專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置，具體地說(shuō)是一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置，屬于機(jī)械裝置制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)是將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入汽缸內(nèi)部的高壓燃燒室燃燒，將其釋放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動(dòng)力的一種裝置，同時(shí)排出帶有大量熱能的廢氣。隨著內(nèi)燃機(jī)效率的不斷提高，催化技術(shù)和蝸輪增壓技術(shù)的應(yīng)用更是顯著提高了排出廢氣的溫度可達(dá)750°C以上，以后隨著內(nèi)燃機(jī)性能的進(jìn)一步提高，排出廢氣的溫度還要提高?，F(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)尾氣都是通過(guò)排氣支管直接排放到空氣中，其所含的熱能亦隨之浪費(fèi)流失，本發(fā)明是基于內(nèi)燃機(jī)所產(chǎn)生的熱能將廢氣通過(guò)本自動(dòng)集熱裝置充分方便的加以利用，使人們的出行更加舒適、便捷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有汽車、輪船、工程機(jī)械在行駛運(yùn)行過(guò)程中燃燒的然料所排出的高溫廢氣沒(méi)有被充分利用而白白的浪費(fèi)掉，有些裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，距離發(fā)動(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)，汽車廢氣熱利用率低，從而提供一種新的技術(shù)方案。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明可通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置，它是由連接管和排氣管構(gòu)成，在連接管與排氣管之間設(shè)有管路換向裝置，在管路換向裝置的另一端口通過(guò)水箱氣體連接管和水箱排氣管設(shè)有熱交換水箱，在熱交換水箱內(nèi)設(shè)有熱量交換層；在熱交換水箱上設(shè)有進(jìn)水管和出水管；或在排氣管的外圍直接包裹設(shè)有熱交換水箱；所述的熱交換水箱的外殼為雙層結(jié)構(gòu)。在連接管一端設(shè)有連接件，另一端設(shè)有管路換向裝置，管路換向裝置中的一個(gè)出口與排氣管相連接，另一個(gè)出口通過(guò)水箱氣體連接管與熱交換水箱內(nèi)的水箱排氣管相連接，水箱排氣管與排氣管通過(guò)法蘭螺絲相固定連接。管路換向裝置是在管路換向閥體內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)鑲嵌設(shè)有閥芯，所述的管路換向閥體是在四方體中設(shè)有一圓軸孔，水平方向設(shè)有水平通孔相貫通，一端與連接管相連接，另一端與排氣管相連接；垂直方向設(shè)有不貫通的垂直孔并與水平通孔相貫通；閥芯是在圓柱體上設(shè)有腰形槽，閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)鑲嵌在管路換向閥體內(nèi)，在熱交換水箱內(nèi)設(shè)有的熱量交換層是片狀結(jié)構(gòu)，熱交換水箱的外殼為雙層真空結(jié)構(gòu)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，使用安全，取熱點(diǎn)距離發(fā)動(dòng)機(jī)最近，熱交換率高，節(jié)約能源，提高帶熱廢氣的綜合利用，熱量交換面積可達(dá)一平方米以上，可將內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生廢氣的余熱能合理、充分的加以利用，在正常行駛只需I分鐘就可將1.5升水燒開(kāi)，可利用內(nèi)燃機(jī)尾氣排放的熱能，為廣大外出旅行的司乘人員提供熱源，在不影響內(nèi)燃機(jī)性能的前提下可為所有以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車、輪船、工程機(jī)械上的司乘作業(yè)人員利用廢氣余熱做飯、燒水、取暖、洗漱，方便乘客出行，讓人們的出行更加舒適、快捷、愉悅，喝開(kāi)水、沏茶、煮咖啡、做飯等活動(dòng)與人們?cè)诩依镆粯映蔀楝F(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)車、船上人們出行的家庭化。
四

附圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本發(fā)明附圖1的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本發(fā)明附圖1的立體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本發(fā)明附圖1中管路換向閥體6的立體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是本發(fā)明附圖1中閥芯3的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 五具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖以具體實(shí)施為例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置，它是在連接管2 —端設(shè)有連接件4，連接件4可直接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣位置處，另一端設(shè)有三通管路換向裝置，三通管路換向裝置一個(gè)出口與排氣管7相連接，直接將高溫燃?xì)馀欧诺?，另一出口通過(guò)水箱氣體連接管I與熱交換水箱8中的氣體腔相管連接，用于加熱食用品或取暖，熱交換水箱8的另一出口與水箱排氣管9相連接，將高溫燃?xì)馓崛崃亢笈懦?，水箱排氣?與排氣管7用卡扣固定在一起再進(jìn)入汽車車尾煙筒排出，在進(jìn)入汽車車尾煙筒之前水箱排氣管9和排氣管7相互獨(dú)立進(jìn)行排放。管路換向裝置是在管路換向閥體6內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)鑲嵌有閥芯3，管路換向閥體6是在四方體中加工一圓軸孔11，垂直方向設(shè)有不相貫通的垂直孔13，水平方向設(shè)有水平通孔12，水平通孔12 —端與連接管2相連接，另一端與排氣管7相連接；不貫通的垂直孔13與水平通孔12相貫通，另一端通過(guò)水箱氣體連接管I與熱交換水箱8中水的氣體腔體相連接。閥芯3是在圓柱體上加工有腰形槽14，它轉(zhuǎn)動(dòng)鑲嵌在管路換向閥體6的圓軸孔11中，并通過(guò)端蓋5相固定，在熱交換水箱8內(nèi)設(shè)有熱量交換層10，使熱交換水箱8分為兩個(gè)腔體，通過(guò)控制閥芯3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)可使高溫燃燒氣體通過(guò)水箱對(duì)水進(jìn)行加熱或取暖，或者直接將高溫燃燒氣體通過(guò)排氣管7和汽車車尾煙筒排出。所述的熱量交換層10的截面是片形結(jié)構(gòu)可最大限度進(jìn)行熱交換，在熱交換水箱8內(nèi)設(shè)有熱量交換層10，并把水箱分為兩個(gè)腔體，一個(gè)是高溫氣體腔，一個(gè)是貯水腔或加熱腔，兩個(gè)腔體相互密封。在熱交換水箱8的貯水腔上設(shè)有進(jìn)水管和出水管，并可與車內(nèi)的采暖裝置相連接用于取暖。在熱交換水箱8上設(shè)有加熱腔體可用于加熱和蒸煮食品。當(dāng)閥芯3在管路換向閥體6內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)到腰形槽14槽口向下時(shí)垂直孔13被堵塞，高溫廢氣通過(guò)水平通孔12和腰形槽14再經(jīng)過(guò)排氣管7正常排放到大氣中，當(dāng)閥芯3在管路換向閥體6內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)到腰形槽14槽口向左時(shí)水平通孔12的右端出口被堵塞，高溫廢氣通過(guò)左端的水平通孔12和腰形槽14再經(jīng)過(guò)垂直孔13進(jìn)入熱交換水箱8中的氣體腔里進(jìn)行熱交換。連接管2通過(guò)連接件4與內(nèi)燃機(jī)固定連接，不需要對(duì)食品進(jìn)行加熱或采暖時(shí)，內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的高溫尾氣經(jīng)過(guò)連接管2，通過(guò)閥芯3中的腰形槽14從管路換向閥體6兩端設(shè)有的水平通孔12再通過(guò)排氣管7正常排放到大氣中。當(dāng)需要進(jìn)行加熱時(shí)，冷水經(jīng)進(jìn)水管路注入熱交換水箱8中的水腔里，水滿后停止注水，也可自動(dòng)控制容量并停止注水。也可以由控制系統(tǒng)控制閥芯3轉(zhuǎn)動(dòng)，使內(nèi)燃機(jī)高溫尾氣進(jìn)入熱交換水箱8中的氣體腔，通過(guò)熱量交換層10使熱交換水箱8注入的水開(kāi)始加熱直至設(shè)定的水溫后，控制系統(tǒng)控制閥芯3回轉(zhuǎn)，進(jìn)入熱交換水箱8的高溫尾氣流量越來(lái)越少直至關(guān)閉，內(nèi)燃機(jī)的尾氣排放回歸正常排放。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，用于動(dòng)力輸出的功率一般只占燃油燃燒總熱量的30% 40%，以廢熱形式排出機(jī)外的能量占燃油燃燒總熱量的58% 70% ;排氣余熱的特點(diǎn)是溫度高，排氣閥門處溫度大約為400°C 500°C，尾氣帶走的熱量燃油燃燒總熱量的25% 45%，本發(fā)明是可根據(jù)需要能自動(dòng)回收利用內(nèi)燃機(jī)廢氣排放熱能的裝置。其方法是將內(nèi)燃機(jī)所排放的尾氣經(jīng)過(guò)管路換向裝置由控制裝置轉(zhuǎn)換為利用廢氣余熱由供水系統(tǒng)控制供水，再通過(guò)各子控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)燒水、蒸煮食物、洗漱、采暖等功能。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)形式、功率大小，使用場(chǎng)合及用途的不盡相同，具體應(yīng)用到實(shí)際情況下采用不同的設(shè)計(jì)方案。普通小轎車?yán)?缸發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放的熱量，在排氣支管位置增加一套自動(dòng)加熱裝置進(jìn)行冷水加熱，在正常行駛途中不超過(guò)壹分鐘，水溫可達(dá)到99°C，當(dāng)然水溫也可以自行設(shè)定，排氣加熱裝置也可以根據(jù)需要實(shí)行分路控制，此裝置在寒冷的冬夜里，前不著村后不著店的路上堵車，在著急趕路的長(zhǎng)途行駛途中司乘人員的沏茶、泡方便面、喝水、蒸煮食物等在不停車的情況下可輕易實(shí)現(xiàn)。在不影響車輛性能使用的狀態(tài)下，應(yīng)用此裝置不但方便出行，而且大大降低了出行成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、方便、高效。
大型車輛、輪船、內(nèi)燃機(jī)械做功的工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)功率大，排放廢氣的熱量大，排氣管路多，擺放空間富余等特點(diǎn)，在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)加熱功能的基礎(chǔ)上，可根據(jù)功能的需要對(duì)加熱裝置實(shí)行分路控制，儲(chǔ)存熱能?？稍黾痈邏赫粝?，在短時(shí)間內(nèi)完成多人吃飯的功能，也可以加熱隨車攜帶的方便食品，洗澡、采暖功能，讓大型車輛具有豪華“房車”的部分功能，讓大型車輛上的司乘人員能夠便捷的吃上現(xiàn)蒸米飯，喝上香噴噴的熱湯，洗上溫度可控的熱水澡，睡上溫暖如春的床鋪，真切感受到此發(fā)明帶給他們的便捷和溫馨，如同在家里一般，使常年在外辛苦勞作的長(zhǎng)途車輛司乘人員路途上不再忍饑挨餓、風(fēng)餐露宿，使枯燥無(wú)味的長(zhǎng)途駕駛變成沿途欣賞美景的美好旅行。實(shí)驗(yàn)證明:在發(fā)明熱交換器內(nèi)，這種排列方式的優(yōu)點(diǎn)是用于熱交換的受熱有效面積大，與水進(jìn)行熱交換的效率高，冷車幾分鐘可使1.5升 2升冷水加熱至100°C ;如在行駛途中，一分鐘內(nèi)就可加熱至100°C。該取熱方式在所有發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣余熱利用中最實(shí)用、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、高效。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置，它是由連接管(2)和排氣管(7)構(gòu)成，其特征是:在連接管⑵與排氣管(7)之間設(shè)有管路換向裝置，在管路換向裝置的另一端口通過(guò)水箱氣體連接管(I)和水箱排氣管(9)設(shè)有熱交換水箱(8)，在熱交換水箱(8)內(nèi)設(shè)有熱量交換層(10);在熱交換水箱⑶上設(shè)有進(jìn)水管和出水管；或在排氣管(7)的外圍直接包裹設(shè)有熱交換水箱(8);所述的熱交換水箱(8)的外殼為雙層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置，其特征是:在連接管(2) —端設(shè)有連接件(4)，另一端設(shè)有管路換向裝置，管路換向裝置中的一個(gè)出口與排氣管(7)相連接，另一個(gè)出口通過(guò)水箱氣體連接管(I)與熱交換水箱(8)內(nèi)的水箱排氣管(9)相連接，水箱排氣管(9)與排氣管(7)通過(guò)法蘭螺絲相固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置，其特征是:管路換向裝置是在管路換向閥體￠)內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)鑲嵌設(shè)有閥芯(3)，所述的管路換向閥體(6)是在四方體中設(shè)有一圓軸孔(11)，水平方向設(shè)有水平通孔(12)相貫通，一端與連接管(2)相連接，另一端與排氣管(7)相連接；垂直方向設(shè)有不貫通的垂直孔(13)并與水平通孔(12)相貫通；閥芯(3)是在圓柱體上設(shè)有腰形槽(14)，閥芯(3)轉(zhuǎn)動(dòng)鑲嵌在管路換向閥體 (6)內(nèi)，在熱交換水箱(8)內(nèi)設(shè)有的熱量交換層(10)是片狀結(jié)構(gòu)，熱交換水箱(8)的外殼為雙層真空結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱高效回收利用的裝置，屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，其主要技術(shù)特點(diǎn)是在連接管一端通過(guò)管路換向裝置設(shè)有熱交換水箱，熱交換水箱內(nèi)設(shè)有熱量交換層，熱交換水箱的另一端與水箱排氣管相連接，在熱交換水箱的水腔上設(shè)有進(jìn)水管和出水管。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，使用安全，方便，節(jié)約能源，熱效率高，熱量交換面積可達(dá)一平方米以上，可將內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生廢氣的余熱能合理、充分的加以利用，在正常行駛過(guò)程中只需壹分鐘就可將1升水燒開(kāi)，在以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的所有的機(jī)動(dòng)車、輪船、工程機(jī)械上的工作人員可以隨時(shí)隨地的采用尾氣余熱燒開(kāi)水、沏茶、煮咖啡、做飯等活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車、船上人們出行的家庭化。
文檔編號(hào)F16K11/085GK103225532SQ20131005601
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者王玉復(fù) 申請(qǐng)人:陜西華科樓宇設(shè)備有限公司