CN105980667A - 废热回收设备 - Google Patents

Abstract

一种废热回收设备，包括热交换器、膨胀器、冷凝器、第一罐、回流部分、第一通道部分和第二通道部分。热交换器构造成产生蒸汽。膨胀器构造成将所产生的蒸汽的热能回收为动力。冷凝器构造成使经过膨胀器的蒸汽冷凝。冷凝器的入口部分布置在膨胀器的出口部分的上方。第一罐构造成储存被冷凝器液化的工作流体。回流部分构造成使第一罐中的液态工作流体回流到热交换器。第一通道部分将膨胀器的出口部分和冷凝器的入口部分相互连接。第二通道部分将第一通道部分和第一罐相互连接。

Description

废热回收设备

发明背景

技术领域

本发明涉及一种废热回收设备。

背景技术

已知这样的废热回收设备，所述废热回收设备利用来自热源的热量蒸发工作流体、产生蒸汽并且将所产生的蒸汽的热能回收为动力。例如日本专利申请公报No.2001-174166(JP 2001-174166A)、日本实用新型申请公报No.2011-149386(JP 2011-149386A)和日本实用新型申请公报No.2010-285893(JP 2010-285893A)中公开这样的废热回收设备。JP 2001-174166A公开了一种安装在车辆上的兰金循环(rankine cycle)系统。JP 2001-174166A的附图公开了一个示例，在所述示例中，冷凝器的入口部分布置在膨胀器的出口部分的上方。JP 2011-149386A公开了一种兰金循环系统，所述兰金循环系统促进膨胀器的预热并且避免蒸汽在膨胀器中冷凝。JP 2010-285893A公开了一种废热回收设备，在所述废热回收设备中，冷凝器布置在涡轮的下方。

发明内容

在废热回收设备中，经过膨胀器的蒸汽被冷凝器冷凝。如上所述，冷凝器的入口部分可以布置在膨胀器的出口部分的上方，并且在经过膨胀器的同时变为低温低压蒸汽的蒸汽由于进一步的温度降低而可能会在进入冷凝器之前被冷凝。因此，在具有这种构造的废热回收设备中，冷凝的工作流体可能会积聚在膨胀器的出口部分附近，并且可能会侵入到膨胀器中。结果，这会致使膨胀器的输出减小。

本发明提供一种废热回收设备，所述废热回收设备能够防止或抑制由于膨胀器的出口部分和冷凝器的入口部分的布置而引起的膨胀器输出减小。

根据本发明的一个方面的废热回收设备包括热交换器、膨胀器、冷凝器、第一罐、回流部分、第一通道部分和第二通道部分。热交换器构造成利用来自热源的热蒸发工作流体并产生蒸汽。膨胀器构造成将所产生的蒸汽的热能回收为动力。冷凝器构造成使经过膨胀器的蒸汽冷凝。冷凝器的入口部分布置在膨胀器的出口部分的上方。第一罐构造成储存被冷凝器液化的工作流体。回流部分构造成使第一罐中的被液化的工作流体回流到热交换器。第一通道部分将膨胀器的出口部分和冷凝器的入口部分相互连接。第二通道部分将第一通道部分和第一罐相互连接。

在根据上述方面的废热回收设备中，第一通道部分可以经由比膨胀器的出口部分低的位置连接到冷凝器的入口部分。第二通道部分可以连接到第一通道部分的比膨胀器的出口部分低的一部分。

在根据上述方面的废热回收设备中，第二通道部分可以连接到第一通道部分的最低部分。

在根据上述方面的废热回收设备中，第一通道部分的与第二通道部分相连的部分可以是构造成储存被液化的工作流体的第二罐。

根据上述方面的废热回收设备还可以包括布置在第二通道部分中的冷却器，所述冷却器构造成通过热交换来冷却流过第二通道部分的工作流体。

在根据上述方面的废热回收设备中，冷却器可以在流过第二通道部分的工作流体和流过回流部分的工作流体之间执行热交换。

根据上述方面的废热回收设备还可以包括加热器，所述加热器构造成通过热交换来加热在经过冷却器之后流过回流部分的工作流体。

在根据上述方面的废热回收设备中，第二通道部分的通道横截面面积可以小于第一通道部分的一部分的通道横截面面积，所述第一通道部分的所述一部分位于所述第一通道部分的与第二通道部分相连的部分的下游侧。

根据上述方面的废热回收设备还可以包括限制阀，所述限制阀构造成限制工作流体的蒸汽在第二通道部分中流动。

在根据上述方面的废热回收设备中，限制阀可以根据第一通道部分中的被液化的工作流体的储存量来操作。

在根据上述方面的废热回收设备中，限制阀可以是浮阀，所述浮阀通过比重比被液化的工作流体的比重小的浮子来操作，所述浮阀布置在第一通道部分中。

在根据上述方面的废热回收设备中，热交换器可以是内燃机，并且废热回收设备可以布置在车辆中。

根据本发明，可以防止或抑制膨胀器由于膨胀器的出口部分和冷凝器的入口部分的布置而导致的输出减小。

附图说明

以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：

图1是根据第一实施例的废热回收设备的示意性构造简图；

图2是示出了压力比和涡轮输出比之间的关系的一个示例的视图；

图3是冷凝器的解释性视图；

图4是示出了饱和蒸汽压力和冷凝温度之间的关系的视图；

图5是根据第二实施例的废热回收设备的示意性构造简图；

图6是根据第三实施例的废热回收设备的示意性构造简图；

图7是根据第四实施例的废热回收设备的示意性构造简图；

图8是根据第五实施例的废热回收设备的示意性构造简图；和

图9是示出了第一实施例的一个修改示例的视图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施例。

图1是废热回收设备1A的示意性构造简图。由虚线所示的管路主要是蒸汽流动所通过的管路。由实线所示的管路主要是液态工作流体流动所通过的管路。在管路中还示出了工作流体的流动方向。在图1中，还在圆括号中示出了在各个部分处的工作流体的温度和压力。废热回收设备1A设有内燃机2、气液分离器3、过热器4、涡轮5、冷凝器6、罐7、泵8、9、罐10、冷却器11和通道部分21、22、23。废热回收设备1A布置在车辆50中。

内燃机2是热交换器的一个示例，所述热交换器利用来自热源的热量来使工作流体蒸发并且产生蒸汽。具体地，热源是燃烧气体。具体地，工作流体是用于内燃机2的冷却剂。在内燃机2中产生的蒸汽经由出口部分2b从内燃机2排出。排出的蒸汽被供给到气液分离器3。

工作流体经由气液分离器3的入口部分3a流入气液分离器3中。气液分离器3将从内燃机2供给的工作流体分成蒸汽和液态工作流体。分离出的蒸汽经由气液分离器3的出口部分3b从气液分离器3排出。入口部分3a和出口部分3b布置在气液分离器3的上部部分中。入口部分3a是气液分离器3的第一入口部分，并且出口部分3b是气液分离器3的第一出口部分。

从气液分离器3排出的蒸汽被供给到过热器4。蒸汽经由过热器4的入口部分4a流入过热器4。过热器4使蒸汽过热。过热的蒸汽经由过热器4的出口部分4b从过热器4排出。出口部分4b布置在入口部分4a上方。排出的蒸汽被供给到涡轮5。

蒸汽经由涡轮5的入口部分5a被喷射到涡轮5中。涡轮5是膨胀器的一个示例，所述膨胀器将所产生的蒸汽的热能回收为动力。在回收热能之后，蒸汽经由涡轮5的出口部分5b从涡轮5排出。从涡轮5排出的蒸汽被供给到冷凝器6。蒸汽经由冷凝器6的入口部分6a流入冷凝器6。

冷凝器6是使经过涡轮5的蒸汽凝结的冷凝器的一个示例。液化的工作流体经由冷凝器6的出口部分6b从冷凝器6排出。出口部分6b布置在入口部分6a的下方。冷凝器6布置成用于使工作流体向下流动。因此，在冷凝器6中，可以通过重力将液化的工作流体导引到出口部分6b。后面将详细地描述将冷凝器6布置成用于使工作流体向下流动的原因。

出口部分6b连接到罐7的入口部分7a。入口部分7a布置在出口部分6b的下方。可以通过重力将被冷凝器6液化的工作流体从出口部分6b导引到入口部分7a。入口部分7a是罐7的第一入口部分并且布置在罐7的上部部分中。被冷凝器6液化的工作流体经由入口部分7a流入罐7。

罐7是第一罐并且储存被冷凝器6液化的工作流体。液态工作流体经由罐7的出口部分7b从罐7排出。出口部分7b布置在罐7的下部部分中。出口部分7b通向罐7的底壁部分。优选的是出口部分7b通向罐7的底壁部分，但是出口部分7b也可以通向罐7的侧壁部分。出口部分7b连接到泵8的入口部分8a。入口部分8a布置在出口部分7b的下方。可以通过重力将储存在罐7中的液态工作流体从出口部分7b导引到入口部分8a。

泵8是第一泵并且将来自罐7的液态工作流体供给到气液分离器3。泵9是第二泵并且将储存在气液分离器3中的液态工作流体供给到内燃机2。通过泵9供给的工作流体经由内燃机2的入口部分2a流入内燃机2。在内燃机2中执行沸腾冷却，以便产生蒸汽。

通道部分21是第一通道部分并且设有管路21a、管路21b和罐10。通道部分21将涡轮5和冷凝器6相互连接。具体地，管路21a将出口部分5b和罐10的入口部分10a相互连接。管路21b将入口部分6a和罐10的出口部分10b相互连接。管路21a从出口部分5b向下延伸。管路21a在管路21a从罐10向上延伸的状态下连接到出口部分5b。管路21b在管路21b从罐10向上延伸的状态下连接到入口部分6a。通道部分21经由比出口部分5b低的位置连接到入口部分6a。

罐10是第二罐并且储存液态工作流体。入口部分10a和出口部分10b布置在罐10的上部部分中。出口部分10c布置在罐10的下部部分中。出口部分10b是罐10的第一出口部分，并且出口部分10c是罐10的第二出口部分。出口部分10c通向罐10的底壁部分。优选的是出口部分10c通向罐10的底壁部分，但是出口部分10c也可以通向罐10的侧壁部分。

通道部分22是第二通道部分并且设有管路22a、管路22b和冷却器11。通道部分22将罐10和罐7相互连接。具体地，管路22a将出口部分10c和冷却器11的入口部分11aa相互连接。管路22b将冷却器11的出口部分11ab和罐7的入口部分7c相互连接。入口部分11aa是冷却器11的热交换通道部分11a的入口部分，并且出口部分11ab是冷却器11的热交换通道部分11a的出口部分。入口部分7c是罐7的第二入口部分并且布置在罐7的上部部分中。

通道部分23是回流部分并且使罐7中的液态工作流体回流到内燃机2。通道部分23设有管路23a、管路23b、管路23c、管路23d、泵8、冷却器11和泵9。通道部分23将罐7和内燃机2相互连接。具体地，管路23a将出口部分7b和入口部分8a相互连接。管路23b将泵8的出口部分8b和冷却器11的入口部分11ba相互连接。管路23c将冷却器11的出口部分11bb和气液分离器3的入口部分3c相互连接。管路23d将气液分离器3的出口部分3d和泵9的入口部分9a相互连接。泵9的出口部分9b直接连接到内燃机2的入口部分2a。

入口部分11ba是冷却器11的热交换通道部分11b的入口部分。出口部分11bb是冷却器11的热交换通道部分11b的出口部分。入口部分3c是气液分离器3的第二入口部分。出口部分3d是气液分离器3的第二出口部分。入口部分3c和出口部分3d布置在气液分离器3的下部部分中。

冷却器11布置在通道部分22中。具体地，冷却器11的热交换通道部分11a布置在通道部分22中。因此，具体地，通道部分22设有冷却器11的热交换通道部分11a。冷却器11也布置在通道部分23中。具体地，冷却器11的热交换通道部分11b布置在通道部分23中。因此，具体地，通道部分23设有冷却器11的热交换通道部分11b。热交换通道部分11a是第一热交换通道部分，并且热交换通道部分11b是第二热交换通道部分。

冷却器11通过热交换来冷却流过通道部分22的工作流体。具体地，冷却器11在流过热交换通道部分11a的工作流体和流过热交换通道部分11b的工作流体之间执行热交换。因此，冷却器11在流过通道部分22的工作流体和流过通道部分23的工作流体之间执行热交换。

罐10构成通道部分21的与通道部分22相连的一部分。罐10定位在出口部分5b的下方。因此，通道部分22连接到通道部分21的比出口部分5b低的一部分。罐10也构成通道部分21的最低部分。因此，通道部分22连接到通道部分21的最低部分。罐10定位在罐7上方。

管路21b构成通道部分21的位于罐10(罐10是通道部分21的与通道部分22相连的一部分)的下游侧的一部分。管路22a的通道横截面面积小于管路21b的通道横截面面积。管路21b的通道横截面面积、管路22a的通道横截面面积和管路22b的通道横截面面积中的每个都可以是恒定的。管路22b的通道横截面面积可以等于管路22a的通道横截面面积。通道部分22在任何一个或多个部分处的通道横截面面积可以小于管路21b的通道横截面面积最小的一部分的通道横截面面积。

以下公式(1)和公式(2)描述了工作流体的温度T1至温度T7的主要的温度高低关系。公式(3)描述了工作流体的压力P1至压力P7的主要的压力高低关系。在下文中，在某些情况下，将被液化的工作流体和液态工作流体简称为液体。

T6＜T7＜T1＜＜T2...(1)

T2＞＞T3＞＞T4...(2)

温度T1和压力P1描述了从内燃机2流入气液分离器3的工作流体的状态(即，温度和压力)。温度T2和压力P2描述了流入涡轮5的蒸汽的状态。温度T3和压力P3描述了罐10中的蒸汽的状态。温度T4和压力P4描述了从冷凝器6流入罐7的液体的状态。温度T5和压力P5描述了从冷却器11流入罐7的液体的状态。温度T6和压力P6描述了从泵8流入冷却器11的液体的状态。温度T7和压力P7描述了从冷却器11流入气液分离器3的液体的状态。

在涡轮5和冷凝器6之间，蒸汽在通道部分21的低温部分中被冷却。低温部分例如是管路21b的通道壁面。结果，蒸汽马上要流入冷凝器6时具有温度T3’和压力P3’。温度T3’和压力P3’低于罐10中的蒸汽的温度T3和压力P3。

如上所述，蒸汽在通道部分21中被冷却。结果，被冷却的蒸汽可以凝结。液化的工作流体会由于出口部分5b和入口部分6a的布置而从通道部分21侵入到涡轮5中。具体地，例如，在管路在从出口部分5b向上延伸的状态下连接到入口部分6a的情况下，液化的工作流体可能会从通道部分21侵入到涡轮5中。当液化的工作流体从通道部分21侵入到涡轮5中时，妨碍了涡轮5的叶片的旋转。因此，液体从通道部分21侵入到涡轮5中导致涡轮5的输出减小。

鉴于此，废热回收设备1A设有通道部分22，所述通道部分22将通道部分21和罐7相互连接。在这种情况下，废热回收设备1A允许从通道部分21排出液体。因此，废热回收设备1A可以防止或抑制涡轮5的输出减小，所述涡轮5的输出减小可归因于出口部分5b和入口部分6a的布置。

液体由于重力而向下流动。因此，可以说，在通道部分21的比出口部分5b低的部分处捕获将要从通道部分21侵入到涡轮5中的液体。鉴于此，具体地，废热回收设备1A构造成使通道部分21经由比出口部分5b低的位置连接到入口部分6a并且使通道部分22连接到作为上述部分的罐10。在这种情况下，废热回收设备1A允许捕获将要从通道部分21侵入到涡轮5中的液体。

更具体地，在这种情况下，优选的是，废热回收设备1A构造成使通道部分21在通道部分21从作为上述部分的罐10向上延伸的状态下连接到出口部分5b和入口部分6a中的至少任意一个。优选的是，废热回收设备1A构造成使作为上述部分的罐10定位在罐7的上方。

在通道部分21在通道部分21从作为上述部分的罐10向上延伸的状态下连接到出口部分5b的情况下，通道部分22可以捕获从气液分离器3经由过热器4和涡轮5流入通道部分21的液体。在内燃机2的负荷快速变化的情况下，可能会发生液体的流入。在通道部分21在通道部分21从作为上述部分的罐10向上延伸的状态下连接到入口部分6a的情况下，通道部分22可以捕获在管路21b中液化的工作流体。

在通道部分21在通道部分21从作为上述部分的罐10向上延伸的状态下连接到出口部分5b和入口部分6a中的每一个的情况下，通道部分22可以捕获从气液分离器3流入通道部分21的液体和在管路21b中液化的工作流体。因此，优选的是，废热回收设备1A具有上述构造。而且，在这种情况下，罐10构成通道部分21的最低部分。在作为上述部分的罐10定位在罐7的上方的情况下，可以通过重力将液体从罐10导引到罐7。

可以说，作为通道部分21的最低部分的罐10是可能会积聚工作流体的部件。鉴于此，具体地，废热回收设备1A构造成将通道部分22连接到作为最低部分的罐10。在这种情况下，废热回收设备1A恰当地允许从通道部分21排出液体。

更具体地，优选的是，在这种情况下，废热回收设备1A构造成将作为最低部分的罐10定位在出口部分5b的下方。而且，优选的是，废热回收设备1A构造成将作为最低部分的罐10定位在罐7的上方。而且，优选的是，废热回收设备1A构造成使通道部分21在通道部分21从作为最低部分的罐10向上延伸的状态下连接到出口部分5b和入口部分6a中的至少任意一个。

具体地，废热回收设备1A构造成使通道部分21的与通道部分22连接的部分成为储存液态工作流体的罐10。在这种情况下，废热回收设备1A可以将储存在罐10中的液体排出到罐7。结果，可以在防止或抑制蒸汽流入通道部分22的同时，从通道部分21排出液体。更具体地，在这种情况下，优选的是，废热回收设备1A构造成使罐10具有与作为上述最低部分的罐10类似的构造。

具体地，废热回收设备1A构造成设有冷却器11，所述冷却器11通过热交换来冷却流过通道部分22的工作流体。在这种情况下，废热回收设备1A可以防止或抑制罐7中的温度和压力升高。结果，可以防止或抑制涡轮5的输出减小。后面将说明由于罐7中的温度和压力升高而导致涡轮5的输出减小的原因。

具体地，废热回收设备1A构造成使冷却器11在流过通道部分22的工作流体和流过通道部分23的工作流体之间执行热交换。在这种情况下，废热回收设备1A可以使回流到内燃机2的工作流体的温度升高。结果，内燃机2中的蒸汽产生量增大，以便于提高涡轮5的输出。

具体地，废热回收设备1A构造成使管路22a的通道横截面面积小于管路21b的通道横截面面积。换言之，废热回收设备1A构造成使通道部分22的通道横截面面积小于通道部分21的位于罐10(罐10为通道部分21的与通道部分22相连的部分)的下游侧的部分的通道横截面面积。在这种情况下，废热回收设备1A可以在蒸汽可能流过通道部分21和通道部分22的情况下抑制蒸汽流入通道部分22。由于废热回收设备1A可以抑制蒸汽流入通道部分22，所以可以防止或抑制罐7中的温度和压力升高。结果，可以防止或抑制涡轮5的输出减小。

具体地，废热回收设备1A布置在车辆50中，并且具有作为产生蒸汽的热交换器的内燃机2。在这种情况下，由于车辆50中的安装空间的限制，入口部分6a布置在出口部分5b的上方的可能性增大。因此，废热回收设备1A适于这种情况。

如上所述，冷凝器6布置成用于使工作流体向下流动。由于罐7中的温度和压力升高，涡轮5的输出减小。下文中，将详细地说明这种现象的原因，为此，将首先说明压力比Pi/Po和涡轮5的输出之间的关系。压力比Pi/Po是在高压侧涡轮入口压力Pi和低压侧涡轮出口压力Po之间的压力比，其中涡轮出口压力Po是分母。

这里，如果在涡轮5中产生更大的输出，则必需增大压力比Pi/Po。然而，涡轮出口压力Po初始是较小的。这是因为涡轮出口压力Po源自于冷凝器6的内部压力。具体地，由于凝结而体积显著减小的工作流体在冷凝器6中产生低压状态。涡轮出口压力Po源自于以这种方式产生低压状态的冷凝器6的内部压力，并且因此初始是较小的。

因此，即使当涡轮出口压力Po轻微地升高时，压力比Pi/Po也显著减小。结果，涡轮5的输出显著减小。具体地，压力比Pi/Po和涡轮5的输出之间的关系例如是如下所述的关系。

图2是示出了压力比Pi/Po和涡轮输出比之间的关系的一个示例的视图。图2示出了在内燃机2处于中等负荷操作的情况下的上述关系示例。箭头A示出了涡轮出口压力Po升高的变化方向。点B示出了基准条件下的压力比Pi/Po和涡轮输出比。涡轮输出比是通过将涡轮5的输出除以基准条件下的涡轮5的输入而得到的值。因此，点B示出的涡轮输出比是1。如图2中所示，当涡轮出口压力Po升高时，涡轮输出比减小。换言之，涡轮5的输出减小。

接下来，基于以上内容，将参照图3说明将冷凝器6布置成使工作流体向下流动的原因。图3是冷凝器6的解释性视图。为了便于说明，图3中示出了液体保留在冷凝器6中的状态。如图3所示，在冷凝器6中布置有冷却通道部分6c。通过布置在冷却通道部分6c周围的散热片来冷却所述冷却通道部分6c。在入口部分6a侧上，冷却通道部分6c的通道壁面直接冷却蒸汽。结果，蒸汽大量地(actively)凝结在入口部分6a侧上。通过冷凝产生的液体沿着冷却通道部分6c的通道壁面朝向出口部分6b运动。

然而，当从冷凝器6排出的液体被阻滞(delay)时，液体从出口部分6b侧朝向入口部分6a侧逐渐地滞留在冷却通道部分6c中。在滞留液体的部分处，冷却通道部分6c的通道壁面和蒸汽之间的传热阻力增大。因此，当从冷凝器6排出的液体被阻滞时，冷凝器6的冷却性能从出口部分6b侧朝向入口部分6a侧逐渐地降低。

鉴于此，冷凝器6布置在废热回收设备1A中，以使工作流体向下流动，由此通过重力促使液体从冷凝器6排出，并且防止或抑制冷凝器6的冷却性能降低。当防止或抑制了冷凝器6的冷却性能降低时，能够防止或抑制冷凝器6的内部压力升高。因此，防止或抑制涡轮出口压力Po升高。结果，防止或抑制涡轮5的输出减小。

在以这种方式布置冷凝器6的情况下，与车辆50中的安装空间的限制一起进一步增大了将入口部分6a布置在出口部分5b的上方的可能性。因此，废热回收设备1A尤其适于以下情况：废热回收设备1A布置在车辆50中，并且具有作为产生蒸汽的热交换器的内燃机2，其中，冷凝器6布置成使工作流体向下流动。

涡轮5的输出由于罐7中的温度和压力升高而减小的原因如下。冷凝器6与罐7内部连通。因此，罐7中的温度和压力的升高致使冷凝器6的内部压力升高。冷凝器6的内部压力的升高致使涡轮出口压力Po升高。结果，涡轮5的输出减小。或者，当罐7中的温度和压力升高时，阻止液体从冷凝器6排出。结果，冷凝器6的冷却性能降低并且冷凝器6的内部压力升高。因此，涡轮5的输出减小。具体地，在高温液体流入罐7的情况下，罐7中的温度和压力按照如下方式升高。

图4是示出了饱和蒸汽压力和冷凝温度之间的关系的视图。区域C示出了冷凝器6的正常操作区域。箭头A是如上所述的箭头A。当高温液体从罐10流入罐7时，储存在罐7中的液体的温度升高。结果，罐7中的饱和蒸汽压力增大。如上所述，例如，罐7中的以这种方式增大的饱和蒸汽压力致使涡轮出口压力Po升高。

罐7中的温度和压力的升高可归因于从通道部分21排出的液体和蒸汽。从通道部分21排出蒸汽可归因于从通道部分21排出液体。从通道部分21排出液体可归因于出口部分5b和入口部分6a的布置。因此，涡轮5的输出由于罐7中的温度和压力升高而减小可归因于出口部分5b和入口部分6a的布置。

图5是废热回收设备1B的示意性构造简图。除了废热回收设备1B还设有节流阀31以外，废热回收设备1B与废热回收设备1A基本相同。节流阀31布置在通道部分22中。具体地，节流阀31布置成插置在管路22a中。节流阀31是限制通道部分22中的工作流体的蒸汽流动的限制阀的一个示例。在废热回收设备1B中，在蒸汽可能流过通道部分21和通道部分22的情况下，节流阀31抑制蒸汽流入通道部分22。因此，废热回收设备1B可以防止或抑制罐7中的温度和压力升高。结果，可以防止或抑制涡轮5的输出减小。

在废热回收设备1B中，通道部分22可以理解为被构造成还设有节流阀31。管路22a的通道横截面面积可以不小于管路21b的通道横截面面积。

图6是废热回收设备1C的示意性构造简图。除了废热回收设备1C还设有电磁阀32和ECU 40以外，废热回收设备1C与废热回收设备1A基本相同。电磁阀32布置在通道部分22中。具体地，电磁阀32布置成插置在管路22a中。电磁阀32是限制阀的一个示例。

ECU 40是电子控制装置。电磁阀32作为控制对象电连接到ECU40。传感器45电连接到ECU 40。传感器45检测通道部分21中的液体储存量。具体地，液体储存量是通道部分21的与通道部分22相连的部分处的液体储存量。因此，具体地，传感器45检测罐10中的液体储存量。传感器45是检测液体储存量的水平的液位传感器。例如，传感器45可以是压力传感器，其检测根据液体储存量变化的压力。

ECU 40基于传感器45的输出来控制电磁阀32。结果，根据通道部分21中的液体储存量来操作电磁阀32。具体地，在通道部分21中的液体储存量小于预定值的情况下，电磁阀32关闭，并且，在通道部分21中的液体储存量大于预定值的情况下，电磁阀32打开。液体储存量是预定值的情况可以包括在以上两种情况中。在这种情况下，废热回收设备1C可以防止蒸汽从罐10流到罐7。在通道部分21中的液体储存量为零的情况下，电磁阀32可以关闭，并且，在通道部分21中的液体储存量不为零的情况下，电磁阀32可以打开。即使在这种情况下，废热回收设备1C也可以防止或抑制蒸汽从罐10流到罐7。

在废热回收设备1C中，通道部分22可以理解为被构造成还设有电磁阀32。管路22a的通道横截面面积可以不小于管路21b的通道横截面面积。例如，废热回收设备1C可以代替电磁阀32而设有流量控制阀。

图7是废热回收设备1D的示意性构造简图。除了废热回收设备1D还设有浮阀33以外，废热回收设备1D与废热回收设备1A基本相同。浮阀33布置在通道部分21中。具体地，浮阀33布置在罐10中。浮阀33布置在出口部分10c中。浮阀33通过浮子33a操作，所述浮子33a的比重小于液体的比重。浮阀33根据通道部分21中的液体储存量来操作。具体地，浮阀33根据罐10中的液体储存量来操作。浮阀33是限制阀的一个示例，并且通过打开或关闭出口部分10c来限制蒸汽在通道部分22中流动。废热回收设备1D可以通过使用浮阀33关闭出口部分10c来防止或抑制蒸汽从罐10流到罐7。

在废热回收设备1D中，通道部分21可以理解为被构造成还设有浮阀33。管路22a的通道横截面面积可以不小于管路21b的通道横截面面积。

图8是废热回收设备1E的示意性构造简图。除了废热回收设备1E还设有加热器12、泵13和通道部分24以外，废热回收设备1E与废热回收设备1A基本相同。可以对废热回收设备1B、1C、1D进行类似的改变。

泵13是油泵。泵13的入口部分13a直接连接到内燃机2的出口部分2d。出口部分2d是发动机机油出口部分。泵13从油盘2e经由出口部分2d抽吸发动机机油。抽吸出的发动机机油通过泵13泵送到通道部分24。入口部分13a可以间接地连接到出口部分2d。通道部分24是油通道部分并且允许发动机机油流动。具体地，通道部分24是管路。通道部分24将泵13的出口部分13b和内燃机2的入口部分2c相互连接。入口部分2c是发动机机油入口部分。发动机机油从入口部分2c供给到内燃机2的各个部分。

加热器12布置在通道部分23中。具体地，加热器12的热交换通道部分12a布置在通道部分23中。热交换通道部分12a是加热器12的第一热交换通道部分，并且布置成插置在管路23c中。管路23c的位于加热器12的上游侧的一部分将入口部分11ba和热交换通道部分12a的入口部分12aa相互连接。管路23c的位于加热器12的下游侧的一部分将入口部分3c和热交换通道部分12a的出口部分12ab相互连接。

加热器12也布置在通道部分24中。具体地，加热器12的热交换通道部分12b布置在通道部分24中。热交换通道部分12b是加热器12的第二热交换通道部分，并且布置成插置在通道部分24中。通道部分24的位于加热器12的上游侧的一部分将出口部分13b和热交换通道部分12b的入口部分12ba相互连接。通道部分24的位于加热器12的下游侧的一部分将入口部分2c和热交换通道部分12b的出口部分12bb相互连接。

加热器12通过热交换来加热在经过冷却器11之后流过通道部分23的工作流体。具体地，加热器12在流过热交换通道部分12a的工作流体和流过热交换通道部分12b的发动机机油之间执行热交换。因此，加热器12在流过通道部分23的工作流体和流过通道部分24的发动机机油之间执行热交换。

废热回收设备1E构造成使加热器12通过热交换来加热在经过冷却器11之后流过通道部分23的工作流体。在这种情况下，废热回收设备1E可以使回流到内燃机2的工作流体的温度升高。结果，内燃机2中的蒸汽产生量增大，以便于提高涡轮5的输出。

具体地，废热回收设备1E构造成使加热器12通过在流过通道部分23的工作流体和流过通道部分24的发动机机油之间执行热交换来加热工作流体。在这种情况下，废热回收设备1E可以同时冷却发动机机油和提高工作流体的温度。结果，可以提高内燃机2的可靠性。具有上述构造的废热回收设备1E是适宜的，原因在于废热回收设备1E可以在执行沸腾冷却以在内燃机2中产生蒸汽的同时对温度可能较高的发动机机油进行冷却。

在废热回收设备1E中，通道部分23可以理解为被构造成还设有加热器12。通道部分24可以理解为被构造成除了设有允许发动机机油流动的管路以外还设有加热器12、泵13和油管路。

上述实施例仅仅是本发明的一些示例。本发明并不局限于此，并且在不脱离在所附权利要求中描述的本发明的精神的范围的情况下能够作出各种修改和变化。

例如，第一通道部分可以具有能够与第二通道部分相连的多个部分。在这种情况下，第二通道部分可以分支成用于连接的多个部分。第一通道部分的与第二通道部分相连的部分可以是倾斜地延伸的管路。在这种情况下，可以在下行阶段捕获液体。第一通道部分的与第二通道部分相连的部分可以例如是如上所述的管路。

图9是示出了废热回收设备1A’的视图，所述废热回收设备1A’是废热回收设备1A的一个修改示例。除了废热回收设备1A’代替通道部分21而设有通道部分21’以外，废热回收设备1A’与废热回收设备1A基本相同。除了通道部分21’代替罐10而设有管路21c以外，通道部分21’与通道部分21基本相同。管路21c构成通道部分21’的与通道部分22相连的一部分。管路21c也构成通道部分21’的比出口部分5b低的一部分，并且构成通道部分21’的最低部分。由于出口部分5b和入口部分6a的布置，废热回收设备1A’也可以防止或抑制涡轮5的输出减小。

Claims (12)

1.一种废热回收设备，所述废热回收设备包括：

热交换器，所述热交换器构造成利用来自热源的热量来蒸发工作流体并且产生蒸汽；

膨胀器，所述膨胀器构造成将所产生的蒸汽的热能回收为动力；

冷凝器，所述冷凝器构造成使经过所述膨胀器的蒸汽冷凝，所述冷凝器的入口部分布置在所述膨胀器的出口部分的上方；

第一罐，所述第一罐构造成储存被所述冷凝器液化的工作流体；

回流部分，所述回流部分构造成使所述第一罐中的被液化的工作流体回流到所述热交换器；

第一通道部分，所述第一通道部分将所述膨胀器的所述出口部分和所述冷凝器的所述入口部分相互连接；和

第二通道部分，所述第二通道部分将所述第一通道部分和所述第一罐相互连接。

2.根据权利要求1所述的废热回收设备，

其中，所述第一通道部分经由比所述膨胀器的所述出口部分低的位置连接到所述冷凝器的所述入口部分，并且所述第二通道部分连接到所述第一通道部分的比所述膨胀器的所述出口部分低的一部分。

3.根据权利要求1所述的废热回收设备，

其中，所述第二通道部分连接到所述第一通道部分的最低部分。

4.根据权利要求1所述的废热回收设备，

其中，所述第一通道部分的与所述第二通道部分相连的一部分是构造成储存所述被液化的工作流体的第二罐。

5.根据权利要求1所述的废热回收设备，所述废热回收设备还包括：

布置在所述第二通道部分中的冷却器，所述冷却器构造成通过热交换来冷却流过所述第二通道部分的工作流体。

6.根据权利要求5所述的废热回收设备，

其中，所述冷却器在流过所述第二通道部分的工作流体和流过所述回流部分的工作流体之间执行热交换。

7.根据权利要求6所述的废热回收设备，所述废热回收设备还包括：

加热器，所述加热器构造成通过热交换来加热在经过所述冷却器之后流过所述回流部分的工作流体。

8.根据权利要求1所述的废热回收设备，

其中，所述第二通道部分的通道横截面面积小于所述第一通道部分的一部分的通道横截面面积，所述第一通道部分的所述一部分位于所述第一通道部分的与所述第二通道部分相连的一部分的下游侧。

9.根据权利要求1所述的废热回收设备，所述废热回收设备还包括：

限制阀，所述限制阀构造成限制工作流体的蒸汽在所述第二通道部分中流动。

10.根据权利要求9所述的废热回收设备，

其中，所述限制阀根据所述第一通道部分中的所述被液化的工作流体的储存量来操作。

11.根据权利要求10所述的废热回收设备，

其中，所述限制阀是浮阀，所述浮阀通过比重比所述被液化的工作流体的比重小的浮子来操作，所述浮阀布置在所述第一通道部分中。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的废热回收设备，

其中，所述热交换器是内燃机，并且所述废热回收设备布置在车辆中。