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一種內燃機尾氣余熱提取裝置的制作方法

文檔序號:11173867閱讀:1785來源:國知局
一種內燃機尾氣余熱提取裝置的制造方法

本發(fā)明涉及一種內燃機余熱提取裝置,具體地說是一種內燃機尾氣余熱提取裝置,它是利用內燃機工作時產生的高溫尾氣通過熱交換生成過熱蒸汽的裝置,將廢棄的熱能充分利用起來,屬于機械裝置制造技術領域。



背景技術:

隨著全球人口日益增長,能源需求急劇飆升,作為發(fā)展中國家我國在現代化建設中,面臨比世界其他國家更為嚴峻的資源匱乏和環(huán)境污染,我們需要更有效地使用有限的能源。內燃機作為熱效率最高的動力機械,廣泛應用于生產和生活的各個領域,其增長率超過人口增長率,而且逐年還在不斷地增加。內燃機是通過使燃料在機器內部燃燒,并將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發(fā)動機,工作時同時排出帶有大量熱能的廢氣。現有內燃機尾氣都是通過排氣岐管直接排放到空氣中,其所含的熱能亦隨之浪費流失,既浪費了有限的資源,又加速了溫室氣體效應。

眾所周知,汽車在長途行駛中,司機和乘客都需要按時喝開水、吃飯和取暖。尤其是自駕游時大貨車及大客車在行駛過程中前不著村,后不著店的地方,為能吃上熱飯,喝上開水和取暖而長途奔波。因而一種在野外條件下無需額外增加其它能源就能加工食物、取暖的內燃機熱能轉換裝置就顯得尤為重要。



技術實現要素:

本發(fā)明的目的是為了解決以內燃機為動力裝置的所有機動車輛在內燃機工作過程中燃料燃燒做功時所排出的高溫尾氣被白白浪費流失,現有的尾氣利用裝置、方案、結構設計不盡合理,高溫尾氣余熱利用率低,從而提供了一種新的技術方案,能充分利用高溫尾氣進行熱交換的一種內燃機尾氣余熱提取裝置。

為達到上述目的,本發(fā)明可通過以下技術方案來實現:

一種內燃機尾氣余熱提取裝置,它是由排氣岐管組成,排氣岐管包括分支管和合氣管,在內燃機和內燃機排氣裝置之間設有法蘭盤,在法蘭盤上固定設有內燃機排氣岐管,在排氣岐管中設有熱轉換裝置,在熱轉換裝置中設有相互封閉單向流動的水汽通道和高溫尾氣通道,水汽通道的一端通過排氣岐管中的進水口與水流入口相管連接,水汽通道的另一端通過排氣岐管上的出汽口與蒸汽出口相管連接,熱轉換裝置通過進水口和出汽口分別與供水單元和蒸汽利用單元相管連接,所述的熱轉換裝置是在雙層腔體內設有相互獨立單向流動的水汽通道和高溫尾氣通道,所述的高溫尾氣通道面是翅片形結構,所述的水汽通道是折返式結構。

在分支管內設有熱轉換裝置,所述的熱轉換裝置是楔形熱交換結構,其中的高溫尾氣通道面是環(huán)形翅片形結構,且水汽通道設置在管程,高溫尾氣通道設置在中心和殼程。

所述的水汽通道的管程形狀為正弦波環(huán)繞形結構。

熱轉換裝置是圓柱管結構,其兩端是錐形結構,在圓柱管結構的熱轉換裝置中的熱轉換裝置加熱外層和熱轉換裝置加熱內層之間設有長方形水汽通道,熱轉換裝置加熱外層和熱轉換裝置加熱內層的表面是翅片形結構,水汽通道的管程形狀為s曲線環(huán)繞形,水汽通道設置在管程,高溫尾氣通道設置在熱轉換裝置中的內尾氣流經腔和外尾氣流經腔。

熱轉換裝置是矩形結構,在熱轉換裝置的中間設有矩形水汽通道,水汽通道的上下面設有板式翅片形熱轉換裝置加熱外層,水汽通道的管程形狀為板式折返型,水汽通道設置在管程,高溫尾氣通道設置在熱轉換裝置外加熱層與分支管之間的外尾氣流經腔。

本發(fā)明與現有技術相比較具有的優(yōu)勢:結構簡單,使用方便,具有熱能重新利用的功能,經濟、安全、健康、快捷、方便。利用內燃機工作時所排出的高溫尾氣余熱進行全方位綜合開發(fā),本發(fā)明在不增加任何較大的額外成本下,車輛只要在行駛途中隨時可以飲用100℃開水,所產生的高溫過熱蒸汽還可直接加熱食物,能夠快速完成蒸菜、蒸飯、煲湯等烹飪功能。高效節(jié)能,環(huán)保健康,綠色出行,可告別目前車輛中飲水機久煮水和陰陽水對人體的危害,可以最大限度保存菜肴的營養(yǎng)和原汁原味。

本發(fā)明基于內燃機所產生的熱能將高溫尾氣通過提取過熱蒸汽裝置充分方便的加以利用,不僅提高能量的利用率,而且可以減少其它燃料的消耗和溫室氣體排放。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種實施例結構示意圖;

圖2是本發(fā)明圖1中熱轉換裝置1組合水汽流程原理示意圖;

圖3是熱轉換裝置1安裝在排氣歧管中的結構視圖;

圖4是圖3的b-b向剖視示意圖;

圖5是圖3中a處放大示意圖;

圖6是排氣歧管中熱轉換裝置1是矩形結構示意圖;

圖7是熱轉換裝置1是圓柱形結構時水汽流程原理圖;

圖8是圖7的a-a向剖視示結構意圖;

圖9是熱轉換裝置1是圓柱折返形結構時水汽流程示意圖;

圖10是圖9的c-c向剖視結構示意圖;

圖11是圖9的d-d向剖視結構示意圖;

圖12是熱轉換裝置1是矩形折返式結構示意圖;

圖13是圖12的俯視圖及內部結構示意圖;

圖14是圖13熱轉換裝置1中e-e向剖視結構示意圖;

圖15是熱轉換裝置1在排氣歧管中整體安裝立體結構示意圖;

圖16是六組熱轉換裝置1與排氣歧管連接示意圖;

圖17是熱轉換裝置1是楔形結構示意圖;

圖18是圖17板f-f向剖視放大示意圖;

圖19是圖17熱轉換裝置1折返式水汽流程原理圖;

圖20是熱轉換裝置1是板式折返結構示意圖;

圖21是圖20的g-g向剖視結構示意圖。

具體實施方案

現在結合附圖以具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明:

實施例一:

一種內燃機尾氣余熱提取裝置,它包括供水單元、熱轉換裝置1和蒸汽利用單元。熱轉換裝置1一端通過水流入口5與供水單元接相連,一端通過蒸汽出口14與蒸汽利用單元相連接。在分支管2內設有熱轉換裝置1,所述的熱轉換裝置1是圓柱形熱交換結構,它是由熱轉換裝置加熱外層16和熱轉換裝置加熱內層17構成,在熱轉換裝置加熱外層16和熱轉換裝置加熱內層17之間設有螺旋式水汽通道15,有利于高溫尾氣進行熱交換,熱轉換裝置加熱內層17的內面和熱轉換裝置加熱外層16的外面為內燃機高溫尾氣的加熱面,它們之間的水汽通道15為水加熱腔體。將熱轉換裝置加熱內層17的內面和熱轉換裝置加熱外層16的外面加工成環(huán)形翅片有利于增加加熱面積,提高熱效率。所述的熱轉換裝置1的兩端是錐形結構,防止內燃機高溫尾氣流動時阻力過大,其中熱轉換裝置加熱外層16、熱轉換裝置加熱內層17和分支管2共同構成高溫尾氣通道殼程,水走水汽通道15中間管程,高溫尾氣走中心和殼程,形成水汽通道15兩面加熱。在供水單元和熱轉換裝置1之間設有給水泵和單向閥,可防止水蒸汽倒流。

在四個分支管2內分別設有熱轉換裝置1,并將每一個熱轉換裝置1內的水汽通道15通過連接管串聯起來,即飲用水經過水流入口5通過進水口6流入,從第一出水汽口7流出,再從第二進水汽口8流入,從第二出水汽口9流出,再從第三進水汽口10流入,從第三出水汽口11流出,再從第四進水汽口12流入,最后從出汽口13流出,最后通過蒸汽出口14進入蒸汽利用單元。

車輛在怠速或行駛中,供水單元供給水箱中的水通過供給泵進入壓力容腔,利用節(jié)流閥使壓力容腔的水具備一定的壓力。控制開關閥的開和關,使壓力容腔中的高壓水斷續(xù)進入熱轉換裝置1的進入水流入口5中,經過熱轉換裝置1的充分熱交換換熱,使進入熱轉換裝置1中的高壓水汽化,通過調節(jié)熱轉換裝置1中的壓力調節(jié)閥的壓力可獲得不同溫度的過熱蒸汽。熱轉換裝置1產生的過熱蒸汽經過蒸汽出口14和單向閥分別進入蒸汽利用單元可進入蒸鍋或煮鍋來做飯菜。

通過蒸汽出口14進入加熱水箱中的過熱蒸汽與加熱水箱中的水進行熱交換,加熱水箱的水可通過給水泵加水,不同地區(qū)調節(jié)加熱水箱安全閥的壓力,以保證加熱水箱中的水達到100℃,把達到100℃的水經過加熱水箱進出水管由給水泵抽至開水箱里,可供司乘人員飲用。

實施例二:

一種內燃機尾氣余熱提取裝置,它是在分支管2內設有熱轉換裝置1,所述的熱轉換裝置1是矩形熱交換結構,熱轉換裝置1的兩端為錐形結構,在熱轉換裝置1中間設有截面為槽形,路徑為s形折返式水汽通道15,也可以將水汽通道15做成正弦波結構,水走水汽通道15折返式s形或正弦波結構形式的管程。

在水汽通道15內外設有多個矩形翅片,矩形翅片和水汽通道15同心排列,矩形翅片的方向與內燃機高溫尾氣流向相同,減少排氣阻力;在水汽通道15內由多個矩形翅片構成熱轉換裝置加熱內層17,在水汽通道15外由多個矩形翅片構成熱轉換裝置加熱外層16;高溫尾氣走由熱轉換裝置加熱內層17所形成的內尾氣流經腔19和熱轉換裝置加熱外層16與分支管2共同構成外尾氣流經腔18通道殼程。

水流入口5與供水單元接相連,蒸汽出口14與蒸汽利用單元相連接。

實施例三:

一種內燃機尾氣余熱提取裝置,它是在分支管2內設有熱轉換裝置1,所述的熱轉換裝置1為楔形板式熱交換結構,熱轉換裝置1迎接內燃機高溫尾氣一端為楔形結構,以減少熱轉換裝置1的迎風阻力,加快高溫尾氣流速,增強熱交換能力。

在熱轉換裝置1楔形板式熱交換結構中間設有截面為矩形或曲線形形狀,路徑為s形折返式水汽通道15,也可以將水汽通道15做成正弦波結構,水走水汽通道15折返式s形或正弦波結構形式的管程。

在水汽通道15上下各設有多個矩形翅片,矩形翅片和水汽通道15平行排列,矩形翅片的方向與內燃機高溫尾氣流向相同,減少排氣阻力;在水汽通道15上下由多個矩形翅片構成熱轉換裝置加熱外層16;高溫尾氣走由熱轉換裝置加熱外層16和分支管2共同構成高溫尾氣通道殼程。

水流入口5與供水單元接相連,蒸汽出口14與蒸汽利用單元相連接。

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