[发明专利]一种基于联合循环的内燃机余热利用装置和方法

权利要求书

1.一种基于联合循环的内燃机余热利用装置，其特征在于，包括内燃机机体、内燃机排气管、进水管、集水器、出水管、换热管、发电系统、冷凝器和电子温控三通阀，其中，

所述内燃机机体的排气口连接所述内燃机排气管；

所述进水管的一端连接所述内燃机机体的冷却水道的入口，该进水管的另一端分别连接所述集水器和所述电子温控三通阀的A向出水口，所述集水器与所述电子温控三通阀的A向出水口中的水由水泵牵引进入所述进水管；

所述出水管的一端连接所述内燃机机体的冷却水道的出口，该出水管的另一端连接所述电子温控三通阀的入水口；

所述换热管为螺旋形，其缠绕在所述内燃机排气管上，并且其一端连接所述电子温控三通阀的B向出水口，另一端连接所述发电系统；

所述电子温控三通阀基于所述出水管内冷却水温度来控制该出水管内冷却水朝所述换热管流动或朝所述进水管流动；此外，该电子温控三通阀的开度由所述出水管内冷却水温度控制，其中该温度越高，则该电子温控三通阀的B向出水口的开度越大，从而使所述发电系统的发电量也越大；

所述发电系统安装在所述换热管上，以利用蒸汽进行发电；

所述冷凝器与所述发电系统相连接，其用于将做功后的所述蒸汽进行冷凝随后储存在所述集水器内，以便由所述水泵抽取所述集水器内的冷却水进入进水管。

2.根据权利要求1所述的一种基于联合循环的内燃机余热利用装置，其特征在于，所述发电系统包括凝汽式蒸汽轮机、发电机和蓄电池，其中所述凝汽式蒸汽轮机安装在所述换热管上，并且该凝汽式蒸汽轮机依次连接所述发电机和所述蓄电池。

3.一种汽车发动机余热发电设备，其特征在于，包括权利要求1或2所述的内燃机余热利用装置。

4.一种利用权利要求1所述的内燃机余热利用装置进行余热利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述集水器内的冷却水流经所述内燃机机体的冷却水道，从而对该内燃机机体进行冷却，以确保内燃机可靠工作；在此过程中，在所述内燃机机体的持续加热下，该内燃机机体的冷却水道内的冷却水温度会大幅上升；随后，升温后的冷却水在该内燃机机体的冷却水道的出口流出内燃机机体；

(2)当流出所述内燃机机体的冷却水温度低于所述电子温控三通阀的阈值温度T时，该电子温控三通阀的B向出水口关闭，A向出水口全开启，所述水泵将所述出水管内的冷却水抽入此进水管，则冷却水进入所述内燃机机体的冷却水道内；当流出所述内燃机机体的冷却水温度高于所述电子温控三通阀的阈值温度T时，则该电子温控三通阀B向出水口开启，使冷却水进入所述换热管内；

(3)进入所述换热管内的冷却水流经所述换热管时，在内燃机排气的进一步加热下形成所述蒸汽，此蒸汽流入所述发电系统进行发电；

(4)所述蒸汽做功后流经所述冷凝器冷凝成液态冷却水并进入所述集水器，再由所述水泵抽入所述进水管并进入所述内燃机机体的冷却水道内。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电子温控三通阀的阈值温度T和阀门开度由余热利用控制模块根据发动机工况、余热利用效率以及冷却水温度来联合控制。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过控制所述电子温控三通阀的阈值温度T和阀门开度来控制所述蒸汽的过热度、流向以及流量。