JP2013113192A - Waste heat regeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、廃熱回生システムに係り、特にランキンサイクルを利用した車両用の廃熱回生システムに関する。 The present invention relates to a waste heat regeneration system, and more particularly to a vehicle waste heat regeneration system using a Rankine cycle.
エンジンの廃熱から機械的エネルギー(動力)を回収するランキンサイクルを利用した車両用の廃熱回生システムが開発されている。一般的なランキンサイクル回路は、作動流体を圧送するポンプと、作動流体をエンジンの廃熱と熱交換させて加熱するボイラと、加熱された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機と、膨張後の作動流体を冷却凝縮させるコンデンサとから構成され、これらが順次接続されて閉回路を形成している。 Waste heat regeneration systems for vehicles have been developed that use Rankine cycle to recover mechanical energy (power) from engine waste heat. A general Rankine cycle circuit includes a pump that pumps a working fluid, a boiler that heats the working fluid by exchanging heat with engine waste heat, and an expander that expands the heated working fluid to recover mechanical energy. And a condenser for cooling and condensing the expanded working fluid, which are sequentially connected to form a closed circuit.
通常、車両に搭載される廃熱回生システムでは、エンジンが停止した時は、ランキンサイクルの作動を停止し、膨張機での機械的エネルギーの回収は行わない。しかし、ボイラの内部に残存する高温・高圧蒸気により膨張機を無負荷で自由回転(フリーラン)させると膨張機の回転数が急上昇して、膨張機にダメージを与える可能性がある。また、エンジン停止直後にランキンサイクルの作動を停止すると、作動流体がランキンサイクル回路を循環しなくなるのでボイラに滞留する。そのため、ボイラに残る余熱によって作動流体や作動流体に含まれるオイルが過熱され、熱分解したり炭化したりする可能性がある。 Normally, in a waste heat regeneration system mounted on a vehicle, when the engine is stopped, the operation of the Rankine cycle is stopped, and mechanical energy is not recovered by the expander. However, if the expander is freely rotated (free-run) without load by the high-temperature / high-pressure steam remaining in the boiler, the rotation speed of the expander may rapidly increase and damage the expander. Further, if the Rankine cycle operation is stopped immediately after the engine is stopped, the working fluid does not circulate through the Rankine cycle circuit, and therefore stays in the boiler. Therefore, there is a possibility that the working fluid and the oil contained in the working fluid are overheated due to the residual heat remaining in the boiler and thermally decomposed or carbonized.
特許文献1のランキンサイクル装置では、エンジンが停止した後もランキンサイクル装置の運転を継続し、機械的エネルギーを回収するために膨張機に負荷をかけ続けるため、膨張機の回転数が暴走することを防ぐことができる。すなわち、ボイラへの作動流体としての水を供給し続けることで蒸気の発生を継続し、膨張機に蒸気を流入させ続ける。このときの給水量はボイラの内部エネルギーの減少に応じて減少させる。そして作動流体の蒸気温度及び蒸気圧力が、膨張機が出力を発生しないような温度及び圧力になった場合に、ランキンサイクル装置の運転を停止する。 In the Rankine cycle apparatus of Patent Document 1, the operation of the Rankine cycle apparatus is continued even after the engine is stopped, and a load is continuously applied to the expander in order to recover mechanical energy. Can be prevented. That is, by continuously supplying water as a working fluid to the boiler, the generation of steam is continued and the steam continues to flow into the expander. The amount of water supply at this time is decreased according to the decrease in the internal energy of the boiler. Then, when the steam temperature and the steam pressure of the working fluid become such a temperature and pressure that the expander does not generate an output, the operation of the Rankine cycle device is stopped.
特許文献2の排熱回生システムでは、コンデンサをボイラの鉛直上方に設けるとともに、エンジン停止時にバイパス流路を開通させ、コンデンサとボイラとの間でヒートポンプサイクルをつくる。すなわち、コンデンサで液化した作動流体が重力によってバイパス流路を経由してボイラへ移動し、ボイラで気化した作動流体がバイパス流路を経由して再びコンデンサへ戻る閉回路を形成する。従って、エンジン停止後もヒートポンプサイクルによってボイラに作動流体が循環し続け、ボイラにおける作動流体の高温化が防止されるため、ポンプへの電力供給を早期に停止することができる。
In the exhaust heat regeneration system of
しかしながら、特許文献1のランキンサイクル装置では、膨張機に機械的エネルギーを回収するための負荷を与え続けることで暴走は防止されるが、作動流体の温度・圧力が、膨張機が出力を発生しない程度の値になるまで運転を継続する必要がある。また、作動流体の流量をボイラの内部エネルギーに応じて徐々に減少させるため、作動流体の温度を低下させるのに、更に時間がかかる。そのため、ランキンサイクル装置を早期に停止することができない。また、エンジン停止後にランキンサイクル装置が長時間作動することに対しユーザーが違和感を感じる。 However, in the Rankine cycle device of Patent Document 1, runaway is prevented by continuing to apply a load for recovering mechanical energy to the expander, but the temperature and pressure of the working fluid does not generate an output from the expander. It is necessary to continue the operation until the value reaches a certain level. Further, since the flow rate of the working fluid is gradually reduced according to the internal energy of the boiler, it takes more time to lower the temperature of the working fluid. Therefore, the Rankine cycle device cannot be stopped early. In addition, the user feels uncomfortable with the Rankine cycle device operating for a long time after the engine is stopped.
一方、特許文献2では、エンジン停止直後にランキンサイクル回路の動作を停止させることができるが、エンジン停止時のボイラは高温でかつ熱容量も大きいため、ヒートパイプサイクルで循環できる流量では、作動流体とオイルの高温化を防ぐには不十分である。
On the other hand, in
この発明はこのような問題を解決するため、エンジン停止後において、ボイラ及び作動流体の温度上昇及び膨張機の回転数の暴走を防止しつつ、ランキンサイクル回路の動作を早期に停止させることができる廃熱回生システムを提供することを目的とする。 In order to solve such a problem, the present invention can quickly stop the operation of the Rankine cycle circuit while preventing the temperature rise of the boiler and the working fluid and the runaway of the expander after the engine is stopped. The purpose is to provide a waste heat regeneration system.
上記の課題を解決するために、この発明に係る廃熱回生システムは、車両のエンジンの廃熱を利用するものであって、作動流体を圧送するポンプ、廃熱によって作動流体を加熱するボイラ、ボイラによって加熱された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機、および膨張後の作動流体を冷却凝縮させるコンデンサが順次連結されて構成されるランキンサイクル回路と、ボイラの下流側かつ膨張機の上流側に設けられ、膨張機の入口における作動流体の状態を検出する作動流体検出手段と、作動流体検出手段の下流側かつ膨張機の上流側に設けられた第1分岐点と膨張機の下流側かつコンデンサの上流側に設けられた第2分岐点とを接続する膨張機バイパス流路と、膨張機バイパス流路への作動流体の流入の有無を制御する膨張機バイパス流路制御手段と、エンジンの作動停止時において、膨張機バイパス流路制御手段に作動流体を膨張機バイパス流路に流通させる制御手段とを備える。これによって、膨張機をバイパスして、アイドリング状態時よりも多い流量の作動流体を圧送することができる。 In order to solve the above problems, a waste heat regeneration system according to the present invention uses waste heat of a vehicle engine, and includes a pump that pumps a working fluid, a boiler that heats the working fluid with waste heat, An expander that expands the working fluid heated by the boiler and recovers mechanical energy, and a Rankine cycle circuit that is configured by sequentially connecting a condenser that cools and condenses the expanded working fluid; Working fluid detecting means for detecting the state of the working fluid at the inlet of the expander, a first branch point provided on the downstream side of the working fluid detecting means and on the upstream side of the expander, and the expander An expander bypass flow path connecting a second branch point provided on the downstream side of the condenser and the upstream side of the condenser, and an expansion for controlling whether or not the working fluid flows into the expander bypass flow path Comprising a machine bypass flow path control means, at the time of deactivation of the engine, and control means for circulating the working fluid in the expander bypass flow passage to the expander bypass flow path control means. Thereby, the expander can be bypassed and the working fluid having a larger flow rate than that in the idling state can be pumped.
この発明に係る廃熱回生システムは、ボイラの下流側かつコンデンサの上流側に設けられた作動流体検出手段を備え、作動流体検出手段はボイラの出口における作動流体の状態を検出し、制御手段は、作動流体の状態に基づいて、ポンプに作動流体の圧送を停止させることもできる。 The waste heat regeneration system according to the present invention includes a working fluid detection means provided downstream of the boiler and upstream of the condenser, the working fluid detection means detects the state of the working fluid at the outlet of the boiler, and the control means includes The pump can also stop the pumping of the working fluid based on the state of the working fluid.
作動流体検出手段が検出する前記作動流体の状態は温度であってもよい。 The state of the working fluid detected by the working fluid detection means may be temperature.
この発明に係る廃熱回生システムはさらに、ボイラは、ポンプの下流側に設けられた高温ボイラと、ポンプと高温ボイラとの間に設けられ、高温ボイラよりも低温の熱媒体と作動流体との間で熱交換する低温ボイラからなり、ポンプの下流側かつ低温ボイラの上流側に設けられた第1分岐点と、低温ボイラの下流側かつ高温ボイラの上流側に設けられた第2分岐点とを接続する低温ボイラバイパス流路と、低温ボイラバイパス流路への作動流体の流入の有無を制御する低温ボイラバイパス流路制御手段とを備え、低温ボイラバイパス流路制御手段はエンジンの作動停止時に低温ボイラバイパス流路制御手段に作動流体を低温ボイラバイパス流路に流通させることもできる。 In the waste heat regeneration system according to the present invention, the boiler is further provided between a high-temperature boiler provided downstream of the pump and the pump and the high-temperature boiler, and includes a heat medium and working fluid having a temperature lower than that of the high-temperature boiler. A first branch point provided downstream of the pump and upstream of the low-temperature boiler, and a second branch point provided downstream of the low-temperature boiler and upstream of the high-temperature boiler. And a low temperature boiler bypass flow path control means for controlling whether or not the working fluid flows into the low temperature boiler bypass flow path. The working fluid can also be circulated through the low temperature boiler bypass flow path through the low temperature boiler bypass flow path control means.
コンデンサはコンデンサファンを有し、制御手段は、エンジンの作動停止時にコンデンサファンを作動させてもよい。 The capacitor may include a capacitor fan, and the control unit may operate the capacitor fan when the engine is stopped.
この発明による廃熱回生システムによれば、エンジン停止後において、ボイラ及び作動流体の温度上昇及び膨張機の回転数の暴走を防止しつつ、ランキンサイクル回路を早期に停止させることができる。 According to the waste heat regeneration system of the present invention, after the engine is stopped, the Rankine cycle circuit can be stopped at an early stage while preventing the temperature of the boiler and the working fluid from rising and the rotational speed of the expander from running away.
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る廃熱回生システム100の構成を図1に示す。
廃熱回生システム100は、ポンプ32と、ボイラとしての高温ボイラ34と、膨張機36と、コンデンサ38とを有し、これらは順次連結して閉回路であるランキンサイクル回路30を構成する。ポンプ32はモータ35と接続している。高温ボイラ34の下流側かつ膨張機36の上流側には温度センサ37が設けられている。温度センサ37の下流側かつ膨張機36の上流側の第1分岐点31aには、膨張機バイパス流路31の一端が接続されており、膨張機バイパス流路31の他端は、膨張機36の下流側かつコンデンサ38の上流側の第2分岐点31bに接続されている。膨張機バイパス流路31の途中には膨張機側開閉弁33が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
A configuration of a waste
The waste
ポンプ32はモータ35によって駆動され、廃熱回生システム100におけるランキンサイクル回路30内の作動流体としての冷媒を圧送する。モータ35はECU60と電気的に接続されており、ECU60の指示に応じて回転数を変化させることにより、ポンプ32が圧送する冷媒流量を適宜増減させることができる。高温ボイラ34にはエンジン10からの排気ガスが供給されており、排気ガスと冷媒とを熱交換させて冷媒を加熱する。膨張機36は、高温ボイラ34において加熱されて気化した冷媒を膨張させて機械的エネルギーを発生させる。コンデンサ38は、気化した状態の冷媒を外気と熱交換させて冷却凝縮させる。
The
ECU60は、エンジン作動状態検出器61、膨張機側開閉弁33、モータ35及び温度センサ37に電気的に接続されている。ECU60は、エンジン作動状態検出器61及び温度センサ37から取得される情報に基づいて、膨張機側開閉弁33の開閉及びモータ35の回転を制御する。エンジン作動状態検出器61は、エンジン10に取り付けられ、エンジンの作動状態(エンジン10が作動しているか否か)を検出する。ここで、エンジン作動状態検出器61は、エンジン10の回転数を検出する回転センサである。
The ECU 60 is electrically connected to the engine
また、エンジン10は駆動軸42を有し、膨張機36は駆動軸43を有する。ベルト41はエンジン10の駆動軸42と、膨張機36の駆動軸43とを接続し、膨張機36が発生させた機械的エネルギー(膨張機出力)を駆動軸42に伝達する。
The
エンジン10には排気管11が連結され、エンジン10から発生した排気ガスは排気管11を通って車外へ排気される。排気管11の途中には高温ボイラ34が設けられる。高温ボイラ34において、排気管11を流通する排気ガスとランキンサイクル回路30内を流通する冷媒とが熱交換される。即ち、ランキンサイクル回路30内の冷媒が排気ガスの廃熱によって加熱される。
An
この実施の形態1に係る廃熱回生システム100の動作について、図1及び2を参照して説明する。
この発明の実施の形態1に係るECU60のフローチャートを図2に示す。
まず、ステップS1にてECU60は、エンジン作動状態検出器61からの情報に基づいて、エンジン10が作動しているか否かについて判定する。なお、「エンジンの作動時」とは、エンジン回転数がアイドル状態時の回転数と同程度又はそれ以上の回転数の時をいう。
The operation of the waste
FIG. 2 shows a flowchart of
First, in step S <b> 1, the
エンジン10が作動している場合は、ステップS6にすすみ、車両がアイドリング状態か否かについて判定し、アイドリング状態の場合は膨張機側開閉弁33を開状態とする(ステップS7)。すなわち、アイドリング状態の場合は、膨張機出力の発生が不要なため、膨張機36をバイパスして冷媒を膨張機バイパス流路31に流通させる。この際、膨張機36の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力との差圧が0になるため、膨張機36による膨張機出力は発生しない。次にステップS8において、高温ボイラ34において冷媒が過熱されないように、ポンプ32が圧送する冷媒流量(Q2)をECU60によって調整する。
If the
また、通常の走行時においては膨張機側開閉弁33を閉状態とする(ステップS9)。次に、ステップS10において、膨張機36において必要な膨張機出力が発生するように、ポンプ32が圧送する冷媒流量(Q1)を調整する。膨張機出力は、膨張機36の駆動軸43及びベルト41を介して、エンジン10の駆動軸42に伝達される。
Further, during normal travel, the expander side opening / closing
一方、エンジン10を止めた時、すなわちエンジン10の作動停止時は、ステップS7と同様に、膨張機バイパス流路31上の膨張機側開閉弁33を開状態にし、膨張機バイパス流路31へ冷媒を流入させる(ステップS2)。この際、膨張機36の上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力との差圧が0になるため、膨張機36による膨張機出力は発生していない状態となる。
On the other hand, when the
次に、ステップS3においてECU60はモータ35の回転数を増加させることにより、ポンプ32が圧送する冷媒流量を増加させ、アイドリング時の冷媒流量Q2より多い流量Q3を維持する(図3参照)。冷媒流量を増加させることによって高温ボイラ34をより早く冷却することができる。
Then,
次に、ステップS4においてECU60は高温ボイラ34の出口における冷媒温度Tを判定する。ここで、冷媒温度Tが所定温度t以下の場合、ECU60はポンプ32の作動を停止させる。所定温度tは、高温ボイラ34において滞留する冷媒を高温化させることなく、ランキンサイクル回路30の動作を停止することができると判断される温度の上限値である。
Next, in step S <b> 4, the
次に、この発明の実施形態1に係る廃熱回生システム100における冷媒流量の変化について図3を参照して説明する。図3は、この発明の実施形態1に係るランキンサイクル回路内の冷媒の流量の変化を表したグラフである。
エンジン10の作動時かつ膨張機出力が必要な時AONにおいて、ポンプ32は通常制御流量Q1の冷媒を圧送する。ここで、通常制御流量Q1とは、エンジン10の作動時かつ膨張機出力が必要な時AONにおいて膨張機36が吸入する冷媒を狙いの状態、すなわち必要な膨張機出力が得られる状態(温度)に維持するために必要な冷媒流量である。また、エンジン10が作動しておりかつ膨張機出力が不要な時Ai(アイドリング時)は、ポンプ32はアイドリング時流量Q2の冷媒を圧送する。アイドリング時流量Q2は、エンジン10の作動時かつ膨張機出力不要時Aiにおいて高温ボイラ34及び冷媒が過熱されないようにするために必要な冷媒流量である。アイドリング時流量Q2は通常制御流量Q1よりも小さくなる。なお、アイドリング時Aiとは、車両が信号待ち等の時にアイドリング状態となった時である。次に、エンジン10の停止時AOFF以降においては、ポンプ32はエンジン停止後流量Q3の冷媒を圧送する。エンジン10はアイドリング時Aiを経てエンジン10の作動を停止するが、冷媒流量はエンジン10の停止と同時に増加する。すなわち、エンジン停止後流量Q3はアイドリング時流量Q2よりも大きくなる。
Next, a change in the refrigerant flow rate in the waste
In A ON when operated at and for the expander output needs of the
以上説明したように、この実施の形態1に係る廃熱回生システム100では、エンジン10の停止後に膨張機バイパス流路31に冷媒を流通させることで、ランキンサイクル回路30内の冷媒の循環をしばらく止めずにいることができる。そのため、高温ボイラ34の余熱で冷媒や冷媒中のオイルが高温になることを防ぐことができる。また、膨張機バイパス流路31を開通させることで、膨張機36の前後の差圧が0になるため、膨張機36の出力が発生せず、膨張機36の回転数が暴走することを防ぐこともできる。さらに、エンジン10の停止後、冷媒流量を増加させることで高温ボイラ34の冷却を早め、早期にランキンサイクル回路30の動作を停止させることができる。
As described above, in the waste
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る廃熱回生システム200の構成を図4に示す。
実施の形態2に係る廃熱回生システム200は、実施の形態1に係る廃熱回生システム100において、ボイラとして低温ボイラ74を追加した上で、更に低温ボイラバイパス流路71、低温ボイラ側開閉弁73、冷却水回路17及びコンデンサファン39を追加したものである。ランキンサイクル回路30上において、低温ボイラ74は、ポンプ32の下流側かつ高温ボイラ34の上流側に設けられている。低温ボイラ74は、エンジン10の冷却水回路17を流通するエンジン冷却用の冷却水と冷媒とを流通させて互いに熱交換させ、エンジン10からの廃熱によって冷媒を加熱することができる。なお、低温ボイラ74におけるエンジン冷却用の冷却水の温度は、高温ボイラ34における排気ガスの温度よりも低温である。また、ポンプ32の下流側かつ低温ボイラ74の上流側の第1分岐点71aには、低温ボイラバイパス流路71の一端が接続されており、低温ボイラバイパス流路71の他端は、低温ボイラ74の下流側かつ高温ボイラ34の上流側の第2分岐点71bに接続されている。低温ボイラバイパス流路71の途中には低温ボイラ側開閉弁73が設けられ、ECU60と電気的に接続している。
またさらに、ランキンサイクル回路30上のコンデンサ38に隣接して、コンデンサ38に外気を送り込むためのコンデンサファン39が設けられる。
なお、以降の説明において、図1の参照符号と同一の符号は同一又は同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
FIG. 4 shows the configuration of a waste
The waste
Further, a
In the following description, the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.
廃熱回生システム200の動作については、ECU60の制御は、実施形態1におけるECU60の制御とほぼ同じである。但し、廃熱回生システム200では、ステップS2に該当する制御において、膨張機側開閉弁33とともに低温ボイラ側開閉弁73を開状態にし、かつコンデンサファン39を作動状態にする。
また、廃熱回生システム200における冷媒流量の変化についても、図3と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
Regarding the operation of the waste
Moreover, since the change of the refrigerant | coolant flow rate in the waste
廃熱回生システム200によれば、エンジン10の停止後に冷媒を低温ボイラバイパス流路71に流入させ、低温ボイラ74で冷媒が冷却水と熱交換しないようにすることにより、より効率よく高温ボイラ34を冷却することができる。また、コンデンサファン39により、ランキンサイクル回路30内を循環する冷媒温度を低く維持できるため、より早期に高温ボイラの冷却をすることができる。
According to the waste
実施の形態1及び2において、温度センサ37の替わりに圧力センサを用いて検出された冷媒の圧力に基づいて冷媒の流量を調整してもよい。また、温度センサと圧力センサを組み合わせて、冷媒の温度及び圧力の両方を検出し、検出された温度及び圧力に基づいて冷媒の流量を調整することができる。
また、実施形態1及び2では冷媒温度Tに基づいてポンプ32の動作を停止させるが、これに限られず、エンジン10の停止後一定の時間が経過した時にポンプ32の動作を停止させてもよい。
さらにまた、膨張機バイパス流路31及び低温ボイラバイパス流路71への冷媒の流入を制御する弁は、開閉弁33、73に限られず、第1分岐点31a、71aにおいて三方弁を設けてもよい。
実施の形態1及び2において、エンジン10がアイドリング状態にあるときに、ステップ7において膨張機側開閉弁33を開いて膨張機36の出力を発生させないようにしているが、膨張機側開閉弁33を閉じて膨張機36の出力を発生させるようにしてもよい。
作動流体検出手段としての温度センサや圧力センサは、高温ボイラ34の出口からコンデンサ38の入口までの間の適宜の箇所に設けてもよい。
ECU60がエンジン作動状態検出器61によりエンジン10の回転数を検出するのに代えて、ECU60はエンジンECUからエンジン回転数情報を得るようにしてもよい。
In
In the first and second embodiments, the operation of the
Furthermore, the valves for controlling the inflow of the refrigerant into the
In the first and second embodiments, when the
The temperature sensor or pressure sensor as the working fluid detection means may be provided at an appropriate location between the outlet of the
Instead of the
100,200 廃熱回生システム、10 エンジン、30 ランキンサイクル回路、31 膨張機バイパス流路、32 ポンプ、33 膨張機側開閉弁(膨張機バイパス流路制御手段)、34 高温ボイラ(ボイラ)、36 膨張機、37 温度センサ(作動流体検出手段)、38 コンデンサ、39 コンデンサファン、60 ECU(制御手段)、71 低温ボイラバイパス流路、73 低温ボイラ側開閉弁(低温ボイラバイパス流路制御手段)、74 低温ボイラ(ボイラ)。 100,200 Waste heat regeneration system, 10 engine, 30 Rankine cycle circuit, 31 expander bypass flow path, 32 pump, 33 expander side opening / closing valve (expander expander bypass flow control means), 34 high temperature boiler (boiler), 36 Expander, 37 temperature sensor (working fluid detection means), 38 condenser, 39 condenser fan, 60 ECU (control means), 71 low temperature boiler bypass flow path, 73 low temperature boiler side on-off valve (low temperature boiler bypass flow path control means), 74 Low temperature boiler.
Claims (5)
作動流体を圧送するポンプ、前記廃熱によって前記作動流体を加熱するボイラ、前記ボイラによって加熱された前記作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機、および膨張後の前記作動流体を冷却凝縮させるコンデンサが順次連結されて構成されるランキンサイクル回路と、
前記ボイラの下流側かつ前記膨張機の上流側に設けられた第1分岐点と、前記膨張機の下流側かつ前記コンデンサの上流側に設けられた第2分岐点とを接続する膨張機バイパス流路と、
前記膨張機バイパス流路への前記作動流体の流入の有無を制御する膨張機バイパス流路制御手段と、
前記エンジンの作動停止時において、前記膨張機バイパス流路制御手段に前記作動流体を前記膨張機バイパス流路に流通させるとともに、前記ポンプに前記エンジンのアイドリング状態時よりも多い流量の前記作動流体を圧送させる制御手段とを備える廃熱回生システム。 A waste heat regeneration system that uses waste heat from a vehicle engine,
A pump that pumps the working fluid, a boiler that heats the working fluid with the waste heat, an expander that recovers mechanical energy by expanding the working fluid heated by the boiler, and cools the working fluid after expansion A Rankine cycle circuit configured by sequentially connecting condensers to be condensed;
An expander bypass flow connecting a first branch point provided downstream of the boiler and upstream of the expander and a second branch point provided downstream of the expander and upstream of the condenser. Road,
Expander bypass flow path control means for controlling the presence or absence of inflow of the working fluid into the expander bypass flow path;
When the operation of the engine is stopped, the working fluid is caused to flow through the expander bypass flow path to the expander bypass flow path control means, and the working fluid having a larger flow rate than that when the engine is idling is supplied to the pump. A waste heat regeneration system comprising control means for pumping.
該作動流体検出手段は前記ボイラの出口における前記作動流体の状態を検出し、
前記制御手段は、前記作動流体の状態に基づいて、前記ポンプに前記作動流体の圧送を停止させる請求項1に記載の廃熱回生システム。 A working fluid detection means provided on the downstream side of the boiler and the upstream side of the condenser;
The working fluid detection means detects the state of the working fluid at the outlet of the boiler,
The waste heat regeneration system according to claim 1, wherein the control unit causes the pump to stop pumping the working fluid based on a state of the working fluid.
前記ポンプの下流側かつ前記低温ボイラの上流側に設けられた第1分岐点と、前記低温ボイラの下流側かつ前記高温ボイラの上流側に設けられた第2分岐点とを接続する低温ボイラバイパス流路と、
前記低温ボイラバイパス流路への前記作動流体の流入の有無を制御する低温ボイラバイパス流路制御手段と備え、
前記低温ボイラバイパス流路制御手段は前記エンジンの作動停止時に前記低温ボイラバイパス流路制御手段に前記作動流体を前記低温ボイラバイパス流路に流通させる請求項1〜3のいずれか一項に記載の廃熱回生システム。 The boiler is a high-temperature boiler provided on the downstream side of the pump, and a low temperature that is provided between the pump and the high-temperature boiler, and exchanges heat between a heat medium and a working fluid that are cooler than the high-temperature boiler. Consisting of a boiler,
A low temperature boiler bypass connecting a first branch point provided downstream of the pump and upstream of the low temperature boiler and a second branch point provided downstream of the low temperature boiler and upstream of the high temperature boiler. A flow path;
Comprising low temperature boiler bypass flow path control means for controlling the presence or absence of inflow of the working fluid to the low temperature boiler bypass flow path;
The said low temperature boiler bypass flow path control means makes the said low temperature boiler bypass flow path control means distribute | circulate the said working fluid to the said low temperature boiler bypass flow path at the time of the operation stop of the said engine. Waste heat regeneration system.
前記制御手段は、前記エンジンの作動停止時に該コンデンサファンを作動させる請求項1〜4のいずれか一項に記載の廃熱回生システム。 The capacitor has a capacitor fan;
The waste heat regeneration system according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means operates the condenser fan when the operation of the engine is stopped.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017135864A1 (en) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | Scania Cv Ab | A method for controlling the temperature of a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system |
JP2017194026A (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日野自動車株式会社 | Waste heat recovery device for vehicle |
JP2019015228A (en) * | 2017-07-06 | 2019-01-31 | いすゞ自動車株式会社 | Rankine cycle system and method for controlling the same |
JP2019157735A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | いすゞ自動車株式会社 | Rankine cycle system and control method of rankine cycle system |
JP2019157734A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | いすゞ自動車株式会社 | Rankine cycle system and control method of rankine cycle system |
US10662820B2 (en) | 2016-02-04 | 2020-05-26 | Scania Cv Ab | Method for controlling a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system |
-
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017135864A1 (en) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | Scania Cv Ab | A method for controlling the temperature of a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system |
CN108495992A (en) * | 2016-02-04 | 2018-09-04 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | A kind of method for controlling the temperature of Waste Heat Recovery System and this Waste Heat Recovery System |
EP3411586A4 (en) * | 2016-02-04 | 2019-09-04 | Scania CV AB | A method for controlling the temperature of a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system |
US10662894B2 (en) | 2016-02-04 | 2020-05-26 | Scania Cv Ab | Method for controlling the temperature of a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system |
US10662820B2 (en) | 2016-02-04 | 2020-05-26 | Scania Cv Ab | Method for controlling a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system |
CN108495992B (en) * | 2016-02-04 | 2020-07-10 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | Method for controlling the temperature of a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system |
JP2017194026A (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日野自動車株式会社 | Waste heat recovery device for vehicle |
JP2019015228A (en) * | 2017-07-06 | 2019-01-31 | いすゞ自動車株式会社 | Rankine cycle system and method for controlling the same |
JP2019157735A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | いすゞ自動車株式会社 | Rankine cycle system and control method of rankine cycle system |
JP2019157734A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | いすゞ自動車株式会社 | Rankine cycle system and control method of rankine cycle system |
JP7077680B2 (en) | 2018-03-12 | 2022-05-31 | いすゞ自動車株式会社 | Rankine cycle system and control method of Rankine cycle system |
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