[实用新型]一种采用布列顿循环的汽车尾气余热发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽车尾气余热发电装置，特别涉及一种采用布列顿循环的汽车尾气余热发电装置，属于燃气轮机技术应用领域。

背景技术

随着人民生活水平的提高，汽车的销售量及保有量越来越大，目前我国汽车销售量已经达到了每年1900万辆，民用汽车保有量已经达到了11000万辆。汽车能源消耗在总能源消耗中所占的比例越来越高，汽车节能问题越来越受到关注，节能已经成为当今世界汽车工业发展的主题之一。

从目前汽车所用发动机的热平衡测试结果来看，用于动力输出的功率一般只占燃油燃烧总热量的30％-45％(柴油机)或20％-30％(汽油机)。以余热形式排出车外的能量占燃烧总能量的55％-70％(柴油机)或80％-70％(汽油机)，主要包括循环冷却液带走的热量和汽车尾气带走的热量。目前，以余热形式排出车外的能量占汽油燃烧总能量的70％(汽油机)，主要有两大部分组成，一部分来自行驶过程中发动机通过排气管排放的废气热量，属于中温余热(350-400℃，40％)；另一部分来自行驶过程中汽车发动机通过冷却液在发动机散热器处散去的热量，属于低温余热(80-90℃，30％)。

从上述数据可以看出汽车发动机废气带走的热量有较大的利用空间，有待进一步的商业开发及利用。因此如何提高汽车的能源使用效率，有效的回收利用汽车的排热，是实现汽车节能，降低汽车能源消耗的有效途径。随着我国汽车工业的迅速发展，提高汽车燃料有效利用率和减少环境污染在我国具有更重要的意义。

中国专利201110318411.1、201210116850.9、201320687768.1等提供了采用有机朗肯循环回收汽车或船用柴油机尾气余热的装置，其优点是余热回收的效率较高，其存在的问题是余热回收系统较为复杂、运行控制要求较高、必须要考虑有机工质泄漏问题。

中国专利201310370090.9、201420186570.X、201410788161.1、201510002155.3等提供了采用温差发电偶回收汽车尾气余热的装置，其优点是系统运行简单、无运转设备，其存在的问题是余热回收的效率较低，热电转换效率一般不超过5％。

中国专利201420741477.0、201420486201.2等提供了采用蒸汽朗肯循环回收汽车尾气余热的装置，其优点是技术成熟、余热回收的效率较高，其存在的问题是余热回收系统较为复杂、运行控制要求较高，热惰性大。

中国专利201420684088.9提供了一种汽车尾气涡轮发电机，其优点是结构简单、占用空间小，其存在的问题是汽车发动机排出的尾气压力并不高，热电转换效率较低，因此存在进一步优化的空间。

中国专利201320854012.1提供了一种卡诺-开放式布雷顿混合循环发电设备，采用燃料燃料产生的热量，加热经压气机压缩后的空气，拖动燃气轮机膨胀做功，其特色是通过优化的压力设计及恰当的加热温度，循环过程中不设置回热器，使得开放式布列顿循环排放尾气的温度接近于环境的空气温度，从而有效增加了功的输出，用于替代传统的燃气轮机循环及布列顿循环，其存在的问题是回热器的设计、制造、运行要求高，因此如何拓展其应用范围值得研究。

外燃式燃气轮机循环是在回热式燃气轮机循环的基础上发展起来的，其结构与回热循环结构相似。此循环的显著特点是：实现了燃气涡轮机的间接加热，使燃气不经过涡轮机，避免了燃料中的污垢经过燃烧后混合在烟气中，进而对涡轮机造成的损伤。因此如何拓展其应用范围值得研究。

因此如何解决现有汽车尾气发电技术存在的问题，建立效率较高、安全的发电模式，使燃料燃烧产生的热能利用更加合理，有效降低温室气体的排放，成为该领域研究的难点。

发明内容

本实用新型是为解决现有技术存在的问题，提供一种采用布列顿循环的汽车尾气余热发电装置，高效回收汽车发动机尾气余热用于布列顿循环发电，达到节能降耗的目的。

本实用新型的目的是通过以下措施实现的：

一种采用布列顿循环的汽车尾气余热发电装置，该装置通过回热器回收汽车发动机高温尾气的余热，用于布列顿循环发电，其特征在于：

汽车发动机高温尾气18经回热器13降温后形成低温烟气19排出；

所述的布列顿循环是指空气10经压气机11压缩后，形成压缩空气12，经回热器13回收汽车发动机高温尾气18的余热后，生成的高温空气14送入涡轮机15，拖动发电机16发电，高温空气14经涡轮机15降温降压后形成排气17排入大气。

设有空气滤清器：所述的空气10经空气滤清器过滤后送入压气机11。