(57)【要約】  排ガス熱回収システムは、ハウジングと、バルブ部材と、熱交換器とを含んでよい。前記ハウジングは、インレットと、アウトレットと、前記インレットおよび前記アウトレットと連通する第１排ガス経路と、前記インレットおよび前記アウトレットと連通する第２排ガス経路とを含んでよい。前記バルブ部材は、前記ハウジング内に配置されてよく、第１および第２位置の間を可動であってよい。前記第１位置では、前記バルブ部材は、流体が前記第１排ガス経路を流れることを可能にし、前記第２排ガス経路を流体が流れることを実質的に防いでよい。前記第２位置では、前記バルブ部材は、前記第２排ガス経路を流体が流れることを可能にしてよい。前記熱交換器は、前記第２排ガス経路と連通してよく、前記バルブ部材が前記第２位置にあるときに、排ガスと熱的な連通状態にある流体を収容する導管を含んでよい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インレットと、アウトレットと、前記インレットおよび前記アウトレットに連通する第１排ガス経路と、前記インレットおよび前記アウトレットに連通する第２排ガス経路とを含み、前記内燃エンジンから排ガスを受けるように適合する本体と、
前記本体内に配置され、前記第１排ガス経路に流体が流れることを可能にするとともに前記第２排ガス経路を流体が流れることを制限する第１位置と、前記第２排ガス経路に流体が流れることを可能にする第２位置との間を可動なバルブ部材と、
前記第２排ガス経路に連通するとともに、相互に平行に配置された第１，第２，第３，第４冷却板を含む熱交換器と、を具備し、前記第１および第２冷却板は、それらの間で第１作動流体孔を定義し、前記第３および第４冷却板は、それらの間で第２作動流体孔を定義し、前記第２および第３冷却板は、それらの間で第１排気通路を定義し、前記第１冷却板は、前記第１排気通路に平行な第２排気通路を定義し、前記第１および第２排気通路は、前記第２排ガス経路と連通している内燃エンジンの排ガスから熱を回収するためのシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、前記第１，第２，第３，第４冷却板が配置されたハウジングを含み、
前記ハウジングは、前記第１および第２作動流体孔と流体連通する作動流体インレットおよび作動流体アウトレットを含むシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、
前記第１，第２，第３，第４冷却板は、前記第１排ガス経路を流体が流れる方向と平行に配置されるシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、前記第１，第２，第３，第４冷却板の各第１および第２対向端部において前記ハウジング内に配置された第１および第２ディフレクタ板を含むシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、
前記ハウジングは、前記本体に取り付けられた近位端と、前記近位端と対向する遠位端とを含み、
前記作動流体インレットおよび前記作動流体アウトレットは、前記遠位端において、または、その近くにおいて、前記ハウジングの各隅に配置されるシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムであって、
前記第１作動流体孔は、前記作動流体インレットから延び、前記作動流体アウトレットに作動流体を供給する第１および第２略Ｕ字型流路を定義し、
前記第１Ｕ字型流路は、前記第２Ｕ字型流路内に配置されるシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、前記第１略Ｕ字型流路および前記第２略Ｕ字型流路を定義する第１および第２リブを含み、
前記第１および第２リブの少なくとも１つは、前記第１および第２略Ｕ字型流路の間で作動流体が漏れる漏れ開口を含むシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、
前記第１リブは、略Ｕ字型であり、前記第２リブは、略真っ直ぐであるシステム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、前記第２および第３冷却板にそれぞれ取り付けられ、前記第１および第２排気通路にそれぞれ配置された第１および第２フィンパックを含むシステム。
【請求項１０】
請求項４に記載のシステムであって、
前記ハウジングは、前記本体に取り付けられた近位端と、前記近位端と対向する遠位端とを含み、
前記作動流体インレットおよび前記作動流体アウトレットは、前記遠位および近位端の間を延びるラインに沿って配置され、前記熱交換器を介して排ガスをＵ字型流路に導くシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、
前記各第１，第２，第３冷却板は、前記第１および第２排気通路のうちの１つの中に突き出る複数の凹みを含むシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記システムは、前記本体に隣接する前記第１，第２，第３，第４冷却板の端部に取り付けられたディフレクタをさらに具備し、
前記ディフレクタは、前記バルブ部材が前記第２位置にある場合に、前記バルブ部材と前記第１，第２，第３，第４冷却板の前記端部との間で排ガス漏れを防ぎ、
前記バルブ部材は、前記第２位置における前記ディフレクタと隣接するシステム。
【請求項１３】
インレットと、アウトレットと、前記インレットおよび前記アウトレットに連通する第１排ガス経路と、前記インレットおよび前記アウトレットに連通する第２排ガス経路とを含み、前記内燃エンジンから排ガスを受けるように適合する本体と、
前記本体内に配置され、前記第１排ガス経路に流体が流れることを可能にするとともに前記第２排ガス経路を流体が流れることを制限する第１位置と、前記第２排ガス経路に流体が流れることを可能にする第２位置との間を可動なバルブ部材と、
前記第２排ガス経路に連通するとともに、相互に平行に配置され排気通路および作動流体通路を定義する複数の冷却板を含む熱交換器と、を具備し、前記排気通路は、それを通る略Ｕ字型流路を定義し、前記作動流体通路は、作動流体インレットから作動流体を受け、作動流体アウトレットに作動流体を供給する第１および第２略Ｕ字型流路を含み、前記第１Ｕ字型流路は、前記第２Ｕ字型流路内に配置され、ディバイダは、前記第１および第２略Ｕ字型流路を定義し、前記第１および第２略Ｕ字型流路の間で作動流体が漏れる漏れ開口を含む内燃エンジンの排ガスから熱を回収するためのシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記複数の冷却板は、第１，第２，第３，第４冷却板を含み、
前記第１および第２冷却板はそれらの間で前記作動流体通路を定義し、前記第３および第４冷却板はそれらの間で別の作動流体通路を定義し、前記第２および第３冷却板はそれらの間で前記排気通路を定義し、前記第１冷却板は別の排気通路を定義するシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、前記第１および第２略Ｕ字型流路を定義し、前記第１および第２略Ｕ字型流路の間で作動流体が漏れる漏れ開口を含む別のディバイダを含むシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムであって、
前記ディバイダの１つは、略Ｕ字型であり、前記他方のディバイダは略真っ直ぐであるシステム。
【請求項１７】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記冷却板は、前記第１排ガス経路を流体が流れる方向と平行に配置されるシステム。
【請求項１８】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、前記冷却板が配置されるハウジングを含むシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、前記冷却板の各第１および第２対向端部において、前記ハウジング内に配置される第１および第２ディフレクタ板を含むシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、
前記ハウジングは、前記本体に取り付けられた近位端と、前記近位端と対向する遠位端とを含み、
前記作動流体インレットおよび前記作動流体アウトレットは、前記遠位端において、または、その近くにおいて、前記ハウジングの各隅に配置されるシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムであって、
前記熱交換器は、隣接する冷却板間に配置され、かつ、前記排気通路内に配置されるフィンパックを含むシステム。
【請求項２２】
請求項１８に記載のシステムであって、
前記ハウジングは、前記本体に取り付けられた近位端と、前記近位端と対向する遠位端とを含み、
前記作動流体インレットおよび前記作動流体アウトレットは、前記遠位および近位端の間を延びるラインに沿って配置され、前記熱交換器を介して排ガスをＵ字型流路に導くシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシステムであって、
前記冷却板の少なくとも１つは、前記排気通路内に突き出る複数の凹みを含むシステム。
【請求項２４】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記システムは、前記本体に隣接する前記冷却板の端部に取り付けられたディフレクタをさらに具備し、
前記ディフレクタは、前記バルブ部材が前記第２位置にある場合に、前記バルブ部材と前記冷却板の前記端部との間で排ガス漏れを防ぎ、
前記バルブ部材は、前記第２位置における前記ディフレクタと隣接するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年２月２６日に出願された米国特許出願第１４／１９０，６４８号の優先権を主張し、かつ、２０１３年３月５日に出願された米国仮出願第６１／７７２，５７８号の利益も主張している。本出願の全ての開示は、参照することによりここに組み入れられる。
【０００２】
本開示は、コンパクトな熱交換器および流れ制御アセンブリに関し、より詳細には、自動排熱回収システムおよび熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００３】
このセクションでは、本開示に関する背景情報に触れるが、必ずしも従来技術というわけではない。
【０００４】
内燃エンジンにより消費される燃料のエネルギーの相当量（例えば、約三分の一）は、当該内燃エンジンに付随した排気システムを介して排除される熱として失われる。種々の目的のために排気システムを流れる排ガスから上記熱または熱エネルギーを回収することが望ましい。例えば、このように回収された熱エネルギーは、より早く車内を温めフロントガラスの霜を取り除くための車両用流体を加熱するために、使用することができる。さらには、あるいは、代わりに、回収された熱エネルギーは、例えば、エンジン、トランスミッション、または、トランスアクスルなどにおいて、それらシステム内の対応する潤滑油の温度を上昇させて、車両潤滑システムにおける摩擦および粘性損失を減少させることにより、燃料経済性の向上のために使用することができる。
【０００５】
排ガスから熱を回収することで、熱回収デバイス、特に、熱交換器を伴ったものに関して、技術的に困難なことが起こりうる。熱回収システムは、最小背圧での所望の熱量を抽出しつつ、劣悪な作動条件（例えば、熱、酸化、腐食）を克服しなければならない。コンパクト化、軽量化、低コスト化の要求が自動車の導入に必要とされる場合、さらなる制約がこのシナリオに加えられる。さらには、背圧および熱移送が最小である迂回モードを有することが可能であることが、あるエンジン動作条件または車両応用にとって望ましい場合がある。
【発明の概要】
【０００６】
このセクションは、本開示の概括的な要約であり、その全範囲またはその特徴のすべてを包括的に開示しているわけではない。
【０００７】
本開示は、それ自体から熱エネルギーを回収しうる排ガス流れ内に設置された熱交換器を提供する。熱交換器アセンブリは、熱交換器流路および当該熱交換器流路を迂回させる迂回流路の片方または両方を介して、排ガスの流れを規制するために制御可能なバルブ要素と連結してよい。バルブ要素は、外部アクチュエータによって制御されてよく、かつ、例えば、排ガスの動作条件、熱交換器の作動限界、および／または、熱エネルギー回収の要求に応じて配置されてよい。熱交換器流路および迂回流路は、排気システムの残部と接続するためのアウトレットを有する共通コレクタ内で終結してよい。上記アセンブリは、上記排気の流れ内であれば、いずれの場所にも配置することができる。エンジンに比較的近い場所は、最も熱い排ガス温度を熱交換器に提供する可能性があり、このことによって、上記アセンブリが回収することができる熱エネルギーの量が増えるかもしれない。しかしながら、排ガス温度が高くなるほど、増加した熱負荷によって、熱回収システムの耐久性への要求がより厳しくなる。
【０００８】
上記制御可能な熱回収アセンブリは、例えば、自動車内などの内燃エンジン、あるいは、他の燃焼エンジンと共に使用することができる。回収された熱エネルギーは、エンジン冷媒を迅速に温めるために使用してもよい。これは、より迅速にフロントガラスの霜を溶かす加速車内昇温用の改良ＨＶＡＣ（暖房、喚起、および空調）システム性能を補助するため、および／または、例えばエンジンオイルやトランスミッション流体など、車両内の様々な流体システムを加熱して粘性損失を減少させることによって燃料経済性を向上させる目的である。回収された熱エネルギーのさらなる使用としては、発電用の蒸気の発生（例えば、ランキンサイクルシステム）がある。ここで開示される熱交換器は、排ガス内の熱エネルギーから電気を発生させるための熱電デバイスと共に使用可能なことが理解されよう。
【０００９】
上記エンジンの作動のある期間では、上記排気システムからエネルギーを抽出することは、望ましくない場合がある。このある期間では、排ガスを迂回流路に走らせることが望ましいかもしれない。迂回流れ作動中では、排ガスから作動流体へのいずれの熱移送も最小とすることが望ましいかもしれない。他の作動状態においては、熱抽出が望ましい際に、排ガスの一部、あるいは、全てが、熱交換器を含む流路にそらされる場合がある。排ガスを走らせることは、排ガスが各迂回および熱交換器流路の流れの一定割合に抑圧または調節されるように、制御されてよい。いくつかの実施態様においては、制御モジュールは、種々のエンジンおよび乗物システム・サブシステムの動作条件かつパラメータに基づいて、バルブアセンブリの位置を制御かつ調節するため、バルブアセンブリを駆動させるアクチュエータに電気信号を送る場合がある。また、いくつかの実施態様においては、熱的に制御されたアクチュエータが、バルブアセンブリの位置を制御するために使用されてもよい。このような熱的に制御されたアクチュエータは、ワックスバルブ、サーモスタットデバイス、および／または、排ガス、冷媒、および／または、１以上の所定の熱的状態に達するその他の流体との反応によってバルブアセンブリを駆動させるように設計されたその他のデバイスを含みうる。
【００１０】
上記迂回および熱交換器流路を介して排気流れを制御することによって、排ガスから回収または抽出可能な熱エネルギーの量を制御することができる。上記排ガスからの熱エネルギーの回収は、例えば、エンジンの始動に追従するのが望ましいかもしれない。冷えた始動状態下では、例えば、上記エンジン冷媒を温めるため、フロントガラスの霜を溶かすことを促すため、および／または、乗物の車室を温めるために、上記排ガスからの熱抽出を最大にすることが望ましいかもしれない。また、エンジン冷媒の昇温が加速されることによって、時間平均のエンジンオイル粘度が減少し、エンジン動作部分における粘性損失の低下、および、燃料消費の減少に繋がる。あるいは、高速および／または高負荷エンジン作動状態下では、過剰な熱がエンジン／乗物冷却システムによって運ばれて拒絶されなくてもよいように、排ガスからの熱抽出を減少または最小にすることが望ましいかもしれない。
【００１１】
いくつかの実施態様では、本開示のアセンブリは、排ガスから追加の又は代わりの乗物の流体に熱を移送させる。当該流体は、例えば、エンジン、トランスミッション、車軸、および／または、差動装置用の潤滑油や、および／または、他の流体である。
【００１２】
熱抽出の制御は、乗物において他の理由のためにも使用することができる。例えば、熱抽出システムが触媒コンバータやリーンＮＯｘトラップなどの排出デバイスの上流に位置する場合、特定の温度範囲内で、当該排出デバイスに流入する排ガスの温度を維持することが望ましいかもしれない。当該温度範囲は、排出デバイスの変換効率と排出デバイスの長寿命および耐久性のための使用耐熱温度とに依存する。このタイプの使用では、排出デバイスが最適な動作温度にできるだけ素早く昇温するために、当該排出デバイスが動作温度を下回っている際には、排ガスからの熱抽出を減少または防ぐことが望ましいかもしれない。同様に、高エンジンスピードおよび／または負荷の状態下であっても、排出デバイスの損傷を防ぎおよび／または効率性を維持すべく、排出デバイスの動作温度を動作温度の上限閾値未満に保つため、排ガスから熱エネルギーを抽出することが望ましいことがありうる。
【００１３】
いくつかの態様においては、本開示は、ハウジング、バルブ部材、および、熱交換器を含んでよい排ガス熱回収システムを提供する。ハウジングは、インレットと、アウトレットと、インレットおよびアウトレットに連通する第１排ガス経路と、インレットおよびアウトレットに連通する第２排ガス経路と、を含んでよい。バルブ部材は、ハウジング内に配置されてよく、第１位置と第２位置との間を可動であってよい。第１位置において、バルブ部材は、第１排ガス経路を流体が流れることを可能にし、第２排ガス経路を流体が流れることを実質的に防いでよい。第２位置において、バルブ部材は、第２排ガス経路を流体が流れることを可能にしてよい。熱交換器は、第２排ガス経路と連通してよく、内部に流体が流れる導管を含んでよい。当該流体は、バルブ部材が第２位置にあるときは、熱交換器内の排ガスと熱的に連通してよく、バルブ部材が第１位置にあるときは、排ガスから実質的に熱的に隔離されてよい。熱交換器は、バルブ部材が第１位置にあるときに、第１排ガス経路から実質的に流体的に隔離されてよい。
【００１４】
また、他の態様においては、本開示は、ハウジング、バルブ部材、および、熱交換器を含んでよい排ガス熱回収システムを提供する。ハウジングは、インレットと、アウトレットと、インレットおよびアウトレットに連通する第１排ガス経路と、インレットおよびアウトレットに連通する第２排ガス経路と、を含んでよい。バルブ部材は、ハウジング内に配置されてよく、第１排ガス経路を流体が流れることを可能にする第１位置と、第２排ガス経路を流体が流れることを可能にする第２位置との間を可動であってよい。熱交換器は、第２排ガス経路と連通してよく、内部に流体が流れる導管を含んでよい。当該流体は、バルブ部材が第２位置にあるときは、熱交換器内の排ガスと熱的に連通してよい。ハウジングは、バルブ部材が第１位置にあるときにバルブ部材の先端と接触する第１ストップ部材と、バルブ部材が第１位置にあるときにバルブ部材の後端と接触する第２ストップ部材と、を含んでよい。当該先端は、第１排ガス経路から全体として離れて向かい合った第１ストップ部材の表面と接触してよい。
【００１５】
いくつかの実施態様では、第１排ガス経路は、実質的に線形な流路を定義するために、インレットおよびアウトレットと実質的に一列に並んでいる。また、いくつかの実施態様では、バルブ部材が第２位置にあるときに、バルブ部材は、熱交換器を通る実質的にＵ字型の流路を少なくとも部分的に定義し、バルブ部材が第２位置にあるときに、バルブ部材は、Ｕ字型流路内へのインレットおよびＵ字型流路外へのアウトレットを定義する。
【００１６】
また、本開示は、上記熱回収システム内で作動する熱変換器を提供する。熱交換器は、熱回収システムが熱回収モードで作動している際に、排ガスが流れるかもしれないＵ字型流路を利用してよい。熱交換器の構築は、低圧低下で熱移送の良好なパフォーマンスを依然として提供しつつ、厳しい熱的作動状態下で良好な耐久性を提供するように行われる。いくつかの実施態様では、熱交換器の平行冷却板が、回転バルブ部材が回転する軸に垂直になるように配置される。排ガスからの熱移送を増加させるために、熱移送フィンが、冷却板の間に配置されてもよい。冷却板冷媒ヘッダーは、バルブ本体に遠位な冷却板の端部に沿って、熱交換器の向かい合った角に位置してよい。冷却孔を通して冷媒を均一に分配するために、冷却板に種々の特徴が備わってよい。
【００１７】
また、いくつかの実施態様では、上記熱交換器は、高温使用のために構成される。このような実施態様では、冷却板は、回転バルブ部材の軸に垂直に配置されてよく、冷却板の１以上の表面は、幾何学的な特徴を高める熱移送で織り目をつけられている。これらの実施態様における冷媒ヘッダーは、排ガスが流れる別個のＵ字型流路を形成するために、冷却板の中央線上またはその付近に位置し、相互に隣り合い、バルブ本体に近接してよい。冷媒を冷却孔に均一に分配するために、種々の特徴が冷却板に備わってよい。
【００１８】
また、いくつかの実施態様では、冷却板は、バルブ板が迂回位置にあるときに、バルブ板に平行になるように設けられる。このような実施態様では、冷却板は、外側シェル内に収容されてよい。外側シェルは、熱交換器を通るガス経路のインレットおよびアウトレットの両側で排ガスヘッダーを形成してよい。
【００１９】
また、いくつかの実施態様では、排ガス熱回収システムは、排ガスからの２つの流体の流れを加熱する。また、いくつかの実施態様では、排ガス再循環（ＥＧＲ）冷却器は、排ガス熱回収（ＥＧＨＲ）システムと組み合わされ、および／または、共動して作動する。また、いくつかの実施態様では、排ガス熱回収システムは、ガス熱変換器の配置へのガスを含む。
【００２０】
また、いくつかの実施態様では、バルブ本体のインレットおよびアウトレットは、エンジンに付随した排気マニホールドと連通してよく、排気マニホールドを流れる排ガスのほぼ全ては、インレットおよびアウトレットを流れてよい。
【００２１】
別の態様では、本開示は、内燃エンジンの排ガスから熱を回収するための別のシステムを提供する。当該システムは、本体、バルブ部材、および、熱交換器を含んでよい。本体は、インレットと、アウトレットと、インレットおよびアウトレットに連通する第１排ガス経路と、インレットおよびアウトレットに連通する第２排ガス経路と、を含んでよい。また、本体は、内燃エンジンから排ガスを受けるように適合してよい。バルブ部材は、本体内に配置されてよく、第１排ガス経路を流体が流れることを可能にするとともに第２排ガス経路を流体が流れることを制限する第１位置と、第２排ガス経路を流体が流れることを可能にする第２位置との間を可動であってよい。熱変換器は、第２排ガス経路と連通してよく、相互に平行に配置された第１，２，３，４冷却板を有してよい。第１および第２冷却板は、それらの間で第１作動流体孔を定義してよい。第３および第４冷却板は、それらの間で第２作動流体孔を定義してよい。第２および第３冷却板は、それらの間で第１排気通路を定義してよい。第１冷却板は、第１排気通路と平行な第２排気通路を定義してよい。第１および第２排気通路は、第２排ガス経路と連通してよい。
【００２２】
いくつかの実施態様では、上記熱交換器は、上記第１，２，３，４冷却板が配置されるハウジングを含んでいる。当該ハウジングは、第１および第２作動流体孔との流体連通において、作動流体インレットおよび作動流体アウトレットを含んでよい。
【００２３】
また、いくつかの実施態様では、第１，２，３，４冷却板は、流体が第１排ガス経路を流れる方向と平行に配置される。
【００２４】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、第１，２，３，４冷却板の各第１および第２対向端部においてハウジング内に配置される第１および第２ディフレクタ板を含む。
【００２５】
また、いくつかの実施態様では、本体に取り付けられた近位端と、当該近位端と対向する遠位端と、を含む。作動流体インレットおよび作動流体アウトレットは、遠位端において、または、その近くにおいて、ハウジングの各隅に配置されてよい。
【００２６】
また、いくつかの実施態様では、第１作動流体孔は、作動流体インレットから延び、作動流体アウトレットに作動流体を供給する第１および第２略Ｕ字型流路を定義し、第１Ｕ字型流路は、第２Ｕ字型流路内に配置される。
【００２７】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、第１略Ｕ字型流路および第２略Ｕ字型流路を定義する第１および第２リブを含む。第１および第２リブの少なくとも１つは、第１および第２略Ｕ字型流路の間で作動流体が漏れる漏れ開口を含んでよい。
【００２８】
また、いくつかの実施態様では、第１リブは、略Ｕ字型であり、第２リブは、略真っ直ぐである。
【００２９】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、第２および第３冷却板にそれぞれ取り付けられ、第１および第２排気通路にそれぞれ配置された第１および第２フィンパックを含む。
【００３０】
また、いくつかの実施態様では、ハウジングは、本体に付随する近位端と、当該近位端と対向する遠位端とを含む。作動流体インレットおよび作動流体アウトレットは、遠位および近位端の間を伸びるラインに沿って配置され、熱交換器を介して排ガスをＵ字型流路に導いてよい。
【００３１】
また、いくつかの実施態様では、各第１，２，３冷却板は、第１および第２排気通路のどちらかに延びる複数の凹みを含む。
【００３２】
また、いくつかの実施態様では、上記システムは、本体に隣接する第１，２，３，４冷却板の端部に取り付けられたディフレクタを含む。ディフレクタは、バルブ部材が第２位置にある場合に、バルブ部材と第１，２，３，４冷却板の端部との間で排ガス漏れを防いでよい。バルブ部材は、第２位置におけるディフレクタと隣接してよい。
【００３３】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、ディフレクタ板と、冷却板が配置されるハウジングと、を含む。ディフレクタ板は、ハウジング内に配置されてよく、冷却板を受ける複数のスロットを含んでよい。各スロットは、冷却板の端部を把持する弾性柔軟タブの対応対によって定義されてよい。
【００３４】
また、いくつかの実施態様では、タブは、冷却板に対するディフレクタ板の動きに応じて冷却板の端部の把持を強めるために、配置されてよい。
【００３５】
別の態様では、本開示は、内燃エンジンの排ガスから熱を回収するための別のシステムを提供する。当該システムは、本体、バルブ部材、および、熱交換器を含んでよい。本体は、インレットと、アウトレットと、インレットおよびアウトレットに連通する第１排ガス経路と、インレットおよびアウトレットに連通する第２排ガス経路と、を含んでよい。また、本体は、内燃エンジンから排ガスを受けるように適合してよい。バルブ部材は、本体内に配置されてよく、第１排ガス経路を流体が流れることを可能にするとともに第２排ガス経路を流体が流れることを制限する第１位置と、第２排ガス経路を流体が流れることを可能にする第２位置との間を可動であってよい。熱変換器は、第２排ガス経路と連通してよく、相互に平行に配置され排気通路および作動流体通路を定義する複数の冷却板を含んでよい。排気通路は、それを通る略Ｕ字型流路を定義してよい。作動流体通路は、作動流体インレットから作動流体を受け、作動流体アウトレットに作動流体を供給する第１および第２略Ｕ字型流路を含んでよい。第１Ｕ字型流路は、第２略Ｕ字型流路内に配置されてよい。ディバイダは、第１および第２略Ｕ字型流路を定義してよく、第１および第２略Ｕ字型流路の間で作動流体が漏れる漏れ開口を含んでよい。
【００３６】
いくつかの実施態様では、複数の冷却板は、第１，２，３，４冷却板を含む。第１および第２冷却板は、それらの間で作動流体通路を定義してよい。第３および第４冷却板は、それらの間で別の作動流体通路を定義してよい。第２および第３冷却板は、それらの間で排気通路を定義してよい。第１冷却板は、別の排気通路を定義してよい。
【００３７】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、第１および第２略Ｕ字型流路を定義し、第１および第２略Ｕ字型流路の間で作動流体が漏れる漏れ開口を含む別のディバイダを含む。
【００３８】
また、いくつかの実施態様では、ディバイダの１つは、略Ｕ字型であり、他方のディバイダは、略真っ直ぐである。
【００３９】
また、いくつかの実施態様では、冷却板は、第１排ガス経路を流体が流れる方向と平行に配置される。
【００４０】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、冷却板が配置されるハウジングを含む。
【００４１】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、冷却板の各第１および第２対向端部において、ハウジング内に配置される第１および第２ディフレクタ板を含む。
【００４２】
また、いくつかの実施態様では、本体に取り付けられた近位端と、当該近位端と対向する遠位端とを含む。作動流体インレットおよび作動流体アウトレットは、遠位端において、または、その近くにおいて、ハウジングの各隅に配置されてよい。
【００４３】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、隣接する冷却板間に配置され、かつ、排気通路内に配置されるフィンパックを含む。
【００４４】
また、いくつかの実施態様では、ハウジングは、本体に取り付けられた近位端と、当該近位端と対向する遠位端とを含む。作動流体インレットおよび作動流体アウトレットは、遠位および近位端との間を伸びるラインに沿って配置され、熱交換器を介して排ガスをＵ字型流路に導いてよい。
【００４５】
また、いくつかの実施態様では、冷却板の少なくとも１つは、排気通路内に突き出る複数の凹みを含む。
【００４６】
また、いくつかの実施態様では、上記システムは、本体に隣接する冷却板の端部に取り付けられたディフレクタを含む。ディフレクタは、バルブ部材が第２位置にある場合に、バルブ部材と冷却板の端部との間で排ガス漏れを防いでよい。バルブ部材は、第２位置におけるディフレクタと隣接してよい。
【００４７】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、ディフレクタ板と、冷却板が配置されるハウジングと、を含む。ディフレクタ板は、ハウジング内に配置されてよく、冷却板を受ける複数のスロットを含んでよい。各スロットは、冷却板の端部を把持する弾性柔軟タブの対応対によって定義されてよい。
【００４８】
また、いくつかの実施態様では、タブは、冷却板に対するディフレクタ板の動きに応じて冷却板の端部の把持を強めるために、配置されてよい。
【００４９】
別の態様では、本開示は、内燃エンジンの排ガスから熱を回収するための別のシステムを提供する。当該システムは、第１および第２バルブアセンブリと熱交換器とを含んでよい。第１バルブアセンブリは、第１バルブ本体および第１バルブ部材を含んでよい。第１バルブ本体は、第１インレットと、第１アウトレットと、第１開口と、を含んでよい。第１インレットは、内燃エンジンから排ガスを受けるように構成されてよい。第１バルブ部材は、第１バルブ本体内に配置されてよく、それに対して、第１迂回位置と第１熱交換位置との間を可動であってよい。第１バルブ部材は、第１迂回位置において、第１インレットと第１開口との間の流体連通を制限し、第１熱交換位置において、第１インレットと第１開口と第１アウトレットとの間の流体連通を可能にする。第２バルブアセンブリは、第２バルブ本体および第２バルブ部材を含んでよい。第２バルブ本体は、第２インレットと、第２アウトレットと、第２開口と、を含んでよい。第２インレットは、流体源から流体を受けるように構成されてよい。第２バルブ部材は、第２バルブ本体内に配置されてよく、それに対して、第２迂回位置と第２熱交換位置との間を可動であってよい。第２バルブ部材は、第２迂回位置におけて、第２インレットと第２開口との間の流体連通を制限し、第２熱交換位置において、第２インレットと第２開口と第２アウトレットとの間の流体連通を可能にする。熱交換器は、第１および第２バルブ本体の間に取り付けられて配置されてよく、排ガス流路および流体流路を含んでよい。排ガス流路は、第１開口と流体連通してよく、第１バルブ部材が第１熱交換位置にある場合に、第１インレットから排ガスを受けてよい。流体流路は、第２開口と流体連通してよく、第２バルブ部材が第２熱交換位置にある場合に、第２インレットから流体を受けてよい。流体流路は、排ガス流路から流体的に隔離されてよく、また、排ガス流路と熱移送関係にあってよい。
【００５０】
いくつかの実施態様では、熱交換器は、第１および第２板と、第１および第２フィンパックと、を含む。第２フィンパックは、第１および第２板との間に配置されてよい。
【００５１】
また、いくつかの実施態様では、第１板および第１フィンパックは、排ガス流路の第１部分を定義してよい。第１板および第２フィンパックは、流体流路の第１部分を定義してよい。第２フィンパックおよび第２板は、排ガス流路の第２部分を定義してよい。
【００５２】
また、いくつかの実施態様では、熱交換器は、第１および第２板と第１および第２フィンパックとを包む外部ハウジングを含む。第１および第２バルブ本体は、外部ハウジングの対向する第１および第２端部に取り付けられてよい。
【００５３】
また、いくつかの実施態様では、第１バルブアセンブリおよび熱交換器は、第１Ｕ字型流路を定義するために連携する。第２バルブアセンブリおよび熱交換器は、第２Ｕ字型流路を定義するために連携してよい。
【００５４】
また、いくつかの実施態様では、第１および第２Ｕ字型流路は、１８０度相互にずれて並んでいる。
【００５５】
また、いくつかの実施態様では、流体は空気であり、流体源は、ＨＶＡＣダクトである。
【００５６】
また、いくつかの実施態様では、流体は空気であり、流体源は、エンジンに空気を供給する空気導入ダクトである。
【００５７】
別の態様では、本開示は、内燃エンジンの排ガスから熱を回収するための別のシステムを提供する。当該システムは、バルブアセンブリおよび熱交換器を含んでよい。バルブアセンブリは、バルブ本体およびバルブ部材を含んでよい。バルブ本体は、インレットと、アウトレットと、開口と、を含んでよい。インレットは、内燃エンジンからの排ガスを受けるように構成されてよい。バルブ部材は、バルブ本体内に配置されてよく、それに対して、迂回位置と熱交換位置との間を可動であってよい。バルブ部材は、迂回位置において、インレットと開口との間の流体連通を制限し、熱交換位置において、インレットと開口とアウトレットとの間の流体連通を可能にする。熱交換器は、バルブ本体に取り付けられてよく、排ガス流路と、第１流体流路と、第２流体流路とを含んでよい。第１および第２流体流路は、相互に、かつ、排ガス流路から流体的に隔離されてよい。排ガス流路は、第１および第２流体流路と熱移送関係にあってよい。
【００５８】
別の態様では、本開示は、内燃エンジンの排ガスから熱を回収するための別のシステムを提供する。当該システムは、バルブアセンブリおよび熱交換器を含んでよい。バルブアセンブリは、バルブ本体と、第１および第２バルブ部材と、を含んでよい。バルブ本体は、インレットと、アウトレットと、第１ボリュームと、第２ボリュームと、第１開口と、第２開口と、を含んでよい。インレットは、内部燃料エンジンから排ガスを受け、当該排ガスを第１および第２ボリュームへ供給するように構成されてよい。第１バルブ部材は、第１ボリューム内に配置されてよく、それに対して、第１迂回位置と第１熱交換位置との間を可動であってよい。第１バルブ部材は、第１迂回位置において、第１ボリュームと第１開口との間の流体連通を制限し、第１熱交換位置において、インレットと第１ボリュームと第１開口とアウトレットとの間の流体連通を可能にする。第２バルブ部材は、第２ボリューム内に配置されてよく、それに対して、第２迂回位置と第２熱交換位置との間の第１バルブ部材と独立に可動であってよい。第２バルブ部材は、第２迂回位置において、第２ボリュームと第２開口との間の流体連通を制限し、第２熱交換位置において、インレットと第２ボリュームと第２開口とアウトレットとの間の流体連通を可能にする。熱交換器は、バルブ本体に取り付けられてよく、第１および第２排ガス流路と、第１および第２流体流路と、を含んでよい。第１および第２流体流路は、相互に、かつ、第１および第２排ガス流路から流体的に隔離されてよい。第１および第２排ガス流路は、それぞれ第１および第２流体通路と熱移送関係にあってよい。第１および第２排ガス流路は、それぞれ第２および第１流体流路と実質的に熱的に隔離されてよい。
【００５９】
いくつかの実施態様では、バルブ本体は、第１および第２ボリュームを隔てる内部分離壁を含む。
【００６０】
別の態様では、本開示は、内燃エンジンの排ガスから熱を回収するための別のシステムを提供する。当該システムは、バルブアセンブリおよび熱交換器を含んでよい。バルブアセンブリは、バルブ本体およびバルブ部材を含んでよい。バルブ本体は、インレットと、アウトレットと、開口と、を含んでよい。インレットは、内燃エンジンから排ガスを受けるように構成されてよい。バルブ部材は、バルブ本体内に配置されてよく、それに対して、迂回位置と熱交換位置との間を可動であってよい。バルブ部材は、迂回位置において、インレットと開口との間の流体連通を制限し、熱交換位置において、インレットと開口とアウトレットとの間の流体連通を可能にする。熱交換器は、バルブ本体に取り付けられてよく、排ガス流路および流体流路を含んでよい。流体流路は、排ガス流路から流体的に隔離されてよい。排ガス流路は、流体流路と熱移送関係にあってよい。排ガス流路は、インレットと、第１および第２アウトレットと、を含んでよい。インレットは、バルブ本体内の開口から排ガスを受けてよい。第１アウトレットは、バルブ本体のアウトレットに排ガスを供給してよい。第２アウトレットは、排ガス再循環導管に排ガスを供給してよい。
【００６１】
いくつかの実施態様では、熱交換器の第１アウトレットは、熱交換器の第１端部に配置され、熱交換器の第２アウトレットは、第１端部と対向して、熱交換器の第２端部に配置される。
【００６２】
また、いくつかの実施態様では、排ガス再循環導管は、排ガス流路からの排ガスが第２アウトレットを通って熱交換器を出て行くことを可能にする第１位置と、排ガス流路からの排ガスが第２アウトレットを通って熱交換器を出て行くことを制限する第２位置、との間を可動なバルブを含む。
【００６３】
また、いくつかの実施態様では、排ガス再循環導管は、排ガスをエンジンの導入システムへ供給する。
【００６４】
別の態様では、本開示は、内燃エンジンの排ガスから熱を回収するための別のシステムを提供する。当該システムは、バルブアセンブリおよび熱交換器を含んでよい。バルブアセンブリは、バルブ本体およびバルブ部材を含んでよい。バルブ本体は、インレットと、アウトレットと、開口と、を含んでよい。インレットは、内燃エンジンから排ガスを受けるように構成されてよい。バルブ部材は、バルブ本体内に配置されてよく、それに対して、迂回位置と熱交換位置との間を可動であってよい。バルブ部材は、迂回位置において、インレットと開口との間の流体連通を制限し、熱交換位置において、インレットと開口とアウトレットとの間の流体連通を可能にする。熱交換器は、バルブ本体に取り付けられてよく、排ガス流路および流体流路を定義する冷却板を含んでよい。流体流路は、排ガス流路から流体的に隔離されてよい。排ガス流路は、流体流路と熱移送関係にあってよい。熱交換器は、ディフレクタ板と、冷却板が配置されるハウジングと、を含んでもよい。ディフレクタ板は、ハウジング内に配置され、冷却板を受ける複数のスロットを含んでよい。各スロットは、冷却板の端部を把持する弾性柔軟タブの対応対によって定義されてよい。
【００６５】
また、いくつかの実施態様では、タブは、冷却板に対するディフレクタ板の動きに応じて冷却板の端部の把持を強めるために、配置される。
【００６６】
さらなる適用分野は、ここで提供される記載より明らかになるであろう。本概要における記載および具体的な実施例は、描写のみを目的とすることを意図しており、本開示の範囲を限定する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
ここで記載される図面は、選択された実施態様の描写的な目的のみであり、全ての可能な実施ではなく、本開示の範囲を限定する意図ではない。
【００６８】
【図１】図１は、本開示の原理に応じた排ガス熱回収システムを有するエンジンおよび排気システムの図式表現である。
【図２】図２は、本開示の原理に応じた排ガス熱回収システムの斜視図である。
【図３】図３は、熱交換器カバー板から切り離された熱交換器コアを具備した図２の排ガス熱回収システムの斜視部分断面図である。
【図４】図４は、熱交換位置で示されるバルブ要素を含む図２の排熱回収システムの断面図である。
【図４ａ】図４ａは、迂回位置のバルブ要素を含む図２の排熱回収システムの断面図である。
【図５】図５は、図４の排ガス熱回収システムのフィンパックの部分斜視図である。
【図６】図６は、図３および４の排ガス熱回収システムの側面ディフレクタ板の斜視図である。
【図６ｂ】図６ｂは、熱交換器の冷却板に係合している側面ディフレクタ板の部分断面図である。
【図７ａ】図７ａは、フィンパックを具備した冷却板の正面図である。
【図７ｂ】図７ｂは、冷却板と連結した相殺ストリップフィンパックの端面図である。
【図７ｃ】図７ｃは、冷却板と接合した分離鋸歯フィンパックの端面図である。
【図７ｄ】図７ｄは、１つの冷却板と接合した単一の分離鋸歯フィンパックの端面図である。
【図８】図８は、冷媒孔内の冷媒の流れおよび分配を描写するための冷媒孔の内部の正面図である。
【図９】図９は、冷媒が熱交換器内へ流れ、各冷媒孔へ分配され、最終的に熱交換器外へ出ることを描写するための熱交換器コアの省略斜視図である。
【図１０】図１０は、熱交換器カバー板と連結した熱交換器コアの省略斜視図である。
【図１１】図１１は、熱交換器がその中心線の近くに冷媒インレットおよびアウトレットチューブを有する別の排ガス熱回収システムの斜視図である。
【図１２】図１２は、熱交換器カバー板と連結した熱交換器コアを具備した図１１の排ガス熱回収システムの斜視部分断面図である。
【図１３】図１３は、図１２および３の排ガス熱回収システムのどちらかに組み込み可能な上面ディフレクタ板の斜視図である。
【図１４】図１４は、熱交換位置で示されるバルブ要素を含む図１１の排熱回収システムの断面図である。
【図１４ａ】図１４ａは、図１４の排ガス熱回収システムの部分断面図である。
【図１５】図１５は、冷媒孔内での冷媒の流れおよび分配を描写するための図１２の態様における冷媒孔の内部の正面図である。
【図１５ａ】図１５ａは、図１５のＡ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１５ｂ】図１５ｂは、図１５のＣ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１６】図１６は、冷媒が熱交換器内へ流れ、各冷媒孔へ分配され、最終的に熱交換器外へ出ることを描写するための熱交換器カバー板から分離された代わりの熱交換器コアの省略斜視図である。
【図１７】図１７は、図１２に示される態様のための熱交換器コア用の代わりの冷却板の正面図である。
【図１７ａ】図１７ａは、図１７のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１８】図１８は、ＥＧＨＲシステム用の二重作動流体熱交換器の図式表現である。
【図１９】図１９は、図１８の二重作動流体熱交換器ＥＧＨＲシステムの部分断面斜視図である。
【図２０】図２０は、別の二重作動流体熱交換器ＥＧＨＲシステムの部分断面斜視図である。
【図２１】図２１は、車両内で熱を他の流体システムに移送するために、単一の熱交換器が、ＥＧＲ冷却および排ガス熱回収の両方のために使用可能である複合ＥＧＨＲ−ＥＧＲシステムの図式表現である。
【図２２】図２２は、閉じたＥＧＲバルブ位置における図２１の複合ＥＧＨＲ−ＥＧＲシステムの部分断面斜視図である。
【図２３】図２３は、開いたＥＧＲバルブ位置における図２２の複合ＥＧＨＲ−ＥＧＲシステムの断面斜視図である。
【図２４】図２４は、閉じた位置におけるＥＧＲバルブを含む別の複合ＥＧＨＲ−ＥＧＲシステムの断面図である。
【図２５】図２５は、エンジン排気システムから第２ガス状流体へ熱を移送可能な別のＥＧＨＲシステムの図式表現である。
【図２６】図２６は、エンジン排気システムから同一エンジンシステムの吸気へ熱を移送可能な別のＥＧＨＲシステムの図式表現である。
【図２７】図２７は、図２５および２６に示されるシステムのどちらかに取り込み可能な空対空熱交換器ＥＧＨＲシステムの斜視断面図である。
【図２７ａ】図２７ａは、空対空熱交換器の熱交換器コアの斜視断面図である。
【図２７ｂ】図２７ｂは、空対空熱交換器コア内での使用のために記載されるタイプの熱交換器板の斜視図である。
【図２７ｃ】図２７ｃは、図２７ｂの熱交換器板の拡大斜視部分図である。
【図２７ｄ】図２７ｄは、空対空熱交換器用の熱交換器の端面図である。
【図２７ｅ】図２７ｅは、図２７ｄの熱交換器の拡大部分図である。
【図２７ｆ】図２７ｆは、図２７ｄの断面Ａ−Ａに対応した対空対熱交換器を介した断面である。
【図２７ｇ】図２７ｇは、図２７ｆの熱交換器図の拡大部分図である。
【図２８】図２８は、ＥＧＨＲシステム用の別の熱交換器およびバルブ本体の斜視図である。
【図２９】図２９は、図２８のＥＧＨＲシステム用の熱交換器コアおよび熱交換器ハウジングを描写する斜視図である。
【図３０】図３０は、図２８のＥＧＨＲシステムの熱交換器の側面ディフレクタ板および冷却板構造を描写する斜視図である。
【図３１】図３１は、冷媒ヘッダーを描写し、熱交換器からの冷媒インレットおよびアウトレットチューブがバルブ本体内で冷媒導管と連携する様子を描写している図２８のＥＧＨＲシステムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
実施態様は、添付図面を参照してより詳しく説明される。図面に関して、関連する部材番号は、同様の又は関連する部材および機能を示すことを理解すべきである。以下の記載は、本質的には単に例示的であり、本願の開示、応用又は使用を制限する意図ではない。
【００７０】
実施態様は、本開示が徹底され、当業者にその範囲を充分に伝えるために提供される。複数の具体的な詳細は、本開示の実施態様の充分な理解を提供するために、具体的な要素およびデバイスの例として説明されている。当業者にとっては、特定の詳細は採用される必要はなく、実施態様は多くの異なる形式で具体化されることができ、どちらも本開示の範囲を限定するように解釈されるべきでないことは明らかであろう。いくつかの実施態様では、周知のプロセス、周知のデバイスの構造、周知の技術は、詳細には説明されていない。
【００７１】
ここで使用される専門用語は、特定の実施態様を説明するだけの目的であり、限定する意図はない。ここで使用されるように、文脈が明らかに示さなければ、単数形の「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、複数形を含む意図であってもよい。「構成する」、「構成している」、「含んでいる」、「有している」の用語は、包括的であり、それゆえ、所定の特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または、構成の存在を特定するが、１以上のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成、および／または、それらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【００７２】
ある要素または層が、他の要素または層に対して、「上で」、「嵌合され」、「接続され」、または、「連結され」と呼称されているときは、そのある要素または層は、当該他の要素または層に対して、直接に上にあり、嵌合され、接続され、または、連結されてよく、または、介在する要素または層が存在してもよい。反対に、ある要素または層が、他の要素または層に対して、「直接に上に」、「直接に嵌合され」、「直接に接続され」、または、「直接に連結され」と呼称されているときは、介在する要素または層は存在しなくてよい。要素同士の関係を説明するために用いられるその他の用語も、同様に解釈されるべきである（例えば、“間に”と“直接に間に”、“隣接する”と“直接に隣接する”など）。ここで使われるように、「および／または」の用語は、関連する記載された部材の１つ又は複数のあらゆる組み合わせを含む。
【００７３】
第１，第２，第３などの用語は、さまざまな要素、成分、領域、層、および／または、セクションを説明するために、ここでは使用されてよいが、これらの要素、成分、領域、層、および／または、セクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、成分、領域、層、または、セクションを、別の領域、層、成分と区別するためのみに使用されてよい。「第１」、「第２」の用語やその他の数の用語は、ここで使用される場合には、文脈により明確に示されない限り、連続も順番も示唆するものではない。したがって、下記の第１要素、第１成分、第１領域、第１層、または、第１セクションは、実施態様の説明から逸脱することなく、第２要素、第２成分、第２領域、第２層、または、第２セクションと称されることもできうる。
【００７４】
「内側」、「外側」、「真下」、「下」、「下方」、「上」、「上方」などの空間的に相対的な用語は、図面で描写されるように、ある要素または特徴と別の要素または特徴との関係を説明する上で、その説明が容易になるためにここでは使用されてよい。空間的に相対的な用語は、図に記載される向きに加えて、使用または作動中のデバイスの異なる向きを含むことを意図してよい。例えば、仮に図示のデバイスが反転したとすると、他の要素または特徴の「下」または「真下」と記載される要素は、当該他の要素または特徴の「上」に配置される。そのため、例としての用語である「下」は、上および下の方向を両方含むことができる。デバイスは、他の向きに配置されてよく（９０度又は他の向きに回転される）、ここで使用される空間的に相対的な用語は、それに応じて解釈されてよい。
【００７５】
図１〜１０では、排ガス熱回収システム（ＥＧＨＲシステム）１０が提供され、バルブアセンブリ１６および熱交換器アセンブリ１７を含んでよい。ＥＧＨＲシステム１０は、エンジン１１に付随したシリンダヘッド１４と排ガスが周囲の空気に排気されるテイルパイプとの間のいずれの好適な位置で、エンジン排気システム１５の排ガス流路内に配置されてよい。いくつかの実施態様では、ＥＧＨＲシステム１０は、例えば、触媒コンバータ、ＮＯｘトラップ、排気マニホールド、ターボチャージャー、または、いかなる他の排気システム成分と直接または間接の流体連通の状態にあってよい。ＥＧＨＲシステム１０は、排気システム１５が車両のエンジン区画内のエンジン１１に走らされまたは近接されてよい車両の裏面の横穴またはチャンネル（不図示）に配置されてよい。いくつかの実施態様では、ＥＧＨＲシステム１０は、エンジン１１およびシリンダヘッド１４から排出された排ガスのほぼ全てを受けてよい。他の実施態様では、排ガス再循環（ＥＧＲ）デバイスは、エンジン１１とＥＧＨＲシステム１０との間に配置されてよい。このような実施態様では、ＥＧＨＲシステム１０は、ＥＧＲデバイスからエンジン吸入給気システム１２および／または吸気管１３に再循環しない排ガスのほぼ全てを受けてよい。また、いくつかの実施態様では、ＥＧＲデバイスは、ＥＧＨＲシステム１０の下流に配置されてよい。熱交換器アセンブリ１７によって排ガスから回収された熱は、例えば、エンジン冷媒、エンジンオイル、トランスミッションオイルなどの作動流体、または、車両内のその他の潤滑油またはその他流体に移送されてよい。熱が作動流体に移送される際は、アウトレット５８を通って熱交換器１７を出ていく作動流体の温度は、インレット５７を通って熱交換器１７に流入する作動流体の温度よりも温かい。
【００７６】
バルブアセンブリ１６は、本譲受人が共通に所有している米国特許公開第２０１２／００１７５７５号で開示されるタイプの１つであってよく、当該開示は、そっくりそのまま参考としてここで組み込まれている。以下に記載されるように、バルブアセンブリ１６のバルブ板８０は、迂回位置（図４ａ）と熱交換位置（図３および４）との間を可動であってよい。熱交換位置においては、排ガスは、熱交換器アセンブリ１７を介して流れ、熱を作動流体に移送してよい。迂回位置においては、排ガスは、熱交換器アセンブリ１７を迂回し、排ガスと熱交換器アセンブリ１７との間で熱（すなわち、かなりの熱量）を移送することなく、アウトレットコレクタ５９を通ってＥＧＨＲシステム１０を出ていく。詳しくは示されていないが、ＥＧＨＲシステム１０に流入する排ガスの第１部分が熱交換器アセンブリ１７を迂回し、排ガスの第２部分が熱交換器アセンブリ１７を介して流れることを可能にするために、バルブ板８０は、迂回位置と熱交換位置との間ならどこにでも設置することができる。このようにして、ＥＧＨＲシステム１０は、排ガスと熱交換器アセンブリ１７内の流体との間の熱移送の量を調整し、かつ、最適化することができる。
【００７７】
バルブアセンブリ１６は、バルブ本体５０と、主要バルブ軸５４と、バルブ板またはダイバータ板８０と、を含んでよい。バルブ本体５０は、主要バルブ軸５４およびダイバータ板８０を収容し、バルブ本体５０および熱交換流路を通る排ガスの流れを制御かつ規制するように形成されてよい。バルブ本体５０は、インレット５１と、アウトレット５９と、熱交換器アセンブリ１７との流体連通のための１以上の開口と、を含んでよい。
【００７８】
バルブアセンブリ１６は、インレット鍔５２およびアウトレット鍔５３によって、排気システムに取り付けられてよい。排気システムとの接続は、ボルトで止めた鍔、溶接接続、または、その他の接合によってなされてよい。同様に、バルブアセンブリ１６は、ガスケットあり又はなしで、溶着（図示）またはその他のボルトや接合によって、熱交換器アセンブリ１７に取り付けられてよい。この態様においては、バルブ本体５０は、熱交換器アセンブリ１７との接合のための鍔５５を有する。ガスケットの接合では、特にガスケットが絶縁材質を含む場合に導電性熱移送を減少させるのに役立つのに対し、溶接接合は、漏れのないシールの長所を提供する。冷媒は、作動流体インレットチューブ５７を通って熱交換器アセンブリ１７に入り、作動流体出口チューブ５８を通って出て行く。いくつかの動作環境においては、熱交換器アセンブリの構築および熱交換器の所望の作動状態（平行流または向流作動）によっては、熱交換器アセンブリを通る作動流体の流れを逆転させることが望ましいかもしれない。
【００７９】
バルブ板８０の位置は、排ガスが、ＥＧＨＲシステム１０を通ってバルブ本体インレット５１の下流部へ流れることを規制してよい。バルブ板８０は、「バタフライ」型（例えば、主要バルブ軸５４の軸から両方向に延びる）であってよいが、主要バルブ軸５４の軸から片方向のみに延びる「フラップ」型であってもよい。バルブ板８０は、片側は主軸５４によって、もう片側はスタブ軸８５によって支持されてよい。また、バルブ板８０は、主要バルブ軸５４の片端からのみ固定されてもよい。主要バルブ軸５４およびスタブ軸８５は、バルブ本体５０と連携するように、ブッシング８１または軸受面によって支持される。ブッシングおよび／または軸受材の選択は、実施温度とバルブ軸およびバルブ本体５０の材質とに応じてよい。アクチュエータ（不図示）は、迂回位置と熱交換位置との間でバルブ板８０を移動させるために、主要バルブ軸５４を回転させてよい。アクチュエータの動作は、制御モジュールによって制御され、アクチュエータアーム、リンケージ、または、その他の好適なメカニズム（不図示）によって、主要バルブ軸５４に移送されてよい。主要バルブ軸５４は、保持ワッシャー５６によって軸方向位置に外から保持される。
【００８０】
ＥＧＨＲシステム１０の作動中においては、排ガスは、バルブ本体５０内へ入り、バルブ板８０の位置に応じて、迂回導管および／または熱交換器アセンブリ１７内に向かう。バルブ板止めまたはシート機能８７は、バルブ板８０が熱交換位置にある場合に、バルブ本体５０とバルブ板８０との間の不要な漏れを減少または防ぐために、バルブ本体５０内に向けて形成されてよい。また、バルブ板８０のためのシート機能８７は、主要バルブ軸５４の軸周りのバルブ板８０の回転を制限するために、ポジティブストップを提供する。これによって、いくつかの実施態様では、位置制御なしに（あるいは、細かな位置制御なしに）簡単なアクチュエータを採用できるかもしれない。例えば、バルブ板８０の位置の調整を要しない実施では、低コストな二位置アクチュエータを使用してよい。
【００８１】
熱交換器アセンブリ１７は、主要バルブ軸５４の回転軸に垂直で、バルブ本体インレット５１とバルブ本体アウトレット５９との間の迂回流路に略平行である複数の冷媒板１００を含んでよい。この構成は、熱交換モードで作動している際に、ＥＧＨＲシステム１０を介して背圧を最小限にするのに役立つかもしれない。熱交換器コアは、熱交換器前方冷媒板９５と熱交換器後方冷媒板と共に、重ね合わせた内部冷却板１００を含んでよい。前方冷媒板９５および後方冷媒板は、内部冷却板１００と同一であってもよいし、同一でなくてもよい。冷却板は、その間に冷媒孔１０４（図３）が存在するように配置される。作動流体は、冷却板の間を当該孔１０４内で循環する。排ガスは、冷却板孔の外側を循環し、熱移送が、排ガスと作動流体との間で発生する。作動流体孔１０４は、排ガスとの直接的な接触からシールされる。１つの冷却板対の作動流体孔１０４は、作動流体インレットヘッダー１２４および作動流体アウトレットヘッダー１２５を介して、隣接する冷却板対内の作動流体孔１０４に流体的に接続する。作動流体インレットヘッダー１２４は、冷媒インレットチューブ５７を介して作動流体の供給に接続され、同様に、作動流体アウトレットヘッダーは、冷媒アウトレットチューブ５８を介して作動流体戻りシステムに接続される。冷却板サブアセンブリまたは熱交換器コアは、熱交換器ハウジング９１内に収容されている。熱交換器ハウジング９１は、バルブ本体５０と連結される際に、冷却板サブアセンブリ用の密封封入を形成する一連のカバー板を含んでよい。具体的には、熱交換器ハウジング９１は、前方カバー板９８と、後方カバー板９７と、側面カバー板９６と、を含んでよい。図示される態様では、熱交換器ハウジング９１は、バルブ本体鍔５５に溶接されている。
【００８２】
熱交換器アセンブリ１７の１つの態様では、第１冷却孔１０４は、前方冷媒板９５と隣接した内部冷却板１００との間に形成されてよい。同様に、熱交換器コア内の最後の冷却孔は、後方冷媒板とその隣接した内部冷却板１００との間に形成される。冷却板のサブアセンブリは、冷却インレットおよびアウトレットチューブ５７，５８の各付近と、前方カバー板９８が前方冷却板９５と結合し、同様に、後方カバー板が後方冷却板と結合しているその他の連結ゾーン１０５とにおいて、溶接またはロウ付け接合によって、熱交換器ハウジング９１内に保持されている。連結ゾーン１０５の配置では、熱交換器の比較的により冷たい部分が選択され、熱交換器ハウジングと熱交換器コアとの間でストレスを誘発することなく、熱交換器コアと前方および後方カバー板との間で差動を可能にするように配置される。熱交換器ハウジングと前後方冷却板との間で選択的な連結を有する当該方法は、フィンパック８３が、排ガスからの熱移送を高めるために、冷却板間の排ガス流路内で使用される際に、最小熱耐久性の問題を有することがわかった。
【００８３】
側面ディフレクタ板９９は、主にはフィンパック８３と隣接した領域で、熱交換器側面カバー板９６と冷却板１００との間の熱交換器の両側面で使用される。側面ディフレクタ板９９の機能は、冷却板１００の各端部の間、および、フィンパック８３の端部と側面カバー板９６との間の空間を満たすことによって、排ガスがフィンパック８３を迂回することを防ぐことである。側面ディフレクタ板９９は、製造プロセス中で冷却板１００を共に設置し、保持するためにも機能することができる。上面ディフレクタ板８２は、熱交換器とバルブアセンブリ１６との間の冷却板１００の上側面で使用される。上面ディフレクタ板８２は、冷却板１００の上面端部に沿った不要な排ガス漏れを防ぎ、また、熱交換器位置にある場合に、バルブ板８０用のストップシール面を提供する。
【００８４】
上記アセンブリ内における全ての構成要素の接合は、レーザー溶接、ロウ付け、または、これら２つの方法の組み合わせのいずれかによって、実現することができる。上記構成要素は、ハンダ付け、他の溶接方法、糊付け、および同様なものの方法のあらゆる組み合わせによっても接合可能なことが考えられる。
【００８５】
ＥＧＨＲシステム（熱交換器モードで）による排ガス流路１３２は、図４に描写される。排ガスは、バルブ本体インレット５１に入り、熱交換位置のバルブ板８０を介して、排ガスは、フィンパック８３が位置した熱交換器コアの第１部分に向かう。そして、排ガスは、冷媒板対の間の排ガス流路を流通する。排ガスは、熱交換器フィンパック８３の第１部分を出るときに、熱交換器コアの第２部分における略Ｕ字型流路で方向を変える。その後、排ガスは、フィンパック８３の第２部分を含む熱交換器コアの第３部分に入る。そして、排ガスは、熱交換器コアを出た後に、バルブ本体５０の第２部分（すなわち、バルブ板８０の下流部）に入り、バルブ本体アウトレット５９を出る。作動流体または冷媒は、冷却板対間と、冷媒インレットヘッダー１２４および冷媒アウトレットヘッダー１２５を経て冷却板対内と、に分配される。冷却板は、その周辺に沿って、端部連結領域１３４でまとまってシールされる。冷却板の対は、冷媒分配ヘッダーを形成するために、ヘッダー連結領域１３３でまとまってシールされる。
【００８６】
理想的には、フィンパック８３は、冷却板１００に少なくとも１つのロケータ突出部１２１を備える組立中に、適所に配置される。ロケータ突出部１２１は、冷却孔から冷却板対間の排ガス流路内へ外側に延びる。熱交換器冷却板の第２部分の全体は、フィンパック８３と直接的にではなく隣接した冷却板の領域内に対する熱移送を増加させるために、熱移送増進幾何学的特徴１３５で覆われてもよいし、覆われなくてもよい。フィンパック８３は、ランス相殺ストリップフィンパック（図５）やルーバーフィンパック（不図示）などのあらゆる熱移送表面によって構成することができる。これらの２つのタイプのフィンパックは、最小限の排ガス圧の低下で多量の熱移送を提供するかもしれない。フィンの目的は、熱をフィンに移送するために排ガス用の熱移送表面積を増加することであり、フィンは順々に熱を冷却板に、最終的には作動流体に案内する。フィンパック８３の高さは、良好なロウ付け状態および／または良好な熱移送を提供するための冷却板１００とフィンパック８３との良好な接触を確保するために、冷却板対間の距離（排ガス流路を形成するギャップ）と密接に一致しなければならない。
【００８７】
側面ディフレクタ板９９は、排ガスがフィンパック８３を迂回することを防ぐために使用される。側面ディフレクタ板９９（図６）は、冷却板１００の端部を支え、フィンパック８３の端部と熱交換器側面カバー板９９との間のギャップを効果的にシールするスロット１５１を有する。また、側面ディフレクタ板９９は、側面カバー板９６と前方および後方カバー板との付近で良好な密着を提供するために、隅ノッチ１５２を有する。側面ディフレクタ板９９は、一定の間隔で冷却板１００にスペースを提供する（図３および６ｂ）。また、側面ディフレクタ板９９は、スタンピング工程で形成される。これは、冷却板１００を所定の位置に強固に保持するために冷却板１００の端部を滑りかつ把持するバネ状タブ１０１によって、スロット１５１が定義されるためである。
【００８８】
図６ｂに示されるように、側面ディフレクタ板９９が冷却板１００と係合するとき、各スロット１５１を定義するために連携する隣接したタブ１０１の各対の第１および第２タブ１０１は、曲げられる。ここで、第１および第２タブ１０１は、それらが側面ディフレクタ板９９の主要本体１０３から外側に延びる際に、相互に向かって延びるように曲げられる。冷却板１００がスロット１５１で支えられるとき、各隣接した対のタブ１０１は、相互に向かってバネ付勢されている（すなわち、タブ１０１の弾性柔軟性は、スロット１５１を抑制するように相互に向かってタブ１０１を圧迫する）。隣接するタブ１０１の上記設定によって、タブ１０１は、冷却板１００の端部を把持させられる。この把持は、側面ディフレクタ板９９が冷却板１００から取り除かれるために移動しなければならない方向（すなわち、図６ｂの参照フレームに対して上方に）において、冷却板１００に対する側面ディフレクタ板９９のいかなる動作よりもなお堅固である。したがって、一旦、側面ディフレクタ板９９が冷却板１００に組み立てられると、側面ディフレクタ板９９を取り除くことは、大変困難である。これは、側面ディフレクタ板９９を取り除くための力が増加するほどに、その増加した力で冷却板１００を把持するタブ１０１の保持力のためである。
【００８９】
図７ａから７ｄでは、冷媒チャンネルを形成するために、冷却板１００がどのように連携するかについて、参照することができる。冷却板１００は、冷却板対を形成するために、端部連結領域１３４において、冷却板１００の外縁部の付近でシールされる。冷却板対は、ヘッダー連結領域１３３において、冷媒インレットヘッダー１２４および冷媒アウトレットヘッダー１２５の付近で接合される。フィンパック８３は、板対の間に位置する。フィンパック８３は、図７ｂにおけるように、冷却板１００の間のギャップ全体を横断することができる。これは、連結フィンパックと呼称してもよい。なぜなら、各フィンパック８３は、異なる冷却板対において、２つの冷却板１００と熱的接触の状態にあるからである。連結フィンパックを伴う場合では、フィンパック８３を冷却板１００にロウ付けすることによって、冷却板１００とフィンパック８３との間で良好な熱的接触を確保することが望ましいかもしれない。
【００９０】
図７ｃに示されるような代わりのフィン構造は、分離フィンパックである。この態様では、各冷却板１００は、一つのフィンパック８３と熱的接触状態にある。熱交換器コアに組み立てられるとき、分離フィンパックは、熱移送のための連結フィンパックのように作動する。分離フィンパックの潜在的な利点は、熱交換器コアの組み立ての前に、別の製造作業において、冷却板１００と溶接、ロウ付け、または、その他の接合が可能なことである。これは、製造プロセスにおいてロウ付けする必要なく、熱交換器全体を溶接する場合に望ましい。はっきりさせるために、図７ｄは、フィンパック８３に取り付けられた１つの冷却板１００の分離した状態を描写している。図７ｄの取り付けられたフィンを具備した冷却板は、まとめて組み立てられ、図７ｃの熱交換器コアが形成される。また、図７ａ〜７ｄでは、冷却板リブまたはダイバータ機能１１７に注目されたい。冷媒板対において相互に隣接した冷却板ダイバータ機能１１７は、冷却孔内の作動流体または冷媒の流路を制御かつ管理するために、相互に連携する。
【００９１】
冷却板１００間の冷却孔を介した作動流体または冷媒の流路は、図８に示される。
冷媒インレットヘッダー１２４から冷却孔に流入する冷媒は、２つの冷媒流路に分かれる。すなわち、冷却孔の３つの外縁端部に沿った第１外側Ｕ字型流路１５０ａ（すなわち、Ｕ字型ダイバータ機能１１７の外側）、および、ダイバータ機能１１７と略線形なダイバータ機能１１８との間の第２内側Ｕ字型流路１５０ｂである。両方の流路からの冷媒は、冷媒アウトレットヘッダー開口１２５において、回収される。ダイバータ機能１１７およびダイバータ機能１１８の具体的な大きさと配置は、数値流体計算方法シミュレーションソフトウェアを用いて計算された。これらの機能は、冷却板１００表面全体にわたるように冷媒を均一に分配するよう選択された。ある領域では、対の冷却板上のダイバータ機能１１７，１１８は、ダイバータ機能１１７，１１８の間での冷媒流れを防ぐために連携する。その他の領域では、対の冷却板上のダイバータ機能は、それらの間での、または、それらを横切る冷媒再分配流れ１５１の制御された量を可能にする。ダイバータ機能を横切る当該制御された再分配流れ１５１は、特に、ダイバータ機能１１７および１１８の下流部側において、冷媒孔内での再循環や沈滞の領域を防ぐ。はっきりさせるために、図８は、冷却板対の２つの冷却板１００の間の冷却孔内での冷媒の分配および流路を描写しているのに対し、図９は、熱交換器コア全体の冷却板対の至る所に冷媒を分配しているのを描写している。さらに、図９は、外部Ｕ流路１５０ａにおいても、冷媒または作動流体インレット流れ１６０およびアウトレット流れ１６１を説明するのに役立っている。この図においては、前方冷却板９５が、第１冷却孔１６６の１つの側面を形成することを参照でき、後方冷却板１６５が、最後の冷却孔１６７の１つの側面を形成することを参照できる。
【００９２】
図１０は、図１の熱交換器アセンブリ１７のある追加の態様を表している。この場合、第１冷媒板１７０は、熱交換器の前方カバー板１８０と完全に連結しており、最後の冷媒板１７１は、熱交換器の後方カバー板１８１と完全に連結している。換言すれば、冷媒孔が、各前方および後方カバー板と隣接した内部冷却板１００との間に形成されている。はっきりさせるために、第１冷媒孔１８３は、前方カバー板１８０と第１内部冷媒板１７０との間に形成され、最後の冷媒孔１８４は、後方カバー板１８１と最後の内部冷媒板１７１との間に形成される。側面カバー板１９４は、熱交換器コアを取り囲み、排ガスを熱交換器内に含むために、前方カバー板１８０および後方カバー板１８１に連結する。また、Ｕ字型ダイバータリブ１８２および線形ダイバータリブ１９３は、前方カバー板１８０および後方カバー板１８１の両方に形成される。この態様は、所与の熱交換器コアボリュームの質量とコストに関しては利点を有するかもしれないが、熱的に誘発された負担が、いくつかの実施用の図３の分離コア設計よりも大きい場合がある。
【００９３】
１つの冷却板における冷媒ダイバータ機能がその対の冷却板上の冷媒ダイバータ機能に接触する領域は、熱交換器コアの構造を補強し、排ガス側で超過圧力状態または冷却孔側で不足圧力状態である場合に、冷却孔の崩壊を防ぐことに役立つ。同様に、冷媒ヘッダー領域１３３、フィンパック８３、フィンパックロケータ突出部１２１などの構成は、冷媒圧力が排ガス圧力よりも高い状態に起因して、冷却板１００がバックリングすることを防ぐために、冷却板対の間で連携する。
【００９４】
ＥＧＨＲシステム用の熱交換器の別の一連の態様は、図１１〜１７に開示されている。図１１に描写される熱交換器アセンブリ１７の態様においては、冷媒インレットチューブ３１０と冷媒アウトレットチューブ３１１と冷媒ヘッダーとは、熱交換器の中心線上にある。冷媒インレットヘッダーは、バルブ本体アセンブリ１６と近接している。これは、最も熱い排ガスが熱交換器コアに入る際に、それと接触する熱交換器冷媒孔の領域に最も冷たい作動流体を向けるためである。熱交換器前方カバー板３０７および後方カバー板は、側面カバー板３０８に取り付いている。また、前方カバー板３０７は、冷却板機能を収容するために、リリーフ機能３１２を有する。当該バルブ本体アセンブリ１６の構成は、図３のバルブ本体アセンブリの構成と類似しており、類似の構成は、再び記載されていない。
【００９５】
図１２で示される熱交換器１７の態様においては、冷却板対の間にはフィンパックは存在しない。代わりに、当該冷却板は、平らな冷却板と比較して、熱移送を高めるために作動する連続した幾何学的特徴を有する。第１のフィンがない熱交換器の態様においては、高さが約１ｍｍで直径が約２ｍｍの凹み３１９は、製造過程で冷却板３０６内に簡単にスタンプされながらも、適度な背圧で良好な熱移送を与えることがわかった。図３で示される態様によって確認される熱交換器と比較して、本態様は、冷却板３０３の余分な対を有する。これは、フィンのある熱移送表面と比較して、フィンパックなしの単一の冷却板へのより低い熱移送を埋め合わせるために加えられる。なお、排ガス流路のための冷却板３０３の間の大まかな間隔は、フィンのある熱交換器用の約５ｍｍから、本態様のフィンのない熱交換器用の約４ｍｍに減少された。冷却板３０３は、０．５ｍｍ厚さで、カバー板（前方カバー板３０７、側面カバー板３０８、後方カバー板３２１）は、約１ｍｍ厚さであってよい。冷却孔の分離距離を設計するときは、圧力低下と熱移送との間には、トレードオフがある。冷却板孔の高さは、名目的には約２から３ｍｍである。仮に、冷却孔が冷却板３０３の間で広すぎる距離を有していたら、冷媒速度は低下し、圧力低下は減少するが、熱移送は悪影響を受ける。図３の熱交換器は、約０．２５から０．４ｍｍ厚さで作製されたフィンパックを利用している。熱交換器の材質は、酸化および腐食に耐える要求に加えて高温および急速な温度変化を有しうる排気環境において、良好な耐久性および長寿命を提供するのに適したステンレス鋼または他の材質であってよい。例えば、３０４Ｌステンレス鋼は、多くの実施に使用することができ、３０９および３１９ステンレス鋼のグレードは、より厳しい実施のために考慮に入れることができる。
【００９６】
また、図１２は、第１冷媒孔を形成するために、前方カバー板３０７が第１（または前方）冷媒板３０６で直接にシールされているフィンのない熱交換器の態様を描写している。カバー板と隣接した冷却板との当該連結した性質は、最小の熱ストレスを有し、それゆえ、フィンなし熱交換器にとってベストな熱耐久性を有することがわかった。冷媒孔内の冷媒の分配を制御するために、連結して隣接する冷却板冷媒ダイバージョンリブ３２０と連携する目的で、前方および後方カバー板３０７，３２１は、それにスタンプされた冷媒ダイバージョンリブ３１２を含んでよい。冷媒は、冷媒インレットチューブ３１０を通って熱交換器アセンブリ１７に入り、冷媒インレットヘッダー３０９を経て各冷却孔に分配される。各冷媒孔からの冷媒は、冷媒アウトレットヘッダー３０５で回収され、この冷媒は、冷媒アウトレットチューブ３１１を通って熱交換器アセンブリを出る。
【００９７】
内部冷却板３０３は、側面ディフレクタ板３１８との組立中に設置される。側面ディフレクタ板３１８は、側面カバー板３０８近くの冷却板３０３の端部周囲のギャップを満たすことで、排ガスが熱移送表面を迂回することを防ぐ。図１４で参照されるように、側面ディフレクタ板は、側面カバー板３０８に隣接した冷却板３０３の３つの側面全ての上で使用することができる。
【００９８】
上面ディフレクタ板３１７は、図３で示された態様のように、本態様において同様な機能を奏する。図１３は、ノッチ３１４をより詳しく描写している。ノッチ３１４は、排ガスの流れが熱交換器を介して通過しないでバルブアセンブリのインレットからアウトレットまで熱交換器を短絡させてしまうことを防ぐために、冷媒板３０３の端部にわたって合致する。また、上面ディフレクタ板３１７は、横ブロッカータブ３０４を含んでもよい。これは、バルブ本体と冷却板３０３の上面端部との間において、前方および後方カバー板近くの領域の排ガスの流れをブロックすべく、バルブ板８０と連携するためである。
【００９９】
図１４では、冷媒チューブおよびヘッダーの中心位置は、熱交換作動モードにおいて熱交換器を通る排ガス用の無加工のＵ字型流路を生み出していることがわかる。インレット排ガス流路３５０は、上流部排気要素から排気インレットチューブ３６３へ移送される排ガスで始まる。熱交換モードにおいては、排ガスは、バルブアセンブリ１６の第１部分に入り、熱交換器に入るためバルブ板８０に沿って曲がる。排ガスは、熱交換器コアを介して１つの連続したＵターンを行い、バルブアセンブリ１６の第２部分へ熱交換器を出る。排ガス流路はバルブアセンブリを離れ、排ガスは次の下流部排気要素または排気アウトレットチューブ３６４に入る。また、図１４は、排ガスを冷却板３０３の間の主要な熱移送表面内で保持し、当該ガスが冷却板対と側面カバー板３０８との間の冷却板端部の領域を循環することを防ぐために、どのように３つの側面ディフレクタ板３１８を使用することができるのかについて描写している。なお、図１４の側面ディフレクタ板３１８は、ノッチ間隔が特定の冷却板３０３の間隔のために調整されることを除いて、図６に示される側面ディフレクタ板と類似している。また、図１４は、バルブ板８０と上面ディフレクタ板３１７と冷却板３０３との間の関係を示している。
【０１００】
図１４では、冷却板３０３の間のポジティブ分離距離を提供するために、スタンドオフ構成３７１が、冷却板の様々な位置に提供されていることがわかる。また、板対は、冷却板インレットヘッダー領域３９８およびアウトレットヘッダー領域３９９においてシールされる。これらの構成は、製造中に板対を固定の距離離して保ち、冷却板３０３の片側への圧力が冷却板３０３のもう片側への圧力と異なる場合に、冷却板が曲がることを防ぐのに役立つ。アウトレット冷媒ヘッダー３０５に直接隣接したインレット冷却ヘッダー３０９を具備した本態様の独自の要件としては、冷媒インレットヘッダー３０９と冷媒アウトレットヘッダー３０５との間にガス流れブロッカープラグ３７２を配置する必要性が挙げられる。ガス流れブロッカープラグ３７２は、製造制約のために冷媒ヘッダー間に生じたオープンガスボリュームを満たし、熱交換器を介した排ガスの短絡を防ぐ。冷却板３０３上の熱移送増進構成３１９は、熱移送を最大限にできるように、冷却板上の至る所に配置される。増進熱移送特徴３１９を簡単には取り入れることができない冷却板３０３の領域には、スタンドオフ構成３７１と、冷媒インレットヘッダー３０９と、インレットヘッダー領域３９８と、冷媒アウトレットヘッダー３０５と、アウトレットヘッダー領域３９９と、冷媒ダイバージョンリブ３２０とが含まれる。
【０１０１】
ここで開示される熱交換器の態様のいずれかにおいて見つけられるかもしれない追加的な構成は、図１４ａで詳述されるような内部熱シールド３７２である。この熱シールド３７２は、熱交換器とバルブ本体との間の境界近くで、熱交換器カバー板に片端に沿って取り付けられた耐熱素材である。この熱シールドは、排ガスから第１および最後の冷媒板への熱移送を制限し、それによって、第１および最後の冷媒板と前方および後方カバー板とで発生する熱歪みを減少させる。熱シールド３７２は、いずれの冷却板にも取り付けられないため、冷却板への過度な影響なしに自由に拡がる。なお、冷却孔３３３は、後方カバー板を冷却し、アセンブリの耐久性を向上させるのに役立つ後方カバー板３２１を組み入れている。図示されていないが、熱シールドは、前方カバー板３０７および第１冷却板３０６に対して同様な機能を提供する。また、図１４ａでは、バルブ本体鍔５５の後方カバー板３２１との連結について、詳述されている。この態様では、カバー板は、溶接部３７７でバルブ本体鍔５５と結合される。
【０１０２】
また、冷却板の中央線上に相互に隣接した冷媒インレットおよびアウトレットヘッダーの配置は、略長方形状の冷却板３０３の表面に対して均一に冷媒を分配する方法において、興味深い問題を提起する。冷媒ダイバージョンリブ３２０の対称的なシステムは、図１５に示されるように、一連の数値流体計算方法シミュレーションによって開発された。一般的に、冷媒インレットヘッダー３０９は、バルブ板に最も近い熱交換器冷却板３０３の上面に配置される。これは、最も冷たい作動流体または冷媒が、排ガスが初めて熱交換器コアと出会う端部に沿って、冷却板と接触することを確実にする。これは、最も高温な排ガスのゾーンにおいて熱交換器冷却板を冷たく保つのに役立ち、熱歪曲を最小限にし、耐久性を向上させる。冷媒ダイバージョンリブ３２０は、冷却孔内での冷媒の均一な分配に資するべく、様々な高さで設計された。図１５ａおよび１５ｂは、熱交換器コアの４つの冷却板３０３と、冷却孔３４５を形成する真ん中の２つの冷却板３０３と、を介した断面図を示している。図１５〜１５ｂに示されるように、冷媒ダイバージョンリブの様々な高さは、冷媒を向け直し、その沈滞と再循環を防ぐために、ある領域内で制御された量の冷媒流れを効果的に遮断しかつ許可する。これは、冷媒板３０３上の概括的な冷媒流路３９１のパターンによっても描写される。冷媒ダイバータリブ３２０は、初期整流デバイス３９３または冷媒ヘッダー分離器スタンドオフ３９４の領域で、冷媒漏れなし通路を実現できる。初期整流デバイス３９３、冷媒ヘッダー分離器スタンドオフ３９４、および、低位冷却板スタンドオフ３９２の全ては、冷却板３０３がそのガスと冷媒との間で差圧を有する場合でさえ、所望の冷却孔高さで冷却孔を維持することに役立つ。冷却板シール領域３９０は、冷却孔用に周辺をシールするために、溶接またはロウ付けによって、隣接する冷却板３０３の間で連結される。
【０１０３】
図１〜１７で開示される熱交換器の態様の全てにおける１つの重要な特徴は、冷却板表面の実質的に全ては、作動流体と接触していることである。冷却板の冷やされていない部分を最小限にすることは、組み立てられた板および熱交換器全体の総体的な耐久性を向上させるのに役立つ。
【０１０４】
図１６は、熱交換器の別の態様を開示している。この態様においては、冷却板対は、熱交換器前方カバー板３５９と後方カバー板３５８とから大部分は分離している。換言すれば、前方または後方熱交換器カバー板とそれに隣接した冷却板との間に形成される冷却孔はない。第１および最後の冷媒板が前方および後方カバー板と連結している僅かな場所は、カバー板の冷媒ヘッダーリセス３４４、および、連結器板のスタンドオフ連結器リセス３７６である。
【０１０５】
また、図１６は、冷媒インレットチューブ３１０を介した冷媒流入と、熱交換器コアの冷却孔間の冷媒３９１の流路と、冷媒アウトレットチューブ３１１を介した最終的な冷媒流出と、についての概括的な分配を描写している。また、熱交換器上面ディフレクタ板３１７および側面ディフレクタ板３１８も示されている。上面ディフレクタ板３１７および側面ディフレクタ板３１８は、冷却板３０３の独自の間隔に基づいた本態様に応じて修正されている。熱交換器上面ディフレクタ板３１７のノッチは、バルブ板が完全熱交換位置にある場合に、冷却板端部間で排ガスの不要な漏れを防ぐために、熱交換器上面ディフレクタ板３１７が冷却板の周辺およびその間で合致することを可能にする。また、熱交換器上面ディフレクタ板３１７は、完全熱交換位置でのバルブ板のためにポジティブストップ位置を提供する。
【０１０６】
図１７は、熱交換器アセンブリの冷却板３０３ためのさらなる別の態様を開示している。この態様においては、ヘリンボン模様の連続した波紋またはリッジ３８１が、排ガス流路３８８内の排ガスと冷却孔３８９内の作動流体との間の熱移送を増進するために形成されている。波紋の模様は、略平坦な冷却板と対面する場合に比べ高い熱移送を誘発しつつ、排ガスがバルブ本体から熱交換器のＵ字型流路を介し流通する際に、排ガスに対する慣性力によって発生する誤った分配を取り消し、排ガス３８０の流れの再分配を助けるように設計することができる。このような代わりの冷却板の態様では、それ以前の態様で示される同様の冷媒ダイバータリブ３２０を利用している。
【０１０７】
図１１〜１７で開示される態様は、前述のフィンパックとの連結用の平面区画を有する冷却板との連携において、図５に示されるような業界標準フィンパックを使用するために変更することができうる。同様に、図２〜１０のいかなる態様も、追加的な熱移送幾何学表面増進を伴ってまたは伴わずに、フィンパックなしで利用することができうる。熱交換器のために示される各態様においては、第１および最後の冷媒板は、その他の内部冷却板と同一であってもよいし、同一でなくてもよいことは、注目されたい。
【０１０８】
図１８で示される概略図は、２つの作動流体がＥＧＨＲ熱交換器の分離した冷媒回路で使用されるＥＧＨＲシステムのバリエーションである。いくつかの実施においては、１つの作動流体を加熱し、順番で連続に第１の作動流体で第２の作動流体を加熱することに代わり、２つの流体を同時に加熱することが望ましい。この作動流体の連続加熱の１つの例では、熱をエンジン冷媒に移送するためにＥＧＨＲを用い、トランスミッションオイルを加熱するために加熱されたエンジン冷媒を使用する。作動流体の連続加熱の問題点としては、直接的な作動流体の加熱よりも、第２の作動流体を加熱することにかなり長い時間がかかることである。最大限の燃料経済性の寄与のためには、より迅速に温め、かつ、粘性摩擦損失を最小限に抑えるべく、エンジン冷媒と同時にトランスミッションオイルを加熱することが有利である。
【０１０９】
図１８は、図１と同様なエンジンシステムに取り付けられた二重作動流体ＥＧＨＲシステムを描写している。しかしながら、図１８の概略図においては、熱交換器アセンブリ２５は、第１作動流体インレット１８および第１作動流体アウトレット１９を具備する第１作動流体導管２４と、第２作動流体用の作動流体インレット２１および作動流体アウトレット２２を具備した熱交換器アセンブリ２５における第２分離作動流体インレット２０と、を含む。同様に番号付けされた項目は、図１の記載と同様であり、ここでは必ずしも繰り返されない。
【０１１０】
図１９は、図１８で描写された原理に従ったＥＧＨＲの態様を開示している。本態様では、バルブアセンブリ４００および熱交換器アセンブリ４０２を含む。バルブアセンブリ４００は、両作動流体用の熱交換器の排ガス部分における排ガスの制御のための単一バルブプレート４２０を具備したバルブ本体４０１を含む。また、バルブ本体４０１の熱的拡散を減少させ、熱交換器アセンブリ４０２上の熱ストレスを和らげるために、前方から後方へバルブにかかるバルブ本体補強リブ４２１に注目されたい。バルブ本体補強リブ４２１は、バルブ板４２０用のストッパを提供し、バルブ板４２０が図示のように完全熱交換位置にある場合に、排ガス短絡路を防ぐのに役立つ上面ディフレクタ板４１７と一列になっている。バルブ本体補強リブ４２１は、ここで開示されるいずれのバルブ本体の態様においても含まれうる。
【０１１１】
図１９の熱交換器アセンブリ４０２では、第１作動流体用の冷媒インレットチューブ４１０およびアウトレットチューブ４１１を具備した前方カバー板４０７ａと、第２作動流体用の熱交換器の反対側に冷媒インレットチューブおよび冷媒アウトレットチューブ４１２を具備した第２前方カバー板４０７ｂと、が存在する。また、冷却板４２３の少なくとも１つは、冷媒インレットおよびアウトレットヘッダーに貫通穴を有さない。冷媒インレットおよびアウトレットヘッダー穴がない当該板４２３は、第２作動流体から第１作動流体を有効に分離している。同様に、熱交換器コア内に冷媒インレットおよびアウトレットヘッダー穴がない板４２３の位置は、各作動流体に利用可能となる熱移送の相対的な量を決定する。例えば、仮に、冷媒インレットおよびアウトレットヘッダー穴がない板４２３が、熱交換器コアの真ん中に位置すると、各作動流体は、バルブアセンブリが熱交換モードにある際に、ほぼ同一の量の熱を排ガスから受ける。しかしながら、仮に、冷媒インレットおよびアウトレットヘッダー穴がない板４２３が、９枚の板対熱交換器のうち第３および４冷媒板対の間に位置すると、１つの作動流体が排ガスから約３分の１の熱を受け、もう一方の流体が排ガスから約３分の２の熱を受ける。二重作動流体ＥＧＨＲの当該設計についての１つの問題点は、２つの作動流体への熱移送を制御するために、１つのバルブシステム４００のみが存在することである。この場合において、仮に、１つの作動流体がより多くの入熱を受容できない状況であれば、たとえもう一方の作動流体が排ガスからより多くの入熱を必要としても、バルブシステムは迂回モードにならなければならない。
【０１１２】
２つの作動流体ＥＧＨＲシステムにおける各作動流体への熱移送を制御する１つの解決方法が、図２０に示されている。この態様においては、インレット排ガス４４９は、第１および第２バルブ板４２５，４２６をそれぞれ具備した熱交換器アセンブリ４０２の両部分に対して、独立に制御されることが可能である。この方法では、各作動流体は、作動状態および要求に応じて、独立した時間および速度で加熱されることができる。図２０において、バルブ本体アセンブリ４４４は、第１排ガス流路４３１が第１作動流体と共に熱交換器第１部分を完全に迂回し（第１バルブ板４２５は迂回位置にある）、第２排ガス流路４３２が熱交換器第２部分を第２作動流体に充分に連動させている（第２バルブ板４２６は完全熱交換位置にある）作動モードで示されている。２つの制御メカニズム（アクチュエータ、機械的連結またはリンケージ、センサー、制御論理システム）は、各作動流体への熱移送を独立に制御するために、本態様にとって必要である。
【０１１３】
図２０のバルブ本体アセンブリは、バルブ本体が少なくとも１つのブッシングおよび２つのスタブ軸４４２を収容する内部分離壁４４３を有することを除いて、上述したバルブ本体と原則として同様である。なお、本配置において、２つのバルブ板４２５および４２６は、２つの主軸４４１と共に提供される。
【０１１４】
図２１は、ＥＧＨＲシステムがＥＧＲ冷却器の機能も提供する態様を開示している。車両内のスペースは限られているため、分離したＥＧＨＲおよびＥＧＲ熱交換器を避けるために、必要に応じてＥＧＲ冷却器としてＥＧＨＲ熱交換器を利用することが望ましいだろう。この態様においては、排気システムを介してエンジンを出て行く排ガスは、ＥＧＨＲシステム１０を通過する。冷却されたＥＧＲガスが、吸入給気システム１２へ戻すためにエンジン１１に必要とされるとき、分離したＥＧＲバルブ２４は、冷却された排ガスをＥＧＲガス回路２５に供給するために開いている。ＥＧＲガス回路２５に流入していない排ガスの部分は、ＥＧＨＲシステム１０から排気システム１５の残部に排気される。ここで言及されていない他の構成要素の記載は、図１の概略図で同様に番号付けされた構成要素の記載において、見つけられるだろう。
【０１１５】
統合されたＥＧＨＲ−ＥＧＲシステムの１つの例は、図２２で示されている。ＥＧＨＲバルブアセンブリ５００は、ＥＧＨＲ熱交換器アセンブリ５０１と対になっている。ＥＧＨＲ熱交換器アセンブリ５０１は、ＥＧＲバルブアセンブリおよびＥＧＲ導管５３４への取付けに備えるために側面カバー板５１０に変更を加えることによって、ここで開示されるいずれの態様とも類似し得る。この図では、バタフライ型ＥＧＲバルブ板５３３が、ＥＧＲ回路内への排ガス５４５の流れを防ぎつつ、閉位置に存在するのが示されている。ＥＧＲバルブ板は、軸５０８上で固定され、その位置は、アクチュエータ（不図示）によって動かされるレバーアーム５３２によって制御される。
【０１１６】
図２３は、図２２と同一のＥＧＨＲ−ＥＧＲシステムの断面図であり、この図のみにおいて、ＥＧＲバタフライバルブ５３３は、完全に開いた位置で示されており、排ガス５４３は、ＥＧＲ導管５３４を介して流れている。図２３に見られるように、ＥＧＨＲバルブ板５２０が熱交換モードにあり、かつ、ＥＧＲバルブ５３３が開いているときは、インレット排ガス５４０の流れが、ＥＧＲ回路流れ５４３とＥＧＨＲアウトレットガス流れ５４５との間で分割される。ＥＧＲ流れは、概して全体の排ガス流れの４分の１未満であるため、ＥＧＲバルブ板５３３および導管５３４のサイズは、ＥＧＨＲ制御バルブ板５２０のサイズよりもずっと小さい。ＥＧＲバルブ板５３３と、ＥＧＲブッシング５３１と、ＥＧＲバルブ軸５０８と、ＥＧＲ制御アーム５３２とからなるＥＧＲバルブシステムは、適切に機能するためにＥＧＨＲバルブの制御システムと連携する統合された制御論理を具備する完全な制御システム（アクチュエータ、モーター、または同様なものを含んでいる）を必要とする。
【０１１７】
図２４は、ＥＧＲ制御バルブ５５０が、ポペットバルブ型であり、ＥＧＲ導管５３４内に組み込まれている代わりのＥＧＨＲ−ＥＧＲシステムの態様である。ＥＧＲバルブ用の作動システムは、示されていない。図２４では、ＥＧＲバルブは、閉位置で示されている。
【０１１８】
対空対熱交換概略図が、図２５に示される。この場合、エンジンシステム１１からの排ガスは、ＥＧＨＲシステム６００を通過する。ＥＧＨＲ熱交換器６０１において、熱は、排ガスから第２ガス媒体へ移送される。また、第２ガス媒体は、低圧低下および／または熱移送を追加させないことが望まれるとき、熱交換器６０１を介して第２ガス媒体を選択的に通過させるか、または、熱交換器６０１を迂回させるガス制御バルブアセンブリ２６を有する。第２ガス媒体のある例としては、車室を急速に温めるための車両における車内空気加熱回路２７がある。第２ガス媒体は、排ガスと流体的に隔離されているため、排ガスによって第２ガス媒体は汚染されない。
【０１１９】
図２６は、対空対ＥＧＨＲシステムの別の使用を示している。この場合、対空対ＥＧＨＲシステム６１０は、給気吸入システム１２内の空気温度を加熱または制御するために使用される。エンジンシステム１１からの排ガスは、排気システムの残部へＥＧＨＲシステムを出て行く前に、排ガス要素または導管１５を経て排ガス制御バルブアセンブリ１６へ通過する。低エンジン排気背圧または排ガスからの低熱移送が要求される際には、排ガス制御バルブシステム１６は、迂回位置に移動する。同様に、低エンジン吸入圧力の低下または吸入ガスへの低熱移送が要求される際には、吸入ガス制御バルブ２９は、迂回位置に移動する。排ガスからの最大熱移送を達成するためには、排ガス制御バルブ１６と吸気制御バルブ２９との両方が、完全熱交換位置内に回転する。部分的な熱移送が望まれるとき、ガス制御バルブの片方または両方の位置を中間位置に調整することも可能である。図２５および２６において、ここで言及されないその他の記載は、図１の概略図において、同様に番号付けされた構成要素の記載で見つけることができる。
【０１２０】
空対空ＥＧＨＲシステムの物理的態様は、図２７と図２７ａから２７ｆとにおいて参照することができる。本開示の当該断面図においては、第１ガス制御バルブ板６０２は、熱交換位置にある。第１ガス６０３（例えば、排ガス）の流れは、第１ガス制御バルブアセンブリ６５０に入り、ＥＧＨＲ熱交換器６５２の第１ガス流体回路の第１部分に入るために曲がる。そして、第１ガスは、第１フィンパック部分６０９を出て、第１フィンパック６０９の第１および第２部分の間の第１流体ボリューム６１０に入る。フィンパック部分間のボリューム６１０において、排ガスは、第１フィンパックの第２部分に入るために略Ｕターンをする。第１流体フィンパック６０９の第２部分を介して流通した後に、排ガスは、第１バルブ本体アセンブリ６５０の第２部分に入り、第１バルブ本体のガスアウトレット部分６０４を通って出て行く。同様に、第２ガス制御バルブ板６１８が熱交換位置にあるとき、第２ガス６１５（例えば、吸気）の流れは、第２ガス制御バルブアセンブリ６５１に入り、ＥＧＨＲ熱交換器の第２ガス流体回路の第１部分に入るために曲がる。そして、第２ガスは、第２流体フィンパック６０７の第１部分を介して流通し、第２流体フィンパック６０７の第１および第２部分間の第２流体ボリューム６５３に入る。第２流体回路の第１および第２フィンパック部分の間のボリュームにおいては、吸気ガスは、第２流体フィンパック６０７の第２部分に入るために略Ｕターンをする。第２流体フィンパック６０７の第２部分を介して流通した後に、吸気ガスは、第２ガスバルブ本体アセンブリ６５１の第２部分に入り、第２ガスバルブ本体アセンブリの第２ガスアウトレット部分６１６を通って出て行く。
【０１２１】
構築を簡単にするために、１つのガス制御バルブアセンブリ６５０は、熱交換器６５２に溶接され、第２ガス制御バルブアセンブリ６５１は、ボルト鍔６１１でガスケット（不図示）および留め具６１２を具備した熱交換器に結合される。また、第１および第２ガス制御バルブを熱交換器６５２に結合するその他の組み合わせが、採用することができる。側面カバー６３０は、両方の流体流れを取り囲むためのバルブアセンブリ６５０および６５１と連携するために、熱交換器板６３１とフィンパック６０９および６０７とを取り囲む。図２７ａは、ロウ付けの前に設置されたフィンパック６０９および６０７を配置するために使用される熱交換器板６３１における配置構成６１９を描写している。
【０１２２】
熱交換器板６３１は、図２７ｂにおいて単独で示されている。この態様においては、熱交換器板６３１は、熱交換器コアの至る所において共通している。熱交換器コアを組み立てるとき、各熱交換器板６３１は、１８０度回転し、前の熱交換器板６３１の上に載る。熱交換器板は、側面端部６３２および端部側面６３３を有する。第１熱交換器板６３１の側面端部６３２と端部側面６３３とは、両方の流体を分離したままにするだけでなく、フィンパックを取り囲み、ボリューム６１０および６５３を形成するために、隣接した熱交換器板６３１と連携する。その他の態様では、熱交換器コアを構築するために代わりに使用される２つの異なった熱交換器板形状が存在する。
【０１２３】
熱交換器板６３１とフィンパック６０９および６０７との組み立てに関してはっきりさせるために、図２７ｄは、第１バルブアセンブリ６５０と連通する第１流体のための開口６３５と、第２バルブアセンブリ６５１と連通する第２流体のための開口６３４と、を示している。また、図２７ｄは、第１ボリューム６１０が、熱交換器板６３１と、熱交換器端部側面６３３と、第１流体フィンパック６０９と、の間でどのように形成されるかについて明確に示している。同様に、第２ボリューム６５３は、熱交換器板６３１と、熱交換器端部側面６３３と、第２流体フィンパック６０７と、の間で形成されている。
【０１２４】
別のＥＧＨＲアセンブリ７００は、図２８に示されている。この態様においては、バルブ本体７０１は、作動流体インレット導管７１０および作動流体アウトレット導管７１１を含んでいる。熱交換器アセンブリ７０２は、平行板型である。
【０１２５】
図２８の熱交換器アセンブリは、図２９に描写されている。熱交換器冷却板７２０は、バルブが迂回モードにあるとき、バルブ板に平行になっている。熱交換器冷媒インレットチューブ７１６および冷媒アウトレットチューブ７１７は、バルブ本体アセンブリにおける各冷媒導管と対になっている。熱交換器コアは、側面カバー板７０８および底面板７０９からなる熱交換器ハウジング内に含まれる。熱交換器コアの上面は、ガス漏れ防止板７０７と、バルブアセンブリのバルブ板と連携する上面バルブ板止め７１８と、を有する。側面カバー板７０８は、排ガスアウトレットヘッダー７２９だけでなく、インレット排ガスヘッダー７２８を形成する。
【０１２６】
図３０は、ガス漏れ防止板７０７の部分区画と、側面漏れ防止板７２６の部分区画と、を具備した熱交換器コアを示している。冷媒ヘッダーガス漏れ防止板７２５は、冷媒ヘッダーの周りを流れようとする排ガスに対してのガス流れ制限を提供する。これらの３つの漏れ防止板は、冷媒板７２０と、排ガスが熱交換器コアを迂回し得る隣接した構成要素と、の間のギャップを埋める。フィンパック７１９は、排ガスから冷却板７２０への良好な熱移送を確実にする。冷媒ダイバータリブ７２７は、良好な熱移送を達成し、熱交換器コア内のホットスポットおよび耐久性の問題を避けるために、冷媒流れを冷却板７２０の全表面にわたって均一に分配するのに役立つ。冷媒は、冷媒インレットチューブ７１６を通って熱交換器コアに入り、冷媒アウトレットチューブ７１７を通って出て行く。
【０１２７】
図３１は、バルブ本体７０１内の冷媒インレット導管７１０および冷媒アウトレット導管７１１が、連続的な冷媒回路を生み出すために、どのように熱交換器インレット冷媒チューブ７１６およびアウトレット冷媒チューブ７１７と共動するかについて描写している。熱交換器冷媒チューブは、Ｏリングシール７４０の補助具を具備したバルブ本体冷媒導管でシールされる。また、図３１の断面は、熱交換器冷媒インレットヘッダー７３３および熱交換器冷媒アウトレットヘッダー７３２を形成するために、どのように冷却板７２０がまとまって結合するかについて描写している。また、排ガスが、主要な熱交換器表面と冷媒ヘッダー間の領域のフィンパックとを迂回することを防ぐために、ガス妨害構成７２２が、冷却板７２０にスタンプされている。
【０１２８】
図２８から３１に示される熱交換器の代わりの態様は、図３０で示される熱交換器コアと同様な構造を有し、作動流体インレット７１６およびアウトレット７１７のみが、バルブ本体７０１内に接続されるのではなく、底面カバー７０９を通過する。このような配置では、バルブ本体７０１が、鋳造で作製されるのではなく、組み立てられた鍛造構造である場合に望ましいかもしれない。
【０１２９】
ここで記載されるＥＧＨＲバルブハウジングは、１つの統合して形成された構成として製造されてよく、また鍛造素材から鋳造または組み立てられてよい。バルブ本体が形成される材質は、温度範囲、および／または、ＥＧＨＲが所与の実施の下作動しているかもしれないその他の作動状態に応じて、選択されてよい。バルブハウジングの材質が、ＥＧＨＲシステムの作動中に摂氏約８００度（８００℃）の温度まで到達する実施のためには、バルブハウジングは、例えば、フェライト鋳鉄から形成されてよい。バルブハウジングの材質が、ＥＧＨＲシステムの作動中に摂氏８００度（８００℃）を超える温度まで到達する実施のためには、バルブハウジングは、例えば、オーステナイト鋳鉄または耐熱鋼から形成されてよい。バルブ軸およびバルブダイバータ板は、例えば、耐熱錬鋼などの鋼合金、および／または、その他の適切な素材のいずれかから形成されてよい。
【０１３０】
熱交換器アセンブリは、バルブハウジング内の熱交換導管と連通した略平行な排ガス流れチャンネルを定義する熱交換器コアを含んでよい。排ガス流れチャンネルは、ダイバータ板が熱交換位置にあるときに、排ガスを２パス略Ｕ字型流路内に向けてよい。これによって、排ガスが、熱交換器コア全体の表面により接触することが可能になる。排ガス流れチャンネルの第１部分は、ダイバータ板の上流部に配置された熱交換器コアの一部によって形成されてよく、排ガス流れチャンネルの第２部分は、ダイバータ板の下流部に配置された熱交換器コアの一部によって形成されてよい。
【０１３１】
バルブダイバータ板が迂回位置にあるとき、排ガスは、インレット開口を通ってバルブ本体に入ってよく、熱交換器アセンブリを迂回するために、迂回導管を流れてよい。この作動モードでは、ほとんど、もしくは全く熱が、熱交換器アセンブリ内で排ガスから作動流体に移送されない。
【０１３２】
ここで示されるＥＧＨＲバルブアセンブリの追加的な長所は、ダイバータ板周りおよび熱交換器コアを介した内部排ガス漏れの可能性が、ダイバータ板が迂回位置にあるときに低いことである。この内部漏れの可能性が低い理由は、迂回導管を介した圧力低下が極く僅かであり、それゆえ、不要な流れがダイバータ板を通過し、熱交換器コア内に向かう根本原因を最小限にするためである。この内部流れ漏れは、不必要な場合に、排ガスと熱交換器作動流体との間で熱移送が増加するため、望ましくない。さらに、仮に、バルブダイバータ板が迂回位置にあり、排ガスがバルブダイバータ板を漏れて熱交換器コアを通過する場合、極く僅かに不要な熱移送が生じる。なぜなら、漏れたガスは、アウトレット開口に到達するために再度ダイバータ板を流れて通過することを妨げられるかもしれないからである。
【０１３３】
さらに、迂回位置におけるダイバータ板周りの漏れの実質的な欠落、および、迂回導管と熱交換器アセンブリとの間での物理的な分離によって、インレット開口に入る排ガスの流れが、熱交換器アセンブリ内の作動流体から排ガスを実質的に熱的に隔離する方法で、バブルハウジングを流れることが可能になる。したがって、このような熱移送が望まれない場合、迂回モードにおいて、ほとんど、または、全く熱移送がその間で生じないかもしれない。仮に、ダイバータ板が迂回位置にあるときに少量の漏れがダイバータ板を通過することが生じた場合、一旦排ガスが漏れてダイバータ板を通過した流れ速度は、とても小さく、かつ、熱交換器アセンブリ内に流れ込むこと、または、漏れて再度ダイバータ板を通過し、アウトレット開口に到達することは防がれるか制限される。
【０１３４】
ここで描写されるＥＧＨＲシステムは、十分な実装空間がある所ならどこでも排ガス流れに挿入されることが可能な独立または自己充足システムとして利用することができる。なお、これらのＥＧＨＲシステムは、排気システム内のその他の構成要素に統合されることができる。
【０１３５】
以下の例および議論は、排ガス熱回収の実施と一般的に関係しているが、ここで議論される一般的な概念は、例えば、排気要素の熱保護やＥＧＲシステムのようなその他の「排気の実施」にも応用が可能である。本開示の原理は、静的なまたは輸送の実施のための内部または外部燃焼システムと関係した排気システムにおいて採用可能である。上述されたバルブハウジングおよび熱交換器を含むアセンブリは、その他の実施（例えば、給気冷却の実施や潤滑油加熱の実施など）においてその他の流体間の熱移送のために使用されてよいことは、理解されるだろう。したがって、本開示の原理は、熱をエンジン排ガスから作動流体に移送させる実施に限定されない。いくつかの実施態様では、バルブアセンブリおよび熱交換器は、作動流体と周囲空気または燃焼用エンジンに取り込まれる空気との間の熱移送のために、使用され得る。
【０１３６】
また、いくつかの実施態様では、ＥＧＨＲシステムは、例えば、エンジン、トランスミッション、車軸、および／または、差動装置用の潤滑油、および／または、他の流体の追加的または代わりの車両流体に、排ガスから直接または間接的に熱を移送するように設定されてよい。例えば、潤滑油または他の流体は、ダイバータ板が迂回位置にないときに、排ガスからの熱を吸収するために、熱交換器アセンブリの熱交換器コア内に流れてよい。このように、ＥＧＨＲシステムは、例えば、車両の性能および／または燃料経済性を向上させるために、流体粘度を最適化すべく、排ガスから潤滑油および／またはその他の流体に熱を移送してよい。
【０１３７】
実施態様の以上の記載は、描写および記載の目的で提供された。網羅的であること、または、本開示を限定することは意図していない。特定の態様における独立の要素または構成は、概して特定の態様に限定されないが、応用可能な所では相互に交換可能であり、詳細に示されても描写もされていなくても、選択された態様において使用可能である。同様なものも、色々と変化してよい。このような変化は、本開示からの逸脱としてはみなされず、このような全ての変更は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１４ａ】
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【図１５】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１７ａ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２７ｃ】
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【図２７ｄ】
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【図２７ｅ】
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【図２７ｆ】
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【図２７ｇ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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2016515180.tif 000051