專利名稱：一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液化天然氣汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣 汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
溫差發(fā)電是利用某些半導(dǎo)體材料的塞貝克效應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)化為電能，具體表現(xiàn)為在 半導(dǎo)體材料的冷端和熱端存在溫差時，兩端就會建立電勢差，若再構(gòu)成回路，就有電流產(chǎn) 生，此時半導(dǎo)體材料的作用相當(dāng)于直流電源，基于這樣的原理，可以用半導(dǎo)體材料構(gòu)成溫差 發(fā)電器，對給定的電路，溫差發(fā)電器的發(fā)電效率定義為輸出到負(fù)載上的電能與熱端吸熱量 之比，理論上，發(fā)電效率只與溫差發(fā)電器兩端的溫差及半導(dǎo)體材料本身的性質(zhì)有關(guān)，其他條 件給定時，溫差越大，發(fā)電效率越高，而且對同樣大小溫差，越處于低溫區(qū)，發(fā)電效率越高。 溫差發(fā)電器具有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、無噪聲、無運動件等優(yōu)點，所以在空間探索、醫(yī)用、低品 位熱能利用等很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。傳統(tǒng)的燃油汽車會造成嚴(yán)重的空氣污染，為了保護(hù)環(huán)境及減小對石油的依賴程 度，世界上許多國家致力于發(fā)展燃?xì)馄?。我國正在積極推進(jìn)液化天然氣汽車的發(fā)展，液化 天然氣汽車中的燃料液化天然氣儲存溫度為-ierc，經(jīng)水浴加熱后成為常溫的天然氣，再 進(jìn)入發(fā)動機燃燒，因為液化天然氣處于很低的溫度下，所以它擁有的冷卻能力是相當(dāng)可觀 的，對于燃料液化天然氣蘊含的大量高品位冷能，目前尚未發(fā)展出成熟的回收利用技術(shù)，一 般都被白白浪費，造成經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于溫差發(fā)電的液化 天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，利用大溫差下的半導(dǎo)體溫差發(fā)電來高效回收液化天然氣汽車中 的液化天然氣冷能，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，包括液化天然氣儲罐1，液化 天然氣儲罐1的底部出口通過控制閥2和溫差發(fā)電器3中的冷流體側(cè)換熱器4進(jìn)口相連， 冷流體側(cè)換熱器4出口和液化天然氣汽車發(fā)動機5的燃料進(jìn)口相連，液化天然氣汽車發(fā)動 機5的排氣管與催化反應(yīng)器6相連，催化反應(yīng)器6通過調(diào)節(jié)閥7的第一出口通向環(huán)境，調(diào)節(jié) 閥7的第二出口和溫差發(fā)電器3中的熱流體側(cè)換熱器8進(jìn)口連接，然后再通過溫差發(fā)電器 3中的熱流體側(cè)換熱器8出口通向環(huán)境，系統(tǒng)的充電電路包括調(diào)壓電路9，調(diào)壓電路9與車 用發(fā)電機10、用電設(shè)備11和蓄電池12并聯(lián)，電流表13串聯(lián)在調(diào)壓電路與蓄電池12之間， 溫差發(fā)電器3引出的正負(fù)極與調(diào)壓電路9相連接，開關(guān)14和用電設(shè)備11串聯(lián)。所述的溫差發(fā)電器3包括兩個或兩個以上的半導(dǎo)體熱電堆15，每個半導(dǎo)體熱電堆 15都配置在冷流體側(cè)換熱器4和熱流體側(cè)換熱器8之間，并與換熱器壁面接觸。所述的半導(dǎo)體熱電堆15具有溫差電轉(zhuǎn)換功能。
所述的調(diào)壓電路9能夠?qū)夭畎l(fā)電器3波動的電壓值變換到給蓄電池12充電的
穩(wěn)定值。本發(fā)明的工作原理為利用低溫液化天然氣和高溫發(fā)動機排氣之間的大溫差構(gòu)建溫差發(fā)電器，不僅能回收液化天然氣的冷能，而且利用了液化天然氣在低溫下的冷火用，實 現(xiàn)了對液化天然氣冷能“質(zhì)”的利用。由于本發(fā)明只需在原有液化天然氣汽車的基礎(chǔ)上對燃料汽化器和排氣管做部分 改造，不改變其他設(shè)備，不受汽車上震動、高溫等惡劣環(huán)境的影響，不影響汽車的動力性能 和其他性能，而且利用了液化天然氣汽車原有的充電電路，使用方便，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、 運行可靠、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的充電電路圖。圖3為本發(fā)明的溫差發(fā)電器3的剖示圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參照圖1和圖2，一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，包括液化天 然氣儲罐1，液化天然氣儲罐1的底部出口通過控制閥2和溫差發(fā)電器3中的冷流體側(cè)換熱 器4進(jìn)口相連，控制閥2可以開停液化天然氣供給和控制液化天然氣汽化量，間接影響溫差 發(fā)電器3的發(fā)電功率，冷流體側(cè)換熱器4出口和液化天然氣汽車發(fā)動機5的燃料進(jìn)口相連， 液化天然氣汽車發(fā)動機5的排氣管與催化反應(yīng)器6相連，催化反應(yīng)器6通過調(diào)節(jié)閥7的第 一出口通向環(huán)境，調(diào)節(jié)閥7的第二出口和溫差發(fā)電器3中的熱流體側(cè)換熱器8進(jìn)口連接，然 后再通過溫差發(fā)電器3中的熱流體側(cè)換熱器8出口通向環(huán)境，調(diào)節(jié)閥7能夠調(diào)節(jié)通過溫差 發(fā)電器3的發(fā)動機排氣的流量，以實現(xiàn)對液化天然氣汽化量及溫差發(fā)電器3發(fā)電功率的調(diào) 節(jié)，系統(tǒng)的充電電路包括調(diào)壓電路9，調(diào)壓電路9與車用發(fā)電機10、用電設(shè)備11和蓄電池12 并聯(lián)，電流表13串聯(lián)在調(diào)壓電路與蓄電池12之間，溫差發(fā)電器3引出的正負(fù)極與調(diào)壓電路 9相連接，開關(guān)14和用電設(shè)備11串聯(lián)。參照圖3，所述的溫差發(fā)電器3包括兩個或兩個以上的半導(dǎo)體熱電堆15，每個半導(dǎo) 體熱電堆15都配置在冷流體側(cè)換熱器4和熱流體側(cè)換熱器8之間，并與換熱器壁面接觸， 溫差發(fā)電器3整合了換熱器，具有液化天然氣汽化器的作用。所述的半導(dǎo)體熱電堆8具有溫差電轉(zhuǎn)換功能。所述的調(diào)壓電路9能夠?qū)夭畎l(fā)電器3波動的電壓穩(wěn)定到給蓄電池12充電的穩(wěn)定值。本發(fā)明的工作原理為利用低溫液化天然氣和高溫發(fā)動機排氣之間的大溫差構(gòu)建 溫差發(fā)電器，不僅能回收液化天然氣的冷能，而且利用了液化天然氣在低溫下的冷火用，實 現(xiàn)了對液化天然氣冷能“質(zhì)”的利用。低溫液化天然氣從液化天然氣儲罐1通過控制閥2 進(jìn)入到溫差發(fā)電器3中的冷流體側(cè)換熱器4，進(jìn)入溫差發(fā)電器3中的液化天然氣被汽化，同 時作為溫差發(fā)電器3的低溫冷源，氣態(tài)的天然氣從溫差發(fā)電器3導(dǎo)出后進(jìn)入發(fā)動機5，發(fā)動機5的排氣進(jìn)入催化反應(yīng)器6，被催化凈化后，進(jìn)入到調(diào)節(jié)閥7，通過調(diào)節(jié)閥7的排氣被分 成兩部分，一部分排氣進(jìn)入到溫差發(fā)電器3中的熱流體側(cè)換熱器8，此部分排氣將溫差發(fā)電 器3另一側(cè)的液化天然氣汽化，同時作為溫差發(fā)電器3的高溫?zé)嵩?，降溫后的排氣和另一?分沒有降溫的排氣匯合后排到外界環(huán)境，排氣的熱量通過溫差發(fā)電器3時被轉(zhuǎn)化為電能輸 出，同時利用了液化天然氣的冷卻能力，也即回收了液化天然氣的冷能。
附圖中1為液化天然氣儲罐；2為控制閥；3為溫差發(fā)電器；4為冷流體側(cè)換熱器； 5為發(fā)動機；6為催化反應(yīng)器；7為調(diào)節(jié)閥；8為熱流體側(cè)換熱器；9為調(diào)壓電路；10為車用發(fā) 電機；11為用電設(shè)備；12為蓄電池；13為電流表；14為開關(guān)；15為半導(dǎo)體熱電堆。
權(quán)利要求
一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，包括液化天然氣儲罐(1)，其特征在于液化天然氣儲罐(1)的底部出口通過控制閥(2)和溫差發(fā)電器(3)中的冷流體側(cè)換熱器(4)進(jìn)口相連，冷流體側(cè)換熱器(4)出口和液化天然氣汽車發(fā)動機(5)的燃料進(jìn)口相連，液化天然氣汽車發(fā)動機(5)的排氣管與催化反應(yīng)器(60相連，催化反應(yīng)器(6)通過調(diào)節(jié)閥(7)的第一出口通向環(huán)境，調(diào)節(jié)閥(7)的第二出口和溫差發(fā)電器(3)中的熱流體側(cè)換熱器(8)進(jìn)口連接，然后再通過溫差發(fā)電器(3)中的熱流體側(cè)換熱器(8)出口通向環(huán)境，系統(tǒng)的充電電路包括調(diào)壓電路(9)，調(diào)壓電路(9)與車用發(fā)電機(10)、用電設(shè)備(11)和蓄電池(12)并聯(lián)，電流表(13)串聯(lián)在調(diào)壓電路與蓄電池(12)之間，溫差發(fā)電器(3)引出的正負(fù)極與調(diào)壓電路(9)相連接，開關(guān)(14)和用電設(shè)備(11)串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，其特征 在于所述的溫差發(fā)電器(3)包括兩個或兩個以上的半導(dǎo)體熱電堆(15)，每個半導(dǎo)體熱電 堆(15)都配置在冷流體側(cè)換熱器(4)和熱流體側(cè)換熱器(8)之間，并與換熱器壁面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，其特征 在于所述的半導(dǎo)體熱電堆(15)具有溫差電轉(zhuǎn)換功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，其特征 在于所述的調(diào)壓電路(9)能夠?qū)夭畎l(fā)電器(3)波動的電壓值變換到給蓄電池(12)充電 的穩(wěn)定值。
全文摘要
一種基于溫差發(fā)電的液化天然氣汽車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)，包括天然氣儲罐，儲罐和冷流體側(cè)換熱器進(jìn)口相連，冷流體側(cè)換熱器出口和天然氣汽車發(fā)動機的燃料進(jìn)口相連，發(fā)動機的排氣管與催化反應(yīng)器相連，催化反應(yīng)器通過調(diào)節(jié)閥的第一出口通向環(huán)境，調(diào)節(jié)閥的第二出口和溫差發(fā)電器中的熱流體側(cè)換熱器進(jìn)口連接，然后再通向環(huán)境，系統(tǒng)的充電電路包括調(diào)壓電路，調(diào)壓電路與車用發(fā)電機、用電設(shè)備和蓄電池并聯(lián)，溫差發(fā)電器引出的正負(fù)極與調(diào)壓電路相連接，本發(fā)明利用低溫液化天然氣和高溫發(fā)動機排氣之間的大溫差構(gòu)建溫差發(fā)電器，不僅能回收液化天然氣的冷能，而且利用了液化天然氣在低溫下的冷火用，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。
文檔編號B60R16/02GK101825075SQ201010130009
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者厲彥忠, 譚宏博, 鄭江 申請人:西安交通大學(xué)