一種利用餘熱能的定壓加熱發電系統的製作方法
2023-08-02 04:02:36
專利名稱：一種利用餘熱能的定壓加熱發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柴油機排出的尾氣餘熱能量發電系統，尤其涉及一種利用餘熱能的定壓加熱發電系統。
背景技術：
柴油發動機作為大型機車的心臟，是其動力的來源，也是燃料的直接消耗者。大型柴油發動機動力輸出佔燃料燃燒總熱量的25% 42%。發動機尾氣的餘熱具有溫度高、壓強大、流速快的特點，因此尾氣所含能量在浪費的熱量中佔主要部分。將這些廢氣直接排放到大氣中，這樣一方面造成了大量的能量散失，另一方面給目前嚴重的溫室效應帶來更大 的壓力。因此，若能將柴油機尾氣中的這部分能量回收利用起來，一定能夠帶來可觀的經濟效益。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點和不足，提供一種利用餘熱能的定壓加熱發電系統，利用柴油機的尾氣餘熱進行發電，減少能量損耗，達到節能減排目的的同時，也減少大量廢氣的排放，有效緩解溫室效應。本發明通過下述技術方案實現一種利用餘熱能的定壓加熱發電系統，包括一個集熱器，該集熱器是連接在尾氣排出管路上的一個由上殼和下殼構成的管體；在該管體內還設置有一個尾氣餘熱交換裝置，該尾氣餘熱交換裝置包括金屬管束、第一密封環、第二密封環，所述第一密封環和第二密封環的內部分別具有一個中空結構的腔室；所述金屬管束設置於第一密封環與第二密封環之間，並將第一密封環的腔室與第二密封環的腔室互相連通；所述第一密封環設置有一個進氣口，第二密封環設置有一個出氣口。所述定壓加熱發電系統，還包括壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發動機、發電機，所述壓氣機和儲氣罐管路連接，所述單向閥與氣動發動機管路連接，所述氣動發動機連接發電機；所述第一密封環的進氣口管路連接儲氣罐，所述第二密封環的出氣口管路連接單向閥。所述上殼和下殼通過螺栓連接。本發明與現有的技術相比具有以下優點進入管體(由上殼和下殼構成)內的高溫尾氣在排出管體的同時，對尾氣餘熱交換裝置的金屬管束進行加熱，被加熱後的金屬管束，通過其管壁將熱量傳遞給金屬管束內部的氣體工質(該氣體工質來自壓氣機、儲氣罐)，經過加熱後的氣體工質在金屬管束內同時具備了高溫高壓的條件，當達到足夠的溫度和壓力時，則推開單向閥流入氣動發動機，氣動發動機膨脹做功，推動氣動發動機運行並帶動發電機發電，實現了熱能、機械能、電能之間的轉化。通過將高溫尾氣的餘熱收集起來進行發電，減少能量損耗，達到節能減排目的的同時，也減少大量廢氣的排放，有效緩解溫室效應，有利於低碳生活的推進和環境質量的進一步改善。本發明在集熱器的管體內設置了餘熱交換裝置，通過金屬管束、第一密封環、第二密封環的組合，並結合壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發動機、發電機，有效的將了尾氣的餘熱轉化為電能。具有技術手段簡便易行、造價低廉、工作效率高、安全可靠、節約能源等優點。本發明適用於範圍廣，不僅適用於柴油機及汽油機的尾氣，還適用於各種具有熱廢氣排放的設備中。本發明環境適應性強，比如在易燃、高溫、振動、潮溼、粉塵等惡劣條件下都可正常工作。
圖I是本發明的整體結構及裝配示意圖。圖2是本發明的尾氣餘熱交換裝置放大結構示意圖。圖3本發明具體應用示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。實施例如圖1、2所示。本發明利用餘熱能的定壓加熱發電系統，包括一個集熱器，該集熱器是連接在尾氣排出管路上的一個由上殼I和下殼2構成的管體，在該管體內還設置有一個尾氣餘熱交換裝置，該尾氣餘熱交換裝置包括金屬管束5、第一密封環3、第二密封環4，所述第一密封環3和第二密封環4的內部分別具有一個中空結構的腔室；所述金屬管束5設置於第一密封環3與第二密封環4之間，並將第一密封環3的腔室與第二密封環4的腔室互相連通；所述第一密封環3設置有一個進氣口 3-1，第二密封環4設置有一個出氣口
4-1。;尾氣由第二密封環4的那一端進入到(上殼和下殼構成的)管體內，再從第一密封環3的那一端排出。所述上殼I和下殼2通過螺栓連接。如圖3所示。所述定壓加熱發電系統，還包括壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發動機、發電機，所述壓氣機和儲氣罐管路連接，所述單向閥與氣動發動機管路連接，所述氣動發動機連接發電機；所述第一密封環3的進氣口 3-1管路連接儲氣罐，所述第二密封環4的出氣口 4-1管路連接單向閥。為了不影響原有設備(如柴油機)尾氣排出管路的排氣順暢度，所述第一密封環3和第二密封環4的內徑，應當與該設備尾氣排出管路的排氣口內徑儘量相同。金屬管束5與第一密封環3和第二密封環4的連接端彎向內側，可以充分吸收尾氣中的餘熱。金屬管束5由多根銅管構成，銅管的內徑根據具體情況而定。採用銅管具有導熱快、耐腐蝕等優點。以下結合圖3，簡述本專利工作過程
壓氣機運轉，外界空氣進入壓氣機中，提升氣體的壓力；此時，壓力氣體進入到儲氣罐，儲氣罐的作用是為了抑制經壓氣機壓縮後氣體壓力產生波動，類似於電路中的電容；當儲氣罐內的氣體被壓縮並達到一定壓力值時，壓縮後的氣體通過進氣管3-1、第一密封環3內的腔室進入金屬管束5內，與此同時，進入管體(由上殼I和下殼2構成)內的高溫尾氣對金屬管束5進行加熱，被加熱後的金屬管束5，通過其管壁將熱量傳遞給金屬管束5內部的氣體工質(或者壓力氣體)，經過加熱後的氣體工質在金屬管束5內同時具備了高溫高壓的條件，當達到足夠的溫度和壓力時，由出氣口 4-1流出並推開單向閥流入氣動發動機，氣動發動機膨脹做功，推動氣動發動機運行並帶動發電機發電，實現了熱能、機械能、電能之間的轉化。通過將高溫尾氣的餘熱收集起來進行發電，減少能量損耗，達到節能減排目的的同時，也減少了大量廢氣的排放，有效緩解溫室效應，有利於低碳生活的推進和環境質量的進一步改善。如上所述便可較好的實現本發明。本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的 保護範圍之內。
權利要求
1.一種利用餘熱能的定壓加熱發電系統，其特徵在於包括一個集熱器，該集熱器是連接在尾氣排出管路上的一個由上殼和下殼構成的管體；在該管體內還設置有一個尾氣餘熱交換裝置，該尾氣餘熱交換裝置包括金屬管束、第一密封環、第二密封環，所述第一密封環和第二密封環的內部分別具有一個中空結構的腔室；所述金屬管束設置於第一密封環與第二密封環之間，並將第一密封環的腔室與第二密封環的腔室互相連通；所述第一密封環設置有一個進氣口，第二密封環設置有一個出氣口。
2.根據權利要求I所述的利用尾氣餘熱能的定壓加熱發電系統，其特徵在於，所述定壓加熱發電系統，還包括壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發動機、發電機，所述壓氣機和儲氣罐管路連接，所述單向閥與氣動發動機管路連接，所述氣動發動機連接發電機； 所述第一密封環的進氣口管路連接儲氣罐，所述第二密封環的出氣口管路連接單向閥。
3.根據權利要求I所述的利用尾氣餘熱能的定壓加熱發電系統，其特徵在於，所述上殼和下殼通過螺栓連接。
全文摘要
本發明公開了一種利用餘熱能的定壓加熱發電系統，包括一個集熱器，該集熱器內還設置有一個尾氣餘熱交換裝置，該尾氣餘熱交換裝置包括金屬管束、第一密封環、第二密封環，所述第一密封環和第二密封環的內部分別具有一個中空結構的腔室；所述金屬管束設置於第一密封環與第二密封環之間，並將第一密封環的腔室與第二密封環的腔室互相連通；所述第一密封環設置有一個進氣口，第二密封環設置有一個出氣口。通過尾氣餘熱交換裝置將高溫尾氣的餘熱收集起來進行發電，實現了熱能、機械能、電能之間的轉化，減少能量損耗，達到節能減排目的的同時，也減少大量廢氣的排放，有效緩解溫室效應，有利於低碳生活的推進和環境質量的進一步改善。
文檔編號F28F9/26GK102966418SQ20121049154
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者謝小鵬, 王東輝, 蔡洪斌, 馬超良, 曹立峰, 黃恆 申請人:華南理工大學