[发明专利]内燃机的增压余热回收系统

摘要

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。本发明能提高内燃机的总能利用效率。

主权项

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。