RU2578015C1 - Устройство для использования тепла отработавших газов - Google Patents
Устройство для использования тепла отработавших газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2578015C1 RU2578015C1 RU2015107991/06A RU2015107991A RU2578015C1 RU 2578015 C1 RU2578015 C1 RU 2578015C1 RU 2015107991/06 A RU2015107991/06 A RU 2015107991/06A RU 2015107991 A RU2015107991 A RU 2015107991A RU 2578015 C1 RU2578015 C1 RU 2578015C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outlet
- exhaust gas
- exhaust
- port
- heat
- Prior art date
Links
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 60
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/36—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству для использования тепла отработавших газов. Устройство для использования тепла отработавших газов содержит выпускную трубу, ответвляющийся порт, теплообменную часть, выпускной порт, открывающий и закрывающий узел и корпусной элемент. Корпусной элемент содержит плоскость пересечения, пересекающуюся с виртуальным лучом, который проходит от концевой части выхода выпускной трубы на стороне выпускного порта, при этом концевая часть служит в качестве начальной точки, и виртуальный луч наклонен наружу под углом 7° относительно осевого направления выпускной трубы, и плоскость пересечения образует угол от 90° до 97° относительно виртуального луча. Выпускной порт размещен между выходом и плоскостью пересечения в осевом направлении. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности охлаждения транспортного средства за счет уменьшения ненужного теплообмена. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Настоящая международная заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Японии № 2012-178422, поданной 10 августа 2012 года в японское патентное ведомство. Полное раскрытие заявки на патент Японии № 2012-178422 включено в настоящую заявку путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к устройству для использования тепла отработавших газов, которое применяется, например, в выхлопной системе и т.д. двигателя внутреннего сгорания.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционно, известно устройство для использования тепла отработавших газов, которое выполняет теплообмен между отработавшим газом двигателя внутреннего сгорания и теплообменной средой, такой как охлаждающая вода, для того, чтобы использовать тепло отработавших газов. Устройство для использования тепла отработавших газов обеспечено распределительным клапаном на выходе выпускной трубы, который является способным открывать и закрывать выход. Также устройство для использования тепла отработавших газов обеспечено теплообменным путем, который проходит от ответвляющегося порта, обеспеченного внутри выпускной трубы, через часть теплообменника, к выпускному порту, обеспеченному снаружи выпускной трубы (см. патентный документ 1 ниже).
В этом устройстве для использования тепла отработавших газов, когда распределительный клапан выпускной трубы закрыт, отработавший газ, главным образом, проходит через вышеупомянутый теплообменный путь, где выполняется теплообмен. С другой стороны, если теплообмен не является необходимым, распределительный клапан выпускной трубы открывается. В этом случае отработавший газ, главным образом, протекает через выпускную трубу с меньшим сопротивлением, чем сопротивление вышеупомянутого теплообменного пути, и количество отработавшего газа, протекающего через теплообменный путь, уменьшается; следовательно, теплообмен может предотвращаться.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2009-114995.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ РЕШЕНИЮ ПОСРЕДСТВОМ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В традиционном устройстве для использования тепла отработавших газов, однако, даже когда распределительный клапан выпускной трубы открыт, часть отработавшего газа протекает в теплообменный путь, и выполняется теплообмен. Это происходит, потому что отработавший газ, протекающий через выпускную трубу, создает эффект Вентури, тем самым втягивая отработавший газ из выпускного порта, и, следовательно, создается поток отработавшего газа в теплообменном пути. Это вызывает теплообмен, даже когда теплообмен не является необходимым, что может негативно сказываться на эффективности охлаждения транспортного средства. Является желательным, чтобы один аспект настоящего изобретения обеспечивал устройство для использования тепла отработавших газов, способное уменьшать ненужный теплообмен.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
Устройство для использования тепла отработавших газов в одном аспекте настоящего изобретения включает в себя: выпускную трубу, которая направляет отработавший газ от стороны ближе по ходу потока к стороне дальше по ходу потока; ответвляющийся порт для отработавшего газа, обеспеченный внутри выпускной трубы; теплообменную часть, которая выполняет теплообмен между отработавшим газом, отходящим из ответвляющегося порта, и теплообменной средой; выпускной порт, который отводит отработавший газ, который прошел через теплообменную часть, наружу выпускной трубы; открывающий или закрывающий узел, который открывает и закрывает выход выпускной трубы; и корпусной элемент, который направляет отработавший газ, отводящийся из выхода и выпускного порта, к стороне дальше по ходу потока. Корпусной элемент включает в себя плоскость пересечения, пересекающуюся с виртуальным лучом, который проходит от концевой части выхода на стороне выпускного порта, при этом концевая часть служит в качестве начальной точки, и виртуальный луч наклонен наружу под углом 7° относительно осевого направления выпускной трубы, и плоскость пересечения образует угол от 90° до 97° относительно виртуального луча; выпускной порт размещен между выходом и плоскостью пересечения в осевом направлении.
В устройстве для использования тепла отработавших газов, выполненном, как описано выше, когда выход выпускной трубы открыт открывающим и закрывающим узлом (например, распределительным клапаном), количество отработавшего газа, протекающего в теплообменный путь, может быть дополнительно уменьшено. Может предполагаться следующая причина.
Отработавший газ, отводящийся из выхода выпускной трубы, распространяется наружу под углом 7° относительно осевого направления выпускной трубы. В вышеописанном устройстве для использования тепла отработавших газов корпусной элемент содержит плоскость пересечения, пересекающуюся с виртуальным лучом, который проходит от концевой части выхода на стороне выпускного порта, при этом концевая часть служит в качестве начальной точки, и виртуальный луч наклонен наружу под углом 7° относительно осевого направления выпускной трубы, и плоскость пересечения образует угол от 90° до 97° относительно виртуального луча. Таким образом, по меньшей мере, часть отработавшего газа, отводящегося из выхода выпускной трубы, ударяется о плоскость пересечения и создает завихрение отработавшего газа.
Кроме того, выпускной порт размещен между выходом и плоскостью пересечения в осевом направлении выпускной трубы, и, следовательно, выпускной порт охватывается вышеупомянутым завихрением. По этой причине явление втягивания отработавшего газа из выпускного порта потоком отработавшего газа в выпускной трубе возникает менее вероятно. Следовательно, количество отработавшего газа, протекающего в путь протекания из ответвляющегося порта через теплообменную часть к выпускному порту, дополнительно уменьшено. Это дополнительно препятствует ненужному теплообмену.
Вышеописанное устройство для использования тепла отработавших газов может содержать, например, разделительную пластину, которая обеспечена в выпускном порте и которая образует проход, который направляет отработавший газ к стороне дальше по ходу потока. В этом случае выход прохода, образованного разделительной пластиной, находится ближе к вышеупомянутому завихрению отработавшего газа, и, следовательно, выход более вероятно охватывается завихрением отработавшего газа. Следовательно, ненужный теплообмен может дополнительно предотвращаться.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГ. 1 представляет собой перспективный вид, показывающий конфигурацию устройства для использования тепла отработавших газов первого варианта осуществления.
ФИГ. 2 представляет собой продольный разрез, взятый по линии II-II на ФИГ. 1.
ФИГ. 3 представляет собой перспективный вид, показывающий конфигурацию устройства для использования тепла отработавших газов первого варианта осуществления, в котором внешний корпус отсоединен.
ФИГ. 4 представляет собой перспективный вид, показывающий конфигурацию устройства для использования тепла отработавших газов второго варианта осуществления, в котором внешний корпус отсоединен.
ФИГ. 5 представляет собой продольный разрез устройства для использования тепла отработавших газов второго варианта осуществления.
ФИГ. 6 представляет собой перспективный вид, показывающий конфигурацию устройства для использования тепла отработавших газов справочного примера.
ФИГ. 7 представляет собой продольный разрез, взятый по линии VII-VII на ФИГ. 6.
ФИГ. 8 представляет собой перспективный вид, показывающий конфигурацию устройства для использования тепла отработавших газов справочного примера, в котором внешний корпус отсоединен.
ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи.
Первый вариант осуществления
1. Конфигурация устройства 1 для использования тепла отработавших газов
Конфигурация устройства для использования тепла отработавших газов первого варианта осуществления будет объясняться со ссылкой на ФИГ. 1-ФИГ. 3. Устройство 1 для использования тепла отработавших газов обеспечено внутренней трубой 3, теплообменной частью 5, выходной частью 7, распределительным клапаном 9 и внешним корпусом 11.
Внутренняя труба 3 представляет собой полый цилиндрический элемент, имеющий отверстия на стороне ближе по ходу потока (левой стороне на ФИГ. 2) и стороне дальше по ходу потока (правой стороне на ФИГ. 2). Внутренняя труба 3 побуждает отработавший газ, отводящийся из непоказанного двигателя внутреннего сгорания, протекать внутри нее, тем самым направляя отработавший газ от стороны ближе по ходу потока к стороне дальше по ходу потока. Ответвляющийся порт 20 обеспечен в участке внутренней трубы 3, обращенном к теплообменной части 5. Отработавший газ, протекающий внутри внутренней трубы 3, может протекать во внутреннюю окружную сторону теплообменной части 5 из ответвляющегося порта 20.
Теплообменная часть 5 представляет собой кольцевой элемент, который прикреплен вокруг внешней стороны внутренней трубы 3. Теплообменная часть 5 содержит полый кожух 13 и трубу 15 охлаждающей воды, намотанную спиральным образом и размещенную внутри кожуха 13. Кожух 13 содержит внешнюю окружную пластину 13а, крышку 13b стороны ближе по ходу потока и крышку 13с стороны дальше по ходу потока. Внешняя окружная пластина 13а представляет собой пластинчатый элемент, который охватывает внешнюю окружность внутренней трубы 3. Крышка 13b стороны ближе по ходу потока и крышка 13с стороны дальше по ходу потока представляют собой элементы, которые обеспечивают закрывание между внешней окружной пластиной 13а и внутренней трубой 3.
Часть верхней стороны и часть нижней стороны крышки 13с стороны дальше по ходу потока на ФИГ. 2 частично вырезаны для обеспечения зазоров 17 и 19, соответственно. Соответственно, внутренняя часть и внешняя часть кожуха 13 сообщаются друг с другом через эти зазоры 17 и 19. Труба 15 охлаждающей воды представляет собой одну непрерывную трубу, оба конца которой ведут наружу кожуха 13 и соединяются с непоказанной системой циркуляции охлаждающей воды. Таким образом, охлаждающая вода, которая протекла в трубу 15 охлаждающей воды из системы циркуляции охлаждающей воды, протекает через трубу 15 охлаждающей воды внутри кожуха 13 и протекает обратно в систему циркуляции охлаждающей воды. Как будет описано позже, температура охлаждающей воды, которая протекла в трубу 15 охлаждающей воды, увеличивается посредством отработавшего газа высокой температуры, введенного в кожух 13 (другими словами, выполняется теплообмен).
Выходная часть 7 представляет собой кольцевой элемент, имеющий отверстия на стороне ближе по ходу потока и стороне дальше по ходу потока; выходная часть 7 расположена на стороне дальше по ходу внутренней трубы 3 и теплообменной части 5. Хотя выходная часть 7, по существу, обеспечивает закрывание между внутренней трубой 3 и внешней окружной пластиной 13а, участок выходной части 7 на нижней стороне на ФИГ. 2 вырезан для образования выпускного порта 22. Следовательно, образуется проход 27, который проходит от зазора 19 через выпускной порт 22 внутрь внешнего корпуса 11. Положение выпускного порта 22 в осевом направлении В (осевом направлении внутренней трубы 3) является таким же, что и положение конца 7b стороны дальше по ходу потока выходной части 7. Кроме того, выпускной порт 22 расположен снаружи выходной части 7, и, более конкретно, выпускной порт 22 расположен ниже центра выхода 7с.
Когда распределительный клапан 9 находится в "закрывающем состоянии", которое будет описано позже, конец 7b стороны дальше по ходу потока выходной части 7 входит в контакт с клапанным телом 23, чтобы тем самым закрывать открывающуюся часть стороны дальше по ходу потока выходной части 7 (в дальнейшем называемую выходом 7с).
Распределительный клапан 9 обеспечен в конце 7b стороны дальше по ходу потока выходной части 7. Распределительный клапан 9 содержит поворотный вал 21, обеспеченный на верхней стороне на ФИГ. 2, и клапанное тело 23, которое поворачивается вокруг поворотного вала 21 в качестве центра поворота. Распределительный клапан 9 может переключаться между открытым состоянием, где выход 7с является открытым, как показано сплошной линией на ФИГ. 2, и закрытым состоянием, где выход 7с является закрытым, как показано пунктирной линией на ФИГ. 2.
Внешний корпус 11 представляет собой тонкостенный полый элемент, имеющий отверстия на стороне ближе по ходу потока и стороне дальше по ходу потока. Сторона ближе по ходу потока внешнего корпуса 11 находится в контакте с внешней частью выходной части 7, и сторона дальше по ходу потока внешнего корпуса 11 соединена с непоказанным выпускным путем. Внешний корпус 11 содержит внутри него выходную часть 7, и внутренний диаметр внешнего корпуса 11 больше, чем наружный диаметр выхода 7с выходной части 7. Соответственно, внутри внешнего корпуса 11 отработавший газ, который прошел через выход 7с, распространяется во внешнем окружном направлении. Внешний корпус 11 содержит секцию 25 большого диаметра на его нижней части на ФИГ. 2; секция 25 большого диаметра имеет больший диаметр, чем диаметр на стороне дальше по ходу потока внешнего корпуса 11. Секция 25 большого диаметра обеспечена со стенкой 25а на ее стороне дальше по ходу потока, которая проходит в направлении, пересекающемся с осевым направлением В внутренней трубы 3.
Выход 7с и выпускной порт 22 находятся внутри внешнего корпуса 11. Соответственно, отработавшие газы, отводящиеся из выхода 7с и выпускного порта 22, направляются к стороне дальше по ходу потока вдоль внешнего корпуса 11.
Когда имеется виртуальный луч С, который проходит от участка А, который служит в качестве начальной точки, на нижней стороне (стороне выпускного порта 22) на ФИГ. 2 конца 7b стороны дальше по ходу потока в выходной части 7, и луч С наклонен наружу на угол 7° относительно осевого направления В внутренней трубы 3, стенка 25а пересекается с лучом С. Угол θ, образованный между лучом С и стенкой 25а, составляет от 90° до 97°. Здесь угол θ представляет собой угол, образованный ниже луча С на ФИГ. 2.
С вышеупомянутой конфигурацией образован путь протекания отработавшего газа, который последовательно проходит от внутренней части внутренней трубы 3, через ответвляющийся порт 20, внутреннюю часть кожуха 13, зазор 19, проход 27 и выпускной порт 22.
Здесь внутренняя труба 3 и выходная часть 7 представляют собой пример выпускной трубы в настоящем изобретении. Охлаждающая вода представляет собой пример теплообменной среды в настоящем изобретении. Распределительный клапан 9 представляет собой пример открывающего и закрывающего узла в настоящем изобретении. Внешний корпус 11 представляет собой пример корпусного элемента в настоящем изобретении. Стенка 25а представляет собой пример плоскости пересечения в настоящем изобретении.
2. Работа и эффект устройства 1 для использования тепла отработавших газов
(1) Состояние, где выход 7с закрыт распределительным клапаном 9
Отработавший газ, который был введен во внутреннюю трубу 3, последовательно подается через ответвляющийся порт 20, внутреннюю часть корпуса 13, зазор 19, проход 27 и выпускной порт 22 во внутреннюю часть внешнего корпуса 11. Когда отработавший газ проходит через внутреннюю часть кожуха 13, теплообмен выполняется между водой, протекающей в трубе 15 охлаждающей воды, и отработавшим газом высокой температуры.
(2) Состояние, где выход 7с открыт распределительным клапаном 9
Отработавший газ, который был введен во внутреннюю трубу 3, последовательно подается через внутреннюю трубу 3 и выходную часть 7 во внешний корпус 11. Как описано выше, внутренний диаметр внешнего корпуса 11 больше, чем наружный диаметр выхода 7с в выходной части 7, и, таким образом, отработавший газ, который прошел через выход 7с, распространяется во внешнем окружном направлении. Известно, что угол этого распространения (угол относительно осевого направления В) составляет 7°, исходя из динамики текучей среды.
Внешний корпус 11 содержит стенку 25а, пересекающуюся с вышеописанным лучом С под углом θ от 90° до 97°, и, следовательно, по меньшей мере, часть отработавшего газа, который прошел через выходную часть 7, ударяется о стенку 25а и создает завихрение отработавшего газа, как показано стрелкой D на ФИГ. 2, на передней стороне стенки 25а внутри пространства секции 25 большого диаметра. Часть завихрения отработавшего газа протекает в направлении от стенки 25а к стенке нижней стороны в секции 25 большого диаметра.
Кроме того, положение выпускного порта 22 в осевом направлении В является таким же, что и положение выхода 7с, и таким образом выпускной порт 22, более вероятно, охватывается вышеупомянутым завихрением. Следовательно, явление втягивания отработавшего газа из выпускного порта 22 потоком отработавшего газа во внутренней трубе 3 и выходной части 7 менее вероятно возникает. В результате, количество отработавшего газа, протекающего в пути протекания через ответвляющийся порт 20, внутреннюю часть кожуха 13, зазор 19, проход 27 и выходной порт 22 последовательно, дополнительно уменьшено. Это дополнительно препятствует ненужному теплообмену.
Второй вариант осуществления
Конфигурация устройства для использования тепла отработавших газов второго варианта осуществления будет описываться со ссылкой на ФИГ. 4 и ФИГ. 5. Устройство 1 для использования тепла отработавших газов настоящего варианта осуществления, в общем смысле, имеет такую же конфигурацию, что и конфигурация первого варианта осуществления, и дополнительно содержит разделительную пластину 12.
Разделительная пластина 12 представляет собой плоский пластинчатый элемент и обеспечена стоящим образом на конце стороны зазора 19 крышки 13с стороны дальше по ходу потока. Поверхность разделительной пластины 12, по существу, является параллельной относительно осевого направления В внутренней трубы 3 и проходит к стороне еще дальше по ходу потока от выходного порта 22 в осевом направлении В. Разделительная пластина 12 достигает внешнего корпуса 11 на ее обоих концах в направлении ширины (направлении, перпендикулярном относительно поверхности листа ФИГ. 5). Следовательно, образуется проход 29, который проходит от зазора 19, проходит между разделительной пластиной 12 и внешним корпусом 11 и достигает внутренней части внешнего корпуса 11. Выпускной порт стороны дальше по ходу потока (в дальнейшем называемый выпускным портом 29а) прохода 29 в осевом направлении В расположен на стороне еще дальше по ходу потока от конца 7b стороны дальше по ходу потока выходной части 7. Кроме того, выпускной порт 29а расположен снаружи выходной части 7, и, более конкретно, выпускной порт 29а расположен ниже центра выхода 7с.
2. Работа и эффект устройства 1 для использования тепла отработавших газов
(1) Состояние, где выход 7с закрыт распределительным клапаном 9
Отработавший газ, который был введен во внутреннюю трубу 3, последовательно подается через ответвляющийся порт 20, внутреннюю часть корпуса 13, зазор 19, проход 29 и выпускной порт 29а, во внутреннюю часть внешнего корпуса 11. Когда отработавший газ проходит через внутреннюю часть кожуха 13, теплообмен выполняется между охлаждающей водой, протекающей в трубе 15 охлаждающей воды, и отработавшим газом высокой температуры.
(2) Состояние, где выход 7с открыт распределительным клапаном 9
Как и в случае первого варианта осуществления, по меньшей мере, часть отработавшего газа, который прошел через выходную часть 7, ударяется о стенку 25а и создает завихрение отработавшего газа, как показано стрелкой D на ФИГ. 5, на передней стороне стенки 25а внутри пространства секции 25 большого диаметра. Часть завихрения отработавшего газа протекает в направлении от стенки 25а к стенке нижней стороны в секции 25 большого диаметра.
Кроме того, положение выпускного порта 29а в осевом направлении В находится на стороне дальше по ходу потока от выхода 7с, и, таким образом, выпускной порт 29а, более вероятно, охватывается вышеупомянутым завихрением. Следовательно, явление втягивания отработавшего газа из выпускного порта 29а потоком отработавшего газа во внутренней трубе 3 и выходной части 7 менее вероятно возникает. В результате, количество отработавшего газа, протекающего в пути протекания через ответвляющийся порт 20, внутреннюю часть кожуха 13, зазор 19, проход 29 и выходной порт 29а последовательно, дополнительно уменьшено. Это дополнительно препятствует ненужному теплообмену.
Более того, посредством регулирования длины (длины в осевом направлении В) разделительной пластины 12, положение выпускного порта 29а в осевом направлении В может надлежащим образом задаваться в пределах диапазона от положения выхода 7с до положения стенки 25а.
Другой вариант осуществления
В вышеописанном первом варианте осуществления положение выпускного порта 22 в осевом направлении В может надлежащим образом задаваться в пределах диапазона от положения выхода 7с до положения стенки 25а.
В каждом из вышеописанных вариантов осуществления внутренняя труба 3 и выходная часть 7 могут быть выполнены в виде единого элемента. Каждое из кожуха 13 и выходной части 7 может быть единым элементом или элементом, объединенным с множеством частей. Вместо охлаждающей воды может использоваться другая теплообменная среда. Теплообменная часть 5 может быть обеспечена параллельно относительно внутренней трубы 3, без прикрепления вокруг внешней части внутренней трубы 3. Вместо распределительного клапана 9 может использоваться другой открывающий и закрывающий узел. Такой открывающий и закрывающий узел представляет собой, например, открывающий и закрывающий узел, обеспеченный с золотниковым клапаном, и тому подобное. Стенка 25а может иметь плоскую форму или криволинейную форму.
В каждом из вышеописанных вариантов осуществления описано, что стенка 25а, служащая в качестве плоскости пересечения, представляет собой стенку 25а корпусного элемента 11. Однако корпусной элемент 11 может быть обеспечен со следующей стенкой, обеспеченной в виде отдельного составного элемента: эта стенка обеспечена на внутренней окружности корпусного элемента 11, таким образом, что стенка образует угол θ от 90° до 97° относительно луча С таким образом, чтобы функционировать в качестве плоскости пересечения. Эта стенка может обеспечивать такую же работу и эффект, что полученные посредством стенки 25а в каждом из вышеописанных вариантов осуществления.
Каждый из вышеописанных вариантов осуществления представляет собой просто один пример; различные опущения, замены и модификации могут быть выполнены относительно этих вариантов осуществления, не отступая от главной идеи изобретения.
Справочный пример
1. Конфигурация устройства 101 для использования тепла отработавших газов
Конфигурация устройства 101 для использования тепла отработавших газов будет описываться со ссылкой на ФИГ. 6-ФИГ. 8. Устройство 101 для использования тепла отработавших газов имеет, в общем смысле, такую же конфигурацию, что и конфигурация в вышеописанном первом варианте осуществления. Однако в настоящем справочном примере внешний корпус 11 имеет другую форму по сравнению с вышеописанным первым вариантом осуществления, и выходная часть 7 не обеспечивает закрывание между внутренней трубой 3 и внешней окружной пластиной 13а.
В настоящем справочном примере диаметр внешнего корпуса 11 постепенно изменяется от стороны ближе по ходу потока к стороне дальше по ходу потока. Когда имеется вышеупомянутый виртуальный луч С, угол θ, образованный между лучом С и внутренней поверхностью внешнего корпуса 11, представляет собой угол меньше 90°. Следовательно, когда отработавший газ, который прошел через выходную часть 7, ударяется о внутреннюю поверхность внешнего корпуса 11, завихрение отработавшего газа, подобное завихрению в вышеупомянутых вариантах осуществления, менее вероятно создается.
Кроме того, так как выходная часть 7 имеет вышеописанную конфигурацию, зазор 19 используется в качестве выпускного порта, через который отработавший газ внутри кожуха 13 отводится во внешний корпус 11. Зазор 19 расположен на стороне ближе по ходу потока от выхода 7с в осевом направлении В. Соответственно, если завихрение отработавшего газа создается как в каждом из вышеописанных вариантов осуществления, зазор 19 не может в достаточной мере охватываться завихрением.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 - устройство для использования тепла отработавших газов, 3 - внутренняя труба, 5 - теплообменная часть, 7 - выходная часть, 7b - конец, 7с - выход, 9 - распределительный клапан, 17, 19, 20 - зазор, 12 - разделительная пластина, 13 - кожух, 13а - внешняя окружная пластина, 13b - крышка стороны ближе по ходу потока, 13с - крышка стороны дальше по ходу потока, 15 - труба охлаждающей воды, 21 - поворотный вал, 22, 29а - выпускной порт, 23 - клапанное тело, 25 - секция большого диаметра, 25а - стенка, 27, 29 - проход, 101 - устройство для использования тепла отработавших газов, В - осевое направление, С - луч.
Claims (2)
1. Устройство для использования тепла отработавших газов, содержащее:
выпускную трубу, которая направляет отработавший газ от стороны ближе по ходу потока к стороне дальше по ходу потока;
ответвляющийся порт для отработавшего газа, обеспеченный внутри выпускной трубы;
теплообменную часть, которая выполняет теплообмен между отработавшим газом, отходящим из ответвляющегося порта, и теплообменной средой;
выпускной порт, который отводит отработавший газ, который прошел через теплообменную часть, наружу выпускной трубы;
открывающий или закрывающий узел, который открывает и закрывает выход выпускной трубы; и
корпусной элемент, который направляет отработавший газ, отводящийся из выхода и выпускного порта, к стороне дальше по ходу потока,
в котором корпусной элемент содержит плоскость пересечения, пересекающуюся с виртуальным лучом, который проходит от концевой части выхода на стороне выпускного порта, при этом концевая часть служит в качестве начальной точки, и виртуальный луч наклонен наружу под углом 7° относительно осевого направления выпускной трубы, и плоскость пересечения образует угол от 90° до 97° относительно виртуального луча, и
в котором выпускной порт размещен между выходом и плоскостью пересечения в осевом направлении.
выпускную трубу, которая направляет отработавший газ от стороны ближе по ходу потока к стороне дальше по ходу потока;
ответвляющийся порт для отработавшего газа, обеспеченный внутри выпускной трубы;
теплообменную часть, которая выполняет теплообмен между отработавшим газом, отходящим из ответвляющегося порта, и теплообменной средой;
выпускной порт, который отводит отработавший газ, который прошел через теплообменную часть, наружу выпускной трубы;
открывающий или закрывающий узел, который открывает и закрывает выход выпускной трубы; и
корпусной элемент, который направляет отработавший газ, отводящийся из выхода и выпускного порта, к стороне дальше по ходу потока,
в котором корпусной элемент содержит плоскость пересечения, пересекающуюся с виртуальным лучом, который проходит от концевой части выхода на стороне выпускного порта, при этом концевая часть служит в качестве начальной точки, и виртуальный луч наклонен наружу под углом 7° относительно осевого направления выпускной трубы, и плоскость пересечения образует угол от 90° до 97° относительно виртуального луча, и
в котором выпускной порт размещен между выходом и плоскостью пересечения в осевом направлении.
2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее разделительную пластину, обеспеченную в выпускном порте и образующую проход, который направляет отработавший газ к стороне дальше по ходу потока.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012178422A JP5769675B2 (ja) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | 排気熱回収装置 |
| JP2012-178422 | 2012-08-10 | ||
| PCT/JP2013/071705 WO2014025036A1 (ja) | 2012-08-10 | 2013-08-09 | 排気熱回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2578015C1 true RU2578015C1 (ru) | 2016-03-20 |
Family
ID=50068252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015107991/06A RU2578015C1 (ru) | 2012-08-10 | 2013-08-09 | Устройство для использования тепла отработавших газов |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150218997A1 (ru) |
| EP (1) | EP2896802B1 (ru) |
| JP (1) | JP5769675B2 (ru) |
| KR (1) | KR20150038552A (ru) |
| CN (1) | CN104541031B (ru) |
| AU (1) | AU2013300402B2 (ru) |
| CA (1) | CA2881083A1 (ru) |
| RU (1) | RU2578015C1 (ru) |
| WO (1) | WO2014025036A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201501501B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2735048C1 (ru) * | 2017-06-08 | 2020-10-27 | Фольксваген Акциенгезельшафт | Устройство для рекуперации тепла отработанного газа |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2530896B (en) * | 2013-06-20 | 2016-11-02 | Boustead Int Heaters Ltd | Improvements in waste heat recovery units |
| JP6425478B2 (ja) * | 2014-09-17 | 2018-11-21 | フタバ産業株式会社 | 排気熱回収装置 |
| JP6725204B2 (ja) * | 2014-12-03 | 2020-07-15 | フタバ産業株式会社 | 排気熱回収装置 |
| JP6542528B2 (ja) | 2014-12-03 | 2019-07-10 | フタバ産業株式会社 | 排気熱回収装置 |
| CN108138636B (zh) * | 2015-10-23 | 2020-11-24 | 日本碍子株式会社 | 废热回收器 |
| JP6725539B2 (ja) * | 2016-01-22 | 2020-07-22 | フタバ産業株式会社 | バルブ装置、及び排気熱回収装置 |
| JP6483866B2 (ja) * | 2016-02-15 | 2019-03-13 | フタバ産業株式会社 | 排気熱回収装置 |
| JP6730448B2 (ja) * | 2016-11-29 | 2020-07-29 | フタバ産業株式会社 | 駆動装置、及び、排気熱回収装置 |
| JP6795445B2 (ja) * | 2017-04-18 | 2020-12-02 | トヨタ自動車株式会社 | 排熱回収器 |
| JP6815947B2 (ja) * | 2017-07-25 | 2021-01-20 | トヨタ自動車株式会社 | 排熱回収構造 |
| KR102598538B1 (ko) * | 2018-10-22 | 2023-11-03 | 현대자동차주식회사 | 차량용 배기 테일 트림 |
| JP6981952B2 (ja) * | 2018-11-21 | 2021-12-17 | フタバ産業株式会社 | 排気熱回収器 |
| JP7221853B2 (ja) * | 2019-11-28 | 2023-02-14 | フタバ産業株式会社 | 排気熱回収装置 |
| DE102020105563A1 (de) * | 2020-03-02 | 2021-09-02 | Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh | Abgasvorrichtung und Fahrzeug |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2151701C1 (ru) * | 1999-01-26 | 2000-06-27 | Открытое акционерное общество "ГАЗ" | Газожидкостной теплообменник системы отопления |
| JP2009114995A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Univ Of Tokyo | 熱回収装置 |
| JP2009144606A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Futaba Industrial Co Ltd | 排気熱回収装置 |
| JP2011214537A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Sakamoto Industry Co Ltd | 排気ガス熱回収装置 |
| DE112005001444B4 (de) * | 2004-06-24 | 2012-03-01 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Kombinierter Auspuffdämpfer/Wärmetauscher |
| JP2012057573A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Futaba Industrial Co Ltd | 排気熱回収装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050133202A1 (en) * | 2001-11-09 | 2005-06-23 | Aalborg Industries A/S | Heat exchanger, combination with heat exchanger and method of manufacturing the heat exchanger |
| WO2003040641A1 (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-15 | Aalborg Industries A/S | A heat exchanger, combination with heat exchanger and method of manufacturing the heat exchanger |
| JP2006250524A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-09-21 | Sango Co Ltd | 多重管式熱回収器 |
| JP2008038723A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Toyota Motor Corp | 排気系熱交換器の支持構造 |
| KR101125004B1 (ko) * | 2009-12-04 | 2012-03-27 | 기아자동차주식회사 | 냉각수 및 오일 통합 열교환형 배기열 회수장치 |
| JP4963511B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2012-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | 排気弁構造 |
| DE102010011472A1 (de) * | 2010-03-15 | 2011-09-15 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Abgaswärmenutzung |
| JP5222977B2 (ja) * | 2011-05-27 | 2013-06-26 | 株式会社ユタカ技研 | 排熱回収装置 |
-
2012
- 2012-08-10 JP JP2012178422A patent/JP5769675B2/ja active Active
-
2013
- 2013-08-09 AU AU2013300402A patent/AU2013300402B2/en not_active Ceased
- 2013-08-09 KR KR1020157005473A patent/KR20150038552A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-08-09 CN CN201380042472.7A patent/CN104541031B/zh active Active
- 2013-08-09 US US14/420,507 patent/US20150218997A1/en not_active Abandoned
- 2013-08-09 EP EP13828512.7A patent/EP2896802B1/en not_active Not-in-force
- 2013-08-09 RU RU2015107991/06A patent/RU2578015C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2013-08-09 CA CA2881083A patent/CA2881083A1/en not_active Abandoned
- 2013-08-09 WO PCT/JP2013/071705 patent/WO2014025036A1/ja active Application Filing
-
2015
- 2015-03-05 ZA ZA2015/01501A patent/ZA201501501B/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2151701C1 (ru) * | 1999-01-26 | 2000-06-27 | Открытое акционерное общество "ГАЗ" | Газожидкостной теплообменник системы отопления |
| DE112005001444B4 (de) * | 2004-06-24 | 2012-03-01 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Kombinierter Auspuffdämpfer/Wärmetauscher |
| JP2009114995A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Univ Of Tokyo | 熱回収装置 |
| JP2009144606A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Futaba Industrial Co Ltd | 排気熱回収装置 |
| JP2011214537A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Sakamoto Industry Co Ltd | 排気ガス熱回収装置 |
| JP2012057573A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Futaba Industrial Co Ltd | 排気熱回収装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2735048C1 (ru) * | 2017-06-08 | 2020-10-27 | Фольксваген Акциенгезельшафт | Устройство для рекуперации тепла отработанного газа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104541031A (zh) | 2015-04-22 |
| US20150218997A1 (en) | 2015-08-06 |
| KR20150038552A (ko) | 2015-04-08 |
| EP2896802B1 (en) | 2017-05-10 |
| CA2881083A1 (en) | 2014-02-13 |
| CN104541031B (zh) | 2017-03-22 |
| ZA201501501B (en) | 2016-01-27 |
| JP5769675B2 (ja) | 2015-08-26 |
| WO2014025036A1 (ja) | 2014-02-13 |
| EP2896802A1 (en) | 2015-07-22 |
| JP2014034963A (ja) | 2014-02-24 |
| AU2013300402A1 (en) | 2015-03-19 |
| EP2896802A4 (en) | 2016-06-01 |
| AU2013300402B2 (en) | 2016-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2578015C1 (ru) | Устройство для использования тепла отработавших газов | |
| US7562741B2 (en) | Rear muffler assembly | |
| US10100787B2 (en) | EGR cooler for vehicle | |
| JP4995706B2 (ja) | 排気熱回収装置 | |
| US20150027666A1 (en) | Heat exchanger and heat exchange device | |
| JP6206433B2 (ja) | エンジンの排気装置 | |
| US9695718B2 (en) | Silencer | |
| JP6201524B2 (ja) | 車両用エンジンのターボ過給装置 | |
| JP2006037773A (ja) | 排気ガス再循環制御装置 | |
| US20060102142A1 (en) | Inlet system of an internal combustion engine | |
| KR101758212B1 (ko) | 냉각성능 조절이 가능한 배기가스 열교환기 | |
| US20160195048A1 (en) | Switching Device with Air Gap Insulation in Cylinder Head Flange | |
| EP3489469B1 (en) | Turbine housing | |
| JP6447105B2 (ja) | インテークマニホールド | |
| JP2001074380A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| BR112019010026A2 (pt) | dispositivo de separação de gás-líquido | |
| JP2019049211A (ja) | ターボチャージャ | |
| JP6687649B2 (ja) | 排気熱回収装置 | |
| US20150204280A1 (en) | Gas flow unit, a gas treatment device and a combustion engine provided therewith | |
| JP2009019613A (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| US10697403B2 (en) | Exhaust heat recovery device | |
| JP2009197757A (ja) | 内燃機関の気流騒音低減装置 | |
| JP2009250096A (ja) | Ｅｇｒ装置のバルブユニット | |
| WO2014032685A1 (en) | A gas flow unit, a gas treatment device and a combustion engine provided therewith | |
| JP2010223042A (ja) | ヒートインシュレータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170810 |