[发明专利]废热回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及废热回收系统，更详细地讲，涉及不引起朗肯循环中的制冷剂的热分解而高效率地回收内燃机的废热的废热回收系统。

背景技术

以往，以回收内燃机的废热而提高燃料消耗率为目的，如日本申请的特开平11-51582号公报(专利文献1)所记载的那样，提出了利用朗肯循环。为了使该朗肯循环高效地工作，需要通过使制冷剂的压力变化来调整其蒸发温度。废热回收用的朗肯循环中使用的氟利昂系的制冷剂具有如下的特征：由于制冷剂在低温下会气化，因此通过设为适当的压力，在100℃以下的低温热源的情况下也能够使朗肯循环工作。但是，存在无法使该制冷剂的温度比热分解温度更高的缺点。

在从汽车等的内燃机回收废气的废热时，根据运转状况不同，废气的温度在100～800℃的范围内大幅度地变化。而且，在废气的温度高时，排气流量也成比例地增加，因此废热量也非常大。此外，关于来自内燃机的冷却水的废热，温度为80～100℃而不会较大幅度地变化，但是废热量较大幅度地变化。

在回收如上述那样热量较大幅度地变化的废热的情况下，为了将朗肯循环的制冷剂的温度保持为热分解温度以下且高效率地工作的压力下的蒸发温度，使制冷剂的流量适当地变化即可。

然而，如以往的废热回收用的朗肯循环那样膨胀器和泵分别仅设置1台的构成中，很难通过使制冷剂的流量变化来将压力保持为既定值且将温度维持为恒定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本申请的特开平11-51582号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

本发明的目的在于，提供一种能够不引起朗肯循环中的制冷剂的热分解而高效率地回收内燃机的废热的废热回收系统。

解决课题所采用的技术手段

用于实现上述目的的本发明的废热回收系统，具备使制冷剂在制冷剂泵、蒸发器、膨胀器以及冷凝器中依次循环而构成的朗肯循环、以及控制所述朗肯循环的控制单元，所述蒸发器的加热源使用内燃机的废热，其中，相对于由所述膨胀器及冷凝器构成的套组，并联连接至少一个由其他膨胀器及冷凝器构成的其他套组，并且在该并联连接的其他套组中的膨胀器设置使其工作停止的工作停止单元，而且在所述蒸发器的入口及出口分别配设压力传感器及温度传感器，所述控制单元基于所述温度传感器的测定值来设定或者解除所述工作停止单元之中的至少1个，以使所述温度传感器的测定值成为所述制冷剂的热分解温度以下且预先设定的规定温度值，并且控制所述制冷剂泵的转速，以使所述压力传感器的测定值成为预先设定的规定压力值。

发明的效果：

根据本发明的废热回收系统，将以往的朗肯循环的膨胀器和冷凝器并联连接多个，且根据制冷剂的温度来适当地选择流路，由此，即使内燃机的废热量发生变化，朗肯循环的制冷剂的温度也能够始终维持为热分解温度以下且高效率地工作的压力下的温度值，所以能够不引起朗肯循环中的制冷剂的热分解而高效率地回收内燃机的废热。

附图说明

图1是由本发明的实施方式构成的废热回收系统的构成图。

图2是用于说明由本发明的实施方式构成的废热回收系统中的ECU的控制内容的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1示出了由本发明的实施方式构成的废热回收系统。另外，图中的箭头表示流体的流动方向。

该废热回收系统搭载于卡车等车辆，具备使制冷剂5在制冷剂泵1、蒸发器2、膨胀器3以及冷凝器4中依次循环而构成的朗肯循环6，用于回收作为内燃机的柴油发动机7的废热。

朗肯循环6中的蒸发器2的加热源使用柴油发动机7的废气、发动机主体用的冷却水等。此外，冷凝器4的冷却源使用中冷器用的冷却水等。此外，作为制冷剂5，示例了水、乙醇以及氟化合物等。

朗肯循环6中流动的制冷剂5在制冷剂泵1中以液体的状态被压缩，在蒸发器2中被恒压地加热而成为高压的气体，由膨胀器3进行隔热膨胀并经由涡轮轴8对发电机9进行旋转驱动而使其发电后，在冷凝器4中被恒压地冷却而重新成为液体。