專(zhuān)利名稱(chēng)：一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量回收方法和相應(yīng)的裝置，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法和裝置。
背景技術(shù)：
車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生的高溫廢氣通過(guò)排氣管排到大氣環(huán)境中，這部分廢氣帶走了大量的熱量；同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流過(guò)機(jī)體、氣缸蓋及中冷器等部件也會(huì)帶走大量熱量，這些熱量都會(huì)被散發(fā)到大氣環(huán)境中浪費(fèi)掉。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫廢氣及冷卻液帶走的能量占燃料完全燃燒產(chǎn)生的總能量的50%以上，這部分能量如果被排到大氣中浪費(fèi)掉是非?？上У?。因此，目前急需一種能量回收裝置，可把一部分高溫廢氣及冷卻液帶走的能量轉(zhuǎn)化為可利用的機(jī)械能輸出做功，從而達(dá)到提高能量利用率，增加功率、降低油耗等目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供一種可將高溫廢氣及冷卻液攜帶的能量轉(zhuǎn)化為可利用的機(jī)械能輸出并有效利用的方法以及相應(yīng)的能量回收裝置。本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，包括如下步驟將高溫廢氣和/或已部分汽化的冷卻液與液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換；經(jīng)過(guò)熱交換的液態(tài)工質(zhì)轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽；高壓蒸汽通過(guò)連接管道進(jìn)入蒸汽機(jī)；蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)的活塞膨脹做功形成機(jī)械動(dòng)力用于外部耗能設(shè)備的能量來(lái)源。其中，還包括步驟蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)的活塞膨脹做功后，蒸汽壓力減小同時(shí)溫度降低，將膨脹做功后的蒸汽重新冷凝成液態(tài)工質(zhì)。其中，還包括步驟將冷凝后的液態(tài)工質(zhì)重新用于與高溫廢氣和/或已部分汽化的冷卻液進(jìn)行熱交換。其中，液態(tài)工質(zhì)可以為水或五氟丙烷或氨水，或水和乙二醇的混合物。其中，外部耗能設(shè)備為車(chē)用發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、空調(diào)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端。其中，高壓蒸汽的溫度范圍可以為150度至400度；壓力范圍可以為0. SMPa到 4MPa。本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收裝置，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫廢氣和 /或已部分汽化的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液攜帶的能量轉(zhuǎn)化為可利用的機(jī)械能輸出做功，包括蒸發(fā)器，用于將高溫廢氣和/或已部分汽化的冷卻液與液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換；蒸汽機(jī)，用于將熱交換產(chǎn)生的高壓蒸汽推動(dòng)活塞膨脹做功形成機(jī)械動(dòng)力用于外部耗能設(shè)備的能量來(lái)源；蒸發(fā)器與蒸汽機(jī)通過(guò)連接管道相連。其中，能量回收裝置還包括冷凝收集器和壓力泵，冷凝收集器用于將膨脹做功后的蒸汽重新冷凝成液態(tài)工質(zhì)；壓力泵一端與冷凝收集器相連，另一端與蒸發(fā)器相連，用于將冷凝后的液態(tài)工質(zhì)泵送至所述蒸發(fā)器以進(jìn)行新的冷熱交換。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法和裝置通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的高溫廢氣和攜帶熱量的冷卻液進(jìn)行熱交換，并通過(guò)蒸汽機(jī)輸出動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的能量回收再利用。


圖1是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法和裝置的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。如圖1所示，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收裝置主要包括由管道依次連接的蒸發(fā)器、蒸汽機(jī)、冷凝收集器及壓力泵四部分。蒸發(fā)器是一種冷熱交換裝置，可以和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、機(jī)體、氣缸蓋及中冷器等整合在一起。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液態(tài)工質(zhì)(例如水、RM5fa(五氟丙烷)、氨水或水和乙二醇混合物)通過(guò)蒸發(fā)器時(shí)會(huì)被高溫的排氣管廢氣或機(jī)體、氣缸蓋及中冷器中的高溫汽化的冷卻液加熱變成高溫高壓蒸汽，這些蒸汽會(huì)通過(guò)一條管道進(jìn)入蒸汽機(jī)。產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽溫度范圍為150度至400度，壓力范圍為0. SMPa到4MPa，可推動(dòng)蒸汽機(jī)的活塞膨脹做功，膨脹做功后的的蒸氣壓力減少，溫度降低，再通過(guò)冷凝收集器后會(huì)重新冷凝成液體工質(zhì)，這些液體工質(zhì)在壓力泵的作用下會(huì)重新泵入蒸發(fā)器中加熱，如此反復(fù)，余熱回收裝置就能源源不斷的利用高溫廢氣的能量通過(guò)蒸汽機(jī)輸出動(dòng)力。蒸汽機(jī)輸出的動(dòng)力可以直接帶動(dòng)車(chē)用發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、空調(diào)等耗能設(shè)備，也可以耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端提升發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法和裝置通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的高溫廢氣和攜帶熱量的冷卻液進(jìn)行熱交換，并通過(guò)蒸汽機(jī)輸出動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的能量回收再利用。以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，其特征在于，包括如下步驟將高溫廢氣和/或已部分汽化的冷卻液與液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換；經(jīng)過(guò)熱交換的液態(tài)工質(zhì)轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽；所述高壓蒸汽通過(guò)連接管道進(jìn)入蒸汽機(jī)；蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)的活塞膨脹做功形成機(jī)械動(dòng)力用于外部耗能設(shè)備的能量來(lái)源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，其特征在于，所述蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)的活塞膨脹做功后，蒸汽壓力減小同時(shí)溫度降低，將膨脹做功后的蒸汽重新冷凝成液態(tài)工質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，其特征在于，還包括將所述冷凝后的液態(tài)工質(zhì)重新用于與所述高溫廢氣和/或已部分汽化的冷卻液進(jìn)行熱交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，其特征在于，所述液態(tài)工質(zhì)為水或五氟丙烷或氨水，或水和乙二醇的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，其特征在于，所述外部耗能設(shè)備為車(chē)用發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、空調(diào)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，其特征在于，所述高壓蒸汽的溫度范圍為150度至400度；壓力范圍為0. 8MPa到4MPa。
7.一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收裝置，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫廢氣和/或已部分汽化的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液攜帶的能量轉(zhuǎn)化為可利用的機(jī)械能輸出做功，其特征在于，包括蒸發(fā)器，用于將所述高溫廢氣和/或已部分汽化的冷卻液與液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換；蒸汽機(jī)，用于將所述熱交換產(chǎn)生的高壓蒸汽推動(dòng)活塞膨脹做功形成機(jī)械動(dòng)力用于外部耗能設(shè)備的能量來(lái)源；所述蒸發(fā)器與蒸汽機(jī)通過(guò)連接管道相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收裝置，其特征在于，所述能量回收裝置還包括冷凝收集器和壓力泵，冷凝收集器用于將膨脹做功后的蒸汽重新冷凝成液態(tài)工質(zhì)； 壓力泵一端與冷凝收集器相連，另一端與蒸發(fā)器相連，用于將冷凝后的液態(tài)工質(zhì)泵送至所述蒸發(fā)器以進(jìn)行新的冷熱交換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收方法，包括如下步驟將高溫廢氣和/或已部分汽化的冷卻液與液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換；經(jīng)過(guò)熱交換的液態(tài)工質(zhì)轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽；高壓蒸汽通過(guò)連接管道進(jìn)入蒸汽機(jī)；蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)的活塞膨脹做功形成機(jī)械動(dòng)力用于外部耗能設(shè)備的能量來(lái)源。本發(fā)明還公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱能量回收裝置，上述方法和裝置可將高溫廢氣及冷卻液攜帶的能量轉(zhuǎn)化為可利用的機(jī)械能輸出并有效利用。
文檔編號(hào)F02G5/02GK102410109SQ201010290089
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者楊劍, 陶澤民 申請(qǐng)人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司