[發明專利]一種利用發動機尾氣余熱的蓄能器及節能系統

有效

• 申請號: 202010985676.6
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN111963333B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李建松;何偉平;黎少輝;許大華;周波;張文婷
• 申請（專利權）人: 徐州工業職業技術學院
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02;F15B1/04
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 劉振祥

一種利用發動機尾氣余熱的蓄能器及節能系統，缸筒內部有階梯腔，并在兩端固接有上、下端蓋；階梯腔由小徑段和大徑段組成；活塞組件裝配于大徑段中，并將階梯腔分隔為儲氣腔和儲油腔；散熱組件由第二管道、第三管道和第一管道組成，且內徑依次減小，并由外到內依次同軸心的設置，第二和第一管道的上端均與上端蓋固接；第三管道的下端通過固定板與活塞組件上端固接，其上端外側套裝有密封環；下端蓋上開設有油口；上端蓋在對應第一管道的部分開設有進氣口，在對應第二和第一管道之間的部分開設有排氣口，在對應第二管道外圍的部分開設有充氣口。蓄能器本體通過換向閥、單向閥與排氣管路連接。該蓄能器能提高的工作效率，該系統節能環保效果好。

技術領域

本發明屬于液壓儲能技術領域，具體涉及一種利用發動機尾氣余熱的蓄能器及節能系統。

背景技術

蓄能器是液壓系統中的一種能量儲蓄裝置。蓄能器在適當的時機將系統中的能量轉變為壓力能或勢能儲存起來；當系統需要時，蓄能器又可將壓力能或勢能轉變為液壓能釋放出來，重新補供給系統。蓄能器根據具體利用能量形式的不同，可以分為重力式、彈簧式和充氣式等多種。其中，充氣式蓄能器是最常用的一種。

圖1給出了常規充氣式蓄能器工作過程的示意圖。假定蓄能器在儲能前工作在圖1中的點1。蓄能器在儲能過程對應圖1中的點1至點2。油液流入蓄能器腔內，壓縮氣體的體積，同時壓力升高，還伴隨著氣體的溫度升高。該過程的時間較短時，蓄能器內氣體的熱量不能迅速散失，故其溫度會顯著高于外部的環境溫度。在儲能過程完成后，蓄能器進入了保壓狀態。而因為蓄能器內氣體的溫度高于環境溫度，而蓄能器的殼體不能做到絕熱，故部分熱量將散失到外部的環境中，進而會造成氣體壓力的下降，該過程對應圖1中的點2至點3。當蓄能器釋放能量時，參照圖1中的點3至點4的過程。此過程中，蓄能器內的油液流出，氣體體積變大，壓力降低，同時還伴隨著吸熱過程。當此過程的時間較短時，蓄能器內的氣體不能迅速從環境中獲得熱量而致其溫度出現顯著下降。考慮到前述保壓過程中部分熱量的散失，故蓄能器內氣體溫度會低于環境溫度。因此，當蓄能器將儲能過程吸收的油液全部放出后，其氣體壓力將低于初始壓力。隨后，環境熱量將會經殼體傳遞到蓄能器內的氣體，氣體的壓力將回升。從以上的工作過程可知，蓄能器在儲能過程中，其氣體溫度必然會升高。而蓄能器的殼體又不能絕熱，所以熱量損失是不可避免的。總之，蓄能器的熱損失是必然存在的，這就造成了蓄能器在工作過程中效率的降低。現有技術中，并沒有有效的技術手段能夠解決這一問題，因此，蓄能器的工作效率無法得到有效的保證。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明提供一種利用發動機尾氣余熱的蓄能器及節能系統，該蓄能器能解決熱損失導致蓄能器工作效率降低的問題，同時，該系統可以有效降低尾氣排入對環境的影響，并能提高蓄能器的工作效率。

為了實現上述目的，本發明提供一種利用發動機尾氣余熱的蓄能器，包括蓄能器本體；蓄能器本體包括缸筒、活塞組件和散熱組件；

所述缸筒的內部有軸向延伸的階梯腔，并在階梯腔的兩端分別固定連接有上端蓋和下端蓋；所述階梯腔由位于上部的小徑段和位于下部的大徑段組成；

所述活塞組件的尺寸與大徑段的尺寸相適配，并滑動密封的裝配于大徑段中；活塞組件將階梯腔分隔為位于上部的儲氣腔和位于下部的儲油腔；

所述散熱組件由第二管道、第三管道和第一管道組成，并設置在階梯腔的內部；第二管道、第三管道和第一管道的長度均小于小徑段的高度，且內徑依次減小，并由外到內依次同軸心的設置，第二管道和第一管道的上端均與上端蓋的下端面固定連接，其下端均止于靠近大徑段上端的位置；所述第三管道的下端通過固定板與活塞組件上端面的中心固定連接，其上端外側固定套裝有密封環，所述密封環的外圓面與第二管道的內腔滑動密封配合；

所述下端蓋上開設有與儲油腔連通的油口；所述上端蓋在對應第一管道內腔的部分開設有貫穿厚度方向的進氣口，在對應第二管道和第一管道之間環形空腔的部分開設有貫穿厚度方向的排氣口，在對應第二管道外圍的部分開設有貫穿厚度方向的充氣口。