[發(fā)明專利]一種汽車尾氣溫差發(fā)電熱交換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310077133.4
• 申請(qǐng)日: 2013-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103147879A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇楚奇;陳正琪;鄧亞?wèn)|;劉世濤;辛宇華;王順民;趙夢(mèng)洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02G5/02
• 分類號(hào): F02G5/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國(guó);伍見(jiàn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)電熱交換器，具體為利用汽車尾氣溫差發(fā)電熱交換器。

背景技術(shù)

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)約30%的總能量驅(qū)動(dòng)汽車，約30%的總能量被冷卻系統(tǒng)消耗，余下約40%的總能量都以高溫廢氣的形式由汽車排氣系統(tǒng)排出；普通家用轎車以常速行駛時(shí)的能量損失達(dá)20~30?kW。對(duì)這部分廢氣余熱加以回收和利用可有效降低汽車的能源消耗，減少對(duì)環(huán)境的污染。如何構(gòu)建汽車尾氣溫差發(fā)電裝置以及利用尾氣余熱來(lái)提高能量回收率和發(fā)電量成為研究的焦點(diǎn)。本發(fā)明的熱交換器能最大限度地利用汽車尾氣的熱能、節(jié)約布置空間并有效降低汽車排氣系統(tǒng)背壓，減小溫差發(fā)電系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種空間利用率高、能量利用率大、散熱性好、穩(wěn)定性高、發(fā)電效率高的熱交換器。

為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明使用的技術(shù)方案是：一種汽車尾氣溫差發(fā)電熱交換器，其特征在于：該熱交換器包括一個(gè)中空的并具有進(jìn)氣口和出氣口的殼體，在殼體內(nèi)部設(shè)有：進(jìn)氣口后裝有分流板，前端分布有支承引流板，中后端分布有擾流板，后端分布有阻流板。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，殼體的頭部和尾部均為楔形，中間部分為中空的長(zhǎng)方體，整體為鑄造的銅箱，熱交換器殼體厚度為5mm。

??所述的技術(shù)方案中，進(jìn)氣口后的分流板有兩塊，兩塊分流板呈八字形，角度為140°。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，殼體內(nèi)部前端的支承引流板分兩排水平布置，每排6塊，均勻布置。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，殼體內(nèi)部中后端分布的擾流板為八字形。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，殼體內(nèi)部中后端分布的擾流板分排分布，每排6塊或8塊，擾流板均勻?qū)ΨQ分布，擾流板的傾斜角度為30°至45°，兩擾流板之間最小間隙要在5mm以上。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，殼體內(nèi)部后端的阻流板有4塊，水平均勻布置，阻流板長(zhǎng)度為25mm，兩塊阻流板間留有出口。

本發(fā)明的熱交換器的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連通，熱交換器的出氣口與排氣管尾管相連通。熱電模塊高溫端緊貼在熱交換器殼體外表面，熱電模塊的低溫端緊貼著長(zhǎng)方形冷卻水箱表面，熱交換器殼體上下表面的熱電模塊按照矩陣形式串聯(lián)，然后再并聯(lián)起來(lái)構(gòu)成熱電模塊組。

本發(fā)明的熱交換器中的分流板，厚度為10mm，長(zhǎng)度為25mm，寬度為10mm。支承引流板長(zhǎng)度均為25mm，厚度均為10mm，寬度均為10mm。擾流板長(zhǎng)度為20~35mm，厚度均為10mm，寬度均為10mm。擾流板之間的最小間隙在5mm以上。熱交換器殼體內(nèi)部后端分布有4塊阻流板，均勻分布，長(zhǎng)度均為25mm，厚度均為10mm，寬度均為10mm。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，布置容易：汽車排氣管與熱交換器殼體的進(jìn)氣口相通；汽車排氣管尾管與熱交換器殼體的出氣口相通。兩個(gè)水平矩形面依次覆蓋熱點(diǎn)模塊、冷卻水箱，并由壓緊板及π型鋼夾緊固定。

本發(fā)明的熱交換器為鑄造而成的銅箱，殼體的厚度為5mm，便于熱傳導(dǎo)，提高模塊的發(fā)電量，提升了汽車廢氣余熱的利用率。

本發(fā)明的熱交換器外輪廓形狀便于夾緊裝置的夾緊，使得熱電模塊兩端分別與熱冷端更好的接觸，提升發(fā)電量。頭部的楔形殼體保證汽車尾氣的充分?jǐn)U散；中部水平矩形表面便于所述熱電模塊的放置，同時(shí)保證模塊的數(shù)量足夠，提高模塊的發(fā)電量，提升汽車尾氣余熱的利用率。

本發(fā)明中，熱交換器殼體內(nèi)部前端裝有分流板，使得汽車尾氣進(jìn)入熱交換器后能夠充分?jǐn)U散，避免殼體中間溫度過(guò)高，保證熱交換器的殼體表面溫度均勻，以供更多的熱電模塊熱端受熱，提高了模塊總發(fā)電量，從而提高了汽車尾氣余熱的利用率。

本發(fā)明中，熱交換器殼體內(nèi)部前端分布有支承引流板，引流板起引流支承作用，保證了汽車尾氣在熱交換器中的氣相平整度，熱交換器內(nèi)的背壓很小，幾乎可以忽略不計(jì)，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；降低了油耗，提升了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明中，熱交換器殼體內(nèi)部中后端分布有八字形擾流板，擾流板可以擾亂氣流，使流經(jīng)熱交換器殼體中后端氣體產(chǎn)生渦流，保證熱交換器殼體中后端上下表面的溫度提高且均勻，使得殼體中后端上覆蓋的熱點(diǎn)模塊熱端能夠充分受熱。