排气热回收系统的制作方法
【专利说明】排气热回收系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年11月19日提交的韩国专利申请第10-2014-0161765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。
技术领域
[0003]本发明涉及一种排气热回收系统，更具体地，涉及一种这样的排气热回收系统:其能够通过共享在冷凝器和储液器中流动的冷却剂而提高效率。
【背景技术】
[0004]内燃机已广泛用于车辆、船舶、小型发电机等当中，并且改进内燃机的效率的研究还在不断的进行中。在内燃机中，大量的热量通常作为排气热而排出，并且已经在开发用于通过回收排气热来提高内燃机的整体效率的多个系统。
[0005]当考虑到配置排气热回收系统所需的装置和零件、负载增加等等时，更有效地是在具有大排量并可以携带许多人或货物的大型车辆中安装排气热回收系统，而不是在具有小排量并较轻的小型车辆中安装排气热回收系统。
[0006]在车辆的情况下，对排气热进行再循环的系统的典型示例包括使用复合涡轮机(turbo compound)的系统和使用热电元件的系统。
[0007]使用复合祸轮机的系统采用这样的机制:通过将排气祸轮机(exhaust turbine)附接至排气管线并通过利用排气压力来旋转排气涡轮机而获得输出。在该机制中，可以改进在其中安装有内燃机的整个系统的热效率，但是排气涡轮机作为排放限制器(exhaustresistor)来工作，使得发动机本身的输出降低。
[0008]使用热电元件的系统采用这样的机制:使用通过温度差而产生电力的热电元件来进行充电，或者借由电力驱动辅助电机以协助发动机。然而，热电元件本身的成本不能忽略，并且可以安装热电元件的空间较狭小，使得即使将热电元件实际安装在大批量生产的车辆中，也难以明显提高发动机的热效率。
[0009]公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0010]本发明的各个方面旨在提供一种排气热回收系统，其能够通过共享在冷凝器和储液器中流动的冷却剂而提高效率。
[0011]根据本发明的各个方面，排气热回收系统可以包括热电发电机(ThermoelectricGenerator，TEG)冷凝器以及储液器，其中，热电发电机(TEG)冷凝器具有被引入其中的工作流体，并且回收被引入的工作流体的热量，被引入的工作流体通过设置在排气管道中的热交换器接收排放气体的热量；所述储液器接收来自TEG冷凝器的工作流体，其中所述TEG冷凝器和所述储液器可以设置有冷却剂通道，用于冷却工作流体的冷却剂通过所述冷却剂通道流动。
[0012]冷却剂通道可以安装有冷却剂栗，从而冷却剂通过冷却剂通道在TEG冷凝器和所述储液器中循环。
[0013]储液器包括冷却水套，所述冷却水套安装在储液器中并设置有连接到冷却剂通道的冷却水套入口和冷却水套出口。
[0014]所述冷却水套可以包括:冷却剂引导腔室、冷却剂排出腔室以及多个冷却水套内部路径，其中，冷却剂引导腔室具有形成在其中的冷却水套入口 ；冷却剂排出腔室与冷却剂引导腔室平行设置并具有形成在其中的冷却水套出口 ；多个冷却水套内部路径将冷却剂引导腔室和冷却剂排出腔室彼此连接。
[0015]冷却水套内部路径可以形成为垂直于冷却剂引导腔室和冷却剂排出腔室。
[0016]所述储液器可以连接至栗，所述栗对工作流体进行加压并且将经加压的工作流体供应至热交换器。
[0017]热交换器可以连接到过热器，所述过热器接收并加热经蒸发的工作流体。
[0018]过热器可以附接至排放气体再循环(EGR)冷却器的前端，所述排放气体再循环(EGR)冷却器对经再循环的排放气体进行冷却。
[0019]TEG冷凝器可以连接到涡轮机，所述涡轮机接收来自热交换器的工作流体。
[0020]同流换热器可以设置在涡轮机和TEG冷凝器之间，所述同流换热器将从涡轮机引入TEG冷凝器的工作流体的热量传递至从储液器引入热交换器的工作流体。
[0021]根据本发明的各个方面，一种排气热回收系统可以包括热电发电机(TEG)冷凝器和储液器，冷却剂通道延伸至热电发电机(TEG)冷凝器和储液器，用于对接收排放气体的热量的工作流体进行冷却的冷却剂通过所述冷却剂通道流动。
[0022]所述冷却剂通道可以设置有用于循环冷却剂的冷却剂栗。
[0023]应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
[0024]通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
【附图说明】
[0025]图1为根据本发明的示例性排气热回收系统的示意图。
[0026]图2为图1的示例性排气热回收系统的主要部件的立体图。
[0027]图3为运行根据本发明的示例性排气热回收系统的方法的流程图。
[0028]图4为运行图3的示例性排气热回收系统的方法的控制方框图。
[0029]图5为包括在图1的示例性排气热回收系统中的热交换器的横截面图。
[0030]图6为图5的热交换器的主要部件的立体图。
[0031]图7为图5的热交换器的热交换形式的示意图。
[0032]图8为在图1的示例性排气热回收系统中涡轮机安装的示意图。
[0033]图9为图7的涡轮机的主要部件的立体图。
[0034]图10为控制根据本发明的示例性排气热回收系统的涡轮机的方法的流程图。
[0035]图11为包括在图1的示例性排气热回收系统中的过热器和排放气体再循环(EGR)冷却器的立体图。
[0036]图12为图11的过热器和EGR冷却器的横截面图。
[0037]图13为示出包括在图1的示例性排气热回收系统中的热交换器的内部压力变化的示意图。
[0038]图14为在图1的示例性排气热回收系统的热交换器和涡轮机之间的连接状态的示意图。
[0039]图15为控制根据本发明的示例性排气热回收系统的热交换器和涡轮机之间的连接的方法的流程图。
[0040]图16为包括在图1的示例性排气热回收系统中的TEG冷凝器和储液器彼此共享冷却剂的结构的示意图。
[0041]图17是图16的储液器的立体图。
[0042]图18是图16的储液器的另一个立体图。
[0043]图19为图16的TEG冷凝器和储液器之间的连接结构的主要部件的立体图。
[0044]图20为在图1示出的示例性排气热回收系统的储液器箱的示意图。
[0045]图21为运行根据本发明的示例性排气热回收系统的储液器箱的方法的步骤图。
[0046]应当了解，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0047]附图标记
[0048]1:发动机
[0049]2:进气歧管
[0050]7:齿轮系
[0051]20:电池
[0052]30:变换器
[0053]40:动力传输部件
[0054]50:同流换热器
[0055]60:储液器
[0056]61:冷却水套
[0057]62:入口
[0058]64:出口
[0059]65:冷却剂引导腔室
[0060]66:冷却水套内部路径
[0061]67:冷却剂排出腔室
[0062]68:冷却水套出口
[0063]70 ??泵
[0064]100:主通道
[0065]110:第一分支通道
[0066]120:第二分支通道
[0067]130:第三分支通道
[0068]14