用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于基于半導(dǎo)體溫差發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)增長和人民的生活水平的提高，中國已經(jīng)成為汽車產(chǎn)銷大國，2012年我國汽車銷量達(dá)到1900萬輛，汽車保有量達(dá)1.2億輛。其中私人汽車在未來20年將持續(xù)增長;汽車工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
[0003]目前汽車行駛過程中，內(nèi)燃機(jī)燃油過程中只有30%用于汽車動(dòng)力輸出，其中約有40%的熱量通過發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管以廢熱形式散失到大氣中去。若能有效的利用尾氣中的余熱進(jìn)行發(fā)電提供汽車再利用，則能提高汽車的燃油效率，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]現(xiàn)在的汽車電子化趨勢(shì)明顯，而車載電子設(shè)備均由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)提供電能，如能利用余熱發(fā)電取代部分或者全部車載電子設(shè)備的供電，則減少了發(fā)電機(jī)的負(fù)載，從而節(jié)約了燃油。
[0005]在現(xiàn)有的有關(guān)汽車尾氣發(fā)電裝置的專利中:例如公開號(hào)為CN200997576的專利文獻(xiàn)I中公開了利用汽車排氣溫度的溫差發(fā)電裝置，該溫差發(fā)電裝置在排氣管的外壁上設(shè)半導(dǎo)體材料，但是其熱電材料為弧形，生產(chǎn)安裝要求高，穩(wěn)定性不好，且熱電材料的低溫面散熱性能不佳。
[0006]此外，在公開號(hào)為CN101436838的專利文獻(xiàn)2中提供了一種車輛排氣管外殼采用平面結(jié)構(gòu)的溫差發(fā)電裝置，避免使用弧形溫差發(fā)電片，但是該裝置中排氣管外殼采用整體結(jié)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)與排氣管的緊密接觸，增加了熱阻，進(jìn)而影響熱電片的高溫面的溫度;另外，該裝置中排氣管內(nèi)部無導(dǎo)流翅片，導(dǎo)致尾氣中熱量只有少量通過熱輻射傳遞，傳熱效率有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于以上所述，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器，其是利用汽車排氣管余熱進(jìn)行熱交換發(fā)電的裝置，具有余熱利用效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、可靠性好、發(fā)電效率高、使用壽命長等特點(diǎn)。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器，包括:換熱器腔體;設(shè)于所述換熱器腔體內(nèi)部的用于控制廢熱氣流方向的多個(gè)翅片；分別設(shè)于所述換熱器腔體前后兩端的用于連接廢熱氣流通道與所述換熱器腔體的連接構(gòu)件。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型，通過該連接構(gòu)件可以有效地使廢熱氣流從廢熱氣流通道流入換熱器腔體后再流出至廢熱氣流通道。且通過設(shè)于換熱器腔體內(nèi)部的用于控制廢熱氣流方向的多個(gè)翅片，可以使廢熱氣流與翅片產(chǎn)生摩擦，將廢熱氣流中的熱量傳遞到換熱器。
[0010]另外，多個(gè)翅片也增加了廢熱氣流與換熱器主體接觸的面積，使廢熱氣流中的熱量最大化地傳遞到換熱器主體，能夠提高熱電發(fā)電模塊高溫端的溫度，從而提高熱電發(fā)電模塊的發(fā)電功率，進(jìn)而提高廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率，使廢熱的利用率提高。
[0011]由此，也可有效實(shí)現(xiàn)換熱器腔體前段和后段的表面溫度一致性，使得熱電發(fā)電模塊輸出功率具有一致性，降低了系統(tǒng)內(nèi)耗，使系統(tǒng)總功率有效增加，也為后續(xù)電源管理提供便利性。且該多個(gè)翅片也可以使對(duì)廢熱氣流的阻力達(dá)到平衡，對(duì)前段產(chǎn)生廢熱氣流的設(shè)備不造成干涉。
[0012]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，所述連接構(gòu)件包括與所述廢熱氣流通道相連的圓形法蘭轉(zhuǎn)接件、與所述換熱器腔體相連的方形法蘭轉(zhuǎn)接件、以及連接于所述圓形法蘭轉(zhuǎn)接件和方形法蘭轉(zhuǎn)接件之間的過渡件。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型，設(shè)置上述圓形法蘭轉(zhuǎn)接件和方形法蘭轉(zhuǎn)接件以及過渡件可以實(shí)現(xiàn)汽車排氣管與方形換熱器緊湊連接，增加換熱面積。
[0014]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，還包括設(shè)于所述換熱器腔體外表面上的多個(gè)熱電器件以及與各熱電器件對(duì)應(yīng)的冷卻單元。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型，通過設(shè)于換熱器腔體外表面上的多個(gè)熱電器件以及與各熱電器件對(duì)應(yīng)的冷卻單元，可以有效構(gòu)成該換熱器的熱電發(fā)電模塊。
[0016]在本實(shí)用新型中，包括設(shè)于所述換熱器腔體外表面上的用于固定各熱電器件的定位構(gòu)件。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型，通過該定位構(gòu)件可以有效地將各熱電器件固定于換熱器腔體外表面，而使各熱電器件相對(duì)于換熱器表面無位移，提高了熱電發(fā)電模塊的使用壽命;另外也使整個(gè)系統(tǒng)安裝完畢后，提高系統(tǒng)的抗震動(dòng)性和可靠性。
[0018]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，所述定位構(gòu)件與所述多個(gè)翅片是由具有高導(dǎo)熱率的招、招合金、銅、或銅合金鑄造或者壓鑄成型的構(gòu)件。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型，定位構(gòu)件與多個(gè)翅片由高導(dǎo)熱率材料鑄造或者壓鑄成型可以減少整個(gè)換熱器的熱阻。
[0020]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，所述連接構(gòu)件是由沖壓成型的所述過渡件與所述圓形法蘭轉(zhuǎn)接件和方形法蘭轉(zhuǎn)接件焊接成整體而構(gòu)成的構(gòu)件。
[0021 ]根據(jù)本實(shí)用新型，由沖壓成型的過渡件與圓形法蘭轉(zhuǎn)接件和方形法蘭轉(zhuǎn)接件焊接成整體而構(gòu)成上述連接構(gòu)件，可以實(shí)現(xiàn)汽車排氣管與方形換熱器緊湊連接，增加換熱面積。
[0022]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，所述多個(gè)翅片在與所述廢熱氣流方向垂直的方向上延伸，且所述多個(gè)翅片具有不同的長度及高度。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型，多個(gè)翅片在與廢熱氣流方向垂直的方向上延伸，且具有不同的長度及高度，從而可增加換熱面積，盡可能多的將熱量從廢氣中交換出來。
[0024]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，所述多個(gè)翅片中的長度長的長翅片沿所述換熱器腔體內(nèi)部的廢熱氣流流動(dòng)的方向交錯(cuò)排列，且所述長翅片之間隔有一熱電器件。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型，長翅片沿?fù)Q熱器腔體內(nèi)部的廢熱氣流流動(dòng)的方向交錯(cuò)排列，且長翅片之間隔有一熱電器件，從而可增長廢熱流經(jīng)的途徑，更多的熱量通過換熱器傳導(dǎo)至熱電器件。
[0026]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，所述長翅片的長度為150-250mm，約占所述換熱器腔體的寬度的3/4，所述長翅片的高度為所述換熱器腔體內(nèi)部空間的高度，所述長翅片的厚度為1.5-3_。優(yōu)選地，該長翅片的高度約為30-40_。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型，長翅片的上述尺寸設(shè)置可增長廢熱流經(jīng)的途徑。
[0028]又，在本實(shí)用新型中，也可以是，所述每?jī)蓚€(gè)長翅片之間與所述廢熱氣流方向垂直的方向上設(shè)有兩組長度短的短翅片，且每組短翅片的長度為80-130mm，約占所述換熱器腔體的寬度的2/5，所述短翅片的高度為2-3mm，所述短翅片的厚度為1.5-2mm，且各所述短翅片之間的間隔為3-4mm。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型，短翅片的上述數(shù)量、尺寸設(shè)置可大大增加換熱面積。
[0030]本實(shí)用新型可包含權(quán)利要求書和/或說明書和/或附圖中公開的至少兩個(gè)結(jié)構(gòu)的任意組合。尤其是，本實(shí)用新型包含權(quán)利要求書的各項(xiàng)權(quán)利要求的兩個(gè)以上的任意組合。
【附圖說明】
[0031]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器的一實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為圖1所示的換熱器的換熱器腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3為圖2所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的下半部分的俯視圖；
[0034]圖4為圖2所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的下半部分的剖視圖；
[0035]圖5為圖1所示的換熱器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6為圖5所示的換熱器的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施形態(tài)詳細(xì)說明本實(shí)用新型的用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器，包括其構(gòu)成、原理、工作過程等。本實(shí)用新型的用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器是一種基于半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)的節(jié)能減排裝置，尤其可以是將汽車排氣管廢熱轉(zhuǎn)換為電能供汽車再利用的汽車排氣管溫差發(fā)電節(jié)能裝置中的核心機(jī)構(gòu)。
[0038]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器的一實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的換熱器的換熱器腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的下半部分的俯視圖；圖4為圖2所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的下半部分的剖視圖。
[0039]如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型的用于廢熱熱電發(fā)電系統(tǒng)的換熱器，包括:換熱器腔體6;設(shè)于該換熱器腔體6的內(nèi)部的用于控制廢熱氣流方向的多個(gè)翅片63;以及分別設(shè)于該換熱器腔體6的前后兩端的用于連接廢熱氣流通道(圖示省略)與換熱器腔體6的連接構(gòu)件。
[0040]通過該連接構(gòu)件可以有效地使廢熱氣流從廢熱氣流通道流入換熱器腔體6后再流出至廢熱氣流通道。具體地，如圖1所示，該連接構(gòu)件包括與廢熱氣流通道相連的圓形法蘭轉(zhuǎn)接件1、與換熱器腔體6相連的方形法蘭轉(zhuǎn)接件3、以及連接于圓形法蘭轉(zhuǎn)接件I和方形法蘭轉(zhuǎn)接件3之間的過渡件2。在本實(shí)施形態(tài)中，該過渡件2可以是不銹鋼材料沖壓成型的過渡坡口。
[0041]在本實(shí)用新型中，該連接構(gòu)件可以是由沖壓成型的過渡件2與圓形法蘭轉(zhuǎn)接件I和方形法蘭轉(zhuǎn)接件3焊接成整體而構(gòu)成的構(gòu)件。
[0042]且在如圖5所示的換熱器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖中，在換熱器腔體6的前后兩端的連接構(gòu)件分別包括與前端的廢熱氣流通道相連的前端圓形法蘭轉(zhuǎn)接件11和與后