節能型柴油加熱寶的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發明是利用柴油發動機排氣系統的廢氣熱量，研制開發的節能型柴油加熱裝備，其主要特征是對柴油發動機可再生廢氣熱能的開發和利用，使其取自于車，而用之于車;它適用于以柴油發動機為動力的工程機械、特種車輛、各類輕型、中型、重型卡車及大、中、小型客車燃油供給系統的加熱需求，是一種無動力設備，無能源消耗的節能、新型、環保的柴油加熱產品。此外，由于各類車輛燃油系統的復雜性和多樣性，還可針對特型車輛量身定做，來滿足其加熱需求。
【背景技術】
[0002]我國以柴油機為動力的各類車輛、設備的現有保有量已達上億輛，隨著上述車輛、設備使用的日益頻繁，環境污染和能源的過度消耗尤為加劇，車用能源如何合理高效利用，已成為節能減排的重要研究課題，據分析車用發動機有效功率只利用了燃料熱能的三分之一，另外三分之二左右的熱能，則通過發動機的散熱系統和高溫尾氣排放損失掉，發動機排出的尾氣熱量溫度高達300-400°C，并且尾氣熱量隨負荷、轉速的增大而增大，如此高的熱量氣流全部排出機外，造成發動機熱能的嚴重浪費，若能將這部分熱量加以儲存再次利用，則可減少汽車燃油的能量損耗，降低溫室氣體排放，而在使用運行當中，以柴油發動機為動力的各類車輛、設備，因受柴油低溫冷凝特性的制約，在寒冷的冬季對柴油加熱存在較大的熱能需求；目前，為確保柴油車在冬天寒冷天氣正常運行，消費者只好加注價值高于零號柴油10%_20%的-10、-20號柴油或防凝劑來維持;對柴油的加熱也有依靠電子加熱設備和排氣管來進行，但都存在車輛燃油和電能消耗加大，單價費用增高，成本相應增加，安全可靠系數低等弊端;為確保柴油車在冬天寒冷天氣使用低成本的0#柴油，所研制開發出節能型柴油加熱寶，它是采用能量轉換機理，對汽車廢氣熱量進行回收循環再利用，徹底消除O號柴油所具有的低溫冷凝，表面晰出蠟質和粘稠度增加的缺陷和弊端，并克服了電直接加熱和排氣管直接加熱帶來的不安全因素，具有廣闊的發展前景和推廣利用價值。
【發明內容】
[0003]本發明是將發動機排出的尾氣熱量與自然重力循環加熱系統相結合，縱向循環與橫向直感相結合，并根據柴油升溫速溶的特性，使可再生尾氣所釋放的熱量，通過導熱管收集，經防凍液吸收、循環、中轉、交換和釋放，并被柴油間接吸收，使吸熱后的柴油達到適宜溫度范圍，所研制開發出的節能型柴油加熱裝備;它是將排出尾氣所釋放的熱量，通過導熱管被尾氣換熱器(I)腔內的防凍液吸收，吸熱防凍液因溫度升高而密度下降，經上水管(2)、三通(11)自然上行至并聯設置的粗濾加熱杯(4)、環形封閉加熱管(3)中，并經三通(11)、上水管(2)自然上行至防凍液箱(7)中，形成自然上行熱循環通路;使粗濾加熱杯(4)、環形封閉加熱管(3)以杯中杯、管中管的包容傳導釋熱方式，按照由表及里，由下至上，由大包小，由熱暖冷的順序，將吸熱防凍液所釋放的熱量，被管路中的柴油吸收，完成對柴油粗濾器和輸油管中的柴油包容式環形加熱，使其柴油溫度在短時內快速提升，徹底消除柴油濾清器和輸油管中O號柴油的蠟質屏障，確保輸油暢通無阻;吸熱防凍液經上水管(2)、三通(11)和下水管(8)，自然下行進入油箱散熱片(9)當中，形成自然下行熱循環通路;通過油箱散熱片
(9)端面與油箱前部端面的貼附式傳導方式，并按照由表及里，由上至下，由小導大，由熱暖冷的順序，將油箱散熱片(9)小容積吸熱防凍液所釋放的熱量，被油箱大容積冷柴油吸收，使油箱柴油溫度得到平穩提升，其溫度在達到O度以上后，因連續不斷地循環吸收熱量而穩步提高，實現從油箱源頭進行綜合治理的目的；油箱散熱片(9)中的吸熱防凍液經釋熱后其溫度下降而密度升高，并自然下行經油箱散熱片(9)下部與尾氣換熱器(I)下部的回水管
(10)，自然循環返回到尾氣換熱器(I)中，完成自然回水熱循環通路;粗濾加熱杯(4)、環形封閉加熱管(3)、油箱散熱片(9)與柴油粗濾器、輸油管、油箱，它們作為釋放與吸收熱量的兩路組件，按并聯串入且相互位置一一相對應，實現了對輸油管路中的柴油包容式快速加熱，對油箱柴油的連續循環預熱，從而，達到快速提升油路溫度，增動消阻，從油箱源頭縱向循環預熱柴油的目的；徹底消除因寒冷造成柴油低溫冷凝，且表面晰出蠟質、粘稠度增加、濾網堵塞及斷供的缺陷和弊端，使柴油車在寒冷的冬季燒零號柴油暢通無阻；因本發明是將尾氣熱量通過防凍液被柴油間接吸收，且防凍液自控沸點溫度為100度，所以，吸熱柴油的溫度被自動限控在100度范圍之內，杜絕柴油因高溫所造成自燃的不安全因素，其溫度區間安全可靠。為加快油箱柴油的升溫速度，在油箱底部設置了尾氣直感換熱板，它串聯在尾氣換熱器(I)的后部，并安裝在油箱底部，使排氣管尾氣所釋放的熱量，通過尾氣直感換熱板收集，被其腔內的防凍液吸收，并與油箱以面對面的傳導方式，按照由表及里，由下至上，由小導大，由熱暖冷的順序，將吸熱防凍液中所釋放的熱量，直接被油箱中的柴油吸收，實現對油箱柴油的橫向直感預熱。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:將發動機排出尾氣所釋放的熱量，通過導熱管收集，被尾氣換熱器(I)腔內的防凍液吸收，吸熱防凍液因溫度升高而密度下降，沿上水管(2)、三通(11)自然上行，經粗濾加熱杯(4)和環形封閉加熱管(3)，并通過上水管(2)、三通(11)繼續上行進入防凍液箱(7)中；使粗濾加熱杯(4)、環形封閉加熱管(3)以杯中杯、管中管的包容傳導釋熱方式，按照由表及里，由下至上，由大包小，由熱暖冷的順序，將吸熱防凍液所釋放的熱量，被管路柴油吸收，完成對柴油粗濾器和輸油管中的柴油包容式環形加熱；因粗濾加熱杯(4)、環形封閉加熱管(3)按并聯串入自然上行熱循環通路當中，所以，其通路中的吸熱防凍液溫度相對保持一致，并使吸熱防凍液與柴油之間存在大的溫差，為管路柴油吸熱快速升溫創造有利條件;吸熱防凍液通過上水管(2)、三通(11)與下水管(8)，自然下行進入油箱散熱片(9)當中，依靠油箱散熱片(9)與油箱前部的貼合端面，將吸熱防凍液所釋放的熱量，被油箱中的柴油吸收，油箱柴油因吸熱而溫度平穩上升，而油箱散熱片(9)中的吸熱防凍液因釋放大的熱量而溫度快速下降，其密度同比增大，并自然下行從油箱散熱片(9)下部與尾氣換熱器(I)下部的回水管(10)，循環返回到尾氣換熱器(I)中；它是將粗濾加熱杯(4 )、環形封閉加熱管(3)中大容積吸熱防凍液所釋放的熱量，被柴油粗濾器和輸油管小容積冷柴油吸收，按照熱量守恒原理，防凍液和柴油釋放與吸收同等熱量，因容積存在大的差異，使柴油吸收的熱量成倍增長，輸油管路柴油溫度快速提升，其溫度趨向于吸熱防凍液的溫度；同理，也是將自然下行熱循環通路中油箱散熱片(9)小容積吸熱防凍液所釋放的熱量，被油箱大容積冷柴油吸收，防凍液和柴油釋放與吸收同等熱量，因容積存在大的差異，小容積吸熱防凍液釋放大的熱量后溫度快速下降，散熱溫降效果顯著，其溫度趨向于油箱柴油的溫度；油箱大容積冷柴油在吸收熱量后溫度平穩提升，達到持續縱向循環預熱油箱柴油的目的；從而，實現了油路暢通第一，源頭綜合治理的設計目標，并形成管路加熱柴油與油箱預熱柴油之間的重位壓差，使柴油因溫度的遞增而比重下降，并經輸油管路自然上行，且在輸油栗的輸油壓力作用下，被輸送至高壓油栗當中；為了加快提升油箱柴油的溫度，在油箱底部單獨設置尾氣直感換熱板，它獨立串聯在尾氣換熱器(I)的后部，使排氣管尾氣所釋放的熱量，通過尾氣直感換熱板回字型內口收集，被其腔內的防凍液吸收，并與油箱以面對面的傳導方式，按照由表及里，由下至上，由小導大，由熱暖冷的順序，將吸熱防凍液中所釋放的熱量，直接被油箱中的柴油吸收，從而實現對油箱柴油的橫向直感預熱。本發明的熱量傳導是將尾氣熱量通過防凍液被柴油間接吸收，且防凍液自控沸點溫度為100度，并可通過調節轉換開關的開度，調節尾氣穿越其中的過流量，從而使吸熱柴油的溫度被調節限控在理想的溫度區間范圍之內。
[0005]柴油自然上行的動力來源于溫差效應，是管路加熱柴油與油箱預熱柴油之間所形成的重位壓差所致;而防凍液的自然動力來源于吸熱防凍液因溫度升高、密度下降而自然上行，反之，釋熱防凍液因溫度降低、密度升高而自然下行，致使吸熱防凍液與釋熱防凍液之間形成重位壓差；防凍液的自然循環來源于散熱中心與加熱中心之間形成的水柱密度差。
[0006]尾氣換熱器(I)是本發明的加熱中心，它是在封閉的圓筒內腔中裝有與排氣管連通的多根導熱管，多根導熱管從防凍液中平行橫向穿越，形成了殼管式熱交換器，并將穿越其中廢氣所釋放的熱量，通過增大導熱管的受熱面積，提升熱量收集效率，并被其腔內的防凍液吸收，吸熱防凍液通過上水管(2)傳導自然上行，它是形成防凍液溫差效應的先決條件之一，是自然循環動力的保證;吸熱防凍液經釋熱后通過回水管(10)自然循環返回到尾氣換熱器