节能型柴油加热宝的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明是利用柴油发动机排气系统的废气热量，研制开发的节能型柴油加热装备，其主要特征是对柴油发动机可再生废气热能的开发和利用，使其取自于车，而用之于车;它适用于以柴油发动机为动力的工程机械、特种车辆、各类轻型、中型、重型卡车及大、中、小型客车燃油供给系统的加热需求，是一种无动力设备，无能源消耗的节能、新型、环保的柴油加热产品。此外，由于各类车辆燃油系统的复杂性和多样性，还可针对特型车辆量身定做，来满足其加热需求。
【背景技术】
[0002]我国以柴油机为动力的各类车辆、设备的现有保有量已达上亿辆，随着上述车辆、设备使用的日益频繁，环境污染和能源的过度消耗尤为加剧，车用能源如何合理高效利用，已成为节能减排的重要研究课题，据分析车用发动机有效功率只利用了燃料热能的三分之一，另外三分之二左右的热能，则通过发动机的散热系统和高温尾气排放损失掉，发动机排出的尾气热量温度高达300-400°C，并且尾气热量随负荷、转速的增大而增大，如此高的热量气流全部排出机外，造成发动机热能的严重浪费，若能将这部分热量加以储存再次利用，则可减少汽车燃油的能量损耗，降低温室气体排放，而在使用运行当中，以柴油发动机为动力的各类车辆、设备，因受柴油低温冷凝特性的制约，在寒冷的冬季对柴油加热存在较大的热能需求；目前，为确保柴油车在冬天寒冷天气正常运行，消费者只好加注价值高于零号柴油10%_20%的-10、-20号柴油或防凝剂来维持;对柴油的加热也有依靠电子加热设备和排气管来进行，但都存在车辆燃油和电能消耗加大，单价费用增高，成本相应增加，安全可靠系数低等弊端;为确保柴油车在冬天寒冷天气使用低成本的0#柴油，所研制开发出节能型柴油加热宝，它是采用能量转换机理，对汽车废气热量进行回收循环再利用，彻底消除O号柴油所具有的低温冷凝，表面晰出蜡质和粘稠度增加的缺陷和弊端，并克服了电直接加热和排气管直接加热带来的不安全因素，具有广阔的发展前景和推广利用价值。
【发明内容】
[0003]本发明是将发动机排出的尾气热量与自然重力循环加热系统相结合，纵向循环与横向直感相结合，并根据柴油升温速溶的特性，使可再生尾气所释放的热量，通过导热管收集，经防冻液吸收、循环、中转、交换和释放，并被柴油间接吸收，使吸热后的柴油达到适宜温度范围，所研制开发出的节能型柴油加热装备;它是将排出尾气所释放的热量，通过导热管被尾气换热器(I)腔内的防冻液吸收，吸热防冻液因温度升高而密度下降，经上水管(2)、三通(11)自然上行至并联设置的粗滤加热杯(4)、环形封闭加热管(3)中，并经三通(11)、上水管(2)自然上行至防冻液箱(7)中，形成自然上行热循环通路;使粗滤加热杯(4)、环形封闭加热管(3)以杯中杯、管中管的包容传导释热方式，按照由表及里，由下至上，由大包小，由热暖冷的顺序，将吸热防冻液所释放的热量，被管路中的柴油吸收，完成对柴油粗滤器和输油管中的柴油包容式环形加热，使其柴油温度在短时内快速提升，彻底消除柴油滤清器和输油管中O号柴油的蜡质屏障，确保输油畅通无阻;吸热防冻液经上水管(2)、三通(11)和下水管(8)，自然下行进入油箱散热片(9)当中，形成自然下行热循环通路;通过油箱散热片
(9)端面与油箱前部端面的贴附式传导方式，并按照由表及里，由上至下，由小导大，由热暖冷的顺序，将油箱散热片(9)小容积吸热防冻液所释放的热量，被油箱大容积冷柴油吸收，使油箱柴油温度得到平稳提升，其温度在达到O度以上后，因连续不断地循环吸收热量而稳步提高，实现从油箱源头进行综合治理的目的；油箱散热片(9)中的吸热防冻液经释热后其温度下降而密度升高，并自然下行经油箱散热片(9)下部与尾气换热器(I)下部的回水管
(10)，自然循环返回到尾气换热器(I)中，完成自然回水热循环通路;粗滤加热杯(4)、环形封闭加热管(3)、油箱散热片(9)与柴油粗滤器、输油管、油箱，它们作为释放与吸收热量的两路组件，按并联串入且相互位置一一相对应，实现了对输油管路中的柴油包容式快速加热，对油箱柴油的连续循环预热，从而，达到快速提升油路温度，增动消阻，从油箱源头纵向循环预热柴油的目的；彻底消除因寒冷造成柴油低温冷凝，且表面晰出蜡质、粘稠度增加、滤网堵塞及断供的缺陷和弊端，使柴油车在寒冷的冬季烧零号柴油畅通无阻；因本发明是将尾气热量通过防冻液被柴油间接吸收，且防冻液自控沸点温度为100度，所以，吸热柴油的温度被自动限控在100度范围之内，杜绝柴油因高温所造成自燃的不安全因素，其温度区间安全可靠。为加快油箱柴油的升温速度，在油箱底部设置了尾气直感换热板，它串联在尾气换热器(I)的后部，并安装在油箱底部，使排气管尾气所释放的热量，通过尾气直感换热板收集，被其腔内的防冻液吸收，并与油箱以面对面的传导方式，按照由表及里，由下至上，由小导大，由热暖冷的顺序，将吸热防冻液中所释放的热量，直接被油箱中的柴油吸收，实现对油箱柴油的横向直感预热。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:将发动机排出尾气所释放的热量，通过导热管收集，被尾气换热器(I)腔内的防冻液吸收，吸热防冻液因温度升高而密度下降，沿上水管(2)、三通(11)自然上行，经粗滤加热杯(4)和环形封闭加热管(3)，并通过上水管(2)、三通(11)继续上行进入防冻液箱(7)中；使粗滤加热杯(4)、环形封闭加热管(3)以杯中杯、管中管的包容传导释热方式，按照由表及里，由下至上，由大包小，由热暖冷的顺序，将吸热防冻液所释放的热量，被管路柴油吸收，完成对柴油粗滤器和输油管中的柴油包容式环形加热；因粗滤加热杯(4)、环形封闭加热管(3)按并联串入自然上行热循环通路当中，所以，其通路中的吸热防冻液温度相对保持一致，并使吸热防冻液与柴油之间存在大的温差，为管路柴油吸热快速升温创造有利条件;吸热防冻液通过上水管(2)、三通(11)与下水管(8)，自然下行进入油箱散热片(9)当中，依靠油箱散热片(9)与油箱前部的贴合端面，将吸热防冻液所释放的热量，被油箱中的柴油吸收，油箱柴油因吸热而温度平稳上升，而油箱散热片(9)中的吸热防冻液因释放大的热量而温度快速下降，其密度同比增大，并自然下行从油箱散热片(9)下部与尾气换热器(I)下部的回水管(10)，循环返回到尾气换热器(I)中；它是将粗滤加热杯(4 )、环形封闭加热管(3)中大容积吸热防冻液所释放的热量，被柴油粗滤器和输油管小容积冷柴油吸收，按照热量守恒原理，防冻液和柴油释放与吸收同等热量，因容积存在大的差异，使柴油吸收的热量成倍增长，输油管路柴油温度快速提升，其温度趋向于吸热防冻液的温度；同理，也是将自然下行热循环通路中油箱散热片(9)小容积吸热防冻液所释放的热量，被油箱大容积冷柴油吸收，防冻液和柴油释放与吸收同等热量，因容积存在大的差异，小容积吸热防冻液释放大的热量后温度快速下降，散热温降效果显著，其温度趋向于油箱柴油的温度；油箱大容积冷柴油在吸收热量后温度平稳提升，达到持续纵向循环预热油箱柴油的目的；从而，实现了油路畅通第一，源头综合治理的设计目标，并形成管路加热柴油与油箱预热柴油之间的重位压差，使柴油因温度的递增而比重下降，并经输油管路自然上行，且在输油栗的输油压力作用下，被输送至高压油栗当中；为了加快提升油箱柴油的温度，在油箱底部单独设置尾气直感换热板，它独立串联在尾气换热器(I)的后部，使排气管尾气所释放的热量，通过尾气直感换热板回字型内口收集，被其腔内的防冻液吸收，并与油箱以面对面的传导方式，按照由表及里，由下至上，由小导大，由热暖冷的顺序，将吸热防冻液中所释放的热量，直接被油箱中的柴油吸收，从而实现对油箱柴油的横向直感预热。本发明的热量传导是将尾气热量通过防冻液被柴油间接吸收，且防冻液自控沸点温度为100度，并可通过调节转换开关的开度，调节尾气穿越其中的过流量，从而使吸热柴油的温度被调节限控在理想的温度区间范围之内。
[0005]柴油自然上行的动力来源于温差效应，是管路加热柴油与油箱预热柴油之间所形成的重位压差所致;而防冻液的自然动力来源于吸热防冻液因温度升高、密度下降而自然上行，反之，释热防冻液因温度降低、密度升高而自然下行，致使吸热防冻液与释热防冻液之间形成重位压差；防冻液的自然循环来源于散热中心与加热中心之间形成的水柱密度差。
[0006]尾气换热器(I)是本发明的加热中心，它是在封闭的圆筒内腔中装有与排气管连通的多根导热管，多根导热管从防冻液中平行横向穿越，形成了壳管式热交换器，并将穿越其中废气所释放的热量，通过增大导热管的受热面积，提升热量收集效率，并被其腔内的防冻液吸收，吸热防冻液通过上水管(2)传导自然上行，它是形成防冻液温差效应的先决条件之一，是自然循环动力的保证;吸热防冻液经释热后通过回水管(10)自然循环返回到尾气换热器