一种发动机尾气余热发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种发动机尾气余热发电装置，包括余热发电单元，所述余热发电单元包括环形体、支撑架、膜片式固体热声发电单元、直线轴承，每个膜片式固体热声发电单元均套装于其对应的直线轴承里，直线轴承套装于支撑架内部，支撑架通过支撑杆与环形体相连，膜片式固体热声发电单元包括冷端和热端，热端位于环形体内部，冷端位于环形体外部，发动机的尾气通入环形体，热端在尾气作用下与冷端产生温度梯度，膜片式固体热声发电单元与其对应的直线轴承配合产生电能。本发明专利技术可靠性高，发电效率高，不需要考虑装置的气密性，降低了热声发电的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机尾气余热发电装置
本专利技术涉及的是一种余热利用装置，具体地说是发动机尾气余热利用装置。
技术介绍
随着社会经济的发展，大量化石燃料被开采使用，导致环境问题和能源短缺问题日益严重。为了解决这两个难题，大量学者进行了相关方面的研究与探索，重点研究方向如下:(1)改善发动机的结构和功能；(2)寻找新型能源来代替石油燃料；(3)回收废弃的能量。目前燃料燃烧所放出的能量仅三分之一左右转换为机械能，很大一部分能量随着发动机尾气排放至大气中，如果能够有效地回收利用发动机尾气带走的废热能量，在一定程度上能缓解环境及能源短缺的问题。考虑到发动机排气管出的空间局限性以及高温环境，采取热声发电装置进行余热回收是一种有效的手段。热声发电装置是一种利用热声效应将热能、声能通过一次或多次过程转化为电能的装置。热声效应是指固体介质与振荡流体之间产生的时均能量效应，产生沿着(或逆着)声传播方向的时均热流和时均功流。多应用于以流体为介质的热声发电装置，但由于其稳定性、功率以及设备空间利用率等问题，尚未得到有效的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供简易、高强度、高可靠性的一种发动机尾气余热发电装置。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种发动机尾气余热发电装置，其特征是：包括余热发电单元，所述余热发电单元包括环形体、支撑架、膜片式固体热声发电单元、直线轴承，每个膜片式固体热声发电单元均套装于其对应的直线轴承里，直线轴承套装于支撑架内部，支撑架通过支撑杆与环形体相连，膜片式固体热声发电单元包括冷端和热端，热端位于环形体内部，冷端位于环形体外部，发动机的尾气通入环形体，热端在尾气作用下与冷端产生温度梯度，膜片式固体热声发电单元与其对应的直线轴承配合产生电能。本专利技术还可以包括：1、膜片式固体热声发电单元沿环形体周向均匀布置，对应的直线轴承也沿环形体周向均匀布置。2、余热发电单元与余热发电单元之间串联、并联或者混联组合。3、膜片式固体热声发电单元的压电薄膜为PVDF压电薄膜，支承架、支承连杆、环形体的制作材料为绝热材料，直线轴承制作材料为陶瓷类材料。本专利技术的优势在于：本专利技术利用固体热声效应，采用固体介质进行发电，即将发动机尾气热量转化为膜片式固体热声发电单元的振动能量，通过压电效应将振动能量转化为电流并对其进行储存，装置的可靠性高。将膜片式固体热声发电单元进行环形布置，装置整体的发电效率高。支承架采用吊装的方式与环形体相连，安装简单，成本低廉，可靠性高，同是在使用过程中不需要考虑装置的气密性，降低了热声发电的成本，在发动机工况稳定时，发电量稳定，具有一定的工程意义。附图说明图1为本专利技术的轴测图；图2为本专利技术的剖视图；图3为本专利技术的内部俯视图；图4为支撑架示意图；图5为环形体示意图；图6为支撑连杆示意图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1-6，本专利技术一种发动机尾气余热发电装置，包括环形体1、支承架3、支承连杆2、直线轴承5、膜片式固体热声发电单元4，发动机尾气通过环形体1一端进入装置内部，与膜片式固体热声发电单元4发生热交换，膜片式固体热声发电单元4的冷端嵌套在环形体1的外部，由此形成了内高外低的温度梯度，在冷端及热端的作用下，膜片式固体热声发电单元4开始工作并产生电能。为了提高装置整体的效率，将多个膜片式固体热声发电单元4环形排布在装置内部，其中膜片式固体热声发电装置套装于直线轴承5内部，直线轴承5套装于支承架3内部，支撑架3通过支承连杆2与环形体1相连。当发动机运行稳定时，本装置的发电频率亦达到稳定，此时通过电容器等储电设备即可储存本专利技术新型发动机尾气余热发电装置所产生的电能。发电单元采用内接式固体热声发电单元或外接式固体热声发电单元。膜片式固体热声发电单元4在环形体1轴向进行多组合排布。作为上述技术方案的进一步改进，若干个新型发动机尾气余热发电装置进行串联、并联或者混联，冷、热端分别对应。将发电单元4的冷端嵌套在环形体1的外部，由此在膜片式固体热声发电单元4中形成了内高外低的温度梯度，在温度梯度(冷端、热端)的作用下，膜片式固体发电单元4开始工作并产生电能。为了提高装置整体的效率，将多个膜片式固体热声发电单元4排布在装置内部(呈环形)，其中膜片式固体发电装置套装于直线轴承5内部，直线轴承套5装于支承架3内部，支撑架3通过支承连杆2与环形体1相连，连接处采用销连接，由此完成了本专利技术新型发动机尾气余热发电装置的搭建。膜片式固体热声发电单元4采用固体热声效应进行发电。压电薄膜为PVDF压电薄膜。支承架3制作材料为绝热材料。支承连杆2制作材料为绝热材料。直线轴承5制作材料为陶瓷类材料。环形体1制作材料为绝热材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机尾气余热发电装置，其特征是：包括余热发电单元，所述余热发电单元包括环形体、支撑架、膜片式固体热声发电单元、直线轴承，每个膜片式固体热声发电单元均套装于其对应的直线轴承里，直线轴承套装于支撑架内部，支撑架通过支撑杆与环形体相连，膜片式固体热声发电单元包括冷端和热端，热端位于环形体内部，冷端位于环形体外部，发动机的尾气通入环形体，热端在尾气作用下与冷端产生温度梯度，膜片式固体热声发电单元与其对应的直线轴承配合产生电能。

【技术特征摘要】
1.一种发动机尾气余热发电装置，其特征是：包括余热发电单元，所述余热发电单元包括环形体、支撑架、膜片式固体热声发电单元、直线轴承，每个膜片式固体热声发电单元均套装于其对应的直线轴承里，直线轴承套装于支撑架内部，支撑架通过支撑杆与环形体相连，膜片式固体热声发电单元包括冷端和热端，热端位于环形体内部，冷端位于环形体外部，发动机的尾气通入环形体，热端在尾气作用下与冷端产生温度梯度，膜片式固体热声发电单元与其对应的直线轴承配合产生电能。2.根据权利要求1所述的一种发动机尾气余热发电装置，其特征是：膜片式固体热声发电单元沿环形体周向均匀布置，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜敬涛，赵雨皓，刘杨，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23