CN203730102U - 发动机废气热循环发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种发动机废气热循环发电系统，包括斯特林发动机和发电机，所述斯特林发动机包括受热气缸、做功气缸和动力输出装置，所述发电机的主轴与所述动力输出装置连接；废气管道上设有传热装置，所述受热气缸与传热装置连接；所述传热装置包括螺旋传热管和废气排出管，所述螺旋传热管与废气管道连通。本实用新型的废气传热装置采用螺旋传热管，结构简单，传热效果好，还不影响废气的排出；气缸活塞通过多根连杆与飞轮上的一点铰接，结构简单，便于维护，还能够实现两活塞之间的缓冲，确保飞轮不会因为受到冲击而损坏。

Description

发动机废气热循环发电系统
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种利用发动机废气进行发电的系统，具体是一种发动机废气热循环发电系统。
背景技术
现有的废热利用技术主要包括：1、应用于汽车领域的发动机废气涡轮增压技术，此技术主要是通过利用发动机废气中的能量来推动涡轮机和压气机工作，从而为发动机增压；2、蒸汽机Rankine循环（也称朗肯循环或者兰金循环）的应用。
具体的，发动机尾气中含有很多热量，直接排放会造成大量热能的浪费和损失。现有的发动机废气热循环利用技术，主要是通过将发动机废气中的热量传输给斯特林发动机，斯特林发动机将吸收到的热量转化为机械能，提供给发电机发电。该技术主要存在的问题是：1、废热吸收装置结构复杂，制造成本较高，不利于广泛推广使用；2、部分利用斯特林发动机的发动机废热回收技术，由于受热气缸和做功气缸内的活塞的运动不是同步的，所以两个活塞直接通过连杆连接在飞轮的两个点上，从而使飞轮能够持续转动。这种结构的气缸与飞轮之间的连接关系太过复杂、容易发生故障。
实用新型内容
（一）要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：解决现有的发动机废热利用装置的结构太过复杂，容易出现故障，不便于维护，不利于广泛推广使用的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种发动机废气热循环发电系统，其包括：斯特林发动机、发电机以及设置在废气管道上的传热装置，所述斯特林发动机包括受热气缸、做功气缸和动力输出装置，所述发电机与动力输出装置连接，所述受热气缸与所述传热装置连接；所述传热装置包括螺旋传热管和废气排出管，所述螺旋传热管与废气管道连通，所述废气排出管设在所述螺旋传热管的尾部，所述螺旋传热管盘绕在所述受热气缸外侧。
其中，所述受热气缸内设有受热气缸活塞，所述受热气缸活塞连接有第一活塞杆；所述做功气缸内设有做功气缸活塞，所述做功气缸活塞连接有第二活塞杆；所述受热气缸与所述做功气缸连通。
其中，所述动力输出装置包括飞轮和多根连杆，所述飞轮侧面非圆心位置处设有一铰接点A，所述第一活塞杆通过两根或两根以上首尾铰接的第一连杆与铰接点A铰接；所述第二活塞杆通过一根第二连杆与铰接点A铰接。
其中，所述第一活塞杆与第一连杆、第二活塞杆与第二连杆之间均为铰接。
其中，所述飞轮通过皮带与所述发电机连接。
（三）有益效果
上述技术方案具有如下优点：本实用新型的发动机废气热循环发电系统的废气传热采用螺旋传热管，结构简单，传热效果好，还不影响废气的排出；气缸活塞通过多根连杆与飞轮上的一点铰接，结构简单，便于维护，还能够实现两活塞之间的缓冲，确保飞轮不会因为受到冲击而损坏。
附图说明
图1是本实用新型发动机废气热循环发电系统的结构示意图。
其中，1、废气管道；2、螺旋传热管；3、废气排出管；4、第二活塞杆；5、第一活塞杆；6、飞轮；7、皮带；8、发电机；9、受热气缸；10、受热气缸活塞；11、做功气缸；12、做功气缸活塞；A、铰接点。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
图1所示是本实用新型发动机废气热循环发电系统的结构示意图，整套系统包括：废气管道1上的传热装置、斯特林发动机以及发电机8；废气管道1的尾部连接有传热装置，传热装置包括螺旋传热管2和废气排出管3，螺旋传热管2与废气管道连通，废气排出管3设置在螺旋传热管2的尾部且与螺旋传热管2连通。斯特林发动机包括：受热气缸9、受热气缸活塞10、第一活塞杆5、做功气缸11、做功气缸活塞12、第二活塞杆4、飞轮6以及多根连杆，飞轮6上设置有铰接点A，铰接点A位于飞轮6侧面的非圆心位置；所述螺旋传热管2盘绕在受热气缸9外侧，发动机废气通过废气通道到达螺旋传热管2，通过螺旋传热管2将热量传递给受热气缸9，传递完热量的废气最后经废气排出管3排出。受热气缸9受热后推动受热气缸活塞10做往复运动，进而带动做功气缸11内的做功气缸活塞12一起往复运动；第一活塞杆5的一端与受热气缸活塞10连接，另一端铰接有两根或两根以上首尾顺序铰接的第一连杆，最末端的第一连杆铰接在飞轮6的铰接点A处；第二活塞杆4的一端与做功气缸活塞连接，另一端通过一根第二连杆铰接在飞轮6的铰接点A处，受热气缸活塞10和做功气缸活塞12的往复运动带动飞轮6开始旋转。
本实用新型发动机废气热循环发电系统的工作过程：
废气管道1中较热的气体通过螺旋传热管2，将热量传递给受热气缸9，传递完热量的废气从废气排出管3排出，传热过程结束。
受热气缸9受热后，推动受热气缸活塞10以及做功气缸活塞12开始做往复运动，将热能转换为机械能。
飞轮6旋转过程中，首先通过做功气缸活塞12的推动作用，将铰接点A向远离气缸的位置运动，进而带动飞轮6做第一个半圈的转动；当铰接点A转动到远离气缸的位置时，受热气缸活塞10恰好开始做返回运动，通过第一活塞杆5以及多根连杆带动铰接点A向靠近气缸的方向运动，进而带动飞轮6做第二个半圈的转动，然后开始下一圈的转动。飞轮6通过皮带7与发电机8的带轮连接，飞轮6的转动带动发电机8主轴旋转，发电机8开始发电，将机械能转换为电能。
第一活塞杆连接多根首尾顺序铰接的第一连杆，多根第一连杆的作用是使得受热气缸活塞10运动过程中，第一连杆可以顺利收缩到气缸内，保证受热气缸活塞10与铰接点A之间的连接件不会与气缸发生碰触，使飞轮6能够正常转动。由于受热气缸活塞10与做功气缸活塞12的往复运动不是同步进行的，多根首尾顺序铰接的第一连杆可以起到缓冲的作用，避免飞轮6因为受到两个活塞的不同作用力而损坏。
由以上实施例可以看出，本实用新型通过采用螺旋传热管2，将发动机废气中的热量传输到斯特林发动机的受热气缸9内，发动机废气热循环装置结构简单，传热效率高，热量回收效果好。斯特林发动机8的第一活塞杆5、第二活塞杆4与飞轮6通过多根连杆连接，结构灵活、简单，便于制造和维护，不易发生故障，还能实现缓冲作用，适合广泛推广使用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.发动机废气热循环发电系统，包括：斯特林发动机、发电机以及设置在废气管道上的传热装置，所述斯特林发动机包括受热气缸、做功气缸和动力输出装置，所述发电机与动力输出装置连接，所述受热气缸与所述传热装置连接；其特征在于，所述传热装置包括螺旋传热管和废气排出管，所述螺旋传热管与废气管道连通，所述废气排出管设在所述螺旋传热管的尾部；所述螺旋传热管盘绕在所述受热气缸外侧。
2.如权利要求1所述的发动机废气热循环发电系统，其特征在于，所述受热气缸内设有受热气缸活塞，所述受热气缸活塞连接有第一活塞杆；所述做功气缸内设有做功气缸活塞，所述做功气缸活塞连接有第二活塞杆；所述受热气缸与所述做功气缸连通。
3.如权利要求2所述的发动机废气热循环发电系统，其特征在于，所述动力输出装置包括飞轮和多根连杆，所述飞轮侧面非圆心位置处设有一铰接点（A），所述第一活塞杆通过两根或两根以上首尾铰接的第一连杆与铰接点（A）铰接；所述第二活塞杆通过一根第二连杆与铰接点（A）铰接。
4.如权利要求3所述的发动机废气热循环发电系统，其特征在于，所述第一活塞杆与第一连杆、第二活塞杆与第二连杆之间均为铰接。
5.如权利要求4所述的发动机废气热循环发电系统，其特征在于，所述飞轮通过皮带与所述发电机连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106401888A (zh) * 2016-05-30 2017-02-15 罗振波 一种温差发电装置
CN108131186A (zh) * 2017-12-22 2018-06-08 郑州康晓科技有限公司 一种利用汽车尾气进行发电的方法

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