一种车辆尾气热能利用系统的制作方法

1.本实用新型属于机动车相关的技术领域，尤其涉及一种车辆尾气热能利用系统。


背景技术：

2.随着社会的进步，全社会机动车数量在不断地增长，与此同时，机动车的尾气排放问题日益严重，其中，车辆尾气在刚排放出来时，是具有较高的温度的，例如驾驶员或乘车员靠近刚停靠的车辆排气管时，很容易被烫伤，由此可见尾气排放过程中会产生较高的热度，现有的技术中缺少对尾气热量的转化利用。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种车辆尾气热能利用系统，用以解决现有技术中存在的上述问题。
4.本实用新型实施例提供一种车辆尾气热能利用系统，设置在车辆的尾气排气管上，包括发电电动一体机、冷凝器、高压水泵、气动马达和承装有液态水的蒸发室，所述蒸发室设置在所述尾气排气管上，所述蒸发室通过设置在顶部的蒸汽喷口连通于所述气动马达，所述蒸发室的侧壁上还设置有回水口，所述回水口通过高压水泵连通所述冷凝器的出口，所述冷凝器的进口连通于所述气动马达的排气口，所述气动马达连接于所述发电电动一体机的控制器，所述发电电动一体机还连接设置有蓄电池，所述气动马达还连接于所述高压水泵，以为所述高压水泵供能，所述发电电动一体机连接于所述车辆的发动机。
5.上述技术方案中，通过在车辆的尾气排气管上设置蒸发室，使得尾气排气管贯穿蒸发室设置，由于蒸发室内设置有液态水，尾气排气管内排出的尾气的高热量能够通过热传导的方式，将蒸发室内的液态水蒸发，蒸发后的蒸汽由蒸汽喷口喷发至气动马达，使得气动马达受力驱动，以此完成车辆尾气的热能回收；然后将气动马达连接于发电电动一体机的控制器，使得在控制器的操控下，带动发电电动一体机发电，并存储在蓄电池中，直至蓄电池充电完毕后，能够自动供电至车辆本体的发动机，以辅助发动机的运行，完成尾气热量的回收利用，整体结构简单合理，且气动马达还连接有冷凝器，冷凝器能够对通过气动马达的蒸汽进行回收，并通过高压水泵回传至蒸发室内，完成多次重复利用。
6.进一步地，所述气动马达的排气口通过输气管道连通于所述冷凝器的进口，所述输气管道上设置有压力传感器和安全阀，所述压力传感器和安全阀均连接于所述控制器。
7.上述技术方案中，输气管道连通气动马达的排气口和冷凝器的进口，能够将通过气动马达的蒸汽引导至冷凝器内，通过冷凝器的极速降温，使得蒸汽重新液态化，以便重新使用液态水；输气管道上的压力传感器能够实时检测通过输气管道的蒸汽的压力，并传递至控制器，以便控制器调控安全阀，以保证输气管道的安全运行输送。
8.进一步地，所述输气管道上设置有单向阀。
9.上述技术方案中，单向阀能够保证输气管道输送的蒸汽单向流通至冷凝器，有效避免回流。
10.进一步地，所述蒸发室内的吸热腔承装有液态水，所述尾气排气管位于所述吸热腔内的部分为s形管路。
11.上述技术方案中，吸热腔内承装液态水，尾气排气管的s形管路位于吸热腔内，有效增加了尾气排气管与液态水的接触面积，使得更加充分的进行热置换。
12.进一步地，所述蒸发室的内侧壁上设置有一号液位传感器和二号液位传感器，所述一号液位传感器的高度与所述s形管路的顶部持平，所述二号液位传感器的高度与s形管路的底部持平，所述一号液位传感器和所述二号液位传感器均连接于所述控制器。
13.上述技术方案中，一号液位传感器和二号液位传感器均能够监测液态水的液面位置，一号液位传感器在吸热腔内的设置高度与s形管路的顶部位于同一高度，能够监测液态水的高度是否浸没s形管路的顶部，二号液位传感器在吸热腔的设置高度与s形管路的底部位于同一高度，能够监测液态水的高度是否浸没s形管路的底部，使得可以准确监控吸热腔内的液态水的水位高低。
14.进一步地，所述蒸发室的底部设置有出水口。
15.上述技术方案中，出水口便于将蒸发室内的液态水进行排出。
16.综上所述，本实用新型提供一种车辆尾气热能利用系统，其有益效果为，通过在车辆的尾气排气管上设置蒸发室，使得尾气排气管贯穿蒸发室设置，由于蒸发室内设置有液态水，尾气排气管内排出的尾气的高热量能够通过热传导的方式，将蒸发室内的液态水蒸发，蒸发后的蒸汽由蒸汽喷口喷发至气动马达，使得气动马达受力驱动，以此完成车辆尾气的热能回收；然后将气动马达连接于发电电动一体机的控制器，使得在控制器的操控下，带动发电电动一体机发电，并存储在蓄电池中，直至蓄电池充电完毕后，能够自动供电至车辆本体的发动机，以辅助发动机的运行，完成尾气热量的回收利用，整体结构简单合理，便于推广使用。
附图说明
17.图1为本实用新型的实施例的车辆尾气热能利用系统的结构示意图；
18.图2为本实用新型基于图1的实施例的蒸发室的透视结构示意图；
19.图3为本实用新型基于图1的实施例的气动马达的透视结构示意图。
20.其中，附图中的附图标记所对应的名称为:101、尾气排气管；102、发电及电动一体机；103、冷凝器；104、高压水泵；105、气动马达；106、蒸发室；107、蒸汽喷口；108、回水口；109、控制器；110、蓄电池；111、发动机；112、输气管道；113、压力传感器；114、安全阀；115、单向阀；116、s形管路；117、出水口；118、一号液位传感器；119、二号液位传感器；120、散热片。
具体实施方式
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
22.以下结合图1至图3对实用新型进行进一步的说明。
23.实施例1：
24.参照图1所示，本实施例提供一种车辆尾气热能利用系统，设置在车辆的尾气排气管101上，包括发电电动一体机、冷凝器103、高压水泵104、气动马达105和承装有液态水的蒸发室106，所述蒸发室106设置在所述尾气排气管101上，所述蒸发室106通过设置在顶部的蒸汽喷口107连通于所述气动马达105，所述蒸发室106的侧壁上还设置有回水口108，所述回水口108通过高压水泵104连通所述冷凝器103的出口，所述冷凝器103的进口连通于所述气动马达105的排气口，所述气动马达105连接于所述发电电动一体机的控制器109，所述发电电动一体机还连接设置有蓄电池110，所述气动马达105还连接于所述高压水泵104，以为所述高压水泵104供能，所述发电电动一体机连接于所述车辆的发动机111。
25.上述实施例通过在车辆的尾气排气管101上设置蒸发室106，使得尾气排气管101贯穿蒸发室106设置，由于蒸发室106内设置有液态水，尾气排气管101内排出的尾气的高热量能够通过热传导的方式，将蒸发室106内的液态水蒸发，蒸发后的蒸汽由蒸汽喷口107喷发至气动马达105，使得气动马达105受力驱动，以此完成车辆尾气的热能回收；然后将气动马达105连接于发电电动一体机的控制器109，使得在控制器109的操控下，带动发电电动一体机发电，并存储在蓄电池110中，直至蓄电池110充电完毕后，能够自动供电至车辆本体的发动机111，产生助力，以辅助发动机111的运行，完成尾气热量的回收利用，整体结构简单合理，且气动马达105还连接有冷凝器103，冷凝器103能够对通过气动马达105的蒸汽进行回收，并通过高压水泵104回传至蒸发室106内，完成多次重复利用，便于推广使用。
26.实施例2：
27.结合上述实施例，如图1所示，所述气动马达105的排气口通过输气管道112连通于所述冷凝器103的进口，所述输气管道112上设置有压力传感器113和安全阀114，所述压力传感器113和安全阀114均连接于所述控制器109，其中输气管道112连通气动马达105的排气口和冷凝器103的进口，能够将通过气动马达105的蒸汽引导至冷凝器103内，通过冷凝器103的极速降温，使得蒸汽重新液态化，以便重新使用液态水；输气管道112上的压力传感器113能够实时检测通过输气管道112的蒸汽的压力，并传递至控制器109，以便控制器109调控安全阀114，以保证输气管道112的安全运行输送。
28.另一方面，上述实施例2中所述输气管道112上还设置有单向阀115，单向阀115能够保证输气管道112输送的蒸汽单向流通至冷凝器103，有效避免回流。
29.实施例3：
30.结合上述实施例，如图2所示，所述蒸发室106内的吸热腔承装有液态水，所述尾气排气管101位于所述吸热腔内的部分为s形管路116s，吸热腔内承装液态水，所述蒸发室106的底部设置有出水口117，以便于将蒸发室106内的液态水进行排出，尾气排气管101的s形管路116s位于吸热腔内，有效增加了尾气排气管101与液态水的接触面积，使得更加充分的进行热置换；所述蒸发室106的内侧壁上设置有一号液位传感器118和二号液位传感器119，所述一号液位传感器118的高度与所述s形管路116s的顶部持平，所述二号液位传感器119的高度与s形管路116s的底部持平，所述一号液位传感器118和所述二号液位传感器119均连接于所述控制器109。
31.具体地，上述实施例的一号液位传感器118和二号液位传感器119均能够监测液态
水的液面位置，一号液位传感器118在吸热腔内的设置高度与s形管路116s的顶部位于同一高度，能够监测液态水的高度是否浸没s形管路116s的顶部，二号液位传感器119在吸热腔的设置高度与s形管路116s的底部位于同一高度，能够监测液态水的高度是否浸没s形管路116s的底部，使得可以准确监控吸热腔内的液态水的水位高低。
32.上述实施例中，车辆的尾气要尾气排气管101的s形管路116s引导，进入蒸发室106内部，s形管路116s的外侧壁上都装有大量散热片120，从外观可直观的人为分成三层，水位不能低于第一层也不能高于第三层，即液态水的液面不能低于s形管路116s的最底部，也不能高于s形管路116s的最顶部，s形管路116s的底部和中部把液态水加热到沸腾产生水蒸气，中部和顶部把水蒸气继续加热到120摄氏度—300摄氏度，产生的蒸汽压力达到1兆帕—10兆帕，然后通过喷口推动气动马达105的叶片旋转，喷口为膨胀口可以使蒸汽的速度变大温度降低，使更多的内能转化成动能，从气动马达105出来的蒸汽经冷凝器103冷凝成水后再由高压水泵104送入蒸发室106内继续加热。
33.上述的气动马达105有两种结构，如图3所示，一种为垂直进气，一种为横向进气，为了增加效率可以使用几组组合使用；气动马达105带动水泵向蒸发器泵水，同时也带动发电电动一体机发电，发出来的电通过控制器109向蓄电池110供电。当把蓄电池110充满后通过控制器109向车辆本体的发电电动一体机供电，由于发电电动一体机连接于车辆本体的电动机，从而给车辆本体的发动机111提供助力，使发动机111能够输出更多的动能，约占燃料燃烧总热量的8％—12％或排气热量的20％—30％，上述结构在实际使用时，将车辆发动机111原有配置的发电机换成发电电动一体机，适合于经常跑中途或长途的车，特别是货车，也适合在轮船上使用。
34.本实用新型提供一种车辆尾气热能利用系统，通过在车辆的尾气排气管上设置蒸发室，使得尾气排气管贯穿蒸发室设置，由于蒸发室内设置有液态水，尾气排气管内排出的尾气的高热量能够通过热传导的方式，将蒸发室内的液态水蒸发，蒸发后的蒸汽由蒸汽喷口喷发至气动马达，使得气动马达受力驱动，以此完成车辆尾气的热能回收；然后将气动马达连接于发电电动一体机的控制器，使得在控制器的操控下，带动发电电动一体机发电，并存储在蓄电池中，直至蓄电池充电完毕后，能够自动供电至车辆本体的发动机，以辅助发动机的运行，完成尾气热量的回收利用，整体结构简单合理，适合推广使用。
35.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种车辆尾气热能利用系统，设置在车辆的尾气排气管上，其特征在于，包括发电电动一体机、冷凝器、高压水泵、气动马达和承装有液态水的蒸发室，所述蒸发室设置在所述尾气排气管上，所述蒸发室通过设置在顶部的蒸汽喷口连通于所述气动马达，所述蒸发室的侧壁上还设置有回水口，所述回水口通过高压水泵连通所述冷凝器的出口，所述冷凝器的进口连通于所述气动马达的排气口，所述气动马达连接于所述发电电动一体机的控制器，所述发电电动一体机还连接设置有蓄电池，所述气动马达还连接于所述高压水泵，以为所述高压水泵供能，所述发电电动一体机连接于所述车辆的发动机。2.根据权利要求1所述的车辆尾气热能利用系统，其特征在于，所述气动马达的排气口通过输气管道连通于所述冷凝器的进口，所述输气管道上设置有压力传感器和安全阀，所述压力传感器和安全阀均连接于所述控制器。3.根据权利要求2所述的车辆尾气热能利用系统，其特征在于，所述输气管道上设置有单向阀。4.根据权利要求1所述的车辆尾气热能利用系统，其特征在于，所述蒸发室内的吸热腔承装有液态水，所述尾气排气管位于所述吸热腔内的部分为s形管路。5.根据权利要求4所述的车辆尾气热能利用系统，其特征在于，所述蒸发室的内侧壁上设置有一号液位传感器和二号液位传感器，所述一号液位传感器的高度与所述s形管路的顶部持平，所述二号液位传感器的高度与s形管路的底部持平，所述一号液位传感器和所述二号液位传感器均连接于所述控制器。6.根据权利要求4所述的车辆尾气热能利用系统，其特征在于，所述蒸发室的底部设置有出水口。

技术总结
本实用新型属于机动车相关的技术领域，提供了一种车辆尾气热能利用系统，设置在车辆的尾气排气管上，其特征在于，包括发电电动一体机、冷凝器、高压水泵、气动马达和承装有液态水的蒸发室，所述蒸发室设置在所述尾气排气管上，所述蒸发室通过设置在顶部的蒸汽喷口连通于所述气动马达，所述蒸发室的侧壁上还设置有回水口，所述回水口通过高压水泵连通所述冷凝器的出口，所述冷凝器的进口连通于所述气动马达的排气口，所述气动马达连接于所述发电电动一体机的控制器，所述发电电动一体机还连接设置有蓄电池，所述气动马达还连接于所述高压水泵，以为所述高压水泵供能，所述发电电动一体机连接于所述车辆的发动机。机连接于所述车辆的发动机。机连接于所述车辆的发动机。


技术研发人员：杨树芳
受保护的技术使用者：杨树芳
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/6/1