CN203537272U - 一种汽车废气余热温差发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车废气余热温差发电装置，汽车废气从进气端锥输入，经过集热器时废气中的部分余热被集热器收集并传递至安装在集热器外表面的热电片的热端，热电片的冷端与水冷器紧密贴合，即热电片热端被集热器加热，冷端被水冷器冷却，因此热电片热端冷端产生温度差，从而产生电量。

Description

一种汽车废气余热温差发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，特别涉及一种汽车废气余热温差发电装置。 

背景技术

温差发电是将余热废热等低品位能源转换为电能的有效方式，近年来得到世界许多国家的高度重视和大量投入，如日本利用这项技术建立了500W级的垃圾燃烧余热发电示范系统，已取得了良好的实际效果；美国公司也已开发了多种热电发电系统，且均已投入使用，如在大型货运卡车上安装1000W级的废热发电系统为汽车提供辅助电源等；车用发动机余热温差发电技术近几年来发展很快，转换规模可在数百瓦至几千瓦之间。其中，日本Nissan汽车公司研究中心研制的一种排气温差发电器可以回收11%的热量，西班牙研制的排气温差发电器可以收37%的热量，美国Hi-Z公司在能源部资助下进行的柴油机载重车排气余热温差发电研究在台架和道路实验中得到2000-4000W的功率，俄罗斯联邦科学中心物理与能源工程研究所进行的高寒区载重发动机直接发电的研究产生了600W的电能。 

国内也开展了对汽车尾气余热收集的相关研究，但从已报道的研究成果开看，目前该技术仍然处于一个初级阶段，市场上尚没有一个成熟的商业化产品出现；而汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一，伴随着汽车工业的发展，车辆消耗的能源也与日俱增，利用发动机余热发电不仅是解决能源问题的一个有效途径，也是一个很好的节能途径；目前，汽车的动力转换效率仅40%左右，燃油中有多达60%左右的能量没有得到有效利用，若将这些能量的10%利用起来，将定会带来良好的社会效益和可观的经济效益。 

发明内容

本实用新型的目的，在于提供一种应用温差发电技术，利用汽车废气余热发电，从而提高汽车动力转换效率的汽车废气余热温差发电装置。 

一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述装置包括集热器、热电片、水冷器、进气端锥和出气端锥；集热器表面紧密贴有热电片，热电片上表面贴有水冷器，水冷器上设有紧定箍，紧定箍两端锁紧在集热器上；进气端锥和出气端锥为薄壁端锥壳体，进气端锥的大端通过大端连接法兰与集热器前端连接；出气端锥的大端通过大端连接法兰与集热器后端连接；水冷器前端和末端分别与水箱连接，形成冷却循环。 

所述的集热器截面类似正八边形，内部为翼片结构，外部圆周方向均布有8条凸起的肋，集热器两端面开螺纹孔，与大端法兰连接，肋上开螺纹孔，紧固紧定箍用。 

所述的热电片安装在集热器外部相邻两条凸起的肋之间，热端与集热器外表面紧密贴合，冷端与水冷器下表面紧密贴合；采用6片串联为一组，然后8组并联的方式连接。 

所述的集热器内部的翼片上均匀涂抹有吸热涂层，以提高集热器吸热效率。 

所述水冷器内为空腔，共有8块，每块水冷器的前端和末端分别都设有进水头及出水头，8块水冷器的进水头及出水头分别与7个三通接头和1个4通接头中的一端连接；7个三通接头和1个4个接头之间通过管路两两连接，水冷器的前端的4通接头的剩余一端连接冷却水箱，水冷器的末端的4通接头的剩余一端流经冷却装置后返回水箱。 

本实用新型的目的是这样实现的： 一种汽车废气余热温差发电装置，其特征包括： 

集热器；

热电片，热端与集热器外表面紧密贴合；

水冷器与热电片冷端紧密贴合；

紧定箍，扣在水冷器上，两端用螺丝锁紧在集热器上；

进气端锥与出气端锥为薄壁端锥壳体，两端与法兰焊接，大端连接法兰与集热器连接，小端连接法兰分别与排气系统的进口和出口连接；

冷却水路，冷却水由水箱引出，通过四通和三通接头分成8条并联的水路经8个进水头分别向水冷器供冷却水，流经水冷器的冷却水经出水头再通过三通和四通接头并为一路，流经冷却装置后返回水箱。

所述的汽车废气从进气端锥进入到集热器内，集热器吸收汽车废气的部分热量并将其传递至热电片的热端，热电片冷端与水冷器紧密贴合，水冷器通过紧定箍锁紧在集热器上，水冷器中的冷却水由水箱提供，汽车废气在通过集热器后由出气端锥进入汽车排气系统。 

所述的集热器截面类似正八边形，内部为翼片结构，外部圆周方向均布有8条凸起的肋，集热器两端面开螺纹孔，与法兰连接，肋上开螺纹孔，紧固紧定箍用。 

所述的热电片热端与集热器外表面紧密贴合，采用6片串联为一组，然后8组并联的方式连接。 

所述的吸热涂层均匀的涂抹在集热器内部翼片上，以提高集热器的吸热效率。 

所述的水冷器内为空腔，长度方向上两端焊接由进水头及出水头，共8块。 

本实用新型的汽车废气余热温差发电装置，汽车废气从进气端锥输入，经过集热器时废气中的部分余热被集热器收集并传递至安装在集热器外表面的热电片的热端，热电片的冷端与水冷器紧密贴合，即热电片热端被集热器加热，冷端被水冷器冷却，因此热电片热端冷端产生温度差，从而产生电量。 

本实用新型的汽车废气余热温差发电装置具有结构简单紧凑、重量轻，制造组装方便、发电效率高的特点。 

附图说明

图1是本实用新型汽车废气余热温差发电装置的整体结构示意图； 

图2是本实用新型汽车废气余热温差发电装置的横截面图；

图3为温差发电装置通过法兰与汽车排气系统连接使用示意图。

具体实施方式

参见图1、图2，本实用新型的汽车废气余热温差发电装置，包括集热器1、热电片2、水冷器3、紧定箍4、三通接头6、四通接头14、进气端锥7、出气端锥8、外壳体、连接法兰、进水头12和出水头13；其中进气端锥7通过小端连接法兰10b与汽车排气系统前端连接，通过大端连接法兰10a与集热器1前端连接；热电片2安装在集热器1外表面上，水冷器3安装在热电片2上，并通过紧定箍4锁紧在集热器1上；每块水冷器3的前端和末端分别都设有进水头12及出水头13，8块水冷器3的进水头12及出水头13分别与7个三通接头6和1个四通接头14中的一端连接；7个三通接头6和1个四通接头14之间通过管路5两两连接，两个四通接头14的剩余一端分别连接冷却水箱，其中出水端流经冷却装置后返回水箱；出气端锥8通过大端连接法兰10a与集热器1后端连接，通过小端连接法兰10b与排气系统后端连接；壳体9b通过螺丝与大端连接法兰10a连接，壳体9a与壳体9b焊接在一起；集热器1的内部翼片11上涂有吸热涂层。 

本实用新型的工作原理结合图1、图2和图3说明如下： 

温差发电装置通过法兰与汽车排气系统连接，汽车废气通过进气端锥7进入集热器1内部，通过出气端锥8排出；废气中的部分余热被集热器1吸收，热器1的内部翼片11上的吸热涂层可提高集热器1的吸热效率，集热器1将吸收的热量传递至安装在集热器1外表面的热电片2的热端，热电片2的冷端与水冷器3紧密贴合，水冷器3内部有冷却水通过，冷却水由冷却水箱通过由三通接头6、四通接头14、进水头12、出水头13和水冷器3组成的循环水路提供；即热电片2热端被集热器1加热，冷端被水冷器3冷却，因此热电片热端冷端产生温度差，从而产生电量，产生的电量可用于对车载蓄电池进行充电。整个装置外层有壳体保护；当汽车废气达到设定温度时，一旁支路上的阀门15接受温度信号打开，加速汽车废气的排放。

Claims (7)

1.一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述装置包括集热器、热电片、水冷器、进气端锥和出气端锥；集热器表面紧密贴有热电片，热电片上表面贴有水冷器，水冷器上设有紧定箍，紧定箍两端锁紧在集热器上；进气端锥和出气端锥为薄壁端锥壳体，进气端锥的大端通过大端连接法兰与集热器前端连接；出气端锥的大端通过大端连接法兰与集热器后端连接；水冷器前端和末端分别与水箱连接，形成冷却循环。

2.如权利要求1所述的一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述的集热器截面类似正八边形，内部为翼片结构，外部圆周方向均布有8条凸起的肋，集热器两端面开螺纹孔，与大端法兰连接，肋上开螺纹孔，紧固紧定箍用。

3.如权利要求1所述的一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述的热电片安装在集热器外部相邻两条凸起的肋之间，热端与集热器外表面紧密贴合，冷端与水冷器下表面紧密贴合；采用6片串联为一组，然后8组并联的方式连接。

4.如权利要求2所述的一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述的集热器内部的翼片上均匀涂抹有吸热涂层，以提高集热器吸热效率。

5.如权利要求1所述的一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述的水冷器前端和末端分别与水箱连接，形成冷却循环指：冷却水由水箱引出，通过四通和三通接头分成8条并联的水路经8个进水头分别向水冷器供冷却水，流经水冷器的冷却水经出水头再通过三通和四通接头并为一路，流经冷却装置后返回水箱。

6.如权利要求5所述的一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述水冷器内为空腔，共有8块，每块水冷器的前端和末端分别都设有进水头及出水头，8块水冷器的进水头及出水头分别与7个三通接头和1个4通接头中的一端连接；7个三通接头和1个4个接头之间通过管路两两连接，水冷器的前端的4通接头的剩余一端连接冷却水箱，水冷器的末端的4通接头的剩余一端流经冷却装置后返回水箱。

7.如权利要求1所述的一种汽车废气余热温差发电装置，其特征在于：所述进气端锥与出气端锥的小端通过小端连接法兰分别与排气系统的进口和出口连接。

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