[其他]用于利用內燃機廢熱的系統及具有該系統的內燃機

有效

• 申請號: 201190000603.1
• 申請日: 2011-07-07
• 公開（公告）號: CN203248277U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 彼得·格斯克斯;克勞斯·伊姆勒;米夏埃爾·施密特;亞瑟·斯特里赫勞
• 申請（專利權）人: 貝洱兩合公司
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02;F01K23/06;F01N3/04;F01N5/02;F28D7/16
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本實用新型涉及一種系統，其用于借助克勞修斯-蘭金循環工藝來利用內燃機的廢熱；并涉及一種內燃機，其具有借助克勞修斯-蘭金循環工藝來利用內燃機廢熱的系統。?

背景技術

內燃機用于不同的技術應用環境，以將熱能轉換成機械能。在機動車輛（尤其是卡車）中，內燃機用于使機動車輛移動。通過采用借助克勞修斯-蘭金循環工藝來利用內燃機廢熱的系統可以提高內燃機的效率。在此工藝中，該系統將內燃機的廢熱轉化成機械能。該系統包括：具有管道的回路，該管道中具有工作介質，例如水；用于輸送工作介質的泵；用于蒸發液態的工作介質的蒸發器式熱交換器；膨脹機；用于液化蒸汽狀的工作介質的冷凝器；以及用于液態的工作介質的收集和平衡容器。在內燃機具有這種系統作為其組成部分的情況下，通過在內燃機中使用這種系統，可以提高內燃機的整體效率。?

在蒸發器式熱交換器中，工作介質（例如水）通過內燃機的廢熱被蒸發，然后該蒸發了的工作介質被提供至膨脹機，氣態的工作介質在該膨脹機中膨脹，并借助膨脹機進行機械做功。例如在該蒸發器式熱交換器中，工作介質通過流動通道輸送，內燃機的廢氣通過廢氣流動通道輸送。因此，廢氣的熱量（其溫度例如在400和600℃之間的范圍內）傳遞到蒸發器式熱交換器中的工作介質上，并因此使工作介質從液態聚集態轉變成蒸汽狀的聚集態。?

對于蒸發器式熱交換器的性能來說，有兩個優化標準。一方面，壓力損失應該盡量降至最低，即蒸發器式熱交換器在傳輸工作介質時應引起盡可能小的壓力損失。這意味著，在流動通道和許多液壓并聯的流道?部分中應當盡量不存在偏轉，也不存在內部結構，以使壓力損失盡可能小。在此應當考慮，由于工作介質的蒸發以及由此引起的聚集態的變化，會使流動速度大大增加，并因此提高壓力損失。第二個優化標準是熱效率，即熱量盡量最好地從廢氣傳遞到工作介質上。在把蒸發器式熱交換器例如構造成板式熱交換器或構造成具有堆疊板片結構的形式時，通過在板之間形成的流體通道，工作介質流動通過流動通道，廢氣流動通過廢氣流動通道。在此情況下，在蒸發器式熱交換器的相互堆疊的平板上交替地構成用于輸送工作介質的流道部分，以及用于輸送廢氣的廢氣流動通道（作為廢氣流道部分）。在此，流道部分平行地相接，即在用于蒸發器式熱交換器中的工作介質的進入口之后，所有的工作介質都首先被導入流動通道中，并且該工作介質從該流動通道流入多個液壓并聯的流道部分中，然后在從平行連接的流道部分中流出之后，該工作介質再次流入流動通道中，并且該工作介質從流動通道通過排出口再次離開蒸發器式熱交換器。?

通過廢氣流動通道或廢氣流道部分輸送的廢氣可具有不均勻的流動分布，換句話說，即在單個廢氣流道部分中每單位時間內輸送的廢氣明顯少于通過其它的廢氣流道部分的廢氣。其后果是，與在其它流道部分中的工作介質相比，在該單個流道部分（工作介質通過該流道部分輸送）中的工作介質已更早地蒸發。工作介質的提前蒸發以及由此引起的聚集態由液態朝氣態的轉變，會加劇不均勻分布這一后果，因為隨著聚集態的改變還會增大壓力損失。由于工作介質的流動速度更高，從而使得在蒸發提前的流道部分中的體積流會額外減少。其后果是，由于在蒸發較遲的流道部分中的體積流較高，因此工作介質會以液態的聚集態離開該流道部分，而工作介質在其它流道部分中以氣態離開流道部分。因此，在蒸發器式熱交換器的排出口處可能出現由液態和氣態工作介質構成的混合物，這對系統的整體效率會產生不利影響，尤其還可能損壞膨脹機。?

WO?2009/089885?A1示出了一種裝置，其用于借助在堆疊方向上相互堆疊的板片對（Schiebenpaaren）在第一和第二介質之間交換熱量，其?中在至少一個板片對的兩個板片之間形成可由第一介質穿流的第一流動腔，并在兩個彼此相鄰的板片對之間形成可由第二介質穿流的第二流動腔，其中第一流動腔具有用于第一介質的第一流動路徑，該第一流動路徑具有依次可在反向方向上穿流的流動路徑部段，該流動路徑部段通過設置在該至少一個板片對的至少兩個板片之間的分隔壁板相互隔開來。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種用于借助克勞修斯-蘭金循環工藝來利用內燃機廢熱的系統；并提供一種用于運行借助克勞修斯-蘭金循環工藝來利用內燃機廢熱的系統的方法；以及提供一種具有借助克勞修斯-蘭金循環工藝來利用內燃機廢熱的系統的內燃機，其中工作介質可在蒸發器式熱交換器中基本上完全由液態的聚集態轉變成氣態的聚集態。?