专利名称：内燃机尾气热能回收利用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废气热能回收利用装置，具体涉及内燃机尾气热能回收利用装置。
背景技术：
目前内燃机应用十分广泛，随着柴油发动机在工农上的应用和汽车的普及使用，国家的石油资源有很大的比例消耗在内燃机上，就燃料使用情况分析如下。
1.内燃机热平衡分析现在的内燃机、特别是汽车，其燃料油的有效利用率不高。若假定把燃料油完全燃烧所产生的热量看成100％。表示转变的能量如何在各部分中进行分配称为热平衡。能量一般被分到以下四个部分①有效功(有效的输出功率)、②损失到冷却介质中(冷却水)的热量、③损失到排气中的热量、④辅助机构驱动和摩擦损失及由辐射和传导而损失到周围环境的热量。
从现有的数据统计中可看出热平衡情况大概是有效输出功率占30-40％；冷却损失占20-35％；排气损失占25-45％；其余损失占2-5％；排气的热损失约占总热量的30-40％之间。这样多的高温烟气向外排放，既浪费了大量的能源，又污染了环境。虽然人们也采用多种手段进行尾气热能回收，例如涡轮增压装置，尾气热能发电，但是涡轮冷却回收的热量占排出热量约5％，因此要想方法，尽可能多回收热量，使其变成有用功。
2.内燃机和汽车在运行中存在以下的问题柴油机冬季燃料问题①由于冬季温度低，柴油流动性差，电瓶放电速度慢，导致起动困难；②冬季由于环境温度低，使用的柴油凝固点要低于环境温度5-7℃，这样低熔点燃料的成本费用增加；③冬天环境温度低，导致油箱温度低，柴油的流动性变差，粘度增大，喷射时雾化性差，燃烧不尽，未燃尽成份增加，对环境污染增大，同时排气时热损失变大。
夏季汽车运行的空调问题，现在汽车空调消耗的功率约3kw-7.5kw，汽车在怠速工作时和低速行驶时，发动机的输出功率很小。为了使空调正常运行，只能提高转速，输出足够的功率来驱动空调运行。如果用热功当量计算按平均5kw[1k＝4.18J]，柴油的热值约1万大卡有效做功利用率按50％计算，每运行1小时多消耗燃烧约1kg左右。
综上所述，内燃机汽车一方面浪费掉大量能源，同时又需要大量的能源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是利用尾气排出的热能，并将该热能输送到燃料油箱、空调机等指定的热负载中去，对热负荷进行加热的内燃机尾气热能回收利用装置。
为了解决上述的技术问题，本发明内燃机尾气热能回收利用装置是这样的它包括尾气排气管和燃料油箱，所说尾气排气管由主排气管与取热排气管并联连接而成，在尾气进口的三通处安装一只调节阀门，在所说取热排气管处安装取热器；设有电动阀门的高温导热油管一端与取热器的出口连接，另一端与设在燃料油箱里的加热盘管连接，该加热盘管外设有加热套管，加热套管上端与燃料油箱上面连接，在加热盘管下方的加热套管内固定连接一块底板，在底板下方再连接加热裙座，燃料油管穿过底板并置于加热裙座内，导热油回流管与导热油循环泵箱连接，循环油泵放入导热油循环泵箱内并固定在导热油循环泵箱壁上，驱动轴在导热油循环泵箱外侧，循环油泵的吸入口处安装有过滤网，循环油泵的出口用管道与取热器的入口连接，导热油循环泵箱顶部安装排气呼吸管。
上述高温导热油管与燃料油管一起用保温层包好。
上述高温导热油管先与流量分配器连接，该流量分配器用管道与取热器的出口连接，另一根设有电动阀门的高温导热油管一端与流量分配器连接，另一端与吸热式空调机的加热器连接，导热油回流管与导热油循环泵箱连接。
一种取热器为管内加热取热器，它包括径向均匀排列的取热管，两个管端板和一个折流板，折流板是大半圈形并固定在取热管中间将导热油进、出口隔开，每根取热管的两端分别与管端板焊接，两管端板与取热排气管壁焊接。
另一种取热器为管外加热取热器，它为取热盘管，安装在取热排气管内。
由于本发明内燃机尾气热能回收利用装置由取热器、加热器、导热油循环泵箱、管道组成，用导热油作为热载体，首先是在取热排气管处安装取热器，用高温尾气对导热油进行加热，通过管道将高温导热油输送到加热器，冷却后的导热油回到导热油循环泵箱，再由循环油泵输送到取热器加热，这样形成一个闭合循环回路，使排气的热能源源不断地输送到燃料油箱、吸热式空调机等热负载上去。因此，本发明在冬季用于燃料油和电瓶加热，夏季用于空调制冷，节能效果明显，适用于各种车辆、轮船。高温油料的燃烧，改善了尾气排放的环保指标。
四
图1是本发明内燃机尾气热能回收利用装置原理图；
图2是图1所示实施方式中燃料油箱加热器示意图；图3是图1所示实施方式中导热油循环泵箱示意图；图4是图1所示实施方式中管内加热取热器原理图；图5是图1所示实施方式中管外加热取热器示意图。
五具体实施例方式由图1可见，本发明内燃机尾气热能回收利用装置包括内燃机尾气排气管1，尾气排气管1由主排气管2与取热排气管3并联连接而成，在尾气进口的三通处安装一只调节阀门4，在取热排气管3处安装取热器5，调节阀门4用来调节取热器5的取热量。取热器5的出口由管道与流量分配器6连接，流量分配器6上连接两根设有电动阀门7的高温导热油管8、9，电动阀门7由内燃机配备的电源控制。其中高温导热油管8与设在燃料油箱10里的加热盘管连接，参见图2，该加热盘管11外设有加热套管12，加热套管12插入到燃料油箱10内，加热套管12上端的法兰13与燃料油箱10上面连接，在加热盘管11下方的加热套管12内固定连接一块底板14，在底板14下方再连接加热裙座15，燃料油管16穿过底板14并置于加热裙座15内。法兰13，加热套管12，底板14，加热裙座15，燃料油管16焊接成一个整体。燃料油箱10里的燃料油漏不到加热套管12内。加热裙座15钻成许多通孔17便于燃料油流动。在燃料油管16入口安装一个过滤网18。加热盘管11通过加热套管12，加热裙座15对燃料油箱10里的油加热。高温导热油管8与燃料油管16一起用保温层19包好，便于伴热。并且将高温导热油管8和燃料油注油泵20、燃料油过滤器21、燃料油管16捆绑在一起，起伴热加热作用，使燃料油温度升高。高温导热油管9与吸热式空调机22的加热器连接，即将现有的压缩机制冷空调变成吸热式空调，夏季用于空调制冷。导热油回流管23与导热油循环泵箱24连接，参见图3，循环油泵25放入导热油循环泵箱24内并固定在导热油循环泵箱24壁上，驱动轴26在导热油循环泵箱24外侧，驱动轴26可由电机驱动，循环油泵25的吸入口处安装有过滤网27，循环油泵25的出口用管道与取热器5的入口连接，导热油循环泵箱24顶部安装排气呼吸管28。导热油循环泵箱24内装大半油箱导热油，导热油回流管固定在导热油循环泵箱24上并穿过导热油循环泵箱24壁插入油内。
低温导热油在导热油循环泵箱24内由循环油泵25给导热油加压循环，导热油先到取热器5加热，高温导热油通过流量分配器6，电动阀门7，高温导热油管8或9流向吸热式空调机22或燃料油箱10加热器冷却，冷却后的导热油回到导热油循环泵箱22。
图1中的取热器可有两种结构，一种为管内加热取热器，另一种为管外加热取热器。
参见图4，管内加热取热器包括径向均匀排列的取热管29，两个管端板30和一个折流板31，折流板31是大半圈形并固定在取热管29中间将导热油进、出口隔开，每根取热管29的两端分别与管端板30焊接，两管端板30与取热排气管3壁焊接，在折流板31两侧的取热排气管3上分别安装出口短管32，入口短管33。这种结构是将许多取热管29并联固定在两管端板30上，管口与管端板30焊接，再串联在取热排气管3上，高温尾气从取热管29内壁流过，并对取热管29加热，导热油从入口流入，在取热管29外侧管道之间流动，通过折流板31从出口流出，用取热管29内侧高温烟气给取热管29外侧导热油进行加热。
参见图5，管外加热取热器为取热盘管34，它安装在取热排气管3内，导热油从进口流入，从出口流出，在盘管中吸取热量，高温尾气在取热排气管3中流动时，对取热盘管34进行加热。
权利要求
1.一种内燃机尾气热能回收利用装置，包括尾气排气管和燃料油箱，其特征是所说尾气排气管(1)由主排气管(2)与取热排气管(3)并联连接而成，在尾气进口的三通处安装一只调节阀门(4)，在所说取热排气管(3)处安装取热器(5)；设有电动阀门(7)的高温导热油管(8)一端与取热器(5)的出口连接，另一端与设在燃料油箱(10)里的加热盘管(11)连接，该加热盘管(11)外设有加热套管(12)，加热套管(12)上端与燃料油箱(10)上面连接，在加热盘管(11)下方的加热套管(12)内固定连接一块底板(14)，在底板(14)下方再连接加热裙座(15)，燃料油管(10)穿过底板(14)并置于加热裙座内(15)，导热油回流管(23)与导热油循环泵箱(24)连接，循环油泵(25)放入导热油循环泵箱(24)内并固定在导热油循环泵箱(24)壁上，驱动轴(26)在导热油循环泵箱(24)外侧，循环油泵(25)的吸入口处安装有过滤网(27)，循环油泵(25)的出口用管道与取热器(5)的入口连接，导热油循环泵箱(24)顶部安装排气呼吸管(28)。
2.根据权利要求1所述的内燃机尾气热能回收利用装置，其特征是所说高温导热油管(8)与燃料油管(16)一起用保温层(19)包好。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机尾气热能回收利用装置，其特征是所说高温导热油管(8)先与流量分配器(6)连接，该流量分配器(6)用管道与取热器(5)的出口连接，设有电动阀门(7)的高温导热油管(9)一端与流量分配器(6)连接，另一端与吸热式空调机(22)的加热器连接，导热油回流管(23)与导热油循环泵箱(24)连接。
4.根据权利要求1所述的内燃机尾气热能回收利用装置，其特征是所说取热器(5)为管内加热取热器，它包括径向均匀排列的取热管(29)，两个管端板(30)和一个折流板(31)，折流板(31)是大半圈形并固定在取热管(29)中间将导热油进、出口隔开，每根取热管(29)的两端分别与管端板(30)焊接，两管端板(30)与取热排气管(3)壁焊接。
5.根据权利要求1所述的内燃机尾气热能回收利用装置，其特征是所说取热器(5)为管外加热取热器，它为取热盘管(34)，安装在取热排气管(3)内。
全文摘要
本发明涉及一种内燃机尾气热能回收利用装置，它的尾气排气管由主排气管与取热排气管并联连接而成，取热排气管处安装取热器；取热器的出口与燃料油箱里的加热盘管用高温导热油管连接，该加热盘管外设有加热套管，在加热盘管下方的加热套管内固定连接一块底板，在底板下方再连接加热裙座，燃料油管穿过底板并置于加热裙座内，导热油回流管与导热油循环泵箱连接，循环油泵固定放入导热油循环泵箱内，循环油泵的出口用管道与取热器的入口连接，导热油循环泵箱顶部安装排气呼吸管。本发明有效利用了内燃机尾气热能，在冬季用于燃料油和电瓶加热，夏季可用于空调制冷，适用于各种车辆、轮船。
文档编号F02M31/16GK1818358SQ200610067708
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者金安桐 申请人:金安桐