CN201546917U - 一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于汽车尾气余热回收的温差发电器，包括压缩式弹簧、集热翅片、温差发电组件、散热水套、汽车排气管、绝热层和导线；其中，多个温差发电组件均匀粘贴或焊接在集热翅片的端面，形成一组温差发电组件；一块集热翅片同一端面上温差发电组件的正极通过导线接相邻温差发电组件的负极，形成串联联接组，多个串联联接组之间通过导线串联或并联联接；集热翅片套接在汽车排气管中，散热水套安装在排气管上，位于两组温差发电组件之间；多个螺母分别与多根螺杆配合，拧紧螺杆。本实用新型无需改变排气系统结构，成本低，采用柔性联接，既能保证温差发电组件与散热水套接触充分，又能大大提高温差发电器的可靠性，易进行大规模生产。

Description

一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器

技术领域

本实用新型涉及温差发电技术领域，特别是涉及一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器。

背景技术

进入21世纪，随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广，汽车尾气的排放量也是与日俱增。目前，地球上人类对资源的利用率才达到34％，其余都作为余热或废热排放到大气中。调查研究表明，汽车发动机燃料燃烧所发出的能量只有34％～38％(柴油机)或25％～28％(汽油机)被有效利用。其它的能量被排放到发动机体外，仅由排气带走的热量就占进入发动机中的燃料所产生热量的30％～45％。这一方面造成了较大的能源浪费，另一方面使周边环境温度升高，带来了城市的热岛效应等不良影响。而温差发电技术是利用半导体材料的塞贝克效应，直接将热能转换为电能的技术，具有结构紧凑、绿色环保、无噪声、使用寿命长等特点，是解决当前废热直接排放造成环境污染、能源浪费的理想技术。随着人们保护环境的意识逐渐提高，保护环境、节约资源已经提上了各国政府的议事日程，而随着新型温差电材料的问世，温差发电器结构的改进，温差发电技术正迅速兴起。许多国家对温差电技术在汽车尾气余热、工业过程废热、发电厂废热等方面的应用研究正如火如荼。温差发电技术被人们认为是利用汽车废热发电的有效途径，既能减少资源浪费，又能产生新能源——电能，或作为车载电子设备电源，或为混合动力汽车蓄电池组充电，以提高汽车燃油利用率。

中国实用新型专利CN200820100124.7公开了一种简易废热温差发电器，主要由温差发电组件、废热流道和冷端散热片三部分组成，废热进、出口和流道薄铝片共同构成一个立柱型废热流道，两层串联或并联组合成的温差发电组件分别对称紧密布置在流道薄铝片外侧，温差发电组件另一侧用导热硅脂粘附有冷端散热片。但是该温差发电器发电量单一，发电功率较小，对汽车排气系统改动较大，发电器件接触不充分，不能广泛应用。现有的废热温差发电器发电量单一，发电功率较小，发电器件接触不充分，不能广泛应用。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有用于汽车尾气余热回收的温差发电器所存在的不足，提出了一种可靠性好，有利于规模生产的用于汽车尾气余热回收的温差发电器，安装在汽车尾气催化转换器与消声器之间，易于通过自行增减发电组件的数量来改变温差发电器发电量，以满足实际需求。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器，包括第一垫板、第二垫板、第三垫板、第四垫板、压缩式弹簧、集热翅片、温差发电组件、散热水套、螺母、螺杆、汽车排气管、绝热层和导线；在汽车排气管一端固接第一垫板，第一垫板上均匀设有多根螺杆，第二垫板、第三垫板和第四垫板分别固接在汽车排气管上，并通过多根螺杆连接，其中第一垫板和第二垫板之间，第三垫板和第四垫板之间的螺杆上设有压缩式弹簧，在第二垫板和第三垫板之间设有由多个集热翅片、温差发电组件和散热水套组成的发电组，其中多个温差发电组件均匀粘贴或焊接在集热翅片的端面，形成一组温差发电组件；除与第二垫板和第三垫板连接的片集热翅片只是单面贴有半导体外，其余集热翅片均为双面贴温差发电组件；一块集热翅片同一端面上温差发电组件的正极通过导线接相邻温差发电组件的负极，形成串联联接组，多个串联联接组之间通过导线串联或并联联接；集热翅片套接在汽车排气管中，散热水套安装在排气管上，位于两组温差发电组件之间；多个螺母分别与多根螺杆配合，拧紧螺杆。

为进一步实现本实用新型的目的，所述温差发电组件优选为10个或10的倍数个。

温差发电组件布置平面垂直于汽车尾气排气管道。

一块集热翅片同一端面上温差发电组件优选为5个。

所述散热水套为空心圆环形结构，上、下端分别设有进、出水口。

所述集热翅片为圆环形铝合金板。

相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1.结构紧凑，拆装方便，无需改变现有汽车排气系统结构；

2.本实用新型温差发电组件可以串联或并联使用，即在同一片集热翅片上的温差发电组件串联后与不同集热翅片上的发电组件并联或串联连接，并联连接可以提高发电系统的可靠性，串联连接可以适应负载的需要，提高温差发电器的输出功率和转换效率。

3.散热部分采用发动机冷却水冷却，增强了冷却效果，可以有效保证温差发电组件冷端温度基本恒定且冷热面有较高的温差，以提高温差发电器的输出功率和转换效率；

4.温差发电器使用弹簧柔性联接，既可以保证温差发电组件冷热面的接触充分，又可以提高温差发电器的抗震性能和温差发电组件的可靠性。

5.本实用新型在第一垫板和第二垫板之间，第三垫板和第四垫板之间的螺杆上设有压缩式弹簧，可以较好的控制施加给温差发电组件的预紧力，不仅能保证温差发电组件与冷热端面接触充分，而且提高了温差发电器的抗震性和可靠性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为用于汽车尾气余热回收的温差发电器的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器安装在汽车尾气催化转换器与消声器之间，如图1、2所示，该汽车尾气余热回收的温差发电器包括第一垫板1、第二垫板3、第三垫板7、第四垫板8、压缩式弹簧2、集热翅片4、温差发电组件5、散热水套6、螺母9、螺杆10、汽车排气管11、绝热层12和导线13；在汽车排气管11一端固接第一垫板1，第一垫板1上均匀设有多根螺杆10，第二垫板3、第三垫板7和第四垫板8分别固接在汽车排气管11，并通过多根螺杆10连接，其中第一垫板1和第二垫板3之间，第三垫板7和第四垫板8之间的螺杆10上设有压缩式弹簧2，在第二垫板3之间和第三垫板7设有由多个集热翅片4、温差发电组件5和散热水套6组成的发电组(发电组优选10个或10的倍数个)，其中将多个温差发电组件5均匀粘贴或焊接在集热翅片4的端面，形成一组温差发电组件；一块集热翅片4同一端面上温差发电组件5的正极通过导线13接相邻温差发电组件的负极，形成串联联接组，多个串联联接组之间通过导线13串联或并联联接；同一集热翅片4同一端面上温差发电组件5优选为5个。除与第二垫板3之间和第三垫板7连接的2片集热翅片只是单面贴有半导体外，其余集热翅片4均为双面贴温差发电组件5；集热翅片4套接在汽车排气管11中，内圈贴有绝热层12的散热水套6安装在排气管11上，位于两组温差发电组件5之间，绝热层12位于散热水套6和排气管11之间；温差发电组件的布置方向垂直于汽车排气管道方向，通过汽车尾气与排气管11内表面的对流换热以及排气管11与集热翅片4的热传导而形成温差发电组件5的热面；散热水套6进出水口与地面平行，以便于安装，同时紧贴温差发电组件5，形成温差发电组件5的面。多个螺母9分别与多根螺杆10配合，拧紧螺杆10。

集热翅片4可由铝合金通过熔炼铸造、热轧、冷扎工艺制备成圆环形，温差发电组件5可用TECI-031100T200 40*40*4mm，可由安阳市现代教育技术服务中心生产，散热水套6为铝合金散热水套，空心圆环形结构，上下分别有进出水口，用于冷却水循环。绝热层12材料为绝热膜、陶瓷棉、玻璃棉或膨胀珍珠岩。导线13为耐热型导线，允许连续运行温度200°。

安装时，先将垫板1焊接在排气管11上，通过垫板1的4个安装孔安装4根螺杆10，每根螺杆装上一个压缩式弹簧2，再将垫板2套进排气管和4根螺杆中，可以看出，与平板式温差发电器相比，无需改变现有汽车排气管结构。

如图2所示，将半导体温差发电组件5粘贴(或焊接)在集热翅片4的端面(每个汽车尾气温差发电器均有2片集热翅片只有单面贴有半导体，其余集热翅片4均为双面贴温差发电组件5)，且集热翅片4端面上的半导体温差发电组件5均用导线13串联联接，然后将贴有半导体温差发电组件5的集热翅片4套进汽车排气管11中，需保证两者接触良好，使温差发电组件的布置方向垂直于汽车排气管道方向，这样通过汽车尾气与排气管11的对流换热以及排气管11与集热翅片4的热传导而形成温差发电组件5的热面，再将内圈贴有绝热层12的散热水套6安装在排气管11上，进出水口与地面平行，以便于安装，同时紧贴温差发电组件5冷面。重复上述安装集热翅片4和散热水套6的过程，可根据实际需要和排气管长度来确定所需温差发电组件的数量，最后再套上弹簧垫板3、压缩式弹簧2、垫板4、拧上紧固螺母和防松螺母9。在拧紧固螺母时，拧紧力不能过大，只需保证温差发电组件与散热水套接触良好即可。若拧紧力过大，容易造成温差发电组件的受力过大破坏，使温差发电器可靠性变差。这样，通过两端对称的弹簧预紧柔性联接，不仅能保证温差发电组件5与散热水套6接触充分，而且能提高温差发电器的抗震性和可靠性。最后将集热翅片4端面上的温差发电组件5根据实际负载大小或串联或并联，以保证温差发电器工作在最佳性能状态，以获得较佳的输出功率和热电转换效率。

本实用新型可以通过自行增减发电组件的数量来改变温差发电器发电量，以满足实际需求，与平板式发电器相比，无需改变现有汽车排气系统结构，且采用目前已大规模商用的温差发电组件，既易于推广使用，又能保证较高的可靠性，有利于温差发电器的大规模生产，以促进温差发电技术的应用和发展。

Claims (6)

1.一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器，其特征在于：包括第一垫板、第二垫板、第三垫板、第四垫板、压缩式弹簧、集热翅片、温差发电组件、散热水套、螺母、螺杆、汽车排气管、绝热层和导线；在汽车排气管一端固接第一垫板，第一垫板上均匀设有多根螺杆，第二垫板、第三垫板和第四垫板分别固接在汽车排气管上，并通过多根螺杆连接，其中第一垫板和第二垫板之间，第三垫板和第四垫板之间的螺杆上设有压缩式弹簧，在第二垫板和第三垫板之间设有由多个集热翅片、温差发电组件和散热水套组成的发电组，其中多个温差发电组件均匀粘贴或焊接在集热翅片的端面，形成一组温差发电组件；除与第二垫板和第三垫板连接的片集热翅片只是单面贴有半导体外，其余集热翅片均为双面贴温差发电组件；一块集热翅片同一端面上温差发电组件的正极通过导线接相邻温差发电组件的负极，形成串联联接组，多个串联联接组之间通过导线串联或并联联接；集热翅片套接在汽车排气管中，散热水套安装在排气管上，位于两组温差发电组件之间；多个螺母分别与多根螺杆配合，拧紧螺杆。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器，其特征在于：所述温差发电组件为10个或10的倍数个。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器，其特征在于：温差发电组件布置平面垂直于汽车尾气排气管道。

4.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器，其特征在于：一块集热翅片同一端面上温差发电组件为5个。

5.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器，其特征在于：所述散热水套为空心圆环形结构，上、下端分别设有进、出水口。

6.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾气余热回收的温差发电器，其特征在于：所述集热翅片为圆环形铝合金板。

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