[發(fā)明專利]一種尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910573849.0
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110332028B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曦;洪昊;趙千祥
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F02G1/043;F02G1/055;H02N11/00;H02K35/02;H02K7/18
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 程宗德

根據(jù)本發(fā)明的一種尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置，包括斯特林發(fā)電部、尾氣熱回收部以及熱電發(fā)電部，斯特林發(fā)電部包括斯特林發(fā)電機和熱端換熱器；尾氣熱回收部具有第一熱回收管、第二熱回收管和多個尾氣排放管；熱電發(fā)電部具有多個半導(dǎo)體熱電部件和翅片式散熱件，其中，熱端換熱器的一面設(shè)置有多個同心圓環(huán)翅片，另一面設(shè)置有多個內(nèi)凹的槽，第一熱回收管設(shè)置在第二熱回收管內(nèi)形成一個環(huán)狀套管，一端的第一熱回收管的端部和第二熱回收管的端部之間是封閉的，另一端的第二熱回收管與熱端換熱器固定連接，第一熱回收管與第二熱回收管相連通，多個尾氣排放管分別設(shè)置在第二熱回收管的外壁上，尾氣排放管與第二熱回收管相連通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

塞貝克效應(yīng)又稱溫差效應(yīng)，是指在兩種不同導(dǎo)體構(gòu)成的回路中，如果兩個接頭處的溫度不同，回路中就會產(chǎn)生電動勢，加入負(fù)載電阻就會產(chǎn)生直流電流。基于熱電效應(yīng)的熱電發(fā)電機在低品位余熱領(lǐng)域具有巨大潛力，研究發(fā)現(xiàn)除了增加余熱溫度和熱電模塊，在適當(dāng)?shù)姆秶鷶U大散熱面積，提高冷端換熱能力可以提高裝置性能。用于空間站或太空宇航的斯特林發(fā)電機組功率涵蓋幾十瓦至千瓦，多采用自由活塞式結(jié)構(gòu)，用同位素作熱源，能夠自行工作幾年至十幾年，無需作任何維護，性能不退化。無人機、汽車和鍋爐等尾氣低品位余熱領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高能源的利用效率，本發(fā)明提供一種尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置。

本發(fā)明提供了一種尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置，具有這樣的特征，包括斯特林發(fā)電部，包括自由活塞式斯特林發(fā)電機和設(shè)置在斯特林發(fā)電機端部的熱端換熱器；尾氣熱回收部，具有第一熱回收管、第二熱回收管和多個尾氣排放管；以及熱電發(fā)電部，具有多個半導(dǎo)體熱電部件和翅片式散熱件，其中，熱端換熱器呈圓盤狀，一面設(shè)置有多個同心圓環(huán)翅片，另一面設(shè)置有多個內(nèi)凹的槽，用于將流經(jīng)第一熱回收管的高溫尾氣的熱量傳遞給自由活塞式斯特林發(fā)電機中的工作介質(zhì)，第一熱回收管設(shè)置在第二熱回收管內(nèi)形成一個環(huán)狀套管，一端的第一熱回收管的端部和第二熱回收管的端部之間是封閉的，另一端的第二熱回收管與熱端換熱器固定連接，第一熱回收管與熱端換熱器之間具有空隙，第一熱回收管與第二熱回收管相連通，多個尾氣排放管分別設(shè)置在第二熱回收管的外壁上，尾氣排放管與第二熱回收管相連通，半導(dǎo)體熱電部件的熱端與尾氣排放管外壁相貼附，半導(dǎo)體熱電部件的冷端與翅片式散熱件相連接。

在本發(fā)明提供的尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，多個尾氣排放管分別設(shè)置在第二熱回收管的頭部外壁上。

另外，在本發(fā)明提供的尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，多個尾氣排放管外形呈L形，數(shù)量為2-8個。

另外，在本發(fā)明提供的尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，熱端換熱器上內(nèi)凹的槽呈米字型。

另外，在本發(fā)明提供的尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，熱端換熱器與自由活塞式斯特林發(fā)電機通過焊接的方式耦合在一起。

另外，在本發(fā)明提供的尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，半導(dǎo)體熱電部件的熱端與尾氣排放管外壁通過導(dǎo)熱硅膠連接在一起。

另外，在本發(fā)明提供的尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，半導(dǎo)體熱電部件的冷端與翅片式散熱件通過導(dǎo)熱硅膠相連接。

另外，在本發(fā)明提供的尾氣低品位余熱梯級發(fā)電裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，自由活塞式斯特林發(fā)電機包括：配氣活塞、配氣活塞桿、動力活塞、動力活塞桿、回?zé)崞鳌⒗涠藫Q熱器、板彈簧組、直線發(fā)電機和緩沖室。