[发明专利]废热回收系统及其涡轮膨胀机

权利要求书

1.一种用于回收内燃机的废热的废热回收系统，所述废热回收系统包括：

涡轮膨胀机，其用于基于工作流体输出动力，所述涡轮膨胀机包括：

涡轮叶片，其能够由所述工作流体旋转，

轴，其联接到所述涡轮叶片并能够由所述涡轮叶片旋转，其中所述轴沿纵向轴线延伸，以及

喷嘴组件，其用于将所述工作流体引导到所述涡轮叶片以使所述涡轮叶片旋转，所述喷嘴组件包括：

喷嘴块，其设置在所述轴周围并邻近所述涡轮叶片，

第一喷嘴部件，其联接到所述喷嘴块以加速所述工作流体，其中所述第一喷嘴部件限定具有第一几何配置的第一喷嘴，

第二喷嘴部件，其联接到所述喷嘴块以加速工作流体，其中所述第二喷嘴部件限定第二喷嘴，所述第二喷嘴具有与所述第一几何配置不同的第二几何配置；

第三喷嘴部件，所述第三喷嘴部件联接到所述喷嘴块以加速所述工作流体，其中所述第三喷嘴部件限定具有第三几何配置的第三喷嘴，所述第三几何配置不同于所述第一几何配置和第二几何配置中的至少一者；以及

第四喷嘴部件，所述第四喷嘴部件联接到所述喷嘴块以加速所述工作流体，其中所述第四喷嘴部件限定具有第四几何配置的第四喷嘴，所述第四几何配置不同于所述第一几何配置、第二几何配置以及第三几何配置中的至少一者；以及

其中，所述喷嘴块的至少一部分设置在所述第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴、第四喷嘴中的任一个与所述涡轮叶片之间；

流量控制装置，其与所述涡轮膨胀机流体连通以将所述工作流体引导到所述第一和第二喷嘴中的至少一者或者绕过所述涡轮膨胀机；

控制器，其与所述流量控制装置连通并适于控制所述流量控制装置以将所述工作流体引导到所述第一和第二喷嘴中的至少一者或绕过所述涡轮膨胀机；以及

至少一个传感器，所述传感器适于检测所述涡轮膨胀机上游的所述工作流体的工作流体温度和工作流体压力中的至少一者；其中，所述喷嘴块还限定第一孔和第二孔，其中所述第一喷嘴部件能够移除地联接到所述喷嘴块，使得所述第一喷嘴部件选择性地设置在所述第一孔中，并且其中所述第二喷嘴部件能够移除地联接到所述喷嘴块，使得所述第二喷嘴部件选择性地设置在所述第二孔中。

2.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中所述第一喷嘴的所述第一几何配置是具有第一喉部横截面积的德拉瓦尔配置，并且其中所述第二喷嘴的所述第二几何配置是具有与所述第一喉部横截面积不同的第二喉部横截面积的德拉瓦尔配置。

3.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中所述第一喷嘴部件和第二喷嘴部件围绕所述纵向轴线周向地间隔开。

4.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中所述第一喷嘴部件、第二喷嘴部件、第三喷嘴部件以及第四喷嘴部件围绕所述纵向轴线周向地间隔开。

5.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中所述控制器控制所述流量控制装置以基于由所述至少一个传感器检测到的所述工作流体温度和所述工作流体压力中的至少一者将所述工作流体引导到所述第一喷嘴和第二喷嘴中的至少一者或者绕过所述涡轮膨胀机。

6.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中所述第一喷嘴的所述第一几何配置是具有第一喉部横截面积的德拉瓦尔配置，其中所述第二喷嘴的所述第二几何配置是具有第二喉部横截面积的德拉瓦尔配置，其中所述第三喷嘴的所述第三几何配置是具有第三喉部横截面积的德拉瓦尔配置，并且其中所述第四几何配置是具有第四喉部横截面积的德拉瓦尔配置，并且其中所述第一喉部横截面积、第二喉部横截面积、第三喉部横截面积以及第四喉部横截面积中的每一者是不同的。