一種適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，包括具有進氣口和排氣口的殼體、連接在進氣口處的進氣管、連接在排氣口處的排氣管，氣流經(jīng)進氣管流入殼體，從排氣管流出，殼體的一端部從內(nèi)部向外邊緣逐漸縮小，進氣口位于殼體的小端位置處，排氣消聲器還包括固定設置在殼體內(nèi)的集熱擋板，集熱擋板將殼體內(nèi)部分隔成兩個腔體：集熱腔和消聲腔，進氣口連通集熱腔，排氣口連通消聲腔，集熱腔呈俠縫型，且沿氣流流動方向，俠縫逐漸變窄，集熱腔與消聲腔連通。該排氣消聲器結構緊湊，占用的底盤空間小，同時可減小額外的背壓和噪聲的產(chǎn)生，從而減小對排氣系統(tǒng)性能的影響，使其同時具有溫差發(fā)電和消除排氣噪聲雙重功效。
【專利說明】一種適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及汽車配件技術領域，具體涉及一種適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器。
[0003]
【背景技術】
[0004]當前，汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨環(huán)境污染與石油資源匱乏兩大難題。隨著各國排放法規(guī)日趨嚴格，環(huán)保和節(jié)能成為21世紀汽車技術發(fā)展的重要方向。研究表明，傳統(tǒng)汽車發(fā)動機的燃油能量僅30%左右用于驅動車輪，剩余約70 %的能量沒有被有效利用，其中約40 %的能量以尾氣廢熱形式排放到空氣中，造成了巨大的能源浪費和嚴重的環(huán)境污染。若對這部分廢熱加以二次利用，則會有效降低汽車的燃油消耗，減少對環(huán)境的污染。
[0005]溫差發(fā)電技術是對尾氣廢熱加以二次利用的有效途徑，它通過熱電轉換材料將尾氣中的廢熱轉換成電能，供汽車內(nèi)電器設備使用，具有無運動部件、無噪聲、無污染、工作可靠、結構緊湊、使用壽命長等特點，在低品位熱能利用方面具有獨特的優(yōu)勢。它的工作原理是將排氣管路作為熱電模塊的熱端，冷卻水箱作為熱電模塊的冷端，一旦汽車正常行駛，排氣廢熱就從熱電模塊的熱端流入冷端，流經(jīng)熱電模塊的一部分熱能被轉換成電能，實現(xiàn)溫差發(fā)電。
[0006]目前汽車尾氣溫差發(fā)電技術主要是將排氣管路的高溫壁面作為溫差發(fā)電模塊的熱端，排氣廢熱通過加熱壁面來進行溫差發(fā)電，只有少量廢熱通過壁面被利用，大部分廢熱通過排氣管路直接排走，排氣廢熱的利用率較低。為了提高余熱回收效率，前人設計了多種集熱箱體來提高集熱效果。專利CN201310077133、CN201420772818、CN201420708417中采用專門的集熱箱體表面作為溫差發(fā)電模塊的熱端，提高了集熱效果，增大了熱端接觸面積，提高了排氣余熱回收效率。但是集熱箱體體積較大，內(nèi)部含有大量導熱翅片，作為單獨部件接入排氣系統(tǒng)后既會占用大量底盤空間，同時會產(chǎn)生較大的背壓和噪聲，必然影響排氣系統(tǒng)的性能以及整車綜合性能。集熱箱體一般安裝在催化器之后消聲器之前的排氣管路上，消聲器同樣體積較大，也要占用大量底盤空間。由于底盤空間緊湊，存在集熱箱體與排氣消聲器的安裝位置矛盾問題。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的問題，提供一種結構緊湊，占用底盤空間小、又能減小額外的背壓和噪聲產(chǎn)生的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
一種適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，包括具有進氣口和排氣口的殼體、連接在所述進氣口處的進氣管、連接在所述排氣口處的排氣管，氣流經(jīng)所述進氣管流入所述殼體，從所述排氣管流出，所述殼體的一端部從內(nèi)部向外邊緣逐漸縮小，所述進氣口位于所述殼體的小端位置處，所述排氣消聲器還包括固定設置在所述殼體內(nèi)的集熱擋板，所述集熱擋板將所述殼體內(nèi)部分隔成兩個腔體:集熱腔和消聲腔，所述進氣口連通所述集熱腔，所述排氣口連通所述消聲腔，所述集熱腔呈俠縫型，且沿所述氣流流動方向，所述俠縫逐漸變窄，所述集熱腔與所述消聲腔連通。
[0010]優(yōu)選地，所述排氣消聲器還包括用于改善氣流流速的導流裝置，所述導流裝置設置在所述集熱腔內(nèi)且位于所述殼體的縮口的位置處。
[0011]進一步地，所述導流裝置包括多個導流板，多個所述導流板沿垂直于氣流的流動方向間隔設置。
[0012]進一步地，從所述殼體中部到外邊緣，各個所述導流板的長度逐漸變短。
[0013]進一步地，從所述殼體中部到外邊緣，各個所述導流板與所述殼體中心軸線之間的夾角逐漸增大。
[0014]進一步地，從所述殼體中部到外邊緣，靠近所述進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離逐漸增大，遠離所述進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離相同。
[0015]進一步地，從所述殼體中部到外邊緣，靠所述近進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離相同，遠離所述進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離逐漸減小。
[0016]進一步地，各個所述導流板遠離所述進氣口的一端部位于同一直線上。
[0017]進一步地，多個所述導流板分別設置在所述殼體中部、沿所述殼體的中心軸線內(nèi)對稱設于所述殼體內(nèi)。
[0018]優(yōu)選地，所述集熱擋板延伸至靠近所述殼體的另一端部，所述集熱腔的末端與所述消聲腔連通。
[0019]由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器的殼體表面可作為熱電模塊的熱端用于溫差發(fā)電，同時該排氣消聲器本身又具有消除排氣噪音的功能，與現(xiàn)有技術的集熱箱體加排氣消聲器的組合相比，本發(fā)明的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器結構緊湊，占用的底盤空間小，同時可減小額外的背壓和噪聲的產(chǎn)生，從而減小對排氣系統(tǒng)性能的影響，使其同時具有溫差發(fā)電和消除排氣噪聲雙重功效。
[0020]
【附圖說明】
[0021]附圖1為本發(fā)明的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器的立體圖；
附圖2為本發(fā)明的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器的主視圖；
附圖3為本發(fā)明的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器的俯視圖。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例來對本發(fā)明的技術方案作進一步的闡述。
[0024]參見圖1?圖3所示的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，包括殼體1，殼體I具有進氣口和排氣口，該排氣消聲器還包括連接在進氣口位置處的進氣管2、連接在排氣口位置處的排氣管3，氣流從進氣管2流入殼體I內(nèi)部，從排氣管3流出殼體I。
[0025]殼體I的一端部從內(nèi)部向外邊緣逐漸縮小，進氣口位于殼體I的最小的一端部。一種具體的實施例，殼體I呈一端部具有縮口的長方體的形狀，殼體I的長度延伸方向與氣流的流動方向相同，進氣口位于殼體I的長度方向上的一端部，即縮口端，排氣口位于殼體I的長度方向上的另一端部，優(yōu)選地，進氣口和排氣口位于同一直線方向上。
[0026]該排氣消聲器還包括設置在殼體I的內(nèi)部的集熱擋板4，集熱擋板4將殼體I的內(nèi)腔分隔成兩個腔體:集熱腔51和消聲腔52，集熱腔51與消聲腔52相連通，殼體I上的進氣口連通集熱腔51，殼體I上的排氣口連通消聲腔52，集熱腔51呈俠縫型，從而使集熱腔51的空間尺寸較小，使得消聲腔52的容積與殼體I的容積相當，故集熱腔51的加入對該排氣消聲器消聲量的影響很小，同時，當集熱腔51通道狹小時，氣流流過時充分與殼體I的表面接觸，使殼體I的表面溫度迅速升高，使得集熱效果較好。
[0027]由于氣流剛流入集熱腔51時溫度較高，在流動過程中溫度逐漸降低，為使集熱效果在氣流流動方向上保持一致，沿氣流流動方向，俠縫逐漸變窄，從而使得殼體I上下表面的溫度沿流動方向分布均勻。
[0028]在本實施例中，殼體I的上下表面的面積大于其前后表面的面積，因此將熱電模塊安裝在殼體I的上下表面上吸收殼體I上下表面的熱量來進行發(fā)電，實現(xiàn)汽車尾氣余熱的回收利用。故集熱擋板4分別與殼體I的上下表面之間形成俠縫，集熱擋板4的前后兩側分別固定連接在殼體I的前后兩側上。
[0029]消聲腔52不是一個中空的腔體，其具體的內(nèi)部結構可根據(jù)具體的消聲要求來進行設定，也可以采用現(xiàn)有技術中的消聲腔的結構。
[0030]為使得該排氣消聲器的消聲腔52適用于現(xiàn)有技術中任意一種消聲器的消聲腔的結構，集熱擋板4延伸到靠近殼體I的長度方向上的另一端部，且使集熱腔51除末端與消聲腔52相連通外，其余部位集熱腔51與消聲腔52各自獨立，互不相通。
[0031]該排氣消聲器還包括用于改善氣流流動速度的導流裝置，導流裝置設置在集熱腔51內(nèi)，且位于殼體I的縮口的位置處，導流裝置包括多個導流板，多個導流板沿垂直于氣流的流動方向依次間隔設置。
[0032]一種具體的實施例，導流板包括第一導流板61、第二導流板62、第三導流板63、第四導流板64、第五導流板65、第六導流板66、第七導流板67，第一導流板61沿殼體I的中心軸線的延伸方向延伸設置，第二導流板62、第三導流板63、第四導流板64分別位于第一導流板61的一側，且從殼體I的中心向外邊緣依次間隔設置，第五導流板65、第六導流板66、第七導流板67分別位于第一導流板61的另一側，且從殼體I的中心向外邊緣依次間隔設置。第一導流板61的長度最長，第二導流板62、第三導流板63、第四導流板64的長度逐漸減小，且與殼體I的中心軸線之間的夾角逐漸增大;第五導流板65、第六導流板66、第七導流板67的長度逐漸較小，且與殼體I的中心軸線之間的夾角逐漸增大，第一導流板61、第二導流板62、第三導流板63、第四導流板64、第五導流板65、第六導流板66、第七導流板67遠離進氣口的一端部位于同一直線上。
[0033]為使得集熱腔51內(nèi)氣流流速更均勻，從殼體I的中部到外邊緣，靠近進氣口位置處的相鄰兩個導流板的一端部之間的距離逐漸增大，遠離進氣口位置處的相鄰兩個導流板的一端部之間的距離相同；或者，從殼體I的中部到外邊緣，靠近進氣口位置處的相鄰兩個導流板的一端部之間的距離相同，遠離進氣口位置處的相鄰兩個導流板的一端部之間的距離逐漸減小。
[0034]優(yōu)選地，第二導流板62與第五導流板65對稱設置，第三導流板63與第六導流板66對稱設置，第四導流板64與第七導流板67對稱設置。
[0035]該排氣消聲器工作時，氣流從進氣管2流入殼體I中，遇到集熱擋板4后，被分成上下兩股，沿著集熱腔51流動。在集熱腔51內(nèi)，氣流首先遇到導流裝置，使集熱腔51內(nèi)部的氣流流速分布變得均勻，然后均勻的氣流沿著殼體I與集熱擋板4之間的狹縫流動，在集熱擋板4末端流出，進入消聲腔52，在消聲腔52內(nèi)部消除排氣噪音，最后氣流從排氣管3中排出。
[0036]該適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器可作為熱電模塊的熱端用于溫差發(fā)電，同時該排氣消聲器本身又具有消除排氣噪音的功能，與現(xiàn)有技術的集熱箱體加排氣消聲器的組合相比，該排氣消聲器結構緊湊，占用的底盤空間?。欢耶敋饬髁魅爰療崆粫r，由于是集熱腔是漸擴結構，中部流速較高，兩端流速較低，通過導流裝置的設置使得流動的垂直方向上氣流流速變得均勻，從而可保證殼體的上下表面的溫度沿流動垂直方向的均勻性；同時，集熱腔采用俠縫且逐漸變窄的結構形式使得殼體的上下表面的溫度分布更均勻，同時還不影響消聲器的消聲量，這樣，殼體的上下表面作為熱電模塊的熱端，熱端溫度分布的均勻性，可提高熱電模塊的工作效率，減小對熱電模塊的損壞，從而提高溫差發(fā)電的性能以及使用壽命。另外，該集熱腔內(nèi)部除了導流裝置外，未加入集熱翅片，產(chǎn)生的額外噪音和流動阻力減小，從而減小了對排氣系統(tǒng)性能的影響。
[0037]
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，包括具有進氣口和排氣口的殼體、連接在所述進氣口處的進氣管、連接在所述排氣口處的排氣管，氣流經(jīng)所述進氣管流入所述殼體，從所述排氣管流出，其特征在于:所述殼體的一端部從內(nèi)部向外邊緣逐漸縮小，所述進氣口位于所述殼體的小端位置處，所述排氣消聲器還包括固定設置在所述殼體內(nèi)的集熱擋板，所述集熱擋板將所述殼體內(nèi)部分隔成兩個腔體:集熱腔和消聲腔，所述進氣口連通所述集熱腔，所述排氣口連通所述消聲腔，所述集熱腔呈俠縫型，且沿所述氣流流動方向，所述俠縫逐漸變窄，所述集熱腔與所述消聲腔連通。2.根據(jù)權利要求1所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:所述排氣消聲器還包括用于改善氣流流速的導流裝置，所述導流裝置設置在所述集熱腔內(nèi)且位于所述殼體的縮口的位置處。3.根據(jù)權利要求2所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:所述導流裝置包括多個導流板，多個所述導流板沿垂直于氣流的流動方向間隔設置。4.根據(jù)權利要求3所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:從所述殼體中部到外邊緣，各個所述導流板的長度逐漸變短。5.根據(jù)權利要求3所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:從所述殼體中部到外邊緣，各個所述導流板與所述殼體中心軸線之間的夾角逐漸增大。6.根據(jù)權利要求3所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:從所述殼體中部到外邊緣，靠近所述進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離逐漸增大，遠離所述進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離相同。7.根據(jù)權利要求3所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:從所述殼體中部到外邊緣，靠所述近進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離相同，遠離所述進氣口位置處的相鄰兩個所述導流板之間的距離逐漸減小。8.根據(jù)權利要求3所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:各個所述導流板遠離所述進氣口的一端部位于同一直線上。9.根據(jù)權利要求3所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:多個所述導流板分別設置在所述殼體中部、沿所述殼體的中心軸線內(nèi)對稱設于所述殼體內(nèi)。10.根據(jù)權利要求1所述的適用于尾氣熱電回收的排氣消聲器，其特征在于:所述集熱擋板延伸至靠近所述殼體的另一端部，所述集熱腔的末端與所述消聲腔連通。
【文檔編號】F01N13/00GK106050375SQ201610622080
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月2日
【發(fā)明人】余文杰, 鄭四發(fā)
【申請人】清華大學蘇州汽車研究院（相城）, 華環(huán)（蘇州）汽車科技有限公司