[發明專利]環形熱管和廢熱回收設備

無效

• 申請號: 200710110014.9
• 申請日: 2007-06-12
• 公開（公告）號: CN101089540A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 宮川雅志;山中保利;井上誠司;小原公和
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F02G5/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王新華

技術領域

本發明涉及一種環形熱管，在所述熱管中制冷劑通過來自作為熱源的第一流體的熱量而被蒸發，并且被蒸發的蒸汽制冷劑通過要加熱的第二流體被冷卻，這樣所述第二流體被蒸汽制冷劑的冷凝潛熱加熱。例如，所述環形熱管可被適宜地用于廢熱回收設備。

背景技術

通常，例如，在JP-A-4-45393中描述了環形熱管。這種環形熱管設置有：用于加熱和蒸發制冷劑的蒸發器，；和冷凝器，所述冷凝器用于冷卻和冷凝所述被蒸發的蒸汽制冷劑。此外，所述環形熱管的操作由開關閥(打開和關閉的閥)控制。所述開關閥被設置用來打開和關閉通道，在冷凝器中被冷凝的液體制冷劑通過所述通道返回所述蒸發器。此外，所述環形熱管在開關閥的上游側(也就是冷凝器側)設置有液體制冷劑存儲部，以在其中存儲所述液體制冷劑。另外，所述液體制冷劑存儲部和開關閥被設置在冷凝器的外側。

所述冷凝器被設置在箱(tank)中，要加熱的第二流體在所述箱中流動，這樣引入冷凝器中的蒸汽制冷劑和在所述箱中流動的第二流體進行熱交換，從而加熱所述第二流體。盡管如此，但是在這種環形熱管中，總是通過簡單結構來改善要加熱的所述第二流體的加熱性能是困難的。

發明內容

考慮到前述的問題，本發明的一個目標是提供一種環形熱管，所述環形熱管能有效地提高熱泵的效率。

本發明的另一個目標是提供一種廢熱回收設備，所述廢熱回收設備能有效地提高熱回收效率。

根據本發明的例子，有制冷劑在其中循環的環形熱管包括：蒸發器，所述蒸發器被設置用來通過與作為熱源的第一流體進行熱交換來蒸發所述制冷劑；和冷凝器，所述冷凝器被設置用來通過與要加熱的第二流體進行熱交換來液化和冷凝被蒸發的蒸汽制冷劑。所述冷凝器具有：制冷劑冷凝側，被冷凝的液體制冷劑在該側流動；和制冷劑未冷凝側，冷凝之前的蒸汽制冷劑在該側流動。此外，所述環形熱管設置有液體制冷劑存儲部和流動限制裝置，所述液體制冷劑存儲部被設置用來存儲被冷凝的液體制冷劑，所述流動限制裝置用于使所述第二流體從液體制冷劑存儲部側流向所述制冷劑未冷凝側。因此，因為所述制冷劑和所述第二流體之間的溫差在所述制冷劑冷凝側和所述制冷劑未冷凝側都被加大，被冷凝的液體制冷劑能被有效地冷卻至低的溫度。因此，將被供應給蒸發器的液體制冷劑的溫度可被降低，而且所述蒸發器中制冷劑的熱吸收量可被增加。結果，所述環形熱管的熱泵效率可被有效地提高，而且因此提高了要加熱的第二流體的加熱性能。

所述液體制冷劑存儲部可以是所述冷凝器的一部分。

可選地，可設置操作停止裝置，用來停止所述蒸發器中制冷劑的蒸發。例如，所述操作停止裝置可以是開關閥，所述開關閥被設置在冷凝器中以打開和關閉通道，其中，在所述冷凝器中被冷凝的液體制冷劑通過所述通道流向所述蒸發器；或者，所述操作停止裝置可以是流動控制裝置，用來控制所述第一流體流向所述蒸發器的流量以控制蒸發器中制冷劑的蒸發。此外，所述環形熱管可被適合地用來回收來自引擎的廢氣的廢熱。在這種情況下，所述第一流體是引擎的廢氣，所述第二流體是冷卻劑，所述冷卻劑用于所述引擎的冷卻劑回路，而且所述蒸發器和所述冷凝器被設置用來從所述廢氣回收廢熱。

根據本發明的另一個例子，廢熱回收設備包括：環形熱管，所述環形熱管包括蒸發器和冷凝器，所述蒸發器被設置用來通過執行與第一流體的熱交換來蒸發制冷劑，所述冷凝器被設置用來冷卻和冷凝從所述蒸發器被蒸發的蒸汽制冷劑；第一流體流動部，所述第一流體在其中流動以與蒸發器中流動的制冷劑執行熱交換；第二流體流動部，所述第二流體在其中流動，以與冷凝器中流動的制冷劑執行熱交換；引入管，所述引入管將所述第二流體引入所述第二流體流動部；以及排出管，所述排出管將通過了所述第二流體流動部之后的第二流體從所述第二流體流動部排出。此外，所述冷凝器具有：制冷劑冷凝側，被冷凝的液體制冷劑在該側流動；和制冷劑未冷凝側，冷凝之前的蒸汽制冷劑在該側流動。另外，所述引入管在所述冷凝器的制冷劑冷凝側連接到所述第二流體流動部，并且，所述排出管在所述冷凝器的制冷劑未冷凝側連接到所述第二流體流動部。此外，環形熱管設置有液體制冷劑存儲部，所述液體制冷劑存儲部被設置用來存儲被冷凝的液體制冷劑，并且引入管和排出管使第二流體從液體制冷劑存儲部側流向制冷劑未冷凝側。因此，因為所述制冷劑和所述第二流體之間的溫差在所述制冷劑冷凝側和所述制冷劑未冷凝側均被增大，被冷凝的液體制冷劑可被有效地冷卻至低的溫度。因此，將被供應給所述蒸發器的液體制冷劑的溫度可被降低，并且所述蒸發器中制冷劑的熱吸收量可被增加。結果，所述廢熱回收設備的熱回收效率(熱泵效率)可被有效地提高。