[发明专利]层叠板排气回收装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2011年9月9日的美国临时专利申请No.61/532,677的优先权和利益，其内容结合在此作为参考。

发明领域

本发明涉及用于从气流中移除热量的装置，例如用于移除来自机动车辆的进气和排气系统的热量的热回收装置。

背景技术

在许多的应用中，出现了从气流中移除热量的需要。例如在机动车辆中，需要移除来自进气和/或排气气流的热量。例如，在一些应用中，例如在涡轮增压的或增压发动机中，进气(或“充气”)需要冷却。在装有排气再循环(EGR)或排气热量回收(EGHR)系统的车辆中，热量从排气气流中被移除。从进气或排气气流中移除的热量典型地传递给换热器中的液体冷却剂。

在EGHR系统中，例如，来自车辆排气的热量经由液体冷却剂传递给其它的车辆部件，以便在车辆启动时提供空气和车辆流体的更快的加热，由此减少燃料消耗。被排气加热的空气能够用于迅速加热客舱并且用于窗户除霜，从而减少在低温天气启动期间需要长时间的怠速周期。车辆流体(例如机油和传动流体)的加热使得它们具有更小的粘性并且在启动期间改进燃料经济性。在最初起动期之后，不再需要来自排气的热回收。因此，EGHR系统典型地包含旁路，以便一旦车辆达到正常运行温度，使从排气到液体冷却剂的热传递最小化。这有助于使在冷却系统中的荷载最小化。

因此，EGHR系统装有气液换热器，用于从机动车辆排气提取热量并且将热量传递到液体冷却剂，典型地是水/二醇发动机冷却剂。EGHR系统还包括换向阀，用于在车辆启动期间引导至少一部分排气流动通过换热器，并且一旦不再需要来自排气的热量则用于旁通热交换器。还提供致动器以便控制阀的运行。阀可以通过电子控制的螺线管或通过蜡马达操作。

为了节省空间并减少成本和机动车辆重量，阀和换热器可以集成为单一单元，在此称为EGHR装置。然而，在许多集成EGHR装置中，换热器通过排气加热，无论装置是处于热交换模式或旁路模式。这增加了传递到冷却剂的热的量，从而增加了在冷却系统上的荷载，以及产生可能损害换热器的热应力。

仍然存在对用于机动车辆进气和排气系统的简单和有效的EGHR装置的需求，其使空间、重量和部件数量的使用最小化，并且还使热应力和在旁路模式中所不需要的到冷却剂的热传递最小化。

发明内容

在一个实施例中，提供热回收装置，包括气体换向阀和气体/液体换热器。气体换向阀包括：阀体；在旁路位置和热交换位置之间可动的阀元件；和形成在阀体中的气体入口和气体出口。气体/液体换热器包括由层叠的芯体板构成的换热器芯体，芯体包括：以交替顺序布置的多个气体流动通道和多个液体流动通道；与所述多个气体流动通道流体连通的气体入口集管和气体出口集管，和与所述多个液体流动通道流体连通的液体入口集管和液体出口集管。旁路气体流动路径在阀体的气体入口和气体出口之间延伸，并且换热器位于旁路气体流动路径的外侧。在阀元件位于旁路位置中的情况下，旁路气体流动路径基本上完全打开，并且在气体入口和换热器之间的流体连通基本上被阀元件完全阻挡；而对于在阀元件位于热交换位置中的情况下，旁路气体流动路径基本上被阀元件完全阻挡，并且气体入口与换热器流体连通。

附图说明

现在仅通过实施例参考附图对本发明进行描述，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的热回收装置的透视图；

图2是示出了图1的热回收装置被分离时的换热器的透视图；

图3是图1的热回收装置在竖直平面、旁路模式中的纵向截面图；

图4是图1的热回收装置在竖直平面、热交换模式中的纵向截面图；

图5是通过多个换热器板的气体集管开口的横截面侧视图，该截面沿图7的线5-5；

图6是在换热器中的芯体板的冷却剂侧的透视图；

图7是在换热器中的芯体板的气体侧的透视图；

图8是通过换热器芯体的一部分的纵向透视横截面图，示出了与芯体隔开的安装板；

图9类似于图8，除了安装板示出为附接到芯体的底部以外；

图10是根据第二实施例的热回收装置在竖直平面、旁路模式中的纵向截面图；和

图11是图10的热回收装置在竖直平面、热交换模式中的纵向截面图。

具体实施方式

根据本发明第一实施例的热回收装置10现在参考图1到9描述。热回收装置10可以用作在机动车辆排气系统中的EGHR装置，并且因此有时在此称作EGHR装置10。