CN104344064B - 热交换设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种热交换设备(10)，能够长时间地使用热致动器(40)。在热致动器(40)的壳体(50、50A、50C、50G、50H)内形成有限定杆(70、70A)的前进极限的止挡部(48a、55A、56C、81a)。通过限定杆(70、70A)的前进极限而限定了热交换设备(10)的阀(28)的开度。
Description
技术领域
本发明涉及搭载有热致动器的热交换设备。
背景技术
热致动器是根据温度变化而使杆前进或后退的驱动部件。这样的热致动器例如被搭载于热交换设备中。作为热交换设备，例如已知有废热回收装置。在搭载于热交换设备的热致动器中，在介质的温度高的情况下，杆前进。当介质的温度降低时，杆借助于内置的复位弹簧的作用力而后退。
作为热交换设备的废热回收装置具有回收废气的热的热回收通路、和绕过该热回收通路的旁通通路。废气的流路利用在废热回收装置内设置的阀进行切换。该阀与热致动器连接，通过热致动器的杆进行动作，该阀进行动作。热致动器与在热回收通路中配置的热交换器连接，并根据在热交换器内流动的介质的温度而进行动作。
像这样使用的热致动器例如已知有日本特开2010-71454号公报中公开那样的热致动器。日本特开2010-71454号公报中公开的热致动器如图20所示。
如图20所示，热致动器200由以下部分构成：壳体201；感温部210，其安装于该壳体201的一端，并感知壳体201周边的温度(例如，介质的温度)；致动杆203，其收纳于该感温部210的套筒212内，并根据感温部210感知到的温度而前进；杆204，其设置于该致动杆203的前端，与致动杆203一起在图中左右方向上移动；轴承205，其设置于该杆204的前端的外周，对杆204进行引导；以及复位弹簧206，其对杆204向后退的方向施力。
在这样的热致动器200中，已知壳体201使用了钢材等金属，轴承205使用了聚酰亚胺等树脂。
在感温部210内收纳有石蜡211。当由于感温部210周边的温度高而使得石蜡211的温度升高时，石蜡211膨胀。利用该石蜡211膨胀的力将套筒212被挤扁，从而致动杆203前进。
另一方面，当由于感温部210周边的温度低而石蜡211的温度降低时，石蜡211收缩。在该情况下，杆204和致动杆203由于复位弹簧206的力而后退。
杆204被轴承205引导着反复前进和后退。当杆204前进及后退时，轴承205会稍微磨损。对于致动杆203所接触的套筒212也是同样的。当磨损量达到一定量时，需要更换轴承205和套筒212。
追求抑制轴承205和套筒212的更换频度，长时间使用热致动器。
发明内容
本发明的目的在于提供能够长期使用热致动器的热交换设备。
根据本发明的一个方面，提供一种热交换设备，其由以下部分构成：分支部，废气被导入到所述分支部，所述分支部将所导入的所述废气分支到2个流路；第1流路，其从该分支部延伸；第2流路，其从所述分支部以沿着所述第1流路的方式延伸；热交换器，其安装于该第2流路，并从所述废气的热回收能量；以及阀，其设置成能够开闭所述第1流路或所述第2流路，并借助于热致动器而动作，所述热致动器由以下部分构成：筒状的壳体；感温部，其安装于该壳体的一端，并感知介质的温度；活塞，其收纳于该感温部内的套筒中，并根据所述感温部感知到的温度而前进；杆，其配置于该活塞的前端，并随着所述活塞前进而前进；以及复位弹簧，其收纳于所述壳体内，并对所述杆向后退的方向施力，在所述壳体内形成有限定所述杆的前进极限的止挡部，通过限定所述杆的前进极限而限定了所述阀的开度。
这样，根据本发明，在壳体内形成有限定杆的前进极限的止挡部。当前进的杆到达规定的位置时，杆与止挡部抵接。通过抵接，阻碍杆进一步前进。由此，能够防止杆超出所需地前进。由此，防止杆的不必要的移动。能够抑制杆与轴承接触造成的轴承的磨损。而且，还能够防止与杆一起移动的活塞的不必要的移动。由此，能够抑制活塞与套筒接触造成的套筒的磨损。通过抑制磨损，能够减小热致动器的部件的更换频度，从而长时间使用热致动器。
假设在热致动器不具有止挡部的情况下，杆可能超过规定的量地前进。在该情况下，借助于热致动器而动作的阀也会超过规定的量地动作。因此，收纳阀的阀室需要预估杆的过度移动量而设定得稍大。在这方面，热致动器利用止挡部防止了过度移动。因此，不需要将阀室设定得稍大，能够使热交换设备小型化。
根据本发明的另一方面，提供一种热交换设备，其由以下部分构成：分支部，废气被导入到所述分支部，所述分支部将所导入的所述废气分支到2个流路；第1流路，其从该分支部延伸；第2流路，其从所述分支部以沿着所述第1流路的方式延伸；热交换器，其安装于该第2流路，并从所述废气的热回收能量；以及阀，其设置成能够开闭所述第1流路或所述第2流路，并借助于热致动器而动作，所述热致动器由以下部分构成：筒状的壳体；感温部，其安装于该壳体的一端，并感知介质的温度；活塞，其收纳于该感温部内的套筒中，并根据所述感温部感知到的温度而前进；杆，其配置于该活塞的前端，并随着所述活塞前进而前进；以及复位弹簧，其收纳于所述壳体内，并对所述杆向后退的方向施力，在所述热致动器的杆的中心轴线上设置有止挡部，所述杆通过与所述止挡部抵接来限定前进极限，通过限定所述杆的前进极限而限定了所述阀的开度。
这样，在另一方面的热交换设备中，在热致动器的杆的中心轴线上设置有止挡部，当前进的杆到达规定的位置时，杆与止挡部抵接。通过抵接，阻碍杆进一步前进。由此，能够防止杆超出所需地前进。由此，防止杆的不必要的移动。能够抑制杆与轴承接触造成的轴承的磨损。而且，还能够防止与杆一起移动的活塞的不必要的移动。由此，能够抑制活塞与套筒接触造成的套筒的磨损。通过抑制磨损，能够减小热致动器的部件的更换频度，从而长时间使用热致动器。
假设在热致动器不具有止挡部的情况下，杆可能超过规定的量地前进。在该情况下，借助于热致动器而动作的阀也会超过规定的量地动作。因此，收纳阀的阀室需要预估杆的过度移动量而设定得稍大。在这方面，热致动器利用止挡部防止了过度移动。因此，不需要将阀室设定得稍大，能够使热交换设备小型化。
根据本发明的另一方面，提供一种热交换设备，其由以下部分构成：分支部，废气被导入到所述分支部，所述分支部将所导入的所述废气分支到2个流路；第1流路，其从该分支部延伸；第2流路，其从所述分支部以沿着所述第1流路的方式延伸；热交换器，其安装于该第2流路，并从所述废气的热回收能量；以及阀，其设置成能够开闭所述第1流路或所述第2流路，并借助于热致动器而动作，所述热致动器由以下部分构成：筒状的壳体；感温部，其安装于该壳体的一端，并感知介质的温度；活塞，其收纳于该感温部内的套筒中，并根据所述感温部感知到的温度而前进；杆，其配置于该活塞的前端，并随着所述活塞前进而前进；以及复位弹簧，其收纳于所述壳体内，并对所述杆向后退的方向施力，所述阀构成为能够以阀轴为中心摆动，在所述阀轴的端部、且相对于所述阀轴的轴心偏移的部位设置有抵接件，在所述抵接件的轨道上设置有止挡部，通过所述抵接件与所述止挡部抵接，而限定所述杆的前进极限，通过限定所述杆的前进极限而限定了所述阀的开度。
这样，在另一方面的热交换设备中，在阀轴的端部、且相对于阀轴的轴心偏移的部位设置有销，在销的轨道上设置有止挡部。通过杆的前进，阀轴旋转而对阀进行开闭。当阀轴旋转至规定的位置时，在阀轴的端部设置的销与止挡部抵接。通过抵接，阀轴的摆动被限制，阻碍杆进一步前进。由此，能够防止杆超出所需地前进。由此，防止杆的不必要的移动。能够抑制杆与轴承接触造成的轴承的磨损。而且，还能够防止与杆一起移动的活塞的不必要的移动。由此，能够抑制活塞与套筒接触造成的套筒的磨损。通过抑制磨损，能够减小热致动器的部件的更换频度，从而长时间使用热致动器。
假设在没有形成止挡部的情况下，杆可能超过规定的量地前进。在该情况下，借助于热致动器而动作的阀也会超过规定的量地动作。因此，在没有形成止挡部的情况下，收纳阀的阀室需要预估杆的过度移动量而设定得稍大。在这方面，防止了热致动器的杆的过度移动。因此，不需要将阀室设定得稍大，能够使热交换设备小型化。
根据本发明的另一方面，提供一种热交换设备，其由以下部分构成：分支部，废气被导入到所述分支部，所述分支部将所导入的所述废气分支到2个流路；第1流路，其从该分支部延伸；第2流路，其从所述分支部以沿着所述第1流路的方式延伸；热交换器，其安装于该第2流路，并从所述废气的热回收能量；阀室，其与所述第1流路和第2流路的下游端连接并进行汇流；以及阀，其收纳于该阀室，通过借助于热致动器进行动作，而能够开闭所述第1流路或所述第2流路，所述热致动器由以下部分构成：筒状的壳体；感温部，其安装于该壳体的一端，并感知介质的温度；活塞，其收纳于该感温部内的套筒中，并根据所述感温部感知到的温度而前进；杆，其配置于该活塞的前端，并随着所述活塞前进而前进；以及复位弹簧，其收纳于所述壳体内，并对所述杆向后退的方向施力，所述阀构成为能够以阀轴为中心摆动，并且在所述阀上安装有止挡部，所述止挡部构成为通过所述阀摆动规定的量而与所述阀室的内壁抵接，通过所述止挡部与所述阀室的内壁抵接来限定所述杆的前进极限，通过限定所述杆的前进极限而限定了所述阀的开度。
这样，在另一方面的热交换设备中，在阀上安装有止挡部。通过杆的前进，阀轴进行旋转而使阀摆动。当阀摆动至规定的位置时，止挡部与阀室的内壁抵接。通过抵接，阀的摆动被限制，阻碍杆进一步前进。由此，能够防止杆超出所需地前进。由此，防止杆的不必要的移动。能够抑制杆与轴承接触造成的轴承的磨损。而且，还能够防止与杆一起移动的活塞的不必要的移动。由此，能够抑制活塞与套筒接触造成的套筒的磨损。通过抑制磨损，能够减小热致动器的部件的更换频度，从而长时间使用热致动器。
根据本发明的另一方面，提供一种热交换设备，其由以下部分构成：分支部，废气被导入到所述分支部，所述分支部将所导入的所述废气分支到2个流路；第1流路，其从该分支部延伸；第2流路，其从所述分支部以沿着所述第1流路的方式延伸；热交换器，其安装于该第2流路，并从所述废气的热回收能量；阀室，其与所述第1流路和第2流路的下游端连接并进行汇流；以及阀，其收纳于该阀室，通过借助于热致动器进行动作，而能够开闭所述第1流路或所述第2流路，所述热致动器由以下部分构成：筒状的壳体；感温部，其安装于该壳体的一端，并感知介质的温度；活塞，其收纳于该感温部内的套筒中，并根据所述感温部感知到的温度而前进；杆，其配置于该活塞的前端，并随着所述活塞前进而前进；以及复位弹簧，其收纳于所述壳体内，并对所述杆向后退的方向施力，所述阀构成为能够以阀轴为中心摆动，在所述阀室中，在所述阀的轨道上设置有止挡部，通过所述阀与所述止挡部抵接来限定所述杆的前进极限，通过限定所述杆的前进极限而限定了所述阀的开度。
这样，在另一方面的热交换设备中，在阀室安装有止挡部。通过杆的前进，阀轴进行旋转而使阀摆动。当阀摆动至规定的位置时，阀与止挡部抵接。通过抵接，阀的摆动被限制，阻碍杆进一步前进。由此，能够防止杆超出所需地前进。由此，防止杆的不必要的移动。能够抑制杆与轴承接触造成的轴承的磨损。而且，还能够防止与杆一起移动的活塞的不必要的移动。由此，能够抑制活塞与套筒接触造成的套筒的磨损。通过抑制磨损，能够减小热致动器的部件的更换频度，从而长时间使用热致动器。
优选的是，所述杆由与所述活塞的前端抵接的杆基部、和一体地形成于该杆基部的杆主体部构成，所述杆基部的直径形成得比所述杆主体部的直径大，从而在所述杆基部朝向所述杆主体部形成有台阶部，沿所述杆主体部的外周面配置有轴承，该轴承和所述台阶部在周向上重叠，所述止挡部是由所述轴承的端部形成的。在杆前进时，台阶部与轴承的端部接触，由此，杆的前进被限制。由于将轴承的端部用作杆的止挡部，所以能够在不增加部件数量的情况下限定杆的前进极限。
优选的是，在所述杆形成有杆凸缘部，所述杆凸缘部从所述杆的侧面突出至所述复位弹簧的外周，在所述壳体形成有突起部，所述突起部从所述壳体的内周面朝向所述壳体的中心轴线突出，该突起部突出至与所述杆凸缘部在周向上重叠的位置，所述止挡部是由所述突起部形成的。当杆前进时，杆凸缘部与突起部接触，从而限制杆的前进。突起部沿壳体的内周面形成，因此，与壳体内的其它部位相比，能够增大周向的截面积。由于周向的截面积大，所以能够确保与杆凸缘部接触的接触面积大。通过增大与杆凸缘部接触的接触面积，能够减轻施加于突起部的每单位面积的负荷，实现热致动器的长寿命化。
优选的是，所述杆由与所述活塞的前端抵接的杆基部、和一体地形成于该杆基部的杆主体部构成，所述杆基部的直径形成得比所述杆主体部的直径大，从而在所述杆基部朝向所述杆主体部形成有台阶部，限制所述复位弹簧沿周向的移位的引导部件从所述壳体的另一端朝向一端沿所述复位弹簧的内周延伸，所述引导部件和所述台阶部在周向上重叠，所述止挡部是由所述引导部件的端部形成的。当杆前进时，台阶部与引导部件的端部接触，从而限制杆的前进。由于将引导部件的端部用作杆的止挡部，所以能够在不增加部件数量的情况下限定杆的前进极限。
优选的是，所述壳体的另一端形成为弯曲部，所述弯曲部弯折至在周向上与所述杆重叠的位置，所述止挡部是由所述弯曲部形成的。当杆前进时，杆的前端与弯曲部接触，从而限制杆的前进。由于将壳体的端部用作杆的止挡部，所以能够在不增加部件数量的情况下限定杆的前进极限。
优选的是，所述热致动器还具有：轴承，其沿所述杆的外周面从所述壳体的另一端朝向一端延伸；以及引导部件，其配置于该轴承的外周，所述引导部件支承所述复位弹簧并限制所述复位弹簧沿周向的移位，所述轴承的材料使用树脂，所述壳体的材料使用金属，所述引导部件具有：壳体接触部，其与所述壳体的内周面接触；支承部，其从该壳体接触部朝向所述杆的中心轴线延伸并支承所述复位弹簧；以及引导部，其从该支承部的前端朝向所述感温部延伸并限制所述复位弹簧沿周向的移位，在所述轴承和所述引导部件之间配置有环状的橡胶制部件，利用该橡胶制部件的作用力限制所述轴承的移位。即，轴承和壳体之间的间隙的一部分借助引导部件被橡胶制部件填满。通过填满轴承和壳体之间的间隙，能够防止低温时的轴承的晃动。另一方面，在高温时，树脂制成的轴承比金属制成的壳体膨胀得多。在该情况下，利用轴承膨胀的力，橡胶制部件发生弹性变形。因此，与轴承从低温时就紧贴的情况相比，能够减轻施加于壳体的负荷。
优选的是，在所述轴承或所述引导部件形成有相对于所述壳体的中心轴线倾斜的锥部，该锥部与所述橡胶制部件接触。由于锥部相对于壳体的中心轴线倾斜，所以橡胶制部件的作用力作用在相对于壳体的中心轴线倾斜的方向上。即，能够使橡胶制部件的作用力朝向沿壳体的中心轴线的方向和壳体的周向这两个方向作用。因此，能够在轴向和周向填满在轴承和壳体之间产生的间隙。由此，能够更可靠地防止轴承的晃动。
优选的是，所述热致动器还具有轴承，所述轴承沿所述杆的外周面从所述壳体的另一端朝向一端延伸，所述轴承的材料使用树脂，所述壳体的材料使用金属，在所述轴承和所述壳体之间配置有环状的橡胶制部件，利用该橡胶制部件的作用力限制了所述轴承的移位。通过利用橡胶制部件填满轴承和壳体之间的间隙的一部分，能够防止低温时的轴承的晃动。另一方面，在高温时，树脂制成的轴承比金属制成的壳体膨胀得多。在该情况下，利用轴承膨胀的力，橡胶制部件发生弹性变形。因此，与轴承从低温时就紧贴的情况相比，能够减轻施加于壳体的负荷。
优选的是，在所述轴承或所述壳体形成有相对于所述壳体的中心轴线倾斜的锥部，该锥部与所述橡胶制部件接触。由于锥部相对于壳体的中心轴线倾斜，所以橡胶制部件的作用力作用在相对于壳体的中心轴线倾斜的方向上。即，能够使橡胶制部件的作用力朝向沿壳体的中心轴线的方向和壳体的周向这两个方向作用。因此，能够在轴向和周向填满在轴承和壳体之间产生的间隙。由此，能够更可靠地防止轴承的晃动。
优选的是，所述橡胶制部件使用O形环。O形环是低价的。能够低价地进行针对轴承的晃动的对策。
附图说明
下面，根据附图对本发明的优选的几个实施例进行详细说明，图中，
图1是本发明的第1实施例的热交换设备的俯视图；
图2是图1所示的热致动器的剖视图；
图3是图2中的部分3的放大图；
图4A和图4B是对图1所示的热交换设备的作用进行说明的图；
图5A和图5B是对图2所示的杆移动至前进极限时的热交换设备的作用进行说明的图；
图6A和图6B是对图3所示的O形环的作用进行说明的图；
图7是在第2实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图8是在第3实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图9是在第4实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图10A、图10B和图10C是在第5实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图11是第6实施例的热交换设备的侧视图；
图12是第7实施例的热交换设备的侧视图；
图13是第8实施例的热交换设备的剖视图；
图14是第9实施例的热交换设备的剖视图；
图15A和图15B是在第10实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图16是在第11实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图17是在第12实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图18是在第13实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图19是在第14实施例的热交换设备上搭载的热致动器的剖视图；
图20是现有的热交换设备的剖视图。
具体实施方式
＜第1实施例＞
图1中示出了本发明的第1实施例的热交换设备。热交换设备例如为废热回收装置。
如图1所示，废热回收装置10(热交换设备10)由以下部分构成：导入口11，在内燃机中产生的废气(第1热介质)被导入到该导入口11；分支部12，其与该导入口11连接；第1流路13，其与该分支部12连接并向导入口11的下游延伸；第2流路14，其沿着该第1流路13从分支部12延伸；热交换器15，其形成该第2流路14的一部分，将废气的热传递给介质(第2热介质)；热致动器40，其与该热交换器15连接；阀室17，第1和第2流路13、14各自的下游端连接于该阀室17；以及排出口18，其与该阀室17连接并排出废气。阀室17兼用作使通过第1或第2流路13、14内后的废气汇流的汇流部。
在阀室17中收纳有阀(图4B、标号28)。阀被设置成能够以阀轴21为中心旋转。热致动器40经由连杆机构22而与阀轴21连接。
连杆机构22由以下部分构成：板24，其一体地安装于阀轴21；销25，其从该板24沿阀轴21延伸；钩部26，其钩挂于该销25并安装在热致动器40的前端；以及连杆用复位弹簧27，其与板24相邻地设置，对板24向返回方向施力。
在热交换器15的上表面部安装有用于将介质导入到热交换器15内的介质导入管31、和支承热致动器40的致动器支承部件32。在致动器支承部件32连接有介质排出管33，介质排出管33用于将介质从热交换器15内排出。
即，介质被从介质导入管31导入到热交换器15。被导入的介质在热交换器15内接受废气的热，并从介质排出管33排出。在图2中对热致动器40进行详细说明。
如图2所示，热致动器40由以下部分构成：金属制成的壳体50；感温部60，其与该壳体50的一端连接并且感知介质的温度；杆状的致动杆43(活塞43)，其收纳于壳体50内，根据感温部60感知到的温度而前进；杆70，其设置于该致动杆43的前端，与致动杆43一起在图中左右方向上移动；树脂制成的轴承80，其设置于该杆70的前端的外周，对杆70进行引导；以及复位弹簧46，其对杆70向后退的方向施力。感温部60面向致动器支承部件(图1、标号32)的内部，从而感知在致动器支承部件的内部流动的介质的温度。
壳体50能够使用钢材、不锈钢、铝等金属。轴承80能够使用聚酰亚胺、聚苯硫醚树脂、聚四氟乙烯等树脂。
壳体50由以下部分一体地形成：圆筒状的壳体基部51；壳体台阶部52，其从该壳体基部51的前端朝向杆70的中心轴线CL缩径；以及小径部53，其从该壳体台阶部52的前端沿轴承80进一步延伸。
感温部60由以下部分构成：连结法兰61，其铆接(卷边连接)于壳体50的一端；元件壳体62，其结合于该连结法兰61的内部；罩63，其与该元件壳体62的前端铆接(卷边结合)；石蜡64，其充填于由所述罩63和元件壳体62形成的空间中；以及套筒65，其配置于该石蜡64的内部并富有挠性。在套筒65中充填有润滑脂66。
在废热回收装置(图1、标号10)中采用热致动器40的情况下，感温部60以***于致动器支承部件(图1、标号32)的方式被支承。由此，能够使介质流过感温部60的周围，从而感温部60能够感知感温部60周边的温度。更具体来说，感温部60感知在感温部60周边流动的介质的温度。
杆70由以下部分构成：杆基部71，其与致动杆43的前端抵接；杆主体部72，其一体地形成于该杆基部71并在前端安装有钩部26；以及杆凸缘部73，其从杆基部71朝向外周延伸，支承复位弹簧46的后方的端部。
杆基部71的直径形成得比杆主体部72的直径大。由此，在杆基部71朝向杆主体部72形成了台阶部71a。
轴承80由防脱部82和筒状的筒部81构成，其中，杆主体部72与筒部81的内周面滑动接触，防脱部82从该筒部81朝向外周延伸并与壳体台阶部52抵接。轴承80的后方的端部81a兼用作限定杆70的前进极限的止挡部。防脱部82的前方的面与壳体台阶部52接触。
沿轴承80的外周配置有引导部件48。引导部件48限制复位弹簧46沿周向的移位，并且支承复位弹簧46的前方的端部。引导部件48的一部分沿着杆70(轴承80)的防脱部82形成。对于引导部件48与防脱部82的关系，在图3中详细说明。
如图3所示，在防脱部82的外周侧的后端形成有锥部82a，锥部82a以相对于杆70的中心轴线CL倾斜的方式倾斜。
引导部件48由以下部分构成：壳体接触部96，其与壳体50的内周面接触并粘结于壳体50的内周面；支承部97，其从该壳体接触部96朝向杆70的中心轴线CL延伸并支承复位弹簧46；以及引导部98，其从该支承部97的中心轴线CL侧的前端朝向后方延伸并限制复位弹簧46沿周向的移位。
在引导部件48和锥部82a之间嵌有橡胶制成的O形环49(橡胶制部件49)。在低温时，轴承80的外径被设定成比壳体50的内径稍小。
参照图1至图3可知下述内容。热致动器40具有：筒状的壳体50；感温部60，其安装于该壳体50的一端并感知外部的温度；活塞43，其收纳于壳体50内，并根据感温部60感知到的温度而前进；杆70，其配置于该活塞43的前端并随着活塞43的前进而前进；复位弹簧46，其收纳于壳体50内并对杆70向后退的方向施力；以及轴承80，其沿着杆70的外周面从壳体50的另一端朝向一端延伸；以及引导部件48，其配置于该轴承80的外周，支承复位弹簧46并且限制复位弹簧46沿周向的移位。轴承80的材料使用树脂，壳体50的材料使用金属。引导部件48由以下部分构成：壳体接触部96，其与壳体50的内周面接触；支承部97，其从该壳体接触部96朝向杆70的中心轴线CL延伸，并支承复位弹簧46；以及引导部98，其从该支承部97的前端朝向感温部60延伸并限制复位弹簧46沿周向的移位。在轴承80和引导部件48之间配置有O形环49(环状的橡胶制部件)，利用该O形环49的作用力限制轴承80的移位。热致动器40的作用与废热回收装置(图1、标号10)的作用一起在图4以后的图中进行说明。
如图4A所示，介质从热交换器(图1、标号15)流向感温部60的周边。在该介质的温度T1低的情况下，石蜡64处于收缩的状态。在石蜡64收缩的情况下，利用复位弹簧46的作用力，杆70位于后退极限。即，感温部60感知感温部60的附近的温度，使杆70停留在后退极限。
如图4B所示，在介质的温度低的情况下，第1流路13利用安装于阀轴21的阀28而关闭。
返回图1，在第1流路13关闭的情况下，从导入口11导入的废气朝向第2流路14流动。朝向第2流路14流动的废气在与流经热交换器15内部的介质之间进行热交换。由此介质被升温。
如图5A所示，由于介质升温，石蜡64发生膨胀。当石蜡64膨胀时，套筒65被挤扁，致动杆43克服复位弹簧46的作用力而前进。即，致动杆43根据感温部60感知到的温度而前进。杆70也与致动杆43一起前进。
在介质的温度到达T2的情况下，杆70的台阶部71a与轴承80的端部81a抵接。由此，限制了杆70的前进。
如图5B所示，当介质的温度为T2时，阀28将第1流路13打开。这时的阀28的打开量是供废气通过第1流路13所需要的足够的量。
返回图1，当第1流路13打开时，废气流过在导入口11的下游笔直地安装的第1流路13内。这时，由于废气不向第2流路14流动，所以废气和介质之间不进行热交换。
返回图5A，在壳体50内形成有限制杆70的前进极限的止挡部(轴承80的端部81a)。当前进的杆70到达规定的位置时，杆70与轴承80的端部81a抵接。通过抵接，阻碍了杆70的进一步前进。由此，能够防止杆70超出所需地前进。通过防止不必要的移动，来抑制杆70与轴承80接触造成的轴承80的磨损。而且，致动杆43与杆70一体地移动。通过防止杆70的不必要的移动，能够抑制致动杆43(活塞43)与套筒65接触造成的套筒65的磨损。通过抑制磨损，能够减小热致动器40的部件的更换频度，从而长时间使用热致动器40。
此外，在杆70形成有台阶部71a，并且利用轴承80的端部81a形成止挡部。当杆70前进时，台阶部71a与轴承80的端部81a接触，从而限制杆70的前进。由于将轴承80的端部81a作为杆70的止挡部来使用，所以能够在不增加部件数量的情况下限定杆70的前进极限。
而且，在轴承80形成有朝向外周方向延伸的防脱部82，该防脱部82的前侧的面与壳体50(台阶部52)抵接。由此，当杆70与轴承80接触时，能够利用防脱部82承受从后方朝向前方施加的力。由此，能够防止轴承80在沿轴线CL的方向上的移位，更可靠地限制杆70的移动。
还参照图5B，杆70的前进量设定为与阀28的旋转量对应。即，杆70的前进被限制在阀28需要的充分打开的位置。由此，阀28也通过移动到规定的位置而停止。这里，在热致动器40不具有止挡部的情况下，杆70有时超过规定的量地前进。在该情况下，借助于热致动器40而动作的阀28也超过规定的量地动作。因此，在热致动器40不具有止挡部的情况下，收纳阀28的阀室17需要预估杆70的过度移动量而设定得稍大。在这方面，热致动器40防止了过度移动。因此，不需要将阀室17设定得稍大，能够使废热回收装置10小型化。进一步说明热致动器的作用。
参照图20，一般树脂(轴承205)的膨胀系数比金属(壳体201)的膨胀系数大。还考虑到在废热回收装置这样的高温的装置中使用的情况，考虑将轴承的大小设定成使得在高温时轴承与壳体适度紧贴。但是，在低温时，轴承205比壳体201收缩得多，因此有时在壳体201和轴承205之间产生间隙。在该状态下，当杆204在轴承205内移动时，轴承205会发生晃动。
另一方面，若轴承205的大小设定成使得在低温时轴承205与壳体201适度紧贴，则在高温时由膨胀得大的轴承205对壳体201施加大的负荷。
期望提供一种能够防止轴承205的晃动的技术。
如图6A所示，在低温时，在轴承80和壳体50之间、以及在轴承80和引导部件48之间形成有微小的间隙。与锥部82a接触的O形环49的作用力F1朝向与锥部82a垂直的方向作用。锥部82a以相对于杆70的中心轴线CL倾斜的方式倾斜。因此，作用力F1的分力F2在朝向杆70的中心轴线CL的方向上作用，分力F3在沿着杆70的中心轴线CL的方向上作用。
在朝向杆70的中心轴线CL的方向上作用的分力F2遍布整周地作用。即，轴承80被从整周范围朝向杆70的中心轴线CL施力。
另一方面，在沿着杆70的中心轴线CL的方向上作用的分力F3遍布整周地作用。即，轴承80在整周被朝向壳体台阶部52按压。
轴承80和壳体50之间的间隙的一部分借助引导部件48被O形环49填满。通过填满轴承80和壳体50之间的间隙，能够防止低温时的轴承的晃动。
此外，能够使O形环49的作用力F1朝向壳体50的中心轴线方向和壳体50的周向这两个方向作用。因此，能够在轴向和周向填满在轴承80和壳体50之间产生的间隙。由此，能够更可靠地防止轴承80的晃动。
采用O形环49作为橡胶制部件。O形环49是低价的。能够低价地进行针对轴承80的晃动的对策。
如图6B所示，在高温时，热膨胀系数大的树脂制成的轴承80比金属制成的壳体50膨胀得多。由于轴承80相对地较大地膨胀，轴承80与壳体50的内周面接触。在该情况下，利用轴承80膨胀的力，O形环49发生弹性变形。即，O形环49通过变形而逸出到残留于引导部件48和轴承80之间的间隙中。因此，与轴承80从低温时就与壳体50紧贴的情况相比，能够减轻施加于壳体50的负荷。即，能够在低温时防止轴承80的晃动，并且能够在高温时减轻施加于壳体50的负荷。
＜第2实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第2实施例进行说明。图7中示出了在本发明的第2实施例的热交换设备上搭载的热致动器的截面结构。图7以与上述图2对应的方式进行表示。对于与图2相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图7所示，热致动器40A与第1实施例中采用的热致动器相比，变更了止挡部和杆凸缘部。
更具体来说，在杆70A形成有杆凸缘部73A，杆凸缘部73A从杆70A(杆基部71A)的侧面突出至复位弹簧46的外周。
而且，在壳体50A形成有突起部55A，突起部55A从壳体50A的内周面朝向壳体50A的中心轴线CL突出。该突起部55A突出至与杆凸缘部73A在周向上重叠的位置。即，突起部55A突出至能够与杆凸缘部73A抵接的位置，利用该突起部55A形成止挡部。当杆70A前进了规定的量时，杆凸缘部73A与突起部55A接触。利用突起部55A限制杆70A的进一步的前进。
突起部55A既可以一体地形成于壳体50A，也可以分体地形成。在这样的热致动器40A中，也能够通过防止杆70A的不必要的移动，来抑制杆70A与轴承80接触造成的轴承80的磨损。而且，能够抑制致动杆43(活塞43)与套筒65接触造成的套筒65的磨损。
此外，突起部55A沿壳体50A的内周面形成，因此，与壳体50A内的其它部位相比，能够增大周向的截面积。由于周向的截面积大，所以能够确保与杆凸缘部73A接触的接触面积大。通过增大与杆凸缘部73A接触的接触面积，能够减轻施加于突起部55A的每单位面积的负荷，实现热致动器40A的长寿命化。
而且，在第1实施例的情况下，需要确保作为轴承的最低限度的长度，从这方面来说，形成止挡部的场所受到限制。与其相比，突起部55A能够与轴承的长度没有关系地进行配置，因此，在轴向上配置的自由度高。
＜第3实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第3实施例进行说明。图8示出了在第3实施例的热交换设备上搭载的热致动器的截面结构。图8以与上述图2对应的方式进行表示。对于与图2相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图8所示，热致动器40B与第1实施例中采用的热致动器相比，变更了引导部件。
具体来说，限制复位弹簧46沿周向的移位的引导部件48B从壳体50的另一端朝向一端沿复位弹簧46的内周延伸。这样的引导部件48B和台阶部71a在周向上重叠，利用引导部件48B的后方的端部48a形成止挡部。当杆70前进规定的量时，台阶部71a与引导部件48B的端部48a(止挡部48a)接触，杆70的前进被限制。
优选引导部件48B的后方的端部48a沿轴承80的后端朝向中心轴线CL弯折。这是因为：当杆70与引导部件48B的端部48a接触时，能够利用防脱部82承受从后方朝向前方施加的力。由此，能够防止轴承80和引导部件48B在轴向的移位，更可靠地限制杆70的移动。轴承80的长度需要根据引导部件48B的端部48a的位置而延长。即，根据形成止挡部的位置，将引导部件48B和轴承80双方延伸至大致相同的位置。
在这样的热致动器40B中，也能够抑制杆70的不必要的移动。由此，能够抑制杆70与轴承80接触造成的轴承80的磨损。而且，能够抑制致动杆43(活塞43)与套筒65接触造成的套筒65的磨损。
而且，由于将引导部件48B的端部48a作为杆70的止挡部来使用，所以能够在不增加部件数量的情况下限定杆70的前进极限。
＜第4实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第4实施例进行说明。图9示出了在第4实施例的热交换设备上搭载的热致动器的截面结构。图9以与上述图2对应的方式进行表示。对于与图2相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图9所示，热致动器40C与第1实施例中采用的热致动器相比，变更了壳体的形状。
具体来说，壳体50C的另一端形成为弯曲部56C，该弯曲部56C被弯折至在周向上与杆70重叠的位置，利用该弯曲部56C形成止挡部。通过使杆70的前端与弯曲部56C抵接，而使杆70的前进被限制。
在这样的热致动器40C中，也能够防止杆70的不必要的移动。由此，能够抑制杆70与轴承80接触造成的轴承80的磨损。而且，能够抑制致动杆43(活塞43)与套筒65接触造成的套筒65的磨损。
而且，由于将壳体50C的端部作为杆70的止挡部来使用，所以能够在不增加部件数量的情况下限定杆70的前进极限。而且，由于杆70被壳体50C覆盖至前端，所以能够保护杆70。
＜第5实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第5实施例进行说明。图10A～图10C示出了在第5实施例的热交换设备中采用的热致动器的截面结构。图10A以与上述图2对应的方式进行表示。对于与图2相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图10A所示，关于热致动器40D，在第1实施例采用的热致动器中追加了石蜡的逸出部。
具体来说，在感温部60安装有逸出部90，逸出部90用于在杆70位于前进极限的情况下，使进一步膨胀的石蜡64逸出。
逸出部90由以下部分构成：板91，其与感温部60(元件壳体62)连接，并开有孔91a；逸出部壳体92，其与该板91连接；阀体100，其收纳于该逸出部壳体92内并关闭板91的孔91a；以及弹簧94，其朝向板91对该阀体100施力。即，板91是阀座，逸出部壳体92是阀箱。
阀体100由引导部104和圆盘形状的阀基部102构成，其中，在阀基部102的外周安装有密封件101，引导部104一体地形成于该阀基部102并延伸至弹簧94的内周。
逸出部90的弹簧94的弹簧常数比壳体50内的复位弹簧46的弹簧常数大。由此，由于板91的孔91a的直径小，因而杆70比阀体100先移位。
如图10B所示，当温度上升而石蜡64膨胀时，首先杆70前进。杆70在前进了规定的量之后，被轴承80的端部81a限制前进。
如图10C所示，当石蜡64进一步膨胀时，利用该力压下阀体100。通过压下阀体100，石蜡64逸出到逸出部壳体92内。由此，可以减轻能够对感温部60施加的负荷。
在这样的热致动器40D中，也能够防止杆70的不必要的移动。由此，能够抑制杆70与轴承80接触造成的轴承80的磨损。而且，能够抑制致动杆43(活塞43)与套筒65接触造成的套筒65的磨损。
＜第6实施例＞
接下来，根据附图对作为第6实施例的热交换设备的废热回收装置进行说明。图11中示出了第6实施例的废热回收装置的侧面结构。对于与图1相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图11所示，在废热回收装置110中，使第2销111(止挡部111)从阀室17的侧方朝向杆70的中心轴线CL上延伸。
通过使钩部26与第2销111抵接，能够限制杆70的前进。在这样的废热回收装置110中，也能够得到本发明规定的效果。
特别地，通过将第2销111配置在杆70的中心轴线CL上，能够在不使杆70产生弯曲力矩的情况下限制杆70的前进。
＜第7实施例＞
接下来，根据附图对作为第7实施例的热交换设备的废热回收装置进行说明。图12中示出第7实施例的废热回收装置的侧面构成，并以与图11对应地进行表示。对于与图11相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图12所示，在废热回收装置120中，在板24上一体地竖立有第3销121(抵接件121)，并且，使突杆122(止挡部122)从阀室17的侧方延伸到第3销121的轨道上。
通过使杆70前进，板24进行旋转。第3销121与板24一起旋转。当杆70前进了规定的量，第3销121旋转了规定的量时，第3销121与突杆122抵接。由此，第3销121的旋转被限制，从而杆70的前进被限制。在这样的废热回收装置120中，也能够得到本发明规定的效果。
＜第8实施例＞
接下来，根据附图对作为第8实施例的热交换设备的废热回收装置进行说明。图13中示出了第8实施例的废热回收装置的截面结构。图13以与图4B对应的方式进行表示。对于与图4B相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图13所示，在废热回收装置130的阀28安装有止挡部131。通过阀28摆动规定的量，止挡部131与阀室17的内壁17a抵接。由此，阀28的摆动被限制。在这样的废热回收装置130中，也能够得到本发明规定的效果。
＜第9实施例＞
接下来，根据附图对作为第9实施例的热交换设备的废热回收装置进行说明。图14中示出了第9实施例的废热回收装置的截面结构。图14以与图13对应的方式进行表示。对于与图13相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图14所示，在废热回收装置140的阀室17的内壁17a，且在阀28的轨道上设置有止挡部141。阀28通过摆动规定的量而与止挡部141抵接。由此，限制阀28的摆动。在这样的废热回收装置140中，也能够得到本发明规定的效果。
＜第10实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第10实施例进行说明。
图15A示出了在第10实施例的热交换设备中采用的热致动器的截面结构，并与上述图2对应地进行表示。对于与图2相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图15A所示，热致动器40E与图2所示的热致动器相比，变更了防脱部的前端的形状。
如图15B所示，在防脱部82E的外周侧的端部形成有大致L字截面的L字槽82b。并且，L字槽82b相对于截面呈大致L字状的角部Co对置配置，该角部Co是由壳体接触部96和壳体台阶部52形成的。由此，利用角部Co和L字槽82b形成了从截面观察呈大致矩形的空间。O形环49以与从截面观察的大致矩形的所有边接触的方式配置。
角部Co除了利用引导部件48和壳体50这2个部件形成以外，也可以只利用引导部件48形成，还可以只利用壳体50形成。
即，在防脱部82E的外周侧的端部形成有大致L字截面的L字槽82b，利用壳体50或引导部件48与该L字槽82b对置地形成截面呈大致L字状的角部Co，并以与通过L字槽82b和角部Co形成为从截面观察呈大致矩形的空间的各边接触的方式配置有O形环49(橡胶制部件49)。
由此，O形环49能够在朝向杆70的中心轴线CL的方向和沿杆70的中心轴线的方向这两个方向上对轴承80E施力。在这样的结构中，也能够得到本发明规定的效果。
而且，在组装热致动器40E时，能够在将O形环49嵌入于L字槽82b的状态下进行组装作业。因此，组装作业变得容易。
＜第11实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第11实施例进行说明。
图16示出了在第11实施例的热交换设备中采用的热致动器的截面结构，并与上述图15A对应地进行表示。对于与图15A相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图16所示，热致动器40F与图15A所示的热致动器相比，变更了防脱部的前端的形状。
即，在防脱部82F的外周侧的后方的端部形成有大致L字截面的L字槽82b。在采用这样地形成的轴承80F的情况下，热致动器40F也能够得到本发明规定的效果。
＜第12实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第12实施例进行说明。
图17示出了在第12实施例的热交换设备中采用的热致动器的截面结构，并与上述图15A对应地进行表示。对于与图15A相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图17所示，热致动器40G与图15A所示的热致动器相比，变更了轴承的形状、引导部件的形状和壳体的形状。
在轴承80G的筒部81G的前端和后端形成有锥部81b、81b。并且，在引导部件48G形成有从引导部98G的后端朝向杆70的中心轴线CL弯折的引导部件弯曲部99G。此外，在壳体50G形成有从小径部53的前端朝向杆70的中心轴线CL弯折的弯曲部56G。
热致动器40G中，以分别与前后的锥部81b、81b接触的方式配置有O形环49、49。在这样的热致动器40G中，也能够得到本发明规定的效果。
根据图17所示的热致动器40G，附图右侧的O形环49配置在轴承80G和壳体50G之间。即，热致动器40G具有：筒状的壳体50G；感温部60，其安装于该壳体50G的一端并感知外部的温度；活塞43，其收纳于壳体50G内并根据感温部60感知到的温度而前进；杆70，其配置于该活塞43的前端并随着活塞43前进而前进；复位弹簧46，其收纳于壳体50G内并对杆70向后退的方向施力；以及轴承80G，其沿着杆70的外周面从壳体50的另一端朝向一端延伸；以及引导部件48G，其配置于该轴承80G的外周，支承复位弹簧46并且限制复位弹簧46沿周向的移位。轴承80G的材料使用树脂，壳体50G的材料使用金属。在轴承80G和壳体50G之间配置有O形环49(环状的橡胶制部件)，利用该O形环的作用力限制轴承80G的移位。
＜第13实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第13实施例进行说明。
图18示出了在第13实施例的热交换设备中采用的热致动器的截面结构。图18以与上述图15A对应的方式进行表示。对于与图15A相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图18所示，热致动器40H与图15A所示的热致动器相比，变更了轴承的形状、引导部件的形状和壳体的形状。
具体来说，没有在轴承80H形成锥部，而是在引导部件48H和壳体50H分别形成了锥部48a、50a。而且，以分别与所述锥部48a、50a接触的方式配置了O形环49、49。O形环49、49配置在筒部81H与防脱部82H的边界部。在这样的热致动器40H中，也能够得到本发明规定的效果。
＜第14实施例＞
接下来，根据附图对本发明的第14实施例进行说明。
图19示出了在第14实施例的热交换设备中采用的热致动器的截面结构。图19以与上述图15A对应的方式进行表示。对于与图15A相同的结构要素，沿用标号并省略详细的说明。
如图19所示，热致动器40J与图15A所示的热致动器相比，变更了轴承的形状和橡胶制部件。
具体来说，在轴承80J，沿筒部81J的外周一体地形成有截面为三角形形状的边缘部81c。以覆盖该边缘部81c的方式安装有截面呈四边形形状的橡胶制部件49J。在这样的热致动器40J中，也能够得到本发明规定的效果。
另外，本发明不限于各实施例。也就是说，只要起到本发明的作用和效果，还能够适当组合各实施例所示的结构。例如，在将引导部件的端部作为止挡部的发明中，能够追加逸出部。组合的例子不限于此。
Claims (3)
1.一种热交换设备，其由以下部分构成：
分支部，废气被导入到所述分支部，所述分支部将所导入的所述废气分支到2个流路；
第1流路，其从该分支部延伸；
第2流路，其从所述分支部以沿着所述第1流路的方式延伸；
热交换器，其安装于该第2流路，并从所述废气的热回收能量；以及
阀，其设置成能够开闭所述第1流路或所述第2流路，并借助于热致动器而动作，
所述热致动器由以下部分构成：筒状的壳体；感温部，其安装于该壳体的一端，并感知介质的温度；活塞，其收纳于该感温部内的套筒中，并根据所述感温部感知到的温度而前进；杆，其配置于该活塞的前端，并随着所述活塞前进而前进；以及复位弹簧，其收纳于所述壳体内，并对所述杆向后退的方向施力，
在所述壳体内形成有限定所述杆的前进极限的止挡部，
通过限定所述杆的前进极限而限定了所述阀的开度，
所述杆由与所述活塞的前端抵接的杆基部和一体地形成于该杆基部的杆主体部构成，
所述杆基部的直径形成得比所述杆主体部的直径大，从而在所述杆基部朝向所述杆主体部形成有台阶部，
沿着所述杆主体部的外周面配置有轴承，
限制所述复位弹簧沿径向的移位的引导部件从所述壳体的另一端朝向一端沿所述复位弹簧的内周延伸，
所述引导部件和所述台阶部在周向上重叠，
所述止挡部是由所述引导部件的端部形成的，
所述引导部件的端部朝向所述杆的中心轴线延伸，
所述轴承与所述台阶部在周向上重叠，
所述轴承延伸到与所述引导部件的端部大致相同的位置。
2.根据权利要求1所述的热交换设备，其中，
所述热致动器具有：所述轴承，其沿所述杆的外周面从所述壳体的另一端朝向一端延伸；以及所述引导部件，其配置于该轴承的外周并支承所述复位弹簧，
所述轴承的材料使用树脂，
所述壳体的材料使用金属，
所述引导部件具有：壳体接触部，其与所述壳体的内周面接触；支承部，其从该壳体接触部朝向所述杆的中心轴线延伸并支承所述复位弹簧；以及引导部，其从该支承部的前端朝向所述感温部延伸并限制所述复位弹簧沿径向的移位，
在所述轴承和所述引导部件之间配置有环状的橡胶制部件，利用该橡胶制部件的作用力限制了所述轴承的移位，
在所述轴承或所述引导部件形成有相对于所述壳体的中心轴线倾斜的锥部，
该锥部与所述橡胶制部件接触。
3.根据权利要求2所述的热交换设备，其中，
所述橡胶制部件使用了O形环。
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