| 专利名称： | 一种汽车排气管余热发电装置 | ||
| 专利名称(英文)： | A waste heat power generation apparatus for automobile exhaust pipe | ||
| 专利号： | CN201610126872.1 | 申请时间： | 20160307 |
| 公开号： | CN105604661A | 公开时间： | 20160525 |
| 申请人： | 天津大学 | ||
| 申请地址： | 300072 天津市南开区卫津路92号天津大学 | ||
| 发明人： | 王世学; 张静静; 谢添玺; 高明; 张志刚 | ||
| 分类号： | F01N5/02; F01N13/08; H02N11/00 | 主分类号： | F01N5/02 |
| 代理机构： | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 | 代理人： | 张金亭 |
| 摘要： | 本发明公开了一种汽车排气管余热发电装置，包括排气管套，所述排气管套采用剖分结构，设有上盖和底座，所述底座的横截面积比所述上盖的横截面积大，所述底座的横截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座设有导热本体和保温外壳，所述导热本体的内侧与排气管的外表面紧邻，所述导热本体的外侧与温差发电片的高温面紧邻，在所述温差发电片的低温面上设有散热装置，在所述温差发电片的周围设有绝热环，所述绝热环夹装在所述保温外壳和所述散热装置之间。本发明可以根据需要选择与汽车上的蓄电池和/或电动涡轮增压器连接，既可以实时利用温差发电器发出的电能，也可以蓄能。并且结构简单、安装方便、发电效率高。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a waste heat power generation apparatus of an automobile exhaust pipe, which comprises an exhaust pipe sleeve, the split structure of the exhaust pipe, is provided with the upper cover and the base, the base cross-sectional area than of the large cross-sectional area of the upper cover, the upper part of the cross section of said base is rectangular the lower part is trapezoid, wherein the base is provided with a heat conducting body and a heat-insulating outer shell, the inner side of the thermally conductive body adjacent to the outer surface of the exhaust pipe, and the outer side of the main body of the heat of the thermo-door neighbor high temperature surface, of the stated thermo low temperature surface provided with a heat radiating device, in the main are arranged on the periphery of the thermo, the heat insulation go are arranged in the heat-insulating housing and between the heat dissipation device. The invention can be selected according to the needs on the automobile battery and/or electric turbocharger is connected, not only can the real-time use of electric energy by the thermoelectric generator, can also be the energy storage. And the structure is simple, convenient installation, the power generation efficiency is high. | ||
1.一种汽车排气管余热发电装置，其特征在于，包括排气管套，所述排气管套采用 剖分结构，设有上盖和底座，所述底座的横截面积比所述上盖的横截面积大，所述底座 的横截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座设有导热本体和保温外壳，所述导热本体 的内侧与排气管的外表面紧邻，所述导热本体的外侧与温差发电片的高温面紧邻，在所 述温差发电片的低温面上设有散热装置，在所述温差发电片的周围设有绝热环，所述绝 热环夹装在所述保温外壳和所述散热装置之间。
2.根据权利要求1所述的汽车排气管余热发电装置，其特征在于，所述绝热环固定 在所述散热装置上。
3.根据权利要求1所述的汽车排气管余热发电装置，其特征在于，所述散热装置采 用翅式散热片，所述翅式散热片的面积大于所述发电片的面积。
4.根据权利要求3所述的汽车排气管余热发电装置，其特征在于，所述翅式散热片 的上下面均设有翅片，所述翅片设有斜度。
1.一种汽车排气管余热发电装置，其特征在于，包括排气管套，所述排气管套采用 剖分结构，设有上盖和底座，所述底座的横截面积比所述上盖的横截面积大，所述底座 的横截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座设有导热本体和保温外壳，所述导热本体 的内侧与排气管的外表面紧邻，所述导热本体的外侧与温差发电片的高温面紧邻，在所 述温差发电片的低温面上设有散热装置，在所述温差发电片的周围设有绝热环，所述绝 热环夹装在所述保温外壳和所述散热装置之间。
2.根据权利要求1所述的汽车排气管余热发电装置，其特征在于，所述绝热环固定 在所述散热装置上。
3.根据权利要求1所述的汽车排气管余热发电装置，其特征在于，所述散热装置采 用翅式散热片，所述翅式散热片的面积大于所述发电片的面积。
4.根据权利要求3所述的汽车排气管余热发电装置，其特征在于，所述翅式散热片 的上下面均设有翅片，所述翅片设有斜度。
翻译：技术领域
本发明涉及节能减排技术领域，特别是一种采用半导体温差发电对汽车排气管废热 进行循环再利用的节能装置。
背景技术
随着汽车数量的增加,车辆消耗的能源与日俱增,车辆的节能也越来越受关注。对于 汽车中的内燃机,燃油中60％左右的能量没有得到有效利用,绝大部分以废气的形式排放 到大气中,造成了巨大的经济损失和严重的环境污染。汽车在运行的过程中，汽车排气管 温度可达600-800℃，依据半导体的热电原理，可以将废气余热转化为电能，具有良好的 经济和社会效益。
温差发电是一种新型的发电方式，利用塞贝克效应将热能直接转换为电能。所谓塞 贝克效应，是将导体(或半导体)A和B的两端相互紧密接触组成环路，若在两联接处保 持不同温度T1与T2，则在环路中将由于温度差而产生温差电动势。一般来说温差发电器 的效率主要由组成材料和高低温端的温差所决定，为达到较好的工作状况,需要进一步研 究最佳发电性能与冷热端温差之间的关系,选择合适的工作温度使发电器件最大效率地 发挥其功效。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种汽车排气管余热发电装置,该 装置能够最大效率地利用汽车排气管的余热发电。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种汽车排气管余 热发电装置，包括排气管套，所述排气管套采用剖分结构，设有上盖和底座，所述底座 的横截面积比所述上盖的横截面积大，所述底座的横截面上部是矩形下部是倒梯形，所 述底座设有导热本体和保温外壳，所述导热本体的内侧与排气管的外表面紧邻，所述导 热本体的外侧与温差发电片的高温面紧邻，在所述温差发电片的低温面上设有散热装置， 在所述温差发电片的周围设有绝热环，所述绝热环夹装在所述保温外壳和所述散热装置 之间。
所述绝热环固定在所述散热装置上。
所述散热装置采用翅式散热片，所述翅式散热片的面积大于所述发电片的面积。
所述翅式散热片的上下面均设有翅片，所述翅片设有斜度。
本发明具有的优点和积极效果是：通过使排气管套的底座采用倒梯形结构，使温差 发电片的热端与导热本体的接触面积较小，提高了温差发电片的热端热流密度和温度均 匀性；通过采用与温差发电片冷端小面积接触、大面积散热的翅式散热片，加快了温差 发电片的散热，降低了温差发电片的冷端温度。温差发电片热端热流密度大、温度均匀， 冷端散热面积大，使温差发电片冷热端温差较大，提高了热电转换效率；排气管套采用 分体结构，且上盖体积较小，不仅便于排气管套与排气管紧密结合，提高转换效率，而 且减小了排气管套所占空间，使排气管套的安装更加方便；采用在绝热环中设有温差发 电片线路的结构，便于热传输。本发明可以根据需要选择与汽车上的蓄电池和/或电动 涡轮增压器连接，既可以实时利用温差发电器发出的电能，也可以蓄能。综上所述，本 发明结构简单、安装方便、发电效率高。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图；
图2为本发明去除翅式散热片后的空间结构示意图；
图3为本发明的翅式散热片空间结构示意图。
图中：1、排气管，2、上盖，3、导热本体，4、温差发电片，5、绝热环，6、翅式 散热片，7、保温外壳，8、螺钉，9、安装孔。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下：
请参阅图1～图3，一种汽车排气管余热发电装置，包括排气管套，所述排气管套采 用剖分结构，设有上盖2和底座，所述底座的横截面积比所述上盖的横截面积大，所述 底座的横截面上部是矩形下部是倒梯形，所述底座设有导热本体3和保温外壳7，所述导 热本体3的内侧与排气管1的外表面紧邻，所述导热本体3的外侧与温差发电片4的高 温面紧邻，在所述温差发电片4的低温面上设有散热装置；在所述温差发电片4的周围 设有绝热环5，所述绝热环5夹装在所述保温外壳7和所述散热装置之间。
在本实施例中，所述绝热环5固定在所述散热装置上。所述散热装置采用翅式散热 片6，所述翅式散热片6的面积大于所述发电片4的面积。所述翅式散热片6的上下面均 设有翅片，所述翅片设有斜度，便于铸造生产。安装时应使翅式散热片的翅片方向与车 辆行驶方向一致，有助于车辆行驶中气流流过翅片的各个换热面。在本实施例中，所述 上盖2和所述底座采用螺钉8连接。在所述翅式散热片6上设有安装孔9。
本发明的工作原理为：半导体发电装置的效率与热电模块两端温差有关。两端温差 越大，发电效率越高。因此本发明将导热本体的一端与排气管道大面积紧密接触，将导 热本体的另一端与温差发电片的热端紧密结合，且两者的接触面积较小；温差发电片的 冷端与翅式散热片紧密接触，翅式散热片与空气的接触面积较大，能够快速地与空气发 生对流将热量散出。温差发电片热端接触面积小、热流密度大、温度均匀性好，冷端散 热面积大，温差发电片两端的温差较大，热电转换效率高。
本发明应用时，温差发电片4的规格和数量应当依据汽车排气管1的尺寸和温度来 确定，且以串联或并联等方式连成电路。在汽车行驶时，汽车排气管1排放大量的高温 气体，热量通过高导热材料传导给发电片热端。由于排气管套底座采用上大下小的倒梯 形结构，使发电片热端热流密度大、温度均匀。因空气强迫对流，翅式散热片散出大量 热量，使温差发电片4高温面与低温面达到较大的温差而产生直流电。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述 的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普 通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下， 还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
