專利名稱：汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，與日俱增車輛的節(jié)能問題也越來越受關(guān)注。然而內(nèi)燃機(jī)所消耗燃油中60%以上的能量沒有得到有效利用，絕大部分以汽車尾氣余熱的形式排放到大氣中，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和能源浪費(fèi)。據(jù)測(cè)定，汽車行駛中排放尾氣的溫度可達(dá)600°C以上，若對(duì)這部分熱量進(jìn)行合理回收利用可以大大節(jié)省汽車的油耗，同時(shí)達(dá)到節(jié)能解排、具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。使用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)可以有效的回收汽車行進(jìn)中的尾氣熱量。溫差發(fā)電設(shè)備具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、無運(yùn)動(dòng)部件等特點(diǎn)，在低品位熱能利用方面具有獨(dú)特的效果。把它 安裝在內(nèi)燃機(jī)的尾氣管上，能夠?qū)?nèi)燃機(jī)運(yùn)行余熱直接轉(zhuǎn)換為電能，供汽車內(nèi)電氣設(shè)備使用。與傳統(tǒng)的車載交流發(fā)電機(jī)相比，溫差發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電力完全不會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，達(dá)到了節(jié)油效果。汽車尾氣管通常具有非平面形狀的外形輪廓，普通的平面塊狀形式的溫差發(fā)電片(熱電片)不能直接安裝在現(xiàn)有的汽車尾氣管上，需要對(duì)溫差發(fā)電片或汽車尾氣管作適應(yīng)性處理。中國(guó)專利CN201507346U披露了一種技術(shù)方案，其利用一種獨(dú)立的汽車尾氣溫差發(fā)電裝置，使用時(shí)截?cái)嘣械钠囄矚夤芤越尤朐撈囄矚鉁夭畎l(fā)電裝置。該技術(shù)方案需要對(duì)尾氣管進(jìn)行改動(dòng)，改動(dòng)操作難度較大，另外，對(duì)于不同品牌汽車的不同排氣結(jié)構(gòu)的尾氣管而言，接入的溫差發(fā)電裝置可能存在影響汽車尾氣排放的隱患。中國(guó)專利CN200997576Y披露了一種技術(shù)方案，使用弧形熱電片直接固定于尾氣管外表面，避免了對(duì)汽車尾氣管結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，然而對(duì)熱電片的生產(chǎn)和低溫端的散熱提出了較高的要求，增加了生產(chǎn)和使用難度。中國(guó)專利CN201523345U和CN201277082Y分別公開了使用與尾氣管外形契合的導(dǎo)熱平臺(tái)的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，避免了使用弧形熱電片，減小了生產(chǎn)和使用難度。然而會(huì)大量增加整個(gè)裝置的重量，增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，抵消尾氣發(fā)電的節(jié)能效果，同時(shí)由于各型號(hào)汽車的尾氣管外徑均不相同，需要對(duì)各種型號(hào)的尾氣管單獨(dú)設(shè)計(jì)單獨(dú)加工，不利于設(shè)計(jì)成本和制造成本的降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，以提高對(duì)尾氣管外形的適應(yīng)能力。為此，本實(shí)用新型提供了一種汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，包括至少兩個(gè)溫差發(fā)電模組，沿汽車尾氣管的圓周方向排列在汽車尾氣管外周上，各溫差發(fā)電模組包括剛性基板、散熱基板、夾設(shè)在剛性基板和散熱基板之間的若干熱電片、在剛性基板的沿汽車尾氣管圓周方向的兩側(cè)設(shè)置的兩隔熱板、以及自汽車尾氣管向剛性基板傳熱的柔性導(dǎo)熱基座；第一連接件，沿汽車尾氣管的圓周方向連接在相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板之間；以及抱箍機(jī)構(gòu)，包括在汽車尾氣管的圓周上沿相反方向分別與鄰近的溫差發(fā)電模組的隔熱板連接的第二連接件和第三連接件、以及連接第二連接件和第三連接件的旋擰螺栓。進(jìn)一步地，上述柔性導(dǎo)熱基座由抵接汽車尾氣管的若干導(dǎo)熱彈性片組成。進(jìn)一步地，上述柔性導(dǎo)熱基座包括設(shè)置在兩隔熱板的下端之間的柔性基板和位于柔性基板和剛性基板之間的若干導(dǎo)熱彈性片。進(jìn)一步地，上述若干導(dǎo)熱彈性片焊接在柔性基板和剛性基板之間。進(jìn)一步地，上述柔性導(dǎo)熱基座還包括緩沖件，緩沖件連接在柔性基板與隔熱板之間。進(jìn)一步地，上述第一連接件包括合頁(yè)和使合頁(yè)保持在閉合狀態(tài)的彈性元件，第一·連接件的合頁(yè)的兩個(gè)合頁(yè)板分別與相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板連接。進(jìn)一步地，沿汽車尾氣管的圓周方向排列的溫差發(fā)電模組的數(shù)量為三個(gè)，三個(gè)溫差發(fā)電模組分別位于汽車尾氣管的頂部和左右兩側(cè)。在本實(shí)用新型汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的具有柔性導(dǎo)熱基座的溫差發(fā)電模組沿汽車尾氣管的圓周方向串聯(lián)連接成一個(gè)整體，在安裝時(shí)僅需要將適配抱箍機(jī)構(gòu)的抱緊長(zhǎng)度即可適應(yīng)大多數(shù)類型的汽車尾氣管，解決現(xiàn)有技術(shù)的汽車尾氣管溫差發(fā)電設(shè)備需要對(duì)特定規(guī)格的尾氣管進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品自重過大等問題，產(chǎn)品輕便，且易安裝和拆卸，發(fā)電功率可自由搭配，有助于推廣對(duì)汽車尾氣發(fā)電裝置的使用，節(jié)省能源，減少污染安裝拆卸方便。除了上面所描述的目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型具有的其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

構(gòu)成本說明書的一部分、用于進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的附圖示出了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并與說明書一起用來說明本實(shí)用新型的原理。圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的溫差發(fā)電模組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示的溫差發(fā)電模組在適應(yīng)尾氣管外形后的狀態(tài)；圖4是圖3所示的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的抱箍機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖6是圖I所示的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的鉸鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I汽車尾氣管3溫差發(fā)電模組31柔性基板32導(dǎo)熱彈性片33剛性基板34熱電片35散熱基板36隔熱板37緩沖件21第二連接件22第三連接件23、24第一連接件[0032]72旋擰螺栓71、73螺釘5散熱風(fēng)扇6散熱水冷器8彈性元件。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。圖I至圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的汽車尾氣溫差發(fā)電裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。如圖I至圖4所示，本實(shí)用新型的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，包括至少兩個(gè)溫差發(fā)電模組3，沿汽車尾氣管的圓周方向排列在汽車尾氣管I外周上，各溫差發(fā)電模組3包括剛性基板33、散熱基板35、夾設(shè)在剛性基板33和散熱基板35之間的若干熱電片34、 在剛性基板33的沿汽車尾氣管圓周方向的兩側(cè)設(shè)置的兩隔熱板36、以及自汽車尾氣管I向剛性基板33傳熱的柔性導(dǎo)熱基座；第一連接件23、24，沿汽車尾氣管的圓周方向連接在相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板36之間；以及抱箍機(jī)構(gòu)，包括在汽車尾氣管的圓周上沿相反方向分別與臨近的溫差發(fā)電模組的隔熱板例如通過螺釘73連接的第二連接件21和第三連接件22、以及連接第二連接件21和第三連接件22的旋擰螺栓72。在本實(shí)用新型汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的具有柔性導(dǎo)熱基座的溫差發(fā)電模組沿汽車尾氣管的圓周方向串聯(lián)連接成一個(gè)整體，在安裝時(shí)僅需要將適配抱箍機(jī)構(gòu)的抱緊長(zhǎng)度即可適應(yīng)大多數(shù)類型的汽車尾氣管，解決現(xiàn)有技術(shù)的汽車尾氣管溫差發(fā)電設(shè)備需要對(duì)特定規(guī)格的尾氣管進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品自重過大等問題，產(chǎn)品輕便，且易安裝和拆卸，發(fā)電功率可自由搭配，有助于推廣對(duì)汽車尾氣發(fā)電裝置的使用，節(jié)省能源，減少污染安裝拆卸方便。在本實(shí)施例中，溫差發(fā)電模組3自裝接對(duì)象(即汽車尾氣管I)向外依次包括柔性基板31、多個(gè)導(dǎo)熱彈性片32、剛性基板33、溫差發(fā)電片34和散熱基板35，每個(gè)溫差發(fā)電模組在散熱基板以下的外側(cè)包覆設(shè)有隔熱板36，且隔熱板36通過螺釘與剛性基板相固定。隔熱板可選用如絕熱陶瓷，絕熱玻璃，石棉等剛性絕熱材料。其底緣與裝接對(duì)象接觸處的外形可以選擇弧面、平面等多種形式，以方便與尾氣管表面接觸。在本實(shí)施例中，散熱基板35上設(shè)有散熱風(fēng)扇5，實(shí)現(xiàn)散熱。在剛性基板33與散熱基板35之間形成結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的溫差發(fā)電區(qū)域。以剛性基板33為界，其上表面部分主要負(fù)責(zé)溫差發(fā)電，其下表面部分主要與該溫差發(fā)電模組的安裝相關(guān)。利用所設(shè)的柔性基板31和多個(gè)導(dǎo)熱彈性片32，該溫差發(fā)電模組3可以安裝在任意平面或弧曲面上。在本實(shí)施例中，柔性導(dǎo)熱基座包括若干導(dǎo)熱彈性片32、設(shè)置在兩隔熱板36的下端之間的柔性基板31、連接在柔性基板31與隔熱板36之間的緩沖件37，其中，若干導(dǎo)熱彈性片焊接在柔性基板和剛性基板之間。上述柔性基板31可為彎曲的薄銅片或其它導(dǎo)熱材料，通過若干導(dǎo)熱彈性片與剛性基板連接。在未安裝狀態(tài)時(shí)，柔性基板處于自然平面形態(tài)，如圖2所示。當(dāng)與裝接對(duì)象(汽車尾氣管I)弧形面接觸后，柔性基板受力彎曲，其彎曲弧度與尾氣管弧面吻合。結(jié)合導(dǎo)熱硅脂等輔助材料，實(shí)現(xiàn)與汽車尾氣管的緊密熱接觸。柔性基板彎曲后，其形變傳遞給其上方的多個(gè)導(dǎo)熱彈性片，多個(gè)導(dǎo)熱彈性片再與剛性基板連接，實(shí)現(xiàn)了由曲面熱源到平面熱源的轉(zhuǎn)換。上述導(dǎo)熱彈性片將發(fā)揮三個(gè)方面的作用1、吸收形變，實(shí)現(xiàn)熱源面特性的轉(zhuǎn)換；
2、傳導(dǎo)熱量，將柔性基板吸收的熱量傳遞至剛性基板；3、支撐，一方面對(duì)柔性基板起擠壓作用，保證柔性基板與汽車尾氣管的緊密接觸，另一方面擠壓上方的剛性基板，使剛性基板與溫差發(fā)電片緊密接觸。優(yōu)選地，該溫差發(fā)電模組含有兩個(gè)以上的溫差發(fā)電片34，該溫差發(fā)電片34分別與散熱基板底面和剛性導(dǎo)熱基板上表面相接，用于在兩者之間所形成的劇烈溫差下進(jìn)行半導(dǎo)體溫差發(fā)電。為進(jìn)一步提高各溫差發(fā)電片的發(fā)電效率、減少熱能損耗，本實(shí)施例還在各個(gè)溫差發(fā)電片之間填充有隔熱材料層(兩溫差發(fā)電片間的空白區(qū)域，未圖示)。隔熱材料層石棉、絕熱陶瓷或絕熱棉等覆蓋在剛性基板之上。隔熱材料中均勻留出空隙，露出剛性基板以安裝溫差發(fā)電片。隔熱材料中設(shè)有溫差發(fā)電片的線路，且厚度略低 于溫差發(fā)電片厚度，以保證溫差發(fā)電片與冷熱兩端的熱接觸緊密。溫差發(fā)電模組熱端輔助以導(dǎo)熱膏與剛性基板接觸；溫差發(fā)電片冷端與散熱基板緊密接觸，其界面同樣輔助以導(dǎo)熱膏等導(dǎo)熱材料。優(yōu)選地，為增強(qiáng)熱傳導(dǎo)與溫差發(fā)電片之間的效率，在該溫差發(fā)電模組中對(duì)應(yīng)溫差發(fā)電片處的導(dǎo)熱彈性片密度大于溫差發(fā)電片隔空處的導(dǎo)熱彈性片密度。此處，關(guān)于導(dǎo)熱彈性片的分布結(jié)構(gòu)根據(jù)應(yīng)用的不同具有多種實(shí)施方式。對(duì)應(yīng)裝接對(duì)象為弧面的情況，溫差發(fā)電裝置中導(dǎo)熱彈性片的分布密度自中央向外圍漸密。對(duì)應(yīng)裝接對(duì)象為平面的情況，溫差發(fā)電裝置中導(dǎo)熱彈性片的分布密度均勻。針對(duì)不同的應(yīng)用狀況，導(dǎo)熱彈性片的分布結(jié)構(gòu)具有靈活設(shè)計(jì)性。緩沖件37例如緩沖彈片分別與柔性基板的邊緣和隔熱板的底緣相連。根據(jù)柔性基板31的長(zhǎng)度變化而自身拉伸或收縮，從而保持柔性導(dǎo)熱基座31與隔熱板36之間的連接關(guān)系，同時(shí)起到平衡柔性基板位置的作用。在柔性導(dǎo)熱基座的另一實(shí)施例中，僅包括若干導(dǎo)熱彈性片。這些彈性片直接與汽車尾氣管的外周直接接觸，將汽車尾氣管上的熱量傳導(dǎo)至剛性基板上。當(dāng)與裝接對(duì)象(尾氣管)弧形面接觸后，若干彈性片受力彎曲，其彎曲弧度與尾氣管弧面吻合。該若干彈性片還起到擠壓上方的剛性基板的作用，使剛性基板與溫差發(fā)電片(即熱電片)緊密接觸。在柔性導(dǎo)熱基座的又一實(shí)施例中，柔性導(dǎo)熱基座為導(dǎo)熱硅脂襯墊。該導(dǎo)熱硅脂墊可以為充滿導(dǎo)熱硅脂的柔性囊狀物。 在本實(shí)施例中，第一連接件為鋼帶，用于間隔有一定距離的溫差發(fā)電模組的連接。圖5和圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。與圖I所示的實(shí)施例不同之處在于，第一連接件包括合頁(yè)4和使合頁(yè)4保持在閉合狀態(tài)的彈性元件，第一連接件的合頁(yè)4分別與相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板例如通過螺釘71連接。該彈性元件8起輔助固定作用，還可用來防止溫差發(fā)電組件一端翹起。在本實(shí)施例中，散熱基板35上設(shè)有水冷散熱器6,用于水冷散熱。在圖I和圖5所示的實(shí)施例中，沿汽車尾氣管的圓周方向排列的溫差發(fā)電模組的數(shù)量為三個(gè)，三個(gè)溫差發(fā)電模組分別位于汽車尾氣管的頂部和左右兩側(cè)。在其他實(shí)施例中，溫差發(fā)電模組的數(shù)量可以為兩個(gè)或三個(gè)以上，通過抱箍固定在汽車尾氣管的表面。[0055]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，包括 至少兩個(gè)溫差發(fā)電模組，沿所述汽車尾氣管的圓周方向排列在汽車尾氣管外周上，各所述溫差發(fā)電模組包括剛性基板、散熱基板、夾設(shè)在所述剛性基板和散熱基板之間的若干熱電片、在所述剛性基板的沿所述汽車尾氣管圓周方向的兩側(cè)設(shè)置的兩隔熱板、以及自所述汽車尾氣管向所述剛性基板傳熱的柔性導(dǎo)熱基座； 第一連接件，沿所述汽車尾氣管的圓周方向連接在相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板之間；以及 抱箍機(jī)構(gòu)，包括在所述汽車尾氣管的圓周上沿相反方向分別與鄰近的溫差發(fā)電模組的隔熱板連接的第二連接件和第三連接件、以及連接所述第二連接件和第三連接件的旋擰螺栓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述柔性導(dǎo)熱基座由抵接所述汽車尾氣管的若干導(dǎo)熱彈性片組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述柔性導(dǎo)熱基座包括設(shè)置在所述兩隔熱板的下端之間的柔性基板和位于所述柔性基板和剛性基板之間的若干導(dǎo)熱彈性片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述若干導(dǎo)熱彈性片焊接在所述柔性基板和所述剛性基板之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述柔性導(dǎo)熱基座還包括緩沖件，所述緩沖件連接在所述柔性基板與所述隔熱板之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述第一連接件包括合頁(yè)和使所述合頁(yè)保持在閉合狀態(tài)的彈性元件，所述第一連接件的合頁(yè)的兩個(gè)合頁(yè)板分別與相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，其特征在于，沿所述汽車尾氣管的圓周方向排列的溫差發(fā)電模組的數(shù)量為三個(gè)，三個(gè)溫差發(fā)電模組分別位于所述汽車尾氣管的頂部和左右兩側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車尾氣管溫差發(fā)電裝置，包括至少兩個(gè)溫差發(fā)電模組，沿汽車尾氣管的圓周方向排列在汽車尾氣管外周上，各溫差發(fā)電模組包括剛性基板、散熱基板、夾設(shè)在剛性基板和散熱基板之間的若干熱電片、在剛性基板的沿汽車尾氣管圓周方向的兩側(cè)設(shè)置的兩隔熱板、以及自汽車尾氣管向剛性基板傳熱的柔性導(dǎo)熱基座；第一連接件，沿汽車尾氣管的圓周方向連接在相鄰兩溫差發(fā)電模組的隔熱板之間；以及抱箍機(jī)構(gòu)，包括在汽車尾氣管的圓周上沿相反方向分別與鄰近的溫差發(fā)電模組的隔熱板連接的第二連接件和第三連接件、以及連接第二連接件和第三連接件的旋擰螺栓。本實(shí)用新型的溫差發(fā)電裝置產(chǎn)品輕便，且易安裝和拆卸，發(fā)電功率可自由搭配，有助于推廣對(duì)汽車尾氣發(fā)電裝置的使用。
文檔編號(hào)F01N5/00GK202713201SQ20122031808
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者金安君, 許世森, 彭文博, 劉大為, 李啟明 申請(qǐng)人:中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司