动作介质泄漏检测装置及热能回收装置转让专利

申请号 : CN201910221894.X

文献号 : CN110295998B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 足立成人西村和真荒平一也

申请人 : 株式会社神户制钢所

摘要 :

本发明提供一种能够抑制可检测动作介质的传感器的误检测的热能动作介质泄漏检测装置。动作介质泄漏检测装置(40)具备:第1传感器(45),由能够检测动作介质的传感器构成;第2传感器(55),由能够检测动作介质的传感器构成;以及控制部(38),当第1传感器(45)检测到动作介质而第2传感器(55)没有检测到动作介质时,进行表示动作介质的泄漏的输出。第1传感器(45)配置为,检测连接在供从增压机(20)向发动机(10)供给的空气流动的吸气线路(11)和供动作介质流动的循环流路(36)上的蒸发器(31)中的壳体(31b)中的动作介质;第2传感器(55)配置为,检测既非蒸发器(31)也非吸气线路(11)中的蒸发器(31)的下游侧的部位的地方的动作介质。

权利要求 :

1.一种动作介质泄漏检测装置,其特征在于,具备:

第1传感器,由能够检测动作介质的传感器构成;

第2传感器,由能够检测动作介质的传感器构成;以及控制部,在前述第1传感器检测到动作介质而前述第2传感器没有检测到动作介质时,进行表示动作介质的泄漏的输出;

前述第1传感器配置为,检测连接在吸气线路和循环流路上的加热器中的空气流路中的动作介质,或检测前述吸气线路中的前述加热器的下游侧的部位中的动作介质,所述吸气线路供从增压机向发动机供给的空气流动,所述循环流路供动作介质流动;

前述第2传感器配置为,在前述吸气线路中比前述加热器靠上游侧或者前述吸气线路中比前述加热器靠上游侧的部位的周围检测动作介质。

2.如权利要求1所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,具备:

抽出流路,从前述加热器的前述空气流路、或前述吸气线路中的前述加热器与前述发动机之间的部位,将一部分的空气抽出;以及水分除去机构,设置在前述抽出流路中,将空气中含有的水分除去;

前述第1传感器配置在前述抽出流路中。

3.如权利要求2所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,前述水分除去机构包括容许液体的穿过且禁止气体的穿过的排液弯管;

前述第1传感器配置在前述抽出流路中的比前述排液弯管靠上方的位置。

4.如权利要求2或3所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,前述抽出流路具有:

主流路,设置有前述水分除去机构;以及分支流路,从前述主流路分支;

前述第1传感器配置在前述分支流路中。

5.如权利要求4所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,前述水分除去机构还具有干燥器,所述干燥器设置在前述主流路与前述分支流路的连接部,将前述空气中含有的水分除去。

6.如权利要求2所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,前述水分除去机构具有将前述空气中含有的水分除去的干燥器。

7.如权利要求6所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,还具备:

排出流路,将由前述干燥器除去的水分排出;以及排液弯管,设置在前述排出流路中,容许液体的穿过且禁止气体的穿过。

8.如权利要求2或3所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,前述第1传感器及第2传感器的至少一方包括:半导体传感器,能够检测水分、前述动作介质、一氧化碳、硫化氢及氨;以及红外线传感器,能够检测水分、前述动作介质、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物。

9.如权利要求8所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,还具备能够将一氧化碳除去的一氧化碳除去部。

10.如权利要求2所述的动作介质泄漏检测装置,其特征在于,前述抽出流路具有用来形成从该抽出流路的上游侧的端部朝向前述第1传感器的空气流的孔。

11.一种热能回收装置,其特征在于,具备:

加热器,连接在吸气线路和循环流路上,所述吸气线路供从增压机向发动机供给的空气流动,所述循环流路供动作介质流动;

动力回收机,连接在前述循环流路中的前述加热器的下游侧的被动作介质驱动的膨胀机上;以及权利要求1~10中任一项所述的动作介质泄漏检测装置。

12.如权利要求11所述的热能回收装置,其特征在于,还具备:

冷凝器,设置在前述循环流路中的比前述加热器靠上游侧的位置;

膨胀机,设置在前述循环流路中的比前述加热器靠下游侧的位置;

第1开闭阀,设置在前述循环流路中的前述冷凝器与前述加热器之间的部位;以及第2开闭阀,设置在前述循环流路中的前述加热器与前述膨胀机之间的部位;

前述控制部在进行表示前述动作介质的泄漏的输出时将前述第1开闭阀及前述第2开闭阀关闭。

说明书 :

动作介质泄漏检测装置及热能回收装置

技术领域

[0001] 本发明涉及动作介质泄漏检测装置及热能回收装置。

背景技术

[0002] 以往,已知有将从增压机向发动机供给的增压空气的热回收的热能回收系统。例如,在专利文献1中,公开了一种排热回收系统(热能回收系统),其具备:发动机;具有涡轮及压缩器的增压机;和将从增压机向发动机供给的增压空气的热回收的排热回收装置。涡轮被从发动机排出的排气驱动。压缩器连接在涡轮上,将前述增压空气喷出。排热回收装置具备使动作介质蒸发的蒸发器、膨胀机、动力回收机、冷凝器和泵。蒸发器设置在将增压机的压缩器与发动机连接的吸气线路中。即,在排热回收装置中,在蒸发器中,动作介质从向发动机供给之前的增压空气接受热,该热能经由膨胀机被动力回收机回收。
[0003] 专利文献1:日本特开2015-200182号公报。
[0004] 在专利文献1所记载那样的热能回收系统中,在作为蒸发器而使用所谓的翅片管形式的情况下,如果在蒸发器中动作介质从导热管(管)漏出,则该动作介质向发动机流入。为了检测动作介质的漏出,可以考虑设置能够检测蒸发器中的动作介质的漏出的传感器。
但是,由于在蒸发器中发生排液,在其排液中包含动作介质以外的成分(被吸入到压缩器中的排气中包含的硫成分等),所以担心通过传感器与排液接触而发生传感器的误检测。

发明内容

[0005] 本发明的目的是抑制能够检测动作介质的传感器的误检测。
[0006] 为了达成前述目的,本发明是一种动作介质泄漏检测装置,具备:第1传感器,由能够检测动作介质的传感器构成;第2传感器,由能够检测动作介质的传感器构成;以及控制部,在前述第1传感器检测到动作介质而前述第2传感器没有检测到动作介质时,进行表示动作介质的泄漏的输出。前述第1传感器配置为,检测连接在供从增压机向发动机供给的空气流动的吸气线路和供动作介质流动的循环流路上的加热器中的空气流路中的动作介质,或检测前述吸气线路中的前述加热器的下游侧的部位中的动作介质。前述第2传感器配置为,检测既非前述加热器中的前述空气流路也非前述吸气线路中的前述加热器的下游侧的部位的地方的动作介质。
[0007] 在本发明中,第1传感器配置为,检测加热器中的空气流路中的动作介质,或配置为,检测加热器的下游侧的吸气线路中的动作介质。另一方面,第2传感器配置为,检测既非加热器中的前述空气流路也非吸气线路中的加热器的下游侧的部位的地方的动作介质。因此,当第1传感器检测到动作介质而第2传感器没有检测到动作介质时,成为在加热器中循环流路的动作介质泄漏到空气流路内或吸气线路内的情况。因而,控制部通过在第1传感器检测到动作介质而第2传感器没有检测到动作介质时进行表示动作介质的泄漏的输出,能够在排除第1传感器的误检测的可能性的同时,检测出动作介质向空气流路或吸气线路的泄漏。
[0008] 前述动作介质泄漏检测装置也可以具备:抽出流路,从前述加热器的前述空气流路、或前述吸气线路中的前述加热器与前述发动机之间的部位,将一部分的空气抽出;以及水分除去机构,设置在前述抽出流路中,将空气中含有的水分除去。在此情况下,前述第1传感器也可以配置在前述抽出流路中。
[0009] 在该方案中,在抽出流路中,从被从加热器内的空气流路或吸气线路中的加热器与发动机之间的部位抽出的空气,借助水分除去机构将水分除去。因此,配置在抽出流路中的第1传感器检测被除去了水分的空气中的动作介质的有无。即,抑制了含有动作介质以外的成分的液体(水等)与第1传感器接触。因而,能够降低第1传感器将动作介质以外的水分误检测为动作介质的可能性。此外,还能够抑制第1传感器的腐蚀的发生。
[0010] 前述水分除去机构也可以包括容许液体的穿过且禁止气体的穿过的排液弯管;在此情况下,前述第1传感器也可以配置在前述抽出流路中的比前述排液弯管靠上方的位置。
[0011] 在该方案中,当在抽出流路中的排液弯管与第1传感器之间的部位处积蓄了一定量(浓度)的动作介质时,由第1传感器检测到液态成分,所以更可靠地抑制了误检测。
[0012] 前述抽出流路也可以具有:主流路,设置有前述水分除去机构;以及分支流路,从前述主流路分支。在此情况下,前述第1传感器也可以配置在前述分支流路中。
[0013] 在该方案中,分支流路从配置有水分除去机构的主流路分支,所以被除去了水分的空气容易向分支流路流入。结果,能够进一步抑制配置在分支流路中的第1传感器的误检测及腐蚀的发生。
[0014] 前述水分除去机构也可以还具有干燥器,所述干燥器设置在前述主流路与前述分支流路的连接部,将前述空气中含有的水分除去。在该方案中,能够进一步抑制水分与第1传感器接触。
[0015] 前述水分除去机构也可以具有将前述空气中含有的水分除去的干燥器。在该方案中,能够进一步抑制水分与第1传感器接触。
[0016] 前述动作介质泄漏检测装置也可以还具备:排出流路,将由前述干燥器除去的水分排出;以及排液弯管,设置在前述排出流路中,容许液体的穿过且禁止气体的穿过。
[0017] 在该方案中,被干燥器除去的水分经由排出流路被排出,而关于气体,不从排液弯管排出。由干燥器除去的水分被可靠地排出,由此,能够防止由该水分造成的检测器误检测。
[0018] 前述第1传感器及第2传感器的至少一方也可以包括:半导体传感器,能够检测水分、前述动作介质、一氧化碳、硫化氢及氨;以及红外线传感器,能够检测水分、前述动作介质、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物。
[0019] 在该方案中,动作介质的检测精度提高。具体而言,虽然半导体传感器及红外线传感器都检测水分,但该水分被水分除去机构实质上除去。因此,在从半导体传感器及红外线传感器的两者输出了检测信号的情况下,能够判断为由这些传感器检测出的气体是动作介质。
[0020] 前述动作介质泄漏检测装置也可以还具备能够将一氧化碳除去的一氧化碳除去部。
[0021] 半导体传感器及红外线传感器都能够检测一氧化碳,但通过设置一氧化碳除去部,能够进一步提高传感器的动作介质的检测精度。
[0022] 前述抽出流路也可以具有用来形成从该抽出流路的上游侧的端部朝向前述第1传感器的空气流的孔。在该方案中,由于形成从抽出流路的上游侧的端部朝向第1传感器的增压空气流,所以能够提高第1传感器的检测精度。
[0023] 本发明是一种热能回收装置,具备:加热器,连接在供从增压机向发动机供给的空气流动的吸气线路和供动作介质流动的循环流路上;动力回收机,连接在前述循环流路中的前述加热器的下游侧的被动作介质驱动的膨胀机上;以及前述动作介质泄漏检测装置。
[0024] 在本发明中,能够检测出在热能回收装置的循环流路中流动的动作介质泄漏到吸气线路中。因而,能够抑制动作介质被吸入到发动机中。
[0025] 前述热能回收装置也可以还具备:冷凝器,设置在前述循环流路中的比前述加热器靠上游侧的位置;膨胀机,设置在前述循环流路中的比前述加热器靠下游侧的位置;第1开闭阀,设置在前述循环流路中的前述冷凝器与前述加热器之间的部位;以及第2开闭阀,设置在前述循环流路中的前述加热器与前述膨胀机之间的部位。在此情况下,前述控制部也可以在进行表示前述动作介质的泄漏的输出时将前述第1开闭阀及前述第2开闭阀关闭。
[0026] 在该方案中,由于从循环流路将加热器切离,所以能够抑制动作介质从加热器的漏出。
[0027] 如以上这样,根据本发明,能够抑制能够检测动作介质的传感器的误检测。

附图说明

[0028] 图1是概略地表示本发明的第1实施方式的热能回收装置的结构的图。
[0029] 图2是用来说明设置在前述热能回收装置中的控制部的控制动作的流程图。
[0030] 图3是概略地表示本发明的第2实施方式的热能回收装置的结构的图。
[0031] 图4是概略地表示本发明的第3实施方式的热能回收系统回收装置的结构的图。
[0032] 图5是概略地表示本发明的第4实施方式的热能回收装置的结构的图。
[0033] 图6是概略地表示本发明的第4实施方式的热能回收装置的变形例的图。
[0034] 图7是概略地表示本发明的第5实施方式的热能回收装置的结构的图。
[0035] 图8是用来说明设置在第5实施方式的热能回收装置中的控制部的控制动作的流程图。
[0036] 图9是概略地表示本发明的第6实施方式的热能回收装置的结构的图。
[0037] 图10是概略地表示本发明的第6实施方式的热能回收装置的变形例的图。
[0038] 图11是概略地表示本发明的第7实施方式的热能回收装置的结构的图。
[0039] 图12是概略地表示本发明的第8实施方式的热能回收装置的结构的图。
[0040] 图13是概略地表示水分除去机构的变形例的图。
[0041] 图14是概略地表示水分除去机构的变形例的图。
[0042] 图15是概略地表示动作介质泄漏检测装置的连结位置的变形例的图。

具体实施方式

[0043] 以下,参照附图对实施方式进行说明。
[0044] (第1实施方式)
[0045] 参照图1对第1实施方式的热能回收装置进行说明。该热能回收装置具备:热能回收单元30,将从发动机10朝向增压机20流动的空气的热能回收;以及动作介质泄漏检测装置40,用来检测在回收单元30中使用的动作介质的泄漏。
[0046] 增压机20具有:涡轮21,被从发动机10排出的排气驱动;以及压缩器22,连接在涡轮21上,将用来向发动机10供给的增压空气喷出。从压缩器22喷出的增压空气经由将压缩器22与发动机连接的吸气线路11向发动机供给。从发动机10排出的排气经由将发动机10与涡轮21连接的排气线路12向涡轮21供给。
[0047] 在本实施方式中,在吸气线路11中设置有空气冷却器15。空气冷却器15将向发动机10供给的增压空气用冷却介质(海水等)冷却。在本实施方式中,作为空气冷却器15而使用所谓的翅片管形式。另外,能够将空气冷却器15省略。
[0048] 热能回收单元30具备蒸发器31、膨胀机32、动力回收机33、冷凝器34、泵35、循环流路36、第1开闭阀V1、第2开闭阀V2和控制部38。循环流路36将蒸发器31、膨胀机32、冷凝器34及泵35依次连接。
[0049] 蒸发器31设置在吸气线路11中的压缩器22与空气冷却器15之间的部位。因而,蒸发器31连接在吸气线路11和循环流路36上。即,蒸发器31作为连接在吸气线路11和循环流路36上的加热器发挥功能。蒸发器31通过使从压缩器22喷出的(向发动机10供给的)增压空气与具有比空气的沸点低的沸点且具有比空气的比重大的比重的动作介质(例如R245fa)热交换,使动作介质蒸发。在本实施方式中,作为蒸发器31而使用所谓的翅片管形式。即,蒸发器31具有供动作介质流动的导热管31a和收容导热管31a的壳体31b。在该蒸发器31中,在从压缩器22喷出的增压空气穿过壳体31b内的过程中使导热管31a内的动作介质蒸发。因而,壳体31b作为空气流路发挥功能,所述空气流路作为供增压空气流动的流路。
[0050] 膨胀机32设置在循环流路36中的蒸发器31的下游侧的部位。膨胀机32使从蒸发器31流出的气相的动作介质膨胀。在本实施方式中,作为膨胀机32而使用具有转子的容积式的螺旋膨胀机,所述转子被气相的动作介质的膨胀能量旋转驱动。
[0051] 动力回收机33连接在膨胀机32的转子(图示省略)上。动力回收机33随着膨胀机32的差动而旋转。由此,在动力回收机33中,能够将动作介质的能量作为动力回收。在本实施方式中,作为动力回收机33而使用发电机。另外,作为动力回收机33也可以使用压缩机等。
[0052] 冷凝器34设置在循环流路36中的膨胀机32的下游侧的部位。冷凝器34通过使从膨胀机32流出的动作介质与冷却介质(海水等)热交换,使动作介质冷凝。
[0053] 泵35设置在循环流路36中的冷凝器34的下游侧的部位(冷凝器34与蒸发器31之间的部位)。泵35将动作介质加压,以将从冷凝器34流出的液相的动作介质向蒸发器31输送。
[0054] 第1开闭阀V1设置在循环流路36中的冷凝器34与蒸发器31之间的部位。更具体地讲,第1开闭阀V1设置在循环流路36中的冷凝器34与泵35之间的部位。第2开闭阀V2设置在循环流路36中的蒸发器31与膨胀机32之间的部位。各开闭阀V1、V2构成为,能够将循环流路36开闭。
[0055] 动作介质泄漏检测装置40是能够检测在蒸发器31内动作介质泄漏的单元。动作介质泄漏检测装置40具有第1传感器45、第2传感器55和控制部38。
[0056] 第1传感器45设置于蒸发器31的壳体31。第1传感器45由能够检测动作介质(例如R245fa)的传感器构成,为了检测在壳体31b内的空气中是否包含动作介质而设置。第1传感器45输出与动作介质的浓度对应的信号。从第1传感器45输出的信号被向控制部38输入。
[0057] 第2传感器55配置在吸气线路11中的比蒸发器31靠上游侧的部位。第2传感器55与第1传感器同样,由能够检测动作介质(例如R245fa)的传感器构成,在比蒸发器31靠上游侧的位置,为了检测在吸气线路11内流动的空气中是否包含动作介质而设置。第2传感器55输出与动作介质的浓度对应的信号。从第2传感器55输出的信号被向控制部38输入。
[0058] 控制部38基于从第1传感器45输出的信号及从第2传感器55输出的信号,进行表示动作介质的泄漏的输出。具体而言,如图2所示,控制部38接收来自第1传感器45的信号(第1信号),并接收来自第2传感器55的信号(第2信号)(步骤ST1、ST2)。控制部38根据第1信号及第2信号,判定蒸发器31中的动作介质的泄漏的有无(步骤ST3)。具体而言,在第1信号表示的动作介质的浓度是表示在空气中包含动作介质的浓度以上、并且第2信号表示的动作介质的浓度不到表示在空气中包含动作介质的浓度的情况下(在步骤ST3中,是),控制部38进行表示从蒸发器31的动作介质的泄漏的输出(步骤ST4)。这是因为,在此情况下,在第2传感器55中没有检测到动作介质,所以可以判断为由第1传感器45检测出的动作介质是从蒸发器31泄漏的。
[0059] 另一方面,在(1)第1信号表示的动作介质的浓度是表示在空气中包含动作介质的浓度以上、并且第2信号表示的动作介质的浓度是表示在空气中包含动作介质的浓度以上的情况下,或(2)第1信号表示的动作介质的浓度不到表示在空气中包含动作介质的浓度的情况下(在步骤ST3中,否),不进行表示从蒸发器31的动作介质的泄漏的输出(步骤ST5)。这是因为,在此情况下,即使由第1传感器45检测到动作介质,也能够判断出该动作介质不是从蒸发器31泄漏的、而是从比蒸发器31靠上游侧沿吸气线路11流动来的。
[0060] 这里,使用表示从蒸发器31的动作介质的泄漏的输出作为用来将第1开闭阀V1及第2开闭阀V2关闭的控制信号。因而,当检测到动作介质的泄漏时,将第1开闭阀V1及第2开闭阀V2关闭。另外,在表示动作介质的泄漏的输出中,也可以除了用来将各开闭阀V1、V2关闭的控制信号的输出以外,还包含用来将泵35停止的控制信号的输出。在此情况下,各开闭阀V1、V2被关闭,并且泵35停止。因而,当检测出动作介质的泄漏时,抑制动作介质向蒸发器31流入。另外,也可以使用表示从蒸发器31的动作介质的泄漏的输出作为用于警报的控制信号。
[0061] 如以上说明那样,在本实施方式的动作介质泄漏检测装置40中,配置有第1传感器45,以使其检测蒸发器31的壳体31b中的动作介质。另一方面,配置有第2传感器55,以使其检测既非蒸发器31也非吸气线路11中的蒸发器31的下游侧的部位的地方的动作介质。因此,当第1传感器45检测到动作介质而第2传感器55没有检测到动作介质时,为在蒸发器31中导热管31a内的动作介质泄漏到了壳体31b内。因而,当第1传感器45检测到动作介质而第
2传感器55没有检测到动作介质时,控制部38通过进行表示动作介质的泄漏的输出,能够在排除第1传感器45的误检测的可能性的同时,检测出向壳体31b或吸气线路11的动作介质的泄漏。
[0062] 此外,在本实施方式中,能够检测出在热能回收装置的循环流路36中流动的动作介质泄漏到了吸气线路11中。因而,能够抑制动作介质被吸入到发动机10中。
[0063] 此外,当检测出动作介质的泄漏时,控制部38将第1开闭阀V1及第2开闭阀V2关闭。由此,将蒸发器31从循环流路36切离,所以抑制动作介质从蒸发器31的漏出。
[0064] (第2实施方式)
[0065] 参照图3对第2实施方式的热能回收装置进行说明。另外,在第2实施方式中,仅对与第1实施方式不同的部分进行说明,与第1实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。
[0066] 在第1实施方式中,是第2传感器55检测在吸气线路11中朝向蒸发器31流动的增压空气中包含的动作介质的结构。相对于此,在第2实施方式中,如图3所示,第2传感器55是检测大气中含有的动作介质的结构。即,第2传感器55并不限于配置在吸气线路11中的蒸发器31的上游侧的结构,而设置在热能回收装置的周边。换言之,第2传感器55只要配置为检测既非蒸发器31等的加热器中的空气流路也非吸气线路11中的前述加热器的下游侧的部位的地方的动作介质就可以。在此情况下,也能够通过参照来自第2传感器55的信号,做出由第1传感器45检测出的动作介质是否是由来自蒸发器31的泄漏带来的判定。因而,通过控制部38进行与图2所示的控制动作相同的控制动作,能够在排除第1传感器45的误检测的可能性的同时,判定来自蒸发器31的动作介质的泄漏的有无。
[0067] 另外,在以下的第3〜第8实施方式中也可以采用构成为第2传感器55检测大气中含有的动作介质的方案。
[0068] (第3实施方式)
[0069] 接着,参照图4对本发明的第3实施方式的热能回收装置进行说明。另外,在第2实施方式中,仅对与第1实施方式不同的部分进行说明,与第1实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。
[0070] 在第3实施方式中,在遍及从蒸发器31到发动机10的区域中设置有作为将增压空气的一部分抽出的流路的抽出流路(第1抽出流路)41,第1传感器45配置于抽出流路41。在本实施方式中,抽出流路41的一端部连结在蒸发器31的壳体31b的下部。因此,蒸发器31的壳体31b内的增压空气的一部分向抽出流路41流入。
[0071] 抽出流路41具有一端(上游侧的端部)连接在壳体31b上的主流路(第1主流路)42和从主流路42的中间部分支的分支流路(第1分支流路)43。主流路42的下游侧的端部(另一端)位于比主流路42的上游侧的端部靠下方的位置。分支流路43的下游侧的端部位于比主流路42的下游侧的端部靠上方的位置。在分支流路43中,设置有用来形成从主流路42朝向分支流路43的下游侧的端部的增压空气流的孔43h。另外,抽出流路41也可以连接在吸气线路11中的比蒸发器31靠下游侧的部位。
[0072] 在抽出流路41中,设置有将空气中含有的液态成分除去的水分除去机构。具体而言,水分除去机构包括容许液体的穿过且禁止气体的穿过的排液弯管44。排液弯管44设置在主流路42中的比该主流路42与分支流路43的连接部靠下游侧的部位。
[0073] 第1传感器45设置在抽出流路41中的从比排液弯管44靠上游侧的位置分支的地方。具体而言,第1传感器45设置在分支流路43的下游侧的端部。并且,第1传感器45位于比排液弯管44靠上方的位置。
[0074] 在第3实施方式中,在吸气线路11中的比蒸发器31靠上游侧的部位,设置有作为将增压空气的一部分抽出的流路的第2抽出流路51。第2传感器55配置于第2抽出流路51。
[0075] 第2抽出流路51具有一端(上游侧的端部)连接在吸气线路11上的第2主流路52、和从第2主流路52的中间部分支的第2分支流路53。第2主流路52的下游侧的端部(另一端)位于比第2主流路52的上游侧的端部靠下方的位置。第2分支流路53的下游侧的端部位于比第2主流路52的上游侧的端部靠上方的位置。第2传感器55配置在第2分支流路53的下游侧端部。在第2分支流路53中,设置有用来形成从第2主流路52朝向第2分支流路53的下游侧的端部的增压空气流的孔53h。
[0076] 在第2抽出流路51中设置有第2排液弯管54。具体而言,第2排液弯管54设置在第2主流路52中的比该第2主流路52与第2分支流路53的连接部靠下游侧的部位。第2排液弯管54容许液体的穿过且禁止气体的穿过。
[0077] 在第3实施方式的热能回收装置中,在设置有第1传感器45的抽出流路41中设置有排液弯管44。因此,抑制了含有动作介质以外的成分的液体(水等)与第1传感器45接触。由此,能够抑制第1传感器45的误检测及腐蚀的发生。
[0078] 此外,由于第1传感器45配置在比排液弯管44靠上方的位置,所以当在抽出流路41中的排液弯管44与第1传感器45之间的部位积蓄了一定量(浓度)的动作介质时,由第1传感器45检测出液态成分。由此,更可靠地抑制误检测。
[0079] 此外,由于分支流路43具有孔43h,所以形成从主流路42朝向第1传感器45的增压空气流。由此,第1传感器45的检测精度提高。
[0080] 此外,在设有第2传感器55的第2抽出流路51中设置有第2排液弯管54。因此,抑制了含有动作介质以外的成分的液体(水等)与第2传感器55接触。由此,能够抑制第2传感器55的误检测及腐蚀的发生。另外,也可以将第2排液弯管54省略。
[0081] 此外,第2传感器55配置在比第2排液弯管54靠上方的位置,所以当在第2抽出流路51中的第2排液弯管54与第2传感器55之间的部位积蓄了一定量(浓度)的动作介质时,由第
2传感器55检测出液态成分。由此,更可靠地抑制误检测。
[0082] 此外,由于第2分支流路53具有孔53h,所以形成从第2主流路52朝向第2传感器55的增压空气流。由此,第2传感器55的检测精度提高。
[0083] (第4实施方式)
[0084] 接着,参照图5对本发明的第4实施方式的热能回收装置进行说明。另外,在第4实施方式中,仅对与第3实施方式不同的部分进行说明,与第3实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。
[0085] 在第4实施方式中,动作介质泄漏检测装置40的结构与第1实施方式不同。具体而言,在第4实施方式中,水分除去机构具有干燥器46。
[0086] 抽出流路41连结在吸气线路11中的蒸发器31与空气冷却器15之间的部位。另外,抽出流路41与第1实施方式同样,也可以连接在蒸发器31的壳体31b上。
[0087] 干燥器46设置在抽出流路41的中间部分。干燥器46将沿抽出流路41流动的增压空气中含有的水分除去。作为干燥器46,可以举出所谓的空气干燥器、隔膜干燥器、吸附式干燥器等。空气干燥器是在将通过将增压空气冷却而产生的水分除去后、使增压空气回到常温左右的装置。隔膜干燥器是具有由高分子构成的中空纤维膜的装置。中空纤维膜使流入到该中空纤维膜内的增压空气中含有的水分向该中空纤维膜外透过,并容许增压空气的穿过。吸附式干燥器是通过使增压空气穿过硅胶等的多孔质介质中而将增压空气中含有的水分除去的装置。
[0088] 第1传感器45设置在抽出流路41中的比干燥器46靠下游侧的部位。
[0089] 第2传感器55在吸气线路11中设置于第2抽出流路51,所述第2抽出流路51连接于比蒸发器31靠上游侧的部位。在第2抽出流路51的中间部,设置有与干燥器46相同的结构的第2干燥器56。另外,也可以将第2干燥器56省略。
[0090] 在第4实施方式的热能回收装置中,在抽出流路41中的比干燥器46靠下游侧的部位设置有第1传感器45,所以抑制了含有动作介质以外的成分的液体(水等)与该第1传感器45接触。此外,关于第2传感器55也是同样的。
[0091] 此外,动作介质泄漏检测装置40也可以如图6所示那样,还具有将由干燥器46除去的水分排出的排出流路47和设置在排出流路47中的排液弯管48。此外,动作介质泄漏检测装置40也可以如图6所示那样,还具有将由第2干燥器56除去的水分排出的第2排出流路57和设置在第2排出流路57中的第2排液弯管58。在图6所示的形态中,也可以将第2排出流路57及第2排液弯管58省略。
[0092] 在设置有排出流路47的形态中,由于被干燥器46除去的水分经由排出流路47被排出,所以在干燥器46内不积蓄水分,能够实现热能回收装置的持续运转。关于第2排出流路57也是同样的。
[0093] (第5实施方式)
[0094] 接着,参照图7对本发明的第5实施方式的热能回收装置进行说明。另外,在第5实施方式中,仅对与第3实施方式不同的部分进行说明,与第3实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。
[0095] 在第5实施方式中,第1传感器45包括半导体传感器45a和红外线传感器45b。半导体传感器45a及红外线传感器45b设置在分支流路43中的比孔43h更靠上游侧的部位。半导体传感器45a检测当金属氧化物半导体与气体接触时发生的电阻值的变化作为气体的浓度。该半导体传感器45a除了动作介质以外,还检测水分、一氧化碳、硫化氢及氨。半导体传感器45a输出与检测出的气体浓度对应的信号。红外线传感器45b基于从发光部(光源)朝向受光部照射的红外线被存在于发光部及受光部之间的气体吸收的量来检测气体的浓度。该红外线传感器45b除了动作介质以外,还检测水分、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物。红外线传感器45b输出与检测出的气体浓度对应的信号。
[0096] 虽然半导体传感器45a及红外线传感器45b都检测水分,但在本实施方式中,由排液弯管44将水分实质上除去了。因此,在从半导体传感器45a及红外线传感器45b的两者输出了检测信号的情况下,可以判断为由这些传感器45a、45b检测出的气体是动作介质。由此,在本实施方式中,动作介质的检测精度提高。另外,虽然半导体传感器45a及红外线传感器45b都检测一氧化碳,但由于增压空气中的一氧化碳的浓度非常低,所以误检测的可能性可以忽略。
[0097] 第2传感器55是与第1传感器45同样的结构,包括半导体传感器55a和红外线传感器55b。另外,第2传感器55也可以不是与第1传感器45同样的结构。
[0098] 虽然半导体传感器55a及红外线传感器55b都检测水分,但该水分被第2排液弯管54实质上除去了。因此,在从半导体传感器55a及红外线传感器55b的两者输出了检测信号的情况下,可以判断为由这些传感器检测出的气体是动作介质。
[0099] 控制部38基于来自第1传感器45的半导体传感器45a的信号(第1半导体信号)及来自红外线传感器45b的信号(第1红外线信号)、和来自第2传感器55的半导体传感器55a的信号(第2半导体信号)及来自红外线传感器55b的信号(第2红外线信号),进行表示动作介质的泄漏的输出。具体而言,如图8所示,控制部38接收来自第1传感器45的信号(第1半导体信号及第1红外线信号),并接收来自第2传感器55的信号(第2半导体信号及第2红外线信号)(步骤ST11、ST12)。控制部38根据来自第1传感器45的信号及来自第2传感器55的信号,判定蒸发器31中的动作介质的泄漏的有无(步骤ST13)。这里,控制部38判定为在空气中包含动作介质是满足以下的条件的情况。所谓的该满足条件的情况,是(1)第1半导体信号表示的气体浓度是表示在空气中含有动作介质等的浓度以上,并且(2)第1红外线信号表示的气体浓度是表示在空气中含有动作介质等的浓度以上,并且(3)第2半导体信号表示的气体浓度不到表示在空气中含有动作介质等的浓度,并且(4)第2红外线信号表示的气体浓度不到表示在空气中含有动作介质等的浓度的情况。当满足了判定为在空气中包含动作介质的条件时(在步骤ST13中,是),控制部38进行表示从蒸发器31的动作介质的泄漏的输出(步骤ST14)。这是因为,在此情况下,可以判断为由第1传感器45检测出的动作介质是从蒸发器31泄漏的。另一方面,当不满足上述条件时(在步骤ST13中,否),控制部38不进行表示从蒸发器31的动作介质的泄漏的输出(步骤ST15)。
[0100] 使用表示从蒸发器31的动作介质的泄漏的输出作为用来将第1开闭阀V1及第2开闭阀V2关闭的控制信号。因而,当检测出动作介质的泄漏时,将第1开闭阀V1及第2开闭阀V2关闭。另外,在表示动作介质的泄漏的输出中,除了用来将各开闭阀V1、V2关闭的控制信号的输出以外,也可以还包括用来将泵35停止的控制信号的输出。在此情况下,将各开闭阀V1、V2关闭,并且泵35停止。因而,当检测到动作介质的泄漏时,抑制动作介质向蒸发器31流入。
[0101] 另外,第1传感器45包括半导体传感器45a和红外线传感器45b的结构并不限于将第1传感器45配置于蒸发器31的情况,也可以配置在吸气线路11中的比蒸发器31靠下游侧的位置。
[0102] 此外,第2传感器55包括半导体传感器55a和红外线传感器55b的结构并不限于配置在吸气线路11中的比蒸发器31靠上游侧的位置的情况,例如也可以是如图3所示的结构那样检测大气中的气体的情况。
[0103] (第6实施方式)
[0104] 接着,参照图9对本发明的第6实施方式的热能回收装置进行说明。另外,在第6实施方式中,仅对与第4实施方式的变形例(图6)不同的部分进行说明,与第4实施方式的变形例相同的构造、作用及效果的说明省略。
[0105] 在本实施方式中,第1传感器45也包括半导体传感器45a和红外线传感器45b。半导体传感器45a及红外线传感器45b设置在分支流路43中的比孔43h靠上游侧的部位。因此,在本实施方式中,与第4实施方式相比动作介质的检测精度提高。此外,第2传感器55也包括半导体传感器55a和红外线传感器55b。另外,第2传感器55并不限于此。
[0106] 在本实施方式中,也与第5实施方式同样,控制部38在满足判定为包含动作介质的条件的情况下将第1开闭阀V1及第2开闭阀V2关闭。
[0107] 另外,在图9中表示排出流路47、第2排出流路57、排液弯管48及第2排液弯管58,但也可以将它们省略。
[0108] 此外,如图10所示,动作介质泄漏检测装置40也可以还具有设置在抽出流路41中的干燥器46与第1传感器45之间的部位、能够将一氧化碳除去的一氧化碳除去部49。在该形态中,第1传感器45的动作介质的检测精度进一步提高。另外,也可以在第2抽出流路51中的第2干燥器56与第2传感器55之间设置第2一氧化碳除去部59。一氧化碳除去部49在第5实施方式中也可以设置在分支流路43中的比各传感器45a、45b靠上游侧的部位。在一氧化碳除去部49上,以在含有排水的情况下将其回收的目的而安装着排液弯管(图示省略)。
[0109] (第7实施方式)
[0110] 接着,参照图11对本发明的第7实施方式的热能回收装置进行说明。另外,在第7实施方式中,仅对与第1实施方式不同的部分进行说明,与第1实施方式的变形例相同的构造、作用及效果的说明省略。
[0111] 在第1实施方式〜第6实施方式中,以检测从蒸发器31的动作介质的泄漏为目的。相对于此,在第7实施方式中,是检测从过热器61的动作介质的泄漏的结构,所述过热器61使由蒸发器31气化的动作介质过热。具体而言,在动作介质的循环流路36中的蒸发器31的下游侧设置有过热器61。过热器61具有供动作介质流动的导热管61a和收容导热管61a的壳体61b。增压空气向壳体61b内流入。过热器61在壳体61b内的增压空气与导热管61a内的动作介质之间进行热交换。由此,动作介质成为过热状态。即,过热器61作为连接在供从增压机20向发动机10供给的空气流动的吸气线路11和供动作介质流动的循环流路36上的加热器发挥功能。壳体61b作为空气流路发挥功能,所述空气流路作为供增压空气流动的流路。
另外,过热器61并不限于翅片管式的热交换器。
[0112] 第1传感器45配置在吸气线路11中的比过热器61靠下游侧的位置。由此,能够检测在过热器61中在为与动作介质的热交换提供的增压空气中是否包含动作介质。另外,第1传感器45也可以配置于过热器61的壳体61b。
[0113] 在第7实施方式中,也能够变更为在第1〜第6实施方式中说明的方案。
[0114] (第8实施方式)
[0115] 接着,参照图12对本发明的第8实施方式的热能回收装置进行说明。另外,在第7实施方式中,仅对与第1实施方式不同的部分进行说明,与第1实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。
[0116] 在第8实施方式中,是检测从预热器63的动作介质的泄漏的结构,所述预热器63将向蒸发器31流入前的动作介质预热。具体而言,在动作介质的循环流路36中的蒸发器31的上游侧设置有预热器63。预热器63具有供动作介质流动的导热管63a和收容导热管63a的壳体63b。增压空气向壳体63b内流入。预热器63在壳体63b内的增压空气与导热管63a内的动作介质之间进行热交换。此时,液态的动作介质以液相的原状被加热而从导热管63a流出。从预热器63流出的动作介质向蒸发器31流入。预热器63作为连接在供从增压机20向发动机
10供给的空气流动的吸气线路11和供动作介质流动的循环流路36上的加热器发挥功能。壳体63b作为空气流路发挥功能,所述空气流路作为供增压空气流动的流路。另外,预热器63并不限于翅片管式的热交换器。
[0117] 第1传感器45配置在吸气线路11中的比预热器63靠下游侧的位置。由此,能够检测在预热器63中为与动作介质的热交换提供的增压空气中是否包含动作介质。另外,第1传感器45也可以配置于预热器63的壳体63b。
[0118] 在第8实施方式中,也可以变更为在第1〜第6实施方式中说明的方案。
[0119] 另外,此次公开的实施方式在全部的方面都是例示而不应被认为是限制性的。本发明的范围不是由上述实施方式的说明而是由权利要求书表示,还包含与权利要求书等价的意义及范围内的全部变更。
[0120] 例如,在第1实施方式中,也可以如图13所示那样,在抽出流路41的主流路42与分支流路43的连接部处设置干燥器46。此外,也可以在第2抽出流路51的第2主流路52与第2分支流路53的连接部处设置第2干燥器56。
[0121] 此外,在第6实施方式中,如图14所示,水分除去机构也可以是以从抽出流路41朝向下方延伸的方式分支、能够从抽出流路41朝下排出水分(液体)的液体抽排流路65。同样,也可以在第2抽出流路51中设置作为水分除去机构的液体抽排流路66。液体抽排流路66从第2抽出流路51朝向下方延伸。另外,在图5所示的形态中,也可以代替干燥器46及第2干燥器56而设置作为水分除去机构的液体抽排流路。此外,在图7所示的形态中,也可以代替排液弯管44及第2排液弯管54而设置作为水分除去机构的液体抽排流路。
[0122] 此外,也可以如图15所示那样,抽出流路41的上游侧的端部连结在吸气线路11中的空气冷却器15与发动机10之间的部位。或者,抽出流路41的上游侧的端部也可以连结在空气冷却器15的壳体的下部或吸气线路11中的蒸发器31与空气冷却器15之间的部位。
[0123] 此外,第1开闭阀V1也可以设置在循环流路36中的泵35与蒸发器31之间的部位。
[0124] 附图标记说明
[0125] 30 热能回收单元
[0126] 31 蒸发器(加热器)
[0127] 31b 壳体(空气流路)
[0128] 32 膨胀机
[0129] 33 动力回收机
[0130] 34 冷凝器
[0131] 35 泵
[0132] 36 循环流路
[0133] 38 控制部
[0134] 40 动作介质泄漏检测装置
[0135] 41 抽出流路
[0136] 42 主流路
[0137] 43 分支流路
[0138] 43h 孔
[0139] 44 排液弯管
[0140] 45 第1传感器
[0141] 45a 半导体传感器
[0142] 45b 红外线传感器
[0143] 46 干燥器
[0144] 47 排出流路
[0145] 48 排液弯管
[0146] 49 一氧化碳除去部
[0147] 55 第2传感器
[0148] 55a 半导体传感器
[0149] 55b 红外线传感器
[0150] 61 过热器(加热器)
[0151] 61b 壳体(空气流路)
[0152] 63 预热器(加热器)
[0153] 63b 壳体(空气流路)
[0154] V1 第1开闭阀
[0155] V2 第2开闭阀