废热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种废热回收系统。一种具有兰金循环的废热回收系统，其中蒸发器、膨胀器、冷凝器以及循环泵安装在工作流体循环的循环路径上，所述废热回收系统包括：多个蒸发器，其配置成通过在所述膨胀器和所述循环泵之间的连接管连接至兰金循环的循环路径；以及第一方向控制阀和第二方向控制阀，其配置成安装在所述多个蒸发器的顶部和底部，从而切换工作流体到所述多个蒸发器的流动方向。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年7月13日提交的韩国专利申请第10-2015-0099299号的优先权和权益，通过引用将其全文纳入本文。
本专利技术涉及废热回收系统。
技术介绍
在本部分中的陈述仅用于提供与本专利技术相关且可能不构成现有技术的背景信息。发动机广泛地用于车辆、船只、小型发电机等中，并已经做出了增加发动机效率的尝试。发动机通常排放作为废热的大量的热，已经研发了用于回收废热作为能量以增加发动机的整体效率的废热回收系统。上述废热回收系统配置成回收发动机的废热作为能量，将回收的能量转化成电能或机械能，并在车辆的发动机、其他电气配件等中使用电能或机械能。作为实现上述废热回收系统的代表技术，存在使用兰金循环回收发动机废热的兰金循环废热回收系统。兰金循环包括工作流体循环的循环路径，兰金循环的循环路径具有通过发动机的废热(排放气体的热量和/或排放气体再循环(EGR)气体的热量)加热并蒸发工作流体的蒸发器(锅炉)，膨胀从蒸发器供应的工作流体以产生旋转动力的膨胀器，冷凝从膨胀器排放的工作流体的冷凝器，以及在循环路径中循环工作流体的泵。蒸发器是发动机的废热回收的热源，蒸发器的实例包括使用排放气体的排放气体蒸发器和使用EGR气体的排放气体再循环(EGR)气体蒸发器。此处，EGR气体在具有高温(约300至400℃)的同时具有小的热通量，而排放气体在具有高热通量的同时具有相对较低的温度(约200至300℃)。此外，增压空气冷却器(CAC)、发动机冷却剂等具有高热通量，但具有非常低的温度(约100℃或更小)，因此不适于用作热源。根据相关技术的废热回收系统分类为：1)仅使用排放气体蒸发器作为热源的结构，2)仅使用EGR气体蒸发器作为热源的结构，3)使用相互串联连接的排放气体蒸发器和EGR气体蒸发器作为热源的结构(串联连接结构)，4)使用相互并联连接的排放气体蒸发器和EGR气体蒸发器作为热源的结构(并联连接结构)等。在这些分类中，在相互并联连接的排放气体蒸发器和EGR气体蒸发器的结构中，废热回收效率相对较高。然而，因为此结果可能取决于EGR率而改变，所以难以概括废热回收效率。具体地，取决于发动机的每分钟转数(RPM)、负载条件、后处理技术(例如选择性催化还原(SCR)、柴油微粒过滤器(DPF))等可能使废热回收效率的偏差加剧。例如，将高负载区域的EGR率调整为低的发动机也可以在串联连接结构(EGR气体蒸发器和排放气体蒸发器相互串联连接使得工作流体经过EGR气体蒸发器并随后经过排放气体蒸发器的结构)中比在并联连接结构(排放气体蒸发器和EGR气体蒸发器相互并联连接的结构)中显示出更高的废热回收效率。这样，在根据相关技术的废热回收系统中，作为热源的蒸发器的排列结构形成了固定的结构。因此，申请人发现因为热源可以不根据驱动条件、其他外部因素等而主动改变，所以存在废热回收效率可能没有被有效改进的缺点。
技术实现思路
本专利技术提供一种废热回收系统，其能够通过改变作为废热回收系统的热源的排放气体蒸发器和排放气体再循环(EGR)气体蒸发器中的至少一个而主动地改变所使用的废热回收系统的热源，由此改进废热回收效率。根据本专利技术的一种形式，一种具有兰金循环的废热回收系统，其中蒸发器、膨胀器、冷凝器以及循环泵安装在工作流体循环的循环路径上，所述废热回收系统包括：多个蒸发器，其配置成通过在所述膨胀器和所述循环泵之间的连接管连接至兰金循环的循环路径；以及第一方向控制阀和第二方向控制阀，其配置成安装在所述多个蒸发器的顶部和底部，从而切换工作流体到所述多个蒸发器的流动方向。所述多个蒸发器可以包括：第一蒸发器，其通过第一连接管连接至兰金循环的循环路径；以及第二蒸发器，其通过第二连接管连接至兰金循环的循环路径，所述第一连接管和所述第二连接管可以并联连接至兰金循环的循环路径。所述第一连接管可以具有连接至所述第一蒸发器的进口侧的第一流入管和连接至所述第一蒸发器的出口侧的第一流出管，而所述第二连接管可以具有连接至所述第二蒸发器的进口侧的第二流入管和连接至所述第二蒸发器的出口侧的第二流出管。所述第一蒸发器和所述第二蒸发器可以通过直接连接管相互连接从而直接相互连通。所述直接连接管可以装配有开启阀和隔离阀。所述第一方向控制阀可以具有连接至所述循环泵的进口端口、连接至所述第一流入管的第一出口端口和连接至所述第二流入管的第二出口端口。所述第一方向控制阀可以具有第一位置、第二位置和第三位置，所述第一位置允许进口端口与所述第一出口端口连通的同时允许所述进口端口与所述第二出口端口连通，所述第二位置允许所述进口端口与所述第一出口端口连通的同时堵塞所述进口端口和所述第二出口端口，所述第三位置允许所述进口端口与所述第二出口端口连通的同时堵塞所述进口端口和所述第一出口端口。所述第一方向控制阀可以包括阀壳体和滑阀，在阀壳体中形成阀腔，滑阀安装成能在所述阀腔中移动，进口端口、第一出口端口和第二出口端口可以与所述阀腔连通，所述进口端口可以形成在与第一出口端口和第二出口端口相对的位置处，所述滑阀可以具有选择性地打开和关闭所述第一出口端口和所述第二出口端口的阀脊。所述阀壳体可以进一步包括成对止挡件，其限定所述滑阀的阀脊的运动，所述成对止挡件可以在所述第一出口端口和所述第二出口端口之间相互间隔开地形成。所述滑阀的阀脊的外周表面可以设置有密封构件。进口端口可以形成在所述阀壳体的一侧处，所述第一出口端口和所述第二出口端口可以形成在所述阀壳体的另一侧上，所述进口端口可以形成在与所述第一出口端口和所述第二出口端口相对的位置处。所述第二方向控制阀可以具有连接至所述膨胀器的出口端口、连接至所述第二流出管的第一进口端口，以及连接至所述第一流出管的第二进口端口。所述第二方向控制阀可以具有第一位置、第二位置和第三位置，该第一位置允许出口端口与所述第一进口端口连通同时允许所述出口端口与所述第二进口端口连通，该第二位置允许所述出口端口与所述第一进口端口连通的同时堵塞所述出口端口和所述第二进口端口，该第三位置允许所述出口端口与所述第二进口端口连通的同时堵塞所述出口端口和所述第一进口端口。所述第二方向控制阀可以包括阀壳体和滑阀，在阀壳体中形成阀腔，所述滑阀安装成能在所述阀腔中移动，出口端口、第一进口端口和第二进口端口可以与所述阀腔连通，所述出口端口可以形成在与第一进口端口和第二进口端口相对的位置处，所述滑阀可以具有选择性地打开和关闭所述第一进口端口和所述第二进口端口的阀脊。所述阀壳体可以进一步包括成对止挡件，其限定所述滑阀的阀脊的运动，所述成对止挡件可以在所述第一进口端口和所述第二进口端口之间相互间隔开地形成。所述滑阀的阀脊的外周表面可以设置有密封构件。出口端口可以形成在所述阀壳体的一侧处，所述第一进口端口和所述第二进口端口可以形成在所述阀壳体的另一侧上，所述出口端口可以形成在与所述第一进口端口和所述第二进口端口相对的位置处。根据本专利技术的另一种形式，一种具有兰金循环的废热回收系统，其中多个蒸发器、膨胀器、冷凝器以及循环泵安装在工作流体循环的循环路径上，所述多个蒸发器串联连接至所述循环路径以及所述多个蒸发器并联连接至所述循环路径，所述废热回收系统包括：第一方向控制阀和第二方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有兰金循环的废热回收系统，其中蒸发器、膨胀器、冷凝器以及循环泵安装在工作流体循环的循环路径上，所述废热回收系统包括：多个蒸发器，其配置成通过在所述膨胀器和所述循环泵之间的多个连接管连接至兰金循环的循环路径；以及第一方向控制阀和第二方向控制阀，其配置成安装在所述多个蒸发器的顶部和底部，从而切换工作流体到所述多个蒸发器的流动方向。

【技术特征摘要】
2015.07.13 KR 10-2015-00992991.一种具有兰金循环的废热回收系统，其中蒸发器、膨胀器、冷凝器以及循环泵安装在工作流体循环的循环路径上，所述废热回收系统包括：多个蒸发器，其配置成通过在所述膨胀器和所述循环泵之间的多个连接管连接至兰金循环的循环路径；以及第一方向控制阀和第二方向控制阀，其配置成安装在所述多个蒸发器的顶部和底部，从而切换工作流体到所述多个蒸发器的流动方向。2.根据权利要求1所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述多个蒸发器包括：第一蒸发器，其通过第一连接管连接至所述兰金循环的循环路径；以及第二蒸发器，其通过第二连接管连接至所述兰金循环的循环路径，其中所述第一连接管和所述第二连接管并联连接至兰金循环的循环路径。3.根据权利要求2所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述第一连接管具有连接至所述第一蒸发器的进口侧的第一流入管和连接至所述第一蒸发器的出口侧的第一流出管，所述第二连接管具有连接至所述第二蒸发器的进口侧的第二流入管和连接至所述第二蒸发器的出口侧的第二流出管。4.根据权利要求3所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述第一蒸发器和所述第二蒸发器通过直接连接管相互连接从而直接相互连通。5.根据权利要求4所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述直接连接管装配有开启和隔离阀。6.根据权利要求3所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述第一方向控制阀具有连接至所述循环泵的进口端口、连接至所述第一流入管的第一出口端口和连接至所述第二流入管的第二出口端口。7.根据权利要求6所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述第一方向控制阀具有第一位置、第二位置和第三位置，所述第一位置允许进口端口与所述第一出口端口连通的同时允许所述进口端口与所述第二出口端口连通，所述第二位置允许所述进口端口与所述第一出口端口连通的同时堵塞所述进口端口和所述第二出口端口之间的连通，所述第三位置允许所述进口端口与所述第二出口端口连通的同时堵塞所述进口端口和所述第一出口端口之间的连通。8.根据权利要求7所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述第一方向控制阀包括阀壳体和滑阀，在阀壳体中形成阀腔，滑阀安装成能在所述阀腔中移动，其中进口端口、第一出口端口和第二出口端口与所述阀腔连通，所述进口端口形成在与第一出口端口和第二出口端口相对的位置处，所述滑阀具有选择性地打开和关闭所述第一出口端口和所述第二出口端口的阀脊。9.根据权利要求8所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述阀壳体进一步包括成对止挡件，其限定所述滑阀的阀脊的运动，所述成对止挡件在所述第一出口端口和所述第二出口端口之间相互间隔开地形成。10.根据权利要求9所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述滑阀的所述阀脊的外周表面设置有密封构件。11.根据权利要求10所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述进口端口形成在所述阀壳体的第一侧面处，所述第一出口端口和所述第二出口端口形成在所述阀壳体的第二侧面处，所述进口端口
\t形成在于所述第一出口端口和所述第二出口端口相对的位置处。12.根据权利要求3所述的具有兰金循环的废热回收系统，其中所述第二方向控制阀具有连接至所述膨胀器的出口端口、连接至所述第二流出管的第一进口端口，以及连接至所述第一流出管的第二进口端口。13.根据权利要求12所述的具有兰金...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐正玟，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR