专利名称：一种利用余热能的定压加热发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油机排出的尾气余热能量发电系统，尤其涉及一种利用余热能的定压加热发电系统。
背景技术：
柴油发动机作为大型机车的心脏，是其动力的来源，也是燃料的直接消耗者。大型柴油发动机动力输出占燃料燃烧总热量的25% 42%。发动机尾气的余热具有温度高、压强大、流速快的特点，因此尾气所含能量在浪费的热量中占主要部分。将这些废气直接排放到大气中，这样一方面造成了大量的能量散失，另一方面给目前严重的温室效应带来更大 的压力。因此，若能将柴油机尾气中的这部分能量回收利用起来，一定能够带来可观的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种利用余热能的定压加热发电系统，利用柴油机的尾气余热进行发电，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少大量废气的排放，有效缓解温室效应。本发明通过下述技术方案实现一种利用余热能的定压加热发电系统，包括一个集热器，该集热器是连接在尾气排出管路上的一个由上壳和下壳构成的管体；在该管体内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束、第一密封环、第二密封环，所述第一密封环和第二密封环的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束设置于第一密封环与第二密封环之间，并将第一密封环的腔室与第二密封环的腔室互相连通；所述第一密封环设置有一个进气口，第二密封环设置有一个出气口。所述定压加热发电系统，还包括压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，所述压气机和储气罐管路连接，所述单向阀与气动发动机管路连接，所述气动发动机连接发电机；所述第一密封环的进气口管路连接储气罐，所述第二密封环的出气口管路连接单向阀。所述上壳和下壳通过螺栓连接。本发明与现有的技术相比具有以下优点进入管体(由上壳和下壳构成)内的高温尾气在排出管体的同时，对尾气余热交换装置的金属管束进行加热，被加热后的金属管束，通过其管壁将热量传递给金属管束内部的气体工质(该气体工质来自压气机、储气罐)，经过加热后的气体工质在金属管束内同时具备了高温高压的条件，当达到足够的温度和压力时，则推开单向阀流入气动发动机，气动发动机膨胀做功，推动气动发动机运行并带动发电机发电，实现了热能、机械能、电能之间的转化。通过将高温尾气的余热收集起来进行发电，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少大量废气的排放，有效缓解温室效应，有利于低碳生活的推进和环境质量的进一步改善。本发明在集热器的管体内设置了余热交换装置，通过金属管束、第一密封环、第二密封环的组合，并结合压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，有效的将了尾气的余热转化为电能。具有技术手段简便易行、造价低廉、工作效率高、安全可靠、节约能源等优点。本发明适用于范围广，不仅适用于柴油机及汽油机的尾气，还适用于各种具有热废气排放的设备中。本发明环境适应性强，比如在易燃、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣条件下都可正常工作。
图I是本发明的整体结构及装配示意图。图2是本发明的尾气余热交换装置放大结构示意图。图3本发明具体应用示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。实施例如图1、2所示。本发明利用余热能的定压加热发电系统，包括一个集热器，该集热器是连接在尾气排出管路上的一个由上壳I和下壳2构成的管体，在该管体内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束5、第一密封环3、第二密封环4，所述第一密封环3和第二密封环4的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束5设置于第一密封环3与第二密封环4之间，并将第一密封环3的腔室与第二密封环4的腔室互相连通；所述第一密封环3设置有一个进气口 3-1，第二密封环4设置有一个出气口
4-1。;尾气由第二密封环4的那一端进入到(上壳和下壳构成的)管体内，再从第一密封环3的那一端排出。所述上壳I和下壳2通过螺栓连接。如图3所示。所述定压加热发电系统，还包括压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，所述压气机和储气罐管路连接，所述单向阀与气动发动机管路连接，所述气动发动机连接发电机；所述第一密封环3的进气口 3-1管路连接储气罐，所述第二密封环4的出气口 4-1管路连接单向阀。为了不影响原有设备(如柴油机)尾气排出管路的排气顺畅度，所述第一密封环3和第二密封环4的内径，应当与该设备尾气排出管路的排气口内径尽量相同。金属管束5与第一密封环3和第二密封环4的连接端弯向内侧，可以充分吸收尾气中的余热。金属管束5由多根铜管构成，铜管的内径根据具体情况而定。采用铜管具有导热快、耐腐蚀等优点。以下结合图3，简述本专利工作过程
压气机运转，外界空气进入压气机中，提升气体的压力；此时，压力气体进入到储气罐，储气罐的作用是为了抑制经压气机压缩后气体压力产生波动，类似于电路中的电容；当储气罐内的气体被压缩并达到一定压力值时，压缩后的气体通过进气管3-1、第一密封环3内的腔室进入金属管束5内，与此同时，进入管体(由上壳I和下壳2构成)内的高温尾气对金属管束5进行加热，被加热后的金属管束5，通过其管壁将热量传递给金属管束5内部的气体工质(或者压力气体)，经过加热后的气体工质在金属管束5内同时具备了高温高压的条件，当达到足够的温度和压力时，由出气口 4-1流出并推开单向阀流入气动发动机，气动发动机膨胀做功，推动气动发动机运行并带动发电机发电，实现了热能、机械能、电能之间的转化。通过将高温尾气的余热收集起来进行发电，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少了大量废气的排放，有效缓解温室效应，有利于低碳生活的推进和环境质量的进一步改善。如上所述便可较好的实现本发明。本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
1.一种利用余热能的定压加热发电系统，其特征在于包括一个集热器，该集热器是连接在尾气排出管路上的一个由上壳和下壳构成的管体；在该管体内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束、第一密封环、第二密封环，所述第一密封环和第二密封环的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束设置于第一密封环与第二密封环之间，并将第一密封环的腔室与第二密封环的腔室互相连通；所述第一密封环设置有一个进气口，第二密封环设置有一个出气口。
2.根据权利要求I所述的利用尾气余热能的定压加热发电系统，其特征在于，所述定压加热发电系统，还包括压气机、储气罐、单向阀、气动发动机、发电机，所述压气机和储气罐管路连接，所述单向阀与气动发动机管路连接，所述气动发动机连接发电机； 所述第一密封环的进气口管路连接储气罐，所述第二密封环的出气口管路连接单向阀。
3.根据权利要求I所述的利用尾气余热能的定压加热发电系统，其特征在于，所述上壳和下壳通过螺栓连接。
全文摘要
本发明公开了一种利用余热能的定压加热发电系统，包括一个集热器，该集热器内还设置有一个尾气余热交换装置，该尾气余热交换装置包括金属管束、第一密封环、第二密封环，所述第一密封环和第二密封环的内部分别具有一个中空结构的腔室；所述金属管束设置于第一密封环与第二密封环之间，并将第一密封环的腔室与第二密封环的腔室互相连通；所述第一密封环设置有一个进气口，第二密封环设置有一个出气口。通过尾气余热交换装置将高温尾气的余热收集起来进行发电，实现了热能、机械能、电能之间的转化，减少能量损耗，达到节能减排目的的同时，也减少大量废气的排放，有效缓解温室效应，有利于低碳生活的推进和环境质量的进一步改善。
文档编号F28F9/26GK102966418SQ20121049154
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者谢小鹏, 王东辉, 蔡洪斌, 马超良, 曹立峰, 黄恒 申请人:华南理工大学