RU2588296C2 - Устройство использования тепла выхлопного газа - Google Patents

Abstract

Предлагаемое изобретение относится к автомобилестроению, в частности к устройствам использования тепла выхлопного газа. Устройство 100 использования тепла выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания содержит выхлопную трубу (1), которая проводит выхлопной газ от входной стороны к выходной стороне. Цилиндрическая оболочка (2) закрывает наружную часть выхлопной трубы (1). Секция (4) использования тепла выхлопного газа расположена между выхлопной трубой (1) и цилиндрической оболочкой (2). Секция (4) выполнена с возможностью осуществления теплообмена между выхлопным газом и теплообменной средой. При этом секция (4) использования тепла выхлопного газа включает в себя пакетное тело (10), которое составлено посредством собирания в пакет множества частей рубашки (6, 8). Каждая из множества частей рубашки имеет канал (20) теплообменной среды, предусмотренный внутри нее, причем в пакетном теле (10). Соответствующие каналы (20) теплообменной среды во множестве частей рубашки (6, 8) последовательно соединены друг с другом. Первый зазор (58), через который проходит выхлопной газ из выхлопной трубы (1), предусмотрен между наружной окружностью выхлопной трубы (1) и пакетным телом (10). Второй зазор (37), через который проходит выхлопной газ, прошедший через первый зазор (58), предусмотрен между множеством частей рубашки (6, 8), составляющим пакетное тело (10). Третий зазор (60), через который проходит выхлопной газ, прошедший через второй зазор (37), предусмотрен между внутренней окружностью цилиндрической оболочки (2) и пакетным телом (10). Технический результат заключается в увеличении скорости прогрева двигателя. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая международная заявка притязает на приоритет перед Заявкой на Патент Японии №2011-281468, зарегистрированной 22 декабря 2011 года в Японском Бюро Патентов, и все описание Заявки на Патент Японии №2011-281468 включено в этот документ по ссылке.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству использования тепла выхлопного газа, расположенному в пути потока выхлопного газа от двигателя внутреннего сгорания, причем это устройство использует тепло выхлопного газа посредством осуществления теплообмена между выхлопным газом и теплообменной средой.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Как описано в Патентном Документе 1, существует хорошо известное устройство, расположенное в пути потока выхлопного газа, причем это устройство использует тепло выхлопного газа посредством осуществления теплообмена между выхлопным газом из двигателя внутреннего сгорания и теплообменной средой, такой как охлаждающая вода двигателя внутреннего сгорания и тому подобное. В этом устройстве, трубчатое пакетное тело составлено посредством собирания в пакет множества сплющенных труб, имеющих форму круглого тора, выхлопная труба вставлена в трубчатое пакетное тело, и цилиндрический кожух расположен снаружи трубчатого пакетного тела. К тому же, в этом устройстве, в выхлопной трубе предусмотрен отсечной клапан, который отсекает выхлопной газ, текущий из выхлопной трубы. Когда двигатель внутреннего сгорания прогревается, отсечный клапан закрыт. Согласно такой конфигурации, выхлопной газ во время прогрева вводится в пространство между цилиндрическим кожухом и трубчатым пакетным телом и затем вводится в пространство между сплющенными трубами, и подается к противоположному пространству между цилиндрическим кожухом и трубчатым пакетным телом. После этого выхлопной газ выпускается в направлении ниже по потоку пути потока выхлопного газа из противоположного пространства между цилиндрическим кожухом и трубчатым пакетным телом. К тому же, пути потока, образованные внутри соответствующих сплющенных труб, соединены параллельно друг с другом, и посредством течения теплообменной среды через соединенные пути потока осуществляется теплообмен между выхлопным газом и теплообменной средой.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный Документ 1: Публикация Нерассмотренной Заявки на Патент Японии №2009-114995

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

В известных устройствах, сопротивления в соответствующих путях потока отличаются друг от друга, поскольку пути потока в соответствующих сплющенных трубах соединены параллельно друг другу. Таким образом, теплообменная среда может течь только через некоторые конкретные пути потока. Например, в случае, когда большая часть теплообменной среды течет через некоторые из коротких путей потока, соединенных параллельно, теплообмен не выполняется адекватно. В то же время, выхлопной газ в первую очередь течет через пространство между цилиндрическим кожухом и трубчатым пакетным телом и затем течет через пространство между сплющенными трубами. Следовательно, тепло выпускается из выхлопного газа, имеющего высокую температуру, через цилиндрический кожух в атмосферу, посредством чего температура выхлопного газа понижается перед осуществлением теплообмена между выхлопным газом и теплообменной средой. Следовательно, происходит потеря количества используемого тепла. Задачей изобретения является устранение недостатков известного уровня техники.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, разработано устройство использования тепла выхлопного газа, в котором предпринята попытка улучшения эффективности использования тепла выхлопного газа.

Устройство использования тепла выхлопного газа использует тепло выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания и включает в себя выхлопную трубу, которая проводит выхлопной газ от входной стороны к выходной стороне, цилиндрическую оболочку, которая закрывает наружную часть выхлопной трубы, и секцию использования тепла выхлопного газа, которая расположена между выхлопной трубой и цилиндрической оболочкой и которая осуществляет теплообмен между выхлопным газом и теплообменной средой.

Секция использования тепла выхлопного газа включает в себя пакетное тело, которое составлено посредством собирания в пакет множества частей рубашки, каждая из которых имеет канал теплообменной среды, предусмотренный внутри нее. В пакетном теле, соответствующие каналы теплообменной среды во множестве частей рубашки последовательно соединены друг с другом. Первый зазор, через который проходит выхлопной газ из выхлопной трубы, предусмотрен между наружной окружностью выхлопной трубы и пакетным телом. Второй зазор, через который проходит выхлопной газ, прошедший через первый зазор, предусмотрен между множеством частей рубашки, составляющим пакетное тело. Третий зазор, через который проходит выхлопной газ, прошедший через второй зазор, предусмотрен между внутренней окружностью цилиндрической оболочки и пакетным телом.

В устройстве использования тепла выхлопного газа согласно настоящему изобретению, каждая из множества частей рубашки может иметь сплющенную форму дуги.

Устройство использования тепла выхлопного газа, имеющее такую конфигурацию, может дополнительно включать в себя концевую часть, имеющую канал теплообменной среды кольцевой формы, предусмотренный внутри нее. Каждая из множества частей рубашки может иметь, по существу, форму половины дуги, и пакетное тело, составленное посредством укладки в пакет множества частей рубашки, может быть предусмотрено в двойном количестве в качестве сборок частей рубашки. В такой конфигурации устройства использования тепла выхлопного газа, две сборки частей рубашки могут быть расположены на концевой части, так что две сборки частей рубашки обращены друг к другу, и соответствующие каналы теплообменной среды в двух сборках частей рубашки могут быть последовательно соединены друг с другом через канал теплообменной среды в концевой части.

В устройстве использования тепла выхлопного газа согласно настоящему изобретению, каждая из множества частей рубашки может иметь два полутела, и канал теплообменной среды может быть образован внутри каждой из множества частей рубашки посредством упирания двух полутел друг в друга. Одно из двух полутел может иметь входное отверстие, образованное у его конца, и другое из двух полутел может иметь выходное отверстие, образованное у его конца, который расположен противоположно концу, у которого образовано входное отверстие.

Устройство использования тепла выхлопного газа настоящего изобретения может дополнительно включать в себя отводной клапан, который проводит выхлопной газ к секции использования тепла выхлопного газа, когда двигатель внутреннего сгорания прогревается. Отводной клапан может включать в себя клапанный элемент, имеющий подобную куполу форму, и выхлопной газ, вытекающий из выхлопной трубы, ударяется о клапанный элемент и проводится в первый зазор между наружной окружностью выхлопной трубы и пакетным телом.

В устройстве использования тепла выхлопного газа согласно настоящему изобретению, соответствующие каналы теплообменной среды во множестве частей рубашки последовательно соединены друг с другом, посредством чего теплообменная среда течет через один длинный канал теплообменной среды в качестве пути потока в целом. Следовательно, теплообмен между теплообменной средой и выхлопным газом осуществляется каждый раз, когда теплообменная среда течет через канал теплообменной среды в каждой из частей рубашки. Таким образом, тепло выхлопного газа используется адекватно, и температура теплообменной среды увеличивается быстрее, посредством этого улучшая эффективность использования тепла выхлопного газа.

К тому же, выхлопной газ, имеющий высокую температуру, из выхлопной трубы течет в зазор (первый зазор) между наружной окружностью выхлопной трубы и пакетным телом. Следовательно, возможно подавлять выпускание тепла выхлопного газа в атмосферу, посредством чего может быть уменьшена потеря используемого тепла выхлопного газа. Учитывая изложенное выше, может быть достигнут эффект улучшения эффективности использования тепла выхлопного газа.

Пакетное тело составлено посредством укладки в пакет множества частей рубашки, каждая из которых имеет сплющенную форму, посредством чего устройство может быть выполнено с меньшими размерами, несмотря на то, что предусмотрен длинный канал теплообменной среды. К тому же, две сборки частей рубашки уложены в пакет на концевой части, имеющей канал теплообменной среды, предусмотренный внутри нее, посредством чего устройство может быть выполнено с меньшими размерами, несмотря на то, что предусмотрен длинный канал теплообменной среды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 изображает вид в изометрии устройства использования тепла выхлопного газа как варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - увеличенный вид в разрезе устройства использования тепла выхлопного газа согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 3 - увеличенный вид в изометрии пакетного тела согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 4 - увеличенный вид сбоку пакетного тела согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 5 - вид в изометрии в разобранном состоянии пакетного тела согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 6 - увеличенный вид в разрезе вдоль канала теплообменной среды пакетного тела согласно настоящему варианту осуществления.

ПЕРЕВОД ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - выхлопная труба,

2 - цилиндрическая оболочка,

4 - секция использования тепла выхлопного газа,

6, 8 - часть рубашки,

10 - пакетное тело,

20 - канал теплообменной среды,

22, 32, 46 - входное отверстие,

24, 34, 48 - выходное отверстие,

36, 38 - сборка частей рубашки,

37 - зазор (второй зазор),

58 - зазор (первый зазор),

60 - зазор (третий зазор),

40 - концевая часть,

54 - входная труба,

56 - выходная труба,

62 - крышка,

64 - отводной клапан,

66 - держатель,

68 - клапанный элемент,

100 - устройство использования тепла выхлопного газа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее в этом документе будет подробно описан со ссылкой на чертежи вариант осуществления настоящего изобретения.

Как показано на Фиг. 1 и 2, устройство 100 использования тепла выхлопного газа включает в себя в качестве основных компонентов выхлопную трубу 1, цилиндрическую оболочку 2 и секцию 4 использования тепла выхлопного газа. Входная сторона выхлопной трубы 1 присоединена к пути потока выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания, и выхлопная труба 1 выполнена так, что выхлопной газ A из двигателя внутреннего сгорания проводится от входной стороны к выходной стороне. Снаружи выхлопной трубы 1 предусмотрена цилиндрическая оболочка 2, которая окружает выхлопную трубу 1. Выхлопная труба 1 расположена внутри цилиндрической оболочки 2, которая выполнена так, чтобы находиться на расстоянии от выхлопной трубы 1, посредством чего предусмотрено пространство между наружной окружностью выхлопной трубы 1 и внутренней окружностью цилиндрической оболочки 2. В настоящем варианте осуществления, выхлопная труба 1 и цилиндрическая оболочка 2 расположены соосно.

Между выхлопной трубой 1 и цилиндрической оболочкой 2 предусмотрена секция 4 использования тепла выхлопного газа, которая осуществляет теплообмен между выхлопным газом A и теплообменной средой B. Как показано на Фиг. 3 и 4, в секции 4 использования тепла выхлопного газа предусмотрено пакетное тело 10, составленное посредством собирания в пакет множества первых и вторых частей 6 и 8 рубашки. Как показано на Фиг. 6, каждая из первых частей 6 рубашки образована посредством упирания друг в друга пары полутел 12 и 14. Как показано на Фиг. 6, каждая из вторых частей 8 рубашки подобным образом образована посредством упирания друг в друга пары полутел 16 и 18.

Как показано на Фиг. 5, каждое из пары полутел 12 и 14 первой части 6 рубашки имеет форму дуги, и, более конкретно, в настоящем варианте осуществления имеет, по существу, форму половины дуги. В полутелах 12 и 14, по всей окружности одного полутела 12 из пары край полутела 12 загнут к другому полутелу 14 из пары. К тому же, по всей окружности полутела 14, край полутела 14 загнут к полутелу 12. Следовательно, каждое из полутел 12 и 14 имеет углубление, так что оно имеет U-образную форму поперечного сечения.

Полутело 14 выполнено так, что его общий размер немного меньше, чем у полутела 12. В паре полутел 12 и 14, посредством обращения друг к другу их углубленных сторон и вставления полутела 14 в полутело 12, два полутела 12 и 14 уперты друг в друга. Таким образом, образована первая часть 6 рубашки, имеющая плоскую форму, и внутри первых частей 6 рубашки образован канал 20 теплообменной среды, являющийся воздухонепроницаемым.

В конце полутела 12, имеющего, по существу, форму дуги, образовано, посредством процесса отбортовки или тому подобного, входное отверстие 22, которое сообщается с каналом 20 теплообменной среды. К тому же, на конце полутела 14, имеющего, по существу, форму дуги, который расположен на стороне, противоположной входному отверстию 22 полутела 12, образовано выходное отверстие 24 посредством процесса отбортовки или тому подобного. Выходное отверстие 24 сообщается с каналом 20 теплообменной среды. В паре полутел 12 и 14 соответственно предусмотрены множество выпуклых частей 26 и множество выпуклых частей 28, которые оба выступают наружу.

Пара полутел 16 и 18 второй части 8 рубашки отличается от пары полутел 12 и 14 первых частей 6 рубашки тем, что отверстия, соответствующие входному отверстию 22 и выходному отверстию 24, соответственно предусмотренным в паре полутел 12 и 14, предусмотрены на соответствующих противоположных концах, по существу, дугообразных элементов, то есть пары полутел 16 и 18. Тем не менее, за исключением изложенного выше конфигурации являются подобными друг другу. В одном полутеле 16 из пары предусмотрено входное отверстие 32. В другом полутеле 18 из пары предусмотрено выходное отверстие 34. Входное отверстие 32 и выходное отверстие 34 сообщаются с каналом 20 теплообменной среды, образованным внутри второй части 8 рубашки.

Первая и вторая части 6 и 8 рубашки собраны в пакет, так что входное отверстие 32 второй части 8 рубашки перекрывает выходное отверстие 24 первой части 6 рубашки. Таким образом, соответствующие каналы 20 теплообменной среды первой и второй частей 6 и 8 рубашки последовательно присоединены друг к другу. Таким образом, каналы 20 теплообменной среды последовательно присоединены друг к другу посредством собирания в пакет множества частей 6 и 8 рубашки.

В настоящем варианте осуществления, в дополнение к изложенному выше, другая первая часть 6 рубашки собрана в пакет на вторую часть 8 рубашки, так что входное отверстие 22 другой первой части 6 рубашки перекрывает выходное отверстие 34 второй части 8 рубашки. Еще в дополнение к изложенному выше, другая вторая часть 8 рубашки собрана в пакет на другую первую часть 6 рубашки. Таким образом, пакетное тело 10 выполнено посредством собирания в пакет первых и вторых частей 6 и 8 рубашки, и пакетное тело 10 составляет сборку 36 частей рубашки.

Достаточно, если сборка 36 частей рубашки включает в себя по меньшей мере одну первую часть 6 рубашки и по меньшей мере одну вторую часть 8 рубашки. Тем не менее, сборка 36 частей рубашки может включать в себя две первые части 6 рубашки и одну вторую часть 8 рубашки. В качестве альтернативы, сборка 36 частей рубашки может включать в себя две первые части 6 рубашки и две вторые части 8 рубашки, или более двух первых и вторых частей 6 и 8 рубашки.

Когда, например, первая и вторая части 6 и 8 рубашки собраны в пакет, выпуклая часть 26 первой части 6 рубашки и выпуклая часть 28 второй части 8 рубашки, которые являются смежными, соприкасаются друг с другом, посредством этого образуя зазор 37 (второй зазор), через который течет выхлопной газ A, между первой частью 6 рубашки и второй частью 8 рубашки, как показано на Фиг. 4.

В настоящем варианте осуществления, дополнительно включена другая сборка частей рубашки, то есть сборка 38 частей рубашки. Сборка 38 частей рубашки включает в себя первую и вторую части 6 и 8 рубашки. Сборка 38 частей рубашки имеет такую же конфигурацию, как у описанной выше сборки 36 частей рубашки. Сборка 38 частей рубашки расположена в положении, в котором сборка 36 частей рубашки повернута на 180° вокруг, так чтобы быть обращенной к сборке 36 частей рубашки. Тем не менее, в сборке 38 частей рубашки, входное отверстие 22 и выходное отверстие 24 предусмотрены в противоположных положениях по отношению к сборке 36 частей рубашки. То есть в сборке 38 частей рубашки, входное отверстие 22 для теплообменной среды предусмотрено в полутеле 14, составляющем первую часть 6 рубашки, и выходное отверстие 24 для теплообменной среды предусмотрено в другом полутеле 12, составляющем первую часть 6 рубашки.

Пакетное тело 10 включает в себя кольцеобразную концевую часть 40, имеющую, по существу, такой же размер, как у формы, в которой расположены две первые части 6 рубашки, так чтобы быть обращенными друг к другу. Концевая часть 40 выполнена посредством упирания друг в друга пары полутел 42 и 44. В полутелах 42 и 44, по всей окружности одного полутела 42 из пары, край полутела 42 загнут к другому полутелу 44 из пары. К тому же, по всей окружности полутела 44, край полутела 44 загнут к полутелу 42. Следовательно, каждое из полутел 42 и 44 имеет углубление, так что они имеют U-образную форму поперечного сечения по всей окружности.

Полутело 44 выполнено так, что его общий размер немного меньше, чем у полутела 42. В паре полутел 42 и 44, посредством обращения их углубленных сторон друг к другу и вставления полутела 44 в полутело 42, два полутела 42 и 44 упираются друг в друга. Таким образом, образована концевая часть 40, имеющая плоскую форму, и внутри концевой части 40 предусмотрен канал 20 теплообменной среды, который является воздухонепроницаемым.

В полутеле 42 образованы, посредством процесса отбортовки или тому подобного, входное отверстие 46 и выходное отверстие 48, которые сообщаются с каналом 20 теплообменной среды. Входное отверстие 46 и выходное отверстие 48 образованы в противоположных положениях по отношению друг к другу под углом 180°. В полутелах 42 и 44 соответственно предусмотрено множество выпуклых частей 50 и 52, которые все выступают наружу.

Сборка 36 частей рубашки уложена в пакет на одной половине концевой части 40, так что выходное отверстие 34 сборки 36 частей рубашки перекрывает входное отверстие 46 концевой части 40. Сборка 38 частей рубашки уложена в пакет на другой половине концевой части 40, так что входное отверстие 32 сборки 38 частей рубашки перекрывает выходное отверстие 48 концевой части 40. Посредством этого соответствующие выпуклые части 28 и 50 соприкасаются друг с другом, таким образом, обеспечивая зазор 37 между концевой частью 40 и сборками 36 и 38 частей рубашки.

Таким образом, сборки 36 и 38 частей рубашки уложены в пакет на концевой части 40, так что сборки 36 и 38 частей рубашки обращены друг к другу. Так выполнено кольцеобразное пакетное тело 10, как показано на Фиг. 3. Посредством укладывания в пакет сборок 36 и 38 частей рубашки на концевой части 40, канал 20 теплообменной среды в сборке 36 частей рубашки и канал 20 теплообменной среды в сборке 38 частей рубашки последовательно соединены друг с другом через канал 20 теплообменной среды в концевой части 40.

Входная труба 54 прикреплена к входному отверстию 22 сборки 36 частей рубашки посредством вставления входного отверстия 22. Выходная труба 56 прикреплена к выходному отверстию 24 сборки 38 частей рубашки посредством вставления выходного отверстия 24. Каждое из полутел 12 и 14 части 6 рубашки, каждое из полутел 16 и 18 части 8 рубашки, каждое из полутел 42 и 44 концевой части 40, входная труба 54, выходная труба 56 и так далее скреплены вместе посредством пайки, сварки или тому подобного.

Как показано на Фиг. 2, выхлопная труба 1 вставлена в пакетное тело 10, тогда как цилиндрическая оболочка 2 прикреплена к наружной стороне пакетного тела 10 посредством вставления пакетного тела 10. В этой конфигурации, предусмотрен зазор 58 (первый зазор) между наружной окружностью выхлопной трубы 1 и внутренней окружностью пакетного тела 10. К тому же, предусмотрен зазор 60 (третий зазор) между наружной окружностью пакетного тела 10 и внутренней окружностью цилиндрической оболочки 2.

Крышка 62 прикреплена к входному концу цилиндрической оболочки 2 посредством вставления крышки 62, тогда как выхлопная труба 1 расположена посредством прохождения через крышку 62. Входной конец цилиндрической оболочки 2 закрыт крышкой 62. На выходной стороне выхлопной трубы 1 предусмотрен отводной клапан 64, который прикреплен к держателю 66, установленному на концевой поверхности концевой части 40. Держатель 66 включает в себя цилиндрическую часть 66a, предусмотренную соосно с выхлопной трубой 1. Отводной клапан 64 прикреплен к краю цилиндрической части 66a. К тому же, зазор 58 по наружной окружности выхлопной трубы 1 и внутренняя часть выхлопной трубы 1 сообщаются друг с другом через цилиндрическую часть 66a.

Отводной клапан 64 включает в себя клапанный элемент 68, который поддерживается с возможностью поворота. Отводной клапан 64 выполнен так, что выхлопной газ A из выхлопной трубы 1 течет в зазор 58 во время закрытия клапана, то есть когда клапанный элемент 68 посажен в клапанное гнездо 70. К тому же, отводной клапан 64 выполнен так, что выхлопной газ из выхлопной трубы 1 проводится в путь потока выхлопного газа на выходной стороне через отводной клапан 64 во время открытия клапана, то есть когда клапанный элемент 68 находится на расстоянии от клапанного гнезда 70. Клапанный элемент 68 может быть повернут посредством исполнительного механизма или может быть открыт посредством давления выхлопа, воздействующего на клапанный элемент 68.

Клапанный элемент 68, выступающий к выходной стороне и имеющий подобную куполу форму, выполнен с возможностью обращения направления потока выхлопного газа A, когда выхлопной газ A, вытекающий из выхлопной трубы 1 во время открытия клапана, ударяется о клапанный элемент 68, так что выхлопной газ A проводится в зазор 58 (первый зазор). Выхлопной газ A, текущий в зазор 58, течет через зазор 37 (второй зазор), обходит отводной клапан 64 из зазора 60 (третьего зазора) и вытекает к выходной стороне пути потока выхлопного газа.

Далее описана работа устройства использования тепла выхлопного газа согласно настоящему варианту осуществления.

Когда двигатель внутреннего сгорания прогревается, отводной клапан 64 закрыт посредством посадки клапанного элемента 68 в клапанное гнездо 70. Теплообменная среда B, такая как охлаждающая вода двигателя внутреннего сгорания и тому подобное, подается во входную трубу 54, и теплообменная среда B течет в канал 20 теплообменной среды сборки 36 частей рубашки. Канал 20 теплообменной среды выполнен посредством последовательного соединения соответствующих каналов 20 теплообменной среды во множестве частей 6 и 8 рубашки. В этой конфигурации, теплообменная среда B последовательно течет через соответствующие каналы 20 теплообменной среды в уложенных в пакет частях 6 и 8 рубашки и течет в канал 20 теплообменной среды в концевой части 40.

Теплообменная среда B течет из канала 20 теплообменной среды в концевой части 40 в канал 20 теплообменной среды в сборке 38 частей рубашки. Канал 20 теплообменной среды образован посредством последовательного соединения соответствующих каналов 20 теплообменной среды во множестве частей 6 и 8 рубашки. В этой конфигурации, теплообменная среда B последовательно течет через каналы 20 теплообменной среды в уложенных в пакет частях 6 и 8 рубашки и вытекает из выходной трубы 56 наружу.

В состоянии закрытого клапана, когда выхлопной газ A из двигателя внутреннего сгорания течет в выхлопную трубу 1, выхлопной газ A ударяется о клапанный элемент 68, и направление потока выхлопного газа A обращается. Затем, выхлопной газ A течет в зазор 58 между наружной окружностью выхлопной трубы 1 и внутренней окружностью пакетного тела 10. Выхлопной газ A течет наружу в радиальном направлении из зазора 58 через зазор 37 между частями 6 и 8 рубашки и затем течет в зазор 60 между наружной окружностью пакетного тела 10 и внутренней окружностью цилиндрической оболочки 2. Затем, выхлопной газ A вытекает из зазора 60 вдоль внутренней окружности цилиндрической оболочки 2 к выходной стороне пути потока выхлопного газа.

Когда выхлопной газ A течет через зазор 37 между частями 6 и 8 рубашки, осуществляется теплообмен между выхлопным газом A и теплообменной средой B, текущей через канал 20 теплообменной среды в каждой из частей 6 и 8 рубашки. Посредством этого теплообмена, температура теплообменной среды B увеличивается, и температура выхлопного газа A уменьшается.

В устройстве 100 использования тепла выхлопного газа согласно настоящему варианту осуществления, соответствующие каналы 20 теплообменной среды во множестве частей 6 и 8 рубашки последовательно соединены друг с другом, посредством чего теплообменная среда B течет через один длинный канал 20 теплообменной среды в качестве пути потока в целом. Следовательно, теплообмен между теплообменной средой B и выхлопным газом A осуществляется каждый раз, когда теплообменная среда B течет через каналы 20 теплообменной среды в каждой из частей 6 и 8 рубашки. Таким образом, в устройстве 100 использования тепла выхлопного газа, тепло выхлопного газа используется адекватно, и температура теплообменной среды B увеличивается быстрее, посредством чего прогрев двигателя внутреннего сгорания завершается быстрее.

К тому же, в устройство 100 использования тепла выхлопного газа включено пакетное тело 10, составленное посредством укладки в пакет множества частей 6 и 8 рубашки. Следовательно, устройство может быть выполнено с меньшими размерами, несмотря на то, что предусмотрен длинный канал 20 теплообменной среды.

К тому же, в устройстве 100 использования тепла выхлопного газа, выхлопной газ A, имеющий высокую температуру, из выхлопной трубы 1 сначала течет в зазор 58 между наружной окружностью выхлопной трубы 1 и внутренней окружностью пакетного тела 10. Следовательно, возможно подавлять выпускание тепла выхлопного газа в атмосферу, посредством чего может быть уменьшена потеря используемого тепла выхлопного газа.

Когда отводной клапан 64 открыт, выхлопной газ A выпускается из выхлопной трубы 1 через отводной клапан 64 к выходной стороне пути потока выхлопного газа. Поскольку между наружной окружностью выхлопной трубы 1 и внутренней окружностью пакетного тела 10 предусмотрен зазор 58, возможно подавлять передачу тепла выхлопного газа к теплообменной среде B в канале 20 теплообменной среды, посредством чего может быть подавлено избыточное увеличение температуры теплообменной среды B во время открытия клапана.

Выше в этом документе описан один пример вариантов осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, настоящее изобретение не должно быть ограничено таким вариантом осуществления и может быть осуществлено различными образами в рамках сущности и объема настоящего изобретения.

Claims (8)

1. Устройство использования тепла выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания, содержащее:
выхлопную трубу, которая проводит выхлопной газ от входной стороны к выходной стороне;
цилиндрическую оболочку, которая закрывает наружную часть выхлопной трубы; и
секцию использования тепла выхлопного газа, которая расположена между выхлопной трубой и цилиндрической оболочкой и выполнена с возможностью осуществления теплообмена между выхлопным газом и теплообменной средой, причем секция использования тепла выхлопного газа включает в себя пакетное тело, которое составлено посредством собирания в пакет множества частей рубашки, каждая из которых имеет канал теплообменной среды, предусмотренный внутри нее, причем в пакетном теле соответствующие каналы теплообменной среды во множестве частей рубашки последовательно соединены друг с другом, причем первый зазор, через который проходит выхлопной газ из выхлопной трубы, предусмотрен между наружной окружностью выхлопной трубы и пакетным телом; второй зазор, через который проходит выхлопной газ, прошедший через первый зазор, предусмотрен между множеством частей рубашки, составляющим пакетное тело, и третий зазор, через который проходит выхлопной газ, прошедший через второй зазор, предусмотрен между внутренней окружностью цилиндрической оболочки и пакетным телом.

2. Устройство по п. 1,
в котором каждая из множества частей рубашки имеет сплющенную форму дуги.

3. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее:
концевую часть, имеющую канал теплообменной среды кольцевой формы, предусмотренный внутри нее, причем каждая из множества частей рубашки имеет, по существу, форму половины дуги, и пакетное тело, составленное посредством укладки в пакет множества частей рубашки, предусмотрено в двойном количестве в качестве сборок частей рубашки, причем две сборки частей рубашки расположены на концевой части, так что две сборки частей рубашки обращены друг к другу, и соответствующие каналы теплообменной среды в двух сборках частей рубашки последовательно соединены друг с другом через канал теплообменной среды в концевой части.

4. Устройство по любому из пп. 1-3,
в котором каждая из множества частей рубашки имеет два полутела, и канал теплообменной среды образован внутри каждой из множества частей рубашки посредством упирания двух полутел друг в друга, причем одно из двух полутел имеет входное отверстие, образованное у его конца, и другое из двух полутел имеет выходное отверстие, образованное у его конца, который расположен противоположно концу, у которого образовано входное отверстие.

5. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее отводной клапан, который проводит выхлопной газ к секции использования тепла выхлопного газа, при нагреве двигателя внутреннего сгорания, и включает в себя клапанный элемент, имеющий подобную куполу форму, и
выхлопной газ, вытекающий из выхлопной трубы, ударяется о клапанный элемент и проводится в первый зазор.

6. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее отводной клапан, который проводит выхлопной газ к секции использования тепла выхлопного газа при нагреве двигателя внутреннего сгорания и включает в себя клапанный элемент, имеющий подобную куполу форму, и выхлопной газ, вытекающий из выхлопной трубы, ударяется о клапанный элемент и проводится в первый зазор.

7. Устройство по п. 3, дополнительно содержащее отводной клапан, который проводит выхлопной газ к секции использования тепла выхлопного газа при нагреве двигателя внутреннего сгорания и включает в себя клапанный элемент, имеющий подобную куполу форму, и выхлопной газ, вытекающий из выхлопной трубы, ударяется о клапанный элемент и проводится в первый зазор.

8. Устройство по п. 4, дополнительно содержащее отводной клапан, который проводит выхлопной газ к секции использования тепла выхлопного газа при нагреве двигателя внутреннего сгорания и включает в себя клапанный элемент, имеющий подобную куполу форму, и выхлопной газ, вытекающий из выхлопной трубы, ударяется о клапанный элемент и проводится в первый зазор.

Images