專利名稱：一種汽車余熱發電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于余熱綜合利用領域，涉及一種余熱發電裝置，特別是涉及一種汽車余熱發電裝置。
背景技術：
據有關報道，汽車內燃機燃油產生的能量大約只有25%用于汽車行駛及附件，30%的能量以散熱的方式被消耗，5%的能量在摩擦和傳動中被消耗，剩下40%的能量隨尾氣被排出。回收這些能量進行循環再利用作為一種最直接的節能方式越來越被大家所重視。如:申請號為201120202424.8的專利“一種緊湊型汽車余熱吸附空調”，200620065821.4的專利“一種汽車余熱暖風裝置”等技術將汽車余熱能量提供給駕駛室進行環境溫度調節，其利用率非常小，不能夠充分利用汽車余熱；另外，申請號為201020204766. 9的專利“一種汽車余熱發電裝置”技術利用了溫差發電片，其熱電轉換效率比較低，且發電電壓提升難度大；申請號為201110377552.0的專利“汽車余熱發電裝置”以及申請號為200810205247.1的專利“汽車余熱收集及轉換裝置”技術受原材料的限制推廣成本較高，且400度以下的余熱不能得到利用。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種余熱轉換效率高，不受原材料限制，能夠有效的將汽車余熱轉換為電能的一種汽車余熱發電裝置。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是:一種汽車余熱發電裝置，主要有:蒸發冷卻器(I)、透平機(2)、發電機(3)、冷凝器(4)、工質儲罐(5)、工質泵(6)組成，其中蒸發冷卻器(I)安裝于汽車頭部散熱良好的位置，其他各器件組分散安裝于汽車機械倉空余位置處；用工質管道將蒸發冷卻器(I)工質出口通過調節閥門(8)和透平機(2)入口連接，透平機(2)出口和冷凝器(4)入口連接，冷凝器(4)出口和工質儲罐(5)入口連接，工質儲罐(5)出口和工質泵(6)入口連接，工質泵(6)出口和蒸發冷卻器(I)的入口連接，安裝試壓完成后充裝工質；透平機(2)與發電機(3)之間采用剛性聯軸器直連，并預先安裝在組合結構的聯合底座上。蒸發冷卻器(I)的進水口連接發動機(9)大循環管道出水口及排氣管冷卻水套(10)的出水口，換熱后的冷卻液由蒸發冷卻器⑴的出水口連接到水箱(12)。在排氣管上加裝冷卻水套(10)，讓冷卻液在該部分循環，一方面可以將汽車尾氣熱量進一步的回收，另外還可以減緩排氣管道的老化，發動機冷卻液進入大循環后的溫度一般不低于85°C，將這兩部分的余熱匯集到蒸發冷卻器(I)內與循環工質進行熱量交換；工質在蒸發冷卻器(I)內換熱后，可變為壓力5公斤以上的氣態工質，氣態工質經過調節閥門(8)推動透平機(2)旋轉并帶動發電機(3)發電，做工后的工質流入冷凝器(4)，經散熱器(11)及散熱風扇(13)散熱后，工質冷凝為液態，進入工質儲罐(5)，然后經工質泵(6)加壓后進入下一循環。所述工質應選用在I個大氣壓下沸點為25 45°C之間的物質，可選用氨水混合液。為防止冬季溫差增大，液態工質流量增加，導致透平機(2)過負荷，在透平機(2)的進出口兩端加裝旁路閥門(7)。本實用新型的優點是:將汽車余熱進行了充分利用，減少了汽車余熱對環境的影響，節能減排優勢明顯。所發電能除了用于汽車照明及控制系統外，由于所發電能較多還可作為混合動力的輔助能源。
附圖為本實用新型的工藝連接流程示意圖。圖中:1-蒸發冷卻器，2-透平機，3-發電機，4-冷凝器，5-工質儲罐，6_工質泵，7-旁路閥門，8-調節閥門，9-發動機，10-排氣管冷卻水套，11-散熱器，12-水箱，13-散熱風扇。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細描述，本實用新型主要有:蒸發冷卻器(I)、透平機(2)、發電機(3)、冷凝器(4)、工質儲罐(5)、工質泵(6)組成。其中蒸發冷卻器(I)安裝于汽車頭部散熱良好的位置，其他各器件組分散安裝于汽車機械倉空余位置處。用工質管道將蒸發冷卻器(I)工質出口通過調節閥門(8)和透平機(2)入口連接，透平機(2)出口和冷凝器⑷入口連接，冷凝器⑷出口和工質儲罐(5)入口連接，工質儲罐(5)出口和工質泵(6)入口連接，工質泵(6)出口和蒸發冷卻器⑴的入口連接，安裝試壓完成后充裝工質；透平機(2)與發電機(3)之間采用剛性聯軸器直連，并預先安裝在組合結構的聯合底座上。蒸發冷卻器(I)的進水口連接發動機(9)大循環管道出水口及排氣管冷卻水套(10)的出水口，換熱后的冷卻液由蒸發冷卻器(I)的出水口連接到水箱(12)。在排氣管上加裝冷卻水套(10)，讓冷卻液在該部分循環，一方面可以將汽車尾氣熱量進一步的回收，另外還可以減緩排氣管道的老化，發動機冷卻液進入大循環后的溫度一般不低于85°C，將這兩部分的余熱匯集到蒸發冷卻器(I)內與循環工質進行熱量交換；工質在蒸發冷卻器(I)內換熱后，可變為壓力5公斤以上的氣態工質，氣態工質經過調節閥門(8)推動透平機(2)旋轉并帶動發電機(3)發電，做工后的工質流入冷凝器(4)，經散熱器(11)及散熱風扇(13)散熱后，工質冷凝為液態，進入工質儲罐(5)，然后經工質泵(6)加壓后進入下一循壞。所述工質應選用在I個大氣壓下沸點為25 45°C之間的物質，可選用氨水混合液。為防止冬季溫差增大，液態工質流量增加，導致透平機(2)過負荷，在透平機(2)的進出口兩端加裝旁路閥門(7)。透平機⑵與發電機(3)之間采用剛性聯軸器直連，并預先安裝在組合結構的聯合底座上。透平機(2)的葉輪機械采用三元流動理論設計，透平軸采用機械和氮氣密封。當透平運行時，用初壓調節系統保持透平入口壓力恒定，以便根據熱源流量、溫度、壓力變化全部回收余熱。用可調噴嘴調節初壓，可避免單純用調節閥調節時引起的壓力損失，使在溫差較小時也能夠回收較多的動力。發電機(3)采用直流發電機也可選用交流發電機經整流后接入用電系統及車載電瓶，可供照明及控制系統用電，同時還可作為混合動力的輔助能源。為了防止冬季外部溫度太低，溫差很大發電機超出最大功率，當發電機(3)電流超出預定值時，就會自動打開旁路閥門(7)以減小進入透平機(2)的蒸汽量，控制發電機(3)輸出功率在額定值之內。當遇到環境溫度高，冷凝器(4)靠散熱器(11)自然散熱不能夠滿足散熱要求時自動開啟散熱風扇(13)散熱。由于汽車余熱熱源溫度各季節內基本一致，根據卡諾循環效率=(熱源溫度-冷源溫度)+熱源溫度，該實用新型的發電能力受環境溫度影響，冬季的發電能力最高，因此，在冬季利用發動機余熱取暖時，也不會降低該實用新型的整體發電能力。
權利要求1.一種汽車余熱發電裝置，主要有:蒸發冷卻器(I)、透平機(2)、發電機(3)、冷凝器(4)、工質儲罐(5)、工質泵(6)組成，其特征在于蒸發冷卻器(I)安裝于汽車頭部散熱良好的位置，其他各器件組分散安裝于汽車機械倉空余位置處；用工質管道將蒸發冷卻器(I)工質出口通過調節閥門⑶和透平機⑵入口連接，透平機⑵出口和冷凝器(4)入口連接，冷凝器⑷出口和工質儲罐(5)入口連接，工質儲罐(5)出口和工質泵(6)入口連接，工質泵(6)出口和蒸發冷卻器(I)的入口連接，安裝試壓完成后充裝工質；透平機(2)與發電機(3)之間采用剛性聯軸器直連，并預先安裝在組合結構的聯合底座上。
2.根據權利要求1所述的一種汽車余熱發電裝置，其特征又在于:蒸發冷卻器(I)的進水口連接發動機(9)大循環管道出水口及排氣管冷卻水套(10)的出水口，換熱后的冷卻液由蒸發冷卻器(I)的出水口連接到水箱(12)。
3.根據權利要求1所述的一種汽車余熱發電裝置，其特征還在于:在透平機(2)的進出口兩端加裝旁路閥門(7)。
4.根據權利要求1所述的一種汽車余熱發電裝置，其特征還在于:所述工質應選用在I個大氣壓下沸點為25 45 °C之間的物質。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車余熱發電裝置，主要有蒸發冷卻器、透平機、發電機、冷凝器、工質儲罐、工質泵組成。其中蒸發冷卻器安裝于汽車頭部散熱良好的位置，其他各器件組分散安裝于汽車機械倉空余位置處。用工質管道將蒸發冷卻器工質出口通過調節閥門和透平機入口連接，透平機出口和冷凝器入口連接，冷凝器出口和工質儲罐入口連接，工質儲罐出口和工質泵入口連接，工質泵出口和蒸發冷卻器的入口連接。蒸發冷卻器的進水口連接發動機大循環管道出水口及排氣管冷卻水套的出水口，換熱后的冷卻液由蒸發冷卻器的出水口連接到水箱。其優點是將汽車余熱進行了充分利用，減少了汽車余熱對環境的影響，節能減排優勢明顯。所發電能除了用于汽車照明及控制系統外，由于所發電能較多還可作為混合動力的輔助能源。
文檔編號F02G5/02GK203022912SQ201320050579
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者許征鵬, 魏云 申請人:魏云