CN201388177Y - 机动车发动机用发电装置 - Google Patents

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焦洪宇
李英
陈庆樟
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Abstract

一种机动车发动机用发电装置，包括发动机机体和位于发动机机体内的气缸，其特点是：在所述的气缸和发动机机体之间设置有第一绝缘层、导电层、半导体P材料层和半导体N材料层、以及第二绝缘层。优点：利用发动机机体温差进行发电，提高燃料的热能利用率；可代替发动机上原有的发电机，提高发动机的机械效率，减小发动机附件上的功率损失；增加发动机输出的有效功率；有利于燃料/双动力汽车的发展。

Description

机动车发动机用发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置，尤其是涉及一种利用机动车发动机机体的温差进行发电的机动车发动机用发电装置。
背景技术
现有的机动车，尤其是燃料/电动双动力汽车上所使用的发动机，其燃料燃烧所释放出的热能，只有30～40％可转化为机械能驱动机动车行驶，其它大部分热能都排放到大气中。如果能把有效的热能转化成电能供给机动车上的电器设备或对电源进行充电，可大大提高燃料的热能利用率，经济效益、社会效益均十分巨大。
1821年，德国物理学家赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。这一现象称为塞贝克效应(Seebeck effect)。而上述发动机工作时，燃烧室内温度可达到1500～1900℃，发动机机体表面的温度仅为90℃左右，如此高的温差，利用发动机机体温差发电是完全可行的，但目前市场上还未见诸有利用发动机机体温差发电的装置。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种利用发动机机体温差，基于半导体材料的塞贝克效应进行温差发电的机动车发动机用发电装置。
为了达到上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：一种机动车发动机用发电装置，包括发动机机体和位于发动机机体内的气缸，其特点是：在所述的气缸和发动机机体之间设置有第一绝缘层、导电层、半导体P材料层和半导体N材料层、以及第二绝缘层，其中：气缸的壁体与第一绝缘层接触，第一绝缘层外设置有导电层，导电层外设置有半导体P材料层和半导体N材料层，半导体P材料层和半导体N材料层外设置有第二绝缘层，第二绝缘层与发动机机体的内壁接触，在半导体P材料层和半导体N材料层之间用绝缘隔热层隔开，在半导体P材料层和半导体N材料层上均连接有电源输出导线。
本实用新型所述的半导体P材料层和半导体N材料层有复数个，呈间隔状地设置在导电层与第二绝缘层之间，每相邻的一个半导体P材料层和一个半导体N材料层以及相接触的导电层之间构成一个半导体材料发电组，各半导体材料发电组之间可以进行串联或并联。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1.利用发动机机体温差进行发电，提高燃料的热能利用率；
2.可代替发动机上原有的发电机，提高发动机的机械效率，减小发动机附件上的功率损失；
3.增加发动机输出的有效功率；
4.有利于燃料/双动力汽车的发展。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型发电装置的能量变化示意图。
图3为本实用新型发电装置的电流流动方向示意图。
图中：1.气缸；2.第一绝缘层；3.导电层；4.半导体P材料层；5.绝缘隔热层；6.半导体N材料层；7.发动机机体；8.第二绝缘层。
具体实施方式
通过申请人对实施例的描述，将更加有助于理解本实用新型，并且使本实用新型的积极效果更加体现，但实施例不应视为对本实用新型技术方案的有所限制。
请参阅图3，本实用新型机动车发动机用发电装置包括发动机机体7和位于发动机机体7内的气缸1，其特点是：在所述的气缸1和发动机机体7之间设置有第一绝缘层2、导电层3、半导体P材料层4和半导体N材料层6、以及第二绝缘层8，气缸1的壁体与第一绝缘层2接触，第一绝缘层2外设置有导电层3，导电层3外设置有半导体P材料层4和半导体N材料层6，半导体P材料层4和半导体N材料层6外设置有第二绝缘层8，第二绝缘层8与发动机机体7的内壁接触，在半导体P材料层4和半导体N材料层6之间用绝缘隔热层5隔开，在半导体P材料层4和半导体N材料层6上均连接有电源输出导线。半导体P材料层4和半导体N材料层6有复数个，呈间隔状地设置在导电层3与第二绝缘层8之间，每相邻的一个半导体P材料层4和一个半导体N材料层6以及相连的导电层3之间构成为一个半导体材料发电组，各半导体材料发电组之间可以进行串联或并联。
请参阅图1并结合图2、图3叙述本实用新型的工作原理：当发动机工作时，燃料燃烧释放出的热能使气体膨胀对外做功，同时部分热能经过气缸1的壁体、第二绝缘层8传递到半导体P材料层4和半导体N材料层6的内侧，作为高温端。而与半导体P材料层4和半导体N材料层6外侧相接触的第二绝缘层8与冷却液相连，作为低温端。由于半导体材料的塞贝克效应(Seebeck effect)，在半导体P材料层4和半导体N材料层6中有电流产生，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。半导体P材料层4和半导体N材料层6上均连接有电源输出导线，产生的电能供给机动车上的电器设备或对电源进行充电。整个过程能量的变化如图2所示。电流流动方向如图3所示。

Claims (2)

1、一种机动车发动机用发电装置，包括发动机机体(7)和位于发动机机体(7)内的气缸(1)，其特征在于在所述的气缸(1)和发动机机体(7)之间设置有第一绝缘层(2)、导电层(3)、半导体P材料层(4)和半导体N材料层(6)、以及第二绝缘层(8)，其中：气缸(1)的壁体与第一绝缘层(2)接触，第一绝缘层(2)外设置有导电层(3)，导电层(3)外设置有半导体P材料层(4)和半导体N材料层(6)，半导体P材料层(4)和半导体N材料层(6)外设置有第二绝缘层(8)，第二绝缘层(8)与发动机机体(7)的内壁接触，在半导体P材料层(4)和半导体N材料层(6)之间用绝缘隔热层(5)隔开，在半导体P材料层(4)和半导体N材料层(6)上均连接有电源输出导线。
2、根据权利要求1所述的机动车发动机用发电装置，其特征在于所述的半导体P材料层(4)和半导体N材料层(6)有复数个，呈间隔状地设置在导电层(3)与第二绝缘层(8)之间，每相邻的一个半导体P材料层(4)和一个半导体N材料层(6)以及相接触的导电层(3)之间构成一个半导体材料发电组，各半导体材料发电组之间可以进行串联或并联。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102756660A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 吴宸至 节油一半的汽车
CN104485725A (zh) * 2014-12-17 2015-04-01 厦门大学 无人机热能回收系统

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