[實用新型]船舶柴油機廢氣溫差發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320137651.6
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN203151403U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳耀武;歐陽羽宸;葉似錦;肖沁雨;陳凱軍
• 申請（專利權(quán)）人: 陳耀武;歐陽羽宸
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;H02J7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及船舶上生活方面的低功率用電設(shè)備，具體涉及一種船舶柴油機廢氣溫差發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

長期以來，由于受到熱電轉(zhuǎn)換效率的制約和成本的限制，半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)主要用于航天和軍事領(lǐng)域，很少用于工業(yè)和民用產(chǎn)業(yè)。在大量熱能都以余熱、廢熱形式耗散掉的船舶柴油機領(lǐng)域，該技術(shù)的運用更是鮮而少見，存在熱電模塊的安裝困難、難以實現(xiàn)熱電模塊的冷卻、熱效率低等技術(shù)難題。由于柴油機廢氣中大量熱量能通過排氣管壁傳遞至機艙內(nèi)，不僅使這部分能量白白損失，而且會提高機艙內(nèi)溫度，不利于輪機員在艙內(nèi)的工作。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有船舶柴油機存在熱電轉(zhuǎn)換效率低的不足，提供一種實現(xiàn)柴油機排氣管的熱量回收利用的船舶柴油機廢氣溫差發(fā)電裝置。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

船舶柴油機廢氣溫差發(fā)電裝置，由熱電轉(zhuǎn)換單元，電力供給單元，冷卻單元，控制器四部分組成，

所述熱電轉(zhuǎn)換單元由依次相連的熱電模塊、電信號傳感器、電流放大器、恒流充電器組成，熱電模塊由多個覆蓋于柴油機的排氣管上的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組成，用于實現(xiàn)熱能與電能的轉(zhuǎn)換；電信號傳感器和電流放大器用于將熱電模塊產(chǎn)生的電信號進行轉(zhuǎn)換形成電流；恒流充電器用于將該電流進行整合并儲存于電力供給單元中；

所述電力供給單元包括蓄電池、逆變器和蓄電池檢測儀，逆變器和蓄電池檢測儀均連接在蓄電池上，逆變器用于將充入蓄電池的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，以便用于交流用電器；?

所述冷卻單元由冷卻室、水箱、供水泵三部分組成，冷卻室、水箱、供水泵之間通過導(dǎo)水管相連，冷卻室置于熱電模塊的外側(cè)；冷卻單元用于移除傳至熱電模塊冷端的熱量，保證熱電模塊熱端和冷端的溫差；?

所述控制器分別與柴油機、熱電轉(zhuǎn)換單元的電流放大器、電力供給單元的蓄電池檢測儀以及冷卻單元的供水泵相連，用于獲取柴油機的啟動信號、控制整套裝置的電路，保證熱電轉(zhuǎn)換單元、電力供給單元和冷卻單元正常工作。

在上述方案中，所述熱電模塊通過半圓環(huán)管片布置于排氣管上，半圓環(huán)管片由鋁合金材料制成，其內(nèi)表面為圓弧面、外表面為平面，半圓環(huán)管片的內(nèi)表面直接覆蓋于排氣管上，熱電模塊安裝在半圓環(huán)管片的外表面。

在上述方案中，所述半圓環(huán)管片的弧度為140°~180°，厚度為5mm，長度根據(jù)安裝的熱電模塊的數(shù)量進行匹配。

在上述方案中，所述半圓環(huán)管片、熱電模塊均在排氣管的兩側(cè)對稱布置。

在上述方案中，所述冷卻室為內(nèi)部中空的鋁合金腔室，腔室高度20mm，弧度、寬度與半圓環(huán)管片匹配。

在上述方案中，所述冷卻室的腔室中設(shè)有等間距的鋁合金的折流板，各段冷卻室之間以導(dǎo)水管相連通，水箱中的冷卻水通過供水泵輸入并經(jīng)由折流板形成的通道流動。

在上述方案中，冷卻室的底部設(shè)有冷卻室底板，冷卻室通過冷卻室底板置于熱電模塊的外側(cè)，冷卻室底板的外側(cè)為圓弧面、內(nèi)側(cè)為平面，冷卻室底板外側(cè)的圓弧面與冷卻室貼合，冷卻室底板內(nèi)側(cè)的平面與發(fā)電模塊緊密接觸。

在上述方案中，所述冷卻室和冷卻室底板在排氣管的兩側(cè)對稱布置。

在上述方案中，所述冷卻室通過卡箍和螺栓固定在排氣管上。

本實用新型的工作流程：當柴油機啟動時，啟動信號傳至控制器，控制器接通系統(tǒng)電路和供水泵，使整套發(fā)電裝置開始工作；廢氣輸入到排氣管，待排氣管外壁溫度明顯上升后，熱電模塊開始發(fā)電，同時控制器通過控制供水泵的開關(guān)調(diào)節(jié)冷卻單元開始工作；各熱電模塊之間并聯(lián)，由多個半導(dǎo)體熱電模塊并聯(lián)組成的發(fā)電單元，將產(chǎn)生的電信號經(jīng)過電信號傳感器和電流放大器的轉(zhuǎn)換形成電流，電流通過恒流充電器的整合作用，儲存于蓄電池中；當蓄電池中的電能儲滿時，蓄電池檢測儀發(fā)出信號作用于控制器，切斷電力供給單元和冷卻單元，整套發(fā)電裝置停止工作；當蓄電池電量不足50%時，蓄電池檢測儀將信號傳給控制器，整套發(fā)電裝置再次啟動。充入蓄電池中的電能，少部分用于控制器和供水泵，保證系統(tǒng)正常工作；其他部分蓄電池的電能可直接作為直流電器的工作電源，或通過逆變器將電流轉(zhuǎn)換為交流電，供給船員的日常生活用電。

本實用新型的有益效果：充分利用柴油機排氣管的熱量進行發(fā)電，提高船舶燃油經(jīng)濟性，同時改善機艙內(nèi)的溫度條件，為輪機員提供一個更好的工作環(huán)境；鋁合金材料制成的半圓環(huán)管片便于熱電模塊安裝，并保證排氣管壁與熱電模塊之間傳熱良好；冷卻室和排氣管通過卡箍連接，應(yīng)用廣泛、操作簡單、穩(wěn)定性好、維修方便。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的工作流程示意圖；