一種用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及柴油或汽油發(fā)動機尾氣余熱再利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，交通工具使用的能源絕大部分是汽油和柴油，而提煉出汽油和柴油的石油是不可再生資源，隨著人類的開采越來越少，當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)了好幾次全球范圍的能源危機。另外，大量使用化石能源帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。與此相悖的是，當(dāng)前交通工具上使用的內(nèi)燃機熱效率都不高，化石燃料中超過50%的能量未被有效利用，而是隨著尾氣排進大氣，造成資源浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機。利用交通工具的尾氣中的高溫作為斯特林發(fā)動機的熱源，使得尾氣中的熱能轉(zhuǎn)換為斯特林發(fā)動機的機械能，然后再通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。
[0004]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]—種用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，包括連接在交通工具的尾氣排出管路上的三元催化器4，所述三元催化器4兩側(cè)表面分別設(shè)有一缸體；
[0006]所述缸體包括多組冷熱腔，每組冷熱腔有一個冷腔12和一個熱腔13，以及對應(yīng)設(shè)置在冷腔12及熱腔13內(nèi)的冷腔活塞6和熱腔活塞5;所述冷腔12和熱腔13的末端連通，并在該連通處設(shè)有回?zé)崞?;所述冷腔12和熱腔13其內(nèi)裝有氫氣或者氦氣；
[0007]所述冷腔活塞6和熱腔活塞5，分別通過與之對應(yīng)的冷腔連杠10以及熱腔連杠11連接曲柄連杠機構(gòu);三元催化器4將尾氣中的熱量傳遞給缸體，使冷腔12及熱腔13內(nèi)的氫氣或者氦氣受熱膨脹，并推動熱腔活塞5和冷腔活塞6往復(fù)交替運動，通過曲柄連杠機構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動并輸出電能。
[0008]所述冷腔活塞6和熱腔活塞5的運動方向與三元催化器4內(nèi)的尾氣流動方向相垂直。
[0009 ]所述冷腔12與熱腔13之間設(shè)置有阻止熱腔13內(nèi)的熱量向冷腔12內(nèi)傳遞的隔熱石棉3 ο
[0010]所述隔熱石棉3的長度與冷腔活塞6及熱腔活塞5的行程相同。
[0011 ]所述三元催化器4的外表面與缸體的外表面面接觸。
[0012]所述曲柄連杠機構(gòu)包括大齒輪8、第一曲軸14、第二曲軸15、以及分別與大齒輪8嚙合的第一齒輪7和第二齒輪9;在第一曲軸14和第二曲軸15的作用下，推動第一齒輪7、第二齒輪9和大齒輪8轉(zhuǎn)動，由大齒輪8的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，使其輸出電能。
[0013]熱腔活塞5和冷腔活塞6，均采用全浮式或半浮式連接與其對應(yīng)的冷腔連杠10和熱腔連杠11。
[0014]所述回?zé)崞?為金屬絲網(wǎng)，該金屬絲網(wǎng)作為蓄熱器，并使氫氣或者氦氣能在冷腔12及熱腔13之間的流動。
[0015]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0016]本實用新型將三元催化器連接在尾氣排出管路上，并在三元催化器4兩側(cè)表面分別設(shè)有一缸體;缸體包括多組冷熱腔，每組冷熱腔有一個冷腔12和一個熱腔13，以及對應(yīng)設(shè)置在冷腔12及熱腔13內(nèi)的熱腔活塞5和冷腔活塞6構(gòu)成;所述冷腔12和熱腔13的末端連通，并在該連通處設(shè)有回?zé)崞?;所述冷腔12和熱腔13其內(nèi)裝有氫氣或者氦氣;三元催化器將尾氣中的熱量傳遞給缸體，使熱腔活塞和冷腔活塞內(nèi)的氫氣或者氦氣受熱膨脹，并推動熱腔活塞和冷腔活塞往復(fù)交替運動，通過曲柄連杠機構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動并輸出電能。實現(xiàn)能源回收再利用。
[0017]本實用新型熱腔活塞5和冷腔活塞6的運動方向與三元催化器4內(nèi)的尾氣流動方向相垂直，有效解決了曲軸與三元催化器的運動干涉問題，節(jié)約了空間。
[0018]本實用新型冷腔12與熱腔13之間設(shè)置有阻止熱腔13內(nèi)的熱量向冷腔12內(nèi)傳遞的隔熱石棉3，有效阻止了熱腔的熱量過多地向冷腔傳遞，確保冷熱腔有足夠的溫差，進一步提高了能量轉(zhuǎn)換效率。
[0019]本實用新型技術(shù)手段簡便易行，造價低廉，安裝/拆卸/維護方便，使用壽命長，工作效率高，使柴油或汽油發(fā)動機的尾氣余熱得到了充分的再利用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2為本實用新型外觀的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。
[0023]實施例
[0024]如圖1、2所示。本實用新型公開了一種用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，包括連接在交通工具的尾氣排出管路上的三元催化器4，所述三元催化器4兩側(cè)表面分別設(shè)有一缸體；
[0025]所述缸體包括多組冷熱腔，每組冷熱腔有一個冷腔12和一個熱腔13，以及對應(yīng)設(shè)置在冷腔12及熱腔13內(nèi)的冷腔活塞6和熱腔活塞5構(gòu)成;所述冷腔12和熱腔13的末端連通，并在該連通處設(shè)有回?zé)崞?;所述冷腔12和熱腔13其內(nèi)裝有氫氣或者氦氣(以下簡稱工質(zhì))；
[0026]所述冷腔活塞6和熱腔活塞5，分別通過與之對應(yīng)的冷腔連杠10以及熱腔連杠11連接曲柄連杠機構(gòu);三元催化器4將尾氣中的熱量傳遞給缸體，使冷腔12及熱腔13內(nèi)的氫氣或者氦氣受熱膨脹，并推動熱腔活塞5和冷腔活塞6往復(fù)交替運動，通過曲柄連杠機構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動并輸出電能。
[0027]所述冷腔活塞6和熱腔活塞5的運動方向與三元催化器4內(nèi)的尾氣流動方向相垂直。三元催化器4是一呈扁平狀的殼體，橫截面類似橢圓，縱截面是一個矩形。缸體分別緊密貼合在三元催化器4的上下表面，以便最大化的獲得三元催化器4中的尾氣中的高溫?zé)崮堋?br>[0028]所述冷腔12與熱腔13之間設(shè)置有阻止熱腔13內(nèi)的熱量向冷腔12內(nèi)傳遞的隔熱石棉3 ο
[0029]所述隔熱石棉3的長度與冷腔活塞6及熱腔活塞5的行程相同。
[0030]所述三元催化器4的外表面與缸體的外表面面接觸。
[0031 ]所述曲柄連杠機構(gòu)包括大齒輪8、第一曲軸14、第二曲軸15、以及分別與大齒輪8嗤合的第一齒輪7和第二齒輪9;在第一曲軸14和第二曲軸15的作用下，推動第一齒輪7、第二齒輪9和大齒輪8轉(zhuǎn)動，由大齒輪8的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，使其輸出電能。
[0032]熱腔活塞5和冷腔活塞6，均采用全浮式或半浮式連接與其對應(yīng)的冷腔連杠10和熱腔連杠11。
[0033]所述回?zé)崞?為金屬絲網(wǎng)，該金屬絲網(wǎng)作為蓄熱器，并使氫氣或者氦氣能在冷腔12及熱腔13之間流動。
[0034]當(dāng)高溫尾氣流過三元催化器4時，一方面在三元催化器4內(nèi)催化劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將對部分對環(huán)境有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，另一方面通過熱傳導(dǎo)，將高溫尾氣中的能量通過熱能的形式傳到缸體，缸體的熱腔內(nèi)工質(zhì)受熱膨脹，推動熱腔活塞對外做功，然后溫度降低，工質(zhì)收縮，經(jīng)回?zé)崞?進入冷腔12，在冷腔進一步降溫，進一步收縮，然后在冷腔活塞6的推動下將低溫工質(zhì)經(jīng)回?zé)崞?推回?zé)崆?3，工質(zhì)經(jīng)過回?zé)崞?時受熱，膨脹，進入熱腔13之后進一步受熱膨脹，推動熱腔13內(nèi)的熱腔活塞5做功，完成一個循環(huán)。
[0035]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
[0036]本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(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，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于包括連接在交通工具的尾氣排出管路上的三元催化器(4)，所述三元催化器(4)兩側(cè)表面分別設(shè)有一缸體； 所述缸體包括多組冷熱腔，每組冷熱腔由一個冷腔(12)和一個熱腔(13)，以及對應(yīng)設(shè)置在冷腔(I2)及熱腔(13)內(nèi)的冷腔活塞(6)和熱腔活塞(5);所述冷腔(I2)和熱腔(13)的末端連通，并在該連通處設(shè)有回?zé)崞?2);所述冷腔(12)和熱腔(13)其內(nèi)裝有氫氣或者氦氣； 所述冷腔活塞(6)和熱腔活塞(5)，分別通過與之對應(yīng)的冷腔連杠(10)以及熱腔連杠(11)連接曲柄連杠機構(gòu);三元催化器(4)將尾氣中的熱量傳遞給缸體，使冷腔(I 2)及熱腔(13)內(nèi)的氫氣或者氦氣受熱膨脹，并推動熱腔活塞(5)和冷腔活塞(6)往復(fù)交替運動，通過曲柄連杠機構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動并輸出電能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于:所述熱腔活塞(5)和冷腔活塞(6)的運動方向與三元催化器(4)內(nèi)的尾氣流動方向相垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于:所述冷腔(12)與熱腔(13)之間設(shè)置有阻止熱腔(13)內(nèi)的熱量向冷腔(12)內(nèi)傳遞的隔熱石棉3。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于:所述隔熱石棉3的長度與冷腔活塞(6)及熱腔活塞(5)的行程相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于:所述三元催化器(4)的外表面與缸體的外表面面接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于:所述曲柄連杠機構(gòu)包括大齒輪(8)、第一曲軸(14)、第二曲軸(15)、以及分別與大齒輪(8)嗤合的第一齒輪(7)和第二齒輪(9);在第一曲軸(14)和第二曲軸(15)的作用下，推動第一齒輪(7)、第二齒輪(9)和大齒輪(8)轉(zhuǎn)動，由大齒輪(8)的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，使其輸出電能。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于:熱腔活塞(5)和冷腔活塞(6)，均采用全浮式或半浮式連接與其對應(yīng)的冷腔連杠(10)和熱腔連杠(Il)08.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，其特征在于:所述回?zé)崞?2)為金屬絲網(wǎng)，該金屬絲網(wǎng)作為蓄熱器，并使氫氣或者氦氣能在冷腔(12)及熱腔(13)之間流動。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于交通工具尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動機，包括連接在交通工具的尾氣排出管路上的三元催化器，三元催化器兩側(cè)表面分別設(shè)有一缸體；缸體包括多組冷熱腔，每組冷熱腔有一個冷腔和一個熱腔，以及對應(yīng)設(shè)置在冷腔及熱腔內(nèi)的冷腔活塞和熱腔活塞；冷腔活塞和熱腔活塞，分別通過與之對應(yīng)的冷腔連杠以及熱腔連杠連接曲柄連杠機構(gòu)；三元催化器將尾氣中的熱量傳遞給缸體，使使冷腔及熱腔內(nèi)的工質(zhì)受熱膨脹，并推動熱腔活塞和冷腔活塞往復(fù)交替運動，通過曲柄連杠機構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動并輸出電能。本實用新型技術(shù)手段簡便易行，造價低廉，安裝/拆卸/維護方便，使用壽命長，使柴油或汽油發(fā)動機的尾氣余熱得到了充分的再利用。
【IPC分類】F01N5/02, F02G1/043
【公開號】CN205206990
【申請?zhí)枴緾N201521047067
【發(fā)明人】莫一夫, 林春波
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月15日