本发明涉及热能回收系统。
背景技术
以往，已知有将从增压器向发动机供给的增压空气的热回收的热能回收系统。例如，在专利文献1中，公开了一种排热回收系统（热能回收系统），其具备发动机；增压器，具有涡轮及压缩机；和排热回收装置，将从增压器向发动机供给的增压空气的热回收。涡轮由从发动机排出的排气驱动。压缩机被连接在涡轮上，排放前述增压空气。排热回收装置具备使工作介质蒸发的蒸发器、膨胀机、动力回收机、冷凝器以及泵。蒸发器被设置在将增压器的压缩机与发动机连接的吸气线路中。即，在排热回收装置中，在蒸发器中工作介质从向发动机供给之前的增压空气获取热，该热能经由膨胀机被动力回收机回收。
专利文献1：日本特开2015－200182号公报。
在如专利文献1所记载那样的热能回收系统中，在作为蒸发器而使用所谓的翅片管形式的装置的情况下，如果在蒸发器中工作介质从导热管（管）漏出，则该工作介质向发动机流入。为了检测该漏出，可以考虑设置能够检测蒸发器中的工作介质的漏出的传感器。但是，在蒸发器中产生排液，由于在该排液中包含有工作介质以外的成分（被吸入到压缩机中的排气中含有的硫成分等），所以担心传感器接触到排液从而发生传感器的误检测以及腐蚀。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种热能回收系统及检测单元，该热能回收系统及检测单元能够抑制能检测工作介质的传感器的误检测及腐蚀的发生。
为了实现前述目的，本发明提供一种热能回收系统，所述热能回收系统具备：发动机；增压器，具有涡轮以及压缩机，所述涡轮由从前述发动机排出的排气驱动，所述压缩机连接在前述涡轮上，排放用来向前述发动机供给的增压空气；蒸发器，通过使工作介质与从前述压缩机排放的增压空气热交换而使前述工作介质蒸发；膨胀机，使从前述蒸发器流出的工作介质膨胀；动力回收机，连接在前述膨胀机上；冷凝器，使从前述膨胀机流出的工作介质冷凝；泵，将从前述冷凝器流出的工作介质向前述蒸发器输送；循环流路，将前述蒸发器、前述动力回收部、前述冷凝器及前述泵按照该顺序连接；以及检测单元，能够检测在前述蒸发器内前述工作介质泄漏的情况；前述检测单元具有：抽出流路，在前述蒸发器与前述发动机之间将前述增压空气的一部分抽出；排液捕集器，被设置在前述抽出流路中，允许液体的穿过并且禁止气体的穿过；以及传感器，被设置在前述抽出流路中的比前述排液捕集器靠上游侧的部位，能够检测前述工作介质。
在本热能回收系统中，由于在抽出流路中的比排液捕集器靠上游侧的部位设置有传感器，所以抑制了包含工作介质以外的成分的液体（水等）与该传感器接触。由此，抑制了传感器的误检测以及腐蚀的发生。
在此情况下，优选的是，前述传感器被配置在比前述排液捕集器靠上方的位置。
如果这样做，则当在抽出流路中的排液捕集器与传感器之间的部位积存有一定量（浓度）的工作介质时，由传感器检测到该情况，从而更可靠地抑制误检测。
此外，优选的是，前述抽出流路具有：主流路，设置有前述排液捕集器；分支流路，从前述主流路分支，设置有前述传感器。
如果这样做，则被除去了水分的增压空气流入到分支流路中，所以更可靠地抑制传感器的误检测及腐蚀的发生。
在此情况下，优选的是，前述检测单元还具有干燥机，所述干燥机设置在前述主流路与前述分支流路的连接部，将前述增压空气中包含的水分除去。
如果这样做，则更可靠地抑制包含工作介质以外的成分的液体（水等）与传感器接触。
此外，优选的是，前述传感器包括：半导体传感器，能够检测水分、前述工作介质、一氧化碳、硫化氢及氨；和红外线传感器，能够检测水分、前述工作介质、一氧化碳、二氧化碳，二氧化硫及氮氧化物。
在该形态中，工作介质的检测精度变高。具体而言，虽然半导体传感器及红外线传感器都检测水分，但由于该水分被排液捕集器实质性地除去，所以在从半导体传感器及红外线传感器这两者输出了检测信号的情况下，能够判断由这些传感器检测出的气体是工作介质。
这里，半导体传感器及红外线传感器都检测一氧化碳。因此，优选的是，前述检测单元还具有一氧化碳除去部，所述一氧化碳除去部被设置在前述抽出流路中的前述水分除去机构与前述传感器之间的部位处，能够将一氧化碳除去。
如果这样做，则由传感器进行的工作介质的检测精度进一步提高。
此外，本发明提供一种热能回收系统，该热能回收系统具备：发动机；增压器，具有涡轮以及压缩机，所述涡轮由从前述发动机排出的排气驱动，所述压缩机连接在前述涡轮上，排放用来向前述发动机供给的增压空气；蒸发器，通过使工作介质与从前述压缩机排放的增压空气热交换而使前述工作介质蒸发；膨胀机，使从前述蒸发器流出的工作介质膨胀；动力回收机，连接在前述膨胀机上；冷凝器，使从前述膨胀机流出的工作介质冷凝；泵，将从前述冷凝器流出的工作介质向前述蒸发器输送；循环流路，将前述蒸发器、前述动力回收部、前述冷凝器及前述泵按照该顺序连接；以及检测单元，能够检测在前述蒸发器内前述工作介质泄漏的情况；前述检测单元具有：抽出流路，在前述蒸发器与前述发动机之间将前述增压空气的一部分抽出；水分除去机构，设置在前述抽出流路中，将流入到前述抽出流路中的增压空气中包含的水分除去；以及传感器，设置在前述抽出流路中的比前述水分除去机构靠下游侧的部位，能够检测前述工作介质。
在本热能回收系统中，由于在抽出流路中的比水分除去机构靠下游侧的部位设置有传感器，所以抑制包含工作介质以外的成分的液体（水等）与该传感器接触。由此，抑制传感器的误检测以及腐蚀的发生。
具体而言，优选的是，前述水分除去机构具有将前述增压空气中包含的水分除去的干燥机。
如果这样做，则由干燥机有效地将水分除去。
在此情况下，优选的是，前述检测单元还具有：排出流路，将由前述干燥机除去的水分排出；和排液捕集器，被设置在前述排出流路中，允许液体的穿过并禁止气体的穿过。
如果这样做，则由干燥机除去的水分通过排出流路被从干燥机排出，所以能够进行热能回收系统的持续运转。
此外，优选的是，前述传感器包括：半导体传感器，能够检测水分、前述工作介质、一氧化碳、硫化氢及氨；和红外线传感器，能够检测水分、前述工作介质、一氧化碳、二氧化碳，二氧化硫及氮氧化物。
在此情况下，优选的是，前述检测单元还具有一氧化碳除去部，所述一氧化碳除去部被设置在前述抽出流路中的前述水分除去机构与前述传感器之间的部位处，能够将一氧化碳除去。
此外，在前述热能回收系统中，优选的是，前述抽出流路具有孔，所述孔用来形成从前述该抽出流路的上游侧的端部朝向前述传感器的前述增压空气的流动。
如果这样做，则形成从抽出流路的上游侧的端部朝向传感器的增压空气的流动，所以借助传感器进行的检测精度变高。
此外，在前述热能回收系统中，优选的是，还具备：第1开闭阀，被设置在前述循环流路中的前述冷凝器与前述蒸发器之间的部位处；第2开闭阀，被设置在前述循环流路中的前述蒸发器与前述膨胀机之间的部位处；控制部，当前述传感器检测到前述工作介质时，将前述第1开闭阀及前述第2开闭阀关闭。
如果这样做，则在由传感器检测到工作介质的泄漏时，从循环流路切离蒸发器，所以抑制工作介质从蒸发器的漏出。
此外，本发明提供一种检测单元，其能够检测在蒸发器内前述工作介质泄漏的情况，所述蒸发器通过使工作介质与从增压器向发动机供给的增压空气热交换而使该工作介质蒸发，其中，所述检测单元具有：抽出流路，在前述蒸发器与前述发动机之间将前述增压空气的一部分抽出；排液捕集器，设置在前述抽出流路中，允许液体的穿过并禁止气体的穿过；以及传感器，设置在前述抽出流路中的比前述排液捕集器靠上游侧的位置，能够检测前述工作介质。
本检测单元通过被连结在蒸发器与发动机之间，而能够检测在蒸发器中工作介质泄漏的情况，并且，在该检测单元中，由于在抽出流路中的比排液捕集器靠上游侧的位置设置有传感器，所以抑制包含工作介质以外的成分的液体（水等）与该传感器接触。由此，抑制传感器的误检测及腐蚀的发生。
此外，本发明提供一种检测单元，其能够检测在蒸发器内前述工作介质泄漏的情况，所述蒸发器通过使工作介质与从增压器向发动机供给的增压空气热交换而使该工作介质蒸发，其中，该检测单元具有：抽出流路，在前述蒸发器与前述发动机之间将前述增压空气的一部分抽出；水分除去机构，设置在前述抽出流路中，将流入到前述抽出流路中的水分除去；以及传感器，设置在前述抽出流路中的比设置有前述水分除去机构的部位靠下游侧的部位，能够检测前述工作介质。
在本检测单元中，也能得到与上述同样的效果。
如以上这样，根据本发明，能够提供下述热能回收系统及检测单元，所述热能回收系统及检测单元能够抑制能检测工作介质的传感器的误检测及腐蚀的发生。
附图说明
图1是概略地表示本发明的第1实施方式的热能回收系统的结构的图。
图2是概略地表示本发明的第2实施方式的热能回收系统的结构的图。
图3是概略地表示本发明的第2实施方式的热能回收系统的变形例的图。
图4是概略地表示第1实施方式的热能回收系统的变形例的图。
图5是概略地表示本发明的第3实施方式的热能回收系统的结构的图。
图6是概略地表示本发明的第4实施方式的热能回收系统的结构的图。
图7是概略地表示本发明的第4实施方式的热能回收系统的变形例的图。
图8是概略地表示水分除去机构的变形例的图。
图9是概略地表示检测单元的连结位置的变形例的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。
（第1实施方式）
参照图1对本发明的第1实施方式的热能回收系统进行说明。该热能回收系统具备发动机10、增压器20、热能回收单元30和检测单元40。
增压器20具有：涡轮21，由从发动机10排出的排气驱动；和压缩机22，连接在涡轮21上，排放用来向发动机10供给的增压空气。从压缩机22排放的增压空气通过吸气线路11被向发动机供给，该吸气线路11将压缩机22与发动机连接。从发动机10排出的排气通过排气线路12被向涡轮21供给，该排气线路12将发动机10与涡轮21连接。
在本实施方式中，在吸气线路11中设置有空气冷却器15。空气冷却器15将向发动机10供给的增压空气用冷却介质（海水等）冷却。在本实施方式中，作为空气冷却器15而使用所谓的翅片管形式的装置。
热能回收单元30具备蒸发器31、膨胀机32、动力回收机33、冷凝器34、泵35、循环流路36、第1开闭阀v1、第2开闭阀v2和控制部38，该循环流路36将蒸发器31、膨胀机32、冷凝器34及泵35以该顺序连接。
蒸发器31被设置在吸气线路11中的压缩机22与空气冷却器15之间的部位。蒸发器31使从压缩机22排放的（向发动机10供给的）增压空气与工作介质（例如，r245fa（五氟丙烷））热交换，从而使工作介质蒸发，该工作介质具有比空气的沸点低的沸点且具有比空气的比重大的比重。在本实施方式中，作为蒸发器31而使用所谓的翅片管形式的装置。即，蒸发器31具有供工作介质流动的导热管31a和收纳导热管31a的壳体31b。在该蒸发器31中，在从压缩机22排放的增压空气穿过壳体31b内的过程中使导热管31a内的工作介质蒸发。
膨胀机32被设置在循环流路36中的蒸发器31的下游侧的部位。膨胀机32使从蒸发器31流出的气相的工作介质膨胀。在本实施方式中，作为膨胀机32而使用容积式的螺杆膨胀机，该容积式的螺杆膨胀机具有由气相的工作介质的膨胀能量旋转驱动的转子。
动力回收机33被连接在膨胀机32上。动力回收机33通过随着膨胀机32的驱动而旋转，而从工作介质回收动力。在本实施方式中，作为动力回收机33而使用发电机。另外，作为动力回收机33也可以使用压缩机等。
冷凝器34被设置在循环流路36中的膨胀机32的下游侧的部位。冷凝器34通过使从膨胀机32流出的工作介质与冷却介质（海水等）热交换而使工作介质冷凝。
泵35被设置在循环流路36中的冷凝器34的下游侧的部位（冷凝器34与蒸发器31之间的部位）。泵35将从冷凝器34流出的液相的工作介质向蒸发器31输送。
第1开闭阀v1被设置在循环流路36中的冷凝器34与蒸发器31之间的部位。更具体地讲，第1开闭阀v1被设置在循环流路36中的冷凝器34与泵35之间的部位。第2开闭阀v2被设置在循环流路36中的蒸发器31与膨胀机32之间的部位。各开闭阀v1、v2构成为能够开闭。
控制部38控制第1开闭阀v1的开闭、第2开闭阀v2的开闭及泵35。关于控制部38的控制内容在后面叙述。
检测单元40是能够检测在蒸发器31内工作介质泄漏了的单元。检测单元40具有抽出流路41、排液捕集器44和传感器45。
抽出流路41是在蒸发器31与发动机10之间将增压空气的一部分抽出的流路。在抽出流路41的一端设置有连结部42a。该连结部42a被连结在蒸发器31的壳体31b的下部。抽出流路41具有：主流路42，在其一端（上游侧的端部）上形成有连结部42a；和分支流路43，从主流路42的中间部分支。主流路42的下游侧的端部位于比主流路42的上游侧的端部靠下方的位置。分支流路43的下游侧的端部位于比主流路42的下游侧的端部靠上方的位置。在分支流路43的下游侧的端部上，设置有孔43h，该孔43h用来形成从主流路42朝向分支流路43的下游侧的端部的增压空气的流动。
排液捕集器44被设置在抽出流路41中。具体而言，排液捕集器44被设置在主流路42中的比该主流路42与分支流路43的连接部靠下游侧的部位。排液捕集器44允许液体的穿过并且禁止气体的穿过。
传感器45能够检测工作介质。该传感器45被设置在抽出流路41中的比排液捕集器44靠上游侧的位置。具体而言，传感器45被设置在分支流路43的下游侧的端部。传感器45被设置在比排液捕集器44靠上方的位置。传感器45输出与工作介质的浓度对应的检测值。
这里，对控制部38进行说明。控制部38在传感器45检测到工作介质时将第1开闭阀v1及第2开闭阀v2关闭。更详细地讲，控制部38在传感器45的检测值成为阈值以上时（从蒸发器31的导热管31a漏出的工作介质的浓度成为基准值以上时）将第1开闭阀v1及第2开闭阀v2关闭。控制部38也可以将各开闭阀v1、v2关闭并将泵35停止。
如以上说明，在本实施方式的热能回收系统中，由于在抽出流路41中的比排液捕集器44靠上游侧的部位设置有传感器45，所以抑制了包含工作介质以外的成分的液体（水等）接触到该传感器45。由此，抑制了传感器45的误检测及腐蚀的发生。
此外，传感器45由于被配置在比排液捕集器44靠上方的位置，所以当在抽出流路41中的排液捕集器44与传感器45之间的部位积存了一定量（浓度）的工作介质时，由传感器45检测到该情况。由此，更可靠地抑制误检测。
此外，由于分支流路43具有孔43h，所以形成从主流路42朝向传感器45的增压空气的流动。由此，借助传感器45进行的检测精度变高。
此外，由于控制部38在传感器45的检测值成为阈值以上时将第1开闭阀v1及第2开闭阀v2关闭，即，由于从循环流路36将蒸发器31切离，所以抑制了工作介质从蒸发器31的漏出。
（第2实施方式）
接着，参照图2对本发明的第2实施方式的热能回收系统进行说明。另外，在第2实施方式中，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，省略与第1实施方式相同的构造、作用及效果的说明。
在本实施方式中，检测单元40的结构与第1实施方式的结构不同。具体而言，本实施方式的检测单元40具有抽出流路41、传感器45和水分除去机构46。在本实施方式中，作为水分除去机构46而采用干燥机（以下表示成“干燥机46”）。
抽出流路41被连结在吸气线路11中的蒸发器31与空气冷却器15之间的部位上。
干燥机46被设置在抽出流路41中。干燥机46将流过抽出流路41的增压空气所包含的水分除去。作为干燥机46，可以举出所谓的空气干燥机、膜式干燥机、吸附式干燥机等。空气干燥机是下述装置，该装置将通过冷却增压空气而产生的水分除去，然后使增压空气回到常温程度。膜式干燥机是具有由高分子构成的中空丝膜的装置。中空丝膜使流入到该中空丝膜内的增压空气所包含的水分向该中空丝膜外透过，并允许增压空气的穿过。吸附式干燥机是通过使增压空气穿通到硅胶等多孔介质中而将增压空气中包含的水分除去的装置。
传感器45被设置在抽出流路41中的比干燥机46靠下游侧的部位。
如以上这样，在本实施方式的热能回收系统中，由于在抽出流路41中的比干燥机46靠下游侧的部位设置有传感器45，所以抑制了包含工作介质以外的成分的液体（水等）与该传感器45接触。由此，在本实施方式中，也抑制了传感器45的误检测以及腐蚀的发生。
此外，检测单元40也可以如图3所示那样，进一步具有将被干燥机46除去后的水分排出的排出流路47、和设置在排出流路47中的排液捕集器48。
在该形态中，由干燥机46除去后的水分通过排出流路47被从干燥机46排出，所以能够进行热能回收系统的持续运转。
（第3实施方式）
接着，参照图5对本发明的第3实施方式的热能回收系统进行说明。另外，在第3实施方式中，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，省略与第1实施方式相同的构造、作用及效果的说明。
在本实施方式中，传感器45包括半导体传感器45a和红外线传感器45b。半导体传感器45a及红外线传感器45b被设置在分支流路43中的比孔43h靠上游侧的部位。半导体传感器45a将当金属氧化物半导体与气体接触时发生的电阻值的变化作为气体的浓度进行检测。该半导体传感器45a除了工作介质以外，还检测水分、一氧化碳、硫化氢及氨。红外线传感器45b基于从发光部（光源）朝向受光部照射的红外线被存在于发光部及受光部之间的气体吸收的量而检测气体的浓度。该红外线传感器45b除了工作介质以外，还检测水分、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物。
半导体传感器45a及红外线传感器45b都检测水分，但在本实施方式中，由于利用排液捕集器44将水分实质性地除去，所以在从半导体传感器45a及红外线传感器45b这两者输出了检测信号的情况下，能够判断为由这些由传感器45a、45b检测到的气体是工作介质。由此，在本实施方式中，工作介质的检测精度变高。另外，半导体传感器45a及红外线传感器45b都检测一氧化碳，但由于增压空气中的一氧化碳的浓度非常低，能够忽略所以误检测的可能。
因此，在本实施方式中，控制部38在从半导体传感器45a及红外线传感器45b这两者接收到检测信号时，将第1开闭阀v1及第2开闭阀v2关闭。
（第4实施方式）
接着，参照图6对本发明的第4实施方式的热能回收系统进行说明。另外，在第4实施方式中，仅对与第2实施方式不同的部分进行说明，省略与第1实施方式相同的构造、作用及效果的说明。
在本实施方式中，传感器45也包括半导体传感器45a和红外线传感器45b。半导体传感器45a及红外线传感器45b被设置在分支流路43中的比孔43h靠上游侧的部位。因此，在本实施方式中，与第2实施方式相比工作介质的检测精度变高。
另外，在本实施方式中，也与第3实施方式同样，控制部38在从半导体传感器45a及红外线传感器45b这两者接收到检测信号时，将第1开闭阀v1及第2开闭阀v2关闭。
此外，如图7所示，检测单元40也可以进一步具有一氧化碳除去部49，所述一氧化碳除去部49被设置在抽出流路41中的干燥机46与传感器45之间的部位，能够将一氧化碳除去。在该形态中，借助传感器45进行的工作介质的检测精度进一步变高。另外，一氧化碳除去部49也可以在第3实施方式中，被设置在分支流路43中的比各传感器45a、45b靠上游侧的部位。也可以在一氧化碳除去部49上，以在包含有排液水的情况下将其回收为目的而安装排液捕集器。
另外，此次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不应被认为是限制性的。本发明的范围不是由上述实施方式的说明表示，而是由权利要求书表示，进而包括与权利要求书等同的意义及范围内的全部变更。
例如，在第1实施方式中，也可以如图4所示那样在主流路42与分支流路43的连接部设置干燥机46。
此外，在第4实施方式中，如图8所示，水分除去机构46也可以是下述液体抽取流路，该液体抽取流路以从抽出流路41朝向下方延伸的方式分支，能够从抽出流路41朝下排出水分（液体）。这关于图2及图3所示的方式也是同样的。
此外，如图9所示，抽出流路41的上游侧的端部也可以连结在吸气线路11中的空气冷却器15与发动机10之间的部位上。或者，抽出流路41的上游侧的端部也可以被连结在空气冷却器15的壳体的下部、或吸气线路11中的蒸发器31与空气冷却器15之间的部位。
此外，第1开闭阀v1也可以设置在循环流路36中的泵35与蒸发器31之间的部位。
附图标记说明
10发动机
20增压器
21涡轮
22压缩机
30热能回收单元
31蒸发器
31a导热管
31b壳体
32膨胀机
33动力回收机
34冷凝器
35泵
36循环流路
38控制部
40检测单元
41抽出流路
42主流路
42a连结部
43分支流路
43h孔
44排液捕集器
45传感器
45a半导体传感器
45b红外线传感器
46水分除去机构（干燥机、液体抽取流路）
47排出流路
48排液捕集器
49一氧化碳除去部
v1第1开闭阀
v2第2开闭阀。