专利名称：机动车余热回收节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种用来回收和利用机动车余热的高效节能装置。
现有的机动车，如各种汽车、装甲车、炊事车、内燃机机车等在行驰中时，发动机所排出废气的热量，白白地被浪费掉。为了回收和利用这部分余热，可以在机动车的排气热管上安装烧水器，从而可以解决长途行车时驾驶员和车上人员的饮水问题。一种《汽车余热烧水器》(中国专利CN87202932)初步可以解决这个问题。它是由上水箱和安装在排气管上的下水箱，其中间由两根热对流管子连接起来，从而构成了烧水器。当汽车起动后，随着排气管的升温而加热下水箱里的水，再经由两根管子上下流动的水，随之就加热了水箱里的水，直至沸腾，供车上人员饮用。为了解决长时间沸水后而产生的亚硝盐离子问题，它在下水箱还安装了自动电磁阀开关，以便在上下水箱里的水沸腾后，自动排放下水箱里的水和关闭两根对流管子。或是采用在分岔排气管的岔口上安装一个活动阀门，并把下水箱安装在这个分岔排气管上，从而可以根据烧水情况控制分岔排气管中的热气开通或关闭。使用这种烧水器结构来加热上水箱里的水，因此，热效率低。同时，这种利用上下水箱里的水直接饮水也不够卫生，而且也不能煮饭和连接散热器采暖使用。
本实用新型的目的在于提出一种包括有高效传热热管，金属锅，膨胀水箱和散热器在内的机动车余热回收节能装置，从而可以高效地利用机动车排出废气的余热，解决车上饮用开水，做饭和采暖的问题。
本实用新型的主要结构是由吸热器，上水连接管、回水连接管、换热箱、膨胀水箱、金属换热锅、高效吸热管、散热器以及阀门等部件，通过焊接或螺接组成，并将吸热器中的进气管与机动车的排气管焊接，从而构成了余热回收节能装置。利用本装置可以使冷水不断被加热，产生对流，直至沸腾，从而达到饮用、做饭以及车内供暖的目的。
本实用新型可以根据机动车的实际需要而灵活设计。换热箱可以根据机动车上的空间位置设计成其它任意几何形状。吸热器进气管(2)的受热面可根据需要设计长短，连接管可使用耐温橡胶管或塑料管连接，以便于安装。吸热器一般可选用1.5至3.0金属板制作，或用薄钢管制作。换热箱可用薄钢板加工制造。金属锅要求用铝或不锈钢材料制造。或用铁板挂搪瓷制成。安装在换热箱和金属锅中的热管类型，选用重力热管比较经济，管壳要求用铜管或不锈钢管制造，也可以用普通的无缝钢管镀铬而成，管内的传热工质要求无毒性反映，在北方要求能在低温状态下正常工作，用于吸热器和换热箱中的传热工质，一般使用普通的水就可以了。但在北方冬季使用时，则要求加防冻液以防停车时间过长使整个余热回收节能装置冻结。
本实用新型热效率高，余热回收效果明显，一台28马力的吉林110微型车在装有10公斤水的余热回收节能装置中试验时，以每小时60公里的速度行驰，两分钟可使水温达到62度，3分钟升至84度，5分钟升至100度。
本实用新型具有结构简单，制作容易和安装使用方便等特点，它不仅广泛适用在各种内燃机机动车上，也适用在内燃机发电机组上应用。
图1和图3是本实用新型的结构图。
图2是本实用新型的回水管与吸热器的连接示意图。
图4是本实用新型的吸热器与机动车排气管的安装示意图。
下面结合具体实施例来进一步说明本实用新型各部件组成，工作过程以及它们彼此间的结构关系。
图1是本实用新型的结构示意图，它的吸热器由进气管(2)和水套管(3)，保温壳(4)所组成。进气管(2)与水套管(3)之间留有水夹层(5)。进气管(2)的中间安装有1至5根吸热水管(13)，本实施例中使用3根吸热水管(13)，进气管的直径略大于发动机排气管的直径，以便不影响排气的容量，它可以一端或两端与排气管相连接。这种连接可以采用螺接，插接或焊接。当发动机工作时，废气由进气口(1)进入进气管(2)，废气中的周围热量就被管壁吸收，中间的热量就被吸热水管(13)吸收。此时，水夹层(5)中的传热工质——水就被加热。由于水在受热后体积膨胀、重量减轻向上浮升，因而热水就要通过上水连接管(6)和热水横连管(14)向上流动进入换热箱(7)中去，向换热箱中的冷水放热。换热箱外部设有保温层(8)，流经换热箱(7)里的热水经过放热冷却后，水温降低，容量增大，冷水就要通过回水连接管(9)向下沉降到吸热器中水夹层(5)里去。这样，由于换热箱与吸热器用回水连接管和上水连接管连接起来组成了闭合环路。于是自换热箱出来的较重的回水下降时，就自下而上推动了吸热器中被加热而变轻的热水上升，从而形成了系统的水循环。由于水在吸热器中不断地被加热，在换热箱中不断地放热而冷却，因而使水的循环得以不断地进行，使换热箱中的水很快就被加热。被加热的水，不能直接饮用，而是通过装在换热箱里金属换热锅的锅底和锅壁，将热量传导到锅里，使锅里的干净冷水加热至沸腾，此时即可饮用，又可以煮饭。
金属锅(19)与锅盖(20)要用胶垫密封好，以防止机动车在行驶中车身晃动引起热水外溢。锅盖的上部设有自动排气阀(21)，当锅里的蒸气超过1个大气压时，便会自动排气。
在上水连接管(6)的顶部，装有膨胀水箱(15)，用以收容系统里的循环水在水温升高时的膨胀量，并能将系统里的循环水中的空气从水箱中排出。水箱的中上部设有溢水管(16)，这样在向系统里注水时，多余的水会通过溢水管(16)从水箱中溢出。在水中的上部设有进水孔(17)，以便用以向系统里注水。进水孔(17)不能封闭，以保证与大气相通使系统在常压下工作。为了观察膨胀水箱的水位，在水箱旁设有玻璃管水位表(18)，以便及时补水。
由于膨胀水箱的设立，并与大气相通，使装置里的传热工质得到合理的循环，在一般情况下，换热箱(7)里的水温不会超过100℃引起沸腾。但是，在长时间工作情况下，由于吸热大于散热，膨胀水箱(15)里的水也可能因受到对流传导而引起沸腾，解决的办法是在回水连接管(9)上装有调节阀门(10)进行水流量调节。不需要工作时，可关闭阀门(10)，使环路断开，使水停止循环，此时热量虽然仍会以对流的方式，缓慢地通过上水连接管(6)向膨胀水箱(15)放热，但由于此时散热大于或等于吸热，则可以使工作停止。
图2是本实用新型的回水管与吸热器的连接图。回水连接管(9)要连接在吸热器的底部(11)上，并安装有放水阀门(12)，以便排污和放净系统里的水使用。
图3是饮水，采暖两用的余热回收节能装置图。它的吸热器在进气管(2)中除了装有2根水管(13)外。在末端还安装了一根管内密封有工质的高效传热元件热管(22)，用以回收进气管末端的余热，并通过散热端向吸热器里的水夹层以及上水联接管中的水放热。当然，水管(13)也可以采用高效传热元件热管。
为了提高换热效率，在金属锅(19)与换热箱(7)之间装有1至20根管内密封有工质的高效传热热管(23)，本实施例选用3根。热管的吸热端安装在换热箱的热水里，以吸收热量。散热端安装伸向金属锅里，并向锅里的冷水放热，从而使金属锅里冷水受热面积大大增加，使热水沸腾时间缩短，换热效果明显提高。
为了方便饮用热水，在金属锅(19)的底部，设有出水管和自来水嘴(24)以供放水使用。为了满足车内采暖的需要，在换热箱上设有供热出水管(25)连接在散热器(26)上，在散热器的下端设有冷水回水管(27)，连接在换热箱和吸热器之间的回水管(9)上，供热出水管(25)和冷水回水管装有阀门(28)，以便在不需要采暖时，关闭管路使用。
图4是吸热器与机动车发动机排气管的安装结构图。
它是吸热器进气管(2)的一端与排气管开口的一面相接，另一端作为排气管使用，当需要吸热器工作时，可打开进气管的阀门B，关闭排气管上的阀门C，废气就通过吸热器进气口(2)排出车外，反之，当不需要吸热器工作时，则打开排气管阀门(C)，关闭吸热器进气管阀门B。它的优点是在不影响发动机正常排气的情况下，可以根据需要，调整吸热器的吸热量，以及关闭吸热器，使余热归收节能装置停止工作。
权利要求1.一种由吸热器，上水连接管(6)，回水连接管(9)，换热箱等部件组成的机动车余热回收节能装置，其特征在于它还包含有金属换热锅(19)和膨胀水箱(15)，并在吸热器的进气管(2)中以及金属换热锅中安装有高效吸热水管(13)和管内密封有工质的高效传热管(22)、(23)所组成，并以循环水为工质进行热传导，所说的膨胀水箱(15)，它的下端通过上水管(6)与吸热器连接，并经热水横连管(14)与换热箱(7)上端连接，换热箱(7)的下端经回水连接管(9)与吸热器的下端连接。
2.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的膨胀水箱(15)是处于上水连接管(6)的顶部，它由溢水管(16)，进水管(17)和玻璃管水位表所组成。
3.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的在排气管(2)中安装吸热水管(13)和高效传热管(22)可以是1至5根范围，而在一金属换热锅(19)与换热箱(7)之间安装的热管(23)是在1至20根范围。
4.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的回水管(9)要连接在吸热器的底部(11)上，并安装有放水阀门(12)。
5.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的换热箱(7)和回水管(9)，可以分别通过供热出水管(25)和冷水回水管(27)连按一个散热器(26)，同时在供热出水管(25)和冷水回水管(27)上分别安装一个阀门(28)。
6.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的回水管(9)上安装有一个调节阀门(10)。
7.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的吸热器进气管(2)中安装有阀门B和在排气管中安装有阀门C。
8.按照权利要求1或5所说的装置，其特征在于所说的上水连接管(6)，回水连接管(9)，供热出水管(25)和冷水回水管(27)可以使用耐温橡胶管或塑料管。
专利摘要本实用新型属于一种用来回收和利用机动车发动机排气管余热的高效节能装置。它主要由吸热器，上水连接管，回水连接管，换热箱，膨胀水箱，金属锅和热管等部件组成。它具有热效率高，节能效果明显，在很短的时间里，就能达到在机动车上饮用开水、做饭、采暖等多种用途。本实用新型结构简单，容易加工制造，安装使用方便。它不仅广泛适用在一切内燃机动车上，也适用在内燃发电组上应用。
文档编号F01N5/02GK2081890SQ9120210
公开日1991年7月31日 申请日期1991年2月8日 优先权日1991年2月8日
发明者孙春成 申请人:孙春成