[发明专利]使用车辆的废热回收系统的涡轮装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月7日提交的韩国专利申请第10-2012-0125306号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及涡轮装置，所述涡轮装置使用车辆的废热回收系统以增压发动机。

背景技术

典型的回收车辆废热的废热回收系统使用回收自包含在车辆的排放气体中的废热的能量，从而将工作流体例如水或乙醇的相改变成过热蒸汽并将其回收以形成一种类型的能量。使用扩大器产生驱动力的方法和发电的方法是现有回收工艺中所用方法的实例。

发动机的涡轮增压器使用排放气体的膨胀能压缩吸入空气并将其泵送至燃烧室中，由此增加发动机的进气效率并减少泵送损失，从而提高发动机的效率并改善燃料效率。涡轮增压器构造成使得排放气体旋转涡轮机，由涡轮机旋转产生的动力旋转叶轮以压缩吸入空气。

这样，在常规涡轮增压器中，涡轮机和叶轮的操作取决于排放气体的流动，使得当驾驶者操作加速踏板时不能立即响应，由此造成增压滞后。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种使用车辆的废热回收系统的涡轮装置，其构造成使得使用回收自废热回收系统的能量改善涡轮装置的操作，由此减少在常规涡轮装置中造成的增压滞后，并当车辆加速时增加所述涡轮装置的响应性和加速性能，并最终使得发动机的尺寸减小和降速成为可能，并确保充分的输出功率，由此显著地改善车辆的燃料效率。

在本发明的一个方面，使用车辆的废热回收系统的涡轮装置可以包括：废热回收单元和扩大器，所述废热回收单元通过使用车辆的废热加热工作流体；所述扩大器设置在涡轮增压器中，并流体连接至所述废热回收单元，其中所述扩大器通过使用从所述废热回收单元提供至所述扩大器的所述工作流体产生旋转力，并将所述旋转力传输至涡轮轴。

所述涡轮装置可以进一步包括工作流体转换单元，所述工作流体转换单元设置成在所述工作流体经过所述扩大器的状态和所述工作流体绕过所述扩大器的状态之间转换所述废热回收单元的所述工作流体的状态。

所述工作流体转换单元可以包括：吸入阀、排出阀和旁通管，所述吸入阀设置在沿着所述工作流体从所述废热回收单元传输至所述扩大器的路径上；所述排出阀设置在沿着所述工作流体（其可以已经经过所述扩大器）返回所述废热回收单元的路径上；所述旁通管将所述吸入阀连接至所述排出阀，其中所述工作流体根据所述吸入阀和所述排出阀的操作从所述吸入阀流至所述排出阀同时绕过所述扩大器。

所述涡轮装置可以进一步包括单向离合器，所述单向离合器设置在所述扩大器和所述涡轮增压器的所述涡轮轴之间，使得所述旋转力仅在从所述扩大器至所述涡轮轴的方向上传输。

所述扩大器设置在所述涡轮增压器的涡轮机和压缩机之间。

在本发明的另一方面，一种使用车辆的废热回收系统的涡轮装置，包括：废热回收单元、多个压缩机和扩大器，所述废热回收单元通过使用所述车辆的废热加热工作流体；所述多个压缩机设置成压缩待提供至发动机的吸入空气；所述扩大器流体连接至所述废热回收单元以通过使用提供自所述废热回收单元的所述工作流体产生旋转力，并联接至至少一个所述压缩机，其中所述扩大器通过使用所述旋转力操作所述至少一个所述压缩机。

所述扩大器将由所述废热回收单元的所述工作流体产生的所述旋转力通过连接至所述至少一个所述压缩机的旋转轴传输至所述至少一个所述压缩机。

所述多个压缩机相互串联以在多个阶段中压缩待提供至所述发动机的空气。

所述多个压缩机相互并联以选择性地压缩待提供至所述发动机的空气。

至少涡轮机流体连接至所述至少一个所述压缩机。

所述多个压缩机的至少一个连接至涡轮机。

所述工作流体转换单元可以包括：吸入阀、排出阀和旁通管，所述吸入阀设置在沿着所述工作流体从所述废热回收单元传输至所述扩大器的路径上；所述排出阀设置在沿着可以经过了所述扩大器的所述工作流体返回所述废热回收单元的路径上；所述旁通管将所述吸入阀连接至所述排出阀，使得所述工作流体根据所述吸入阀和所述排出阀的操作从所述吸入阀流至所述排出阀同时绕过所述扩大器。

所述涡轮装置可以包括单向离合器，所述单向离合器设置在所述扩大器和所述涡轮增压器的涡轮轴之间，使得所述旋转力仅在从所述扩大器至所述涡轮轴的方向上传输。