[發明專利]一種汽車排氣管余熱發電裝置

在審

• 申請號: 201610126872.1
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105604661A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 王世學;張靜靜;謝添璽;高明;張志剛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F01N13/08;H02N11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

技術領域

本發明涉及節能減排技術領域，特別是一種采用半導體溫差發電對汽車排氣管廢熱 進行循環再利用的節能裝置。

背景技術

隨著汽車數量的增加,車輛消耗的能源與日俱增,車輛的節能也越來越受關注。對于 汽車中的內燃機,燃油中60％左右的能量沒有得到有效利用,絕大部分以廢氣的形式排放 到大氣中,造成了巨大的經濟損失和嚴重的環境污染。汽車在運行的過程中，汽車排氣管 溫度可達600-800℃，依據半導體的熱電原理，可以將廢氣余熱轉化為電能，具有良好的 經濟和社會效益。

溫差發電是一種新型的發電方式，利用塞貝克效應將熱能直接轉換為電能。所謂塞 貝克效應，是將導體(或半導體)A和B的兩端相互緊密接觸組成環路，若在兩聯接處保 持不同溫度T₁與T₂，則在環路中將由于溫度差而產生溫差電動勢。一般來說溫差發電器 的效率主要由組成材料和高低溫端的溫差所決定，為達到較好的工作狀況,需要進一步研 究最佳發電性能與冷熱端溫差之間的關系,選擇合適的工作溫度使發電器件最大效率地 發揮其功效。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種汽車排氣管余熱發電裝置,該 裝置能夠最大效率地利用汽車排氣管的余熱發電。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種汽車排氣管余 熱發電裝置，包括排氣管套，所述排氣管套采用剖分結構，設有上蓋和底座，所述底座 的橫截面積比所述上蓋的橫截面積大，所述底座的橫截面上部是矩形下部是倒梯形，所 述底座設有導熱本體和保溫外殼，所述導熱本體的內側與排氣管的外表面緊鄰，所述導 熱本體的外側與溫差發電片的高溫面緊鄰，在所述溫差發電片的低溫面上設有散熱裝置， 在所述溫差發電片的周圍設有絕熱環，所述絕熱環夾裝在所述保溫外殼和所述散熱裝置 之間。

所述絕熱環固定在所述散熱裝置上。

所述散熱裝置采用翅式散熱片，所述翅式散熱片的面積大于所述發電片的面積。

所述翅式散熱片的上下面均設有翅片，所述翅片設有斜度。

本發明具有的優點和積極效果是：通過使排氣管套的底座采用倒梯形結構，使溫差 發電片的熱端與導熱本體的接觸面積較小，提高了溫差發電片的熱端熱流密度和溫度均 勻性；通過采用與溫差發電片冷端小面積接觸、大面積散熱的翅式散熱片，加快了溫差 發電片的散熱，降低了溫差發電片的冷端溫度。溫差發電片熱端熱流密度大、溫度均勻， 冷端散熱面積大，使溫差發電片冷熱端溫差較大，提高了熱電轉換效率；排氣管套采用 分體結構，且上蓋體積較小，不僅便于排氣管套與排氣管緊密結合，提高轉換效率，而 且減小了排氣管套所占空間，使排氣管套的安裝更加方便；采用在絕熱環中設有溫差發 電片線路的結構，便于熱傳輸。本發明可以根據需要選擇與汽車上的蓄電池和/或電動 渦輪增壓器連接，既可以實時利用溫差發電器發出的電能，也可以蓄能。綜上所述，本 發明結構簡單、安裝方便、發電效率高。

附圖說明

圖1為本發明的剖面結構示意圖；

圖2為本發明去除翅式散熱片后的空間結構示意圖；

圖3為本發明的翅式散熱片空間結構示意圖。

圖中：1、排氣管，2、上蓋，3、導熱本體，4、溫差發電片，5、絕熱環，6、翅式 散熱片，7、保溫外殼，8、螺釘，9、安裝孔。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖 詳細說明如下：

請參閱圖1～圖3，一種汽車排氣管余熱發電裝置，包括排氣管套，所述排氣管套采 用剖分結構，設有上蓋2和底座，所述底座的橫截面積比所述上蓋的橫截面積大，所述 底座的橫截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座設有導熱本體3和保溫外殼7，所述導 熱本體3的內側與排氣管1的外表面緊鄰，所述導熱本體3的外側與溫差發電片4的高 溫面緊鄰，在所述溫差發電片4的低溫面上設有散熱裝置；在所述溫差發電片4的周圍 設有絕熱環5，所述絕熱環5夾裝在所述保溫外殼7和所述散熱裝置之間。