[发明专利]一种高度集成的圆筒式热电发电消声装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种高度集成的圆筒式热电发电消声装置，特别是一种利用发动机尾气废热高温进行发电的热电发电装置与消声器集成的装置，属于汽车制造技术领域。

背景技术

 据有关资料统计，汽车发动机约30%的总能量用于驱动汽车，约30%的总能量被冷却系统消耗，余下约40%的总能量都以高温废气的形式由汽车排气系统排出。若对这部分废气余热加以回收利用将有效降低汽车的能源消耗，减少对环境的污染。但传统的箱式热电发电装置宽度方向尺寸较大，在有限的汽车尾部空间内安装布置不便；热电模块和冷却水箱暴露在外，需要另加装置进行保护，因而总体装置体积过大、能量利用率低；而且由于对于热电模块是分别夹紧的，夹紧力可能不均匀，从而热电模块的工作状况不可控。

发明内容

 本发明的目的是为克服传统的箱式热电发电装置的不足与缺陷，提供一种空间利用率高、结构紧凑、热电模块和冷却水箱包在装置内部，不需要另加装置进行保护，总体装置体积较小，热电模块夹紧力均匀，热电模块的工作状况可控，能量利用率大、散热性好、发电效率高、稳定性好、可降噪消声的高度集成的圆筒式热电发电消声装置。

本发明的目通过下述技术方案实现,一种高度集成的圆筒式热电发电消声装置，该装置包括n个相同的独立的中空的中部截面如扇形的柱体高温气箱、n个相同的独立的中空的中部截面如扇形的柱体冷却水箱、热电模块、隔热层以及紧固装置；所述的n个高温气箱和n个冷却水箱形成一个截面接近于环形的柱体，该柱体的外表面通过紧固装置箍紧；隔热层安装在高温气箱与冷却水箱之间；每个高温气箱的两个侧面都有沿高温气箱轴向方向的凹槽，热电模块安装在凹槽中，并与冷却水箱紧密接触，热电模块和冷却水箱包在装置内部，高温气箱的两端部分的截面逐渐变小形成圆孔，分别与装置进气口、出气口相连，冷却水箱的两端部分的截面逐渐变小形成圆孔，分别与装置进水口、出水口相连。

  本发明的高度集成的圆筒式热电发电消声装置中，所述的高温气箱内部设有导流板和扰流板。

   所述的冷却水箱的截面扇形的半径大于高温气箱的截面扇形的半径。

   本发明的高度集成的圆筒式热电发电消声装置中，每个高温气箱的两个侧面沿轴向方向的凹槽有h条，h大于或等于2，凹槽的宽度等于热电模块的宽度，以便对热电模块进行径向定位。

   本发明的高度集成的圆筒式热电发电消声装置中，热电模块安装在高温气箱的凹槽中沿装置的轴向方向安装m行，每行热电模块沿装置的轴向位置相同，装置总共安装                                                个热电模块。

本发明的高度集成的圆筒式热电发电消声装置中，紧固装置的套数等于热电模块的行数。

本发明的高度集成的圆筒式热电发电消声装置中，气路采取并联方式连接，发动机的前排气管部分在到达该装置进气口之前，均匀分成n个较细的气管，分别与n个进气口相连，形成一个爪形，主气管与支气管之间的夹角为40°；装置出气口在到达发动机的后排气管部分之前，均匀的n个较细的气管合并成一个较粗的气管，形成一个爪形尾气排出管。

   本发明的高度集成的圆筒式热电发电消声装置中，n个冷却水箱串联方式连接，冷却水箱两端部分的截面逐渐变小形成圆孔，分别与装置进水口、出水口相连，冷却水箱的进水口和出水口与汽车冷却系统相通并形成循环闭路，装置中的水路布置在装置的内部空腔中。

   本发明的高度集成的圆筒式热电发电消声装置制作时，所述的高温气箱的截面扇形较小的圆弧对应的面沿配套的薄壁壳体形辅助安装器件周向方向均匀固结在其外部，冷却水箱按照截面扇形较小的圆弧对应的面指向装置径向中心的方式安装在高温气箱之间的均匀空隙中，这样高温气箱和冷却水箱两者形成了一个截面为环形的柱体，隔热层安装在高温气箱与冷却水箱之间。

本发明较传统的箱式热电发电装置有如下优点：

 1. 本发明整个外观接近于圆筒形，结构紧凑、本发明结构紧凑、布置容易、对汽车废热的利用率较高、兼可降噪消声；

  2.相对于其他形式的热电发电装置，本发明结构更便于布置，可以充分利用原本就非常有限的汽车尾部空间；

 3.在占用相同的汽车尾部空间时，本发明结构可以安装更多的热电模块，可以更好地利用发动机尾气废热进行温差发电，从而产生更多的电功率，更好地提高汽车的燃油经济性；隔热层可以较好地防止高温气箱对冷却水箱的加热作用，并且能够有效地防止高温气箱热量的散失，从而有效建立温差；