一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，更具體地，涉及一種利用汽車發(fā)動機余熱的發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的汽車的內(nèi)燃發(fā)動機燃油熱能利用率只有20-40%，其它是以熱的形式釋放到空氣中去了，導(dǎo)致燃油的利用率很低。而目前熱能主要是采用冷卻水和冷卻風扇進行冷卻，使發(fā)動機保持在正常工作溫度。而這個過程中的熱能未能得到利用，還需要額外電能驅(qū)動冷卻風扇進行冷卻?，F(xiàn)有技術(shù)中也公開了發(fā)動機余熱發(fā)電的相關(guān)技術(shù)，但是利用率不高。另外，因利用發(fā)動機余熱，需要對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)做一定程度上的改造，在安全性的問題上面也需要考慮。
[0003]所以，我們需要解決的技術(shù)問題在于:如何提高余熱的利用率，并且在保證余熱利用率的情況下提高安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提高汽車發(fā)動機熱能的利用率和保證熱能利用率的情況下提高安全性。
[0005]為了解決以上目的，本發(fā)明公開了一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括汽車發(fā)動機、連接所述汽車發(fā)動機的冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)以及收集所述冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能的儲能電池，其特征在于:所述冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括與汽車發(fā)動機連接并形成冷卻液循環(huán)回路的循環(huán)管道，所述的循環(huán)管道的回路中設(shè)有引流栗、單向閥門以及用于儲存冷卻液的儲液罐；所述冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述循環(huán)管道外溫差發(fā)電裝置以及設(shè)置在所述冷卻液循環(huán)回路中的蒸汽發(fā)電裝置。
[0006]進一步的，所述蒸汽發(fā)電裝置為依次連接的增壓腔、電動閥門、動力轉(zhuǎn)換裝置以及冷卻裝置，所述增壓腔連接所述汽車發(fā)動機，所述冷卻裝置連接所述儲液罐，而所述動力轉(zhuǎn)換裝置連接發(fā)電機。
[0007]進一步的，所述電動閥門的啟閉由一可以偵測增壓腔內(nèi)壓力的控制器控制。
[0008]進一步的，所述溫差發(fā)電裝置包括連接所述儲能電池的多個差溫發(fā)電模塊，所述溫差發(fā)電模塊設(shè)置在所述冷卻管道的兩外側(cè)面。
[0009]進一步的，所述冷卻管道為扁平狀管道，還設(shè)有包裹所述溫差發(fā)電模塊和循環(huán)管道的加固結(jié)構(gòu)。
[0010]進一步的，所述加固結(jié)構(gòu)為一圓形硬質(zhì)管道，在管道的側(cè)面開有若干用于散熱的通孔。
[0011]優(yōu)選的，在所述冷卻裝置和增壓艙之間設(shè)有一過壓保護管，所述過壓保護管通過一過壓閥與冷卻裝置連接，當所述循環(huán)管道內(nèi)氣壓高于一定值時過壓閥自動打開。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于: 通過蒸汽發(fā)電和溫差發(fā)電相結(jié)合的方式，進一步增大余熱利用率，在同等情況下相較于常用冷卻系統(tǒng)可產(chǎn)生更多的電能，另外本發(fā)明的技術(shù)僅僅對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)外圍部件進行改造，且改造程度不高，市場適用力強。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)架圖圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖
圖3為本發(fā)明的溫差發(fā)電裝置的橫截面圖
其中，I汽車發(fā)動機、2冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、3儲能電池、21循環(huán)管道、22引流栗、23單向閥門、24儲液罐、25溫差發(fā)電裝置、26蒸汽發(fā)電裝置、27發(fā)電機、261增壓腔、262電動閥門、263動力轉(zhuǎn)換裝置、264冷卻裝置、251溫差發(fā)電模塊、252加固結(jié)構(gòu)、253通孔、6過壓保護管、61過壓閥。
【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的做進一步的描述。
[0015]本發(fā)明米用冷卻液蒸汽發(fā)電與溫差發(fā)電相結(jié)合的方式組建一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，具體包括汽車發(fā)動機1、連接發(fā)動機的冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)2以及收集發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能的儲能電池3，如圖1所示。其中冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)2包括與發(fā)動機連接并形成冷卻液循環(huán)回路的循環(huán)管道21和與動力轉(zhuǎn)換裝置連接的發(fā)電機27，在循環(huán)管道21的回路中設(shè)有引流栗22、單向閥門23以及用于儲存冷卻液的儲液罐24，同時設(shè)有溫差發(fā)電裝置25以及蒸汽發(fā)電裝置26，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0016]進一步地，蒸汽發(fā)電裝置26為依次連接的增壓腔261、電動閥門262、動力轉(zhuǎn)換裝置263以及冷卻裝置264。其中增壓腔261連接到發(fā)動機1，冷卻裝置264連接到儲液罐24。具體連接結(jié)構(gòu):發(fā)動機通過循環(huán)管道21連接到發(fā)動機冷卻液流出口的增壓腔261，冷卻液在流入發(fā)動機內(nèi)部后吸收熱能氣化，將首先被儲存于該增壓腔261內(nèi)，增壓腔261的出口為一電動閥門262，電動閥門262由一可以偵測增壓腔內(nèi)壓力的控制器連接，在增壓腔261內(nèi)壓力達到設(shè)定值時，控制器控制電動閥門262打開，高壓氣體從增壓腔261內(nèi)噴出。此時設(shè)置一動力轉(zhuǎn)換裝置263獲取流動蒸汽的動能，優(yōu)選的情況下采用螺桿膨脹動力機。另外動力轉(zhuǎn)換裝置連接到發(fā)電機27，此過程實現(xiàn)熱能-動能-電能的轉(zhuǎn)換。冷卻液蒸汽經(jīng)過一些列循環(huán)后其自身所帶的熱能減少，從而部分液化，但是為了進一步降低冷卻液的溫度，還需連接一冷卻裝置264，是氣化冷卻液進一步液化，起到散熱和增大氣壓差的作用，由于氣化冷卻液在經(jīng)過螺桿膨脹機后自身溫度已經(jīng)有較大的降低，因此冷卻裝置264可以在不需要打開輔助冷卻的風扇即能完成較好效果的冷卻。
[0017]進一步地，溫差發(fā)電裝置25則通過改造循環(huán)管道21冷卻管道改造為扁平狀管道，同時在扁平管道的兩外側(cè)面設(shè)置連接儲能電池3的多個差溫發(fā)電模塊251。其中溫差發(fā)電模塊251 —側(cè)通過導(dǎo)熱介質(zhì)與循環(huán)管道21外壁緊密接觸，循環(huán)管道的逸散的熱量是溫差發(fā)電模塊兩側(cè)面產(chǎn)生溫差，從而產(chǎn)生電能。如圖3所示。最后多個溫差發(fā)電模塊均連接升壓穩(wěn)壓電路，產(chǎn)生可以為儲能電池充電的電壓，實現(xiàn)電能的儲存。
[0018]再進一步地，在安全方面，由于冷卻液循環(huán)管道改造為扁平狀管道，其耐壓能力將會下降，因此需要在管道外增設(shè)加固結(jié)構(gòu)252，將溫差發(fā)電模塊251與循環(huán)管道一起設(shè)置在加固結(jié)構(gòu)252內(nèi)，保證安全。加固結(jié)構(gòu)252為一圓形硬質(zhì)管道，并在管道內(nèi)兩側(cè)開有若干通孔253，用于給溫差發(fā)電模塊251外側(cè)散熱，保持溫差發(fā)電模塊兩側(cè)的溫差。另外在循環(huán)管道的任意一部分出現(xiàn)過壓的情況下，控制器也可以控制增壓艙的放氣閥門持續(xù)打開，以降低壓力。另外，也可以將在冷卻裝置和增壓艙之間加設(shè)一過壓保護保護管6，如圖2所示。由過壓閥61與增壓艙連接，當循環(huán)管道內(nèi)氣壓過高時自動打開過壓閥61，氣體直接進入冷卻裝置冷卻，降低循環(huán)管道內(nèi)壓力。
[0019]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括汽車發(fā)動機、連接所述汽車發(fā)動機的冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)以及收集所述冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能的儲能電池，其特征在于:所述冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括與汽車發(fā)動機連接并形成冷卻液循環(huán)回路的循環(huán)管道，所述的循環(huán)管道的回路中設(shè)有引流栗、單向閥門以及用于儲存冷卻液的儲液罐；所述冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述循環(huán)管道外溫差發(fā)電裝置以及設(shè)置在所述冷卻液循環(huán)回路中的蒸汽發(fā)電裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽發(fā)電裝置為依次連接的增壓腔、電動閥門、動力轉(zhuǎn)換裝置以及冷卻裝置，所述增壓腔連接所述汽車發(fā)動機，所述冷卻裝置連接所述儲液罐，而所述動力轉(zhuǎn)換裝置連接發(fā)電機。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述電動閥門的啟閉由一可以偵測增壓腔內(nèi)壓力的控制器控制。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述溫差發(fā)電裝置包括連接所述儲能電池的多個差溫發(fā)電模塊，所述溫差發(fā)電模塊設(shè)置在所述冷卻管道的兩外側(cè)面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻管道為扁平狀管道，還設(shè)有包裹所述溫差發(fā)電模塊和循環(huán)管道的加固結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述加固結(jié)構(gòu)為一圓形硬質(zhì)管道，在管道的側(cè)面開有若干用于散熱的通孔。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在所述冷卻裝置和增壓艙之間設(shè)有一過壓保護管，所述過壓保護管通過過壓閥與冷卻裝置連接，當所述循環(huán)管道內(nèi)氣壓高于一定值時過壓閥自動打開。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種配合汽車發(fā)動機的余熱發(fā)電系統(tǒng)，主要包括汽車發(fā)動機、連接發(fā)動機的冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)以及收集發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能的儲能電池，所述的冷卻循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括與發(fā)動機連接并形成冷卻液循環(huán)回路的循環(huán)管道和與動力轉(zhuǎn)換裝置連接的發(fā)電機，所述的循環(huán)管道的回路中設(shè)有引流泵、單向閥門以及用于儲存冷卻液的儲液罐，同時設(shè)有溫差發(fā)電裝置以及蒸汽發(fā)電裝置。本發(fā)明通過蒸汽發(fā)電和溫差發(fā)電相結(jié)合的方式，進一步增大余熱利用率，在同等情況下相較于常用冷卻系統(tǒng)可產(chǎn)生更多的電能，另外本發(fā)明的技術(shù)僅僅對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)外圍部件進行改造，且改造程度不高，市場適用力強。
【IPC分類】F01K27/02
【公開號】CN105134322
【申請?zhí)枴緾N201510564995
【發(fā)明人】段峻澤
【申請人】段峻澤
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月8日