[發明專利]排氣熱回收系統

無效

• 申請號: 200980129432.X
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN102105661A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 戶井昌夫;幸光秀之;村田登志朗
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F01N13/00;F01N3/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏金霞;吳煥芳

技術領域

本發明涉及排氣熱回收系統，該排氣熱回收系統能夠利用內燃發動機的排氣熱來加快諸如汽車等車輛中的待加熱部分的溫度升高。

背景技術

已知通過熱管回收來自安裝在諸如汽車等車輛上的內燃發動機的排氣的熱并將該熱例如用于促進催化劑活化和使內燃機變暖的速度加快。(參見日本實用新型專利申請公報No.63-22321(JP-U-63-22321)和日本專利申請公報No.2008-14304(JP-A-2008-14304))。

JP-U-63-22321描述了這樣一種構造：熱管的一端在催化裝置的下游部分處連接于內燃發動機的排氣通路以充當加熱部分(對應于熱接收單元)，熱管的另一端在催化裝置的上游部分處連接于排氣通路以充當冷卻部分(對應于散熱單元)，于是催化裝置上游的排氣被加熱以使其溫度升高，從而間接地使催化裝置的溫度升高。

熱管氣密密封并且在內部空間中填充有諸如純水的工作流體，然后加熱熱管的一端以使工作流體汽化，從而將工作流體供至另一端。然后熱管使汽化的工作流體在另一端散發熱從而冷凝，并被返回到所述一端。

JP-A-2008-14304描述了一種排氣熱回收系統。該排氣熱回收系統包括汽化部分(對應于熱接收單元)和冷凝部分(對應于散熱單元)。汽化部分回收內燃發動機排氣通道中的排氣熱以使工作流體汽化。冷凝部分使汽化的工作流體冷凝。汽化部分和冷凝部分以它們彼此相鄰布置而形成閉合環路的狀態成整體地連接。內燃發動機的部分冷卻劑通路相鄰于冷凝部分布置以在冷卻劑與氣態工作流體之間進行熱交換。

在該示例中，使用其中汽化部分和冷凝部分彼此相鄰成整體的環路熱管，并且汽化部分布置成與排氣通路交叉。

與以上不同地，例如已知日本實用新型專利申請公報No.2-76508(JP-U-2-76508)，其中環路熱管的熱接收單元和冷凝部分(對應于散熱單元)布置成彼此遠離。JP-U-2-76508描述了這樣一種構造：環路熱管的熱接收單元設置在內燃發動機的排氣通路中的催化劑下游部分處，并且環路熱管的冷凝部分靠近熱空氣加熱器的加熱器芯設置，該熱空氣加熱器安裝在冷卻劑通路的中途，冷卻劑通路之前輸送內燃發動機的冷卻劑并且之后將冷卻劑送回。

以上排氣熱回收系統僅包括用于使設置在內燃發動機的排氣通路中的催化劑的溫度升高的熱管或者用于使內燃發動機的冷卻劑溫度升高的熱管中的僅一者，而沒有包括二者的排氣熱回收系統。

發明內容

必要的話，本發明能夠執行加速設置在內燃發動機的排氣通路中的催化劑的溫度升高的過程和加速內燃發動機的冷卻劑的溫度升高的過程。

本發明的第一方面涉及一種排氣熱回收系統。該排氣熱回收系統包括：第一環路熱管，所述第一環路熱管回收內燃發動機的排氣通路中的第一催化劑下游的排氣熱，并且與所述第一催化劑進行熱交換；以及第二環路熱管，所述第二環路熱管回收所述第一催化劑的熱，并且與之前自所述內燃發動機輸送的冷卻劑進行熱交換。

通過以上構造，能夠通過第一環路熱管回收排氣熱以從外側加熱催化劑，由此加速催化劑的溫度升高，并且能夠通過第二環路熱管回收催化劑的熱以冷卻催化劑，同時加速內燃發動機的冷卻劑的溫度升高。

以這種方式，能夠有效地提高附連于內燃發動機的催化劑的溫度，并有效地提高內燃發動機的冷卻劑的溫度。

所述第一環路熱管可包括：第一熱接收單元，所述第一熱接收單元通過所述排氣通路中的所述第一催化劑下游的排氣熱使被氣密密封并填充在所述第一熱接收單元內的工作流體汽化；第一散熱單元，所述第一散熱單元附連在所述第一催化劑中的上游區域中，并使自所述第一熱接收單元傳輸的工作流體與所述第一催化劑之間進行熱交換從而使所述工作流體冷凝；第一傳輸管，所述第一傳輸管用于將工作流體從所述第一熱接收單元傳輸至所述第一散熱單元；以及第一返回管，所述第一返回管用于將工作流體從所述第一散熱單元返回至所述第一熱接收單元，并且其中所述第二環路熱管可包括：第二熱接收單元，所述第二熱接收單元附連在所述第一催化劑中的下游區域中，并通過所述第一催化劑的熱使被氣密密封并填充在所述第二熱接收單元內的工作流體汽化；第二散熱單元，所述第二散熱單元使自所述第二熱接收單元傳輸的工作流體與之前自所述內燃發動機輸送的冷卻劑之間的熱交換，從而使所述工作流體冷凝；第二傳輸管，所述第二傳輸管用于將工作流體從所述第二熱接收單元傳輸至所述第二散熱單元；以及第二返回管，所述第二返回管用于將工作流體從所述第二散熱單元返回至所述第二熱接收單元。

此處，第一環路熱管和第二環路熱管中各自的構造都具體說明，因此易于通過該說明實現該排氣熱回收系統。