一种用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及柴油或汽油发动机尾气余热再利用技术领域，尤其涉及一种用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机。
【背景技术】
[0002]目前，交通工具使用的能源绝大部分是汽油和柴油，而提炼出汽油和柴油的石油是不可再生资源，随着人类的开采越来越少，当前已经出现了好几次全球范围的能源危机。另外，大量使用化石能源带来了严重的环境污染问题。与此相悖的是，当前交通工具上使用的内燃机热效率都不高，化石燃料中超过50%的能量未被有效利用，而是随着尾气排进大气，造成资源浪费。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机。利用交通工具的尾气中的高温作为斯特林发动机的热源，使得尾气中的热能转换为斯特林发动机的机械能，然后再通过发电机转化为电能。
[0004]本实用新型通过下述技术方案实现:
[0005]—种用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，包括连接在交通工具的尾气排出管路上的三元催化器4，所述三元催化器4两侧表面分别设有一缸体；
[0006]所述缸体包括多组冷热腔，每组冷热腔有一个冷腔12和一个热腔13，以及对应设置在冷腔12及热腔13内的冷腔活塞6和热腔活塞5;所述冷腔12和热腔13的末端连通，并在该连通处设有回热器2;所述冷腔12和热腔13其内装有氢气或者氦气；
[0007]所述冷腔活塞6和热腔活塞5，分别通过与之对应的冷腔连杠10以及热腔连杠11连接曲柄连杠机构;三元催化器4将尾气中的热量传递给缸体，使冷腔12及热腔13内的氢气或者氦气受热膨胀，并推动热腔活塞5和冷腔活塞6往复交替运动，通过曲柄连杠机构驱动发电机转动并输出电能。
[0008]所述冷腔活塞6和热腔活塞5的运动方向与三元催化器4内的尾气流动方向相垂直。
[0009 ]所述冷腔12与热腔13之间设置有阻止热腔13内的热量向冷腔12内传递的隔热石棉3 ο
[0010]所述隔热石棉3的长度与冷腔活塞6及热腔活塞5的行程相同。
[0011 ]所述三元催化器4的外表面与缸体的外表面面接触。
[0012]所述曲柄连杠机构包括大齿轮8、第一曲轴14、第二曲轴15、以及分别与大齿轮8啮合的第一齿轮7和第二齿轮9;在第一曲轴14和第二曲轴15的作用下，推动第一齿轮7、第二齿轮9和大齿轮8转动，由大齿轮8的转轴驱动发电机运转，使其输出电能。
[0013]热腔活塞5和冷腔活塞6，均采用全浮式或半浮式连接与其对应的冷腔连杠10和热腔连杠11。
[0014]所述回热器2为金属丝网，该金属丝网作为蓄热器，并使氢气或者氦气能在冷腔12及热腔13之间的流动。
[0015]本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果:
[0016]本实用新型将三元催化器连接在尾气排出管路上，并在三元催化器4两侧表面分别设有一缸体;缸体包括多组冷热腔，每组冷热腔有一个冷腔12和一个热腔13，以及对应设置在冷腔12及热腔13内的热腔活塞5和冷腔活塞6构成;所述冷腔12和热腔13的末端连通，并在该连通处设有回热器2;所述冷腔12和热腔13其内装有氢气或者氦气;三元催化器将尾气中的热量传递给缸体，使热腔活塞和冷腔活塞内的氢气或者氦气受热膨胀，并推动热腔活塞和冷腔活塞往复交替运动，通过曲柄连杠机构驱动发电机转动并输出电能。实现能源回收再利用。
[0017]本实用新型热腔活塞5和冷腔活塞6的运动方向与三元催化器4内的尾气流动方向相垂直，有效解决了曲轴与三元催化器的运动干涉问题，节约了空间。
[0018]本实用新型冷腔12与热腔13之间设置有阻止热腔13内的热量向冷腔12内传递的隔热石棉3，有效阻止了热腔的热量过多地向冷腔传递，确保冷热腔有足够的温差，进一步提高了能量转换效率。
[0019]本实用新型技术手段简便易行，造价低廉，安装/拆卸/维护方便，使用寿命长，工作效率高，使柴油或汽油发动机的尾气余热得到了充分的再利用。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型剖面结构示意图。
[0021 ]图2为本实用新型外观的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
[0023]实施例
[0024]如图1、2所示。本实用新型公开了一种用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，包括连接在交通工具的尾气排出管路上的三元催化器4，所述三元催化器4两侧表面分别设有一缸体；
[0025]所述缸体包括多组冷热腔，每组冷热腔有一个冷腔12和一个热腔13，以及对应设置在冷腔12及热腔13内的冷腔活塞6和热腔活塞5构成;所述冷腔12和热腔13的末端连通，并在该连通处设有回热器2;所述冷腔12和热腔13其内装有氢气或者氦气(以下简称工质)；
[0026]所述冷腔活塞6和热腔活塞5，分别通过与之对应的冷腔连杠10以及热腔连杠11连接曲柄连杠机构;三元催化器4将尾气中的热量传递给缸体，使冷腔12及热腔13内的氢气或者氦气受热膨胀，并推动热腔活塞5和冷腔活塞6往复交替运动，通过曲柄连杠机构驱动发电机转动并输出电能。
[0027]所述冷腔活塞6和热腔活塞5的运动方向与三元催化器4内的尾气流动方向相垂直。三元催化器4是一呈扁平状的壳体，横截面类似椭圆，纵截面是一个矩形。缸体分别紧密贴合在三元催化器4的上下表面，以便最大化的获得三元催化器4中的尾气中的高温热能。
[0028]所述冷腔12与热腔13之间设置有阻止热腔13内的热量向冷腔12内传递的隔热石棉3 ο
[0029]所述隔热石棉3的长度与冷腔活塞6及热腔活塞5的行程相同。
[0030]所述三元催化器4的外表面与缸体的外表面面接触。
[0031 ]所述曲柄连杠机构包括大齿轮8、第一曲轴14、第二曲轴15、以及分别与大齿轮8嗤合的第一齿轮7和第二齿轮9;在第一曲轴14和第二曲轴15的作用下，推动第一齿轮7、第二齿轮9和大齿轮8转动，由大齿轮8的转轴驱动发电机运转，使其输出电能。
[0032]热腔活塞5和冷腔活塞6，均采用全浮式或半浮式连接与其对应的冷腔连杠10和热腔连杠11。
[0033]所述回热器2为金属丝网，该金属丝网作为蓄热器，并使氢气或者氦气能在冷腔12及热腔13之间流动。
[0034]当高温尾气流过三元催化器4时，一方面在三元催化器4内催化剂的作用下发生化学反应，将对部分对环境有害的物质转化为无害物质，另一方面通过热传导，将高温尾气中的能量通过热能的形式传到缸体，缸体的热腔内工质受热膨胀，推动热腔活塞对外做功，然后温度降低，工质收缩，经回热器2进入冷腔12，在冷腔进一步降温，进一步收缩，然后在冷腔活塞6的推动下将低温工质经回热器2推回热腔13，工质经过回热器2时受热，膨胀，进入热腔13之后进一步受热膨胀，推动热腔13内的热腔活塞5做功，完成一个循环。
[0035]如上所述，便可较好地实现本实用新型。
[0036]本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于包括连接在交通工具的尾气排出管路上的三元催化器(4)，所述三元催化器(4)两侧表面分别设有一缸体； 所述缸体包括多组冷热腔，每组冷热腔由一个冷腔(12)和一个热腔(13)，以及对应设置在冷腔(I2)及热腔(13)内的冷腔活塞(6)和热腔活塞(5);所述冷腔(I2)和热腔(13)的末端连通，并在该连通处设有回热器(2);所述冷腔(12)和热腔(13)其内装有氢气或者氦气； 所述冷腔活塞(6)和热腔活塞(5)，分别通过与之对应的冷腔连杠(10)以及热腔连杠(11)连接曲柄连杠机构;三元催化器(4)将尾气中的热量传递给缸体，使冷腔(I 2)及热腔(13)内的氢气或者氦气受热膨胀，并推动热腔活塞(5)和冷腔活塞(6)往复交替运动，通过曲柄连杠机构驱动发电机转动并输出电能。2.根据权利要求1所述用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于:所述热腔活塞(5)和冷腔活塞(6)的运动方向与三元催化器(4)内的尾气流动方向相垂直。3.根据权利要求1所述用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于:所述冷腔(12)与热腔(13)之间设置有阻止热腔(13)内的热量向冷腔(12)内传递的隔热石棉3。4.根据权利要求3所述用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于:所述隔热石棉3的长度与冷腔活塞(6)及热腔活塞(5)的行程相同。5.根据权利要求1至4中任一项所述用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于:所述三元催化器(4)的外表面与缸体的外表面面接触。6.根据权利要求5所述用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于:所述曲柄连杠机构包括大齿轮(8)、第一曲轴(14)、第二曲轴(15)、以及分别与大齿轮(8)嗤合的第一齿轮(7)和第二齿轮(9);在第一曲轴(14)和第二曲轴(15)的作用下，推动第一齿轮(7)、第二齿轮(9)和大齿轮(8)转动，由大齿轮(8)的转轴驱动发电机运转，使其输出电能。7.根据权利要求5所述用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于:热腔活塞(5)和冷腔活塞(6)，均采用全浮式或半浮式连接与其对应的冷腔连杠(10)和热腔连杠(Il)08.根据权利要求5所述用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，其特征在于:所述回热器(2)为金属丝网，该金属丝网作为蓄热器，并使氢气或者氦气能在冷腔(12)及热腔(13)之间流动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于交通工具尾气余热处理的斯特林发动机，包括连接在交通工具的尾气排出管路上的三元催化器，三元催化器两侧表面分别设有一缸体；缸体包括多组冷热腔，每组冷热腔有一个冷腔和一个热腔，以及对应设置在冷腔及热腔内的冷腔活塞和热腔活塞；冷腔活塞和热腔活塞，分别通过与之对应的冷腔连杠以及热腔连杠连接曲柄连杠机构；三元催化器将尾气中的热量传递给缸体，使使冷腔及热腔内的工质受热膨胀，并推动热腔活塞和冷腔活塞往复交替运动，通过曲柄连杠机构驱动发电机转动并输出电能。本实用新型技术手段简便易行，造价低廉，安装/拆卸/维护方便，使用寿命长，使柴油或汽油发动机的尾气余热得到了充分的再利用。
【IPC分类】F01N5/02, F02G1/043
【公开号】CN205206990
【申请号】CN201521047067
【发明人】莫一夫, 林春波
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月15日