专利名称：具有旁路的排气热回收系统的制作方法
具有旁路的排气热回收系统相关申请的交叉引用本申请要求于2011年6月23日提交的美国实用新型申请N0.13/166,834以及于2010年7月22日提交的美国临时申请N0.61/366,730的优先权。将上述申请的全部公开内容通过引证结合于此。本发明的领域本文涉及一种热回收系统，并且更特别地，涉及一种具有旁路流道(flow path)的排气热回收系统(exhaust heat recovery system)。背景该部分提供了与本公开相关的背景信息，并且不一定是现有技术。内燃机消耗的燃料中的大量(例如，大约三分之一)能量作为通过与该内燃机关联的排气系统排出的热而损失。理想的是，出于各种目的，从流经排气系统的排气中回收该热或者热能。例如，这种回收的热能可用于加热车用流体(vehicle fluid)以提供更快的客舱升温和挡风玻璃(windshield)除霜。另外地或者可替代地，通过例如减小车辆润滑系统中的摩擦和粘滞损失，所回收的热能可用于提高燃料经济性。概要该部分提供了本公开的总体概要，并且不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。本公开提供了一种布置在排气流中的组件，该组件可选择性地回收来自排气流的热能。该组件可包括阀元件，该阀元件可控制成调节通过热交换器流路和绕开热交换器流路的旁路流路中的任一者或者两者的排气的流动。阀元件可由外部致动器控制，并且可根据例如排气的工作条件、热交换器的工作限制、和/或对热能回收的要求而定位。热交换器流路和旁路流路可终止在共同的收集器中，该收集器具有用于与排气系统的其余部分连接的出口。组件可放置在排气流内的任何位置处。相对靠近发动机的位置可具有为热交换器提供最热的排气温度的可能性，这可增大组件能够回收的热能的量。 该组件能够与内燃机(诸如，例如汽车中的)或者任何其他燃烧发动机)一起使用。所回收的热能可用于发动机冷却剂的快速升温以有助于更快的挡风玻璃除霜、改进的HVAC(加热、通风和空气调节)系统性能，和/或经由加热车辆中的各种流体(诸如，例如机油和传动液)系统通过减小粘滞损失来提高燃料经济性。所回收的热能的其他用途可包括用于动力产生的蒸汽产生(例如，在郎肯循环系统中)。热回收系统也可为可将来自排气的热能转换成有用的电能的热电能转换系统的一部分。在发动机的一些工作时期期间，从排气系统中提取能量可能不是理想的。在这些时期期间，通过旁路流路运送(route)排气可能是理想的。在其他工作条件期间，当热提取是理想的时，一些或者全部排气可通过包括热交换器的流路转向。排气的运送可以这样的方式控制，即，其被节流或者调节成使得流的特定百分比通过旁路流路和热交换器流路。在一些实施例中，控制模块可向驱动阀组件的致动器发送电子信号，以基于各种发动机以及车辆系统和子系统的工作条件和参数来控制和调节阀组件的位置。在一些实施例中，热控制的致动器可用于控制阀组件的位置。这种热控制的驱动器可包括蜡制阀(wax valve),恒温装置、和/或构造成响应于排气、冷却剂和/或任何其他流体到达一个或者多个预定温度而致动阀组件的任何其他装置。通过旁路流路和热交换器流路的排气流的调节允许控制从排气回收或者提取的热能的量。例如，在发动机的启动之后从排气中回收热能可能是理想的。在冷启动条件下，可能有必要使来自排气的热提取最大化，以例如使发动机冷却剂升温，以使挡风玻璃除霜加快，和/或加热车辆的车厢。发动机冷却剂的加速变热也减小了时间平均机油粘度，导致发动机的移动部分中的更低的粘滞损失和降低的燃料消耗。可替代地，在高速和/或高负载发动机工作条件下，可能理想的是，限制来自排气的热提取，使得发动机/车辆冷却系统不必运送和排出过量的热。在一些实施例中，本公开的组件可将热从排气传递至附加的或者可替代的车用流体，诸如，例如用于发动机、传动装置、车轴和/或差动齿轮的液压流体或者润滑剂和/或任何其他流体。在车辆中，出于其他原因，也可采用热提取的控制。例如，如果热提取系统位于排放装置(诸如催化转换器或者稀油氮氧化物捕集器(lean NOx trap))上游，则可能理想的是，将进入该排放装置的排气的温度维持在特定的温度范围内。该温度范围可取决于排放装置的转换效率以及对于长使用期限的工作温度限制和装置的耐久性。在这种应用中，当排放装置处于工作温度以下时，可能有必要减少或者阻止来自排气的热提取，以将其尽可能快地加热至最优的工作温度。同样地，即使在高发动机速度和/或负载的条件下，也可能有必要从排气中提取热能，以将排放管理装置的工作温度保持在上工作温度阈值以下，以防止损害和/或维持排放管理装置的效率。在某些形式中，本公开提供了一种排气热回收系统，该排气热回收系统可包括壳体、阀构件和热交换器。壳体可包括入口、出口、与入口和出口连通的第一排气通路、以及与入口和出口连通的第二排气通路。阀构件可布置在壳体内，并且可在第一位置与第二位置之间移动。在第一位置中，阀构件可允许流体流经第一排气通路并且大致阻止流体流经第二排气通路。在第二位置中，阀构件可允许流体流经第二排气通路。热交换器可与第二排气通路连通，并且可包括具有在其中流动的流体的管道。当阀构件处于第二位置中时，流体可与热交换器中的排气热连通，而当阀构件处于第一位置中时，流体可与排气大致热隔离。当阀构件处于第一位置中时，热交换器可与第一排气通路大致流体隔离。在其他形式中，本公开提供了一种排气热回收系统，该排气热回收系统可包括壳体、阀构件和热交换器。壳体可包括入口、出口、与入口和出口连通的第一排气通路、以及与入口和出口连通的第二排气通路。阀构件可布置在壳体内，并且可在第一位置与第二位置之间移动，该第一位置允许流体流经第一排气通路，该第二位置允许流体流经第二排气通路。热交换器可与第二排气通路连通，并且可包括具有在其中流动的流体的管道。当阀构件处于第二位置中时，流体可与热交换器中的排气热连通。壳体可包括第一止挡构件和第二止挡构件，当阀构件处于第一位置中时，第一止挡构件接触阀构件的前端，当阀构件处于第一位置中时，第二止挡构件接触阀构件的尾端。前端可接触第一止挡部件元件的通常背向第一排气通路的表面。在一些实施例中，第一排气通路可与入口和出口大致对准，以由此限定大致为线性的流路。在一些实施例中，当阀构件处于第二位置中时，阀构件可至少部分地限定穿过热交换器的大致U形流路，当阀构件处于第二位置中时，阀构件限定进入U形流路的入口和离开U形流路的出口。在一些实施例中，入口和出口可与和发动机相关联的排气歧管(exhaustmanifold)连通，并且流经排气歧管的大致所有排气均可流经入口和出口。从本文所提供的描述中，适用性的其他范围将变得显而易见。本概要中的描述和具体实例仅旨在用于说明的目的，而并非旨在限制本公开的范围。
在此描述的附图仅用于说明所选择的实施例而不是所有可能的实现方式的目的，而并非旨在限制本公开的范围。图1是发动机和具有根据本公开的原理的排气热回收系统的排气系统的示意图；图2是根据本公开的原理的排气热回收系统的立体图；图3是图2的排气热回收系统的局部分解立体图；图4是包括被示出为处于旁路位置中的阀构件的图2的排气热回收系统的横截面图；图5是包括被示出为处于热交换位置中的阀构件的图2的排气热回收系统的横截面图；图6是根据本公开的原理的另一排气热回收系统的立体图；图7是图6的排气热回收系统的局部横截面立体图；图8是包括被示出为处于旁路位置中的阀构件的图6的排气热回收系统的横截面图；图9是包括被示出为处于热交换位置中的阀构件的图6的排气热回收系统的横截面图；图10是根据本公开的原理的与催化转换器相关联的再一排气热回收系统的立体图；图11是根据本公开的原理的与排气歧管相关联的又一排气热回收系统的立体图；图12是包括被示出为处于旁路位置中的阀构件的又一排气热回收系统的横截面图；图13是包括被示出为处于热交换位置中的阀构件的图12的排气热回收系统的横截面图；图14是图12的排气热回收系统的另一横截面图；图15是图12的排气热回收系统的再一横截面图；图16是包括具有加强部件(reinforcement feature)的阀构件的图12的排气热回收系统的横截面图；图17是图16的阀构件的立体图；图18是根据本公开的原理的又一排气热回收系统的横截面图；图19是根据本公开的原理的又一排气热回收系统的横截面图；以及
图20是根据本公开的原理的又一排气热回收系统的横截面图。
具体实施例方式现在将参照附图更充分地描述例证实施例。应当理解的是，在整个附图中，相应的参考标号指代相同或相应的部分和部件。下文中的描述本质上仅是示例性的，而并非旨在限制本公开、应用或者用途。提供例证实施例，使得本公开将是详尽的，并且将该范围充分地传达给本领域技术人员。阐述许多具体的细节，诸如具体的部件和装置的实例，以提供对本公开的实施例的彻底理解。对于本领域技术人员来说将显而易见的是，不必要采用具体的细节，实例实施例可以许多不同的形式来体现，并且例证实施例不应当被解释为限制本公开的范围。在一些例证实施例中，没有详细描述公知的工艺、公知的装置结构和公知的技术。在此使用的术语仅用于描述特定的例证实施例的目的，而并非旨在是限制性的。如在此所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚地指明。术语“包括(comprise)”、“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包括性的并且因此明确说明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或者多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或其他们的组群的存在或者增加。当一个元件或者层被称为“在...上(on)”、“接合至(engaged to)”、“连接至(connected to)”或者“稱接至(coupled to)”另一元件或者层时,该元件或者层可直接在另一元件或者层上、接合、连接或者耦接至另一元件或者层，或者可存在介于其间的元件或者层。相反，当一个元件被称为是“直接在...上”、“直接接合至”、“直接连接至”或者“直接耦接至”另一元件或者层时，可不存在介于其间的元件或者层。用于描述元件之间的关系的其他词应当以类似的方式来解释(例如，“在...之间(between)”与“直接在...之间(directly between)，，、“邻近的(adjacent)” 与“直接邻近的(directly adjacent)，，等)。如在此所使用的，术语“和 /或”包括一个或者多个相关联的列举项的任何以及全部组合。尽管术语第一、第二、第三等可在此用于描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。当在此使用时，诸如“第一”、“第二”的术语和其他用数字表示的术语并不意味着顺序或者次序，除非由上下文清楚地指明。因此，在不背离例证实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。为了易于描述，在此可使用诸如“内部的(inner)”、“外部的(outer)”、“在...之下(beneath)”、“在 下方(below)”、“下部的(lower)”、"在 上方(above)”、“上部的(upper)”等的空间关系术语来描述如在图中示出的一个元件或者部件与另一元件或者部件的关系。空间关系术语可旨在包含除在图中描绘的方位以外的处于使用或者工作中的装置的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，被描述为在其他元件或者部件“下方”或者“之下”的元件则将定向在其他元件或部件“上方”。因此，实例术语“在...下方”可包含上方和下方的方位两者。装置可以其他方式定向(旋转90度或者以其他方位)，并且相应地解释在此使用的空间关系描述符。
参照图1-5，提供了排气热回收系统(EGHR系统)10，并且该排气热回收系统可包括阀组件22、旁路管道40、热交换器组件50和出口收集器60。EGHR系统10可在发动机排气系统2的排气流路中布置在和发动机6相关联的排气歧管4与由此将排气排放到周围空气中的尾管(tailpipe)之间的任何合适的位置处。在一些实施例中，EGHR系统10可与例如催化转换器、氮氧化物捕集器(NOx trap)、排气歧管4或者任何其他排气系统部件直接或间接地流体连通。EGHR系统10可在车辆的其中可布设排气系统2的底面中布置在管道(tunnel)或通道(channel)(未示出)中。在一些实施例中，EGHR系统10可接收从发动机6和排气歧管4排放的大致所有排气。在其他实施例中，排气循环(EGR)装置可布置在发动机6与EGHR系统10之间。在这样的实施例中，EGHR系统10可接收未从EGR装置往回循环至进气歧管(intake manifold)8的大致所有排气。在一些实施例中，EGR装置可布置在EGHR系统10下游。如随后将描述的，阀组件22可在旁路位置(图4)与热交换位置(图5)之间移动。在热交换位置中，排气可流经热交换器组件50，并且将热传递至冷却剂、工作流体或其中的其他流体。在旁路位置中，排气可绕开热交换器组件50并流经旁路管道40，并且通过出口收集器60离开EGHR系统10，而不在排气与热交换器组件50之间传递任何热(或者任何大量的热)。尽管未详细示出，但是阀组件22可定位在旁路位置与热交换位置之间的任何地方，以允许进入EGHR系统10的排气的第一部分绕开热交换器组件50，并且允许排气的第二部分流经热交换器组件50。以这种方式，EGHR系统10可调节和优化热交换器组件50中的排气与流体之间的热传递的量。阀组件22可调节流经入口 21下游的EGHR系统10的排气。阀组件22可包括阀壳体或者本体20、阀轴24以及阀板或者分流板(diverter plate)28。阀体20可容纳轴24和分流板28，并且可成形为控制和调节流经旁路管道40和热交换流道52的排气。阀体20可包括入口 21、旁路部分23和热交换部分25。旁路部分23可附接至旁路管道40，以用于它们之间的流体连通。类似地，热交换部分25可附接至热交换器组件50，以用于它们之间的流体连通。分流板28可为“蝶形”型(例如，在两个方向上从阀轴24延伸)，或者分流板28可为仅从阀轴24的一侧延伸的“襟翼”型。阀轴24可在两端上由轴衬或轴承表面支撑，或者阀轴可如悬臂似地从一端伸出。轴衬和/或轴承材料的选择可根据应用温度以及阀轴24和阀体20的材料。驱动器可使阀轴24旋转，以使分流器在旁路位置与热交换位置之间移动。驱动器的运动可由控制模块控制，并且可利用驱动器臂26或任何其他合适的机构传递至阀轴24。在EGHR系统10的工作过程中，根据阀分流板28的位置，排气进入阀体20中并且被引导到旁路管道40和/或热交换器组件50中。第一和第二止挡部件或阀座部件(seatfeature) 27a、27b可形成在阀体20中，以在分流板28分别处于热交换和旁路位置中时减小或者防止阀体20与分流板28之间的不期望的泄漏。用于分流板28的阀座部件27a和27b还用作实际的(positive)止动件，以限制分流板28围绕阀轴24的旋转。这可允许一些实施例采用没有位置控制(或者没有精细的位置控制)的简单驱动器。例如，在不包括阀组件22的调节的应用中，可使用低成本的双位置真空驱动器。阀组件22的入口 21和出口收集器60的出口 61可与旁路管道40大致对准。这样的对准可使EGHR系统10中的回压最小化，因为旁路管道40可设计成适应在峰值发动机工作容量和发动机速度过程中从发动机排放的排气的全部质量流速。在不导致有害的压力损失的情况下，与入口 21和出口 61相比，穿过热交换器组件50的热交换流道52可偏移，因为在理想的是穿过热交换器组件50运送排气的许多情况下，从发动机6排放的排气的质量流速可远低于峰值发动机工作流速。在一个示例性实施例中，用于电流内联的(currentinline)、火花点火的、自然吸气的、四汽缸客车发动机的热交换模式过程中的最高质量流速可为大约200千克每小时(kg/hr)。然而，相同的发动机在超过四百二十千克每小时(420kg/hr)的峰值工作条件下可具有最大质量流速，这可大致不受阻地流经旁路管道40。由于热排气流的调节，可能的是，在旁路管道40与热交换流道52之间可形成充分的温度梯度。当发动机6在高质量流速下工作并且排气转向远离热交换器组件50且仅通过旁路管道40运送时，这是尤其真实的。在这些条件下，形成旁路管道40的材料的热膨胀可比形成热交换器组件50的材料大得多，导致组件中的大的热应力。为了使用不同量的热膨胀，旁路管道40可包括双壁结构，该双壁结构包括内管44，内管44使得外管46免受温度剧增。内管44可在第一端45a处固定地连接至阀体20。可允许内管44的第二端45b在不将负载传递至组件的其余部分的情况下轴向地膨胀或者收缩。间隔件48可将内管44与外管46径向地间隔开。例如，间隔件48可由诸如金属丝网的柔性材料形成。外管46可在第一端和第二端47a、47b处焊接，以形成阀体20与出口收集器60之间的气体连接。该结构可减小较热的内管44的热膨胀与较冷的外管46的结构约束之间的相互作用。热交换器组件50可包括壳体53和热交换器中心部分(core)54。壳体53可限定热交换流道52，并且可包括或者可不包括单独的热交换器中心部分附板57。冷却剂、工作流体或其他流体可经由冷却剂配件(fitting) 58穿过热交换器中心部分54而运送。为了使EGHR系统10的包装体积最小化,外管46和用于热交换器组件50的壳体53可分别焊接至第一端板和第二端板55a和55b。焊缝可布置在第一端板和第二端板55a、55b的背向外管46的中央部分的一侧上，以有助于焊接过程(即，以避免焊枪接近限制)。这允许旁路管道40和热交换器组件50以非常靠近的方式定位，而不用担心构造过程中的焊接接近。端板55a、55b可然后在单独的焊接操作中分别焊接至阀体20和出口收集器60。这提供了一种不用妥协焊接接近的紧凑设计，并且允许稳固的制造过程。此外，该结构使组件模块化，使得该基本设计可通过相应地改变热交换器中心部分54、热交换器壳体53和旁路管道40的长度而适于多种应用。参照图6-9，提供了另一个EGHR系统100，并且该系统可包括阀组件110和热交换器组件130。如同EGHR系统10，EGHR系统100可接收来自排气歧管4和发动机6的排气。EGHR系统100可包括比EGHR系统10少的元件，这可简化EGHR系统100的制造和组装。此夕卜，由于旁路回路的长度短，因此EGHR系统100可使旁路模式过程中的回压损失减小或者最小化。EGHR系统100的耐久性也得到提高，因为阀组件110与热交换器组件130的界面在工作过程中受到相对低且均匀的温度，并且避免了与具有较长的旁路回路和受约束的结构的系统相关联的热致应变。阀组件110可包括阀壳体112、阀轴117和阀分流板119。阀壳体112可包括入口凸缘114、出口凸缘111、旁路管道113和热交换管道115。入口开口 118可穿过入口凸缘114延伸，并且出口开口 120可穿过出口凸缘111延伸。旁路管道113可形成为在分流板119处于旁路位置中时提供穿过EGHR系统100的大致直的或者线性的流道。旁路管道113在横截面面积、压缩或者旋转上可包括非常小的变化或者不包括变化。旁路管道113的这种简单的直的几何结构以及旁路管道113的相对短的长度导致旁路管道中的非常小的压降或流动限制。一个或多个排气部件可附接至入口凸缘114和/或出口凸缘111。阀轴117可大致在旁路管道113与热交换管道115之间穿过阀壳体112延伸，并且可由轴承套121可旋转地支撑。阀分流板119可附接至阀轴117，以用于在旁路位置(图8)与热交换位置(图9)之间旋转，在旁路位置中，排气流经旁路管道113，在热交换位置中，排气流经热交换管道115。阀轴117的旋转可由外部驱动器控制。在第二实施例中使用“蝶形”或者平衡分流板119是有利的，因为给定位置中的净力矩小于类似有效分流区域的单个“襟翼”类型分流板。如果需要较小的力矩以克服由排气的流动施加的力矩并且控制分流板119的位置，则可采用较小的和/或较低成本的驱动器来控制阀分流板119位置。阀壳体112可以制造为单个的整体形成的部件，并且可由锻造材料铸造或者制造。形成阀壳体112的材料可根据温度的范围和/或EGHR系统100可在给定的应用中工作的其他工作条件来选择。对于在EGHR系统100的工作过程中阀壳体112的材料将达到大约八百摄氏度(800°C)或更小的温度的应用，阀壳体112可由例如铁素体铸铁形成。对于在EGHR系统100的工作过程中阀壳体112的材料将达到超过八百摄氏度(800°C)的温度的应用，阀壳体112可由例如奥氏体铸铁或者耐热钢形成。阀轴117和阀分流板119可由钢合金(诸如，例如耐热锻钢)和/或任何其他合适的材料形成。热交换器组件130可包括热交换器中心部分132，该热交换器中心部分限定与阀壳体112中的热交换管道115连通的大致平行的排气流动通道138。当分流板119处于热交换位置中时，排气流动通道138可以双程(two-pass)的大致为U形的流道来引导排气。这允许排气接触整个热交换器中心部分132的更多表面面积。排气流动通道138的第一部分139a可由热交换器中心部分132的布置在分流板119上游的部分形成，而排气流动通道138的第二部分139b可由热交换器中心部分132的布置在分流板119下游的部分形成。在一些实施例中，热交换器壳体134可至少部分地围绕热交换器中心部分132。热交换器组件130可以通过焊接或者通过螺栓连接而接合至阀壳体112的热交换管道115，以在热交换器组件130与阀壳体112之间形成的接合界面140处形成相关的密封。在热交换管道115的护罩(shroud)116与热交换器壳体134的凸缘136之间可布置有衬垫(gasket),以减少它们之间的泄漏。如果接合界面140通过焊接密封，则可能不需要衬垫来将凸缘136密封至护罩116。使用螺栓连接来接合护罩116与凸缘136可减少由于热交换器组件130与阀壳体112之间的温差而导致的任何热致应力。当分流板119处于热交换位置中时，如在图7和图9中所示，排气可通过入口开口118进入阀壳体112，并且可通过分流板119被运送到热交换器中心部分132中的排气流动道138中。排气可以大致为U形的通路流经排气流动道138，并且重新进入阀分流板119下游的阀壳体112。在离开阀分流板119下游的热交换器中心部分132之后，排气通过出口开口 120离开阀壳体112，并且继续向下游至排气系统的剩余部分(未示出)。热交换流体(例如，冷却剂、制冷剂、润滑剂或其他流体)可流经可卷绕在热交换器中心部分132内的管道，并且吸收来自流经排气流动通道138的排气的热。热交换流体可通过配件158进入和离开管道。应当认识到的是，热交换器中心部分132可为板型热交换器、板翅式热交换器或者任何其他合适类型的热交换器。当阀分流板119处于旁路位置中时，如在图8中所示，排气可通过入口开口 118进入阀壳体112，并且可流经旁路管道113以绕开热交换器组件130。在该工作模式中，将很少的热或者没有热从排气传递至热交换器组件130中的工作流体。EGHR系统100的另一益处在于，当分流板119处于旁路位置中时，围绕分流板119和通过热交换器中心部分132的内部排气泄漏的可能性低。内部泄漏的这种可能性低，因为通过旁路管道113的压降是最小的，因此使可驱动不需要的流经过分流板119并进入热交换器中心部分132的根本原因最小化。该内部流泄漏是不期望的，因为当不需要它时，它将增大排气与热交换器工作流体之间的热传递。此外，如果并且当阀分流板119处于旁路位置中排气确实经过阀分流板119而泄漏并且进入热交换器中心部分132时，将产生最小的不需要的热传递，因为将防止泄漏的气体第二次流过分流板119而到达出口开口 120。应当认识到的是，分流板119可定位在旁路位置与热交换位置之间的任何中间位置处。控制模块可致使驱动器调节分流板119的位置，以允许改变流经热交换器组件130的排气的百分比。以这种方式，排气与工作流体之间的热交换的量可基于发动机6和/或车辆系统的工作条件和参数来定制和调节。EGHR系统100在图6_9中被示出为在具有足够封装空间的任何位置处可插入到排气流中的独立或自给的(self-contained)系统。应当注意到的是,该EGHR系统100可整体形成在排气系统的其他部件中。参照图10，提供了 EGHR系统200，该EGHR系统可包括阀组件210和热交换器组件230。阀组件210和热交换器组件230可与上述阀组件110和热交换器组件130大致类似，除了在下文中描述的和/或在图10中示出的任何不同之处以外。因此，将不再详细描述类似的特征和/或功能。阀组件210可与催化转换器组件250成整体。阀组件210的阀壳体212可包括整体地形成的锥体224，该锥体接合至催化转换器组件250。阀壳体212与催化转换器组件250之间的接合界面252可密封成焊接接头或螺栓连接。如上所述，热交换器组件230可焊接或栓接至阀壳体212。EGHR系统200可布置在催化转换器组件250上游或下游。参照图11，提供了 EGHR系统300，该EGHR系统可包括阀组件310和热交换器组件330。阀组件310和热交换器组件330可与上述阀组件110和热交换器组件130大致类似，除了在下文中描述的和/或在图11中示出的任何不同之处以外。因此，将不再详细描述类似的特征和/或功能。阀组件310可与排气歧管350成整体。阀组件310的阀壳体312可与排气歧管350的出口 352整体地形成。如上所述，热交换器组件330可焊接或者栓接至阀壳体312。参照图12-15，提供了 EGHR系统400，并且该EGHR系统可包括阀组件410和热交换器组件430。阀组件410和热交换器组件430可与上述阀组件110和热交换器组件130大致类似，除了在下文中描述的和/或在图中示出的任何不同之处以外。因此，在下文中可不再详细描述类似的特征和/或功能。阀组件410可包括阀壳体412、阀轴417和阀分流板419。阀壳体412可包括入口开口 418、出口开口 420、绕开热交换器组件430的旁路管道413、以及与热交换器组件430连通的热交换管道415。阀轴417可在旁路管道413和热交换管道415之间的接合处或其邻近安装至阀壳体412，以用于围绕其纵向轴线旋转。第一和第二唇状件或止挡件422、424可在旁路和热交换管道413、415之间在阀壳体412中定义开口。当分流板419处于旁路位置中时，如在图12中所示，分流板419的前端426可抵接第一止挡件422的在热交换管道415中通常面向下游的表面423，并且尾端428可抵接通常面向旁路管道413和/或出口开口 420的表面425。当分流板419处于旁路位置中时，该构造可减小或防止经过分流板419的泄漏。这是因为第一止挡件422可引导排气在第一止挡件422与分流板419的前端426之间的接合处之上流过，这允许最少的排气或者没有排气在它们之间泄漏。在分流板419处于旁路位置中时能够经过分流板419泄漏的任何最小量的排气将不大可能流动到热交换器组件430中，因为将存在非常小的或者不存在导致任何泄漏的排气流动到热交换器组件430中的压差。当排气流经旁路管道413时，排气可在分流板419的尾端428上施加向下(与图12中的示出的视图有关)的力，这可迫使尾端428与第二止挡件424更紧密地接触。此外，因为当分流板419处于旁路位置中时分流板419可与通过旁路管道413的排气流的方向大致平行，所以分流板419导致相对少的或者不存在通过旁路管道413的流动限制。此外，在处于旁路位置中的分流板419周围大致没有泄漏以及旁路管道413与热交换器组件430之间的物理分离允许进入入口开口 418的排气流以使排气与热交换器组件430中的工作流体大致热隔离的方式流经阀壳体412。因此，在旁路模式中，当这种热传递可能是不期望的时，在它们之间可能发生非常少的热传递或者没有热传递发生。如果在分流板419处于旁路位置中时发生经过分流板419的任何少量泄漏，那么一旦排气经过分流板419而泄漏时，流速将非常低，并且将防止或者限制第二次流动到热交换器组件430中或者经过分流板419而泄漏并到达出口开口 420。阀壳体412的几何结构并且具体是入口开口 418与旁路管道413之间的对准以及分流板419的位置允许流动到阀壳体412中的排气在分流板419上施加朝着旁路位置推动分流板419的净力矩。该特征可充当“故障保护(fail safe)”，使得在驱动阀轴417的致动器故障(例如，变得与阀轴417脱离、失去电力、或者要不然变得不起作用或不能有效地控制分流板419)的情况下，分流板419可由于由排气流施加的净力矩而移动到旁路位置中。由排气流施加的净力矩也协助驱动器以使分流板419从热交换位置移动至旁路位置。这可减小驱动器否则将需要施加的力矩的量和/或增大分流板419可移动到旁路位置中的速度。当排气流在分流板419上施加净力矩时，与襟翼型(或者悬臂式的)阀板相比，分流板419的“蝶形”构造可减小该净力矩的大小。因为蝶形构造提供位于阀轴417的相对侧上的前端426和尾端428，所以排气流可对前端和尾端426、428施加彼此反作用的力。尽管施加至尾端428的力可大于施加至前端426的力(以及因此朝着旁路位置推动分流板419的净力矩)，但是净力矩的大小可比分流板419仅在一个方向上从阀轴417径向向外地延伸的情况(对于襟翼型阀板就可能是如此)小。由排气流施加的净力矩的大小的这种降低减小了驱动器将需要以克服排气流的力矩的力，从而使阀组件410更有效。应当认识到，在一些实施例中，可存在这样的工作条件或情况，即，在该工作条件或情况下，排气将在分流板419上施加非常小的或者不施加净力矩或者施加朝着热交换位置推动分流板419的力矩。例如，在一些实施例中，当通过EGHR系统400的排气的流速相对低时(例如，当发动机6以低发动机速度工作时)，流经EGHR系统400的排气可在分流板419上不施加净力矩或者施加相对小的净力矩。另外地或可替代地，当分流板419处于热交换位置中(或者靠近热交换位置)并且排气的流速相对低时，排气可在分流板419上施加净力矩以在逆时针方向(关于在图12和13中示出的视图)上推动分流板419。对于给定的应用，阀轴417和分流板419的相对定位可定制，以定制和/或优化将施加至分流板419的力矩的方向和大小。例如，阀组件410可设计成使得将阀轴417定位成更靠近分流板419的前端和尾端426、428中的一者或者另一者，以增大或者减小特定方向上的力矩，以适于给定的应用。致动器可在分流板419上施加力矩(与由排气流对其施加的任何力矩相反或者协作)，以使阀轴417和分流板419在逆时针方向(关于在图12和13中示出的视图)上从旁路位置(图12)旋转至热交换位置(图13)。在热交换位置中，分流板419的尾端428可抵接并大致密封形成在旁路管道413中的第三唇状件或止挡件429。在该位置中，通过入口开口 418进入阀壳体412中的排气被向下(关于在图13中示出的视图)引导到热交换器组件430 中。除了提供实际的止动件之外，第三止挡件429还在旁路管道413中限定凹口 431。当分流板419处于热交换位置中时，凹口 431提供尾端428的远端边缘与旁路管道413的壁之间的间隙。此外，分流板419和热交换管道415的尺寸可设计成使得在前端426的远端边缘与热交换器组件430的热交换器中心部分432之间存在间隙。这些间隙(在图13中示出)允许分流板419相对于阀壳体412和热交换器组件430的热膨胀，以适应分流板419、阀壳体412和热交换器组件430的不同热膨胀率，并且防止分流板419的过紧(binding，紧固结合)。第三止挡件429和凹口 431可大致围绕包围旁路和热交换管道413、415的阀壳体412的整个内表面延伸，以提供可密封分流板419的表面，同时还提供分流板419和阀壳体412的内表面与分流板419的四个侧面中的三个之间的间隙，以允许热膨胀，如在图15中所示。阀轴417可包括延伸到阀壳体412中的分离的第一和第二轴部分450、452。第一和第二轴部分450、452支撑分流板419，并且可以彼此轴向地间隔开，如在图14中所示。第一和第二轴部分450、452可由分别穿过阀壳体412的相对壁延伸的第一和第二轴承套454、456可旋转地支撑。一旦第一轴部分450组装在第一轴承套454中，可在第一轴承套454中安装环形密封构件458，以密封第一轴承套454，并且减少或者防止排气在第一轴承套454和第一轴部分450之间从EGHR系统400漏出。环形密封构件458也可密封第一轴部分450的表面460。一旦第二轴部分452组装在第二轴承套456中，端盖462可焊接或者以其他方式固定至阀壳体412的外部，以密封第二轴承套456，并且防止排气由此从EGHR系统400漏出。尽管阀轴417在上文中被描述为包括分离的第一和第二轴部分450、452，但是在一些实施例中，阀轴417可为可旋转地接合第一和第二轴承套454、456两者的单个连续的轴。阀壳体412和分流板419的几何形状和相对尺寸可允许EGHR系统400在尺寸上是相对紧凑的并且是简单的。例如，在一些实施例中，入口 418与出口 420之间的距离D可小于分流板419的长度L的大约百分之一百五十。在其他实施例中，阀壳体412可形成为使得距离D可近似等于长度L。在任何以上实施例中，相对短的距离D可使EGHR系统400中的压降最小化，从而提高由此通过的流速。在一些实施例中，在分流板419处于旁路位置中时排气流经的流路的横截面面积可近似等于在分流板419在旁路位置中时分流板419的面向热交换器组件430的表面S的表面面积的一半。如在图13中所不，由第一止挡件423和分流板419限定的进入热交换管道415的入口可具有等于表面S的表面面积的大约一半的横截面面积。同样地，由第二止挡件425和分流板419限定的离开热交换管道415的出口也可具有等于表面S的表面面积的大约一半的横截面面积。如在图13中所示，阀壳体412可成形为使得当分流板419处于热交换位置中时，排气可能够大致流动到阀壳体412的整个内部体积中，除了被分流板419和阀轴417占用的体积以外。S卩，当分流板419处于热交换位置中时，排气在入口 418和出口 420之间将流经的通路可由旁路管道413和热交换管道415限定。换种方式来说，当分流板419处于热交换位置中时，旁路管道413变成热交换管道415的一部分。因此，当分流板419处于热交换位置中时，大致所有的旁路管道413 (除了被分流板419和阀轴417占用的体积以外)都可以是大致可进入的。这样的结构可减小EGHR系统400的总封装体积。如在上文中描述的并且如在图12中示出的，当分流板419处于旁路位置中时，热交换管道415对于进入入口 418的排气而言可以是大致不可进入的。EGHR系统400可安装在车辆的排气系统中，并且可布置在排气部件(诸如，例如催化转换器、NOx捕集器、或排气歧管，或者任何其他排出部件)上游或者下游。因此，在一些实施例中，EGHR系统400可接收从发动机6排放到入口开口 418中的所有或大致所有的排气(无论分流板419是处于旁路位置、热交换位置或者这些位置之间的某个位置中)。如上所述，流经入口开口 418的所有或几乎所有的排气将通过出口开口 420离开EGHR系统400(无论分流板419是处于旁路位置、热交换位置或者这些位置之间的某个位置中)，并且继续到达车辆的排气系统的其余部分。相反，在低发动机工作条件下，高达大约百分之五十(50%)的来自发动机的排气将通过典型的排气循环(EGR)回路。在典型的工作中，从汽油发动机排放的大约百分之五到十五(5-15%)的排气或者从柴油发动机排放的大约百分之二十到三十(20-30%)的排气可进入和离开典型的EGR系统。此外，当发动机在有负载的工作条件下工作时，通过EGR系统的流速可减小。即，当发动机上的负载增大和/或发动机速度增大时，流入和流出典型的EGR系统的排气的百分比降低。在所有的工作条件、负载或者速度下，从发动机6排放的所有或几乎所有的排气可以流动到入口开口 418中，并且通过出口开口 420离开EGHR系统400。在EGR装置布置在EGHR系统400上游的实施例中，入口开口 418可接收从EGR装置排放的所有或几乎所有的排气。此外，通过EGHR系统400的流速可显著高于通过典型的EGR系统的流速。例如，在一些实施例中，当分流板419处于热交换位置中时，通过EGHR系统400的流速可高达两百千克每小时(200kg/hr)，并且当分流板419处于旁路位置中时，高达五百千克每小时(500kg/hr)。应当认识到的是，这些流速仅仅是示例性的，并且在一些实施例中，EGHR系统400可适应更高或更低的流速。参照图16和图17，提供了另一个分流板519。如在图16中所示，例如，分流板519可代替分流板419安装在EGHR系统400中。分流板519可与分流板419大致类似，除了在下文中注明的和/或在图中示出的任何例外之外。
分流板519可包括第一和第二侧520、522，并且可附接至阀轴417，以用于相对于阀壳体412在旁路位置与热交换位置(在图16中示出)之间的可枢转运动。在热交换位置中，分流板519的第一侧520可面向阀壳体412的入口开口 418，并且第二侧522可面向出口开口 420。第二侧522可包括形成在其上的一个或者多个突起或者肋524，以在结构上加强分流板519。在图16和17中描述的特定实施例中，肋524可设置在阀轴417的第一和第二轴部分450、452之间，并且可在阀轴417的第一和第二轴部分450、452之间在分流板519的大部分长度上延伸。在其他实施例中，肋524可以任何其他的构造成形，以提供足够的刚度和强度。肋524可压制或者以其他的方式形成在分流板519中。肋524可增大分流板519的惯性矩，以抵抗由通过阀壳体412的排气流施加至分流板519的弯曲负载。这保证了在工作条件下在旁路位置中抵靠第一和第二止挡件422、424适当设置分流板519以及在热交换位置中抵靠第三止挡件429适当设置分流板519，因此排气在相对高的温度和/或流速下流经EGHR系统400。应当认识到，在一些实施例中，分流板519可包括作为一个或者多个肋524的附加或者替代的一个或者多个其他加强部件，以承受在给定的应用中由排气流施加的力。在一些实施例中，分流板419、519中的任一者可由具有足够刚性以在高排气温度和/或流速下承受弯曲力的材料形成。参照图18，提供了另一个EGHR系统600，该系统可包括阀组件610和热交换器组件630。阀组件610和热交换器组件630可与上述的阀组件410和热交换器组件430大致类似，除了在下文中描述的和/或在附图中示出的任何不同之处以外。因此，在下文中可不再详细描述类似的特征和/或功能。阀组件610可以包括阀壳体612、阀轴617和阀分流板619。阀壳体612可包括入口开口 618、出口开口 620、绕开热交换器组件630的旁路管道613、以及与热交换器组件630连通的热交换管道615。阀轴617可在旁路管道613与热交换管道615之间的接合处或其邻近安装至阀壳体612，以用于围绕其纵向轴线旋转。在图18中示出的特定实施例中，入口开口 618相对于出口开口 620轴向地偏离或者离轴。当分流板619处于热交换位置中时，入口开口 618可以相对于分流板619以非垂直的角度布置。入口开口 618的这种定向可提供进入热交换器组件630的更直的流路，这在热交换模式中可减小通过EGHR系统600的排气的压降。对于给定的应用，入口开口 618和/或出口开口 620的相对定位可基于特定的运送和/或阀壳体612流体接合的元件的结构和/或对于给定的应用的任何包装约束来定制。应当认识到，在一些实施例中，入口开口618可相对于热交换位置中的分流板619的定向大致平行，并且出口开口 620可以相对于热交换位置中的分流板619的定向以垂直的或者非垂直的角度布置。与阀壳体412类似，阀壳体612可以包括第一、第二和第三唇状件或者止挡件622、624、629。如在图18中所示，在热交换位置中，分流板619可抵靠第三止挡件629而设置。在旁路位置中，分流板619可抵靠第一和第二止挡件622、624而设置。参照图19，提供了另一个EGHR系统700，该系统可包括阀组件710和热交换器组件730。阀组件710和热交换器组件730可与上述的阀组件410和热交换器组件430大致类似，除了在下文中描述的和/或在附图中示出的任何不同之处以外。因此，在下文中可不再详细描述类似的特征和/或功能。阀组件710可包括阀壳体712、阀轴717和阀分流板719。阀壳体712可包括入口开口 718、出口开口 720、绕开热交换器组件730的旁路管道713、以及与热交换器组件730连通的热交换管道715。阀轴717可在旁路管道713与热交换管道715之间的接合处或其邻近安装至阀壳体712，以用于围绕其纵向轴线旋转。在图19中示出的特定实施例中，入口开口 718相对于出口开口 720轴向地偏离或者离轴。当分流板719处于热交换位置中时，入口开口 718可相对于分流板719以非垂直的角度布置。出口开口 720可以相对于入口开口 718和处于热交换位置中的分流板719的定向以非垂直的角度布置。入口开口 718和出口开口 720的这种定向可提供进入和离开热交换器组件730的更直的流路，这在热交换模式中可减小通过EGHR系统700的排气的压降。与阀壳体412类似，阀壳体712可包括第一、第二和第三唇状件或者止挡件722、724、729。如在图19中所示，在热交换位置中，分流板719可抵靠第三止挡件729而设置。在旁路位置中，分流板719可抵靠第一和第二止挡件722、724而设置。参照图20，提供了另一个EGHR系统800，该系统可包括阀组件810和热交换器组件830。阀组件810和热交换器组件830可与上述的阀组件410和热交换器组件430大致类似，除了在下文中描述的和/或在附图中示出的任何不同之处以外。因此，在下文中可不再详细描述类似的特征和/或功能。阀组件810可包括阀壳体812、阀轴817和阀分流板819。阀壳体812可包括入口开口 818、出口开口 820、绕开热交换器组件830的旁路管道813、以及与热交换器组件830连通的热交换管道815。阀轴817可在旁路管道813和热交换管道815之间的接合处或其邻近安装至阀壳体812，以用于围绕其纵向轴线旋转。在图20中示出的特定实施例中，入口开口 818相对于出口开口 820轴向地偏离或者离轴。当分流板819处于热交换位置中时，入口开口 818可相对于分流板81为大致垂直的。入口开口 818的这种定向可提供进入热交换器组件830的更直的流路，这在热交换模式中可减小通过EGHR系统800的排气的压降。应当认识到，在一些实施例中，出口开口 820可相对于热交换位置中的分流板819的定向为大致垂直的。在这样的实施例中，入口开口 818可相对于热交换位置中的分流板819的定向为大致平行的、垂直的或者成其他的角度。与阀壳体412类似，阀壳体812可包括第一、第二和第三唇状件或者止挡件822、824、829。如在图20中所示，在热交换位置中，分流板819可抵靠第三止挡件829而设置。在旁路位置中，分流板819可抵靠第一和第二止挡件822、824而设置。尽管以下的实例和讨论通常涉及排气热回收应用，但是在此讨论的一般概念也可应用于其他“排气应用”，诸如，例如排气部件的热保护或者EGR系统。本公开的原理可在与用于固定应用或者运输应用的内部或者外部燃烧系统相关联的排气系统中采用。应当认识至IJ，包括上述的阀壳体和热交换器的组件可在其他应用(例如，增压空气加热应用、润滑剂加热和/或冷却应用等)中用于在其他流体之间直接地或者间接地传递热。因此，本公开的原理在应用中不限于将热从发动机排气传递至工作流体。在一些实施例中，阀组件和热交换器可用于在工作流体与周围空气或者与待吸入发动机中以用于燃烧的空气之间传递热。在一些实施例中，EGHR系统10、100、200、300、400、600、700、800可构造成将热从排气直接地或者间接地传递至附加的或者可替代的车辆流体，诸如，例如用于发动机、传动装置、车轴和/或差动齿轮的液压流体或润滑剂和/或任何其他流体。例如，当分流板419不处于旁路位置中时，润滑剂或者其他流体可流入热交换器组件430的热交换器中心部分432中，以从排气吸收热。以这种方式，EGHR系统10、100、200、300、400、600、700、800可将热从排气传递至润滑剂和/或其他流体，以优化流体的粘性，例如以提高车辆的性能和/或燃料经济性。 已出于说明和描述的目的提供了前面的对实施例的描述。并非旨在为穷尽的或者限制本公开。特定实施例的各个元件或者部件通常不限于该特定实施例，而是当可适用时，是可互换的并且可用在所选的实施例中，即使并未详细地示出或者描述。这也可以多种方式变化。这种变化不应被认为是背离本公开，并且所有的这种修改都旨在包括在本公开的范围内。
权利要求
1.一种排气热回收系统，包括: 壳体，包括入口、出口、与所述入口和所述出口连通的第一排气通路、以及与所述入口和所述出口连通的第二排气通路； 阀构件，布置在所述壳体内并且能够在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置允许流体流经所述第一排气通路并且大致阻止流体流经所述第二排气通路，所述第二位置允许流体流经所述第二排气通路；以及 热交换器，与所述第二排气通路连通并且包括管道，所述管道具有在所述管道中流动的流体，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述流体与所述热交换器中的排气热连通，而当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述流体与所述排气大致热隔离，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述热交换器与所述第一排气通路大致流体隔离。
2.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，所述入口和所述出口与和发动机相关联的排气歧管连通，并且流经所述排气歧管的大致所有的所述排气流经所述入口和所述出口。
3.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，所述阀构件包括第一端部、第二端部以及介于所述第一端部与所述第二端部之间的中间部分，所述阀构件在所述中间部分处附接至轴以随着所述轴旋转，并且其中，通过所述入口进入所述壳体的流体流对所述阀构件施加净力矩以朝着所述第一位置推动所述阀构件。
4.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，所述入口、所述出口和所述第一排气通路彼此大致轴向地对准。
5.根据权利要求4所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述阀构件至少部分地限定穿过所述热交换器的大致U形流路，并且其中，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述阀构件限定进入所述U形流路的入口以及离开所述U形流路的出口。
6.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，所述壳体包括第一止挡构件和第二止挡构件，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述第一止挡构件接触所述阀构件的前端，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述第二止挡构件接触所述阀构件的尾端，所述前端接触所述第一止挡构件的通常背向所述第一排气通路的表面。
7.根据权利要求6所述的排气热回收系统，其中，所述壳体包括第三止挡构件，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述第三止挡构件接触所述阀构件的所述尾端。
8.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，在所述阀构件的多个边缘与所述壳体的内表面之间存在间隙，以防止在所述阀构件相对于所述壳体的热膨胀之后所述阀构件过紧。
9.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，所述壳体限定支撑阀轴的轴承套，所述阀构件在所述阀轴上旋转，并且其中，所述壳体附接有端盖，以密封所述轴承套并且防止排气从所述轴承套漏出。
10.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，所述入口与所述出口之间的距离小于所述阀构件的长度的百分之一百五十。
11.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述第一排气通路的横截面流动面积为所述阀构件的面向所述热交换器组件的表面的面积的大约一半。
12.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述第一排气通路部分地限定所述第二排气通路。
13.根据权利要求12所述的排气热回收系统，其中，所述壳体构造成使得当所述阀构件处于所述第二位置中时，排气能够流动到所述第二排气通路的大致整个体积中，并且能够流动到所述第一排气通路的减去当所述阀构件处于所述第二位置中时所述阀构件的延伸到所述第一排气通路中的部分的体积之后的大致整个体积。
14.根据权利要求1所述的排气热回收系统，其中，流经所述管道的所述流体包括冷却剂和润滑剂中的至少一者。
15.—种排气热回收系统,包括: 壳体，包括入口、出口、与所述入口和所述出口连通的第一排气通路、以及与所述入口和所述出口连通的第二排气通路； 阀构件，布置在所述壳体内并且能够在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置允许流体流经所述第一排气通路，所述第二位置允许流体流经所述第二排气通路；以及 热交换器，与所述第二排气通路连通并且包括管道，所述管道具有在所述管道中流动的流体，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述流体与所述热交换器中的排气热连通， 其中，所述壳体包括第一止挡构件和第二止挡构件，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述第一止挡构件接触所述阀构件的前端，当所述阀构件处于所述第一位置时，所述第二止挡构件接触所述阀构件的尾端，所述前端接触所述第一止挡构件的通常背向所述第一排气通路的表面。
16.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，所述入口和所述出口与和发动机相关联的排气歧管连通，并且流经所述排气歧管的大致所有的所述排气流经所述入口和所述出口。
17.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，所述阀构件包括第一端部、第二端部以及介于所述第一端部与第二端部之间的中间部分，所述阀构件在所述中间部分处附接至轴以随着所述轴旋转，并且其中，通过所述入口进入所述壳体的流体流对阀构件施加净力矩以朝着所述第一位置推动阀构件。
18.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，所述壳体包括第三止挡构件，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述第三止挡构件接触所述阀构件的所述尾端。
19.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，所述入口、所述出口和所述第一排气通路彼此大致轴向地对准。
20.根据权利要求19所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述流体与所述排气大致热隔离，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述热交换器相对于所述第一排气通路大致密封。
21.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，在所述阀构件的多个边缘与所述壳体的内表面之间存在间隙，以防止在所述阀构件相对于所述壳体的热膨胀之后所述阀构件过紧。
22.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，所述入口与所述出口之间的距离小于所述阀构件的长度的百分之一百五十。
23.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述第一排气通路的横截面流动面积为所述阀构件的面向所述热交换器组件的表面的面积的大约一半。
24.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述第一排气通路部分地限定所述第二排气通路。
25.根据权利要求24所述的排气热回收系统，其中，所述壳体构造成使得当所述阀构件处于所述第二位置中时，排气能够流动到所述第二排气通路的大致整个体积中，并且能够流动到所述第一排气通路的减去当所述阀构件处于所述第二位置中时所述阀构件的延伸到所述第一排气通路中的部分的体积之后的大致整个体积。
26.根据权利要求15所述的排气热回收系统，其中，流经所述管道的所述流体包括冷却剂和润滑剂中的至少一者。
27.—种排气热回收系统,包括: 壳体，包括入口、出口、与所述入口和所述出口连通的第一排气通路、以及与所述入口和所述出口连通的第二排气通路，所述第一排气通路与所述入口和所述出口大致对准，以由此限定大致线性的流路； 阀构件，布置在所述壳体内并且能够在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置允许流体流经所述第一排气通路，所述第二位置允许流体流经所述第二排气通路；以及 热交换器，与所述第二排气通路连通并且包括管道，所述管道具有在所述管道中流动的流体，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述流体与所述热交换器中的排气热连通， 其中，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述阀构件至少部分地限定穿过所述热交换器的大致U形流路，当所述阀构件处于所述第二位置中时，所述阀构件限定进入所述U形流路的入口以及离开所述U形流路的出口。
28.根据权利要求27所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述流体与所述排气大致热隔离。
29.根据权利要求28所述的排气热回收系统，其中，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述热交换器相对于所述第一排气通路大致密封。
30.根据权利要求27所述的排气热回收系统，其中，所述壳体包括第一止挡构件和第二止挡构件，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述第一止挡构件接触所述阀构件的前端，当所述阀构件处于所述第一位置中时，所述第二止挡构件接触所述阀构件的尾端，所述前端接触所述第一止挡构件的通常背向所述第一排气通路的表面。
31.根据权利要求27所述的排气热回收系统，其中，所述壳体构造成使得当所述阀构件处于所述第二位置中时，排气能够流动到所述第二排气通路的大致整个体积中，并且能够流动到所述第一排气通路的减去当所述阀构件处于所述第二位置中时所述阀构件的延伸到所述第一排气通路中的部分的体积之后的大致整个体积。
32.根据权利要求31所述的排气热回收系统，其中，所述入口与所述出口之间的距离小于所述阀构件的长度的百分之一百五十。
33.根据权利要求27所述的排气热回收系统，其中，流经所述管道的所述流体包括冷却剂和润滑剂中的至少一者。
全文摘要
一种排气热回收系统可包括壳体、阀构件和热交换器。壳体可包括入口、出口、与入口和出口连通的第一排气通路、以及与入口和出口连通的第二排气通路。阀构件可设置在壳体内并且可在第一位置与第二位置之间移动。在第一位置中，阀构件可允许流体流经第一排气通路并且大致阻止流体流经第二排气通路。在第二位置中，阀构件可允许流体流经第二排气通路。热交换器可与第二排气通路连通并且可包括包含流体的管道，当阀构件处于第二位置中时，该流体与排气热连通。
文档编号F25B27/02GK103119280SQ201180045960
公开日2013年5月22日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月22日
发明者克莱顿·A·斯洛斯 申请人:威斯卡特工业有限公司