专利名称：汽车燃气电热增温增压器的制作方法
技术领域：
本实用新型领域本实用新型属于燃气汽车配件，特别涉及汽车燃气的电热增温增压和长距离流体恒增温。
本实用新型背景技术使用天然气取代汽油作汽车能源，不仅可降低汽车尾气的污染物量，而且可降低行车燃料成本，特别是将燃气取代汽油用作汽车能源时不必改动复杂的汽油发动机结构，可见此举造福社会有利民众，然而目前全世界并没有出现单燃气汽车而只出现了双燃料汽车，这是为什么呢？原因是到了冬季特别是处在高寒地区的燃气汽车由于液态燃气不易汽化而发动不起来，或是燃气气压不足使汽车加速“力不从心”，双燃料汽车可先利用燃烧汽油行驶，待水箱水升温至90度时，利用水泵使热水循环加热汽化器铝件，间接加热气化器中的液态燃气，实现了余能自然热循环不断使燃气增温增压，然后切断汽油源，改为使用燃气作汽车能源继续行驶；为什么不能利用电瓶电源电热液态燃气使汽化增压直接解决单燃烧燃气能源呢？原因是燃气在液态到气态时的汽化热量特别大，目前汽车通用的12V电瓶为保障使用寿命限流10A，其最大可供功率P＝U×I＝12V×10A＝120W，无法满足处在高寒环境中的燃气汽车的液态燃气持续足量获得足够的热能实现增温增压起动，特别是无法满足排量大的巴士车的燃气增温增压起动，即使拉长预温时间起动了发动机，也会很快因液态燃气汽化量跟不上而熄火；能不能加大汽车电瓶电的容量或增加一个辅助起动用的备用电瓶或将汽车电瓶电升级为24V甚至36V呢？显然也不可行，原因是电瓶的增容或增加都会引起体积的增加和汽车造价的提高，汽车电瓶是个易耗品，通常只能使用2至2.5年就需更换新电瓶，改造扩大置放电瓶空间及增加汽车电瓶成倍成本在经济核算上带来负面影响较大，同理，将电瓶改为24V或更大也会因必须相应引起其他12V电器的换代而带来较大的经济矛盾；显见，若能不改变电瓶的容量和电压而能依靠常规电瓶解决燃气增温增压实现燃气汽车单燃料行驶，具有改革掉汽车储油箱及供油结构而降低造价及增加汽车有效利用空间的意义，具有环保意义，具有降低行驶成本的意义，因而有利提高普及使用燃气作汽车能源的积极性，从而具有巨大的市场竞争意义。
本实用新型发明内容本实用新型采用了内外双层迷宫流体电加热棒结构和辅助电热源分时加热储热结构，提高了电热利用效率和同步利用了预蓄热，实现了不必改变常规电瓶而达到了相当于利用三至四个电瓶解决汽车燃气增温增压的瓶颈破，实现了燃气汽车只装备燃气单燃料行驶目的；其技术方案为一种汽车燃气电热增温增压器，由带内外层迷宫的液体直热式电加热棒1，前置IC预热控制器2的辅助电热管3，内置导热油4和带注油咀5的绝热箱6组成，其中液体直热式电加热棒1包括了内外二层迷宫加热区，其由铝棒外壳7，分别连体在分隔筒管10内的内隔离筋8及连体在分隔筒管10外的外隔离筋9的八筋管11，电热膜管部件12，带出气管13及出气口14的下封合铝帽15，带电源引出线16及引出线封闭橡胶圈17的上封合铝帽18组成，其中19代表外迷宫，20代表内迷宫，铝外壳7上连体有一个带进气口22的进气管21，进出气管13及21内均有标准公差的内接螺纹23本实用新型拥有二个电加热装置，包括直热式液体电加热棒1与辅助电热膜管部件3，这二个电加热装置由IC控制器控制分时工作，其中辅助电加热管3由不锈钢管壳24、绝缘层25、电热膜瓷管元件26、与粗导热棒27成连体的细导热棒28、带一对平行对置的电极卡29的瓷封头30组成，瓷封头30中的一对电极卡29分别与瓷管电热膜元件26内端的电极区32弹性良接触，瓷封头30用耐热硅胶31涂封闭；电热膜瓷管元件26外圆面上均匀生长有电热膜33，一对最佳宽度为3mm的银电极32平行涂置于瓷管元件的两侧并翻涂进瓷管一端的内侧呈平行对置状，其最佳长度为5至6mm，其最佳宽度为4至5mm，银电极32采用银导电胶涂布后热老化制成，该电热膜管元件的尾端留有2mm以上的爬电距离34；瓷封头30为一个梯形的大小圆柱共体，其小圆柱体二侧贴有一对平行的电极卡28并能伸置进瓷管元件内腔，使电极卡28与银电极32弹性良接触，其大圆柱体上与小圆柱体邻近处有一对方型凹孔35，其刚好插入金属电极卡29并使29固定，大圆柱体的周边有均匀三等分的凸块36，36的外端处在一个圆上并该圆略小于金属管壳24的内圆；本实用新型液体直热式电加热棒1与辅助电热管3均使用机械法固定在绝热箱6上对应的孔口上，采用硅橡胶圈37压力封闭住导热油4不外泄，硅橡胶圈37使用螺帽38旋固或上封合铝帽18旋固；液体直热式加热棒1中的内外迷宫隔离筋各四条中的三条的一个端头及分隔管10上，相应均有一个缺豁口40，能使流经每个迷宫的液体依次继续流入下一个迷宫直至通过电热管12下端的凹槽41从出气口14流出；液体直热式加热棒1中的八筋管11被置于压固在封合铝帽18与铝管壳7之间的硅橡胶圈38与贴压在38上的不锈钢环圈法兰39封固，使处在八筋管内外的液体与处在不锈钢环圈39上方铝帽18内的电源接口区可靠的分隔离；这种结构可以参考本申请人申请的专利号为00258742.4，名称为电热水棒的实用新型专利的描述，本实用新型所述的瓷管电热膜元件26，所涉的电热膜适用任何二氧化锡为主体的电热膜，最佳的选择是88100015.9发明专利所描述的电热膜瓷管元件，其在无锡市微电热科学技术研究所生产并登录在“全国主要机电设备采购样本目录”工具书中。
本实用新型优点
本实用新型的优点是①电热转换利用效率高，可将汽车电瓶有限容量的电能充分利用；②能在特别寒冷的气候中利用辅助电热管3通过时钟预设定加热导热油储热后再转换使用迷宫液体直热式电加热棒1分时工作而使液态燃气充分吸收热能解决增温增压使汽车燃气有足够的热能气化供应发动和行驶；③本实用新型体积小巧，安全可靠，易于标准化制造和标准化使用，易于推广；④本实用新型可促进燃气增温燃尽而提高动力效率，减少污染物排放量；⑤本实用新型开创了燃气汽车不论排量大小及不论在多冷的环境中，均能依靠常规电瓶使液态燃气足够增温增压而正常起动，不必再使用双燃料手段而促成燃气汽车的普及，从而为环保行车，为中国的节能环保汽车在国际市场竞争提供了机遇；⑥本实用新型使用范围广，其在输液管中多点连接起来使用可廉价解决液体连续滚动中的恒增温加热。
图1为本实用新型总装示意图，也是摘要附图；图2为带内外迷宫的液体直热式电加热棒的结构示意图；图3为图2的剖面结构的补充示意图；图4为两个电加热器通用的电热膜管部件的结构示意图；图5为低压电热膜瓷管元件的结构示意图；图6为瓷封头的结构补充示意图；图7为电气工作原理图；图8为市电电热膜瓷管元件的结构示意图；从图1与图2可以明显看出，当液态燃气从进气口22进入直热式电加热棒1后燃气在四个内迷宫20中被分段循进加热，燃气从凹槽出口41处冲出出气口14时才达到最高升温，处在各段内迷宫中的燃气温度前段低于后段并均低于出气口气温，其热势能不易从侧面泄出，即使从侧面泄出的少量热势能，又正好被四个外迷宫19中流经的液态燃气完全吸收后再被送进内迷宫20中，这种直热式结构的液体加热棒1，不必使用绝热材料而具有自然热屏蔽性能，其外壳不可能升温，具有最大的热交换效率优势，也因无需使用绝热材料而具有小体积优势，在轿车中使用时，因燃气流量小，可不必启用辅助电加热管3，直接使用直热式液体加热棒1足量解决燃气增温增压而起动行驶，在大排量巴士车或工程车中使用时，处在零下10℃以上时也可直接使起动，当气候降到零下10℃以下时，可以通过遥控开关或可预设定启动时间到时自动通电工作0.5小时至1小时的IC控制器，使辅助电加热管3提前工作加热处在绝热箱6中的导热油4储热，起动液体直热式电加热棒1工作时，辅助电加热管3停止工作，此时导热油中的储热先预热流经液体直热式电加热棒1外迷宫19中的液态燃气，升温的燃气将继续在内迷宫中循进再被电加热，供应起动和行驶初的燃气通过预热区吸热及过热式加热等于是双倍功率下获得被加热，随之水箱水温已升高，燃气可进入燃热余温自然间接加热状态，本实用新型已经完成任务而不必再继续供电工作，燃气汽车可继续行驶；本实用新型的电热转换及热能利用效率要较贴块式电加热方法提高近2倍，本实用新型的预储热结构又可使实际起动获得的电热量增加一倍，所以实际上本实用新型使用常规电瓶作电源可使燃气获得常规车用电源电加热三至四倍的电热量，足可以解决燃气汽车单燃气燃料结构时正常起动和行驶；图3示出了燃气的流动规律，×号表示燃气从上向下走，·号表示燃气从下向上走，箭头表示燃气的走向，筋上短实线表示上豁口40，筋上短虚线表示下豁口40，处在燃气最低温度的进口处的外迷宫与处在燃气最高温度的出口处的内迷宫正好相邻，保障了最佳热交换效率和自然热屏蔽功能；图4示出了电热膜管部件的结构，金属导热棒27保障了瓷管电热膜元件的热能充分被导出利用，绝热层25可使用瓷管套装，也可使用氧化镁粉灌装，瓷封头30的凸块36之间的空隙，保障了氧化镁绝缘粉灌装的畅通；硅胶31起到封闭绝缘粉及固定电极卡29使不松动的作用；图5示出了瓷管电热膜元件的结构，电极32翻涂进瓷管一端的内侧，解决了电极接口的可靠性，瓷元件另一端留有2mm的爬电距离，保障了电气强度的可靠性；本实用新型中直热式液体电加热棒1中采用了不锈钢圆环法兰39压贴在硅橡胶圆环片38上的结构，电热管12的电源接口区被可靠隔离在液体加热区外，又被封闭在铝帽18的内腔，实现了方便组装和可靠安全目的；图7为电气工作原理图，图中D表示12V电瓶，X表示汽车电路中原有的自动复位电流限流器，K表示点火电流开关，J表示液体直热式电加热棒1的前置可预设定连续工作时间的限时继电器，一般设定为30分钟左右，电加热棒1由R1表示，经点火电源开关K打开工作30分钟(或设定时间)时由该继电器J自动控制关闭电源停止工作；辅助电热管3前的IC电控板经预设定或遥控设定打开工作后使辅助电加热器R2自动工作30分钟至60分钟到设定时间时自动关闭，设定的预热工作时间可人为拨定和自动关闭或人为关闭，从图7可看出，二个电加热装置只能是分时工作的，否则自动复位限流器X会将过流讯号传至IC电控板自动切断对R2的供电；本实用新型中直热式电加热棒1中的瓷管电热膜元件26采用图8所示的结构时，可以使用市电扩大功率而成为长距离流体的过流电热增温器，多点串接于长距离输送管中使流体连续同步增温和保持恒温。
本实用新型具体实施方式
本实用新型使用在燃气汽车上时实施名称为“汽车燃气增温增压器”，使用在燃气发电或其他燃气发动机上时名称可为“燃气动力前置增温增压器”，使用于连续直热式加热液体长距离输送时名称可为“自然热屏蔽直热式流体恒增温器”。
权利要求1.一种汽车燃气电热增温增压器，由液体过热式电加热棒1，带前置IC预热控制器2的辅助电热管3，内置导热油4和带注油咀5的绝热箱6组成，其特征是液体过热式电加热棒1包括了内外二层迷宫加热区，其由铝棒外壳7，分别连体在分隔筒管10内的内隔离筋8及连体在分隔筒管10外的外隔离筋9的八筋管11，电热膜管部件12，带出气管13及出气口14的下封合铝帽15，带电源引出线16及引出线封闭橡胶圈17的上封合铝帽18组成，铝外壳7上连体有一个带进气口22的进气管21，液体过热式加热棒1中的八筋管11被置于压固在封合铝帽18与铝管壳7之间的硅橡胶圈38与压置在38上的不锈钢环圈法兰39封固；
2.如权利要求1所述的一种汽车燃气电热增温增压器，其特征是拥有二个电加热装置，包括过热式液体电加热棒1与辅助电热膜管部件3，这二个电加热装置由IC控制器控制分时工作，其中辅助电加热管3由不锈钢管壳24，绝缘层25，电热膜瓷管元件26与粗导热棒27成连体的细导热棒28，带一对平行对置的电极卡29的瓷封头30组成，电极卡29分别与瓷管电热膜元件26内端的电极区32良接触，瓷封头30用耐热硅胶31涂封闭；
3.如权利要求1所述的一种汽车燃气电热增温增压器，其特征是电热膜瓷管元件26外圆面上均匀生长有电热膜33，一对最佳宽度为3mm的银电极32平行涂置于瓷管元件的两侧并翻涂进瓷管一端的内侧呈平行对置状，该电热膜管元件的尾端留有2mm以上的爬电距离34。
专利摘要一种汽车燃气电热增温增压器，由内外双层迷宫流体电加热棒和辅助电加热管均处在充满导热油的绝热箱中组成，可自控通过分时加热解决使用普通电瓶电的燃气燃料汽车获得大于常规电加热能力三至四倍的热能，解决高寒环境中的燃气汽车直接燃烧燃气正常起动及行使，适用将双燃料汽车改为单燃气汽车，促成环保和节耗汽车的普及；本实用新型还可用作长距离流体的过流电热恒增温装置。
文档编号B60K26/00GK2609790SQ0320449
公开日2004年4月7日 申请日期2003年2月24日 优先权日2003年2月24日
发明者孔喜, 陈逗逗, 陈遛遛, 孔德凯 申请人:孔喜