本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分中的特征所述的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)的廢氣中損耗熱能的利用提供不同的方案來提高機(jī)動車效率。就這點(diǎn)而言，用于加熱乘客車廂的廢氣熱量的使用提供以下可能性，即，省去附加的加熱措施并且以此降低燃料消耗。廢氣熱量同樣可以用于加快機(jī)動車傳動系部件的熱運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可以減小熱運(yùn)轉(zhuǎn)階段期間的機(jī)械損耗功率并且以此減小發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)消耗。

對在發(fā)動機(jī)式燃燒過程中產(chǎn)生的廢熱的回收因此提供節(jié)省燃料的巨大潛力并且可以對提高機(jī)動車的駕駛和使用舒適性做出貢獻(xiàn)。

通過EP 0 832 411 B1或者DE 696 06 296 T2已知一種用于在微流體的循環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)輸液體的方法，其利用毛細(xì)泵來運(yùn)輸熱量。在循環(huán)中設(shè)有至少一個汽化器以及冷凝器以及用于容納傳熱的液體或者工作介質(zhì)的容器。所述汽化器具有一個出口，所述出口通過汽化器管路與冷凝器的進(jìn)口連接。冷凝器的出口與補(bǔ)償容器連接。汽化器包含帶有可滲透的材料的汽化器體，以便通過熱吸收使工作介質(zhì)汽化并且在循環(huán)的內(nèi)部中產(chǎn)生毛細(xì)的泵壓力。補(bǔ)償容器與汽化器相互熱絕緣并且相互通過管路連接。在此，容器這樣構(gòu)造，使得其保持于汽化器更低的溫度。這應(yīng)該允許以在熱源和冷凝器之間的最小的溫差進(jìn)行熱交換。

通過WO 2013/037784 A1已知的一種在使用兩相的工作介質(zhì)的情況下毛細(xì)泵送的熱傳導(dǎo)裝置屬于現(xiàn)有技術(shù)。所述傳熱系統(tǒng)包括帶有多微孔體的汽化器、冷凝器以及帶有一個進(jìn)口和一個出口的補(bǔ)償容器。所述補(bǔ)償容器具有多個互相分開的單獨(dú)的、但是流體連接的區(qū)域。由 此應(yīng)該避免不利的影響，所述影響可能在工作介質(zhì)混合時產(chǎn)生并且導(dǎo)致壓力下降。

一種同類型的熱傳導(dǎo)裝置由WO 2013/037785 A1公開，其中，在補(bǔ)償容器和汽化器的多微孔體之間設(shè)有止回閥，以便阻止工作介質(zhì)從汽化器到補(bǔ)償容器中的回流。由此應(yīng)該避免汽化器干燥。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，在結(jié)構(gòu)空間和應(yīng)用技術(shù)上改善機(jī)動車傳熱系統(tǒng)并且在所述機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的效率方面提高。

按照本發(fā)明，本任務(wù)的解決方案在于按照權(quán)利要求1所述的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)。

按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的有利的構(gòu)造形式和進(jìn)一步擴(kuò)展方案是從屬權(quán)利要求2至11的技術(shù)方案。

在按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的冷凝器中使來自汽化器的蒸汽狀的工作介質(zhì)冷凝。為此，所述冷凝器裝入到冷卻流體流中并且加載冷卻流體，其中，所述冷凝器被冷卻流體流過或者環(huán)流或者穿流。

按照本發(fā)明，所述補(bǔ)償容器設(shè)置在冷卻流體流中并且能通過冷卻流體流冷卻。所述冷卻流體可以是氣體、特別是空氣，或者也可以是液體、例如油。

按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)空間和應(yīng)用技術(shù)上是有利的。在冷卻流體流的流入?yún)^(qū)域中集成補(bǔ)償容器能實(shí)現(xiàn)在循環(huán)中保持低的壓力水平。這導(dǎo)致效率的上升并且在應(yīng)用技術(shù)上是有利的。通過將補(bǔ)償容器集成到冷卻流體流的流入?yún)^(qū)域中也可以高效地利用在機(jī)動車中供使用的結(jié)構(gòu)空間。可以省去用于工作介質(zhì)的單獨(dú)的泵。同樣也適用于耗費(fèi)的閥設(shè)備和止回閥。

按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)特別是特征在于高的傳熱密度并且由此在其效率方面明顯改善。

按照本發(fā)明，所述補(bǔ)償容器能通過冷卻流體流冷卻。由此得出附加的熱量供應(yīng)。所述附加的熱量供應(yīng)可用于機(jī)動車中的加熱用途，例 如用于內(nèi)部空間加熱或者用于加熱驅(qū)動部件、如變速器或者發(fā)動機(jī)油。

按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的另一個重要優(yōu)點(diǎn)在于高自發(fā)性，即響應(yīng)特性并且特別是在于，工作介質(zhì)在循環(huán)中的輸送通過熱輸入自身來確保。這意味著，所述系統(tǒng)不需要其他輔助消耗器、如泵。由此按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的效率可以設(shè)計(jì)得更高效并且在系統(tǒng)成本方面更有利。

按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)中的補(bǔ)償容器基本上具有兩個功能，即，創(chuàng)造工作介質(zhì)的儲備和此外容納被蒸汽擠出的工作介質(zhì)部分以及將系統(tǒng)中的壓力保持在盡可能最低的水平。

本發(fā)明的一個重要方面在于，補(bǔ)償容器的冷卻與冷凝器的冷卻相組合。由此考慮用于冷卻補(bǔ)償容器和冷凝器的冷空氣流并且將獲取的熱量用于機(jī)動車中的加熱用途、例如與用于內(nèi)部空間加熱的空氣流相組合。

所述補(bǔ)償容器在冷卻流體流中可以設(shè)置在冷凝器上游。

另一種實(shí)施形式規(guī)定，所述補(bǔ)償容器在冷卻流體流中設(shè)置在冷凝器下游。

一個對于實(shí)踐有利的方面規(guī)定，所述補(bǔ)償容器集成在冷凝器中。特別是，冷凝器和補(bǔ)償容器形成一個結(jié)構(gòu)單元。此外有利的是，所述補(bǔ)償容器設(shè)置在冷凝器之下。特別是，所述補(bǔ)償容器直接設(shè)置在冷凝器之下并且直接連接到冷凝器的冷凝液出口。

幾何上，所述補(bǔ)償容器與應(yīng)用情況和在冷空氣流中的布置結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。在此，補(bǔ)償容器、例如設(shè)計(jì)為圓形或者方形的補(bǔ)償容器可以設(shè)置在本來的冷凝器之下。此外，管狀的補(bǔ)償容器可以集成在冷空氣流中。此外可能的是，將補(bǔ)償容器這樣集成到冷卻流體流中，使得所述補(bǔ)償容器是冷卻流體通道的組成部分，通過所述冷卻流體通道引導(dǎo)冷卻流體。在此，補(bǔ)償容器例如可以按照水袋的方式集成到冷卻流體通道的側(cè)壁中。

此外，可以以下方式提升按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的效率，即，在汽化器和補(bǔ)償容器之間進(jìn)行壓力補(bǔ)償。為此在汽化器和補(bǔ)償容 器之間設(shè)有用于壓力補(bǔ)償?shù)钠骷?。特別是，汽化器和補(bǔ)償容器通過壓力補(bǔ)償管路相連接。通過這種方式確保循環(huán)中低的壓力水平。通過汽化器和補(bǔ)償容器之間的壓力補(bǔ)償可以影響循環(huán)的工作方向、特別是在啟動特性方面。此外，由此啟動階段中溫度的穩(wěn)定是可能的，這對系統(tǒng)的效率或者有效系數(shù)有利。特別是，在蒸汽管路和冷凝器管路之間達(dá)到系統(tǒng)有利的高的溫差。

汽化器熱與機(jī)動車的熱源熱傳導(dǎo)地接觸。特別有利的是，汽化器集成到機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的廢氣流中。由此可以利用熱的廢氣的廢熱。

一種特別有利的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)規(guī)定，所述汽化器包括多個汽化器模塊。所述汽化器模塊優(yōu)選地如此連接在一起，使得在它們之間產(chǎn)生用于熱的廢氣流的通道，所述熱氣流來自機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)。

就這點(diǎn)而言，此外有利的是，所述汽化器或者一個或每一個汽化器模塊具有殼體和設(shè)置在殼體中的毛細(xì)結(jié)構(gòu)體。所述殼體優(yōu)選地由良好導(dǎo)熱的材料制成、特別是金屬、優(yōu)選鋼、特別是不銹鋼。由銅或者鋁制成的殼體也是可能的。此外，所述殼體可以由陶瓷的材料制成。在殼體內(nèi)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)體特別是通過由燒結(jié)的材料制成的多孔的板體形成。特別是，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)體實(shí)施在金屬的基體上。

帶有汽化器或者汽化器模塊和集成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)體的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)是特別有利的。在此，在補(bǔ)償容器中創(chuàng)造工作介質(zhì)的儲備的功能，以便毛細(xì)結(jié)構(gòu)體在所有運(yùn)行狀態(tài)中總是完全飽和。此外，補(bǔ)償容器確保通過毛細(xì)結(jié)構(gòu)體內(nèi)被蒸汽擠出的工作介質(zhì)部分被容納并且系統(tǒng)中的壓力保持于盡可能最低的水平。

按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)將在發(fā)動機(jī)式燃燒過程中產(chǎn)生的廢熱的回收設(shè)計(jì)得更高效并且因此對節(jié)省燃料或者降低燃料過多消耗做出貢獻(xiàn)。

需要再次強(qiáng)調(diào)的是，在按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)中通過冷卻補(bǔ)償容器創(chuàng)造附加的熱量供應(yīng)。所述供使用的附加的熱量供應(yīng)可以用于機(jī)動車中的加熱用途、例如內(nèi)部空間加熱。

對于實(shí)踐大有可為的是補(bǔ)償容器集成在冷卻流體流中、特別是機(jī) 動車的空調(diào)模塊的冷卻流體流。由此創(chuàng)造用于冷卻補(bǔ)償容器的可用的散熱器并且同時發(fā)散的熱量附加地可以用于機(jī)動車中的加熱用途、例如內(nèi)部空間加熱。

機(jī)動車傳熱系統(tǒng)特別是特征在于循環(huán)中穩(wěn)定的啟動特性。特別的優(yōu)點(diǎn)從在啟動階段中保持蒸汽循環(huán)或者工作介質(zhì)循環(huán)的低的壓力水平中得出。在所述系統(tǒng)中在高效的有效功率的情況下存在顯著低的壓力水平。

機(jī)動車傳熱系統(tǒng)特別高效地利用從廢氣中產(chǎn)生的廢熱。廢氣溫度通過汽化器上的散熱而下降。

系統(tǒng)或者系統(tǒng)部件的緊湊的結(jié)構(gòu)形式、特別是補(bǔ)償容器與冷凝器的組合此外帶來結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)并且實(shí)現(xiàn)節(jié)省附加的系統(tǒng)部件如閥門以及必要時也節(jié)省耗費(fèi)的密封。

附圖說明

以下借助在附圖中示出的實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。圖中：

圖1以用于工作介質(zhì)的循環(huán)的示意圖技術(shù)上簡化地示出按照本發(fā)明的機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的第一種實(shí)施形式，

圖2以用于工作介質(zhì)的循環(huán)的示意圖示出機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的第二種實(shí)施形式，以及

圖3以用于工作介質(zhì)的循環(huán)的示意圖示出機(jī)動車傳熱系統(tǒng)的第三種實(shí)施形式。

具體實(shí)施方式

彼此相應(yīng)的構(gòu)件或系統(tǒng)部件在圖1至3中配設(shè)有同樣的附圖標(biāo)記。

圖1至3分別示意性地、技術(shù)上簡化地示出機(jī)動車傳熱系統(tǒng)A、B、C。

每個機(jī)動車傳熱系統(tǒng)A、B、C具有用于工作介質(zhì)AM的封閉的循環(huán)并且包括用于使工作介質(zhì)AM汽化的汽化器1以及用于使蒸汽狀的工作介質(zhì)AM冷凝的冷凝器2。在冷凝器2和汽化器1之間設(shè)有補(bǔ) 償容器3。所述汽化器1集成到機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的廢氣流AG中。所述冷凝器2裝入到冷卻流體流KS中。冷卻流體KF可以是氣體、特別是空氣，或者也可以是液體、例如油。所述冷凝器2在冷卻流體流KS中加載冷卻流體KF并且在此被冷卻流體KF流過或者環(huán)流或者穿流。所述冷卻流體流KS在此通過以隱含的方式示出的管道4引導(dǎo)。

優(yōu)選地，汽化器1包括多個汽化器模塊5、6。所述汽化器模塊5、6箱狀地配置為具有殼體7，所述殼體由殼體罩和蓋組成。在汽化器模塊5、6的殼體7中分別設(shè)置有一個毛細(xì)結(jié)構(gòu)體8。所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)體8通過多孔的板體由燒結(jié)的材料形成，特別是基于金屬。汽化器1或者汽化器模塊5、6直接與由內(nèi)燃機(jī)排出的熱的廢氣AG接觸。在一種有利的構(gòu)造形式中，汽化器模塊5、6這樣連接在一起，使得廢氣AG通過構(gòu)成在汽化器模塊5、6之間的(在此沒有進(jìn)一步示出的)通道被引導(dǎo)穿過汽化器1。

工作介質(zhì)AM通過廢氣流AG的熱量在汽化器1中汽化。蒸汽狀的工作介質(zhì)AM容納在汽化器1的蒸汽收集腔9中并且從那里通過蒸汽管路10輸送到冷凝器2中。在冷凝器2中進(jìn)行與冷卻流體KF的熱交換。由此使工作介質(zhì)AM冷卻并且冷凝。工作介質(zhì)AM從冷凝器2到達(dá)補(bǔ)償容器3中并且從補(bǔ)償容器3通過冷凝液管路11引導(dǎo)至汽化器1的進(jìn)口12。

補(bǔ)償容器3在機(jī)動車傳熱系統(tǒng)A、B、C內(nèi)集成到冷卻流體流KS中并且能加載冷卻流體KF。由此補(bǔ)償容器3通過冷卻流體流KS冷卻。系統(tǒng)壓力主要與在補(bǔ)償容器3中的工作介質(zhì)AM的溫度相關(guān)。通過冷卻流體流KS中冷卻補(bǔ)償容器3可以將循環(huán)中的壓力水平保持得低。此外通過冷卻在補(bǔ)償容器3中的工作介質(zhì)AM能夠穩(wěn)定循環(huán)中的溫度和以此控制循環(huán)中的工作介質(zhì)AM的流動方向。由于冷凝液管路11或者汽化器1的進(jìn)口12和汽化器1的出口13以及蒸汽管路10之間的溫差，工作介質(zhì)AM無需附加的外部驅(qū)動的循環(huán)裝置(例如泵)在循環(huán)中流動。工作介質(zhì)AM的流動方向通過冷凝液管路11和蒸汽管路10上的箭頭說明。

在機(jī)動車傳熱系統(tǒng)A中，如在圖1中所示，補(bǔ)償容器3直接連接在冷凝器2下游并且特別是集成到與冷凝器2共同的殼體14中。冷凝器2和補(bǔ)償容器3形成一個結(jié)構(gòu)單元，在所述結(jié)構(gòu)單元中，補(bǔ)償容器3設(shè)置在冷凝器2之下。此外，在汽化器1和補(bǔ)償容器3之間設(shè)有用于壓力補(bǔ)償?shù)钠骷?5。所述用于壓力補(bǔ)償?shù)钠骷?5包括壓力補(bǔ)償管路16，所述壓力補(bǔ)償管路將補(bǔ)償容器3和汽化器1相連接。通過壓力補(bǔ)償管路16進(jìn)行汽化器1和補(bǔ)償容器3之間的壓力補(bǔ)償。由此特別是可以使蒸汽泡泄漏，所述蒸汽泡在汽化器1的液體側(cè)在進(jìn)口12的區(qū)域中產(chǎn)生。

在機(jī)動車傳熱系統(tǒng)B中，如在圖2中所示，補(bǔ)償容器3在冷卻流體流KS中設(shè)置在冷凝器2下游并且被冷卻流體流KS流過或者環(huán)流。在這里同樣地，補(bǔ)償容器3和汽化器1通過以壓力補(bǔ)償管路16形式的用于壓力補(bǔ)償?shù)钠骷?5連接。

如在圖3中所示，機(jī)動車傳熱系統(tǒng)C基本上相同地構(gòu)建。在機(jī)動車傳熱系統(tǒng)C中，補(bǔ)償容器3在冷卻流體流KS中設(shè)置在冷凝器2上游，并且在冷卻流體KF與冷凝器2熱交換地接觸之前，所述補(bǔ)償容器直接被冷卻流體KF流過。補(bǔ)償容器3和汽化器1之間的壓力補(bǔ)償又通過以壓力補(bǔ)償管路16形式的用于壓力補(bǔ)償?shù)钠骷?5進(jìn)行。

附圖標(biāo)記列表

1-汽化器

2-冷凝器

3-補(bǔ)償容器

4-通道

5-汽化器模塊

6-汽化器模塊

7-殼體

8-毛細(xì)結(jié)構(gòu)體

9-1的蒸汽收集腔

10-蒸汽管路

11-冷凝液管路

12-1的進(jìn)口

13-1的出口

14-殼體

15-器件

16-壓力補(bǔ)償管路

A-機(jī)動車傳熱系統(tǒng)

B-機(jī)動車傳熱系統(tǒng)

C-機(jī)動車傳熱系統(tǒng)

AM-工作介質(zhì)

AG-廢氣流

KS-冷卻流體流

KF-冷卻流體