双模式废热回收膨胀机和控制方法技术

多种变型可以包括一种可以包括废热回收系统的系统，该废热回收系统可以具有至少一个可操作地联接到交通工具发动机系统以从交通工具发动机系统回收废热的第一锅炉。废热回收系统可以另外地包括工作流体。工作流体可以将能量直接提供给交通工具发动机系统的曲轴或者提供给发电机或者它们两者，它们可以构造和布置成将来自工作流体的能量转换成电能和/或机械能，且按要求的受控比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双模式废热回收膨胀机和控制方法与相关申请的交叉引用本申请要求享有2016年2月15日提交的62/295,323号美国临时申请的权益。
本公开通常涉及的领域包括废热回收系统和双模式废热回收膨胀机及其制造和使用方法。
技术介绍
交通工具可以以产生废热的方式运行，并且可以进一步运行以将废热转化为有用的能量或将废热转化为有用的形式。
技术实现思路
多种变型可以包括一种可以包括废热回收系统的系统，该废热回收系统可以具有至少一个可操作地连接到交通工具发动机系统以便从其回收废热的第一锅炉或蒸发器。另外，废热回收系统可以包括工作流体。而且，与膨胀设备相结合，该工作流体可以直接或间接地向交通工具发动机系统的曲轴、交通工具的变速器或传动系提供能量。工作流体可以直接向发电机、液压储存设备(例如，蓄能器)或机械储存设备(例如，飞轮)提供能量。可以想到的是，发电机可以被构造并布置成将来自工作流体的能量转换成电能。多种变型可以包括一种可包括首先提供废热回收系统的方法。废热回收系统可以具有工作流体，还可以包括至少一个可以可操作地联接到交通工具发动机系统的第一锅炉或蒸发器。接下来，可以从交通工具发动机系统将废热进行回收。最后，来自工作流体的能量可以直接或间接地传递给交通工具发动机系统的曲轴或者可以经由膨胀设备、液压储存设备(例如，蓄能器)或机械储存设备(例如，飞轮)传递给发电机。发电机或其他蓄能设备可以构造和布置成将膨胀设备做功转换成电能或其他可储存的形式。本专利技术范围内的其他说明性变型将根据下文提供的具体实施方式而变得清楚。应当理解的是，虽然对本专利技术范围内的变型进行了公开，具体实施方式和具体实施例旨在用于仅说明的目的，不旨在限制本专利技术的范围。附图说明根据具体实施方式和附图，将更全面地理解本专利技术范围内的变型的选择实施例，其中：图1是根据多个变型的系统的示意图。具体实施方式以下对变型的描述在本质上仅仅是说明性的，绝不旨在限制本专利技术的范围、其应用或用途。多个变型可以包括一种可以包括废热回收系统14的系统，废热回收系统14可以具有至少第一锅炉50。第一锅炉50可以可操作地连接到交通工具发动机系统40以便从其回收废热。而且，废热回收系统14还可以包括工作流体。可以想到的是，工作流体可以直接将能量提供给交通工具发动机系统40的曲轴41或者经由膨胀设备26提供给发电机43。发电机43可以构造和布置成将由工作流体收集的来自发动机或其他交通工具系统的废热能量转换成电能或其他可储存的能量形式。如图1中所示的变型所示，系统10可以包括废热回收系统14。废热回收系统14可以是有机朗肯循环，或者可以是本领域技术人员已知的任何其他的废热回收系统。可以想到的是，废热回收系统14可以包括废热回收系统膨胀机26。废热回收系统膨胀机26还可以包括可以同轴连接到发电机43的涡轮、活塞、涡旋机或者本领域技术人员已知的其他特征。附加地或可选地，电动摩擦离合器39可以同轴地连接到发电机43。另外，可以想到的是，电动摩擦离合器39可以轴向地悬于发电机43之上。另外可以想到的是，电动摩擦离合器39可以具有与其附接的齿轮或其他机械连接。机械连接可以提供简化作用。另外，可以想到的是，控制器102可以控制发电机43的功率输出。控制器102可以是计算机、计算机程序，或者本领域技术人员已知的任何其他控制器。而且，控制器可以基于交通工具发动机的最有效运转来改变可以传递给电气系统或机械联接的功率的比例。可以想到的是，图1中所示的多个变型可以实现节约燃料的优点。首先，通过直接联接废热回收系统膨胀机26与曲轴41，可以消除电损耗，因为这种方法不使用或不需要发电机。在各种现有技术方法中，当交通工具发动机在膨胀设备的设计工况之外运行时可能会有效率损失。这些效率损失可能是归因于余热回收系统膨胀机的运行范围，因为废热回收系统膨胀机的速度可能直接与发动机曲轴的转速成正比。根据图1所示的多个变型，本专利技术的废热回收系统14和交通工具发动机系统40连同控制器可以允许废热回收系统14利用直接机械联接或电气系统使用之一或者同时两者的优势，以便从工作流体的废热中提取最大的热和机械效率。另外如图1所示的多个变型中所示，废热回收系统膨胀机26可以以其他方式用于进一步减少燃料使用。可以想到的是，系统10可以具有将发电机43直接联接到曲轴41的能力。附加地或可选地，该系统可以用于在交通工具减速事件期间将来自发动机40的过剩动能转换成电能，而不是通过常规制动方法将能量转换成热量。附加地或可选地，发电机43可以用作牵引电动机，以便在高负荷事件期间辅助交通工具传动系。这可以通过发动机小型化和降速而实现燃料节约。而且，由于发电机必须足够大以用于余热回收，发电机43也可以代替发动机起动电动机和交流发电机。这可以实现发动机起动、停止以及怠速消除，以另外节约燃料。而且，这可以通过更换部件和缩小整体的发动机封装体积来降低发动机的整体成本和重量。根据上述以及附加和/或可选地示于图1的多个变型，系统可以包括废热回收系统14。废热回收系统14可以是有机朗肯循环，或者可以是本领域技术人员已知的任何其他的废热回收系统。系统10可以进一步包括可以包括进气管路30的发动机40或者发动机系统，进气管路30可以操作性地联接到压缩机20。进气管路30还可以包括空气增压器冷却器32和空气增压冷却器旁通管路34。空气增压冷却器旁通管路34可以在其中具有阀36，且可以附加地或可选地设置成构造和布置为使得至少一部分流经进气管路30的空气可以在使用者要求时绕过空气增压冷却器32。进气歧管38可以操作性地连接到进气管路30，且可以进一步构造和布置成将气流提供给发动机40的多个燃烧室42。另外，排出歧管44可以操作性地连接到发动机40，以便接收可从多个燃烧室42排出的排气。排气管道45可以设置在排出歧管44与排气再循环阀(EGR)46之间。高压排气再循环回路48可以连接到排气再循环阀46。废热回收系统14可以另外包括第一锅炉50，第一锅炉50可以设置在高压排气再循环回路48中。第一锅炉50可以包括进口56，进口56可以为废热回收系统14的工作流体提供进入到第一锅炉50的进口。另外，第一锅炉50可以包括出口58，以便于工作流体离开第一锅炉50。可以想到的是，废热回收系统14可以包括第一锅炉旁通管路52。第一锅炉旁通管路52中可以包括有阀54，阀54可以构造和布置成当使用者通过控制器102要求时允许至少一部分流经高压排气再循环回路48的排气绕过第一锅炉50。另外，高压排气再循环回路48可以从第一锅炉50和旁通管路52以间接或直接的方式连接到进气歧管38。再次参照图1所示的变型，排出管道47可以从排气再循环阀46延伸至涡轮增压器18的涡轮22。涡轮22的排气可以通过排气管路49离开，且可以继续到达任选的第二锅炉82或到大气中。再者，第二锅炉82可以包括用于允许来自废热回收系统的工作流体进入第二锅炉82的进口。另外，第二锅炉82可以包括用于允许工作流体离开膨胀机82的出口66。第二锅炉82的出口66可以可操作地联接到管道71。如果使用者要求，可以另外将低压排气再循环回路连接到排出段51和进气歧管30。如图1另外所示的，工作流体管路76可以连接到废热回收系统26。另外，可以另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包含：废热回收系统，其具有至少一个可操作地联接到交通工具发动机系统以便使用工作流体从所述交通工具发动机系统回收废热的第一锅炉；而且其中所述工作流体构造和布置成将能量直接提供给所述交通工具发动机系统的曲轴或提供给构造和布置成将来自所述工作流体的能量转换成电能的电机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.15 US 62/295,3231.一种系统，其包含：废热回收系统，其具有至少一个可操作地联接到交通工具发动机系统以便使用工作流体从所述交通工具发动机系统回收废热的第一锅炉；而且其中所述工作流体构造和布置成将能量直接提供给所述交通工具发动机系统的曲轴或提供给构造和布置成将来自所述工作流体的能量转换成电能的电机。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收系统进一步包括废热回收膨胀机。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收系统进一步包括发电机。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收系统进一步包括涡轮、活塞或涡旋机。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收系统进一步包括摩擦离合器。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述发电机构造和布置成使得所述交通工具发动机系统启动和关闭。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述交通工具系统不包括发动机起动电动机或交流发电机。8.根据权利要求1所述的系...

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