專利名稱：分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種余熱回收利用系統(tǒng)，特別是涉及一種內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)在國民生活和生產(chǎn)中有著很重要的作用，車用動力的大部分都依靠內(nèi)燃機(jī)，來自化石燃料的汽柴油的大部分都被內(nèi)燃機(jī)所消耗，而內(nèi)燃機(jī)所消耗的能量中只有大約百分之二十五被用來做功，而有百分之四十以熱能的形式隨著汽車排氣而排放。因此，回收利用內(nèi)燃機(jī)排氣中的余熱具有十分重要的意義。內(nèi)燃機(jī)余熱利用的技術(shù)已經(jīng)有很多專家進(jìn)行了研究，申請了一些專利，并且有的已經(jīng)進(jìn)行了實際應(yīng)用，但是上述余熱利用方法多數(shù)僅限于簡單地回收內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱能，使之轉(zhuǎn)化為另外一種方便利用的熱能形式，對汽車進(jìn)行供暖等。而一些學(xué)者提出的應(yīng)用蒸氣朗肯循環(huán)將熱能轉(zhuǎn)化為電能或動能的方法，也有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量轉(zhuǎn)化效率相對較低等缺點。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在不影響內(nèi)燃機(jī)工作的情況下，將內(nèi)燃機(jī)排氣的部分熱能轉(zhuǎn)化為電能，且結(jié)構(gòu)簡單。本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，將位于后處理器前的內(nèi)燃機(jī)排氣總管分成兩路支管，至少一個所述支管上設(shè)有分流閥，所述分流閥由控制器根據(jù)來自壓力傳感器的排氣壓力信號進(jìn)行開度控制，所述壓力傳感器安裝在所述內(nèi)燃機(jī)排氣總管上；
在任意一個所述支管內(nèi)設(shè)有由熱電轉(zhuǎn)換材料形成的發(fā)電體，所述發(fā)電體設(shè)置有高溫側(cè)和低溫側(cè)，在發(fā)電體高溫側(cè)形成有排氣通道，所述發(fā)電體與用電裝置連接。所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的熱量傳遞體。所述發(fā)電體為管型，且其外壁形成與對應(yīng)所述支管的內(nèi)壁接觸的發(fā)電體低溫側(cè)，內(nèi)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)，在所述內(nèi)壁形成的所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體。所述發(fā)電體為板型，該系統(tǒng)包括至少一個具有中心通孔的板式發(fā)電體，所述板式發(fā)電體的中心通孔形成冷卻流體通道，所述板式發(fā)電體的中心通孔內(nèi)側(cè)壁形成所述發(fā)電體低溫側(cè)；所述板式發(fā)電體外形成有所述排氣通道，所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體，所述板式發(fā)電體的外側(cè)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)；所述冷卻流體通道和所述排氣通道垂直。所述用電裝置為蓄電池。兩路所述支管上各設(shè)有一所述分流閥。本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:[0012]一)控制器根據(jù)排氣壓力信號控制分流閥開度，在內(nèi)燃機(jī)背壓高的情況下降低換熱排氣比例，在內(nèi)燃機(jī)背壓低的情況下提高換熱排氣比例，在不大幅增加內(nèi)燃機(jī)排氣阻力，影響內(nèi)燃機(jī)輸出功率的情況下，將內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱量轉(zhuǎn)換為電能，從而達(dá)到節(jié)約能源和提高內(nèi)燃機(jī)工作效率的目的。二)通過使用金屬多孔材料，提高了內(nèi)燃機(jī)排氣和金屬表面的換熱面積，強(qiáng)化了換熱，因此可以提聞熱電轉(zhuǎn)換效率。三)在盡可能小地改動內(nèi)燃機(jī)排氣管道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對內(nèi)燃機(jī)排氣能量進(jìn)行回收利用，對內(nèi)燃機(jī)的工作不會產(chǎn)生較大的影響，且結(jié)構(gòu)簡單，方便布置。綜上所述，本實用新型通過在排氣總管上增加一個分流結(jié)構(gòu)并結(jié)合一個熱電轉(zhuǎn)換模塊的方式，在不影響內(nèi)燃機(jī)工作的情況下，回收利用內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱量并將其轉(zhuǎn)換為電能，具有簡單高效的特點。

圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、內(nèi)燃機(jī)排氣總管，2、壓力傳感器，3、分流閥，4、控制器，5、后處理器，6、蓄電池，7、熱量傳遞體，8、發(fā)電體，9、冷卻流體通道，IO、內(nèi)燃機(jī)。
具體實施方式
為能進(jìn)一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下 :請參閱圖1 圖2，一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，將位于后處理器5前的內(nèi)燃機(jī)排氣總管I分成兩路支管，至少一個所述支管上設(shè)有分流閥3，所述分流閥3由控制器4根據(jù)來自壓力傳感器2的排氣壓力信號進(jìn)行開度控制，所述壓力傳感器2安裝在所述內(nèi)燃機(jī)排氣總管I上；在任意一個所述支管內(nèi)設(shè)有由熱電轉(zhuǎn)換材料形成的發(fā)電體8，所述發(fā)電體8設(shè)置有高溫側(cè)和低溫側(cè)，在發(fā)電體高溫側(cè)形成有排氣通道，所述發(fā)電體8與用電裝置連接。為了提高熱電轉(zhuǎn)換效率，在本實用新型中，所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的熱量傳遞體7。所述用電裝置為蓄電池6。為了便于流量控制兩路所述支管上各設(shè)有一所述分流閥3。在本實用新型中，熱電轉(zhuǎn)換模塊可以有多種結(jié)構(gòu)，例如:實施例1:請參閱圖1，上述發(fā)電體8為管型，且其外壁形成與對應(yīng)所述支管的內(nèi)壁接觸的發(fā)電體低溫側(cè)，內(nèi)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)，在所述內(nèi)壁形成的所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體7。實施例2:上述發(fā)電體8為板型，該系統(tǒng)包括至少一個具有中心通孔的板式發(fā)電體，所述板式發(fā)電體的中心通孔形成冷卻流體通道9，所述板式發(fā)電體的中心通孔內(nèi)側(cè)壁形成所述發(fā)電體低溫側(cè)；所述板式發(fā)電體外形成有所述排氣通道，所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體7，所述板式發(fā)電體的外側(cè)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)；所述冷卻流體通道9和所述排氣通道垂直。本實用新型的工作原理:在內(nèi)燃機(jī)10的工作過程中，內(nèi)燃機(jī)10會產(chǎn)生高溫廢氣，內(nèi)燃機(jī)10的高溫廢氣在不增加該系統(tǒng)時被直接排向大氣，造成了能量的浪費，增加了該系統(tǒng)后，內(nèi)燃機(jī)的部分廢氣在排進(jìn)大氣之前，通過設(shè)置在熱電轉(zhuǎn)換模塊排氣通道內(nèi)的熱量傳遞體將部分排氣的熱能傳遞給發(fā)電體高溫側(cè)，使發(fā)電體高溫側(cè)具有較高的溫度，低溫側(cè)和溫度較低的冷卻流體進(jìn)行熱交換，溫度低，因此，發(fā)電體8兩側(cè)形成了較高的溫差，產(chǎn)生電動勢，輸出電流。在上述兩個實施例中，發(fā)電體8輸出的電流直接通入汽車的蓄電池6中，為蓄電池6充電。由金屬多孔材料形成的熱量傳遞體7雖然強(qiáng)化了發(fā)電體8高溫側(cè)的換熱，提高了熱電轉(zhuǎn)換效率，但可能導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)排氣背壓的上升，惡化內(nèi)燃機(jī)10的工作效率。為此，本實用新型通過設(shè)置一個分流結(jié)構(gòu)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)排氣背壓增高，影響到其工作效率時，開大通過沒設(shè)熱電轉(zhuǎn)換模塊的支管上的分流閥3，增大該支管內(nèi)的排氣流量，使內(nèi)燃機(jī)排氣背壓降低，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)排氣背壓降低時，增大設(shè)有熱電轉(zhuǎn)換模塊的支管內(nèi)的排氣流量，使內(nèi)燃機(jī)排氣背壓提高，從而保證內(nèi)燃機(jī)排氣背壓在一個合適的范圍內(nèi)。本實用新型采用一個分流結(jié)構(gòu)和一個熱電轉(zhuǎn)換模塊，通過分流閥將內(nèi)燃機(jī)排氣分成兩個部分，一部分通過熱電轉(zhuǎn)換模塊，另一部分不通過熱電轉(zhuǎn)換模塊，直接進(jìn)入排氣后處理器，分流閥可以對排氣的兩部分比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，流經(jīng)熱電轉(zhuǎn)換模塊的內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱量通過由金屬多孔材料形成的熱量傳遞體傳遞給發(fā)電體進(jìn)行發(fā)電，從而達(dá)到余熱回收和提高內(nèi)燃機(jī)工作效率的目的。盡管上面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多·形式，這些均屬于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，將位于后處理器前的內(nèi)燃機(jī)排氣總管分成兩路支管，至少一個所述支管上設(shè)有分流閥，所述分流閥由控制器根據(jù)來自壓力傳感器的排氣壓力信號進(jìn)行開度控制，所述壓力傳感器安裝在所述內(nèi)燃機(jī)排氣總管上； 在任意一個所述支管內(nèi)設(shè)有由熱電轉(zhuǎn)換材料形成的發(fā)電體，所述發(fā)電體設(shè)置有高溫側(cè)和低溫側(cè)，在發(fā)電體高溫側(cè)形成有排氣通道，所述發(fā)電體與用電裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的熱量傳遞體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電體為管型，且其外壁形成與對應(yīng)所述支管的內(nèi)壁接觸的發(fā)電體低溫側(cè)，內(nèi)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)，在所述內(nèi)壁形成的所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電體為板型，該系統(tǒng)包括至少一個具有中心通孔的板式發(fā)電體，所述板式發(fā)電體的中心通孔形成冷卻流體通道，所述板式發(fā)電體的中心通孔內(nèi)側(cè)壁形成所述發(fā)電體低溫側(cè)；所述板式發(fā)電體外形成有所述排氣通道，所述排氣通道內(nèi)塞裝有由金屬多孔材料形成的所述熱量傳遞體，所述板式發(fā)電體的外側(cè)壁形成所述發(fā)電體高溫側(cè)；所述冷卻流體通道和所述排氣通道垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述用電裝置為蓄電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，兩路所述支管上各設(shè)有一所述分流閥。
專利摘要本實用新型公開了一種分流式內(nèi)燃機(jī)排氣余熱的回收利用系統(tǒng)，將位于后處理器前的內(nèi)燃機(jī)排氣總管分成兩路支管，至少一個所述支管上設(shè)有分流閥，所述分流閥由控制器根據(jù)來自壓力傳感器的排氣壓力信號進(jìn)行開度控制，所述壓力傳感器安裝在所述內(nèi)燃機(jī)排氣總管上；在任意一個所述支管內(nèi)設(shè)有由熱電轉(zhuǎn)換材料形成的發(fā)電體，所述發(fā)電體設(shè)置有高溫側(cè)和低溫側(cè)，在發(fā)電體高溫側(cè)形成有排氣通道，所述發(fā)電體與用電裝置連接。本實用新型通過在排氣總管上增加一個分流結(jié)構(gòu)并結(jié)合一個熱電轉(zhuǎn)換模塊的方式，在不影響內(nèi)燃機(jī)工作的情況下，回收利用內(nèi)燃機(jī)排氣中的熱量并將其轉(zhuǎn)換為電能，具有簡單高效的特點。
文檔編號F01N5/02GK203098005SQ201320106729
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者王世學(xué), 楊博, 邵光威 申請人:天津大學(xué)