废热回收装置以及废热回收装置的控制方法制造方法及图纸

一种废热回收装置，具备：蒸发器，其通过与内燃机的排气的热交换使液相制冷剂蒸气化；膨胀机，其使通过了蒸发器的气相制冷剂膨胀来回收热能；冷凝器，其使通过了膨胀机的气相制冷剂冷凝从而返回到液相制冷剂；液相制冷剂供给机，其向蒸发器供给从冷凝器送出的液相制冷剂；以及控制装置，其对液相制冷剂供给机进行控制以调整向蒸发器供给的液相制冷剂的量。控制装置构成为，对液相制冷剂供给机进行控制，以使得在内燃机的运转期间，使液相制冷剂供给机的液相制冷剂的供给为停止状态至少直到储存于蒸发器的液相制冷剂的量成为预定的低制冷剂量以下为止。

Waste heat recovery device and control method of waste heat recovery device

A waste heat recovery device is provided with an evaporator which vaporizes liquid refrigerant by heat exchange with the exhaust of an internal combustion engine; an expander which expands the vapor phase refrigerant passing through the evaporator to recover heat energy; a condenser which condenses the vapor phase refrigerant passing through the expander and returns to the liquid phase refrigerant; A refrigerant feeder which supplies the evaporator with liquid refrigerant delivered from the condenser; and a control device which controls the liquid refrigerant feeder to adjust the amount of liquid refrigerant supplied to the evaporator. The control device is configured to control the liquid refrigerant feeder so that during the operation of the internal combustion engine, the supply of the liquid refrigerant of the liquid refrigerant feeder is stopped until at least the amount of the liquid refrigerant stored in the evaporator is below a predetermined low refrigeration dose.

【技术实现步骤摘要】
废热回收装置以及废热回收装置的控制方法
本专利技术涉及废热回收装置以及废热回收装置的控制方法，尤其涉及通过朗肯循环系统来回收内燃机的废热的废热回收装置以及废热回收装置的控制方法。
技术介绍
在日本特开2013-119831中公开了一种涉及具备由泵、锅炉、膨胀机以及电容器构成的朗肯循环装置的动力回收装置的技术。泵将制冷剂向锅炉侧压送。锅炉使泵压送来的制冷剂与在发动机的排气管内流通的排气气体热交换来加热该制冷剂。通过在锅炉被加热而蒸气化了的制冷剂向膨胀机流入。膨胀机获取在锅炉中蒸气化了的制冷剂的膨胀能作为动力来使驱动轴旋转。在所述动力回收装置中，根据发动机的转速来控制由泵压送的制冷剂的压送量。具体而言，当发动机的转速超过预定的转速时，控制泵的转速以使得由泵压送的制冷剂的压送量减少。由此，可防止膨胀机过度旋转。
技术实现思路
在日本特开2013-119831的技术中，以防止膨胀机的过度旋转为目的，对向蒸发器压送的制冷剂量进行控制。然而，向蒸发器供给制冷剂也会给蒸发器内的制冷剂的温度带来影响。即，沸腾的制冷剂被储存于加热中的蒸发器。因此，若向蒸发器频繁地压送未达到沸腾温度的制冷剂，则蒸发器内的制冷剂温度有可能降低从而沸腾有可能暂时平息。在该情况下，蒸气化的气相的制冷剂量减少，因此存在朗肯循环的废热回收效率降低这一问题。本专利技术提供一种能够使储存于蒸发器的制冷剂的沸腾尽可能地持续由此提高废热回收效率的废热回收装置以及废热回收装置的控制方法。本专利技术的第1技术方案的废热回收装置具备：蒸发器，其构成为通过与内燃机的排气的热交换使液相制冷剂蒸气化；膨胀机，其构成为使通过了所述蒸发器的气相制冷剂膨胀来回收热能；冷凝器，其构成为使通过了所述膨胀机的气相制冷剂冷凝从而返回成液相制冷剂；液相制冷剂供给机，其构成为向所述蒸发器供给从所述冷凝器送出的液相制冷剂；以及控制装置，其构成为控制所述液相制冷剂供给机以调整向所述所述蒸发器供给的液相制冷剂的量。所述控制装置构成为，对所述液相制冷剂供给机进行控制，以使得在所述内燃机的运转期间，使所述液相制冷剂供给机的液相制冷剂的供给为停止状态至少直到储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为预定的低制冷剂量以下为止。在本专利技术的第1技术方案中，所述液相制冷剂供给机是向所述蒸发器压送从所述冷凝器送出的液相制冷剂的泵，所述控制装置也可以构成为，在使所述液相制冷剂的供给为停止状态时，停止所述泵的工作。在本专利技术的第1技术方案中，所述控制装置也可以构成为，在所述内燃机的运转期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为了所述低制冷剂量以下后也继续停止所述泵的工作的状态。在本专利技术的第1技术方案中，所述控制装置也可以构成为，在所述内燃机的运转期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为了所述低制冷剂量以下的情况下，使所述泵工作。在本专利技术的第1技术方案中，所述控制装置也可以构成为，在所述内燃机的停止期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的温度达到了沸腾温度的情况下使所述泵工作，所述控制装置也可以构成为，在所述内燃机的停止期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的温度没有达到所述沸腾温度时使所述泵为停止状态。在本专利技术的第1技术方案中，所述控制装置也可以构成为，算出为了使储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为满量所需要的制冷剂的量作为目标制冷剂量，所述控制装置也可以构成为，以所述目标制冷剂量为上限来控制所述泵的工作。本专利技术的第1技术方案的废热回收装置还可以具备：热回收器，其在通过了所述泵的液相的制冷剂与通过了所述内燃机的发动机冷却水之间进行热交换；和压送装置，其向所述热回收器压送所述发动机冷却水。所述控制装置也可以构成为，在使所述泵工作的情况下，当所述发动机冷却水的温度比通过了所述泵的液相的制冷剂的温度高时，使所述压送装置工作。在本专利技术的第1技术方案中，所述蒸发器包括供所述内燃机的排气流动的烟管和形成于所述烟管的周围、储存液相的制冷剂的制冷剂通路，所述烟管的一端构成为固定端，所述烟管的另一端具备用于吸收所述烟管的因热膨胀造成的管长的变化的波纹管。在本专利技术的第2技术方案的废热回收装置的控制方法中，所述废热回收装置包括蒸发器、膨胀机、冷凝器以及液相制冷剂供给机，所述蒸发器构成为通过与内燃机的排气的热交换使液相的制冷剂蒸气化，所述膨胀机构成为使通过了所述蒸发器的气相的制冷剂膨胀来回收热能，所述冷凝器构成为使通过了所述膨胀机的气相的制冷剂冷凝从而返回成液相的制冷剂，所述液相制冷剂供给机构成为向所述蒸发器供给从所述冷凝器送出的液相的制冷剂。所述控制方法包括：通过控制所述液相制冷剂供给机来调整向所述蒸发器供给的液相的制冷剂的量；接受所述所述内燃机的运转而使所述液相制冷剂供给机的液相制冷剂的供给为停止状态；以及在所述内燃机的运转期间，继续所述停止状态直到储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为预定的低制冷剂量以下为止。在内燃机的运转期间，储存于蒸发器的液相制冷剂通过与内燃机的排气之间的热交换被加热而沸腾。根据本专利技术的第1技术方案以及第2技术方案，在内燃机的运转期间，在储存于蒸发器的液相制冷剂成为预定的低制冷剂量以下之前不向蒸发器供给液相制冷剂。由此，能够抑制储存于蒸发器的液相的制冷剂的沸腾在内燃机的运转期间平息，因此能够提高废热回收效率。根据本专利技术的第1技术方案，通过停止向蒸发器压送从冷凝器送出的液相制冷剂的泵的工作，能够使液相制冷剂的供给为停止状态。根据本专利技术的第1技术方案，在内燃机的运转期间，在储存于蒸发器的液相制冷剂成为了预定的低制冷剂量以下后也继续停止状态。由此，能够继续制冷剂的沸腾状态直到没有储存于蒸发器的液相制冷剂为止。根据本专利技术的第1技术方案，在内燃机的运转期间，在储存于蒸发器的液相制冷剂成为了预定的低制冷剂量以下的情况下，向蒸发器压送液相制冷剂。由此，能够抑制因储存于蒸发器的液相制冷剂成为低制冷剂量而引起的废热回收效率的降低。根据本专利技术的第1技术方案，在内燃机的停止期间，在储存于蒸发器的液相制冷剂的温度达到了沸腾温度时使泵工作，在所述液相制冷剂的温度没有达到沸腾温度时使泵为停止状态。由此，能够防止储存于蒸发器的液相制冷剂从没有沸腾的状态进一步温度降低，因此，能够防止在下一次使内燃机运转后制冷剂直到沸腾所需要的时间变长从而废热回收效率降低这一情况。根据本专利技术的第1技术方案，在使泵工作的条件成立的情况下，能够以满量为上限向蒸发器压送液相制冷剂。根据本专利技术的第1技术方案，能够通过与发动机冷却水的热交换来加热向蒸发器压送的液相制冷剂，因此，能够向蒸发器压送更高温度的液相制冷剂。由此，能够缩短蒸发器的液相制冷剂直到沸腾的时间，因此能够提高废热回收效率。根据本专利技术的第1技术方案，蒸发器具备用于吸收烟管的因热膨胀造成的管长的变化的构造。由此，能够提高蒸发器的耐热性，因此，能够防止因液相制冷剂的量减少而蒸发器过度过热造成的不良情况的发生。附图说明以下将参考附图说明本专利技术的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：图1是示出实施方式1的废热回收装置的构成的图。图2是示出实施方式1的废热回收装置所具备的蒸发器的内部构成的图。图3是用于说明在发动机的运转期间在制冷剂循环回路流动的制冷剂的流动的图。图4是用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废热回收装置，其特征在于，具备：蒸发器，其构成为通过与内燃机的排气的热交换使液相制冷剂蒸气化；膨胀机，其构成为使通过了所述蒸发器的气相制冷剂膨胀来回收热能；冷凝器，其构成为使通过了所述膨胀机的气相制冷剂冷凝从而返回成液相制冷剂；液相制冷剂供给机，其构成为向所述蒸发器供给从所述冷凝器送出的液相制冷剂；以及控制装置，其构成为控制所述液相制冷剂供给机以调整向所述蒸发器供给的液相制冷剂的量，所述控制装置构成为，对所述液相制冷剂供给机进行控制，以使得在所述内燃机的运转期间，使所述液相制冷剂供给机的液相制冷剂的供给为停止状态至少直到储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为预定的低制冷剂量以下为止。

【技术特征摘要】
2017.03.17 JP 2017-0529381.一种废热回收装置，其特征在于，具备：蒸发器，其构成为通过与内燃机的排气的热交换使液相制冷剂蒸气化；膨胀机，其构成为使通过了所述蒸发器的气相制冷剂膨胀来回收热能；冷凝器，其构成为使通过了所述膨胀机的气相制冷剂冷凝从而返回成液相制冷剂；液相制冷剂供给机，其构成为向所述蒸发器供给从所述冷凝器送出的液相制冷剂；以及控制装置，其构成为控制所述液相制冷剂供给机以调整向所述蒸发器供给的液相制冷剂的量，所述控制装置构成为，对所述液相制冷剂供给机进行控制，以使得在所述内燃机的运转期间，使所述液相制冷剂供给机的液相制冷剂的供给为停止状态至少直到储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为预定的低制冷剂量以下为止。2.根据权利要求1所述的废热回收装置，其特征在于，所述液相制冷剂供给机是将从所述冷凝器送出的液相制冷剂向所述蒸发器压送的泵；所述控制装置构成为，在使所述液相制冷剂的供给为停止状态时，停止所述泵的工作。3.根据权利要求2所述的废热回收装置，其特征在于，所述控制装置构成为，在所述内燃机的运转期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为所述低制冷剂量以下之后，也继续停止所述泵的工作的状态。4.根据权利要求2所述的废热回收装置，其特征在于，所述控制装置构成为，在所述内燃机的运转期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的量成为所述低制冷剂量以下的情况下，使所述泵工作。5.根据权利要求2～4中任一项所述的废热回收装置，其特征在于，所述控制装置构成为，在所述内燃机的停止期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的温度达到沸腾温度的情况下，使所述泵工作，所述控制装置构成为，在所述内燃机的停止期间且储存于所述蒸发器的液相制冷剂的温度没有达...

【专利技术属性】
技术研发人员：立野学，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP