專利名稱：溫差發(fā)電模組的保護外殼和汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種溫差發(fā)電模組的保護外殼和汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置。
背景技術：
隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，與日俱增車輛的節(jié)能問題也越來越受到關注。內(nèi)燃機所消耗燃油中的60%以上的能量沒有得到有效利用，絕大部分以汽車尾氣余熱的形式排放到大氣中，排放尾氣的溫度可達600 °C以上。使用半導體溫差發(fā)電技術可有效地回收汽車進行中的尾氣熱量。溫差發(fā)電裝置具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、無運動部件等特點，在低品位熱能利用方面具有獨特的優(yōu)勢。把它安裝在內(nèi)燃機的尾氣管上，能夠?qū)?nèi)燃機運行余熱直接轉(zhuǎn)換為電能，供汽車內(nèi)電器設備使用。與傳統(tǒng)的車載交流發(fā)電機相比，溫差發(fā)電設備產(chǎn)生的電力不會增加發(fā)動機的負荷，達到了節(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(熱電片)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性處理。中國專利CN201507346U披露了一種技術方案，其利用一種獨立的汽車尾氣溫差發(fā)電裝置，使用時截斷原有的汽車尾氣管以接入該汽車尾氣溫差發(fā)電裝置。該技術方案需要對尾氣管進行改動，改動操作難度較大，另外，對于不同品牌汽車的不同排氣結(jié)構(gòu)的尾氣管而言，接入的溫差發(fā)電裝置可能存在影響汽車尾氣排放的隱患。中國專利CN200997576Y披露了一種技術方案，使用弧形熱電片直接固定于尾氣管外表面，避免了對汽車尾氣管結(jié)構(gòu)進行改動，然而對熱電片的生產(chǎn)和低溫端的散熱提出了較高的要求，增加了生產(chǎn)和使用難度。中國專利CN201523345U和CN201277082Y分別公開了使用與尾氣管外形契合的導熱平臺的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，避免了使用弧形熱電片，減小了生產(chǎn)和使用難度。然而會大量增加整個裝置的重量，增加發(fā)動機負荷，抵消尾氣發(fā)電的節(jié)能效果，同時由于各型號汽車的尾氣管外徑均不相同，需要對各種型號的尾氣管單獨設計單獨加工，不利于設計成本和制造成本的降低。另外，安裝在汽車尾氣管上的溫差發(fā)電模組在汽車行進過程中，正常工作易受到外界的干擾，該干擾目前尚未引起人們的重視。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種溫差發(fā)電模組的保護外殼，以在溫差發(fā)電模組正常工作時免除外界的干擾。本實用新型還提供了一種具有該保護外殼的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置。為此，本實用新型一方面提供了一種溫差發(fā)電模組的保護外殼，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段，其中，所述保護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。進一步地，上述保護外殼在保護段的橫截面形狀呈矩形，保護外殼在前錐形段和后錐形段的橫截面形狀呈圓形。進一步地，上述前錐形段和保護段之間以及后錐形段和保護段之間分別設有過渡錐形段，保護外殼在過渡錐形段的橫截面形狀呈矩形。進一步地，上述前錐形段和后錐形段是可截斷的并且在各截斷處具有指示汽車尾氣管外徑的刻度。進一步地，上述第一半殼體和第二半殼體在接合處分別具有接合凸邊，第一半殼體和第二半殼體通過螺紋緊固件連接。根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，包括至少兩個溫差發(fā)電模組，沿汽車尾氣管的圓周方向排列在汽車尾氣管外周上，各溫差發(fā)電模組包括剛性基板、散熱基板、夾設在剛性基板和散熱基板之間的若干熱電片、在剛性基板的沿汽車尾氣管圓周方向的兩側(cè)設置的兩隔熱板、以及自汽車尾氣管向剛性基板傳熱的柔性導熱基座；第一連接件，沿汽車尾氣管的圓周方向連接在相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板之間；卡箍機構(gòu)，包括在汽車尾氣管的圓周上沿相反方向分別與臨近的溫差發(fā)電模組的隔熱板連接的第二連接件和第三連接件、以及連接第二連接件和第三連接件的旋擰螺栓；以及根據(jù)上面所描述的溫差發(fā)電模組的保護外殼，其中，至少兩個溫差發(fā)電模組、第一連接件和卡箍機構(gòu)均位于保護外殼中。進一步地，上述柔性導熱基座僅包括若干導熱彈性片。進一步地，上述柔性導熱基座包括若干導熱彈性片和設置在兩隔熱板的下端之間的柔性基板，其中，若干導熱彈性片焊接在柔性基板和剛性基板之間。進一步地，上述第一連接件包括合頁和使合頁保持在閉合狀態(tài)的彈性元件，第一連接件的合頁分別與相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板連接。進一步地，上述沿汽車尾氣管的圓周方向排列的溫差發(fā)電模組的數(shù)量為三個，三個溫差發(fā)電模組分別位于汽車尾氣管的頂部和左右兩側(cè)。在本實用新型中，保護外殼固定安裝在汽車尾氣管上，形成密閉的保護空間，可避免飛濺的石子等異物撞擊溫差發(fā)電模組，也可避免雨水濺落在溫差發(fā)電模組上而影響溫差發(fā)電模組正常工作。除了上面所描述的目的、特征、和優(yōu)點之外，本實用新型具有的其它目的、特征、和優(yōu)點，將結(jié)合附圖作進一步詳細的說明。

構(gòu)成本說明書的一部分、用于進一步理解本實用新型的附圖示出了本實用新型的優(yōu)選實施例，并與說明書一起用來說明本實用新型的原理。圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的溫差發(fā)電模組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示的溫差發(fā)電模組在適應尾氣管外形后的狀態(tài)；圖4是圖3所示的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的抱箍機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖5是根據(jù)本發(fā)明的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖I所示的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的鉸鏈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本實用新型的溫差發(fā)電模組的保護外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7所示保護外殼的端面示意圖；以及圖9是根據(jù)本實用新型的保護外殼安裝于汽車尾氣管的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明I汽車尾氣管3溫差發(fā)電模組31柔性基板32導熱彈性片 33剛性基板34熱電片35散熱基板36隔熱板37緩沖件21第二連接件22第三連接件23、24第一連接件72旋擰螺栓71、73螺釘5散熱風扇6散熱水冷器8彈性元件9保護外殼91第一半殼體92第二半殼體91a前錐形段91b后錐形段91c保護段91d過渡錐形段9Ie刻度93接合凸邊94螺紋緊固件。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。圖I至圖4示出了根據(jù)本實用新型的汽車尾氣溫差發(fā)電裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)。如圖I至圖4所示，本實用新型的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，包括至少兩個溫差發(fā)電模組3，沿汽車尾氣管的圓周方向排列在汽車尾氣管I外周上，各溫差發(fā)電模組3包括剛性基板33、散熱基板35、夾設在剛性基板33和散熱基板35之間的若干熱電片34、在剛性基板33的沿汽車尾氣管圓周方向的兩側(cè)設置的兩隔熱板36、以及自汽車尾氣管I向剛性基板33傳熱的柔性導熱基座；第一連接件23、24，沿汽車尾氣管的圓周方向連接在相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板36之間；以及卡箍機構(gòu)，包括在汽車尾氣管的圓周上沿相反方向分別與臨近的溫差發(fā)電模組的隔熱板例如通過螺釘73連接的第二連接件21和第三連接件22、以及連接第二連接件21和第三連接件22的旋擰螺栓72。在本實用新型汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置中，兩個或兩個以上的具有柔性導熱基座的溫差發(fā)電模組沿汽車尾氣管的圓周方向串聯(lián)連接成一個整體，在安裝時僅需要將適配卡箍機構(gòu)的抱緊長度即可適應大多數(shù)類型的汽車尾氣管，解決現(xiàn)有技術的汽車尾氣管溫差發(fā)電設備需要對特定規(guī)格的尾氣管進行特殊設計以及產(chǎn)品自重過大等問題，產(chǎn)品輕便，且易安裝和拆卸，發(fā)電功率可自由搭配，有助于推廣對汽車尾氣發(fā)電裝置的使用，節(jié)省能源，減少污染安裝拆卸方便。[0050]在本實施例中，溫差發(fā)電模組3自裝接對象(即汽車尾氣管I)向外依次包括柔性基板31、多個導熱彈性片32、剛性基板33、溫差發(fā)電片34和散熱基板35，每個溫差發(fā)電模組在散熱基板以下的外側(cè)包覆設有隔熱板36，且隔熱板36通過螺釘與剛性基板相固定。隔熱板可選用如絕熱陶瓷，絕熱玻璃，石棉等剛性絕熱材料。其底緣與裝接對象接觸處的外形可以選擇弧面、平面等多種形式，以方便與尾氣管表面接觸。在本實施例中，散熱基板35上設有散熱風扇5，實現(xiàn)散熱。在剛性基板33與散熱基板35之間形成結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的溫差發(fā)電區(qū)域。以剛性基板33為界，其上表面部分主要負責溫差發(fā)電，其下表面部分主要與該溫差發(fā)電模組的安裝相關。利用所設的柔性基板31和多個導熱彈性片32，該溫差發(fā)電模組3可以安裝在任意平面或弧曲面上。在本實施例中，柔性導熱基座包括若干導熱彈性片32、設置在兩隔熱板36的下端之間的柔性基板31、連接在柔性基板31與隔熱板36之間的緩沖件37，其中，若干導熱彈性 片焊接在柔性基板和剛性基板之間。上述柔性基板31可為彎曲的薄銅片或其它導熱材料，通過若干導熱彈性片與剛性基板連接。在未安裝狀態(tài)時，柔性基板處于自然平面形態(tài)，如圖2所示。當與裝接對象(汽車尾氣管I)弧形面接觸后，柔性基板受力彎曲，其彎曲弧度與尾氣管弧面吻合。結(jié)合導熱硅脂等輔助材料，實現(xiàn)與汽車尾氣管的緊密熱接觸。柔性基板彎曲后，其形變傳遞給其上方的多個導熱彈性片，多個導熱彈性片再與剛性基板連接，實現(xiàn)了由曲面熱源到平面熱源的轉(zhuǎn)換。上述導熱彈性片將發(fā)揮三個方面的作用1、吸收形變，實現(xiàn)熱源面特性的轉(zhuǎn)換；2、傳導熱量，將柔性基板吸收的熱量傳遞至剛性基板；3、支撐，一方面對柔性基板起擠壓作用，保證柔性基板與汽車尾氣管的緊密接觸，另一方面擠壓上方的剛性基板，使剛性基板與溫差發(fā)電片緊密接觸。優(yōu)選地，該溫差發(fā)電模組含有兩個以上的溫差發(fā)電片34，該溫差發(fā)電片34分別與散熱基板底面和剛性導熱基板上表面相接，用于在兩者之間所形成的劇烈溫差下進行半導體溫差發(fā)電。為進一步提高各溫差發(fā)電片的發(fā)電效率、減少熱能損耗，本實施例還在各個溫差發(fā)電片之間填充有隔熱材料層(兩溫差發(fā)電片間的空白區(qū)域，未圖示)。隔熱材料層石棉、絕熱陶瓷或絕熱棉等覆蓋在剛性基板之上。隔熱材料中均勻留出空隙，露出剛性基板以安裝溫差發(fā)電片。隔熱材料中設有溫差發(fā)電片的線路，且厚度略低于溫差發(fā)電片厚度，以保證溫差發(fā)電片與冷熱兩端的熱接觸緊密。溫差發(fā)電模組熱端輔助以導熱膏與剛性基板接觸；溫差發(fā)電片冷端與散熱基板緊密接觸，其界面同樣輔助以導熱膏等導熱材料。優(yōu)選地，為增強熱傳導與溫差發(fā)電片之間的效率，在該溫差發(fā)電模組中對應溫差發(fā)電片處的導熱彈性片密度大于溫差發(fā)電片隔空處的導熱彈性片密度。此處，關于導熱彈性片的分布結(jié)構(gòu)根據(jù)應用的不同具有多種實施方式。對應裝接對象為弧面的情況，溫差發(fā)電裝置中導熱彈性片的分布密度自中央向外圍漸密。對應裝接對象為平面的情況，溫差發(fā)電裝置中導熱彈性片的分布密度均勻。針對不同的應用狀況，導熱彈性片的分布結(jié)構(gòu)具有靈活設計性。緩沖件37例如緩沖彈片分別與柔性基板的邊緣和隔熱板的底緣相連。根據(jù)柔性基板31的長度變化而自身拉伸或收縮，從而保持柔性導熱基座31與隔熱板36之間的連接關系，同時起到平衡柔性基板位置的作用。在柔性導熱基座的另一實施例中，僅包括若干導熱彈性片。這些彈性片直接與汽車尾氣管的外周直接接觸，將汽車尾氣管上的熱量傳導至剛性基板上。當與裝接對象(尾氣管)弧形面接觸后，若干彈性片受力彎曲，其彎曲弧度與尾氣管弧面吻合。該若干彈性片還起到擠壓上方的剛性基板的作用，使剛性基板與溫差發(fā)電片(即熱電片)緊密接觸。在柔性導熱基座的又一實施 例中，柔性導熱基座為導熱硅脂襯墊。該導熱硅脂墊可以為充滿導熱硅脂的柔性囊狀物。在本實施例中，第一連接件為鋼帶，用于間隔有一定距離的溫差發(fā)電模組的連接。圖5和圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的另一實施例的結(jié)構(gòu)。與圖I所示的實施例不同之處在于，第一連接件包括合頁4和使合頁4保持在閉合狀態(tài)的彈性元件，第一連接件的合頁4分別與相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板例如通過螺釘71連接。該彈性元件8起輔助固定作用，還可用來防止溫差發(fā)電組件一端翹起。在本實施例中，散熱基板35上設有水冷散熱器6,用于水冷散熱。在圖I和圖5所示的實施例中，沿汽車尾氣管的圓周方向排列的溫差發(fā)電模組的數(shù)量為三個，三個溫差發(fā)電模組分別位于汽車尾氣管的頂部和左右兩側(cè)。在其他實施例中，溫差發(fā)電模組的數(shù)量可以為兩個或三個以上，通過卡箍固定在汽車尾氣管的表面。圖7至圖9示出了根據(jù)本實用新型的溫差發(fā)電模組的保護外殼的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7至圖9所示，溫差發(fā)電模組的保護外殼9，包括第一半殼體91和第二半殼體92，可拆卸地安裝在汽車尾氣管I上，第一半殼體91和第二半殼體92分別包括與汽車尾氣管夾持的前錐形段91a、與汽車尾氣管夾持的后錐形段91b、以及位于前錐形段91a和后錐形段91b之間的保護段91c，其中，保護段91c與汽車尾氣管I的外表面之間形成溫差發(fā)電模組的容納空間。在本實用新型中，通過前錐形段和后錐形段夾持汽車尾氣管，實現(xiàn)了保護外殼在汽車尾氣管上的固定安裝，如此，可避免飛濺的石子等異物撞擊溫差發(fā)電模組，也可避免雨水濺落在溫差發(fā)電模組上而影響溫差發(fā)電模組正常工作。優(yōu)選地，上述保護外殼在保護段91c的橫截面形狀呈矩形，保護外殼在前錐形段91a和后錐形段91b的橫截面形狀呈圓形。這種外形輪廓的保護外殼允許溫差發(fā)電模組在汽車尾氣管的各圓周位置安裝，并且外形尺寸較小。優(yōu)選地，上述前錐形段91a和保護段91c之間以及后錐形段91b和保護段91c之間分別設有過渡錐形段91d，保護外殼在過渡錐形段的橫截面形狀呈矩形。過渡錐形段的錐度大于前錐形段(后錐形段)的錐度，有助于減小保護外殼的整體長度。優(yōu)選地，上述前錐形段91a和后錐形段91b是可截斷的并且在各截斷處具有指示汽車尾氣管外徑的刻度91e。如此，同一規(guī)格的保護外殼可以適應不同外徑的汽車尾氣管。當保護外殼與汽車尾氣管進行安裝時，根據(jù)汽車尾氣管的外徑尺寸，從錐形段對應的刻度處截斷，實現(xiàn)與各種不同外徑尾氣管的緊急安裝。優(yōu)選地，上述第一半殼體91和第二半殼體92在接合處分別具有接合凸邊93，第一半殼體和第二半殼體通過螺紋緊固件94連接。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種溫差發(fā)電模組的保護外殼，其特征在于，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，所述第一半殼體和所述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段，其中，所述保護段與所述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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫差發(fā)電模組的保護外殼，其特征在于，所述保護外殼在所述保護段的橫截面形狀呈矩形，所述保護外殼在所述前錐形段和后錐形段的橫截面形狀呈圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫差發(fā)電模組的保護外殼，其特征在于，所述前錐形段和所述保護段之間以及所述后錐形段和所述保護段之間分別設有過渡錐形段，所述保護外殼在所述過渡錐形段的橫截面形狀呈矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫差發(fā)電模組的保護外殼，其特征在于，所述前錐形段和所述后錐形段是可截斷的并且在各所述截斷處具有指示汽車尾氣管外徑的刻度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫差發(fā)電模組的保護外殼，其特征在于，所述第一半殼體和第二半殼體在接合處分別具有接合凸邊，所述第一半殼體和第二半殼體通過螺紋緊固件連接。
6.一種汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，包括 至少兩個溫差發(fā)電模組，沿所述汽車尾氣管的圓周方向排列在汽車尾氣管外周上，各所述溫差發(fā)電模組包括剛性基板、散熱基板、夾設在所述剛性基板和散熱基板之間的若干熱電片、在所述剛性基板的沿所述汽車尾氣管圓周方向的兩側(cè)設置的兩隔熱板、以及自所述汽車尾氣管向所述剛性基板傳熱的柔性導熱基座； 第一連接件，沿所述汽車尾氣管的圓周方向連接在相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板之間； 卡箍機構(gòu)，包括在所述汽車尾氣管的圓周上沿相反方向分別與臨近的溫差發(fā)電模組的隔熱板連接的第二連接件和第三連接件、以及連接所述第二連接件和第三連接件的旋擰螺栓；以及 根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的溫差發(fā)電模組的保護外殼，其中，所述至少兩個溫差發(fā)電模組、第一連接件和卡箍機構(gòu)均位于所述保護外殼中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述柔性導熱基座僅包括若干導熱彈性片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述柔性導熱基座包括若干導熱彈性片和設置在所述兩隔熱板的下端之間的柔性基板，其中，所述若干導熱彈性片焊接在所述柔性基板和所述剛性基板之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述第一連接件包括合頁和使所述合頁保持在閉合狀態(tài)的彈性元件，所述第一連接件的合頁分別與相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，沿所述汽車尾氣管的圓周方向排列的溫差發(fā)電模組的數(shù)量為三個，三個溫差發(fā)電模組分別位于所述汽車尾氣管的頂部和左右兩側(cè)。
專利摘要本實用新型公開了一種溫差發(fā)電模組的保護外殼和汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，該保護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段，其中，保護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。在本實用新型中，保護外殼固定安裝在汽車尾氣管上，形成密閉的保護空間，可避免飛濺的石子等異物撞擊溫差發(fā)電模組，也可避免雨水濺落在溫差發(fā)電模組上而影響溫差發(fā)電模組正常工作。
文檔編號F01N5/02GK202673416SQ20122031811
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者彭文博, 劉大為, 李啟明, 金安君, 許世森 申請人:中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司