车载尾气温差发电热交换器制造技术

本发明专利技术提供的车载尾气温差发电热交换器，其包括安装基体，在安装基体中同时集成有SCR功能与消音功能的装置，以实现回收汽车发动机高温尾气中的热能，同时在热交换器进行热交换过程中，提高汽车尾气温差发电系统与尾气排放系统的兼容性。本发明专利技术实现了SCR与消音功能的集成，彻底解决了尾气处理环节上多个装置串联布置的难题，集成度高，易于布置，有利于温差发电装置在商用车上的应用。

Vehicular exhaust gas temperature difference heating electric exchanger

The invention provides a vehicle exhaust gas temperature of heat exchanger, comprising a mounting substrate, device has a SCR function and the function of silencing and integration in the installation of the matrix, in order to achieve the high temperature exhaust heat recovery of automobile engine, at the same time in the heat exchanger heat exchange process, improve the thermoelectric generation system and exhaust system compatibility. The invention realizes the integration of SCR and the function of silencing, completely solved the problem of exhaust gas processing of a plurality of devices arranged in series, high integration, easy arrangement, is conducive to the application of thermoelectric power generation device on commercial vehicles.

【技术实现步骤摘要】
车载尾气温差发电热交换器
本专利技术设计温差发电热交换器
，具体涉及一种集成了SCR与消音功能的车载尾气温差发电热交换器。
技术介绍
汽车尾气温差发电装置的出现，为提高整车燃油经济性和节能减排提供了新的可能。对于商用车而言，其普遍采用的柴油发动机，柴油发动机的尾气温度高，流量大，颗粒物含量与氮氧化物也较高，为满足排放法规要求，必须安装SCR(选择性催化还原转化器)与消音装置。因此，如果再要安装一个温差发电装置，底盘上的空间就会显得十分紧张，最后导致温差发电装置的体积与形状会受到很大限制，进而影响了温差发电装置在商用车上的应用。不仅如此，现在已有专利技术专利提出了集成了消音功能的温差发电装置，以及集成了三元催化器或者是SCR的温差发电装置，但仍没有同时集成了消音与SCR功能的温差发电装置出现，最主要的原因就在于，集成了SCR之后，在保证温差发电装置的热交换器换热性能的同时，将难以在其内部布置合适的消音装置，使其消音效果与原消音器相同。这既是设计中的难点，也是本专利技术的重要
技术实现思路
之一。温差发电技术是利用某些半导体材料的塞贝克效应将热能转换为电能的技术。当这种材料的冷端和热端有一定的温差时，两端就会建立起一定的电势差，如果再形成回路的话，那么电路中就会有电流产生。此时，半导体材料的作用就相当于直流电源。在其他条件给定时，在一定范围内，冷端和热端的温差越大，发电效率越高，而且温差一定时，在一定范围内，越处于低温区，发电效率越高。温差发电装置具有结构简单、寿命长、无噪声、无运动件等优点，受到了越来越多的关注，并在诸多领域得到了应用。在温差发电装置中，热交换器是重要组成部件之一，决定了整个温差发电装置的形状和尺寸。针对前面提及的问题，本专利技术提出了一种集成了SCR与消音功能的车载尾气温差发电热交换器装置。该装置集成了柴油发动机的尾气排放系统中的SCR与消音功能，集成度高，结构紧凑，空间利用率高，布置在底盘上时干涉小，提高了汽车尾气温差发电系统与尾气排放系统的兼容性，有利于温差发电装置在商用车上的应用与普及，能为我国的节能减排与环境保护工作做出巨大贡献。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种集成了SCR与消音功能的车载尾气温差发电热交换器，在实现回收柴油发动机高温尾气中的热能的同时，将尾气排放系统中的SCR和消音功能集成到了热交换器中，提高了汽车尾气温差发电系统与尾气排放系统的兼容性，集成度高，结构紧凑，布置在底盘上时干涉小，提高了汽车底盘的空间利用率。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案：本专利技术提供的车载尾气温差发电热交换器，包括安装基体，在安装基体中同时集成有SCR功能与消音功能的装置，以实现回收汽车发动机高温尾气中的热能，同时在热交换器进行热交换过程中，提高汽车尾气温差发电系统与尾气排放系统的兼容性。所述的具有消音功能的装置，其包括一个消音挡板与一个多孔管，以及由机架上的开孔、内部的挡板及具有SCR功能的装置内部的孔洞构成的复杂的通道，于此共同起到消音的作用。所述的具有SCR功能的装置是用于处理尾气中的氮氧化物的催化器，其装在后机架环形加强板和催化器环形固定板主体、催化器环形固定板隔片之间的腔室中，并固定在相邻的两块挡板和机架上。所述的催化器为圆柱体形状，其内部是多孔介质，净化尾气的同时也具有一定的消音作用，并保证安装时其回转轴线与热交换器回转轴线相重合。所述的安装基体，是由热交换器两端的外隔板，沿热交换器周向布置的机架构成。所述的机架，由多根在热交换器侧边和底部的位置上开有气孔的凹槽型钢板组成，这些钢板间隔地布置在热交换器周围，且其两端分别焊接在热交换器两端的入口侧外隔板、出口侧外隔板上，为其它部件的安装提供支撑。所述的机架，沿其外侧环形布置有前部换热翅片、中部长换热翅片、中部短换热翅片、后部换热翅片，这些翅片围成腔体，腔体内部设置具有SCR功能的装置与具有消音功能的装置。所述的前部换热翅片、中部长换热翅片、中部短换热翅片、后部换热翅片，紧贴在构成热交换器表面的多块基板的下方，这些基板的外表面装有热电模块；其中，中部的换热翅片的一端被加工成了尖角状，便于气体流向机架侧边上的开孔；这些换热翅片外侧平整，内侧密布了许多鳍片。所述的热交换器，其两端的外隔板分别设有热交换器尾气入口管和尾气出口管，沿着气体的流向，内部依次设置了消音挡板、前机架环形加强板、后机架环形加强板和SCR催化器环形固定板，这四个挡板将热交换器内部分成了五个腔室，其中，消音挡板和SCR催化器环形固定板具有改变气体流向的作用。所述的热交换器尾气入口管，其管壁上设有一个尿素喷嘴和一个前温度传感器；所述的热交换器尾气出口管，其管壁上设有一个氮氧化物传感器和一个后温度传感器。本专利技术的有益效果主要表现在：1.可以降低排放噪音，同时能实现尾气净化。相对于以前的汽车尾气系统而言，如果在其基础上安装一个尾气温差发电器，它会占据较大的底盘空间。考虑到汽车尾气系统上的消音器和SCR催化器都有着圆筒型的外形，因此可以将这两个功能集成到圆筒式的温差发电器的热交换器内部。集成之后，该装置在实现发动机尾气废热回收的同时，还能进一步实现消音和SCR催化转化的功能，既能降低排放噪音，又能实现尾气净化。2.集成度高，节约底盘空间。由于该热交换器内部设有复杂尾气通道，因此既能高效地吸收足够的尾气，又能起到较好的消音作用，结构巧妙，集成度高。若将其安装在汽车的尾气系统上，则可以省去原系统上的SCR催化器和消音器，进一步提高底盘空间利用率，而且使得该温差发电装置的体积能做得更大一些，容纳更多的模块，增强废热回收的效果，提高能源利用率。3.热交换器表面温度较高，消音性能良好。根据对原型装置的测试结果，该装置的外表面的平均温度仍能达到230℃，最高温度能达到270℃，满足所选用的热电模块的使用要求。在对该装置的消音性能进行测试后，发现其对发动机的中频噪音能起到良好的过滤与吸收，传递损失基本能达到50dB，基本与原发动机上的消音器性能持平。而SCR催化器只是一个多孔管的结构，其整体结构在本例中得到了完整的保留。附图说明图1是本专利技术实施例中的集成了SCR催化器与消音功能的车载尾气温差发电热交换器装置的外形图。图2是本专利技术实施例中的热交换器装置去除了最外侧的基板后的结构示意图。图3是本专利技术实施例中的热交换器装置去除了最外侧的基板和基板下的换热翅片后的结构示意图。图4-7是本专利技术实施例中的换热翅片。其中，图4是前部换热翅片，图5和图6为中部换热翅片的两种结构，图7是后部换热翅片。图8是本专利技术实施例中的机架所采用的凹槽型钢板的结构。图9是本专利技术实施例中所采用的消音挡板的结构图10是本专利技术实施例中所采用的前机架环形加强板与后机架环形加强板的结构。图11是本专利技术实施例中所采用的SCR催化器环形固定板的结构，它由SCR催化器环形固定板主体与SCR催化器环形固定板隔片组成。图中：1.热交换器尾气入口管，2.入口侧外隔板，3.多孔管，4.消音挡板，5.凹槽型钢板，6.前机架环形加强板，7.后机架环形加强板，8.催化器,9.催化器环形固定板主体,10.催化器环形固定板隔片,11.出口侧外隔板，12.热交换器尾气出口管，13.前部换热翅片，14.中部长换热翅片，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载尾气温差发电热交换器，包括安装基体，其特征是在安装基体中同时集成有SCR功能与消音功能的装置，以实现回收汽车发动机高温尾气中的热能，同时在热交换器进行热交换过程中，提高汽车尾气温差发电系统与尾气排放系统的兼容性。

【技术特征摘要】
1.一种车载尾气温差发电热交换器，包括安装基体，其特征是在安装基体中同时集成有SCR功能与消音功能的装置，以实现回收汽车发动机高温尾气中的热能，同时在热交换器进行热交换过程中，提高汽车尾气温差发电系统与尾气排放系统的兼容性。2.根据权利要求1所述的车载尾气温差发电热交换器，其特征在于所述的具有消音功能的装置，其包括一个消音挡板(4)与一个多孔管(3)，以及由机架上的开孔、内部的挡板及具有SCR功能的装置内部的孔洞构成的复杂的通道，于此共同起到消音的作用。3.根据权利要求1所述的车载尾气温差发电热交换器，其特征在于所述的具有SCR功能的装置是用于处理尾气中的氮氧化物的催化器(8)，其装在后机架环形加强板(7)和催化器环形固定板主体(9)、催化器环形固定板隔片(10)之间的腔室中，并固定在相邻的两块挡板和机架上。4.根据权利要求3所述的车载尾气温差发电热交换器，其特征在于所述的催化器(8)为圆柱体形状，其内部是多孔介质，净化尾气的同时也具有一定的消音作用，并保证安装时其回转轴线与热交换器回转轴线相重合。5.根据权利要求1所述的车载尾气温差发电热交换器，其特征在于所述的安装基体，是由热交换器两端的外隔板，沿热交换器周向布置的机架构成。6.根据权利要求5所述的车载尾气温差发电热交换器，其特征在于所述的机架，由多根在热交换器侧边和底部的位置上开有气孔的凹槽型钢板(5)组成，这些钢板间隔地布置在热交换器周围，且其两端分别焊接在热交换器两端的入口侧外隔板(2)、出口侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓亚东，万秋实，胡涛，冉渊，苏楚奇，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42