CN202370628U - 车辆尾气发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆尾气发电系统，该车辆尾气发电系统包括：供气装置，该供气装置包括发动机(10)以及安装在发动机(10)上的传热管(20)；供水装置，该供水装置包括储水箱(30)和供水管路(31)，该储水箱(30)通过供水管路(31)与所述传热管(20)连接；发电装置，该发电装置包括执行机构(40)和由执行机构(40)驱动的发电机(50)，所述传热管(20)通过进汽管路(41)与所述执行机构(40)连接。实用新型的车辆尾气发电系统可以有效地吸收由发动机排出的尾气所携带的热量，并利用该热量使执行机构做功并驱动发电机发电，即将热量转换为电能，提高了能源的利用率，而且发出的电能经储存后可以供其他用电装置使用。

Description

车辆尾气发电系统

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，具体地，涉及一种车辆尾气余热发电系统。 

背景技术

目前，车辆行驶过程中发动机做功后将排放出大量的尾气，尤其是在使用柴油发动机的商用车中，大约有百分之四十的能量以热量的形式散发掉，而其中尾气占据了这些热量的绝大部分。如果将这些携带热量的尾气直接排放至大气中，而不加以利用，势必造成能源的浪费。 

因而，需要一种车辆尾气的处理系统，用以提高能源的利用率。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车辆尾气发电系统，该车辆尾气发电系统能够通过将车辆尾气携带的热量用于发电。 

为了实现上述目的，本实用新型提供一种车辆尾气发电系统，该车辆尾气发电系统包括：供气装置，该供气装置包括发动机以及安装在发动机上的传热管；供水装置，该供水装置包括储水箱和供水管路，该储水箱通过供水管路与所述传热管连接；发电装置，该发电装置包括执行机构和由执行机构驱动的发电机，所述传热管通过进汽管路与所述执行机构连接。 

优选地，所述传热管包括内管和环绕在该内管外周的外管，所述发动机排出的尾气进入所述内管中，所述外管与所述供水管路可连通。 

在所述外管上设置有进水口和出水口，所述进水口与所述供水管路连接，所述出水口与所述进汽管路连接。 

优选地，在位于所述储水箱附近的供水管路上设置有水泵。 

优选地，在位于所述进水口附近的供水管路上设置有单向阀。 

优选地，所述执行机构包括依次连接在一起的汽缸、滑块、连杆以及连接盘，所述传热管通过进汽管路与所述汽缸连接，所述连接盘安装在所述发电机上。 

优选地，所述进汽管路包括第一进汽管路和第二进汽管路，所述第一进汽管路和所述第二进汽管路分别连接在所述汽缸的缸体两端。 

优选地，所述汽缸通过出汽管路与所述储水箱连接。 

优选地，所述出汽管路包括第一出汽管路和第二出汽管路，所述第一出汽管路和所述第二出汽管路分别连接在所述汽缸的缸体两端。 

优选地，在所述连接盘和所述发电机之间安装有飞轮。 

实用新型的车辆尾气发电系统可以有效地吸收由发动机排出的尾气所携带的热量，并利用该热量使执行机构做功并驱动发电机发电，即将热量转换为电能，提高了能源的利用率，而且发出的电能经储存后可以供其他用电装置使用。 

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中： 

图1是本实用新型的车辆尾气发电系统的原理图； 

图2是本实用新型中传热管的结构示意图； 

图3是本实用新型中发电装置的结构示意图； 

图4是图3中发电机与连接盘的安装结构的侧视示意图。 

附图标记说明 

10发动机              20传热管 

21内管                22外管 

22a进水口             22b出水口 

30储水箱              31供水管路 

32水泵                32a水泵开关 

33单向阀              40执行机构 

41进汽管路            41a第一进汽管路 

41b第二进汽管路       42出汽管路 

42a第二进汽管路       42b第二进汽管路 

43汽缸                44滑块 

45连杆                46连接盘 

47飞轮                50发电机 

51输电线路            60蓄电池 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。 

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“左、右”通常是指附图中的左、右两个方向。 

本实用新型的车辆尾气发电系统适用于应用在柴油汽车上，尤其适用于商用柴油车中。 

参见图1，本实用新型的车辆尾气发电系统具体包括供气装置、供水装 置以及发电装置，其发电原理是通过将供气装置中提供的携带热量的气体与供水装置中提供的水进行热传递，从而使水被加热成为水蒸汽，然后将水蒸汽通入发电装置中，将水蒸汽压力转换为机械能，最后通过机械做功使得发电机发电。 

具体地，如图1所示，供气装置包括发动机10以及安装在发动机10上的传热管20，在发动机10做功后将尾气排入到传热管20中。供水装置包括储水箱30和供水管路31，该储水箱30通过供水管路31与传热管20连接；发电装置，该发电装置包括执行机构40和由执行机构40驱动的发电机50，传热管20通过进汽管路41与执行机构40连接。 

实用新型的车辆尾气发电系统可以有效地吸收由发动机排出的尾气所携带的热量，并利用该热量使执行机构做功并驱动发电机发电，即将热量转换为电能，提高了能源的利用率，而且发出的电经储存后可以用于其他用电装置使用。 

可以理解，传热管20具有多种结构形式，凡是能够实现使由发动机10排出的尾气与由供水管路31提供的水进行热传递即可。例如，参见图2，传热管20包括内管21和环绕在该内管21外周的外管22。理论上，只要将尾气通入一个管中，将水通入另一个管中便能实现热传递。 

鉴于本实用新型的结构，优选地，在内管21中通入尾气，在外管22中通入水，即在发动机10排出的尾气进入内管21中，并且外管22与供水管路31连通后，携带大量热的尾气与水进行热传递，从而将水加热成水蒸汽，并通过进汽管路41进入发电装置中，用于发电。 

在上述水在外管22中流通的情况下，需要在外管22上设置进水口22a和出水口22b，进水口22a与供水管路31连接，用于向外管22中通入水，出水口22b与进汽管路41连接，用于将加热后的水蒸汽排出外管22，并进入进汽管路41。 

通常情况下，无法保证储水箱30中的水主动地进入外管22中。因而，优选地，在位于储水箱30附近的供水管路31上设置水泵32，用于将储水箱30中的水泵送至传热管20中。并且，在供水管路31上还设置有水泵开关32a，在车辆行驶中，使水泵开关32a处于闭合，以保持供水管路31与储水箱30之间的连通性，在车辆停止时，将供水管路31与储水箱30断开。关于水泵32的结构和工作原理，以及水泵32的安装方式等均是本领域技术人员所公知的，在此不再详细描述。 

此外，在传热管20中进行热传递后，外管22中的水形成为水蒸汽，使外管22中的压力逐渐升高，将推动水蒸汽可能从进水口22a和出水口22b中排出。 

为了防止水蒸汽流入进水口22a，使供水管路31中的水出现逆流现象，可以在进水口22a附近设置防止逆流的部件。优选地，如图1中所示，可以在位于进水口22a附近的供水管路31上设置单向阀33，使储水箱30中的水只能流向传热管20中，在相反方向处于截止状态。 

参见图3和图4，所述的执行机构40包括依次连接在一起的汽缸43、滑块44、连杆45以及连接盘46，传热管20通过进汽管路41与汽缸43连接，连接盘46安装在发电机50上。 

需要说明的是上述连杆45的两端与滑块44和连接盘46均为铰接，连杆45可摆动，连接盘46可转动。根据该结构，利用向汽缸43中通入和排除水蒸汽，使活塞以及安装在活塞上的活塞杆的往复移动，带动滑块44往复运动，从而通过连杆45将滑块44的直线运动转换为连接盘46的旋转运动，最后通过连接盘46的旋转驱动发动机50发电。其中，水蒸汽分别通过进汽管路41和出汽管路42进入或排除汽缸43。 

具体的驱动过程如图3所示。进汽管路41包括第一进汽管路41a和第二进汽管路41b，第一进汽管路41a和第二进汽管路41b分别连接在汽缸43 的缸体两端。同时，出汽管路42包括第一出汽管路42a和第二出汽管路42b，第一出汽管路42a和第二出汽管路42b也分别连接在汽缸43的缸体两端。 

初始状态时，连杆45与连接盘46安装的一端处于连接盘46的最左端位置。 

当水蒸汽从出水口22b排出并进入进汽管路41时，第二进汽管路41b和第二出汽管路42b处于截止状态。水蒸汽从第一进汽管路41a中进入缸体的左侧，缸体右侧的气体从第一出汽管路42a中排出，推动活塞以及活塞杆向右移动，同时滑块44向右滑动，使与滑块44铰接的连杆45从连接盘46的最左端向连接盘46的右端运动，从而使连接盘46转动。 

在连杆45到达连接盘46的最右端位置后，连杆45将从连接盘46的最最右端向连接盘46的左端运动，连接盘46继续旋转，此时，滑块44以及活塞杆向左移动，第一进汽管路41a和第一出汽管路42a处于截止状态，水蒸汽从第二进汽管路41b进入缸体的右侧，同时缸体左侧的水蒸汽从第二出汽管路42b排出。 

其中，进汽管路41和出汽管路42的开启和截止可以通过本领域技术人员所公知的多种方式实现，在此不再赘述。在上述的整个驱动过程中，实现连接盘46始终处于转动状态，从而可以使发电机50进行发电。

另外，如图1所示，排入到出汽管路42中的水蒸汽可以循环利用，再次用于热传递。因而，可以将出汽管路42与储水箱30连接，以循环使用水，而不需要在发电过程中持续补给水。 

另外需要说明的是，连杆45在连接盘46的最左端位置和最右端位置为死点，即连杆45在死点位置容易被卡住，而阻碍连杆45和连接盘46的运动。如图4中所示，可以在连接盘46和发电机50之间安装飞轮47，以避免出现卡死现象。 

最后，由发电机50产生的电力通过输电线路51传递至蓄电池60中并 储存，以供其他用电装置使用。当然，也可以通过输电线路51将电力直接供给给用电装置使用(未图示)，本实用新型不对此进行限定。 

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种车辆尾气发电系统，其特征在于，该车辆尾气发电系统包括：

供气装置，该供气装置包括发动机(10)以及安装在发动机(10)上的传热管(20)；

供水装置，该供水装置包括储水箱(30)和供水管路(31)，该储水箱(30)通过供水管路(31)与所述传热管(20)连接；

发电装置，该发电装置包括执行机构(40)和由执行机构(40)驱动的发电机(50)，所述传热管(20)通过进汽管路(41)与所述执行机构(40)连接。

2.根据权利要求1所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，所述传热管(20)包括内管(21)和环绕在该内管(21)外周的外管(22)，所述发动机(10)排出的尾气进入所述内管(21)中，所述外管(22)与所述供水管路(31)可连通。

3.根据权利要求2所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，在所述外管(22)上设置有进水口(22a)和出水口(22b)，所述进水口(22a)与所述供水管路(31)连接，所述出水口(22b)与所述进汽管路(41)连接。

4.根据权利要求1所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，在位于所述储水箱(30)附近的供水管路(31)上设置有水泵(32)。

5.根据权利要求1所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，在位于所述进水口(22a)附近的供水管路(31)上设置有单向阀(33)。

6.根据权利要求1所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，所述执行 机构(40)包括依次连接在一起的汽缸(43)、滑块(44)、连杆(45)以及连接盘(46)，所述传热管(20)通过进汽管路(41)与所述汽缸(43)连接，所述连接盘(46)安装在所述发电机(50)上。

7.根据权利要求6所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，所述进汽管路(41)包括第一进汽管路(41a)和第二进汽管路(41b)，所述第一进汽管路(41a)和所述第二进汽管路(41b)分别连接在所述汽缸(43)的缸体两端。

8.根据权利要求6所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，所述汽缸通过出汽管路(42)与所述储水箱(30)连接。

9.根据权利要求8所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，所述出汽管路(42)包括第一出汽管路(42a)和第二出汽管路(42b)，所述第一出汽管路(42a)和所述第二出汽管路(42b)分别连接在所述汽缸(43)的缸体两端。

10.根据权利要求1所述的车辆尾气发电系统，其特征在于，在所述连接盘(46)和所述发电机(50)之间安装有飞轮(47)。 

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