[发明专利]排气热回收系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月4日提交的韩国专利申请第10-2014-0173289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

本发明涉及一种排气热回收系统，更具体地，涉及一种这样的排气热回收系 统：其可以通过独立地制造过热器和EGR冷却器，并且将过热器和EGR冷却器 彼此连接为使得其彼此可分离，从而防止由于过热器和EGR冷却器的热膨胀引起 的过热器和排放气体再循环(EGR)冷却器的损伤。

背景技术

内燃机广泛用在车辆、船舶、小型发电机等中，已经连续地进行尝试从而增 加内燃机的效率。在内燃机中，大量热量通常作为排气热被排出，已经研发了用 于通过回收排气热而提高内燃机的整体效率的多种系统。

在考虑排气热回收系统的配置所需的装置和零件、负载的增加等的情况下， 将排气热循环系统安装在大型车辆中(其具有较大排量并且可以运载较多乘客或 货物)比将排气热循环系统安装在小型车辆中(其具有较小排量并且较轻)效率 更高。

在车辆的情况下，对排气热进行再循环的系统的典型示例包括使用复合涡轮 机(turbocompound)的系统和使用热电元件的系统。

使用复合涡轮机的系统使用这样的机制：通过将排气涡轮机(exhaustturbine) 排放附接至排气管线并且借由排气压力使排气涡轮机旋转而获得输出。在这种机 制中，可以提高安装有内燃机的整个系统的热效率；但是，排气涡轮机作为排放 限制器(exhaustresistor)工作，从而使发动机自身的输出减小。

使用热电元件的系统使用这样的机制：其使用热电元件进行充电，所述热电 元件通过温度差产生电力，或者通过电力驱动辅助电机，从而协助发动机。但是， 无法忽视热电元件自身的成本，并且热电元件所安装的空间狭小，使得即使热电 元件实际安装于大批量生产的车辆，也难以明显改善发动机的热效率。

公开于本发明的背景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已为本领域技术人员所公 知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了一种排气热回收系统，其可以通过单独地制造过热 器和排放气体再循环(EGR)冷却器，并且将过热器和EGR冷却器彼此连接为彼 此可分离，从而防止过热器由于过热器和EGR冷却器的热膨胀而受到损伤，进而 提高效率。

根据本发明的各个实施方案，排气热回收系统可以包括：排放气体再循环 (EGR)管线，其对从发动机排出的排放气体进行冷却，并且将经冷却的排放气 体循环至进气歧管；涡轮机，其借由通过与排气管道和/或排放气体再循环管线的 热量交换而被蒸发的工作流体进行旋转，以产生能量；过热器，其设置于EGR管 线，并且与运动至涡轮机的工作流体进行热量交换；以及EGR冷却器，其形成为 与过热器分离，并且设置于EGR管线，从而与运动至进气歧管的排放气体进行热 量交换。

附图说明

图1为根据本发明的示例性排气热回收系统的示意图。

图2为图1的排气热回收系统的主要部分的立体图。

图3为运行根据本发明的各个实施方案的排气热回收系统的方法的流程图。

图4为运行图3的排气热回收系统的方法的控制方框图。

图5为包含在图1的排气热回收系统中的热交换器的横截面图。

图6为图5的热交换器的主要部分的立体图。

图7为图5的热交换器的热交换形式的示意图。

图8为图1的排气热回收系统中的涡轮机安装的示意图。

图9为图7的涡轮机的主要部分的立体图。

图10为对根据本发明的排气热回收系统的涡轮机进行控制的方法的流程图。

图11为包含在图1的示例性排气热回收系统中的过热器和排放气体再循环 (EGR)冷却器的立体图。

图12为图11的过热器和EGR冷却器的横截面图。

图13为显示了包含在图1的排气热回收系统中的热交换器的内部压力变化的 示意图。

图14为在图1的排气热回收系统的热交换器和涡轮机之间的连接状态的示意 图。

图15为对根据本发明的示例性排气热回收系统的热交换器和涡轮机之间的连 接进行控制的方法的流程图。