机动车热传递系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有用于工作介质的封闭回路的机动车热传递系统。机动车热传递系统包括用于传导废气的废气通道3，所述废气从机动车内燃机中排出。蒸发器1接触废气通道3。在蒸发器1中工作介质被蒸发。根据本发明专利技术，蒸发器1包括至少一个蒸发器箱4、5，所述蒸发器箱4、5具有壳体和设置在壳体7中的毛细结构8。毛细结构8通过多孔的板体形成、优选由烧结的材料构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分的特征的机动车热传递系统。
技术介绍
在矿物资源越来越紧张和关于机动车的CO2排放的法律规定的背景下，用于提高机动车总效率的措施变得越来越重要。大约三分之二的用于驱动机动车的化学接合能量以燃烧余热和摩擦热量的形式丢失。因此长期以来致力于更好地利用废气余热并且将其用于机动车的效率提升。除了用于直接的能量回收的方案(热电学、郎肯)还提供接合机动车的热管理的措施，例如具有内部空间加热或缩短低温启动阶段的目标、用于废气余热利用的可能性。因此可以通过加速地加热润滑剂如发动机油或变速器油来实现低温启动阶段的缩短，由此能够实现摩擦损耗的减小。由DE102011103110B4已知一种具有循环热管的用于机动车的内燃机的废气系统。废气系统具有废气管、冷凝器、蒸发器以及连接冷凝器和蒸发器的管路。从废气中提取的热能的热传输经由工作介质进行。蒸发器由废气管、毛细结构和罩管构成。毛细结构构成为在废气管与罩管之间的多孔体，其中，工作介质在穿过毛细结构时从液态转成气态或蒸汽态。热管的特征还在于可高传递的热流和柔性的几何设置结构。其在没有机械泵抽工作介质的情况下仅通过热输入起作用。这可以通过在蒸发器中使用毛细结构来实现，所述毛细结构通过毛细压力来补偿工作介质的流动压力损失。已知的热管同心地设计有内置的气体引导装置或内置的旁路。这仅允许从内到外的单侧的散热。管状的毛细结构的制造也是昂贵的。
技术实现思路
从现有技术出发，本专利技术所基于的目的是：提供一种针对实际改进的机动车热传递系统，所述机动车热传递系统具有在结构空间和应用技术方面改进的、在重量方面减小的以及在生产技术方面有利的蒸发器。所述目的的解决方案根据本专利技术存在于根据权利要求1的机动车热传递系统中。根据本专利技术的机动车热传递系统和本专利技术思想的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求2至17的主题。机动车热传递系统具有用于工作介质的封闭的回路。在该回路中集成有蒸发器，所述蒸发器设置在机动车内燃机的废气流中并且以热传递的方式与废气接触。从机动车内燃机排出的废气为此完全地或部分地通过废气通道引导。在蒸发器中，工作介质被蒸发并且从那里流向设置在机动车中的冷凝器。在冷凝器中与消耗器进行热传递，其中，蒸汽态的工作介质被冷凝并且液化。液态的工作介质经由回流管路被引回蒸发器中。根据本专利技术，蒸发器包括至少一个蒸发器箱，其中，蒸发器箱具有壳体和设置在壳体中的毛细结构。通过箱式结构或板状结构能够实现模块化和可缩放性。此外能够在更紧凑的结构空间上实现大的热传递面。有效的热传递面能够在蒸发器箱的大小上发生变化。此外存在的可能性是：并行驱动多个蒸发器或蒸发器箱并且由此经由废气通道的数量除了设计功率还设计特定的运行点中的效率。在蒸发器箱中通过毛细结构将液态侧和蒸汽侧相互分开。毛细结构优选通过多孔的板体构成。在此，一个有利的方面设定：毛细结构由烧结的材料构成。特别地，毛细结构构成在金属基座上。在运行中，工作介质从液态侧穿过毛细结构并且在这里被蒸发。在液体和蒸汽之间的相界在蒸发器运行期间在毛细结构中延伸，由此构建毛细压力，所述毛细压力引起或确保工作介质的循环。在蒸汽侧上，工作介质以气态或蒸汽态从毛细结构中流出。蒸汽态的工作介质从这里在回路中导出或继续传输。毛细结构的制造是特别有利的。毛细结构能够单独地制成。特别有利的是：毛细结构由松散的金属粉末填料烧结而成。这允许毛细结构的不同的几何造型。此外，蒸汽通道可以直接集成到烧结模具中。优选地，蒸汽引导装置必需的蒸汽通道材料相同地一件式地构造在毛细结构中。但是原则上也可能的是：毛细结构构成为金属的无定向无定向纤维网。壳体优选由耐腐蚀的材料和/或良好导热的材料制成、尤其是金属、优选钢、尤其是不锈钢。在毛细结构中构成有蒸汽通道。特别有利的是：蒸汽通道在蒸汽侧设置在毛细结构的指向废气通道的表面上。有利的是：蒸发器或每个蒸发器箱配置有一个蒸汽收集室，在所述蒸汽收集室中收集从蒸发器或蒸发器箱流出的蒸汽并且从该处将蒸汽导向冷凝器。一种特别有利的机动车热传递系统设定：蒸发器包括多个蒸发器箱。蒸发器箱优选模块式地联接和相互接合，从而在相邻的蒸发器箱之间分别构成用于废气的通路，所述废气来自机动车内燃机。与此相应地，一个废气通道或多个废气通道分别构成在两个相邻地相互接合的蒸发器箱之间。在这里此外有利的是：在一个或多个废气通道中设有用于增大传热面的机构。由此能够实现热的废气到工作介质的热传递效率的提升。优选的是：用于增大热传递面的机构构成为肋条、接条或薄片。在实际中，不锈钢薄板被视为用于增大热传递面的特别好的机构。这样的机构有助于废气侧的从废气流到工作介质的传热。蒸发器箱优选矩形板状地设计。在简单的结构中，蒸发器箱的壳体包括壳体壳层或壳体底壳，其通过盖封闭。在盖中或者在盖上集成有既用于工作介质也用于压力补偿的必要的接口。在蒸发器箱的内部空间中加入毛细结构，所述毛细结构同样矩形板状地设计。所述设计方案在生产技术方面是有利的。同样的内容适用于所需的结构空间以及适用于蒸发器的重量。在此在制造和生产技术方面有利的是：壳体、尤其是壳体壳层和盖以及端壁或端侧挡板可以设计成板成型件和/或冲压件。因此，它们能够大批量低成本地制造。如已经述及的那样，壳体优选由不锈钢制成。在壳体或壳体的组成部分、尤其是盖或壳体壳层中可以设有凹槽和/或向内压印部或者向外压印部。这样的材料变形如凹槽、向内压印部或向外压印部可以设置为用于加强或提高壳体的刚性。同样地，这样的凹槽、向内压印部或向外压印部可以设计成连接面或流动通道。凹槽也可以在壳体中、尤其在壳体壳层的底部中形成蒸汽沟纹。这些蒸汽沟纹起蒸汽在蒸发器箱的蒸汽侧上的排出或导出。在此，一种有利的方案设定：在盖中设有环绕地指向壳层体内部的向内压印部或凹槽。凹槽在液态侧上在必要时加入耐高温的密封件的情况下贴靠在毛细结构上。在盖、密封件与毛细结构之间的中间空间用作用于所输送的液态的工作介质的分配腔。此外设定：也在壳体壳层中、尤其在壳体壳层的底部中设有凹槽状的向内压印部或向外压印部。在两个相邻的蒸发器箱中，箱沿着凹槽彼此贴靠并且对废气通道限界。通过几何造型、尤其是凹槽的深度或高度来限定在蒸发器箱之间的间距进而限定废气通道的大小。本专利技术的另一方案设定：毛细结构在加入密封件的情况下设置在壳体中。在此，尤其使用耐高温的密封件、尤其是石墨基的密封件。密封件设计用于高于200℃的高温。毛细结构和一个或多个密封件松散地置入壳体中并且经由盖和壳体壳层力锁合地保持。壳体壳层和盖材料配合地相互接合，同样地还有换热器的其余构件如连接管路以及前端底壳和后端底壳或者前端板或后端板。由此确保换热器箱以及废气通道的密封性。为了材料锁合的连接，例如在真空下使用钎焊例如炉中钎焊。借助于炉中钎焊工艺能够同时制成多个接合部位。此外借助焊接来接合盖、壳体壳层和端壁。另一有利的方案设定：用于工作介质的补偿容器连接在蒸发器上游。特别地，补偿容器集成到回流管路中。一种有利的设计方案设定：在系统中、特别是在蒸发器中设有用于压力补偿的机构。由此能够进一步提升根据本专利技术的机动车热传递系统的效率。为了该目的，特别地，蒸发器与补偿容器经由压力补偿管路相互连接。以这种方式确保在回路中的较低的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
机动车热传递系统，其具有用于工作介质的封闭回路，其中，所述机动车热传递系统包括用于传导来自所述机动车内燃机的废气(AG)的废气通道(3)并且具有接触所述废气通道(3)的用于蒸发所述工作介质的蒸发器(1、2)，其特征在于，所述蒸发器(1、2)包括至少一个蒸发器箱(4、5)，所述蒸发器箱(4、5)具有壳体(7)和设置在所述壳体(7)中的毛细结构(8)。

【技术特征摘要】
2015.05.12 DE 102015107468.01.机动车热传递系统，其具有用于工作介质的封闭回路，其中，所述机动车热传递系统包括用于传导来自所述机动车内燃机的废气(AG)的废气通道(3)并且具有接触所述废气通道(3)的用于蒸发所述工作介质的蒸发器(1、2)，其特征在于，所述蒸发器(1、2)包括至少一个蒸发器箱(4、5)，所述蒸发器箱(4、5)具有壳体(7)和设置在所述壳体(7)中的毛细结构(8)。2.根据权利要求1所述的机动车热传递系统，其特征在于，所述蒸发器箱(4、5)具有液态侧(32)和蒸汽侧(30)，所述液态侧和蒸汽侧通过所述毛细结构(8)分开。3.根据权利要求1或2所述的机动车热传递系统，其特征在于，所述毛细结构(8)通过多孔的板体(28)构成。4.根据权利要求1至3之一所述的机动车热传递系统，其特征在于，所述毛细结构(8)由烧结材料构成。5.根据权利要求1至4之一所述的机动车热传递系统，其特征在于，在所述毛细结构(8)中构成有蒸汽通道(31)。6.根据权利要求5所述的机动车热传递系统，其特征在于，所述蒸汽通道(31)设置在所述毛细结构(8)的指向所述废气通道(3)的表面上。7.根据权利要求1至6之一所述的机动车热传递系统，其特征在于，所述蒸发器箱(4、5)具有用于液态的工作介质的分配腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·鲁比特舍克，S·普日拜尔斯基，A·恩斯，T·迪迈尔，
申请(专利权)人：本特勒尔汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE