用于动力源的废热回收系统技术方案

本发明专利技术涉及一种结合动力源系统使用的废热回收系统。泵可将工作流体加压至设定压力阈值，并将该工作流体进给至流体流动路径中。蒸发器和冷凝器可各自连接至流体流动路径。当工作流体高于设定压力阈值和预定热阈值时，连接至蒸发器和冷凝器中的每一个的可以为能够接收该工作流体的涡轮机。然后，具有电动机模式和发电机模式的电机可附接至涡轮机。附接至涡轮机的另一端部的可以为联轴器，该联轴器还附接至泵。可通过联轴器由在电动机模式下操作的电机给泵提供动力，以提供压力至废热回收系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于动力源的废热回收系统
本专利技术总体涉及动力源系统，且更具体地，涉及连接至该动力源系统的废热回收系统。
技术介绍
当发动机操作以产生推力或动力时，热量作为该产生的副产物而被释放。动力生产和运输领域中的改进已经发现用于使用该抛弃的热量(用于其它目的)的多种方式。在一个这种使用中，由发动机产生的热可被反馈至回收系统。这些回收系统中的一些可包括涡轮发电机。涡轮发电机为涡轮机和用于产生电力的发电机的组合。在发动机之内产生的过量热然后可被用于加热介质，该介质然后可流动以给涡轮发电机提供动力。涡轮发电机常使用在发电行业中，且更通常被采用为用于车辆的辅助动力单元，例如飞行器、运输卡车、和其它类型的发动机操作的车辆。采用用于发电的涡轮发电机的回收系统在热循环的原理之下操作。该热循环可以为兰金循环。在兰金循环中，来自发动机的热被向外供应至闭合回路，其通常使用工作流体。随着工作流体行驶通过闭合环路，工作流体穿过连接至闭合回路的回收系统的所有部件。这些回收系统中的大多数包括箱体、泵、蒸发器、涡轮机、和工作流体流经的冷凝器。在理想的回收系统中，泵将连续地将工作流体反馈至涡轮机中，用于发电。然而，情况并不总是这样。针对包含以上所列的部件的回收系统用于正确地操作，工作流体必须以相当大的压力流动以使得涡轮发电机的涡轮机旋转。当回收系统处于连续操作时，很容易地实现获取该压力。然而，在这种回收系统的启动过程中，在回收系统之内的初始压力是低的，且并未满足该压力值。因此，可能需要外部的或附加的动力源来给泵提供动力，以建立起回收系统之内的工作流体压力。对于这种回收系统的操作员，将有利的是，发展一种连接至涡轮发电机的回收系统，其中，并不需要外部的或附加的动力源来将回收系统加压进入连续的操作状态。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，公开了一种用于动力源系统的废热回收系统。该废热回收系统可具有包含在流体流动路径之内的工作流体。泵可连接至流体流动装置并将工作流体加压至设定压力阈值，同时将工作流体反馈至流体流动路径。泵可连接至蒸发器，该蒸发器能够加热工作流体，以便改变工作流体的物质状态。冷凝器可连接至蒸发器以冷却工作流体，以便改变工作流体的物质状态。连接至蒸发器和冷凝器中的每一个，可呈现涡轮机。该涡轮机通过第二流体流动路径连接至蒸发器和冷凝器中的每一个，以能够接收工作流体，当工作流体处于或高于预定热阈值和设定压力阈值时。另外地，电机连接至涡轮机。电机可具有由从控制器发送的操作信号确定的电动机模式和发电机模式。最后，联轴器可将涡轮机连接至泵以及进而经由涡轮机至电机。当电机在电动机模式下操作时，联轴器能够通过电机给泵提供动力。在本专利技术的另一方面，公开了一种车辆。该车辆可具有框架、以及由该框架支撑的操作员站。另外地，工作机器可具有操作性地连接至制动系统和动力源系统的驱动系统。该动力源系统可具有废热回收系统、发动机和涡轮发电机。该废热回收系统可具有包含在流体流动路径之内的工作流体。泵可连接至流体流动路径并将工作流体加压至设定压力阈值，同时将工作流体反馈至流体流动路径。泵可连接至蒸发器，该蒸发器能够加热工作流体，以便改变工作流体的物质状态。冷凝器可连接至蒸发器以冷却工作流体，以便改变工作流体的物质状态。连接至蒸发器和冷凝器中的每一个，可呈现涡轮机。该涡轮机通过第二流体流动路径连接至蒸发器和冷凝器中的每一个，以能够接收工作流体，当工作流体处于或高于预定热阈值和设定压力阈值时。另外地，电机连接至涡轮机。电机可具有由从控制器发送的操作信号确定的电动机模式和发电机模式。最后，联轴器可将涡轮机连接至泵以及进而经由涡轮机至电机。当电机在电动机模式下操作时，联轴器能够经由电机给泵提供动力。在本专利技术的又一方面，公开了一种操作用于动力源系统的废热回收系统的方法。首先，从动力源系统的操作员接收启动输入至连接至动力源系统的控制器。然后，启动信号从控制器传输至该动力源系统的发动机、涡轮发电机和废热回收系统。接下来，第一压力信号从连接至废热回收系统的压力传感器报告至控制器。然后控制器确定指示废热回收系统之内的第一压力信号是否小于设定压力阈值，而且，倘若为真，则发射通知电机以在电动机模式下操作的电动机模式信号。然后该电机在电动机模式下操作，以通过旋转将泵附接至涡轮机的联轴器来给废热回收系统的泵提供动力。然后，第二压力信号从连接至废热回收系统的压力传感器报告至控制器。控制器确定指示废热回收系统之内的第一压力信号是否大于设定压力阈值，而且，倘若为真，则发射通知电机以在发电机模式下操作的发电机模式信号。最后，在发电机模式下操作的电机通过电机与涡轮机之间的连接产生电力。当结合附图阅读以下详细说明时，将更容易地理解本专利技术的这些和其它方面和特征。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的具有动力源和废热回收系统的车辆的侧视图。图2是根据本专利技术的实施例的示意性动力源系统的示意图。图3是根据本专利技术的实施例的废热回收系统的示意图。图4是根据本专利技术的实施例的涡轮发电机的剖面剖视图。图5是示出了根据本专利技术的实施例的操作废热回收系统的方法的流程图。应当理解的是，不一定按比例制图且公开的实施例以示例性方式说明并且在局部视图中。还应当理解的是，本专利技术并未被限制成在此示出的特定实施例。具体实施方式本专利技术提供一种结合动力源系统110使用的废热回收系统100。废热回收系统100和动力源系统110可以为车辆120的一部分或者连接至基于非运输的发动机的单独的系统。可采用废热回收系统100和动力源系统110的这种车辆120的实例包括，但不限于：用于运输的车辆，例如卡车和汽车；工作机器，例如建筑机器；船舶；休闲车辆；或者军用或警察运输车辆。本领域技术人员将理解的是，根据本专利技术的策略还可在其它类型的可用情形中实施。另外，当这里有多于一个的相同类型的元件时，在此描述的各种元件的附图标记被共同或单独地制作。然而，这些附图标记存在仅仅助于读者对本专利技术的理解以及被视作为示意性的。因此，可以注意到的是，对元件的单数形式的任何种种参考标记还可被视为有关复数形式，且反之亦然，且无需将本专利技术的范围限制成这种元件的精确数目或类型，除非在存在的权利要求中明确地阐述。现在参考附图并具体参考图1，呈现车辆120。车辆120可以为移动机器，其执行与一行业相关联的一些类型的操作，例如，采矿、建筑、农业、运输或已知使用车辆120的任何其它行业。在不同的实施例中，车辆120可为高速公路车辆，例如卡车(在图1中所描绘)、汽车、建筑车辆或本领域中已知的任何其它车辆120。如在图1中所观察，车辆120包括框架130、操作员站140、动力源系统110、驱动系统150、制动系统160、控制器170和废热回收系统100。框架130可包括可支撑车辆120的移动的任何结构性构件或构件的组件。另外地，框架130可被定位成用于支撑操作员站140。操作员站140可包含操作车辆120所必须的控制。输入装置可适合于从用户操作员接收输入，以指示期望的机器移动。这些输入装置可包括方向盘、开关、把手、或者靠近于操作员站140之内的操作员座椅定位的其它已知的装置。此外，这些输入装置可被配置成用于产生并发送控制信号至车辆120的控制器170。这些控制信号可指示车辆120的性能，例如加速度和减速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动力源系统的废热回收系统，所述废热回收系统包括：包含在流体流动路径之内的工作流体；连接至所述流体流动路径的泵，所述泵适合于将所述工作流体加压至设定压力阈值，并将所述工作流体进给至所述流体流动路径中；通过所述流体流动路径连接至所述泵的蒸发器，所述蒸发器适合于加热所述工作流体，以便改变所述工作流体的物质状态；通过所述流体流动路径连接至所述蒸发器的冷凝器，所述冷凝器适合于冷却所述工作流体，以便改变所述工作流体的物质状态；通过第二流体流动路径连接至所述蒸发器和所述冷凝器中的每一个的涡轮机，当所述工作流体处于或高于所述设定压力阈值和预定热阈值时，所述第二流体流动路径能够接收所述工作流体；与所述泵、蒸发器、冷凝器和涡轮机相操作性关联的控制器；连接至所述涡轮机的电机，所述电机具有电动机模式和发电机模式，所述电动机模式和所述发电机模式由从所述控制器发送的操作信号来确定；以及联轴器，所述联轴器将所述涡轮机连接至所述泵，所述联轴器进而通过所述涡轮机连接至所述电机，当所述电机在所述电动机模式下操作时，所述联轴器适合于通过所述电机给所述泵提供动力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.19 US 14/946,4471.一种用于动力源系统的废热回收系统，所述废热回收系统包括：包含在流体流动路径之内的工作流体；连接至所述流体流动路径的泵，所述泵适合于将所述工作流体加压至设定压力阈值，并将所述工作流体进给至所述流体流动路径中；通过所述流体流动路径连接至所述泵的蒸发器，所述蒸发器适合于加热所述工作流体，以便改变所述工作流体的物质状态；通过所述流体流动路径连接至所述蒸发器的冷凝器，所述冷凝器适合于冷却所述工作流体，以便改变所述工作流体的物质状态；通过第二流体流动路径连接至所述蒸发器和所述冷凝器中的每一个的涡轮机，当所述工作流体处于或高于所述设定压力阈值和预定热阈值时，所述第二流体流动路径能够接收所述工作流体；与所述泵、蒸发器、冷凝器和涡轮机相操作性关联的控制器；连接至所述涡轮机的电机，所述电机具有电动机模式和发电机模式，所述电动机模式和所述发电机模式由从所述控制器发送的操作信号来确定；以及联轴器，所述联轴器将所述涡轮机连接至所述泵，所述联轴器进而通过所述涡轮机连接至所述电机，当所述电机在所述电动机模式下操作时，所述联轴器适合于通过所述电机给所述泵提供动力。2.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中，所述泵包括多个泵，所述多个泵中的第一泵为低压增压泵，并且所述多个泵中的第二泵为连接至所述联轴器的高压进给泵。3.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中，当所述废热回收系统中的所述工作流体的热状态足以给所述涡轮机提供动力时，第一控制阀允许所述工作流体从所述蒸发器直接流至所述冷凝器，并且第二控制阀允许所述工作流体至所述涡轮机。4.根据权利要求1所述的废热回收系统，其中，所述控制器包括在连接至所述动力源系统的所述控制器之内包含的双向动力控制器。5.根据权利要求4所述的废热回收系统，其中，当工作流体热状态足以给涡轮机提供动力时，所述操作信号为从所述双向动力控制器发送的电动机模式信号，所述电动机模式信号通知所述电机在所述电动机模式下操作并旋转所述联轴器，以给所述泵提供动力。6.根据权利要求4所述的废热回收系统，其中，所述操作信号为从所述双向动力控制器发送的发电机模式信号，所述发电机模式信号通知所述电机以所述发电机模式操作，并旋转以响应于所述电机与所述涡轮机连接，以产生电力。7.一种车辆，包括：框架；由所述框架支撑的操作员站；以及动力源系统，所述动力源系统由所述框架支撑并适合于给所述车辆提供动力，所述动力源系统具有连接至包含涡轮发电机的废热回收系统的发动机，所述废热回收系统具有包含在流体流动路径之内的工作流体，连接至所述流体流动路径的泵，所述泵适合于将所述工作流体加压至设定压力阈值，并将所述工作流体进给至所述流体流动路径中，通过所述流体流动路径连接至所述泵的蒸发器，所述蒸发器适合于加热所述工作流体，以便改变所述工作流体的物质状态；通过所述流体流动路径连接至所述蒸发器的冷凝器，所述冷凝器适合于冷却所述工作流体，以便改变所述工作流体的物质状态，通过第二流体流动路径连接至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·M·休舍尔，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US