[发明专利]热交换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用热管的热交换装置。

背景技术

所公知的是，传统的热交换装置回收自动车的内燃机(以下简称为发动机)的废气的废热并利用该废热加热发动机。

同样，日本专利文献JP4-45393A公开了一种用于水加热系统的使用热管的环型热管热交换装置。在该热交换装置中，可蒸发且可冷凝的工作流体在闭合回路的循环通路中循环，通过从蒸发单元中的热存储构件吸收热量而被蒸发，并且通过向冷凝单元中的水释放热量而被冷凝。同样，多个热管的下端部分通过下部集管(以下称为冷凝侧连通单元)彼此连通，使得冷凝单元中冷凝的工作流体通过冷凝侧连通网流进多个热管中。

发明内容

在JP4-45393A所公开的热交换装置被用于回收废气的废热的情况下，冷凝侧连通单元也暴露于高温废气，因此加热和蒸发了工作流体，导致了所谓的“干枯(dry-out)”现象，即液相工作流体不能到达具有大的热接收能力的蒸发单元处(即，热管和外部散热片)。结果，热管不能有效地使用，热交换性能被恶化。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能够应用于流体形式的热源的回路型热管热交换装置。

根据本发明的第一方面，提供一种热交换装置，包括：第一壳体(100)，高温流体在该第一壳体中流动；第二壳体(200)，低温流体在该第二壳体中流动；蒸发单元(1)，用于在工作流体与高温流体之间进行热交换，因而蒸发工作流体；冷凝单元(2)，用于在工作流体与低温流体之间进行热交换，因而冷凝工作流体；蒸发侧连通单元(5a)，用于将蒸发单元中被蒸发的工作流体引导到冷凝单元；和冷凝侧连通单元(5b)，用于将冷凝单元中被冷凝的工作流体引导到蒸发单元，其中，高温流体被防止流到冷凝侧连通单元。

由于该结构，冷凝侧连通单元(5b)中工作流体被高温流体加热和蒸发的可能被消除或降低，因此防止了干枯，改善了热交换性能。

在这种情况下，用于防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的冷凝侧屏蔽板(8a、8b；101、102)可与第一壳体(100)或蒸发单元(1)整体地设置。

同样，冷凝侧屏蔽板(8a；101)可布置在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游。

通过这样做，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游的表面。

同样，冷凝侧屏蔽板(8a、8b；101、102)可布置在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游或下游。

通过这样做，一方面，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游的表面；另一方面，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的下游的表面。因此，防止了干枯。

同样，布置冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的上游的冷凝侧屏蔽板(101)可构造成从高温流体的上游侧朝向蒸发单元(1)连续地减小第一壳体(100)中的通路的面积。

通过这样做，高温流体平滑顺利地流进蒸发单元(1)中，抑制了流动干扰。结果，高温流体与蒸发单元(1)中的工作流体之间的热交换能够被成功地执行。

同样，第一壳体(100)可包括扩大部分(132)和冷凝侧连通单元(5b)，扩大部分具有扩大的通路面积，冷凝侧连通单元布置在扩大部分中。

通过这样做，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)。

同样，高温流体通过与工作流体的热交换而产生冷凝水，热交换装置可包括冷凝水通路(1023)，用于将汇集在冷凝侧连通单元(5b)周围的冷凝水在冷凝侧连通单元(5b)的高温流体流的下游处被移除。

通过这样做，汇集在冷凝侧连通单元(5b)周围的冷凝水能够在下游处被移除。

同样，高温流体通过与工作流体的热交换而产生冷凝水，热交换装置可包括冷凝水通路(132c)，用于将汇集在冷凝侧连通单元(5b)周围的冷凝水排出第一壳体(100)。

通过这样做，汇集在冷凝侧连通单元(5b)的冷凝水能够排出到外部。

同样，冷凝侧连通单元(5b)可从第一壳体(100)突出。

通过这样做，能够防止高温流体流到冷凝侧连通单元(5b)。

同样，能够防止高温流体流通过蒸发单元(1)、蒸发侧连通单元(5a)和冷凝侧连通单元(5b)的外周面与第一壳体(100)的内周面之间的间隙。

通过这样做，流通过蒸发单元(1)的、表示在第一壳体(100)中流动的高温流体总量的高温流体量的比率增加，因此，高温流体和工作流体之间成功地进行热交换。