专利名称：汽车尾气能量回收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能源回收再生利用技术，尤其是涉及一种对汽车尾气能量的回收再生利用装置。·
背景技术：
汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一，伴随着汽车工业的发展，车辆消耗的能源也与日俱增。目前，汽车的动力转换效率仅40%左右，燃油中有多达60%左右的能量没有得到有效利用，若将这些能量的10%利用起来，将带来良好的社会效益和可观的经济效
Mo于2009年10月21日公告、公告号为CN 201332370Y、名称为“利用车辆排气管进行温差发电的装置”的中国专利文件公开了一种汽车尾气能量回收装置，该装置“可以为车辆提供部分电能。它含有排气管外壳、温差发电片、翅片散热器。排气管的平面外壳与温差发电片高温面相接触，温差发电片的低温面向翅片散热器导热，翅片散热器将热量传导至环境中。温差发电片利用高低温面的温差产生电能。”根据该专利说明书的说明，该专利所述利用车辆排气管进行温差发电的装置与汽车蓄电池电连接，通过把所产生的电能给蓄电池充电而实现汽车尾气能量的回收利用，存在的问题是:当汽车蓄电池处于饱和状态时，必须切断该温差发电装置与汽车蓄电池的电连接以防止汽车蓄电池过度充电而损坏或降低使用寿命，因此该汽车尾气回收装置存在可利用时间少，对汽车尾气能量回收利用效果差的问题。
发明内容
本发明主要目的是提供一种对汽车尾气能量回收利用效果好的一种汽车尾气能量回收装置。本发明所用的技术方案是:一种汽车尾气能量回收装置，包括与汽车发动机排气系统相连的温差发电装置，电解制氢装置；所述电解制氢装置包括电解槽、氢气分离器、增压器和氢气存储器；电解槽由温差发电装置供电，氢气分离器与电解槽和增压器连通，增压器的出口和氢气存储器的进口连通，氢气存储器依次通过渗氢控制阀和防回火器和发动机的进气道相连通，渗氢控制阀与同时和渗氢控制阀及装于发动机的节气门处的节气门开度传感器相连的控制器控制相连，氢气存储器还设有限压用的安全开关阀。本发明，汽车行驶时，温差发电装置发出的电力通过稳压装置输出15V的电压作为电解槽的电源给电解槽供电，电解槽的电解液通电后电解生成氢气和氧气，所生成的氢气和氧气通过氢气分离器分离处理获得的氢气输入增压器，氢气经增压器增压后输入氢气存储器储存待用。已有研究表明，当汽车的汽油发动机的转速达到一定数值时，给进入发动机燃烧室的油气混合气渗入一定的氢气可以显著改善发动机的动力性和排放性能。而汽车的汽油发动机的转速由发动机的节气门控制，当发动机的转速达到一定数值时，控制器接收到节气门开度传感器传过来的信号打开渗氢控制阀，氢气存储器中的氢气经渗氢控制阀、防回火器渗入到发动机化油器和节气门之间的进气道中的油气混合气中与油气混合气相混合，然后进入发动机的燃烧室燃烧做功，从而达到改善发动机的动力性和排放性能，节约汽车油耗。利用本发明，可以几乎不必对发动机做任何改动，就可以改善发动机的性能、提高发动机的动力性和排放性能、降低汽车油耗。利用本发明，温差发电装置发出的电力可以得到持续利用，汽车尾气能量回收利用效果好。作为优选，所述电解槽为碱性电解槽，所述电解制氢装置还包括电解液循环泵与用于向电解槽补水的储水器，储水器通过补水阀门和电解槽连通，电解槽上设有和控制器电连接的电解液浓度传感器，补水阀门和控制器电连接，电解液循环泵进出端分别和氢气分离器与电解槽连通。本优选方案结构简单，制造、使用成本低。作为优选，所述电解槽为聚合物电解槽。本优选方案，电能利用率高，结构紧凑，使用可靠性和安全性高。作为优选，所述温差发电装置包括温差发电装置本体，所述温差发电装置本体包括内管、高温面与内管的外表面固连的温差发电片组和与温差发电片组的外表面固连的散热器；所述温差发电装置本体的内管的两端分别与汽车发动机排气系统的催化转换器的废气出口和消声器的废气入口连通。本优选方案，利用行车自然风进行散热冷却，温差发电片组的温差发电片高温面的温度为400°左右，低温面为200°左右，温差发电片的高低温面之间的温差约200°左右，温差发电装置的发电功率高，即温差发电装置对汽车尾气的能量回收利用率高；温差发电片组采用行车自然风进行散热冷却，结构简单，制造和使用成本低；发电装置的安装位置，不仅不会给排气系统增加更多的负担，影响排气负压，且离排气支管很近，温差发电器在获得更多的能量的同时可以降低催化转化器的工作高温。这样可以缓解高温下催化转化器中贵金属、氧化铝母体以及催化助剂二氧化铈等物质的性能劣化，且降低催化转化装置外壳温度，防止遇到易燃物时发生火灾危险。作为优选，所述温差发电装置设有三个温差发电装置本体，三个温差发电装置通过四通管和与汽车发动机排气系统的催化转换器的废气出口和消声器的废气入口连通。本优选方案，尾气能量回收利用率高，回收装置的发电装置的发电功率高，有利于提高电解制氢装置的制氢能力，对发动机的动力性和排放性改善效果好。综上所述，本发明带来的有益效果是:温差发电装置发出的电力可以得到持续利用，汽车尾气能量回收利用效果好；可以几乎不必对发动机做任何改动，就可以改善发动机的性能、提高发动机的动力性和排放性能、降低汽车油耗；本发明具有结构简单、制造、安装和使用维护成本低的优点。
图1是本发明的一种结构原理示意 图2是本发明的制氢装置结构原理示意 图3是本发明的温差发电装置结构示意 图4是本发明的温差发电装置与排气系统的连接结构示意图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1所示，本发明包括与汽车发动机排气系统相连的温差发电装置1、电解制氢装置2、渗氢控制阀3、防回火器4和控制器6。渗氢控制阀3为一种电磁阀，渗氢控制阀3和控制器6由汽车蓄电池供电。如图2所示，所述电解制氢装置包括电解槽2.1、氢气分离器2.2、增压器2.3和氢气存储器2.4 ;电解槽2.1由温差发电装置I供电，氢气分离器2.2与电解槽2.1和增压器2.3连通，增压器2.3的出口和氢气存储器2.4的进口连通，氢气存储器2.4依次通过渗氢控制阀3和防回火器4和发动机5位于化油器和节气门5.2之间的进气道5.1相连通，渗氢控制阀3与同时和渗氢控制阀3及装于发动机的节气门5.2处的节气门开度传感器相连的控制器6控制相连；氢气存储器2.4还设有限压用的安全开关阀
2.5，当氢气存储器2.4的氢气压力超过安全开关阀2.5的限压时可以通过安全开关阀2.5卸压以策安全。本实施例，所述电解槽2.1为碱性电解槽，所述电解制氢装置还包括电解液循环泵2.6与用于向电解槽补水的储水器2.7，储水器2.7通过补水阀门2.8和电解槽2.1连通，电解槽2.1上设有和控制器6电连接的电解液浓度传感器2.9，补水阀门2.8和控制器6电连接，电解液循环泵2.6进出端分别和氢气分离器2.2与电解槽2.1连通；补水阀门
2.8、电解液循环泵2.6由汽车蓄电池供电。如图3和图4所示，所述温差发电装置I包括温差发电装置本体1.1，所述温差发电装置本体包括内管1.1.1、高温面与内管1.1.1的外表面固连的温差发电片组1.1.2和与温差发电片组1.1.2的外表面固连的散热器1.1.3 ;本实施例，内管1.1.1用于安装温差发电片组1.1.2的中段为矩形管型管，散热器1.1.3为由铝合金材料制成的翘片型散热器，所述温差发电装置本体1.1的内管1.1.1的两端分别与汽车发动机排气系统的催化转换器5.3的废气出口和消声器5.4的废气入口连通。本实施例，所述温差发电装置I设有3个温差发电装置本体1.1，三个温差发电装置本体1.1的内管1.1.1通过四通管7和与汽车发动机排气系统的催化转换器5.3的废气出口和消声器
5.4的废气入口连通。汽车发动机排气系统的催化转换器5.3的废气出口和消声器5.4的废气入口之间原有的连接管长约2m，本发明的温差发电装置本体1.1设于汽车发动机排气系统的催化转换器5.3的废气出口和消声器5.4的废气入口之间，充分利用了空间，结构紧凑，汽车改动小，不仅不会给排气系统增加更多的负担，影响排气负压，且离排气支管很近，温差发电器在获得更多的能量的同时可以降低催化转化器的工作高温。这样可以缓解高温下催化转化器中贵金属、氧化铝母体以及催化助剂二氧化铈等物质的性能劣化，且降低催化转化装置外壳温度，防止遇到易燃物时发生火灾危险。温差发电装置发出的电力通过稳压装置1.2输出15V的电压作为电解槽的电源给电解槽2.1供电。以上实施例中的碱性电解槽可以改换成聚合物电解槽，相应的储水器2.7则改为纯水储水器，具有电能利用率高，结构紧凑，使用可靠性和安全性高的优点。此外，以上实施例中，四通管7和催化转换器5.3的废气出口和消声器5.4的废气入口之间还可以加设相应的废气流弯导管8，这样可将温差发电装置横置于底盘下，温差发电装置横置安装结构更加紧凑。总之，以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围。凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种汽车尾气能量回收装置，包括与汽车发动机排气系统相连的温差发电装置，其特征是:它还包括有电解制氢装置(2)，所述电解制氢装置包括电解槽(2.1)、氢气分离器(2.2)、增压器(2.3)和氢气存储器(2.4);电解槽(2.1)由温差发电装置(I)供电，氢气分离器(2.2)与电解槽(2.1)和增压器(2.3)连通，增压器(2.3)的出口和氢气存储器(2.4)的进口连通，氢气存储器(2.4)依次通过渗氢控制阀(3)和防回火器(4)和发动机的进气道(5.1)相连通，渗氢控制阀(3 )与同时和渗氢控制阀(3 )及装于发动机的节气门(5.2 )处的节气门开度传感器相连的控制器(6)控制相连，氢气存储器(2.4)还设有限压用的安全开关阀(2.5)。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气能量回收装置，其特征是:所述电解槽(2.1)为碱性电解槽，所述电解制氢装置还包括电解液循环泵(2.6)与用于向电解槽补水的储水器(2.7)，储水器(2.7)通过补水阀门(2.8 )和电解槽(2.1)连通，电解槽(2.1)上设有和控制器(6 )电连接的电解液浓度传感器(2.9 )，补水阀门(2.8 )和控制器(6 )电连接，电解液循环泵(2.6)进出端分别和氢气分离器(2.2)与电解槽(2.1)连通。
3.根据权利要求1所述的汽车尾气能量回收装置，其特征是:所述电解槽(2.1)为聚合物电解槽。
4.根据权利要求1或2或3所述的汽车尾气能量回收装置，其特征是:所述温差发电装置(I)包括温差发电装置本体，所述温差发电装置本体包括内管(1.1.1)、高温面与内管(1.1.0的外表面固连的温差发电片组(1.1.2)和与温差发电片组(1.1.2)的外表面固连的散热器(1.1.3);所述温差发电装置本体的内管(1.1.1)的两端分别与汽车发动机排气系统的催化转换器(5.3)的废气出口和消声器(5.4)的废气入口连通。
5.根据权利要求1或2或3所述的汽车尾气能量回收装置，其特征是:所述温差发电装置(I)设有三个温差发电装置本体(1.1)，三个温差发电装置本体的内管(1.1.1)通过四通管(7)和与汽车发动机排气系统的催化转换器(5.3)的废气出口和消声器(5.4)的废气入口连通。
全文摘要
汽车尾气能量回收装置，包括温差发电装置，电解制氢装置；电解制氢装置包括电解槽、氢气分离器、增压器和氢气存储器；电解槽由温差发电装置供电，氢气分离器与电解槽和增压器连通，增压器的出口和氢气存储器的进口连通，氢气存储器依次通过渗氢控制阀和防回火器和发动机的进气道相连通，渗氢控制阀与同时和渗氢控制阀及装于发动机的节气门处的节气门开度传感器相连的控制器控制相连，氢气存储器还设有限压用的安全开关阀。本发明涉及能源回收再生利用技术，本发明温差发电装置发出的电力可以得到持续利用，汽车尾气能量回收利用效果好，可以几乎不必对发动机做任何改动，就可以改善发动机的性能、提高发动机的动力性和排放性能、降低汽车油耗。
文档编号H02N11/00GK103114898SQ20121036171
公开日2013年5月22日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者许铭, 刘向阳, 罗显任 申请人:湖南吉利汽车部件有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司