CN111963277A - 一种柴油机尾气热转换*** - Google Patents

一种柴油机尾气热转换*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柴油机尾气热转换***，包括柴油机，所述柴油机的尾气排出口连接有过滤机构，所述过滤机构通过管道依次与催化器和尾气换热装置连接，所述尾气换热装置分别通过管道与***和涡轮机连接，所述涡轮机通过管道依次与发电机和电瓶连接，所述涡轮机通过管道依次与泠凝器和冷却水换热器连接，所述冷却水换热器通过管道与柴油机连接，所述冷却水换热器通过管道连接有水循环机构，所述冷却水换热器通过管道连接有散热器的输入端，所述散热器的输出端通过管道与柴油机连接。本发明有效的过滤掉了进入后续设备中热空气中存在的灰尘或微小颗粒物，效增加了使用寿命，可以有效的利用了汽车尾气中的热能，减少了尾气中的余热对环境的污染。

Description

一种柴油机尾气热转换***
技术领域
本发明涉及柴油机热转换技术领域，具体为一种柴油机尾气热转换***。
背景技术
随着人们生活水平的提高，汽车越来越多的出现在生活中，但是在带给人们方便的同时，它排放的大量尾气给环境造成了污染。汽车尾气污染主要是以下两个方面，一是汽车尾气中的化学污染物和颗粒污染物影响空气质量，二是汽车尾气中存在大量余热没有利用，导致城市热岛效应；
然而在对汽车尾气余热进行收集时，热气中总是存在大量的灰尘和微小颗粒物，这使得后续设备在工作时产生较大的磨损，降低了使用寿命，而且目前的热转换***不能够充分利用废气的热量，无法有效实现燃烧热量的回收再利用，鉴于此，提出一种柴油机尾气热转换***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柴油机尾气热转换***，其能有效过滤尾气中的微小颗粒物和有害气体，能够充分利用汽车发动机冷却***中的冷却水和排气***中废气的热量，实现燃烧热量的回收再利用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柴油机尾气热转换***，包括柴油机，所述柴油机的尾气排出口连接有过滤机构，所述过滤机构通过管道依次与催化器和尾气换热装置连接，所述尾气换热装置分别通过管道与***和涡轮机连接，所述涡轮机通过管道依次与发电机和电瓶连接，所述涡轮机通过管道依次与泠凝器和冷却水换热器连接，所述冷却水换热器通过管道与柴油机连接，所述冷却水换热器通过管道连接有水循环机构，所述冷却水换热器通过管道连接有散热器的输入端，所述散热器的输出端通过管道与柴油机连接。
优选的，所述过滤机构包括外壳、活性炭过滤网、圆筒、灰尘收集筒、灰尘收集箱、转板、转轴、连接筒、导风板和刷子；
所述外壳的内腔装配有圆筒，所述圆筒的顶端装配有连接筒，所述连接筒的内腔装配有导风板，所述圆筒的外壁两侧均装配有活性炭过滤网，所述圆筒的内腔沿前后方向装配有可绕自身轴线方向转动的转轴，所述转轴的外壁上装配有若干个转板的一端，所述转板的另一端装配有刷子的另一端，且刷子与圆筒相贴合，所述圆筒的底端装配有灰尘收集箱，所述灰尘收集箱的底端螺纹连接有灰尘收集筒。
优选的，所述过滤机构包括外壳、活性炭过滤网、刷子、圆盘、储尘箱、齿牙、滑块、底座、半齿轮、连接筒和刮板；
所述外壳的顶端装配有连接筒，所述外壳的内腔顶端沿左右方向装配有活性炭过滤网，所述外壳的内腔底端设置有底座，所述底座的内腔左右两侧开设的凹槽内均装配有储尘箱，所述外壳的内腔中心位置装配有半齿轮，所述半齿轮通过转轴装配有电机的输出端，所述半齿轮的外壁上套接有圆盘，所述圆盘的内壁上下两侧均设置有与半齿轮相啮合的齿牙，所述圆盘的外壁两侧均设置滑块，且滑块内嵌在外壳内壁沿左右方向开设的滑槽内，所述圆盘的顶端设置有刷子，所述刷子的顶端与活性炭过滤网相贴合，所述圆盘的底端设置有刮板，所述刮板的底端与底座相接触。
优选的，所述水循环机构包括循环管、输送管、水泵、电磁阀和水箱；
所述水箱通过管道与水泵的输入端连接，所述水泵的输出端分别连接有循环管和输送管的一端，所述循环管的另一端与水箱连接，所述输送管的另一端与尾气换热装置连接，所述循环管和输送管的外壁上均装配有电磁阀。
优选的，所述输送管与尾气换热装置连接处装配有泵喷嘴。
优选的，所述尾气换热装置与涡轮机之间的管道上装配有压力阀。
优选的，所述散热器的侧面设置有风扇。
优选的，所述催化器和尾气换热装置之间可装配波纹管。
本发明提出的一种柴油机尾气热转换***，有益效果在于：
1、本发明通过过滤机构能够有效过滤掉热气中的灰尘和颗粒物和有害气体，并可以对活性炭过滤网进行清理，避免活性炭过滤网发生堵塞的现象，同时过滤出来的灰尘或微小颗粒物通过可以进行收集，该装置结构简单，操作方便，有效的过滤掉了进入后续设备中热空气中存在的灰尘或微小颗粒物，效增加了使用寿命；
2、本发明能够很好的将热能转化成电能，可以存储到蓄电池中，在混合动力汽车中，蓄电池中的电能可让电动机运转并驱动车辆，可以有效的利用了汽车尾气中的热能，减少了尾气中的余热对环境的污染。
附图说明
图1为本发明所述一种柴油机尾气热转换***的流程图；
图2为本发明所述一种柴油机尾气热转换***的水循环机构结构示意图；
图3为本发明所述一种柴油机尾气热转换***的第一种过滤机构剖视图；
图4为本发明所述一种柴油机尾气热转换***的第一种过滤机构立体结构示意图；
图5为本发明所述一种柴油机尾气热转换***的第二种过滤机构剖视图。
图中：1、柴油机，2、过滤机构，3、催化器，4、尾气换热装置，5、涡轮机，6、发电机，7、电瓶，8、水循环机构，81、循环管，82、输送管，83、水泵，84、电磁阀，85、水箱，9、泠凝器，10、冷却水换热器，11、散热器，12、风扇，13、***，14、压力阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1、请参阅图1、图2、图3和图4，本发明提供一种技术方案：一种柴油机尾气热转换***，包括柴油机1，柴油机1的尾气排出口连接有过滤机构2，过滤机构2通过管道依次与催化器3和尾气换热装置4连接，尾气换热装置4是利用发动机尾气热量将热液体变为蒸汽的装置，在低温冷启动时的催化器转化效率的前提下，减少发动机振动激励的影响，尽可能的利用尾气热量，催化器3和尾气换热装置4之间可装配波纹管，尾气换热装置4分别通过管道与***13和涡轮机5连接，尾气换热装置4与涡轮机5之间的管道上装配有压力阀14，使产生的蒸汽压力稳定，有利于涡轮机5的稳定运转，另一方面起到安全控制作用，涡轮机5通过管道依次与发电机6和电瓶7连接，涡轮机5是将蒸汽热能转化为机械能，从而产生电能，存储到电瓶7中，涡轮机5通过管道依次与泠凝器9和冷却水换热器10连接，冷凝器9是采用风冷方式将经过涡轮机5做功后的蒸汽冷却成液体，使涡轮机5出口端压力下降，冷却水换热器10通过管道与柴油机1连接，冷却水换热器10在冷凝器效率不够时，继续将蒸汽冷却成液态，另一方面充分利用采油机中冷却水的热量，使冷凝后的液态温度稳定在一定高温下，减少尾气换热装置4的加热时间，冷却水换热器10通过管道连接有水循环机构8，冷却水换热器10通过管道连接有散热器11的输入端，散热器11的输出端通过管道与柴油机1连接，散热器11的侧面设置有风扇12；
水循环机构8包括循环管81、输送管82、水泵83、电磁阀84和水箱85；水箱85通过管道与水泵83的输入端连接，水泵83的输出端分别连接有循环管81和输送管82的一端，循环管81的另一端与水箱85连接，输送管82的另一端与尾气换热装置4连接，输送管82与尾气换热装置4连接处装配有泵喷嘴，当尾气换热装置4内蒸汽压力较高时，通过泵喷嘴将液体压入以尾气换热装置4内，实现液体工质的供给，循环管81和输送管82的外壁上均装配有电磁阀84；
过滤机构2包括外壳21、活性炭过滤网22、圆筒23、灰尘收集筒24、灰尘收集箱25、转板26、转轴27、连接筒28、导风板29和刷子30；外壳21的内腔装配有圆筒23，圆筒23的顶端装配有连接筒28，连接筒28的内腔装配有导风板29，圆筒23的外壁两侧均装配有活性炭过滤网22，圆筒23的内腔沿前后方向装配有可绕自身轴线方向转动的转轴27，转轴27的外壁上装配有若干个转板26的一端，转板26的另一端装配有刷子30的另一端，且刷子30与圆筒23相贴合，圆筒23的底端装配有灰尘收集箱25，灰尘收集箱25的底端螺纹连接有灰尘收集筒24。
在采油机正常运行一段时间后，产生的尾气进入到过滤机构2内，通过过滤后的尾气输送到尾气换热装置4中，利用尾气的热量将热液体变为蒸汽，当尾气换气装置4内的蒸汽压力达到压力阀限定的开启压力后，进入涡轮机5中推动涡轮叶片转动，带动发电机旋转，从而产生电能，做功后的蒸汽进入到冷凝器9冷却成液体后，进入到冷却水换热器10镊继续冷却或加热，然后流入水箱95内，在水泵83的作用力下实现循环；
过滤机构2的具体过滤操作步骤为：尾气通过连接筒28进入到圆筒23内，通过导风板29对尾气进行导向，促使尾气的流动方向为逆时针，可以带动转板26进行逆时针转动，尾气通过活性炭过滤网22进行过滤，灰尘或微小颗粒物被阻挡在圆筒23内，有害气体被过滤，同时通过刷子29与圆筒23和活性炭过滤网21的外壁接触，对活性炭过滤网21进行清理，促使灰尘通过灰尘收集箱24进入到灰尘收集筒23内进行收集。
实施例2、请参阅图1、图2和图5，本发明提供一种技术方案：一种柴油机尾气热转换***，包括柴油机1，柴油机1的尾气排出口连接有过滤机构2，过滤机构2通过管道依次与催化器3和尾气换热装置4连接，尾气换热装置4是利用发动机尾气热量将热液体变为蒸汽的装置，在低温冷启动时的催化器转化效率的前提下，减少发动机振动激励的影响，尽可能的利用尾气热量，催化器3和尾气换热装置4之间可装配波纹管，尾气换热装置4分别通过管道与***13和涡轮机5连接，尾气换热装置4与涡轮机5之间的管道上装配有压力阀14，使产生的蒸汽压力稳定，有利于涡轮机5的稳定运转，另一方面起到安全控制作用，涡轮机5通过管道依次与发电机6和电瓶7连接，涡轮机5是将蒸汽热能转化为机械能，从而产生电能，存储到电瓶7中，涡轮机5通过管道依次与泠凝器9和冷却水换热器10连接，冷凝器9是采用风冷方式将经过涡轮机5做功后的蒸汽冷却成液体，使涡轮机5出口端压力下降，冷却水换热器10通过管道与柴油机1连接，冷却水换热器10在冷凝器效率不够时，继续将蒸汽冷却成液态，另一方面充分利用采油机中冷却水的热量，使冷凝后的液态温度稳定在一定高温下，减少尾气换热装置4的加热时间，冷却水换热器10通过管道连接有水循环机构8，冷却水换热器10通过管道连接有散热器11的输入端，散热器11的输出端通过管道与柴油机1连接，散热器11的侧面设置有风扇12；
水循环机构8包括循环管81、输送管82、水泵83、电磁阀84和水箱85；水箱85通过管道与水泵83的输入端连接，水泵83的输出端分别连接有循环管81和输送管82的一端，循环管81的另一端与水箱85连接，输送管82的另一端与尾气换热装置4连接，输送管82与尾气换热装置4连接处装配有泵喷嘴，当尾气换热装置4内蒸汽压力较高时，通过泵喷嘴将液体压入以尾气换热装置4内，实现液体工质的供给，循环管81和输送管82的外壁上均装配有电磁阀84；
过滤机构2包括外壳21、活性炭过滤网22、刷子23、圆盘24、储尘箱25、齿牙26、滑块27、底座28、半齿轮29、连接筒30和刮板31；外壳21的顶端装配有连接筒30，外壳21的内腔顶端沿左右方向装配有活性炭过滤网22，外壳21的内腔底端设置有底座28，底座28的内腔左右两侧开设的凹槽内均装配有储尘箱25，外壳21的内腔中心位置装配有半齿轮29，半齿轮29通过转轴装配有电机的输出端，半齿轮29的外壁上套接有圆盘24，圆盘24的内壁上下两侧均设置有与半齿轮29相啮合的齿牙26，圆盘24的外壁两侧均设置滑块27，且滑块27内嵌在外壳21内壁沿左右方向开设的滑槽内，圆盘24的顶端设置有刷子23，刷子23的顶端与活性炭过滤网22相贴合，圆盘24的底端设置有刮板31，刮板31的底端与底座28相接触。
在采油机正常运行一段时间后，产生的尾气进入到过滤机构2内，通过过滤后的尾气输送到尾气换热装置4中，利用尾气的热量将热液体变为蒸汽，当尾气换气装置4内的蒸汽压力达到压力阀限定的开启压力后，进入涡轮机5中推动涡轮叶片转动，带动发电机旋转，从而产生电能，做功后的蒸汽进入到冷凝器9冷却成液体后，进入到冷却水换热器10镊继续冷却或加热，然后流入水箱95内，在水泵83的作用力下实现循环；
过滤机构2的具体过滤操作步骤为：尾气通过连接筒30进入到外壳21内，尾气通过活性炭过滤网22进行过滤，灰尘或微小颗粒物被阻挡在活性炭过滤网22上，有害气体被过滤，电机带动半齿轮29转动，当半齿轮29与圆盘24内顶端的齿牙26接触时，促使圆盘24带动滑块27在滑槽内移动，促使圆盘24向右侧移动，通过刷子23可以对活性炭过滤网22进行清理，当刷子23移动到活性炭过滤网22的右侧时，半齿轮29与圆盘24内地点的齿牙26接触，促使圆盘24向左侧移动，可以使圆盘24带动刷子23进入往复对活性炭过滤网22进行清理，通过刮板31可以将底座28上的灰尘推动到储尘箱25内进行储存。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种柴油机尾气热转换***，包括柴油机(1)，其特征在于：所述柴油机(1)的尾气排出口连接有过滤机构(2)，所述过滤机构(2)通过管道依次与催化器(3)和尾气换热装置(4)连接，所述尾气换热装置(4)分别通过管道与***(13)和涡轮机(5)连接，所述涡轮机(5)通过管道依次与发电机(6)和电瓶(7)连接，所述涡轮机(5)通过管道依次与泠凝器(9)和冷却水换热器(10)连接，所述冷却水换热器(10)通过管道与柴油机(1)连接，所述冷却水换热器(10)通过管道连接有水循环机构(8)，所述冷却水换热器(10)通过管道连接有散热器(11)的输入端，所述散热器(11)的输出端通过管道与柴油机(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气热转换***，其特征在于：所述过滤机构(2)包括外壳(21)、活性炭过滤网(22)、圆筒(23)、灰尘收集筒(24)、灰尘收集箱(25)、转板(26)、转轴(27)、连接筒(28)、导风板(29)和刷子(30)；
所述外壳(21)的内腔装配有圆筒(23)，所述圆筒(23)的顶端装配有连接筒(28)，所述连接筒(28)的内腔装配有导风板(29)，所述圆筒(23)的外壁两侧均装配有活性炭过滤网(22)，所述圆筒(23)的内腔沿前后方向装配有可绕自身轴线方向转动的转轴(27)，所述转轴(27)的外壁上装配有若干个转板(26)的一端，所述转板(26)的另一端装配有刷子(30)的另一端，且刷子(30)与圆筒(23)相贴合，所述圆筒(23)的底端装配有灰尘收集箱(25)，所述灰尘收集箱(25)的底端螺纹连接有灰尘收集筒(24)。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气热转换***，其特征在于：所述过滤机构(2)包括外壳(21)、活性炭过滤网(22)、刷子(23)、圆盘(24)、储尘箱(25)、齿牙(26)、滑块(27)、底座(28)、半齿轮(29)、连接筒(30)和刮板(31)；
所述外壳(21)的顶端装配有连接筒(30)，所述外壳(21)的内腔顶端沿左右方向装配有活性炭过滤网(22)，所述外壳(21)的内腔底端设置有底座(28)，所述底座(28)的内腔左右两侧开设的凹槽内均装配有储尘箱(25)，所述外壳(21)的内腔中心位置装配有半齿轮(29)，所述半齿轮(29)通过转轴装配有电机的输出端，所述半齿轮(29)的外壁上套接有圆盘(24)，所述圆盘(24)的内壁上下两侧均设置有与半齿轮(29)相啮合的齿牙(26)，所述圆盘(24)的外壁两侧均设置滑块(27)，且滑块(27)内嵌在外壳(21)内壁沿左右方向开设的滑槽内，所述圆盘(24)的顶端设置有刷子(23)，所述刷子(23)的顶端与活性炭过滤网(22)相贴合，所述圆盘(24)的底端设置有刮板(31)，所述刮板(31)的底端与底座(28)相接触。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气热转换***，其特征在于：所述水循环机构(8)包括循环管(81)、输送管(82)、水泵(83)、电磁阀(84)和水箱(85)；
所述水箱(85)通过管道与水泵(83)的输入端连接，所述水泵(83)的输出端分别连接有循环管(81)和输送管(82)的一端，所述循环管(81)的另一端与水箱(85)连接，所述输送管(82)的另一端与尾气换热装置(4)连接，所述循环管(81)和输送管(82)的外壁上均装配有电磁阀(84)。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气热转换***，其特征在于：所述输送管(82)与尾气换热装置(4)连接处装配有泵喷嘴。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气热转换***，其特征在于：所述尾气换热装置(4)与涡轮机(5)之间的管道上装配有压力阀(14)。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气热转换***，其特征在于：所述散热器(11)的侧面设置有风扇(12)。
8.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气热转换***，其特征在于：所述催化器(3)和尾气换热装置(4)之间可装配波纹管。
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