CN108643993A - 一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置 - Google Patents
一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108643993A CN108643993A CN201810300464.2A CN201810300464A CN108643993A CN 108643993 A CN108643993 A CN 108643993A CN 201810300464 A CN201810300464 A CN 201810300464A CN 108643993 A CN108643993 A CN 108643993A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermo
- cooling pipe
- electric generation
- spiral
- gradually reducing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000008676 import Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 12
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 210000000031 electric organ Anatomy 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 235000019628 coolness Nutrition 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012857 repacking Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N tellanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Te] OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F01N5/025—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat the device being thermoelectric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/0205—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using heat exchangers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置，包括螺旋渐缩管道、导热填充材料、导热外壳、温差发电片单元、冷却管道、尾气排出口、冷却管道进口和冷却管道出口。柴油机尾气通过该装置后可以有效降低其温度，从而达到红外抑制的效果，有效提高武器装备的红外隐身能力，并且可将尾气余热回收用于发电，供其他设备使用。
Description
技术领域
本发明属于动力机械技术领域，特别涉及一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置。
背景技术
在现代战争中，武器装备的隐身性能在很大程度上决定了武器装备的战场生存能力，进而会决定战争的胜负。对于陆军的主战装备来说，普遍采用柴油机作为主要的动力来源，但是柴油机较高的排气温度使得在武器装备的排气口周围的空气温度明显提高，容易被敌方的红外探测装置发现，不利于装备的红外隐身。
现有的针对排气系统的红外抑制方法多采用水冷法或混合空气法，水冷法主要是用冷却水循环使得柴油机废气中的热量传递到冷却水中，但是冷却水中的热量必然还有通过散热系统释放到大气中，这样一来红外抑制的效果就会大打折扣。混合空气法主要是通过抽吸装置将外界冷空气抽入排气管中使之与高温废气混合，从而降低排气温度，但是抽吸装置的结构复杂，不利于现有装备的改装工作，同时抽吸装置会消耗能量，装置的运转过程也会有热量产生，使得实用性降低。
发明内容
本发明的主要目的是针对上述存在的问题，提供一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置，该装置可以有效降低柴油机尾气温度，达到了红外抑制的目的。并且该装置可将柴油机尾气中热能转化为电能供装备使用，有效提高了燃料的利用率，大大提高了装备的战场生存能力。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置包括螺旋渐缩管道，所述螺旋渐缩管道一端的进气口与柴油机排气口相连，螺旋渐缩管道另一端设有出气口，所述螺旋渐缩管道进气口截面积大于其出气口截面积，且所述管道为螺旋形，所述装置还包括导热填充材料、导热外壳、温差发电片单元和冷却组件，导热外壳套设于螺旋渐缩管道外侧，导热填充材料填充于导热外壳内壁与螺旋减缩管道外壁之间，温差发电片单元安装于导热外壳外壁，冷却组件设于温差发电片单元外侧，温差发电片单元的热端与导热外壳外壁相连，其冷端与冷却组件相连。
进一步地，冷却组件包括套设于温差发电单元外侧的冷却管道，所述冷却管道上设有冷却管道进口和冷却管道出口，冷却管道内为冷却液，温差发电片单元的冷端与冷却管道的外壁相接触。
进一步地，还包括蓄电池单元，所述蓄电池单元与温差发电片单元相连。
进一步地，还包括蓄电池单元，还包括尾气排出口，螺旋渐缩管道的出气口与尾气排气口一端相连，尾气排出口另一端外连大气。
进一步地，还包括尾气排出口，螺旋渐缩管道的出气口与尾气排气口一端相连，尾气排出口另一端外连大气。
进一步地，多个所述温差发电片单元并排放置、均匀排列设于导热外壳上，采用并联方式将各温差发电片单元相连。
进一步地，采用多个所述螺旋渐缩管道并列排布，各螺旋渐缩管道之间填充导热填充材料。
进一步地，其所述冷却管道进口位于冷却管道下侧，冷却管道出口位于冷却管道上侧。
本发明具有以下有益效果：
（1）柴油机尾气排入螺旋渐缩管道后能够在螺旋管道中螺旋流动，螺旋管道增大了气体与壁面的接触面积，提高了换热效率。同时由于管道截面积的缩小，使得气体加速流动，根据伯努利方程可知，气体的温度会随着流动速度的增大而减小，所以可以有效降低气体的温度。气体与螺旋管道壁面发生对流换热，使由气体热量传递到螺旋管管壁。
（2）本发明将导热填充材料填充在螺旋管道外壁与导热外壳之间，气体内能经螺旋管道外壁传递给导热填充材料，再由导热填充材料传递给导热外壳，导热填充材料不仅具有导热功能，同时也具有吸振的功能。
（3）本发明能够使得导热外壳的热能转换为电能，蓄电池单元用于储存由温差发电片单元所产生的电能。蓄电池单元不仅可以为低温等离子体尾气净化装置供电，也可以为其他车载设备供电。
（4）各温差发电片之间采取并联连接、并排放置，能够进一步提高其发电功率。由能量守恒定律可知，温差发电片发电量越高，气体的热能降低越多，气体降温越明显，红外抑制效果越好。
（5）本发明通过冷却管道内的冷却水循环，可以保证温差发电片冷端与热端之间的温度差，保证温差发电片的发电功率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明的柴油机排气红外抑制装置主视图。
图2是本发明的螺旋减缩管道管径示意图。
图3是导热外壳侧面展开图。
图中：1-螺旋渐缩管道，2-导热填充材料，3-导热外壳，4-温差发电片单元，5-冷却管道，6-尾气排出口，7-冷却管道进口，8-冷却管道出口。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图说明如下。
如图1-3所示，本发明的一种柴油机排气红外抑制装置，包括螺旋渐缩管道1，所述螺旋渐缩管道1一端的进气口与柴油机排气口相连，螺旋渐缩管道1另一端设有出气口，所述螺旋渐缩管道1进气口截面积大于其出气口截面积，且所述管道1为螺旋形。
进一步地，柴油机排气红外抑制装置还包括导热填充材料2、导热外壳3、温差发电片单元4和冷却组件，导热外壳3套设于螺旋渐缩管道1外侧，导热填充材料2填充于导热外壳3内壁与螺旋减缩管道外壁之间，温差发电片单元4安装于导热外壳3外壁，冷却组件设于温差发电片单元4外侧，温差发电片单元4的热端与导热外壳3外壁相连，其冷端与冷却组件相连。
进一步地，冷却组件包括套设于温差发电单元4外侧的环形的冷却管道5，所述冷却管道5上设有冷却管道进口7和冷却管道出口8，冷却管道5内为冷却液，温差发电片单元的冷端与冷却管道5的外壁相接触。
进一步地，柴油机排气红外抑制装置还包括蓄电池单元，所述蓄电池单元与温差发电片单元4相连。蓄电池单元用于储存由温差发电片单元所产生的电能。蓄电池单元不仅可以为低温等离子体尾气净化装置供电，也可以为其他车载设备供电。
柴油机排气红外抑制装置还包括尾气排出口6，螺旋渐缩管道1的出气口与尾气排气口6一端相连，尾气排出口6另一端外连大气。
如图3所示，将多个温差发电片单元4采用并排放置方式布置在导热外壳3外壁，并将温差发电片单元4热端与导热外壳3外壁相连，各个温差发电片单元4之间采用并联方式连接，温差发电原理：温差发电器是利用塞贝克效应，将热能直接转换成电能的一种发电器件，将一个p型温差电元件和一个n型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端分别连接冷端电极，就构成一个温差电单体或单偶，在温差电单体开路端接入电阻为RL的外负载，如果温差电单体的热面输入热流，在温差电单体热端和冷端之间建立了温差，则将会有电流流经电路，负载上将得到电功率，因而得到了将热能直接转换为电能的发电器，常见的适合的材料是半导体材料，如碲化铋基材料、碲化铅、锗硅合金、碲化锗等等。
本发明所述螺旋渐缩管道管径如图2所示，管道采用螺旋形，管道进气口截面直径为d1，出气口截面直径为d2，d2<d1为渐缩管道。进气口截面直径d1与出气口截面直径d2可以根据不同的排气量和降温需求确定。在一组装置中，可采取多组螺旋减缩管道。优选地，多组所述螺旋渐缩管道1并列排布，各螺旋渐缩管道1之间填充导热填充材料2。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置，其特征在于，包括螺旋渐缩管道（1），所述螺旋渐缩管道（1）一端的进气口与柴油机排气口相连，螺旋渐缩管道（1）另一端设有出气口，所述螺旋渐缩管道（1）进气口截面积大于其出气口截面积，且所述管道（1）为螺旋形，所述装置还包括导热填充材料（2）、导热外壳（3）、温差发电片单元（4）和冷却组件，导热外壳（3）套设于螺旋渐缩管道（1）外侧，导热填充材料（2）填充于导热外壳（3）内壁与螺旋减缩管道（1）外壁之间，温差发电片单元（4）安装于导热外壳（3）外壁，冷却组件设于温差发电片单元（4）外侧，温差发电片单元（4）的热端与导热外壳（3）外壁相连，其冷端与冷却组件相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，冷却组件包括套设于温差发电单元（4）外侧的冷却管道（5），所述冷却管道（5）上设有冷却管道进口（7）和冷却管道出口（8），冷却管道（5）内为冷却液，温差发电片单元（4）的冷端与冷却管道（5）的外壁相接触。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括蓄电池单元，所述蓄电池单元与温差发电片单元（4）相连。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括尾气排出口（6），螺旋渐缩管道（1）的出气口与尾气排气口（6）一端相连，尾气排出口（6）另一端外连大气。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，多个所述温差发电片单元（4）并排放置、均匀排列设于导热外壳（3）上，采用并联方式将各温差发电片单元（4）相连。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，采用多个所述螺旋渐缩管道（1）并列排布，各螺旋渐缩管道（1）之间填充导热填充材料（2）。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其所述冷却管道进口（7）位于冷却管道下侧，冷却管道出口（8）位于冷却管道上侧。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810300464.2A CN108643993A (zh) | 2018-04-04 | 2018-04-04 | 一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810300464.2A CN108643993A (zh) | 2018-04-04 | 2018-04-04 | 一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108643993A true CN108643993A (zh) | 2018-10-12 |
Family
ID=63745680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810300464.2A Pending CN108643993A (zh) | 2018-04-04 | 2018-04-04 | 一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108643993A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102549789A (zh) * | 2009-07-24 | 2012-07-04 | Bsst有限责任公司 | 基于热电的发电系统和方法 |
| CN203151403U (zh) * | 2013-03-25 | 2013-08-21 | 陈耀武 | 船舶柴油机废气温差发电装置 |
| CN103993939A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种汽车尾气净化处理与余热发电的一体化装置 |
| CN104583553A (zh) * | 2012-09-11 | 2015-04-29 | 丰田自动车株式会社 | 热电发电装置 |
| CN105515447A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-04-20 | 武汉理工大学 | 一种汽车尾气温差发电热交换装置 |
| CN106314236A (zh) * | 2016-09-08 | 2017-01-11 | 安徽工业大学 | 一种利用汽车尾气发电的车载制冷坐垫 |
| CN107605579A (zh) * | 2017-08-24 | 2018-01-19 | 南京理工大学 | 一种利用汽车尾气废热温差发电的尾气净化器 |
-
2018
- 2018-04-04 CN CN201810300464.2A patent/CN108643993A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102549789A (zh) * | 2009-07-24 | 2012-07-04 | Bsst有限责任公司 | 基于热电的发电系统和方法 |
| CN104583553A (zh) * | 2012-09-11 | 2015-04-29 | 丰田自动车株式会社 | 热电发电装置 |
| CN203151403U (zh) * | 2013-03-25 | 2013-08-21 | 陈耀武 | 船舶柴油机废气温差发电装置 |
| CN103993939A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种汽车尾气净化处理与余热发电的一体化装置 |
| CN105515447A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-04-20 | 武汉理工大学 | 一种汽车尾气温差发电热交换装置 |
| CN106314236A (zh) * | 2016-09-08 | 2017-01-11 | 安徽工业大学 | 一种利用汽车尾气发电的车载制冷坐垫 |
| CN107605579A (zh) * | 2017-08-24 | 2018-01-19 | 南京理工大学 | 一种利用汽车尾气废热温差发电的尾气净化器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206237147U (zh) | 液化天然气厂站的分布式能源利用系统 | |
| CN204612090U (zh) | 一种利用压缩机余热进行温差发电的空调机 | |
| CN104253565B (zh) | 一种空调废热废能发电装置 | |
| CN106337715B (zh) | 一种内燃机热能回收发电装置 | |
| JP2012517789A5 (zh) | ||
| US20150214458A1 (en) | Thermoelectric generator system for intercooler coupled to turbocharger | |
| CN104935210A (zh) | 一种蜂窝圆筒式汽车发动机废热发电装置 | |
| CN107769617B (zh) | 温差发电系统及燃气灶 | |
| CN105135670B (zh) | 热泵和热交换器和锅炉一体的节能锅炉机组 | |
| CN108643993A (zh) | 一种基于温差发电技术的柴油机排气红外抑制装置 | |
| CN205564916U (zh) | 一种动力电池散热结构 | |
| CN103078373B (zh) | 一种锂电池组均温系统 | |
| CN206905266U (zh) | 一种光能直流电热水器 | |
| CN106762213A (zh) | 一种新型热电联产系统 | |
| CN109624741A (zh) | 一种用于汽车的充电组件 | |
| CN214898578U (zh) | 一种船舶电池舱室的冷却装置 | |
| CN213027853U (zh) | 一种利用汽车尾气温差的发电及蓄热装置 | |
| CN112671266B (zh) | 一种飞行器防热装置及飞行器 | |
| CN214626831U (zh) | 一种飞行器防热装置及飞行器 | |
| CN112880414B (zh) | 一种焙烧电池材料惰性气氛降温装置及其应用方法 | |
| CN205070847U (zh) | 一种利用锅炉冷渣水热量的温差发电装置和供电系统 | |
| CN111174603B (zh) | 一种节能型空冷器冷却系统 | |
| CN211952766U (zh) | 加热裂解系统 | |
| CN209257902U (zh) | 一种用于汽车的充电组件 | |
| CN203655479U (zh) | 一种无人机小型汽油发动机低温点火保障装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181012 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |