DE102015118528A1 - Abgaswärmerückgewinnungssystem - Google Patents

Abgaswärmerückgewinnungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102015118528A1
DE102015118528A1 DE102015118528.8A DE102015118528A DE102015118528A1 DE 102015118528 A1 DE102015118528 A1 DE 102015118528A1 DE 102015118528 A DE102015118528 A DE 102015118528A DE 102015118528 A1 DE102015118528 A1 DE 102015118528A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
superheater
working fluid
egr cooler
turbine
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015118528.8A
Other languages
English (en)
Inventor
You Sang SON
Tae Jin Kim
Sung Goo Ahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of DE102015118528A1 publication Critical patent/DE102015118528A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/065—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion taking place in an internal combustion piston engine, e.g. a diesel engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Ein Abgaswärmerückgewinnungssystem kann aufweisen eine Abgasrückführungs-(AGR)-leitung 200, welche Abgas kühlt, welches von einem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen ist, und das gekühlte Abgas zu einem Einlasskrümmer 2 zirkuliert, eine Turbine 340, welche durch ein Arbeitsfluid rotiert ist, welches durch Wärmeaustausch mit einer Abgasleitung 404 und/oder der Abgasrückführungsleitung verdampft ist, um Energie zu erzeugen, einen Überhitzer 310, welcher in der AGR-Leitung 200 angeordnet ist und Wärme mit dem Arbeitsfluid austauscht, welches zu der Turbine 340 strömt, und einen AGR-Kühler 300, welcher geformt ist, um von dem Überhitzer 310 getrennt zu sein, und in der AGR-Leitung 200 angeordnet ist, um Wärme mit dem Abgas auszutauschen, welches zu dem Einlasskrümmer 2 strömt.

Description

  • Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0173289 , eingereicht am 4. Dezember 2014, deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin mitaufgenommen ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgaswärmerückgewinnungssystem und insbesondere ein Abgaswärmerückgewinnungssystem, welches geeignet ist einen Schaden an einem Überhitzer und einem Abgasrückführungs-(AGR)-kühler (z.B. eine Beschädigung eines Überhitzers und eines Abgasrückführungs-(AGR)-kühlers) aufgrund von thermischer Expansion (bzw. Ausdehnung) des Überhitzers und des AGR-Kühlers zu verhindern durch individuelles (z.B. einzelnes, z.B. getrenntes) Herstellen des Überhitzers und des AGR-Kühlers und miteinander Verbinden des Überhitzers und des AGR-Kühlers, um voneinander trennbar (z.B. lösbar) zu sein.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Verbrennungsmotor ist weit verbreitet zur Verwendung in einem Fahrzeug (z.B. Kraftfahrzeug, z.B. PKW, z.B. LKW), einem Schiff, einem kleinen Generator und dergleichen, und ein Versuch, eine Effizienz (z.B. einen Wirkungsgrad) des Verbrennungsmotors zu verbessern, wird kontinuierlich durchgeführt. In dem Verbrennungsmotor wird eine große Wärmemenge im Allgemeinen als Abgaswärme ausgestoßen, und verschiedene Systeme zum Erhöhen einer Gesamteffizienz des Verbrennungsmotors durch Rückgewinnung der Abgaswärme wurden entwickelt.
  • Wenn man die Vorrichtungen und Komponenten, welche zur Konfiguration eines Abgaswärmerückgewinnungssystems notwendig sind, eine Erhöhung einer Last und dergleichen in Betracht zieht, ist es effizienter ein Abgaswärmerückgewinnungssystem in einem großen Fahrzeug zu montieren, welches eine große Verdrängung hat und viele Personen oder Lasten transportieren kann, als das Abgaswärmerückgewinnungssystem in einem kleinen Fahrzeug zu montieren, welches eine kleine Verdrängung hat und leicht ist.
  • In dem Fall eines Fahrzeugs weist ein typisches Beispiel eines Systems der Abgaswärmerückgewinnung ein System, welches eine Turbokomponente verwendet, und ein System auf, welches ein thermoelektrisches Element (z.B. Thermoelement) verwendet.
  • Das System, welches eine Turbokomponente verwendet, verwendet ein Schema (z.B. System) des Erhaltens einer Leistung durch Anbringen einer Abgasturbine an/in eine/r Abgasleitung und Rotieren der Abgasturbine durch einen Abgasdruck. In diesem Schema kann ein Wärmewirkungsgrad (z.B. thermischer Wirkungsgrad, z.B. thermische Effizienz) eines Gesamtsystems (z.B. gesamten Systems) verbessert sein/werden, in welchem der Verbrennungsmotor installiert ist; die Abgasturbine ist/wird jedoch als ein Abgaswiderstand betrieben, so dass eine Leistung eines Verbrennungsmotors selbst reduziert ist.
  • Das System, welches ein thermoelektrisches Element verwendet, verwendet ein Schema des Stromladens unter Verwendung des thermoelektrischen Elements, welches den Strom durch einen Temperaturunterschied erzeugt, oder des Antreibens eines Hilfsmotors durch den Strom, um den Verbrennungsmotor zu unterstützen. Jedoch können Kosten des thermoelektrischen Elements selbst nicht ignoriert werden, und ein Raum, in welchem das thermoelektrische Element montiert werden kann, ist begrenzt (z.B. schmal), so dass es nicht einfach ist, den Wärmewirkungsgrad des Verbrennungsmotors wesentlich (z.B. bedeutsam) zu verbessern, obgleich das thermoelektrische Element sogar in massengefertigten (z.B. massenproduzierten) Fahrzeugen montiert ist/wird.
  • Die in dem Abschnitt Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen dienen lediglich einem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Anerkenntnis oder irgendeine Form der Anregung verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Abgaswärmerückgewinnungssystem bereit, welches geeignet ist, um eine verbesserte Effizienz (z.B. einen verbesserten Wirkungsgrad) aufzuweisen durch individuelles (z.B. einzelnes, z.B. getrenntes) Herstellen eines Überhitzers und eines Abgasrückführungs-(AGR)-kühlers und Verbinden des Überhitzers und des AGR-Kühlers miteinander, um trennbar (z.B. lösbar) voneinander zu sein, um einen Schaden an dem Überhitzer (z.B. eine Beschädigung des Überhitzers) aufgrund von thermischer Expansion des Überhitzers und des AGR-Kühlers zu verhindern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Abgaswärmerückgewinnungssystem aufweisen eine Abgasrückführungs-(AGR)-leitung, welche Abgas kühlt, welches von einem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, und das gekühlte Abgas zu einem (z.B. an einen) Einlasskrümmer zirkuliert (z.B. rückführt, z.B. leitet), eine Turbine, welche durch ein (z.B. mittels eines) Arbeitsfluid(s) rotiert (z.B. angetrieben) wird, welches durch (z.B. mittels) Wärmeaustausch(es) mit einer Abgasleitung und/oder der Abgasrückführungsleitung (z.B. mit einer Abgasleitung oder mit einer Abgasleitung und der Abgasrückführungsleitung) verdampft (z.B. in die Gasphase überführt) ist/wird, um Energie zu erzeugen/generieren, einen Überhitzer, welcher in (z.B. an) der AGR-Leitung angeordnet ist und Wärme mit dem Arbeitsfluid austauscht, welches zu der Turbine strömt (z.B. welches sich zu der Turbine bewegt), und einen AGR-Kühler, welcher geformt ist, um separat/getrennt von dem Überhitzer zu sein, und in (z.B. an) der AGR-Leitung angeordnet ist, um Wärme mit dem Abgas auszutauschen, welches zu dem Einlasskrümmer strömt (z.B. welches sich zu dem Einlasskrümmer bewegt).
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines beispielgebenden Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptteilen des Abgaswärmerückgewinnungssystems nach 1.
  • 3 ist eine Ablaufansicht eines Verfahrens des Betreibens des Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein Steuerblockdiagramm des Verfahrens des Betreibens des Abgaswärmerückgewinnungssystems nach 3.
  • 5 ist eine Querschnittansicht eines Wärmetauschers, welcher in dem Abgaswärmerückgewinnungssystem nach 1 enthalten ist.
  • 6. ist eine perspektivische Ansicht von Hauptteilen des Wärmetauschers nach 5.
  • 7 ist eine veranschaulichende Ansicht einer Wärmeaustauschform des Wärmetauschers nach 5.
  • 8 ist eine veranschaulichende Ansicht des Montierens einer Turbine in dem Abgaswärmerückgewinnungssystem nach 1.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptteilen der Turbine nach 8.
  • 10 ist eine Ablaufansicht eines Verfahrens des Steuerns der Turbine des Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Überhitzers und eines Abgasrückführungs-(AGR)-kühlers, welche in dem beispielgebenden Abgaswärmerückgewinnungssystem nach 1 enthalten sind.
  • 12 ist eine Querschnittansicht des Überhitzers und des AGR-Kühlers nach 11.
  • 13 ist ein Diagramm, welches eine Änderung eines Innendrucks des Wärmetauschers veranschaulicht, welcher in dem Abgaswärmerückgewinnungssystems nach 1 enthalten ist.
  • 14 ist eine veranschaulichende Ansicht eines Verbindungszustands zwischen dem Wärmetauscher und der Turbine des Abgaswärmerückgewinnungssystems nach 1.
  • 15 ist eine Ablaufansicht eines Verfahrens des Steuerns einer Verbindung zwischen dem Wärmetauscher und der Turbine des beispielgebenden Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 16 ist eine schematische Ansicht einer Struktur, in welcher ein Kondensator eines thermoelektrischen Generators (TEG) (z.B. TEG-Kondensator) und ein Vorrat (bzw. Vorratsbehälter), welche in dem beispielgebenden Abgaswärmerückgewinnungssystem nach 1 enthalten sind, ein Kühlmittel gemeinsam verwenden (z.B. miteinander teilen).
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht des Vorrats nach 16.
  • 18 ist eine andere perspektivische Ansicht des Vorrats nach 16.
  • 19 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptteilen einer Verbindungsstruktur zwischen dem TEG-Kondensator und dem Vorrat nach 16.
  • 20 ist eine schematische Ansicht eines Vorratsbehälters des Abgaswärmerückgewinnungssystems, welches in 1 veranschaulicht ist.
  • 21 ist eine Ablaufansicht eines Verfahrens des Betreibens des Vorratsbehälters des beispielgebenden Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, einschließlich zum Beispiel bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch den jeweiligen Anwendungszweck und die jeweilige Nutzungsumgebung bestimmt werden.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wird nun detailliert Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und im Folgenden beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, wird verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung beabsichtigt nicht nur, die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen, so wie in den beigefügten Ansprüchen definiert. Wie in 1 und 2 veranschaulicht, weist ein Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Abgasleitung 404, durch welche Abgas strömt (z.B. sich Abgas bewegt), welches von/aus einem Verbrennungsmotor ausgestoßen ist/wird, einen Hauptkanal (z.B. eine Hauptleitung) 100, durch welchen ein Arbeitsfluid strömt (z.B. sich ein Arbeitsfluid bewegt), eine Turbine 340, welche durch das (z.B. mittels des) Arbeitsfluid(s) rotiert (z.B. bewegt) ist/wird, welches von/aus dem Hauptkanal 100 ausgestoßen (bzw. ausgelassen) ist/wird, um elektrische Energie und mechanische Energie zu erzeugen/generieren, eine Abgasrückführungs-(AGR)-leitung 200, welche einen Teil (z.B. etwas) des Abgases, welches von/aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßen ist/wird, zu einem (z.B. an einen) Einlasskrümmer 2 zirkuliert (z.B. rückführt, z.B. leitet), und Kanalsteuerungsventile S1 und S2 auf, welche in (z.B. an) dem Hauptkanal 100 angeordnet sind und einen Strom (z.B. eine Strömung, z.B. eine Bewegung) des Arbeitsfluids steuern, so dass das Abgas, welches entlang der AGR-Leitung 200 strömt, und das Arbeitsfluid, welches entlang des Hauptkanals 100 strömt, Wärme miteinander austauschen.
  • Des Weiteren weist das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner einen Vorrat (bzw. Vorratsbehälter, z.B. Speicher, z.B. Reservoir) 60, welcher ein flüssiges Arbeitsfluid (z.B. Arbeitsfluid in flüssiger Phase) darin bevorratet (z.B. speichert), einen Wärmetauscher 400, welcher in (z.B. an) der Abgasleitung 404 bereitgestellt ist, um das flüssige Arbeitsfluid von/aus dem Vorrat 60 aufzunehmen und das flüssige Arbeitsfluid zu verdampfen (z.B. in die Gasphase zu überführen), und einen Überhitzer 310 auf, welcher mit einem AGR-Kühler 300 verbunden ist, um das verdampfte (bzw. gasförmige) Arbeitsfluid von dem Wärmetauscher 400 je nach Betrieb (z.B. Betriebszuständen) der Kanalsteuerungsventile aufzunehmen und Wärme des Abgases, welches zu dem Einlasskrümmer zirkuliert ist/wird, an/auf das verdampfte Arbeitsfluid zu übertragen (z.B. dem Arbeitsfluid Wärme des Abgases zuzuführen, welches zu dem Einlasskrümmer zirkuliert ist/wird), um das verdampfte Arbeitsfluid zu erwärmen (z.B. erhitzen).
  • Das Arbeitsfluid, welches dem Wärmetauscher 400 von/aus dem Vorrat 60 zugeführt ist/wird, wird durch eine Pumpe 70 mit Druck beaufschlagt. Die Turbine 340 erhält das Arbeitsfluid selektiv von dem Wärmetauscher 400 oder dem Überhitzer 310, je nach Betrieb der Kanalsteuerungsventile S1 und S2.
  • Eine Nachbehandlungsvorrichtung 402, welche Partikelmaterial (PM) regeneriert, welches von/aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßen ist/wird, ist in (z.B. an) der Abgasleitung 404 angeordnet. Das Abgaswärmerückgewinnungssystem weist ferner einen Kondensator 370 eines thermoelektrischen Generators (TEG) (z.B. TEG-Kondensator 370), welcher das Arbeitsfluid kondensiert (z.B. verdichtet), welches von der Turbine 340 ausgestoßen ist/wird, und einen Rekuperator (z.B. Abwärmeverwerter, z.B. Wärmetauscher) 50 auf, welcher thermische Energie von/aus dem Arbeitsfluid absorbiert, welches von der Turbine 340 zu dem Kondensator 370 strömt, und die thermische Energie dem Arbeitsfluid zuführt (z.B. an/auf das Arbeitsfluid überträgt), welches dem Wärmetauscher 400 von/aus dem Vorrat 60 zugeführt ist/wird.
  • Der Überhitzer 310 ist mit dem AGR-Kühler 300 verbunden und überträgt Wärme von dem Abgas, welches dem AGR-Kühler 300 zugeführt ist/wird, an/auf ein gasförmiges Arbeitsfluid, welches durch den Wärmetauscher 400 erhalten wird (z.B. zugeführt ist). Die Turbine 340 ist in selektivem Austausch mit dem Überhitzer 310 oder dem Wärmetauscher 400 und erhält ein Drehmoment von dem erhaltenen (z.B. zugeführten) gasförmigen Arbeitsfluid, um elektrische Energie zu erzeugen/generieren.
  • Der Hauptkanal 100 ist in einen ersten Zweigkanal (z.B. eine erste Zweigleitung) 110, welcher mit einem Überhitzereinlass 315 verbunden ist, welcher in (z.B. an) dem Überhitzer 310 geformt ist, und einen zweiten Zweigkanal (z.B. eine zweite Zweigleitung) 120 verzweigt, welcher sich zu (z.B. in Richtung) der Turbine 340 erstreckt, und der zweite Zweigkanal 120 ist in einen dritten Zweigkanal (z.B. eine dritte Zweigleitung) 130, welcher mit einem Überhitzerauslass 316 verbunden ist, welcher in (z.B. an) dem Überhitzer 310 geformt ist, und einen vierten Zweigkanal (z.B. eine vierte Zweigleitung) 140 verzweigt, welcher mit einem Turbineneinlass verbunden ist, welcher in (z.B. an) der Turbine 340 geformt ist. Verbindungszusammenhänge zwischen dem Hauptkanal 100 und den Zweigkanälen 110, 120, 130 und 140 wurden basierend auf einem Zustand beschreiben, in welchem ein Fluss (bzw. Strom) des Arbeitsfluids ausgeschlossen ist, und der Hauptkanal 100 und die Zweigkanäle 110, 120, 130 und 140 einfach angeordnet sind.
  • Die Kanalsteuerungsventile S1 und S2 sind an einem ersten Verzweigungspunkt, an welchem der Hauptkanal 100 in den ersten Zweigkanal 110 und den zweiten Zweigkanal 120 verzweigt ist, bzw. an einem zweiten Verzweigungspunkt bereitgestellt, an welchem der zweite Zweigkanal 120 in den dritten Zweigkanal 130 und den vierten Zweigkanal 140 verzweigt ist.
  • Genauer gesagt weisen die Kanalsteuerungsventile S1 und S2 ein erstes Kanalsteuerungsventil S1, welches an dem ersten Verzeigungspunkt bereitgestellt ist, an welchem der Hauptkanal 100 in den ersten Zweigkanal 110 und den zweiten Zweigkanal 120 verzweigt ist, und ein zweites Kanalsteuerungsventil S2 auf, welches an dem zweiten Verzweigungspunkt bereitgestellt ist, an welchem der zweite Zweigkanal 120 in den dritten Zweigkanal 130 und den vierten Zweigkanal 140 verzweigt ist.
  • Wie in 3 und 4 veranschaulicht, weist ein Verfahren des Steuerns des Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Betreiben (z.B. Fahren) des Verbrennungsmotors (S110) und Betreiben (z.B. Steuern) der Kanalsteuerungsventile S1 und S2, so dass der Hauptkanal 100 und der Überhitzer 310 Wärme miteinander austauschen (S120), wenn das AGR-Ventil 210 betrieben wird.
  • Wenn der Verbrennungsmotor 1 betrieben (z.B. gefahren) wird und das AGR-Ventil 210 betrieben wird, werden die Kanalsteuerungsventile betrieben (z.B. gesteuert), so dass der Hauptkanal und der Überhitzer 310 im Austausch / in Kommunikation miteinander sind (z.B. miteinander verbunden sind) (S121). Wenn der Hauptkanal und der Überhitzer 310 im Austausch miteinander sind, wird eine Menge des Arbeitsfluids erhöht, welches von der Pumpe 70 zugeführt wird, welche das Arbeitsfluid von/aus dem Vorrat 60, in dem das Arbeitsfluid bevorratet ist, verdichtet (z.B. mit Druck beaufschlagt) und das verdichtete (z.B. mit Druck beaufschlagte) Arbeitsfluid dem Wärmetauscher 400 zuführt (S122).
  • Wenn das AGR-Ventil 210 nicht betrieben wird, werden die Kanalsteuerungsventile betrieben (z.B. gesteuert), so dass der Hauptkanal und die Turbine 340 im Austausch miteinander sind (S123), und eine Menge des Arbeitsfluids ist/wird aufrechterhalten, welches von der Pumpe 70 zugeführt wird, welche das Arbeitsfluid von/aus dem Vorrat 60, in dem das Arbeitsfluid bevorratet ist, verdichtet und das verdichtete Arbeitsfluid dem Wärmetauscher 400 zuführt (S124).
  • Wie in 5 bis 7 veranschaulicht, weist der Wärmetauscher 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welcher ein Wärmetauscher 400 des Abgaswärmerückgewinnungssystems ist, welcher thermische Energie von der Abgasleitung 404 absorbiert und die thermische Energie dem Arbeitsfluid zuführt, um der Turbine 340, welche Energie erzeugt, ein gasförmiges Arbeitsfluid zuzuführen, eine Düse (z.B. Strahlregler, z.B. Öffnung) 411 auf, welche das zugeführte Arbeitsfluid zerstäubt (z.B. atomisiert).
  • Des Weiteren weist der Wärmetauscher 400 einen Wärmeaustauschpfad auf, welcher mit einem Wärmetauschereinlass 410, durch welchen das flüssige Arbeitsfluid (z.B. Arbeitsfluid in flüssiger Phase) zugeführt ist/wird, und einem Wärmetauscherauslass 420 bereitgestellt ist, durch welchen das Arbeitsfluid mittels des Abgases verdampft und ausgestoßen wird, und die Düse 411 ist in dem Wärmetauschereinlass 410 bereitgestellt.
  • Der Wärmeaustauschpfad ist in einem Wärmetauschergehäuse untergebracht, welches an der Nachbehandlungsvorrichtung 402 angebracht ist, durch welche das Abgas strömt. Der Wärmeaustauschpfad weist eine Kammer 430, welche sich von dem Wärmetauschereinlass erstreckt und in welche das Arbeitsfluid durch die Düse 411 gespritzt/gesprüht ist/wird, um zerstäubt zu werden, eine Kammererweiterungsleitung (z.B. Kammerverlängerungsleitungen) 440, welche eine Mehrzahl von Wärmeaustauschleitungen 441 aufweist, welche im gleichen Intervall angeordnet sind und an der Kammer 430 angebracht sind, so dass das zerstäubte Arbeitsfluid den Wärmeaustauschleitungen 441 zugeführt wird, und Erweiterungsleitungen (z.B. Verlängerungsleitungen) 460 auf, welche auf (z.B. an) einer Seite der Kammererweiterungsleitung 440 angebracht sind und eine Mehrzahl von Wärmeaustauschleitungen 441 aufweisen, welche im gleichen Intervall angeordnet sind und durch horizontale Verbindungsteile 450 miteinander verbunden sind, so dass das Arbeitsfluid von der Kammererweiterungsleitung 440 zugeführt ist/wird, wobei die Erweiterungsleitungen 460 mit dem Wärmetauscherauslass 420 verbunden sind.
  • Eine Mehrzahl von Erweiterungsleitungen 460 sind im gleichen Intervall bereitgestellt und sind durch eine Mehrzahl horizontaler Verbindungsteile 450 miteinander verbunden, so dass der Wärmetauschereinlass und der Wärmetauscherauslass im Austausch miteinander sind. Abgaslamellen/Abgasrippen 442, welche mit dem Abgas in Kontakt sind (z.B. das Abgas berühren), sind zwischen der Mehrzahl von Wärmeaustauschleitungen 441 bereitgestellt und Arbeitsfluidlamellen, welche mit dem Arbeitsfluid in Kontakt sind, sind in (z.B. an) den Wärmeaustauschleitungen 441 bereitgestellt.
  • Der Wärmetauschereinlass ist mit der Pumpe 70, welche das flüssige Arbeitsfluid (z.B. Flüssigphasenarbeitsfluid) mit Druck beaufschlagt und einspritzt (z.B. einspeist), und einem Vorrat 60 verbunden, welcher der Pumpe 70 das Arbeitsfluid zuführt, und der Wärmetauscherauslass ist selektiv (z.B. wahlweise) mit der Turbine 340 verbunden, zu welcher das gasförmige Arbeitsfluid (z.B. Gasphasenarbeitsfluid) von/aus dem Wärmetauscherauslass oder dem Überhitzer 310 zugeführt ist/wird. Der Hauptkanal 100, welcher den Wärmetauscherauslass und die Turbine 340 miteinander verbindet, ist mit den Kanalsteuerungsventilen bereitgestellt, welche den Austausch (z.B. die Verbindung) zwischen dem Wärmetauscherauslass und der Turbine 340 sperren (z.B. blockieren, z.B. unterbrechen) und ermöglichen, dass der Wärmetauscherauslass und der Überhitzer 310 im Austausch miteinander sind.
  • Wie in 8 und 9 veranschaulicht, weist die Turbine 340 eine Energieerzeugungsturbine 342, eine Kupplung, einen Motorgenerator (z.B. Generator) 341 und eine Rolle (z.B. Scheibe, z.B. Riemenscheibe, z.B. Umlenkrolle) 343 auf.
  • Rotoren der Energieerzeugungsturbine 342 und des Motorgenerators 341 sind an der gleichen Achse miteinander verbunden, und die Kupplung steuert die Energieerzeugungsturbine 342 und die Rolle 343 mechanisch.
  • Die Turbine 340 kann eine Welle antreiben, welche an (z.B. in) einem Verbrennungsmotor installiert ist, durch direktes Verwenden der Rotationsenergie der Energieerzeugungsturbine 342. Hier kann die Welle, welche an dem Verbrennungsmotor installiert ist, eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 sein, welche Energie zu einem (z.B. auf ein) Rad überträgt, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Welle, welche an dem Verbrennungsmotor installiert ist, kann z.B. eine Welle sein, welche zusätzlich an dem Verbrennungsmotor 1 montiert ist und Vorrichtungen antreibt, welche unter Verwendung eines Drehmoments betrieben sind/werden, wie z.B. eine Klimaanlagenpumpe, eine Kühlmittelpumpe oder dergleichen. Die Rotationsenergie der Energieerzeugungsturbine 342 kann durch einen Riemen zu der (z.B. auf/an die) Welle übertragen werden. Hier kann eine Kette oder ein Getriebe anstelle des Riemens verwendet sein/werden.
  • Unterdessen kann der Motorgenerator 341 die Rotationsenergie der Energieerzeugungsturbine 342 in elektrische Energie und mechanische Energie umwandeln, und die elektrische Energie, welche wie oben umgewandelt wurde, kann in einer Batterie 20 gespeichert werden. In dem Fall, in welchem die Kupplung die Energieerzeugungsturbine 342 und die Rolle 343 voneinander trennt, ist/wird ein Drehmoment der Energieerzeugungsturbine 342 nur verwendet, um elektrische Energie zu erzeugen, und in dem Fall, in welchem die Kupplung die Energieerzeugungsturbine 342 und die Rolle 343 miteinander verbindet, ist/wird ein Drehmoment der Energieerzeugungsturbine 342 verwendet, um Energie auf die Welle anzuwenden, welche an dem Verbrennungsmotor installiert ist, sowie um elektrische Energie zu erzeugen. Der Motorgenerator 341 kann elektrische Energie von der Batterie erhalten, um die Welle anzutreiben, welche an dem Verbrennungsmotor installiert ist.
  • Ein Energieübertragungsteil (z.B. energieübertragendes Teil) 40 kann in einem Getriebe (z.B. Zahnradgetriebe) 7 des Verbrennungsmotors 1 installiert sein, um mit dem Getriebe 7 in Eingriff zu sein. Das Energieübertragungsteil 40 kann die elektrische Energie von der Batterie 20 durch einen Inverter (z.B. Wechselrichter) 30 erhalten, um dadurch verwendet zu werden, um den Verbrennungsmotor 1 zu starten, oder kann als eine Antriebsquelle dienen, welche den Verbrennungsmotor 1 unterstützt, um eine Leistung des Verbrennungsmotors 1 zu erhöhen oder eine Last des Verbrennungsmotors 1 zu verringern, wodurch eine Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 1 verbessert ist/wird.
  • Unterdessen kann die Turbine 340 ferner eine zweite Kupplung aufweisen, welche die Energieerzeugungsturbine 342 und den Motorgenerator 341 mechanisch steuern kann. In dem Fall, in welchem das Arbeitsfluid die Energieerzeugungsturbine 342 antreibt (z.B. rotiert) kann die Batterie 20 überladen werden, wenn ein Zeitraum (z.B. eine Zeitdauer), in welchem ein Drehmoment der Energieerzeugungsturbine 342 in elektrische Energie umgewandelt wird, übermäßig lang ist.
  • In diesem Fall kann die zweite Kupplung die Energieerzeugungsturbine 342 und den Motorgenerator 341 voneinander trennen und die Energieerzeugungsturbine 342 rotiert kontinuierlich in einem Zustand, in welchem sie mechanisch von dem Motorgenerator 341 getrennt ist. In diesem Fall kann die Rotationsenergie der Energieerzeugungsturbine maximal genutzt werden ohne verschwendet zu werden, indem ermöglicht wird, dass die Energieerzeugungsturbine 342 die Welle 6 antreibt, welche an dem Verbrennungsmotor installiert ist, ohne die Energieerzeugungsturbine 342 ungenutzt zu lassen.
  • Wenn eine Spannung der Batterie 20 unter eine vorgegebene Ladestartreferenzspannung fällt, während eines Zeitraums, in welchem das Arbeitsfluid die Energieerzeugungsturbine 342 rotiert (z.B. antreibt), kann ein Recyclingsystem (z.B. Rückgewinnungssystem) konfiguriert sein, so dass die zweite Kupplung die Energieerzeugungsturbine 342 und den Motorgenerator 341 wieder mechanisch verbinden kann, um die Batterie 20 aufzuladen.
  • In der Turbine 340, welche wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist/wird das Arbeitsfluid von der Turbine 340 nicht ausgestoßen, sondern verbleibt in der Turbine 340, nachdem ein Betrieb (z.B. Starten) eines Fahrzeugs stoppt. Das Arbeitsfluid, welches in der Turbine 340 verbleibt, ist gekühlt (z.B. kühlt ab), so dass eine Phase davon von einer Gasphase in eine Flüssigphase geändert ist, und das flüssige Arbeitsfluid und das gasförmige Arbeitsfluid koexistieren in der Turbine 340 zu der Zeit des erneuten Betriebs des Verbrennungsmotors 1, so dass ein Kavitationsphänomen auftreten kann und die Energieerzeugungsturbine 342 aufgrund des flüssigen Arbeitsfluids und Luftblasen beschädigt werden kann.
  • Gemäß einer Ablaufansicht, welche in 10 veranschaulicht ist, steuert daher das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Turbine 340, um die Turbine 340 nach Starten des Verbrennungsmotors 1 zwangsweise in umgekehrter Richtung zu rotieren, wodurch das Arbeitsfluid, welches in der Turbine 340 verbleibt, dem Wärmetauscher 400 in umgekehrter Richtung zugeführt ist/wird.
  • Ein Verfahren des Steuerns der Turbine des Abgaswärmerückgewinnungssystems wird unten detaillierter beschrieben. Das Verfahren des Steuerns der Turbine des Abgaswärmerückgewinnungssystems, welches ein Verfahren des Steuerns der Turbine des Abgaswärmerückgewinnungssystems ist, in welchem die Wärme des Abgases das Arbeitsfluid durch den Wärmetauscher 400 verdampft, welcher in (z.B. an) der Abgasleitung 404 bereitgestellt ist, und das Arbeitsfluid der Turbine 340 zugeführt wird, weist auf Starten des Startens (S210), Messen einer Innentemperatur (z.B. internen Temperatur) des Wärmetauschers 400 (S211) und Betreiben (z.B. Rotieren) der Turbine 340 in eine umgekehrte Richtung (S212), wenn die gemessene Innentemperatur eine vorgegebenen Temperatur oder kleiner ist.
  • Nach dem Starten wird die Innentemperatur des Wärmetauschers 400 gemessen, und die Turbine 340 wird in umgekehrter Richtung betrieben, wenn der gemessene Wert kleiner als ein entsprechender (z.B. geeigneter) Wert ist (z.B. 50°C). Wenn der gemessene Wert der entsprechende Wert oder größer ist, wird die Turbine 340 normal betrieben und die Innentemperatur des Wärmetauschers wird erneut gemessen (S214).
  • Wenn die Turbine 340 in umgekehrter Richtung betrieben wird, wird ermittelt (z.B. bestätigt, z.B. quittiert), ob ein Strom (z.B. eine Strömungsrate) des Arbeitsfluids, welches dem Wärmetauscher 400 von der Turbine 340 in umgekehrter Richtung zugeführt wird, vorhanden ist (S213). Wenn der Strom des Arbeitsfluids, welches dem Wärmetauscher 400 in umgekehrter Richtung von der Turbine 340 zugeführt wird vorhanden ist, wird der umgekehrte Betrieb der Turbine 340 fortgesetzt. Dann wird ermittelt, ob die Innentemperatur des Wärmetauschers 400 einen Grenzwert (z.B. 250°C) überschreitet (S215).
  • Wenn der Strom des Arbeitsfluids, welches dem Wärmetauscher 400 in umgekehrter Richtung von der Turbine 340 zugeführt wird, nicht vorhanden ist und die Innentemperatur des Wärmetauschers den Grenzwert (250°C) überschreitet, wird die Pumpe 70 betrieben, welche das Arbeitsfluid mit Druck beaufschlagt und das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid in den Wärmetauscher 400 einspeist, und die Turbine 340 erhält ein Drehmoment von dem Arbeitsfluid, um elektrische Energie zu erzeugen (S216).
  • Wenn der Strom des Arbeitsfluids, welches dem Wärmetauscher 400 in umgekehrter Richtung von der Turbine 340 zugeführt wird, nicht vorhanden ist und die Innentemperatur des Wärmetauschers 400 kleiner als der Grenzwert ist, wird die Pumpe 70, welche das Arbeitsfluid mit Druck beaufschlagt und das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid in den Wärmetauscher 400 einspeist, nicht betrieben (S217).
  • Der Überhitzer 310 ist mit dem AGR-Kühler 300 verbunden, um von dem AGR-Kühler trennbar (z.B. lösbar) zu sein, wie in 11 und 12 veranschaulicht. In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Überhitzer 310, welcher an einer Seite des AGR-Kühlers 300 geformt ist, um die Wärme des Abgases zurückzugewinnen, welches durch die Abgasleitung 404 (z.B. AGR-Leitung 200) ausgestoßen ist, um das verdampfte Arbeitsfluid zu erhitzen, stromaufwärts des AGR-Kühlers 300 in (z.B. an) dem Hauptkanal 100 angeordnet und mit dem AGR-Kühler 300 trennbar verbunden (z.B. mit dem AGR-Kühler 300 verbunden, um von dem AGR-Kühler 300 trennbar zu sein).
  • Der Überhitzer 310 und der AGR-Kühler 300 sind durch eine Klemme (z.B. Schelle, z.B. Rohrschelle, z.B. Klammer) 317 an Verbindungsabschnitten zwischen diesen aneinander befestigt (z.B. miteinander verbunden), so dass eine Verbindung zwischen diesen aufrechterhalten (z.B. hergestellt) ist. Thermische Wirkung des Überhitzers 310 und/oder des AGR-Kühlers 300 sind vermindert (z.B. verringert, z.B. abgeschwächt) und ein Schaden an dem Überhitzer und dem AGR-Kühler (bzw. eine Beschädigung des Überhitzers und/oder des AGR-Kühlers) sind/werden durch die Klemme 317 verhindert.
  • Ein trennbarer Überhitzer 310, welcher in (z.B. an) dem Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung montiert ist, wird unten detaillierter beschrieben.
  • Das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist die AGR-Leitung 200, welche das Abgas kühlt, welches von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen ist, und das gekühlte Abgas zu dem (z.B. an den) Einlasskrümmer zirkuliert, die Turbine 340, welche durch das Arbeitsfluid betrieben (z.B. rotiert) ist, welches durch Wärmeaustausch mit der Abgasleitung 404 verdampft ist, um Energie zu erzeugen, den Überhitzer 310, welcher in (z.B. an) der AGR-Leitung 200 angeordnet ist und Wärme mit dem Arbeitsfluid austauscht, welches zu der Turbine 340 strömt, und den AGR-Kühler 300 auf, welcher geformt ist, um von dem Überhitzer 310 trennbar zu sein, und in (z.B. an) der AGR-Leitung 200 angeordnet ist, um Wärme mit dem Abgas auszutauschen, welches zu dem Einlasskrümmer strömt.
  • Der AGR-Kühler 300 weist ein AGR-Kühlergehäuse 301 auf, welches ein (äußeres) Erscheinungsbild formt (z.B. ausbildet), und der Überhitzer 310 weist ein Überhitzergehäuse 311 auf, welches ein (äußeres) Erscheinungsbild formt (z.B. ausbildet), welches mit dem AGR-Kühlergehäuse 301 verbunden ist, und Überhitzerinnenkanäle 312 aufweist, welche darin geformt sind.
  • Ein Rückführungsgaseinlass 313, welchem das Abgas von der Abgasrückführungs-(AGR)-leitung 200 zugeführt ist, bzw. ein Rückführungsgasauslass 314, durch welchen das Abgas an den AGR-Kühler 300 ausgestoßen (bzw. ausgelassen) ist, ist an den beiden Enden in einer Längsrichtung des Überhitzergehäuses 311 geformt.
  • Die Überhitzerinnenkanäle 312 stehen an einer Seitenfläche des Überhitzergehäuses 311 vor und sind mit einem Überhitzereinlass 315, zu welchem das Arbeitsfluid zugeführt wird, und einem Überhitzerauslass 316 bereitgestellt, durch welchen das Arbeitsfluid aus den Überhitzerinnenkanälen 312 ausgelassen wird. Wie oben beschrieben erhält die Turbine 340 das Arbeitsfluid von dem Wärmetauscher 400 oder dem Überhitzer 310, um elektrische Energie zu erzeugen. Der Überhitzereinlass 315 ist mit dem Wärmetauscher 400 verbunden, und der Überhitzerauslass 316 ist mit der Turbine 340 verbunden.
  • Der AGR-Kühler 300 weist das AGR-Kühlergehäuse 301, welches mit dem Überhitzergehäuse 311 des Überhitzers 310 verbunden ist, Kühlmittelkanäle 302, welche in dem AGR-Kühlergehäuse 301 montiert sind, einen AGR-Kühlereinlass 303, welcher von dem AGR-Kühlergehäuse 301 vorsteht und den Kühlmittelkanälen 301 ein Kühlmittel zuführt, und einen AGR-Kühlerauslass 304 auf, welcher von dem AGR-Kühlergehäuse 301 vorsteht, und das Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal 302 auslässt.
  • Unterdessen ist die Wärme (z.B. Wärmemenge) des Abgases in dem frühen Stadium des Startens (z.B. in dem Stadium kurz nach dem Starten) kleiner als während des Fahrens, und das Arbeitsfluid in dem Wärmetauscher 400 ist/wird weniger verdampft in dem frühen Stadium des Startens als während des Fahrens. Daher ist ein Druck des Arbeitsfluids, welches der Turbine 340 zugeführt ist, in dem frühen Stadium des Startens klein, so dass ein kleines Drehmoment in der Turbine 340 durch Zuführen des Arbeitsfluids erzeugt wird. In Anbetracht dessen weist eine Verbindungsstruktur zwischen dem Wärmetauscher 400 und der Turbine 340 des Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den Wärmetauscher 400, welcher in (z.B. an) der Abgasleitung 404 bereitgestellt ist und die Wärme des Abgases auf/an das Arbeitsfluid überträgt, die Turbine 340, welche mit dem Wärmetauscher 400 durch den Hauptkanal 100 verbunden ist und das verdampfte Arbeitsfluid erhält, welches durch den Hauptkanal 100 zugeführt wird, und ein Druckeinstellventil S3 auf, welches in (z.B. an) dem Hauptkanal 100 montiert ist und es dem Wärmetauscher 400 und der Turbine 340 ermöglicht, in selektivem Austausch miteinander zu sein (z.B. selektiv miteinander verbunden zu sein), wie in 13 und 14 veranschaulicht.
  • Des Weiteren weist die Verbindungsstruktur ferner den Vorrat (z.B. Vorratsbehälter) 60, in welchem das flüssige Arbeitsfluid (z.B. Flüssigphasenarbeitsfluid) bevorratet ist, und die Pumpe 70 auf, welche das Arbeitsfluid mit Druck beaufschlagt und das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid in den Wärmetauscher 400 einspeist, und das Arbeitsfluid wird von der Turbine 340 zu dem Vorrat 60 zurückgeführt. Der Rekuperator (z.B. Abwärmeverwerter, z.B. Wärmetauscher) 50, welcher die Wärme von dem Arbeitsfluid zurückgewinnt, und der TEG-Kondensator 370 sind zwischen der Turbine 340 und dem Vorrat 60 bereitgestellt. Der Wärmetauscher 400 hat einen Drucksensor, welcher an einem Auslass davon montiert ist.
  • In dem Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welches die wie oben beschriebene Verbindungsstruktur zwischen dem Wärmetauscher 400 und der Turbine 340 aufweist, wird, wie in 15 veranschaulicht, das Druckeinstellventil S3 betrieben und der Wärmetauscher und die Turbine 340 sind im Austausch / in Kommunikation miteinander, wenn ein Innendruck des Wärmetauschers 400 ein vorgegebener Wert oder größer ist (S330).
  • Bevor der Innendruck des Wärmetauschers 400 gemessen wird, startet das Fahrzeug, in welchem der Wärmetauscher 400 und die Turbine 340 montiert sind, und die Pumpe 70, welche das Arbeitsfluid dem Wärmetauscher 400 zuführt, wird betrieben (S310). Der Innendruck des Wärmetauschers 400 wird gemessen und es wird entschieden, ob der Innendruck ein vorgegebener Wert oder größer ist (S320). Das Arbeitsfluid wird zwischen der Pumpe 70, dem Wärmetauscher 400 und der Turbine 340 durch das Druckeinstellventil S3 zirkuliert.
  • Das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welches wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird unten detaillierter beschrieben.
  • Wenn eine Temperatur des Abgases klein ist, wie z.B. wenn der Verbrennungsmotor 1 gestartet wird, strömt zurückgeführtes Abgas, d.h. AGR-Gas, nicht durch den AGR-Kühler 300, sondern wird direkt dem Einlasskrümmer 2 zugeführt unter Verwendung eines AGR-Bypassventils 220, wodurch ein schnelles Vorwärmen (z.B. Aufwärmen) des Verbrennungsmotors möglich gemacht ist, und, nachdem eine Temperatur des Abgases ausreichend erhöht ist, wird das Abgas auf den AGR-Kühler 300 angewendet (z.B. strömt das Abgas durch den AGR-Kühler 300), wodurch Abnahme (z.B. Reduktion) von NOx möglich gemacht ist.
  • Der Überhitzer 310 kann stromaufwärts des AGR-Kühler 300 angeordnet sein, basierend auf einem Strom, durch welchen das AGR-Gas zugeführt wird. In diesem Fall kann das AGR-Gas eine große Wärmemenge auf/an das Arbeitsfluid übertragen, während es den Überhitzer 310 durchströmt, und das AGR-Gas, welches eine Wärmemenge hat, welche nicht (z.B. nicht vollständig) auf/an das Arbeitsfluid übertragen wird, wird durch den AGR-Kühler 300 gekühlt, so dass das Arbeitsfluid eine maximale Wärme (z.B. Wärmemenge) von dem AGR-Gas zurückgewinnen kann.
  • Das Arbeitsfluid wird der Pumpe 70 durch einen Auslass 64 des Vorrats 60 zugeführt, welcher das flüssige Arbeitsfluid darin bevorratet und einen Einlass 62 und einen Auslass 64 aufweist, und das Arbeitsfluid, welches von der Pumpe 70 gepumpt ist, wird erwärmt, während es den Rekuperator 50 durchströmt.
  • Das Arbeitsfluid, welches den Rekuperator 50 durchströmt, wird dem Wärmetauscher 400 zugeführt, um erneut Wärme zu erhalten, und erhält die Wärme durch den Überhitzer 310, welcher an dem AGR-Kühler bereitgestellt ist. Das flüssige Arbeitsfluid, welches selbst nach Durchströmen des Überhitzers 310 nicht verdampft ist, wird durch einen Gas-Flüssig-Abscheider 330 abgetrennt und nur das gasförmige Arbeitsfluid, welches den Überhitzer 310 durchströmt, wird der Turbine 340 zugeführt.
  • D.h., das Arbeitsfluid erhält die Wärme von dem Rekuperator 50 und der Wärmetauscher 400 ist stromaufwärts des AGR-Kühlers 300 in (z.B. an) dem Hauptkanal 100 angeordnet, so dass das Arbeitsfluid die Wärme zusätzlich erhält, während es der Reihe nach den Wärmetauscher 400 und den Überhitzer 310 durchströmt.
  • Das gasförmige Arbeitsfluid wird der Turbine 340 zugeführt, um die Turbine 340 anzutreiben, und das Arbeitsfluid, welches Energie durch Antreiben der Turbine 340 verliert, durchströmt den Rekuperator 50 und kehrt dann zu dem Einlass 62 des Vorrats 60 zurück.
  • Das Arbeitsfluid, welches durch den wie oben beschriebenen Pfad zirkuliert, kann einen Rankine-Zyklus-Zustand (bzw. Clausius-Rankine-Kreisprozess-Zustand) erfüllen. Hier bezeichnet ein Rankine-Zyklus, welcher ein aus zwei adiabatischen Änderungen (z.B. Zustandsänderungen) und zwei isobaren Änderungen (z.B. Zustandsänderungen) konfigurierter Zyklus ist, einen Zyklus, in welchem das Arbeitsfluid begleitet ist von Phasenänderungen in Dampf und Flüssigkeit. Da der Rankine-Zyklus einer der wohlbekannten Zyklen ist, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
  • Der Rekuperator 50 ist sowohl mit dem Einlass 62 als auch dem Auslass 64 des Vorrats 60 verbunden, um Wärme zwischen dem Arbeitsfluid, welches dem Vorrat 60 zugeführt wird, und dem Arbeitsfluid, welches aus dem Vorrat 60 herausströmt, auszutauschen.
  • In Bezug auf das Arbeitsfluid, welches aus dem Auslass 64 des Vorrats 60 herausströmt, wird das Arbeitsfluid erwärmt durch Erhalten von Wärme von dem Arbeitsfluid, welches die Turbine 340 durchströmt und dann dem Rekuperator 50 zugeführt wird. Umgekehrt, in Bezug auf das Arbeitsfluid, welches die Turbine 340 durchströmt und dann dem Rekuperator 50 zugeführt ist, wird das Arbeitsfluid gekühlt durch das Arbeitsfluid, welches aus dem Auslass 64 des Vorrats 60 herausströmt. Wie oben beschrieben, ist der Rekuperator 50 stromaufwärts des Vorrats 60 angeordnet, basierend auf dem Einlass 62 des Vorrats 60, und ist stromabwärts des Vorrats 60 angeordnet, basierend auf dem Auslass 64 des Vorrats 60, wodurch ermöglicht ist, dass das Arbeitsfluid dem Vorrat 60 stabil in der flüssigen Phase zugeführt wird und das Arbeitsfluid vorgewärmt wird, bevor es dem Wärmetauscher 400 zugeführt ist, um Effizienz der Abgaswärmerückgewinnung zu verbessern.
  • Der TEG-Kondensator 370 ist zwischen dem Einlass 62 des Vorrats 60 und dem Rekuperator 50 angeordnet und führt eine vorbestimmte Rolle im Entnehmen (bzw. Abführen) einer Wärmemenge von dem Arbeitsfluid aus, um das Arbeitsfluid, welches in den Vorrat 60 strömt, zu verflüssigen. Des Weiteren kann eine Leitung (z.B. ein Rohr) zwischen dem Rekuperator 50 und dem TEG-Kondensator 370 aus einem Arbeitsfluidkühler geformt sein, welcher mehrere Male gekrümmt ist, um die Kühleffizienz zu verbessern. Der Arbeitsfluidkühler kann mittels eines Kühlgebläses (z.B. Lüfter, z.B. Kühlventilator, z.B. Kühlerlüfter) 360 gekühlt sein.
  • Ein Endabschnitt des Arbeitsfluidkühlers ist mit dem TEG-Kondensator 370 verbunden, so dass das Arbeitsfluid, welches durch den Arbeitsfluidkühler und das Kühlgebläse 360 gekühlt wird, zusätzlich durch den TEG-Kondensator 370 gekühlt sein kann.
  • Unterdessen ist die Pumpe 70 zwischen dem Vorrat 60 und dem Rekuperator 50 angeordnet, und in dem Fall, in welchem das Arbeitsfluid, welches durch eine Leitung strömt, welche den Vorrat 60 und die Pumpe 70 miteinander verbindet, Wärme von der Umgebung absorbiert, um dabei zu verdampfen, kann eine Pumpeneffizienz reduziert sein. Um die wie oben beschriebene Abnahme der Pumpeneffizienz zu verhindern, kann die Leitung, welche den Vorrat 60 und die Pumpe 70 miteinander verbindet, einer Wärmeisolationsbehandlung unterzogen werden (z.B. isoliert sein/werden).
  • In dem Hauptkanal 100 sind ein Punkt zwischen dem Überhitzer 310 und der Turbine 340 und ein Punkt zwischen der Turbine 340 und dem Rekuperator 50 durch einen Arbeitsfluidbypass 350 miteinander verbunden, und ein Arbeitsfluidbypassventil 352, welches das Arbeitsfluid selektiv zu dem (z.B. an den) Rekuperator umleitet, ist in dem Arbeitsfluidbypass 350 installiert.
  • In dem Fall, in welchem das Arbeitsfluid eine spezifische Temperatur und einen spezifischen Druck überschreitet, ist eine Molekülstruktur des Arbeitsfluids zerstört, so dass eine spezifische (z.B. einzigartige) Materialeigenschaft des Arbeitsfluids verloren sein kann. In dem Fall, in welchem die spezifische Materialeigenschaft des Arbeitsfluids wie oben beschrieben verloren sein kann, wird das Arbeitsfluid dem Rekuperator 50 zugeführt unter Verwendung des Arbeitsfluidbypassventils 352, um erneut einen normalen Zustand des Arbeitsfluids herzustellen, bevor das Arbeitsfluid die Turbine 340 durchströmt. Das Arbeitsfluid, welches zu dem Rekuperator 50 umgeleitet wird, kehrt in den normalen Zustand zurück, während es den Rekuperator 50 durchströmt.
  • Es ist ideal, dass nur das Arbeitsfluid in dem Hauptkanal zirkuliert. Es ist jedoch ein Hochtemperaturarbeitsfluid nötig, um die Turbine 340 anzutreiben, und die Turbine 340 ist durch ein Turbinenschmiermittel geschmiert, um eine Beschädigung der Turbine 340 während der Rotation bei einer hohen Geschwindigkeit zu verhindern. Daher kann das Turbinenschmiermittel mit dem Arbeitsfluid, welches die Turbine 340 durchströmt, gemischt sein und ein Ölabscheider 320 zum Abtrennen von anderen Fluiden als das Arbeitsfluid, einschließlich des Turbinenschmiermittels, welches von der Turbine 340 von dem Hauptkanals 100 ausgestoßen ist, kann in (z.B. an) einer Leitung zwischen der Turbine 340 und dem Rekuperator 50 geformt sein.
  • Unterdessen sind der TEG-Kondensator 370 und der Vorrat 60 mit einem Kühlmittelkanal L1, durch welchen ein Kühlmittel zum Kühlen des Arbeitsfluids strömt, bzw. einer Kühlmittelpumpe P1 bereitgestellt, welche Antriebsenergie zum Zirkulieren des Kühlmittels durch den Kühlmittelkanal L1 zuführt. Daher ist ein Aufbau (z.B. ein Layout-Design, z.B. eine konstruktive Auslegung) einer Leitung, welche mit dem TEG-Kondensator 370 und dem Vorrat 60 verbunden ist, signifikant schwierig.
  • In Anbetracht dessen sind in dem Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der TEG-Kondensator 370 und der Vorrat 60 konfiguriert, um das Kühlmittel miteinander zu teilen (z.B. gemeinsam zu nutzen), wie in 16 bis 19 veranschaulicht.
  • Das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist den TEG-Kondensator 370 und den Vorrat 60 auf, zu welchem sich der Kühlmittelkanal L1 erstreckt, durch welchen das Kühlmittel zum Kühlen des Arbeitsfluids strömt, welches die Wärme des Abgases erhält (z.B. aufnimmt).
  • Eine detaillierte Beschreibung wird daher unten bereitgestellt. Wie in 16 bis 19 veranschaulicht, weist das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den TEG-Kondensator 370, welcher das darin zugeführte Arbeitsfluid aufweist und die Wärme des zugeführten Arbeitsfluids zurückgewinnt, das Arbeitsfluid, welches die Wärme des Abgases durch den Wärmetauscher 400 erhält, welcher in (z.B. an) der Abgasleitung 404 bereitgestellt ist, und den Vorrat 60 auf, welcher das Arbeitsfluid von dem TEG-Kondensator 370 erhält, wobei der TEG-Kondensator 370 und der Vorrat 60 mit dem Kühlmittelkanal L1 bereitgestellt sind, durch welchen das Kühlmittel zum Kühlen des Arbeitsfluids strömt.
  • Der Kühlmittelkanal L1 ist mit der Kühlmittelpumpe P1 montiert, so dass das Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal L1 in den TEG-Kondensator 370 und den Vorrat 60 zirkuliert werden kann. Der Vorrat (bzw. Vorratsbehälter) 60 weist einen Kühlmantel 61 auf, welcher in (z.B. an) dem Vorrat 60 montiert ist und mit einem Kühlmanteleinlass 63 und einem Kühlmantelauslass 68 bereitgestellt ist, welche mit dem Kühlmittelkanal L1 verbunden sind.
  • Der Kühlmantel 61 weist eine Kühlmittelzuführkammer 65, welche den Kühlmanteleinlass aufweist, welcher darin (z.B. daran) geformt ist, eine Kühlmittelauslasskammer 67, welche parallel zu/mit der Kühlmittelzuführkammer 65 angeordnet ist und den Kühlmantelauslass 68 aufweist, welcher darin (z.B. daran) geformt ist, und eine Mehrzahl von Kühlmantelinnenpfaden 66 auf, welche die Kühlmittelzuführkammer 65 und die Kühlmittelauslasskammer 67 miteinander verbinden. Die Kühlmantelinnenpfade 66 sind rechtwinklig zu der Kühlmittelzuführkammer 65 und der Kühlmittelauslasskammer 67 geformt (bzw. ausgebildet).
  • Unterdessen ist der Vorrat 60 mit der Pumpe 70 verbunden, welche das Arbeitsfluid mit Druck beaufschlagt und das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid dem Wärmetauscher 400 zuführt. Der Wärmetauscher 400 ist mit dem Überhitzer 310 verbunden, welcher das verdampfte (bzw. gasförmige) Arbeitsfluid erhält und erwärmt (bzw. erhitzt). Der Überhitzer 310 ist an einem Vorderende (z.B. vorderen Ende) des AGR-Kühlers 300 angeordnet (z.B. angebracht), welcher das zurückgeführte Abgas kühlt.
  • Der TEG-Kondensator 370 ist mit der Turbine 340 verbunden, welche das Arbeitsfluid von dem Wärmetauscher 400 erhält. Der Rekuperator 50, welcher die Wärme des Arbeitsfluids, welches dem TEG-Kondensator 370 von der Turbine 340 zugeführt wird, auf/an das Arbeitsfluid überträgt, welches dem Wärmetauscher 400 von dem Vorrat 60 zugeführt ist (z.B. welches dem Vorrat 60 von dem TEG-Kondensator 370 zugeführt ist), ist zwischen der Turbine 340 und dem TEG-Kondensator 370 bereitgestellt.
  • Unterdessen steigt eine Innentemperatur des Vorrats 60 an, wenn eine Arbeitslast (z.B. Betriebslast) der Turbine 340 groß ist. Wenn die Innentemperatur des Vorrats 60 ansteigt, steigt eine Temperatur des Arbeitsfluids an, welches in dem Vorrat 60 aufgenommen ist, so dass ein Verdampfungsphänomen in dem Vorrat 60 auftritt, wobei das Arbeitsfluid von dem flüssigen Zustand in die Gasphase geändert wird. Da das Arbeitsfluid von dem flüssigen Zustand in die Gasphase geändert wird, tritt ein Zustand auf, in welchem die Pumpe 70, welche das Flüssigphasenfluid (z.B. Flüssigphasenarbeitsfluid) mit Druck beaufschlagt und das mit Druck beaufschlagte Flüssigphasenfluid dem Wärmetauscher 400 zuführt, nicht mehr betrieben werden kann, so dass letztendlich ein Zustand auftritt, in welchem das Flüssigphasenarbeitsfluid dem Wärmetauscher 400 nicht zugeführt werden kann.
  • In Anbetracht dessen sind in dem Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in 20 veranschaulicht, eine Mehrzahl von Vorräten (bzw. Vorratsbehältern) 60, 60‘ bereitgestellt und nur Vorräte 60, deren Innentemperatur kleiner als ein spezifischer Wert ist, unter der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ sind im Austausch / in Kommunikation mit dem Wärmetauscher 400, um dem Wärmetauscher 400 das Arbeitsfluid (bzw. die Arbeitsfluide) durch die (bzw. mittels der) Pumpe 70 zuzuführen.
  • Das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist die Abgasleitung 404, durch welche das Abgas strömt, welches von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen ist, den Wärmetauscher 400, welcher in (z.B. an) der Abgasleitung 404 montiert ist und den Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Arbeitsfluid bewirkt (z.B. veranlasst, z.B. herbeiführt), welches darin strömt, die Mehrzahl von Vorräten 60, welche das Arbeitsfluid (bzw. die Arbeitsfluide) dem Wärmetauscher 400 zuführen, und Kanaleinstellventile V1 und V2 auf, welche ermöglichen, dass irgendeiner (z.B. einer, z.B. mehrere) der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ im Austausch (z.B. in Verbindung) mit dem Wärmetauscher 400 ist (sind).
  • Des Weiteren weist das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner die Pumpe 70, welche das Arbeitsfluid (bzw. die Arbeitsfluide) von/aus der Mehrzahl von Vorräten 60 mit Druck beaufschlagt und das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid (bzw. die mit Druck beaufschlagten Arbeitsfluide) dem Wärmetauscher 400 zuführt, die Turbine 340, welche das verdampfte (bzw. gasförmige) Arbeitsfluid von dem Wärmetauscher 400 erhält, um elektrische Energie zu erzeugen, und den TEG-Kondensator 370 auf, welchem das Arbeitsfluid von/aus der Turbine 340 zugeführt ist, um die Wärme des Arbeitsfluids zurückzugewinnen.
  • Die Kanaleinstellventile V1 und V2 weisen ein erstes Kanaleinstellventil V1, welches in einem ersten Verbindungskanal bereitgestellt ist und einen TEG-Kondensatorauslass, durch welchen das flüssige Arbeitsfluid (bzw. Flüssigphasenarbeitsfluid) von dem TEG-Kondensator 370 ausgestoßen (bzw. ausgelassen) wird, und die Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ miteinander verbindet, und ein zweites Kanaleinstellventil V2 auf, welches in einem zweiten Verbindungskanal bereitgestellt ist, welcher die Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ und die Pumpe 70 miteinander verbindet.
  • Jeder der Vorräte 60, 60‘ ist mit einem Temperatursensor und einem Drucksensor bereitgestellt. Das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ferner den Wärmetauscher 400, welcher das Arbeitsfluid erhält, welches durch die Pumpe 70 mit Druck beaufschlagt und zugeführt wird, und die Turbine 340 auf, welche das Arbeitsfluid von/aus dem Wärmetauscher 400 erhält, um die elektrische Energie zu erzeugen, und das Arbeitsfluid dem TEG-Kondensator 370 zuführt. Das Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ferner den Rekuperator 50 auf, welcher ermöglicht, dass die Wärme des Arbeitsfluids, welches dem TEG-Kondensator 370 von/aus der Turbine 340 zugeführt wird, auf/an das Arbeitsfluid (bzw. die Arbeitsfluide) übertagen wird, welche(s) dem Wärmetauscher 400 von der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ zugeführt wird.
  • Der Rekuperator 50 ist zwischen einer Versorgungsleitung (z.B. Zuleitung), welche die Pumpe 70 und den Wärmetauscher miteinander verbindet, und einer Rückführungsleitung montiert, welche die Turbine 340 und den TEG-Kondensator 370 miteinander verbindet.
  • Wie in 21 veranschaulicht, weist ein Verfahren des Betreibens des Vorratsbehälters (bzw. des Vorrats) des Abgaswärmerückgewinnungssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welches wie oben beschrieben konfiguriert ist, auf Messen von Innentemperaturen und Drücken (z.B. Innendrücken) der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ durch die Temperatursensoren und die Drucksensoren, welche in der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ enthalten sind (S410), Entscheiden, ob die Arbeitsfluide, welche in der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ bevorratet sind, in der flüssigen Phase oder der Gasphase (bzw. flüssig oder gasförmig) sind (S420), und Ermöglichen, dass Vorräte 60 unter der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘, in welchen die flüssigen Arbeitsfluide (bzw. Flüssigphasenarbeitsfluide) bevorratet sind, und die Pumpe 70 im Austausch / in Kommunikation miteinander sind (S430).
  • In dem Fall, in welchem alle der Arbeitsfluide, welche in der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ bevorratet sind, in der Gasphase (bzw. gasförmig) sind, wird ein Betrieb der Pumpe 70 gestoppt (S440). Wenn die Zahl von Vorräten 60 unter der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘, in welchen die flüssigen Arbeitsfluide bevorratet sind, zwei oder größer ist, sind irgendein Vorrat 60, welcher unter der Mehrzahl von Vorräten 60 festgesetzt ist, und die Pumpe 70 im Austausch / in Kommunikation miteinander.
  • Zu der Zeit des Startens (z.B. des ersten Startens, z.B. der Erstinbetriebnahme) sind irgendein Vorrat 60, welcher unter der Mehrzahl von Vorräten 60, 60‘ festgesetzt ist, und die Pumpe 70 im Austausch / in Kommunikation miteinander.
  • Wie oben beschrieben, ist/wird mit dem Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Schaden (bzw. eine Beschädigung) des Überhitzers und des AGR-Kühlers aufgrund von thermischer Beanspruchung verhindert, um einen Wasserschaden (z.B. Wasseraustritt, z.B. Wasserverlust, z.B. Wasserleck) zu verhindern, so dass eine Effizienz (z.B. ein Wirkungsgrad) des Abgaswärmerückgewinnungssystems letztendlich verbessert ist/wird, da der Überhitzer und der AGR-Kühler individuell (z.B. einzeln, z.B. separat) hergestellt (z.B. angefertigt) sind, um trennbar (z.B. lösbar) voneinander zu sein.
  • Die vorangehenden Beschreibungen von spezifischen beispielgebenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert. Sie sind nicht dazu gedacht, um erschöpfend zu sein oder um die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen zu beschränken, und es ist offensichtlich, dass viele Modifikationen und Variationen in Anbetracht der obigen Lehren möglich sind. Verschiedene Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um gewisse Grundsätze der Erfindung und Ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es dadurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Änderungen davon, anzufertigen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Alternativen definiert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    Einlasskrümmer
    7
    Getriebe (z.B. Zahnradgetriebe)
    20
    Batterie
    30
    Inverter (z.B. Wechselrichter)
    40
    Energieübertragungsteil (z.B. energieübertragendes Teil)
    50
    Rekuperator (z.B. Abwärmeverwerter, z.B. Wärmetauscher)
    60
    Vorrat (bzw. Vorratsbehälter, z.B. Speicher, z.B. Reservoir)
    61
    Kühlmantel
    62
    Einlass
    64
    Auslass
    65
    Kühlmittelzuführkammer
    66
    Kühlmantelinnenpfade
    67
    Kühlmittelauslasskammer
    68
    Kühlmantelauslass
    70
    Pumpe
    100
    Hauptkanal (z.B. Hauptleitung)
    110
    erster Zweigkanal (z.B. erste Zweigleitung)
    120
    zweiter Zweigkanal (z.B. zweite Zweigleitung)
    130
    dritter Zweigkanal (z.B. dritte Zweigleitung)
    140
    vierter Zweigkanal (z.B. vierte Zweigleitung)
    200
    AGR-(Abgasrückführung)-Leitung
    210
    AGR-Ventil
    220
    AGR-Bypassventil
    300
    AGR-Kühler
    301
    AGR-Kühlergehäuse
    302
    Kühlmittelkanäle
    303
    AGR-Kühlereinlass
    304
    AGR-Kühlerauslass
    310
    Überhitzer
    311
    Überhitzergehäuse
    312
    Überhitzerinnenkanäle
    313
    Rückführungsgaseinlass
    314
    Rückführungsgasauslass
    315
    Überhitzereinlass
    316
    Überhitzerauslass
    317
    Klemme (z.B. Schelle, z.B. Rohrschelle, z.B. Klammer)
    320
    Ölabscheider
    330
    Gas-Flüssig-Abscheider
    340
    Turbine (z.B. Turbinenrad)
    341
    Motorgenerator (z.B. Generator)
    342
    Energieerzeugungsturbine
    343
    Rolle (z.B. Scheibe, z.B. Riemenscheibe, z.B. Umlenkrolle)
    350
    Arbeitsfluidbypass
    352
    Arbeitsfluidbypassventil
    360
    Kühlgebläse (z.B. Lüfter, z.B. Kühlventilator, z.B. Kühlerlüfter)
    370
    TEG-Kondensator
    400
    Wärmetauscher
    402
    Nachbehandlungsvorrichtung
    404
    Abgasleitung
    410
    Wärmetauschereinlass
    411
    Düse (z.B. Strahlregler, z.B. Öffnung)
    420
    Wärmetauscherauslass
    430
    Kammer
    440
    Kammererweiterungsleitung (z.B. Kammerverlängerungsleitungen)
    441
    Wärmeaustauschleitungen
    442
    Abgaslamellen
    450
    horizontale Verbindungsteile
    460
    Erweiterungsleitungen (z.B. Verlängerungsleitungen)
    S1
    erstes Kanalsteuerungsventil
    S2
    zweites Kanalsteuerungsventil
    S3
    Druckeinstellventil
    L1
    Kühlmittelkanal
    P1
    Kühlmittelpumpe
    V1
    erstes Kanaleinstellventil
    V2
    zweites Kanaleinstellventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2014-0173289 [0001]

Claims (10)

  1. Abgaswärmerückgewinnungssystem, aufweisend: eine Abgasrückführungs-(AGR)-leitung (200), welche Abgas kühlt, welches von einem Verbrennungsmotor (1) ausgestoßen ist, und das gekühlte Abgas zu einem Einlasskrümmer (2) zirkuliert, eine Turbine (340), welche durch ein Arbeitsfluid rotiert wird, welches durch Wärmeaustausch mit einer Abgasleitung (404) und/oder der Abgasrückführungs-(AGR)-leitung (200) verdampft ist, um Energie zu erzeugen, einen Überhitzer (310), welcher in der AGR-Leitung (200) angeordnet ist und Wärme mit dem Arbeitsfluid austauscht, welches zu der Turbine (340) strömt, und einen AGR-Kühler (300), welcher geformt ist, um von dem Überhitzer (310) getrennt zu sein, und in der AGR-Leitung (200) angeordnet ist, um Wärme mit dem Abgas auszutauschen, welches zu dem Einlasskrümmer (2) strömt.
  2. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß Anspruch 1, wobei der AGR-Kühler (300) ein AGR-Kühlergehäuse (301) aufweist und wobei der Überhitzer (310) ein Überhitzergehäuse (311) aufweist, welches mit dem AGR-Kühlergehäuse (301) verbunden ist und Überhitzerinnenkanäle (312) aufweist, welche darin geformt sind.
  3. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Rückführungsgaseinlass (313), in welchen das Abgas von der Abgasrückführungs-(AGR)-leitung (200) zugeführt wird, und ein Rückführungsgasauslass (314), durch welchen das Abgas zu dem AGR-Kühler (300) ausgestoßen wird, an den beiden Enden des Überhitzergehäuses (311) zugehörig geformt sind.
  4. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Überhitzerinnenkanäle (312) an einer Seitenfläche des Überhitzergehäuses (311) vorstehen und mit einem Überhitzereinlass (315), zu welchem das Arbeitsfluid zugeführt wird, und einem Überhitzerauslass (316) bereitgestellt sind, durch welchen das Arbeitsfluid aus den Überhitzerinnenkanälen (312) ausgelassen wird.
  5. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Turbine (340) das Arbeitsfluid von einem Wärmetauscher (400), welcher in der Abgasleitung (404) montiert ist, oder dem Überhitzer (310) erhält, um elektrische Energie zu erzeugen.
  6. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß Anspruch 5, wobei der Überhitzereinlass (315) mit dem Wärmetauscher (400) verbunden ist und wobei der Überhitzerauslass (316) mit der Turbine (340) verbunden ist.
  7. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der AGR-Kühler (300) aufweist: ein AGR-Kühlergehäuse (301), welches mit einem Überhitzergehäuse (311) des Überhitzers (310) verbunden ist, Kühlmittelkanäle (302), welche in dem AGR-Kühlergehäuse (301) montiert sind, einen AGR-Kühlereinlass (303), welcher von dem AGR-Kühlergehäuse (301) vorsteht und den Kühlmittelkanälen (302) ein Kühlmittel zuführt, und einen AGR-Kühlerauslass (304), welcher von dem AGR-Kühlergehäuse (301) vorsteht und das Kühlmittel aus den Kühlmittelkanälen (302) auslässt.
  8. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Überhitzer (310) und der AGR-Kühler (300) mittels einer Klemme (317) miteinander verbunden sind, welche thermischen Einfluss des Überhitzers (310) und des AGR-Kühlers (300) abschwächt, um einen Schaden an dem Überhitzer (310) und dem AGR-Kühler (300) zu verhindern.
  9. Abgaswärmerückgewinnungssystem, aufweisend einen Überhitzer (310), welcher an einer Seite eines AGR-Kühlers (300) geformt ist, um Wärme von einem Abgas zurückzugewinnen, welches durch eine Abgasleitung (404) ausgestoßen wird, um ein verdampftes Arbeitsfluid zu erwärmen, wobei der Überhitzer (310) mit dem AGR-Kühler (300) verbunden ist, um von dem AGR-Kühler (300) trennbar zu sein.
  10. Abgaswärmerückgewinnungssystem gemäß Anspruch 9, wobei der Überhitzer (310) und der AGR-Kühler (300) mittels einer Klemme (317) miteinander verbunden sind, welche thermischen Einfluss des Überhitzers (310) und des AGR-Kühlers (300) abschwächt, um einen Schaden an dem Überhitzer (310) und dem AGR-Kühler (300) zu verhindern.
DE102015118528.8A 2014-12-04 2015-10-29 Abgaswärmerückgewinnungssystem Withdrawn DE102015118528A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0173289 2014-12-04
KR1020140173289A KR101687080B1 (ko) 2014-12-04 2014-12-04 배기열 회수 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015118528A1 true DE102015118528A1 (de) 2016-06-09

Family

ID=55975002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015118528.8A Withdrawn DE102015118528A1 (de) 2014-12-04 2015-10-29 Abgaswärmerückgewinnungssystem

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101687080B1 (de)
CN (1) CN105673161A (de)
DE (1) DE102015118528A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102463697B1 (ko) * 2016-12-14 2022-11-07 현대자동차주식회사 차량용 열교환기
EP3635239B1 (de) * 2017-06-09 2021-11-24 Wärtsilä Finland Oy Fluidverteilungselement
CN111527301B (zh) * 2017-12-14 2022-04-12 瓦锡兰芬兰有限公司 活塞发动机

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050023486A (ko) 2003-08-28 2005-03-10 현대자동차주식회사 이지알 쿨러를 이용한 히터 성능향상장치 및 그 제어방법
JP2009138615A (ja) * 2007-12-06 2009-06-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP5481737B2 (ja) * 2010-09-30 2014-04-23 サンデン株式会社 内燃機関の廃熱利用装置
CN102691555B (zh) * 2012-04-12 2014-04-16 北京工业大学 带蓄热器的内燃机排气余热回收系统及控制方法
US8893495B2 (en) * 2012-07-16 2014-11-25 Cummins Intellectual Property, Inc. Reversible waste heat recovery system and method
KR101886080B1 (ko) * 2012-10-30 2018-08-07 현대자동차 주식회사 차량의 폐열 회수시스템
US9140209B2 (en) * 2012-11-16 2015-09-22 Cummins Inc. Rankine cycle waste heat recovery system
KR101610542B1 (ko) * 2014-11-18 2016-04-07 현대자동차주식회사 배기열 회수 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101687080B1 (ko) 2016-12-16
CN105673161A (zh) 2016-06-15
KR20160068104A (ko) 2016-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011012584B4 (de) Fahrzeug-Abwärmerückgewinnungssystem
EP2196661B1 (de) Antriebseinheit mit Kühlkreislauf und separatem Wärmerückgewinnungskreislauf
DE102005049831B4 (de) Dampfkompressionskühlvorrichtung
DE102015118537A1 (de) Abgaswärme-Rückgewinnungssystem
DE112018003581B4 (de) Kühlanordnung für ein Hybridfahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit, einem Verbrennungsmotor und einem Abwärmerückgewinnungssystem
DE102015118508A1 (de) Abgaswärmerückgewinnungssystem und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102015210615B4 (de) Kühlsystem für ein Fahrzeug
DE102012113092A1 (de) Abwärmerückgewinnungssystem eines Fahrzeugs
EP3159506B1 (de) Funktionssynergien bei der integration von orc-systemen in verbrennungskraftmotoren
DE102010003906A1 (de) Verbrennungsmotor
DE102008064015A1 (de) Abwärmenutzungsvorrichtung von Kraftfahrzeugen
DE102009035522A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur verbesserten Energieausnutzung der Wärmeenergie von Brennkraftmaschinen
DE102013208857B4 (de) System und Verfahren zum thermischen Management eines Motors für Anwendungen mit geteilter Kühlung und integriertem Abgaskrümmer
DE102007026869B4 (de) Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Kühlvorrichtung
DE102015118499A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Turbine eines Abgaswärmerückgewinnungssystems
DE102015118528A1 (de) Abgaswärmerückgewinnungssystem
DE102012209811A1 (de) Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine
DE102011100650A1 (de) Antriebsstrang mit Abwärmenutzsystem
DE102015118519A1 (de) Abwärme-Rückgewinnungssystem
WO2006097089A2 (de) Verfahren und vorrichtungen zur verbesserung des wirkungsgrades von energieumwandlungseinrichtungen
DE3212205A1 (de) Anlage fuer die ausnutzung von abwaerme mit niedrigem temperaturniveau einer gas-pipeline-kompressorstation
EP3023622B1 (de) Kühlsystem für ein fahrzeug, insbesondere für ein nutzfahrzeug
DE102019008255A1 (de) Kühlsystem, Antriebsstrang, Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems
DE112015001161T5 (de) Anordnung in einem Fahrzeug, die sowohl einen Retarder als auch ein WHR-System umfasst
DE102019008230B4 (de) Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor, elektrischer Antrieb und Abgaswärmerückgewinnungssystem in einem hybriden elektrischen Antriebsstrang und damit ausgerüstetes Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee