一种配合汽车发动机的余热发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热电转换系统，更具体地，涉及一种利用汽车发动机余热的发电系统。
【背景技术】
[0002]目前的汽车的内燃发动机燃油热能利用率只有20-40%，其它是以热的形式释放到空气中去了，导致燃油的利用率很低。而目前热能主要是采用冷却水和冷却风扇进行冷却，使发动机保持在正常工作温度。而这个过程中的热能未能得到利用，还需要额外电能驱动冷却风扇进行冷却。现有技术中也公开了发动机余热发电的相关技术，但是利用率不高。另外，因利用发动机余热，需要对发动机冷却系统的结构做一定程度上的改造，在安全性的问题上面也需要考虑。
[0003]所以，我们需要解决的技术问题在于:如何提高余热的利用率，并且在保证余热利用率的情况下提高安全性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提高汽车发动机热能的利用率和保证热能利用率的情况下提高安全性。
[0005]为了解决以上目的，本发明公开了一种配合汽车发动机的余热发电系统，包括汽车发动机、连接所述汽车发动机的冷却循环发电系统以及收集所述冷却循环发电系统产生的电能的储能电池，其特征在于:所述冷却循环发电系统包括与汽车发动机连接并形成冷却液循环回路的循环管道，所述的循环管道的回路中设有引流栗、单向阀门以及用于储存冷却液的储液罐；所述冷却循环发电系统还包括设置在所述循环管道外温差发电装置以及设置在所述冷却液循环回路中的蒸汽发电装置。
[0006]进一步的，所述蒸汽发电装置为依次连接的增压腔、电动阀门、动力转换装置以及冷却装置，所述增压腔连接所述汽车发动机，所述冷却装置连接所述储液罐，而所述动力转换装置连接发电机。
[0007]进一步的，所述电动阀门的启闭由一可以侦测增压腔内压力的控制器控制。
[0008]进一步的，所述温差发电装置包括连接所述储能电池的多个差温发电模块，所述温差发电模块设置在所述冷却管道的两外侧面。
[0009]进一步的，所述冷却管道为扁平状管道，还设有包裹所述温差发电模块和循环管道的加固结构。
[0010]进一步的，所述加固结构为一圆形硬质管道，在管道的侧面开有若干用于散热的通孔。
[0011]优选的，在所述冷却装置和增压舱之间设有一过压保护管，所述过压保护管通过一过压阀与冷却装置连接，当所述循环管道内气压高于一定值时过压阀自动打开。
[0012]本发明的优点在于: 通过蒸汽发电和温差发电相结合的方式，进一步增大余热利用率，在同等情况下相较于常用冷却系统可产生更多的电能，另外本发明的技术仅仅对发动机冷却系统外围部件进行改造，且改造程度不高，市场适用力强。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的系统构架图图2为本发明的结构原理图
图3为本发明的温差发电装置的横截面图
其中，I汽车发动机、2冷却循环发电系统、3储能电池、21循环管道、22引流栗、23单向阀门、24储液罐、25温差发电装置、26蒸汽发电装置、27发电机、261增压腔、262电动阀门、263动力转换装置、264冷却装置、251温差发电模块、252加固结构、253通孔、6过压保护管、61过压阀。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合附图对本发明的做进一步的描述。
[0015]本发明米用冷却液蒸汽发电与温差发电相结合的方式组建一种配合汽车发动机的余热发电系统，具体包括汽车发动机1、连接发动机的冷却循环发电系统2以及收集发电系统产生的电能的储能电池3，如图1所示。其中冷却循环发电系统2包括与发动机连接并形成冷却液循环回路的循环管道21和与动力转换装置连接的发电机27，在循环管道21的回路中设有引流栗22、单向阀门23以及用于储存冷却液的储液罐24，同时设有温差发电装置25以及蒸汽发电装置26，具体结构如图2所示。
[0016]进一步地，蒸汽发电装置26为依次连接的增压腔261、电动阀门262、动力转换装置263以及冷却装置264。其中增压腔261连接到发动机1，冷却装置264连接到储液罐24。具体连接结构:发动机通过循环管道21连接到发动机冷却液流出口的增压腔261，冷却液在流入发动机内部后吸收热能气化，将首先被储存于该增压腔261内，增压腔261的出口为一电动阀门262，电动阀门262由一可以侦测增压腔内压力的控制器连接，在增压腔261内压力达到设定值时，控制器控制电动阀门262打开，高压气体从增压腔261内喷出。此时设置一动力转换装置263获取流动蒸汽的动能，优选的情况下采用螺杆膨胀动力机。另外动力转换装置连接到发电机27，此过程实现热能-动能-电能的转换。冷却液蒸汽经过一些列循环后其自身所带的热能减少，从而部分液化，但是为了进一步降低冷却液的温度，还需连接一冷却装置264，是气化冷却液进一步液化，起到散热和增大气压差的作用，由于气化冷却液在经过螺杆膨胀机后自身温度已经有较大的降低，因此冷却装置264可以在不需要打开辅助冷却的风扇即能完成较好效果的冷却。
[0017]进一步地，温差发电装置25则通过改造循环管道21冷却管道改造为扁平状管道，同时在扁平管道的两外侧面设置连接储能电池3的多个差温发电模块251。其中温差发电模块251 —侧通过导热介质与循环管道21外壁紧密接触，循环管道的逸散的热量是温差发电模块两侧面产生温差，从而产生电能。如图3所示。最后多个温差发电模块均连接升压稳压电路，产生可以为储能电池充电的电压，实现电能的储存。
[0018]再进一步地，在安全方面，由于冷却液循环管道改造为扁平状管道，其耐压能力将会下降，因此需要在管道外增设加固结构252，将温差发电模块251与循环管道一起设置在加固结构252内，保证安全。加固结构252为一圆形硬质管道，并在管道内两侧开有若干通孔253，用于给温差发电模块251外侧散热，保持温差发电模块两侧的温差。另外在循环管道的任意一部分出现过压的情况下，控制器也可以控制增压舱的放气阀门持续打开，以降低压力。另外，也可以将在冷却装置和增压舱之间加设一过压保护保护管6，如图2所示。由过压阀61与增压舱连接，当循环管道内气压过高时自动打开过压阀61，气体直接进入冷却装置冷却，降低循环管道内压力。
[0019]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种配合汽车发动机的余热发电系统，包括汽车发动机、连接所述汽车发动机的冷却循环发电系统以及收集所述冷却循环发电系统产生的电能的储能电池，其特征在于:所述冷却循环发电系统包括与汽车发动机连接并形成冷却液循环回路的循环管道，所述的循环管道的回路中设有引流栗、单向阀门以及用于储存冷却液的储液罐；所述冷却循环发电系统还包括设置在所述循环管道外温差发电装置以及设置在所述冷却液循环回路中的蒸汽发电装置。2.根据权利要求1所述的一种配合汽车发动机的余热发电系统，其特征在于，所述蒸汽发电装置为依次连接的增压腔、电动阀门、动力转换装置以及冷却装置，所述增压腔连接所述汽车发动机，所述冷却装置连接所述储液罐，而所述动力转换装置连接发电机。3.根据权利要求2所述的一种配合汽车发动机的余热发电系统，其特征在于，所述电动阀门的启闭由一可以侦测增压腔内压力的控制器控制。4.根据权利要求1所述的一种配合汽车发动机的余热发电系统，其特征在于，所述温差发电装置包括连接所述储能电池的多个差温发电模块，所述温差发电模块设置在所述冷却管道的两外侧面。5.根据权利要求4所述的一种配合汽车发动机的余热发电系统，其特征在于，所述冷却管道为扁平状管道，还设有包裹所述温差发电模块和循环管道的加固结构。6.根据权利要求5所述的一种配合汽车发动机的余热发电系统，其特征在于，所述加固结构为一圆形硬质管道，在管道的侧面开有若干用于散热的通孔。7.根据权利要求2所述的一种配合汽车发动机的余热发电系统，其特征在于，在所述冷却装置和增压舱之间设有一过压保护管，所述过压保护管通过过压阀与冷却装置连接，当所述循环管道内气压高于一定值时过压阀自动打开。
【专利摘要】本发明涉及一种配合汽车发动机的余热发电系统，主要包括汽车发动机、连接发动机的冷却循环发电系统以及收集发电系统产生的电能的储能电池，所述的冷却循环发电系统包括与发动机连接并形成冷却液循环回路的循环管道和与动力转换装置连接的发电机，所述的循环管道的回路中设有引流泵、单向阀门以及用于储存冷却液的储液罐，同时设有温差发电装置以及蒸汽发电装置。本发明通过蒸汽发电和温差发电相结合的方式，进一步增大余热利用率，在同等情况下相较于常用冷却系统可产生更多的电能，另外本发明的技术仅仅对发动机冷却系统外围部件进行改造，且改造程度不高，市场适用力强。
【IPC分类】F01K27/02
【公开号】CN105134322
【申请号】CN201510564995
【发明人】段峻泽
【申请人】段峻泽
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月8日