CN206309453U - 排气余热分布式利用系统 - Google Patents

Abstract

一种新能源技术领域的排气余热分布式利用系统，包括碱金属热电转换器、旋转式发电机、换热器、循环水管、控制阀、水泵、变速箱机油加热器、加热器、旋转叶片，碱金属热电转换器布置在涡轮前端的发动机排气管上，第一旋转式发电机通过连接轴与压气机、涡轮同轴相连接，第一控制阀、水泵、变速箱机油加热器、第三控制阀依次布置在循环水管上，循环水管的中间部位布置在油底壳内并浸泡在机油内。在本实用新型中，内燃机排气中的余热可以得到充分利用，即可以发电，也可以加热机油。本实用新型适用于内燃机排气余热的分布利用。

Description

排气余热分布式利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种属于新能源技术领域的余热分布式利用系统，特别是一种可以利用余热来发电和加热机油的系统。

背景技术

余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性，在已投运的工业企业耗能装置中，原始设计未被合理利用的显热和潜热。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％至67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。余热的回收利用途径很多，一般说来，综合利用余热最好，其次是直接利用，再次是间接利用(如余热发电)。综合利用就是根据余热的品质，按照温度高低顺序不同按阶梯利用。

分布式供能系统是为终端用户提供灵活、节能型的综合能源服务的重要途径。重点突破基于化石能源的微小型燃气轮机及新型热力循环等终端的能源转换技术、储能技术、热电冷系统综合技术，形成基于可再生能源和化石能源互补、微小型燃气轮机与燃料电池混合的分布式终端能源供给系统。能源梯级利用也是分布式供能系统的一种，由于热能不可能全部转换为机械功，因而，与机械能、电能相比，其品位较低。热功转换效率与温度高低有关，高温热能的品位高于低温热能。一切不可逆过程均朝着降低能量品位的方向进行。能源的梯级利用可以提高整个系统的能源利用效率，是节能的重要措施。但是在现有的内燃机技术中，排气余热的阶梯利用技术还不成熟，造成排气余热的大量浪费。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种排气余热分布式利用系统，可以实现发动机排气余热的阶梯利用。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的，本实用新型包括发动机进气管、空滤、压气机、缸盖、缸体、油底壳、发动机排气管、涡轮、连接轴、呼吸管、碱金属热电转换器、电子控制单元、储电器、第一旋转式发电机、换热器、循环水管、第一控制阀、水泵、变速箱机油加热器、加热器、加热器进水管、加热器出水管、第二控制阀、第三控制阀、第二旋转式发电机、旋转轴、旋转叶片、线束，缸盖、缸体、油底壳一起构成发动机本体，发动机进气管的出气口与缸盖上的发动机进气口相连接，发动机排气管的进气口与缸盖上的发动机排气口相连接，空滤、压气机依次布置在发动机进气管上，涡轮布置在发动机排气管上，压气机、涡轮之间通过连接轴相连接，呼吸管的进气口与缸盖上的发动机油气分离系统相连接，呼吸管的出气口与空滤、压气机之间的发动机进气管相连接，碱金属热电转换器布置在涡轮前端的发动机排气管上，第一旋转式发电机通过连接轴与压气机、涡轮同轴相连接，换热器布置在涡轮后的发动机排气管上，循环水管的进水口与换热器的出水口相连接，循环水管的出水口与换热器的进水口相连接，第一控制阀、水泵、变速箱机油加热器、第三控制阀依次布置在循环水管上，循环水管的中间部位布置在油底壳内并浸泡在机油内，加热器布置在呼吸管的出气端，加热器进水管的进水口、加热器出水管的出水口分别与第三控制阀前后的循环水管相连接，加热器进水管的出水口、加热器出水管的进水口分别与加热器的进出水口相连接，第二控制阀布置在加热器进水管上，旋转轴的一端与第二旋转式发电机相连接，旋转轴的另一端伸入换热器后的发动机排气管内，旋转叶片布置在发动机排气管内并与旋转轴的一端固结在一起，碱金属热电转换器、储电器、第一旋转式发电机、第一控制阀、水泵、第二控制阀、第三控制阀、第二旋转式发电机均通过线束与电子控制单元相连接。

进一步地，在本实用新型中，换热器、加热器均为表面接触式，旋转叶为双层布置式。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设计合理，结构简单；内燃机的排气余热不但可以用来发电，用来加热油底壳内和变速箱内的机油；还可以在冬季的时候加热呼吸管，防止结冰。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

附图中的标号分别为：1、发动机进气管，2、空滤，3、压气机，4、缸盖，5、缸体，6、油底壳，7、发动机排气管，8、涡轮，9、连接轴，10、呼吸管，11、碱金属热电转换器，12、电子控制单元，13、储电器，14、第一旋转式发电机，15、换热器，16、循环水管，17、第一控制阀，18、水泵，19、变速箱机油加热器，20、加热器，21、加热器进水管，22、加热器出水管，23、第二控制阀，24、第三控制阀，25、第二旋转式发电机，26、旋转轴，27、旋转叶片，28、线束。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本实用新型的实施例如图1所示，本实用新型包括发动机进气管1、空滤2、压气机3、缸盖4、缸体5、油底壳6、发动机排气管7、涡轮8、连接轴9、呼吸管10、碱金属热电转换器11、电子控制单元12、储电器13、第一旋转式发电机14、换热器15、循环水管16、第一控制阀17、水泵18、变速箱机油加热器19、加热器20、加热器进水管21、加热器出水管22、第二控制阀23、第三控制阀24、第二旋转式发电机25、旋转轴26、旋转叶片27、线束28，缸盖4、缸体5、油底壳6一起构成发动机本体，发动机进气管1的出气口与缸盖4上的发动机进气口相连接，发动机排气管7的进气口与缸盖4上的发动机排气口相连接，空滤2、压气机3依次布置在发动机进气管1上，涡轮8布置在发动机排气管7上，压气机3、涡轮8之间通过连接轴9相连接，呼吸管10的进气口与缸盖4上的发动机油气分离系统相连接，呼吸管10的出气口与空滤2、压气机3之间的发动机进气管1相连接，碱金属热电转换器11布置在涡轮8前端的发动机排气管7上，第一旋转式发电机14通过连接轴9与压气机3、涡轮8同轴相连接，换热器15布置在涡轮8后的发动机排气管7上，循环水管16的进水口与换热器15的出水口相连接，循环水管16的出水口与换热器15的进水口相连接，第一控制阀17、水泵18、变速箱机油加热器19、第三控制阀24依次布置在循环水管16上，循环水管16的中间部位布置在油底壳6内并浸泡在机油内，加热器20布置在呼吸管10的出气端，加热器进水管21的进水口、加热器出水管22的出水口分别与第三控制阀24前后的循环水管16相连接，加热器进水管21的出水口、加热器出水管22的进水口分别与加热器20的进出水口相连接，第二控制阀23布置在加热器进水管21上，旋转轴26的一端与第二旋转式发电机25相连接，旋转轴26的另一端伸入换热器15后的发动机排气管7内，旋转叶片27布置在发动机排气管7内并与旋转轴26的一端固结在一起，碱金属热电转换器11、储电器13、第一旋转式发电机14、第一控制阀17、水泵18、第二控制阀23、第三控制阀24、第二旋转式发电机25均通过线束28与电子控制单元12相连接；换热器15、加热器20均为表面接触式，旋转叶片27为双层布置式。

在本实用新型的实施过程中，从内燃机排气道排排出的气体，温度较高，首先可以被碱金属热电转换器11用来实现热电转换。而后排气推动涡轮8、压气机3和第一旋转式发电机14一起旋转，在实现涡轮增压的同时，可以使第一旋转式发电机14旋转发电。而后，排气流经换热器15，换热器15把循环水管16中的水加热，循环水管16中的热水可以加热油底壳、变速箱中的机油，使发动机的摩擦损失较小；同时循环水管16中的热水还可以对呼吸管10的出气口进行加热，防止冬季时在此处结冰。最后，排气推动旋转叶片27旋转，旋转叶片27带动第二旋转式发电机25发电。

电子控制单元12与第一控制阀17、水泵18、第二控制阀23、第三控制阀24相连接，可以根据不同的工况和环境，来实现阀门的关闭和打开。当油底壳6和变速箱内的机油，以及呼吸管10的出气口不需要加热时，可以控制第一控制阀17和水泵18关闭。

Claims (2)

1.一种排气余热分布式利用系统，包括发动机进气管(1)、空滤(2)、压气机(3)、缸盖(4)、缸体(5)、油底壳(6)、发动机排气管(7)、涡轮(8)、连接轴(9)、呼吸管(10)，缸盖(4)、缸体(5)、油底壳(6)一起构成发动机本体，发动机进气管(1)的出气口与缸盖(4)上的发动机进气口相连接，发动机排气管(7)的进气口与缸盖(4)上的发动机排气口相连接，空滤(2)、压气机(3)依次布置在发动机进气管(1)上，涡轮(8)布置在发动机排气管(7)上，压气机(3)、涡轮(8)之间通过连接轴(9)相连接，呼吸管(10)的进气口与缸盖(4)上的发动机油气分离系统相连接，呼吸管(10)的出气口与空滤(2)、压气机(3)之间的发动机进气管(1)相连接，其特征在于，还包括碱金属热电转换器(11)、电子控制单元(12)、储电器(13)、第一旋转式发电机(14)、换热器(15)、循环水管(16)、第一控制阀(17)、水泵(18)、变速箱机油加热器(19)、加热器(20)、加热器进水管(21)、加热器出水管(22)、第二控制阀(23)、第三控制阀(24)、第二旋转式发电机(25)、旋转轴(26)、旋转叶片(27)、线束(28)，碱金属热电转换器(11)布置在涡轮(8)前端的发动机排气管(7)上，第一旋转式发电机(14)通过连接轴(9)与压气机(3)、涡轮(8)同轴相连接，换热器(15)布置在涡轮(8)后的发动机排气管(7)上，循环水管(16)的进水口与换热器(15)的出水口相连接，循环水管(16)的出水口与换热器(15)的进水口相连接，第一控制阀(17)、水泵(18)、变速箱机油加热器(19)、第三控制阀(24)依次布置在循环水管(16)上，循环水管(16)的中间部位布置在油底壳(6)内并浸泡在机油内，加热器(20)布置在呼吸管(10)的出气端，加热器进水管(21)的进水口、加热器出水管(22)的出水口分别与第三控制阀(24)前后的循环水管(16)相连接，加热器进水管(21)的出水口、加热器出水管(22)的进水口分别与加热器(20)的进出水口相连接，第二控制阀(23)布置在加热器进水管(21)上，旋转轴(26)的一端与第二旋转式发电机(25)相连接，旋转轴(26)的另一端伸入换热器(15)后的发动机排气管(7)内，旋转叶片(27)布置在发动机排气管(7)内并与旋转轴(26)的一端固结在一起，碱金属热电转换器(11)、储电器(13)、第一旋转式发电机(14)、第一控制阀(17)、水泵(18)、第二控制阀(23)、第三控制阀(24)、第二旋转式发电机(25)均通过线束(28)与电子控制单元(12)相连接。

2.根据权利要求1所述的排气余热分布式利用系统，其特征在于所述换热器(15)、加热器(20)均为表面接触式，旋转叶片(27)为双层布置式。