专利名称：多功能醇燃料汽化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种多功能醇燃料汽化器，尤其是在发动机上使用可再生环保型能源乙醇汽油或直接使用醇类所用的气化设备。
目前，国内外常用的各种型号汽车的发动机，都是以汽油作为燃料的，而汽油需要从石油中提取，现代的运输业对石油的依赖高达70％。根据目前世界能源资源信息，我国石油可采资源量仅占世界4.5％左右。我国从1993年开始成为净石油进口国，2003年石油进口超过5000万吨。
我国内燃机工业发展除了面临着石油资源日趋枯竭的现实，同时又面临环保法规的巨大压力。目前石油的进口数量已超过我国石油产量30％以上，且有增无减。所以，发展可再生清洁环保能源是必然的方向。醇类恰是最好的高热值液体能源。只是醇类的挥发需要很高的热能，在常温下难以达到发动机燃烧所需要的浓度，所以单独使用醇类燃料作为点燃形式发动机的燃料，一直停留在试验阶段，即使是汽车工业非常发达的国家，也只是在汽油中部分添加乙醇燃料，乙醇的使用量达到10-22％。虽然改善了发动机尾气对空气的污染值。但还是会产生一定数量有害气体。
醇类燃料属于水质性燃料，提纯的酒精在80℃以上时才可以沸腾气化，要使含水的粗醇彻底挥发，所需的热能就更高，更难。若要使醇类燃料顺利的使用在发动机上，主要矛盾是解决好醇类燃料的挥发问题，为此，我们设计了多功能醇燃料汽化器，通过多功能醇燃料汽化器的工作，使醇类温度提高到210-240℃。即使是含有少量水的粗醇类燃料在此温度下，可以顺利完成气化过程，此温度比汽油的自燃温度415℃-510℃低二分之一，也适应汽油的气化过程，这就解决了醇类的挥发问题，也提供了一种可以使醇类、汽油同时在发动机上使用的设备。通过我们设计的设施，发动机可以同时使用多种不同性质的燃料也就变成现实。醇类燃料的化学成分与汽油也不同，在使用中可以明显降低汽车尾气的有害气体，有利于人类的健康。也保护了石油资源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是；通过热物理的方法，采用双通道空气加温器设计。具体的做法是在发动机的排气口上加设多功能醇燃料汽化器，多功能醇燃料汽化器由外层通道和内层通道组和而成，内通道为发动机进气通道，外层通道为废气排放通道，它们分别构成两个独立的通道系统。外通道由螺栓固定在发动机的排气口处，内通道通过支撑板的镶嵌固定在外通道中；内通道为并列的二组通道构成，每组都含有一个椭圆型的外圆聚热器和一个扁型内聚热器，这两个不同形状的聚热器中间通过内支撑阻气板连接固定，在两端通过内密封挡板汇总连通构成一个独立完整的通道体。两组通道中的扁型内聚热器背面紧贴在一起，组合成一个相对的整体，它的结合部顶端设计呈圆弧形，这两组通道，一组用于加热空气，一组用于彻底气化燃料，共同组成双通道加热器。在进气端内密封挡板将气体分到内聚热器与外聚热器中去加热，而热源来自发动机的排气，距离发动机排气口远近的位置差会造成热能吸收的不均衡，在通道空腔内形成温差，要保障进入气化系统空气的温度均衡，我们在空气通道的末端，设计了用于调节温度的热空气调节室，热空气调节室同时也作为气化室使用。电喷气化系统直接将燃料喷射到热空气调节室进行初次气化。化油器系统因自身含有进气和混合气两个通道口，所以针对化油器发动机的热空气调节室设置了热空气调节室隔板，将热空气调节室分为两个小的热空气调节室，一个调节室引出的通道接化油器系统的进气口，另一个调节室引出的通道接收化油器系统气化的混合气。由于任何液体气化都需要热能，而醇类燃料的气化过程更是需要吸收大量的热能和气化过程的时间，所以在初次气化后还会有少部分燃料没有被气化，只处于雾化状态，我们所采用的两组聚热器设计，就是为了保证在任何情况下，各种不同性质的燃料都可以得到彻底的气化，通过第二组内外聚热器的二次加热，即使是含有少量水的粗酒精制品也能完全气化，保证发动机的正常工作。为使进入发动机的可燃气温度平衡，在第二组聚热器末端，还设计了空气涡流器对加温的可燃气体进行温度平衡调节。多点醇类汽化器内外通道都由铝合金制成，内通道组合的空气加温器内部沿通道法线方向的内通道空腔中设置有数道铝合金传热加热片，铝合金传导加热片与空气加温器的进气法线方向平行，它们将多点醇类汽化器的内通道分割成数个小形通道腔体。内通道和内通道空腔中的传热加热片为整体式结构，通过支撑板的镶嵌固定在外通道中。由于设置在发动机排气口处的内通道是半圆型的壁面，发动机排放出的高温废气通过弧形设计面时，热能就会沿弧形面分配，均匀的进入内外通道中的间隙，为使热空气通过时的速度放慢，停留时间加长，内通道的壁面有效地将热能吸收。我们在间隙中设计了铝合金支撑板，阻止热能的快速流失，利用铝合金的热传导效率高的特点收集发动机排出的余热。铝合金支撑板设计为两条，其作用有所不同，一条为使热空气不从通道直接排出，将热空气分流到外圆聚热器通道中，增加停留的时间，另一条是起单纯固定作用的支撑板，内支撑阻气板和外壳与外聚热支撑板这两条支撑板的组和使用，即可以起到固定作用又减缓排气余热的流速，增加热源的吸收量。通过热空气对发动机燃料进行气化，使醇类燃料的挥发度达到发动机燃烧所需要的量和比例。为使发动机进入的可燃气温度均匀，我们在加热通道的末端还设计了空气涡流器，用于调节平衡可燃气的温度，空气涡流器的样子像电风扇，它固定在通道末端，混合气体通过扇叶的斜面，自动产生涡流。通过双通道的工作，不论是汽油还是醇类燃料，都可以达到彻底气化的效果，也就确保了发动机的正常工作。
由于从给油到监控每一步都需要精确的控制，我们采用计算机辅助监控系统，计算机控制的监控探头具有温控和对可燃气的浓度和气化率监测功能，它设置在发动机进气通道中，通过探头对发动机进气通道中的温度，汽油气化气与酒精气化气的浓度进行监测，将数据反馈给计算机芯片进行数据处理，程序化控制调解开关，对酒精与汽油的输送比例进行控制，自动调解空气温度调节室内的混合气比例，当酒精燃料足以满足驱动发动机做功的要求时，关闭汽油通道，完全使用酒精作为发动机的动力源。
由于现在的发动机都采用了先进的电喷设计，我们在设计调解开关时，将其设计在燃料供应系统的汇合处，汽油燃料和酒精燃料分别由输送管输送到汇合处。计算机近距离的控制酒精和汽油的供给量。若单独使用汽油为燃料时，酒精输送管道输送少量的水，水是在进入发动机前的瞬间与汽油在运动中混合，立即乳化，并被电喷泵将其喷射到电喷室中，通过二次加温的过程将其气化，这样不但不会影响发动机的工作，水蒸气还会吸收尾气中的颗粒物，减少向大气中排放可吸入颗粒物的数量。
本发明多功能醇燃料汽化器在发动机上使用后，就可以顺利的解决水质燃料、水和油质燃料不融和的难题，它产生的有益效果是；发动机可以完全使用可再生能源，也可以使用油、醇混合燃料。根据不同地区对环保的不同要求，汽油和醇类燃料的比例从10％到90％随意调整，这就能有效的控制有害气体的排放，减少了空气污染源。
本发明的附面说明如下
图1、本发明多功能醇燃料汽化器的主视(剖面)图。
图2、本发明多功能醇燃料汽化器图1的侧视(侧剖面)图。
图3、本发明多功能醇燃料汽化器空气调节器内板图。
图4、本发明多功能醇燃料汽化器内密封挡板图。
图5、本发明多功能醇燃料汽化器支撑板及位置图。
图6、本发明多功能醇燃料汽化器内支撑阻气板图。
图7、本发明多功能醇燃料汽化器底部排气孔剖视图。
图9、本发明多功能醇燃料汽化器汇合处示意图。
图10、本发明多功能醇燃料汽化器空气入口及空气涡流器位置图。
图11、本发明多功能醇燃料汽化器热空气调节室及位置图。
图中序号表示1、融合器进气口 2、外壳 3、外圆聚热器外弧 4、外圆聚热器内侧板 5、内聚热器侧板 6、内聚热器中心隔板 7、发动机排气通道口 8、融合器内部散气通道 9、内支撑阻气板 10、内外密封挡板 11、热空气第一调节室 12、热空气调节室隔板 13、热空气第二调节室 14、外壳与外聚热支撑板 15、接发动机进气通道 16、发动机与融合器连接板 17、发动机与融合器连接螺孔 18、融合气内部加热片19、废气通道 20、融合器内排气孔 21、支撑板通气孔 22、外圆聚热器表面线 23、外壳内表面线 24、内支撑阻气板与外圆聚热内侧板焊线25、内支撑阻气板与内聚热内侧板焊线 26、外圆聚热密封挡板焊接线27、隔板 28、内聚热器挡板焊接线 29、内密封挡板 30、外圆聚热器空气通道 31、内聚热器空气通道 32、外密封挡板空气通道 33、外密封挡板 34、空气室通道壁 35、废气通道壁 36、计算机芯片 37、汽油输送管38、酒精输送管 39、混和燃料输送管 40、接温度监测探头 41、接可燃气监测探头 42、接电源 43、接油路开关 44、接醇类燃料开关 45、酒精汽油汇合处 46、空气涡轮器 47、小型通道腔体 48、排气通道间隙以下为本发明结合附图作进一步的详细说明如图所示，为解决发动机同时使用乙醇与汽油两用燃料的气化问题；本发明所采用的技术方案是；通过热物理的方法，采用双通道空气加温器设计具体的做法是在发动机的排气口上加设多功能醇燃料汽化器(图1所示)，多功能醇燃料汽化器由外层通道和内层通道组和而成(图2所示)，内通道为发动机进气通道，外层通道为废气排放通道，它们分别构成两个独立的通道系统。外通道由螺栓固定在发动机的排气口处，内通道通过支撑板的镶嵌固定在外通道中；内通道为并列的二组通道构成(以图2中心线分界)，每组都含有一个椭圆型的外圆聚热器和一个扁型内聚热器，这两个不同形状的聚热器中间通过内支撑阻气板(9)连接固定，在两端通过内密封挡板汇(图4所示)总连通构成一个独立完整的通道体。两组通道中的扁型内聚热器背面紧贴在一起，组合成一个相对的整体，它的结合部顶端设计呈圆弧形(5)，这两组通道，组用于加热空气，一组用于彻底气化燃料，共同组成双通道加热器。在进气端内密封挡板将气体分到内聚热器与外聚热器中去加热，而热源来自发动机的排气(7)，距离发动机排气口远近的位置差会造成热能吸收的不均衡，在通道空腔内形成温差，要保障进入气化系统空气的温度均衡，我们在空气通道的末端，设计了用于调节温度的热空气调节室(图十一所示)，热空气调节室同时也作为气化室使用。电喷气化系统直接将燃料喷射到热空气调节室进行初次气化。化油器系统因自身含有进气和混合气两个通道口，所以针对化油器发动机的热空气调节室设置了热空气调节室隔板(12)，将热空气调节室分为两个小的热空气调节室，一个调节室引出的通道接化油器系统的进气口(11)，另一个调节室引出的通道接收化油器系统气化的混合气(13)。由于任何液体气化都需要热能，而醇类燃料的气化过程更是需要吸收大量的热能和气化过程的时间，所以在初次气化后还会有少部分燃料没有被气化，只处于雾化状态，我们所采用的两组聚热器设计，就是为了保证在任何情况下，各种不同性质的燃料都可以得到彻底的气化，通过第二组内外聚热器的二次加热，即使是含有少量水的粗酒精制品也能完全气化，保证发动机的正常工作。为使进入发动机的可燃气温度平衡，在第二组聚热器末端，还设计了空气涡流器(46)对加温的可燃气体进行温度平衡调节。多点醇类汽化器内外通道都由铝合金制成，内通道组合的空气加温器内部沿通道法线方向的内通道空腔中设置有数道铝合金传热加热片(18)，铝合金传导加热片与空气加温器的进气法线方向平行，它们将多点醇类汽化器的内通道分割成数个小形通道腔体(49)。内通道和内通道空腔中的传热加热片为整体式结构，通过支撑板的镶嵌固定在外通道中。由于设置在发动机排气口处的内通道是半圆型的壁面(5)，发动机排放出的高温废气通过弧形设计面时，热能就会沿弧形面分配，均匀的进入内外通道中的间隙(48)，为使热空气通过时的速度放慢，停留时间加长，内通道的壁面有效地将热能吸收。我们在间隙中设计了铝合金支撑板，阻止热能的快速流失，利用铝合金的热传导效率高的特点收集发动机排出的余热。铝合金支撑板设计为两条(图5、6所示)，其作用有所不同，一条为使热空气不从通道直接排出的内支撑阻气板(9)，将热空气分流到外圆聚热器通道中，增加停留的时间，另一条是起单纯固定作用的支撑板(14)，内支撑阻气板(9)和外壳与外聚热支撑板(14)这两条支撑板的组和使用，即可以起到固定作用又减缓排气余热的流速，增加热源的吸收量。通过热空气对发动机燃料进行气化，使醇类燃料的挥发度达到发动机燃烧所需要的量和比例。为使发动机进入的可燃气温度均匀，我们在加热通道的末端还设计了空气涡流器(46)，用于调节平衡可燃气的温度，空气涡流器的样子像电风扇，它固定在通道末端，混合气体通过扇叶的斜面，自动产生涡流。通过双通道的工作，不论是汽油还是醇类燃料，都可以达到彻底气化的效果，也就确保了发动机的正常工作。
由于从给油到监控每一步都需要精确的控制，我们采用计算机辅助监控系统，计算机控制的监控探头具有温控(40)和对可燃气的浓度和气化率(41)监测功能，它设置在发动机进气通道中，通过探头对发动机进气通道中的温度，汽油气化气与酒精气化气的浓度进行监测，将数据反馈给计算机芯片(36、图八所示)进行数据处理，程序化控制调解开关，对酒精与汽油的输送比例进行控制，自动调解空气温度调节室内的混合气比例，当酒精燃料足以满足驱动发动机做功的要求时，关闭汽油通道，完全使用酒精作为发动机的动力源。
由于现在的发动机都采用了先进的电喷设计，我们在设计调解开关时，将其设计在燃料供应系统的汇合处(45、图九所示)，汽油燃料和酒精燃料分别由输送管(37、38)输送到汇合处。计算机近距离的控制酒精和汽油的供给量。若单独使用汽油为燃料时，酒精输送管道(38)输送少量的水，水是在进入发动机前的瞬间与汽油在运动中混合，立即乳化，并被电喷泵将其喷射到电喷室中，通过二次加温的过程将其气化，这样不但不会影响发动机的工作，水蒸气还会吸收尾气中的颗粒物，减少向大气中排放可吸入颗粒物的数量。
权利要求
1.一种多功能醇燃料汽化器，它包括双通道空气加温器、汽化系统、空气分配室、空气温度调整室，空气涡流发生器及计算机控制自动切换系统，其特征是；它是由内通道与外层通道组成，内通道为进气通道，外层通道为废气排放通道，它们分别构成两个独立的通道系统，内通道镶嵌在外通道中，内通道由并列的二组部件构成，每组都是一个独立完成的通道，由一个椭圆型的外圆聚热器和一个扁型内聚热器组成，两组的扁型内聚热器的背面紧贴在一起，组合成一个相对的整体，它的顶部设计呈圆弧形。每组中的两个不同形状的聚热器中间通过内支撑阻气板连接固定，在两端通过内密封挡板汇总成一个通道体，进气端通过内密封挡板将气体分配到内聚热器与外聚热器中去加热，加热后再通过内密封挡板进入热空气调节室内将带有温差的空气混合，空气加温器的内外通道都呈椭圆形，内通道用铝合金制成，通道的空腔中设置了数道铝合金传热加热片，铝合金传热加热片与空气加温器的进气法线方向平行，将空气加温器的内通道分割成数个通道腔体，内通道的外侧，设有与外通道相支撑的支撑板，所述的内通道和内通道空腔中的传热加热片为一体式结构，它的内通道外侧的铝合金支撑板为插件后焊接结构，共同组成进气通道，并镶嵌在外通道中。
2.根据权利要求1所述的多功能醇燃料汽化器，其特征是；所述的双通道空气加温器的椭圆被分为两半，中间还有两个单独扁型通道合并组装的通道，它们的顶端呈圆弧形，每半个椭圆通道和中间的一个单独的扁型通道通过支撑板连接构成一个独立的通道，它们并列组成双通道空气加温器，与外通道通过插件焊接相连并固定在发动机排气口处。
3.根据权利要求1所述的多功能醇燃料汽化器，其特征是所述的汽化器是设在空气加温器的中间部位，由计算机控制的多点电喷喷嘴装置，它的前端连接的是纯空气加温器的通道，后端连接的用于气化醇类燃料的气化通道。
4.根据权利要求1所述的多功能醇燃料汽化器，其特征是所述的空气分配室，设置在双通道空气加温器的前端，通过通道与空气滤清器相连。
5.根据权利要求1所述的多功能醇燃料汽化器，其特征是所述的空气温度调节室，设置在双通道空气加温器的后端，通过通道与发动机汽缸相连。
6.根据权利要求1所述的多功能醇燃料汽化器，其特征是所述的涡流发生器，设置在双通道的末端空气温度调节室中，是空气温度调节室的内部设置。
7.根据权利要求1所述的多功能醇燃料汽化器，其特征是所述的计算机控制自动切换系统，设置在发动机进气通道外，通过探头对发动机进气的温度监测和汽油气化气与酒精气化气在通道中的浓度监测，结合发动机对输出动力的要求，通过对数据处理，控制调解开关的开启程度，自动调解从空气温度调节室进入发动机通道的酒精气与汽油气比例，当双通道通过的酒精气化气能满足驱动发动机做功的要求后，自动关闭汽油进入发动机的通道。
全文摘要
一种能够使发动机同时使用醇类燃料和油类燃料的两用气化设备。它是通过计算机检测在发动机上增加的用于吸收高温余热气化醇类燃料聚热片，程序化的使发动机顺利醇类替代能源，它先使各种不同燃料气化，而后以气态的形式进行混合，它不仅有效的节省了石油能源，也明显的降低汽车尾气中的有害气体成分。
文档编号F02M21/06GK1632299SQ20031011024
公开日2005年6月29日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者白凯军, 白羽, 孙龙国, 任大庆, 马元杰, 赵志文, 朱雯雁, 郑雅琳 申请人:白羽