[發(fā)明專利]分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310074509.6
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103133099A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王世學(xué);楊博
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種余熱回收利用系統(tǒng)，特別是涉及一種內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)在國民生活和生產(chǎn)中有著很重要的作用，車用動力的大部分都依靠內(nèi)燃機(jī)，來自化石燃料的汽柴油的大部分都被內(nèi)燃機(jī)所消耗，而內(nèi)燃機(jī)所消耗的能量中只有大約百分之二十五被用來做功，而有百分之四十以熱能的形式隨著汽車排氣而排放。因此，回收利用內(nèi)燃機(jī)排氣中的余熱具有十分重要的意義。內(nèi)燃機(jī)余熱利用的技術(shù)已經(jīng)有很多專家進(jìn)行了研究，申請了一些專利，并且有的已經(jīng)進(jìn)行了實際應(yīng)用，但是上述余熱利用方法多數(shù)僅限于簡單地回收內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱能，使之轉(zhuǎn)化為另外一種方便利用的熱能形式，對汽車進(jìn)行供暖等。而一些學(xué)者提出的應(yīng)用蒸氣朗肯循環(huán)將熱能轉(zhuǎn)化為電能或動能的方法，也有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量轉(zhuǎn)化效率相對較低等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在不影響內(nèi)燃機(jī)工作的情況下，將內(nèi)燃機(jī)排氣的部分熱能轉(zhuǎn)化為電能，且結(jié)構(gòu)簡單。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，將位于后處理器前的內(nèi)燃機(jī)排氣總管分成兩路支管，至少一個所述支管上設(shè)有分流閥，所述分流閥由控制器根據(jù)來自壓力傳感器的排氣壓力信號進(jìn)行開度控制，所述壓力傳感器安裝在所述內(nèi)燃機(jī)排氣總管上；

在任意一個所述支管內(nèi)設(shè)有由熱電轉(zhuǎn)換材料形成的發(fā)電體，所述發(fā)電體設(shè)置有高溫側(cè)和低溫側(cè)，在發(fā)電體高溫側(cè)形成有排氣通道，所述發(fā)電體與用電裝置連接。

所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的熱量傳遞體。

所述發(fā)電體為管型，且其外壁形成與對應(yīng)所述支管的內(nèi)壁接觸的發(fā)電體低溫側(cè)，內(nèi)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)，在所述內(nèi)壁形成的所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體。

所述發(fā)電體為板型，該系統(tǒng)包括至少一個具有中心通孔的板式發(fā)電體，所述板式發(fā)電體的中心通孔形成冷卻流體通道，所述板式發(fā)電體的中心通孔內(nèi)側(cè)壁形成所述發(fā)電體低溫側(cè)；所述板式發(fā)電體外形成有所述排氣通道，所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體，所述板式發(fā)電體的外側(cè)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)；所述冷卻流體通道和所述排氣通道垂直。

所述用電裝置為蓄電池。

兩路所述支管上各設(shè)有一所述分流閥。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

一）控制器根據(jù)排氣壓力信號控制分流閥開度，在內(nèi)燃機(jī)背壓高的情況下降低換熱排氣比例，在內(nèi)燃機(jī)背壓低的情況下提高換熱排氣比例，在不大幅增加內(nèi)燃機(jī)排氣阻力，影響內(nèi)燃機(jī)輸出功率的情況下，將內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱量轉(zhuǎn)換為電能，從而達(dá)到節(jié)約能源和提高內(nèi)燃機(jī)工作效率的目的。

二）通過使用金屬多孔材料，提高了內(nèi)燃機(jī)排氣和金屬表面的換熱面積，強(qiáng)化了換熱，因此可以提高熱電轉(zhuǎn)換效率。

三）在盡可能小地改動內(nèi)燃機(jī)排氣管道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對內(nèi)燃機(jī)排氣能量進(jìn)行回收利用，對內(nèi)燃機(jī)的工作不會產(chǎn)生較大的影響，且結(jié)構(gòu)簡單，方便布置。

綜上所述，本發(fā)明通過在排氣總管上增加一個分流結(jié)構(gòu)并結(jié)合一個熱電轉(zhuǎn)換模塊的方式，在不影響內(nèi)燃機(jī)工作的情況下，回收利用內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱量并將其轉(zhuǎn)換為電能，具有簡單高效的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、內(nèi)燃機(jī)排氣總管，2、壓力傳感器，3、分流閥，4、控制器，5、后處理器，6、蓄電池，7、熱量傳遞體，8、發(fā)電體，9、冷卻流體通道，10、內(nèi)燃機(jī)。

具體實施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請參閱圖1～圖2，一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，將位于后處理器5前的內(nèi)燃機(jī)排氣總管1分成兩路支管，至少一個所述支管上設(shè)有分流閥3，所述分流閥3由控制器4根據(jù)來自壓力傳感器2的排氣壓力信號進(jìn)行開度控制，所述壓力傳感器2安裝在所述內(nèi)燃機(jī)排氣總管1上；在任意一個所述支管內(nèi)設(shè)有由熱電轉(zhuǎn)換材料形成的發(fā)電體8，所述發(fā)電體8設(shè)置有高溫側(cè)和低溫側(cè)，在發(fā)電體高溫側(cè)形成有排氣通道，所述發(fā)電體8與用電裝置連接。

為了提高熱電轉(zhuǎn)換效率，在本發(fā)明中，所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的熱量傳遞體7。所述用電裝置為蓄電池6。為了便于流量控制兩路所述支管上各設(shè)有一所述分流閥3。

在本發(fā)明中，熱電轉(zhuǎn)換模塊可以有多種結(jié)構(gòu)，例如：

實施例1：