[發明專利]一種用于拖拉機上的尾氣熱電轉換裝置

在審

• 申請號: 201710166962.8
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106703955A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 全睿;周未;劉光銀
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及機動車尾氣溫差發電裝置及方法領域，具體地涉及一種用于拖拉機上的尾氣熱電轉換裝置。

背景技術

傳統燃油發動機的燃油能量約30%以尾氣廢熱的方式排放，造成了巨大的能量浪費，采用熱電轉換技術回收尾氣廢熱進行發電供給拖拉機車載系統使用是提高其燃油經濟性的一個重要途徑。目前，現有的汽車尾氣發電裝置大多水平方式安裝在汽車底盤下方，考慮到拖拉機尾氣排放豎立式結構的特殊性，本發明將消聲器和熱電轉換裝置進行一體化設計。由于拖拉機的出氣管、消聲器均置于拖拉機車身上方，空氣流動性良好，本發明中的散熱片裸露在空氣中，采用風冷散熱模式。相比于水冷散熱模式，本發明安裝簡單、成本低、無須從拖拉機冷卻系統中引流冷卻水而影響其熱平衡，降低了改造難度；同時，本發明中的消聲器和熱電轉換裝置的一體化設計，由于消聲器被封閉在熱電轉換裝置內部，在不明顯改變消聲效果的條件下，也可以進行尾氣和熱交換器的熱量傳導，達到不占用零件空間，外形美觀的效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于拖拉機上的尾氣熱電轉換裝置，利用發動機尾氣管的廢熱發電，提高尾氣余熱的熱電轉換效率。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：

一種用于拖拉機上的尾氣熱電轉換裝置，包括熱電轉換裝置、消聲器和尾氣管，所述尾氣管包括出氣管和進氣管，豎立式消聲器其進口通過進氣管與發動機相連，消聲器出口通過豎立式出氣管排向大氣，所述熱電轉換裝置包括熱交換器、熱電模塊組和散熱裝置，所述熱交換器為導熱材料制成的外周為多邊形的桶狀結構，桶狀結構的熱交換器豎立方式套在消聲器外圍并與消聲器固定相連，熱電模塊組由多個熱電轉換器件組成，多個熱電轉換器件均勻分布在熱交換器周圍，熱電轉換器件的熱端與熱交換器的多邊形外表面均勻貼合，多個熱電轉換器件所發電量通過導線相連經過電壓變換后給負載使用或存儲在儲能電池內，所述散熱裝置與熱電轉換器件的冷端均勻貼合，用于給熱電轉換器件的冷端散熱，在熱電轉換器件冷端和熱端之間形成溫差發電。

作為改進，所述熱交換器內徑比消聲器大，消聲器外周設有多個固定筋，熱交換器通過與固定筋相連的方式固定在消聲器外周。

作為改進，所述消聲器的筒壁上開設有多個用于傳熱的導熱孔。

作為改進，所述散熱裝置包括散熱底板和固定于散熱底板上的散熱片，所述散熱底板均勻貼合在熱電轉換器件的冷端。

作為改進，所述散熱底板和散熱片有多個，每個散熱片對應一個散熱底板并粘合成一個整體，每個散熱底板對應一個熱電轉換器件，多個散熱底板和散熱片均勻分布在熱交換器的外周，并通過固定裝置固定。

作為改進，所述固定裝置包括鋼絲和設于散熱底板上下兩端橫向設置的溝槽，通過用鋼絲穿過散熱底板上溝槽，將熱交換器上同一個高度外表面上的多個散熱底板捆扎固定。

作為改進，所述熱交換器多邊形表面不同高度處設有多個固定擋板，所述固定擋板用于將熱交換器多邊形表面不同高度處的散熱底板和熱電轉換器件進行隔離固定。

作為改進，與熱電轉換器件接觸的熱交換器表面上設有耐高溫導熱材料涂層，不與熱電轉換器件接觸的熱交換器表面以及其他裸露區域分別設有隔熱材料層。

作為改進，所述散熱底板與熱電轉換器件接觸面設有耐高溫導熱材料涂層。

作為改進，所述熱交換器的外周面為三邊形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形或八邊形。

本發明與現有技術相比具有如下優點 ：本發明將消聲器和熱電轉換裝置進行一體化設計。由于拖拉機的出氣管、消聲器均以豎立式置于拖拉機車身上方，空氣流動性良好，本發明中的散熱片裸露在空氣中，采用風冷散熱模式。相比于水冷散熱模式，本發明安裝簡單，無須從拖拉機冷卻系統中引流冷卻水，從而降低了安裝和改造難度；同時，本發明中的消聲器和熱電轉換裝置的一體化設計，由于消聲器被封閉在熱電轉換裝置內部，在不影響消聲和排氣效果的條件下，也可以進行尾氣和熱交換器的熱量傳導，達到不占用零件空間，外形美觀的效果。

附圖說明

圖1是采用尾氣熱電轉換裝置的拖拉機整體結構示意圖。

圖2是尾氣熱電轉換裝置整體結構示意圖。

圖3是熱電轉換裝置結構示意圖。

圖4是圖2的出氣管方向正視圖。

圖5是圖4的一部分熱電模塊組結構示意圖。

圖6是熱電轉換器件在熱交換器表面布局示意圖。

圖7是固定擋板和散熱片底板結構示意圖。