机工质；发电机10发出的电能用于用电设备或转存到蓄电池中备用；发动机I的冷却水系统出口端与第一换热器2的工作介质输入端相连接，第一换热器2的工作介质输出端与冷却水系统入口端相连接，所述的储液罐7的输出端与工质泵8的输入端相连接，所述的工质泵8的输出端与回热器的待加热介质输入端相连接，待加热介质输出端与第一换热器2的待加热介质输入端相连接，第一换热器2的待加热介质输出端与第一级膨胀机3的工作介质输入端相连接，所述的第一级膨胀机3的输出端与发电机10相连接，所述的第一级膨胀机3的工作介质的输出端与冷凝器6的输入端相连接，所述的冷凝器6的输出端与储液罐7的输入端相连接，所述的涡轮增压器一端涡轮端12与回热器的工作介质输入端相连接，回热器的工作介质输出端与发动机I的进气端相连接。EGR系统涡轮增压器的中冷器9在本实施例中起到回热作用故称作回热器。
[0012]所述的第一级膨胀机3与发电机10之间设置有第二级膨胀机5和第二换热器4，将涡轮增压器出口端的尾气作为热源。所述的第一级膨胀机3的工作介质输出端与第二换热器4的待加热介质的输入端相连接，所述的第二换热器4的待加热介质的输出端与第二级膨胀机5的工作介质输入端相连接，所述的第一级膨胀机3的输出端和第二级膨胀机5的输出端与发电机10相连接，第二级膨胀机5的工作介质的输出端与冷凝器6的输入端相连接，高温尾气经涡轮增压器另一端涡轮端13推动涡轮做工后与第二换热器4的工作介质输入端相连接。第二换热器4因再次吸收余热故也可称为再热器连接涡轮增压器涡轮端出口的尾气，将经涡轮增压器压缩后的高压中温气体作为再热器的热源。各部件间连接所用管道均采用螺纹式连接方式。换热器采用板式换热器，不仅换热效果好，价格低廉，而且结构紧凑，占用体积小。
[0013]有机工质从储液罐7中出来进入工质泵8，工质泵8做功将有机工质加压成高压的过冷液，过冷液流入中冷器9对来自涡轮增压器的压缩气体进行降温，同时吸热后的过冷液变成饱和液进入第一换热器2，在第一换热器2吸热后，有机工质变成高温高压的过热蒸汽进入第一级膨胀机3，推动第一级膨胀机3做功后有机工质压力和温度都会降低但仍为过热蒸汽，过热蒸汽沿着管道进入与涡轮增压器另一端涡轮端13连接的第二换热器4，在第二换热器4中吸收尾气中的余热有机工质变成过热蒸汽进入第二级膨胀机5，在第二级膨胀机5做功后的有机工质进入冷凝器6冷却变成低温低压的冷凝液进入储液罐7，从储液罐7出来的有机工质进入工质泵8完成发动机I再热式有机朗肯循环的一次循环。发电机10连接膨胀机持续不断的输出电能。
[0014]此外，汽车发动机I冷却水系统中冷却水的温度通常维持在85 °C -95 °C时，最适合发动机I正常工作，也就是说汽车发动机I余热回收发电系统的工作温度维持在100°c左右。对于应用于中低温有机朗肯循环的有机工质基本均适用于此系统，目前研宄中使用效率高，对环境污染小的有机工质主要有:R245fa、R114、Rll、R123等。
[0015]对本系统中应用到的管道要根据有机工质的性质具有特殊性的要求，一般有机工质均具有一定的腐蚀性，其次，在高温情况下，有机工质气体会具有很大的压力，所以，在选择管道时要根据所选有机工质在正常工作下所达到的压力和腐蚀度对管道要有所考虑。
[0016]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种再热式有机朗肯循环技术的车用发动机余热回收装置，其特征是:包括第一换热器、第一级膨胀机、发电机、冷凝器、储液罐和工质泵，发动机的冷却水系统出口端与第一换热器的工作介质输入端相连接，第一换热器的工作介质输出端与冷却水系统入口端相连接，所述的储液罐的输出端与工质泵的输入端相连接，所述的工质泵的输出端与回热器的待加热介质输入端相连接，待加热介质输出端与第一换热器的待加热介质输入端相连接，第一换热器的待加热介质输出端与第一级膨胀机的工作介质输入端相连接，所述的第一级膨胀机的输出端与发电机相连接，所述的第一级膨胀机的工作介质的输出端与冷凝器的输入端相连接，所述的冷凝器的输出端与储液罐的输入端相连接，所述的涡轮增压器一端涡轮端与回热器的工作介质输入端相连接，回热器的工作介质输出端与发动机的进气端相连接。2.根据权利要求1所述的再热式有机朗肯循环技术的车用发动机余热回收装置，其特征是:所述的第一级膨胀机与发电机之间设置有第二级膨胀机和第二换热器，所述的第一级膨胀机的工作介质输出端与第二换热器的待加热介质的输入端相连接，所述的第二换热器的待加热介质的输出端与第二级膨胀机的工作介质输入端相连接，所述的第一级膨胀机的输出端和第二级膨胀机的输出端与发电机相连接，第二级膨胀机的工作介质的输出端与冷凝器的输入端相连接，所述的涡轮增压器另一端涡轮端与第二换热器的工作介质输入端相连接。
【专利摘要】本发明的目的是提供一种再热式有机朗肯循环技术的车用发动机余热回收装置。一种适用于车用发动机的余热回收发电系统，系统通过再热式有机朗肯循环结合发动机EGR系统对发动机余热进行多级利用，利用冷却水系统余热作为第一级膨胀机做功的热源，利用发动机排出尾气作为第二级膨胀机做功的热源，利用增压涡轮增压产生的高温气体实现对冷凝工质的预热，完成对发动机可利用余热的多级利用。本发明克服了传统发动机余热损失严重，燃油经济性不高的缺点，有效地提高了发动机余热回收率，提高了发动机的燃油经济性，同时减小了系统的体积。
【IPC分类】F02G5/00, F01K23/10, F01D15/10
【公开号】CN104929805
【申请号】CN201510344173
【发明人】赵国昌, 王永, 宋丽萍
【申请人】沈阳航空航天大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月22日