CN103629855B - 内燃机余热制冷*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内燃机余热制冷***,包括内燃机冷却水道汽化器和排气汽化器,所述内燃机冷却水道汽化器的加热流体通道的流体入口与内燃机冷却水道流体出口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的加热流体通道的流体出口经液体循环泵与内燃机冷却水道流体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的气体出口与射流泵的动力流体入口连通,射流泵的低压流体入口与蒸发器连通,内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的液体入口与液体泵的液体出口连通,排气汽化器的被加热流体通道的气体出口与做功机构的工质入口连通,排气汽化器的被加热流体通道的液体入口与附属液体泵的液体出口连通,本发明的内燃机余热制冷***,结构简单、制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及热能与动力领域,尤其是一种内燃机余热制冷***。
背景技术
利用内燃机余热制冷的技术方案很多,但结构复杂,制造成本高,因此需要发明一种结构简单的制造成本低的利用内燃机余热制冷的单元。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出的技术方案如下:
方案1:一种内燃机余热制冷***,包括内燃机冷却水道汽化器和排气汽化器,所述内燃机冷却水道汽化器的加热流体通道的流体入口与内燃机冷却水道流体出口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的加热流体通道的流体出口经液体循环泵与内燃机冷却水道流体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的气体出口与射流泵的动力流体入口连通,所述射流泵的低压流体入口与蒸发器连通,所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的液体入口与液体泵的液体出口连通,所述排气汽化器的被加热流体通道的气体出口与做功机构的工质入口连通,所述排气汽化器的被加热流体通道的液体入口与附属液体泵的液体出口连通。
方案2:在方案1的基础上,所述做功机构设为透平。
方案3:在方案1的基础上,所述做功机构的工质出口与所述射流泵的动力流体入口连通。
方案4:在方案1或2案的基础上,所述做功机构的工质出口与附属射流泵的动力流体入口连通,所述附属射流泵的低压流体入口与附属蒸发器连通。
方案5:在方案4的基础上,所述附属射流泵的流体出口与附属冷凝冷却器连通,所述附属冷凝冷却器的液体出口与所述附属液体泵的液体入口连通。
方案6:在方案5的基础上,所述附属冷凝冷却器的液体出口经节流控制阀或经节流结构与所述附属蒸发器的液体入口连通。
方案7:在方案5的基础上,所述附属射流泵的流体出口经回热器的加热流体通道与所述附属冷凝冷却器连通;所述附属冷凝冷却器的液体出口经所述回热器的被加热流体通道与所述附属液体泵的液体入口连通,或所述附属冷凝冷却器的液体出口与所述附属液体泵的液体入口连通,所述附属液体泵的液体出口经所述回热器的被加热流体通道与所述排气汽化器的被加热流体通道的液体入口连通。
方案8:在上述所有设有附属冷凝冷却器的结构中,都可以选择性地将所述附属冷凝冷却器设为混合式冷凝冷却器,所述混合式冷凝冷却器包括混合器、排热器和循环泵,所述附属射流泵的流体出口与所述混合器连通,在所述混合器的液相区设循环液体出口,在所述混合器的气相区设液体喷嘴,所述循环液体出口经所述排热器与所述液体喷嘴连通,所述循环泵设在所述循环液体出口与所述液体喷嘴之间的连通通道上,所述混合器的液相区与所述附属液体泵的液体入口连通。
方案9:在方案8的基础上,在所述排热器与所述液体喷嘴之间的连通通道上设旁通口,所述旁通口经节流控制阀或经节流结构与所述附属蒸发器的液体入口连通。
方案10:在方案8的基础上,所述混合器的液相区经节流控制阀或经节流结构与所述附属蒸发器连通。
方案11:在上述方案中任一方案的基础上,所述射流泵的流体出口与冷凝冷却器连通,所述冷凝冷却器的液体出口与所述液体泵的液体入口连通。
方案12:在方案11的基础上,所述冷凝冷却器的液体出口经节流控制阀或经节流结构与所述蒸发器的液体入口连通。
方案13:在方案12的基础上,在所述冷凝冷却器的液体出口与所述蒸发器的液体入口之间的连通通道上设冷却器。
方案14:在方案11的基础上,可以选择性地使所述射流泵的流体出口经回热器的加热流体通道与所述冷凝冷却器连通;所述冷凝冷却器的液体出口经所述回热器的被加热流体通道与所述液体泵的液体入口连通,或所述冷凝冷却器的液体出口与所述液体泵的液体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的液体入口经所述回热器的被加热流体通道与所述液体泵的液体出口连通。
方案15:在上述设有所述冷凝冷却器的结构中,都可以选择性地将所述冷凝冷却器设为混合式冷凝冷却器,所述混合式冷凝冷却器包括混合器、排热器和循环泵,所述射流泵的流体出口与所述混合器连通,在所述混合器的液相区设循环液体出口,在所述混合器的气相区设液体喷嘴,所述循环液体出口经所述排热器与所述液体喷嘴连通,所述循环泵设在所述循环液体出口与所述液体喷嘴之间的连通通道上,所述混合器的液相区与所述液体泵的液体入口连通。
方案16:在方案15的基础上,在所述排热器与所述液体喷嘴之间的连通通道上设旁通口,所述旁通口经节流控制阀或经节流结构与所述蒸发器的液体入口连通。
方案17:在方案15的基础上,所述混合器的液相区经节流控制阀或经节流结构与所述蒸发器的液体入口连通。
方案18:本发明中的上述所有方案中,都可以选择性地在所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的气体出口与所述射流泵的动力流体入口之间的连通通道上设压气机。
方案19:在方案18的基础上所述做功机构对所述压气机输出动力。
方案20:一种内燃机余热制冷***,包括内燃机冷却水道汽化器和排气汽化器,所述内燃机冷却水道汽化器的加热流体通道的流体入口与内燃机冷却水道流体出口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的加热流体通道的流体出口经液体循环泵与内燃机冷却水道流体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的气体出口与射流泵的低压流体入口连通,所述排气汽化器的被加热流体通道的气体出口与所述射流泵的动力流体入口连通,所述射流泵的流体出口与附属射流泵的动力流体入口连通,所述附属射流泵的低压流体入口与蒸发器连通,所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的液体入口与液体泵的液体出口连通,所述排气汽化器的被加热流体通道的液体入口与附属液体泵的液体出口连通。
方案21:在方案20的基础上,在所述内燃机冷却水道汽化器内设高压汽化受热通道,所述排气汽化器的被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道与所述附属液体泵的液体出口连通。
方案22:在方案20或方案21的基础上,所述附属射流泵的流体出口与冷凝冷却器连通,所述冷凝冷却器的液体出口与所述液体泵的液体入口连通,所述冷凝冷却器的液体出口与所述附属液体泵的液体入口连通。
方案23:在方案20或方案21的基础上,所述附属射流泵的流体出口经回热器的加热流体通道与冷凝冷却器连通;所述冷凝冷却器的液体出口经所述回热器的被加热流体通道与所述液体泵的液体入口连通,或所述冷凝冷却器的液体出口与所述液体泵的液体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的液体入口经所述回热器的被加热流体通道与所述液体泵的液体出口连通。
方案24:在方案20或方案21或方案23的基础上,所述附属射流泵的流体出口经回热器的加热流体通道与冷凝冷却器连通;所述冷凝冷却器的液体出口经所述回热器的被加热流体通道与所述附属液体泵的液体入口连通,或所述冷凝冷却器的液体出口与所述附属液体泵的液体入口连通,所述附属液体泵的液体出口经所述回热器的被加热流体通道与所述排气汽化器的被加热流体通道的液体入口连通。
方案25:在方案22-24中任一方案的基础上,所述冷凝冷却器设为混合式冷凝冷却器,所述混合式冷凝冷却器包括混合器、排热器和循环泵,所述附属射流泵的流体出口与所述混合器连通,在所述混合器的液相区设循环液体出口,在所述混合器的气相区设液体喷嘴,所述循环液体出口经所述排热器与所述液体喷嘴连通,所述循环泵设在所述循环液体出口与所述液体喷嘴之间的连通通道上,所述混合器的液相区与所述液体泵的液体入口连通,其中,以方案22为基础的方案中,所述混合器的液相区与所述附属液体泵的液体入口连通。
方案26:在方案25的基础上,在所述排热器与所述液体喷嘴之间的连通通道上设旁通口,所述旁通口经节流控制阀或经节流结构与所述蒸发器的液体入口连通。
方案27:在方案25的基础上,所述混合器的液相区经节流控制阀或节流结构与所述蒸发器的液体入口连通。
方案28:在方案20-27中任一方案的基础上,每个所述射流泵与两个以上所述附属射流泵对应设置。
方案29:在上述所有方案中任一方案的基础上,在所述内燃机冷却水道汽化器内设高压汽化受热通道,所述排气汽化器的被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道与所述附属液体泵的液体出口连通。
方案30:上述所有设有所述冷凝冷却器的液体出口和所述蒸发器液体入口连通的结构的技术方案中,都可以选择性地在所述冷凝冷却器的液体出口与所述蒸发器的液体入口之间的连通通道上设冷却器。
方案31:上述所有设有所述附属冷凝冷却器的液体出口和所述附属蒸发器的液体入口连通的结构的技术方案中,都可以选择性地在所述附属冷凝冷却器的液体出口与所述附属蒸发器的液体入口之间的连通通道上设冷却器。
方案32:上述所有设有所述冷凝冷却器的液体出口和所述附属蒸发器的液体入口连通的结构的技术方案中,都可以选择性地在所述冷凝冷却器的液体出口与所述附属蒸发器的液体入口之间的连通通道上设冷却器。
方案33:上述所有设有所述冷凝冷却器的技术方案中,都可以选择性地使所述冷凝冷却器的液体出口经节流控制阀或经节流结构与所述蒸发器的液体入口连通。
方案34:上述所有同时设有所述蒸发器和所述附属蒸发器的技术方案中,都可以选择性地使所述蒸发器和所述附属蒸发器一体化设置。
方案35:上述所有同时设有所述冷凝冷却器和所述附属冷凝冷却器的技术方案中,都可以选择性地使所述冷凝冷却器和所述附属冷凝冷却器一体化设置。
方案36:以上所有技术方案,都可以选择性地在所述内燃机冷却水道汽化器的加热流体通道的流体出口与所述内燃机冷却水道流体入口之间的连通通道上设机油冷却器。
本发明中,以上设有所述冷凝冷却器的结构中,可以将所述冷凝冷却器作为热源对用热单元提供热量,例如可以用于提供热水或取暖。
本发明中,设置所述节流控制阀或所述节流结构还可以控制流动阻力。
本发明中,所谓的“做功机构”是指利用气体的膨胀对外输出动力的机构,例如透平、气缸活塞机构等。
本发明中,所谓的“蒸发器”和“附属蒸发器”是指在外部抽真空的作用下使其内部液体蒸发降温的装置,可以将其内部温度较低的液体作为循环介质对外进行制冷,也可以利用所述蒸发器和所述附属蒸发器的壁对外吸热进行制冷。
本发明中,所述射流泵和所述附属射流泵都是射流泵,名称不同只是为了区分而定义的。
本发明中,所述蒸发器和所述附属蒸发器都是蒸发器,名称不同只是为了区分而定义的。
本发明中,所述液体泵和所述附属液体泵都是液体泵,名称不同只是为了区分而定义的。
本发明中,所述冷凝冷却器和所述附属冷凝冷却器都是冷凝冷却器,名称不同只是为了区分而定义的。
为了回收润滑***中的余热,所述机油冷却器可以作为热源对进入所述内燃机冷却水道汽化器的被加热流体通道的液体进行加热,从而回收润滑***中的余热。
本发明中,所述液体循环泵可以为发动机冷却***自带的泵。
本发明中,所谓的“汽化器的被加热流体通道”是指在该汽化器中被汽化的流体的流通通道,所谓的“汽化器的加热流体通道”是指在该汽化器中给被汽化的流体提供热量的流体的流通通道,在汽化器中,温度升高被汽化的流体称为被加热流体,温度降低的流体称为加热流体。
本发明中,所谓的“回热器的加热流体通道”指设置在回热器上的用于供加热流体通过的通道,所谓的“回热器的被加热流体通道”是指设置在回热器上的用于供被加热流体通过的通道,在所述回热器中,温度升高的流体称为被加热流体,温度降低的流体称为加热流体。
本发明中的工质可以是单物质的液体,也可以是溶液,但是应在循环中能够汽化和冷凝(但在内燃机冷却水道中的循环冷却液体除外,因内燃机冷却水道循环冷却***中的工质应尽量避免汽化)。
本发明中,所谓的“射流泵”是指通过动力流体引射非动力流体,两流体相互作用从一个出口排出的装置;所述射流泵可以是传统射流泵,也可以是非传统射流泵。
本发明中,所谓的“传统射流泵”是指由两个套装设置的管构成的,向内管提供高压动力流体,内管高压动力流体在外管内喷射,在内管高压动力流体喷射和外管的共同作用下使内外管之间的其他流体(从外管进入的流体)沿内管高压动力流体的喷射方向产生运动的装置;所述射流泵的外管可以有缩扩区,外管可以设为文丘里管,内管喷嘴可以设为拉瓦尔喷管,所谓的“缩扩区”是指外管内截面面积发生变化的区域;所述射流泵至少有三个接口或称通道,即动力流体入口、低压流体入口和流体出口。
本发明中,所谓的“非传统射流泵”是指由两个或两个以上相互套装设置或相互并列设置的管构成的,其中至少一个管与动力流体源连通,并且动力流体源中的动力流体的流动能够引起其他管中的流体产生定向流动的装置;所述射流泵的管可以有缩扩区,可以设为文丘里管,管的喷管可以设为拉瓦尔喷管,所谓的“缩扩区”是指管内截面面积发生变化的区域;所述射流泵至少有三个接口或称通道,即动力流体入口、低压流体入口和流体出口,所谓的“低压流体入口”是指所述射流泵外管的入口,所谓的“流体出口”是指所述射流泵外管的出口;所述射流泵可以包括多个动力流体入口,在包括多个所述动力流体入口的结构中,所述动力流体入口可以布置在所述低压流体入口的管道中心区,也可以布置在所述低压流体入口的管道壁附近,所述动力流体入口也可以是环绕所述低压流体入口管道壁的环形喷管。
本发明中,所述射流泵包括多级射流泵,多股射流泵和脉冲射流泵等。
本发明中,所谓的“A和B一体化设置”是指A和B合二为一;或者,按照流体流动关系A处于上游,B出于下游,A与B连通,A与B之间可以存在压力和温度差异;或者,B处于上游,A出于下游,A与B连通,A与B之间可以存在压力和温度差异。
本发明中,应根据热能与动力领域的公知技术,在必要的地方设置必要的部件、单元或***等。
本发明的有益效果如下:
本发明所述内燃机余热制冷***,结构简单,效率高,成本低。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1的结构示意图;
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图;
图3所示的是本发明实施例3的结构示意图;
图4所示的是本发明实施例4的结构示意图;
图5所示的是本发明实施例5的结构示意图;
图6所示的是本发明实施例6的结构示意图;
图7是本发明实施例7的结构示意图;
图8是本发明实施例8的结构示意图;
图9是本发明实施例9的结构示意图;
图10是本发明实施例10的结构示意图;
图11是本发明实施例11的结构示意图;
图12是本发明实施例12的结构示意图;
图13是本发明实施例13的结构示意图;
图14是本发明实施例14的结构示意图;
图15是本发明实施例15的结构示意图;
图16是本发明实施例16的局部结构示意图;
图17是本发明实施例17的结构示意图;
图18是本发明实施例18的结构示意图;
图19是本发明实施例19的局部结构示意图;
图20是本发明实施例20的结构示意图,
图中:
1内燃机冷却水道汽化器、2排气汽化器、3射流泵、31附属射流泵、4蒸发器、41附属蒸发器、5液体泵、51附属液体泵、52液体循环泵、6透平、7冷凝冷却器、71附属冷凝冷却器、73冷却器、77混合式冷凝冷却器、771混合器、772排热器、773循环泵、774液体喷嘴、775循环液体出口、776旁通口、8节流控制阀、81节流结构、9机油冷却器、10压气机、600回热器、101高压汽化受热通道。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的内燃机余热制冷***,包括内燃机冷却水道汽化器1和排气汽化器2,所述内燃机冷却水道汽化器1的加热流体通道的流体入口与内燃机冷却水道流体出口连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的加热流体通道的流体出口经液体循环泵52与内燃机冷却水道流体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的气体出口与射流泵3的动力流体入口连通,所述射流泵3的低压流体入口与蒸发器4连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的液体入口与液体泵5的液体出口连通,所述排气汽化器2的被加热流体通道的气体出口与做功机构的工质入口连通,所述排气汽化器2的被加热流体通道的液体入口与附属液体泵51的液体出口连通。
图中,所述做功机构设为透平6,作为可以变换的实施方式,所述做功机构还可以设为其他形式的做功机构,比如气缸活塞机构等。
实施例2
如图2所示内燃机余热制冷***,其在实施例1的基础上:所述透平6的工质出口与附属射流泵31的动力流体入口连通,所述附属射流泵31的低压流体入口与附属蒸发器41连通。
实施例3
如图3所示内燃机余热制冷***,其在实施例2的基础上:在所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的气体出口与所述射流泵3的动力流体入口之间的连通通道上设压气机10,所述做功机构对所述压气机10输出动力,即图中所述透平6对所述压气机10输出动力。
实施例4
如图4所示内燃机余热制冷***,其在实施例3的基础上:所述射流泵3的流体出口与冷凝冷却器7连通,所述冷凝冷却器7的液体出口与所述液体泵5的液体入口连通,所述冷凝冷却器7的液体出口经节流控制阀8与所述蒸发器4的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,所述冷凝冷却器7的液体出口可以不与所述蒸发器4的液体入口连通;所述附属射流泵31及其关联结构可以不设。
实施例5
如图5所示内燃机余热制冷***,其在实施例4的基础上:所述附属射流泵31的流体出口与附属冷凝冷却器71连通,所述附属冷凝冷却器71的液体出口与所述附属液体泵51的液体入口连通,所述附属冷凝冷却器71的液体出口经节流结构81与所述附属蒸发器41的液体入口连通,在所述附属冷凝冷却器71的液体出口与所述附属蒸发器41的液体入口之间的连通通道上设冷却器73。
可选择地,在所述冷凝冷却器7的液体出口与所述蒸发器4的液体入口之间的连通通道上设冷却器73。
作为可以变换的实施方式,所述冷凝冷却器7及其关联结构可以不设。
作为可以变换的实施方式,所述附属冷凝冷却器71的液体出口可以不与所述附属蒸发器41的液体入口连通。
实施例6
如图6所示内燃机余热制冷***,其在实施例4的基础上:所述冷凝冷却器7设为混合式冷凝冷却器77,所述混合式冷凝冷却器77包括混合器771、排热器772和循环泵773,所述射流泵3的流体出口与所述混合器771连通,在所述混合器771的液相区设循环液体出口775,在所述混合器771的气相区设液体喷嘴774,所述循环液体出口775经所述排热器772与所述液体喷嘴774连通,所述循环泵773设在所述循环液体出口775与所述液体喷嘴774之间的连通通道上,所述混合器771的液相区与所述液体泵5的液体入口连通,所述混合器771的液相区经节流控制阀8与所述蒸发器4连通。
实施例7
如图7所示内燃机余热制冷***,其与实施例6的区别在于:取消所述混合器771的液相区与所述蒸发器4的连通,在所述排热器772与所述液体喷嘴774之间的连通通道上设旁通口776,所述旁通口776经节流控制阀8与所述蒸发器4的液体入口连通。
实施例8
如图8所示内燃机余热制冷***,其在实施例1的基础上:在所述内燃机冷却水道汽化器1的加热流体通道的流体出口与所述内燃机冷却水道流体入口之间的连通通道上设机油冷却器9。
实施例9
如图9所示内燃机余热制冷***,其在实施例1的基础上:所述透平6的工质出口与所述射流泵3的动力流体入口连通。
实施例10
如图10所示内燃机余热制冷***,其在实施例9的基础上:所述射流泵3的流体出口与冷凝冷却器7连通,所述冷凝冷却器7的液体出口与所述液体泵5的液体入口连通,所述冷凝冷却器7的液体出口经节流控制阀8与所述蒸发器4的液体入口连通。
具体实施时可选择地,所述冷凝冷却器7的液体出口与所述附属液体泵51的液体入口连通。
实施例11
如图11所示内燃机余热制冷***,其与实施例5的区别在于:所述冷凝冷却器7和所述附属冷凝冷却器71一体化设置。
实施例12
如图12所示内燃机余热制冷***,其与实施例3的区别在于:所述蒸发器4和所述附属蒸发器41一体化设置。
实施例13
如图13所示内燃机余热制冷***,其在实施例5的基础上:所述附属射流泵31的流体出口经一个回热器600的加热流体通道与所述附属冷凝冷却器71的液体入口连通;所述附属冷凝冷却器71的液体出口经该一个所述回热器600的被加热流体通道与所述附属液体泵51的液体入口连通。
所述射流泵3的流体出口经另一个回热器600的加热流体通道与所述冷凝冷却器7的液体入口连通;所述冷凝冷却器7的液体出口经该另一个所述回热器600的被加热流体通道与所述液体泵5的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,可以改为将所述附属冷凝冷却器71的液体出口与所述附属液体泵51的液体入口连通,所述附属液体泵51的液体出口经该一个所述回热器600的被加热流体通道与所述排气汽化器2的被加热流体通道的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,可以改为将所述冷凝冷却器7的液体出口与所述液体泵5的液体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的液体入口经该另一个所述回热器600的被加热流体通道与所述液体泵5的液体出口连通。
实施例14
如图14所示的内燃机余热制冷***,其在实施例2的基础上:在所述内燃机冷却水道汽化器1内设高压汽化受热通道101,所述排气汽化器2的被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道101与所述附属液体泵51的液体出口连通。
作为可以变换的实施方式,以上所有涉及所述冷凝冷却器7、所述附属冷凝冷却器71或所述混合式冷凝冷却器77的实施方式中,均可参照实施例13及其变换得到的方式增设所述回热器600。
本发明的上述所有实施方式中均将所述做功机构设为了所述透平6,作为可以变换的实施方式,所述做功机构可以不限于透平而选择其它的做功机构,例如气缸活塞机构等。
作为可以变换的实施方式,本发明的上述所有实施方式,均可参照实施例9将所述做功机构的工质出口与所述射流泵3的动力流体入口连通,并取消和所述做功机构的工质出口连接的相关结构(包括所述附属射流泵31、所述附属蒸发器41以及所述附属冷凝冷却器7等,如果该实施方式包括这些结构的话),在设有所述冷凝冷却器7的实施方式中,还可以进一步选择性地使所述冷凝冷却器7与所述附属液体泵51的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,上述所有设有所述压气机10的实施方式中,所述压气机10都可以取消不设,以上所有未设所述压气机10实施方式中,都可以选择性地在所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的气体出口与所述射流泵3的动力流体入口之间的连通通道上设压气机10,还可进一步选择性地使所述做功机构对所述压气机输出动力。
作为可以变换的实施方式,以上所有设有所述冷凝冷却器7的实施方式中以及所有设有所述附属冷凝冷却器71的实施方式中,都可以选择性地参照实施例6或实施例7将所述冷凝冷却器7、所述附属冷凝冷却器71设为设为混合式冷凝冷却器77,并进一步地选择性地参照实施例7在所述排热器772与所述液体喷嘴774之间的连通通道上设旁通口776,所述旁通口776经节流控制阀8或经节流结构81与所述蒸发器4(如果该实施方式中包括蒸发器4的话)、所述附属蒸发器41(如果该实施方式中包括附属蒸发器41的话)的液体入口连通,或参照实施例6使所述混合器771的液相区经节流控制阀8或经节流结构81与所述蒸发器4、所述附属蒸发器41的液体入口连通。
实施例15
如图15所示内燃机余热制冷***,包括内燃机冷却水道汽化器1、排气汽化器2,所述内燃机冷却水道汽化器1的加热流体通道的流体入口与内燃机冷却水道流体出口连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的加热流体通道的流体出口经液体循环泵52与内燃机冷却水道流体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的气体出口与射流泵3的低压流体入口连通,所述排气汽化器2的被加热流体通道的气体出口与所述射流泵3的动力流体入口连通,所述射流泵3的流体出口与附属射流泵31的动力流体入口连通,所述附属射流泵31的低压流体入口与蒸发器4连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的液体入口与液体泵5的液体出口连通,所述排气汽化器2的被加热流体通道的液体入口与附属液体泵51的液体出口连通。
实施例16
如图16所示的内燃机余热制冷***,其在实施例15的基础上:所述附属射流泵31的流体出口与冷凝冷却器7连通,所述冷凝冷却器7的液体出口与所述液体泵5的液体入口连通,所述冷凝冷却器7的液体出口与所述附属液体泵51的液体入口连通,所述冷凝冷却器7的液体出口经节流控制阀8与所述蒸发器4的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,所述冷凝冷却器7的液体出口可以不与所述蒸发器4的液体入口连通。
实施例17
如图17所示的内燃机余热制冷***,其在实施例16的基础上:所述冷凝冷却器7设为混合式冷凝冷却器77,所述混合式冷凝冷却器77包括混合器771、排热器772和循环泵773,所述附属射流泵31的流体出口与所述混合器771连通,在所述混合器771的液相区设循环液体出口775,在所述混合器771的气相区设液体喷嘴774,所述循环液体出口775经所述排热器772与所述液体喷嘴774连通,所述循环泵773设在所述循环液体出口775与所述液体喷嘴774之间的连通通道上,所述混合器771的液相区与所述液体泵5的液体入口连通,所述混合器771的液相区经节流控制阀8与所述蒸发器4的液体入口连通,所述混合器71的液相区与所述附属液体泵51的液体入口连通。
作为可变换地实施方式,可参照实施例7,在所述排热器772与所述液体喷嘴774之间的连通通道上设旁通口776,所述旁通口776经节流控制阀8或节流结构81与所述蒸发器4的液体入口连通。
实施例18
如图18所示的内燃机余热制冷***,其在实施例17的基础上:所述附属射流泵31的流体出口经回热器600的加热流体通道与所述混合式冷凝冷却器77的混合器771的气体工质入口连通,所述混合式冷凝冷却器77的混合器771的液体工质出口经所述回热器600的被加热流体通道与所述附属液体泵51的液体入口连通,所述混合式冷凝冷却器77的所述混合器771的液体工质出口经所述回热器600的被加热流体通道与所述液体泵5的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,所述混合式冷凝冷却器77的混合器771的液体工质出口与所述附属液体泵51的液体入口连通,所述附属液体泵51的液体出口经所述回热器600的被加热流体通道与所述排气汽化器2的被加热流体通道的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,混合式冷凝冷却器77的混合器771的液体工质出口与所述液体泵5的液体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道的液体入口经所述回热器600的被加热流体通道与液体泵5的液体出口连通。
作为可以变换的实施方式,可以使所述液体泵5的液体入口和所述附属液体泵51的液体入口中的一个经所述回热器600的被加热流体通道与所述混合式冷凝冷却器77的混合器771的液体工质出口连通,另一个直接与所述混合式冷凝冷却器77的混合器771的液体工质出口连通。
作为可以变换的实施方式,可参照实施例7在所述排热器772与液体喷嘴774之间的连通通道上设旁通口776,所述旁通口776经节流控制阀8或节流结构81与所述蒸发器4的液体入口连通。
实施例19
如图19所示的内燃机余热制冷***,其在实施例15的基础上:在所述内燃机冷却水道汽化器1内设高压汽化受热通道101,所述排气汽化器2被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道101与所述附属液体泵51的液体出口连通。
实施例20
如图20所示的内燃机余热制冷***,其与实施例15的区别在于:每个所述射流泵3与两个以上所述附属射流泵31对应设置,图中所述射流泵3与两个所述附属射流泵31对应设置,即所述射流泵3的流体出口分别与两个所述附属射流泵31的动力流体入口连通;本实施例中,两个所述附属射流泵31的低压流体入口与同一个所述蒸发器4连通。
可选择地,两个所述射流泵3与三个以上所述附属射流泵31对应设置。
作为可以变换的实施方式,本发明中的所有所述附属射流泵31的流体出口与所述冷凝冷却器7连通的实施方式中,均可参照实施例18及其可变换的实施方式,设置所述回热器600。
作为可以变换的实施方式,本发明中的所有所述射流泵3与所述附属射流泵31串联的实施方式中,在均可参照实施例20,使所述射流泵3与两个以上所述附属射流泵31对应设置,两个以上的所述附属射流泵31流体出口与同一个或不同的冷凝冷却器7的气体入口连通,两个以上所述附属射流泵31的低压流体入口与同一个或与不同的蒸发器4连通。
作为可以变换的实施方式,上述所有同时设置所述蒸发器4和所述附属蒸发器41的实施方式中,所述蒸发器4和所述附属蒸发器41均可以一体化设置。同样,涉及所述冷凝冷却器7和所述附属冷凝冷却器71的实施方式中,所述冷凝冷却器7和所述附属冷凝冷却器71也均可以一体化设置。在设有所述节流控制阀8或设有所述节流结构81的结构中,所述节流结构81和所述节流控制阀8可以相互替换。
作为可以变换的实施方式,上述所有设有所述附属冷凝冷却器71的液体出口和所述附属蒸发器41的液体入口连通的结构的实施方式中,都可以选择性地在所述附属冷凝冷却器71的液体出口与所述附属蒸发器41的液体入口之间的连通通道上设冷却器73。
作为可以变换的实施方式,上述所有设有所述冷凝冷却器7的液体出口和所述蒸发器4的液体入口连通的结构的实施方式中,都可以选择性地在所述冷凝冷却器7的液体出口与所述蒸发器4的液体入口之间的连通通道上设冷却器73。
作为可以变换的实施方式,上述所有设有所述冷凝冷却器7的液体出口和所述附属蒸发器41的液体入口连通的结构的实施方式中,都可以选择性地在所述冷凝冷却器7的液体出口与所述附属蒸发器41的液体入口之间的连通通道上设冷却器73。
作为可以变换的实施方式,上述所有设有所述射流泵3的实施方式中,都可以选择性地使所述射流泵3的流体出口与所述冷凝冷却器7连通,并可进一步选择性地使所述冷凝冷却器7的液体出口经节流控制阀8或经节流结构81与所述蒸发器4的液体入口连通。
作为可以变换的实施方式,以上所有实施方式具体实施时,都可选择性地参照实施例14或实施例19在所述内燃机冷却水道汽化器1内设高压汽化受热通道101,并使所述排气汽化器2的被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道101与所述附属液体泵51的液体出口连通。
作为可以变换的实施方式,以上所有实施方式具体实施时,都可选择性地参照实施例8在所述内燃机冷却水道汽化器1的加热流体通道的流体出口与所述内燃机冷却水道流体入口之间的连通通道上设机油冷却器9。
本发明中的所述内燃机余热制冷***中工质根据工况而定;在有三个工质循环通道的实施例中,比如实施例5中,所述排气汽化器2的被加热流体通道、所述透平6、所述附属射流泵31、所述附属冷凝冷却器71、所述附属蒸发器41构成一个循环,所述内燃机冷却水道汽化器1的被加热流体通道、所述压气机10、所述射流泵3、所述冷凝冷却器7、所述蒸发器4构成另外一个循环、内燃机的冷却水道构成第三个循环,三个循环中的工质可以相同,也可以不同,比如三个循环中都用水作为循环工质;或者两个循环中采用水作为循环工质,第三个循环中采用醇做循环工质;或者两个循环中分别用不同的醇作为循环工质,另外一个循环用水作为工作;采用醇作为工质时,所述的醇可以选甲醇或者乙醇。
显然,本发明不限于以上实施例,根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案,可以推导出或联想出许多变型方案,所有这些变型方案,也应认为是本发明的保护范围。
Claims (43)
1.一种内燃机余热制冷***,包括内燃机冷却水道汽化器(1)和排气汽化器(2),其特征在于:所述内燃机冷却水道汽化器(1)的加热流体通道的流体入口与内燃机冷却水道流体出口连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的加热流体通道的流体出口经液体循环泵(52)与内燃机冷却水道流体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的被加热流体通道的气体出口与射流泵(3)的动力流体入口连通,所述射流泵(3)的低压流体入口与蒸发器(4)连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的被加热流体通道的液体入口与液体泵(5)的液体出口连通,所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的气体出口与做功机构的工质入口连通,所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的液体入口与附属液体泵(51)的液体出口连通。
2.如权利要求1所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述做功机构设为透平(6)。
3.如权利要求1所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述做功机构的工质出口与所述射流泵(3)的动力流体入口连通。
4.如权利要求1所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述做功机构的工质出口与附属射流泵(31)的动力流体入口连通,所述附属射流泵(31)的低压流体入口与附属蒸发器(41)连通。
5.如权利要求4所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属射流泵(31)的流体出口与附属冷凝冷却器(71)连通,所述附属冷凝冷却器(71)的液体出口与所述附属液体泵(51)的液体入口连通。
6.如权利要求5所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属冷凝冷却器(71)的液体出口经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述附属蒸发器(41)的液体入口连通。
7.如权利要求6所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述附属冷凝冷却器(71)的液体出口与所述附属蒸发器(41)的液体入口之间的连通通道上设冷却器(73)。
8.如权利要求5所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属冷凝冷却器(71)设为混合式冷凝冷却器(77),所述混合式冷凝冷却器(77)包括混合器(771)、排热器(772)和循环泵(773),所述附属射流泵(31)的流体出口与所述混合器(771)连通,在所述混合器(771)的液相区设循环液体出口(775),在所述混合器(771)的气相区设液体喷嘴(774),所述循环液体出口(775)经所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)连通,所述循环泵(773)设在所述循环液体出口(775)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上,所述混合器(771)的液相区与所述附属液体泵(51)的液体入口连通。
9.如权利要求8所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上设旁通口(776),所述旁通口(776)经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述附属蒸发器(41)的液体入口连通。
10.如权利要求8所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述混合器(771)的液相区经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述附属蒸发器(41)的液体入口连通。
11.如权利要求5所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属射流泵(31)的流体出口经回热器(600)的加热流体通道与所述附属冷凝冷却器(71)连通;所述附属冷凝冷却器(71)的液体出口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述附属液体泵(51)的液体入口连通,或所述附属冷凝冷却器(71)的液体出口与所述附属液体泵(51)的液体入口连通,所述附属液体泵(51)的液体出口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的液体入口连通。
12.如权利要求11所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属冷凝冷却器(71)设为混合式冷凝冷却器(77),所述混合式冷凝冷却器(77)包括混合器(771)、排热器(772)和循环泵(773),所述附属射流泵(31)的流体出口与所述混合器(771)连通,在所述混合器(771)的液相区设循环液体出口(775),在所述混合器(771)的气相区设液体喷嘴(774),所述循环液体出口(775)经所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)连通,所述循环泵(773)设在所述循环液体出口(775)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上,所述混合器(771)的液相区与所述附属液体泵(51)的液体入口连通。
13.如权利要求12所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上设旁通口(776),所述旁通口(776)经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述附属蒸发器(41)的液体入口连通。
14.如权利要求12所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述混合器(771)的液相区经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述附属蒸发器(41)的液体入口连通。
15.如权利要求1所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述内燃机冷却水道汽化器(1)的被加热流体通道的气体出口与所述射流泵(3)的动力流体入口之间的连通通道上设压气机(10)。
16.如权利要求15所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述做功机构对所述压气机(10)输出动力。
17.如权利要求1所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述内燃机冷却水道汽化器(1)内设高压汽化受热通道(101),所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道(101)与所述附属液体泵(51)的液体出口连通。
18.如权利要求2至16中任一项所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述内燃机冷却水道汽化器(1)内设高压汽化受热通道(101),所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道(101)与所述附属液体泵(51)的液体出口连通。
19.如权利要求1至17中任一项所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述射流泵(3)的流体出口与冷凝冷却器(7)连通,所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述液体泵(5)的液体入口连通。
20.如权利要求19所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述冷凝冷却器(7)的液体出口经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
21.如权利要求20所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述蒸发器(4)的液体入口之间的连通通道上设冷却器(73)。
22.如权利要求19所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述冷凝冷却器(7)设为混合式冷凝冷却器(77),所述混合式冷凝冷却器(77)包括混合器(771)、排热器(772)和循环泵(773),所述射流泵(3)的流体出口与所述混合器(771)连通,在所述混合器(771)的液相区设循环液体出口(775),在所述混合器(771)的气相区设液体喷嘴(774),所述循环液体出口(775)经所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)连通,所述循环泵(773)设在所述循环液体出口(775)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上,所述混合器(771)的液相区与所述液体泵(5)的液体入口连通。
23.如权利要求19所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述射流泵(3)的流体出口经回热器(600)的加热流体通道与所述冷凝冷却器(7)连通;所述冷凝冷却器(7)的液体出口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述液体泵(5)的液体入口连通,或所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述液体泵(5)的液体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的被加热流体通道的液体入口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述液体泵(5)的液体出口连通。
24.如权利要求23所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述冷凝冷却器(7)设为混合式冷凝冷却器(77),所述混合式冷凝冷却器(77)包括混合器(771)、排热器(772)和循环泵(773),所述射流泵(3)的流体出口与所述混合器(771)连通,在所述混合器(771)的液相区设循环液体出口(775),在所述混合器(771)的气相区设液体喷嘴(774),所述循环液体出口(775)经所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)连通,所述循环泵(773)设在所述循环液体出口(775)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上,所述混合器(771)的液相区与所述液体泵(5)的液体入口连通。
25.如权利要求22或24所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上设旁通口(776),所述旁通口(776)经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
26.如权利要求22或24所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述混合器(771)的液相区经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
27.如权利要求4至14中任一项所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述蒸发器(4)和所述附属蒸发器(41)一体化设置。
28.如权利要求5至14中任一项所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述射流泵(3)的流体出口与冷凝冷却器(7)连通,所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述液体泵(5)的液体入口连通,所述冷凝冷却器(7)和所述附属冷凝冷却器(71)一体化设置。
29.一种内燃机余热制冷***,包括内燃机冷却水道汽化器(1)和排气汽化器(2),其特征在于:所述内燃机冷却水道汽化器(1)的加热流体通道的流体入口与内燃机冷却水道流体出口连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的加热流体通道的流体出口经液体循环泵(52)与内燃机冷却水道流体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的被加热流体通道的气体出口与射流泵(3)的低压流体入口连通,所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的气体出口与所述射流泵(3)的动力流体入口连通,所述射流泵(3)的流体出口与附属射流泵(31)的动力流体入口连通,所述附属射流泵(31)的低压流体入口与蒸发器(4)连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的被加热流体通道的液体入口与液体泵(5)的液体出口连通,所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的液体入口与附属液体泵(51)的液体出口连通。
30.如权利要求29所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述内燃机冷却水道汽化器(1)内设高压汽化受热通道(101),所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的液体入口经所述高压汽化受热通道(101)与所述附属液体泵(51)的液体出口连通。
31.如权利要求29或30所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属射流泵(31)的流体出口与冷凝冷却器(7)连通,所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述液体泵(5)的液体入口连通,所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述附属液体泵(51)的液体入口连通。
32.如权利要求31所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述冷凝冷却器(7)的液体出口经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
33.如权利要求31所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述冷凝冷却器(7)设为混合式冷凝冷却器(77),所述混合式冷凝冷却器(77)包括混合器(771)、排热器(772)和循环泵(773),所述附属射流泵(31)的流体出口与所述混合器(771)连通,在所述混合器(771)的液相区设循环液体出口(775),在所述混合器(771)的气相区设液体喷嘴(774),所述循环液体出口(775)经所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)连通,所述循环泵(773)设在所述循环液体出口(775)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上,所述混合器(771)的液相区与所述液体泵(5)的液体入口连通,所述混合器(771)的液相区与所述附属液体泵(51)的液体入口连通。
34.如权利要求33所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上设旁通口(776),所述旁通口(776)经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
35.如权利要求33所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述混合器(771)的液相区经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
36.如权利要求29或30所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属射流泵(31)的流体出口经回热器(600)的加热流体通道与冷凝冷却器(7)连通;所述冷凝冷却器(7)的液体出口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述液体泵(5)的液体入口连通,或所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述液体泵(5)的液体入口连通,所述内燃机冷却水道汽化器(1)的被加热流体通道的液体入口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述液体泵(5)的液体出口连通。
37.如权利要求36所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述冷凝冷却器(7)设为混合式冷凝冷却器(77),所述混合式冷凝冷却器(77)包括混合器(771)、排热器(772)和循环泵(773),所述附属射流泵(31)的流体出口与所述混合器(771)连通,在所述混合器(771)的液相区设循环液体出口(775),在所述混合器(771)的气相区设液体喷嘴(774),所述循环液体出口(775)经所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)连通,所述循环泵(773)设在所述循环液体出口(775)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上,所述混合器(771)的液相区与所述液体泵(5)的液体入口连通。
38.如权利要求29或30所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述附属射流泵(31)的流体出口经回热器(600)的加热流体通道与冷凝冷却器(7)连通;所述冷凝冷却器(7)的液体出口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述附属液体泵(51)的液体入口连通,或所述冷凝冷却器(7)的液体出口与所述附属液体泵(51)的液体入口连通,所述附属液体泵(51)的液体出口经所述回热器(600)的被加热流体通道与所述排气汽化器(2)的被加热流体通道的液体入口连通。
39.如权利要求38所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述冷凝冷却器(7)设为混合式冷凝冷却器(77),所述混合式冷凝冷却器(77)包括混合器(771)、排热器(772)和循环泵(773),所述附属射流泵(31)的流体出口与所述混合器(771)连通,在所述混合器(771)的液相区设循环液体出口(775),在所述混合器(771)的气相区设液体喷嘴(774),所述循环液体出口(775)经所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)连通,所述循环泵(773)设在所述循环液体出口(775)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上,所述混合器(771)的液相区与所述液体泵(5)的液体入口连通。
40.如权利要求37或39所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述排热器(772)与所述液体喷嘴(774)之间的连通通道上设旁通口(776),所述旁通口(776)经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
41.如权利要求37或39所述内燃机余热制冷***,其特征在于:所述混合器(771)的液相区经节流控制阀(8)或经节流结构(81)与所述蒸发器(4)的液体入口连通。
42.如权利要求29或30所述内燃机余热制冷***,其特征在于:每个所述射流泵(3)与两个以上所述附属射流泵(31)对应设置。
43.如权利要求1-17、20-24、29、30、32-35、37和39中任一项所述内燃机余热制冷***,其特征在于:在所述内燃机冷却水道汽化器(1)的加热流体通道的流体出口与所述内燃机冷却水道流体入口之间的连通通道上设机油冷却器(9)。
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