[發明專利]一種基于溫差發電技術的柴油機排氣紅外抑制裝置

在審

• 申請號: 201810300464.2
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108643993A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 程毅;張小兵;李鑫;張舒瑋
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F01N3/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張祥

本發明公開了一種基于溫差發電技術的柴油機排氣紅外抑制裝置，包括螺旋漸縮管道、導熱填充材料、導熱外殼、溫差發電片單元、冷卻管道、尾氣排出口、冷卻管道進口和冷卻管道出口。柴油機尾氣通過該裝置后可以有效降低其溫度，從而達到紅外抑制的效果，有效提高武器裝備的紅外隱身能力，并且可將尾氣余熱回收用于發電，供其他設備使用。

技術領域

本發明屬于動力機械技術領域，特別涉及一種基于溫差發電技術的柴油機排氣紅外抑制裝置。

背景技術

在現代戰爭中，武器裝備的隱身性能在很大程度上決定了武器裝備的戰場生存能力，進而會決定戰爭的勝負。對于陸軍的主戰裝備來說，普遍采用柴油機作為主要的動力來源，但是柴油機較高的排氣溫度使得在武器裝備的排氣口周圍的空氣溫度明顯提高，容易被敵方的紅外探測裝置發現，不利于裝備的紅外隱身。

現有的針對排氣系統的紅外抑制方法多采用水冷法或混合空氣法，水冷法主要是用冷卻水循環使得柴油機廢氣中的熱量傳遞到冷卻水中，但是冷卻水中的熱量必然還有通過散熱系統釋放到大氣中，這樣一來紅外抑制的效果就會大打折扣。混合空氣法主要是通過抽吸裝置將外界冷空氣抽入排氣管中使之與高溫廢氣混合，從而降低排氣溫度，但是抽吸裝置的結構復雜，不利于現有裝備的改裝工作，同時抽吸裝置會消耗能量，裝置的運轉過程也會有熱量產生，使得實用性降低。

發明內容

本發明的主要目的是針對上述存在的問題，提供一種基于溫差發電技術的柴油機排氣紅外抑制裝置，該裝置可以有效降低柴油機尾氣溫度，達到了紅外抑制的目的。并且該裝置可將柴油機尾氣中熱能轉化為電能供裝備使用，有效提高了燃料的利用率，大大提高了裝備的戰場生存能力。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于溫差發電技術的柴油機排氣紅外抑制裝置包括螺旋漸縮管道，所述螺旋漸縮管道一端的進氣口與柴油機排氣口相連，螺旋漸縮管道另一端設有出氣口，所述螺旋漸縮管道進氣口截面積大于其出氣口截面積，且所述管道為螺旋形，所述裝置還包括導熱填充材料、導熱外殼、溫差發電片單元和冷卻組件，導熱外殼套設于螺旋漸縮管道外側，導熱填充材料填充于導熱外殼內壁與螺旋減縮管道外壁之間，溫差發電片單元安裝于導熱外殼外壁，冷卻組件設于溫差發電片單元外側，溫差發電片單元的熱端與導熱外殼外壁相連，其冷端與冷卻組件相連。

進一步地，冷卻組件包括套設于溫差發電單元外側的冷卻管道，所述冷卻管道上設有冷卻管道進口和冷卻管道出口，冷卻管道內為冷卻液，溫差發電片單元的冷端與冷卻管道的外壁相接觸。

進一步地，還包括蓄電池單元，所述蓄電池單元與溫差發電片單元相連。

進一步地，還包括蓄電池單元，還包括尾氣排出口，螺旋漸縮管道的出氣口與尾氣排氣口一端相連，尾氣排出口另一端外連大氣。

進一步地，還包括尾氣排出口，螺旋漸縮管道的出氣口與尾氣排氣口一端相連，尾氣排出口另一端外連大氣。

進一步地，多個所述溫差發電片單元并排放置、均勻排列設于導熱外殼上，采用并聯方式將各溫差發電片單元相連。

進一步地，采用多個所述螺旋漸縮管道并列排布，各螺旋漸縮管道之間填充導熱填充材料。

進一步地，其所述冷卻管道進口位于冷卻管道下側，冷卻管道出口位于冷卻管道上側。

本發明具有以下有益效果：

（1）柴油機尾氣排入螺旋漸縮管道后能夠在螺旋管道中螺旋流動，螺旋管道增大了氣體與壁面的接觸面積，提高了換熱效率。同時由于管道截面積的縮小，使得氣體加速流動，根據伯努利方程可知，氣體的溫度會隨著流動速度的增大而減小，所以可以有效降低氣體的溫度。氣體與螺旋管道壁面發生對流換熱，使由氣體熱量傳遞到螺旋管管壁。