排氣熱回收系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】排氣熱回收系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并要求2014年11月19日提交的韓國專利申請第10-2014-0161763號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及一種排氣熱回收系統(tǒng)，更具體地，涉及一種這樣的排氣熱回收系統(tǒng)，其可以允許液態(tài)工作流體被供應(yīng)至熱交換器而不被停止。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃機(jī)廣泛用在車輛、船舶、小型電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)等中，已經(jīng)連續(xù)地進(jìn)行嘗試從而增加內(nèi)燃機(jī)的效率。在內(nèi)燃機(jī)中，大量熱量通常作為排氣熱被排出，已經(jīng)研發(fā)了用于通過回收排氣熱而提高內(nèi)燃機(jī)的整體效率的多種系統(tǒng)。
[0005]在考慮排氣熱回收系統(tǒng)的配置所需的裝置和零件、負(fù)載的增加等的情況下，將排氣熱循環(huán)系統(tǒng)安裝在大型車輛中(其具有較大排汽量并且可以運(yùn)載較多乘客或貨物)比將排氣熱循環(huán)系統(tǒng)安裝在小型車輛中(其具有較小排汽量并且較輕)效率更高。
[0006]在車輛的情況下，對排氣熱進(jìn)行再循環(huán)的系統(tǒng)的典型示例包括使用復(fù)合渦輪機(jī)(turbo compound)的系統(tǒng)和使用熱電元件的系統(tǒng)。
[0007]使用復(fù)合禍輪機(jī)的系統(tǒng)使用這樣的機(jī)制:通過將排氣禍輪機(jī)(exhaust turbine)附接至排氣管線并且借由排氣壓力使排氣渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)而獲得輸出。在這種機(jī)制中，可以提高安裝有內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)的熱效率；但是，排氣渦輪機(jī)作為排放限制器(exhaustresistor)來工作，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)自身的輸出減小。
[0008]使用熱電元件的系統(tǒng)使用這樣的機(jī)制:其使用熱電元件進(jìn)行充電，所述熱電元件通過溫度差產(chǎn)生電或者通過電驅(qū)動(dòng)輔助電機(jī)從而協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，無法忽視熱電元件自身的成本，并且熱電元件所安裝的空間狹小，使得即使熱電元件實(shí)際安裝于大批量生產(chǎn)的車輛，也難以明顯改善發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。
[0009]公開于本發(fā)明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供一種這樣的排氣熱回收系統(tǒng)，其可以通過允許將液態(tài)工作流體在不停止的情況下供應(yīng)至熱交換器，從而提高效率。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，一種排氣熱回收系統(tǒng)包括:排氣管道，從發(fā)動(dòng)機(jī)排放出的排放氣體通過所述排氣管道運(yùn)動(dòng)；熱交換器，其安裝于排氣管道，并且引起排放氣體和在所述熱交換器中流動(dòng)的工作流體之間的熱交換；多個(gè)儲(chǔ)液器，其將工作流體供應(yīng)至所述熱交換器；以及通道調(diào)節(jié)閥，其允許多個(gè)儲(chǔ)液器中的一個(gè)與所述熱交換器連通。
[0012]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體描述，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更為具體地變得清楚或得以闡明。
【附圖說明】
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的排氣熱回收系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖2為圖1的排氣熱回收系統(tǒng)的主要部分的立體圖。
[0015]圖3為運(yùn)行根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的排氣熱回收系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0016]圖4為運(yùn)行圖3的排氣熱回收系統(tǒng)的方法的控制方框圖。
[0017]圖5為包含在圖1的排氣熱回收系統(tǒng)中的熱交換器的橫截面圖。
[0018]圖6為圖5的熱交換器的主要部分的立體圖。
[0019]圖7為圖5的熱交換器的熱交換形式的示意圖。
[0020]圖8為圖1的排氣熱回收系統(tǒng)中的渦輪安裝的示意圖。
[0021]圖9為圖7的渦輪的主要部分的立體圖。
[0022]圖10為對根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的排氣熱回收系統(tǒng)的渦輪進(jìn)行控制的方法的流程圖。
[0023]圖11為包含在圖1的排氣熱回收系統(tǒng)中的過熱器和排放氣體再循環(huán)(EGR)冷卻器的立體圖。
[0024]圖12為圖11的過熱器和EGR冷卻器的橫截面圖。
[0025]圖13為顯示了包含在圖1的排氣熱回收系統(tǒng)中的熱交換器的內(nèi)部壓力改變的示意圖。
[0026]圖14為在圖1的排氣熱回收系統(tǒng)的熱交換器和渦輪之間的連接狀態(tài)下的示意圖。
[0027]圖15為對根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的排氣熱回收系統(tǒng)的熱交換器和渦輪之間的連接進(jìn)行控制的方法的流程圖。
[0028]圖16為下述結(jié)構(gòu)的示意圖:包含在圖1的排氣熱回收系統(tǒng)中的熱電發(fā)電機(jī)(Thermoelectric Generator, TEG)冷凝器和儲(chǔ)液器彼此共享冷卻劑。
[0029]圖17為圖16的儲(chǔ)液器的立體圖。
[0030]圖18為圖16的儲(chǔ)液器的另一個(gè)立體圖。
[0031]圖19為圖16的TEG冷凝器和儲(chǔ)液器之間的連接結(jié)構(gòu)的主要部分的立體圖。
[0032]圖20為圖1顯示的排氣熱回收系統(tǒng)的儲(chǔ)液器箱的示意圖。
[0033]圖21為運(yùn)行根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的排氣熱回收系統(tǒng)的儲(chǔ)液器箱的方法的流程圖。
[0034]應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并非按比例地繪制，顯示了說明本發(fā)明的基本原理的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。
[0035]在這些圖中，貫穿附圖的多幅圖，附圖標(biāo)記涉及本發(fā)明的相同或等同的部分。
[0036]附圖標(biāo)記
[0037]1:發(fā)動(dòng)機(jī)
[0038]2:進(jìn)氣歧管
[0039]7:齒輪系
[0040]20:電池
[0041]30:變換器
[0042]40:動(dòng)力傳輸部件
[0043]50:同流換熱器
[0044]60:儲(chǔ)液器
[0045]61:冷卻水套
[0046]62:入口
[0047]64:出口
[0048]65:冷卻劑引導(dǎo)腔室
[0049]66:冷卻水套內(nèi)部路徑
[0050]67:冷卻劑排出腔室
[0051]68:冷卻水套出口
[0052]70 ??泵
[0053]100:主通道
[0054]110:第一分支通道
[0055]120:第二分支通道
[0056]130:第三分支通道
[0057]140:第四分支通道
[0058]200:EGR (排放氣體再循環(huán))管線
[0059]210:EGR 閥
[0060]220:EGR 旁路閥
[0061]300:EGR 冷卻器
[0062]301:EGR冷卻器殼體
[0063]302:冷卻劑通道
[0064]303:EGR 冷卻器入口
[0065]304:EGR 冷卻器出口
[0066]310:過熱器
[0067]311:過熱器殼體
[0068]312:過熱器內(nèi)部通道
[0069]313:再循環(huán)氣體入口
[0070]314:再循環(huán)氣體出口
[0071]315:過熱器入口
[0072]316:過熱器出口
[0073]317:夾具
[0074]320:油分離器
[0075]330:氣液分離器
[0076]340:禍輪機(jī)
[0077]341:電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)
[0078]342:動(dòng)力產(chǎn)生渦輪機(jī)
[0079]343:帶輪
[0080]350:工作流體旁路
[0081]352:工作流體旁路閥
[0082]360:冷卻風(fēng)扇
[0083]370:TEG 冷凝器
[0084]400:熱交換器
[0085]402:后處理裝置
[0086]404:排氣管道
[0087]410:熱交換器入口
[0088]411:噴嘴
[0089]420:熱交換器出口
[0090]430:腔室
[0091]440:腔室延伸管
[0092]441:熱交換管線
[0093]442:排放氣體鰭片
[0094]450:水平連接構(gòu)件
[0095]460:延伸管
[0096]S1:第一通道控制閥
[0097]S2:第二通道控制閥
[0098]S3:壓力調(diào)節(jié)閥
[0099]L1:冷卻劑通道
[0100]P1:冷卻劑栗
[0101]V1:第一通道調(diào)節(jié)閥
[0102]V2:第二通道調(diào)節(jié)閥。
【具體實(shí)施方式】
[0103]下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的示例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，應(yīng)當(dāng)理解本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。
[0104]將參考附圖對本公開的示例性實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0105]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的排氣熱回收系統(tǒng)包括:排氣管道404、主通道100、渦輪機(jī)340、排放氣體再循環(huán)(EGR)管線200以及通道控制閥SjP S2;從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的排放氣體通過排氣管道404運(yùn)動(dòng)；工作流體通過主通道100運(yùn)動(dòng)；渦輪機(jī)340借由從主通道100排放的工作流體而旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電能和機(jī)械能；排放氣體再循環(huán)(EGR)管線200將部分從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的排放氣體循環(huán)至進(jìn)氣歧管2 ;通道控制閥SjP S 2設(shè)置于主通道100并且控制工作流體的運(yùn)動(dòng)，使得沿著EGR管線200運(yùn)動(dòng)的排放氣體和沿著主通道100運(yùn)動(dòng)的工作流體彼此進(jìn)行熱量交換。
[0106]另外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的排氣熱回收系統(tǒng)進(jìn)一步包括儲(chǔ)液器60、熱交換器400以及過熱器310 ;在儲(chǔ)液器60存儲(chǔ)液態(tài)的工作流體；熱交換器400設(shè)置于排氣管道404以接收來自儲(chǔ)液器60的液態(tài)工作流體并且使液態(tài)的工作流體蒸發(fā)；過熱器310連接