[發(fā)明專利]內(nèi)燃機尾氣廢熱回電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410199795.3
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103993938A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪若塵;葉青;謝健;孫澤宇;陳龍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;H02N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫差發(fā)電裝置，特別涉及內(nèi)燃機尾氣廢熱回電裝置。

背景技術(shù)

廢熱溫差發(fā)電是將內(nèi)燃機尾氣余熱等低品位能源轉(zhuǎn)換為電能的有效方式，目前汽車尾氣廢熱回收利用的方式有多種，按照其使用用途來劃分，大致有制冷空調(diào)、廢熱發(fā)電、廢熱取暖、改良燃料、廢氣渦輪增壓等方式。近些年，美國、日本以及歐盟各發(fā)達國家在利用熱電發(fā)電機回收汽車尾氣廢熱方面的投入逐漸加大，如美國hz公司早在1990年已開發(fā)了熱電發(fā)電組件樣機，日本Nissan公司也于1998年設(shè)計了熱電發(fā)電機樣機，2004?年美國?Clarkson?大學(xué)也發(fā)明了的熱電發(fā)電機樣機。其中，美國Hi-Z?公司的?Bass?等基于一輛重載汽車的柴油發(fā)動機Cummins?H-14?設(shè)計的一臺熱電發(fā)電機樣機的最大發(fā)電功率超過?1kW；美國?Clarkson?大學(xué)?Thacher?等在美國能源部和?NYSERDA的支持下與德爾福公司共同研制的一臺熱電發(fā)電機樣機可通過回收尾氣廢熱發(fā)電實現(xiàn)提高整車燃油經(jīng)濟性?1~2％；日本Nissan汽車公司研究中心研制的一種排氣溫差發(fā)電器可以回收11%的熱量；西班牙研制的排氣溫差發(fā)電器可以收37%的熱量。

國內(nèi)也開展了對汽車尾氣余熱收集的相關(guān)研究，目前該技術(shù)仍然處于一個初級階段,之前熱電發(fā)電技術(shù)的研究主要集中于一些熱電基礎(chǔ)理論以及熱電材料方面。從2009年，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所與上海汽車集團股份有限公司技術(shù)研究中心在國家?973?重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃專項資金的資助下，共同啟動了一項熱電技術(shù)在汽車尾氣回收的新項目。汽車的動力轉(zhuǎn)換效率僅40%左右，燃油中有多達60%左右的能量沒有得到有效利用，若將這些能量的10%利用起來，將定會帶來良好的社會效益和可觀的經(jīng)濟效益，但從已報道的研究成果來看，目前技術(shù)還不成熟，仍有很長的路要走。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種應(yīng)用賽貝克效應(yīng)，利用汽車尾氣廢熱進行發(fā)電，從而提高內(nèi)燃機的能量利用效率的內(nèi)燃機尾氣廢熱回電裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種內(nèi)燃機尾氣廢熱回電裝置，一種內(nèi)燃機尾氣廢熱回電裝置，包括進氣錐、廢熱回電部件組、出氣錐；所述廢熱回電部件組一端的殼體連接所述進氣錐，所述廢熱回電部件組另一端的殼體連接所述出氣錐；所述進氣錐進氣口處設(shè)有大端法蘭，所述大端法蘭與汽車排氣系統(tǒng)前端連接；所述出氣錐出氣口處設(shè)有小端法蘭，所述小端法蘭與排氣系統(tǒng)后端連接；所述廢熱回電部件組內(nèi)部自上而下依次為水冷板、熱電發(fā)電組件、高溫板、換熱器；所述水冷板通過冷卻水管接頭與外部水箱連通；所述熱電發(fā)電組件的上下面分別與所述水冷板、所述高溫板緊密貼合；所述高溫板安裝在所述換熱器外表面，所述高溫板通過換熱介質(zhì)管接頭與換熱介質(zhì)儲存裝置連通；所述換熱器內(nèi)部為集熱裝置。該裝置總體上具有結(jié)構(gòu)簡單、制造組裝方便、發(fā)電效率高的特點。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述進氣錐與所述出氣錐均為薄壁錐殼體并與所述殼體焊接，所述進氣錐進氣口與所述大端法蘭焊接，所述出氣錐出氣口與所述小端法蘭焊接；所述冷卻水管接頭包括一個進口和一個出口，所述冷卻水管接頭的進口和出口分別位于所述水冷板同一側(cè)面的兩端；所述換熱介質(zhì)管接頭包括一個進口和一個出口，所述換熱介質(zhì)管接頭的進口和出口分別位于所述高溫板同一側(cè)面的兩端；所述水冷板上表面扣有所述緊定箍，所述緊定箍上有螺絲鎖緊在所述外殼上，所述水冷板內(nèi)部為進出端口焊有接頭的蛇形管道，所述蛇形管道為一體鑄造，上述改進結(jié)構(gòu)簡單、制造組裝方便。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述熱電發(fā)電組件為溫差發(fā)電組件，由單個熱電發(fā)電片組成，采用三片熱電發(fā)電片串聯(lián)為一組，然后三組并聯(lián)的方式連接成為一個矩形平面；所述熱電發(fā)電組件低溫面緊密貼合所述水冷板，所述熱電發(fā)電組件高溫面與所述高溫板緊密貼合，該改進有利于熱電發(fā)電組件提高發(fā)電能力。

進一步改進，所述換熱器的截面為長方形，所述換熱器內(nèi)部的集熱裝置由銅板構(gòu)成，內(nèi)部為蛇形管道，外部與尾氣接觸部分有吸熱涂層，所述集熱裝置與尾氣流動方向平行均勻分布，并與所述換熱器內(nèi)壁焊接，該改進有利于集熱裝置充分的吸收內(nèi)燃機廢熱。