KR20180113544A - 이중 모드 폐열 회수 팽창기 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

다수의 변형예는 이로부터 폐열을 회수하기 위해 차량 엔진 시스템에 작동 가능하게 결합된 적어도 제1 보일러를 가질 수 있는 폐열 회수 시스템을 포함할 수 있는 시스템을 포함할 수 있다. 폐열 회수 시스템은 작동 유체를 추가로 포함할 수 있다. 작동 유체는 작동 유체로부터 에너지를 전기 에너지 및/또는 기계 에너지로 그리고 원하는 제어 비율로 변환하도록 구성 및 배열될 수 있는 발전기 또는 차량 엔진 시스템의 크랭크 샤프트 또는 이 둘 모두로 에너지를 직접 제공할 수 있다.

Description

이중 모드 폐열 회수 팽창기 및 제어 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 2월 15일에 출원된 미국 가출원번호 제62/295,323호의 이익을 주장한다.
본 개시가 일반적으로 관련된 분야는 폐열 회수 시스템 및 이중 모드 폐열 회수 팽창기와 이를 제조 및 사용하는 방법을 포함한다.
차량은 폐열을 생성하는 방식으로 작동될 수 있으며, 또한 폐열을 유용한 에너지로 변환하거나 폐열을 유용한 형태로 변환하도록 작동될 수 있다.
다수의 변형예는 이로부터 폐열을 회수하기 위해 차량 엔진 시스템에 작동 가능하게 연결된 적어도 제1 보일러 또는 증발기를 가질 수 있는 폐열 회수 시스템을 포함할 수 있는 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 폐열 회수 시스템은 작동 유체를 포함할 수 있다. 또한, 팽창 장치와 관련하여, 작동 유체는 차량 엔진 시스템의 크랭크 샤프트, 차량의 변속기 또는 동력전달장치에 직접적으로 또는 간접적으로 에너지를 제공할 수 있다. 작동 유체는 발전기, 유압식 저장 장치(예를 들어, 축압기) 또는 기계식 저장 장치(예를 들어, 플라이휠)에 직접 에너지를 제공할 수 있다. 발전기는 작동 유체로부터의 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성 및 배열될 수 있는 것으로 고려된다.
다수의 다른 변형예는 먼저 폐열 회수 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있는 방법을 포함할 수 있다. 폐열 회수 시스템은 작동 유체를 가질 수 있고, 또한 차량 엔진 시스템에 작동 가능하게 결합될 수 있는 적어도 제1 보일러 또는 증발기를 포함할 수 있다. 다음으로, 폐열은 차량 엔진 시스템으로부터 회수될 수 있다. 최종적으로, 작동 유체로부터의 에너지는 차량 엔진 시스템의 크랭크 샤프트로 직접적으로 또는 간접적으로 전달될 수 있거나, 또는 팽창 장치, 유압식 저장 장치(예를 들어, 축압기) 또는 기계식 저장 장치(예를 들어, 플라이휠)를 통해 발전기로 전달될 수 있다. 발전기 또는 다른 축압 장치는 팽창 장치 작업을 전기 에너지 또는 다른 저장 가능한 형태로 변환하도록 구성 및 배열될 수 있다.
본 발명의 범위 내의 다른 예시적인 변형예는 이하에서 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정 실시예는 본 발명의 범위 내의 변형예를 개시하고 있지만, 단지 예시의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하도록 의도된 것은 아니라는 점을 이해해야 한다.
본 발명의 범위 내의 변형예의 선택 실시예는 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다, 여기서:
도 1은 다수의 변형예에 따른 시스템의 개략도이다.
변형예에 대한 이하의 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위, 이의 적용 또는 용도를 결코 제한하려는 의도가 아니다.
다수의 변형예는 적어도 제1 보일러(50)를 가질 수 있는 폐열 회수 시스템(14)을 포함할 수 있는 시스템을 포함할 수 있다. 제1 보일러(50)는 이로부터 폐열을 회수하기 위해 차량 엔진 시스템(40)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 더욱이, 폐열 회수 시스템(14)은 또한 작동 유체를 포함할 수 있다. 작동 유체는 팽창 장치(26)를 통해 차량 엔진 시스템(40)의 크랭크 샤프트(41) 또는 발전기(43)로 직접 에너지를 제공할 수 있는 것으로 고려된다. 발전기(43)는 작동 유체에 의해 수확되는 엔진 또는 다른 차량 시스템으로부터의 폐열 에너지를 전기 에너지 또는 다른 저장 가능한 에너지 형태로 변환하도록 구성 및 배열될 수 있다.
도 1에 도시된 변형예에 도시된 바와 같이, 시스템(10)은 폐열 회수 시스템(14)을 포함할 수 있다. 폐열 회수 시스템(14)은 유기 랭킨 사이클일 수 있거나 또는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 임의의 다른 폐열 회수 시스템일 수 있다. 폐열 회수 시스템(14)은 폐열 회수 시스템 팽창기(26)를 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 폐열 회수 시스템 팽창기(26)는 또한 발전기(43)에 동축으로 연결될 수 있는 터빈, 피스톤, 스크롤 기계, 또는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 다른 특징을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전기 작동식 마찰 클러치(39)가 발전기(43)에 동축으로 연결될 수 있다. 또한, 전기 작동식 마찰 클러치(39)는 발전기(43)를 축방향으로 오버행(overhang)할 수 있는 것으로 고려된다. 전자 작동식 마찰 클러치(39)는 이에 부착된 기어 또는 다른 기계적 연결을 가질 수 있는 것으로 더욱 고려된다. 기계적 연결은 감속(reduction)을 제공할 수 있다. 또한, 제어기(102)가 발전기(43)의 동력 출력을 제어할 수 있는 것으로 고려된다. 제어기(102)는 컴퓨터, 컴퓨터 프로그램, 또는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 임의의 다른 제어기일 수 있다. 더욱이, 제어기는 차량 엔진의 가장 효율적인 작동에 기초하여 전기 시스템 또는 기계적 결합부 중 어느 하나로 전달될 수 있는 동력의 비율을 변경할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 다수의 변형예는 연료 절감 이익을 가능하게 할 수 있는 것으로 고려된다. 먼저, 폐열 회수 시스템 팽창기(26)와 크랭크 샤프트(41)를 직접 결합함으로써 전기 손실을 제거할 수 있는데, 이는 본 방법이 발전기를 사용하지 않거나 발전기를 필요로 하지 않기 때문이다. 다양한 종래기술의 방법에 있어서, 차량 엔진이 팽창 장치의 설계 방식을 벗어나서 동작될 때 효율 손실이 있을 수 있다. 이들 효율 손실은 폐열 회수 시스템 팽창기의 속도가 엔진 크랭크 샤프트의 회전 속도에 정비례할 수 있기 때문에, 폐열 회수 시스템 팽창기의 작동 엔벨로프(envelope)에 기인할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 다수의 변형예에 따라, 제어기와 함께 본 발명의 폐열 회수 시스템(14) 및 차량 엔진 시스템(40)은 폐열 회수 시스템(14)이 작동 유체의 폐열로부터 최대 열적 및 기계적 효율을 도출하기 위해 직접적인 기계적 결합 또는 전기 시스템의 사용 중 어느 하나 또는 둘 모두의 이점을 이용하도록 할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 다수의 변형예에 나타낸 바와 같이, 폐열 회수 시스템 팽창기(26)는 연료 사용을 추가로 줄이기 위해 부가적인 방식으로 사용될 수 있다. 시스템(10)은 발전기(43)를 크랭크 샤프트(41)에 직접 결합하는 능력을 가질 수 있는 것으로 고려된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 시스템은 종래의 제동 방법을 통해 에너지를 열로 변환하는 대신에, 차량 감속 이벤트 중에 엔진(40)으로부터의 과잉 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 사용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 발전기(43)는 고부하 이벤트 동안에 차량 구동 트레인을 보조하기 위해 트랙션(traction) 모터로서 사용될 수 있다. 이는 엔진 다운사이징 및 하향 속도를 통해 연료 절감을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 발전기는 폐열 회수를 위해 충분히 커야 하기 때문에, 발전기(43)가 또한 엔진 시동 모터 및 교류발전기를 대체할 수 있다. 이는 부가적인 연료 절감을 위해 엔진의 시동, 정지 및 유휴 제거를 가능하게 할 수 있다. 또한, 이는 컴포넌트를 교체하여 전체 엔진 패킹 용적을 줄임으로써 전반적인 엔진 비용 및 중량을 감소시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 그리고 부가적으로 및/또는 대안적으로 도 1에 도시된 바와 같은 다수의 변형예에 따라, 시스템은 폐열 회수 시스템(14)을 포함할 수 있다. 폐열 회수 시스템(14)은 유기 랭킨 사이클일 수 있거나 또는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 임의의 다른 폐열 회수 시스템일 수 있다. 시스템(10)은 압축기(20)에 작동 가능하게 연결될 수 있는 흡기 라인(30)을 포함할 수 있는 엔진(40) 또는 엔진 시스템을 더 포함할 수 있다. 흡기 라인(30)은 또한 공기 충전 냉각기(32) 및 공기 충전 냉각기 바이패스 라인(34)을 포함할 수 있다. 공기 충전 냉각기 바이패스 라인(34)은 그 내부에 밸브(36)를 가질 수 있고, 부가적으로 또는 대안적으로, 흡기 라인(30)을 통해 흐르는 공기의 적어도 일부분이 사용자가 원하는 경우 공기 충전 냉각기(32)를 바이패스할 수 있도록 구성 및 배열되도록 제공될 수 있다. 흡기 매니폴드(38)는 흡기 라인(30)에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 엔진(40)의 복수의 연소 챔버(42)에 공기 흐름을 제공하도록 추가로 구성 및 배열될 수 있다. 부가적으로, 배기 매니폴드(44)는 복수의 연소 챔버(42)로부터 배출될 수 있는 배기를 수용하기 위해 엔진(40)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 배기 매니폴드(44)와 배기 가스 재순환 밸브(EGR)(46) 사이에 배기 도관(45)이 제공될 수 있다. 고압 배기 가스 재순환 루프 라인(48)이 배기 가스 재순환 밸브(46)에 연결될 수 있다.
폐열 회수 시스템(14)은 고압 배기 가스 재순환 루프 라인(48)에 제공될 수 있는 제1 보일러(50)를 추가로 포함할 수 있다. 제1 보일러(50)는 폐열 회수 시스템(14)의 작동 유체가 제1 보일러(50)로 진입하기 위한 유입구를 제공할 수 있는 유입구(56)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 제1 보일러(50)는 작동 유체가 제1 보일러(50)에서 빠져나가기 위한 배출구(58)를 포함할 수 있다. 폐열 회수 시스템(14)은 제1 보일러 바이패스 라인(52)을 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 고압 배기 가스 재순환 루프 라인(48)을 통해 흐르는 배기 가스의 적어도 일부분이 사용자가 원하는 경우 또는 제어기(102)에 의해 제1 보일러(50)를 바이패스할 수 있도록 구성 및 배열될 수 있는 밸브(54)가 그 내부에 포함될 수 있다. 또한, 고압 배기 가스 재순환 루프 라인(48)은 제1 보일러(50) 및 바이패스 라인(52)으로부터 간접 또는 직접 방식으로 흡기 매니폴드(38)에 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 변형예를 다시 참조하면, 배기 도관(47)은 배기 가스 재순환 밸브(46)로부터 터보차저(18)의 터빈(22)으로 연장될 수 있다. 터빈(22)으로부터의 배기는 배기 라인(49)을 통해 빠져나갈 수 있고 선택적인 제2 보일러(82)로 계속되거나 대기 중으로 나갈 수 있다. 다시 제2 보일러(82)는 폐열 회수 시스템으로부터의 작동 유체가 제2 보일러(82)로 진입되도록 하는 유입구를 포함할 수 있다. 또한, 제2 보일러(82)는 작동 유체가 팽창기(82)에서 빠져나가게 하는 배출구(66)를 포함할 수 있다. 제2 보일러(82)의 배출구(66)는 도관(71)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 사용자가 원하는 경우 저압 배기 가스 재순환 루프가 배기 세그먼트(51) 및 흡기 라인(30)에 추가로 연결될 수 있다.
도 1에 추가로 도시된 바와 같이, 작동 유체 라인(76)이 폐열 회수 팽창기(26)에 연결될 수 있다. 또한, 작동 유체 라인(86)은 응축기(90)에 추가로 연결될 수 있다. 응축기(90)는 냉각 유체 유입구 라인(92) 및 부가적으로 냉각 유체 배출구 라인(94)을 포함할 수 있거나 또는 작동 유체로부터 멀리 열 전달을 제공하도록 주변 환경에 노출될 수 있는 것으로 고려된다. 작동 유체 라인(96)은 응축기(90)로부터 펌프(98)로 연결될 수 있다. 펌프(98)는 작동 유체의 압력을 증가시키도록 구성 및 배열될 수 있다. 작동 유체 라인(100)은 펌프(98) 및 부가적으로 3-방향 밸브(68)에 연결될 수 있다. 3-방향 밸브(68)는 작동 유체 라인을 통하는 그리고 제1 보일러(50)로 진입하는 작동 유체의 흐름을 제어할 수 있다. 작동 유체 라인(72)은 3-방향 밸브(68)로부터 제2 보일러(82)의 유입구(64)로 연장될 수 있다.
제어기(102)가 제공될 수 있고, 엔진 센서(108), 압축기(11)에 대한 센서, 작동 유체 라인 또는 당업자가 원하는 바와 같은 시스템(10) 또는 폐열 회수 시스템(14)의 임의의 다른 부분 중 하나 이상에서의 센서를 포함하지만 이에 제한되지 않는 복수의 센서로부터 입력 신호(104)를 수신하도록 구성 및 배열될 수 있다. 제어기는 시스템(10)의 하나 이상의 컴포넌트를 제어할 수 있는 적어도 하나의 출력 신호(106)를 전송할 수 있는 것으로 고려된다.
폐열 회수 팽창기(26)는 샤프트 작업을 생성하도록 구성 및 배열될 수 있고 발전기의 샤프트에 연결될 수 있는 것으로 고려된다. 발전기에 의해 생성된 전기는 필요에 따라 변환기로 전달된 다음 사용자가 원하는 경우 배터리 또는 다른 저장 장치에 저장될 수 있다. 배터리 충전 제어기가 제공될 수 있고 배터리의 충전의 타이밍 레이트 및 파라미터를 제어할 수 있다. 전기 배출구 라인은 이에 전력을 선택적으로 공급하기 위해, 폐열 회수 펌프(98), 응축기 냉각제 펌프, 또는 차량의 다른 컴포넌트 중 적어도 하나와 배터리에 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 다수의 변형예에서, 제어기(102) 또는 다른 장치는, 차량 운전자가 차량을 추월하기 위해 액셀러레이터를 급격하게 눌러서 차량을 가속하는 경우, 급격한 차선 변경, 또는 이와 유사한 상황을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 엔진에 대한 부하 요구의 급격한 증가를 결정하는 데 사용될 수 있다
다수의 변형예에서, 폐열 회수 시스템(14)의 적합한 작동 유체는 에탄올, 물, 톨루엔, 메탄올, 냉매, 또는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 다른 유체 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다수의 변형예에서, 제어기(102)는, 엔진(40), 발전기(43), 기계적 에너지 회수 컴포넌트 및/또는 팽창기(26)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 복수의 차량 컴포넌트에 연결될 수 있는 전자 제어 모듈일 수 있다. 제어기(102)는 폐열 회수 사이클(14) 및 차량 엔진 시스템(40)의 컴포넌트를 포함하는 컴포넌트를 제어하도록 구성 및 배열된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 적어도 제2 전자 제어 모듈(또는 보다 많은 전자 제어 모듈)이 차량의 하나 이상의 컴포넌트(또는 컴포넌트의 시스템)의 작동을 제어하도록 제공될 수 있는 것으로 고려된다. 제2 전자 제어 모듈은 컴포넌트 및/또는 시스템과 연관된 다양한 작동 프로세스를 수행하도록 구성 및 배열된 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있다.
전자 제어 모듈 및 제2 전자 제어 모듈은 각각 다양한 센서로부터의 프로세스 입력을 수신하고 다양한 출력 신호를 다양한 액추에이터로 송신할 수 있다. 전자 제어 모듈 및 제2 전자 제어 모듈은 서로 독립적으로 작동될 수 있거나, 또는 제2 전기 제어 모듈은 적어도 일부 작동 및 프로세스 제어 상황에서 전자 제어 모듈과 연계하여 작동될 수 있는 것으로 고려된다. 전자 제어 모듈 및 보조 전자 제어 모듈은 각각 적어도 하나의 전기 회로, 전기 회로 또는 제어 처리 칩 및/또는 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 예시적인 컴퓨터 변형예에서, 전자 제어 모듈 및 보조 전자 제어 모듈은 각각 일반적으로, 하나 이상의 프로세서, 메모리 디바이스 또는 프로세서를 하나 이상의 다른 장치에 결합할 수 있는 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있다. 프로세서 및 다른 전동 시스템 장치는 전원 공급기에 의해 전기가 공급될 수 있는 것으로 고려된다. 전원 공급기는 배터리, 연료 전지, 또는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 다른 전원 공급기 중 하나 이상일 수 있다. 프로세서는 개시된 시스템 및 방법을 위한 적어도 일부의 기능성을 제공할 수 있는 명령을 실행할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 명령이라는 용어는 제어 로직, 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 펌웨어, 프로그램 가능 명령, 또는 다른 적절한 명령을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 프로세서는, 예를 들어 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 주문형 반도체, 프로그램 가능 로직 디바이스, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이 및/또는 임의의 다른 적절한 유형의 전자 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리 디바이스는 또한 엔진 시스템에 의해 수신되거나 엔진 시스템에 로딩되는 데이터 및/또는 프로세서 실행 가능 명령을 위한 스토리지를 제공하도록 구성될 수 있다. 데이터 및/또는 명령은, 예를 들어 룩업 테이블, 수식, 알고리즘, 맵, 모델, 및/또는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 임의의 다른 적절한 포맷으로 저장될 수 있다.
메모리는 RAM, ROM, EPROM 및/또는 임의의 다른 적절한 유형의 스토리지 물품 및/또는 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 인터페이스는 아날로그, 디지털 또는 디지털 아날로그 컨버터, 신호 컨디셔너, 증폭기, 필터, 다른 전자 장치 또는 소프트웨어 모듈 및/또는 임의의 다른 적절한 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어 RS232, 병렬, 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스, 범용 직렬 버스, CAN, MOST, LIN, 플렉스 레이, 및/또는 임의의 다른 적절한 프로토콜로 제조 및 형성할 수 있다. 더욱이, 인터페이스는 전자 제어 모듈 및/또는 제2 전자 제어 모듈이 다른 장치와 통신하는 것을 보조하거나 가능하게 하기 위해 회로, 소프트웨어 펌웨어 및/또는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다.
방법 또는 그 일부는 하나 이상의 방법 단계를 구현하기 위해 하나 이상의 프로세서에 의한 사용을 위해 컴퓨터 판독 가능 매체에서 수행되는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 또한 프로그램 명령 및 소스 코드, 객체 코드, 실행 가능 코드, 또는 다른 포맷으로 구성된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램; 하나 이상의 펌웨어 프로그램; 또는 하드웨어 기술 언어 파일; 및 임의의 프로그램 관련 데이터를 포함할 수 있다. 데이터는 데이터 구조, 룩업 테이블, 또는 임의의 다른 적절한 포맷의 데이터를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 프로그램 모듈, 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트 등을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서 또는 서로 통신하는 다수의 프로세서에서 실행될 수 있다.
프로그램은 하나 이상의 저장 장치, 제조사의 물품 등을 포함할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체에서 구현될 수 있다. 예시적인 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 시스템 메모리, RAM, ROM, 반도체 메모리, 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능 판독-전용 메모리, 플래시 메모리, 자기 또는 광학 디스크 또는 테이프 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들어 유선, 무선 또는 이들의 조합이든 네트워크 또는 다른 통신 네트워크를 통해 데이터가 전송되거나 제공되는 경우, 컴퓨터 대 컴퓨터 연결을 포함할 수 있다. 상기 실시예의 임의의 조합은 또한 컴퓨터 판독 가능 매체의 범위 내에 포함된다. 따라서, 방법은 개시된 방법의 하나 이상의 단계에 대응하는 명령을 실행할 수 있는 임의의 전자 제품 및/또는 장치에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수 있음을 이해해야 한다.
경험적 모듈은 폐열 회수 시스템, 터보차저, 배기 가스 재순환 루프 및 이의 컴포넌트와 함께 팽창기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 다양한 컴포넌트의 작동을 제어하는 것으로부터 개발될 수 있으며, 엔진은 산소 농도 또는 다른 연소 제어 방법과 실린더 압력을 교차 참조할 수 있는 룩업 테이블, 맵 등을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 모듈이라는 용어는 룩업 테이블, 맵, 수식, 알고리즘 등과 같은 변수를 사용하여 무엇인가를 표현하는 임의의 구성을 포함할 수 있고, 모듈은 특히 임의의 주어진 엔진 시스템의 정확한 설계 및 성능 사양에 대한 특정한 애플리케이션일 수 있다. 일 실시예에서, 엔진 시스템 모듈은 엔진 속도와 흡기 매니폴드 압력 및 온도에 차례로 반응할 수 있다.
이하의 변형예의 설명은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 간주되는 컴포넌트, 엘리먼트, 동작, 제품 및 방법의 단지 예시일 뿐이며, 구체적으로 개시되거나 명시적으로 기재되지 않은 것에 의해 이와 같은 범위를 임의의 방식으로 제한하려는 의도가 아니다. 본 명세서에 기재된 컴포넌트, 엘리먼트, 동작, 제품 및 방법은 본 명세서에 명시적으로 기재된 것 이외로 조합 및 재배열될 수 있으며 여전히 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
변형예 1은 폐열 회수 시스템을 포함할 수 있는 시스템을 포함할 수 있다. 폐열 회수 시스템은 이로부터 폐열을 회수하기 위해 차량 엔진 시스템에 작동 가능하게 연결된 적어도 제1 보일러를 가질 수 있으며, 작동 유체를 추가로 포함할 수 있고, 상기 작동 유체는 작동 유체로부터의 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성 및 배열될 수 있는 발전기 또는 차량 엔진 시스템의 크랭크 샤프트에 에너지를 직접 제공할 수 있다.
변형예 2는 상기 폐열 회수 시스템이 폐열 회수 팽창기를 더 포함하는, 변형예 1에 기재된 시스템을 포함할 수 있다.
변형예 3은 상기 폐열 회수 시스템이 발전기를 추가로 포함할 수 있는, 변형예 2에 기재된 시스템을 포함할 수 있다.
변형예 4는 상기 폐열 회수 시스템이 터빈, 피스톤 또는 스크롤 기계를 더 포함하는, 변형예 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 시스템을 포함할 수 있다.
변형예 5는 상기 폐열 회수 시스템이 마찰 클러치를 더 포함할 수 있는, 변형예 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 시스템을 포함할 수 있다.
변형예 6은 상기 발전기가 엔진 시동 및 차단을 가능하게 할 수 있는 변형예 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 시스템을 포함할 수 있다.
변형예 7은 상기 차량 엔진 시스템이 엔진 시동 모터 또는 교류발전기를 포함하지 않는, 변형예 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 시스템을 포함할 수 있다.
변형예 8은 상기 폐열 회수 시스템이 유기 랭킨 사이클인, 변형예 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 시스템을 포함할 수 있다.
변형예 9는 차량 엔진 시스템에 작동 가능하게 결합된 적어도 하나의 보일러 및 작동 유체를 가질 수 있는 폐열 회수 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있는 방법을 포함할 수 있다. 다음으로, 폐열은 차량 엔진 시스템으로부터 회수될 수 있다. 그 다음, 에너지는 작동 유체로부터의 폐열 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성 및 배열될 수 있는 발전기 또는 차량 엔진 시스템의 크랭크 샤프트로 작동 유체로부터 직접 전달될 수 있다.
변형예 10은 상기 폐열 회수 시스템이 폐열 회수 팽창기를 추가로 포함할 수 있는, 변형예 9에 기재된 방법을 포함할 수 있다.
변형예 11은 상기 폐열 회수 시스템이 발전기를 포함할 수 있는, 변형예 9 내지 10 중 어느 하나에 기재된 방법을 포함할 수 있다.
변형예 12는 상기 폐열 회수 시스템이 터빈, 피스톤 또는 스크롤 기계를 더 포함할 수 있는, 변형예 9 내지 11 중 어느 하나에 기재된 방법을 포함할 수 있다.
변형예 13은 상기 발전기 없이 엔진 시동 및 차단을 가능하게 할 수 있는 단계를 더 포함하는, 변형예 9 내지 12 중 어느 하나에 기재된 방법을 포함할 수 있다.
변형예 14는 상기 차량 엔진 시스템이 엔진 시동 모터 또는 교류발전기를 포함하지 않는, 변형예 9 내지 13 중 어느 하나에 기재된 방법을 포함할 수 있다.
변형예 15는 폐열 회수 시스템이 유기 랭킨 사이클인, 변형예 9 내지 14 중 어느 하나에 기재된 방법을 포함할 수 있다.
본 발명의 범위 내에서 선택된 변형예의 상기 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 이에 따라 변형 또는 변이가 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 시스템은:
    작동 유체를 사용하여 시스템으로부터 폐열을 회수하기 위해 차량 엔진 시스템에 작동 가능하게 결합된 적어도 제1 보일러를 갖는 폐열 회수 시스템을 포함하며;
    상기 작동 유체는 상기 작동 유체로부터의 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성 및 배열된 전기 기계 또는 상기 차량 엔진 시스템의 크랭크 샤프트로 에너지를 직접 제공하도록 구성 및 배열되는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 폐열 회수 팽창기를 더 포함하는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 발전기를 더 포함하는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 터빈, 피스톤 또는 스크롤 기계를 더 포함하는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 마찰 클러치를 더 포함할 수 있는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발전기는 상기 차량 엔진 시스템이 시동 및 정지될 수 있도록 구성 및 배열되는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 차량 엔진 시스템은 엔진 시동 모터 또는 교류발전기를 포함하지 않는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 유기 랭킨 사이클을 사용하는, 시스템.
  9. 방법은:
    차량 엔진 시스템에 작동 가능하게 결합된 적어도 하나의 보일러 및 작동 유체를 갖는 폐열 회수 시스템을 제공하는 단계;
    작동 유체를 사용하여 상기 차량 엔진 시스템으로부터 폐열 에너지를 회수하는 단계; 및
    팽창 장치를 통해 상기 작동 유체로부터의 상기 폐열 에너지를 전기 에너지로 또는 기계 에너지로 변환하도록 구성 및 배열된 발전기 또는 상기 차량 엔진 시스템의 크랭크 샤프트로 상기 작동 유체로부터의 상기 폐열 에너지를 직접 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 폐열 회수 팽창기를 더 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 발전기를 포함할 수 있는, 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 터빈, 피스톤 또는 스크롤 기계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 차량 엔진 시스템이 발전기 없이 시동 및 차단될 수 있게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 차량 엔진 시스템은 엔진 시동 모터 또는 교류발전기를 포함하지 않는, 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 폐열 회수 시스템은 유기 랭킨 사이클인, 방법.
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