[發明專利]廢熱回收裝置

有效

• 申請號: 201380024135.5
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN104271891A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 原口智規;和田博文
• 申請（專利權）人: 三電有限公司
• 主分類號: F01D19/00
• 分類號: F01D19/00;F01D17/08;F01K13/02;F01K23/06;F01P3/20;F02G5/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 韓俊

技術領域

本發明涉及一種包括蘭肯循環的廢熱回收裝置，上述蘭肯循環將發動機等的外部熱源的廢熱回收而再生作為動力。

背景技術

作為這種裝置，已知有例如專利文獻1記載的廢熱利用裝置。專利文獻1記載的廢熱利用裝置包括：蘭肯循環，該蘭肯循環具有泵、加熱器、膨脹機及冷凝器；旁通流路，該旁通流路繞過上述膨脹機；以及旁通閥，該旁通閥將上述旁通流路打開、關閉。此外，在使蘭肯循環起動時，首先，打開旁通閥使制冷劑循環，當膨脹機的入口側的氣相制冷劑的溫度達到規定溫度以上時，關閉旁通閥，并且使膨脹機的工作轉速增加。

在上述專利文獻1記載的廢熱利用裝置中，通過對膨脹機中產生的急劇的壓力差進行抑制，從而能使蘭肯循環穩定地起動。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2009－97387號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

另外，在蘭肯循環中使制冷劑循環的泵是送液泵，其以泵入口側的制冷劑為液相狀態(液體制冷劑)為前提。但是，若因布局上的限制等，而例如將泵設置在比儲液罐(日文：レシーバタンク)內的制冷劑液面高的位置，則在蘭肯循環停止時，泵入口側的制冷劑有時處于氣相狀態(氣體制冷劑)。在這樣使氣體制冷劑混入到泵入口側的狀態下，即便使泵工作，也無法獲得充分的制冷劑循環量，會使蘭肯循環的起動需要很長的時間，或者存在蘭肯循環起動失敗的可能性。即，蘭肯循環的起動性能(起動的快慢及起動的可靠性等)下降。因而，在使蘭肯循環起動時，需要預先使泵入口側的制冷劑盡可能為液體制冷劑。

通過發明人的實驗可以確認，當氣體制冷劑混入到泵入口側的情況下，與使制冷劑經由膨脹機進行循環相比，使制冷劑繞過膨脹機進行循環能在更短的時間內使泵入口側的制冷劑變為液體制冷劑。因而，在使蘭肯循環起動時，較為理想的是，使制冷劑繞過膨脹機進行循環。另一方面，在使制冷劑繞過膨脹機進行循環的過程中，由于無法獲得來自膨脹機的輸出，因泵的驅動負荷等而使蘭肯循環的輸出為負，因此，希望盡可能縮短使制冷劑繞過膨脹機進行循環的時間。

在上述現有的廢熱利用裝置中，對于盡可能縮短使制冷劑繞過膨脹機進行循環的時間，換言之，對于盡可能縮短輸出為負的狀態的蘭肯循環的工作時間(運轉時間)這一方面，完全沒有進行考慮。因而，上述現有的廢熱利用裝置在使蘭肯循環起動時，雖然有可能能夠抑制膨脹機中產生的急劇的壓力差，但蘭肯循環的輸出為負的時間會增加到所需以上的時間，而存在無法使蘭肯循環高效地工作的可能性。

本發明著眼于上述問題而作，其目的在于在包括蘭肯循環的廢熱回收裝置中，同時實現蘭肯循環的起動性能的提高和蘭肯循環的高效的運轉(工作)。

解決技術問題所采用的技術方案

根據本發明的一技術方案的廢熱回收裝置包括：蘭肯循環，所述蘭肯循環在制冷劑的循環通路中配置有加熱器、膨脹機、冷凝器以及泵，其中，所述加熱器利用外部熱源的廢熱對制冷劑進行加熱以使制冷劑氣化，所述膨脹機使經過所述加熱器的制冷劑膨脹以產生動力，所述冷凝器使經過所述膨脹機的制冷劑冷凝，所述泵將經過所述冷凝器的制冷劑向所述加熱器送出；旁通流路，所述旁通流路使所述制冷劑繞過所述膨脹機流通；旁通閥，所述旁通閥將所述旁通流路打開、關閉；以及控制部，所述控制部控制成在使所述蘭肯循環起動時，在打開所述旁通閥的狀態下使所述泵工作，然后在表示所述冷凝器中的冷凝能力的參數達到規定值以上時，關閉所述旁通閥。

發明效果

根據上述廢熱回收裝置，在使蘭肯循環起動時，在打開旁通閥的狀態下使泵工作，因此，即使在氣體制冷劑混入到泵入口側的情況下，也能縮短泵入口側的制冷劑成為液體制冷劑的時間。另外，由于在表示冷凝器中的冷凝能力的參數達到規定值以上時，關閉旁通閥，因此，在泵入口側的制冷劑處于被充分液化的狀態后，能快速地使制冷劑經由膨脹機進行循環。其結果是，能夠提高蘭肯循環的起動性能，并且能縮短蘭肯循環的輸出為負的時間，從而能使蘭肯循環高效地運轉(工作)。

附圖說明

圖1是表示本發明實施方式的廢熱回收裝置的示意結構的圖。

圖2是表示實施方式中的蘭肯起動控制的流程圖。

圖3是表示實施方式中的蘭肯起動控制的流程圖。

圖4是蘭肯起動控制的時序圖。

圖5是表示實施方式的變形例的廢熱回收裝置的示意結構的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。