CN102966418A - 一种利用余热能的定压加热发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用余热能的定压加热发电系统，包括一个集热器，该集热器内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束、第一密封环、第二密封环，所述第一密封环和第二密封环的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束设置于第一密封环与第二密封环之间，并将第一密封环的腔室与第二密封环的腔室互相连通；所述第一密封环设置有一个进气口，第二密封环设置有一个出气口。通过尾气余热交换装置将高温尾气的余热收集起来进行发电，实现了热能、机械能、电能之间的转化，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少大量废气的排放，有效缓解温室效应，有利于低碳生活的推进和环境质量的进一步改善。

Description

一种利用余热能的定压加热发电系统

技术领域

本发明涉及一种柴油机排出的尾气余热能量发电系统，尤其涉及一种利用余热能的定压加热发电系统。

背景技术

柴油发动机作为大型机车的心脏，是其动力的来源，也是燃料的直接消耗者。大型柴油发动机动力输出占燃料燃烧总热量的25％～42％。发动机尾气的余热具有温度高、压强大、流速快的特点，因此尾气所含能量在浪费的热量中占主要部分。将这些废气直接排放到大气中，这样一方面造成了大量的能量散失，另一方面给目前严重的温室效应带来更大的压力。

因此，若能将柴油机尾气中的这部分能量回收利用起来，一定能够带来可观的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种利用余热能的定压加热发电系统，利用柴油机的尾气余热进行发电，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少大量废气的排放，有效缓解温室效应。

本发明通过下述技术方案实现：

一种利用余热能的定压加热发电系统，包括一个集热器，该集热器是连接在尾气排出管路上的一个由上壳和下壳构成的管体；在该管体内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束、第一密封环、第二密封环，所述第一密封环和第二密封环的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束设置于第一密封环与第二密封环之间，并将第一密封环的腔室与第二密封环的腔室互相连通；所述第一密封环设置有一个进气口，第二密封环设置有一个出气口。

所述定压加热发电系统，还包括压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，所述压气机和储气罐管路连接，所述单向阀与气动发动机管路连接，所述气动发动机连接发电机；

所述第一密封环的进气口管路连接储气罐，所述第二密封环的出气口管路连接单向阀。

所述上壳和下壳通过螺栓连接。

本发明与现有的技术相比具有以下优点：

进入管体（由上壳和下壳构成）内的高温尾气在排出管体的同时，对尾气余热交换装置的金属管束进行加热，被加热后的金属管束，通过其管壁将热量传递给金属管束内部的气体工质（该气体工质来自压气机、储气罐），经过加热后的气体工质在金属管束内同时具备了高温高压的条件，当达到足够的温度和压力时，则推开单向阀流入气动发动机，气动发动机膨胀做功，推动气动发动机运行并带动发电机发电，实现了热能、机械能、电能之间的转化。通过将高温尾气的余热收集起来进行发电，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少大量废气的排放，有效缓解温室效应，有利于低碳生活的推进和环境质量的进一步改善。

本发明在集热器的管体内设置了余热交换装置，通过金属管束、第一密封环、第二密封环的组合，并结合压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，有效的将了尾气的余热转化为电能。具有技术手段简便易行、造价低廉、工作效率高、安全可靠、节约能源等优点。

本发明适用于范围广，不仅适用于柴油机及汽油机的尾气，还适用于各种具有热废气排放的设备中。

本发明环境适应性强，比如在易燃、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣条件下都可正常工作。

附图说明

图1是本发明的整体结构及装配示意图。

图2是本发明的尾气余热交换装置放大结构示意图。

图3本发明具体应用示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1、2所示。本发明利用余热能的定压加热发电系统，包括一个集热器，该集热器是连接在尾气排出管路上的一个由上壳1和下壳2构成的管体，在该管体内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束5、第一密封环3、第二密封环4，所述第一密封环3和第二密封环4的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束5设置于第一密封环3与第二密封环4之间，并将第一密封环3的腔室与第二密封环4的腔室互相连通；所述第一密封环3设置有一个进气口3-1，第二密封环4设置有一个出气口4-1。；尾气由第二密封环4的那一端进入到（上壳和下壳构成的）管体内，再从第一密封环3的那一端排出。

所述上壳1和下壳2通过螺栓连接。

如图3所示。所述定压加热发电系统，还包括压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，所述压气机和储气罐管路连接，所述单向阀与气动发动机管路连接，所述气动发动机连接发电机；所述第一密封环3的进气口3-1管路连接储气罐，所述第二密封环4的出气口4-1管路连接单向阀。

为了不影响原有设备（如柴油机）尾气排出管路的排气顺畅度，所述第一密封环3和第二密封环4的内径，应当与该设备尾气排出管路的排气口内径尽量相同。

金属管束5与第一密封环3和第二密封环4的连接端弯向内侧，可以充分吸收尾气中的余热。金属管束5由多根铜管构成，铜管的内径根据具体情况而定。采用铜管具有导热快、耐腐蚀等优点。

以下结合图3，简述本专利工作过程：

压气机运转，外界空气进入压气机中，提升气体的压力；此时，压力气体进入到储气罐，储气罐的作用是为了抑制经压气机压缩后气体压力产生波动，类似于电路中的电容；当储气罐内的气体被压缩并达到一定压力值时，压缩后的气体通过进气管3-1、第一密封环3内的腔室进入金属管束5内，与此同时，进入管体（由上壳1和下壳2构成）内的高温尾气对金属管束5进行加热，被加热后的金属管束5，通过其管壁将热量传递给金属管束5内部的气体工质（或者压力气体），经过加热后的气体工质在金属管束5内同时具备了高温高压的条件，当达到足够的温度和压力时，由出气口4-1流出并推开单向阀流入气动发动机，气动发动机膨胀做功，推动气动发动机运行并带动发电机发电，实现了热能、机械能、电能之间的转化。通过将高温尾气的余热收集起来进行发电，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少了大量废气的排放，有效缓解温室效应，有利于低碳生活的推进和环境质量的进一步改善。

如上所述便可较好的实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用余热能的定压加热发电系统，其特征在于包括一个集热器，该集热器是连接在尾气排出管路上的一个由上壳和下壳构成的管体；在该管体内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束、第一密封环、第二密封环，所述第一密封环和第二密封环的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束设置于第一密封环与第二密封环之间，并将第一密封环的腔室与第二密封环的腔室互相连通；所述第一密封环设置有一个进气口，第二密封环设置有一个出气口。

2.根据权利要求1所述的利用尾气余热能的定压加热发电系统，其特征在于，所述定压加热发电系统，还包括压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，所述压气机和储气罐管路连接，所述单向阀与气动发动机管路连接，所述气动发动机连接发电机；

所述第一密封环的进气口管路连接储气罐，所述第二密封环的出气口管路连接单向阀。

3.根据权利要求1所述的利用尾气余热能的定压加热发电系统，其特征在于，所述上壳和下壳通过螺栓连接。

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