CN103557089A - 一种汽车尾气热力循环发电装置 - Google Patents

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时培成
郝彬
易宏双
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Abstract

本发明公开了一种汽车尾气热力循环发电装置，包括汽车散热器，还包括储液箱、膨胀机和连接所述汽车尾气的蒸发室；所述蒸发室内设有蒸发管，所述蒸发管一端和所述储液箱的出液管连接，所述蒸发管的另一端和所述膨胀机的进气管连接；所述膨胀机的出气管及所述储液箱的回液管分别和所述汽车散热器相连接；所述膨胀机的机械输出轴连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池；该汽车尾气热力循环发电装置，将内燃机燃料燃烧的废气排放所造成的能量损失进行了回收利用，不仅节约能源，且提高了燃油的利用率；同时降低了由于高温尾气所带来的环境污染，提高了汽车使用的环保性能。

Description

一种汽车尾气热力循环发电装置
技术领域
本发明属于余热再循环利用技术，具体涉及一种汽车尾气热力循环发电装置。
背景技术
有研究表明，目前汽车发动机动力输出占燃油燃烧总热量的25％—42％，其余以废热形式从冷却水和尾气等中排出。这不仅是一种能量的浪费，同时也会造成大气热污染。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。刚从发动机排出的废气排除至排气歧管的温度是800～900度，经过前级三元催化器的温度是600～700度（三元催化器，最佳工作温度是400—800）℃，消声器中的中段温度有所下降基本上在200～300度，在尾段消声器的温度在150上下，经过消声隔板冷却出来的废气略高于常温20～50度。
假如我们能将尾气中的热能转变为其他可利用的能量形式，那么不仅可以有效提高能源的使用效率，在节约能源的同时减小尾气污染。同时发出的电力可代替由内燃机发出的电力，并且产生的电力可供汽车的正常使用如照明、制冷、启动等，可大大的节省燃料消耗，这对能源危机不断加重的将来有一定的缓解作用。因此，急需研发一种热能循环利用装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将汽车尾气循环利用，节约能源，减少热污染的汽车尾气热力循环发电装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该汽车尾气热力循环发电装置，包括汽车散热器，还包括储液箱、膨胀机和连接所述汽车尾气的蒸发室；所述蒸发室内设有蒸发管，所述蒸发管一端和所述储液箱的出液管连接，所述蒸发管的另一端和所述膨胀机的进气管连接；所述膨胀机的出气管及所述储液箱的回液管分别和所述汽车散热器相连接；所述膨胀机的机械输出轴连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池。
在所述储液箱的出液管上设有泵。
所述泵和所述蓄电池连接或所述泵和汽车的发动机连接。
所述蒸发管为螺旋线型结构管。
在所述储液箱内设有正庚烷液体。
在所述蒸发室上设有尾气进口和尾气出口。
所述蒸发室设在汽车的三元催化器与主消声器之间。
本发明的优点在于：该汽车尾气热力循环发电装置，将内燃机燃料燃烧的废气排放所造成的能量损失进行了回收利用，不仅节约能源，且提高了燃油的利用率。
该汽车尾气热力循环发电装置，回收废气能源，在一定程度上降低了由于高温尾气所带来的环境污染，提高了汽车使用的环保性能。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明汽车尾气热力循环发电装置的结构示意图。
图2为图1汽车尾气热力循环发电装置的蒸发室的结构示意图。
上述图中的标记均为：
1、蒸发室；1-1、蒸发管出口；1-2、外壳；1-3、蒸发管；1-4、蒸发管进口；1-5、尾气出口；1-6、尾气进口；2、泵；3、储液箱；4、汽车散热器；5、膨胀机；6、发电机；7、蓄电池。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1-2所示，该汽车尾气热力循环发电装置，包括蒸发室1、泵2、储液箱3、汽车散热器4、膨胀机5、发电机6及蓄电池7。
蒸发室1为蒸发器，蒸发室1外部为圆筒状的外壳1-2，其内部设有蒸发管1-3。优选蒸发管1-3为螺旋线型结构管，这种结构的蒸发管可使蒸发管1-3与高温高压的汽车尾气充分接触，为进入蒸发管1-3内部的工质液体加热，使工质液体大部分或全部蒸发进入膨胀机5中。
蒸发管1-3前后端依次为蒸发管出口1-1和蒸发管进口1-4；蒸发管进口1-4连接储液箱3的出液管，蒸发管出口1-1连接膨胀机的进气管。作为优选方案，在储液箱3的出液管上设有泵2，泵2出口端接入蒸发管进口1-4，泵2进口端接入储液箱3。
膨胀机5是一种适用于小流量、高膨胀比的容积式膨胀机，其气态管路的输入端即膨胀机5的进气管与蒸发室1的蒸发管出口1-1相连，而气态管路的输出端即膨胀机5的出气管则接入汽车散热器4一个端口中。膨胀机5的机械输出轴通过联轴器与发电机6输入轴固连，为发电机6发电提供动力。发电机6连接有蓄电池7，发电机6将产生的电力输入蓄电池7中储存；储液箱3的回液管与汽车散热器4的另一端口相连。
作为优选方案，蓄电池7可以作为泵的电源，泵2连接蓄电池7，即泵的电力由此系统所产生的电力提供，泵采用电动泵。泵也可以采用机械转子泵、齿轮泵等，泵和汽车发动机连接，由汽车发动机驱动。
该汽车尾气热力循环发电装置，通过汽车尾气的热力来发电并作回收利用，从而提高内燃机燃料的燃烧利用率，其具体流程在于：泵2将工质液体从储液箱3中泵出，使之进入蒸发室1中的蒸发管1-3中；蒸发室1前、后分别设有尾气进口1-6和尾气出口1-5；高温高压的尾气从尾气进口1-6进入，充满整个蒸发室1的内部空间，而其内部设有螺旋状的蒸发管1-3，蒸发管1-3与高温高压的尾气充分接触，为进入其内部的工质液体加热，使工质液体大部分或全部蒸发进入膨胀机5中。由蒸发室1中加热后所得到高温高压的气态工质进入膨胀机5中，通过膨胀机5将气态工质中的内能转化为机械能，再进一步通过发电机6转化为电能储存在蓄电池7中。而随后从膨胀机5中出来的气态工质通过汽车散热器4的作用液化为液体工质重新回入储液箱3中，从而完成了整个工作循环。
作为优选方案，蒸发室1安装在三元催化器与主消声器之间的部位，且尾气温度范围在150～600℃时具有最佳的工作效果。
作为优选方案，储液箱内所选取的低品有机物液体工质为正庚烷或和正庚烷类似的低沸点环保液体。
本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车尾气热力循环发电装置，包括汽车散热器，其特征在于：还包括储液箱、膨胀机和连接所述汽车尾气的蒸发室；所述蒸发室内设有蒸发管，所述蒸发管一端和所述储液箱的出液管连接，所述蒸发管的另一端和所述膨胀机的进气管连接；所述膨胀机的出气管及所述储液箱的回液管分别和所述汽车散热器相连接；所述膨胀机的机械输出轴连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池。
2.如权利要求1所述的汽车尾气热力循环发电装置，其特征在于：在所述储液箱的出液管上设有泵。
3.如权利要求2所述的汽车尾气热力循环发电装置，其特征在于：所述泵和所述蓄电池连接或所述泵和汽车的发动机连接。
4.如权利要求1或2或3所述的汽车尾气热力循环发电装置，其特征在于：所述蒸发管为螺旋线型结构管。
5.如权利要求4所述的汽车尾气热力循环发电装置，其特征在于：在所述储液箱内设有正庚烷液体。
6.如权利要求5所述的汽车尾气热力循环发电装置，其特征在于：在所述蒸发室上设有尾气进口和尾气出口。
7.如权利要求6所述的汽车尾气热力循环发电装置，其特征在于：所述蒸发室设在汽车的三元催化器与主消声器之间。
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