DE102016112013A1

DE102016112013A1 - Arbeitsfluidsammelgerät für Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System

Info

Publication number: DE102016112013A1
Application number: DE102016112013.8A
Authority: DE
Inventors: Jung Min Seo
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN106352598A; CN106352598B; DE102016112013B4; KR101684148B1; US20170016352A1; US10138760B2

Abstract

Ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System weist einen Speichertank zum Speichern eines Arbeitsfluids, das in einem Rankine-Prozess zirkuliert wird auf sowie ein Sammelmittel zum Sammeln des Arbeitsfluids in den Speichertank.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANWENDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0099300 , die am 13. Juli 2015 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht worden ist, deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme enthalten ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System des Wiederverwertens von Abwärme eines Verbrennungsmotors als Energie unter Verwendung eines Rankine-Prozesses, und insbesondere auf ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungssystem, das in der Lage ist, Lecken, Gefrieren oder dergleichen eines Arbeitsfluides durch Sammeln des Arbeitsfluides in dem Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System in einen Speichertank zum Zeitpunkt eines Betriebsstops des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systems und/oder dem Auftreten eines problematischen Phänomens zu verhindern.
HINTERGRUND
Motoren sind weitgehend in Fahrzeugen, Schiffen, kleinen Leistungsgeneratoren und dergleichen verwendet worden, und Versuche, eine Effizienz des Motors zu verbessern, werden kontinuierlich durchgeführt. In einem Motor wird eine große Menge von Hitze allgemein als Abwärme abgeführt und ein Abwärme-Wiederverwertungs-System zum Erhöhen der gesamten Effizienz des Motors durch Wiederverwerten der Abwärme als Energie ist entwickelt worden.
Das Abwärme-Wiederverwertungs-System wird konfiguriert, um die Abwärme des Motors als Energie wiederzuverwerten, die wiederverwertete Energie in elektrische Energie oder mechanische Energie umzuwandeln und die elektrische Energie oder die mechanische Energie in dem Motor, anderen elektrischen Zubehörteilen oder dergleichen des Fahrzeugs zu nutzen.
Als eine typische Implementierungstechnologie des Abwärme-Wiederverwertungs-Systems wird ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System zum Wiederverwerten der Abwärme des Motors als Energie Verbindung mit einem Rankine-Prozess-Motor verwendet. Der Rankine-Prozess weist einen Zirkulationspfad auf, durch den ein Arbeitsfluid zirkuliert wird, und der Zirkulationspfad des Rankine-Prozesses wird mit einem Boiler zum Erhitzen und Verdampfen des Arbeitsfluides durch die Abwärme (Wärme eines Abgases und/oder Wärme eines Abgas-Rezirkulationsgases (AGR)) des Motors bereitgestellt, einen Expander zum Ausdehnen des Arbeitsfluides, das von dem Boiler geliefert wird, um Drehmoment zu erzeugen, einen Verflüssiger zum Kondensieren des Arbeitsfluides, das von dem Expander abgeführt wird und eine Pumpe zum Zirkulieren des Arbeitsfluides auf dem Zirkulationspfad.
Währenddessen ist Wasser, Ethanol, Kühlflüssigkeit oder dergleichen als das Arbeitsfluid des Rankine-Prozess-Motors verwendet worden. In dem Fall, in dem das Arbeitsfluid leckt, können verschiedene Risiken resultieren, und in dem Fall, in dem das Arbeitsfluid in dem Zirkulationspfad oder einer Hauptkomponente bleibt, kann ein Schaden der Hauptkomponenten aufgrund von Gefrieren oder dergleichen auftreten.
Zum Beispiel, da Wasser ein Volumen aufweist, dass sich ausdehnt, wenn es bei einer Temperatur von 0 Grad Celsius oder weniger gefriert, in dem Fall, in dem das Wasser in einer Hauptkomponente, wie einem Wärmeaustauscher, gefriert, kann die Hauptkomponente beschädigt werden, und wenn Ethanol leckt, besteht das Risiko, dass ein Feuer resultiert. Wenn die Kühlflüssigkeit leckt, können verschiedene Probleme aufgrund der Toxizität, einem hohen Globale-Erwärmungs-Potential (GEP) und dergleichen der Kühlflüssigkeit auftreten.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben erwähnten Probleme, die in dem Stand der Technik auftreten, zu lösen, während Vorteile, die durch den Stand der Technik erreicht worden sind, beibehalten werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System bereit, das in der Lage ist, ein Arbeitsfluid eines Rankine-Prozesses davon abzuhalten, zu lecken, effektiv zu überwachen, ob das Arbeitsfluid leckt oder nicht, und effektiv ein Gefrieren oder dergleichen des Arbeitsfluides aufgrund des Verbleibens des Arbeitsfluides zu verhindern.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weist ein Arbeitsfluid-Sammelgerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System auf: einen Speichertank, der konfiguriert ist, ein Arbeitsfluid, das in einem Rankine-Prozess zirkuliert wird, zu speichern; und ein Sammelmittel bzw. eine Sammelvorrichtung (kurz: Sammelmittel), das konfiguriert ist, das Arbeitsfluid in den Speichertank zu sammeln.
Das Sammelmittel kann aufweisen: ein Richtungssteuerventil bzw. Wegeventil (kurz: Wegeventil), das konfiguriert ist, um eine Fließrichtung des Arbeitsfluides in dem Rankine-Prozess zu steuern; und eine Sammelleitung, die konfiguriert ist, um das Arbeitsfluid in den Speichertank durch Steuern des Wegeventils einzuführen.
Das Wegeventil kann eine oder mehrere Sammel-Mündungen aufweisen, die dem Arbeitsfluid gestatten, in den Speichertank zu fließen, und die Sammelleitung kann die Sammelmündung des Wegeventils mit dem Speichertank verbinden.
Das Wegeventil kann eine erste Sammelmündung und eine zweite Sammelmündung aufweisen, und die Sammelleitung kann eine erste Sammelleitung aufweisen, die mit der ersten Sammelmündung verbunden ist, sowie eine zweite Sammelleitung, die mit der zweiten Sammelmündung verbunden ist.
Die erste Sammelmündung und die zweite Sammelmündung können sequenziell geöffnet werden, so dass das Arbeitsfluid schrittweise durch die erste Sammelleitung und die zweite Sammelleitung in den Speichertank gesammelt wird.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System, das einen Zirkulationspfad aufweist, durch den ein Arbeitsfluid zirkuliert wird, sowie einen Boiler bzw. Erhitzer bzw. Dampferzeuger bzw. Warmwasserspeicher (kurz: Boiler), der das Arbeitsfluid erhitzt und verdampft durch Abwärme von dem Motor, einen Expander, der das Arbeitsfluid ausdehnt, das von dem Boiler geliefert wird um Drehmoment zu generieren, einen Verflüssiger, der das Arbeitsfluid kondensiert, das von dem Expander abgeführt worden ist, und eine Zirkulationspumpe, die das Arbeitsfluid auf dem Zirkulationspfad zirkuliert, auf: einen Speichertank, der zwischen dem Verflüssiger bzw. Kondensator (kurz: Verflüssiger) und der Zirkulationspumpe installiert ist und konfiguriert ist, um das Arbeitsfluid darin zu speichern; ein Wegeventil, das zwischen der Zirkulationspumpe und dem Boiler installiert ist, und konfiguriert ist, um eine Fließrichtung des Arbeitsfluides zu steuern und aufweisend eine oder mehr Sammelmündungen, die dem Arbeitsfluid gestatten, in den bzw. zu dem Speichertank zu fließen; und eine oder mehr Sammelleitungen, die von den Verbindungsmündungen des Wegeventils mit dem Speichertank verbunden sind.
Das Wegeventil kann eine Einlassmündung aufweisen, die mit dem Speichertank verbunden ist, sowie eine Auslassmündung, die mit dem Boiler verbunden ist, und eine erste und zweite Sammelmündung, die derart geöffnet und geschlossen werden, dass das Arbeitsfluid von einem Verdampfer zu dem Speichertank fließt.
Die Sammelleitungen können eine erste Sammelleitung aufweisen, die von der ersten Sammelmündung mit dem Speichertank verbunden ist sowie eine zweite Sammelleitung, die von der zweiten Sammelmündung mit dem Speichertank verbunden ist.
Eine Sammelpumpe, um gewaltsam das Fluid zum Speichertank zu transferieren, kann auf bzw. in der zweiten Sammelleitung installiert werden.
Die erste Sammelleitung und die zweite Sammelleitung können an einem Punkt stromaufwärts von dem Speichertank auf bzw. in dem Zirkulationspfad verbunden bzw. integriert sein.
Eine Verbindungsstelle bzw. Verzweigungsstelle (kurz: Verzweigungsstelle), in bzw. an der die erste Sammelleitung und die zweite Sammelleitung verbunden sind, kann zwischen dem Expander und dem Verflüssiger angeordnet sein.
Ein Rückschlagventil bzw. ein Rückwärtsfluss verhinderndes Ventil (kurz: Rückwärtsfluss verhinderndes Ventil), das das Arbeitsfluid daran hindert, von dem Verflüssiger rückwärts zu dem Expander bzw. Entspannungsgefäß (kurz: Expander) zu fließen, kann zwischen dem Expander und dem Verflüssiger installiert sein.
Das Wegeventil kann eine erste Position aufweisen, in der die Einlassmündung und die Auslassmündung in Kommunikation miteinander sind, eine zweite Position, in der die Auslassmündung und die erste Sammelmündung in Kommunikation miteinander sind, und eine dritte Position, in der die Auslassmündung und die zweite Sammelmündung in Kommunikation miteinander sind.
Der Speichertank kann unter dem Verflüssiger positioniert sein. Das Wegeventil und eine Sammelpumpe können unter dem Speichertank positioniert sein.
Der Boiler kann einen Abgasboiler aufweisen, der in einem Abgasrohr des Motors angeordnet ist und einen Abgas-Rezirkulations(AGR)-Gas-Boiler, der in einem AGR-Pfad des Motors angeordnet ist.
Der Abgasboiler bzw. Abgasdampferzeuger bzw. Abgaswarmwasserspeicher (kurz: Abgasboiler) und der AGR-Gas-Boiler bzw. AGR-Gas-Dampferzeuger bzw. AGR-Gas-Warmwasserspeicher (kurz: AGR-Gas-Boiler) können miteinander in Reihe verbunden sein bezüglich des Zirkulationspfades.
Der Abgasboiler und der AGR-Gas-Boiler können miteinander parallel verbunden sein bezüglich des Zirkulationspfades.
Ein Kanal-Schalt-Ventil, das einen Kanal schaltet, so dass das Arbeitsfluid zu zumindest einem von dem Abgasboiler und dem AGR-Gas-Boiler fließt, kann mit dem Wegeventil verbunden sein.
Gemäß noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System, das ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System verwendet, aufweisend einen Speichertank, der konfiguriert ist, ein Arbeitsfluid zu speichern, das durch einen Zirkulationspfad zirkuliert wird, in dem ein Boiler, ein Expander, ein Verflüssiger, und eine Zirkulationspumpe installiert sind, sowie ein Wegeventil, das zwischen dem Expander und der Zirkulationspumpe installiert ist und konfiguriert ist, einen Sammelrichtungsfluss bzw. eine Sammelrichtungsströmung (kurz: Sammelrichtungsfluss) des Arbeitsfluides zu schalten, und eine Sammelleitung, die konfiguriert ist, einen Transfer des Arbeitsfluides von dem Wegeventil zu dem Speichertank zu leiten, auf: einen primären Sammelschritt des Sammelns des Arbeitsfluides in den Speichertank durch den Druck des Boilers; und einen sekundären Sammelschritt des Sammelns des Arbeitsfluides in den Speichertank durch eine gewaltsame Pumpaktion, nachdem der Druck des Boilers auf ein gesetztes Niveau gesunken ist.
Das Wegeventil kann eine Einlassmündung aufweisen, die mit dem Speichertank verbunden ist, sowie eine Auslassmündung, die mit dem Boiler verbunden ist, und eine erste und zweite Sammelmündung, die geöffnet und geschlossen werden, so dass das Arbeitsfluid von einem Verdampfer zu dem Speichertank fließt, wobei die Sammelleitung eine erste Sammelleitung aufweisen kann, die mit der ersten Sammelmündung verbunden ist, und eine zweite Sammelleitung, die mit der zweiten Sammelmündung verbunden ist, und in dem primären Sammelschritt, können die Auslassmündung und die erste Sammelmündung des Wegeventils in Kommunikation miteinander sein, so dass das Arbeitsfluid durch die erste Sammelleitung in den Speichertank gesammelt wird.
Eine Sammelpumpe kann auf der zweiten Sammelleitung installiert sein und in dem sekundären Sammelschritt, wenn der Druck des Boilers auf einen erlaubten Druck oder weniger der Sammelpumpe gesunken ist, nachdem der primäre Sammelschritt ausgeführt worden ist, können die Auslassmündung und die zweite Sammelmündung des Wegeventils miteinander in Kommunikation sein, so dass das Arbeitsfluid durch die zweite Sammelleitung in den Speichertank gesammelt wird.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System kann weiterhin vor dem primären Sammelschritt einen Schritt des Erfassens eines Auftretens einer problematischen Situation oder eines Anhaltens des Betriebs des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systems aufweisen.
Wenn eine Änderung in einem Wasserniveau in dem Speichertank ein gesetzter Wert oder weniger nach dem sekundären Sammelschritt ist, können eine Einlassmündung und eine Auslassmündung des Wegeventils in Kommunikation miteinander sein.
Wenn eine Änderung in einem Wasserniveau in dem Speichertank ein gesetzter Wert oder mehr nach dem sekundären Sammelschritt ist, kann eine Warnung ausgeführt werden, dass das Arbeitsfluid geleckt hat.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher durch die folgende detaillierte Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen werden.
1 ist eine Ansicht, die ein Arbeitsfluidsammelgerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und veranschaulicht einen Fluss bzw. eine Strömung (kurz: Fluss) eines Arbeitsfluides zu einem Zeitpunkt einer normalen Abwärme-Verwertungs-Operation.
2 ist eine Ansicht, die einen Sammelfluss bzw. Sammelströmung (kurz: Sammelfluss) eines Arbeitsfluides zu einem Zeitpunkt einer primären Sammeloperation in einem Arbeitsfluid-Sammelgerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
3 ist eine Ansicht, die einen Sammelfluss eines Arbeitsfluides zu einem Zeitpunkt einer sekundären Sammeloperation in einem Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
4 ist eine Ansicht, die ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und einen Fluss eines Arbeitsfluides zu einem Zeitpunkt einer normalen Abwärme-Wiederverwertungs-Operation verdeutlicht.
5 ist eine Ansicht, die einen Sammelfluss eines Arbeitsfluides zu einem Zeitpunkt einer primären Sammeloperation in einem Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist eine Ansicht, die einen Sammelfluss eines Arbeitsfluides zu einem Zeitpunkt einer sekundären Sammeloperation in einem Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systemnach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Für den Bezug können Größen der Komponenten, Dicken der Linien und dergleichen, die in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht werden, auf die durch Beschreibung der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, für die Einfachheit des Verstehens übertrieben werden. Zusätzlich, da Ausdrücke, die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, unter Berücksichtigung der Funktionen der vorliegenden Erfindung definiert sind, können sie abhängig von den Nutzern, den Absichten der Bedienperson, Gebräuchen und dergleichen geändert werden. Daher, sollten diese Ausdrücke basierend auf den gesamten Inhalten der vorliegenden Erfindung definiert werden.
Bezug nehmend auf 1 bis 3, kann ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System einen Rankine-Prozess 100 für die Wiederverwertung von Abwärme, die von einem Motor (z.B. Verbrennungsmotor) als Energie abgeführt wird, aufweisen.
Der Rankine-Prozess 100 kann einen Zirkulationspfad 105 aufweisen, durch den ein Arbeitsfluid zirkuliert wird, und Boiler (Verdampfer) 110 und 120, ein Expander 130, ein Verflüssiger 140, ein Speichertank 150 und eine Pumpe 160 können in dem Zirkulationspfad installiert werden.
Ein oder mehrere Boiler 110 und 120 können konfiguriert sein, das Arbeitsfluid durch die Abwärme (Wärme eines Abgases und/oder einer Abgas-Rezirkulation (AGR)) des Motors erhitzen und zu verdampfen, um ein verdampftes Arbeitsfluid zu erzeugen. Zum Beispiel können die Boiler 110 und 120 einen Abgasboiler 110 aufweisen, der in einem Abgasrohr des Motors angeordnet ist, einen AGR-Gas-Boiler 120, der in einem AGR-Pfad des Motors angeordnet ist, und dergleichen.
Der Expander 130 kann konfiguriert sein, das Arbeitsfluid auszudehnen, das von den Verdampfern 110 und 120 geliefert wird, um Drehmoment zu generieren.
Der Verflüssiger 140 kann konfiguriert sein, das Arbeitsfluid zu kondensieren, das von dem Expander 130 abgeführt wird, um ein Flüssig-Phasen-Arbeitsfluid zu erzeugen.
Die Zirkulationspumpe 160 kann konfiguriert sein, das Arbeitsfluid von dem Verflüssiger 130 zu dem Verdampfer 130 zu liefern.
Ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Speichertank 150 aufweisen, der zwischen dem Verflüssiger 140 und der Zirkulationspumpe 160 installiert ist, sowie ein Wegeventil 10, das eine Flussrichtung bzw. Strömungsrichtung (kurz: Strömungsrichtung) des Arbeitsfluides steuert, und Sammelleitungen 21 und 22, um das Arbeitsfluid durch eine Steuerung des Wegeventils 10 in den Speichertank 150 zu leiten.
Der Speichertank 150 kann in dem Zirkulationspfad 105 installiert sein. Der Speichertank 150 kann stromabwärts von dem Verflüssiger 140 angeordnet sein. In so einem Fall kann das Arbeitsfluid auf eine Temperatur abgekühlt werden, die geeignet ist, um durch den Verflüssiger 140 gespeichert zu werden und dann in dem Speichertank 150 gespeichert zu werden, so dass das Arbeitsfluid sehr leicht gespeichert werden kann und ein Schaden an dem Speichertank 150 aufgrund der hohen Hitze oder dergleichen, kann verhindert werden.
Zusätzlich kann die Zirkulationspumpe 160 stromabwärts von dem Speichertank 150 angeordnet sein, so dass der Speichertank 150 zwischen dem Verflüssiger 140 und der Zirkulationspumpe 160 installiert sein kann, um zweitweise das Arbeitsfluid darin zu speichern oder sanft das Arbeitsfluid zu zirkulieren.
Das Wegeventil 10 kann eine Einlassmündung bzw. ein Einlassanschluss (kurz: Einlassmündung) 15, eine Auslassmündung bzw. ein Auslassanschluss (kurz: Auslassmündung) 16 und eine oder mehr Sammelmündungen bzw. Sammelanschlüsse (kurz: Sammelmündungen) 17 und 18 aufweisen.
Die Einlassmündung 15 kann konfiguriert sein, um mit einem Auslass der Zirkulationspumpe 160 verbunden zu sein, um direkt das Arbeitsfluid zu empfangen, das von der Zirkulationspumpe 160 abgeführt worden ist. Daher können das Arbeitsfluid, das durch den Speichertank 150 transferiert worden ist und die Zirkulationspumpe 160 in die Einlassmündung 15 eingeführt werden.
Die Auslassmündung 16 kann konfiguriert sein, um mit den Boilern 110 und 120 verbunden zu sein, um das Arbeitsfluid zu den Boilern 110 und 120 abzuführen.
Die Sammelmündungen 17 und 18 können konfiguriert sein, um mit dem Speichertank 150 verbunden zu werden, um das Arbeitsfluid zu dem Speichertank 150 abzuführen.
Das Wegeventil 10 kann ein Ventilbauteil (nicht gezeigt) wie z.B. eine Spule oder ein Steuerkolben oder dergleichen, Kanäle (nicht gezeigt), die in Kommunikation mit den oben beschriebenen Mündungen 15 bis 18 sind, und einen Aktor (nicht gezeigt), der das Ventilbauteil (nicht gezeigt) ansteuert, aufweisen. Daher kann das Ventilbauteil angesteuert werden, um wahlweise die Einlassmündung, die Auslassmündung 16 und die Sammelmündungen 17 und 18 zu öffnen und zu schließen und die Kanäle zu variieren.
Unterdessen ist ein Beispiel, in dem das Wegeventil 10 aus einem Drei-Positionen-Ventil mit einer ersten Position 11, einer zweiten Position 12 und einer dritten Position 13 gebildet ist, beispielhaft in den 1 bis 3 gezeigt.
Insbesondere kann das Wegeventil 10 die erste Position 11 (siehe 1) aufweisen, bei welcher die Einlassmündung 15 und die Auslassmündung 16 in Kommunikation miteinander sind, sowie die zweite Position 12 (siehe 2), bei welcher die Auslassmündung 16 und eine erste Sammelmündung 17 in Kommunikation miteinander sind, und die dritte Position 13 (siehe 3), bei welcher die Auslassmündung 16 und eine zweite Sammelmündung 18 in Kommunikation miteinander sind.
In der ersten Position 11 des Wegeventils 10, wie veranschaulicht in 1, wenn die erste und zweite Sammelmündung 17 und 18 geschlossen sind und die Einlassmündung 15 und die Auslassmündung 16 geöffnet sind, kann ein interner Kanal gebildet werden, so dass die Einlassmündung 15 und die Auslassmündung 16 in Kommunikation miteinander sind.
In der zweiten Position 12 des Wegeventils 10, wie veranschaulicht in 2, wenn die Einlassmündung 15 und die zweite Sammelmündung 18 geschlossen sind und die Auslassmündung 16 und die erste Sammelmündung 17 geöffnet sind, kann ein interner Kanal gebildet werden, so dass die Auslassmündung 16 und die erste Sammelmündung 17 in Kommunikation miteinander sind.
In der dritten Position 13 des Wegeventils 10, wie veranschaulicht in 3, wenn die Einlassmündung 15 und die erste Sammelmündung 17 geschlossen sind und die Auslassmündung 16 und die zweite Sammelmündung 18 geöffnet sind, kann ein interner Kanal geformt werden, so dass die Auslassmündung 16 und die zweite Sammelmündung 18 in Kommunikation miteinander sind.
Die Sammelleitungen 21 und 22 können gestaltet sein, um das Arbeitsfluid, das in dem Zirkulationspfad 105 bleibt, und das Arbeitsfluid in den Boilern 110 und 120 in den Speichertank 150 einzuführen.
Insbesondere können die Sammelleitungen 21 und 22 eine erste Sammelleitung 21 aufweisen, die mit der ersten Sammelmündung 17 des Wegeventils 10 verbunden ist, sowie eine zweite Sammelleitung 22, die mit der zweiten Sammelmündung 18 des Wegeventils 10 verbunden ist.
Ein Ende der ersten Sammelleitung 21 kann mit der ersten Sammelmündung 17 des Wegeventils 10 verbunden sein und das andere Ende der ersten Sammelleitung 21 kann an einem Punkt stromaufwärts des Speichertanks 150 auf dem Zirkulationspfad 105 verbunden sein.
Ein Ende der zweiten Sammelleitung 22 kann mit der zweiten Sammelmündung 18 des Wegeventils 10 verbunden sein und das andere Ende der zweiten Sammelleitung 22 kann bei einem Punkt stromaufwärts des Speichertanks 150 auf dem Zirkulationspfad 105 verbunden sein. Zusätzlich kann eine Sammelpumpe 23, die konfiguriert ist, um das Arbeitsfluid durch eine gewaltsame Pumpaktion zu dem Speichertank 150 zu transferieren, in der zweiten Sammelleitung 2 angeordnet sein.
Wie veranschaulicht in 1 bis 3, können das andere Ende der ersten Sammelleitung 21 und das andere Ende der zweiten Sammelleitung 22 gestaltet sein, um an der Verzweigung 25 verbunden zu sein, die bei einem Punkt stromaufwärts des Verflüssigers 140 angeordnet ist.
Insbesondere kann die Verzweigung 25 zwischen dem Expander 130 und dem Verflüssiger 140 positioniert sein. Daher kann das Arbeitsfluid, das von der ersten und zweiten Sammelleitung 21 und 22 transferiert wird, durch den Verflüssiger 140 in den Speichertank 150 gesammelt werden. Daher kann das Arbeitsfluid, in dem Fall, in dem das Arbeitsfluid gesammelt wird, das in dem Zirkulationspfad 105 in einem Zustand verbleibt, in dem eine Operation des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systems gestoppt wird oder das Arbeitsfluid von den Boilern 110 und 120 zu einem Zeitpunkt des Auftretens einer problematischen Situation gesammelt wird, da das Arbeitsfluid auf eine Temperatur gekühlt werden kann, die geeignet ist, um durch den Verflüssiger 140 gespeichert zu werden und dann in dem Speichertank 150 gespeichert zu werden, sehr einfach gespeichert werden, und ein durch eine hohe Hitze des Arbeitsfluids bedingter Schaden an dem Speichertank 150 oder dergleichen kann verhindert werden.
Zusätzlich kann ein einen Rückwärtsfluss verhinderndes Ventil 180 zwischen dem Verflüssiger 140 und dem Speichertank 150 installiert werden. Das einen Rückwärtsfluss verhindernde Ventil 180 kann konfiguriert sein, um das Arbeitsfluid davon abzuhalten, rückwärts von dem Speichertank 150 in den Verflüssiger 140 zu fließen.
Unterdessen können der Verflüssiger 140, der Speichertank 150, die Sammelpumpe 23, das Wegeventil 10 und dergleichen sequentiell in einer vertikalen Richtung geschichtet sein, um die Wiederverwertung des Arbeitsfluides zu erleichtern. Insbesondere kann der Speichertank 150 unter dem Verflüssiger 140 positioniert sein und die Sammelpumpe 23 und das Wegeventil 10 können unter dem Speichertank 150 positioniert sein. Daher kann das Arbeitsfluid sanft von dem Verflüssiger 140 zu dem Speichertank 150 durch Gravitation transferiert werden, so dass die Wiederverwertungseffizienz verbessert wird.
Zusätzlich kann ein den Rückwärtsfluss verhinderndes Ventil 170 zum Abhalten des gesammelten Arbeitsfluides davon, von dem Verflüssiger 140 zurück zu dem Expander 130 zu fließen, auch zwischen dem Expander 130 und dem Verflüssiger 140 installiert sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das den Rückwärtsfluss verhindernde Ventil 170 aus einem Rückschlagventil gebildet sein.
Gemäß einer alternativen beispielhaften Ausführungsform kann das den Rückwärtsfluss verhindernde Ventil 170 auch aus einem Auf/Zu-Ventil gebildet sein, das einfach einen Kanal blockieren und öffnen kann. Der Grund, weshalb das den Rückwärtsfluss verhindernde Ventil 170 aus einem Auf/Zu-Ventil gebildet werden kann, ist, dass ein großer Strömungswiderstand in dem Fall generiert werden kann, in dem das den Rückwärtsfluss verhindernde Ventil 170 aus dem Rückschlagventil gebildet ist.
Zusätzlich kann ein Steuergerät 40 zum Steuern der Operationen des Wegeventils 10 und der Sammelpumpe 23 bereitgestellt werden. Das Steuergerät 40 kann mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) eines Fahrzeugs, Sensoren der Boiler 110 und 120, einem Sensor des Expanders 130, einem Leckage-erfassenden Sensor zum Erfassen einer Leckage des Arbeitsfluides, einem Sammelschalter zum Generieren eines Sammelsignals des Arbeitsfluides und dergleichen verbunden sein. Daher kann das Steuergerät 40 verschiedene Information über das Fahrzeug, Information über eine Leckage des Arbeitsfluides (detektiert durch einen Luftleckage-Sensor oder dergleichen), Information über den Druck der Boiler 110 und 120, Information über eine Umdrehungszahl pro Minute (UPM) des Expanders 130, das Sammelsignal des Arbeitsfluides und dergleichen empfangen und kann Operationen des Wegeventils 10 und der Sammelpumpe 23 auf der Basis der empfangenen Informationen wie oben beschrieben steuern.
In dem Arbeitsfluid-Sammel-Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung, das wie oben beschrieben gebildet ist, können die erste Sammelmündung 17 und die zweite Sammelmündung 18 sequentiell durch eine Steuerung des Wegeventils 10 geöffnet werden, so dass das Arbeitsfluid schrittweise in zwei Schritten durch die erste Sammelleitung 21 und die zweite Sammelleitung 22 in den Speichertank gesammelt werden kann. Der Grund ist, dass, da anfänglicher Druck in den Boilern 110 und 120 in einem Hochdruckzustand ist, in dem er den erlaubten Druck, den die Sammelpumpe 23 aushalten kann, übersteigt, in dem Fall, in dem das Arbeitsfluid in einem Hochdruckzustand direkt von den Boilern 110 und 120 durch die Sammelpumpe 23 gesammelt wird, kann die Sammelpumpe 23 einfach beschädigt werden aufgrund des Arbeitsfluides in dem Hochdruckzustand.
Daher kann in der vorliegenden Erfindung eine primäre Sammeloperation des Sammelns des Arbeitsfluides durch die erste Sammelmündung 17 und die erste Sammelleitung 21 durch anfänglichen Hochdruck der Boiler 110 und 120 ausgeführt werden, und eine sekundäre Sammeloperation des gewaltsamen Sammelns des Arbeitsfluides durch die zweite Sammelmündung 18 und die zweite Sammelleitung 22 kann ausgeführt werden, wenn der Druck in den Boilern 110 und 120 auf den erlaubten Druck oder weniger der Sammelpumpe 23 nach der primären Sammeloperation gesunken ist.
Der Zwei-Schritt-Sammel-Prozess, der oben beschrieben worden ist, wird unten detaillierter beschrieben werden.
Zuerst, in dem Fall, in dem das Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System normal betrieben wird, wie es in 1 gezeigt ist, kann das Wegeventil 10 in die erste Position 11 geschaltet werden. Daher können die erste und zweite Sammelmündung 17 und 18 geschlossen werden und die Einlassmündung 15 und die Auslassmündung 16 können geöffnet werden, so dass die Einlassmündung 15 und die Auslassmündung 16 in Kommunikation miteinander sind. Daher kann das Arbeitsfluid sequentiell passieren und kann durch die Boiler 110 und 120, den Expander, den Verflüssiger 140, den Speichertank 150 und dergleichen mittels der Zirkulationspumpe 160 auf dem Zirkulationspfad 105 des Rankine-Prozesses 100 zirkuliert werden, so dass eine normale Abwärme-Wiederverwertungs-Operation ausgeführt wird.
Zusätzlich, in dem Fall, in dem beabsichtigt wird, dass das Arbeitsfluid, das in dem Zirkulationspfad bleibt, das Arbeitsfluid, das in den Boilern 110 und 120 bleibt oder dergleichen in den Speichertank 150 gesammelt wird zu dem Zeitpunkt des Auftretens der problematischen Situation oder nachdem die Operation des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gestoppt worden ist, kann das Wegeventil 10 in die zweite Position 12 geschaltet werden, wie in 2 gezeigt ist. Daher können die Einlassmündung 15 und die zweite Sammelmündung 18 geschlossen und die Auslassmündung 16 und die erste Sammelmündung 17 geöffnet werden, so dass die Auslassmündung 16 und die erste Sammelmündung 17 in Kommunikation miteinander sein können. In diesem Zustand kann das Arbeitsfluid, das in den Boilern 110 und 120 oder dem Zirkulationspfad 105 bleibt, zu dem Verflüssiger 140 durch die erste Sammelmündung 17 und die erste Sammelleitung 21 mittels des hohen Drucks (Hochdruck) in den Boilern 110 und 120 transferiert werden und kann dann von dem Verflüssiger 140 in dem Speichertank 150 durch Gravitation (primäre Sammeloperation) gesammelt werden.
Dann, in dem Fall, in dem der Druck in den Boilern 110 und 120 auf den erlaubten Druck oder weniger der Sammelpumpe 23 gesunken ist, kann das Wegeventil 10 in die dritte Position 13 geschaltet werden, wie in 3 gezeigt ist. Daher können die Einlassmündung 15 und die erste Sammelmündung 17 geschlossen werden und die Auslassmündung 16 und die zweite Sammelmündung 18 können geöffnet werden, so dass die Auslassmündung 16 und die zweite Sammelmündung 18 in Kommunikation miteinander sind. In diesem Zustand kann das Arbeitsfluid, das in den Boilern 110 und 120 oder dem Zirkulationspfad 105 bleibt, zu dem Verflüssiger 140 durch die zweite Sammelmündung 18 und die zweite Sammelleitung 22 durch die gewaltsame Pumpaktion der Sammelpumpe 23 transferiert werden und kann dann von dem Verflüssiger 140 in den Speichertank 150 durch Gravitation (sekundäre Sammeloperation) gesammelt werden.
Beispiele, in denen der Abgas-Boiler 110 und der AGR-Gas-Boiler 120 miteinander in Reihe durch ein Serienrohr 105a bezüglich des Zirkulationspfades 105 zwischen den Expander 130 und die Zirkulationspumpe 160 verbunden sind, sind in 1 bis 3 veranschaulicht worden.
4 bis 6 sind Ansichten, die ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Ein Beispiel, in dem ein Abgasboiler 110 und der AGR-Gas-Boiler 120 miteinander parallel verbunden werden können durch parallele Rohre 105b und 105c bezüglich des Zirkulationspfades 105 zwischen dem Expander 130 und der Zirkulationspumpe 160 ist in 4 bis 6 veranschaulicht worden.
Zusätzlich kann ein Kanal-Schalt-Ventil 30 mit dem Wegeventil 10 verbunden sein. Das Kanal-Schalt-Ventil 30 kann gestaltet sein, um einen Kanal zu schalten, so dass das Arbeitsfluid zu zumindest einem von dem Abgas-Boiler 110 und dem AGR-Gas-Boiler 120 fließt.
Das Steuergerät 40 kann elektrisch mit dem Wegeventil 10, der Sammelpumpe 23 und dem Kanal-Schallt-Ventil 30 verbunden sein, um Operationen des Wegeventils 10, der Sammelpumpe 23 und des Kanal-Schalt-Ventils 30 zu steuern.
Da Gestaltungen und Operationen, die von der oben erwähnten Gestaltung und Operation abweichen, ähnlich zu jenen der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform sind, wird eine detaillierte Beschreibung dafür ausgelassen.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren des Sammelns des Arbeitsfluides in den Speichertank unter Verwendung des Arbeitsfluid-Sammel-Gerätes für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System, das oben beschrieben worden ist, veranschaulicht.
Zuerst wird das Auftreten einer problematischen Situation, ein Stop einer Operation des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systems oder dergleichen detektiert (S1). Beispiele des Auftretens der problematischen Situation können einen Fall aufweisen, in dem eine Leckage des Arbeitsfluides durch einen Leckage erfassenden Sensor erfasst wird, sowie einen Fall, in dem ein Passagier die Leckage des Arbeitsfluides oder dergleichen erfasst, um einen Sammelschalter anzuschalten, einen Fall, in dem eine externe Auswirkung schwerwiegend durch einen Sensor erfasst wird oder dergleichen, von einer Lufttasche und dergleichen.
Wenn die problematische Situation auftritt oder die Operation des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systems gestoppt wird, wie es oben beschrieben wurde, wird eine primäre Sammlung ausgeführt (S2).
In dem primären Sammel-Schritt (S2), der oben beschrieben ist, kann das Wegeventil 10 in die zweite Position 12 geschaltet werden, wie oben beschrieben. Daher können die Auslassmündung 16 und die erste Sammelmündung 17 des Wegeventils 10 miteinander in Kommunikation sein, so dass das Arbeitsfluid in den Speichertank 150 durch die erste Sammelleitung 21 durch den Druck (Hochdruck) der Boiler 110 und 120 gesammelt werden kann.
Nachdem der primäre Sammelschritt ausgeführt ist, kann entschieden werden, ob der Druck der Boiler 110 und 120 gesenkt wird auf den erlaubten Druck oder weniger der Sammelpumpe 23 (S3) oder nicht, und die sekundäre Sammlung kann ausgeführt werden (S4), wenn der Druck der Boiler 110 und 120 auf den gewährbaren Druck oder weniger der Sammelpumpe 23 gesenkt ist.
In dem sekundären Sammelschritt (S4), der oben beschrieben ist, kann das Wegeventil (10) in die dritte Position 13 geschaltet werden, wie oben beschrieben wurde. Daher können die Auslassmündung 16 und die zweite Sammelmündung 18 des Wegeventils 10 in Kommunikation miteinander sein, so dass das Arbeitsfluid in den Speichertank 150 durch die zweite Sammelleitung 22 durch die gewaltsame Pumpaktion der Sammelpumpe 23 gesammelt werden kann.
Wenn eine Änderung in einem Wasserniveau in dem Speichertank 150 genauso groß oder kleiner als ein gesetzter Wert zum Entscheiden, ob das Arbeitsfluid nach dem sekundären Sammelschritt (S4), der oben beschrieben wird, geleckt hat oder nicht, ist, kann das Wegeventil 10 in die erste Position 11 geschaltet werden. Daher können die erste und zweite Sammelmündung 17 und 18 geschlossen werden und die Einlassmündung 15 und die Auslassmündung 16 können geöffnet werden, so dass die Einlassmündung 15 und die Auslassmündung 16 in Kommunikation miteinander sind. Daher kann das Arbeitsfluid sequentiell durch die Boiler 110 und 120, den Expander 130, den Verflüssiger 140, den Speichertank 150 und dergleichen durch die Zirkulationspumpe 160 auf dem Zirkulationspfad 105 des Rankine-Prozesses passieren und dadurch zirkuliert werden, so dass die normale Abwärme-Wiederverwertungs-Operation ausgeführt wird (S6).
Zusätzlich, wenn die Änderung in dem Wasserniveau in dem Speichertank 150 genauso groß oder größer als der gesetzte Wert zum Entscheiden, ob das Arbeitsfluid nach dem sekundären Sammelschritt, der oben beschrieben ist, geleckt hat oder nicht, kann eine Warnung, dass das Arbeitsfluid geleckt hat durch ein visuelles oder auditives Mittel oder dergleichen ausgeführt werden (S7).
Wie oben beschrieben, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, kann das Arbeitsfluid, das in dem Rankine-Prozess zirkuliert wird, in den Speichertank gesammelt werden zu dem Zeitpunkt des Auftretens einer Notfallsituation oder dem Stop der Operation des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systems, wodurch es möglich gemacht wird, das Arbeitsfluid des Rankine-Prozesses davon abzuhalten, zu lecken, effektiv zu beobachten, ob das Arbeitsfluid geleckt hat oder nicht, und effektiv das Gefrieren oder dergleichen von dem Arbeitsfluid aufgrund des Verbleibens des Arbeitsfluides zu verhindern.
Obwohl die vorliegende Erfindung oben mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auf verschiedene Art durch den Fachmann modifiziert und geändert werden, dessen Gebiet die vorliegende Erfindung betrifft, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen beansprucht wird.
Bezugszeichenliste

10: Wegeventil
21: erste Sammelleitung
22: zweite Sammelleitung
23: Sammelpumpe
100: Rankine-Prozess
110: Abgasboiler
120: AGR-Gas-Boiler
130: Expander
140: Verflüssiger
150: Speichertank
160: Zirkulationspumpe
170, 180: Rückwärtsfluss verhinderndes Ventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2015-0099300 [0001]

Claims

ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System, aufweisend: einen Speichertank (150) zum Speichern eines Arbeitsfluids, das darin in einem Rankine-Prozess zirkuliert wird; und ein Sammel-Mittel zum Sammeln des Arbeitsfluids in den Speichertank, wobei das Sammel-Mittel aufweist: ein Wegeventil (10) zum Steuern einer Strömungsrichtung des Arbeitsfluids in dem Rankine-Prozess; und eine Sammelleitung zum Einführen des Arbeitsfluids in den Speichertank durch eine Steuerung des Wegeventils.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System Anspruch 1, wobei das Wegeventil (10) eine oder mehr Sammelmündungen aufweist, die dem Arbeitsfluid gestatten, in den Speichertank (150) zu fließen, und wobei die Sammelleitung von der Sammelmündung des Wegeventils (10) zu dem Speichertank (150) verbunden ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wegeventil (10) eine erste Sammelmündung (17) und eine zweite Sammelmündung (18) aufweist, und die Sammelleitung eine erste Sammelleitung (21) aufweist, die mit der ersten Sammelmündung (17) verbunden ist, und eine zweite Sammelleitung (22), die mit der zweiten Sammelmündung (18) verbunden ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Sammelmündung (17) und die zweite Sammelmündung (18) sequenziell geöffnet werden, so dass das Arbeitsfluid schrittweise durch die erste Sammelleitung (21) und die zweite Sammelleitung (22) in den Speichertank (150) gesammelt wird.
Ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System, das einen Zirkulationspfad (105) aufweist, durch den ein Arbeitsfluid zirkuliert wird, sowie einen Boiler zum Erhitzen und Verdampfen des Arbeitsfluides durch Abwärme eines Motors, einen Expander zum Ausdehnen des Arbeitsfluides, das von dem Boiler geliefert wird, um Drehmoment zu generieren, einen Verflüssiger zum Kondensieren des Arbeitsfluides, das von dem Expander abgeführt wird, und eine Zirkulationspumpe zum Zirkulieren des Arbeitsfluides auf dem Zirkulationspfad (105), aufweisend: einen Speichertank (150), der zwischen dem Verflüssiger und der Zirkulationspumpe (160) zum Speichern des Arbeitsfluids darin installiert ist; ein Wegeventil (10), das zwischen der Zirkulationspumpe (160) und dem Boiler zum Steuern einer Strömungsrichtung des Arbeitsfluides installiert ist und eine oder mehr Sammelmündungen aufweist, die dem Arbeitsfluid gestatten, in den Speichertank (150) zu strömen; und eine oder mehr Sammelleitungen, die von dem Sammelmündungen des Wegeventils mit dem Speichertank (150) verbunden sind.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System gemäß Anspruch 5, wobei das Wegeventil (10) eine Einlassmündung (15) aufweist, die mit dem Speichertank (150) verbunden ist, eine Auslassmündung (16), die mit dem Boiler verbunden ist, und eine erste und zweite Sammelmündung (17 und 18), die geöffnet und geschlossen werden, so dass das Arbeitsfluid von dem Verdampfer zu dem Speichertank (150) fließt.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Sammelleitungen eine erste Sammelleitung (21) aufweisen, die von der ersten Sammelmündung (17) zu dem Speichertank (150) verbunden ist, sowie eine zweite Sammelleitung (22), die von der zweiten Sammelmündung (18) mit dem Speichertank (150) verbunden ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–7, wobei eine Sammelpumpe, die gewaltsam das Arbeitsfluid zu dem Speichertank (150) transferiert, in der zweiten Sammelleitung (22) angeordnet ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–8, wobei die erste Sammelleitung (21) und die zweite Sammelleitung (22) bei einem Punkt stromaufwärts von dem Speichertank (150) auf dem Zirkulationspfad (105) verbunden sind.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–9, wobei eine Verzweigung, in der die erste Sammelleitung (21) und die zweite Sammelleitung (22) verbunden sind, zwischen dem Expander und dem Verflüssiger angeordnet ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–10, wobei ein den Rückwärtsfluss verhinderndes Ventil (170, 180), das das Arbeitsfluid davon abhält, rückwärts von dem Verflüssiger zu dem Expander zu strömen, zwischen dem Expander und dem Verflüssiger installiert ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–11, wobei das Wegeventil (10) eine erste Position aufweist, bei der die Einlassmündung (15) und die Auslassmündung (16) miteinander in Kommunikation sind, eine zweite Position, bei der die Auslassmündung (16) und die erste Sammelmündung (17) in Kommunikation miteinander sind, und eine dritte Position, bei der die Auslassmündung (16) und die zweite Sammelmündung (18) in Kommunikation miteinander sind.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–12, wobei der Speichertank (150) unter dem Verflüssiger angeordnet ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–13, wobei das Wegeventil (10) unter dem Speichertank (150) angeordnet ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–14, wobei der Boiler einen Abgas-Boiler (110) aufweist, der in einem Abgasrohr des Motors angeordnet ist sowie einen Abgas-Rezirkulations-(AGR)Gas-Boiler (120), der in einem AGR-Pfad des Motors angeordnet ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–15, wobei der Abgas-Boiler (110) und der AGR-Gas-Boiler (120) miteinander in Serie bezüglich des Zirkulationspfades (105) verbunden sind.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–15, wobei der Abgas-Boiler (110) und der AGR-Gas-Boiler (120) miteinander bezüglich des Zirkulationspfades (105) parallel verbunden sind.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 5–17, weiter aufweisend ein Kanal-Schalt-Ventil zum Umschalten eines Kanals, so dass das Arbeitsfluid zu zumindest einem von dem Abgasboiler (110) und dem AGR-Gas-Boiler (120) fließt.
Ein Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System, das ein Arbeitsfluid-Sammel-Gerät für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System verwendet, das einen Speichertank (150) zum Speichern eines Arbeitsfluides, das durch einen Zirkulationspfad (105) zirkuliert wird, in dem ein Boiler, ein Expander, ein Verflüssiger und eine Zirkulationspumpe installiert sind, ein Wegeventil (10), das zwischen dem Expander und der Zirkulationspumpe installiert ist, um einen Sammelrichtungsfluss des Arbeitsfluides zu schalten und eine Sammelleitung zum Leiten eines Transfers des Arbeitsfluides von dem Wegeventil (10) zu dem Speichertank (150), aufweisend: einen primären Sammelschritt des Sammelns des Arbeitsfluides in den Speichertank durch den Druck des Boilers; und einen sekundären Sammelschritt des Sammelns des Arbeitsfluides in den Speichertank durch eine gewaltsame Pumpaktion, nachdem der Druck des Boilers auf ein gesetztes Niveau gesunken ist.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach Anspruch 19, wobei das Wegeventil (10) eine Einlassmündung (15) aufweist, die mit dem Speichertank (150) verbunden ist, eine Auslassmündung (16), die mit dem Boiler verbunden ist, und eine erste und zweite Sammelmündung (17 und 18), die geöffnet und geschlossen werden, so dass das Arbeitsfluid von dem Verdampfer zu dem Speichertank (150) fließt, die Sammelleitung weist eine erste Sammelleitung (21) auf, die mit der ersten Sammelmündung (17) verbunden ist, sowie eine zweite Sammelleitung (22), die mit der zweiten Sammelmündung (18) verbunden ist, und in dem primären Sammelschritt sind die Auslassmündung (16) und die erste Sammelmündung (17) des Wegeventils (10) in Kommunikation miteinander, so dass das Arbeitsfluid durch die erste Sammelleitung (21) in den Speichertank (150) gesammelt wird.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 19 und 20, wobei eine Sammelpumpe auf der zweiten Sammelleitung (22) installiert ist, und in dem sekundären Sammelschritt, wenn der Druck des Boilers auf einen erlaubten Druck oder weniger der Sammelpumpe gesunken ist, nachdem der primäre Sammelschritt ausgeführt worden ist, sind die Auslassmündung (16) und die zweite Sammelmündung (18) des Wegeventils (10) miteinander in Kommunikation, so dass das Arbeitsfluid durch die zweite Sammelleitung (22) in den Speichertank (150) gesammelt wird.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 19–21, weiter vor dem primären Sammelschritt einen Schritt des Erfassens einer problematischen Situation oder eines Stops einer Operation des Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-Systems aufweisend.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 19–22, wobei, wenn eine Änderung in einem Wasserniveau in dem Speichertank (150) ein gesetzter Wert oder weniger nach dem sekundären Sammelschritt ist, eine Einlassmündung (15) und eine Auslassmündung (16) des Wegeventils (10) in Kommunikation miteinander sind.
Das Arbeitsfluid-Sammel-Verfahren für ein Rankine-Prozess-Abwärme-Wiederverwertungs-System nach einem der Ansprüche 19–22, wobei, wenn eine Änderung in einem Wasserniveau in dem Speichertank (150) ein gesetzter Wert oder mehr nach dem sekundären Sammelschritt ist, eine Warnung, dass das Arbeitsfluid geleckt hat, ausgeführt wird.