CN102337952A - 一种利用汽车尾气高效率发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用汽车尾气高效率发电装置。它主要包括：吸气管、火花塞、尾气制取CO2装置、运动缸、滑动体、弹簧、曲柄连杆机构、发电机、温差发电片、尾气聚集腔及液态CO2冷却腔等。本发明利用高温尾气在排气管与运动缸连接端喇叭口处流速加快造成负压使吸气管吸进新鲜空气形成混合气体进入运动缸，通过火花塞连续不断地点燃进行二次燃烧产生高温高压尾气推动滑动体正向运动的同时二次燃烧产生的高温尾气经过运动缸底部的小孔进入尾气聚集腔后减压造成弹簧推动滑动体反向运动形成的往复推拉作用通过曲轴、曲柄机构来带动发电机发电，同时利用温差发电片感温尾气聚集腔与液态CO2冷却腔的温度差来发电，并将电能存储在车用蓄电池中。

Description

一种利用汽车尾气高效率发电装置
技术领域
本发明涉及到一种尾气发电领域，属于能源再生技术领域，特指一种利用尾气高效率发电装置。 
背景技术
随着经济的不断发展，汽车也越来越普遍。然而，汽车是消耗石油等能源的主要途径，汽车排放出来的尾气温度高达500°C~600°C，如果将其直接排放到大气中，容易污染大气，且造成大量的热能损失。因此，如何充分有效的利用尾气的热能是一个值得关注的热点。利用汽车尾气来发电是充分利用燃料能源，提高效率，有利于环保的一项措施之一。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率利用尾气在活塞运动缸内进行二次燃烧形成的高温高压尾气推动活塞的往复推拉运动形成的机械能以及利用温差发电片感温尾气聚集腔与液态CO2冷却腔之间的温度差来实现二者同步发电的装置和技术。 
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 
     一种利用汽车尾气高效率发电装置，它主要包括：发动机(1)、排气管(2)、单向辅助阀(3(a)、3(b))、吸气管(4)、火花塞(5)、滑动体(6)、弹簧(7)、运动缸(8)、曲柄连杆机构(9)、曲轴(10)、发电机(11)、调压器(12)、稳压器(13)、车用蓄电池(14)、小孔管道(15)、尾气聚集腔(16)、温差发电片(17)、CO2液化装置(22)、液态CO2存储罐(24)、电子开关(26)、增压阀(26)、液态CO2冷却腔(27)、控制器(29)、延时继电器（30(a)、30(b)）、进气管(31)、卡板C。
排气管一端与发动机相连，另一端与运动缸相连，且排气管与运动缸连接端设计为“喇叭口”形状，并在喇叭口末端处设有一个单向辅助阀；同时在排气管与运动缸连接端排气管上设有对称分布的两个吸气管，并在吸气管上设有单向辅助阀。 
在运动缸设有卡板C、滑动体、一个火花塞、四根弹簧，用一根硬杆将滑动体与曲柄连杆机构连接起来，弹簧一端与滑动体相连，另一端与运动缸相连，四根弹簧的初始状态均为压缩状态；并在运动缸的底部设有相同的若干小孔。运动缸的壁面和滑动体都涂覆一层摩擦系数较小的薄膜；滑动体与运动缸接触良好，无空隙。 
曲柄连杆机构与曲轴相连，曲轴与发电机相连，用导线把发电机、调压器、稳压器及车用蓄电池连接起来。 
运动缸、尾气聚集腔、液态CO2冷却腔是一体的，其中，运动缸与尾气聚集腔用管道连接起来，尾气聚集腔与液态CO2冷却腔被两块隔板隔开，两块隔板用导热性能非常的材料制作而成，如铜、铝等；在两块隔板之间设有若干温差发电片，这些温差发电片以串联形式连成电路，并在其间放有适量的吸热材料。 
在尾气聚集腔的出气口设计为喇叭口，在该出气口设有隔音板，隔音板上有无数小孔。 
尾气聚集腔、尾气制取CO2装置与CO2液化装置都是通过导管连接起来，同时，在尾气制取CO2装置中装有饱和的NaHCO3溶液，液态CO2冷却腔的出气口与CO2液化装置相连。 
液态CO2输送管将CO2液化装置、液态CO2存储罐及液态CO2冷却腔连接起来，并在该导管上设有增压阀与电子开关，电子开关用控制器控制。 
将经过CO2液化装置后未液化的低温气体通过进气管送入发动机内进行再次燃烧。 
本发明利用高温尾气在排气管与运动缸连接端喇叭口处流速加快造成负压使吸气管吸进新鲜空气形成混合气体进入运动缸，通过火花塞连续不断地进行二次燃烧产生高温高压尾气推动滑动体正向运动的同时二次燃烧产生的尾气经过运动缸底部的小孔进入尾气聚集腔后减压造成弹簧推动滑动体反向运动形成的往复推拉作用通过曲轴、曲柄机构来带动发电机发电；同时产生的尾气经过各种化学反应产生的CO2经过CO2液化装置产生的液态CO2流入液态CO2冷却腔内，利用温差发电片感温尾气聚集腔与液态CO2冷却腔的温度差来发电，并将电能存储在车用蓄电池中。 
本发明和现有的技术相比，具有以下优点： 
（1）本发明是利用汽车尾气在活塞运动缸内进行二次燃烧形成的高温高压尾气推动活塞的往复推拉运动形成的机械能以及尾气聚集腔与液态CO2冷却腔的温度差通过温差发电片同时发电的装置，是一个多样化发电装置，突破了传统的利用尾气单一发电技术，发电效率非常高，尾气的利用率也非常高。
（2）本发明利用了二次燃烧技术，有利于尾气的净化。 
（3）本发明采用的冷却剂是利用汽车自身排放的尾气发生化学反应并经过液化产生的液态CO2对尾气降温，温度达-55°C，降温效果非常好，而且充分利用了尾气，打破了传统技术中采用外界水作为冷却介质。 
（4）采用液态CO2作为冷却剂，极大的增大了高温尾气与冷却腔之间的温度差，大大提高了温差发电片的发电效率。 
（5）采用了吸热材料，保证了最高温不超过温差发电片的额定温度。 
附图说明
图1为本发明利用汽车尾气高效率发电装置的结构示意图。 
图2为运动缸内部的结构示意图 
图3为本发明装置中的隔音板主视图。
  图中： 
    1、发动机；2、排气管；3(a)与3(b)、单向辅助阀；4、吸气管；5火花塞；6、滑动板； 7、弹簧； 8、运动缸；9、曲柄连杆机构；10、曲轴；11、发电机；12、调压器；13、稳压器；14、车用蓄电池；15、小孔管道；16、尾气聚集腔；17、温差发电片；18、吸热材料； 19、隔音板；20、小孔；21、尾气制取CO2装置； 22、CO2液化装置；23、液态CO2输送管；24、液态CO2存储罐；25、开关；26、电子开关；27、液态CO2冷却腔；28、增压阀；29、控制器；30(a)与30(b)、延时继电器；31、进气管；卡板C。
具体实施方式
下面结合附图做进一步说明。 
一种利用尾气高效率发电装置，主要包括：排气管(2)一端与发动机(1)相连，另一端与运动缸(8)相连，且排气管(2)与运动缸(8)连接端设计为“喇叭口”形状，并在喇叭口末端处设有一个单向辅助阀(3(a))；同时在与运动缸(8)连接端的排气管(2)上设有对称分布的两个吸气管(4)，并在两个吸气管(4)上分别设有单向辅助阀(3(a))；在运动缸(8)设有一个火花塞(5)，滑动体(6)、四根弹簧(7)，卡板C紧贴滑动体(6)，并在运动缸(8)底部沿中心线设有若干小孔，滑动体(6)与曲柄机构(9)用一根硬杆连接起来，弹簧(7)一端接滑动体(6)，另一端接运动缸(8)。曲柄连杆机构(9)另一端与曲轴(10)相连；曲轴(10)与发电机(11)用联轴器连接，用导线将调压器(12)与稳压器(13)、车用蓄电池(14)连接起来；尾气聚集腔(16)的出气口与尾气制取CO2装置(21)相连，尾气制取CO2装置(21)的出气口与CO2液化装置(22)相连，温差发电片(17)的高温面与尾气聚集腔(16)接触，低温面与液态CO2冷却腔(27)接触，温差发电片(17)的输出端与调压器(12)用导线相连。用液态CO2输送管(23)将CO2液化装置(22)与液态CO2存储罐(24)相连，并在该管道(23)上设有电子开关(26)与增压阀(28)，增压阀(28)与控制器(29)、延时继电器(30(a))用导线连接，延时继电器(30(b))控制CO2液化装置(22)，用导线连接。 
汽车在行驶时，首先在液态CO2冷却腔内(27)内放有适量的干冰，电子开关(26)通过控制器(29)的作用打开,发动机(1)产生的高温尾气经过排气管(2)的喇叭口，由于喇叭口的直径小，气体流速加快，在吸气管(4)附近造成负压，使得新鲜空气被吸气管(4)吸进来，与尾气混合。混合气体流经单向辅助阀(3(a)),进入运动缸(8)里面，在火花塞(5)的作用下在有限空间连续不断地进行二次燃烧，此时，在运动缸(8)内产生的高温高压尾气作用于滑动体(6)，由于运动缸(8)壁面及滑动体(6)都涂有一层摩擦系数较小的相同薄膜，使得滑动体(6)在高压尾气下很容易滑动；由于排气管(2)喇叭口处的单向辅助阀3(a)的约束作用，进一步加大的尾气的压力，推动滑动体(6)正向移动并跨过小孔管道(15)进气口处，滑动体(6)在正向移动的同时，作用于四根弹簧(7)，且滑动体(6)通过硬杆作用于曲柄结构(9)与四根弹簧(7),不断的压缩弹簧(7)，在滑动体(6)正向移动的同时，由于滑动体(6)不断的跨过小孔管道(15)进气口处，使得尾气在一边推动滑动体(6)正向运动，一边使得尾气不断流经小孔管道(15)进入尾气聚集腔(16)，在尾气不断的进入尾气聚集腔(16)后，运动缸(8)内作用于活塞(6)压力不断减小，滑动体(6)受到的力就不断减小，此时，由于四根弹簧(7)储存了较大的弹性势能，具有较大的反作用力，通过弹簧(7)开始作用于滑动体(6)，使滑动体(6)反向运动。就这样通过滑动体(6)的往复推拉作用，将力通过曲柄连杆结构(9)传递给曲轴(10),使得曲轴(10)旋转带动发电机(11)运转，使得发电机(11)开始发电，发电机(11)产生的电能经过调压器(12)与稳压器(13)处理之后，将电能存储在车用蓄电池(14)内。当尾气进入尾气聚集腔(16)后，温差发电片(17)开始发电，吸热材料 (18)不断吸收高温尾气的热量，将这些热量传递给液态CO2冷却腔(27)，液体CO2冷却腔(27)内的液态CO2汽化吸热降温，高温尾气经过隔音板(19)上面的小孔(20)的作用进入尾气制取CO2装置(21)里面，二次燃烧产生的CO2、尾气中的NO、SO2与NO2与NaHCO3发生反应产生CO2，以及干冰汽化后的CO2，所有的CO2进入CO2液化装置(22)中形成液态CO2，液态CO2流经液态CO2存储罐(23) ，经过增压阀(28)的作用经过液态CO2输送管(23)进入液态CO2冷却腔内(27)内。未被CO2液化装置(22)液化的其他尾气，经过两次降温后，尾气的温度大大降低，再将这些低温尾气通过进气管(31)送入发动机(1)内进行再次燃烧。当发动机(1)停止时，为了充分利用尾气，利用延时继电器(30(b))与(30(a))来控制CO2液化装置(22)与电子开关(26)，使得CO2液化装置(22)延时15min关闭，电子开关(26)延时10min关闭。当液态CO2存储罐(24)中的液态CO2较多时，打开开关(25)，适当的放流处一部分液态CO2。以后就这样循环不断，达到本发明的目的。 

Claims (4)

1.一种利用汽车尾气高效率发电装置，主要包括：排气管、进气管、发动机、运动缸、单向辅助阀、火花塞、吸气管、滑动体、弹簧、曲轴、曲柄连杆机构、发电机、蓄电池、调压器、稳压器、温差发电片、CO2液化装置、液态CO2存储罐、尾气制取CO2装置、延时继电器、尾气聚集腔及冷却腔等，其特征在于：利用高温尾气在排气管与运动缸连接端喇叭口处流速加快造成负压使吸气管吸进新鲜空气形成混合气体进入运动缸，通过火花塞连续不断地进行二次燃烧产生高温高压尾气推动滑动体正向运动的同时二次燃烧产生的尾气经过运动缸底部的小孔进入尾气聚集腔后减压造成弹簧推动滑动体反向运动形成的往复推拉作用通过曲轴、曲柄机构来带动发电机发电；同时产生的尾气经过各种化学反应产生的CO2经过CO2液化装置产生的液态CO2流入液态CO2冷却腔内，利用温差发电片感温尾气聚集腔与液态CO2冷却腔的温度差来发电，并将电能存储在车用蓄电池中。
2.根据权利要求1所述的一种利用汽车尾气高效率发电装置，其特征在于：排气管一端与发动机相连，另一端与运动缸相连，且排气管与运动缸连接端设计为“喇叭口”形状，并在喇叭口末端处设有一个单向辅助阀；同时在排气管与运动缸连接端排气管上设有对称分布的两个吸气管，并在两个吸气管上分别设有单向辅助阀。
3.根据权利要求1所述的一种利用汽车尾气高效率发电装置，其特征在于：两块隔板用导热性能非常的材料制作而成，如铜、铝等；在两块隔板之间设有若干温差发电片，这些温差发电片以串联形式连成电路，并在其间放有适量的吸热材料。
4.根据权利要求1所述的一种利用汽车尾气高效率发电装置，其特征在于：利用尾气制取CO2装置将尾气转换成CO2，利用CO2液化装置产生液态CO2对尾气降温，尾气制取CO2装置中装有饱和的NaHCO3溶液。
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