[发明专利]废热回收装置

说明书

本发明提供一种能提高蒸汽循环的热效率的废热回收装置。所述废热回收装置(1)具有：使工作流体循环的蒸汽循环(30)，以及使发动机(2)的冷却水循环的冷却回路，蒸汽循环(30)的加热器(31)的热源是发动机(2)的废热，蒸汽循环(30)的冷凝器(33)是热交换器，使工作流体与第三冷却水回路(6)的冷却水进行热交换，第三冷却水回路(6)使冷却水不经过发动机(2)而经过散热器9循环。

技术领域

本发明涉及具备蒸汽循环的废热回收装置，所述蒸汽循环包括：使工作流体循环的制冷剂泵；利用车辆的发动机的废热来加热由所述制冷剂泵送来的工作流体的加热器；使通过所述加热器加热并汽化的工作流体膨胀后输出的膨胀机；以及使通过所述膨胀机膨胀的工作流体冷凝的蒸汽用冷凝器。

背景技术

作为现有技术，已公知专利文献1公开的、具备蒸汽循环的车辆用废热回收装置。该具备蒸汽循环的车辆用废热回收装置中，通过使从发动机排出的燃烧气体与在蒸汽发生器中进行蒸汽循环的工作流体热交换、回收发动机废热，膨胀机使被蒸汽发生器加热后成为高温高压的工作流体膨胀后输出。通过在膨胀机中完成膨胀的工作流体与在发动机冷却水回路内循环的发动机冷却水进行热交换，热交换器进行工作流体的冷凝。

可是，按照专利文献1公开的车辆用废热回收装置，由于采用发动机冷却后的发动机冷却水进行工作流体的冷凝，所以在热交换器中会因工作流体不能充分冷凝而使冷凝压变高，存在不能充分地进行蒸汽循环的问题。

另一方面，为解决上述问题，在专利文献2的图2所公开的、具备蒸汽循环的车辆用废热回收装置中，将蒸汽发生器的热源作为散热器的上游侧的冷却水，作为热交换器的冷凝器使冷却内燃机的冷却水的散热器的下游侧的冷却水与工作流体进行热交换。这样，专利文献2的冷凝器中，由于在散热器中冷却后的低温的冷却水与工作流体进行热交换，因此冷凝压变低、作为热机的热效率高，从而能使废热的回生量增加。

专利文献1：日本专利公开公报特开2005-42618号

专利文献2：日本专利公开公报特开2013-160076号

可是，在专利文献2的废热回收装置中，由于冷凝器中在散热器被冷却的、低温的冷却水与工作流体进行热交换，所以和专利文献1中的热交换器这种采用发动机冷却后的发动机冷却水进行工作流体的冷凝的情况相比较，尽管因冷凝压变低、作为热机的热效率提高，但由于流入散热器的冷却水全部是吸收了发动机的废热的、发动机冷却后的冷却水，所以存在仍不能使工作流体的冷凝压充分降低的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供通过使更低温的冷却水与工作流体进行热交换、使蒸汽循环的热效率提高的废热回收装置。

为达成上述的目的，权利要求1的废热回收装置，包括：蒸汽循环，在工作流体回路中依次设置对工作流体加热使其汽化的加热器、使经过所述加热器后的工作流体膨胀并产生动力的膨胀机、使经过所述膨胀机后的工作流体冷凝的冷凝器、以及将经过所述冷凝器后的工作流体向所述加热器送出的工作流体泵；第一冷却水回路，使冷却水经过内燃机和散热器循环；第二冷却水回路，使冷却水经过所述内燃机和在所述内燃机与所述散热器之间分路的第一分路通道循环；以及第三冷却水回路，使冷却水经过在所述第一分路通道与所述散热器之间分路的第二分路通道和所述散热器循环，所述加热器的热源是所述内燃机的废热，所述冷凝器是使所述工作流体与所述第三冷却水回路的冷却水进行热交换的热交换器。

此外，权利要求2的废热回收装置，在所述内燃机和所述第一分路通道之间设有使冷却水循环的第一水泵，在所述第二分路通道上设有使冷却水循环的第二水泵，在所述第一分路通道的分路点设有开度调节装置，所述开度调节装置根据通过内燃机后的冷却水温度，调节第一冷却水回路和第二冷却水回路的、各回路的通道开度。

此外，权利要求3的废热回收装置，在所述第一冷却水回路的所述散热器的下游侧，在所述第一分路通道和所述第二分路通道之间设有用于防止冷却水向所述散热器侧倒流的逆止阀。