基于有机朗肯循环的排气余热回收发电装置的制作方法

本实用新型涉及汽车尾气余热回收领域，尤其涉及一种基于有机朗肯循环的排气余热回收发电装置。

背景技术：

随着工业的高速发展，工程车辆的石油资源消耗量占整个石油资源消耗总量的比例逐渐增大，其发展受到日益严峻的能源危机和非常苛刻的排放法规双重制约。以从石油资源中所提取的柴油为燃料的柴油发动机是工程车辆的主要动力来源，一般柴油发动机的热效率为30％-45％，除了约十分之一用于克服摩擦做功外，其余能量主要通过冷却系统和排气系统释放到环境中，而排气热量约占全部余热量的三分之二。这不仅造成了能源浪费，同时也导致了环境污染，其中以CO2为代表的温室气体所导致的全球温室效应引起人们的高度重视。综上所述，如何提高燃料利用率和降低排放是汽车行业和发动机研发亟需解决的两大难题。而将发动机的余热能回收再利用是提高总能效率、降低油耗和排放的一个有效途径。国际汽车和内燃机界普遍认为，相比油电混合动力、汽车轻量化、减少空气阻力和附件耗能等技术，发动机余热利用具有最大的节能潜力。以有机郎肯循环为原理的余热回收发电系统将极大提升燃料利用率。

目前，要将有机朗肯循环系统应用于实际的最大的问题是无法解决变工况的问题。提供一种将不符合标准的排气排出，适合的排气进行有机朗肯循环，从而解决变工况问题的装置是很有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种基于有机朗肯循环的排气余热回收发电装置，利用传感器控制阀门的启闭将不符合标准的排气排出，适合的排气进行有机朗肯循环，从而解决变工况问题。

本实用新型还有一个目的是提供一种尾气处理装置，通过增加尾气与催化剂的接触面积，提高尾气净化的效率，保证尾气净化的洁净度。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种基于有机朗肯循环的排气余热回收发电装置，包括：

发动机，其连接排气管道，所述排气管道包括与蒸发器连接的排气主管和与所述排气主管相通并设置在所述排气主管一侧的排气支管，所述排气主管位于所述发动机与所述排气支管之间的位置间隔设置2-4个用于检测所述排气主管内气体的压力与温度的温压一体化传感器；

控制阀门，其包括第一控制阀门和第二控制阀门，并分别连接到所述温压一体化传感器，所述第一控制阀门设置在所述排气主管位于所述排气支管远离所述发动机的一侧；所述第二控制阀门设置在所述排气支管的进气口。

优选的是，所述温压一体化传感器设置为2个。

优选的是，还包括与所述蒸发器连接的循环系统，所述循环系统包括：

蒸发器。

透平膨胀机，其分别连接到发电机和所述蒸发器。

冷凝器，其连接到所述透平膨胀机。以及

工质泵，其分别连接到所述蒸发器和冷凝器。

优选的是，所述冷凝器内设置用以防腐的涂层。

优选的是，所述第一控制阀门和第二控制阀门均包括连接到所述温压一体化传感器的微处理器和连接到所述微处理器的电磁阀，通过所述微处理器接收所述温压一体化传感器传输的信号控制所述电磁阀的启闭。

优选的是，所述排气支管的出气口处设置尾气处理装置。

一种尾气处理装置，所述尾气处理装置包括：

壳体，其为中空结构，所述壳体的两侧对称设置第一孔洞和第二孔洞；所述第二孔洞的外侧设置盖体，所述盖体的外径设置为5-10厘米，所述盖体上均匀排布覆盖所述盖体的通孔，所述通孔的孔径设置为2-5毫米。

过滤管，其设置在所述壳体内，所述过滤管为横向设置在所述壳体内的中空结构的圆台状的管体，所述过滤管孔径较小的一端适配至所述第一孔洞；所述过滤管孔径较大的一端适配至所述第二孔洞，并与所述盖体适配。

优选的是，所述盖体为中空结构，其内设置可更换的并与所述盖体的外径适配的固定网，所述固定网均布多个分装区，每个所述分装区内设置用于净化尾气的催化剂。

优选的是，所述通孔位于所述盖体内侧的孔径较所述通孔外侧的孔径大1-3毫米。

优选的是，所述第一孔洞的孔径与尾气排放管道的外径适配。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型通过在通往蒸发器的排气主管上设置多个温压一体化传感器，利用所述温压一体化传感器检测排气支管与发动机之间的这一部分排气主管内的气体的温度和压力，当温度过高或者过低时，与所述温压一体化传感器连接的控制阀门始终处于闭合，过高或过低的气体经所述排气支管排出，当温度和压力适中时，所述温压一体化传感器将检测的信号传输至所述第一控制阀门和第二控制阀门，以控制第一控制阀门开启，所述第二控制阀门闭合，使合适的气体经所述排气主管进入所述蒸汽机内，本实用新型将不符合标准的排气排出，选择适合的排气进入有机朗肯循环，从而解决变工况问题，以取得最优的运行结果，本实用新型还可为工程车辆及船舶以及各种用电器材，在保证安全的前提下提供稳定的电能，达到节能减排的目的。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型所述基于有机朗肯循环的排气余热回收发电装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述尾气处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本实用新型提供一种基于有机朗肯循环的排气余热回收发电装置，包括：

发动机1，其连接排气管道2，所述排气管道2包括与蒸发器8连接的排气主管3和与所述排气主管3相通并设置在所述排气主管3一侧的排气支管4，所述排气主管3位于所述发动机1与所述排气支管4之间的位置间隔设置2-4个用于检测所述排气主管3内气体的压力与温度的温压一体化传感器5；

控制阀门，其包括第一控制阀门6和第二控制阀门7，并分别连接到所述温压一体化传感器5，所述第一控制阀门6设置在所述排气主管3位于所述排气支管4远离所述发动机1的一侧；所述第二控制阀门7设置在所述排气支管4的进气口。

在上述方案中，通过在通往蒸发器8的排气主管3上设置多个温压一体化传感器5，利用所述温压一体化传感器5检测排气支管4与发动机1之间的这一部分排气主管3内的气体的温度和压力，当温度过高或者过低时，与所述温压一体化传感器5连接的控制阀门始终处于闭合，过高或过低的气体经所述排气支管4排出，当温度和压力适中时，所述温压一体化传感器5将检测的信号传输至所述第一控制阀门6和第二控制阀门7，以控制第一控制阀门6开启，所述第二控制阀门7闭合，使合适的气体经所述排气主管3进入所述蒸汽机内，所述排气管道2可选用Y型分流管替代，本实用新型将不符合标准的排气排出，选择适合的排气进入有机朗肯循环，从而解决变工况问题，以取得最优的运行结果，本实用新型还可为工程车辆及船舶以及各种用电器材，在保证安全的前提下提供稳定的电能，达到节能减排的目的。

一个优选方案中，所述温压一体化传感器5设置为2个。

在上述方案中，通过在排气支管4与发动机1之间部分的排气主管3上设置间隔设置两个温压一体传感器，以检测发动机1排出与即将进入分支的气体的温压是否适中，考虑到节省成本的问题，设置2个即可满足使用要求。

一个优选方案中，还包括与所述蒸发器8连接的循环系统，所述循环系统包括：

蒸发器8。

透平膨胀机9，其分别连接到发电机10和所述蒸发器810。

冷凝器11，其连接到所述透平膨胀机9。以及

工质泵12，其分别连接到所述蒸发器8和冷凝器11。

在上述方案中，高温排气经过两个传感器的选择后，温度过高或过低的排气经过排气支管4排出，温度和压力适中的排气进入蒸发器8中并加热有机工质，使其成为饱和蒸汽或过热蒸汽，饱和蒸汽或过热蒸汽在膨胀机中做工，将热能转化为机械能再转化为电能，通过膨胀机的乏汽在冷凝器11中被冷凝后，由工质泵12压入蒸发器8，完成一个循环。此设计可以在保证安全的前提下产生电能，并为工程车辆及船舶的各种用电器提供电能，可节约一部分用于发电的柴油，达到节能减排的目的。

一个优选方案中，所述冷凝器11内设置用以防腐的涂层。

在上述方案中，为防止冷凝器11使用过程中，焊缝发生腐蚀，通过设置一层用于防腐的涂层，可有效延长冷凝器11的使用期限，保证冷凝器11的使用寿命。

一个优选方案中，所述第一控制阀门6和第二控制阀门7均包括连接到所述温压一体化传感器5的微处理器和连接到所述微处理器的电磁阀，通过所述微处理器接收所述温压一体化传感器5传输的信号控制所述电磁阀的启闭。

在上述方案中，所述第一控制阀门6和第二控制阀门7的启闭均通过微处理器接收温压一体化传感器5传输的温度和压力的信号控制位于排气支管4进气口处的电磁阀的启闭以及位于排气主管3上的电磁阀的启闭，通过信号传输控制，保证电磁阀启闭的准确性，从而保证气体选择的正确性，系统运行的稳定性。

一个优选方案中，所述排气支管的出气口处设置尾气处理装置。

在上述方案中，所述尾气处理装置的设置用于净化排出的不达标的尾气，避免未净化的尾气对空气造成的污染，起到保护环境的作用。

一种尾气处理装置，所述尾气处理装置包括：

壳体100，其为中空结构，所述壳体100的两侧对称设置第一孔洞101和第二孔洞102；所述第二孔洞102的外侧设置盖体103，所述盖体103的外径设置为5-10厘米，所述盖体103上均匀排布覆盖所述盖体103的通孔104，所述通孔104的孔径设置为2-5毫米。

过滤管105，其设置在所述壳体100内，所述过滤管105为横向设置在所述壳体内的中空结构的圆台状的管体，所述过滤管105孔径较小的一端适配至所述第一孔洞101，所述过滤管105孔径较大的一端适配至所述第二孔洞102，并与所述盖体103适配。

在上述方案中，如图2所示，通过第一孔洞101与第二孔洞102的设置实现第一孔洞101与外界尾气管道的对接以及第二孔洞102实现净化后气体的排出，所述盖体103上均匀设置的通孔104，使进入所述壳体100内的尾气通过各个通孔104均匀排出，以减少尾气排出的冲力。

一个优选方案中，所述盖体103为中空结构，其内设置可更换的并与所述盖体103的外径适配的固定网106，所述固定网106均布多个分装区，每个所述分装区内设置用于净化尾气的催化剂。

在上述方案中，经所述盖体103匀向排出的气体均匀的通过所述固定网106，使气体均匀的与固定网106内不同分装区内的催化剂进行反应，使每个分装区内的催化剂都能参与到气体净化的过程中，以提高尾气净化的效率，通过保证尾气净化的程度。

一个优选方案中，所述通孔104位于所述盖体103内侧的孔径较所述通孔104外侧的孔径大1-3毫米。

在上述方案中，所述通孔104内径大外径小的设置，使经所述通孔104排出的气体的温度有所降低，以减少尾气排放温度过高对环境的影响。

一个优选方案中，所述第一孔洞101的孔径与尾气排放管道的外径适配。

在上述方案中，所述尾气排放装置安装在排气的排气管道的出气口处，所述第一孔洞101孔径的设置根据实际排气管道的外径大小而定，以便于尾气排放装置的安装。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。