[發明專利]內燃機的增壓余熱回收系統

有效

• 申請號: 201410841618.0
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104500265A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 張揚軍;諸葛偉林;李志勇;李輝;彭杰;王恩華;劉芙蓉;趙春華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F02G5/00
• 分類號: F02G5/00;F01K25/08
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙)11387
• 代理人: 張向琨

1.一種內燃機的增壓余熱回收系統，其特征在于，包括：

k個渦輪增壓器(T₁、T₂、……、T_k)，其中第i(i＝1,2,…,k，且k≥2)渦輪增壓器(T_i)具有第i膨脹端(TE_i)和第i壓縮端(TC_i)，第i膨脹端(TE_i)利用源自內燃機(30)的對應氣缸(301)的排氣門(3011)排出的廢氣的動力能對輸入第i壓縮端(TC_i)中的供給空氣進行壓縮并輸出壓縮空氣；

k個換熱器(HE₁、HE₂、……、HE_k)，其中第i換熱器(HE_i)連通第i渦輪增壓器(T_i)的第i壓縮端(TC_i)；

有機工質泵(101)，連通外部的有機工質儲液罐，k個換熱器(HE₁、HE₂、……、HE_k)設置在有機工質泵(101)的下游并受控連通有機工質泵(101)；

膨脹機(102)，設置在全部k個換熱器(HE₁、HE₂、……、HE_k)的下游并受控連通k個換熱器(HE₁、HE₂、……、HE_k)；

發電機(103)，受控連通外部的供電或儲能裝置且受控連通膨脹機(102)；以及

冷凝器(104)，設置在膨脹機(102)的下游并受控連通膨脹機(102)且受控連通外部的工質儲液罐；

其中：

第i換熱器(HE_i)和第i渦輪增壓器(T_i)形成第i渦輪增壓系統(C_i)，從而k個渦輪增壓器(T₁、T₂、……、T_k)和k個換熱器(HE₁、HE₂、……、HE_k)形成k個渦輪增壓系統(C₁、C₂、……、C_k)，所述k個渦輪增壓系統(C₁、C₂、……、C_k)為串聯、并聯或串并聯混合；

有機工質泵(101)、k個換熱器(HE₁、HE₂、……、HE_k)、膨脹機(102)、發電機(103)以及冷凝器(104)形成基于朗肯循環的余熱回收回路(10)；

基于朗肯循環的余熱回收回路(10)的有機工質泵(101)從有機工質儲液罐中泵出液態有機工質并受控向第i換熱器(HE_i)輸送，第i渦輪增壓系統(C_i)的第i渦輪增壓器(T_i)的第i壓縮端(TC_i)將壓縮空氣向第i換熱器(HE_i)輸送，輸送到第i換熱器(HE_i)中的液態有機工質和壓縮空氣進行熱交換，液態有機工質吸熱并蒸發為氣態有機工質，隨后氣態有機工質進入膨脹機(102)、驅動膨脹機(102)做功而驅動發電機(103)向外部供電裝置或儲能裝置輸出電能，膨脹機(102)做功后的乏氣進入冷凝器(104)并冷卻成液態且輸送到有機工質儲液罐；而壓縮空氣放熱并降溫，且降溫的壓縮空氣經由第i換熱器(HE_i)輸出，以供內燃機(30)使用。

2.根據權利要求1所述的內燃機的增壓余熱回收系統，其特征在于，有機工質泵(101)和k個換熱器(HE₁、HE₂、……、HE_k)之間設置有分液器(F)分液器(F)使有機工質泵(101)受控連通第i換熱器(HE_i)，用于控制輸送到第i換熱器(HE_i)中的液態有機工質流量。