[发明专利]用于内燃机的废热回收系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年1月6日提交的美国临时专利申请第61/430,328号、以及于2011年2月28日提交的美国临时专利申请第61/447,433号的优先权，这些申请的内容整体通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及一种废热回收(WHR)系统，并且涉及用于调整在朗肯(Rankine)循环WHR系统的冷凝器、辅助冷却器和接收装置中的流体存量。

背景技术

将包括有机朗肯循环的朗肯循环应用到内燃机可以通过捕获通常可能会损失在内燃机中的一部分热量来提供燃料经济性的改善。然而，在整个发动机的瞬变的(transient)工作循环期间以及在改变环境期间，系统的控制和操作是具有挑战性的。在发动机的工作循环期间并且在改变环境期间，增加WHR系统操作的灵活性可以帮助WHR系统的操作。

发明内容

本公开提供了一种用于内燃机的废热回收系统，其包括工作流体回路和流体管理系统。工作流体回路包含工作流体并且包括沿着所述工作流体回路定位的冷凝器/辅助冷却器。冷凝器/辅助冷却器包含具有第一流体高度的液态工作流体。工作流体回路还包括热交换器，该换热器沿着工作流体回路定位在冷凝器/辅助冷却器的下游。工作流体回路还包括沿着工作流体回路定位在换热器与冷凝器/辅助冷却器之间的能量转换装置。流体关系系统包括包含有液态工作流体的接收装置以及流体地连接接收装置与冷凝器/辅助冷却器的传送回路。接收装置中的液态工作流体具有第二流体高度，并且最小的第二流体高度高于最大的第一流体高度。泵沿着传送回路定位在冷凝器/辅助冷却器与接收装置之间。废热回收系统包括适于测量工作流体回路的状态的至少一个传感器。废热回收系统包括控制模块，该控制模块适于接收来自至少一个传感器的状态信号并且根据状态信号产生泵控制信号，以控制泵的操作以便在接收装置与冷凝器/辅助冷却器之间传送液态工作流体，以改变第一流体高度。

本公开提供了一种用于内燃机的废热回收系统，其包括工作流体回路和流体管理系统。工作流体回路包含工作流体。工作流体回路包括冷凝器/辅助冷却器，该冷凝器/辅助冷却器沿着工作流体回路定位并且包含具有第一流体高度的液态工作流体。工作流体回路还包括热交换器，该换热器沿着工作流体回路定位在冷凝器/辅助冷却器的下游。工作流体回路还包括沿着工作流体回路定位在换热器与冷凝器/辅助冷却器之间的能量转换装置。流体管理系统包括包含有液态工作流体的接收装置以及流体地连接接收装置与冷凝器/辅助冷却器的传送回路。接收装置中的液态工作流体具有第二流体高度，并且最小的第二流体高度高于最大的第一流体高度。泵沿着传送回路定位在冷凝器/辅助冷却器与接收装置之间。阀平行于所述泵沿着传送回路定位在冷凝器/辅助冷却器与接收装置之间。废热回收系统包括适于测量工作流体回路的状态的至少一个传感器。废热回收系统还包括控制模块，该控制模块适于接收来自至少一个传感器的状态信号以根据状态信号产生泵控制信号和阀控制信号，以控制泵和阀的操作以便在接收装置与冷凝器/辅助冷却器之间传送液态工作流体，以改变第一流体高度。

本公开还提供了一种用于内燃机的废热回收系统。该废热回收系统包括工作流体回路和流体管理系统。工作流体回路包含有工作流体。冷凝器/辅助冷却器沿着工作流体回路定位。冷凝器/辅助冷却器包含具有第一流体高度的液态工作流体。泵沿着工作流体回路定位在冷凝器/辅助冷却器的下游。热交换器沿着工作流体回路定位在泵的下游。能量转换装置沿着工作流体回路定位在换热器与冷凝器/辅助冷却器之间。流体管理系统包括定位在泵与热交换器之间的旁通阀。流体管理系统包括接收装置，接收装置包含有液态工作流体并沿流体管理系统定位在旁通阀的下游，其中接收装置中的液态工作流体具有第二流体高度，并且其中最小的第二流体高度高于最大的第一流体高度。接收装置填装阀沿着流体管理系统定位在旁通阀与接收装置之间。流体支路沿着流体管理系统从旁通阀与接收装置填装阀之间的位置延伸到冷凝器/辅助冷却器。具有破裂压力并且仅允许朝向冷凝器/辅助冷却器流动的止回阀沿着流体支路定位。喷射器沿着流体支路定位在止回阀与冷凝器/辅助冷却器之间。连接通道沿着流体管理系统从接收装置填装阀与接收装置之间的位置延伸到喷射器。接收装置排放阀沿着连接通道定位。至少一个传感器适于测量工作流体回路的状态。废热回收系统还包括控制模块，该控制模块适于接收来自至少一个传感器的信号以根据状态信号产生至少一个阀控制信号，以便控制旁通阀、接收装置填装阀、以及接收装置排放阀中的一个或多个的操作，从而在接收装置与冷凝器/辅助冷却器之间传送液态工作流体，以改变第一流体高度。