CN105569796B - 一种基于温差发电式内燃机冷却装置 - Google Patents

一种基于温差发电式内燃机冷却装置 Download PDF

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Abstract

一种基于温差发电式内燃机冷却装置，主要包括：热管A、内燃机气缸、金属供热器、气缸缸套、金属集热器、支架、热电单元、金属冷却器、热管B、金属散热器、散热片、热管C、导线A、导线B、导线C、导线D、能量回收电路和蓄电池。本发明利用热管的热开关性能，有利于内燃机在刚启动时能够快速达到工作温度。通过合理的布置热管的数量，可起到为内燃机冷却的目的。通过热管的合理布置和数量配置将内燃机燃烧的多余热量传递给热电单元发电，既可以将多余热量回收利用，又可以达到冷却内燃机的作用，对提高内燃机的燃油利用率从而减小其对环境的污染具有重要意义。

Description

一种基于温差发电式内燃机冷却装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机冷却装置。
背景技术
中国是一个能源生产大国，能源储量非常丰富，但同时也是一个能源消耗大国，且现阶段我国能源利用率较低，化石能源终有一日枯竭，逐步摆脱对传统化石能源的依赖和提高能源利用率、积极寻找节能新办法以及开发高效清洁的新能源，是中国乃至世界科学家研究工作的重点。
在众多的传热元件中，热管是人们所知的最有效的传热元件之一，它将大量热量通过其很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。由于热管主要靠工质相变吸收和释放汽化潜热进行传热,热管的当量导热系数是紫铜的数倍至上百倍,液态金属热管当量导热系数可达紫铜的上千倍,以单位重量材质计,热管比金属可多传递几个数量级的热量。大多数工质汽化潜热很大,仅较小的蒸发量就可传输较大的热量。目前的汽车发动机大多采用水冷的形式，摩托车发动机大多采用风冷的形式。它的不足之处：从气缸体吸收的这部分热量白白的散发到空气中，散发的这部分热量没有被回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够更好的提高燃料的利用率，充分利用内燃机燃油热量的基于温差发电式内燃机冷却装置。
本发明主要包括：热管A、内燃机气缸、金属供热器、气缸缸套、金属集热器、支架、热电单元、金属冷却器、金属散热器、散热片、热管B、热管C、导线A、导线B、导线C、导线D、能量回收电路和蓄电池。
其中，热管A的一端为冷凝段，另一端为蒸发段。内燃机气缸外部套接金属供热器，金属供热器为上下开口的中空的圆柱形筒体，靠过盈配合使得金属供热器与气缸缸套紧密相接。金属供热器的侧壁设有一周轴向通孔，每个通孔内部插接热管A的蒸发段，靠过盈配合使得金属供热器的侧壁与热管A的蒸发段紧密相接。金属集热器呈中空的回字形，通过支架固定，金属集热器在内燃机气缸的上部，在金属集热器的侧壁设有一周轴向通孔，每根热管A的冷凝段与通孔通过过盈配合相连接。在金属集热器四周的外表面上设有一层热电单元，在热电单元的外侧设有金属冷却器，金属冷却器通过螺钉固定在金属集热器上，热电单元与金属集热器、金属冷却器过盈相连。金属冷却器为长方体，在金属冷却器的内部设有圆柱形通孔，将热管B的蒸发段固定在金属冷却器的圆柱孔中，热管B的冷凝段与金属散热器相连，金属散热器为方形壳体，在金属散热器的内部设有散热片，散热片与热管C的冷凝段相连。金属冷却器通过螺钉固定在金属集热器上，热电单元与金属集热器、金属冷却器过盈相连。热电单元分别与导线A和导线B相连，组成两个电流输出端，两个电流输出端分别通过导线C和导线D分别与能量回收电路的两个电流输入端相连，能量回收电路的输出端与蓄电池相连。
金属冷却器也可为长方体，在金属冷却器的内部设有散热翅片。
本发明在使用时，在内燃机工作时，气缸内产生大量的能量，其中一部分能量以热量的形式通过冷却系统传递到空气中，另一部分由于热电单元的两侧温差的存在而产生电能，电能通过能量回收电路回收，储存到蓄电池中。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：利用热管的热开关性能，有利于内燃机在刚启动时能够快速达到工作温度。通过合理的布置热管的数量，可起到为内燃机冷却的目的。通过热管的合理布置和数量配置将内燃机燃烧的多余热量传递给热电单元发电，既可以将多余热量回收利用，又可以达到冷却内燃机的作用，对提高内燃机的燃油利用率从而减小其对环境的污染具有重要意义。
附图说明
图1是本发明的实施例1的俯视图；
图2是本发明的分离式热管的主视图；
图3是本发明的实施例2的俯视图；
图4是本发明的带散热翅片的金属散热器图。
具体实施方式
实施例1
在图1和图2所示的本发明的示意简图中，热管A1的一端为冷凝段2，另一端为蒸发段3。内燃机气缸4外部套接金属供热器5，金属供热器为上下开口的中空的圆柱形筒体，靠过盈配合使得金属供热器与气缸缸套6紧密相接。金属供热器的侧壁设有一周轴向通孔，每个通孔内部插接热管A的蒸发段，靠过盈配合使得金属供热器的侧壁与热管A的蒸发段紧密相接。金属集热器7呈中空的回字形，通过支架8固定，金属集热器在内燃机气缸的上部，在金属集热器的侧壁设有一周轴向通孔，每根热管A的冷凝段与通孔通过过盈配合相连接。在金属集热器四周的外表面上设有一层热电单元9，在热电单元的外侧设有金属冷却器，金属冷却器通过螺钉固定在金属集热器上，热电单元与金属集热器、金属冷却器过盈相连。金属冷却器10为长方体，在金属冷却器的内部设有圆柱形通孔，将热管B12的蒸发段13固定在金属冷却器的圆柱孔中，热管B的冷凝段14与金属散热器15相连，金属散热器为方形壳体，在金属散热器的内部设有散热片16，散热片与热管C18的冷凝段19相连。金属冷却器通过螺钉固定在金属集热器上，热电单元与金属集热器、金属冷却器过盈相连。热电单元分别与导线A20和导线B21相连，组成两个电流输出端，两个电流输出端分别通过导线C22和导线D23分别与能量回收电路24的两个电流输入端相连，能量回收电路的输出端与蓄电池25相连。
实施例2
在图2、图3和图4所示的本发明的示意简图中，热管A1的一端为冷凝段2，另一端为蒸发段3。内燃机气缸4外部套接金属供热器5，金属供热器为上下开口的中空的圆柱形筒体，靠过盈配合使得金属供热器与气缸缸套6紧密相接。金属供热器的侧壁设有一周轴向通孔，每个通孔内部插接热管A的蒸发段，靠过盈配合使得金属供热器的侧壁与热管A的蒸发段紧密相接。金属集热器7呈中空的回字形，通过支架8固定，金属集热器在内燃机气缸的上部，在金属集热器的侧壁设有一周轴向通孔，每根热管A的冷凝段与通孔通过过盈配合相连接。在金属集热器四周的外表面上设有一层热电单元9，在热电单元的外侧设有金属冷却器，金属冷却器通过螺钉固定在金属集热器上，热电单元与金属集热器、金属冷却器过盈相连。金属冷却器11为长方体，在金属冷却器的内部设有散热翅片17。金属冷却器通过螺钉固定在金属集热器上，热电单元与金属集热器、金属冷却器过盈相连。热电单元分别与导线A20和导线B21相连，组成两个电流输出端，两个电流输出端分别通过导线C22和导线D23分别与能量回收电路24的两个电流输入端相连，能量回收电路的输出端与蓄电池25相连。

Claims (1)

1.一种基于温差发电式内燃机冷却装置，主要包括热管A、内燃机气缸、金属供热器、气缸缸套、金属集热器、支架、热电单元、金属冷却器、金属散热器、散热片、热管B、热管C、导线A、导线B、导线C、导线D、能量回收电路和蓄电池，其特征在于：热管A的一端为冷凝段，另一端为蒸发段，内燃机气缸外部套接金属供热器，金属供热器为上下开口的中空的圆柱形筒体，靠过盈配合使得金属供热器与气缸缸套紧密相接，金属供热器的侧壁设有一周轴向通孔，每个通孔内部插接热管A的蒸发段，靠过盈配合使得金属供热器的侧壁与热管A的蒸发段紧密相接，金属集热器呈中空的回字形，通过支架固定，金属集热器在内燃机气缸的上部，在金属集热器的侧壁设有一周轴向通孔，每根热管A的冷凝段与通孔通过过盈配合相连接，热管B与热管C均为两根，在金属集热器四周的外表面上设有一层热电单元，在热电单元的外侧设有金属冷却器，金属冷却器通过螺钉固定在金属集热器上，热电单元与金属集热器、金属冷却器过盈相连，金属冷却器为长方体，金属冷却器的内部设有散热翅片，在金属冷却器的内部设有圆柱形通孔，将热管B的蒸发段均固定在金属冷却器的圆柱孔中，热管B的冷凝段均与金属散热器相连，金属散热器为方形壳体，在金属散热器的内部设有散热片，散热片分别与热管C的冷凝段相连，热管C的蒸发段均与金属冷却器相连，热电单元分别与导线A和导线B相连，组成两个电流输出端，两个电流输出端分别通过导线C和导线D分别与能量回收电路的两个电流输入端相连，能量回收电路的输出端与蓄电池相连。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107482954B (zh) * 2016-12-26 2019-07-19 宝沃汽车（中国）有限公司 能量回收系统及车辆
CN106965645A (zh) * 2017-05-25 2017-07-21 天津商业大学 发动机余热回收发电与太阳能联合的制冷空调系统
CN110173369A (zh) * 2019-05-07 2019-08-27 吉林大学 一种可提高燃油利用率的内燃机冷却装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63111268A (ja) * 1986-10-29 1988-05-16 Mazda Motor Corp エンジンの排熱利用装置
WO2008095582A1 (de) * 2007-02-03 2008-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit einem thermoelektrischen generator
DE102009017311A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-14 Mag Europe Gmbh Thermoelektrische Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus von einem Verbrennungsmotor erzeugter Wärme
CN103306851A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 天津大学 一种用于内燃机余热回收的缸套温差发电装置
JP2013231411A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Hino Motors Ltd 熱回収システム
CN204041228U (zh) * 2014-04-16 2014-12-24 长沙职业技术学院 一种内燃机发电装置和汽车

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7243620B2 (en) * 2004-11-11 2007-07-17 Denso Corporation Liquid-cooling device for internal combustion engine
CN1995891A (zh) * 2006-01-06 2007-07-11 张铮震 高效超导冷热管装置
DE102009057952A1 (de) * 2009-12-11 2011-06-16 GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Detroit Energierückgewinnungseinrichtung für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs
EP2703630A1 (de) * 2012-08-31 2014-03-05 Wärtsilä Schweiz AG Zylinderliner für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine
CN103546066A (zh) * 2013-10-28 2014-01-29 曙光信息产业(北京)有限公司 温差发电装置和设备
CN204089322U (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 泰顺派友科技服务有限公司 一种发动机散热发电装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63111268A (ja) * 1986-10-29 1988-05-16 Mazda Motor Corp エンジンの排熱利用装置
WO2008095582A1 (de) * 2007-02-03 2008-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit einem thermoelektrischen generator
DE102009017311A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-14 Mag Europe Gmbh Thermoelektrische Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus von einem Verbrennungsmotor erzeugter Wärme
JP2013231411A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Hino Motors Ltd 熱回収システム
CN103306851A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 天津大学 一种用于内燃机余热回收的缸套温差发电装置
CN204041228U (zh) * 2014-04-16 2014-12-24 长沙职业技术学院 一种内燃机发电装置和汽车

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