專利名稱：一種利用余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機排出的尾氣余熱能量發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種利用余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)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(fā)動機動力輸出占燃料燃燒總熱量的25% 42%。發(fā)動機尾氣的余熱具有溫度高、壓強大、流速快的特點，因此尾氣所含能量在浪費的熱量中占主要部分。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(yīng)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(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種利用余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，利用柴油機的尾氣余熱進行發(fā)電，減少能量損耗，達到節(jié)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(yīng)。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種利用余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，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(gòu)成的管體；在該管體內(nèi)還設(shè)置有一個尾氣余熱交換裝置，該尾氣余熱交換裝置包括金屬管束、第一密封環(huán)、第二密封環(huán)，所述第一密封環(huán)和第二密封環(huán)的內(nèi)部分別具有一個中空結(jié)構(gòu)的腔室；所述金屬管束設(shè)置于第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間，并將第一密封環(huán)的腔室與第二密封環(huán)的腔室互相連通；所述第一密封環(huán)設(shè)置有一個進氣口，第二密封環(huán)設(shè)置有一個出氣口。所述定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，還包括壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發(fā)動機、發(fā)電機，所述壓氣機和儲氣罐管路連接，所述單向閥與氣動發(fā)動機管路連接，所述氣動發(fā)動機連接發(fā)電機；所述第一密封環(huán)的進氣口管路連接儲氣罐，所述第二密封環(huán)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(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點進入管體(由上殼和下殼構(gòu)成)內(nèi)的高溫尾氣在排出管體的同時，對尾氣余熱交換裝置的金屬管束進行加熱，被加熱后的金屬管束，通過其管壁將熱量傳遞給金屬管束內(nèi)部的氣體工質(zhì)(該氣體工質(zhì)來自壓氣機、儲氣罐)，經(jīng)過加熱后的氣體工質(zhì)在金屬管束內(nèi)同時具備了高溫高壓的條件，當(dāng)達到足夠的溫度和壓力時，則推開單向閥流入氣動發(fā)動機，氣動發(fā)動機膨脹做功，推動氣動發(fā)動機運行并帶動發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了熱能、機械能、電能之間的轉(zhuǎn)化。通過將高溫尾氣的余熱收集起來進行發(fā)電，減少能量損耗，達到節(jié)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(yīng)，有利于低碳生活的推進和環(huán)境質(zhì)量的進一步改善。本發(fā)明在集熱器的管體內(nèi)設(shè)置了余熱交換裝置，通過金屬管束、第一密封環(huán)、第二密封環(huán)的組合，并結(jié)合壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發(fā)動機、發(fā)電機，有效的將了尾氣的余熱轉(zhuǎn)化為電能。具有技術(shù)手段簡便易行、造價低廉、工作效率高、安全可靠、節(jié)約能源等優(yōu)點。本發(fā)明適用于范圍廣，不僅適用于柴油機及汽油機的尾氣，還適用于各種具有熱廢氣排放的設(shè)備中。本發(fā)明環(huán)境適應(yīng)性強，比如在易燃、高溫、振動、潮濕、粉塵等惡劣條件下都可正常工作。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)及裝配示意圖。圖2是本發(fā)明的尾氣余熱交換裝置放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本發(fā)明具體應(yīng)用示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。實施例如圖1、2所示。本發(fā)明利用余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，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(gòu)成的管體，在該管體內(nèi)還設(shè)置有一個尾氣余熱交換裝置，該尾氣余熱交換裝置包括金屬管束5、第一密封環(huán)3、第二密封環(huán)4，所述第一密封環(huán)3和第二密封環(huán)4的內(nèi)部分別具有一個中空結(jié)構(gòu)的腔室；所述金屬管束5設(shè)置于第一密封環(huán)3與第二密封環(huán)4之間，并將第一密封環(huán)3的腔室與第二密封環(huán)4的腔室互相連通；所述第一密封環(huán)3設(shè)置有一個進氣口 3-1，第二密封環(huán)4設(shè)置有一個出氣口
4-1。;尾氣由第二密封環(huán)4的那一端進入到(上殼和下殼構(gòu)成的)管體內(nèi)，再從第一密封環(huán)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(fā)電系統(tǒng)，還包括壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發(fā)動機、發(fā)電機，所述壓氣機和儲氣罐管路連接，所述單向閥與氣動發(fā)動機管路連接，所述氣動發(fā)動機連接發(fā)電機；所述第一密封環(huán)3的進氣口 3-1管路連接儲氣罐，所述第二密封環(huán)4的出氣口 4-1管路連接單向閥。為了不影響原有設(shè)備(如柴油機)尾氣排出管路的排氣順暢度，所述第一密封環(huán)3和第二密封環(huán)4的內(nèi)徑，應(yīng)當(dāng)與該設(shè)備尾氣排出管路的排氣口內(nèi)徑盡量相同。金屬管束5與第一密封環(huán)3和第二密封環(huán)4的連接端彎向內(nèi)側(cè)，可以充分吸收尾氣中的余熱。金屬管束5由多根銅管構(gòu)成，銅管的內(nèi)徑根據(jù)具體情況而定。采用銅管具有導(dǎo)熱快、耐腐蝕等優(yōu)點。以下結(jié)合圖3，簡述本專利工作過程
壓氣機運轉(zhuǎn)，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(jīng)壓氣機壓縮后氣體壓力產(chǎn)生波動，類似于電路中的電容；當(dāng)儲氣罐內(nèi)的氣體被壓縮并達到一定壓力值時，壓縮后的氣體通過進氣管3-1、第一密封環(huán)3內(nèi)的腔室進入金屬管束5內(nèi)，與此同時，進入管體(由上殼I和下殼2構(gòu)成)內(nèi)的高溫尾氣對金屬管束5進行加熱，被加熱后的金屬管束5，通過其管壁將熱量傳遞給金屬管束5內(nèi)部的氣體工質(zhì)(或者壓力氣體)，經(jīng)過加熱后的氣體工質(zhì)在金屬管束5內(nèi)同時具備了高溫高壓的條件，當(dāng)達到足夠的溫度和壓力時，由出氣口 4-1流出并推開單向閥流入氣動發(fā)動機，氣動發(fā)動機膨脹做功，推動氣動發(fā)動機運行并帶動發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了熱能、機械能、電能之間的轉(zhuǎn)化。通過將高溫尾氣的余熱收集起來進行發(fā)電，減少能量損耗，達到節(jié)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(yīng)，有利于低碳生活的推進和環(huán)境質(zhì)量的進一步改善。如上所述便可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括一個集熱器，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(gòu)成的管體；在該管體內(nèi)還設(shè)置有一個尾氣余熱交換裝置，該尾氣余熱交換裝置包括金屬管束、第一密封環(huán)、第二密封環(huán)，所述第一密封環(huán)和第二密封環(huán)的內(nèi)部分別具有一個中空結(jié)構(gòu)的腔室；所述金屬管束設(shè)置于第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間，并將第一密封環(huán)的腔室與第二密封環(huán)的腔室互相連通；所述第一密封環(huán)設(shè)置有一個進氣口，第二密封環(huán)設(shè)置有一個出氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用尾氣余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，還包括壓氣機、儲氣罐、單向閥、氣動發(fā)動機、發(fā)電機，所述壓氣機和儲氣罐管路連接，所述單向閥與氣動發(fā)動機管路連接，所述氣動發(fā)動機連接發(fā)電機； 所述第一密封環(huán)的進氣口管路連接儲氣罐，所述第二密封環(huán)的出氣口管路連接單向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用尾氣余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述上殼和下殼通過螺栓連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用余熱能的定壓加熱發(fā)電系統(tǒng)，包括一個集熱器，該集熱器內(nèi)還設(shè)置有一個尾氣余熱交換裝置，該尾氣余熱交換裝置包括金屬管束、第一密封環(huán)、第二密封環(huán)，所述第一密封環(huán)和第二密封環(huán)的內(nèi)部分別具有一個中空結(jié)構(gòu)的腔室；所述金屬管束設(shè)置于第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間，并將第一密封環(huán)的腔室與第二密封環(huán)的腔室互相連通；所述第一密封環(huán)設(shè)置有一個進氣口，第二密封環(huán)設(shè)置有一個出氣口。通過尾氣余熱交換裝置將高溫尾氣的余熱收集起來進行發(fā)電，實現(xiàn)了熱能、機械能、電能之間的轉(zhuǎn)化，減少能量損耗，達到節(jié)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(yīng)，有利于低碳生活的推進和環(huán)境質(zhì)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(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者謝小鵬, 王東輝, 蔡洪斌, 馬超良, 曹立峰, 黃恒 申請人:華南理工大學(xué)