本發(fā)明涉及尾氣發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊。

背景技術(shù)：

近些年車輛的數(shù)量日益增多，夏天的時候，車內(nèi)炎熱，車載空調(diào)只能降低車內(nèi)的溫度，并不能降低車坐墊的溫度，以及冬天的時候坐墊較涼，是的乘客的舒適感不好，故而并沒有達(dá)到更好的舒適化。另外汽車尾氣排放至大氣之中，對溫室效應(yīng)有一定作用，故而將尾氣的熱量進(jìn)行吸收利用，不失為一種節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境的方法。

隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，使用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)可有效地回收汽車進(jìn)行中的尾氣熱量，把它安裝在內(nèi)燃機(jī)的尾氣管上，能夠?qū)?nèi)燃機(jī)運行余熱直接轉(zhuǎn)換為電能，把產(chǎn)生的電能供坐墊使用，與傳統(tǒng)的車載交流發(fā)電機(jī)相比，溫差發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電力不會增加發(fā)動機(jī)的負(fù)荷，達(dá)到了節(jié)油效果。

汽車尾氣管通常具有非平面形狀的外形輪廓，普通的平面塊狀形式的溫差發(fā)電片不能直接安裝在現(xiàn)有的汽車尾氣管上，需要對溫差發(fā)電片或汽車尾氣管作適應(yīng)性處理?，F(xiàn)有技術(shù)中多是把溫差發(fā)電片貼附在尾氣管外表面，并在溫差發(fā)電片與尾氣管之間填充導(dǎo)熱材料進(jìn)行熱量傳遞，在尾氣管周向分布溫差發(fā)電片便可進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換。但該技術(shù)存在的最大的一個問題是尾氣管散熱與溫差發(fā)電之間的矛盾。

眾所周知，發(fā)動機(jī)排出氣體溫度有800℃，經(jīng)過一系列過程后，使溫度逐步降低，尾氣管使用較好的散熱材料，最終排出的氣體溫度一般在100℃左右；如果排放溫度較高，存在較大的安全風(fēng)險，容易引發(fā)著火事故。而所安裝的溫差發(fā)電裝置多是包裹在尾氣管外周，由于溫差發(fā)電效率取決于溫差的大小，為了增大溫差，會盡量避免管道內(nèi)的熱量散失，即便在溫差發(fā)電片的冷端安裝有散熱裝置，也難以充分將存儲的熱量散掉，導(dǎo)致排到外界的尾氣溫度較高，與排放要求相矛盾。

為了不影響尾氣管散熱，部分技術(shù)采用只在尾氣管很短的一段上安裝發(fā)電裝置，雖然不會影響排放溫度，但也沒有充分的利用到尾氣余熱，發(fā)電效率低。如果不直接把溫差發(fā)電片設(shè)置在尾氣管外周，難以有效的進(jìn)行熱傳導(dǎo)，溫差較小，會導(dǎo)致發(fā)電效率低。因此，該問題成為尾氣余熱利用的一大難題。

中國專利號：ZL 201210227087.7，授權(quán)公告日：2015年4月8日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：溫差發(fā)電模組的保護(hù)外殼和汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，該申請案公開了一種溫差發(fā)電模組的保護(hù)外殼和汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，該保護(hù)外殼包括第一半殼體和第二半殼體，可拆卸地安裝在汽車尾氣管上，第一半殼體和第二半殼體分別包括與汽車尾氣管夾持的前錐形段、與汽車尾氣管夾持的后錐形段、以及位于前錐形段和后錐形段之間的保護(hù)段，其中，保護(hù)段與汽車尾氣管的外表面之間形成溫差發(fā)電模組的容納空間。該專利方案在尾氣管外周分布，并在外部又封閉有外殼，雖然裝有散熱風(fēng)扇，并不能與外界低溫空氣形成對流，難以降低溫度，導(dǎo)致發(fā)電效率低，排放尾氣溫度高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中在利用尾氣發(fā)電時，難以在降低尾氣溫度的同時并提高溫差發(fā)電效率的不足，提供了一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，本發(fā)明通過對尾氣管結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計，在溫差發(fā)電的同時不影響尾氣管的散熱性能，使兩者有效結(jié)合，對尾氣發(fā)電技術(shù)的發(fā)展有較大的促進(jìn)作用。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，包括坐墊和用于發(fā)電的尾氣管，該尾氣管分為高溫段、發(fā)電散熱段和排氣段，高溫段外周設(shè)有第一發(fā)電模塊；所述的發(fā)電散熱段周向設(shè)有至少兩個翼板，翼板為殼體結(jié)構(gòu)，翼板的內(nèi)部空腔與尾氣管連通，翼板的兩側(cè)與尾氣管所形成的夾角與外界連通，并在翼板上方設(shè)置第二發(fā)電模塊；第一發(fā)電模塊和第二發(fā)電模塊所產(chǎn)生電能存儲在蓄電池中，該蓄電池為坐墊中的半導(dǎo)體調(diào)溫組件供電，通過半導(dǎo)體調(diào)溫組件調(diào)節(jié)坐墊的表面溫度。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的第一發(fā)電模塊包括環(huán)形基板和第一溫差發(fā)電組件，第一溫差發(fā)電組件固定在環(huán)形基板的外表面，且第一溫差發(fā)電組件的熱端與環(huán)形基板接觸；所述環(huán)形基板包裹在尾氣管的外表面。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，在環(huán)形基板與尾氣管之間填充導(dǎo)熱材料層。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，發(fā)電散熱段的頂部和兩側(cè)均設(shè)置有翼板，相鄰翼板之間夾角為90°。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述半導(dǎo)體調(diào)溫組件為半導(dǎo)體制冷組件或半導(dǎo)體制熱組件或半導(dǎo)體制冷制熱組件。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述翼板上還設(shè)有散熱模塊，所述散熱模塊與第二發(fā)電模塊沿翼板的長度方向排列設(shè)置，第二發(fā)電模塊位于靠近高溫段一端。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第二發(fā)電模塊包括第一固定板、第一翅片和第二溫差發(fā)電組件，第一翅片垂直設(shè)置在第一固定板上，至少3個第一翅片陣列排布；通過第一固定板把第二溫差發(fā)電組件壓緊固定在翼板上，且第二溫差發(fā)電組件朝向翼板所在側(cè)。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一翅片沿尾氣管軸向設(shè)置。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，在同一個翼板上的第二發(fā)電模塊中排列有至少兩個第一固定板。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述散熱模塊包括第二固定板和設(shè)置在第二固定板上的第二翅片，第二翅片垂直于第二固定板，至少3個第二翅片陣列排布。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，利用尾氣管產(chǎn)生的電能來調(diào)節(jié)坐墊的溫度，不但起到節(jié)能減排效果，還能夠提高坐墊的舒適度，方便實用；把尾氣管分為高溫段、發(fā)電散熱段和排氣段，高溫段溫度較高，具有較高的發(fā)電效率；發(fā)電散熱段需要綜合考慮發(fā)電和散熱性能，因此設(shè)置了翼板，翼板的兩側(cè)與尾氣管所形成的夾角與外界連通，并在翼板上方設(shè)置第二發(fā)電模塊，一方面，翼板的上表面相對于圓弧面更利于固定溫差發(fā)電組件，傳熱效率更高，有助于提高發(fā)電效率；另一方面，夾角與外界連通區(qū)域增加了尾氣管與空氣接觸面，使尾氣管內(nèi)氣體溫度能夠正常下降，不會影響熱量的轉(zhuǎn)換，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的矛盾點；

(2)本發(fā)明的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，高溫段外周設(shè)置第一發(fā)電模塊，環(huán)形基板包裹住尾氣管，并在兩者之間填充導(dǎo)熱材料層，尾氣管內(nèi)的高溫余熱傳遞到第一溫差發(fā)電組件進(jìn)行發(fā)電；由于尾氣管高溫段外周設(shè)置有第一溫差發(fā)電組件，內(nèi)部熱量不易散失，那么在發(fā)電散熱段還能夠有較高的溫度進(jìn)行發(fā)電，兩者在功能上相互結(jié)合，有助于提高發(fā)電效率，能夠更長效的為坐墊供電；

(3)本發(fā)明的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，第一固定板下方的第二溫差發(fā)電組件被壓緊在翼板上，翼板內(nèi)部的高溫氣體的熱量可直接傳遞到第二溫差發(fā)電組件的熱端；在第一固定板上方排布有第一翅片，多個第一翅片沿尾氣管軸向相互平行設(shè)置，車輛行駛時，氣流從翅片間快速流通而帶走熱量，從而降低第二溫差發(fā)電組件冷端的溫度，增加熱端與冷端的溫度差，提高了發(fā)電效率；

(4)本發(fā)明的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，半導(dǎo)體調(diào)溫組件為半導(dǎo)體制冷組件或半導(dǎo)體制熱組件或半導(dǎo)體制冷制熱組件，根據(jù)不同需要可采用不同的設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，原理簡單，便于推廣使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中翼板換熱式汽車尾氣發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中尾氣管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中第一發(fā)電模塊的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中采用多邊形結(jié)構(gòu)的尾氣管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中第二發(fā)電模塊的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中散熱模塊的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中汽車制冷坐墊的分布結(jié)構(gòu)圖；

圖8為本發(fā)明中半導(dǎo)體調(diào)溫組件的排布示意圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：1、尾氣管；11、高溫段；12、發(fā)電散熱段；13、翼板；14、排氣段；2、第一發(fā)電模塊；21、環(huán)形基板；22、第一溫差發(fā)電組件；23、導(dǎo)熱材料層；3、第二發(fā)電模塊；31、第一固定板；32、第一翅片；33、第二溫差發(fā)電組件；4、散熱模塊；41、第二固定板；42、第二翅片；51、坐墊；52、半導(dǎo)體調(diào)溫組件。

具體實施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實施例1

結(jié)合圖1、圖2和圖7，本實施例的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，包括坐墊51和尾氣管1，坐墊51中設(shè)置有半導(dǎo)體調(diào)溫組件52，尾氣管1在排放氣體時可進(jìn)行溫差發(fā)電，利用尾氣管1所產(chǎn)生電能為半導(dǎo)體調(diào)溫組件52供電，進(jìn)而可實現(xiàn)調(diào)節(jié)坐墊51表面溫度的目的。

本實施例中尾氣管1分為高溫段11、發(fā)電散熱段12和排氣段14，高溫段11、排氣段14與發(fā)電散熱段12之間通過錐形過渡管連接，具有一定的消聲作用。尾氣管1也可為等徑的管道，把尾氣管1進(jìn)行分段只是在功能上更容易區(qū)分，和具體結(jié)構(gòu)沒有關(guān)聯(lián)。高溫段只是溫度相對于發(fā)電散熱段12和排氣段14的溫度較高，在溫度上沒有特殊限制。高溫段11外周設(shè)有第一發(fā)電模塊2，該第一發(fā)電模塊2可以采用傳統(tǒng)式溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，包裹在高溫段11外周，在發(fā)電的同時，能夠減少熱量的大量散失，有利于為后續(xù)發(fā)電組件提供高溫?zé)嵩础?/p>

作為本實施例的關(guān)鍵點，發(fā)電散熱段12周向設(shè)有至少兩個翼板13，參照圖1所示，本實施例中設(shè)置有3個翼板，翼板13沿尾氣管1長度方向設(shè)置，相鄰翼板13之間夾角為90°。翼板13為殼體結(jié)構(gòu)，即其內(nèi)部為空腔，空腔形狀與翼板13形狀相近，翼板13的內(nèi)部空腔與尾氣管1連通，翼板13的兩側(cè)向外延伸，延伸部分與尾氣管1所形成的夾角與外界連通，在翼板13上方設(shè)置第二發(fā)電模塊3。

所設(shè)置的翼板13上表面為平面結(jié)構(gòu)或者是有一定的弧形凸起，能夠在翼板13上方固定更多的溫差發(fā)電組件，而且相對于圓弧面也更易固定。如果為圓弧面，必須要輔助填充導(dǎo)熱材料才能使尾氣管1內(nèi)的熱量傳遞到溫差發(fā)電組件的熱端，而本實施例中在翼板13內(nèi)部開設(shè)空腔，氣體更直接的與溫差發(fā)電組件接觸，熱量傳遞效率更高，溫差發(fā)電組件熱端的溫度提高，有助于提高發(fā)電效率。

此外，翼板13的兩側(cè)與尾氣管1所形成的夾角與外界連通，尾氣管1周向裸露部分的長度增加，與空氣接觸面增加，保證其散熱效率不會降低，因此，本實施例的汽車尾氣發(fā)電裝置在提高發(fā)電效率的同時，不會影響尾氣管的散熱性能，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。

參看圖5，本實施例所設(shè)置的第二發(fā)電模塊3包括第一固定板31、第一翅片32和第二溫差發(fā)電組件33，第一翅片32垂直于第一固定板31的表面設(shè)置，多個第一翅片32相互平行排布；把第二溫差發(fā)電組件33的熱端貼在翼板13上，通過第一固定板31把第二溫差發(fā)電組件33壓緊固定在翼板13上，第一固定板31通過螺栓或卡套等方式固定在翼板13上。

由于第二溫差發(fā)電組件33的熱端直接與翼板13接觸，提高了熱端溫度；第二溫差發(fā)電組件33的冷端與第一固定板31相接觸，在第一固定板31外表面設(shè)置第一翅片32，第一翅片32沿尾氣管1軸向設(shè)置，有助于降低冷端的溫度，從而增加第二溫差發(fā)電組件33熱端與冷端的溫差，以提高發(fā)電效率。

需要說明的是，翼板13間的夾角也可以設(shè)置為其他角度，如設(shè)置為80度或120度等，夾角越大，翼板13的寬度更大，但所能設(shè)置的翼板13數(shù)量越少。為了方便固定，第二發(fā)電模塊3中的第一固定板31也可分段設(shè)置，即在同一個翼板13上排列多個第一固定板31，如果尾氣管有一定的彎曲，分段設(shè)置能夠更好的與尾氣管結(jié)合。

參看圖7、圖8，本實施例中的半導(dǎo)體調(diào)溫組件52設(shè)置在坐墊51的夾層中，坐墊51的上下兩部分可以通過拉鏈或紐扣連接，方便取出半導(dǎo)體調(diào)溫組件52。第一發(fā)電模塊2和第二發(fā)電模塊3所產(chǎn)生電能存儲在蓄電池中，半導(dǎo)體調(diào)溫組件52與蓄電池電連接，半導(dǎo)體調(diào)溫組件52可設(shè)置為半導(dǎo)體制冷組件或半導(dǎo)體制熱組件或半導(dǎo)體制冷制熱組件，半導(dǎo)體調(diào)溫組件在現(xiàn)有技術(shù)中較為常見，無須贅述。本實施例中為半導(dǎo)體制冷組件，則可以對坐墊51降溫，夏天時在坐墊51上的乘客具有更舒適的體驗感。

實施例2

結(jié)合圖3，本實施例的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，其基本結(jié)構(gòu)與實施例1相同，其不同之處在于：本實施例的第一發(fā)電模塊2包括環(huán)形基板21和第一溫差發(fā)電組件22，環(huán)形基板21閉合后為多邊形結(jié)構(gòu)，第一溫差發(fā)電組件22固定在環(huán)形基板21的每條邊的外表面，且第一溫差發(fā)電組件22的熱端與環(huán)形基板21接觸。把環(huán)形基板21包裹在尾氣管1的高溫段外表面，在發(fā)電同時，內(nèi)部熱量不易散失，有助于為第二溫差發(fā)電組件33提供較高的內(nèi)部溫度。

由于環(huán)形基板21為多邊形結(jié)構(gòu)，其邊緣難以充分與尾氣管1貼合，可在環(huán)形基板21與尾氣管1之間填充導(dǎo)熱材料層23。為了加快熱量傳導(dǎo)，還可在第二溫差發(fā)電組件33的上下兩側(cè)填充導(dǎo)熱膠，導(dǎo)熱膠可填平空隙處，使其能夠充分與尾氣管1和第一固定板31接觸。

實施例3

本實施例的一種利用汽車尾氣發(fā)電的車載制冷坐墊，其基本結(jié)構(gòu)與實施例1相同，其不同之處在于：本實施例在翼板13上還設(shè)有散熱模塊4，所述散熱模塊4與第二發(fā)電模塊3沿翼板13的長度方向排列設(shè)置，第二發(fā)電模塊3位于靠近高溫段11一端。

進(jìn)一步地，為了提高高溫端的發(fā)電效率，可以把尾氣管的高溫段11設(shè)置為多邊形，則可以把溫差發(fā)電片直接貼附在尾氣管的外壁上，而且接觸面積增加。如圖4中所示，把高溫段11設(shè)置為正六邊形，環(huán)形基板21扣合在尾氣管外部，在環(huán)形基板21與尾氣管高溫段11之間填充導(dǎo)熱材料層，可以是導(dǎo)熱膠，第一溫差發(fā)電組件22能夠完全貼合在環(huán)形基板21表面。由于環(huán)形基板21的形狀與尾氣管高溫段11的結(jié)構(gòu)可完全配合，減小空隙區(qū)域，更有助于提高發(fā)電效率。

在一些大型車輛上，尾氣管1內(nèi)排出的溫度較高，可以通過散熱模塊4加快尾氣降溫。具體地，參看圖6，散熱模塊4包括第二固定板41和設(shè)置在第二固定板41上的第二翅片42，第二翅片42垂直于第二固定板41，至少3個第二翅片42陣列排布。第二翅片42沿尾氣管1軸向設(shè)置，在車輛行駛時，氣流順著翅片方向快速流通，從而達(dá)到降溫效果。還可在第二固定板41與翼板13之間填充導(dǎo)熱膠，以提高傳熱效率。

本發(fā)明利用廢熱發(fā)電，利用電能實現(xiàn)制冷制熱，利用尾氣管產(chǎn)生的電能來調(diào)節(jié)坐墊的溫度，不但起到節(jié)能減排效果，還能夠提高坐墊的舒適度，方便實用；此外，把尾氣管分為高溫段、發(fā)電散熱段和排氣段，高溫段溫度較高，具有較高的發(fā)電效率；發(fā)電散熱段需要綜合考慮發(fā)電和散熱性能，因此設(shè)置了翼板，翼板的兩側(cè)與尾氣管所形成的夾角與外界連通，并在翼板上方設(shè)置第二發(fā)電模塊，一方面，翼板的上表面相對于圓弧面更利于固定溫差發(fā)電組件，傳熱效率更高，有助于提高發(fā)電效率；另一方面，夾角與外界連通區(qū)域增加了尾氣管與空氣接觸面，使尾氣管內(nèi)氣體溫度能夠正常下降，不會影響熱量的轉(zhuǎn)換，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的矛盾點，對尾氣發(fā)電技術(shù)的發(fā)展有較大的促進(jìn)作用。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。