Термоелектричний генератор вихлопного колектора двигуна внутрішнього згорання

Реферат: Термоелектричний генератор вихлопного колектора двигуна внутрішнього згорання виготовлений у вигляді керамічної труби. З зовнішньої поверхні вихлопного колектора встановлені термоелектродні дроти з поліморфних сплавів, у яких сформовані області з різною кристалічною структурою, з'єднані у термобатарею з гарячими і холодними ділянками, між якими містять теплоізолятор, а до виводів термобатареї підключений трипозиційний тумблер, пусковий конденсатор, пусковий електродвигун. UA 89511 U (12) UA 89511 U UA 89511 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до двигунобудування, а саме до глушників шуму двигуна внутрішнього згорання та термоелектричних перетворювачів енергії. Відомі термоелектричні перетворювачі за способом виготовлення шляхом намотування термоелектродного провідника на каркас термобатареї, заздалегідь укладаючи на нього додатково ізольований дріт, а після цього здійснюється гальванічне нанесення другого термоелектрода в струмені електроліту, що дозволяє створити спай електродів на певній заданій ділянці, (авторське свідоцтво СРСР N 545021, кл. Н01L 35/34, 1975). Недоліком цього способу є складність виготовлення батареї термопар, що пов'язана з трудомісткістю операції по гальванічному нанесенню другого елемента. Відомі термоелектричні перетворювачі, наприклад, термоелектричний модуль, виготовлений з металевих термоелектричних матеріалів різного хімічного складу. Окремі гілки термоелементів в ньому з'єднані точковим зварюванням, заздалегідь намотаних термоелектричних провідників з подальшим розділенням за місцями зварювання (авторське свідоцтво СРСР N 44682, кл. Н01L 35/34, 1934). Недоліком розглянутих пристроїв є складність конструкції. Найбільш близьким до пропонованого способу, є спосіб виготовлення термобатареї глушника шуму вихлопу двигуна внутрішнього згорання, (заявка Японії № 58-44842, кл. F 01 N 5/02, 1983). Винахід відноситься до двигунобудування, а саме до глушників шуму двигуна внутрішнього згорання. Вихлопні гази двигуна через вихлопну трубу і через отвори її перфорації надходять в резонансні камери з подальшим проходженням газових потоків через повздовжні канали, утворені секторами поперечних перегородок. Нагрівання гарячих спаїв термоелектричної батареї здійснюється вихлопними газами, а охолодження холодних спаїв зовнішнім повітрям приводить до виникнення різниці температур і відповідно зниженню температури вихлопних газів і пульсації їх швидкостей. Електрична енергія, що виробляється термоелектричною батареєю, може бути використана для допоміжних потреб. Недоліком способу є складність виготовлення батареї термопар безпосередньо у глушнику шуму двигуна внутрішнього згорання, невизначеність використання виробленої електроенергії. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції термобатареї, виготовленої на вихлопній системі двигуна і способу її виготовлення, використання отриманої електроенергії із утилізованого тепла для запуску двигуна внутрішнього згорання. Поставлена задача вирішується тим, що термоелектричний генератор вихлопного колектора двигуна внутрішнього згорання встановлюється на колектор, що виготовлений у вигляді керамічної труби 4, з зовнішньої поверхні якої встановлені термоелектродні дроти 3, які відіграють роль термоелементів з поліморфних сплавів на основі заліза, що піддавались фазовим перетворенням. Для формування областей, що чергуються з різною кристалічною структурою, вони сполучені послідовно-паралельно в термобатарею з холодними 1, і гарячими ділянками 2, які отримані при лазерному нагріві до температури фазових перетворень. Як поліморфний сплав може бути використаний сплав на основі заліза, наприклад залізонікель із вмістом нікелю близько 30 %. Поліморфні сплави цього класу можуть мати низько - або високотемпературну кристалічну структуру в широкому температурному інтервалі (до 400 °C). Суть корисної моделі пояснюють креслення. Для цього термоелектродний дріт з поліморфного сплаву залізонікелю заздалегідь переводять в однофазний стан. Термообробку проводять до температури закінчення фазового переходу, формують ділянки, що чергуються з різним фазовим складом (холодні і гарячі) шляхом термообробки лазерним променем. Проміжки між холодними і гарячими ділянками покривають термостійкою теплоізоляційною піною 6 і встановлюють на колектор 4. Секції дротів сполучають за допомогою лазерного зварювання послідовно-паралельно для отримання електричних параметрів - постійної напруги у 12В та відповідної сили струму (див. Фіг. 2). Величина накопиченої електроенергії залежить від кількості секцій пускового конденсатора 5. Термогенератор вихлопного колектора двигуна внутрішнього згорання працює наступним чином: при роботі двигуна вихлопний колектор 4 сильно нагрівається вихлопними газами 3 (близько 400 °C), оскільки гарячі ділянки 2 безпосередньо контактують з вихлопним колектором і покриті шаром термостійкої теплоізоляційної піни 6, а холодні ділянки 1 на зовнішній стороні вихлопного колектора відкриті і охолоджуються потоком повітря 7, що йде від вентилятора двигуна, в термобатареї виробляється струм, який заряджає пусковий конденсатор 5 до повної зарядки, необхідної для обертання двигуна стартера 9 і його роботи протягом 10 і більше секунд. При працюючому двигуні внутрішнього згорання 11, трипозиційний тумблер знаходиться в замкнутому стані 10, і через нього відбувається зарядка пускового конденсатора 5. При виключенні двигуна внутрішнього згоряння трипозиційний тумблер з положення 10 1 UA 89511 U 5 10 переводиться в положення "стоп", для його повторного запуску замикають трипозиційний тумблер в положення 8, конденсатор 5 віддає електроенергію двигуну стартера 9, який запускає двигун внутрішнього згорання 11. Після запуску двигуна трипозиційний тумблер замикається в положення 10, а з положення 8 розмикається, переводячи конденсатор 5 в режим зарядки від термоелектричного генератора вихлопного колектора. Застосування термоелектричного генератора вихлопного колектора дозолить підвищити ККД двигуна внутрішнього згорання за рахунок утилізації тепла, зменшити навантаження на пусковий акумулятор під час частих зупинок двигуна, звести до мінімуму вплив вихлопних газів на навколишнє середовище за рахунок зниження температури газів, що виходять з вихлопної труби. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Термоелектричний генератор вихлопного колектора двигуна внутрішнього згорання, що виготовлений у вигляді керамічної труби, який відрізняється тим, що з зовнішньої поверхні вихлопного колектора встановлені термоелектродні дроти з поліморфних сплавів, у яких сформовані області з різною кристалічною структурою, з'єднані у термобатарею з гарячими і холодними ділянками, між якими містять теплоізолятор, а до виводів термобатареї підключений трипозиційний тумблер, пусковий конденсатор, пусковий електродвигун. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2