一種汽車暖風裝置的製作方法

2023-05-18 15:28:11 2

專利名稱：一種汽車暖風裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種高效汽車餘熱回收暖風節能裝置。
現有的國產汽車一般都配有暖風機向車內供熱，如長春一汽生產的解放牌汽車，暖風機裡的熱源是來自發動機缸體裡的循環冷卻水，循環水與暖風機裡的散熱水箱相連通，供熱時接通暖風機直流電機的電源，水箱中的熱量就被吹入車內散熱，以達到採暖的目的。冬天由於氣溫較低，循環水在低溫環境中散熱較快，溫度不高，既使是長時間行駛，水溫也不會超過80℃，因此，所提供的熱風，其溫度也僅在30－40℃之間。沒有足夠的熱量向車內供熱，熱效率很低。目前，出現的另外一種利用汽車發動機餘熱向車內供暖的「公路客車餘熱節能暖風機」(中國專利90100428)，它是由進風裝置，管殼式熱交換器，送風機，機械傳動裝置，出風裝置，車內熱風管和除霜裝置所組成。由送風機將加熱的風打入車廂進行採暖。這種裝置雖然利用了汽車發動機廢氣中的餘熱向車內供暖，但它的管殼式熱交換器在正常的排氣管路上設計成兩個垂直於排氣方向的煙箱，在兩個煙箱的中間焊有多根3／4寸的傳熱管，廢氣經90°直角進入煙箱後進入傳熱管，然後再經90°直角進入排氣管，這樣勢必增加廢氣排放的阻力，要克服這些阻力，就要降低發動機的馬力或增加油耗。此外，眾多的傳熱管在高溫的環境中，管口在頻繁而劇烈的振動，冷縮熱漲中容易開焊，這就可能使廢氣中的有害氣體排入車內。同時，該裝置還存在結構複雜，成本高等缺點，不便於維修和使用。
本實用新型的目的在於提供一種包含有換熱器，散熱箱、排氣管，引風口，閥門開關以及進出風連接管所組成的回收汽車發動廢氣餘熱的裝置，從而改變了現有的利用發動機缸體內的循環冷卻水為熱源或以燃油、耗電為熱源的供暖技術。
本實用新型所採用的技術方案主要由換熱器，引風口，散熱箱進風連接管，出風連接管所組成，如


圖1所示。換熱器由排氣管(2)，儲氣管(3)，保溫殼(4)，出風口(6)，進風口(7)所組成。排氣管(2)穿過同心結構的保溫殼(4)儲氣管(3)，進風口(7)和出風口(6)分布在儲氣管(3)和保溫殼(4)的兩端。選用1.5－3.0毫米金屬板材製作各部件。排氣管(2)直徑要求等於或略大於與汽車原來型號的排氣管直徑長度在150－1200毫米之間設計，兩端或一端與汽車上的排氣管相連接，連接的方法可以是焊接，插接或螺接。
儲氣管(3)的直徑要比排氣管(2)的直徑大20－100毫米左右。這樣在排氣管(2)與儲氣管(3)之間就留有一層10－50毫米之間的空氣換熱層(5)。保溫殼(4)與儲氣管(3)之間留有5－10毫米的保溫層，保溫層中可以充填一些耐高溫的保溫材料。出風口(6)和進風口(7)的直徑一般在40－80毫米範圍，散熱箱(12)與引風口(11)的直徑分別與換熱器出風口(6)進風口(7)相同。出風連接管(8)和進風連接管(9)的兩端各自套在散熱箱入風口(10)，換熱器出風口(6)和引風口(11)，換熱器入風口(7)上，然後用活動卡子夾緊。進出風口連接管最好選用金屬波紋管，以便容易拐彎和耐高溫，進風口(11)的前端製成喇叭口型，當發動機工作時，廢氣從進口(1)進入排氣管(2)，熱量就從管壁(2)散發到儲氣管(3)之間的換熱層(5)中去。當汽車行駛時空氣在汽車的撞擊下源源不斷的通過引風口(11)吹入到換熱器的換熱層(5)中而被加熱成熱風。然後又在後面吹進來的冷空氣推動下，通過出風口(6)，出風連接管(8)進入散熱箱(12)向車內散熱。
在散熱箱入風口(10)上裝有一閥門(19)，當車內不需要供熱時，關閉閥門(19)，可以使裝置中的熱空氣不再進入車內。經測試的數據表明汽車發動機在怠速時排氣的溫度一般在200－300℃之間，用一般速度行駛，半小時後溫度可達400－500℃，如果高速或長時間行駛，排氣溫度可達到700℃左右，這樣，以空氣為介質，採用換熱器換熱後的熱風在汽車行駛一定的路程和時間後暖風出口溫度一般都在100℃以上，它的熱效率之高和成本低廉，大大優於用發動機循環水為熱源，或用燒油為熱源，以及電熱暖風機時的熱效率和成本。
本實用新型還可以採用直流吹風機，直流引風機，引風熱管，吸熱風管，熱管，散熱片和組合式換熱器等各種技術方案。
本實用新型具有結構簡單，製作容易，安裝，使用維修方便以及傳熱快，熱效率高的特點。它的風量與汽車行駛速度成正比，因此它適合於長途汽車採暖使用。只要汽車發動機開始工作，暖風機就可以向車內供熱，汽車行駛半小時後，出口溫度一般在80℃以上，它不僅在一切機動車上採暖得到應用，而且在小型機動漁船上也照常應用。
在使用內燃機發電的地方，如地質鑽探機，石油鑽探機，修井機都可以得到應用。本實用新型還可以用來回收普通民用鍋爐的煙道上的餘熱和作為空氣予熱器，向鍋爐送熱風以達到提高鍋爐的熱效率和節能的目的。
圖1是本實用新型的原理結構示意圖。
圖2是本實用新型採用直流吹風機裝置的結構圖。
圖3是本實用新型採用直流引風機裝置的結構圖。
圖4是本實用新型採用吸熱風管裝置的結構圖。
圖5是本實用新型採用水平安裝吸熱風管的結構圖。
圖6是本實用新型採用散熱片散熱方式的結構圖。
圖7是本實用新型採用螺旋式散熱翅片的結構圖。
圖8是本實用新型採用熱管裝置的結構圖。
圖9是本實用新型採用組合式換熱器的結構圖。
圖10是本實用新型採用進出風口的結構圖。
圖11是本實用新型採用隔離板結構的示意圖。
現在，結合各種附圖來進一步說明本實用新型的實施方案。
圖2中直流吹風機裝置是由外殼(13)，直流電機(14)，葉片(15)，吸風口(16)和出風口(11)所組成。出風口(11)是與進風連接管(9)連接在一起的。這時直流吹風機裝置就替代了
圖1中的引風口(11)前端喇叭口。外殼(13)的尺寸，可以根據實際需要而定。直流電機(14)要求在30瓦至60瓦之間選用。當發動機工作時，冷空氣從吹風機吸風口(16)被吸進殼體(13)，然後被葉片(15)吹進換熱層(5)被加熱，最後進入散熱箱(12)並向車內供熱。安裝吹風機的優點是向車內供熱不受車速的限制，既使是在汽車怠速時也能照常向車內供熱。
在圖3中，直流引風機代替了圖2中的直流吹風機，其工作方式由原來的吹風，改變為引風，工作的原理雖然相同，但換熱和供熱的方向與圖2正好相反。在這裡，圖2中的散熱箱(12)我們把它變為空氣濾清器(12)，散熱箱入風口(10)變為空氣濾清器的出風口(10)，出風連接管(8)變為進風連接管(8)。進風連接管(9)變為出風連接管(9)。換熱器出風口(6)變為入風口(6)。入風口(7)變為出風口(7)。吹風機出風口(11)變為引風機吸風口(11)。吹風機吸風口(16)變為引風機出風口(16)。這樣，在汽車發動機工作時，接通引風機(13)的電源開關，電機(14)帶動葉片(15)轉動，空氣就從濾清器(12)經進風連接管(8)被吸入到換熱器中換熱層(5)中受熱後經出風連接管(9)最後進入引風機(13)通過出風口(16)向車內供熱。
這種以引風機結構工作的暖風裝置優點是排風量大，阻力小，最適合在大客車或中客車上應用。
在圖4中，在換熱器中穿過排氣管(2)，並在垂直於排氣方向按園周任一角度布置2－10根吸熱風管(17)，以提高換熱效率。此時排氣管(2)的直徑要大於汽車原來排氣管的直徑，以不影響排氣的流量。吸熱風管(17)的直徑一般在5－20毫米之間設計選用，高度與排氣管直徑相等，用焊接的方法與排氣管壁連接在一起。
圖5是本實用新型採用水平安裝吸熱風管的結構圖。圖中，它的吸熱風管(17)，是在排氣管(2)放大直徑的園周，沿排氣方向水平布置的，它的周圍仍然被流動的廢氣熱量所包圍，這種結構優點是空氣在通過吸熱風管(17)時阻力小，而廢氣在通過排氣管(2)中間時也沒有阻力。
在圖6中，在排氣管(2)的管壁上，布置多組均勻分布的散熱翅片(18)，以增加管壁在換熱層(5)中的散熱面積，散熱翅片(18)的厚度取1.0－2毫米厚的金屬簿板，長度可靈活設計，高度以不超過換熱層(5)的高度為限。
圖7中，它是在排氣管(2)的管壁上所布置的散熱翅片(18)是採用螺旋式的。它在增加排氣管壁散熱面積的同時，也使空氣在換熱層(5)中按螺旋方向受熱，增加了受熱面積和延長了受熱時間，大大地提高換熱效率。
圖8是本實用新型採用熱管裝置的結構圖。它是在換熱器中安裝2－50根熱管，熱管的吸熱端安裝在排氣管(2)內，散熱端安裝在換熱層(5)中，在熱管的外散熱端管壁上設有散熱翅片(18)，利用熱管高效傳熱的功能，使熱管的換熱效率大大增加。熱管的吸熱端也可以焊在排氣管(2)的外壁上；還可以是熱管的吸熱端伸入排氣管(2)的內部，散熱端一部分在換熱層(5)內，另一端伸出保溫殼(4)，這樣，當接通直流引風機電源時，在換熱層(5)內那部分的熱管，在空氣的強制吹動下，熱管所傳遞的大部分熱量在換熱層(5)中散掉。當關閉電源時，就停止向車內供熱，熱管中的熱量就會自然傳遞到保溫殼(4)外面的熱管散熱端向外界空氣散熱，這就可以避免了因換熱器中的熱量散不出去，形成溫度過高而引起的熱管或其他結構過熱而損地提高換熱效率。
圖8是本實用新型採用熱管裝置的結構圖。它是在換熱器中安裝2－50根熱管(29)，熱管(29)的吸熱端安裝在排氣管(2)內，散熱端安裝在換熱層(5)中，在熱管的外散熱端管壁上設有散熱翅片(18)，利用熱管高效傳熱的功能，使熱管的換熱效率大大增加。熱管的吸熱端也可以焊在排氣管(2)的外壁上；還可以是熱管的吸熱端伸入排氣管(2)的內部，散熱端一部分在換熱層(5)內，另一端伸出保溫殼(4)，這樣，當接通直流引風機電源時，在換熱層(5)內那部分的熱管，在空氣的強制吹動下，熱管所傳遞的大部分熱量在換熱層(5)中散掉。當關閉電源時，就停止向車內供熱，熱管中的熱量就會自然傳遞到保溫殼(4)外面的熱管散熱端向外界空氣散熱，這就可以避免了因換熱器中的熱量散不出去，形成溫度過高而引起的熱管或其他結構過熱而損壞。
圖9是本實用新型採用組合式換熱器的結構圖。它是將換熱器加工成上、下兩個半園柱形二部分，這兩部分都包含有儲氣管(3)，保溫殼(4)，換熱層(5)，出風口(6)和進風口(7)。可以直接安裝在汽車原有的排氣管(2)上使用，在換熱器的半園平面設有連接板(n)在連接板上設有螺旋孔(m)，以便安裝時固定使用螺絲。
圖10是本實用新型的進出風口結構圖。本實用新型所述的各種結構中，換熱器的進風口(6)和出風口(7)實際製作和使用，可以根據實際情況來確定其安裝位置。一般要求進風口(7)要布置在換熱器的底部，出風口(6)布置在上部，如
圖10(a)和
圖10(b)所示。
所示結構，喇叭口前端採用120毫米，後端與引風口(11)相連接，原車排氣管前端直徑為40毫米，故該換熱器排氣管(2)的直徑也採用40毫米長度為200毫米，儲氣管(3)直徑為60毫米，所得換熱層(5)空間間距為10毫米。換熱器出風口(6)和進風口(7)以及散熱箱入風口(10)和喇叭口後端引風口外徑都設計為40毫米。出風連接管(8)和進風連接管(9)的內徑為41毫米，壁厚為0.2毫米，採用瀋陽通風管廠生產的鋁合金波紋管。溫殼(4)的直徑為70毫米，與儲氣管的間隙為5毫米，以上所需原材料，除進出風連接管外，散熱器等均可以使用板厚為2毫米的普通A3低碳鋼鋼板製造。
本實用新型的另一個具體實施例可以在瀋陽產金杯牌麵包車上採用圖5所示的換熱器結構及圖2所示的吹風式暖風傳遞方式。原車排氣管(2)的直徑為50毫米，而本實例排氣管(2)中採用了吸熱風管，所以加大排氣管(2)的直徑為90毫米，長度為400毫米，吸風管(17)選用6根直徑為15毫米、壁厚為2.5毫米，長度為300毫米的無縫鋼管制作，並按排氣的方向水平安裝在排氣管(2)內徑的園周，儲氣管(3)直徑為120毫米，換熱層空間間距為15毫米，所有進出風口直徑為45毫米，進、出風連接管內徑為46毫米，吹風電機採用12V30W的直流電機，葉片(15)採用軸流式，葉片與機殼可自行設計製造。
本實用新型的再一個具體實施例可以在延吉客車廠生產的長白山牌客車上按圖8所示的結構，採取原車排氣管直徑為65毫米，換熱器排氣管(2)設計成100×100毫米的方形，長度為1000毫米，熱管(17)的直徑為12毫米，長度為200毫米，壁厚2.5毫米。在縱向按90採用圖5所示的結構及圖2所示的吹風式暖風傳遞方式。原車排氣管(2)的直徑為50毫米，而本實施例排氣管(2)中採用了吸熱風管，所以加大排氣管(2)的直徑為90毫米，長度為400毫米。儲氣管(3)直徑為120毫米，換熱層空間間距為15毫米。所有進、出風口直徑為45毫米，進、出風連接管內徑為46毫米。吹風電機採用12v30w的直流電機，葉片(15)採用軸流式，葉片與機殼可自行設計製造。吸風管(17)選用6根直徑為15毫米，壁厚為2.5毫米，長度為300毫米的無疑縫鋼管制作，並按排氣的方向水平安裝在排氣管(2)內徑的園周。
本實用新型的再一個具體實施例可以在延吉客車廠生產的長白山牌客車上按圖8所示的結構。採用原車排氣管直徑為65毫米，換熱器排氣管(2)設計成100×100毫米的方形，長度為1000毫米。換熱層空間為120毫米，熱管散熱端插入排氣管(2)內80毫米，儲氣管(3)與保溫殼(4)之間的空間為10毫米，裡面充填耐溫材料，所有進、出風口直徑為75毫米，進、出風連接管內徑為76毫米。暖風機採用引風式，電機(14)採用24V，40W直流電機。葉片(15)採用離心式製作而成。熱管(29)的直徑為12毫米，長度為200毫米，壁厚為2.5毫米，在縱向按90毫米間距，橫向在為52毫米範圍內均勻分布3排，前、後排為11根，中間排10根，共32根，散熱翅片直徑為25毫米，厚度為1毫米。
權利要求1.一種由汽車排氣管，換熱器所組成的汽車暖風裝置，其特徵在於它由散熱箱(12)，引風口(11)，進風連接管(9)，出風連接管(8)，閥門開關(19)和換熱器所組成，所說的換熱器，它包括了排氣管(2)，穿過同心結構的保溫殼(4)與儲氣管(3)，換熱層(5)，在儲氣管(3)的兩端帶有出風口(6)和進風口(7)，它由出風口(6)通過出風連接管(8)與散熱箱(12)連接，並由其進風口(7)通過進風連接管(9)與引風口(11)連接。
2.按照權利要求1所組成的暖風裝置，其特徵在於所說的引風口(11)，它可以採用一個由外殼(13)，直流電機(14)，葉片(15)，吸風口(16)和出風口(20)所組成的直流吹風機裝置所替代。
3.按照權利要求1所說的暖風裝置，其特徵在於所說的引風口(11)，它也可以採用一個由外殼(13)，葉片(15)，電機(14)，出風口(28)和吸風口(27)所組成的引風機裝置所替代。
4.按照權利要求1所說的暖風裝置，其特徵在於所說的排氣管(2)，可以在它的中間按垂直或水平方向安裝2－10根吸熱風管。
5.按照權利要求4所說的暖風裝置，其特徵在於所說排氣管(2)，可以在其中安裝2－50根熱管，熱管的吸熱端安裝在排氣管(2)內，或焊在排氣管的外表面，散熱端安裝在換熱層(5)內，也可以伸出保溫層(4)的外表面，同時，可以在熱管的散熱端安裝有散熱翅片(18)。
6.按照權利要求4所說的暖風裝置，其特徵在於所說的排氣管(2)，可以在其外壁上安裝均勻分布的散熱翅片或螺旋式散熱翅片。
7.按照權利要求1所說的暖風裝置，其特徵在於所說的換熱器，可以加工成包含有儲氣管(3)，保溫殼(4)，換熱層(5)，出風口(6)和進風口(7)的上、下兩個半園柱形部分組成的組合式換熱器。
專利摘要本實用新型屬於一種高效汽車餘熱回收暖風節能裝置。它主要由換熱器、散熱箱、引風口，排氣管閥門開關以及進出風連接管所組成。它是利用汽車發動機所排出的廢氣餘熱進行回收，向車內提供暖風供暖，改變了發動機缸體內的循環冷卻水為熱源或以燃油，耗電為熱源的供暖辦法。本實用新型具有結構簡單，製作容易，安裝維修方便以及傳熱快，熱效率高等特點。因此，它可以適用於機動車，內燃機發電場所的供暖，也可以作為民用鍋爐煙道上餘熱回收裝置。
文檔編號B60H1/02GK2124158SQ9220553
公開日1992年12月9日 申請日期1992年4月2日 優先權日1992年4月2日
發明者孫春成 申請人:孫春成