33 zum Inneren des Mantels 27 strömen kann. Jedoch ist der Abgas-Ausströmpfad 33, wie oben beschrieben, ein enger Strömungspfad, so ausgebildet, dass er sich mehrmals biegt, und der Abgas-Einströmpfad 31 ist so ausgebildet, dass das Abgas in den Abgas-Einströmpfad 31 merklich leichter fließt als zum Abgas-Ausströmpfad 33.
Demgemäß ist es unwahrscheinlicher, dass das Hochtemperatur-Abgas aus dem zweiten Abgasrohr 12 über den Abgas-Ausströmpfad 33 zurück zum Inneren des Mantels 27 strömt. Daher wird, sogar wenn es einen Rückstrom des Abgases am Abgas-Ausströmpfad 33 gibt, innerhalb des Mantels 27 ein Prozentsatz des Abgases groß, der durch den Abgas-Einströmpfad 31 einströmt und durch den Wärmetauscher 13 hindurchgetreten ist, und ein Prozentsatz des Abgases wird klein, der durch den Abgas-Ausströmpfad 33 einströmt und nicht durch den Wärmetauscher 13 hindurchgetreten ist.
Daher ist es durch ein Einstellen der Strömungspfadwiderstände des Abgas-Einströmpfades 31 und des Abgas-Ausströmpfads 33 und ein Optimieren des Gleichgewichts, wie oben beschrieben, möglich zu verhindern, dass das Hochtemperatur-Abgas, des dem Wärmetauscher 13 nicht unterzogen wurde, übermäßig in den Abgasrückführungs-Strömungspfad 23 strömt. Als Ergebnis ist es möglich, die Erhöhung der Ansauglufttemperatur und die Verringerung des Füllungsgrads der Ansaugluft zu unterdrücken.
Weiter ist, wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform, weil der Wärmetauscher 13 koaxial um das erste Abgasrohr 11 angeordnet ist, die Montagefreundlichkeit am beweglichen Körper hoch.
Andere Ausführungsformen
Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung ist anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben. Jedoch sind die obigen Ausführungsformen Beispiele der vorliegenden Offenbarung, Das heißt, die vorliegende Offenbarung soll nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein und wird auf verschiedene Weisen innerhalb des technischen Geltungsbereichs der vorliegenden Offenbarung ausgeführt.
Zum Beispiel ist gemäß der zweiten Ausführungsform das Innere des Mantels als Beispiel in links und rechts aufgeteilt. Jedoch wird das Innere des Mantels 27 durch ein Drehen des Aufteilungsaufbaus um 90 Grad um die sich in der Vorn-Hinten-Richtung erstreckende Achse so ausgebildet, dass es in oben und unten aufgeteilt ist. Demgemäß kann das Innere des Mantels 27 so ausgebildet sein, dass er in oben und unten aufgeteilt ist.
Weiter sind gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform als Beispiel zwei Teilbereiche im Mantel 27 vorgesehen. Jedoch können drei oder mehr Teilbereiche im Mantel 27 vorgesehen sein, und das Abgas kann nacheinander durch die Teilbereiche hindurchtreten. Sogar in diesem Fall ist es bezüglich des Abzweigs 15 so eingerichtet, dass mindestens ein Teilbereich auf der Stromaufwärtsseite des Abgas-Strömungspfades angeordnet ist, gesehen vom Abzweig 15, und mindestens ein Teilbereich auf der Stromabwärtsseite des Abgas-Strömungspfades angeordnet ist, gesehen vom Abzweig 15. Als Ergebnis ist es möglich, sogar wenn das Abgas rückwärts über den Abgas-Einströmpfad 31 strömt, zu verhindern, dass das Hochtemperatur-Abgas den Abzweig 15 erreicht.
Noch weiter ist gemäß der ersten Ausführungsform die genaue Menge bezüglich der Anzahl der in den jeweiligen beiden Teilbereiche enthaltenen Platten 25 als ein Beispiel beschrieben. Jedoch können die Platten 25 in jedem Teilbereich in beliebigen Mengen enthalten sein.
Noch weiter wurden gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen beispielhafte Materialien, Formen, Gestaltungen und dergleichen der Bestandteile der Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Jedoch sind diese nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel kann eine gemäß den obigen Ausführungsformen durch ein einzelnes Bauteil verkörperte Stelle so ausgebildet sein, dass sie durch eine Vielzahl von Bauteilen erreicht ist. Alternativ kann eine gemäß den obigen Ausführungsformen durch eine Vielzahl von Bauteilen verkörperte Stelle so ausgebildet sein, dass sie durch ein einzelnes Bauteil erreicht ist. Weiter können innerhalb eines Bereichs, in dem die Funktion nicht vollständig beeinträchtigt ist, die oben beschriebenen beispielhaften Anordnungen der Ausführungsformen teilweise weggelassen werden. Zumindest ein Teil der Anordnungen einer Ausführungsform kann den Anordnungen der anderen Ausführungsformen zugefügt oder durch sie ersetzt werden. Weiter kann zumindest ein Teil der Anordnungen der obigen Ausführungsformen durch eine herkömmliche Anordnung mit derselben Funktion ersetzt werden.

Claims

Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung, umfassend: ein erstes Abgasrohr mit einer Innenumfangsseite, in die Abgas aus einem Verbrennungsmotor strömt; ein zweites Abgasrohr, das an einer Stromabwärtsseite vom ersten Abgasrohr in einer Abgas-Strömungsrichtung angeordnet ist; einen Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem ersten Abgasrohr hereinströmenden Abgas und einem Fluid als einem erwärmten Objekt durchführt; ein Ventil, das ausgelegt ist, ein Durchflussverhältnis zwischen einer Durchflussrate des zum zweiten Abgasrohr aus dem ersten Abgasrohr herausströmenden Abgases, das nicht dem Wärmetauscher unterzogen wurde, und einer Durchflussrate des in den Wärmetauscher aus dem ersten Abgasrohr strömenden Abgases zu ändern; und einen Abzweig, der das dem Wärmeaustausch mit dem Fluid durch den Wärmetauscher unterzogene Abgas teilweise oder vollständig zu einem Abgasrückführungs-Strömungspfad abzweigt, der das Abgas zu einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückführt; wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl von Platten, die jeweils ringförmig und hohl ausgebildet sind und an Positionen angeordnet sind, die einen Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgeben, sowie einen Mantel umfasst, der an einer Position vorgesehen ist, die den Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgibt, und der die Vielzahl von Platten aufnimmt, ein Strömungspfad für das Fluid als das erwärmte Objekt innerhalb der Vielzahl von Platten gebildet ist, sodass das Fluid dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Zufuhrpfad zugeführt wird und das Fluid aus dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Abfuhrpfad abgeführt wird, und wobei der Wärmetauscher so ausgebildet ist, dass an einer Stelle innerhalb des Mantels und außerhalb der Vielzahl von Platten das Abgas aus dem ersten Abgasrohr über einen Abgas-Einströmpfad hineinströmt und zum zweiten Abgasrohr über einen Abgas-Ausströmpfad hinausströmt, und wobei das Innere des Mantels in eine Vielzahl von Teilbereichen aufgeteilt ist, wobei jeder der Teilbereiche mindestens eine aus der Vielzahl von Platten aufnimmt, und ein Strömungspfad für das Abgas in dem Mantel so gebildet ist, dass das vom Abgas-Einströmpfad hineinströmende Abgas den Abzweig erreicht, nachdem es mit der Platte in zumindest einer aus der Vielzahl von Teilbereichen in Kontakt gekommen ist, und dass das am Abzweig nicht zum Abgasrückführungs-Strömungspfad abgezweigte Abgas zum zweiten Abgasrohr hinausströmt, nachdem es mit der Platte in mindestens einer aus der Vielzahl von Teilbereichen Kontakt in gekommen ist.
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Innere des Mantels in zwei Teilbereiche durch eine Abtrennung aufgeteilt ist, die annähernd senkrecht zu einer Axialrichtung des ersten Abgasrohrs angeordnet ist.
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Innere des Mantels durch eine annähernd parallel zur axialen Richtung des ersten Abgasrohrs angeordnete Abtrennung in zwei Teilbereiche aufgeteilt ist.
Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung, umfassend: ein erstes Abgasrohr mit einer Innenumfangsseite, in die Abgas aus einem Verbrennungsmotor strömt; ein zweites Abgasrohr, das an einer Stromabwärtsseite vom ersten Abgasrohr in einer Abgas-Strömungsrichtung angeordnet ist; einen Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem ersten Abgasrohr hereinströmenden Abgas und einem Fluid als einem erwärmten Objekt durchführt; ein Ventil, das ausgelegt ist, ein Durchflussverhältnis zwischen einer Durchflussrate des zum zweiten Abgasrohr aus dem ersten Abgasrohr herausströmenden Abgases, das nicht dem Wärmetauscher unterzogen wurde, und einer Durchflussrate des in den Wärmetauscher aus dem ersten Abgasrohr strömenden Abgases zu ändern; und einen Abzweig, der das dem Wärmeaustausch mit dem Fluid durch den Wärmetauscher unterzogene Abgas teilweise oder vollständig zu einem Abgasrückführungs-Strömungspfad abzweigt, der das Abgas zu einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückführt; wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl von Platten, die jeweils ringförmig und hohl ausgebildet und an Positionen angeordnet sind, die einen Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgeben, sowie einen Mantel umfasst, der an einer Position vorgesehen ist, die den Außenumfang des ersten Abgasrohrs umgibt, und der die Vielzahl von Platten aufnimmt, ein Strömungspfad für das Fluid als das erwärmte Objekt innerhalb der Vielzahl von Platten gebildet ist, sodass das Fluid dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Zufuhrpfad zugeführt wird und das Fluid aus dem Inneren der jeweiligen Platten über einen Fluid-Abfuhrpfad abgeführt wird, und wobei der Wärmetauscher so ausgebildet ist, dass an einer Stelle innerhalb des Mantels und außerhalb der Vielzahl von Platten das Abgas aus dem ersten Abgasrohr über einen Abgas-Einströmpfad hineinströmt und zum zweiten Abgasrohr über einen Abgas-Ausströmpfad hinausströmt, und der Abgas-Ausströmpfad so ausgebildet ist, dass ein Strömungspfadwiderstand des Abgas-Ausströmpfads höher ist als ein Strömungspfadwiderstand des Abgas-Einströmpfads.