[发明专利]内燃机的增压余热回收系统有效

专利信息
申请号: 201410841618.0 申请日: 2014-12-30
公开(公告)号: CN104500265A 公开(公告)日: 2015-04-08
发明(设计)人: 张扬军;诸葛伟林;李志勇;李辉;彭杰;王恩华;刘芙蓉;赵春华 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: F02G5/00 分类号: F02G5/00;F01K25/08
代理公司: 北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)11387 代理人: 张向琨
地址: 1000*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 内燃机 增压 余热 回收 系统
【权利要求书】:

1.一种内燃机的增压余热回收系统,其特征在于,包括:

k个涡轮增压器(T1、T2、……、Tk),其中第i(i=1,2,…,k,且k≥2)涡轮增压器(Ti)具有第i膨胀端(TEi)和第i压缩端(TCi),第i膨胀端(TEi)利用源自内燃机(30)的对应气缸(301)的排气门(3011)排出的废气的动力能对输入第i压缩端(TCi)中的供给空气进行压缩并输出压缩空气;

k个换热器(HE1、HE2、……、HEk),其中第i换热器(HEi)连通第i涡轮增压器(Ti)的第i压缩端(TCi);

有机工质泵(101),连通外部的有机工质储液罐,k个换热器(HE1、HE2、……、HEk)设置在有机工质泵(101)的下游并受控连通有机工质泵(101);

膨胀机(102),设置在全部k个换热器(HE1、HE2、……、HEk)的下游并受控连通k个换热器(HE1、HE2、……、HEk);

发电机(103),受控连通外部的供电或储能装置且受控连通膨胀机(102);以及

冷凝器(104),设置在膨胀机(102)的下游并受控连通膨胀机(102)且受控连通外部的工质储液罐;

其中:

第i换热器(HEi)和第i涡轮增压器(Ti)形成第i涡轮增压系统(Ci),从而k个涡轮增压器(T1、T2、……、Tk)和k个换热器(HE1、HE2、……、HEk)形成k个涡轮增压系统(C1、C2、……、Ck),所述k个涡轮增压系统(C1、C2、……、Ck)为串联、并联或串并联混合;

有机工质泵(101)、k个换热器(HE1、HE2、……、HEk)、膨胀机(102)、发电机(103)以及冷凝器(104)形成基于朗肯循环的余热回收回路(10);

基于朗肯循环的余热回收回路(10)的有机工质泵(101)从有机工质储液罐中泵出液态有机工质并受控向第i换热器(HEi)输送,第i涡轮增压系统(Ci)的第i涡轮增压器(Ti)的第i压缩端(TCi)将压缩空气向第i换热器(HEi)输送,输送到第i换热器(HEi)中的液态有机工质和压缩空气进行热交换,液态有机工质吸热并蒸发为气态有机工质,随后气态有机工质进入膨胀机(102)、驱动膨胀机(102)做功而驱动发电机(103)向外部供电装置或储能装置输出电能,膨胀机(102)做功后的乏气进入冷凝器(104)并冷却成液态且输送到有机工质储液罐;而压缩空气放热并降温,且降温的压缩空气经由第i换热器(HEi)输出,以供内燃机(30)使用。

2.根据权利要求1所述的内燃机的增压余热回收系统,其特征在于,有机工质泵(101)和k个换热器(HE1、HE2、……、HEk)之间设置有分液器(F)分液器(F)使有机工质泵(101)受控连通第i换热器(HEi),用于控制输送到第i换热器(HEi)中的液态有机工质流量。

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