[發(fā)明專利]發(fā)動(dòng)機(jī)熱回收發(fā)電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310207601.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103334848A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞一揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 虞一揚(yáng)
• 主分類號(hào): F02G5/00
• 分類號(hào): F02G5/00;F01K27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前常用的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，為避免燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?fù)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)部件，一般采用水冷卻系統(tǒng)來降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，水冷卻系統(tǒng)帶走了燃料燃燒產(chǎn)生的熱能的很大一部分，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣也帶走了很大一部分能量，這兩部分加起來帶走了燃料總熱值中將近60％的熱量，而實(shí)際上用于驅(qū)動(dòng)的能量不到燃料燃燒產(chǎn)生的能量的15％。如此大比例的能量被白白浪費(fèi)，是內(nèi)燃機(jī)效率低下的主要原因。

2011年，一種內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)(參見申請(qǐng)?zhí)柣?a title="鉆瓜專利網(wǎng)">專利號(hào)：201110238614.X)被發(fā)明，使大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率成為可能，但是該發(fā)明對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的改動(dòng)非常大，這樣的改動(dòng)需要更高的機(jī)械加工精度，涉及生產(chǎn)流水線改進(jìn)，以及長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性和可靠性測(cè)試，幾乎是對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)推倒重來，這影響了該項(xiàng)技術(shù)的推廣。

2013年，一項(xiàng)名為“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻與熱回收裝置”的專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?01310000158.4)中提出了利用回收熱能發(fā)電的方法，但是該專利申請(qǐng)中的方法并非專為回收發(fā)動(dòng)機(jī)熱能發(fā)電而設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)中完成發(fā)電目的所需的結(jié)構(gòu)不夠簡(jiǎn)練，有些部件不是必需的，而有些部件的選用也不夠理想，在應(yīng)用于熱回收發(fā)電方面，有更好的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為能夠充分利用燃料的能量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱回收發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)在201310000158.4的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)更緊湊，本發(fā)明通過回收原先被浪費(fèi)的熱能，并使轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行回收利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱回收發(fā)電系統(tǒng)，包括儲(chǔ)液罐、高壓柱塞泵、熱交換回收裝置、電控調(diào)節(jié)閥、螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)、冷凝器、發(fā)電機(jī)、ECU，按儲(chǔ)液罐、高壓柱塞泵、熱交換回收裝置、電控調(diào)節(jié)閥、螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液罐的順序，把相鄰的部分用管道連接，使其構(gòu)成一個(gè)可流通汽液的循環(huán)通道，高壓柱塞泵用于提供動(dòng)力使工質(zhì)單向流動(dòng)，流動(dòng)方向和路徑為：儲(chǔ)液罐→高壓柱塞泵→熱交換裝置→電控調(diào)節(jié)閥→螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)→冷凝器→儲(chǔ)液罐，由ECU控制電控調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制。

其中工質(zhì)從儲(chǔ)液罐、高壓柱塞泵、熱交換回收裝置、電控調(diào)節(jié)閥之間的流動(dòng)為吸熱階段，工質(zhì)與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進(jìn)行熱交換，提升工質(zhì)的溫度，高壓柱塞泵在其輸出端和電控調(diào)節(jié)閥之間產(chǎn)生20到300個(gè)大氣壓的高壓，使得工質(zhì)的沸點(diǎn)溫度提高，在較高的溫度下仍然處于液態(tài)。

在整個(gè)循環(huán)過程中，所有的連接處保持密封狀態(tài)。

從電控調(diào)節(jié)閥、螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液罐之間為做功及冷卻回收階段，高溫高壓工質(zhì)在ECU控制下通過電控調(diào)節(jié)閥進(jìn)入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能實(shí)現(xiàn)做功。

所述的儲(chǔ)液罐中裝置有溫度傳感器，信號(hào)送到ECU進(jìn)行處理。

所述的冷凝器入口處裝置有氣壓傳感器，信號(hào)送ECU處理。

所述的熱交換裝置是盤管式熱交換裝置。

所述的熱交換裝置的包括廢氣熱回收裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液熱交換回收裝置，以串聯(lián)方式連接。

所述的做功工質(zhì)的一種，是含水酒精。

所述的各部件(包括內(nèi)燃機(jī))暴露在空氣中的部分均涂有保溫涂層以提高熱效率。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明通過回收發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)被浪費(fèi)的部分熱能，并將其轉(zhuǎn)化為電力輸出，從而大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體效率，在提供同等效果的情況下燃油消耗大幅降低，尤其在應(yīng)用于運(yùn)載工具時(shí)效果更為顯著，可達(dá)到節(jié)約能源、減少碳排放、減少廢氣污染物排放的目的，為建立一個(gè)環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式做出貢獻(xiàn)。

附圖說明

圖1為該發(fā)動(dòng)機(jī)熱回收發(fā)電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖中1.螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)、2.發(fā)電機(jī)、3.電控調(diào)節(jié)閥、4.ECU、5.冷凝器、6.儲(chǔ)液罐、7.高壓柱塞泵、8.熱交換裝置：冷卻液熱交換回收裝置、9、熱交換裝置：廢氣熱交換回收裝置。

實(shí)施方式

實(shí)施例一：參見圖1，一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱回收發(fā)電系統(tǒng)，包括儲(chǔ)液罐、高壓柱塞泵、熱交換回收裝置、電控調(diào)節(jié)閥、螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)、冷凝器、發(fā)電機(jī)、ECU，上述部件按儲(chǔ)液罐、高壓柱塞泵、熱交換回收裝置、電控調(diào)節(jié)閥、螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液罐的順序，把相鄰的部分用管道連接，使其構(gòu)成一個(gè)可流通汽液的循環(huán)通道，高壓柱塞泵用于提供動(dòng)力使工質(zhì)單向流動(dòng)，流動(dòng)方向和路徑為：儲(chǔ)液罐→高壓柱塞泵→熱交換裝置→電控調(diào)節(jié)閥→螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)→冷凝器→儲(chǔ)液罐，由ECU控制電控調(diào)節(jié)閥來控制做功介質(zhì)的流速。