KR102466878B1 - 파워트레인 폐열 회수를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

파워트레인 폐열 회수 시스템은 제1 파워트레인 구성요소 및 제2 파워트레인 구성요소를 포함한다. 파워트레인 폐열 회수 시스템은 또한 열 회수 열교환기를 통해 열 회수 유체를 순환시키는 열 회수 회로를 포함한다. 열 회수 열교환기는 파워트레인 추진 모드 동안 열을 제1 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달하고 파워트레인 지연 모드 동안 열을 제2 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달한다. 파워트레인 폐열 회수 시스템은 또한 열 회수 유체로부터의 열 에너지를 열 에너지 이외의 다른 에너지 형태로 변환하기 위한 변환 장치를 포함한다.

Description

파워트레인 폐열 회수를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR POWERTRAIN WASTE HEAT RECOVERY}
본 개시물은 일반적으로 파워트레인 구성요소로부터의 폐열의 회수에 관한 것이다.
차량, 또는 더 구체적으로는 차량에 동력을 공급하여 구동하는 구성요소는 폐기되는 열 형태의 상당한 양의 에너지를 발생시킨다. 예를 들어, 내연기관 또는 다른 유사한 동력원은 차량으로부터 환경으로 배출되는 배기 형태의 많은 열을 생성한다. 추가적으로, 차량 냉각 시스템은 전형적으로 엔진 블록과 같은 엔진 구성요소로부터 열을 수집하고 수집된 열을 차량 내에 위치되는 열교환기를 사용하여 주위 공기로 전달한다.
일부 엔진 제조자들은 이러한 폐열의 발생 및 손실을 인식하였으며 엔진으로부터 폐열을 회수하는 방책을 개발하기 시작했다. 예를 들어, Ernst 등에 대한 미국특허 제7,866,157호는 열교환기를 사용하여 하나 이상의 루프를 통해 순환하는 작동 유체에 의해 배기 가스 재순환 시스템 및 배기 스트림으로부터 열을 포착하기 위해 상기 루프를 사용하는 폐열 회수 시스템을 개시한다. 폐열 회수 시스템은 열 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해 터빈 및 제너레이터(generator)를 사용한다.
더 적은 손실로 동작되고, 연료 효율이 더 크며, 감소된 방출물질을 갖는 동력을 공급받는 차량을 생산할 지속적인 필요가 남아 있다. 본 개시물은 이러한 노력에 대한 응답이며 위에서 설명된 문제 또는 사안 중 하나 이상에 관한 것이다.
일 양태에서, 파워트레인 폐열 회수 시스템은 제1 파워트레인 구성요소 및 제2 파워트레인 구성요소를 포함한다. 파워트레인 폐열 회수 시스템은 또한 열 회수 열교환기를 통해 열 회수 유체를 순환시키는 열 회수 회로를 포함한다. 열 회수 열교환기는 파워트레인 추진 모드 동안 열을 제1 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달하며 파워트레인 지연 모드 동안 열을 제2 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달한다. 선택적으로는, 파워트레인 폐열 회수 시스템은 또한 열 회수 유체로부터의 열 에너지를 열 에너지 이외의 에너지 형태로 변환하기 위한 변환 장치를 포함한다.
다른 양태에서, 파워트레인 폐열 회수 시스템을 사용하여 폐열을 회수하는 방법은 열 회수 회로를 따라 그리고 열 회수 열교환기를 통해 열 회수 유체를 순환시키는 단계를 포함한다. 순환 단계 중에, 열은 파워트레인 추진 모드 동안 열 회수 열교환기를 사용하여 제1 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달된다. 상기 방법은 또한, 순환 단계 중에, 파워트레인 지연 모드 동안, 열 회수 열교환기를 사용하여 열을 제2 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달하고, 선택적으로 제1 전달 단계 또는 제2 전달 단계 후에 변환 장치를 사용하여 열 회수 유체로부터의 열 에너지를 열 에너지 이외의 에너지 형태로 변환하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 파워트레인 폐열 회수 시스템은 제1 파워트레인 구성요소, 제2 파워트레인 구성요소, 및 열 회수 열교환기를 통해 열 회수 유체를 순환시키는 열 회수 회로를 포함한다. 열 회수 열교환기는 파워트레인 추진 모드 동안 열을 제1 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달하고 파워트레인 지연 모드 동안 열을 제2 파워트레인 구성요소로부터 열 회수 유체로 전달한다. 파워트레인 폐열 회수 시스템은 또한 열 회수 유체로부터 열 에너지를 수취하는 열 에너지 저장 장치 및 열 에너지 변환 장치 중 하나를 포함한다.
도 1은 본 개시물에 따른 파워트레인 폐열 회수 시스템의 부분들의 개략적인 블록도이다.
도 2a는 도 1의 파워트레인 폐열 회수 시스템의 열 회수 열교환기로의 유동을 제어하기 위한 밸브를 나타내는 작동 유체 회로의 부분들의 개략적인 블록도이며, 상기 밸브는 제1 위치에 도시되어 있다.
도 2b는 도 2a의 것과 유사한 개략적인 블록도이며, 밸브는 제2 위치에 도시되어 있다.
도 3은 제1 예시적인 변환 장치를 포함하는 도 1의 파워트레인 폐열 회수 시스템의 부분들의 개략적인 블록도이다.
도 4는 제2 예시적인 변환 장치를 포함하는 도 1의 파워트레인 폐열 회수 시스템의 부분들의 개략적인 블록도이다.
파워트레인 폐열 회수 시스템(10)의 예시적인 실시형태가 도 1에 대체적으로 도시되어 있다. 도시된 실시형태에 나타낸 바와 같이, 파워트레인 폐열 회수 시스템(10)은 트랜스미션 시스템(16)에 동력을 제공하는 엔진(14), 또는 다른 구동 기구 또는 동력원을 갖는 파워트레인(12)을 포함한다. 트랜스미션 시스템(16)은 알려진 방식으로 부하(18)에 대한 엔진 동력의 제어된 적용을 제공한다. 동력을 받는 차량 용례와 같은 일부 실행에 따르면, 부하(18)는 기계 또는 차량에 추진을 제공하기 위한 구동 휠을 포함할 수 있다. 트랜스미션 시스템(16), 및 부하(18)의 모두 또는 일부는 또한 구동트레인(20)이라 칭할 수 있다. 명확하게 하면, 파워트레인(12)은 엔진(14)을 포함하며, 구동트레인(20)은 엔진(14)을 포함하지 않는다.
트랜스미션 시스템(16)은 엔진(14)으로부터 부하(18)로 전달되는 동력을 변화시키기 위해 사용되는 기어의 세트 또는 기어 시스템일 수 있는 트랜스미션 구성요소(22)를 포함한다. 즉, 트랜스미션 구성요소(22)는 파워트레인(12)의 원하는 동작에 필요한 속도 및 토크 변환을 제공한다. 트랜스미션 시스템(16)은 통상의 기술자에게 알려진 바와 같은 다수 및 다양한 추가 구성요소를 포함할 수 있고 다양한 구성을 가질 수 있지만, 특정 구성요소의 결합이 본원에서 도시 및 설명된다.
제1 추가적인 파워트레인 구성요소는 24로 도시되어 있으며 토크 변환기를 포함할 수 있다. 도면 부호 24를 사용하여 본원에서 참조될 수도 있는 토크 변환기는 엔진(14)의 회전 동력을 트랜스미션 구성요소(22)에 전달하기 위해 작동 유체를 사용하는 종래의 설계일 수 있으며 펌프, 터빈, 및 스테이터를 포함할 수 있다. 즉, 펌프는 트랜스미션 구성요소(22)의 입력 샤프트에 연결되는 터빈을 통해 유체를 순환시킨다. 그리고 유체는 스테이터로 유동하며, 여기서 유체는 펌프로 역으로 방향전환된다. 토크 변환기(24)는 또한 엔진(14)의 크랭크샤프트를 트랜스미션 구성요소(22)의 입력 샤프트와 선택적으로 연결시켜 양자가 동일한 속도로 회전하게 하는, 역시 종래의 설계인, 록-업 클러치(lock-up clutch)를 포함할 수 있다.
제2 추가적인 파워트레인 구성요소가 26으로 도시되어 있으며 유압식 지연기를 포함할 수 있다. 본원에서 도면 부호 26을 사용하여 또한 참조되는 유압식 지연기는 종래의 설계일 수 있으며 트랜스미션 시스템(16)을 통해 2차 제동을 제공할 수 있다. 유압식 지연기(26)가 설명되었지만, 전기식 또는 공압식 지연기와 같은 대안적인 지연기가 유압식 지연기(26)를 대체할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 유압식 지연기(26)는 트랜스미션 시스템(16)의 출력 샤프트와 같은 샤프트에 장착되는 베인형(vaned) 플라이휠을 포함할 수 있다. 추가적인 제동이 필요할 때 샤프트를 통해 에너지를 흡수하도록 작동 유체가 유압식 지연기(26)에 보내질 수 있다. 따라서, 지연기(26)의 작동 유체는 트랜스미션(22) 및 부하(18)의 제동을 실행하고, 이는 제동 작용에 의해 발생되고 작동 유체에 의해 흡수되는 열을 초래한다. 유압식 지연기 제동 작용이 호출되지 않는 경우, 작동 유체는 유압식 지연기(26)로부터 비워질 수 있고, 따라서 유압식 지연기(26)의 능력인 제동 또는 동력 흡수를 제거한다.
작동 유체 회로(28)가 트랜스미션 유체 또는 오일과 같은 작동 유체를 알려진 방식으로 트랜스미션 시스템(16)의 다양한 구성요소에 공급한다. 작동 유체 회로(28)는 전형적으로 펌프, 도관, 밸브, 액추에이터 등의 전기-유압식 시스템과 같은 복잡한 시스템이며 다양한 서브시스템을 포함하지만, 예시적인 실시형태는 설명의 용이성을 위해 단순화되었다. 도시된 실시형태에 따르면, 펌프(30)는 섬프(sump)(32)로부터 작동 유체를 흡인하고 그것을 압력 조절기로 펌핑할 수 있으며, 압력 조절기는 트랜스미션 구성요소(22)에서 클러치 또는 다른 마찰 장치를 적용하는데 필요한 압력을 유지시킨다. 압력 조절기에 의해 필요로 되는 것을 넘는 임의의 양의 작동 유체는 토크 변환기(24)로 유동할 수 있다. 작동 유체는 위에서 대체적으로 설명되는 토크 변환기 동작 동안 가열될 수 있고, 열 발생의 대부분은 록-업 클러치가 결합해제되고 엔진(14)의 클랭크샤프트 및 트랜스미션 입력 샤프트가 상이한 속도로 회전할 때 발생한다.
토크 변환기(24)로부터, 작동 유체는 작동 유체가 냉각되는 냉각기 또는 열 전달 장치로 유동할 수 있으며, 이는 이하에서 더 상세하게 논의한다. 냉각된 작동 유체는 그 후 트랜스미션 시스템(16)으로 역으로 유동할 수 있으며, 여기서 작동 유체는 트랜스미션 시스템(16)의 기어 및 베어링을 윤활하기 위해 사용될 수 있고, 일부 실시형태에 따르면 냉각된 작동 유체는 또한 유압식 지연기(26)에 의한 사용을 위한 작동 유체의 저장소(도시되지 않음)를 충전 또는 재충전할 수 있다. 예시적인 실시형태에 따르면, 작동 유체는 중력을 사용하여 기어 및 베어링으로부터 사이클이 다시 시작될 수 있는 섬프(32)로 배출될 수 있다.
본 개시물의 파워트레인 폐열 회수 시스템(10)은 또한 열 회수 열교환기(36)를 통해 열 회수 액체와 같은 열 회수 유체를 순환시키는 열 회수 회로(34)를 포함한다. 명확히 해야 하는 바와 같이, 열 회수 유체는 작동 유체로부터 유체 절연된다. 열 회수 열교환기(36)는 종래의 설계일 수 있으며 열을 트랜스미션 시스템(16)으로부터 열 회수 유체로 전달할 수 있다. 예를 들어, 작동 유체 회로(28)는 상기와 같이 토크 변환기(24), 트랜스미션 구성요소(22), 및 유압식 지연기(26) 중 하나 이상을 통해 그리고 그 후 열 회수 열교환기(36)를 통해 작동 유체를 순환시킬 수 있으며, 여기서 작동 유체로부터의 열은 열 회수 열교환기(36)에 의해 열 회수 유체로 전달된다. 그러나, 전기식 또는 공압식 지연기의 경우에, 작동 유체 이외의 열 회수 유체는 지연기를 통해 직접적으로 유동할 수 있다.
작동 유체 회로(28)는 작동 유체의 추가적인 또는 대안적인 냉각을 위한 보충 작동 유체 열교환기(38)와 같은 하나 이상의 추가적인 알려진 열교환기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 보충 작동 유체 열교환기(38)는 열 회수 열교환기(36)와 직렬로 위치될 수 있다. 밸브(40)가 작동 유체 회로(28)에 통합될 수 있으며 동작 동안 보충 작동 유체 열교환기(38)를 선택적으로 포함하거나 바이패스하도록 동작가능하다. 따라서, 보충 작동 유체 열교환기(38)는 작동 유체의 보충 냉각을 제공할 수 있다. 대안적으로, 작동 유체 회로(28) 및 밸브(40)는, 보충 작동 유체 열교환기(38)가 항상 이용되고 열 회수 열교환기(36)가 선택적으로 바이패스될 수 있도록 위치되고 구성될 수 있다.
열 회수 회로(34)는 트랜스미션 시스템(16)의 작동 유체로부터 포착된 열 회수 유체로부터의 열 에너지를 열 에너지 이외의 에너지 형태로 변환하기 위한 변환 장치(42)를 포함할 수 있으며, 그 예는 이하에서 제공될 것이다. 예시적인 실시형태에 따르면, 열 회수 회로(34)는 열 회수 열교환기(36)를 통해 액체 열 회수 유체를 펌핑하는 펌프(44)를 포함할 수 있으며, 여기서 열 회수 유체는 작동 유체로부터 열을 받아 변환 장치(42)로 보낸다. 일부 실시형태에 따르면, 열 회수 유체는 가열될 수 있고 기체 형태로 팽창될 수 있다. 이로써, 열 회수 회로(34)는 열 회수 유체를 액체로 역으로 응축시키기 위한 응축기(46)를 포함할 수 있다.
본 개시물에 따르면, 열 회수 열교환기(36)는 파워트레인 추진 모드 동안 열을 토크 변환기(24)로부터 열 회수 유체로 전달할 수 있으며 파워트레인 지연 모드 동안 열을 유압식 지연기(26)로부터 열 회수 유체로 전달할 수 있다. 파워트레인 추진 모드 또는 파워트레인 추진 냉각 모드는 토크 변환기(24)로부터의 작동 유체가 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환되는 파워트레인(12)의 동작 모드를 칭할 수 있다. 이는 파워트레인(12)이 차량을 추진시키는 것이 요망되는 차량 동작 모드에 대응할 수 있다. 파워트레인 지연 모드 또는 파워트레인 지연 냉각 모드는, 유압식 지연기(26)로부터의 작동 유체가 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환되는 파워트레인(12)의 동작 모드를 칭할 수 있다. 이는 차량의 감속이 요망되는 차량 동작 모드에 대응할 수 있다.
예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 작동 유체 회로(28)는 파워트레인 추진 모드(29a)에서 동작하는 것으로서 나타나 있다. 즉, 펌프(30)는 섬프(32)로부터 그리고 토크 변환기(24)로 작동 유체를 펌핑하고 있다. 토크 변환기(24)는 상기와 같이 동작하며, 가열된 작동 유체는 토크 변환기(24)로부터 작동 유체 회로 밸브(50)를 통해 열 회수 열교환기(36)로 순환된다. 열 회수 열교환기(36)는 상기와 같이 열을 작동 유체로부터 열 회수 유체로 전달하며, 냉각된 작동 유체는 최종적으로 섬프(32)로 역으로 전달된다. 냉각된 작동 유체는 또한 유압식 지연기(26)에 작동 유체를 공급하기 위해 사용되는 어큐뮬레이터(52)를 충전할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 작동 유체 회로 밸브(50)는 토크 변환기(24)가 열 회수 열교환기(36)와 유체 연결되는 제1 위치를 가질 수 있다. 이 작동 유체 회로 밸브(50)의 제1 위치는 파워트레인 추진 모드(29a)에 대응할 수 있으며, 이로써, 작동 유체는 파워트레인 추진 모드(29a) 동안 토크 변환기(24)로부터 작동 유체 회로(28)를 따라 밸브(50)를 통해 그리고 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환될 수 있다. 작동 유체를 트랜스미션 시스템 구성요소로부터 열 회수 열교환기(36)로 선택적으로 순환시키는 다양한 상이한 시스템 및 배치가 고려된다.
이제 도 2b로 돌아와서, 작동 유체 회로(28)는 파워트레인 지연 모드(29b)에 도시되어 있다. 즉, 작동 유체 회로 밸브(50)는 예를 들어 전기, 기계, 또는 유압 힘에 응답하여 제2 위치로 이동되고, 여기서 유압식 지연기(26)는 열 회수 열교환기(36)와 유체 연결된다. 작동 유체는 파워트레인 지연 모드(29b) 동안 어큐뮬레이터(52)로부터 유압식 지연기(26)로 순환되고, 여기서 작동 유체는 에너지를 흡수하고 부하(18)를 감속 또는 제동하는 것을 보조하기 위해 사용된다. 가열된 작동 유체는 지연기로부터 배출되고 작동 유체 회로 밸브(50)를 통해 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환된다. 작동 유체 회로 밸브(50)의 제2 위치는 파워트레인 지연 모드(29b)에 대응할 수 있으며, 이로써, 작동 유체는 파워트레인 지연 모드(29b) 동안 유압식 지연기(26)로부터 작동 유체 회로(28)를 따라 밸브(50)를 통해 그리고 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환될 수 있다.
작동 유체로부터 열 회수 유체로 전달된 열 에너지는 변환 장치(42)에 의해 다른 에너지 형태로 변환될 수 있다(도 1). 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 변환 장치(42)는 열 회수 유체에 의해 구동되는 터빈 또는 증기 엔진(60)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 터빈(60)는 직접적으로 또는 간접적으로 엔진 크랭크샤프트에 연동될 수 있다. 다른 실시형태에 따르면, 전기 동력 제너레이터(62)는 터빈(60)에 의해 구동될 수 있다. 전기 동력 제너레이터(62)에 의해 발생되는 전기 동력은 엔진(14) 및/또는 트랜스미션(16)과 연계되는 플라이휠 모터-제너레이터(64)에 공급될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 전기 동력 제너레이터(62)에 의해 발생되는 전기 동력은 내장 에너지 저장 장치(66)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 스위치(68)가 플라이휠 모터-제너레이터(64) 및/또는 에너지 저장 장치(66)에 전기 에너지를 선택적으로 보내거나 분배하도록 통합될 수 있다. 다른 예에 따르면, 파워트레인 추진 모드(29a)에서의 전기 동력 제너레이터(62)에 의해 발생된 전기 동력은 실시간 또는 거의 실시간으로 플라이휠 모터-제너레이터(64)의 모터 부분에 공급될 수 있고, 파워트레인 지연 모드(29b)에서 전기 동력 제너레이터(62)에 의해 발생되는 전기 동력은 거의 실시간으로 플라이휠 모터-제너레이터(64)의 제너레이터 부분에 공급될 수 있다.
도 4에 도시된 또 다른 대안적인 실시형태에 따르면, 열 에너지 변환 장치(70) 또는 열 에너지 저장 장치(72)는 열 회수 유체로부터 열 에너지를 수취할 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 열 에너지가 열 에너지 변환 장치(70) 또는 열 에너지 저장 장치(72)로 보내질지를 선택적으로 제어하기 위해 밸브(74)가 사용될 수 있다.
본 개시물은 파워트레인을 갖는 차량 또는 기계에 적용될 수 있다. 또한, 본 개시물은 폐기되는 열의 형태로 에너지를 발생시키는 구동트레인을 갖는 차량 또는 기계에 적용될 수 있다. 나아가, 본 개시물은 특히 파워트레인 추진 동안 폐열을 생성시키는 하나 이상의 구성요소 및 파워트레인 지연 동안 폐열을 생성시키는 하나 이상의 구성요소를 갖는 구동트레인에 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 전반적으로 참조하면, 본 개시물에 따른 파워트레인 폐열 회수 시스템(10)은 일반적으로 토크 변환기와 같은 제1 파워트레인 구성요소(24) 및 유압식 지연기와 같은 제2 파워트레인 구성요소(26)를 포함한다. 더 구체적으로는, 토크 변환기(24) 및 유압식 지연기(26)는 구동트레인 구성요소로 칭해질 수 있다. 파워트레인 폐열 회수 시스템(10)은 또한 작동 유체를 토크 변환기(24), 유압식 지연기(26), 및 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환시키는 작동 유체 회로(28)를 포함한다. 특정 실시형태에 따르면, 작동 유체는 파워트레인 추진 모드(29a) 동안 토크 변환기(24)로부터 작동 유체 회로(28)를 따라 그리고 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환되며, 작동 유체는 파워트레인 지연 모드(29b) 동안 유압식 지연기(26)로부터 그리고 열 회수 열교환기(36)를 통해 순환된다.
따라서, 열 회수 열교환기(36)는 파워트레인 추진 모드(29a) 동안 열을 토크 변환기(24)로부터 전달하고 파워트레인 지연 모드(29b) 동안 열을 유압식 지연기(26)로부터 전달한다. 열 회수 회로(34)에서 수취된 열 에너지는 사용되거나 저장될 수 있는 전기 에너지와 같은 다른 에너지 형태로 변환될 수 있다. 대안적으로, 열 에너지는 이후의 사용 또는 변환을 위해 저장될 수 있다.
본원에 개시된 파워트레인 폐열 회수 시스템(10)은 구동트레인(20)으로부터 폐열을 회수하기 위한 수단을 제공한다. 통상적으로, 대부분의 폐열을 발생시키는 트랜스미션 시스템(16)의 구성요소인 토크 변환기(24) 및 유압식 지연기(26) 중 하나 또는 양자 모두에 의해 발생되는 폐열이 환경으로 전달된다. 예를 들어, 트랜스미션 시스템(16)의 작동 유체는 전형적으로 열교환기를 통해 순환되고, 열교환기는 작동 유체로부터 열을 수취하고 최종적으로 열을 환경에 전달한다. 파워트레인 폐열 회수 시스템(10)은, 종종 다른 형태의 에너지로, 즉시 사용 또는 저장을 위한 폐열을 포착한다.
본 개시물의 파워트레인 폐열 회수 시스템(10)은 엔진(14)으로부터 폐열을 회수하기 위한 시스템과 통합될 수 있다. 예를 들어, 열 회수 회로(34)는 엔진(14)으로부터의 폐열 및/또는 엔진 배기를 작동 유체에 전달하기 위한 추가적인 열교환기를 포함하도록 변형될 수 있다. 열 회수 열교환기(36)는, 엔진(14)이 트랜스미션 시스템(16)보다 더 많은 폐열을 발생시키는 것으로 판정되는 경우, 엔진(14)으로부터 폐열을 포획하는 열교환기의 상류에 위치될 수 있다.
상기 설명은 단지 예시를 위한 것이며 본 개시물의 범위를 임의의 방식으로 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 따라서, 통상의 기술자는 본 개시물의 다른 양태가 도면, 개시내용 및 첨부된 청구항의 연구로부터 얻어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 파워트레인 폐열 회수 시스템이며,
    토크 변환기,
    유압식 지연기,
    토크 변환기와 유압식 지연기 사이에 작동 가능하게 연결된 트랜스미션,
    열 회수 열교환기,
    열 회수 열교환기에 유체 연결된 열 회수 회로로서, 상기 열 회수 회로는 열 회수 열교환기를 통해 열 회수 유체를 순환시키는, 열 회수 회로,
    토크 변환기, 유압식 지연기, 및 열 회수 열교환기에 유체 연결된 작동 유체 회로로서, 상기 작동 유체 회로는 토크 변환기, 유압식 지연기, 및 열 회수 열교환기를 통해 작동 유체를 순환시키도록 구성되고, 상기 작동 유체는 열 회수 유체로부터 유체 절연되는, 작동 유체 회로, 및
    열 회수 회로에 유체 연결된 변환 장치로서, 상기 변환 장치는 열 회수 유체로부터의 열 에너지를 열 에너지 이외의 다른 에너지 형태로 변환하도록 구성된, 변환 장치를 포함하고,
    상기 열 회수 열교환기는 파워트레인 추진 모드 동안 열을 토크 변환기로부터 열 회수 유체로 전달하며, 파워트레인 지연 모드 동안 열을 유압식 지연기로부터 열 회수 유체로 전달하는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 작동 유체는 파워트레인 추진 모드 동안 토크 변환기로부터 작동 유체 회로를 따라 그리고 열 회수 열교환기를 통해 순환되며,
    작동 유체는 파워트레인 지연 모드 동안 유압식 지연기로부터 작동 유체 회로를 따라 그리고 열 회수 열교환기를 통해 순환되는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 토크 변환기를 열 회수 열교환기와 유체 연결시키는 제1 위치 및 유압식 지연기를 열 회수 열교환기와 유체 연결시키는 제2 위치를 갖는 작동 유체 회로 밸브를 더 포함하는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 작동 유체 회로와 유체 소통하는 보충 작동 유체 열교환기를 더 포함하는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 변환 장치는 터빈 또는 증기 엔진을 포함하는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 변환 장치는 전기 동력 제너레이터를 더 포함하는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 전기 동력 제너레이터에 의해 발생되는 전기 동력이 플라이휠 모터-제너레이터에 공급되는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 전기 동력 제너레이터에 의해 발생되는 전기 동력이 내장 에너지 저장 장치에 공급되는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  12. 파워트레인 폐열 회수 시스템을 사용하여 폐열을 회수하는 방법이며, 상기 방법은,
    열 회수 회로를 따라 그리고 열 회수 열교환기를 통해 열 회수 유체를 순환시키는 단계,
    상기 순환 단계 중에, 파워트레인 추진 모드 동안 열 회수 열교환기를 사용하여 토크 변환기로부터 열 회수 유체로 열을 전달하는 단계,
    상기 순환 단계 중에, 파워트레인 지연 모드 동안 열 회수 열교환기를 사용하여 지연기로부터 열 회수 유체로 열을 전달하는 단계, 및
    토크 변환기로부터 열을 전달하는 상기 단계 또는 지연기로부터 열을 전달하는 상기 단계 후에, 변환 장치를 사용하여 열 회수 유체로부터의 열 에너지를 열 에너지 이외의 에너지 형태로 변환하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 작동 유체 회로를 따라 그리고 토크 변환기, 지연기, 및 열 회수 열교환기를 통해 작동 유체를 순환시키는 단계로서, 작동 유체는 열 회수 유체로부터 유체 절연되는, 순환 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    파워트레인 추진 모드 동안 토크 변환기로부터 작동 유체 회로를 따라 그리고 열 회수 열교환기를 통해 작동 유체를 순환시키는 단계, 및
    파워트레인 지연 모드 동안 지연기로부터 작동 유체 회로를 따라 그리고 열 회수 열교환기를 통해 작동 유체를 순환시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제12항에 있어서, 터빈 또는 증기 엔진 및 전기 동력 제너레이터를 사용하여 열 회수 유체로부터의 열 에너지를 전기 동력으로 변환하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 전기 동력을 플라이휠 모터-제너레이터에 공급하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서, 전기 동력을 내장 에너지 저장 장치에 공급하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 파워트레인 폐열 회수 시스템이며,
    토크 변환기,
    유압식 지연기,
    열 회수 유체를 열 회수 열교환기를 통해 순환시키는 열 회수 회로,
    파워트레인 추진 모드 동안 열을 토크 변환기로부터 열 회수 유체로 전달하며 파워트레인 지연 모드 동안 열을 유압식 지연기로부터 열 회수 유체로 전달하는 열 회수 열교환기, 및
    열 회수 회로에 유체 연결된 열 에너지 저장 장치로서, 열 회수 유체로부터 열 에너지를 수취하도록 구성된 열 에너지 저장 장치를 포함하는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 토크 변환기, 유압식 지연기, 및 열 회수 열교환기를 통해 작동 유체를 순환시키는 작동 유체 회로를 더 포함하는, 파워트레인 폐열 회수 시스템.
  20. 삭제
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