[發明專利]內燃機排氣余熱動力系統

無效

• 申請號: 201210537469.X
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103016114A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 摩爾動力(北京)技術股份有限公司
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F01D15/08;F01P5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及化工及熱動力領域，尤其是一種熱動力系統。

背景技術

?內燃機大約有相當于燃料熱值的30%的熱量由排氣排到環境，白白浪費，如何對內燃機排氣余熱的利用一直是提高內燃機效率的重要課題。已有許多方案被專利或正在研究開發之中，然而，這些方案都具有機構復雜等缺點，因此，需要發明一種結構簡單，能夠有效利用發動機尾氣余熱的動力系統。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下：

方案1：一種內燃機排氣余熱動力系統，包括葉輪壓氣機、尾氣熱交換器和透平，所述葉輪壓氣機的工質出口與所述尾氣熱交換器的被加熱流體入口連通，所述尾氣熱交換器的被加熱流體出口與所述透平的工質入口連通，所述尾氣熱交換器的被冷卻流體入口為內燃機尾氣接口。

方案2：在方案1的基礎上，所述透平對所述葉輪壓氣機輸出動力。

方案3：在方案1的基礎上，所述透平的動力輸出軸與負載連接。

方案4：在方案1的基礎上，在連通所述葉輪壓氣機和所述尾氣熱交換器的連通通道上設回熱器，所述透平的流體出口與所述回熱器連通。

方案5：在方案1的基礎上，在連通所述葉輪壓氣機和所述尾氣熱交換器的連通通道上設旁通管，所述旁通管與內燃機的進氣道連通。

方案6：在方案3的基礎上，所述負載設為發電機。

方案7：在方案3的基礎上，所述負載設為附屬壓氣機。

方案8：在方案3的基礎上，所述負載設為風扇。

方案9：在方案8的基礎上，所述風扇設為內燃機冷卻系統的風扇。

方案10：在方案1至9任一方案的基礎上，所述葉輪壓氣機和所述尾氣熱交換器之間的連通通道上設有冷卻系統熱交換器，所述冷卻系統熱交換器設為內燃機冷卻系統的散熱器。

方案11：在方案1至9任一方案的基礎上，所述內燃機設為增壓內燃機。

方案12：在方案1至9任一方案的基礎上，所述尾氣熱交換器設為對流熱交換器。

方案13：在方案1至9任一方案的基礎上，所述透平的工質出口經降溫器與所述葉輪壓氣機的工質入口連通。

方案14：在方案1至9任一方案的基礎上，所述冷卻系統熱交換器設為對流熱交換器。

方案15：在方案13的基礎上，在由所述葉輪壓氣機、所述尾氣熱交換器、所述透平和所述降溫器構成的閉合回路內充有氣體工質。

方案16：在方案15的基礎上，所述氣體工質為惰性氣體。

本發明的原理是：由所述葉輪壓氣機將空氣壓縮到一定壓力（例如2.5個大氣壓），被壓縮的空氣在所述尾氣熱交換器中吸收排氣的熱量獲得溫度升高，升溫后的壓縮空氣推動所述透平產生動力。

本發明中，所謂的“尾氣熱交換器”是指利用內燃機的排氣作為熱源，對其它流體進行加熱的熱交換器。

本發明中，所謂的“冷卻系統熱交換器”是指將內燃機冷卻系統產生的熱流體中的熱傳給其它介質的熱交換器。

本發明中，所謂的“被加熱流體”是指在經過熱交換過程，溫度被升高的流體。

本發明中，所謂的“被冷卻流體”是指在經過熱交換過程，溫度被降低的流體。

本發明中，所謂的“內燃機尾氣接口”是指與內燃機的排氣道連通的接口。

本發明中，所謂的“氣體工質”包括惰性氣體（例如氬氣、氦氣等）等。

本發明中，所謂的“透平”可設為渦輪。

本發明中，為了提高進入所述尾氣熱交換器的內燃機的尾氣的溫度，可以將與本發明所公開的內燃機排氣余熱動力系統相連接的內燃機的排氣道、排氣支管以及穿越缸蓋的排氣通道進行隔熱處理。

本發明中，在將所述負載設為發電機的結構中，可取消內燃機固有的發電機，并可將內燃機的風扇設為由電機驅動的電動風扇，從而將這類耗功機構從內燃機的動力輸出中卸載，進而增加內燃機的動力輸出能力。

本發明中，可將內燃機的全部或部分需要動力的附件（例如風扇、水泵、發電機等）從內燃機的動力輸出中卸載，將這些附件設為本發明中的所述負載。??

本發明中，根據化工及熱動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統。

本發明的有益效果如下:

本發明公開的內燃機排氣余熱動力系統結構簡單，可以利用排氣余熱有效產生動力。

附圖說明

圖1所示的是本發明實施例1的結構示意圖；

圖2所示的是本發明實施例2的結構示意圖；

圖3所示的是本發明實施例3的結構示意圖；