CN109113841A - 一种自服务汽车尾气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自服务汽车尾气处理装置，包括温差发电装置、稳压器、静电发生器、吸附除尘装置，温差发电装置包括石棉布、半圆铜管、温差发电片组件、散热片；吸附除尘装置包括铝合金柱筒、步进电机支撑座、步进电机、小齿轮、大齿轮、陶瓷绝缘轴承、亚克力管、石墨级棒、石墨极棒支撑座、螺旋刀片、薄壁铜管；本发明通过自行设计的尾气处理装置来处理汽车尾气，能够有效降低汽车排放污染物含量，且利用汽车尾气温差发电来驱动尾气处理装置，使得之前废弃的能源得到有效回收利用，使得本发明装置具有环保、节能、降低空气污染的特点，宜于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车尾气处理领域，具体为一种自服务汽车尾气处理装置。
背景技术
汽车尾气主要成分是碳氢化合物、氮氧化物以及粉尘。现有车用的三元催化转化器可以有效减轻由于燃烧不充分产生的碳氢化合物以及氮氧化物，但是残留的粉尘颗粒只是经过初步过滤，尤其是汽车尾气中的含铅悬浮颗粒物，再加上少量上述化合物，未充分燃烧的雾化汽油颗粒会逐步累计，不仅会在排气管处形成积炭，而且会形成排放污染，严重危害人体健康。
研究表示，汽车发动机的热效率至今为止仍只有30％左右，剩余约30％-45％的能量则以冷却水、尾气等方式带出内燃机，造成了较大的能源浪费。如果能对这些耗散的能量加以回收利用，将在节约能源目的的同时，还可以产生很好的经济效益和社会效益。
发明内容
为解决汽车尾气污染环境、影响人体健康问题，通过利用汽车尾气温差发电来驱动尾气处理装置，实现汽车排放污染物含量降低，且有效地利用汽车发动机尾气热能。
本发明解决所述问题的技术方案是，设计一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，包括温差发电装置(1)、稳压器(2)、静电发生器(3)、吸附除尘装置(4)，温差发电装置(1)包括石棉布(12)、半圆铜管(13)、温差发电片组件(14)、散热片(15)；吸附除尘装置(4)包括铝合金柱筒(41)、步进电机支撑座(42)、步进电机(43)、小齿轮(44)、大齿轮(45)、陶瓷绝缘轴承(46)、亚克力管(47)、石墨级棒(48)、石墨极棒支撑座(49)、螺旋刀片(410)、薄壁铜管(411)；
温差发电装置(1)设置于汽车排气系统消音器前端，所述石棉布(12)包裹在汽车排气系统消音器前端的排气管外壁，两片半圆铜管(13)上、下布置形成完整的圆柱铜管，套装在包裹有石棉布(12)的排气管壁上，并用螺栓紧固圆柱铜管；温差发电片组件(14)的一侧用耐高温胶连接在圆柱铜管外壁上，温差发电片组件(14)的另一侧连接散热片(15)；
吸附除尘装置(4)的铝合金柱筒(41)的一端设置在排气管尾喉尾部管道中并用螺栓紧固；步进电机支撑座(42)套装在铝合金柱筒(41)的另一端，该端的末端上安装有陶瓷绝缘轴承(46)；步进电机(43)安装在步进电机支撑座(42)上，小齿轮(44)安装在步进电机(43)的输出轴上；亚克力管(47)的一端套装在陶瓷绝缘轴承(46)上；石墨极棒支撑座(49)安装在铝合金柱筒(41)内壁上，石墨级棒(48)设置在支撑座(49)的内孔中；亚克力管(47)的内壁面设置有薄壁铜管(411)，螺旋刀片(410)的一端固定在铝合金柱筒(41)的安装有陶瓷绝缘轴承(46)一端的末端外端面上，另一端延伸到亚克力管(47)内壁的末端，贴合薄壁铜管(411)内壁设置；大齿轮(45)固定套装在亚克力管(47)外壁上，与位于其上方的小齿轮(44)啮合连接；
温差发电装置(1)的温差发电片组件(14)与稳压器(2)电连接，稳压器(2)与静电发生器(3)电连接，静电发生器(3)正极接石墨级棒(48)，负极连接薄壁铜管(411)；温差发电片组件(14)、步进电机(43)均与单片机电连接，单片机连接汽车蓄电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述自服务汽车尾气处理装置由单片机控制，并将单片机和汽车蓄电池连接，当汽车速度较慢或处于怠速时，温差发电片组件(14)的冷热端温差较低，产生的电量较少，此时单片机测得电压为低于预定电压，控制开关将温差发电量直接输送到吸附装置；当汽车高速行驶时，温差发电片组件(14)的冷热端温差较高，产生的电量较多，此时单片机测得电压高于预定电压，控制开关将产生的电量用于给蓄电池充电，蓄电池再接通静电吸附装置。效率较高，能将温差发电片组件(14)产生的电量较大效率利用。
所述吸附除尘装置(4)中的陶瓷绝缘轴承(46)，亚克力管(47)，尼龙材质的石墨极棒支撑座(49)，亚克力材质的螺旋刀片(410)均采用绝缘设计，将静电发生器(3)及两级与其他部件隔绝，避免静电对车辆行进中对其他部件产生影响。
与现有技术相比，本发明通过自行设计的尾气处理装置来处理汽车尾气，能够有效降低汽车排放污染物含量，且利用汽车尾气温差发电来驱动尾气处理装置，使得之前废弃的能源得到有效回收利用，使得本发明装置具有环保、节能、降低空气污染的特点，宜于推广应用。
附图说明
图1为本发明一种实施例的温差发电装置剖视结构示意图；
图2为本发明一种实施例的吸附除尘装置立体结构示意图；
图3为本发明一种实施例的吸附除尘装置侧视结构示意图；
图4为本发明一种实施例的电路连接示意图；
图中：1-温差发电装置，2-稳压器，3-静电发生器，4-吸附除尘装置，5-12V蓄电池，6-单片机，12-石棉布，13-半圆铜管，14-温差发电片，15-散热片，41-铝合金柱筒，42-步进电机支撑座，43-步进电机，431-步进电机驱动器，44-小齿轮，45-大齿轮(45)，46-陶瓷绝缘轴承，47-亚克力管，48-石墨级棒，49-石墨极棒支撑座，410-螺旋刀片，411-薄壁铜管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明要保护的范围。
本发明提供种一种自服务汽车尾气处理装置(参见图1-4)，包括温差发电装置(1)、稳压器(2)、静电发生器(3)、吸附除尘装置(4)，温差发电装置(1)包括石棉布(12)、半圆铜管(13)、温差发电片组件(14)、散热片(15)；吸附除尘装置(4)包括铝合金柱筒(41)、步进电机支撑座(42)、步进电机(43)、小齿轮(44)、大齿轮(45)、陶瓷绝缘轴承(46)、亚克力管(47)、石墨级棒(48)、石墨极棒支撑座(49)、螺旋刀片(410)、薄壁铜管(411)。
温差发电装置(1)设置于汽车排气系统消音器前端，所述石棉布(12)包裹在汽车排气系统消音器前端的排气管外壁，两片半圆铜管(13)上、下布置形成完整的圆柱铜管，套装在包裹有石棉布(12)的排气管壁上，并用螺栓紧固圆柱铜管；温差发电片组件(14)的一侧用耐高温胶连接在圆柱铜管外壁上，温差发电片组件(14)的另一侧连接散热片(15)。
吸附除尘装置(4)的铝合金柱筒(41)的一端设置在排气管尾喉尾部管道中并用螺栓紧固；步进电机支撑座(42)套装在铝合金柱筒(41)的另一端，该端的末端上安装有陶瓷绝缘轴承(46)；步进电机(43)安装在步进电机支撑座(42)上，小齿轮(44)安装在步进电机(43)的输出轴上；亚克力管(47)的一端套装在陶瓷绝缘轴承(46)上；石墨极棒支撑座(49)安装在铝合金柱筒(41)内壁上，石墨级棒(48)设置在支撑座(49)的内孔中；亚克力管(47)的内壁面设置有薄壁铜管(411)，螺旋刀片(410)的一端固定在铝合金柱筒(41)的安装有陶瓷绝缘轴承(46)一端的末端外端面上，另一端延伸到亚克力管(47)内壁的末端，贴合薄壁铜管(411)内壁设置。大齿轮(45)固定套装在亚克力管(47)外壁上，与位于其上方的小齿轮(44)啮合连接。
温差发电装置(1)的温差发电片组件(14)与稳压器(2)电连接，稳压器(2)与静电发生器(3)电连接，静电发生器(3)正极接石墨级棒(48)，负极连接薄壁铜管(411)；温差发电片组件(14)、步进电机(43)均与单片机(6)电连接，单片机(6)连接汽车蓄电池。
石墨级棒(48)外壁和薄壁铜管(411)内壁之间的距离为2cm左右。
所述的半圆铜管(13)的内壁为半圆弧状，外壁为正六边形的一半，外壁边长为40mm，两片半圆铜管(13)上、下布置形成完整的圆柱铜管，外壁面形成正六边形。
所述的温差发电片组件(14)为六组温差发电片构成的六边形结构，每一组温差发电片包括四个横向并排温差发电片，即形成四圈由温差发电片构成的六边形，每一圈六边形中的温差发电片串联，且第一圈与第二圈串联，第三圈与第四圈串联，第二圈与第三圈引入导线并联，连接到稳压器(2)和单片机上。
所述的稳压器(2)的主要部件是XL4016可降压芯片，将输出电压稳定在12V。
所述的温差发电片组件(14)由SP1848-27145型号的温差发电片构成，可以实现在温差60℃的情况下产生2.4V的电压，发电电流为469mA。
所述的散热片(15)的边长与温差发电片组件(14)的边长相同，为40mm*40mm。
所述的步进电机支撑座(42)为一个橡胶环和一个橡胶正方体连接在一起的结构，橡胶环内孔套装在铝合金柱筒(41)外壁，步进电机(43)安装在橡胶正方体上。
所述的石墨极棒支撑座(49)的外壁柱筒和内壁柱筒之间有为网状，利于气流通过。
所述的亚克力管(47)内壁有一楔状凹槽，当步进电机(43)带动齿轮转动，使得亚克力管(47)转动，螺旋刀片(410)得以挂除连接在亚克力管(47)内壁的薄壁铜管(411)上面所吸附的颗粒，颗粒积攒到一定量后会顺着亚克力管(47)内壁楔状凹槽排出到地面。
所述石墨极棒支撑座(49)为尼龙材质，螺旋刀片(410)为亚克力材质。
所述单片机(6)型号为STC89C52。
本发明工作原理：温差发电装置(1)与单片机连接，同时单片机连接汽车蓄电池；当汽车发动机启动后，所述温差发电装置(1)的温差发电片组件(14)两端存在温差而产生电量，电量通过稳压器(2)后产生维持为12V的输出电压，稳压器(2)后接静电发生器(3)，静电发生器(3)正极接石墨级棒(48)，负极连接薄壁铜管(411)，石墨级棒(48)外壁和薄壁铜管(411)内壁之间的距离为2cm左右，两者之间产生1-2wV的瞬时高压静电，可用于吸附尾气中的微小颗粒。当单片机检测到温差发电片组件(14)的电压过高时会将电量经稳压后输给汽车蓄电池，汽车蓄电池再给静电供电，当单片机检测到温差发电片组件(14)电压较低时，会将温差发电片组件(14)产生电量直接通过稳压器(2)连接静电发生器(3)。
步进电机(43)由单片机控制，通过步进电机(43)带动齿轮转动，使得亚克力管(47)转动，螺旋刀片(410)得以挂除连接在亚克力管(47)内壁的薄壁铜管(411)上面所吸附的颗粒，颗粒积攒到一定量后会顺着亚克力管(47)内壁凹槽排出到地面。
本发明通过利用汽车尾气温差发电来驱动尾气处理装置，实现汽车排放污染物含量降低。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进方向加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (10)
1.一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，包括温差发电装置（1）、稳压器（2）、静电发生器（3）、吸附除尘装置（4），温差发电装置（1）包括石棉布（12）、半圆铜管（13）、温差发电片组件（14）、散热片（15）；吸附除尘装置（4）包括铝合金柱筒（41）、步进电机支撑座（42）、步进电机（43）、小齿轮（44）、大齿轮（45）、陶瓷绝缘轴承（46）、亚克力管（47）、石墨级棒（48）、石墨极棒支撑座（49）、螺旋刀片（410）、薄壁铜管（411）；
温差发电装置（1）设置于汽车排气系统消音器前端，所述石棉布（12）包裹在汽车排气系统消音器前端的排气管外壁，两片半圆铜管（13）上、下布置形成完整的圆柱铜管，套装在包裹有石棉布（12）的排气管壁上，并用螺栓紧固圆柱铜管；温差发电片组件（14）的一侧用耐高温胶连接在圆柱铜管外壁上，温差发电片组件（14）的另一侧连接散热片（15）；
吸附除尘装置（4）的铝合金柱筒（41）的一端设置在排气管尾喉尾部管道中并用螺栓紧固；步进电机支撑座（42）套装在铝合金柱筒（41）的另一端，该端的末端上安装有陶瓷绝缘轴承（46）；步进电机（43）安装在步进电机支撑座（42）上，小齿轮（44）安装在步进电机（43）的输出轴上；亚克力管（47）的一端套装在陶瓷绝缘轴承（46）上；石墨极棒支撑座（49）安装在铝合金柱筒（41）内壁上，石墨级棒（48）设置在支撑座（49）的内孔中；亚克力管（47）的内壁面设置有薄壁铜管（411），螺旋刀片（410）的一端固定在铝合金柱筒（41）的安装有陶瓷绝缘轴承（46）一端的末端外端面上，另一端延伸到亚克力管（47）内壁的末端，贴合薄壁铜管（411）内壁设置；大齿轮（45）固定套装在亚克力管（47）外壁上，与位于其上方的小齿轮（44）啮合连接；
温差发电装置（1）的温差发电片组件（14）与稳压器（2）电连接，稳压器（2）与静电发生器（3）电连接，静电发生器（3）正极接石墨级棒（48），负极连接薄壁铜管（411）；温差发电片组件（14）、步进电机（43）均与单片机（6）电连接，单片机（6）连接汽车蓄电池。
2.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，石墨级棒（48）外壁和薄壁铜管（411）内壁之间的距离为2cm。
3.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述的半圆铜管（13）的内壁为半圆弧状，外壁为正六边形的一半，外壁边长为40mm，两片半圆铜管（13）上、下布置形成完整的圆柱铜管，外壁面形成正六边形。
4.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述的温差发电片组件（14）为六组温差发电片构成的六边形结构，每一组温差发电片包括四个横向并排温差发电片，即形成四圈由温差发电片构成的六边形，每一圈六边形中的温差发电片串联，且第一圈与第二圈串联，第三圈与第四圈串联，第二圈与第三圈引入导线并联，连接到稳压器（2）和单片机（6）上。
5.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述的温差发电片组件（14）由SP1848-27145型号的温差发电片构成，可以实现在温差60℃的情况下产生2.4V的电压，发电电流为469mA。
6.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述的稳压器（2）的主要部件是XL4016可降压芯片，将输出电压稳定在12V。
7.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述的步进电机支撑座（42）为一个橡胶环和一个橡胶正方体连接在一起的结构，橡胶环内孔套装在铝合金柱筒（41）外壁，步进电机（43）安装在橡胶正方体上。
8.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述的石墨极棒支撑座（49）的外壁柱筒和内壁柱筒之间有为网状，利于气流通过。
9.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述的亚克力管（47）内壁有一楔状凹槽，当步进电机（43）带动齿轮转动，使得亚克力管（47）转动，螺旋刀片（410）得以挂除连接在亚克力管（47）内壁的薄壁铜管（411）上面所吸附的颗粒，颗粒积攒到一定量后会顺着亚克力管（47）内壁楔状凹槽排出到地面。
10.根据权利要求1所述的一种自服务汽车尾气处理装置，其特征在于，所述石墨极棒支撑座（49）为尼龙材质，螺旋刀片（410）为亚克力材质。
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