CN209444410U - 一种余热回收装置及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余热回收装置及发动机，余热回收装置包括：蒸发器，蒸发器内分别开设有互不导通的第一通道、第二通道和第一工质通道，第一通道的入口与SCR的出气口导通，第二通道与SCR的进气口导通，且SCR的进气口与DPF的出气口导通，第二通道的出口与发动机的进气管导通；膨胀机，膨胀机的入口与第一工质通道的工质出口导通；冷凝器，膨胀机的出口与冷凝器的入口导通；工质泵，冷凝器的出口与工质泵的入口导通，工质泵的出口与第一工质通道的工质入口导通。由于本实用新型公开的余热回收装置实现了SCR排气和低压EGR冷却共用一个蒸发器，减少了蒸发器的个数，简化了余热回收装置的结构。

Description

一种余热回收装置及发动机

技术领域

本实用新型涉及节能减排技术领域，尤其是涉及一种余热回收装置及发动机。

背景技术

近年来，能源紧缺问题成为了制约社会发展的焦点问题。而我国作为能源消费大国，能源利用率远低于世界先进水平。内燃机作为一种重要的能量转换装置，其转换效率较低，大部分能量以热量的形式散失掉，其中尾气携带了大量能量，具有回收价值。

为了实现余热回收，目前通常采用朗肯循环系统作为余热回收装置。现有的SCR+低压EGR的回收方式中，SCR和低压EGR的热源各自采用一个蒸发器，零部件较多，余热回收装置结构复杂。

因此，如何简化余热回收装置的结构是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种余热回收装置，能够简化余热回收装置的结构。

本实用新型的第二个目的是提供一种发动机。

为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下方案：

一种余热回收装置，包括：

蒸发器，所述蒸发器内分别开设有互不导通的第一通道、第二通道和第一工质通道，所述第一通道的入口与SCR的出气口导通，所述第二通道与所述SCR的进气口导通，且所述SCR的进气口与DPF的出气口导通，所述第二通道的出口与发动机的进气管导通；

膨胀机，所述膨胀机的入口与所述第一工质通道的工质出口导通；

冷凝器，所述膨胀机的出口与所述冷凝器的入口导通；

工质泵，所述冷凝器的出口与所述工质泵的工质入口导通，所述工质泵的工质出口与所述第一工质通道的工质入口导通。

在另一个具体的实施方案中，所述余热回收装置还包括预热器；

所述预热器上开设有第三通道和第二工质通道；

所述第二工质通道连通所述工质泵的工质出口与所述第一工质通道的工质入口；

所述第三通道的入口与所述第一通道的出口导通，所述第三通道的出口与外界空气导通。

在另一个具体的实施方案中，所述余热回收装置还包括低压EGR阀；

所述低压EGR阀设置在连通所述第二通道与所述进气管的第一连接管上。

在另一个具体的实施方案中，所述余热回收装置还包括含氮量传感器；

所述含氮量传感器设置在连通所述第一通道与所述SCR的第二连接管上，用于测量进入所述第一通道内的尾气的含氮量。

在另一个具体的实施方案中，所述余热回收装置还包括温度传感器；

所述温度传感器设置在所述第三通道的出口。

根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。

在本实用新型的一个具体实施例中，余热回收装置使用时，SCR的出气口排出的尾气进入蒸发器的第一通道后与蒸发器进行热交换降温后排出，从SCR与DPF之间取出低压EGR进入蒸发器的第二通道后与蒸发器进行热交换降温后进入发动机的进气管；工质被工质泵抽出后进入蒸发器，工质在蒸发器内与蒸发器进行热交换升温后进入膨胀机膨胀做功降温后，进入冷凝器冷凝后，进入工质泵内。由于本实用新型公开的余热回收装置实现了SCR排气和低压EGR冷却共用一个蒸发器，减少了蒸发器的个数，简化了余热回收装置的结构，进而降低了余热回收装置的成本，提高了余热回收装置的性价比。

为了实现上述第二个目的，本实用新型提供了如下方案：

一种发动机，包括如上述任意一项所述的余热回收装置。

由于本实用新型提供的发动机包括上述任意一项中的余热回收装置，因此，余热回收装置所具有的有益效果均是本实用新型提供的发动机所包含的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的余热回收装置的结构示意图。

其中，图1中：

1-蒸发器、2-SCR、3-DPF、4-进气管、5-膨胀机、6-冷凝器、7-工质泵、8-预热器、9-低压EGR阀、10-排气管。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供了一种余热回收装置，其中，余热回收装置包括蒸发器1、膨胀机5、冷凝器6和工质泵7。

蒸发器1的个数为1个，且蒸发器1内分别开设有第一通道、第二通道和第一工质通道，第一通道、第二通到和第一工质通道互不导通。

第一通道的入口与SCR(后处理装置)2的出气口导通，即第一通道从SCR(后处理装置)2的出气口取气。

第二通道与SCR(后处理装置)2的进气口导通，且SCR(后处理装置)2的进气口与DPF(微粒物捕捉器)3的出气口导通，SCR(后处理装置)2与DPF(微粒物捕捉器)3串联设置在发动机的排气管10上，即第二通道从SCR(后处理装置)2与DPF(微粒物捕捉器)3之间取气(即低压EGR)。

第二通道的出口与发动机的进气管4导通，将低压EGR与蒸发器1换热降温后输送到进气管4。

膨胀机5的入口与第一工质通道的工质出口导通，用于工质膨胀做功，也可以用汽轮机替换膨胀机5，膨胀机5可以与发电机连接，能够驱动发电机发电。

膨胀机5的出口与冷凝器6的入口导通，冷凝器6的出口与工质泵7的工质入口导通，工质泵7的工质出口与第一工质通道的工质入口导通。

余热回收装置使用时，SCR(后处理装置)2的出气口排出的尾气进入蒸发器1的第一通道后与蒸发器1进行热交换降温后排出，从SCR(后处理装置)2与DPF(微粒物捕捉器)3之间取出低压EGR进入蒸发器1的第二通道后与蒸发器1进行热交换降温后进入发动机的进气管4；工质被工质泵7抽出后进入蒸发器1，工质在蒸发器1内与蒸发器1进行热交换升温后进入膨胀机5膨胀做功降温后，进入冷凝器6冷凝后，进入工质泵7内。由于本实用新型公开的余热回收装置实现了SCR(后处理装置)2排气和低压EGR冷却共用一个蒸发器1，减少了蒸发器1的个数，简化了余热回收装置的结构，进而降低了余热回收装置的成本，提高了余热回收装置的性价比。

实施例二

在本实用新型提供的第二实施例中，本实施例中的余热回收装置和实施例一中的余热回收装置的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。

在本实施例中，本实用新型具体公开了余热回收装置还包括预热器8，预热器8上开设有第三通道和第二工质通道，第二工质通道连通工质泵7的工质出口与第一工质通道的工质入口，即第二工质通道设置在工质泵7和第一工质通道之间，第三通道的入口与第一通道的出口导通，第三通道的出口与外界空气导通，用于将SCR(后处理装置)2排出的尾气经过蒸发器1换热后，再与预热器8换热降温，之后排到空气中。

低压EGR冷却后的温度较低时，低压EGR中会发生水冷凝及硫蚀，对增压器物理性能不好。蒸发器1要保证低压EGR经过蒸发器1的温度不能太低，保持在一个能兼顾不发生水冷凝、硫蚀，还能使得压气机效率较好的状态。

这就使得SCR(后处理装置)2排气经过蒸发器1后的温度也受到了控制，如果直接排到大气中，很多热能就被浪费掉。因此，蒸发器1之后增加一个预热器8，使得从工质泵7中出来的工质，被尾气中的热量先预热一下，工质吸收了经过预热器8的尾气的部分热量，再加入循环中进行热交换。使得该部分尾气的能量得到充分的利用，增加了余热能量的回收，提高了能源的有效利用率。

进一步地，本实用新型具体公开了余热回收装置还包括低压EGR阀9，低压EGR阀9设置在连通第二通道与进气管4的第一连接管上。能够通过调节低压EGR阀9的开度控制进入进气管4内的低压EGR的流量。

进一步地，本实用新型公开了余热回收装置还包括含氮量传感器，含氮量传感器设置在连通第一通道与SCR(后处理装置)2的第二连接管上，用于测量进入第一通道内的尾气的含氮量，便于检测SCR(后处理装置)2排出的尾气是否合格。

进一步地，本实用新型公开了余热回收装置还包括温度传感器，温度传感器设置在第三通道的出口，便于检测预热器8出来的尾气的温度。

本实用新型具有如下优点：

(1)通过SCR(后处理装置)2与低压EGR共用一个蒸发器1，减少了蒸发器1的个数，同时也减轻了系统的重量，降低了零部件的费用，提高了余热回收装置的性价比；

(2)预热器8解决了两种热源共用一个蒸发器1，且出气温度有不同要求的问题，还增加了余热能量的回收。

实施例三

本实用新型提供了一种发动机，包括如上述任意一项实施例中的余热回收装置。

由于本实用新型提供的发动机包括上述任意一项中实施例中的余热回收装置，因此，余热回收装置所具有的有益效果均是本实用新型提供的发动机所包含的。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种余热回收装置，其特征在于，包括：

蒸发器(1)，所述蒸发器(1)内分别开设有互不导通的第一通道、第二通道和第一工质通道，所述第一通道的入口与SCR(2)的出气口导通，所述第二通道与所述SCR(2)的进气口导通，且所述SCR(2)的进气口与DPF(3)的出气口导通，所述第二通道的出口与发动机的进气管(4)导通；

膨胀机(5)，所述膨胀机(5)的入口与所述第一工质通道的工质出口导通；

冷凝器(6)，所述膨胀机(5)的出口与所述冷凝器(6)的入口导通；

工质泵(7)，所述冷凝器(6)的出口与所述工质泵(7)的工质入口导通，所述工质泵(7)的工质出口与所述第一工质通道的工质入口导通。

2.根据权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，还包括预热器(8)；

所述预热器(8)上开设有第三通道和第二工质通道；

所述第二工质通道连通所述工质泵(7)的工质出口与所述第一工质通道的工质入口；

所述第三通道的入口与所述第一通道的出口导通，所述第三通道的出口与外界空气导通。

3.根据权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，还包括低压EGR阀(9)；

所述低压EGR阀(9)设置在连通所述第二通道与所述进气管的第一连接管上。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的余热回收装置，其特征在于，还包括含氮量传感器；

所述含氮量传感器设置在连通所述第一通道与所述SCR(2)的第二连接管上，用于测量进入所述第一通道内的尾气的含氮量。

5.根据权利要求2所述的余热回收装置，其特征在于，还包括温度传感器；

所述温度传感器设置在所述第三通道的出口。

6.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的余热回收装置。