CN104578977A - 一种汽车尾气热电发电装置 - Google Patents

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汪怡平
黎帅
邓亚东
余晨光
袁晓红
苏楚奇
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
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Abstract

本发明公开了一种汽车尾气热电发电装置，它包括内为中空状并具有进气口和出气口的尾气通道箱体、设置在尾气通道箱体外围的冷却水箱体，设置在尾气通道箱体与冷却水箱体之间的热电模块，所述热电模块的热端与尾气通道箱体的外表面紧贴，热电模块的冷端与冷却水箱紧贴，在尾气通道箱体的内表面设置有多个凹坑。汽车尾气气流经过非光滑表面的通道箱体时，会在箱体上下内表面的凹坑的前部空间产生反向旋转流体，在球形凹坑的后部产生增强的二次流，并在凹坑后边缘位置产生大量的小涡流，二次流和小涡流可以提高汽车尾气余热的利用率，进而提升了热电模块的发电量，从而提高了汽车尾气余热的利用率；同时也可以避免在排气管中产生较大压降。

Description

一种汽车尾气热电发电装置
技术领域
本发明涉及一种汽车尾气发电装置，特别涉及一种汽车尾气热电发电装置。
背景技术
以汽油和柴油为燃料的汽车发动机燃烧产生的热量，仅有30%－40%被转换成有用功输出，剩下的60%－70%的热量被冷却水和尾气带走而白白耗散掉。将汽车尾气携带的热量进行强制热转换将产生很大一部分能量可用于汽车上空调等设备的供电。
传统的尾气热电发电装置中，在排气管上安装尾气通道箱体，箱体中布置一定数量的肋板，以增大尾气的热交换效率。热电模块布置在尾气通道箱体和冷却水箱体之间，模块的两端产生热源和冷源，通过两端的温度差产生电能。
但是，传统的尾气热电发电装置中，肋板的设置会增加汽车排气管中的压降，阻碍发动机排气的效率，而使得发动机燃油经济性下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能提高汽车尾气传热效率的汽车尾气热电发电装置。
本发明所采用的技术方案为：一种汽车尾气热电发电装置，它包括内为中空状并具有进气口和出气口的尾气通道箱体、设置在尾气通道箱体外围的冷却水箱体，设置在尾气通道箱体与冷却水箱体之间的热电模块，所述热电模块的热端与尾气通道箱体的外表面紧贴，热电模块的冷端与冷却水箱紧贴，其特征在于：在尾气通道箱体的内表面设置有多个凹坑。
按上述技术方案，所述尾气通道箱体的首尾端部为楔形状，中部为长方体，所述热电模块的热端与尾气通道箱体的上、下表面紧贴，凹坑设置在尾气箱体的上、下内表面。
按上述技术方案，所述凹坑按规律交错排列。
按上述技术方案，所述凹坑为球形。
按上述技术方案，所述凹坑的下凹深度与其直径的值范围为0.05-0.45。
按上述技术方案，所述尾气通道箱体的上下内表面的距离范围为5-50mm 。
按上述技术方案，沿气流方向相邻凹坑的距离范围为凹坑直径的0.5倍到4倍。
按上述技术方案，所述凹坑的最低点偏心设置，并沿气体顺流方向布置。
本发明所取得的有益效果为：汽车尾气气流经过非光滑表面的通道箱体时，会在箱体上下内表面的凹坑的前部空间产生反向旋转流体，在球形凹坑的后部产生增强的二次流，并在凹坑后边缘位置产生大量的小涡流，二次流和小涡流可以适当的阻碍气体在箱体内的流速，使得尾气通道箱体外表面覆盖的热电模块热端能够充分受热，提高了热电模块热端的温度，加大了每个热电模块冷热两端的温差，进而提升了每个热电模块的发电量，提高了汽车尾气余热的利用率，进而提升了热电模块的发电量，从而提高了汽车尾气余热的利用率；通过在尾气通道箱体的壳体内表面设置凹坑，保证了汽车尾气在壳体内的气相平整度，避免了在排气管中产生较大的压降，降低了发动机的背压，提升了发动机的性能，降低了油耗，而使得发动机燃油经济性提高了。
附图说明
图1为本发明的立体图。
图2为本发明的正视图。
图3为本发明的剖视图。
图4为尾气通道箱体的结构示意图。
图5为凹坑沿气体顺流方向布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-4所示，本实施例提供了一种汽车尾气热电发电装置，它包括内为中空状并具有进气口和出气口的尾气通道箱体1、设置在尾气通道箱体外围的冷却水箱体3，设置在尾气通道箱体1与冷却水箱体之间的热电模块4，尾气通道箱体1的首尾端部为楔形状，中部为长方体，冷却水箱体3设置在尾气通道箱体1的上下端，通过固定装置5固定整个装置，所述热电模块4的热端与尾气通道箱体的上下表面紧贴，热电模块的冷端与冷却水箱紧贴，通过两端的温度差产生电能，在尾气通道箱体的上下内表面设置有多个按规律交错排列的凹坑。通过设置凹坑，可以减慢气体在尾气通道箱体1内的流速，使得尾气通道箱体1 外表面覆盖的热电模块4 热端能够充分受热，提高了热电模块4 热端的温度，加大了每个热电模块4 冷热两端的温差，进而提升了每个热电模块4 的发电量，提高了汽车尾气余热的利用率。
本实施例中的尾气通道箱体这种外轮廓形状便于夹紧装置的夹紧，使得热电模块的两端分别与冷热端更好的接触，进而提升发电量。
本实施例中，所述尾气通道箱体的上下内表面的距离范围优选为5-50mm，在尾气通道箱体1的中部的上下内表面设置的凹坑为球形，其中，凹坑在尾气通道箱体的上下内表面的分布可以为对称的球形也可以为非对称的球形，所述凹坑的下凹深度与其直径的值范围优选为0.05-0.45，进一步提高了传热效率，当凹坑按规律交替排列时，相邻凹坑的距离相等，沿气流方向（即沿尾气通道箱体1的长度方向）相邻凹坑的距离d范围为凹坑直径的0.5倍到4倍。
本实施例中，各个凹坑的最低点偏心设置，并沿气体顺流方向布置到移动合适位置，如图5所示，这样会抑制反向旋转流体的区域，增强凹坑后部形成的二次流，同时大量的小涡流更靠近凹坑后边缘表面，可以更大程度的增强尾气传热效率。
本实施例中，通过在尾气通道箱体的长方体的壳体内表面设置凹坑，保证了汽车尾气在壳体内的气相平整度，在尾气通道箱体内的背压很小，几乎可以忽略不计，降低了发动机的背压，提升了发动机的性能，降低了油耗，而使得发动机燃油经济性提高了。

Claims (8)

1.一种汽车尾气热电发电装置，它包括内为中空状并具有进气口和出气口的尾气通道箱体、设置在尾气通道箱体外围的冷却水箱体，设置在尾气通道箱体与冷却水箱体之间的热电模块，所述热电模块的热端与尾气通道箱体的外表面紧贴，热电模块的冷端与冷却水箱紧贴，其特征在于：在尾气通道箱体的内表面设置有多个凹坑。
2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气热电发电装置，其特征在于所述尾气通道箱体的首尾端部为楔形状，中部为长方体，所述热电模块的热端与尾气通道箱体的上、下表面紧贴，凹坑设置在尾气箱体的上、下内表面。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车尾气热电发电装置，其特征在于所述凹坑按规律交错排列。
4.根据权利要求1或2所述的一种汽车尾气热电发电装置，其特征在于所述凹坑为球形。
5.根据权利要求3所述的一种汽车尾气热电发电装置，其特征在于所述凹坑的下凹深度与其直径的比值范围为0.05-0.45。
6.根据权利要求1或2所述的一种汽车尾气热电发电装置，其特征在于所述尾气通道箱体的上下内表面的距离范围为5-50mm。
7.根据权利要求1或2所述的一种汽车尾气热电发电装置，其特征在于沿气流方向相邻凹坑的距离范围为凹坑直径的0.5倍到4倍。
8.根据权利要求1或2所述的一种汽车尾气热电发电装置，其特征在于所述凹坑的最低点偏心设置，并沿气体顺流方向布置。
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