[发明专利]内燃机的增压余热回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机余热利用领域，尤其涉及一种内燃机的增压余热回收系统。

背景技术

在内燃机涡轮增压系统中，为了降低内燃机进口空气温度，需要中冷器进行冷却降温，中冷器带走的空气能量尚未有效回收。在需要高压比的内燃机机械装置中，往往需要多级增压才能实现空气增压效果。中冷器带走的热量相当可观，内燃机但现有的内燃机余热回收研究大多局限于尾气能量和缸套水余热能回收方向，在中冷器方面尚未有实质有效的方式。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种内燃机的增压余热回收系统，其能提高内燃机的总能利用效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种内燃机的增压余热回收系统，其包括：k个涡轮增压器，其中第i涡轮增压器具有第i膨胀端和第i压缩端，第i膨胀端利用源自内燃机的对应气缸的排气门排出的废气的动力能对输入第i压缩端中的供给空气进行压缩并输出压缩空气；k个换热器，其中第i换热器连通第i涡轮增压器的第i压缩端；有机工质泵，连通外部的有机工质储液罐，k个换热器设置在有机工质泵的下游并受控连通有机工质泵；膨胀机，设置在全部k个换热器的下游并受控连通k个换热器；发电机受控连通外部的供电或储能装置且受控连通膨胀机；以及冷凝器，设置在膨胀机的下游并受控连通膨胀机且受控连通外部的工质储液罐。其中，第i换热器和第i涡轮增压器形成第i涡轮增压系统，从而k个涡轮增压器和k个换热器形成k个涡轮增压系统，所述k个涡轮增压系统为串联、并联或串并联混合；有机工质泵、k个换热器、膨胀机、发电机以及冷凝器形成基于朗肯循环的余热回收回路；基于朗肯循环的余热回收回路的有机工质泵从有机工质储液罐中泵出液态有机工质并受控向第i换热器输送，第i涡轮增压系统的第i涡轮增压器的第i压缩端将压缩空气向第i换热器输送，输送到第i换热器中的液态有机工质和压缩空气进行热交换，液态有机工质进入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、驱动膨胀机做功而驱动发电机向外部供电装置或储能装置输出电能，膨胀机做功后的乏气进入冷凝器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换热器输出，以供内燃机使用。

本发明的有益效果如下：

在根据本发明的内燃机的增压余热回收系统中，在第i换热器中，基于朗肯循环的余热回收回路的有机工质与第i涡轮增压系统的和压缩空气进行热交换，液态有机工质进吸热并蒸发为气态有机工质随后气态有机工质还可以驱动膨胀机做功从而驱动发电机向外部供电装置或储能装置输出电能，而压缩空气放热并降温，且降温的压缩空气经由第i换热器输出，以供内燃机使用。由此，本发明通过第i换热器设置，解决了背景技术中的中冷器的热量回收问题，从而提高内燃机的总能利用效率。

附图说明

图1为根据本发明的内燃机的增压余热回收系统的一实施例的示意图；

图2为根据本发明的内燃机的增压余热回收系统的一实施例的示意图；

图3为根据本发明的内燃机的增压余热回收系统的一实施例的示意图；

图4为根据本发明的内燃机的增压余热回收系统的一实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

C₁、C₂、…C_i…、C_k涡轮增压系统           106电动阀门

T₁、T₂、…T_i…、T_k涡轮增压器         20控制器

TE₁、TE₂、…TE_i…、TE_k膨胀端       30内燃机

TC₁、TC₂、…TC_i…、TC_k压缩端        301气缸

HE₁、HE₂、…HE_i…、HE_k换热器             3011排气门

10基于朗肯循环的余热回收回路              3012进气门