一种提高燃油利用率的汽车尾气废热发电系统技术方案

一种提高燃油利用率的汽车尾气废热发电系统属于节能减排技术领域，其特征在于：由两种金属材料分别作为负极和正极组成回路安装在汽车排气管上，且负极为管状安装在汽车排气管内部，且管状的内表面采用锯齿形结构。本实用新型专利技术提供了一种利用汽车尾气与空气温差产生电流的热能发电系统，从而提高燃料的利用率。利用本实用新型专利技术提供的尾气废热发电系统，可以将燃油利用率提高约10%。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于节能减排
，提供了一种利用汽车尾气与空气温差产生电流的热能发电系统，从而提高燃料的利用率。
技术介绍
随着经济的发展，汽车产量不断提高。汽车对石油等能源的消耗日趋严重，汽车排放的温度高达500°C 600°C的尾气对环境造成污染，且使大量热能(约40%)损失。因此，如何充分有效的利用汽车尾气的热能值得关注。利用汽车尾气发电是充分利用燃料，提高热能利用率，治理汽车尾气的有效措施之一。据资料报道，影响汽车尾气废热发电效率的主要因素有(1)热电系统废热通道的内部结构。因尾气排放速度快，在通道的停留时间短而造成热量损失。目前，废热通道的内部结构采用多组热电偶串并联阵列式结构已有报道，但 这种结构易受尾气温度分布影响，无法形成均匀的温度场而影响热电输出功率。(2)热电模块自身的导热导电性。热电偶组成的热电模块产生的电动势可根据以下公式估算V=Napn ^ (Ta-Tc)=Napn ^AT式中，a pn为热电偶的塞贝克系数邛为与模块导热性(涉及热电偶内部及模块两端绝缘层)有关的系数；A T为模块两端的温差。输出功率为PL=2RL式中，Rl为负载电阻；Rin为模块内阻。根据上述两个公式可知，要提高燃油利用率，热电模块材料应选用导热导电性良好的材料制成。目前，热电模块材料多采用半导体材料，但半导体材料与金属材料相比，导电导热性均较差，且半导体材料的导电性受温度影响较大，导电率随温度的升高而增大，与金属导体相反。综上述，废热通道的内部结构及热电模块自身的导热导电性能直接影响汽车尾气废热发电效率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种汽车尾气废热发电系统，通过废热收集通道结构及热电模块材料设计来提高燃油利用率。本技术的目的是通过以下技术方案实现的一种提高燃油利用率的汽车尾气废热发电系统，其特征在于由两种金属材料分别作为负极和正极组成回路安装在汽车排气管上，且负极为管状安装在汽车排气管内部，且管状的内表面采用锯齿形结构。进一步，锯齿设计成直角三角形，直角三角形斜边与排气管壁夹角为45°，锯齿的另一边垂直于排气管壁，且锯齿斜边对着汽车排气管的进气口。在上述装置中，根据流体力学和传热学原理，将直接接触高温尾气的负极设计为锯齿形结构，进一步锯齿斜边与排气管壁夹角为45°，这样的锯齿形结构一方面可以增大有效散热面积，另一方面可为尾气构造弯曲的通路，增大气流对齿面的摩擦和冲击，减小热量损失。热电模块材料设计，应通过比较金属材料的导热、导电、耐腐蚀等综合性能来选择。建议负极材料采用铜镍合金/氧化铝陶瓷复合材料。负极正面(直接接触高温尾气的一面)采用铜镍合金材料，因铜镍合金具有良好的导电导热性能，且具有优良的耐蚀性能，以避免尾气腐蚀对导热导电性能造成影响。负极背面(即不直接与尾气接触的一面)为氧化铝陶瓷涂层。这种涂层一方面在负、正两电极间作为绝缘层可防止短路，另一方面作为绝热层可阻碍汽车尾气的热量从负极传递到正极，从而使两极间保持持续温差产生电流。正极采用纯铜制成，外用绝缘套管包覆，暴露于空气中。将负、正两个电极的一端用铜线连接起来，将两个电极的另一端分别与蓄电池的电极相连，形成闭合回路。利用本技术提供的尾气废热发电系统，可以将燃油利用率提高约10%。附图说明 图I本技术装置示意图具体实施方式结合附图对本技术所述的热能发电装置的结构加以说明。将本技术中的热能发电装置用卡具I固定在汽车排气管2上。卡具I采用点焊方式与排气管2连接。高温尾气从进气口 3进入，与该装置中的负极4相遇，进行强制换热后，负极4被加热温度升高，在与正极5 (大气温度)的接触点产生持续温度差，这种温度差使两极材料间产生电位差，在电位差作用下负极金属电子的状态发生变化形成电流，产生的电流通过导线6储入蓄电池7中。权利要求1.一种提高燃油利用率的汽车尾气废热发电系统，其特征在于由两种金属材料分别作为负极和正极组成回路安装在汽车排气管上，且负极为管状安装在汽车排气管内部，且管状的内表面采用锯齿形结构。2.根据权利要求I所述的一种提高燃油利用率的汽车尾气废热发电系统，其特征在于锯齿设计成直角三角形，直角三角形斜边与排气管壁夹角为45°，锯齿的另一边垂直于排气管壁，且锯齿斜边对着汽车排气管的进气口。专利摘要一种提高燃油利用率的汽车尾气废热发电系统属于节能减排
，其特征在于由两种金属材料分别作为负极和正极组成回路安装在汽车排气管上，且负极为管状安装在汽车排气管内部，且管状的内表面采用锯齿形结构。本技术提供了一种利用汽车尾气与空气温差产生电流的热能发电系统，从而提高燃料的利用率。利用本技术提供的尾气废热发电系统，可以将燃油利用率提高约10%。文档编号H02N11/00GK202560356SQ201220201120公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日专利技术者贺彦捷 申请人:贺彦捷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高燃油利用率的汽车尾气废热发电系统，其特征在于：由两种金属材料分别作为负极和正极组成回路安装在汽车排气管上，且负极为管状安装在汽车排气管内部，且管状的内表面采用锯齿形结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺彦捷，
申请(专利权)人：贺彦捷，
类型：实用新型
国别省市：