[實用新型]一種利用發動機尾氣的發電裝置

有效

• 申請號: 201520050068.0
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN204419319U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 許天翔;李建軍;隋大超
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F01D15/10
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 蔡龍寶

技術領域

本實用新型屬于發動機熱能利用技術領域，特別涉及一種利用發動機尾氣的發電裝置。

背景技術

據統計，2014年我國汽車銷量達到1806萬輛，在車水馬龍的街頭，一股股淺藍色的煙氣從一輛輛汽車尾部噴出，這種氣體排放物不僅氣味怪異，而且令人頭昏、惡心，嚴重影響人的身體健康，這就是通常所說的汽車尾氣。

環境保護部發布的《中國機動車污染防治年報(2010年度)》顯示，我國自2009年以來成為世界汽車產銷第一大國，機動車污染日益嚴重，汽車尾氣排放成為我國大中城市空氣污染的主要來源。

據了解，汽車發動機動力輸出占燃油燃燒總熱量的25％—42％，其余以廢熱形式從冷卻水和尾氣中排出，這不僅是一種能量的浪費，同時也會造成一定程度的大氣熱污染。發動機尾氣的余熱具有溫度高、壓強大、流速快的特點，因此尾氣所含能量在浪費的熱量中占主要部分。

假如我們能將尾氣中的熱能轉變為其他可利用的能量形式，就可以有效提高能源的使用效率，在節約能源的同時減小了空氣污染。隨著能源價格的上漲，如何利用汽車尾氣中的能量，得到了人們越來越多的關注，已經有多家機構就相關領域進行了有益的嘗試，目前，發動機尾氣的熱量再利用主要有兩種途徑，主要有溫差發電法和郎肯循環。

溫差發電：車載溫差發電系統針對汽車尾氣的能量特點，將尾氣熱能轉換為電能，通過儲能設備為其他車載用電設備供電，實現廢氣中熱能的梯度利用。廢熱通道和熱電模塊是溫差發電裝置的重要組成部分，廢熱通道的內部結構以及熱電模塊的連接方式直接影響溫差發電系統的輸出功率。將兩種半導體的一端結合在一起并使之處于高溫狀態(熱端)，另一端開路處于低溫狀態(冷端)，則在冷熱兩端存在開路電壓，這個效應稱為塞貝克效應，溫差發電是利用熱電材料的塞貝克效應，將熱能直接轉換為電能的一種方法。但溫差發電器存在發電效率低，溫差組件使用壽命短，可靠性不高等問題。

朗肯循環：是指以水蒸氣作為制冷劑的一種實際的循環過程，主要包括等熵壓縮、等壓冷凝、等熵膨脹、以及一個等壓吸熱過程；可以用來制熱，也可以用來制冷；利用汽車尾氣中的熱量形成閉路朗肯循環(蒸氣壓縮式循環)，為汽車提供一定的動力，同時，也有多家公司試圖利用汽車尾氣中的熱量為汽車的制冷系統提供動力；但是，系統構成復雜，要設置真空維持系統，管道內容易生銹，結垢；維修成本高，壽命短。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種利用發動機尾氣的發電裝置，該發電裝置將利用尾氣發電成為現實，該裝置結構簡單、效率高、壽命長、成本低，適用于各種車輛。

為達到上述技術目的，本實用新型采用如下技術方案予以實現。

一種利用發動機尾氣的發電裝置，安裝在發動機排氣歧管的出口處，其特征在于，該發電裝置包括安裝在發動機排氣歧管的出口處的集熱腔，所述集熱腔的上部設置為直筒狀的尾氣進管，所述集熱腔的中部設置為直筒狀的集熱管，所述集熱腔的下部設置為直筒狀的尾氣出管，所述尾氣進管與集熱管之間設置有錐狀的第一過渡管，所述集熱管與尾氣出管之間設置有錐狀的第二過渡管，所述尾氣進管的內徑等于所述尾氣出管的內徑，所述尾氣進管的內徑小于所述集熱管的內徑；所述集熱管內設置有上安裝板和下安裝板，所述上安裝板和下安裝板上分別設置有多個尾氣通孔，所述上安裝板上的尾氣通孔和下安裝板上的尾氣通孔之間對應連接有換熱管；所述集熱管的上部設置有進空氣管，所述集熱管的下部設置有出空氣管，所述出空氣管的出口設置有渦輪外殼，所述渦輪外殼內設置有渦輪，所述渦輪的輸出軸上設置有增速齒輪箱，所述增速齒輪箱的輸出端設置有發電機。

本技術方案的特點和進一步改進在于：

所述集熱腔內設置有脫氧劑。

所述進空氣管的進口端連接有儲氣筒。

所述換熱管的外表面設置為凸凹狀。

所述集熱腔外設置有保溫層。

所述渦輪采用徑流式渦輪。

所述增速齒輪箱與發電機之間通過聯軸器連接。

本實用新型的利用發動機尾氣的發電裝置，通過集熱腔將尾氣的熱量傳輸給進入的空氣，空氣受熱膨脹，膨脹的空氣經出空氣管排出，排出的空氣帶動渦輪旋轉，將熱能轉化成動能，通過增速齒輪箱和發電機將動能轉化成電能；該發電裝置將利用尾氣發電成為現實，所有汽車配備尾氣發電裝置，那么節約下來的石油及減少的尾氣排放量將十分可觀；該裝置結構簡單、效率高、壽命長、成本低，適用于各種車輛。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。