[發明專利]一種利用尾氣余熱進行溫差發電制氫、氧氣的裝置及方法

無效

• 申請號: 201210336637.9
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102865166A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 紀常偉;張擘;汪碩峰;王華超
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F02M25/12
• 分類號: F02M25/12;F01N5/02;H02N11/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本發明提供一種利用內燃機尾氣余熱進行溫差發電制氫、氧氣的裝置及方法，具體內容涉及一種通過溫差發電裝置利用內燃機尾氣余熱發電并供給車載制氫氧機隨車制取氫氣及氧氣的裝置及控制方法。

背景技術

提高內燃機熱效率已經成為內燃機發展的重要趨勢。近年來，氫內燃機及摻氫內燃機已經被證明可以獲得較傳統汽、柴油機更高的熱效率及更低的有害排放。但是，由于氫氣基礎設施建設的匱乏，純氫及摻氫內燃機都存在著加氫困難的問題。通過加裝車載制氫氧機隨車電解水制取氫氣和氧氣可以解決氫氣加注困難的問題，但制氫氧機在電解水時仍然會消耗一部分能量。

內燃機燃料中約有30%的能量經排氣管被直接排出。因此，如果能夠利用回收尾氣中的熱能發電制氫則可以進一步提高純氫及摻氫內燃機的熱效率，并實現對發動機尾氣余熱的回收利用。但內燃機尾氣溫度通常僅有300至400攝氏度左右，因而其屬于低品位熱能，存在利用困難的問題。

溫差發電系統可以利用塞貝克效應在溫差發電材料兩端存在較小溫差的條件下將熱能轉化為電能，因此，利用溫差發電裝置可以將低品位熱能轉化為高品位的電能。

發明內容

針對目前存在的氫氣與氧氣的加注與隨車儲運困難、制氫氧機大量消耗蓄電池電能以及內燃機尾氣熱量難以利用的問題，本發明提供一種利用內燃機尾氣余熱進行溫差發電制氫、氧氣的裝置及方法。

本發明采用了如下的技術方案，該發明中的一種利用內燃機尾氣余熱進行溫差發電制氫、氧氣的裝置包括車輛所原有的內燃機1及排氣管7。本發明在保留了內燃機1及排氣管7的基礎上增加了一套溫差發電系統及一套氫氣制取、儲存、供給系統，包括：通過法蘭連接在內燃機排氣管上的箱體3，安裝在箱體3外表面的溫差發電組5，安裝在溫差發電組5上方的散熱片組4，溫差發電組5的正、負極導線分別與穩壓器8相連接，穩壓器8的負極導線與制氫氧機9的負極相連接，穩壓器8的正極通過繼電器6相連接，繼電器6通過導線與制氫氧機9的正極相連接，制氫氧機9所制得的氫氣和氧氣分別通過不銹鋼管路與氫氣罐10和氧氣罐11相連接，氫氣壓力傳感器13和氧氣壓力傳感器12分別通過安裝在氫氣罐10和氧氣罐11上，氫氣罐10和氧氣罐11的出口上分別安裝有氫氣罐電磁閥15和氧氣罐電磁閥14。

電子控制單元2通過導線與穩壓器8相連接獲得電壓信號f，電子控制單元2通過導線分別與氧氣壓力傳感器12及氫氣壓力傳感器13相連接獲得氧氣罐壓力信號a和氫氣罐壓力信號c，電子控制單元2通過導線分別與氧氣罐電磁閥14和氫氣罐電磁閥15相連接并通過發出氧氣罐電磁閥控制信號b及氫氣罐電磁閥控制信號d控制氧氣罐電磁閥14和氫氣罐電磁閥15的打開與關閉，電子控制單元2還通過導線與繼電器6相連接并通過發出制氫氧機繼電器控制信號e控制繼電器6的通斷從而控制制氫氧機9的啟停。

所述的溫差發電組5由半導體溫差發電材料制成；

所述的箱體3由導熱性能良好的金屬材料制成；

所述的散熱片組4由導熱性能良好的銅等金屬材料制成；

所述的氫氣罐10與氧氣罐11的體積比為2:1。

一種利用內燃機尾氣余熱進行溫差發電制氫、氧氣裝置的運行方式為：