[發明專利]廢熱回收系統

有效

• 申請號: 201680076101.4
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN108474269B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: F·M·休舍爾
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;F01K23/06;F01K15/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 許劍樺

1.一種廢熱回收系統，包括：

渦輪膨脹器，所述渦輪膨脹器包括渦輪葉片，所述渦輪葉片可旋轉地聯接至軸，所述軸可旋轉地與噴嘴環接合，所述噴嘴環包括拉伐爾噴嘴；

壓力傳感器，所述壓力傳感器流體地位于所述拉伐爾噴嘴的上游并流體地位于蒸發器的下游，所述壓力傳感器配置成測量工作流體的壓力并且傳輸工作流體壓力信號；

溫度傳感器，所述溫度傳感器流體地位于所述拉伐爾噴嘴的上游并流體地位于所述蒸發器的下游，所述溫度傳感器配置成測量所述工作流體的溫度并且傳輸工作流體溫度信號；

電子控制器，所述電子控制器配置成接收所述工作流體壓力信號和工作流體溫度信號，根據計算的工作流體質量流量來確定工作流體質量流量是否需要調節，并且在工作流體質量流量需要調節時傳輸工作流體流量調節信號至流動控制裝置。

2.根據權利要求1所述的廢熱回收系統，還包括流動控制裝置，所述流動控制裝置配置成接收所述工作流體流量調節信號并響應于所述工作流體流量調節信號改變所述工作流體質量流量。

3.根據權利要求2所述的廢熱回收系統，所述電子控制器配置成利用所述工作流體壓力信號和所述工作流體溫度信號在下列等式中計算所述工作流體質量流量：

其中，是工作流體質量流量，C是無量綱排放系數，A是排放孔橫截面積，k是所述工作流體的C_p/C_v，C_p是所述工作流體在恒定壓力下的比熱，C_v是所述工作流體在恒定體積下的比熱，ρ₀是所述工作流體在總壓力P₀和總溫度T₀下的密度，P₀是所述拉伐爾噴嘴上游的所述工作流體的壓力，并且T₀是所述拉伐爾噴嘴上游的所述工作流體的溫度。

4.根據權利要求1所述的廢熱回收系統，還包括配置成輸送所述工作流體的工作流體導管，所述壓力傳感器和溫度傳感器在所述渦輪膨脹器和所述蒸發器之間與所述工作流體導管可操作地關聯。

5.根據權利要求1所述的廢熱回收系統，所述渦輪膨脹器還包括殼體，所述殼體至少部分地限定用于所述工作流體的所述拉伐爾噴嘴的上游的充氣室，所述壓力傳感器和溫度傳感器可操作地與所述充氣室相關聯。

6.根據權利要求1所述的廢熱回收系統，所述蒸發器與排氣流熱連通并配置為吸收所述排氣流的熱能并將所述熱能傳遞到所述工作流體。

7.一種發動機系統，包括：

發動機；

在所述發動機的下游且流體地聯接到所述發動機的排氣導管，所述排氣導管配置成將排氣流輸送離開所述發動機；

蒸發器，所述蒸發器與所述排氣流熱連通；

渦輪膨脹器，所述渦輪膨脹器包括噴嘴環，所述噴嘴環包括拉伐爾噴嘴；

工作流體導管，所述工作流體導管將所述蒸發器與所述渦輪膨脹器流體地聯接；

壓力傳感器，所述壓力傳感器可操作地與所述工作流體導管相關聯，所述壓力傳感器定位在所述蒸發器和所述拉伐爾噴嘴之間，所述壓力傳感器配置成測量所述工作流體導管中的工作流體的壓力并傳送工作流體壓力信號；

溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述工作流體導管可操作地關聯，所述溫度傳感器定位在所述蒸發器和所述拉伐爾噴嘴之間，所述溫度傳感器配置成測量所述工作流體導管中的所述工作流體的溫度并傳送工作流體溫度信號；

電子控制器，所述電子控制器配置成接收所述工作流體壓力信號和工作流體溫度信號，利用所述工作流體壓力信號和所述工作流體溫度信號來計算工作流體質量流量，并且根據計算的工作流體質量流量來確定工作流體質量流量是否需要調節，在工作流體質量流量需要調節時傳輸工作流體流量調節信號至流動控制裝置。