本申請要求2015年7月13日提交的韓國專利申請第10-2015-0099299號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過引用將其全文納入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢熱回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在本部分中的陳述僅用于提供與本發(fā)明相關(guān)且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。

發(fā)動機廣泛地用于車輛、船只、小型發(fā)電機等中，并已經(jīng)做出了增加發(fā)動機效率的嘗試。發(fā)動機通常排放作為廢熱的大量的熱，已經(jīng)研發(fā)了用于回收廢熱作為能量以增加發(fā)動機的整體效率的廢熱回收系統(tǒng)。

上述廢熱回收系統(tǒng)配置成回收發(fā)動機的廢熱作為能量，將回收的能量轉(zhuǎn)化成電能或機械能，并在車輛的發(fā)動機、其他電氣配件等中使用電能或機械能。

作為實現(xiàn)上述廢熱回收系統(tǒng)的代表技術(shù)，存在使用蘭金循環(huán)回收發(fā)動機廢熱的蘭金循環(huán)廢熱回收系統(tǒng)。蘭金循環(huán)包括工作流體循環(huán)的循環(huán)路徑，蘭金循環(huán)的循環(huán)路徑具有通過發(fā)動機的廢熱(排放氣體的熱量和/或排放氣體再循環(huán)(EGR)氣體的熱量)加熱并蒸發(fā)工作流體的蒸發(fā)器(鍋爐)，膨脹從蒸發(fā)器供應(yīng)的工作流體以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力的膨脹器，冷凝從膨脹器排放的工作流體的冷凝器，以及在循環(huán)路徑中循環(huán)工作流體的泵。

蒸發(fā)器是發(fā)動機的廢熱回收的熱源，蒸發(fā)器的實例包括使用排放氣體的排放氣體蒸發(fā)器和使用EGR氣體的排放氣體再循環(huán)(EGR)氣體蒸發(fā)器。

此處，EGR氣體在具有高溫(約300至400℃)的同時具有小的熱通量，而排放氣體在具有高熱通量的同時具有相對較低的溫度(約200至300℃)。此外，增壓空氣冷卻器(CAC)、發(fā)動機冷卻劑等具有高熱通量，但具有非常低的溫度(約100℃或更小)，因此不適于用作熱源。

根據(jù)相關(guān)技術(shù)的廢熱回收系統(tǒng)分類為：1)僅使用排放氣體蒸發(fā)器作為熱源的結(jié)構(gòu)，2)僅使用EGR氣體蒸發(fā)器作為熱源的結(jié)構(gòu)，3)使用相互串聯(lián)連接的排放氣體蒸發(fā)器和EGR氣體蒸發(fā)器作為熱源的結(jié)構(gòu)(串聯(lián)連接結(jié)構(gòu))，4)使用相互并聯(lián)連接的排放氣體蒸發(fā)器和EGR氣體蒸發(fā)器作為熱源的結(jié)構(gòu)(并聯(lián)連接結(jié)構(gòu))等。

在這些分類中，在相互并聯(lián)連接的排放氣體蒸發(fā)器和EGR氣體蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)中，廢熱回收效率相對較高。然而，因為此結(jié)果可能取決于EGR率而改變，所以難以概括廢熱回收效率。

具體地，取決于發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)、負載條件、后處理技術(shù)(例如選擇性催化還原(SCR)、柴油微粒過濾器(DPF))等可能使廢熱回收效率的偏差加劇。例如，將高負載區(qū)域的EGR率調(diào)整為低的發(fā)動機也可以在串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)(EGR氣體蒸發(fā)器和排放氣體蒸發(fā)器相互串聯(lián)連接使得工作流體經(jīng)過EGR氣體蒸發(fā)器并隨后經(jīng)過排放氣體蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu))中比在并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)(排放氣體蒸發(fā)器和EGR氣體蒸發(fā)器相互并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu))中顯示出更高的廢熱回收效率。

這樣，在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的廢熱回收系統(tǒng)中，作為熱源的蒸發(fā)器的排列結(jié)構(gòu)形成了固定的結(jié)構(gòu)。因此，申請人發(fā)現(xiàn)因為熱源可以不根據(jù)驅(qū)動條件、其他外部因素等而主動改變，所以存在廢熱回收效率可能沒有被有效改進的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種廢熱回收系統(tǒng)，其能夠通過改變作為廢熱回收系統(tǒng)的熱源的排放氣體蒸發(fā)器和排放氣體再循環(huán)(EGR)氣體蒸發(fā)器中的至少一個而主動地改變所使用的廢熱回收系統(tǒng)的熱源，由此改進廢熱回收效率。

根據(jù)本發(fā)明的一種形式，一種具有蘭金循環(huán)的廢熱回收系統(tǒng)，其 中蒸發(fā)器、膨脹器、冷凝器以及循環(huán)泵安裝在工作流體循環(huán)的循環(huán)路徑上，所述廢熱回收系統(tǒng)包括：多個蒸發(fā)器，其配置成通過在所述膨脹器和所述循環(huán)泵之間的連接管連接至蘭金循環(huán)的循環(huán)路徑；以及第一方向控制閥和第二方向控制閥，其配置成安裝在所述多個蒸發(fā)器的頂部和底部，從而切換工作流體到所述多個蒸發(fā)器的流動方向。

所述多個蒸發(fā)器可以包括：第一蒸發(fā)器，其通過第一連接管連接至蘭金循環(huán)的循環(huán)路徑；以及第二蒸發(fā)器，其通過第二連接管連接至蘭金循環(huán)的循環(huán)路徑，所述第一連接管和所述第二連接管可以并聯(lián)連接至蘭金循環(huán)的循環(huán)路徑。

所述第一連接管可以具有連接至所述第一蒸發(fā)器的進口側(cè)的第一流入管和連接至所述第一蒸發(fā)器的出口側(cè)的第一流出管，而所述第二連接管可以具有連接至所述第二蒸發(fā)器的進口側(cè)的第二流入管和連接至所述第二蒸發(fā)器的出口側(cè)的第二流出管。

所述第一蒸發(fā)器和所述第二蒸發(fā)器可以通過直接連接管相互連接從而直接相互連通。

所述直接連接管可以裝配有開啟閥和隔離閥。

所述第一方向控制閥可以具有連接至所述循環(huán)泵的進口端口、連接至所述第一流入管的第一出口端口和連接至所述第二流入管的第二出口端口。

所述第一方向控制閥可以具有第一位置、第二位置和第三位置，所述第一位置允許進口端口與所述第一出口端口連通的同時允許所述進口端口與所述第二出口端口連通，所述第二位置允許所述進口端口與所述第一出口端口連通的同時堵塞所述進口端口和所述第二出口端口，所述第三位置允許所述進口端口與所述第二出口端口連通的同時堵塞所述進口端口和所述第一出口端口。

所述第一方向控制閥可以包括閥殼體和滑閥，在閥殼體中形成閥腔，滑閥安裝成能在所述閥腔中移動，進口端口、第一出口端口和第二出口端口可以與所述閥腔連通，所述進口端口可以形成在與第一出口端口和第二出口端口相對的位置處，所述滑閥可以具有選擇性地打開和關(guān)閉所述第一出口端口和所述第二出口端口的閥脊。

所述閥殼體可以進一步包括成對止擋件，其限定所述滑閥的閥脊 的運動，所述成對止擋件可以在所述第一出口端口和所述第二出口端口之間相互間隔開地形成。

所述滑閥的閥脊的外周表面可以設(shè)置有密封構(gòu)件。

進口端口可以形成在所述閥殼體的一側(cè)處，所述第一出口端口和所述第二出口端口可以形成在所述閥殼體的另一側(cè)上，所述進口端口可以形成在與所述第一出口端口和所述第二出口端口相對的位置處。

所述第二方向控制閥可以具有連接至所述膨脹器的出口端口、連接至所述第二流出管的第一進口端口，以及連接至所述第一流出管的第二進口端口。

所述第二方向控制閥可以具有第一位置、第二位置和第三位置，該第一位置允許出口端口與所述第一進口端口連通同時允許所述出口端口與所述第二進口端口連通，該第二位置允許所述出口端口與所述第一進口端口連通的同時堵塞所述出口端口和所述第二進口端口，該第三位置允許所述出口端口與所述第二進口端口連通的同時堵塞所述出口端口和所述第一進口端口。

所述第二方向控制閥可以包括閥殼體和滑閥，在閥殼體中形成閥腔，所述滑閥安裝成能在所述閥腔中移動，出口端口、第一進口端口和第二進口端口可以與所述閥腔連通，所述出口端口可以形成在與第一進口端口和第二進口端口相對的位置處，所述滑閥可以具有選擇性地打開和關(guān)閉所述第一進口端口和所述第二進口端口的閥脊。

所述閥殼體可以進一步包括成對止擋件，其限定所述滑閥的閥脊的運動，所述成對止擋件可以在所述第一進口端口和所述第二進口端口之間相互間隔開地形成。

所述滑閥的閥脊的外周表面可以設(shè)置有密封構(gòu)件。

出口端口可以形成在所述閥殼體的一側(cè)處，所述第一進口端口和所述第二進口端口可以形成在所述閥殼體的另一側(cè)上，所述出口端口可以形成在與所述第一進口端口和所述第二進口端口相對的位置處。

根據(jù)本發(fā)明的另一種形式，一種具有蘭金循環(huán)的廢熱回收系統(tǒng)，其中多個蒸發(fā)器、膨脹器、冷凝器以及循環(huán)泵安裝在工作流體循環(huán)的循環(huán)路徑上，所述多個蒸發(fā)器串聯(lián)連接至所述循環(huán)路徑以及所述多個蒸發(fā)器并聯(lián)連接至所述循環(huán)路徑，所述廢熱回收系統(tǒng)包括：第一方向 控制閥和第二方向控制閥，其配置成安裝在所述多個蒸發(fā)器的頂部或底部，從而切換工作流體到所述多個蒸發(fā)器的流動方向；以及控制單元，其配置成接收車輛的信息和廢熱回收系統(tǒng)的信息從而控制所述第一方向控制閥和所述第二方向控制閥。

所述控制單元可以與接收車輛的信息的第一信息獲取單元和接收廢熱回收系統(tǒng)的信息的第二信息獲取單元連接。

所述控制單元可以與控制映射連接，所述控制映射通過使用由第一接收單元接收的車輛的信息對第一和第二方向控制閥的控制條件進行數(shù)據(jù)化而產(chǎn)生映射。

根據(jù)本發(fā)明的另一種形式，一種用于驅(qū)動具有蘭金循環(huán)的廢熱回收系統(tǒng)的方法，其中多個蒸發(fā)器串聯(lián)連接至所述蘭金循環(huán)的循環(huán)路徑以及多個蒸發(fā)器并聯(lián)連接至所述蘭金循環(huán)的循環(huán)路徑，第一方向控制閥和第二方向控制閥切換工作流體到所述多個蒸發(fā)器的流動方向，所述方法包括：獲取車輛的信息和廢熱回收系統(tǒng)的信息；以及當(dāng)在所獲取信息的基礎(chǔ)上確定所述多個蒸發(fā)器對應(yīng)于可變驅(qū)動條件時，控制所述第一方向控制閥和所述第二方向控制閥。

所述獲取車輛的信息和廢熱回收系統(tǒng)的信息可以包括：獲取車輛的信息；使用所獲取的車輛的信息計算所述第一方向控制閥和所述第二方向控制閥的控制映射；以及在計算所述控制映射之后獲取廢熱回收系統(tǒng)的信息。

在控制所述第一方向控制閥和所述第二方向控制閥之后，當(dāng)控制時間度過設(shè)定時間時，控制操作可以結(jié)束。

其他適用范圍將通過本文中提供的說明而變得明顯。應(yīng)理解，本說明書和特定實施例僅旨在說明的目的，而不旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

為了可以很好地理解本發(fā)明，將通過參考附圖以舉例的方式描述本發(fā)明的各種形式，其中：

圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)并顯示工作流體經(jīng)過并聯(lián)的第一和第二蒸發(fā)器的并聯(lián)驅(qū)動模式的視圖。

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)并顯示工作 流體經(jīng)過第一蒸發(fā)器隨后經(jīng)過串聯(lián)的第二蒸發(fā)器的第一串聯(lián)驅(qū)動模式的視圖。

圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)并顯示工作流體經(jīng)過第二蒸發(fā)器隨后經(jīng)過串聯(lián)的第一蒸發(fā)器的第二串聯(lián)驅(qū)動模式的視圖。

圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)并顯示工作流體僅經(jīng)過第一蒸發(fā)器的第一非并聯(lián)驅(qū)動模式的視圖。

圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)并顯示工作流體僅經(jīng)過第二蒸發(fā)器的第二非并聯(lián)驅(qū)動模式的視圖。

圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)的第一方向控制閥的橫截面圖。

圖7為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)的第二方向控制閥的橫截面圖。

圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性形式的廢熱回收系統(tǒng)的控制單元、第一和第二信息獲取單元和控制映射之間的連接關(guān)系的框圖。

圖9為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性形式的用于驅(qū)動廢熱回收系統(tǒng)的方法的流程圖。

本發(fā)明中的附圖僅用于說明的目的，而不旨在以任何方式限定本發(fā)明的范圍。

附圖標記

10:第一方向控制閥

20:第二方向控制閥

100:蘭金循環(huán)

105:循環(huán)路徑

110:第一蒸發(fā)器

120:第二蒸發(fā)器

130:膨脹器

140:冷凝器

150:儲藏罐

160:循環(huán)泵。

具體實施方式

如下說明書僅為示例性的，且不旨在限定本發(fā)明或其應(yīng)用或用途。應(yīng)理解，在所有附圖中，相應(yīng)的附圖標記指示相似或相應(yīng)的部件和特征。

作為參考，在用于描述本發(fā)明的參考附圖中所示的零件的尺寸、線條的粗細等可以出于方便理解的考慮而稍微夸張。另外，用于描述本發(fā)明的術(shù)語通過考慮本發(fā)明中的功能而被定義，并且可以由使用者和操作者的意圖以不同的方式理解。因此，術(shù)語的定義應(yīng)理解為基于本說明書的全部內(nèi)容。

參考圖1至圖5，根據(jù)本發(fā)明的廢熱回收系統(tǒng)包括蘭金循環(huán)100。

蘭金循環(huán)100具有循環(huán)路徑105，在循環(huán)路徑105中工作流體進行循環(huán)，多個蒸發(fā)器(蒸發(fā)器)110和120、膨脹器130、冷凝器140、儲藏罐150和循環(huán)泵160，其全部安裝在循環(huán)路徑105上。

多個蒸發(fā)器110和120配置成通過發(fā)動機的廢熱(例如，排放氣體的熱量和/或EGR氣體的熱量)加熱并蒸發(fā)工作流體以產(chǎn)生蒸發(fā)的工作流體。

膨脹器130配置成膨脹從蒸發(fā)器110和120供應(yīng)的工作流體以產(chǎn)生回收動力。

冷凝器140配置成冷凝從膨脹器130排放的工作流體以產(chǎn)生液體工作流體。

儲藏罐150可以配置成臨時儲存由冷凝器140冷凝的液體工作流體或在根據(jù)廢熱回收系統(tǒng)的工作停止(車輛的停止)而收集工作流體時儲存工作流體。

循環(huán)泵160配置成將工作流體從冷凝器140供應(yīng)至蒸發(fā)器110。

同時，在蘭金循環(huán)100的循環(huán)路徑105上的冷凝器140、儲藏罐150、循環(huán)泵160等可以順序地堆疊在豎直方向上。亦即，儲藏罐150可以設(shè)置在冷凝器140的下方，而循環(huán)泵160可以設(shè)置在儲藏罐150的下方。由此，因為工作流體通過重力可以從冷凝器140平滑地輸送至儲藏罐150，工作流體的循環(huán)效率可以得到改進。

此外，止回閥180安裝在冷凝器140和儲藏罐150之間，并配置成防止工作流體從儲藏罐150向后流動至冷凝器140。

根據(jù)本發(fā)明的一個形式，多個蒸發(fā)器110和120包括通過第一連接管111和112以及第二連接管121和122連接至循環(huán)路徑105的第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，第一蒸發(fā)器110可以配置成排放氣體蒸發(fā)器，其設(shè)置在發(fā)動機的排放管上從而進行排放氣體和工作流體之間的熱交換，而第二蒸發(fā)器120可以配置成EGR氣體蒸發(fā)器，其設(shè)置在發(fā)動機的EGR路徑上從而進行EGR氣體和工作流體之間的熱交換。

同時，在第一蒸發(fā)器110是排放氣體蒸發(fā)器而第二蒸發(fā)器120是EGR氣體蒸發(fā)器的情況下，第一蒸發(fā)器110可以設(shè)置在第二蒸發(fā)器120的下方。

第一蒸發(fā)器110通過第一連接管111和112連接至蘭金循環(huán)100的循環(huán)路徑105，第二蒸發(fā)器120通過第二連接管121和122連接至蘭金循環(huán)100的循環(huán)路徑105。

第一連接管111和112具有連接至第一蒸發(fā)器110的進口110a的第一流入管111和連接至第一蒸發(fā)器110的出口110b的第一流出管112。

第二連接管121和122具有連接至第二蒸發(fā)器120的進口120a的第二流入管121和連接至第二蒸發(fā)器120的出口120b的第一流出管122。

同時，第一連接管111和112以及第二連接管121和122并聯(lián)連接至蘭金循環(huán)100的循環(huán)路徑105，使得第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120在膨脹器130和循環(huán)泵160之間相互并聯(lián)連接。亦即，第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120可以通過第一連接管111和112以及第二連接管121和122相互并聯(lián)連接。

此外第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120通過直接連接管170相互連接從而直接相互連通。亦即，第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120可以通過直接連接管170與循環(huán)路徑105串聯(lián)連接。

直接連接管170的一端連接至第一蒸發(fā)器110的連通孔110c，直接連接管170的另一端連接至第二蒸發(fā)器120的連通孔120c。第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120可以通過直接連接管170直接相互連通。此外，直接連接管170可以安裝有堵塞或打開其流動通路的打開/關(guān)閉 型的開啟和隔離閥175，第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120可以直接相互連通，或可以通過開啟和隔離閥175的打開/關(guān)閉操作而相互堵塞。

第一方向控制閥10安裝在多個蒸發(fā)器110和120的頂部，第二方向控制閥20安裝在多個蒸發(fā)器110和120的底部。

第一方向控制閥10和第二方向控制閥20配置成切換工作流體到蒸發(fā)器110和120的流動方向。

第一方向控制閥10具有連接至循環(huán)泵160的進口端口15、連接至第一流入管111的第一出口端口16和連接至第二流入管121的第二出口端口17。

此外，第一方向控制閥10具有第一位置11、第二位置12和第三位置13，第一位置11允許進口端口15同時與第一出口端口16和第二出口端口17連通，第二位置12允許進口端口15與第一出口端口16連通，第三位置13允許進口端口15與第二出口端口17連通，如圖1至5中所示。

當(dāng)?shù)谝环较蚩刂崎y10切換至第一位置11時，進口端口15、第一出口端口16和第二出口端口17全部打開，如圖1中所示。由此，形成內(nèi)部流動通路使得進口端口15同時與第一出口端口16和第二出口端口17連通。

當(dāng)?shù)谝环较蚩刂崎y10切換至第二位置12時，進口端口15和第一出口端口16同時打開，同時第二出口端口17關(guān)閉，如圖2和4中所示。由此，形成內(nèi)部流動通路，使得進口端口15與第一出口端口16連通的同時進口端口15堵塞第二出口端口17。

當(dāng)?shù)谝环较蚩刂崎y10切換至第三位置13時，進口端口15和第二出口端口17同時打開，同時第一出口端口16關(guān)閉，如圖3和5中所示。由此，形成內(nèi)部流動通路，使得進口端口15與第二出口端口17連通的同時進口端口15堵塞第一出口端口16。

第一方向控制閥10的特定示例性形式顯示在圖6中。參考圖6，第一方向控制閥10包括閥殼體18a、滑閥19和致動器14，在閥殼體18a中形成閥腔18b，滑閥19安裝成可在閥腔體18b中移動，致動器14驅(qū)動滑閥19。

閥殼體18a設(shè)置有進口端口15、第一出口端口16和第二出口端口 17，進口端口15、第一出口端口16和第二出口端口17形成為與閥腔18b連通。

特別地，進口端口15形成在與第一出口端口16和第二出口端口17相對的位置處，第一出口端口16和第二出口端口17形成在與閥殼體18a相同的表面上，第一出口端口16和第二出口端口17設(shè)置成以預(yù)定的間距相互間隔開。

滑閥19具有選擇性地打開和關(guān)閉第一出口端口16和第二出口端口17的閥脊19a，閥脊19a形成在這樣的結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)從滑閥19的一側(cè)的外周表面在滑閥19的徑向方向上延伸。

致動器14配置成在閥腔體18b中在直線方向上移動滑閥19，致動器14可以形成在這樣的結(jié)構(gòu)中：在該結(jié)構(gòu)中電磁閥和彈簧相組合，或在該結(jié)構(gòu)中驅(qū)動電機和電動工具相組合等。

此外，用于限定滑閥19的運動的成對止擋件18c和18d形成在閥殼體18a中。特別地，第一止擋件18c臨近第一出口端口16形成，而第二止擋件18d臨近第二出口端口17形成，使得第一止擋件18c和第二止擋件18d相互間隔開從而對應(yīng)于第一出口端口16和第二出口端口17之間的間隔開的間距。由此，因為在移動滑閥19時第一止擋件18c和第二止擋件18d卡住閥脊19a，所以可以限定滑閥19的閥脊19a的移動范圍以對應(yīng)于所述成對止擋件18c和18d之間的距離。

這樣，在閥脊19a的寬度形成為小于進口端口15的直徑的同時滑閥19的閥脊19a的移動范圍通過第一止擋件18c和第二止擋件18d限定，使得進口端口15配置成一直打開，而與滑閥19的位置切換無關(guān)。

此外，密封構(gòu)件19b設(shè)置在滑閥19的閥脊19a的外周表面上從而沿著閥脊19a的圓周方向延伸。由此，當(dāng)?shù)谝怀隹诙丝?6和第二出口端口17通過滑閥19而選擇性地關(guān)閉時，可以充分地確保第一出口端口16和第二出口端口17的氣密性質(zhì)。

將詳細描述取決于滑閥19的移動的第一方向控制閥10的位置切換。

在圖6中，如果滑閥19設(shè)置在進口端口15的中心部分(參見箭頭11)，則進口端口15與第一出口端口16和第二出口端口17兩者連通，使得第一方向控制閥10切換至圖1的第一位置11。

在圖6中，如果滑閥19設(shè)置成臨近第二出口端口17(參見圖6的箭頭12)，進口端口15與第一出口端口16連通并堵塞第二出口端口17，使得第一方向控制閥10切換至圖2和圖4的第二位置12。

在圖6中，如果滑閥19設(shè)置成臨近第一出口端口16(參見圖6的箭頭13)，進口端口15與第二出口端口17連通并堵塞第一出口端口16，使得第一方向控制閥10切換至圖3和圖5的第三位置13。

所述第二方向控制閥20可以具有連接至膨脹器130的出口端口25、連接至第二流出管122的第一進口端口26，以及連接至第一流出管112的第二進口端口27。

此外，第二方向控制閥20具有第一位置21、第二位置22和第三位置23，第一位置21允許出口端口25同時與第一進口端口26和第二進口端口27連通，第二位置22允許出口端口25與第一進口端口26連通，第三位置23允許出口端口25與第二進口端口27連通，如圖1至5中所示。

當(dāng)?shù)诙较蚩刂崎y20切換至第一位置21時，出口端口25、第一進口端口26和第二進口端口27全部打開，如圖1中所示。由此，形成內(nèi)部流動通路使得出口端口25同時與第一進口端口26和第二進口端口27連通。

當(dāng)?shù)诙较蚩刂崎y20切換至第二位置22時，出口端口25和第一進口端口26同時打開，同時第二進口端口27關(guān)閉，如圖2和5中所示。由此，形成內(nèi)部流動通路，使得出口端口25與第一進口端口26連通的同時出口端口25堵塞第二進口端口27。

當(dāng)?shù)诙较蚩刂崎y20切換至第三位置23時，出口端口25和第二進口端口27同時打開，同時第一進口端口26關(guān)閉，如圖3和4中所示。由此，形成內(nèi)部流動通路，使得出口端口25與第二進口端口27連通的同時出口端口25堵塞第一進口端口26。

第二方向控制閥20的特定示例性實施方案顯示在圖7中。參考圖7，第二方向控制閥20包括閥殼體28a、滑閥29和致動器24，在閥殼體28a中形成閥腔28b，滑閥29安裝成可在閥腔28b中移動，致動器24驅(qū)動滑閥29。

閥殼體28a設(shè)置有出口端口25、第一進口端口26和第二進口端口 27，出口端口25、第一進口端口26和第二進口端口27形成為與閥腔28b連通。

特別地，出口端口25形成在與第一進口端口26和第二進口端口27相對的位置處，第一進口端口26和第二進口端口27形成在與閥殼體28a相同的位置上，第一進口端口26和第二進口端口27設(shè)置成以預(yù)定的間距相互間隔開。

滑閥29具有選擇性地打開和關(guān)閉第一進口端口26和第二進口端口27的閥脊29a，閥脊29a形成在這樣的結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)從滑閥29的一側(cè)的外周表面在滑閥29的徑向方向上延伸。

致動器24配置成在閥腔體28b中在直線方向上移動滑閥29，致動器24可以形成在這樣的結(jié)構(gòu)中：在該結(jié)構(gòu)中電磁閥和彈簧相組合，或在該結(jié)構(gòu)中驅(qū)動電機和電動工具相組合等。

此外，用于限定滑閥29的運動的成對止擋件28c和28d形成在閥殼體28a中。特別地，第一止擋件28c臨近第一進口端口26形成，而第二止擋件28d臨近第二進口端口27形成，使得第一止擋件28c和第二止擋件28d相互間隔開從而對應(yīng)于第一進口端口26和第二進口端口27之間的間隔開的間距。由此，因為在移動滑閥29時第一止擋件28c和第二止擋件28d卡住閥脊29a，所以可以限定滑閥29的閥脊29a的移動。

這樣，在閥脊29a的寬度形成為小于出口端口25的直徑的同時滑閥29的閥脊29a的移動范圍通過第一止擋件28c和第二止擋件28d限定，使得出口端口25配置成一直打開，而與滑閥29的位置切換無關(guān)。

此外，密封構(gòu)件29b設(shè)置在滑閥29的閥脊29a的外周表面上從而沿著閥脊29a的圓周方向延伸。由此，當(dāng)滑閥29選擇性地關(guān)閉第一進口端口26和第二進口端口27中的任一個時，可以充分地確保第一進口端口26和第二進口端口27的氣密性質(zhì)。

將詳細描述滑閥29的移動以及相應(yīng)的位置切換。

在圖7中，如果滑閥29設(shè)置在出口端口25的中心部分(參見箭頭21)，則出口端口25與第一進口端口26和第二進口端口27兩者連通，使得第二方向控制閥20切換至圖1的第一位置21。

此外，在圖7中，如果滑閥29設(shè)置成臨近第二進口端口27(參見 圖7的箭頭22)，出口端口25與第一進口端口26連通并堵塞第二進口端口27，使得第二方向控制閥20切換至圖2和圖5的第二位置22。

此外，在圖7中，如果滑閥29設(shè)置成臨近第一進口端口26(參見圖7的箭頭23)，出口端口25與第二進口端口27連通并堵塞第一進口端口26，使得第二方向控制閥20切換至圖3和圖4的第三位置23。

此外，根據(jù)本發(fā)明的廢熱回收系統(tǒng)包括控制單元50，其配置成控制第一方向控制閥10和第二方向控制閥20以及開啟和隔離閥175的操作，控制單元50具有獲取車輛的信息的第一信息獲取單元51和獲取廢熱回收系統(tǒng)的信息的第二信息獲取單元52。

第一信息獲取單元51連接至車輛的電子控制單元(ECU：未示出)。由此，第一信息獲取單元51配置成獲取車輛的各種信息，如發(fā)動機的RPM、發(fā)動機的負載、EGR率、排放氣體的熱容量、EGR氣體的熱容量等。

第一信息獲取單元51連接至控制映射53，使用由第一信息獲取單元51獲取的車輛的信息通過計算(進行數(shù)據(jù)化)第一方向控制閥10和第二方向控制閥20的控制條件等產(chǎn)生控制映射53。

第二信息獲取單元52連接至安裝在廢熱回收系統(tǒng)的蒸發(fā)器110和120、膨脹器130等中的各種傳感器(未示出)。由此，第二信息獲取單元52配置成獲取廢熱回收系統(tǒng)的信息，如各個蒸發(fā)器110和120的進口和出口的溫度和壓力、膨脹器130的RPM等。

控制單元50根據(jù)由第二信息獲取單元52獲取的廢熱回收系統(tǒng)的信息通過使用控制映射53而可以控制第一方向控制閥10和第二方向控制閥20。

后文中，將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的廢熱回收系統(tǒng)的蒸發(fā)器的各種驅(qū)動過程，其中假設(shè)第一蒸發(fā)器110為排放氣體蒸發(fā)器，而第二蒸發(fā)器120為EGR氣體蒸發(fā)器。

<并聯(lián)驅(qū)動模式>

在車輛以恒定速度在EGR氣體的溫度和排放氣體的溫度相互接近而廢熱回收系統(tǒng)維持在正常狀態(tài)的狀態(tài)下長時間駕駛的情況下，工作流體經(jīng)過如圖1中并聯(lián)的第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120，由此可以增加廢熱回收率。

通過參考附圖1將更詳細地描述并聯(lián)驅(qū)動模式。因為第一方向控制閥10切換至第一位置11，第二方向控制閥20切換至第一位置21，所以工作流體通過第一流入管111和第二流入管121輸送至第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120從而分別在第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120中進行熱交換，并隨后通過第一流出管112和第二流出管122輸送至膨脹器130。

此處，第一方向控制閥10的滑閥19線性受控從而細微地調(diào)節(jié)閥脊19a的位置(參見圖6)，由此可以適當(dāng)?shù)乜刂乒?yīng)至第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120的工作流體的流速。此外，工作流體還可以在第一蒸發(fā)器170和第二蒸發(fā)器120之間通過直接連接管170流動。

<第一串聯(lián)驅(qū)動模式>

在低負載和低RPM的驅(qū)動條件下，因為EGR率較高，所以EGR氣體的溫度較高，而排放氣體的溫度相對較低。

如上所述，在EGR氣體的溫度比排放氣體的溫度更高的條件下，工作流體經(jīng)過第一蒸發(fā)器110(其為排放氣體蒸發(fā)器)，并隨后經(jīng)過第二蒸發(fā)器120(其為EGR氣體蒸發(fā)器)，如圖2中所示，由此可以增加廢熱回收率。例如，在EGR氣體的溫度比排放氣體的溫度更高的條件下，工作流體首先與排放氣體進行熱交換，然后其次與EGR氣體進行熱交換，從而增加工作流體的熱交換效率，由此可以增加廢熱回收率。

通過參考附圖2將更詳細地描述第一串聯(lián)驅(qū)動模式。因為第一方向控制閥10切換至第二位置12，第二方向控制閥20切換至第二位置22，所以工作流體通過第一流入管111被引入第一蒸發(fā)器110中從而首先與第一蒸發(fā)器110中的排放氣體進行熱交換。然后，工作流體通過直接連接管170被引入至第二蒸發(fā)器120中從而其次與第二蒸發(fā)器120中的EGR氣體進行熱交換，并隨后通過第二流出管122輸送至膨脹器130。

在此情況下，第一流出管112和第二流入管121的流動通路關(guān)閉(參見圖2的虛線)。

<第二串聯(lián)驅(qū)動模式>

就EGR率設(shè)定為低的發(fā)動機或安裝了選擇性催化還原(SCR)的發(fā)動機而言，在高負載和高RPM的驅(qū)動條件下，EGR氣體的溫度相對 較低，而在高負載和高RPM的驅(qū)動狀態(tài)下排放氣體的溫度相對較高。

如上所述，在排放氣體的溫度比EGR氣體的溫度更高的條件下，工作流體經(jīng)過第二蒸發(fā)器120(其為EGR氣體蒸發(fā)器)，并隨后經(jīng)過第一蒸發(fā)器120(其為排放氣體蒸發(fā)器)，如圖3中所示，由此可以增加廢熱回收率。例如，在排放氣體的溫度比EGR氣體的溫度更高的條件下，工作流體首先與EGR氣體進行熱交換，然后其次與排放氣體進行熱交換從而增加工作流體的熱交換效率，由此可以增加廢熱回收率。

通過參考附圖3將更詳細地描述第二串聯(lián)驅(qū)動模式。因為第一方向控制閥10切換至第三位置13，第二方向控制閥20切換至第三位置23，所以工作流體通過第二流入管121被引入第二蒸發(fā)器120中從而首先與第二蒸發(fā)器120中的EGR氣體進行熱交換。然后，工作流體通過直接連接管170被引入至第一蒸發(fā)器110中從而其次與第一蒸發(fā)器110中的排放氣體進行熱交換，并隨后通過第一流出管112輸送至膨脹器130。

在此情況下，第一流入管111和第二流出管122的流動通路關(guān)閉(參見圖3的虛線)。

<第一非并聯(lián)模式>

在EGR率為0或在通過與EGR氣體進行熱交換回收的熱不多(比如柴油微粒過濾器(DPF)再生條件)等情況下，在熱量損失方面有利的是堵塞第二蒸發(fā)器120(其為EGR氣體蒸發(fā)器)，并使工作流體僅經(jīng)過第一蒸發(fā)器110(其為排放氣體蒸發(fā)器)。原因在于在工作流體經(jīng)過第二蒸發(fā)器120的情況下回收的熱不多，而在工作流體經(jīng)過第二蒸發(fā)器120、第二流入管121和第二流出管122時發(fā)生更大的熱量損失。

由此，在EGR率非常低的條件下，工作流體僅經(jīng)過第一蒸發(fā)器110(其為排放氣體蒸發(fā)器)，由此可以均衡地維持廢熱回收效率。

將參考圖4對第一非并聯(lián)模式其進行具體描述。因為第一方向控制閥10切換至第二位置12，第二方向控制閥20切換至第三位置23，所以工作流體通過第一流入管111被引入第一蒸發(fā)器110中從而與第一蒸發(fā)器110中的排放氣體進行熱交換，隨后通過第一流出管112輸送至膨脹器130。

在此情況下，第二流入管121、第二流出管122和直接連接管170 的流動通路關(guān)閉(參見圖4的虛線)。

<第二非并聯(lián)模式>

在構(gòu)成排放系統(tǒng)的消音器、排放管等的溫度較低的條件下，如發(fā)動機的初始啟動條件等，因為通過與排放氣體進行熱交換而回收的工作流體的熱量不多，在熱量損失方面有利的是堵塞第一蒸發(fā)器110(其為排放氣體蒸發(fā)器)并使工作流體僅經(jīng)過第二蒸發(fā)器120(其為EGR氣體蒸發(fā)器)。原因在于在工作流體經(jīng)過第一蒸發(fā)器110的情況下回收的熱不多，而在工作流體經(jīng)過第一蒸發(fā)器110、第一流入管111和第一流出管112時發(fā)生更大的熱量損失。

由此，在排放系統(tǒng)的溫度非常低的條件下，工作流體僅經(jīng)過第二蒸發(fā)器120(其為EGR氣體蒸發(fā)器)，由此可以均衡地維持廢熱回收效率。

將參考圖5對第二非并聯(lián)模式其進行具體描述。因為第一方向控制閥10切換至第三位置13，第二方向控制閥20切換至第二位置22，所以工作流體通過第二流入管121被引入第二蒸發(fā)器120中從而與第二蒸發(fā)器120中的EGR氣體進行熱交換，隨后通過第二流出管122輸送至膨脹器130。

在此情況下，第一流入管111、第一流出管112和直接連接管170的流動通路關(guān)閉(參見圖5的虛線)。

圖9為顯示根據(jù)本發(fā)明的一種形式的用于驅(qū)動廢熱回收系統(tǒng)的方法的流程圖。

如圖9中所示，第一信息獲取單元41從車輛的ECU(未示出)獲取車輛的信息(發(fā)動機的RPM和負載、EGR率、排放氣體的熱容量、EGR氣體的熱容量等)(S1)，并且在由第一信息獲取單元51獲取的車輛的信息的基礎(chǔ)上計算通過對第一方向控制閥10和第二方向控制閥20的單獨的控制條件等進行數(shù)據(jù)化而獲得的控制映射53(S2)。

然后,第二信息獲取單元52獲取廢熱回收系統(tǒng)的信息，如第一蒸發(fā)器110和第二蒸發(fā)器120的各個進口和出口的溫度和壓力、膨脹器的RPM等(S3)。

基于如上所述獲取的車輛的信息和廢熱回收系統(tǒng)的信息來確定多個蒸發(fā)器110和120是否對應(yīng)于可變驅(qū)動條件(S4)，如果確定多個蒸 發(fā)器110和120對應(yīng)于可變驅(qū)動條件，則分別控制第一方向控制閥10和第二方向控制閥20(S5)，由此在上述并聯(lián)驅(qū)動模式(參見圖1)、第一串聯(lián)驅(qū)動模式(參見圖2)、第二串聯(lián)驅(qū)動模式(參見圖3)、第一非并聯(lián)模式(參見圖4)和第二非并聯(lián)模式(參見圖5)中的任一種下驅(qū)動廢熱回收系統(tǒng)。

然后，當(dāng)?shù)谝环较蚩刂崎y10和第二方向控制閥20的控制時間度過設(shè)定時間時，相應(yīng)的控制操作結(jié)束(S6)。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的形式，通過使工作流體經(jīng)過作為廢熱回收系統(tǒng)的熱源的排放氣體蒸發(fā)器和EGR氣體蒸發(fā)器中的至少一個用以進行熱交換從而可以主動地改變廢熱回收系統(tǒng)的熱源，由此可以改進廢熱回收效率。

本發(fā)明的說明僅為示例性質(zhì)，因此，不偏離本發(fā)明的主旨的變體也旨在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些變體不應(yīng)認作偏離了本發(fā)明的本質(zhì)和范圍。