热输送装置制造方法
【专利摘要】热输送装置(1A)具有：循环路径部(10)，所述循环路径部(10)装有热回收器(11)和冷凝部(12)并且具有真空状态，所述热回收器(11)使热输送介质蒸气化，所述冷凝部(12)使在热回收器(11)已蒸气化的热输送介质冷凝；分支路径部(20)，所述分支路径部(20)从循环路径部(10)分支并且装有能够控制流通的阀(22)；以及ECU(40A)，所述ECU(40A)实现第一控制部，在确认针对相同工作条件的循环路径部(10)内的压力存在上升的情况下，在循环路径部(10)内的压力高于规定压力(α)的状态下，所述第一控制部对阀(22)进行开闭。
【专利说明】热输送装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种热输送装置。
【背景技术】
[0002]已知一种蒸气回路结构，该蒸气回路结构作为输送装置反复进行热输送介质在通过自然循环而冷凝了的状态下受热并且在蒸气化的状态下散热的处理。在这方面，作为通过该蒸气回路结构回收并利用热的技术，例如在专利文献I中公开了利用发动机的废热的发动机的废热利用装置。
[0003]此外，在例如专利文献2?5中公开了被认为和本发明具有关联性的技术。在专利文献2中公开了一种废热回收装置，在具有兰金循环的发动机停止时，该废热回收装置减轻因冷却时的蒸气的冷凝而引起的系统内的负压，避免配管等的破损。在专利文献3中公开了一种内燃机，该内燃机具有废热回收装置，该废热回收装置利用排气对发动机冷却系统的制冷剂蒸气进行加热来驱动涡轮。在专利文献3的说明书的0037段中公开了以下内容:在发动机停止时冷却路径内真空化，恐怕会从外部吸入空气；与此相对设置真空泵而能够排除冷却路径内的空气。
[0004]在专利文献4中公开了一种内燃机的预热装置，该内燃机的预热装置具有作为上述蒸气回路结构的一种的回路式热管结构的废热回收装置。在专利文献4的说明书的0055段中公开了回路式热管结构的废热回收装置的内部为真空状态的内容。在专利文献5中公开了能够排出冷却水流路的空气的车辆冷却装置。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2010-156315号公报
[0008]专利文献2:日本特开2008-185001号公报
[0009]专利文献3:日本特开2000-345835号公报
[0010]专利文献4:日本特开2010-281236号公报
[0011]专利文献5:日本特开2008-121434号公报
【发明内容】
[0012]发明所要解决的课题
[0013]在热输送装置中存在从外部向处于真空状态的循环路径部内产生空气的吸入的情况。而且，在产生空气的吸入时，与空气代替热输送介质而存在的量相应地，受热量及散热量下降，其结果是恐怕会导致装置性能下降。
[0014]在这方面，作为热输送装置，具体而言存在具有例如上述蒸气回路结构的装置。而且，在该热输送装置中，利用进行受热的热回收器使热输送介质蒸气化，其后扩散地进行移动，从而到达进行散热的冷凝部。因此，当在该热输送装置中产生空气的吸入时，会较大地阻碍热输送介质的移动。其结果是，不再能够进行热输送或者热输送性能大幅下降，恐怕会导致装置性能大幅下降。
[0015]另一方面，例如若循环路径部内完全被密闭，则也可以说并不特别担忧空气的吸入。然而，将循环路径部内完全密闭是困难的，未必是现实的。因此，一般而言可考虑例如利用各种密封构件来提高循环路径部内的密闭性。然而，在此情况下，或多或少会产生空气的吸入，恐怕会导致空气在循环路径部内逐渐积蓄。另外，在此情况下，由于伴随着密封构件的时效老化，因此难以长期确保高密闭性，其结果是，空气的吸入的抑制本身也变得困难。
[0016]因此，为了应对装置性能的下降，以产生空气的吸入为前提进行应对被认为是现实的。而且，为此，例如像专利文献3中公开的那样，可考虑通过利用真空泵从循环路径部内排除空气。然而，在此情况下恐怕会导致例如在成本方面不利、在小型化方面不利。
[0017]本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供一种热输送装置，该热输送装置能够例如以在成本方面上有利的结构谋求恢复因空气的吸入而下降的装置性能。
[0018]用于解决课题的方案
[0019]本发明的热输送装置具有:循环路径部，所述循环路径部装有热回收器和冷凝部并且具有真空状态，所述热回收器使热输送介质蒸气化，所述冷凝部使在所述热回收器中已蒸气化的热输送介质冷凝；分支路径部，所述分支路径部从所述循环路径部分支并且装有能够控制流通的阀；以及第一控制部，所述第一控制部在检测到或推定出所述循环路径部正吸入空气的情况下，在所述循环路径部内的压力高于规定压力的状态下对所述阀进行开闭。
[0020]本发明能够构成为，还具有:储存箱，所述储存箱以液相状态储存向所述循环路径部补充的热输送介质，并且所述分支路径部以在比在所述储存箱中至少应确保的液面高度低的位置开口的方式与所述储存箱连接；补充量计算部，所述补充量计算部对从所述储存箱应供给到所述循环路径部的热输送介质的补充量进行计算；以及第二控制部，在所述第一控制部对所述阀进行开闭后，在所述循环路径部内的压力低于所述规定压力的状态下，所述第二控制部根据所述补充量计算部计算出的补充量对所述阀进行开闭。
[0021]本发明能够构成为，还具有:冻结判断部，所述冻结判断部对在所述循环路径部内循环的热输送介质是否存在冻结的可能性进行判断；以及减量修正部，在所述冻结判断部判断为在所述循环路径部内循环的热输送介质存在冻结的可能性的情况下，所述减量修正部对在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时所述循环路径部内所需的热输送介质量进行减量修正。
[0022]本发明能够构成为，在输送热时，反复进行如下处理:在所述循环路径部内循环的热输送介质，在通过自然循环而冷凝了的状态下在所述热回收器中受热，并且在蒸气化的状态下在所述冷凝部中散热。
[0023]本发明能够构成为，搭载于具有内燃机的车辆，所述热回收器对所述内燃机的排气热进行回收。
[0024]发明的效果
[0025]通过本发明，能够例如以在成本方面上有利的结构谋求恢复因空气的吸入而下降的装置性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是热输送装置的概略结构图。
[0027]图2是以流程图表示实施例1的控制例的图。
[0028]图3是以流程图表示实施例2的控制例的图。
[0029]图4是以流程图表示实施例3的控制例的图。
[0030]图5是以流程图表示实施例5的控制例的图。
[0031]图6是以流程图表示实施例6的控制例的图。
【具体实施方式】
[0032]利用图对本发明的实施例进行说明。
[0033]实施例1
[0034]图1是热输送装置IA的概略结构图。在图1中，与热输送装置IA—同示出内燃机50、排气管51、起动机转换器(starter converter) 52、地板下置转换器(under floorCOnVerter)53。图1所示的各结构被搭载于未图示的车辆中。热输送装置IA具有循环路径部10、分支路径部20、储存箱30和E⑶40A。在热输送装置IA中，作为热输送，通过利用因受热而蒸气化并且因散热而冷凝的现象的热输送介质(以下简称为输送介质)进行热输送。
[0035]循环路径部10具有热回收器11、冷凝部12、供给配管13和返回配管14。循环路径部10具有这些结构而构成，从而形成装有热回收器11和冷凝部12的循环路径。在循环路径部10内，以同大气压相比处于减压的状态(例如-1OOkPa)预先封入输送介质。由此，在通过输送介质进行热输送时，与使用环境相匹配地对输送介质的沸点进行调整。在这方面，输送介质具体而言在此利用h2o。
[0036]热回收器11为热交换器，使输送介质蒸气化。热回收器11具体而言在此为如下的热交换器:通过在内燃机50的排气和输送介质之间进行热交换而从排气中回收热,使输送介质蒸气化。在这方面，内燃机50的起动成为热输送装置IA的工作开始条件，内燃机50的停止成为热输送装置IA的工作停止条件。而且，循环路径部10在工作停止条件成立后冷却继续进行，其结果是输送介质的冷凝继续进行而具有真空状态。
[0037]内燃机50的排气在通过设置于排气管51的起动机转换器52、底架下置转换器53被净化后，经由排气管51被排出。而且，热回收器11具体而言设置在排气管51中比底架下置转换器53更靠下流侧的部分。
[0038]冷凝部12是对作为蒸气化的输送介质的蒸气进行冷凝的部分，成为利用蒸气输送的热的部分。冷凝部12具体而言在此成为内燃机50中将蒸气输送的热用于预热的部分。因此，热输送装置IA以和内燃机50共有的方式具有冷凝部12。冷凝部12在内燃机50中可以为能够通过蒸气输送的热降低冷态时的内燃机50的摩擦转矩的部分。冷凝部12具体而言可以为例如支承内燃机50的曲轴的轴承部。
[0039]供给配管13从热回收器11向冷凝部12供给蒸气。在供给配管13中设置有压力传感器61和温度传感器62。压力传感器61通过检测供给配管13内的压力，来检测循环路径部10内的压力(以下称为系统内压力)。温度传感器62通过检测供给配管13内的温度，来检测循环路径部10内的温度(以下称为系统内温度)。
[0040]在这方面，压力传感器61被设置在循环路径部10中位置最高的部分。另外，温度传感器62被设置成对循环路径部10中、压力传感器61检测系统内压力的部分的系统内温度进行检测。返回配管14将冷凝了的输送介质从冷凝部12返回到热回收器11。返回配管14具体而言以能够和热回收器11 一起通过重力的作用将冷凝了的输送介质从冷凝部12返回到热回收器11的方式设置。
[0041]分支路径部20具有分支配管21和阀22。分支路径部20具有这些结构而构成，从而形成装有阀22的分支路径。分支配管21从循环路径部10分支。阀22控制分支配管21的流通。阀22具体而言为流量调节阀。阀22也可以是例如开闭阀。分支配管21经由阀22和储存箱30连接。储存箱30以液相状态储存向循环路径部10补充的输送介质。
[0042]在这方面，分支配管21具体而言经由阀22从下方连接储存箱30的底部。由此，以在比在储存箱30中至少应确保的液面高度低的位置开口的方式和储存箱30连接。这样，和储存箱30连接的分支配管21更具体地说以如下方式设置。即，以从返回配管14在重力作用方向上向上方分支并延伸的方式设置。另外，以从返回配管14中靠近热回收器11的部分分支的方式设置。
[0043]储存箱30具体而言为大气压作用于以液相状态储存的输送介质的大气开放型的箱。另外，除了以液相状态储存的输送介质之外，还具有能够以液相状态储存在循环路径部10内循环的输送介质的容量。储存箱30也可以是例如带有在规定的压力进行开阀而抑制内压上升的通气阀的箱。
[0044]E⑶40A为电子控制装置，除压力传感器61、温度传感器62之外，检测大气压的大气压传感器63、检测大气温度的大气温度传感器64、用于检测内燃机50的运转状态的传感器组65也作为传感器开关类部件与E⑶40A电连接。另外，阀22也作为控制对象与E⑶40A电连接。
[0045]传感器组65包括:能够检测内燃机50的转速NE的曲轴传感器、能够测量内燃机50的吸入空气量的空气流量计、检测对内燃机50进行加速要求的加速踏板的踩下量的油门开度传感器、检测内燃机50的冷却水温的水温传感器、检测内燃机50的排气温度的排气温度传感器、用于起动内燃机50的点火开关。也可以例如经由内燃机50控制用的ECU取得传感器组65的输出、基于传感器组65的输出的各种信息。或者，ECU40A也可以是内燃机50控制用的E⑶。
[0046]在E⑶40A中，CPU根据存储在ROM中的程序，根据需要利用RAM的暂时存储区域进行处理。由此，能够实现例如如下所示的第一控制部等各种功能部。
[0047]在确认针对循环路径部10内的相同工作条件存在系统内压力的上升的情况下，第一控制部在系统内压力高于规定压力α的状态下对阀22进行开闭。工作条件为例如循环路径部10内的输送介质量、大气温度、热回收器11的热状态、冷凝部12的热状态。而且，确认针对相同工作条件存在系统内压力的上升的情况具体而言是指检测到或推定出循环路径部10正吸入空气的情况。即，在此情况下，和未吸入空气的情况相比，与吸入空气的量相应地，在相同工作条件下系统内压力上升。
[0048]因此，在E⑶40Α中，进一步实现判断循环路径部10是否正吸入空气的吸入判断部。因此，第一控制部具体而言在吸入判断部判断为循环路径部10正吸入空气的情况下，在系统内压力高于规定压力α的状态下对阀22进行开闭。
[0049]规定压力α具体而言能够设为从作为分支路径部20的连接目标的储存箱30侧对处于闭阀状态的阀22进行作用的压力。该压力能够利用例如压力传感器进行检测。另一方面，此处储存箱30为大气开放型的箱。另外，储存箱30中以液相状态储存的输送介质的液压同大气压相比小到可以忽略不计。因此，此处作为规定压力α采用大气压。在这方面，将规定压力α设为大气压这种情况这样一来包括压力从储存箱30侧对处于闭阀状态的阀22进行作用的情况。
[0050]系统内压力高于规定压力α的状态具体而言在此是系统内压力高于规定压力β的情况。规定压力β可以是高于规定压力α的压力。第一控制部具体而言例如在工作开始条件成立后直至工作停止条件成立为止的期间(此处是指内燃机50的运转过程中)中能够对阀22进行开闭。
[0051]吸入判断部具体而言取得系统内压力及系统内温度，并且计算出与取得的系统内温度对应的饱和蒸气压。而且，对计算出的饱和蒸气压和取得的系统内压力之差进行计算，并且在计算出的差的大小大于规定值的情况下，判断为正吸入空气。系统内压力能够根据压力传感器61的输出进行检测而取得，系统内温度能够根据温度传感器62的输出进行检测而取得。系统内压力、系统内温度例如也可以通过推定而取得。
[0052]这样构成的热输送装置IA在输送热时，反复进行如下处理:热输送介质在通过自然循环而冷凝了的状态下在热回收器11中受热，并且在蒸气化的状态下在冷凝部12中散热。由此，进行热的回收和利用。
[0053]接下来利用图2所示的流程图，对ECU40A的控制动作的一例进行说明。本流程图例如能够在内燃机50运转过程中执行。本流程图也可以在内燃机50停止过程中执行。E⑶40Α取得系统内压力及系统内温度(步骤SI)。随后，E⑶40Α计算出与取得的系统内温度对应的饱和蒸气压(步骤S2)。另外，对计算出的饱和蒸气压和取得的系统内压力之差进行计算(步骤S3)，并且判断计算出的差的大小是否大于规定值(步骤S4)。如果为否定判断，则暂时结束本流程图。
[0054]如果步骤S4为肯定判断，则ECU40A取得系统内压力(步骤S5)，并且判断取得的系统内压力是否高于规定压力β (步骤S6)。在这方面，系统内压力因热回收器11中的输送介质继续受热而上升，超过规定压力α并进一步超过规定压力β。因此，在步骤S6中，与本流程图的执行时机相应地，例如在从内燃机50的冷起动后经过某一期间起直至内燃机50停止后经过某一期间为止的期间的任一时机进行肯定判断。
[0055]如果步骤S6为否定判断，则返回步骤S5。另一方面，如果步骤S6为肯定判断，则判断为循环路径部10正吸入空气。因此，在此情况下ECU40A对阀22进行开闭(步骤S7)。阀22例如能够根据压力传感器61的输出，在系统内压力低于比规定压力α高的规定压力之前的期间进行开阀。或者，阀22的开阀期间、开阀程度例如也可以根据规定压力α、β间的差压而预先设定。在步骤S7之后暂时结束本流程图。
[0056]接下来对热输送装置IA的作用效果进行说明。热输送装置IA在确认针对相同工作条件存在系统内压力上升的情况下，在系统内压力高于规定压力α的状态下，对阀22进行开闭。由此，在循环路径部10内残留冷凝了的输送介质，并且将蒸气和空气一起从循环路径部10内排出，由此，至少从热输送性能的观点来看能够实现装置性能的恢复。
[0057]在这方面，在从循环路径部10内一起排出蒸气和空气之后，循环路径部10内的输送介质量减少。另一方面，例如在工作停止条件成立后，因为循环路径部10的冷却继续进行，所以系统内压力低于大气压。而且，在系统内压力低于大气压的情况下能够向循环路径部10内补充输送介质。
[0058]因此，热输送装置IA具体而言至少在工作停止条件成立后直至从工作停止状态起的下一个工作开始条件成立时为止，从输送量的观点来看，也能恢复装置性能。而且，这样一来能够恢复由于吸入空气而下降的装置性能的热输送装置1A，例如与不需要真空泵相应地，能够在成本方面构成有利的结构。另外，与不需要真空泵相应地，也能够构成对于小型化有利的结构。
[0059]热输送装置IA具体而言在判断为循环路径部10正吸入空气的情况下，在系统内压力高于规定压力α的状态下对阀22进行开闭。在这方面，热输送装置IA也能够代替系统内压力及系统内温度，例如基于系统内压力对循环路径部10是否正吸入空气进行判断。
[0060]然而，在此情况下，在和检测精度的关系方面，现实中与工作条件稳定的情况相匹配地把握作为比较对象的基准的系统内压力(例如内燃机50停止后，经过一定期间的情况等)。因此，在此情况下，恐怕会导致检测空气的吸入的机会受到限制。
[0061]与此相对，热输送装置IA取得系统内压力及系统内温度，并且计算出和取得的系统内温度相对应的饱和蒸气压。而且，对计算出的饱和蒸气压和取得的系统内压力之差进行计算，并且在计算出的差的大小大于规定值的情况下，判断为循环路径部10正吸入空气。因此，热输送装置IA也可以构成为无论工作状态如何都能对空气的吸入进行检测。其结果是，也能够进行吸入空气的早期检测。
[0062]热输送装置IA形成在输送热时反复进行下述处理的结构:热输送介质在通过自然循环而冷凝了的状态下在热回收器11中受热，并且在蒸气化的状态下在冷凝部12中散热。在这方面，在这样构成的热输送装置IA中，由于空气的吸入而妨碍蒸气的扩散移动。因此，在这样构成的热输送装置IA中，由于空气的吸入而导致热输送性能大幅下降，恐怕会导致装置性能大幅下降。因此，热输送装置IA具体而言在具有这样的结构的情况下，能够特别合适于实现装置性能的恢复。
[0063]在具有内燃机50的车辆中，能够通过搭载热输送装置IA实现内燃机50的排气热的回收及利用。另一方面，在车辆中，搭载热输送装置IA的空间受到限制。另外，考虑到可能产生时效老化及成本，在车辆中将循环路径部10内完全密闭的尝试不是特别现实。因此，热输送装置IA特别适合于搭载于具有内燃机50的车辆且热回收器11回收内燃机50的排气热的情况。在此情况下，通过谋求恢复热输送性能，具体而言通过提高内燃机50的预热性而能够降低油耗。
[0064]热输送装置IA具有储存箱30，并且形成将分支路径部20和储存箱30连接的结构。由此，形成不需要为连接循环路径部10和储存箱30而进一步设置分支路径部的结构。因此，热输送装置IA具体而言构成为该结构，从而能够形成在成本方面更有利的结构及对小型化更有利的结构。
[0065]分支路径部20的连接目标例如也能为大气。即使在此情况下，通过进一步具有和分支路径部20同样的分支路径部，并且将该分支路径部和储存箱30连接，也能够实现装置性能的恢复。在此情况下，能够将分支路径部20作为第一分支路径部，并且将连接目标为储存箱30的分支路径部作为第二分支路径部。
[0066]此外，在热输送装置IA中，也可以适当地进行应向循环路径部10内补充的输送介质的补充量的计算及输送介质的补充。在这方面，在进行补充量的计算及输送介质的补充时，热输送装置IA能够进一步具有例如在实施例3中后述的补充量计算部和第二控制部。关于接下来说明的热输送装置IB也是同样的。
[0067]实施例2
[0068]本实施例的热输送装置IB除替代E⑶40A而具有E⑶40B这一点以外，和热输送装置IA实质上是相同的。E⑶40B除以下所示的点以外，和E⑶40A实质上是相同的。因此，省略关于热输送装置IB的图示。
[0069]在E⑶40B中，在对循环路径部10是否正吸入空气进行判断时，吸入判断部如下进行判断。即，在ECU40B中，在与热回收器11的回收热量相应的系统内压力的实际变化量和预测变化量之差的大小大于规定值的情况下，吸入判断部判断为循环路径部10正吸入空气。
[0070]回收热量为在规定的回收期间内通过热回收器11回收的热量。回收热量例如能够根据从内燃机50排出的各个时期的排气量和排气温度而计算出(推定)。回收期间可以设为例如从自工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时(此处为内燃机50的冷起动时)起直至经过规定时间为止的期间。由此，可以使工作条件中的热回收器11、冷凝部12的热状态稳定。
[0071]实际变化量能够根据回收期间开始时及结束时的各个系统内压力计算出。预测变化量例如能够根据在规定的回收期间内被预测的范围内的回收热量而预先设定。预测变化量例如也可以根据工作开始条件成立时的大气温度进行修正。
[0072]接下来利用图3所示的流程图对ECU40B的控制动作的一例进行说明。本流程图例如能够在内燃机50冷起动时开始。ECU40B取得系统内压力(步骤Sll)。在步骤Sll中取得回收期间开始时的系统内压力。随后ECU40B开始回收热量的计算(步骤S12)，并且判断是否已经过回收期间(步骤S13)。如果为否定判断则返回步骤S12。如果为肯定判断，则ECU40B取得系统内压力(步骤S14)。在步骤S14中取得回收期间结束时的系统内压力。
[0073]随后ECU40B根据回收期间开始时及结束时的各个系统内压力，计算出系统内压力的实际变化量(步骤S15)。另外，取得与计算出的回收热量相对应的预测变化量(步骤S16)。随后ECU40B计算出实际变化量和预测变化量之差(步骤S17)，判断计算出的差的大小是否大于规定值(步骤S18)。而且，如果为肯定判断则对阀22进行开闭(步骤S19)，结束本流程图。另外，如果在步骤S18中为否定判断，则结束本流程图。
[0074]接下来对热输送装置IB的作用效果进行说明。在此，在热输送装置IA的情况下，即使热回收器11、冷凝器12的热状态过渡性地变化，也能检测空气的吸入。然而，例如在此情况下，越处于变化剧烈的情况，检测精度也可能越下降。另外，在热输送装置IA的情况下也能够根据例如内燃机50的冷却水温等推定系统内温度。然而，在此情况下，根据内燃机50的运转形态，也存在在系统内温度和冷却水温等之间未必能得到较高的相关关系的情况。其结果是，在这样的情况下检测精度也可能下降。
[0075]与此相对，在与热回收器11的回收热量相应的系统内压力的实际变化量和预测变化量之差的大小大于规定值的情况下，热输送装置IB判断为循环路径部10正吸入空气。由此，在热输送装置IA中，能够在难以通过高检测精度检测空气的吸入的情况下检测空气的吸入。在这方面，热输送装置IB进一步具有在实施例1中已论述的吸入判断部，从而也能够适当地提高检测精度。在此情况下，能够将例如在实施例1中已论述的吸入判断部作为第一吸入判断部，将本实施例中说明的吸入判断部作为第二吸入判断部。
[0076]实施例3
[0077]本实施例的热输送装置IB除替代E⑶40A而具有E⑶40C这一点以外，和热输送装置IA实质上是相同的。E⑶40C除以下所示的点以外，和E⑶40A实质上是相同的。因此，省略关于热输送装置IC的图示。例如也可以针对热输送装置IB进行同样的变更。
[0078]在ECU40C中，进一步实现补充量计算出部和第二控制部。补充量计算部对从储存箱30应向循环路径部10补充的输送介质的补充量进行计算。在第一控制部对阀22进行开闭之后，第二控制部在系统内压力低于规定压力α的状态下，根据补充量计算部计算出的补充量，对阀22进行开闭。系统内压力低于规定压力α的状态具体而言在此是系统内压力低于规定压力Y的情况。规定压力Y可以是低于规定压力α的压力。
[0079]具体而言，在工作开始条件成立后直至工作停止条件成立为止的期间(此处是内燃机50运转过程中)第一控制部对阀22进行了开闭的情况下，补充量计算部根据在第一控制部对阀22进行了开闭时排出的输送介质量计算出补充量。该补充量具体而言能够根据系统内压力和规定压力α之间的差压和在第一控制部对阀22进行了开闭时的开阀期间(此处进而根据开阀程度)计算出。
[0080]具体而言，在工作开始条件成立后直至工作停止条件成立为止的期间第一控制部对阀22进行开闭之后，第二控制部在直至接下来工作停止条件成立为止的期间在系统内压力低于规定压力α的状态下根据补充量计算部计算出的补充量对阀22进行开闭。
[0081]接下来利用图4所示的流程图对ECU40C的控制动作的一例进行说明。当在内燃机50运转过程中执行了图2所示的流程图的情况下，本流程图能够接着步骤S6在内燃机50运转过程中继续执行。E⑶40C计算补充量(步骤S21)。随后E⑶40C取得系统内压力(步骤S22)，并且判断取得的系统内压力是否低于规定压力Y (步骤S23)。如果为否定判断则返回步骤S22。如果为肯定判断则ECU40C根据计算出的补充量对阀22进行开闭(步骤S24)。在步骤S24之后结束本流程图。
[0082]接下来对热输送装置IC的作用效果进行说明。热输送装置IC计算补充量，并且在第一控制部对阀22进行开闭之后在系统内压力低于规定压力α的状态下，根据计算出的补充量对阀22进行开闭。由此，从热输送量的观点来看能够实现装置性能的恢复。即，在从循环路径部10内一同排出蒸气和空气之后，具体而言这样一来从热输送量的观点来看也能够实现装置性能的恢复。
[0083]另一方面，在第一控制部对阀22进行开闭之后，成为如下状态:不仅升高了系统内压力的空气被排出，而且循环路径部10内的输送介质量也减少。因此，在此情况下，成为如下状态:即使在工作停止条件成立之前，系统内压力也可能根据热回收器11中的受热状况、冷凝部12中的散热状况而低于规定压力α。
[0084]与此相对，在热输送装置IC中，具体而言，在工作开始条件成立后直至工作停止条件成立为止的期间第一控制部对阀22进行开闭之后，热输送装置IC根据在第一控制部对阀22进行了开闭时被排出的输送介质量计算出补充量。另外，在直至接下来工作停止条件成立为止的期间在系统内压力低于规定压力α的状态下根据计算出的补充量对阀22进行开闭。因此，热输送装置IC在工作停止条件成立后，不等待循环路径部10的冷却继续进行，从受热量的观点来看也能够早期实现装置性能的恢复。
[0085]实施例4
[0086]本实施例的热输送装置ID除替代E⑶40C而具有E⑶40D这一点以外，和热输送装置IC实质上是相同的。E⑶40D除以下所示的点以外，和E⑶40A实质上是相同的。因此，省略关于热输送装置ID的图示。在ECU40D中，补充量计算部和第二控制部具体而言如下所示实现。
[0087]S卩，在ECU40D中，补充量计算部具体而言根据循环路径部10内残留的输送介质的残留量和在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时循环路径部10内所需的输送介质量，计算出输送介质的补充量。另外，第二控制部具体而言在工作停止条件成立后，在系统内压力低于规定压力α的状态下根据补充量计算部计算出的补充量对阀22进行开闭。
[0088]残留量具体而言能够以如下方式计算出。即，首先计算出根据阀22的开闭从循环路径部10内被排出的输送介质的累计排出量、以及根据阀22的开闭向循环路径部10内补充的输送介质的累计补充量。接着，通过从在循环路径部10中预先封入的输送介质量减去累计排出量并且将累计补充量与该输送介质量相加，从而可以计算出残留量。在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时循环路径部10内所需的输送介质量可以预先设定。
[0089]例如当在内燃机50运转过程中执行了图2所示的流程图的情况下，接着步骤S6在内燃机50停止后开始和图4所示的流程图同样的控制动作，从而能够实现ECU40D的控制动作。因此，关于表示ECU40D的控制动作的流程图，省略图示。此外，在计算出补充量时，残留量能够和图4所示的流程图单独地逐次计算。在这方面，补充量未必限于工作停止条件成立时，例如也可以和残留量一起逐次计算。
[0090]接下来对热输送装置ID的作用效果进行说明。热输送装置ID在计算补充量时，具体而言如上所述计算补充量。另外，在根据计算出的补充量对阀22进行开闭时，具体而言如上所述开闭阀22。由此，为从工作停止状态开始的下一个工作开始条件成立时做准备，能够在工作停止条件成立后在循环路径部10内确保适量的输送介质量。即，从输送量的观点来看也能够实现装置性能的恢复，具体而言也能够如上所述实现装置性能的恢复。
[0091]实施例5
[0092]本实施例的热输送装置IE除替代E⑶40Α而具有E⑶40Ε这一点以外，和热输送装置IA实质上是相同的。E⑶40Ε除以下所示的点以外，和E⑶40Α实质上是相同的。因此，省略关于热输送装置IE的图示。例如也可以针对热输送装置1B、1C、1D进行同样的变更。
[0093]在E⑶40E中进一步实现冻结判断部和减量修正部。冻结判断部对在循环路径部10内循环的输送介质是否存在冻结的可能性进行判断。在冻结判断部判断为在循环路径部10内循环的输送介质存在冻结的可能性的情况下，减量修正部对在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时循环路径部10内所需的输送介质量进行减量修正。
[0094]冻结判断部例如能够根据大气温度对输送介质是否存在冻结的可能性进行判断。在此情况下，冻结判断部例如经常检测或推定大气温度，并且能够在大气温度低于规定温度的情况下判断为输送介质存在冻结的可能性。规定温度可以设为循环路径部10内的输送介质冻结的温度以上的温度。冻结判断部不一定需要经常检测或推定大气温度。冻结判断部也可以构成为，通过此外的适宜的方法对输送介质是否存在冻结的可能性进行判断。
[0095]减量修正部具体而言对补充量进行减量修正。由此，对在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时循环路径部10内所需的输送介质量进行减量修正。减量修正时的减量修正量能够预先设定。例如在规定期间中，在由冻结判断部判断为输送介质不存在冻结的可能性的情况下，减量修正部能够解除减量修正。
[0096]接下来利用图5所示的流程图对ECU40E的控制动作的一例进行说明。此外，本流程图表示了经常检测大气温度的情况的例子。E⑶40E检测大气温度(步骤S31)，并且判断检测出的大气温度是否低于规定温度(步骤S32)。如果为肯定判断则判断输送介质存在冻结的可能性。因此，如果为肯定判断则E⑶40E对补充量进行减量修正(步骤S33)。
[0097]另一方面，如果在步骤S32中为否定判断，则判断输送介质不存在冻结的可能性。在此情况下，ECU40E对在规定期间中是否判断为不存在冻结的可能性(在规定期间中，步骤S32的否定判断是否持续)进行判断(步骤S34)。而且，如果为肯定判断则解除补充量的减量修正(步骤S35)。在步骤S33之后、或在步骤S34的否定判断之后、或在步骤S35之后，暂时结束本流程图。
[0098]接下来对热输送装置IE的作用效果进行说明。热输送装置IE如上所述对输送介质是否存在冻结的可能性进行判断，并且在判断输送介质存在冻结的可能性的情况下进行减量修正。由此，可以降低在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时循环路径部10内的输送介质的热容量。其结果是，能够提高从低温状态开始的工作性。
[0099]热输送装置IE根据减量修正对循环路径部10内的输送介质量进行减量修正，从而也能够防止或抑制输送介质在热回收器11及热回收器11周边部以外冻结。由此，防止由冻结导致的路径堵塞、实现冻结的输送介质的早期液相化，从而能够提高从低温状态开始的工作性。因此，热输送装置IE从输送量的观点来看在谋求热输送性能的恢复时能够进一步提高从低温状态开始的工作性。
[0100]实施例6
[0101]本实施例的热输送装置IF除替代E⑶40E而具有E⑶40F这一点以外，和热输送装置IE实质上是相同的。E⑶40F除以下所示的点以外，和E⑶40A实质上是相同的。因此，省略关于热输送装置IF的图示。
[0102]在E⑶40F中进一步实现第三控制部。在循环路径部10内的状态为工作开始条件成立后系统内压力不超过规定压力S的状态的情况下，第三控制部对阀22进行开闭。规定压力δ为系统内压力应达到的压力。
[0103]在这方面，规定压力δ具体而言例如可以作为在工作开始条件成立后在规定期间内系统内压力应达到的压力预先设定。在此情况下，例如在工作开始条件成立后，在经过了规定期间时系统内压力低于规定压力δ的情况下，第三控制部可以对阀22进行开闭。另夕卜，能够根据在经过了规定期间时的系统内压力和规定压力δ之间的差压对阀22进行开闭。此外，也可以替代系统内压力和规定压力δ而应用例如系统内压力的变化量和系统内压力变化到应达到的压力的情况下的变化量。
[0104]接下来利用图6所示的流程图对ECU40F的控制动作的一例进行说明。本流程图能够在内燃机50冷起动时开始。ECU40F在内燃机50起动后，对是否经过规定期间进行判断(步骤S41)。如果为否定判断则返回步骤S41。如果为肯定判断则ECU40F取得系统内压力(步骤S42)，并且对取得的系统内压力是否低于规定压力δ进行判断(步骤S43)。如果为否定判断则结束本流程图。如果为肯定判断则ECU40F对阀22进行开闭(步骤S44)。在步骤S44之后结束本流程图。
[0105]接下来对热输送装置IF的作用效果进行说明。在此，在热输送装置IF中，在进行了减量修正的情况下，循环路径部10内的输送介质量减少。因此，在工作开始条件成立后，在经过了一定程度的时间的阶段中，根据热回收器11、冷凝部12的热状态，有时产生输送介质量不足的事态。其结果是，从输送量的观点来看有时不能充分发挥热输送性能。
[0106]另一方面，在此情况下，与循环路径部10内的输送介质量减少的量相应地，系统内压力下降。与此相对，热输送装置IF如上所述对阀22进行开闭，从而使循环路径部10内的输送介质量增加。由此，能够更适当地提高根据减量修正而下降的热输送性能。
[0107]在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时循环路径部10内所需的热输送介质量，从提高工作性的观点来看，例如在工作开始条件成立后使量增加，从而与使量增加了的情况相比，也可以预先设定为使量减少了的值。因此，例如也可以针对热输送装置ΙΑ、1Β、1C、ID进行同样的变更。
[0108]在此情况下，例如在工作停止条件成立后系统内压力高于规定压力α的状态下对阀22进行开闭，从而能够再次使循环路径部10内的输送介质量减少。这对于通过如上所述对阀22进行开闭而在减量修正没有解除的情况下使循环路径部10内的输送介质量增加的热输送装置IF也是同样的。
[0109]以上对本发明的实施例进行了详述，但本发明不限于该特定的实施例，在记载于权利要求书中的本发明的要点的范围中，可以进行各种变形、变更。
[0110]例如在上述实施例中对输送介质为H2O的情况进行了说明。然而，在本发明中不限于此，输送介质也可以利用例如乙醇(alcohol)等适宜的介质。另外，输送介质不一定必须在减压状态下预先被封入在循环路径部内。即使在此情况下，例如在工作停止时冷却也继续进行，其结果是，输送介质的冷凝继续进行而使得循环路径部具有真空状态，会产生空气的吸入。另外，例如热输送装置也可以是进行兰金循环的热输送装置。
[0111]附图标记说明
[0112]1A、1B、1C、1D、1E、1F 热输送装置
[0113]10循环路径部
[0114]11热回收器
[0115]12冷凝部
[0116]20分支路径部
[0117]22 阀
[0118]40A、40B、40C、40D、40E、40F ECU
【权利要求】
1.一种热输送装置，其特征在于，具有: 循环路径部，所述循环路径部装有热回收器和冷凝部并且具有真空状态，所述热回收器使热输送介质蒸气化，所述冷凝部使在所述热回收器中已蒸气化的热输送介质冷凝； 分支路径部，所述分支路径部从所述循环路径部分支并且装有能够控制流通的阀；以及 第一控制部，所述第一控制部在检测到或推定出所述循环路径部正吸入空气的情况下，在所述循环路径部内的压力高于规定压力的状态下对所述阀进行开闭。
2.如权利要求1所述的热输送装置，其特征在于，还具有: 储存箱，所述储存箱以液相状态储存向所述循环路径部补充的热输送介质，并且所述分支路径部以在比在所述储存箱中至少应确保的液面高度低的位置开口的方式与所述储存箱连接； 补充量计算部，所述补充量计算部对从所述储存箱应供给到所述循环路径部的热输送介质的补充量进行计算；以及 第二控制部，在所述第一控制部对所述阀进行开闭后，在所述循环路径部内的压力低于所述规定压力的状态下，所述第二控制部根据所述补充量计算部计算出的补充量对所述阀进行开闭。
3.如权利要求1或2所述的热输送装置，其特征在于，还具有: 冻结判断部，所述冻结判断部对在所述循环路径部内循环的热输送介质是否存在冻结的可能性进行判断；以及 减量修正部，在所述冻结判断部判断为在所述循环路径部内循环的热输送介质存在冻结的可能性的情况下，所述减量修正部对在从工作停止状态开始工作的工作开始条件成立时所述循环路径部内所需的热输送介质量进行减量修正。
4.如权利要求1所述的热输送装置，其特征在于， 所述热输送装置在输送热时，反复进行如下处理:在所述循环路径部内循环的热输送介质，在通过自然循环而冷凝了的状态下在所述热回收器中受热，并且在蒸气化的状态下在所述冷凝部中散热。
5.如权利要求1所述的热输送装置，其特征在于， 所述热输送装置搭载于具有内燃机的车辆，所述热回收器对所述内燃机的排气热进行回收。
【文档编号】F01K9/00GK104246195SQ201280072588
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年4月23日 优先权日:2012年4月23日
【发明者】发田崇, 山田贤一, 岩川隆幸 申请人:丰田自动车株式会社