一種汽車排氣管余熱發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用半導(dǎo)體溫差發(fā)電對汽車排氣管廢熱進行循環(huán)再利用的節(jié)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車數(shù)量的增加，車輛消耗的能源與日倶增，車輛的節(jié)能也越來越受關(guān)注。對于汽車中的內(nèi)燃機，燃油中60 %左右的能量沒有得到有效利用，絕大部分以廢氣的形式排放到大氣中，造成了巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的環(huán)境污染。汽車在運行的過程中，汽車排氣管溫度可達600-800°C，依據(jù)半導(dǎo)體的熱電原理，可以將廢氣余熱轉(zhuǎn)化為電能，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
[0003]溫差發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式，利用塞貝克效應(yīng)將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能。所謂塞貝克效應(yīng)，是將導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)A和B的兩端相互緊密接觸組成環(huán)路，若在兩聯(lián)接處保持不同溫度IV^T2,則在環(huán)路中將由于溫度差而產(chǎn)生溫差電動勢。一般來說溫差發(fā)電器的效率主要由組成材料和高低溫端的溫差所決定，為達到較好的工作狀況，需要進一步研究最佳發(fā)電性能與冷熱端溫差之間的關(guān)系，選擇合適的工作溫度使發(fā)電器件最大效率地發(fā)揮其功效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，該裝置能夠最大效率地利用汽車排氣管的余熱發(fā)電。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，包括排氣管套，所述排氣管套采用剖分結(jié)構(gòu)，設(shè)有上蓋和底座，所述底座的橫截面積比所述上蓋的橫截面積大，所述底座的橫截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座設(shè)有導(dǎo)熱本體和保溫外殼，所述導(dǎo)熱本體的內(nèi)側(cè)與排氣管的外表面緊鄰，所述導(dǎo)熱本體的外側(cè)與溫差發(fā)電片的高溫面緊鄰，在所述溫差發(fā)電片的低溫面上設(shè)有散熱裝置，在所述溫差發(fā)電片的周圍設(shè)有絕熱環(huán)，所述絕熱環(huán)夾裝在所述保溫外殼和所述散熱裝置之間。
[0006]所述絕熱環(huán)固定在所述散熱裝置上。
[0007]所述散熱裝置采用翅式散熱片，所述翅式散熱片的面積大于所述發(fā)電片的面積。
[0008]所述翅式散熱片的上下面均設(shè)有翅片，所述翅片設(shè)有斜度。
[0009]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:通過使排氣管套的底座采用倒梯形結(jié)構(gòu)，使溫差發(fā)電片的熱端與導(dǎo)熱本體的接觸面積較小，提高了溫差發(fā)電片的熱端熱流密度和溫度均勻性;通過采用與溫差發(fā)電片冷端小面積接觸、大面積散熱的翅式散熱片，加快了溫差發(fā)電片的散熱，降低了溫差發(fā)電片的冷端溫度。溫差發(fā)電片熱端熱流密度大、溫度均勻，冷端散熱面積大，使溫差發(fā)電片冷熱端溫差較大，提高了熱電轉(zhuǎn)換效率;排氣管套采用分體結(jié)構(gòu)，且上蓋體積較小，不僅便于排氣管套與排氣管緊密結(jié)合，提高轉(zhuǎn)換效率，而且減小了排氣管套所占空間，使排氣管套的安裝更加方便;采用在絕熱環(huán)中設(shè)有溫差發(fā)電片線路的結(jié)構(gòu)，便于熱傳輸。本發(fā)明可以根據(jù)需要選擇與汽車上的蓄電池和/或電動渦輪增壓器連接，既可以實時利用溫差發(fā)電器發(fā)出的電能，也可以蓄能。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、發(fā)電效率高。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明去除翅式散熱片后的空間結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的翅式散熱片空間結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1、排氣管，2、上蓋，3、導(dǎo)熱本體，4、溫差發(fā)電片，5、絕熱環(huán)，6、翅式散熱片，7、保溫外殼，8、螺釘，9、安裝孔。
【具體實施方式】
[0014]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0015]請參閱圖1?圖3，一種汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，包括排氣管套，所述排氣管套采用剖分結(jié)構(gòu)，設(shè)有上蓋2和底座，所述底座的橫截面積比所述上蓋的橫截面積大，所述底座的橫截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座設(shè)有導(dǎo)熱本體3和保溫外殼7，所述導(dǎo)熱本體3的內(nèi)側(cè)與排氣管I的外表面緊鄰，所述導(dǎo)熱本體3的外側(cè)與溫差發(fā)電片4的高溫面緊鄰，在所述溫差發(fā)電片4的低溫面上設(shè)有散熱裝置;在所述溫差發(fā)電片4的周圍設(shè)有絕熱環(huán)5，所述絕熱環(huán)5夾裝在所述保溫外殼7和所述散熱裝置之間。
[0016]在本實施例中，所述絕熱環(huán)5固定在所述散熱裝置上。所述散熱裝置采用翅式散熱片6，所述翅式散熱片6的面積大于所述發(fā)電片4的面積。所述翅式散熱片6的上下面均設(shè)有翅片，所述翅片設(shè)有斜度，便于鑄造生產(chǎn)。安裝時應(yīng)使翅式散熱片的翅片方向與車輛行駛方向一致，有助于車輛行駛中氣流流過翅片的各個換熱面。在本實施例中，所述上蓋2和所述底座采用螺釘8連接。在所述翅式散熱片6上設(shè)有安裝孔9。
[0017]本發(fā)明的工作原理為:半導(dǎo)體發(fā)電裝置的效率與熱電模塊兩端溫差有關(guān)。兩端溫差越大，發(fā)電效率越高。因此本發(fā)明將導(dǎo)熱本體的一端與排氣管道大面積緊密接觸，將導(dǎo)熱本體的另一端與溫差發(fā)電片的熱端緊密結(jié)合，且兩者的接觸面積較小;溫差發(fā)電片的冷端與翅式散熱片緊密接觸，翅式散熱片與空氣的接觸面積較大，能夠快速地與空氣發(fā)生對流將熱量散出。溫差發(fā)電片熱端接觸面積小、熱流密度大、溫度均勻性好，冷端散熱面積大，溫差發(fā)電片兩端的溫差較大，熱電轉(zhuǎn)換效率高。
[0018]本發(fā)明應(yīng)用時，溫差發(fā)電片4的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)當(dāng)依據(jù)汽車排氣管I的尺寸和溫度來確定，且以串聯(lián)或并聯(lián)等方式連成電路。在汽車行駛時，汽車排氣管I排放大量的高溫氣體，熱量通過高導(dǎo)熱材料傳導(dǎo)給發(fā)電片熱端。由于排氣管套底座采用上大下小的倒梯形結(jié)構(gòu)，使發(fā)電片熱端熱流密度大、溫度均勻。因空氣強迫對流，翅式散熱片散出大量熱量，使溫差發(fā)電片4高溫面與低溫面達到較大的溫差而產(chǎn)生直流電。
[0019]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【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)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，其特征在于，包括排氣管套，所述排氣管套采用剖分結(jié)構(gòu)，設(shè)有上蓋和底座，所述底座的橫截面積比所述上蓋的橫截面積大，所述底座的橫截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座設(shè)有導(dǎo)熱本體和保溫外殼，所述導(dǎo)熱本體的內(nèi)側(cè)與排氣管的外表面緊鄰，所述導(dǎo)熱本體的外側(cè)與溫差發(fā)電片的高溫面緊鄰，在所述溫差發(fā)電片的低溫面上設(shè)有散熱裝置，在所述溫差發(fā)電片的周圍設(shè)有絕熱環(huán)，所述絕熱環(huán)夾裝在所述保溫外殼和所述散熱裝置之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，其特征在于，所述絕熱環(huán)固定在所述散熱裝置上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，其特征在于，所述散熱裝置采用翅式散熱片，所述翅式散熱片的面積大于所述發(fā)電片的面積。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，其特征在于，所述翅式散熱片的上下面均設(shè)有翅片，所述翅片設(shè)有斜度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車排氣管余熱發(fā)電裝置，包括排氣管套，所述排氣管套采用剖分結(jié)構(gòu)，設(shè)有上蓋和底座，所述底座的橫截面積比所述上蓋的橫截面積大，所述底座的橫截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座設(shè)有導(dǎo)熱本體和保溫外殼，所述導(dǎo)熱本體的內(nèi)側(cè)與排氣管的外表面緊鄰，所述導(dǎo)熱本體的外側(cè)與溫差發(fā)電片的高溫面緊鄰，在所述溫差發(fā)電片的低溫面上設(shè)有散熱裝置，在所述溫差發(fā)電片的周圍設(shè)有絕熱環(huán)，所述絕熱環(huán)夾裝在所述保溫外殼和所述散熱裝置之間。本發(fā)明可以根據(jù)需要選擇與汽車上的蓄電池和/或電動渦輪增壓器連接，既可以實時利用溫差發(fā)電器發(fā)出的電能，也可以蓄能。并且結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、發(fā)電效率高。
【IPC分類】F01N13/08, H02N11/00, F01N5/02
【公開號】CN105604661
【申請?zhí)枴緾N201610126872
【發(fā)明人】王世學(xué), 張靜靜, 謝添璽, 高明, 張志剛
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月7日