[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)余熱雙工質(zhì)動(dòng)力系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310553313.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN103615338A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳北彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): F02G5/00
• 分類號(hào): F02G5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)燃機(jī)余熱雙工質(zhì)動(dòng)力系統(tǒng)。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)余熱利用的技術(shù)方案很多，但利用內(nèi)燃機(jī)余熱產(chǎn)生動(dòng)力的裝置大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，因此需要發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的利用內(nèi)燃機(jī)余熱產(chǎn)生動(dòng)力的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

方案1：內(nèi)燃機(jī)余熱雙工質(zhì)動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)冷卻水道、排氣熱交換器和冷卻水道熱交換器，所述內(nèi)燃機(jī)冷卻水道經(jīng)循環(huán)水泵與所述冷卻水道熱交換器的加熱流體通道連通，所述冷卻水道熱交換器的被加熱流體通道出口與所述排氣熱交換器的被加熱流體通道入口連通，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道出口與做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)冷凝冷卻器與液體泵的液體入口連通，所述液體泵的液體出口與所述冷卻水道熱交換器的被加熱流體通道入口連通。

方案2：內(nèi)燃機(jī)余熱雙工質(zhì)動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)冷卻水道、排氣熱交換器和冷卻水道熱交換器，所述內(nèi)燃機(jī)冷卻水道經(jīng)循環(huán)水泵與所述冷卻水道熱交換器的加熱流體通道連通，所述冷卻水道熱交換器的被加熱流體通道出口與所述排氣熱交換器的被加熱流體通道入口連通，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道出口與做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)冷卻器與壓氣機(jī)的工質(zhì)入口連通，所述壓氣機(jī)的工質(zhì)出口與所述冷卻水道熱交換器的被加熱流體通道入口連通。

本發(fā)明的所有方案中，都可以選擇性地將所述做功機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式做功機(jī)構(gòu)或設(shè)為葉輪式做功機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的所有方案中，都可以選擇性地將所述壓氣機(jī)設(shè)為活塞式壓氣機(jī)或設(shè)為葉輪式壓氣機(jī)。

本發(fā)明的所有設(shè)有所述壓氣機(jī)的方案中，都可以選擇性的使所述做功機(jī)構(gòu)對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。

本發(fā)明的所有方案中，都可以選擇性地使所述排氣熱交換器的被加熱流體通道出口處的承壓能力大于0.5MPa。

本發(fā)明的所有方案中，都可以選擇性地使所述冷卻水道熱交換器的被加熱流體通道出口的承壓能力大于0.5MPa。

本發(fā)明的所有方案中，都可以選擇性地使所述冷卻水道熱交換器的被加熱流體的質(zhì)量流和所述排氣熱交換器的被加熱流體的質(zhì)量流相等。

本發(fā)明的原理是：在設(shè)有所述冷凝冷卻器和所述液體泵的結(jié)構(gòu)中，所述冷凝冷卻器、所述做功機(jī)構(gòu)和所述液體泵等構(gòu)成的循環(huán)回路中的工質(zhì)可以被所述冷凝冷卻器降溫冷凝為液體狀態(tài)，在所述冷凝冷卻器中被降溫后的液態(tài)工質(zhì)經(jīng)所述液體泵后進(jìn)入所述冷卻水道熱交換器和所述排氣熱交換器的被加熱流體通道被所述內(nèi)燃機(jī)冷卻水道中的冷卻液體和內(nèi)燃機(jī)的排氣加熱，被加熱汽化（可以是在所述冷卻水道熱交換器的被加熱流體通道中汽化，也可以是在所述排氣熱交換器的被加熱流體通道中汽化）后的工質(zhì)進(jìn)入所述做功機(jī)構(gòu)推動(dòng)所述做功機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，做功后的工質(zhì)進(jìn)入所述冷凝冷卻器中被降溫冷凝成液態(tài)工質(zhì)，如此周而復(fù)始循環(huán)工作；在設(shè)有所述冷卻器和所述壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)中，所述冷卻器、所述做功機(jī)構(gòu)和所述壓氣機(jī)等構(gòu)成的循環(huán)回路中的工質(zhì)（例如氦氣等惰性氣體或氮?dú)獾龋┦冀K為氣態(tài)，不會(huì)被所述冷卻器降溫冷凝；在所述冷卻器中降溫后的氣體工質(zhì)經(jīng)所述壓氣機(jī)后進(jìn)入所述冷卻水道熱交換器和所述排氣熱交換器的被加熱流體通道被所述內(nèi)燃機(jī)冷卻水道中的冷卻液體和內(nèi)燃機(jī)的排氣加熱，被加熱后的工質(zhì)壓力升高，然后進(jìn)入所述做功機(jī)構(gòu)推動(dòng)所述做功機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，做功后的工質(zhì)進(jìn)入所述冷卻器中被降溫壓力減小，如此周而復(fù)始循環(huán)工作。

本發(fā)明中，所謂的“做功機(jī)構(gòu)”是指一切可以利用氣體工質(zhì)膨脹和/或流動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，例如活塞式做功機(jī)構(gòu)、葉輪式做功機(jī)構(gòu)、螺桿式做功機(jī)構(gòu)、羅茨馬達(dá)、噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)等。

本發(fā)明中，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的承壓能力大于0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.1MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.4MPa、1.5MPa、1.6MPa、1.7MPa、1.8MPa、1.9MPa、2.0MPa、2.1MPa、2.2MPa、2.3MPa、2.4MPa或大于2.5MPa。

本發(fā)明中，所述冷凝冷卻器、所述做功機(jī)構(gòu)和所述液體泵等構(gòu)成的循環(huán)回路中的工質(zhì)的最大壓力或所述冷卻器、所述做功機(jī)構(gòu)和所述壓氣機(jī)等構(gòu)成的循環(huán)回路中的工質(zhì)的最大壓力與所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的承壓能力相匹配，即所述冷凝冷卻器、所述做功機(jī)構(gòu)和所述液體泵等構(gòu)成的循環(huán)回路中的工質(zhì)的最大壓力或所述冷卻器、所述做功機(jī)構(gòu)和所述壓氣機(jī)等構(gòu)成的循環(huán)回路中的工質(zhì)的最大壓力達(dá)到所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的承壓能力。