一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统的制作方法

1.本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统。


背景技术：

2.卡车在现代交通运输业中有着不可替代的作用，同时也是交通行业中co2的主要排放源。随着能源危机和环境问题的日益严重，卡车的节能减排越来越受到重视。内燃机是卡车的原动力，然而其效率仅有40%左右，大量的热量被烟气，缸套水以及增压空气带走，其节能减排对缓解能源和环境问题有重大意义。基于朗肯循环的内燃机余热回收技术被认为是提升内燃机总能效率的关键缸外技术手段之一，它通过回收内燃机余热并将其转化为有用功。
3.专利号为cn111441837b的发明专利公开了一种内燃机余热回收装置及其回收方法，其中余热回收装置包括：内燃机缸体，烟气换热器，膨胀机，增压空气预热器，高温回热器，低温回热器，冷却单元，增压单元以及工质罐，所述内燃机余热回收装置使用超临界/亚临界co2作为循环工质。本发明利用超临界/亚临界co2充分回收内燃机内的多种不同品质的热源，诸如烟气，缸套水以及增压空气的余热，结构简单，采用的循环介质经济性好，能够有效提升余热回收效率。但是其依然存在以下缺点：该发明没有提出在卡车领域的布置方法，与生产结合的能力；该发明体积结构较大，不满足在卡车上集成布置的要求。
4.专利号为cn105189943b的发明专利公开了一种用于加热废热回收设备的膨胀机械的方法和设备，与内燃机一起使用的废热回收设备，其包括：用于使工作流体循环的工作流体回路、连接在工作流体回路上并适于从热源回收废热以加热工作流体的锅炉、连接在工作流体回路上以从锅炉接收工作流体的膨胀机、以及与膨胀机相关联的加热套。位于锅炉下游的工作流体回路包括连接到膨胀机入口的第一支路和连接到加热套的第二支路。阀被连接在工作流体回路上，以选择性地控制该工作流体是流到第一支路以进行膨胀并回收功还是流到第二支路以响应于工作流体的温度来加热膨胀机。该发明存在如下缺陷：该发明膨胀机械体积和重量较大，在整车安装难度大；该发明没有考虑换热器出口的保护机制，没有提出进气回流控制方案。
5.专利号为us20220010715a1的发明专利公开了了一种车辆用废热回收装置，其包括：具有第一排气通道和第二排气通道的壳体，排气入口配件和排气出口配件；设置在第一排气通道中的热交换器；以及具有滑动门的切换阀，该滑动门可在壳体的纵向方向上移动，以允许废气流在第一排气通道和第二排气通道之间切换，其中第一排气通道平行于第二排气通道，滑动门可在第一排气通道和第二排气通道之间移动。该发明存在如下缺陷：该发明结构设置有滑门，结构复杂为整体式，安装困难；该发明没有考虑在当前行业主流卡车整车结构的匹配性，无法实现余热回收系统和现有卡车的有效集成。
6.总之，由于卡车本身的空间布局很复杂且紧凑，因此对余热回收系统和卡车的集成布置提出了较高的要求。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，针对卡车本身的空间布局很复杂且紧凑，现有技术难以将余热回收系统和卡车有效集成的问题，提出并设计一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统。
8.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，包括内燃机、缸套水预热器、烟气换热器、冷凝器、泵、储液罐和膨胀机，内燃机上连接有缸套水缸外管路，缸套水预热器的热流体侧连接在缸套水缸外管路上，缸套水预热器的冷流体侧入口与泵连接，缸套水预热器的冷流体侧出口与连接至烟气换热器的冷流体侧入口，烟气换热器的热流体入口连接内燃机的烟气管路，烟气换热器的冷流体侧出口连接至膨胀机，膨胀机连接至冷凝器，冷凝器连接至储液罐，储液罐连接至泵，形成一个余热回收系统，充分利用内燃机的缸套水缸外管路、烟气管道结构，在其基础上布置缸套水预热器，并对余热回收装置进行模块化分解，使余热回收系统更便于在卡车上的布置。
9.进一步的，缸套水缸外管路为内燃机冷却水的缸外原出水管路。即不改变原缸套水的缸外管路走向，将其作为热源加热余热回收系统工质，充分利用内燃机的原出水管路，以便于在原有的基础上增加集成该系统。
10.进一步的，烟气管路为内燃机烟气的原排气管路。工质被缸套水加热后流入烟气换热器中被烟气进一步加热蒸发，烟气换热器布置在内燃机烟气的原排气管路上，同样不改变原排气管路的走向，充分利用内燃机的原排气管路，以便于在原有的基础上增加集成该系统。
11.进一步的，以卡车纵轴为中心线，膨胀机和烟气换热器布置在该中心线的一侧，冷凝器、储液罐和泵布置在该中心线的另一侧。通过合理设置位置和布局方式，减小该系统的占用空间，进行模块化分解，使余热回收系统更便于在卡车复杂且紧凑的车身上进行布置，实现较高的集成。
12.进一步的，冷凝器的内侧装有冷却风扇，为了冷凝器提供足够的冷却空气。
13.进一步的，布置时冷凝器靠近于卡车车身的外侧且冷凝器前无遮挡，相对于储液罐和泵位于更加靠外的位置，即卡车车身的外边缘处。冷凝器前无任何遮挡以便于引入冷却空气对工质进行充分冷却。
14.进一步的，烟气换热器中的工质能够进入到膨胀机中膨胀做功，膨胀后的工质进入到冷凝器中被冷凝成液体。
15.进一步的，冷却后的工质流入储液罐并被泵抽出再次输送到缸套水预热器中。
16.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本方案提供了一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，实现余热回收系统和卡车的有效集成，充分利用内燃机缸套水缸外管路、排气管道等现有结构，在其基础上布置缸套水预热器，并对余热回收装置进行模块化分解，使余热回收系统更便于在卡车上的布置。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
19.图中，1、泵，2、缸套水预热器，3、烟气换热器，4、膨胀机，5、冷凝器，6、储液罐，7、缸套水缸外管路，8、烟气管路。
具体实施方式
20.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
21.如图1所示，本具体实施方式提供了一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，在内燃机冷却水的缸外原出水管路上布置有缸套水预热器2，其热流体侧连接在缸套水缸外管路7上，冷流体侧是余热回收系统的泵1出口工质。缸套水在此处加热工质后，继续流回到原缸套水缸外管路7。缸套水预热器2冷流体侧出口连接至烟气换热器3的冷流体侧入口，烟气换热器3布置在内燃机烟气的原烟气管路8上，烟气作为热源连接至烟气换热器3的热流体入口处，在这里加热工质后流出，并继续流入原内燃机排气管道。烟气换热器3冷流体侧出口连接至膨胀机4中，工质在这里膨胀做功，膨胀机4布置在以卡车纵轴为中心线的烟气换热器3的同侧。膨胀机4后连接有风冷式冷凝器5，膨胀后的工质进入到冷凝器5中被冷凝成液体。冷凝器5布置在卡车的另一侧（与膨胀机4和烟气换热器3不同侧）并且是最外侧，冷凝器5前需要无任何遮挡，以便于引入冷却空气对工质进行充分冷却。冷凝器5的内侧装有冷却风扇，为冷凝器5提供足够的冷却空气。冷凝器5的工质出口处连接有储液罐6，储液罐6后连接有工质泵1。工质被泵1从储液罐6中抽出并加压，然后再次输送到内燃机冷却水的缸外原出水管路上布置的缸套水预热器2中。
22.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
23.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，包括内燃机、缸套水预热器、烟气换热器、冷凝器、泵、储液罐和膨胀机，内燃机上连接有缸套水缸外管路，其特征在于，缸套水预热器的热流体侧连接在缸套水缸外管路上，缸套水预热器的冷流体侧入口与泵连接，缸套水预热器的冷流体侧出口与连接至烟气换热器的冷流体侧入口，烟气换热器的热流体入口连接内燃机的烟气管路，烟气换热器的冷流体侧出口连接至膨胀机，膨胀机连接至冷凝器，冷凝器连接至储液罐，储液罐连接至泵。2.如权利要求1所述的卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，其特征在于，缸套水缸外管路为内燃机冷却水的缸外原出水管路。3.如权利要求1所述的卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，其特征在于，烟气管路为内燃机烟气的原排气管路。4.如权利要求1-3任一所述的卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，其特征在于，以卡车纵轴为中心线，膨胀机和烟气换热器布置在该中心线的一侧，冷凝器、储液罐和泵布置在该中心线的另一侧。5.如权利要求4所述的卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，其特征在于，冷凝器的内侧装有冷却风扇。6.如权利要求5所述的卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，其特征在于，布置时冷凝器靠近于卡车车身的外侧且冷凝器前无遮挡。7.如权利要求1所述的卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，其特征在于，烟气换热器中的工质能够进入到膨胀机中膨胀做功，膨胀后的工质进入到冷凝器中被冷凝成液体。8.如权利要求7所述的卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，其特征在于，冷却后的工质流入储液罐并被泵抽出再次输送到缸套水预热器中。

技术总结
本发明提供了一种卡车上的有机朗肯循环余热回收系统，涉及金属加工技术领域，采用的方案是：包括沿送料方向依次布置的开卷机、校平机、第一切割装置、输送装置、高温加热炉、冲压机和第二切割装置，高温加热炉的进料口处设置有第一机械手，高温加热炉的出料口处设置有第二机械手，冲压机、第二切割装置均位于第二机械手的抓取范围内。本发明带来的效果是：将零件的切割、冲压热成型集成到一条生产线，通过合理布局，实现连续作业，在一条生产线就能实现成品成型，中间不会浪费人力，省去了中间的运输，避免板料表面造成损伤。避免板料表面造成损伤。避免板料表面造成损伤。


技术研发人员：夏长庚 丁惟云 张昊 许队三 张光明 刘厚斗
受保护的技术使用者：中国重汽集团济南动力有限公司
技术研发日：2022.12.10
技术公布日：2023/5/26