專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，用于汽車、載重卡車、鐵路機(jī)車、 坦克、裝甲車和海運(yùn)輪船等內(nèi)燃機(jī)余熱回收。
背景技術(shù)：
燃料在內(nèi)燃機(jī)中燃燒產(chǎn)生的能量， 一般只有30%轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，即使采用廢氣渦輪增壓 技術(shù)，最多也只有50%轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，排放的煙氣帶走的熱量占30% 45%，溫度約在 600K 1100K。大量具有較高品位的余熱隨內(nèi)燃機(jī)尾氣排放到大氣中，造成了巨大能量損失和 環(huán)境污染。如何有效地利用內(nèi)燃機(jī)逸散到大氣中的余熱，提高燃料的利用率，是國內(nèi)外學(xué)者 長期探討的問題。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展經(jīng)過幾十年，現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)具有的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)性，通過完善 機(jī)內(nèi)燃燒方式和過程提高燃料的利用率和減少排放，很難再取得突破性的進(jìn)展。研究表明 利用內(nèi)燃機(jī)排放廢熱溫差發(fā)電器來取代機(jī)車汽車、載重卡車、鐵路機(jī)車、坦克、裝甲車和海 運(yùn)輪船等自帶發(fā)電機(jī)，向機(jī)車用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電，可以提高燃料利用率、節(jié)約 能源和減少污染，而且發(fā)電吸熱降溫也有利于機(jī)車的整體性能。隨著我國人民生活水平的不 斷提高，汽車即將在現(xiàn)代家庭中普及，對(duì)能量需求會(huì)不斷提高，能量和環(huán)境問題會(huì)進(jìn)一歩惡 化，開發(fā)相關(guān)的新能源和充分利用廢能源意義更加重大。本實(shí)用新型是一種全固態(tài)能量轉(zhuǎn)換 方式，無需化學(xué)反應(yīng)或流體介質(zhì)、無運(yùn)動(dòng)部件，其溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置發(fā)電過程中具有結(jié)構(gòu) 簡單、體積小、重量輕、移動(dòng)方便、無磨損、堅(jiān)固耐用、無噪聲、無泄漏等眾多優(yōu)點(diǎn)。另外， 目前我國己經(jīng)成功合成了具有納米管和納米囊薄壁粗短管形態(tài)的Bi2Te3，由此制備的納米復(fù) 合結(jié)構(gòu)塊狀熱電材料，在熱電性能方面比國際先進(jìn)水平提高20%。所以本發(fā)明對(duì)我國國民經(jīng) 濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義，具有及為廣泛應(yīng)用前景。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提出一種內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，來取代機(jī)車自帶發(fā)電機(jī)， 向機(jī)車用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電，可以明顯地提高內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)熱效率。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是， 一種內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置由循環(huán)水換熱器、 溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組和煙氣換熱器構(gòu)成，循環(huán)水換熱器中布置鋁合金制褶皺散熱片，溫差 發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組由導(dǎo)電體與P型半導(dǎo)體熱電偶和N型半導(dǎo)體熱電偶熔結(jié)在一起，P型熱電 偶和N型熱電偶之間由溫差熱電轉(zhuǎn)換單元塊絕緣層隔開。溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組陣列排列布 置在上下平行的溫差轉(zhuǎn)換單元塊熱端高溫壁面和溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面之間，溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組由導(dǎo)電薄片串聯(lián)，溫差轉(zhuǎn)換單元塊熱端高溫壁面與煙氣換熱器壁面通過絕緣 材料薄層相接觸，溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面與循環(huán)冷卻水換熱器內(nèi)壁面通過絕緣材料薄 層相接觸，煙氣換熱器進(jìn)口與機(jī)車的排氣主管相連接，煙氣換熱器出口與消音器相連接。
本實(shí)用新型的有益效果是，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、移動(dòng)方便、無磨損、堅(jiān)固 耐用、無噪聲、無泄漏等眾多優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省燃油5%左右。

圖1為本實(shí)用新型在機(jī)車中安裝示意圖。
圖2為本實(shí)用新型溫差發(fā)電裝置的縱向剖面圖。
圖3為本實(shí)用新型溫差發(fā)電裝置的橫向剖面圖。
圖中1、發(fā)動(dòng)機(jī)，2、排氣主管，3、旁路支管，4、內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，5、 煙氣換熱器進(jìn)口， 6、煙氣換熱器出口， 7、消音器，8、電極連線，9、用電設(shè)備，10、蓄電 池，11、循環(huán)水換熱器進(jìn)口， 12、循環(huán)水換熱器出口， 13、煙氣換熱器，14、循環(huán)水換熱器，
15、 溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組，16、褶皺散熱片，17、導(dǎo)電體，18、 P型半導(dǎo)體熱電偶，19、 N 型熱電偶，20、溫差熱電轉(zhuǎn)換單元塊絕緣層，21、殼體，22、溫差轉(zhuǎn)換單元塊熱端高溫壁面， 23、煙氣換熱器壁面，24、絕緣材料薄層，25、溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面，26、循環(huán)冷 卻水換熱器內(nèi)壁面。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置4由個(gè)循環(huán)水換熱器14、溫差 發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組15和煙氣換熱器13構(gòu)成，循環(huán)水換熱器14中布置鋁合金制褶皺散熱片
16, 溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組15由導(dǎo)電體17與P型半導(dǎo)體熱電偶18和N型半導(dǎo)體熱電偶19 熔結(jié)在一起，P型熱電偶18和N型熱電偶19之間由溫差熱電轉(zhuǎn)換單元塊絕緣層20隔開。溫 差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組15陣列排列布置在上下平行的溫差轉(zhuǎn)換單元塊熱端高溫壁面22和溫差 轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面25之間，溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組15由導(dǎo)電薄片串聯(lián)，溫差轉(zhuǎn)換單 元塊熱端高溫壁面22與煙氣換熱器壁面23通過絕緣材料薄層24相接觸，溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷 端低溫壁面25與循環(huán)冷卻水換熱器內(nèi)壁面26通過絕緣材料薄層24相接觸，煙氣換熱器進(jìn)口 5與機(jī)車的排氣主管2相連接，煙氣換熱器出口 6與消音器7相連接。
本實(shí)用新型的安裝方式是將本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置4安置在內(nèi)燃 機(jī)車的排氣口和消音器7之間，由發(fā)動(dòng)機(jī)1排氣管分流為排氣主管2和旁路支管3，排氣主 管2與溫差發(fā)電裝置4、煙氣換熱器13和煙氣換熱器進(jìn)口 5相連接，煙氣換熱器出口 6與旁 路支管3匯合后與消音器7相連接，溫差發(fā)電裝置4的電極連線8與用電設(shè)備9和蓄電池10的導(dǎo)線相連接，內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置4、循環(huán)水換熱器14的循環(huán)水換熱器進(jìn)口 11 和循環(huán)水換熱器出口 12與機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻水箱相連；循環(huán)水換熱器14和煙氣換熱器13 的殼體21由合金材料制成。
權(quán)利要求1、一種內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置(4)由循環(huán)水換熱器(14)、溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組(15)和煙氣換熱器(13)構(gòu)成，循環(huán)水換熱器(14)中布置鋁合金制褶皺散熱片(16)，溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組(15)由導(dǎo)電體(17)與P型半導(dǎo)體熱電偶(18)和N型半導(dǎo)體熱電偶(19)熔結(jié)在一起，P型熱電偶(18)和N型熱電偶(19)之間由溫差熱電轉(zhuǎn)換單元塊絕緣層(20)隔開，溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組(15)陣列排列布置在上下平行的溫差轉(zhuǎn)換單元塊熱端高溫壁面(22)和溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面(25)之間，溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組(15)由導(dǎo)電薄片串聯(lián)，溫差轉(zhuǎn)換單元塊熱端高溫壁面(22)與煙氣換熱器壁面(23)通過絕緣材料薄層(24)相接觸，溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面(25)與循環(huán)冷卻水換熱器內(nèi)壁面(26)通過絕緣材料薄層(24)相接觸，煙氣換熱器進(jìn)口(5)與機(jī)車的排氣主管(2)相連接，煙氣換熱器出口(6)與消音器(7)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)余熱溫差電轉(zhuǎn)換發(fā)電裝置，由循環(huán)水換熱器、溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組和煙氣換熱器構(gòu)成，溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組由導(dǎo)電體與P型半導(dǎo)體熱電偶和N型半導(dǎo)體熱電偶熔結(jié)在一起，P型熱電偶和N型熱電偶之間由溫差熱電轉(zhuǎn)換單元塊絕緣層隔開。溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換單元塊組陣列排列布置在上下平行的溫差轉(zhuǎn)換單元塊熱端高溫壁面和溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面之間，溫差轉(zhuǎn)換單元塊冷端低溫壁面與循環(huán)水換熱器內(nèi)壁面通過絕緣材料薄層相接觸，煙氣換熱器進(jìn)口與機(jī)車的排氣主管相連接，煙氣換熱器出口與消音器相連接。本實(shí)用新型的有益效果是，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、堅(jiān)固耐用、無噪聲、無泄漏等優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省燃油5％左右。
文檔編號(hào)F02G5/00GK201360230SQ20082023232
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者陽 劉, 鄧洋波 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)