熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)。本發(fā)明包括內(nèi)燃機(jī)、氣液分離器和排氣熱交換器，所述氣液分離器的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)排氣蒸汽冷凝器與所述缸套液體循環(huán)泵的液體入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)余熱中的排氣余熱和冷卻系統(tǒng)余熱的統(tǒng)一利用，提高了內(nèi)燃機(jī)余熱的利用率。
【專利說(shuō)明】熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)余熱利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)的余熱利用對(duì)于提高內(nèi)燃機(jī)的綜合效率具有重大的意義，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)余熱利用的研究和發(fā)明創(chuàng)造層出不窮，但是由于內(nèi)燃機(jī)余熱分為兩個(gè)品位相差甚遠(yuǎn)的熱源，即排氣余熱和冷卻系統(tǒng)余熱，至今為止的內(nèi)燃機(jī)余熱系統(tǒng)未能科學(xué)的解決排氣余熱和冷卻系統(tǒng)余熱的統(tǒng)一利用，因而余熱利用率受限。因此，需要發(fā)明一種新型的內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
方案1:一種熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、氣液分離器和排氣熱交換器，所述氣液分離器的液體出口經(jīng)循環(huán)泵與所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻流體通道的流體入口連通，所述冷卻流體通道的流體出口與所述氣液分離器的流體入口連通，所述氣液分離器的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵與所述冷卻流體通道的流體入口連通，所述冷卻流體通道的流體出口經(jīng)加壓泵與所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)排氣蒸汽冷凝器與所述缸套液體循環(huán)泵的液體入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力。
[0004]方案2:—種熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng),包括內(nèi)燃機(jī)、氣液分離器和排氣熱交換器，所述氣液分離器的液體出口經(jīng)循環(huán)泵與所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻流體通道的流體入口連通，所述冷卻流體通道的流體出口與所述氣液分離器的流體入口連通，所述氣液分離器的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵與所述冷卻流體通道的流體入口連通，所述冷卻流體通道的流體出口經(jīng)加壓泵與所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述缸套蒸汽冷凝器的氣體入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力。
[0005]方案3:—種熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng),包括內(nèi)燃機(jī)、氣液分離器和排氣熱交換器，所述氣液分離器的液體出口經(jīng)循環(huán)泵與所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻流體通道的流體入口連通，所述冷卻流體通道的流體出口與所述氣液分離器的流體入口連通，所述氣液分離器的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵與所述冷卻流體通道的流體入口連通，所述冷卻流體通道的流體出口經(jīng)加壓泵與所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力。
[0006]方案4:在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器，所述氣液分離器的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0007]方案5:在方案2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器，所述氣液分離器的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0008]方案6:在方案3的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器，所述氣液分離器的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0009]方案7:在方案I至方案6中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)。
[0010]方案8:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)制冷循環(huán)壓縮機(jī)輸出動(dòng)力。
[0011]方案9:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出動(dòng)力。
[0012]方案10:在方案I至方案9中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)制冷循環(huán)壓縮機(jī)輸出動(dòng)力。
[0013]方案11:在方案I至方案9中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出動(dòng)力。
[0014]方案12:在方案I至方案6中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)，所述缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)和所述排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)共軸設(shè)置。
[0015]方案13:在方案I至方案6中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)共軸設(shè)置。
[0016]方案10:在方案I至方案6中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)共軸設(shè)置，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)和所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)共同對(duì)外輸出動(dòng)力。
[0017]方案15:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)共軸設(shè)置，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)和所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)共同對(duì)制冷循環(huán)壓縮機(jī)輸出動(dòng)力。
[0018]方案16:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)共軸設(shè)置，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)和所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)共同對(duì)發(fā)電機(jī)輸出動(dòng)力。
[0019]方案17:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步可選擇的,所述排氣熱交換器的被加熱流體通道的承壓能力大于lMPa、l.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、
4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa 或大于IOMPa。
[0020]方案18:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述冷卻流體通道的承壓能力大于 0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa、0.6MPa、
0.65MPa、0.7MPa、0.75MPa、0.8MPa、0.85MPa、0.9MPa、0.95MPa、或大于 IMPa0
[0021]方案19:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述冷卻流體通道內(nèi)循環(huán)的液體設(shè)為水、乙醇、甲醇或設(shè)為氟利昂。
[0022]本發(fā)明中，所述“蒸汽做功機(jī)構(gòu)”是指一切可以利用蒸汽膨脹產(chǎn)生功的機(jī)構(gòu)，包括容積型做功機(jī)構(gòu)和速度型做功機(jī)構(gòu)，例如:活塞式做功機(jī)構(gòu)、羅茨式做功機(jī)構(gòu)、葉輪式做功機(jī)構(gòu)(包括徑流透平和軸流透平)、噴管和噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)。
[0023]本發(fā)明中，所述“排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)”是指一切可以利用蒸汽膨脹產(chǎn)生功的機(jī)構(gòu)，包括容積型做功機(jī)構(gòu)和速度型做功機(jī)構(gòu)，例如:活塞式做功機(jī)構(gòu)、羅茨式做功機(jī)構(gòu)、葉輪式做功機(jī)構(gòu)(包括徑流透平和軸流透平)、噴管和噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)。
[0024]本發(fā)明中，所謂的“缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)”和所謂的“排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)”都是利用蒸汽膨脹做功的機(jī)構(gòu)，兩者名字不同只是為了對(duì)兩者加以區(qū)分而定義的。
[0025]本發(fā)明中，所謂的“缸套蒸汽冷凝器”和“排氣蒸汽冷凝器”都是蒸汽冷凝器，名稱不同是為了區(qū)分根據(jù)蒸汽的來(lái)源不同而加以定義的。
[0026]本發(fā)明中，所謂的“氣液分離器”是指具有流體入口、液體出口和氣體出口能夠使高溫流體的一部分發(fā)生汽化并進(jìn)行氣液分離的裝置。所謂的“高溫流體”是指溫度較高的液體或者含有一部分氣體和液體的流體，此流體在所述氣液分離器中部分汽化形成的蒸汽從氣體出口流出，由于汽化會(huì)使溫度降低，降溫后的液體經(jīng)液體出口流出。
[0027]本發(fā)明中，所謂的“排氣熱交換器”是指以所述內(nèi)燃機(jī)排氣為熱源的熱交換器。
[0028]本發(fā)明中，所謂的“排氣熱交換器”和“附屬排氣熱交換器”都是排氣熱交換器，名稱不同是為了加以區(qū)分而定義的。
[0029]本發(fā)明中，所述“排氣熱交換器的被加熱流體通道”是指設(shè)置在所述排氣熱交換器上的用于供被加熱流體通過(guò)的通道；在所述排氣熱交換器中，溫度升高的流體稱為被加熱流體，溫度降低的流體(即所述內(nèi)燃機(jī)的排氣)稱為加熱流體。
[0030]本發(fā)明中，所謂的“噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)”是指工質(zhì)通過(guò)拉瓦爾噴管噴射形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，包括所述拉瓦爾噴管做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)外輸出動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，所述拉瓦爾噴管做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)外輸出動(dòng)力的同時(shí)由所述拉瓦爾噴管噴射出的高速流體推動(dòng)葉輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功的機(jī)構(gòu)和所述拉瓦爾噴管靜止由所述拉瓦爾噴管噴射出的高速流體推動(dòng)葉輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功的機(jī)構(gòu)；所述葉輪機(jī)構(gòu)可以是徑流葉輪機(jī)構(gòu)也可以是軸流葉輪機(jī)構(gòu)，所述葉輪機(jī)構(gòu)可以是單級(jí)也可以是多級(jí)；所述噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)可以選擇性地選擇:包括工質(zhì)回收殼和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上的拉瓦爾噴管構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，低熵輪機(jī)，超音速轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)以及其它由拉瓦爾噴管噴射形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的徑流機(jī)構(gòu)和軸流機(jī)構(gòu)。
[0031]本發(fā)明中，所述缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)和所述排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)都是噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)，兩者名字不同只是為了對(duì)兩者加以區(qū)分而定義的。
[0032]本發(fā)明中，所述排氣熱交換器的被加熱流體通道中工質(zhì)的最大壓力與其承壓能力相匹配，即所述排氣熱交換器的被加熱流體通道中工質(zhì)的最大壓力達(dá)到其承壓能力。
[0033]本發(fā)明中，所述冷卻流體通道中工質(zhì)的最大壓力與其承壓能力相匹配，即所述冷卻流體通道中工質(zhì)的最大壓力達(dá)到其承壓能力。
[0034]本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。
[0035]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)余熱中的排氣余熱和冷卻系統(tǒng)余熱的統(tǒng)一利用，提高了內(nèi)燃機(jī)余熱的利用率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8所示的是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9所示的是本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10所示的是本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1內(nèi)燃機(jī)、2氣液分離器、3排氣熱交換器、12循環(huán)泵、11冷卻流體通道、4缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)、401缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)、402葉輪式做功機(jī)構(gòu)、5缸套蒸汽冷凝器、6缸套液體循環(huán)泵、7加壓泵、8排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)、801排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)、802葉輪式做功機(jī)構(gòu)、9排氣蒸汽冷凝器、31附屬排氣熱交換器。
【具體實(shí)施方式】
[0037]實(shí)施例1
如圖1所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)1、氣液分離器2和排氣熱交換器3，所述氣液分離器2的液體出口經(jīng)循環(huán)泵12與所述內(nèi)燃機(jī)I的冷卻流體通道11的流體入口連通，所述冷卻流體通道11的流體出口與所述氣液分離器2的流體入口連通，所述氣液分離器2的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器5的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器5的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵6與所述冷卻流體通道11的流體入口連通，所述冷卻流體通道11的流體出口經(jīng)加壓泵7與所述排氣熱交換器3的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器3的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的工質(zhì)出口經(jīng)排氣蒸汽冷凝器9與所述缸套液體循環(huán)泵6的液體入口連通。所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4對(duì)外輸出動(dòng)力。[0038]實(shí)施例2
如圖2所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為葉輪式做功機(jī)構(gòu)402，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8設(shè)為葉輪式做功機(jī)構(gòu)802，具體的還可將所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)402和所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)802均設(shè)為徑流透平。
[0039]可選擇地，將所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)402和所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)802均設(shè)為軸流透平或兩者中的一個(gè)設(shè)為徑流透平另一個(gè)設(shè)為軸流透平。
[0040]實(shí)施例3
如圖3所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于:所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器31，所述氣液分離器2的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器31的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)入口連通。
[0041]可選擇地，將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4改設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8改設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801。
[0042]可選擇地，將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4改設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8改設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801，所述缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401和所述排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801共軸設(shè)置。
[0043]實(shí)施例4
如圖4所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)1、氣液分離器2和排氣熱交換器3，所述氣液分離器2的液體出口經(jīng)循環(huán)泵12與所述內(nèi)燃機(jī)I的冷卻流體通道11的流體入口連通，所述冷卻流體通道11的流體出口與所述氣液分離器2的流體入口連通，所述氣液分離器2的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器5的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器5的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵6與所述冷卻流體通道11的流體入口連通，所述冷卻流體通道11的流體出口經(jīng)加壓泵7與所述排氣熱交換器3的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器3的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的工質(zhì)出口與所述缸套蒸汽冷凝器5的入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8對(duì)外輸出動(dòng)力,所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4對(duì)外輸出動(dòng)力。
[0044]實(shí)施例5
如圖5所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于:將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為葉輪式做功機(jī)構(gòu)402，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8設(shè)為葉輪式做功機(jī)構(gòu)802，具體的所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)402和所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)802均設(shè)為軸流透平。
[0045]可選擇地，將所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)402和所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)802均設(shè)為徑流透平或?qū)烧咧械囊粋€(gè)改設(shè)為徑流透平另一個(gè)設(shè)為軸流透平。
[0046]實(shí)施例6
如圖6所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上:所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器31，所述氣液分離器2的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器31的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)入口連通。
[0047]可選擇地，將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4改設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8改設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801。
[0048]可選擇地，將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4改設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8改設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801，所述缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401和所述排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801共軸設(shè)置。
[0049]實(shí)施例7
如圖7所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)1、氣液分離器2和排氣熱交換器3，所述氣液分離器2的液體出口經(jīng)循環(huán)泵12與所述內(nèi)燃機(jī)I的冷卻流體通道11的流體入口連通，所述冷卻流體通道11的流體出口與所述氣液分離器2的流體入口連通，所述氣液分離器2的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器5的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器5的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵6與所述冷卻流體通道11的流體入口連通，所述冷卻流體通道11的流體出口經(jīng)加壓泵7與所述排氣熱交換器3的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器3的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的工質(zhì)出口與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4對(duì)外輸出動(dòng)力。
[0050]實(shí)施例8
如圖8所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其與實(shí)施例7的區(qū)別在于:，將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為葉輪式做功機(jī)構(gòu)402，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8設(shè)為葉輪式做功機(jī)構(gòu)802，具體的，所述葉輪式做功機(jī)構(gòu)402、802可以設(shè)為徑流透平或者設(shè)為軸流透平。
[0051]實(shí)施例9
如圖9所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其在實(shí)施例8的基礎(chǔ)上:所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器31，所述氣液分離器2的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器31的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4的工質(zhì)入口連通。
[0052]實(shí)施例10
如圖10所示的熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401，將所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801。
[0053]具體實(shí)施時(shí)，可選擇地，使所述缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)401和所述排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)801共軸設(shè)置。
[0054]本發(fā)明的上述實(shí)施例中，給出了所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4和所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的兩種具體結(jié)構(gòu)，作為可以變換的實(shí)施方式，本發(fā)明的各實(shí)施方式中均可將所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4和/或所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8改設(shè)為其它形式的做功機(jī)構(gòu)，例如，活塞式做功機(jī)構(gòu)、羅茨式做功機(jī)構(gòu)等，且所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4和所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8的任一個(gè)的具體結(jié)構(gòu)形式可以獨(dú)立選擇，不受另一個(gè)的具體結(jié)構(gòu)形式的限制，比如，實(shí)施例2中，所述缸套蒸汽做功機(jī)4不變，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8可改設(shè)為活塞式做功機(jī)構(gòu)；
作為可以變換的實(shí)施方式，本發(fā)明的所有實(shí)施方式，在具體實(shí)施時(shí)，均可選擇性地使所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8和所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4分別對(duì)外輸出動(dòng)力，并進(jìn)一步選擇性“使所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8對(duì)制冷循環(huán)壓縮機(jī)或?qū)Πl(fā)電機(jī)輸出動(dòng)力”和/或“使所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4對(duì)制冷循環(huán)壓縮機(jī)或?qū)Πl(fā)電機(jī)輸出動(dòng)力”，或者，選擇性地使所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)8和所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4可以共軸設(shè)置，從而共同對(duì)外輸出動(dòng)力，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可進(jìn)一步選擇性地使所述蒸汽做功機(jī)構(gòu)8和所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)4共同對(duì)制冷循環(huán)壓縮機(jī)或?qū)Πl(fā)電機(jī)輸出動(dòng)力。
[0055]作為可以變換的實(shí)施方式，本發(fā)明的所有實(shí)施方式，在具體實(shí)施時(shí)，均可
選擇性地，使所述排氣熱交換器3的被加熱流體通道的承壓能力大于lMPa、l.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、
8.5MPa、9MPa、9.5MPa 或大于 lOMPa。
[0056]作為可以變換的實(shí)施方式，本發(fā)明的所有實(shí)施方式，在具體實(shí)施時(shí)，均可
選擇性地，使所述冷卻流體通道的承壓能力大于0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、
0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa 或大于 IMPa。
[0057]本發(fā)明的所有實(shí)施方式，均將所述冷卻流體通道11內(nèi)循環(huán)的流體設(shè)為水。作為可以變換地實(shí)施方式，所述冷卻流體通道11內(nèi)循環(huán)的流體還可以改設(shè)為乙醇、甲醇或改設(shè)為
氟利昂。
[0058]顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)(I)、氣液分離器(2)和排氣熱交換器(3)，其特征在于:所述氣液分離器(2)的液體出口經(jīng)循環(huán)泵(12)與所述內(nèi)燃機(jī)(I)的冷卻流體通道(11)的流體入口連通，所述冷卻流體通道(11)的流體出口與所述氣液分離器(2)的流體入口連通，所述氣液分離器(2)的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器(5)的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器(5)的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵(6)與所述冷卻流體通道(11)的流體入口連通，所述冷卻流體通道(11)的流體出口經(jīng)加壓泵(7)與所述排氣熱交換器(3)的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器(3)的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)的工質(zhì)入口連通,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)的工質(zhì)出口經(jīng)排氣蒸汽冷凝器(9)與所述缸套液體循環(huán)泵(6)的液體入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)對(duì)外輸出動(dòng)力。
2.如權(quán)利要求1所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于:所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器(31)，所述氣液分離器(2)的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器(31)的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)入口連通。
3.一種熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)(I)、氣液分離器(2)和排氣熱交換器(3)，其特征在于:所述氣液分離器(2)的液體出口經(jīng)循環(huán)泵(12)與所述內(nèi)燃機(jī)(I)的冷卻流體通道(11)的流體入口連通，所述冷卻流體通道(11)的流體出口與所述氣液分離器(2)的流體入口連通，所述氣液分離器(2)的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器(5)的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器(5 )的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵(6 )與所述冷卻流體通道(11)的流體入口連通，所述冷卻流體通道(11)的流體出口經(jīng)加壓泵(7)與所述排氣熱交換器(3)的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器(3)的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)的工質(zhì)入口連通,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)的工質(zhì)出口與所述缸套蒸汽冷凝器(5)的氣體入口連通，所 述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)對(duì)外輸出動(dòng)力。
4.如權(quán)利要求3所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于:所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器(31)，所述氣液分離器(2)的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器(31)的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)入口連通。
5.一種熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)(I)、氣液分離器(2 )和排氣熱交換器(3)，其特征在于:所述氣液分離器(2)的液體出口經(jīng)循環(huán)泵(12)與所述內(nèi)燃機(jī)(I)的冷卻流體通道(11)的流體入口連通，所述冷卻流體通道(11)的流體出口與所述氣液分離器(2)的流體入口連通，所述氣液分離器(2)的氣體出口與缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)入口連通，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)出口與缸套蒸汽冷凝器(5)的氣體入口連通，所述缸套蒸汽冷凝器(5)的液體出口經(jīng)缸套液體循環(huán)泵(6)與所述冷卻流體通道(11)的流體入口連通，所述冷卻流體通道(11)的流體出口經(jīng)加壓泵(7)與所述排氣熱交換器(3)的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述排氣熱交換器(3)的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)的工質(zhì)入口連通,所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)的工質(zhì)出口與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)入口連通，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)對(duì)外輸出動(dòng)力，所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)對(duì)外輸出動(dòng)力。
6.如權(quán)利要求5所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于:所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)還包括附屬排氣熱交換器(31)，所述氣液分離器(2)的氣體出口經(jīng)所述附屬排氣熱交換器(31)的被加熱流體通道與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)的工質(zhì)入口連通。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于:所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)(401)，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)(801)。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于:所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)設(shè)為缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)(401)，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)設(shè)為排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)(801)，所述缸套噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)(401)和所述排氣噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)(801)共軸設(shè)置。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于:所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)共軸設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述熱流平衡內(nèi)燃機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于:所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)與所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)共軸設(shè)置，所述排氣蒸汽做功機(jī)構(gòu)(8)和所述缸套蒸汽做功機(jī)構(gòu)(4)共同對(duì)外輸出動(dòng)力。
【文檔編號(hào)】F02B41/02GK103775199SQ201410023706
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司