CN206790376U - 一种水冷式汽车尾气温差发电换热器 - Google Patents

Abstract

一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，包括温差发电器主体、以及连接于所述温差发电器主体两端的安装部；温差发电器主体包括吸热翅片、温差发电模块、冷却模块；吸热翅片设置于所述温差发电模块内表面，冷却模块设置于所述温差发电模块外表面，汽车尾气通过该温差发电换热器内部后对吸热翅片进行加热，使温差发电模块内表面处于高温状态，冷却模块内通水不断循环使温差发电模块外表面一直处于低温状态；本实用新型通过特有的换热器整体结构，以及吸热翅片和冷却模块的结构优化最大化提高温差发电换热器的效率。

Description

一种水冷式汽车尾气温差发电换热器

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气发电领域，更具体的说涉及一种水冷式汽车尾气温差发电换热器。

背景技术

随着中国汽车工业的发展，传统燃油汽车的能耗与日俱增，汽车节能减排和如何提高汽车发动机热效率一直是人们关注的焦点。研究表明，目前汽车发动机的热效率不到30%，大部分能量损失于发动机的冷却水和车辆排放的高温尾气中。若将发动机的尾气废热进行回收再利用，通过特定装置将尾气废热转换成电能给蓄电池充电，可提供汽车行驶辅助动力，同时可提高汽车的燃料利用率，减少汽车尾气排放和空气污染，从而提升整车综合性能。

专利公开号CN103441707B、公开日为2016-5-25的中国发明专利公开了一种汽车废气余热温差发电装置，其包括集热器、热电片、水冷器、进气端锥和出气端锥，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。但是该技术方案采用的八边形结构，以及集热器的结构都会影响发电效率。

实用新型内容

针对现有技术的不足之处本实用新型提供一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，本实用新型通过特有的换热器整体结构，以及吸热翅片和冷却模块的结构优化最大化提高温差发电换热器的效率。

本实用新型的具体技术方案如下：一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，包括温差发电器主体、以及连接于所述温差发电器主体两端的安装部；

所述温差发电器主体包括吸热翅片、温差发电模块、冷却模块，所述吸热翅片设置于所述温差发电模块内表面，所述冷却模块设置于所述温差发电模块外表面，汽车尾气通过该温差发电换热器内部后对吸热翅片进行加热，使温差发电模块内表面处于高温状态。

所述冷却模块包括进水主水管、出水主水管、冷却水箱、连通短管、箍紧装置，所述进水主水管与所述出水主水管设置于所述冷却水箱两端，冷却水箱内的水不断循环使温差发电模块外表面一直处于低温状态。

作为本实用新型的优选，所述温差发电模块由10~15块矩形的温差发电片呈圆周阵列均匀分布在所述温差发电器主体周围。

由此，采用10~15块温差发电片能够使温差发电器主体接近于圆柱体，从而提高汽车尾气的通流量。

作为本实用新型的优选，所述吸热翅片由与所述温差发电片数量相同的翅片组组成，每组翅片组包括一个扇形翅片、两个矩形长翅片、两个矩形短翅片与一个翅片座，其中所述矩形长翅片和所述矩形短翅片对称分布于所述扇形翅片两侧，且所述矩形短翅片位于所述矩形长翅片外侧；

每组翅片组包括的所述扇形翅片、所述矩形长翅片和所述矩形短翅片均垂直固接于所述翅片座一侧，所述翅片座另一侧紧贴安装于所述温差发电片内表面，翅片座紧贴于温差发电片内表面能够使汽车尾气传递到翅片的热量顺利传递到温差发电片内表面。

作为本实用新型的优选，所述冷却水箱与所述温差发电片数量相同，且所述冷却水箱为内部可蓄水的中空箱体；

所述冷却水箱靠近所述温差发电片一侧的表面与所述温差发电片外表面紧密贴合，并且所述冷却水箱在轴向两侧由两组所述箍紧装置锁紧，使所述冷却水箱相对所述温差发电片不产生位移。

由此，采用两组箍紧装置将冷却水箱锁紧能够使冷却水箱与温差发电片更好的贴合，从而加强冷却效果。

作为本实用新型的优选，所述进水主水管与所述出水主水管呈环形柱体围绕在所述温差发电器主体外侧；

所述进水主水管与所述出水主水管靠近所述冷却水箱一侧均设有连通所述冷却水箱的连通短管，所述冷却水箱在轴向两端分别连有所述连通短管。

由此，每个冷却水箱全部独立连接进水主水管与出水主水管能够使每个水箱都充分冷却，从而加强冷却效果。

作为本实用新型的优选，所述安装部包括连接锥套与连接法兰；所述连接法兰为一平板，包括位于平板中心用于尾气通过的通气孔以及设置于通气孔周围的安装孔；所述连接锥套为一锥形通管，其大锥端连接于所述温差发电器主体，小锥端固接于所述连接法兰通气孔外圆处。

作为本实用新型的优选，所述扇形翅片远离所述翅片座的一边为一外凸弧边，该弧边中心到所述翅片座的距离高于两端到所述翅片座的距离，且中间点连续过渡顺序递减；同一翅片组上的所述扇形翅片、所述矩形长翅片、所述矩形短翅片之间间隔的距离相同。

由此，扇形翅片具有的扇形弧边能够减小汽车尾气通过时受到的阻力，从而加快尾气流通速度，提高加热效果。

作为本实用新型的优选，所述扇形翅片弧边中心最高处到所述翅片座的距离与所述矩形长翅片、所述矩形短翅片的高度呈等差递减数列。

由此，三种翅片安装于温差发电器主体内部时可以最大化吸热翅片的表面积，从而增加与汽车尾气的接触面积，提高加热效果。

作为本实用新型的优选，所述进水主水管与所述出水主水管上均设有连接短管，且两处连接短管位置相反，其中所述进水主水管上的连接短管处于所述温差发电器主体下侧，所述出水主水管上的连接短管处于所述温差发电器主体上侧。

由此，热量会向上迁移，采用进水主水连接短管在下出水连接短管在上的方式可以使热量更好的排出，从而加强冷却效果。

作为本实用新型的优选，所述箍紧装置为为具有折边的环形抱箍，抱箍两头设有锁紧部，其环绕一周后锁紧部锁紧，所述箍紧装置每一折边与每一个所述冷却水箱外侧表面紧密贴合。

由此，采用与冷却水箱具有相同数量折边的箍紧装置可以使冷却水箱更稳定的紧贴于温差发电片外表面。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型优化了吸热翅片的结构，并且采用独立的冷却水箱与每块温差发电片贴合的水冷方式，提高了温差发电换热器的发电效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的侧视图；

图2为本实用新型一实施例的截面图；

图3为本实用新型吸热翅片的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的立体图。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，包括温差发电器主体1、以及螺纹连接于温差发电器主体1两端的安装部2，连接处采用密封垫高度密封，防止尾气泄漏；

如图2，温差发电器主体1包括吸热翅片1-1、温差发电模块1-2、冷却模块1-3，吸热翅片1-1设置于温差发电模块1-2内表面，冷却模块1-3设置于温差发电模块1-2外表面；

如图4，冷却模块1-3包括进水主水管1-3-1、出水主水管1-3-2、冷却水箱1-3-3、连通短管1-3-4、箍紧装置1-3-5，进水主水管1-3-1与出水主水管1-3-2设置于冷却水箱1-3-3两端。

如图2，温差发电模块1-2由10~15块矩形的温差发电片1-2-1呈圆周阵列均匀分布在温差发电器主体1周围，本实施例采用12块温差发电片1-2-1在控制成本的情况下使温差发电器主体更接近于圆柱体，从而提高汽车尾气的通流量。

如图2、图3，吸热翅片1-1由与温差发电片1-2-1数量相同的12组翅片组组成，每组翅片组包括一个扇形翅片1-1-1、两个矩形长翅片1-1-2、两个矩形短翅片1-1-3与一个翅片座1-1-4，其中矩形长翅片1-1-2和矩形短翅片1-1-3对称分布于扇形翅片1-1-1两侧，且矩形短翅片1-1-3位于矩形长翅片1-1-2外侧；其中每组翅片组包括的扇形翅片1-1-1、矩形长翅片1-1-2和矩形短翅片1-1-3均垂直固接于翅片座1-1-4一侧，翅片座1-1-4另一侧紧贴安装于温差发电片内表面。

如图2、图4，冷却水箱1-3-3与温差发电片1-2-1数量相同为12个，且冷却水箱1-3-3为内部可蓄水的中空箱体；冷却水箱1-3-3靠近温差发电片1-2-1一侧的表面与温差发电片1-2-1外表面紧密贴合，并且冷却水箱1-3-3在轴向两侧由两组箍紧装置1-3-5锁紧，使冷却水箱1-3-3相对温差发电片1-2-1不产生位移。

如图4，进水主水管1-3-1与出水主水管1-3-2呈环形柱体围绕在温差发电器主体1外侧；进水主水管1-3-1与出水主水管1-3-2靠近冷却水箱1-3-3一侧均设有连通冷却水箱1-3-3的连通短管1-3-4，冷却水箱在轴向两端分别连有连通短管。

如图1，安装部2包括连接锥套2-1与连接法兰2-2；连接法兰2-2为一平板，包括位于平板中心用于尾气通过的通气孔以及设置于通气孔周围的安装孔；连接锥套2-1为一锥形通管，其大锥端连接于温差发电器主体1，小锥端固接于连接法兰2-2通气孔外圆处；连接法兰为正方形平板安装时可以加入密封垫防止尾气泄漏。

如图3，扇形翅片1-1-1远离翅片座1-1-4的一边为一外凸弧边；同一翅片组上的扇形翅片1-1-1、矩形长翅片1-1-2、矩形短翅片1-1-3之间间隔的距离相同；扇形翅片1-1-1弧边中心最高处到翅片座1-1-4的距离与矩形长翅片1-1-2、矩形短翅片1-1-3的高度呈等差递减数列；由此，三种翅片的最高点可以连成一条直线，安装后在保证不干涉的情况下尽可能大的增加受热面积。

如图4，进水主水管1-3-1与出水主水管1-3-2上均设有连接短管，且两处连接短管位置相反，其中进水主水管1-3-1上的连接短管处于温差发电器主体1下侧，出水主水管1-3-2上的连接短管处于温差发电器主体1上侧，由于热量会向上迁移，采用进水主水连接短管在下出水连接短管在上的方式可以使热量更好的排出，从而加强冷却效果。

如图4，箍紧装置1-3-5为为具有折边的环形抱箍，抱箍两头设有锁紧部，其环绕一周后锁紧部使用螺栓锁紧，箍紧装置每一折边与每一个冷却水箱外侧表面紧密贴合，采用与冷却水箱数量相同的12折边的箍紧装置能够使冷却水箱更稳定的紧贴于温差发电片外表面。

上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：包括温差发电器主体（1）、以及连接于所述温差发电器主体（1）两端的安装部（2）；

所述温差发电器主体（1）包括吸热翅片（1-1）、温差发电模块（1-2）、冷却模块（1-3），所述吸热翅片（1-1）设置于所述温差发电模块（1-2）内表面，所述冷却模块（1-3）设置于所述温差发电模块（1-2）外表面；

所述冷却模块（1-3）包括进水主水管（1-3-1）、出水主水管（1-3-2）、冷却水箱（1-3-3）、连通短管（1-3-4）、箍紧装置（1-3-5），所述进水主水管（1-3-1）与所述出水主水管（1-3-2）设置于所述冷却水箱（1-3-3）两端。

2.根据权利要求1所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述温差发电模块（1-2）由10~15块矩形的温差发电片（1-2-1）呈圆周阵列均匀分布在所述温差发电器主体（1）周围。

3.根据权利要求2所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述吸热翅片（1-1）由与所述温差发电片（1-2-1）数量相同的翅片组组成，每组翅片组包括一个扇形翅片（1-1-1）、两个矩形长翅片（1-1-2）、两个矩形短翅片（1-1-3）与一个翅片座（1-1-4），其中所述矩形长翅片（1-1-2）和所述矩形短翅片（1-1-3）对称分布于所述扇形翅片（1-1-1）两侧，且所述矩形短翅片（1-1-3）位于所述矩形长翅片（1-1-2）外侧；

每组翅片组包括的所述扇形翅片（1-1-1）、所述矩形长翅片（1-1-2）和所述矩形短翅片（1-1-3）均垂直固接于所述翅片座（1-1-4）一侧，所述翅片座（1-1-4）另一侧紧贴安装于所述温差发电片（1-2-1）内表面。

4.根据权利要求2所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述冷却水箱（1-3-3）与所述温差发电片（1-2-1）数量相同，且所述冷却水箱（1-3-3）为内部可蓄水的中空箱体；

所述冷却水箱（1-3-3）靠近所述温差发电片（1-2-1）一侧的表面与所述温差发电片（1-2-1）外表面紧密贴合，并且所述冷却水箱（1-3-3）在轴向两侧由两组所述箍紧装置（1-3-5）锁紧，使所述冷却水箱（1-3-3）相对所述温差发电片（1-2-1）不产生位移。

5.根据权利要求1所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述进水主水管（1-3-1）与所述出水主水管（1-3-2）呈环形柱体围绕在所述温差发电器主体（1）外侧；

所述进水主水管（1-3-1）与所述出水主水管（1-3-2）靠近所述冷却水箱（1-3-3）一侧均设有连通所述冷却水箱（1-3-3）的连通短管（1-3-4），所述冷却水箱（1-3-3）在轴向两端分别连有所述连通短管（1-3-4）。

6.根据权利要求1所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述安装部（2）包括连接锥套（2-1）与连接法兰（2-2）；所述连接法兰（2-2）为一平板，包括位于平板中心用于尾气通过的通气孔以及设置于通气孔周围的安装孔；所述连接锥套（2-1）为一锥形通管，其大锥端连接于所述温差发电器主体（1），小锥端固接于所述连接法兰（2-2）通气孔外圆处。

7.根据权利要求3所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述扇形翅片（1-1-1）远离所述翅片座（1-1-4）的一边为一外凸弧边；同一翅片组上的所述扇形翅片（1-1-1）、所述矩形长翅片（1-1-2）、所述矩形短翅片（1-1-3）之间间隔的距离相同。

8.根据权利要求7所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述扇形翅片（1-1-1）弧边中心最高处到所述翅片座（1-1-4）的距离与所述矩形长翅片（1-1-2）、所述矩形短翅片（1-1-3）的高度呈等差递减数列。

9.根据权利要求5所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述进水主水管（1-3-1）与所述出水主水管（1-3-2）上均设有连接短管，且两处连接短管位置相反，其中所述进水主水管（1-3-1）上的连接短管处于所述温差发电器主体（1）下侧，所述出水主水管（1-3-2）上的连接短管处于所述温差发电器主体（1）上侧。

10.根据权利要求4所述的一种水冷式汽车尾气温差发电换热器，其特征在于：所述箍紧装置（1-3-5）为具有折边的环形抱箍，抱箍两头设有锁紧部，其环绕一周后锁紧部锁紧，所述箍紧装置（1-3-5）每一折边与每一个所述冷却水箱（1-3-3）外侧表面紧密贴合。