DE102010034231A1 - Method for recovering energy from effluent stream of e.g. petrol engine of motor car, involves guiding working medium to turbine in closed joule cyclic process, and arranging cooler between turbine and compressor - Google Patents

Method for recovering energy from effluent stream of e.g. petrol engine of motor car, involves guiding working medium to turbine in closed joule cyclic process, and arranging cooler between turbine and compressor Download PDF

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Abstract

The method involves supplying effluent stream (AG) to a heat exchanger (3) e.g. waste-gas heat exchanger, and supplying working medium e.g. helium, to the heat exchanger. An upstream compressor (4) is compressed in the heat exchanger and a downstream turbine (5) is unstressed in the heat exchanger. The working medium is guided from the heat exchanger to the turbine in a closed joule cyclic process (JK), and a cooler (6) is arranged between the turbine and the compressor. A lower pressure level is adjusted or held to a value over ambient pressure in the joule cyclic process. An independent claim is also included for a device for recovering energy from an effluent stream of an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 6.The invention relates to a method and a device for recovering energy from an exhaust gas stream of an internal combustion engine according to the preamble of claims 1 and 6, respectively.

Bekannte Techniken zur Energiegewinnung aus dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors sind der Abgasturbolader und die Heizungsanlagen für Kraftfahrzeuge. Beim Abgasturbolader treibt der Abgasstrom eine Turbine an. Die Energie, die die Turbine liefert, nutzt ein Verdichter, um die dem Verbrennungsmotor zugeführte Luft zu verdichten. Die Verdichtung der Luft erhöht den Wirkungsgrad der Verbrennung und führt so zu einer Leistungssteigerung des Motors.Known techniques for generating energy from the exhaust stream of an internal combustion engine are the exhaust gas turbocharger and the heating systems for motor vehicles. In the exhaust gas turbocharger, the exhaust gas flow drives a turbine. The energy that the turbine supplies uses a compressor to compress the air supplied to the engine. The compression of the air increases the efficiency of the combustion and thus leads to a performance increase of the engine.

Alternativ ist dem Verbrennungsmotor ein Kreisprozess nachgeschaltet, bei dem der heiße Abgasstrom und zum Teil das Kühlmittel einer ersten Brennkraftmaschine als Wärmequelle zum Betrieb einer zweiten, nachgeschalteten Maschine im Kreisprozess verwendet wird. Bei dem Kreisprozess handelt es sich üblicherweise um einen so genannten Clausius-Rankine-Prozess, bei welchem ein flüssiges Medium Wärme aufnimmt, welches unter Wärmezufuhr überwiegend verdampft wird und anschließend in einer Expansionsmaschine unter Abgabe von mechanischer Energie an eine Abtriebswelle entspannt wird. Als Arbeitsmedium kommen hier organische Arbeitsstoffe, eine Mischung solcher organischer Arbeitsstoffe, Alkoholgemische oder Wasser-Alkoholgemische, Wasser mit bestimmten Additiven in Betracht.Alternatively, the internal combustion engine is followed by a cycle in which the hot exhaust gas flow and partly the coolant of a first internal combustion engine is used as a heat source for operating a second, downstream machine in the cycle. The cyclic process is usually a so-called Clausius-Rankine process, in which a liquid medium absorbs heat, which is predominantly evaporated with the supply of heat and then expanded in an expansion machine with release of mechanical energy to an output shaft. As a working medium come here organic agents, a mixture of such organic agents, alcohol mixtures or water-alcohol mixtures, water with certain additives into consideration.

Manche Arbeitsmittel für den nachgeschalteten Kreislauf, vor allem organische Arbeitsmittel, sind nicht für beliebig hohe Temperaturen geeignet, da sie z. B. instabil werden und chemisch zerfallen. Dies erlaubt den Einsatz dieser Arbeitsmittel nicht für entsprechende Temperaturen, wie sie z. B. bei der Nutzung von Abgaswärme auftreten. Kann das Abgas mit einer hohen Temperatur nicht genutzt werden, schlägt sich dies in einem entsprechend reduzierten Wirkungsgrad des nachgeschalteten Kreisprozesses nieder. Des Weiteren können diese organischen Arbeitsmittel bei deren Freisetzung umweltweltschädliche Wirkungen haben. Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung von Wasser in einem nachgeschalteten Rankine-Kreislauf. Reines Wasser hat den Nachteil, dass es bei Minustemperaturen gefriert und dem Wasser daher Zusatzstoffe beigefügt werden müssen, um dieses zu verhindern. Der Gehalt dieser Zusatzstoffe ist dann immer wieder zu überprüfen und entsprechend zu korrigieren, was zu einem entsprechend hohen Wartungsaufwand führt. Des Weiteren besteht das Problem, dass sich die Zusammensetzung des Wassers und der verwendeten Zusatzstoffe durch deren unterschiedliche Eigenschaften (unterschiedliche Siedetemperaturen) unterschiedlich verflüchtigen und damit ändern, was insgesamt das Verhalten des Arbeitsmediums des nachgeschalteten Rankine Kreislaufes beeinflussen kann. Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, dass das Volumen von Wasser bei der Verdampfung sehr stark ansteigt, was letztendlich zu sehr großen Volumenströmen und damit zu großen Strömungsquerschnitten und zu einem sehr großen Bauraumbedarf für den nachgeschalteten Rankine Kreislauf mit Wasser als Arbeitsmittel führt, was insbesondere bei der Verwendung in Fahrzeugen von Nachteil ist.Some work equipment for the downstream circuit, especially organic work equipment, are not suitable for arbitrarily high temperatures, as they z. B. become unstable and chemically disintegrate. This does not allow the use of this work equipment for appropriate temperatures, as z. B. occur when using exhaust heat. If the exhaust gas can not be used at a high temperature, this results in a correspondingly reduced efficiency of the downstream cycle process. Furthermore, these organic working materials can have harmful environmental effects when released. One possibility is the use of water in a downstream Rankine cycle. Pure water has the disadvantage that it freezes at minus temperatures and the water therefore additives must be added to prevent this. The content of these additives must then be checked again and corrected accordingly, resulting in a correspondingly high maintenance. Furthermore, there is the problem that the composition of the water and the additives used by their different properties (different boiling temperatures) different volatilize and change, which can affect the overall behavior of the working medium of the downstream Rankine cycle. Another problem arises from the fact that the volume of water in the evaporation increases very sharply, which ultimately leads to very large flow rates and thus large flow cross sections and a very large space requirement for the downstream Rankine cycle with water as the working fluid, which is particularly at the use in vehicles is disadvantageous.

Des Weiteren sind die aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Abwärmerückgewinnungseinheiten zum Teil in ihrem Aufbau relativ komplex und aufwendig, was zu einem hohen Bauraumbedarf und einer hohen Komplexität verbunden mit hohen Kosten führt.Furthermore, the waste heat recovery units known from the general state of the art are in part relatively complex and complex in terms of their construction, which leads to a high space requirement and high complexity combined with high costs.

Aus der DE 199 60 762 A1 und der EP 1 408 224 A1 sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen ein Gasturbinenprozess mit einem Wärmetauscher, der die Abgaswärme als Energiequelle nutzt, dem Verbrennungsmotor nachgeschaltet ist. Der Wärmetauscher entzieht dem primärseitig zugeführten Abgasstrom des Verbrennungsmotors Energie in Form von Wärme, die dem sekundärseitig geführten Arbeitsmedium in einem offenen Gasturbinensystem zugeführt wird.From the DE 199 60 762 A1 and the EP 1 408 224 A1 Devices are known in which a gas turbine process with a heat exchanger that uses the exhaust heat as an energy source, the internal combustion engine is connected downstream. The heat exchanger draws energy from the primary side supplied exhaust gas stream of the internal combustion engine in the form of heat, which is supplied to the secondary side guided working fluid in an open gas turbine system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors anzugeben, bei welchen die Energierückgewinnung bei möglichst kompaktem Bauraum der Vorrichtung gesteigert ist.The invention has for its object to provide a method and apparatus for recovering energy from the exhaust stream of an internal combustion engine, in which the energy recovery is increased as compact as possible space of the device.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the method, the object is achieved by the features specified in claim 1. With regard to the device, the object is achieved by the features specified in claim 6.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einem Verfahren zur Energierückgewinnung aus dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors wird der Abgasstrom primärseitig einem Wärmetauscher zugeführt, dem sekundärseitig ein Arbeitsmedium zugeführt wird, das in einem dem Wärmetauscher vorgeschalteten Verdichter verdichtet und in einer dem Wärmetauscher nachgeschalteten Turbine entspannt wird.In a method for recovering energy from the exhaust gas flow of an internal combustion engine, the exhaust gas flow is supplied to the primary side a heat exchanger to the secondary side, a working medium is supplied, which is compressed in a heat exchanger upstream compressor and expanded in a turbine downstream of the heat exchanger.

Erfindungsgemäß wird das Arbeitsmedium sekundärseitig in einem geschlossenen Joule-Kreisprozess geführt, der aus dem Wärmetauscher, der Turbine, einem zwischen der Turbine und dem Verdichter angeordneten Kühler und dem Verdichter gebildet ist. Anstelle der Turbine kann auch eine andere Strömungsmaschine eingesetzt werden.According to the invention, the working medium is guided on the secondary side in a closed Joule cycle, which consists of the heat exchanger, the turbine, one between the turbine and the Compressor arranged cooler and the compressor is formed. Instead of the turbine, another turbomachine can also be used.

Die Erfindung verbessert die Energierückgewinnung aus dem Abgasstrom von Verbrennungsmotoren, indem abgasseitig des Verbrennungsmotors ein geschlossener Joule-Kreisprozess geschaltet ist, in welchem das Arbeitsmedium die Wärmeenergie aus dem Abgasstrom aufnimmt, wobei es aufgeheizt und beschleunigt wird, so dass hohe Wärmeübertragungsleistungen ermöglicht sind. Dabei ersetzt der Wärmetauscher die aus einem offenen Gasturbinen- oder Joule-Kreisprozess bekannte Brennkammer, in welcher üblicherweise dem verdichteten Arbeitsmedium Wärmeenergie zugeführt wird. Eine auf diese Weise ausgeführte Energierückgewinnung weist gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren einen höheren Wirkungsgrad auf. Zudem werden Treibstoffeinsparungen erzielt und sind die Kosten aufgrund der kompakten Bauweise deutlich reduziert.The invention improves the energy recovery from the exhaust gas flow of internal combustion engines by a closed Joule cycle process is connected on the exhaust side of the internal combustion engine, in which the working fluid absorbs the heat energy from the exhaust gas flow, and it is heated and accelerated, so that high heat transfer capacities are possible. In this case, the heat exchanger replaces the known from an open gas turbine or Joule cycle combustion chamber in which heat energy is usually supplied to the compressed working medium. An energy recovery carried out in this way has a higher efficiency compared to conventional internal combustion engines. In addition, fuel savings are achieved and the costs are significantly reduced due to the compact design.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Arbeitsmedium in einem einstufigen Joule-Kreisprozess geführt, wobei im Joule-Kreisprozess ein unteres Druckniveau auf einen Wert über dem Umgebungsdruck eingestellt oder gehalten wird. Dabei bezieht sich das untere Druckniveau gemäß der Erfindung auf das nach der Turbine und vor dem Verdichter eingestellte Druckniveau. Dadurch, dass das untere Druckniveau des Joule-Kreisprozesses über, insbesondere deutlich über dem Umgebungsdruck liegt, lassen sich relativ hohe Massenströme im Verhältnis zu entsprechenden Volumenströmen innerhalb des Kreisprozesses bewegen. Beispielsweise wird ein unteres Druckniveau größer 2 bar, insbesondere im Bereich von größer 5 bar, typischerweise von 8 bis zu 12 bar. Es kann auch ein Bereich größer 12 bar eingestellt werden. Prinzipiell ist ein möglichst hohes Druckniveau anzustreben um die Leistungsdichte möglichst stark steigern zu können. Hierdurch sind relativ kleine Bauräume, insbesondere Rohrleitungsquerschnitte, bei gleichzeitig hohem Massenstrom durch die Vorrichtung zur Energierückgewinnung bzw. innerhalb des geschlossenen Joule-Kreisprozesses und damit relativ hohe Leistungsdichten ermöglicht. Des Weiteren werden durch die Verwendung eines hohen unteren Druckniveaus im Joule-Kreisprozess relativ hohe Wärmeübertragungsleistungen in den Wärmeübertragern, wie dem Wärmetauscher und dem Kühler des nachgeschalteten Joule-Kreisprozesses ermöglicht, was zu einem entsprechend verringerten Bedarf an Wärmeübertragerflächen und damit des notwendigen Bauraums des Kühlers und des Wärmetauschers führt.In a further development of the invention, the working medium is guided in a single-stage Joule cycle, wherein in the Joule cycle a lower pressure level is set or maintained at a value above the ambient pressure. In this case, the lower pressure level according to the invention refers to the set after the turbine and before the compressor pressure level. Due to the fact that the lower pressure level of the Joule cycle process is above, in particular clearly above the ambient pressure, relatively high mass flows can be moved in relation to corresponding volume flows within the cycle. For example, a lower pressure level greater than 2 bar, in particular in the range of greater than 5 bar, typically from 8 to 12 bar. It is also possible to set a range greater than 12 bar. In principle, the highest possible pressure level should be sought in order to increase the power density as much as possible. As a result, relatively small installation spaces, in particular pipe cross-sections, at the same time high mass flow through the device for energy recovery or within the closed Joule cycle process and thus relatively high power densities possible. Furthermore, the use of a high lower pressure level in the Joule cycle relatively high heat transfer capacities in the heat exchangers, such as the heat exchanger and the radiator of the subsequent Joule cycle process allows, resulting in a correspondingly reduced need for heat exchanger surfaces and thus the necessary installation space of the radiator and of the heat exchanger leads.

Vorzugsweise wird das Arbeitsmedium in der Turbine auf das untere Druckniveau expandiert. Dies ermöglicht eine einfache Einstellung und Beibehaltung des unteren Druckniveaus auf einen hohen Wert, insbesondere auf einen Wert oberhalb des Umgebungsdrucks. Zudem ermöglicht dies einen hohen Massenstrom und -durchsatz des Arbeitsmediums durch die Komponenten des Joule-Kreisprozesses, insbesondere durch den Wärmetauscher (auch Abgaswärmetauscher genannt), den Kühler (auch Abwärmeübertrager genannt), den Verdichter und die Turbine bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf.Preferably, the working fluid in the turbine is expanded to the lower pressure level. This allows easy adjustment and maintenance of the lower pressure level to a high value, in particular to a value above the ambient pressure. In addition, this allows a high mass flow and throughput of the working fluid through the components of the Joule cycle, in particular through the heat exchanger (also called exhaust gas heat exchanger), the radiator (also called waste heat exchanger), the compressor and the turbine with low space requirement.

Zweckmäßigerweise wird das Arbeitsmedium im Verdichter auf ein oberes Druckniveau verdichtet.Appropriately, the working fluid is compressed in the compressor to an upper pressure level.

Vorzugsweise wird als Arbeitsmedium ein inertes, nicht brennbares Medium, insbesondere ein Gas, wie Helium, Kohlendioxid, oder ein nicht inertes Medium, insbesondere trockene Luft verwendet. Ein derartiges Medium ermöglicht eine hohe Verdichtung und weist eine hohe Wärmekapazität auf.Preferably, an inert, non-combustible medium, in particular a gas, such as helium, carbon dioxide, or a non-inert medium, in particular dry air, is used as the working medium. Such a medium allows high compression and has a high heat capacity.

Die Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors umfasst eine Abgasleitung die abgasseitig vom Verbrennungsmotor primärseitig in einen Wärmetauscher mündet, dem sekundärseitig ein Verdichter zur Verdichtung eines den Wärmetauscher durchströmenden Arbeitsmediums vorgeschaltet und eine Turbine zur Entspannung des Arbeitsmediums nachgeschaltet ist. Erfindungsgemäß ist zwischen der Ausgangsseite der Turbine und der Eingangsseite des Verdichters ein Kühler derart angeordnet, dass abgasseitig vom Verbrennungsmotor ein aus dem Wärmetauscher, der Turbine, dem Kühler und dem Verdichter gebildeter, geschlossener Joule-Kreisprozess nachgeschaltet ist. Durch eine Nachschaltung eines solchen geschlossenen Joule-Kreisprozesses abgasseitig des Verbrennungsmotors kann der Wirkungsgrad des Gesamtaggregates (also Verbrennungsmotor und Vorrichtung zur Energierückgewinnung) erhöht werden.The device for recovering energy from an exhaust gas stream of an internal combustion engine comprises an exhaust line which ends on the exhaust side of the internal combustion engine in a heat exchanger on the primary side upstream of a compressor for compressing a working medium flowing through the heat exchanger and a turbine for relaxation of the working medium is connected downstream. According to the invention, a cooler is arranged between the output side of the turbine and the input side of the compressor such that a closed joule cycle formed by the heat exchanger, the turbine, the cooler and the compressor is connected downstream from the internal combustion engine. By downstream of such a closed Joule cycle process abgasseitig the internal combustion engine, the efficiency of the entire unit (ie internal combustion engine and apparatus for energy recovery) can be increased.

Vorzugsweise ist der Joule-Kreisprozess als ein einstufiger Joule-Kreisprozess ausgeführt, wobei im Joule-Kreisprozess ein unteres Druckniveau auf einen Wert über dem Umgebungsdruck einstellbar ist. Durch die Einstellung eines hohen unteren Druckniveaus oberhalb des Umgebungsdrucks sind relativ hohe Wärmeübertragungsleistungen in den Wärmeübertragern des geschlossenen Joule-Kreisprozesses beziehungsweise hohe Leistungsdichten der Turbine und des Verdichters, also praktisch des gesamten geschlossenen Joule Kreislaufes ermöglicht.Preferably, the Joule cycle is performed as a one-step Joule cycle, wherein in the Joule cycle, a lower pressure level is set to a value above the ambient pressure. By setting a high lower pressure level above the ambient pressure relatively high heat transfer capacities in the heat exchangers of the closed Joule cycle process or high power densities of the turbine and the compressor, so practically allows the entire closed Joule cycle.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Rekuperator vorgesehen, der primärseitig zwischen dem Austritt der Turbine und dem Eintritt des Kühlers und sekundärseitig zwischen dem Austritt des Verdichters und dem Eintritt des Wärmetauschers geschaltet ist. Eine solche, innerhalb des geschlossenen Joule-Kreisprozesses realisierte weitere Wärmeübertragung ermöglicht eine Erhöhung des Wirkungsgrads der Vorrichtung und des Gesamtaggregats, insbesondere des Antriebsstrangs. Da das Druckniveau des Arbeitsmediums auf dem unteren Druckniveau, also nach der Turbine und vor dem Verdichter und somit im Bereich des Rekuperators, deutlich über dem Umgebungsdruck eingestellt wird, sind auch beim Rekuperator hohe Wärmeübertragungsleistungen ermöglicht, wodurch eine hohe Leistungsdichte und ein niedriger Bauraumbedarf erzielt sind.In one embodiment of the invention, a recuperator is provided, which is connected on the primary side between the outlet of the turbine and the inlet of the cooler and the secondary side between the outlet of the compressor and the inlet of the heat exchanger. Such, realized within the closed Joule cycle process further Heat transfer allows an increase in the efficiency of the device and the entire aggregate, in particular the drive train. Since the pressure level of the working medium at the lower pressure level, ie after the turbine and before the compressor and thus in the recuperator, is set significantly above the ambient pressure, high heat transfer capacities are also made possible with the recuperator, whereby a high power density and a low space requirement are achieved ,

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das aus dem Kühler austretende Arbeitsmedium einem Generator zu dessen Kühlung zuführbar. Mit anderen Worten: Das Arbeitsmedium ist nach der Rückkühlung und somit am kältesten Punkt im geschlossenen Joule-Kreisprozess dem Generator zur Kühlung zuführbar. Somit entfällt eine separate Kühlung des Generators, wodurch ein einfacher Aufbau, geringer Bauraum, geringes Gewicht und geringe Kosten für die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung sichergestellt sind.In a further advantageous development of the invention, the working medium emerging from the cooler can be fed to a generator for its cooling. In other words, the working medium can be fed to the generator for cooling after the re-cooling and thus at the coldest point in the closed joule cycle. This eliminates a separate cooling of the generator, whereby a simple structure, small space, low weight and low cost of the waste heat recovery device are ensured.

Vorzugsweise ist ein Generator vor dem Verdichter und der Turbine auf einer gemeinsamen Welle mit diesen angeordnet. Eine solche Generator-Verdichter-Turbinen-Anordnung verhindert unerwünschte Wärmeübergänge zwischen den einzelnen Komponenten und somit Wärmeverluste. Zudem stellt die Anordnung eine einfache Konstruktion dar. Alternativ kann der Generator zwischen dem Verdichter und der Turbine auf einer gemeinsamen Welle mit diesen angeordnet sein.Preferably, a generator is arranged in front of the compressor and the turbine on a common shaft with these. Such a generator-compressor-turbine arrangement prevents unwanted heat transfer between the individual components and thus heat losses. In addition, the arrangement is a simple construction. Alternatively, the generator may be disposed between the compressor and the turbine on a common shaft therewith.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors, wobei abgasseitig vom Verbrennungsmotor ein geschlossener Joule-Kreisprozess nachgeschaltet ist, 1 1 schematically shows an embodiment of a device for recovering energy from an exhaust gas stream of an internal combustion engine, with a closed Joule cycle process downstream from the internal combustion engine on the exhaust side,

2 schematisch eine alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mit einem abgasseitig vom Verbrennungsmotor nachgeschalteten geschlossenen Joule-Kreisprozess mit integriertem Rekuperator, 2 1 schematically shows an alternative embodiment of a device for recovering energy from an exhaust gas stream of an internal combustion engine having a closed Joule cycle process with an integrated recuperator connected downstream of the internal combustion engine,

3 schematisch eine weitere alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mit einem abgasseitig vom Verbrennungsmotor nachgeschalteten geschlossenen Joule-Kreisprozess mit integriertem Rekuperator und einem mittels des im Joule-Kreisprozess abgekühlten Arbeitsmediums gekühlten Generator, 3 1 schematically shows a further alternative embodiment of a device for recovering energy from an exhaust gas stream of an internal combustion engine having a closed Joule cycle process with integrated recuperator downstream of the internal combustion engine and a generator cooled by means of the working medium cooled in the Joule cycle;

4 schematisch eine weitere alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mit einem abgasseitig vom Verbrennungsmotor nachgeschalteten geschlossenen Joule-Kreisprozess mit einer Generator-Verdichter-Turbinen-Anordnung auf einer gemeinsamen Welle, 4 1 schematically shows a further alternative embodiment for a device for energy recovery from an exhaust gas stream of an internal combustion engine with a closed Joule cycle process connected downstream of the internal combustion engine with a generator-compressor-turbine arrangement on a common shaft,

5 schematisch eine alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mit einem abgasseitig vom Verbrennungsmotor nachgeschalteten geschlossenen Joule-Kreisprozess mit zweigeteiltem Kühler, 5 1 schematically shows an alternative embodiment of a device for energy recovery from an exhaust gas stream of an internal combustion engine having a closed-loop Joule cycle process with a two-part cooler connected downstream of the internal combustion engine,

6 schematisch eine alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mit einem abgasseitig vom Verbrennungsmotor nachgeschalteten geschlossenen Joule-Kreisprozess mit Luft als Arbeitsmedium aus der Druckluftversorgungsanordnung eines Nutzfahrzeugs und 6 schematically an alternative embodiment of a device for energy recovery from an exhaust stream of an internal combustion engine with an exhaust side of the engine downstream closed Joule cycle with air as the working medium from the compressed air supply arrangement of a commercial vehicle and

7 schematisch die alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mit einem abgasseitig vom Verbrennungsmotor nachgeschalteten geschlossenen Joule-Kreisprozess mit Luft als Arbeitsmedium aus der Druckluftversorgungsanordnung eines Nutzfahrzeugs gemäß 6 und mit einem Verdichter zur Verdichtung der Luft. 7 schematically the alternative embodiment of a device for energy recovery from an exhaust stream of an internal combustion engine with a downstream exhaust gas from the engine closed Joule cycle with air as the working medium from the compressed air supply arrangement of a commercial vehicle according to 6 and with a compressor for compressing the air.

Einander entsprechende Bezugszeichen sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding reference numerals are provided with the same reference numerals in all figures.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Energierückgewinnung aus dem Abgasstrom AG eines Verbrennungsmotors 2. Bei dem Verbrennungsmotor 2 kann es sich um einen Diesel- oder Ottomotor oder eine andere Verbrennungsmaschine z. B. eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder Nutzfahrzeugs handeln. 1 zeigt einen 4-Zylinder-Verbrennungsmotor. 1 shows a device 1 for energy recovery from the exhaust gas flow AG of an internal combustion engine 2 , In the internal combustion engine 2 it may be a diesel or gasoline engine or other combustion engine z. B. a vehicle, in particular a motor vehicle or commercial vehicle. 1 shows a 4-cylinder internal combustion engine.

Erfindungsgemäß ist abgasseitig vom Verbrennungsmotor 2 ein geschlossener Joule-Kreisprozess JK nachgeschaltet.According to the invention is the exhaust side of the engine 2 a closed Joule cycle JK downstream.

Der Joule-Kreisprozess JK ist ein thermodynamischer Kreisprozess nach dem Physiker James Prescott Joule. Der geschlossene Joule-Kreisprozess JK umfasst einen Wärmetauscher 3, der primärseitig vom Abgasstrom AG durchströmt wird und sekundärseitig von einem Arbeitsmedium AM des Joule-Kreisprozesses JK durchströmt wird. Der Wärmetauscher 3 wird auch als Abgaswärmetauscher bezeichnet.The Joule cycle JK is a thermodynamic cycle, according to physicist James Prescott Joule. The closed Joule cycle JK comprises a heat exchanger 3 , The primary side is flowed through by the exhaust stream AG and the secondary side is flowed through by a working medium AM of the Joule cycle JK. The heat exchanger 3 is also referred to as exhaust gas heat exchanger.

Primärseitig mündet eine Abgasleitung L1 in den Wärmetauscher 3 und geht von diesem wieder ab. On the primary side, an exhaust pipe L1 opens into the heat exchanger 3 and starts from this again.

Sekundärseitig ist dem Wärmetauscher 3 im Joule-Kreisprozess JK eingangsseitig ein Verdichter 4 vorgeschaltet. Ausgangsseitig ist dem Wärmetauscher 3 im Joule-Kreisprozess JK eine Turbine 5 nachgeschaltet. Zwischen der Turbine 5 und dem Verdichter 4 ist im geschlossenen Joule-Kreisprozess JK ein Kühler 6, insbesondere ein Rückkühler oder Gaskühler angeordnet. Der Verdichter 4 und die Turbine 5 sind unter Zwischenschaltung eines Generators 7 mit diesem auf einer gemeinsamen Welle 8 angeordnet. Anstelle der Turbine 5 kann auch eine andre Strömungsmaschine eingesetzt werden.Secondary side is the heat exchanger 3 in the Joule cycle JK on the input side a compressor 4 upstream. On the output side is the heat exchanger 3 in Joule cycle JK a turbine 5 downstream. Between the turbine 5 and the compressor 4 is a cooler in the closed joule cycle JK 6 , in particular a recooler or gas cooler arranged. The compressor 4 and the turbine 5 are with the interposition of a generator 7 with this on a common wave 8th arranged. Instead of the turbine 5 It is also possible to use another turbomachine.

Die Erfindung besteht darin, dass dem Verbrennungsmotor 2 kein so genannter Rankine-Prozess nachgeschaltet ist, sondern der geschlossene Joule-Kreisprozess JK, d. h. ein geschlossener Gasturbinenprozess.The invention is that the internal combustion engine 2 no so-called Rankine process is followed, but the closed Joule cycle JK, ie a closed gas turbine process.

Dabei wird das untere Druckniveau des Arbeitsmediums AM in dem nachgeschalteten, geschlossenen Joule-Kreisprozess JK deutlich über dem Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck eingestellt oder gehalten. Beispielsweise beträgt das untere Druckniveau des Arbeitsmediums AM mindestens 2 bar, insbesondere ist es größer 5 bar, typischerweise 8 bis 12 bar oder größer.In this case, the lower pressure level of the working medium AM is set or maintained in the downstream, closed Joule cycle JK significantly above the ambient or atmospheric pressure. For example, the lower pressure level of the working medium AM is at least 2 bar, in particular it is greater than 5 bar, typically 8 to 12 bar or greater.

Das innerhalb des geschlossenen Joule-Kreislaufs JK vorzugsweise verwendete Arbeitsmedium AM (auch Arbeitsgas oder Arbeitsmittel genannt) ist ein inertes, nichtbrennbares Gas, welches bei z. B. Raumtemperatur gasförmig ist. Als Arbeitsmedium AM wird beispielsweise ein Gas wie Helium oder Kohlendioxid verwendet. Alternativ kann als nicht-inertes Gas z. B. trockene Luft verwendet werden. Diese Gase zeichnen sich dadurch aus, dass sie chemisch stabil sind und mit sehr hohen Abgastemperaturen beaufschlagt werden können, ohne dass sie zerfallen.The preferably used within the closed Joule cycle JK working medium AM (also called working gas or working fluid) is an inert, non-combustible gas, which at z. B. room temperature is gaseous. As a working medium AM, for example, a gas such as helium or carbon dioxide is used. Alternatively, as a non-inert gas z. As dry air can be used. These gases are characterized by the fact that they are chemically stable and can be exposed to very high exhaust gas temperatures without them decaying.

Der heiße Abgasstrom AG des Verbrennungsmotors 2 wird verwendet, um den nachgeschalteten Joule-Kreisprozess JK (speziell den geschlossenen Gasturbinenprozess) zu beheizen. Dies ist besonders vorteilhaft, da speziell die heißen Abgase aus energetischer und thermodynamischer Sicht über ein Temperaturniveau verfügen, das arbeitsfähig ist und damit zu einem relativ hohen Gesamtwirkungsgrad führen kann. Dies ist auch aus Sicht des Bauaufwandes mit geringerem Bauraumbedarf, geringeren Kosten, geringerem Gewicht vorteilhaft, da der Aufwand für den nachgeschalteten Joule-Kreisprozess JK zwar vorhanden ist, jedoch durch die Nutzung des hohen und damit thermodynamisch arbeitsfähigen Temperaturniveaus zu einem relativ hohen Wirkungsgradgewinn im Vergleich zur Nichtnutzung des Temperaturniveaus des Abgasstroms AG führt.The hot exhaust gas flow AG of the internal combustion engine 2 is used to heat the Joule cycle JK downstream (especially the closed gas turbine process). This is particularly advantageous because especially the hot exhaust gases from an energetic and thermodynamic point of view have a temperature level that is capable of working and thus can lead to a relatively high overall efficiency. This is also advantageous from the point of view of construction costs with less space requirement, lower costs, lower weight, since the expense for the downstream Joule cycle JK is indeed present, but by using the high and thus thermodynamically working temperature levels to a relatively high efficiency gain in comparison for non-use of the temperature level of the exhaust stream AG leads.

Dadurch, dass das untere Druckniveau des Joule-Kreisprozesses JK deutlich über dem Umgebungsdruck liegt, lassen sich relativ hohe Massenströme im Verhältnis zu den entsprechenden Volumenströmen innerhalb des Joule-Kreisprozesses JK bewegen, was zu relativ kleinen Bauräumen (z. B. Rohrleitungsquerschnitte) bei gleichzeitig hohem Massenstrom durch die Komponenten, d. h. durch die Turbine 5 und den Verdichter 4, und damit zu relativ hohen Leistungsdichten führt. Des Weiteren lassen sich durch die Verwendung eines hohen unteren Druckniveaus im Joule-Kreisprozess JK auch relativ hohe Wärmeübertragungsleistungen in den einzelnen Wärmeübertragern, wie dem Wärmetauscher 3 und dem Kühler 6, des nachgeschalteten Joule-Kreisprozesses JK realisieren.Because the lower pressure level of the Joule cycle JK is significantly above the ambient pressure, relatively high mass flows can be moved in relation to the corresponding volume flows within the Joule cycle JK, resulting in relatively small installation spaces (eg pipeline cross sections) at the same time high mass flow through the components, ie through the turbine 5 and the compressor 4 , and thus leads to relatively high power densities. Furthermore, the use of a high lower pressure level in the Joule cycle JK also allows relatively high heat transfer rates in the individual heat exchangers, such as the heat exchanger 3 and the radiator 6 , realize the downstream Joule cycle JK.

Darüber hinaus besteht die Gefahr eines so genannten Einfrierens bei der Verwendung eines inerten Gases, wie Kohlendioxid oder Helium oder bei der Verwendung von trockener Luft, im Gegensatz zu Wasser nicht.Moreover, there is no danger of so-called freezing when using an inert gas such as carbon dioxide or helium or when using dry air, as opposed to water.

Im Betrieb der Vorrichtung 1 werden im Wärmetauscher 3 primärseitig, d. h. auf der Wärme abgebenden Seite, die sehr heißen Motorabgase, d. h. der Abgasstrom AG, des Verbrennungsmotors 2 geführt. Sekundärseitig, d. h. auf der Wärme aufnehmenden Seite, des Wärmetauschers 3 strömt das hoch verdichtete Arbeitsmedium AM des nachgeschalteten Joule-Kreisprozesses JK.In operation of the device 1 be in the heat exchanger 3 on the primary side, ie on the heat-emitting side, the very hot engine exhaust gases, ie the exhaust gas flow AG of the internal combustion engine 2 guided. Secondary, ie on the heat receiving side, of the heat exchanger 3 flows the highly compressed working fluid AM of the downstream Joule cycle JK.

Das Arbeitsmedium AM (z. B. Helium oder CO2) wird hierbei durch den Verdichter 4 auf ein oberes Druckniveau angehoben. Im Wärmetauscher 3 wird die Wärmeenergie des heißen Abgasstroms AG auf das verdichtete Arbeitsmedium AM übertragen. Das verdichtete und stark erwärmte Arbeitsmedium AM wird der Turbine 5, einer Expansionsmaschine, zugeführt und dort expandiert und in mechanische Arbeit an der Welle 8 der Turbine 5 freigesetzt wird. Die an der Welle 8 der Turbine 5 freiwerdende Arbeit/Energie dient zum einem dem Antrieb des Verdichters 4 und zum anderen dem Antrieb des Generators 7, der mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, die zum Antrieb von Aggregaten, der Zwischenspeicherung oder der Antriebsunterstützung des Verbrennungsmotors 2 dienen kann.The working medium AM (eg helium or CO 2 ) is hereby passed through the compressor 4 raised to an upper pressure level. In the heat exchanger 3 the heat energy of the hot exhaust gas stream AG is transferred to the compressed working medium AM. The compressed and highly heated working medium AM becomes the turbine 5 , an expansion machine, fed and expanded there and in mechanical work on the shaft 8th the turbine 5 is released. The on the shaft 8th the turbine 5 Unlocking work / energy is used to drive the compressor 4 and second, the drive of the generator 7 , which converts mechanical energy into electrical energy used to drive aggregates, caching or propulsion of the internal combustion engine 2 can serve.

Nach der Expansion des Arbeitsmediums AM in der Turbine 5 wird das Arbeitsmedium AM in dem Kühler 6 (Rückkühler, Gaskühler) rückgekühlt und wiederum dem Verdichter 4 zugeführt. Der Kühler 6 kann hierbei direkt von Luft durchströmt und somit gekühlt werden oder an einen entsprechenden Kühlkreislauf angeschlossen sein.After the expansion of the working medium AM in the turbine 5 becomes the working medium AM in the radiator 6 (Recooler, gas cooler) recooled and turn the compressor 4 fed. The cooler 6 In this case, air can be directly flowed through and thus cooled or connected to a corresponding cooling circuit.

Im Verdichter 4 wird das Arbeitsmedium AM vom unteren auf das obere Druckniveau verdichtet und dann dem Wärmetauscher 3 zugeführt, in welchem das Arbeitsmedium AM die Wärmeenergie des heißen Abgasstroms AG aufnimmt. In the compressor 4 the working medium AM is compressed from the lower to the upper pressure level and then to the heat exchanger 3 supplied, in which the working medium AM absorbs the heat energy of the hot exhaust gas flow AG.

Das Arbeitsmedium AM wird in der Turbine 5 auf ein Druckniveau expandiert, welches deutlich über dem Umgebungsdruck liegt. Dies ermöglicht einen hohen Massendurchsatz des Arbeitsmediums AM durch die Vorrichtung 1 bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf. Des Weiteren führt die hohe Gasdichte innerhalb der Wärmeübertrager (Wärmetauscher 3 und Kühler 6) zu hohen Wärmeübertragungsleistungen, was zu geringem Bauraum der einzelnen Wärmeübertrager führt.The working medium AM is in the turbine 5 expanded to a pressure level which is well above the ambient pressure. This allows a high mass flow rate of the working medium AM through the device 1 with low space requirement. Furthermore, the high gas density within the heat exchanger (heat exchanger 3 and coolers 6 ) to high heat transfer performance, resulting in low space of the individual heat exchanger.

2 zeigt einen zur 1 sehr ähnlichen Aufbau der Vorrichtung 1, jedoch mit dem Unterschied, dass hier zusätzlich ein Rekuperator 9 vorgesehen ist, dessen Primärseite zwischen dem Austritt der Turbine 5 und dem Eintritt in den Kühler 6 und dessen Sekundärseite zwischen dem Austritt des Verdichters 4 und dem Eintritt des Wärmetauschers 3 angeordnet sind. 2 shows one to 1 very similar construction of the device 1 , but with the difference that here also a recuperator 9 is provided, whose primary side between the outlet of the turbine 5 and the entrance to the radiator 6 and its secondary side between the outlet of the compressor 4 and the inlet of the heat exchanger 3 are arranged.

Diese Prozessführung mit dem im geschlossenen Joule-Kreisprozess JK integrierten Rekuperator 9 zur „inneren” Wärmeübertragung weist einen erhöhten Wirkungsgrad der Vorrichtung 1 und somit der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung und damit einen erhöhten Wirkungsgrad der gesamten Antriebseinheit (also Verbrennungsmotor 2 und Vorrichtung 1 zur Energierückgewinnung bzw. Abwärmerückgewinnungsvorrichtung) auf.This process management with the recuperator integrated in the closed joule cycle JK 9 for "internal" heat transfer has an increased efficiency of the device 1 and thus the waste heat recovery device and thus an increased efficiency of the entire drive unit (ie internal combustion engine 2 and device 1 for energy recovery or waste heat recovery device).

Das expandierte, aus der Turbine 5 austretende Arbeitsmedium AM wird dem Rekuperator 9 zugeführt, in welchem die im Arbeitsmedium AM nach der Expansion noch enthaltene Restwärme an das durch den Verdichter 4 komprimierte Arbeitsmedium AM vor Eintritt in den Wärmetauscher 3 zumindest teilweise übertragen wird. Dadurch, dass das Druckniveau des Arbeitmediums AM auf dem unteren Druckniveau (also nach der Turbine und vor dem Verdichter) auf einen deutlich über dem Umgebungsdruck befindlichen Druckniveau eingestellt wird, lassen sich beim Rekuperator 9 hohe Wärmeübertragungsleistungen realisieren, was wiederum zu einer hohen Leistungsdichte bzw. einem niedrigen Bauraumbedarf der Vorrichtung 1 zur Energierückgewinnung bzw. Abwärmerückgewinnungsvorrichtung führt.That expanded, out of the turbine 5 emerging working medium AM becomes the recuperator 9 supplied in which in the working medium AM after the expansion still contained residual heat to that through the compressor 4 compressed working medium AM before entering the heat exchanger 3 is at least partially transmitted. The fact that the pressure level of the working medium AM at the lower pressure level (ie after the turbine and before the compressor) is set to a pressure level that is significantly above the ambient pressure, can be at the recuperator 9 realize high heat transfer performance, which in turn leads to a high power density and a low space requirement of the device 1 for energy recovery or waste heat recovery device leads.

3 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß 2. Im Unterschied zur Vorrichtung 1 nach 2 wird das Arbeitsmedium AM nach der Rückkühlung im Kühler 6 (und damit praktisch am kältesten Punkt im Joule-Kreisprozess JK) und vor dem Eintritt in den Verdichter 4 derart geführt, dass es in den Bereich des elektrischen Generators 7 oder durch diesen geführt wird, um ihn zu kühlen. Hierdurch ist für die Kühlung des Generators 7 keine separate Kühlung mehr notwendig, was zu einem insgesamt relativ einfachen Aufbau, geringen Bauraum, geringen Gewicht und geringen Kosten für die Vorrichtung 1 führt. 3 shows a further alternative embodiment of the device 1 according to 2 , Unlike the device 1 to 2 is the working medium AM after the re-cooling in the radiator 6 (and thus practically at the coldest point in the Joule cycle JK) and before entering the compressor 4 so guided that it is in the range of the electric generator 7 or be guided by it to cool it. This is for the cooling of the generator 7 no separate cooling more necessary, resulting in an overall relatively simple construction, small space, low weight and low cost of the device 1 leads.

4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zum Aufbau der Vorrichtung 1 gemäß 3 sind der Generator 7, die Turbine 5 und der Verdichter 4 in einer anderen Reihenfolge auf der gemeinsamen Welle 8 angeordnet. Gemäß 3 ist der Generator 7 zwischen dem Verdichter 4 und der Turbine 5 angeordnet. Gemäß 4 ist der Generator 7 vor dem Verdichter 4 und der Turbine 5 auf der Welle 8 angeordnet. Das heißt, die Anordnung von Generator 7, Verdichter 4 und Turbine 5 ist bevorzugt so gewählt, dass die einzelnen Komponenten (Generator 7, Verdichter 4 und Turbine 5) entsprechend dem auftretenden Temperaturniveau an oder in der einzelnen Komponente auf der gemeinsamen Welle 8 angeordnet sind. 4 shows a further alternative embodiment of the invention. In contrast to the structure of the device 1 according to 3 are the generator 7 , the turbine 5 and the compressor 4 in a different order on the common shaft 8th arranged. According to 3 is the generator 7 between the compressor 4 and the turbine 5 arranged. According to 4 is the generator 7 in front of the compressor 4 and the turbine 5 on the wave 8th arranged. That is, the arrangement of generator 7 , Compressor 4 and turbine 5 is preferably chosen so that the individual components (generator 7 , Compressor 4 and turbine 5 ) according to the temperature level occurring at or in the single component on the common shaft 8th are arranged.

Dies bedeutet: Der Generator 7 mit dem niedrigsten Temperaturniveau ist vor dem Verdichter 4 mit einem mittleren Temperaturniveau und der Turbine 5 mit dem höchsten Temperaturniveau auf der Welle 8 angeordnet. Diese Anordnung verhindert Thermospannungen innerhalb der Maschinenanordnung von Generator-Verdichter-Turbine. Somit sind ungünstige Wärmeübergange von den einzelnen Komponenten zueinander und Wärmeverluste vermieden.This means: the generator 7 with the lowest temperature level before the compressor 4 with a medium temperature level and the turbine 5 with the highest temperature level on the shaft 8th arranged. This arrangement prevents thermal stresses within the engine assembly of the generator-compressor turbine. Thus, unfavorable heat transfer from the individual components to each other and heat losses are avoided.

Durch eine solche Anordnung lässt sich die Maschinenanordnung von Generator-Verdichter-Turbine relativ einfach auslegen bzw. die Konstruktion lässt sich relativ einfach gestalten und ausführen, da hier keine besonderen Maßnahmen zur Verhinderung von z. B. Thermospannungen und Wärmeverlusten innerhalb dieser Maschinenanordnung Generator-Verdichter-Turbine getroffen werden müssen. So lassen sich bei dieser Anordnung aus der Erwärmung resultierende Längenausdehnungen relativ einfach beherrschen, ohne besonderen konstruktiven Aufwand betreiben zu müssen.By such an arrangement, the machine arrangement of generator-compressor turbine can be interpreted relatively easily or the construction can be relatively simple design and execute, since no special measures to prevent z. B. thermoelectric and heat losses within this machine assembly generator-compressor turbine must be taken. Thus, in this arrangement, the lengthening expansions resulting from the heating can be controlled relatively easily, without having to carry out any special design effort.

Die Strich-Punkt-Punkt-Linie um den Generator 7, den Verdichter 4 und die Turbine 5 stellt dar, dass die Maschinenanordnung von Generator-Verdichter-Turbine in hermetischer Bauweise ausgeführt ist, was insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Dichtigkeit von besonderer Bedeutung ist. Dies bedeutet, dass aus der hermetischen Einheit, in welcher der Generator 7, der Verdichter 4 und die Turbine 5 angeordnet sind, praktisch nur die elektrischen Leitungen des Generators 7 herausgeführt und entsprechende Anschlüsse für die Rohrleitungen hin zum Wärmetauscher 3, Rekuperator 9 oder Kühler 6 und zurück vorhanden sind. Dies ermöglicht eine optimale Abdichtung der Maschinenanordnung von Generator-Verdichter-Turbine, so dass die Leckageverluste des Arbeitsmediums AM minimiert werden können.The dash-dot-dot line around the generator 7 , the compressor 4 and the turbine 5 shows that the machine assembly of generator-compressor turbine in hermetic construction is executed, which is particularly important from the viewpoint of tightness of particular importance. This means that from the hermetic unit in which the generator 7 , the compressor 4 and the turbine 5 are arranged, practically only the electrical lines of the generator 7 led out and appropriate connections for the piping to the heat exchanger 3 , Recuperator 9 or cooler 6 and back are present. This allows a optimum sealing of the engine assembly of generator-compressor turbine, so that the leakage losses of the working medium AM can be minimized.

In der 5 ist zusätzlich ein Kühlkreislauf KK (gestrichelte Linie) mit einer Pumpe 10, z. B. eine Kühlmittelpumpe, des Verbrennungsmotors 2 dargestellt. Mittels des im Kühlkreislauf KK geführten Kühlmittels KM wird das Arbeitsmedium AM des Joule-Kreisprozesses JK zusätzlich gekühlt. Hierzu ist der Kühler 6 als ein Rückkühler ausgebildet, welcher im Gegenstromprinzip sowohl vom Kühlmittel KM des Kühlkreislaufs KK als auch vom Arbeitsmedium AM des Joule-Kreisprozesses JK durchströmt wird.In the 5 is additionally a cooling circuit KK (dashed line) with a pump 10 , z. B. a coolant pump, the engine 2 shown. By means of the coolant KM guided in the cooling circuit KK, the working medium AM of the Joule cycle JK is additionally cooled. This is the cooler 6 formed as a recooler, which is flowed through in countercurrent flow both by the coolant KM of the cooling circuit KK and by the working medium AM of the Joule cycle JK.

Die in 5 dargestellte Anordnung ermöglicht es, den Kühlkreislauf KK des Verbrennungsmotors 2 relativ schnell aufzuwärmen (durch die Rückkühlung des Arbeitsmediums AM der Abwärmerückgewinnungseinrichtung), was die Warmlaufphase des Verbrennungsmotors 2 verkürzt und damit zu einem reduzierten Verbrauch und verringerten Schadstoffemissionen in diesem Betriebsbereich führt.In the 5 arrangement shown allows the cooling circuit KK of the internal combustion engine 2 to warm up relatively quickly (by the recooling of the working medium AM of the waste heat recovery device), which is the warm-up phase of the internal combustion engine 2 shortened and thus leads to reduced consumption and reduced pollutant emissions in this operating range.

Über die Drehzahl der Pumpe 10 und über die Stellung von Ventilen 11 und 12 im Kühlreislauf KK des Verbrennungsmotors 2 lässt sich der Anteil des Kühlmittels KM, welcher über den Rückkühler 6 fließen soll und welcher über einen im Kühlkreislauf KK angeordneten Hauptkühler 13 fließen soll, einstellen. So können z. B. in der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors 2 die Ventile 11, 12 und die Pumpe 10 des Kühlkreislaufes KK so eingestellt werden, dass ein hoher Anteil des Kühlmittels KM durch den als Rückkühler ausgebildeten Kühler 6 strömt. Dabei nimmt das Kühlmittel KM einen hohen Anteil der Restwärme des Arbeitsmediums AM der Vorrichtung 1 zu Energierückgewinnung bzw. Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung auf, welche letztendlich aus den Abgasen des Verbrennungsmotors 2 stammt. Der Hauptkühler 13 wird hierbei umgangen, so dass das Kühlmittel KM nur in einem „kleinen” Kühlkreislauf während der Warmlaufphase umgewälzt und erwärmt wird. Damit heizt der Abgasstrom AG des Verbrennungsmotors 2 den Kühlkreislauf KK des Verbrennungsmotors 2 und damit den Verbrennungsmotor 2 selbst schnell auf, was zu oben genannten Vorteilen führt.About the speed of the pump 10 and about the position of valves 11 and 12 in the cooling circuit KK of the internal combustion engine 2 can be the proportion of coolant KM, which via the recooler 6 to flow and which via a arranged in the cooling circuit KK main radiator 13 flow, adjust. So z. B. in the warm-up phase of the engine 2 the valves 11 . 12 and the pump 10 the cooling circuit KK be set so that a high proportion of the coolant KM through the radiator designed as a cooler 6 flows. In this case, the coolant KM takes a high proportion of the residual heat of the working medium AM of the device 1 for energy recovery or exhaust heat recovery device, which ultimately from the exhaust gases of the internal combustion engine 2 comes. The main cooler 13 is bypassed, so that the coolant KM is circulated and heated only in a "small" cooling circuit during the warm-up phase. This heats the exhaust stream AG of the internal combustion engine 2 the cooling circuit KK of the internal combustion engine 2 and thus the internal combustion engine 2 itself quickly, which leads to the above advantages.

Die Pfeile P1 zeigen den Verlauf des Kühlmittels KM in der Warmlaufphase (Pfeil P1 – Volllinie) und während des normalen Betriebs (Pfeil P2 – gestrichelte Linie).The arrows P1 show the course of the coolant KM in the warm-up phase (arrow P1 - solid line) and during normal operation (arrow P2 - dashed line).

6 zeigt schematisch eine alternative Ausführungsform für die Vorrichtung 1. Dabei wird im Joule-Kreisprozess JK Luft L, insbesondere getrocknete Luft als Arbeitsmedium AM verwendet, die beispielsweise aus einer Druckluftversorgungsanordnung 14 mit einem Luftverdichter 15 und einem Speicher 16 eines nicht dargestellten Nutzfahrzeugs dem Joule-Kreisprozess JK nach dem Kühler 6 und vor dem Verdichter 4 zugeführt wird. Zur Einstellung der Zuführung der Luft L ist ein weiteres Ventil 17 vorgesehen. 6 schematically shows an alternative embodiment for the device 1 , It is used in the Joule cycle JK air L, especially dried air as the working medium AM, for example, from a compressed air supply arrangement 14 with an air compressor 15 and a memory 16 of a commercial vehicle, not shown, the Joule cycle JK after the radiator 6 and in front of the compressor 4 is supplied. To adjust the supply of air L is another valve 17 intended.

7 zeigt eine alternative Ausführungsform für die Vorrichtung 1 gemäß 6 mit einem Zusatzverdichter 18 zur Verdichtung der Luft L. Das heißt, die bereits in der Druckluftversorgungsanordnung 14 verdichtete Luft L wird über einen weiteren, kleinen und nur selten betriebenen Zusatzverdichter 18, insbesondere einem Kompressor, auf ein höheres Druckniveau angehoben. Das Ventil 17 kann als Rückschlagventil ausgebildet sein, um den Joule-Kreisprozess JK auf ein entsprechend hohes Druckniveau einzustellen oder zu halten. Hierdurch können eventuell auftretende Leckageverluste im geschlossenen Joule-Kreisprozess JK ausgeglichen werden. 7 shows an alternative embodiment for the device 1 according to 6 with an additional compressor 18 for the compression of the air L. That is, already in the compressed air supply arrangement 14 compressed air L is a further, small and rarely operated auxiliary compressor 18 , in particular a compressor, raised to a higher pressure level. The valve 17 may be formed as a check valve to set or maintain the Joule cycle JK to a correspondingly high pressure level. As a result, any leakage losses occurring in the closed Joule cycle JK can be compensated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zur EnergierückgewinnungApparatus for energy recovery
22
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
33
Wärmetauscherheat exchangers
44
Verdichtercompressor
55
Turbineturbine
66
Kühlercooler
77
Generatorgenerator
88th
Wellewave
99
Rekuperatorrecuperator
1010
Pumpepump
1111
VentilValve
1212
VentilValve
1313
Hauptkühlermain cooler
1414
DruckluftversorgungsanordnungCompressed air supply arrangement
1515
Luftverdichterair compressor
1616
SpeicherStorage
1717
VentilValve
1818
Zusatzverdichterauxiliary compressor
AGAG
Abgasstromexhaust gas flow
AMAT THE
Arbeitsmediumworking medium
JKJK
Joule-KreisprozessBrayton cycle
KKKK
KühlkreislaufCooling circuit
KMKM
Kühlmittelcoolant
LL
Luftair
L1L1
Abgasleitungexhaust pipe
P1P1
Pfeilarrow
P2P2
Pfeilarrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19960762 A1 [0006] DE 19960762 A1 [0006]
  • EP 1408224 A1 [0006] EP 1408224 A1 [0006]

Claims (10)

Verfahren zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom (AG) eines Verbrennungsmotors (2), wobei der Abgasstrom (AG) primärseitig einem Wärmetauscher (3) zugeführt wird, dem sekundärseitig ein Arbeitsmedium (AM) zugeführt wird, das in einem dem Wärmetauscher (3) vorgeschalteten Verdichter (4) verdichtet und in einer dem Wärmetauscher (3) nachgeschalteten Turbine (5) entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (AM) in einem geschlossenen Joule-Kreisprozess (JK) geführt wird, der aus dem Wärmetauscher (3), der Turbine (5), einem zwischen der Turbine (5) und dem Verdichter (4) angeordneten Kühler (6) und dem Verdichter (4) gebildet ist.Method for recovering energy from an exhaust gas flow (AG) of an internal combustion engine ( 2 ), wherein the exhaust gas stream (AG) on the primary side a heat exchanger ( 3 ) is supplied to the secondary side, a working medium (AM) is supplied, which in a heat exchanger ( 3 ) upstream compressor ( 4 ) and in a heat exchanger ( 3 ) downstream turbine ( 5 ) is relaxed, characterized in that the working medium (AM) is guided in a closed Joule cycle (JK), which from the heat exchanger ( 3 ), the turbine ( 5 ), one between the turbine ( 5 ) and the compressor ( 4 ) arranged cooler ( 6 ) and the compressor ( 4 ) is formed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (AM) in einem einstufigen Joule-Kreisprozess (JK) geführt wird, wobei im Joule-Kreisprozess (JK) ein unteres Druckniveau auf einen Wert über dem Umgebungsdruck eingestellt oder gehalten wird.A method according to claim 1, characterized in that the working medium (AM) is guided in a single-stage Joule cycle (JK), wherein in the Joule cycle (JK), a lower pressure level is set or maintained at a value above the ambient pressure. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (AM) in der Turbine (5) auf das untere, Druckniveau expandiert wird.A method according to claim 2, characterized in that the working medium (AM) in the turbine ( 5 ) is expanded to the lower, pressure level. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (AM) im Verdichter (4) auf ein oberes Druckniveau verdichtet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the working medium (AM) in the compressor ( 4 ) is compressed to an upper pressure level. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsmedium (AM) ein inertes, nicht brennbares Medium, insbesondere ein Gas, wie Helium, Kohlendioxid oder getrocknete Luft verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the working medium (AM) is an inert, non-combustible medium, in particular a gas, such as helium, carbon dioxide or dried air is used. Vorrichtung (1) zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom (AG) eines Verbrennungsmotors (2), wobei abgasseitig vom Verbrennungsmotor (2) eine Abgasleitung (L1) primärseitig in einen Wärmetauscher (3) mündet, dem sekundärseitig ein Verdichter (4) zur Verdichtung eines den Wärmetauscher (3) durchströmenden Arbeitsmediums (AM) vorgeschaltet und eine Turbine (5) zur Entspannung des Arbeitsmediums (AM) nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausgangsseite der Turbine (5) und der Eingangsseite des Verdichters (4) ein Kühler (6) derart angeordnet ist, dass abgasseitig vom Verbrennungsmotor (2) ein aus dem Wärmetauscher (3), der Turbine (5), dem Kühler (6) und dem Verdichter (4) gebildeter, geschlossener Joule-Kreisprozess (JK) nachgeschaltet ist.Contraption ( 1 ) for energy recovery from an exhaust gas stream (AG) of an internal combustion engine ( 2 ), with the exhaust side of the internal combustion engine ( 2 ) an exhaust pipe (L1) on the primary side in a heat exchanger ( 3 ), the secondary side a compressor ( 4 ) for the compression of a heat exchanger ( 3 ) flowing through working medium (AM) upstream and a turbine ( 5 ) for the relaxation of the working medium (AM), characterized in that between the output side of the turbine ( 5 ) and the input side of the compressor ( 4 ) a cooler ( 6 ) is arranged such that the exhaust side of the internal combustion engine ( 2 ) one from the heat exchanger ( 3 ), the turbine ( 5 ), the cooler ( 6 ) and the compressor ( 4 ) is formed downstream, closed Joule cycle (JK). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Joule-Kreisprozess (JK) als ein einstufiger Joule-Kreisprozess ausgeführt ist, wobei im Joule-Kreisprozess (JK) ein unteres Druckniveau auf einen Wert über dem Umgebungsdruck einstellbar ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the Joule cycle (JK) is designed as a single-stage Joule cycle, wherein in the Joule cycle (JK), a lower pressure level is set to a value above the ambient pressure. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rekuperator (9) vorgesehen ist, der primärseitig zwischen dem Austritt der Turbine (5) und dem Eintritt des Kühlers (6) und sekundärseitig zwischen dem Austritt des Verdichters (4) und dem Eintritt des Wärmetauschers (3) geschaltet ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that a recuperator ( 9 ) is provided, the primary side between the outlet of the turbine ( 5 ) and the entry of the cooler ( 6 ) and on the secondary side between the outlet of the compressor ( 4 ) and the inlet of the heat exchanger ( 3 ) is switched. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Kühler (6) austretende Arbeitsmedium (AM) einem Generator (7) zu dessen Kühlung zuführbar ist.Device according to one of the preceding claims 6 to 8, characterized in that the from the cooler ( 6 ) leaving working medium (AM) a generator ( 7 ) can be supplied to its cooling. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (7) zwischen dem Verdichter (4) und der Turbine (5) oder vor dem Verdichter (4) und der Turbine (5) auf einer gemeinsamen Welle (8) mit diesen angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims 6 to 9, characterized in that a generator ( 7 ) between the compressor ( 4 ) and the turbine ( 5 ) or in front of the compressor ( 4 ) and the turbine ( 5 ) on a common wave ( 8th ) is arranged with these.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013213581A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 Mahle International Gmbh Heat recovery system for an internal combustion engine
GB2542809A (en) * 2015-09-30 2017-04-05 Jaguar Land Rover Ltd Heat engine for a motor vehicle
CN106640220A (en) * 2016-08-30 2017-05-10 中国大唐集团科学技术研究院有限公司 Flue gas waste heat driving water feeding pump system
WO2018048338A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Scania Cv Ab A method for controlling the temperature of a cooling fluid in a cooling system and a cooling system
EP3816413A1 (en) * 2019-11-04 2021-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Pressure control for closed joule circuit processes

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19960762A1 (en) 1999-12-16 2001-06-28 Daimler Chrysler Ag Energy recovery system of turbine and compressor links these by power line with compressor downstream of included heat exchanger and turbine downstream plus fresh air input to compressor.
EP1408224A1 (en) 2002-10-10 2004-04-14 Hubert Antoine Piston engine combined with a Joule cycle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19960762A1 (en) 1999-12-16 2001-06-28 Daimler Chrysler Ag Energy recovery system of turbine and compressor links these by power line with compressor downstream of included heat exchanger and turbine downstream plus fresh air input to compressor.
EP1408224A1 (en) 2002-10-10 2004-04-14 Hubert Antoine Piston engine combined with a Joule cycle

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013213581A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 Mahle International Gmbh Heat recovery system for an internal combustion engine
US9528395B2 (en) 2013-07-11 2016-12-27 Mahle International Gmbh Heat recovery system for an internal combustion engine
GB2542809A (en) * 2015-09-30 2017-04-05 Jaguar Land Rover Ltd Heat engine for a motor vehicle
CN106640220A (en) * 2016-08-30 2017-05-10 中国大唐集团科学技术研究院有限公司 Flue gas waste heat driving water feeding pump system
WO2018048338A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Scania Cv Ab A method for controlling the temperature of a cooling fluid in a cooling system and a cooling system
CN109690045A (en) * 2016-09-09 2019-04-26 斯堪尼亚商用车有限公司 A kind of method for controlling the temperature of the cooling fluid in cooling system and a kind of cooling system
EP3816413A1 (en) * 2019-11-04 2021-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Pressure control for closed joule circuit processes
WO2021089204A1 (en) * 2019-11-04 2021-05-14 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Pressure control for closed brayton cycles

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