[实用新型]船舶柴油机废气温差发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶上生活方面的低功率用电设备，具体涉及一种船舶柴油机废气温差发电装置。

背景技术

长期以来，由于受到热电转换效率的制约和成本的限制，半导体温差发电技术主要用于航天和军事领域，很少用于工业和民用产业。在大量热能都以余热、废热形式耗散掉的船舶柴油机领域，该技术的运用更是鲜而少见，存在热电模块的安装困难、难以实现热电模块的冷却、热效率低等技术难题。由于柴油机废气中大量热量能通过排气管壁传递至机舱内，不仅使这部分能量白白损失，而且会提高机舱内温度，不利于轮机员在舱内的工作。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有船舶柴油机存在热电转换效率低的不足，提供一种实现柴油机排气管的热量回收利用的船舶柴油机废气温差发电装置。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

船舶柴油机废气温差发电装置，由热电转换单元，电力供给单元，冷却单元，控制器四部分组成，

所述热电转换单元由依次相连的热电模块、电信号传感器、电流放大器、恒流充电器组成，热电模块由多个覆盖于柴油机的排气管上的半导体温差发电片组成，用于实现热能与电能的转换；电信号传感器和电流放大器用于将热电模块产生的电信号进行转换形成电流；恒流充电器用于将该电流进行整合并储存于电力供给单元中；

所述电力供给单元包括蓄电池、逆变器和蓄电池检测仪，逆变器和蓄电池检测仪均连接在蓄电池上，逆变器用于将充入蓄电池的直流电转化为交流电，以便用于交流用电器； 

所述冷却单元由冷却室、水箱、供水泵三部分组成，冷却室、水箱、供水泵之间通过导水管相连，冷却室置于热电模块的外侧；冷却单元用于移除传至热电模块冷端的热量，保证热电模块热端和冷端的温差； 

所述控制器分别与柴油机、热电转换单元的电流放大器、电力供给单元的蓄电池检测仪以及冷却单元的供水泵相连，用于获取柴油机的启动信号、控制整套装置的电路，保证热电转换单元、电力供给单元和冷却单元正常工作。

在上述方案中，所述热电模块通过半圆环管片布置于排气管上，半圆环管片由铝合金材料制成，其内表面为圆弧面、外表面为平面，半圆环管片的内表面直接覆盖于排气管上，热电模块安装在半圆环管片的外表面。

在上述方案中，所述半圆环管片的弧度为140°~180°，厚度为5mm，长度根据安装的热电模块的数量进行匹配。

在上述方案中，所述半圆环管片、热电模块均在排气管的两侧对称布置。

在上述方案中，所述冷却室为内部中空的铝合金腔室，腔室高度20mm，弧度、宽度与半圆环管片匹配。

在上述方案中，所述冷却室的腔室中设有等间距的铝合金的折流板，各段冷却室之间以导水管相连通，水箱中的冷却水通过供水泵输入并经由折流板形成的通道流动。

在上述方案中，冷却室的底部设有冷却室底板，冷却室通过冷却室底板置于热电模块的外侧，冷却室底板的外侧为圆弧面、内侧为平面，冷却室底板外侧的圆弧面与冷却室贴合，冷却室底板内侧的平面与发电模块紧密接触。

在上述方案中，所述冷却室和冷却室底板在排气管的两侧对称布置。

在上述方案中，所述冷却室通过卡箍和螺栓固定在排气管上。

本实用新型的工作流程：当柴油机启动时，启动信号传至控制器，控制器接通系统电路和供水泵，使整套发电装置开始工作；废气输入到排气管，待排气管外壁温度明显上升后，热电模块开始发电，同时控制器通过控制供水泵的开关调节冷却单元开始工作；各热电模块之间并联，由多个半导体热电模块并联组成的发电单元，将产生的电信号经过电信号传感器和电流放大器的转换形成电流，电流通过恒流充电器的整合作用，储存于蓄电池中；当蓄电池中的电能储满时，蓄电池检测仪发出信号作用于控制器，切断电力供给单元和冷却单元，整套发电装置停止工作；当蓄电池电量不足50%时，蓄电池检测仪将信号传给控制器，整套发电装置再次启动。充入蓄电池中的电能，少部分用于控制器和供水泵，保证系统正常工作；其他部分蓄电池的电能可直接作为直流电器的工作电源，或通过逆变器将电流转换为交流电，供给船员的日常生活用电。

本实用新型的有益效果：充分利用柴油机排气管的热量进行发电，提高船舶燃油经济性，同时改善机舱内的温度条件，为轮机员提供一个更好的工作环境；铝合金材料制成的半圆环管片便于热电模块安装，并保证排气管壁与热电模块之间传热良好；冷却室和排气管通过卡箍连接，应用广泛、操作简单、稳定性好、维修方便。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的工作流程示意图；