一种汽车余热利用装置

本实用新型公开了一种汽车余热利用装置，包括第一高压风机、套管、储气罐、气动马达和发电机；所述套管套装在汽车的排气管外侧，并且排气管外壁与套管之间形成封闭的空腔，所述套管上设有与空腔连通的套管进口和套管出口；所述储气罐上设有储气罐进口和储气罐出口；所述气动马达上设有气动马达进口和气动马达出口，所述气动马达的输出轴与发电机的输入轴连接；所述第一高压风机的出风口与套管进口通过导管连通，所述套管出口与储气罐进口通过导管连通，所述储气罐出口与气动马达进口通过导管连通，所述气动马达出口与汽车的排气管内腔通过导管连通。本实用新型结构简单合理，对发动机的余热回收利用率高，并且工作中不受季节、气候的影响。

技术领域
本实用新型涉及机动车余热回收技术领域，具体涉及一种汽车余热利用装置。
背景技术
汽车发动机在工作过程中，需要通过排气管将尾气进行排放，而排放的尾气温度较高，这造成了部分热量的损失，并且高温尾气还容易对周围空气温度产生一定的影响；另外散热水箱所产生的热量只有在冬季才能被车内取暖所利用，而且利用率也不高，在其它季节散热水箱所产生的热量更是无法被利用，热量直接排入空气中同样存在热量损失和影响空气温度的问题；因此发明人想克服发动机余热利用率低的问题，设计一种能够合理高效的发动机余热回收利用装置。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种汽车余热利用装置，其结构合理、余热利用率高，能够对汽车的排气管和散热水箱的余热进行回收，并利用回收的余热发电给汽车蓄电池充电使用。本实用新型的技术方案是：一种汽车余热利用装置，包括第一高压风机、套管、储气罐、气动马达和发电机；所述套管套装在汽车的排气管外侧，并且排气管外壁与套管之间形成封闭的空腔，所述套管上设有与空腔连通的套管进口和套管出口；所述储气罐上设有储气罐进口和储气罐出口；所述气动马达上设有气动马达进口和气动马达出口，所述气动马达的输出轴与发电机的输入轴连接；所述第一高压风机的出风口与套管进口通过导管连通，所述套管出口与储气罐进口通过导管连通，所述储气罐出口与气动马达进口通过导管连通，所述气动马达出口与汽车的排气管内腔通过导管连通。优选的，还包括第二高压风机和保温箱；所述汽车的散热水箱封装在所述的保温箱内，所述保温箱上设有保温箱进口和保温箱出口，所述保温箱进口与第二高压风机的出风口通过导管连通，所述保温箱出口和套管出口分别通过导管与储气罐进口并联。优选的，还包括PLC控制器、第一温度传感器和第二温度传感器；所述第一温度传感器固定安装在汽车的排气管内，所述第二温度传感器固定安装在汽车的散热水箱内；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第一高压风机和第二高压风机分别与PLC控制器电连接。优选的，所述第一高压风机和第二高压风机与PLC控制器之间分别连接有变频器，通过变频器控制第一高压风机和第二高压风机的转速。优选的，所述导管均为金属材质的管道，并且位于管道外还包裹有保温材料。优选的，所述保温箱出口、套管出口与储气罐进口之间并联的导管上均安装有单向阀。优选的，所述排气管与套管之间的空腔内设有多片垂直焊接在排气管外壁上的散热鳍片。本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：本实用新型通过高压风机驱动空气带走发动机热量，空气经过吸热膨胀到达储罐中进行收集和缓冲，从而具有更稳定的高压然后利用增压的空气驱动气动马达工作,气动马达排出的高温气体排入汽车排气管将余热再次利用。另外本实用新型结构简单合理、对余热利用率高，并且工作中不受季节、气候的影响。本实用新型还可以通过对散热水箱和排气管处温度进行监控，并采用变频器控制高压风机的转速，实现高压风机随余热温度的动态调节，这既能把散热水箱温度控制在发动机所需要的最佳工作温度，又能对发动机产生的余热最大化的回收利用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的控制器连接示意图；图中：1、套管，2、排气管，3、散热鳍片，4、套管出口，5、套管进口，6、第一高压风机，7、发电机，8、气动马达，9、气动马达出口，10、气动马达进口，11、储气罐，12、储气罐出口，13、储气罐进口，14、单向阀，15、散热水箱，16、保温箱，17、保温箱出口，18、保温箱进口，19、第二高压风机。
具体实施方式
下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。实施例1参照图1所示，一种汽车余热利用装置，包括第一高压风机6、套管1、储气罐11、气动马达8和发电机7。套管1套在汽车的排气管2外侧，并且套管1的两端分别与排气管2进行焊接密封，使排气管2外壁与套管1之间形成封闭的空腔，套管1上设有与空腔连通的套管进口5和套管出口4，其中上述的套管1可以套装在部分排气管上也可以套装在从三元催化器处到消声器处的整段排气管上。储气罐11为金属材质的压力罐，并且储气罐11上设有储气罐进口13和储气罐出口12。气动马达8上设有气动马达进口10和气动马达出口9，气动马达8的输出轴与发电机7的输入轴连接。第一高压风机6的出风口与套管进口5通过导管连通，套管出口4与储气罐进口13通过导管连通，储气罐出口12与气动马达进口10通过导管连通，气动马达出口9与汽车的排气管2内腔通过导管连通。工作原理：通过第一高压风机6驱动空气将排气管2处的余热压入储气罐11中，进入储气罐11内的空气吸收余热后膨胀增压，从而使储气罐11内的空气具有更高的压力和动能；然后利用增压后的空气驱动气动马达8工作，由气动马达8的转轴带动发电机7进行发电，并将产生的电能充入汽车的蓄电池中使用。本实用新型通过高压风机驱动空气带走发动机尾气的热量，然后空气经过吸收这些热量而热膨胀到达储气罐11中进行收集和缓冲，从而具有更稳定的高压，然后利用增压的空气驱动气动马达8工作,气动马达8带动发电机7进行发电，实现利用余热发电的效果，气动马达8排出的高温气体排入汽车排气管2将余热再次利用。另外，作为本实施例的优选方案还可以在排气管2与套管1之间的空腔内设有多片垂直焊接在排气管2外壁上的散热鳍片3，通过散热鳍片3增加排气管2散热的效率，进而提高对尾气的余热回收率。实施例2本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：参照图1所示，本实用新型还包括第二高压风机19和保温箱16。将汽车的散热水箱15通过支架固定方式或者通过焊接固定的方式安装在保温箱16的腔内，在保温箱16上设有与其腔内连通的保温箱进口18和保温箱出口17，保温箱进口18与第二高压风机19的出风口通过导管连通，保温箱出口17和套管出口4分别通过导管与储气罐进口13并联。通过增加第二高压风机19和保温箱16能够将发动机工作时散热水箱15产生的余热进一步的回收利用，并且该余热回收装置不受季节、气候的影响，从而使散热水箱15产生的余热高效率的回收利用。作为本实施例的优选方案还可以在保温箱出口17、套管出口4与储气罐进口13之间并联的导管上均安装有单向阀14。通过单向阀14使第一高压风机6和第二高压风机19单独工作或在不同工作频率下更加稳定，另外导管均选用金属材质的管道，并且在管道外还包裹有保温材料，从而能够提高结构的强度和保温的效果。实施例3本实施例是在实施例2的基础上进一步优化，具体是：参照图2所示，本实用新型中还包括PLC控制器、第一温度传感器和第二温度传感器。第一温度传感器固定安装在汽车的排气管2内，检测排气管2内的温度变化，第二温度传感器固定安装在汽车的散热水箱15内，检测散热水箱15内的温度变化。第一温度传感器、第二温度传感器、第一高压风机6和第二高压风机19分别与PLC控制器电连接。第一高压风机6和第二高压风机19与PLC控制器之间分别连接有变频器，通过变频器控制第一高压风机6和第二高压风机19的转速。本实施例通过温度传感器检测不同位置的温度变化，然后转换成电信号传输给PLC控制器，再由PLC控制器控制高压风机的工作状态，同时配合变频器还能对高压风机的转速进行调节，实现高压风机随余热温度的动态调节，这既能把散热水箱15温度控制在发动机所需要的最佳工作温度，又能对发动机产生的余热最大化的回收利用。本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。