汽車尾氣能量回收裝置的製作方法
2023-10-07 12:50:09 1
專利名稱:汽車尾氣能量回收裝置的製作方法
技術領域:
本發明涉及能源回收再生利用技術,尤其是涉及一種對汽車尾氣能量的回收再生利用裝置。·
背景技術:
汽車工業是我國國民經濟的支柱產業之一,伴隨著汽車工業的發展,車輛消耗的能源也與日俱增。目前,汽車的動力轉換效率僅40%左右,燃油中有多達60%左右的能量沒有得到有效利用,若將這些能量的10%利用起來,將帶來良好的社會效益和可觀的經濟效
Mo於2009年10月21日公告、公告號為CN 201332370Y、名稱為「利用車輛排氣管進行溫差發電的裝置」的中國專利文件公開了一種汽車尾氣能量回收裝置,該裝置「可以為車輛提供部分電能。它含有排氣管外殼、溫差發電片、翅片散熱器。排氣管的平面外殼與溫差發電片高溫面相接觸,溫差發電片的低溫面向翅片散熱器導熱,翅片散熱器將熱量傳導至環境中。溫差發電片利用高低溫面的溫差產生電能。」根據該專利說明書的說明,該專利所述利用車輛排氣管進行溫差發電的裝置與汽車蓄電池電連接,通過把所產生的電能給蓄電池充電而實現汽車尾氣能量的回收利用,存在的問題是:當汽車蓄電池處於飽和狀態時,必須切斷該溫差發電裝置與汽車蓄電池的電連接以防止汽車蓄電池過度充電而損壞或降低使用壽命,因此該汽車尾氣回收裝置存在可利用時間少,對汽車尾氣能量回收利用效果差的問題。
發明內容
本發明主要目的是提供一種對汽車尾氣能量回收利用效果好的一種汽車尾氣能量回收裝置。本發明所用的技術方案是:一種汽車尾氣能量回收裝置,包括與汽車發動機排氣系統相連的溫差發電裝置,電解制氫裝置;所述電解制氫裝置包括電解槽、氫氣分離器、增壓器和氫氣存儲器;電解槽由溫差發電裝置供電,氫氣分離器與電解槽和增壓器連通,增壓器的出口和氫氣存儲器的進口連通,氫氣存儲器依次通過滲氫控制閥和防回火器和發動機的進氣道相連通,滲氫控制閥與同時和滲氫控制閥及裝於發動機的節氣門處的節氣門開度傳感器相連的控制器控制相連,氫氣存儲器還設有限壓用的安全開關閥。本發明,汽車行駛時,溫差發電裝置發出的電力通過穩壓裝置輸出15V的電壓作為電解槽的電源給電解槽供電,電解槽的電解液通電後電解生成氫氣和氧氣,所生成的氫氣和氧氣通過氫氣分離器分離處理獲得的氫氣輸入增壓器,氫氣經增壓器增壓後輸入氫氣存儲器儲存待用。已有研究表明,當汽車的汽油發動機的轉速達到一定數值時,給進入發動機燃燒室的油氣混合氣滲入一定的氫氣可以顯著改善發動機的動力性和排放性能。而汽車的汽油發動機的轉速由發動機的節氣門控制,當發動機的轉速達到一定數值時,控制器接收到節氣門開度傳感器傳過來的信號打開滲氫控制閥,氫氣存儲器中的氫氣經滲氫控制閥、防回火器滲入到發動機化油器和節氣門之間的進氣道中的油氣混合氣中與油氣混合氣相混合,然後進入發動機的燃燒室燃燒做功,從而達到改善發動機的動力性和排放性能,節約汽車油耗。利用本發明,可以幾乎不必對發動機做任何改動,就可以改善發動機的性能、提高發動機的動力性和排放性能、降低汽車油耗。利用本發明,溫差發電裝置發出的電力可以得到持續利用,汽車尾氣能量回收利用效果好。作為優選,所述電解槽為鹼性電解槽,所述電解制氫裝置還包括電解液循環泵與用於向電解槽補水的儲水器,儲水器通過補水閥門和電解槽連通,電解槽上設有和控制器電連接的電解液濃度傳感器,補水閥門和控制器電連接,電解液循環泵進出端分別和氫氣分離器與電解槽連通。本優選方案結構簡單,製造、使用成本低。作為優選,所述電解槽為聚合物電解槽。本優選方案,電能利用率高,結構緊湊,使用可靠性和安全性高。作為優選,所述溫差發電裝置包括溫差發電裝置本體,所述溫差發電裝置本體包括內管、高溫面與內管的外表面固連的溫差發電片組和與溫差發電片組的外表面固連的散熱器;所述溫差發電裝置本體的內管的兩端分別與汽車發動機排氣系統的催化轉換器的廢氣出口和消聲器的廢氣入口連通。本優選方案,利用行車自然風進行散熱冷卻,溫差發電片組的溫差發電片高溫面的溫度為400°左右,低溫面為200°左右,溫差發電片的高低溫面之間的溫差約200°左右,溫差發電裝置的發電功率高,即溫差發電裝置對汽車尾氣的能量回收利用率高;溫差發電片組採用行車自然風進行散熱冷卻,結構簡單,製造和使用成本低;發電裝置的安裝位置,不僅不會給排氣系統增加更多的負擔,影響排氣負壓,且離排氣支管很近,溫差發電器在獲得更多的能量的同時可以降低催化轉化器的工作高溫。這樣可以緩解高溫下催化轉化器中貴金屬、氧化鋁母體以及催化助劑二氧化鈰等物質的性能劣化,且降低催化轉化裝置外殼溫度,防止遇到易燃物時發生火災危險。作為優選,所述溫差發電裝置設有三個溫差發電裝置本體,三個溫差發電裝置通過四通管和與汽車發動機排氣系統的催化轉換器的廢氣出口和消聲器的廢氣入口連通。本優選方案,尾氣能量回收利用率高,回收裝置的發電裝置的發電功率高,有利於提高電解制氫裝置的制氫能力,對發動機的動力性和排放性改善效果好。綜上所述,本發明帶來的有益效果是:溫差發電裝置發出的電力可以得到持續利用,汽車尾氣能量回收利用效果好;可以幾乎不必對發動機做任何改動,就可以改善發動機的性能、提高發動機的動力性和排放性能、降低汽車油耗;本發明具有結構簡單、製造、安裝和使用維護成本低的優點。
圖1是本發明的一種結構原理示意 圖2是本發明的制氫裝置結構原理示意 圖3是本發明的溫差發電裝置結構示意 圖4是本發明的溫差發電裝置與排氣系統的連接結構示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例,並結合附圖,對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
如圖1所示,本發明包括與汽車發動機排氣系統相連的溫差發電裝置1、電解制氫裝置2、滲氫控制閥3、防回火器4和控制器6。滲氫控制閥3為一種電磁閥,滲氫控制閥3和控制器6由汽車蓄電池供電。如圖2所示,所述電解制氫裝置包括電解槽2.1、氫氣分離器2.2、增壓器2.3和氫氣存儲器2.4 ;電解槽2.1由溫差發電裝置I供電,氫氣分離器2.2與電解槽2.1和增壓器2.3連通,增壓器2.3的出口和氫氣存儲器2.4的進口連通,氫氣存儲器2.4依次通過滲氫控制閥3和防回火器4和發動機5位於化油器和節氣門5.2之間的進氣道5.1相連通,滲氫控制閥3與同時和滲氫控制閥3及裝於發動機的節氣門5.2處的節氣門開度傳感器相連的控制器6控制相連;氫氣存儲器2.4還設有限壓用的安全開關閥
2.5,當氫氣存儲器2.4的氫氣壓力超過安全開關閥2.5的限壓時可以通過安全開關閥2.5卸壓以策安全。本實施例,所述電解槽2.1為鹼性電解槽,所述電解制氫裝置還包括電解液循環泵2.6與用於向電解槽補水的儲水器2.7,儲水器2.7通過補水閥門2.8和電解槽2.1連通,電解槽2.1上設有和控制器6電連接的電解液濃度傳感器2.9,補水閥門2.8和控制器6電連接,電解液循環泵2.6進出端分別和氫氣分離器2.2與電解槽2.1連通;補水閥門
2.8、電解液循環泵2.6由汽車蓄電池供電。如圖3和圖4所示,所述溫差發電裝置I包括溫差發電裝置本體1.1,所述溫差發電裝置本體包括內管1.1.1、高溫面與內管1.1.1的外表面固連的溫差發電片組1.1.2和與溫差發電片組1.1.2的外表面固連的散熱器1.1.3 ;本實施例,內管1.1.1用於安裝溫差發電片組1.1.2的中段為矩形管型管,散熱器1.1.3為由鋁合金材料製成的翹片型散熱器,所述溫差發電裝置本體1.1的內管1.1.1的兩端分別與汽車發動機排氣系統的催化轉換器5.3的廢氣出口和消聲器5.4的廢氣入口連通。本實施例,所述溫差發電裝置I設有3個溫差發電裝置本體1.1,三個溫差發電裝置本體1.1的內管1.1.1通過四通管7和與汽車發動機排氣系統的催化轉換器5.3的廢氣出口和消聲器
5.4的廢氣入口連通。汽車發動機排氣系統的催化轉換器5.3的廢氣出口和消聲器5.4的廢氣入口之間原有的連接管長約2m,本發明的溫差發電裝置本體1.1設於汽車發動機排氣系統的催化轉換器5.3的廢氣出口和消聲器5.4的廢氣入口之間,充分利用了空間,結構緊湊,汽車改動小,不僅不會給排氣系統增加更多的負擔,影響排氣負壓,且離排氣支管很近,溫差發電器在獲得更多的能量的同時可以降低催化轉化器的工作高溫。這樣可以緩解高溫下催化轉化器中貴金屬、氧化鋁母體以及催化助劑二氧化鈰等物質的性能劣化,且降低催化轉化裝置外殼溫度,防止遇到易燃物時發生火災危險。溫差發電裝置發出的電力通過穩壓裝置1.2輸出15V的電壓作為電解槽的電源給電解槽2.1供電。以上實施例中的鹼性電解槽可以改換成聚合物電解槽,相應的儲水器2.7則改為純水儲水器,具有電能利用率高,結構緊湊,使用可靠性和安全性高的優點。此外,以上實施例中,四通管7和催化轉換器5.3的廢氣出口和消聲器5.4的廢氣入口之間還可以加設相應的廢氣流彎導管8,這樣可將溫差發電裝置橫置於底盤下,溫差發電裝置橫置安裝結構更加緊湊。總之,以上所述之具體實施例僅為本發明較佳的實施方式,並非以此限定本發明的具體實施範圍。凡依照本發明之形狀、結構所作的等效變化理應均包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種汽車尾氣能量回收裝置,包括與汽車發動機排氣系統相連的溫差發電裝置,其特徵是:它還包括有電解制氫裝置(2),所述電解制氫裝置包括電解槽(2.1)、氫氣分離器(2.2)、增壓器(2.3)和氫氣存儲器(2.4);電解槽(2.1)由溫差發電裝置(I)供電,氫氣分離器(2.2)與電解槽(2.1)和增壓器(2.3)連通,增壓器(2.3)的出口和氫氣存儲器(2.4)的進口連通,氫氣存儲器(2.4)依次通過滲氫控制閥(3)和防回火器(4)和發動機的進氣道(5.1)相連通,滲氫控制閥(3 )與同時和滲氫控制閥(3 )及裝於發動機的節氣門(5.2 )處的節氣門開度傳感器相連的控制器(6)控制相連,氫氣存儲器(2.4)還設有限壓用的安全開關閥(2.5)。
2.根據權利要求1所述的汽車尾氣能量回收裝置,其特徵是:所述電解槽(2.1)為鹼性電解槽,所述電解制氫裝置還包括電解液循環泵(2.6)與用於向電解槽補水的儲水器(2.7),儲水器(2.7)通過補水閥門(2.8 )和電解槽(2.1)連通,電解槽(2.1)上設有和控制器(6 )電連接的電解液濃度傳感器(2.9 ),補水閥門(2.8 )和控制器(6 )電連接,電解液循環泵(2.6)進出端分別和氫氣分離器(2.2)與電解槽(2.1)連通。
3.根據權利要求1所述的汽車尾氣能量回收裝置,其特徵是:所述電解槽(2.1)為聚合物電解槽。
4.根據權利要求1或2或3所述的汽車尾氣能量回收裝置,其特徵是:所述溫差發電裝置(I)包括溫差發電裝置本體,所述溫差發電裝置本體包括內管(1.1.1)、高溫面與內管(1.1.0的外表面固連的溫差發電片組(1.1.2)和與溫差發電片組(1.1.2)的外表面固連的散熱器(1.1.3);所述溫差發電裝置本體的內管(1.1.1)的兩端分別與汽車發動機排氣系統的催化轉換器(5.3)的廢氣出口和消聲器(5.4)的廢氣入口連通。
5.根據權利要求1或2或3所述的汽車尾氣能量回收裝置,其特徵是:所述溫差發電裝置(I)設有三個溫差發電裝置本體(1.1),三個溫差發電裝置本體的內管(1.1.1)通過四通管(7)和與汽車發動機排氣系統的催化轉換器(5.3)的廢氣出口和消聲器(5.4)的廢氣入口連通。
全文摘要
汽車尾氣能量回收裝置,包括溫差發電裝置,電解制氫裝置;電解制氫裝置包括電解槽、氫氣分離器、增壓器和氫氣存儲器;電解槽由溫差發電裝置供電,氫氣分離器與電解槽和增壓器連通,增壓器的出口和氫氣存儲器的進口連通,氫氣存儲器依次通過滲氫控制閥和防回火器和發動機的進氣道相連通,滲氫控制閥與同時和滲氫控制閥及裝於發動機的節氣門處的節氣門開度傳感器相連的控制器控制相連,氫氣存儲器還設有限壓用的安全開關閥。本發明涉及能源回收再生利用技術,本發明溫差發電裝置發出的電力可以得到持續利用,汽車尾氣能量回收利用效果好,可以幾乎不必對發動機做任何改動,就可以改善發動機的性能、提高發動機的動力性和排放性能、降低汽車油耗。
文檔編號H02N11/00GK103114898SQ20121036171
公開日2013年5月22日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者許銘, 劉向陽, 羅顯任 申請人:湖南吉利汽車部件有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司