[實用新型]汽車排氣管溫差發電節能裝置

有效

• 申請號: 200920182950.5
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN201507346U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 申磊;張寅博;陳文;王駿;羅勇民;陳忠
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;H02N11/00;F01N7/08
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及一種汽車節能減排裝置，尤其是涉及一種基于半導體溫差發電技術，將汽車排氣管廢熱轉換為電能供汽車再利用的汽車排氣管溫差發電節能裝置。

背景技術

目前汽車行駛過程中，燃油中只有約30％用于汽車動力輸出，而有約40％的能量通過排氣管以廢熱形式散失到大氣中。若能回收尾氣中的余熱發電供汽車再利用，則能提高汽車燃油的利用率，從而提高經濟效益。汽車車載用電器是通過汽車發動機燃燒燃料帶動汽車發電機提供電能，若車載用電器的部分電能通過溫差發電裝置提供，則減小了發電機的負載，從而節約了油耗。

在汽車三元催化氧化器與一級消聲器之間的尾氣溫度一般超過400℃。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種具有不改變汽車結構，不損傷汽車發動機，安裝簡易，發電效率較高，安全可靠，使用壽命長等特點的汽車排氣管溫差發電節能裝置。

本實用新型設有高導熱腔體、半導體溫差發電模塊、上微型水冷模塊、夾緊裝置和下微型水冷模塊，高導熱腔體設有高導吸熱塊和前后2個法蘭式轉接結構，便于本實用新型的安裝與維護；在高導吸熱塊內設有用于消除氣體流動所產生的溫度邊界層的吸熱片，可以實現最大程度地將排氣管內的熱量高效地傳到半導體溫差發電模塊的熱端；半導體溫差發電模塊設在高導吸熱塊的上下兩個表面上，上微型水冷模塊和下微型水冷模塊貼在半導體溫差發電模塊的冷端；上微型水冷模塊設有進水口、出水口和水冷腔體；上微型水冷模塊、半導體溫差發電模塊、高導熱腔體和下微型水冷模塊通過夾緊裝置的夾緊片和螺桿緊固，使半導體溫差發電模塊兩端壓力保持在4MPa左右，通過冷端與熱端恒定溫度差產生電能。

各導熱接觸面間最好涂有高導熱的導熱硅膠。

由于本實用新型設有設計合理的導熱和散熱結構，熱端采用高導熱材料制成的獨特熱腔體，因此可在不影響汽車尾氣流動的情況下，將排氣管尾氣廢熱高效地傳遞到溫差發電模塊的熱端。由于本實用新型利用微型水冷系統對模塊的冷端進行冷卻，因此水冷模塊充分散熱的內部結構設計保證了冷端低溫的恒定。由于本實用新型的溫差發電部件采用模塊形式，因此不僅可有效防止傳統溫差發電方式在高溫下因熱膨脹失效的問題，使裝置耐溫可達380℃，可穩定工作于汽車尾氣的高溫環境中；而且可根據不同車型和情況，調節裝置的模塊數量，從而便捷地調整裝置的輸出功率。由于本實用新型的水冷模塊、溫差發電模塊及導熱腔體通過夾緊片經螺桿固定，并保持一定的壓力，因此保證了本實用新型能夠在頻繁的震動情況下的正常工作，增強了裝置的抗疲勞能力，同時減小了尾氣熱量向空氣的散失。由于本實用新型針對汽車尾氣管空間環境，溫差發電器進出氣體口設計了與汽車排氣管相匹配的法蘭式轉接結構，通過螺栓與排氣管連接，因此便于發電器的安裝與維護。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖1的側視圖。

圖4為圖1中的上微型水冷模塊的內部結構圖。

圖5為本實用新型的使用安裝狀態示意圖。

具體實施方式

參見圖1～4，本實用新型設有高導熱腔體1、半導體溫差發電模塊2、上微型水冷模塊3、夾緊裝置4和下微型水冷模塊5，高導熱腔體1設有高導吸熱塊11和前后2個法蘭式轉接結構12，便于本實用新型的安裝與維護；在高導吸熱塊11內設有用于消除氣體流動所產生的溫度邊界層的吸熱片111，可以實現最大程度地將排氣管內的熱量高效地傳到半導體溫差發電模塊的熱端；半導體溫差發電模塊2設在高導吸熱塊1的上下兩個表面上，上微型水冷模塊3和下微型水冷模塊5貼在半導體溫差發電模塊2的冷端；上微型水冷模塊3設有進水口31、出水口32和水冷腔體33；上微型水冷模塊3、半導體溫差發電模塊2、高導熱腔體1和下微型水冷模塊5通過夾緊裝置的夾緊片41和螺桿42緊固，使半導體溫差發電模塊2兩端壓力保持在4MPa左右，通過冷端與熱端恒定溫度差產生電能。

各導熱接觸面間涂有高導熱的導熱硅膠。

為了不影響尾氣流動，法蘭式轉接結構12上設計有氣流過渡腔體，保證了與排氣管橫截面保持一致的大小，同時也達到最好的吸熱導熱效果。

本實用新型使用時(參見圖5)，可將所述汽車排氣管溫差發電節能裝置A的兩端分別與一級消聲器6和三元催化氧化器7連接。