[發(fā)明專利]朗肯循環(huán)系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110290626.7
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102418622A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 榎島史修;井口雅夫;森英文
• 申請（專利權）人: 株式會社豐田自動織機
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;李春暉

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有朗肯循環(huán)回路的朗肯循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術

已開發(fā)了如下的朗肯循環(huán)系統(tǒng)：其將從內(nèi)燃機排出的熱轉換成用于電動發(fā)電機的電力。朗肯循環(huán)回路具有：鍋爐(加熱器)，以恒壓對液體形式的工作流體加熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽；膨脹裝置(流體膨脹裝置)，以絕熱方式使過熱蒸汽膨脹，以產(chǎn)生電力；冷凝器(冷卻裝置)，以恒壓使膨脹的蒸汽冷卻，以將蒸汽冷凝成液體；以及泵，將處于液體狀態(tài)下的工作流體輸送到鍋爐。膨脹裝置使得工作流體膨脹，從而使用于將工作流體的膨脹能量轉換成轉動電力的裝置(諸如，渦輪機)的轉子轉動，并且轉動電力被傳輸作為用于電力發(fā)電機的電力。

然而，當工作流體未能在鍋爐內(nèi)吸收足夠的熱時，在濕蒸汽狀態(tài)(氣液混合物狀態(tài))下的工作流體流入膨脹裝置中，或者工作流體的液體部分流回到膨脹裝置中。在膨脹裝置中，工作流體的液體部分沖掉潤滑油，通過與潤滑油混合而減小潤滑油的黏度，或者通過附著于渦輪機而腐蝕渦輪機。

日本專利申請公布第8-68501號公開了一種汽水分離器(moisture?separator)，其產(chǎn)生濕蒸汽的漩渦以利用離心力從濕蒸汽中分離水分。汽水分離器具有濕蒸汽流過的圓柱形管道以及布置在管道中且由多個定子葉片形成的噴嘴。汽水分離器還具有在管道中布置在如在制冷劑的流動方向上看到的噴嘴下游的位置處的渦輪機、以及布置在渦輪機的下游位置處并可與渦輪機一起轉動的壓縮機。流過管道的濕蒸汽經(jīng)受噴嘴產(chǎn)生的旋流。渦輪機加強旋流，從而利用離心力從濕蒸汽中分離液體部分。然后，壓縮機壓縮分離出的液體，從而增加液體的干燥度和過熱度。

然而，上述公布中具有管道以及都布置在管道中的噴嘴、渦輪機和壓縮機的汽水分離器的結構復雜，因此，制造成本高。

本發(fā)明旨在提供一種具有簡化結構的朗肯循環(huán)系統(tǒng)，以防止工作流體的液體部分流回到朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的流體膨脹裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，一種安裝在車輛上的朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括朗肯循環(huán)回路、壓力檢測器、溫度檢測器和控制器。工作流體流通經(jīng)過的朗肯循環(huán)回路包括流體膨脹裝置、流體傳輸裝置、第一通道、第二通道、加熱器、冷卻裝置、旁路通道(bypass?passage)和節(jié)流閥。流體膨脹裝置使工作流體膨脹以產(chǎn)生功。流體傳輸裝置將工作流體傳輸?shù)搅黧w膨脹裝置。第一通道將流體傳輸裝置連接到流體膨脹裝置。第二通道將流體膨脹裝置連接到流體傳輸裝置。加熱器設置在第一通道內(nèi)以對工作流體進行加熱。冷卻裝置設置在第二通道內(nèi)以冷卻工作流體。旁路通道將第一通道連接到第二通道。節(jié)流閥設置在旁路通道內(nèi)以打開和關閉旁路通道。壓力檢測器設置在第一通道內(nèi)以檢測工作流體的壓力。溫度檢測器設置在加熱器與流體膨脹裝置之間的第一通道內(nèi)，以檢測工作流體的溫度。控制器連接到節(jié)流閥以控制節(jié)流閥的操作，并且連接到壓力檢測器和溫度檢測器以從壓力檢測器和溫度檢測器接收壓力和溫度的信號。控制器基于根據(jù)壓力和溫度的信號計算出的、工作流體的過熱度，控制節(jié)流閥的操作。

根據(jù)結合附圖得到的、通過示例說明本發(fā)明的原理的以下描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得明顯。

附圖說明

通過參考目前優(yōu)選的實施例的以下描述以及附圖，本發(fā)明及其目的和優(yōu)點將更好理解，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的朗肯循環(huán)系統(tǒng)的示意圖；

圖2是其數(shù)據(jù)存儲在圖1的朗肯循環(huán)系統(tǒng)的ECU中的制冷劑的p-h圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的朗肯循環(huán)系統(tǒng)的示意圖；以及

圖4是示出圖3的朗肯循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)流閥的放大示意圖。

具體實施方式

以下將參照圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的朗肯循環(huán)系統(tǒng)。以下描述將論述朗肯循環(huán)系統(tǒng)用于具有內(nèi)燃機的車輛的示例。參照圖1，附圖標記10表示裝配有具有朗肯循環(huán)回路100的朗肯循環(huán)系統(tǒng)101的發(fā)動機。

朗肯循環(huán)系統(tǒng)100具有泵111、冷卻水鍋爐112、廢氣鍋爐113、膨脹裝置114和冷凝器115。制冷劑作為工作流體流過朗肯循環(huán)回路100。泵111用作本發(fā)明的流體傳輸裝置，冷卻水鍋爐112和廢氣鍋爐113用作加熱器，膨脹裝置114用作流體膨脹裝置，以及冷凝器115用作冷卻裝置。

泵111被操作以抽吸并傳輸流體，即，在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中為液體制冷劑。泵111在其出口(未示出)處通過通道1A連接到用作換熱器的冷卻水鍋爐112，并且泵111傳輸?shù)闹评鋭┝鬟^冷卻水鍋爐112。