用于回收废热的膨胀装置和包括该装置的废热回收系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于回收废热的膨胀装置和包括该装置的废热回收系统。具体地，本发明专利技术提供一种用于回收废热的膨胀装置，其设置在废热回收系统的锅炉和冷凝器之间，所述膨胀装置包括：至少两个涡轮；以及分配阀，所述分配阀将从锅炉供应的工作流体分配至所述至少两个涡轮，其中所述至少两个涡轮包括动力涡轮和一个或多个辅助涡轮，其中所述动力涡轮配置成接收比所述一个或多个辅助涡轮更大量的工作流体。

Expansion device for waste heat recovery and waste heat recovery system including the device

The invention provides an expansion device for recovering waste heat and a waste heat recovery system including the device. Specifically, the invention provides an expansion device for recovering waste heat, which is arranged between the boiler and the condenser of the waste heat recovery system. The expansion device includes at least two turbines and a distribution valve, which distributes the working fluid supplied by the boiler to at least two turbines, and the expansion device comprises at least two turbines. Two turbines comprise a power turbine and one or more auxiliary turbines, wherein the power turbine is configured to receive a larger amount of workflow than the one or more auxiliary turbines.

【技术实现步骤摘要】
用于回收废热的膨胀装置和包括该装置的废热回收系统相关申请的交叉引用本申请要求2017年5月11日提交的韩国专利申请第10-2017-0058406号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及用于回收废热的膨胀装置和包括该膨胀装置的废热回收系统。更具体地，本专利技术涉及用于回收废热的膨胀装置，所述膨胀装置配置成用于稳定地产生电能和/或机械能而不论从废热回收系统的锅炉供应的工作流体的流速，本专利技术还涉及包括该膨胀装置的废热回收系统。
技术介绍
内燃机已经广泛地使用于车辆、船只、小型发电机等，且人们不断地做出许多尝试以增加内燃机的效率。内燃机排放大量的热(如废热)，且已经开发了废热回收系统从而回收废热作为能量并增加内燃机的整体效率。这些废热回收系统配置成从内燃机回收废热作为能量，将回收的能量转化为电能或机械能，并将转化的电能或机械能供应至车辆的内燃机、附件等。废热回收系统具有兰金循环以从内燃机有效地回收废热。兰金循环包括工作流体循环通过的循环路径，并沿着兰金循环的循环路径具有锅炉(蒸发器)、膨胀器、冷凝器和泵。锅炉(蒸发器)通过使用来自内燃机的废热(排放气体中的热和/或EGR气体中的热)加热并蒸发工作流体。膨胀器膨胀从锅炉供应的高温高压工作流体。冷凝器冷凝从膨胀器排放的工作流体。泵设置在循环路径中以循环工作流体。膨胀器包括壳体和在壳体内可旋转的膨胀器轮，膨胀器轮通过从锅炉供应的高温高压工作流体而旋转。当膨胀器轮通过高温高压工作流体旋转时，产生旋转能量，然后传递至电动发动机或内燃机的曲轴以产生电能或机械能。然而，从锅炉供应至膨胀器的工作流体的流速可能取决于内燃机的运行条件而变化，因此膨胀器可能没有规律地产生旋转能量。此外，因为常规膨胀器具有膨胀器轮的RPM增加的结构，所以产生旋转能量的效率可能不被显著地改进。公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面旨在提供用于回收废热的膨胀装置和包括该膨胀装置的废热回收系统，所述膨胀装置配置成通过将产生旋转能量保持均一效率而稳定地产生电能和/或机械能而不论从锅炉供应的工作流体的流速，其中所述流速取决于内燃机的运行条件而变化。本专利技术所要解决的技术问题不限于上述技术问题，本专利技术所属领域的技术人员从如下说明书中将清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。根据本专利技术的各个方面，设置在废热回收系统的锅炉和冷凝器之间的用于回收废热的膨胀装置可以包括分配阀和两个或更多个涡轮，所述分配阀将从锅炉供应的工作流体分配至所述两个或更多个涡轮。所述两个或更多个涡轮可以包括动力涡轮和一个或多个辅助涡轮。动力涡轮可以配置成比所述一个或多个辅助涡轮接收更大量的工作流体。动力涡轮可以配置成接收第一流速的工作流体以产生机械能。一个或多个辅助涡轮可以配置成接收第二流速的工作流体以产生机械能。第一流速的工作流体的量可以大于第二流速的工作流体的量。动力涡轮和一个或多个辅助涡轮可以通过离合器可去除地连接。动力涡轮可以通过第一轴联接至电动发电机，电池可以连接至电动发电机。动力涡轮和一个或多个辅助涡轮可以在单一壳体中相互结合。分配阀可以配置成基于工作流体的流速将工作流体分配至动力涡轮和一个或多个辅助涡轮，所述工作流体的流速取决于内燃机的运行条件而变化。第一分配管线和第二分配管线可以连接至分配阀。第一分配管线可以连接至动力涡轮的入口。第二分配管线可以连接至一个或多个辅助涡轮。旁通管线可以连接在第二分配管线和第一分配管线之间。一个或多个辅助涡轮可以包括连续连接至第二轴的第一辅助涡轮和第二辅助涡轮。第一和第二辅助涡轮可以具有不同的容量。冷凝器可以连接至动力涡轮的出口，第二分配管线可以连接至第一辅助涡轮的入口。连接管线连接在第一辅助涡轮的出口和第二辅助涡轮的入口之间。排放管线可以连接至第二辅助涡轮的出口，排放管线可以接合第一分配管线。流速计可以设置在第一分配管线和第二分配管线的至少一个中，分配阀的操作可以基于由流速计检测的工作流体的流速变化而受控。根据本专利技术的示例性实施方案的用于回收废热的膨胀装置可以进一步包括热交换器，所述热交换器将热传递至从第一辅助涡轮的出口通过连接管线供应至第二辅助涡轮的入口的工作流体。根据本专利技术的各个方面，废热回收系统可以包括锅炉、膨胀装置和冷凝器，所述锅炉加热并蒸发工作流体，所述膨胀装置膨胀从锅炉供应的工作流体以产生机械能，所述冷凝器冷凝从膨胀装置排放的工作流体。膨胀装置可以包括分配阀和两个或更多个涡轮，所述分配阀将从锅炉供应的工作流体分配至所述两个或更多个涡轮。所述两个或更多个涡轮可以包括动力涡轮和一个或多个辅助涡轮。动力涡轮可以配置成比所述一个或多个辅助涡轮接收更大量的工作流体。电动发电机可以通过第一轴连接至动力涡轮。第二轴可以连接至一个或多个辅助涡轮。离合器可以位于第一轴和第二轴之间。废热回收系统可以进一步包括连接至第一轴和第二轴的至少一个的外部轴。动力传输机构可以连接至外部轴。一个或多个辅助涡轮可以具有形成在入口室的内部表面上的导向槽，工作流体被引入所述入口室。如上所述，根据示例性实施方案的用于回收废热的膨胀装置和包括该膨胀装置的废热回收系统配置成通过将产生旋转能量保持均一效率而稳定地产生电能和/或机械能而不论从锅炉供应的工作流体的流速，所述流速取决于内燃机的运行条件而变化。本专利技术的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本专利技术的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。附图说明图1显示根据本专利技术的示例性实施方案的废热回收系统；图2为根据本专利技术的示例性实施方案的用于回收废热的膨胀装置的框图；图3为根据本专利技术的另一示例性实施方案的用于回收废热的膨胀装置的框图；以及图4显示根据本专利技术的示例性实施方案的用于回收废热的膨胀装置的辅助涡轮。应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本专利技术的基本原理的各个特征。在此所公开的本专利技术的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本专利技术的同样的或等同的部件。具体实施方式现在将详细提及本专利技术的各个实施方案，这些示例性实施方案的示例显示在附图中并描述如下。尽管本专利技术将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本专利技术限制为那些示例性实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。包括“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等的术语可以在本文中使用以描述本专利技术的元件。这样的术语仅用于使一个元件区分于另一个元件，这些元件的物质、序列、顺序或数量不受这些术语限制。除非另外限定，在本文中使用包括科技术语的全部术语具有与本专利技术所属领域的技术人员所理解的相同的含义。如常用字典中所限定，这样的术语被阐释为具有等于相关
中上下文含义的含义，而不阐释为具有理想的或过度正式的含义，除非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于回收废热的膨胀装置，其设置在废热回收系统的锅炉和冷凝器之间，所述膨胀装置包括：至少两个涡轮；以及分配阀，其将从锅炉供应的工作流体分配至所述至少两个涡轮，其中所述至少两个涡轮包括动力涡轮和一个或多个辅助涡轮，其中所述动力涡轮配置成接收比所述一个或多个辅助涡轮更大量的工作流体。

【技术特征摘要】
2017.05.11 KR 10-2017-00584061.一种用于回收废热的膨胀装置，其设置在废热回收系统的锅炉和冷凝器之间，所述膨胀装置包括：至少两个涡轮；以及分配阀，其将从锅炉供应的工作流体分配至所述至少两个涡轮，其中所述至少两个涡轮包括动力涡轮和一个或多个辅助涡轮，其中所述动力涡轮配置成接收比所述一个或多个辅助涡轮更大量的工作流体。2.根据权利要求1所述的用于回收废热的膨胀装置，其中所述动力涡轮配置成接收第一流速的工作流体以产生机械能，其中所述一个或多个辅助涡轮配置成接收第二流速的工作流体以产生机械能，其中第一流速的工作流体的量配置成大于第二流速的工作流体的量。3.根据权利要求1所述的用于回收废热的膨胀装置，其中所述动力涡轮和所述一个或多个辅助涡轮通过离合器可去除地连接。4.根据权利要求1所述的用于回收废热的膨胀装置，其中所述动力涡轮通过第一轴联接至电动发电机，其中电池连接至电动发电机。5.根据权利要求1所述的用于回收废热的膨胀装置，其中所述动力涡轮和所述一个或多个辅助涡轮在单一壳体内相互结合。6.根据权利要求1所述的用于回收废热的膨胀装置，其中所述分配阀配置成基于工作流体的流速将工作流体分配至动力涡轮和一个或多个辅助涡轮，所述工作流体的流速取决于发动机的运行条件而变化。7.根据权利要求6所述的用于回收废热的膨胀装置，其中第一分配管线和第二分配管线连接至所述分配阀，所述第一分配管线连接至所述动力涡轮的入口，所述第二分配管线连接至所述一个或多个辅助涡轮。8.根据权利要求7所述的用于回收废热的膨胀装置，其中所述一个或多个辅助涡轮包括连续连接至第二轴的第一辅助涡轮和第二辅助涡轮。9.根据权利要求8所述的用于回收废热的膨胀装置，其中所述...

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