專利名稱：車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車用內(nèi)燃機(jī)余熱綜合利用技術(shù)，尤其涉及一種車用內(nèi) 燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)。
背暈技術(shù)
目前車用內(nèi)燃機(jī)的燃料利用效率一般不超過40%，大量的熱能通過循環(huán)冷 卻水吸收后傳導(dǎo)到空氣中，還有大量的熱能通過高溫廢氣排放到大氣中，燃料 的熱能未得到充分利用。而車上的空調(diào)設(shè)備卻又由發(fā)動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)，大量消耗發(fā) 動(dòng)機(jī)的功率，進(jìn)一步加大了能源的消耗。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種車用 內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案 一種車用內(nèi)燃機(jī)余 熱回收利用機(jī)構(gòu)，安裝在汽車內(nèi)并與車用空調(diào)壓縮機(jī)、車用內(nèi)燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)冷 卻液散熱器及內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器分別相連，所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī) 構(gòu)包括內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器、內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器、向心式透平機(jī)、風(fēng) 冷冷凝器和相應(yīng)連接管路，內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器設(shè)有內(nèi)燃機(jī)廢氣的傳熱通道 和進(jìn)出口以及傳熱工質(zhì)的吸熱通道和進(jìn)出口 ，內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器設(shè)有內(nèi) 燃機(jī)循環(huán)冷卻液的傳熱通道和進(jìn)出口以及傳熱工質(zhì)的吸熱通道和進(jìn)出口 ，向心 式透平機(jī)設(shè)有髙壓蒸汽進(jìn)口和低壓蒸汽出口 ，風(fēng)冷冷凝器設(shè)有氣態(tài)傳熱工質(zhì)進(jìn) 口和液態(tài)傳熱工質(zhì)出口；
所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器的內(nèi)燃機(jī)廢氣進(jìn)口通過管路與車用內(nèi)燃機(jī) 的高溫廢氣出口相連，其內(nèi)燃機(jī)廢氣出口通過管路與內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器相連， 其傳熱工質(zhì)進(jìn)口通過管路與內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的傳熱工質(zhì)出口相連，其傳熱工質(zhì)出口通過管路與向心式透平機(jī)的高壓蒸汽進(jìn)口相連；
所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的循環(huán)冷卻液進(jìn)口通過管路與車用內(nèi)燃 機(jī)的循環(huán)冷卻液出口相連，其循環(huán)冷卻液出口通過管路與內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器 相連，其傳熱工質(zhì)進(jìn)口通過管路與風(fēng)冷冷凝器的液態(tài)傳熱工質(zhì)出口相連；
所述的向心式透平機(jī)的低壓蒸汽出口通過管路與風(fēng)冷冷凝器的氣態(tài)傳熱 工質(zhì)進(jìn)口相連，向心式透平機(jī)還與車用空調(diào)壓縮機(jī)傳動(dòng)相連。
所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的傳熱工質(zhì)進(jìn)口與風(fēng)冷冷凝器的液態(tài)傳 熱工質(zhì)出口之間的連接管路上串聯(lián)有加壓泵，該加壓泵將由風(fēng)冷冷凝器出來的 液態(tài)傳熱工質(zhì)加壓后送往內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器。
所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器的內(nèi)燃機(jī)廢氣進(jìn)口與車用內(nèi)燃機(jī)的高溫廢 氣出口之間的連接管路上串聯(lián)有電動(dòng)三通閥，三通閥的另一出口通過排氣旁通 管與內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器的內(nèi)燃機(jī)廢氣出口管相連。
所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的循環(huán)冷卻液進(jìn)口與車用內(nèi)燃機(jī)的循環(huán) 冷卻液出口之間的連接管路上串聯(lián)有電動(dòng)三通閥，三通閥的另一出口通過冷卻 液旁通管與內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器的循環(huán)冷卻液進(jìn)口管相連。
所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器為管殼式換熱器，管內(nèi)為傳熱工質(zhì)的吸熱通 道，管間為內(nèi)燃機(jī)廢氣的傳熱通道。
所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器為盤管式換熱器，管內(nèi)為傳熱工質(zhì)的吸熱 通道，管外為內(nèi)燃機(jī)循環(huán)冷卻液的傳熱通道。
所述的加壓泵為漩渦泵。
本實(shí)用新型通過傳熱工質(zhì)回收內(nèi)燃機(jī)的余熱產(chǎn)生高壓蒸汽以驅(qū)動(dòng)向心式 透平機(jī)做功，帶動(dòng)車用空調(diào)壓縮機(jī)工作，省去了現(xiàn)有技術(shù)中所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)的 一部分用來驅(qū)動(dòng)車用空調(diào)壓縮機(jī)的功率，因而減少了能耗，節(jié)約了能源和汽車
的運(yùn)營(yíng)成本。


圖1是本實(shí)甩新型車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，安裝在汽車內(nèi)并
與汽車上原有的車用空調(diào)壓縮機(jī)3、車用內(nèi)燃機(jī)11、內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器14 及內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器(圖中只示出了排氣消聲器的接口 5)分別相連。它包括 內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7、內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器15、向心式透平機(jī)2(型 號(hào)PLPK—8.33/18.6x4.9壓力回收型)、風(fēng)冷冷凝器1 (型號(hào)FLN-C18)和相 應(yīng)連接管路。
本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7采用RV—03系列管殼式換熱器，在 該換熱器上設(shè)有內(nèi)燃機(jī)廢氣的傳熱通道和進(jìn)出口以及傳熱工質(zhì)的吸熱通道和 進(jìn)出口，管內(nèi)為傳熱工質(zhì)的吸熱通道，管間為內(nèi)燃機(jī)廢氣的傳熱通道。
本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器15采用SFK系列浮動(dòng)式盤管換熱器， 在該換熱器上設(shè)有內(nèi)燃機(jī)循環(huán)冷卻液的傳熱通道和進(jìn)出口以及傳熱工質(zhì)的吸 熱通道和進(jìn)出口，管內(nèi)為傳熱工質(zhì)的吸熱通道，管外為內(nèi)燃機(jī)循環(huán)冷卻液的傳 熱通道。
本實(shí)用新型中的向心式透平機(jī)2為特殊設(shè)計(jì)的小型透平機(jī)，它設(shè)有高壓蒸 汽進(jìn)口和低壓蒸汽出口 。風(fēng)冷冷凝器1設(shè)有氣態(tài)傳熱工質(zhì)進(jìn)口和液態(tài)傳熱工質(zhì) 出口。
本實(shí)用新型中各設(shè)備的連接關(guān)系如下
內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7 (RV—03系列管殼式換熱器)的內(nèi)燃機(jī)廢氣進(jìn)口 通過管路與車用內(nèi)燃機(jī)11的高溫廢氣出口 IO相連，內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7 的廢氣出口通過管路與內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器(圖中只示出了排氣消聲器的接口 5) 相連，內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7的傳熱工質(zhì)進(jìn)口通過管路與內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱 回收器15的傳熱工質(zhì)出口相連，內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7的傳熱工質(zhì)出口通 過管路6與向心式透平機(jī)2的高壓蒸汽進(jìn)口相連。
內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器15 (SFK系列浮動(dòng)式盤管換熱器)的循環(huán)冷卻液 進(jìn)口通過管路與車用內(nèi)燃機(jī)11的循環(huán)冷卻液出口 12相連，內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱 回收器15的循環(huán)冷卻液出口通過管路與內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器14相連，內(nèi)燃機(jī) 冷卻液余熱回收器15的傳熱工質(zhì)進(jìn)口通過管路17與風(fēng)冷冷凝器1的液態(tài)傳熱 工質(zhì)出口相連。
向心式透平機(jī)2的低壓蒸汽出口通過管路與風(fēng)冷冷凝器1的氣態(tài)傳熱工質(zhì)
進(jìn)口相連，向心式透平機(jī)2還與車用空調(diào)壓縮機(jī)3傳動(dòng)相連，車用空調(diào)壓縮機(jī) 3通過車用空調(diào)系統(tǒng)接口 4連接車用空調(diào)系統(tǒng)。
本實(shí)施例在內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器15的傳熱工質(zhì)進(jìn)口與風(fēng)冷冷凝器1 的液態(tài)傳熱工質(zhì)出口之間的連接管路17上串聯(lián)有加壓泵16，本實(shí)施例的加壓 泵采用尼可尼系列漩渦泵(型號(hào)ac220-110-250c)。該加壓泵16將由風(fēng)冷冷凝 器1出來的液態(tài)傳熱工質(zhì)加壓后送往內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器15，以維持傳熱 工質(zhì)的循環(huán)動(dòng)力并有利于在經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7后產(chǎn)生高壓蒸汽。
本實(shí)施例在內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7的內(nèi)燃機(jī)廢氣進(jìn)口與車用內(nèi)燃機(jī)11 的高溫廢氣出口 10之間的連接管路上串聯(lián)有電動(dòng)三通閥9 (PN6—40型)，該 三通閥9的另一出口通過排氣旁通管8與內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器7的內(nèi)燃機(jī)廢 氣出口管相連。
本實(shí)施例在內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器15的循環(huán)冷卻液進(jìn)口與車用內(nèi)燃機(jī) 11的循環(huán)冷卻液出口 12之間的連接管路上串聯(lián)有另一電動(dòng)三通閥9，該三通 閥9的另一出口通過冷卻液旁通管13與內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器14的循環(huán)冷卻液 進(jìn)口管相連。
本實(shí)用新型的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)11啟動(dòng) 后，其高溫廢氣通過排氣管10和電動(dòng)三通閥9進(jìn)入管殼式換熱器7的管間， 加熱通過其管內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)，然后再通過排氣消聲器接口 5排空。如果發(fā)動(dòng)機(jī) 11的冷卻液溫度過高，需要散熱，那么與冷卻液循環(huán)出口 12連通的電動(dòng)三通 閥9在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度控制開關(guān)控制下，關(guān)閉冷卻液旁通管13，高溫冷卻液即進(jìn)入 盤管換熱器15，加熱其內(nèi)的水。盤管換熱器15的出水經(jīng)管路進(jìn)入冷卻液散熱 器14流回發(fā)動(dòng)機(jī)1，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。有機(jī)工質(zhì)吸收熱量后迅速氣化，產(chǎn)生大 于lMPa的蒸汽壓力，高壓蒸汽在壓力的作用下順著有機(jī)工質(zhì)蒸汽供汽管6進(jìn) 入向心式透平機(jī)內(nèi)膨脹做功，產(chǎn)生扭矩并推動(dòng)車用空調(diào)壓縮機(jī)3旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生制冷 循環(huán)，并通過車載空調(diào)系統(tǒng)接口 4將冷能送入車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)。溫度降低后的 低壓蒸氣從向心式透平機(jī)的排氣口排出，經(jīng)管路進(jìn)入風(fēng)冷冷凝器1冷凝，低壓 蒸氣經(jīng)冷凝后由氣態(tài)變成液態(tài)，體積縮小，在漩渦泵16的作用下經(jīng)管路進(jìn)入 盤管式換熱器15和管殼式換熱器7，待溫度升高后經(jīng)由有機(jī)工質(zhì)蒸汽供汽管6 再次進(jìn)入向心式透平機(jī)2做功，推動(dòng)制冷壓縮機(jī)3旋轉(zhuǎn)，如此循環(huán)不斷。
權(quán)利要求1、一種車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，安裝在汽車內(nèi)并與車用空調(diào)壓縮機(jī)、車用內(nèi)燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器及內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器分別相連，其特征在于所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)包括內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器、內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器、向心式透平機(jī)、風(fēng)冷冷凝器和相應(yīng)連接管路，內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器設(shè)有內(nèi)燃機(jī)廢氣的傳熱通道和進(jìn)出口以及傳熱工質(zhì)的吸熱通道和進(jìn)出口，內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器設(shè)有內(nèi)燃機(jī)循環(huán)冷卻液的傳熱通道和進(jìn)出口以及傳熱工質(zhì)的吸熱通道和進(jìn)出口，向心式透平機(jī)設(shè)有高壓蒸汽進(jìn)口和低壓蒸汽出口，風(fēng)冷冷凝器設(shè)有氣態(tài)傳熱工質(zhì)進(jìn)口和液態(tài)傳熱工質(zhì)出口；所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器的內(nèi)燃機(jī)廢氣進(jìn)口通過管路與車用內(nèi)燃機(jī)的高溫廢氣出口相連，其內(nèi)燃機(jī)廢氣出口通過管路與內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器相連，其傳熱工質(zhì)進(jìn)口通過管路與內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的傳熱工質(zhì)出口相連，其傳熱工質(zhì)出口通過管路與向心式透平機(jī)的高壓蒸汽進(jìn)口相連；所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的循環(huán)冷卻液進(jìn)口通過管路與車用內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)冷卻液出口相連，其循環(huán)冷卻液出口通過管路與內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器相連，其傳熱工質(zhì)進(jìn)口通過管路與風(fēng)冷冷凝器的液態(tài)傳熱工質(zhì)出口相連；所述的向心式透平機(jī)的低壓蒸汽出口通過管路與風(fēng)冷冷凝器的氣態(tài)傳熱工質(zhì)進(jìn)口相連，向心式透平機(jī)還與車用空調(diào)壓縮機(jī)傳動(dòng)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的傳熱工質(zhì)進(jìn)口與風(fēng)冷冷凝器的液態(tài)傳熱工 質(zhì)出口之間的連接管路上串聯(lián)有加壓泵，該加壓泵將由風(fēng)冷冷凝器出來的液態(tài) 傳熱工質(zhì)加壓后送往內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器的內(nèi)燃機(jī)廢氣進(jìn)口與車用內(nèi)燃機(jī)的高溫廢氣出 口之間的連接管路上串聯(lián)有電動(dòng)三通閥，三通閥的另一出口通過排氣旁通管與 內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器的內(nèi)燃機(jī)廢氣出口管相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器的循環(huán)冷卻液進(jìn)口與車用內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)冷卻 液出口之間的連接管路上串聯(lián)有電動(dòng)三通閥，三通閥的另一出口通過冷卻液旁 通管與內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器的循環(huán)冷卻液進(jìn)口管相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器為管殼式換熱器，管內(nèi)為傳熱工質(zhì)的吸熱通道， 管間為內(nèi)燃機(jī)廢氣的傳熱通道。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述的內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器為盤管式換熱器，管內(nèi)為傳熱工質(zhì)的吸熱通 道，管外為內(nèi)燃機(jī)循環(huán)冷卻液的傳熱通道。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述的加壓泵為漩渦泵。
專利摘要一種車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收利用機(jī)構(gòu)，與車用空調(diào)壓縮機(jī)、車用內(nèi)燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器及內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器分別相連，包括內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器、內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器、向心式透平機(jī)、風(fēng)冷冷凝器和相應(yīng)連接管路。內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器連接在車用內(nèi)燃機(jī)與內(nèi)燃機(jī)冷卻液散熱器之間，內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器連接在車用內(nèi)燃機(jī)與內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器之間，向心式透平機(jī)、風(fēng)冷冷凝器、內(nèi)燃機(jī)冷卻液余熱回收器和內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱回收器串聯(lián)成傳熱工質(zhì)的循環(huán)回路。本實(shí)用新型省去了現(xiàn)有技術(shù)中所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分用來驅(qū)動(dòng)車用空調(diào)壓縮機(jī)的功率，因而減少了能耗，節(jié)約了能源和汽車的運(yùn)營(yíng)成本。
文檔編號(hào)F02G5/04GK201074559SQ200720070690
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者王石柱 申請(qǐng)人:上海毅知實(shí)業(yè)有限公司