[发明专利]变蒸发器面积的发动机排气余热回收有机朗肯循环系统

权利要求书

1.变蒸发器面积的发动机排气余热回收有机朗肯循环系统，利用采用有机工质的朗肯循环来吸收发动机工作时排气携带的余热，利用膨胀机将高焓工质膨胀过程中的焓变转换为有用功输出,带动发电机发电，利用控制系统实现发动机不同工况下排气余热利用的最大化；其特征在于：

所述的有机朗肯循环，工质泵(12)的出口与蒸发器(4)的入口通过管道相连，蒸发器(4)的出口同时与开关控制阀(28)和开关控制阀(29)的入口相连，开关控制阀(28)的出口与蒸发器(5)的入口相连，蒸发器(5)的出口同时与开关控制阀(26)和开关控制阀(27)的入口相连，开关控制阀(26)的出口与蒸发器(6)的入口相连，蒸发器(6)的出口与开关控制阀(25)的入口相连，开关控制阀(25)、开关控制阀(27)、开关控制阀(29)的出口同时与膨胀机(7)的入口相连，膨胀机(7)的出口与冷凝器(9)的入口相连，冷凝器(9)的出口与工质泵(12)的入口相连；调节电机(13)与工质泵(12)相连并驱动其运转，压力调节阀(14)与工质泵(12)并联，用于限制有机朗肯循环回路的最高蒸发压力，膨胀机(7)与发电机(8)相连，带动其发电，冷凝器风扇(10)安装在冷凝器(9)的正前方，由与其同轴的冷凝器风扇调节电机(11)驱动；

所述的蒸发器为管翅式热交换器，蒸发器(6)、蒸发器(5)和蒸发器(4)的管侧流体为有机工质，壳侧流体为来自发动机的高温排气，蒸发器(6)的壳侧入口通过管道与发动机涡轮(3)的排气口相连，蒸发器(5)的壳侧入口与蒸发器(6)的壳侧出口通过管道相连，蒸发器(4)的壳侧入口与蒸发器(5)的壳侧出口通过管道相连，蒸发器(4)的壳侧出口通过管道与大气环境相通，在蒸发器(6)的排气入口前的管道上串接排气常开开关阀(23)，在排气常开开关阀(23)的入口前的管道上的旁路排气管上串接排气常闭开关阀(24)。

2.根据权利要求1所述的变蒸发器面积的发动机排气余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于：所述的控制系统，由发动机转速传感器(18)，油门位置传感器(19)，起动开关(17)，大气环境温度传感器(16)，排气管出口尾气温度传感器(20)，有机工质冷凝温度传感器(21)，有机工质过热温度传感器(22)，排气常开开关阀(23),排气常闭开关阀(24)，开关控制阀(25)，开关控制阀(26)，开关控制阀(27)，开关控制阀(28)，开关控制阀(29)，有机朗肯循环回路调节电机(13),冷凝器风扇调节电机(11)与控制单元(15)通过线束相连组成；排气管出口尾气温度传感器(20)安装在蒸发器(4)的壳侧出口的管道上，有机工质过热温度传感器(22)安装在膨胀机(7)入口侧的管道上，冷凝温度传感器(21)安装在冷凝器(9)出口侧的管道上。

3.根据权利要求1所述的变蒸发器面积的发动机排气余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于：所述的电控单元包括：电源电路、主单片机电路、模拟量输入电路、数字量输入电路、复位电路、时钟电路、电机驱动电路、开关驱动电路和通讯电路。

4.根据权利要求3所述的变蒸发器面积的发动机排气余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于：所述的模拟量输入电路对油门位置传感器（19）、排气管出口尾气温度传感器(20)、有机工质过热温度传感器(22)、有机工质冷凝温度传感器(21)和大气环境温度传感器(16)输出的模拟量进行信号调理；数字量输入电路对发动机转速传感器(18)和起动开关（19）输出的数字量进行信号调理；模拟量输入电路的输出端与主单片机电路中的单片机的模拟量采集端口连接；数字量输入电路输出端与主单片机电路中的单片机的数字输入输出端口连接。