本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機余熱提取裝置，具體地說是一種內(nèi)燃機尾氣余熱提取裝置，它是利用內(nèi)燃機工作時產(chǎn)生的高溫尾氣通過熱交換生成過熱蒸汽的裝置，將廢棄的熱能充分利用起來，屬于機械裝置制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著全球人口日益增長，能源需求急劇飆升，作為發(fā)展中國家我國在現(xiàn)代化建設(shè)中，面臨比世界其他國家更為嚴(yán)峻的資源匱乏和環(huán)境污染，我們需要更有效地使用有限的能源。內(nèi)燃機作為熱效率最高的動力機械，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，其增長率超過人口增長率，而且逐年還在不斷地增加。內(nèi)燃機是通過使燃料在機器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動力的熱力發(fā)動機，工作時同時排出帶有大量熱能的廢氣?，F(xiàn)有內(nèi)燃機尾氣都是通過排氣岐管直接排放到空氣中，其所含的熱能亦隨之浪費流失，既浪費了有限的資源，又加速了溫室氣體效應(yīng)。

眾所周知，汽車在長途行駛中，司機和乘客都需要按時喝開水、吃飯和取暖。尤其是自駕游時大貨車及大客車在行駛過程中前不著村，后不著店的地方，為能吃上熱飯，喝上開水和取暖而長途奔波。因而一種在野外條件下無需額外增加其它能源就能加工食物、取暖的內(nèi)燃機熱能轉(zhuǎn)換裝置就顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決以內(nèi)燃機為動力裝置的所有機動車輛在內(nèi)燃機工作過程中燃料燃燒做功時所排出的高溫尾氣被白白浪費流失，現(xiàn)有的尾氣利用裝置、方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計不盡合理，高溫尾氣余熱利用率低，從而提供了一種新的技術(shù)方案，能充分利用高溫尾氣進(jìn)行熱交換的一種內(nèi)燃機尾氣余熱提取裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明可通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種內(nèi)燃機尾氣余熱提取裝置，它是由排氣岐管組成，排氣岐管包括分支管和合氣管，在內(nèi)燃機和內(nèi)燃機排氣裝置之間設(shè)有法蘭盤，在法蘭盤上固定設(shè)有內(nèi)燃機排氣岐管，在排氣岐管中設(shè)有熱轉(zhuǎn)換裝置，在熱轉(zhuǎn)換裝置中設(shè)有相互封閉單向流動的水汽通道和高溫尾氣通道，水汽通道的一端通過排氣岐管中的進(jìn)水口與水流入口相管連接，水汽通道的另一端通過排氣岐管上的出汽口與蒸汽出口相管連接，熱轉(zhuǎn)換裝置通過進(jìn)水口和出汽口分別與供水單元和蒸汽利用單元相管連接，所述的熱轉(zhuǎn)換裝置是在雙層腔體內(nèi)設(shè)有相互獨立單向流動的水汽通道和高溫尾氣通道，所述的高溫尾氣通道面是翅片形結(jié)構(gòu)，所述的水汽通道是折返式結(jié)構(gòu)。

在分支管內(nèi)設(shè)有熱轉(zhuǎn)換裝置，所述的熱轉(zhuǎn)換裝置是楔形熱交換結(jié)構(gòu)，其中的高溫尾氣通道面是環(huán)形翅片形結(jié)構(gòu)，且水汽通道設(shè)置在管程，高溫尾氣通道設(shè)置在中心和殼程。

所述的水汽通道的管程形狀為正弦波環(huán)繞形結(jié)構(gòu)。

熱轉(zhuǎn)換裝置是圓柱管結(jié)構(gòu)，其兩端是錐形結(jié)構(gòu)，在圓柱管結(jié)構(gòu)的熱轉(zhuǎn)換裝置中的熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層和熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層之間設(shè)有長方形水汽通道，熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層和熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層的表面是翅片形結(jié)構(gòu)，水汽通道的管程形狀為s曲線環(huán)繞形，水汽通道設(shè)置在管程，高溫尾氣通道設(shè)置在熱轉(zhuǎn)換裝置中的內(nèi)尾氣流經(jīng)腔和外尾氣流經(jīng)腔。

熱轉(zhuǎn)換裝置是矩形結(jié)構(gòu)，在熱轉(zhuǎn)換裝置的中間設(shè)有矩形水汽通道，水汽通道的上下面設(shè)有板式翅片形熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層，水汽通道的管程形狀為板式折返型，水汽通道設(shè)置在管程，高溫尾氣通道設(shè)置在熱轉(zhuǎn)換裝置外加熱層與分支管之間的外尾氣流經(jīng)腔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有的優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，具有熱能重新利用的功能，經(jīng)濟、安全、健康、快捷、方便。利用內(nèi)燃機工作時所排出的高溫尾氣余熱進(jìn)行全方位綜合開發(fā)，本發(fā)明在不增加任何較大的額外成本下，車輛只要在行駛途中隨時可以飲用100℃開水，所產(chǎn)生的高溫過熱蒸汽還可直接加熱食物，能夠快速完成蒸菜、蒸飯、煲湯等烹飪功能。高效節(jié)能，環(huán)保健康，綠色出行，可告別目前車輛中飲水機久煮水和陰陽水對人體的危害，可以最大限度保存菜肴的營養(yǎng)和原汁原味。

本發(fā)明基于內(nèi)燃機所產(chǎn)生的熱能將高溫尾氣通過提取過熱蒸汽裝置充分方便的加以利用，不僅提高能量的利用率，而且可以減少其它燃料的消耗和溫室氣體排放。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明圖1中熱轉(zhuǎn)換裝置1組合水汽流程原理示意圖；

圖3是熱轉(zhuǎn)換裝置1安裝在排氣歧管中的結(jié)構(gòu)視圖；

圖4是圖3的b-b向剖視示意圖；

圖5是圖3中a處放大示意圖；

圖6是排氣歧管中熱轉(zhuǎn)換裝置1是矩形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是熱轉(zhuǎn)換裝置1是圓柱形結(jié)構(gòu)時水汽流程原理圖；

圖8是圖7的a-a向剖視示結(jié)構(gòu)意圖；

圖9是熱轉(zhuǎn)換裝置1是圓柱折返形結(jié)構(gòu)時水汽流程示意圖；

圖10是圖9的c-c向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是圖9的d-d向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是熱轉(zhuǎn)換裝置1是矩形折返式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是圖12的俯視圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是圖13熱轉(zhuǎn)換裝置1中e-e向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是熱轉(zhuǎn)換裝置1在排氣歧管中整體安裝立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是六組熱轉(zhuǎn)換裝置1與排氣歧管連接示意圖；

圖17是熱轉(zhuǎn)換裝置1是楔形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18是圖17板f-f向剖視放大示意圖；

圖19是圖17熱轉(zhuǎn)換裝置1折返式水汽流程原理圖；

圖20是熱轉(zhuǎn)換裝置1是板式折返結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21是圖20的g-g向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方案

現(xiàn)在結(jié)合附圖以具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

實施例一：

一種內(nèi)燃機尾氣余熱提取裝置，它包括供水單元、熱轉(zhuǎn)換裝置1和蒸汽利用單元。熱轉(zhuǎn)換裝置1一端通過水流入口5與供水單元接相連，一端通過蒸汽出口14與蒸汽利用單元相連接。在分支管2內(nèi)設(shè)有熱轉(zhuǎn)換裝置1，所述的熱轉(zhuǎn)換裝置1是圓柱形熱交換結(jié)構(gòu)，它是由熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16和熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層17構(gòu)成，在熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16和熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層17之間設(shè)有螺旋式水汽通道15，有利于高溫尾氣進(jìn)行熱交換，熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層17的內(nèi)面和熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16的外面為內(nèi)燃機高溫尾氣的加熱面，它們之間的水汽通道15為水加熱腔體。將熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層17的內(nèi)面和熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16的外面加工成環(huán)形翅片有利于增加加熱面積，提高熱效率。所述的熱轉(zhuǎn)換裝置1的兩端是錐形結(jié)構(gòu)，防止內(nèi)燃機高溫尾氣流動時阻力過大，其中熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16、熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層17和分支管2共同構(gòu)成高溫尾氣通道殼程，水走水汽通道15中間管程，高溫尾氣走中心和殼程，形成水汽通道15兩面加熱。在供水單元和熱轉(zhuǎn)換裝置1之間設(shè)有給水泵和單向閥，可防止水蒸汽倒流。

在四個分支管2內(nèi)分別設(shè)有熱轉(zhuǎn)換裝置1，并將每一個熱轉(zhuǎn)換裝置1內(nèi)的水汽通道15通過連接管串聯(lián)起來，即飲用水經(jīng)過水流入口5通過進(jìn)水口6流入，從第一出水汽口7流出，再從第二進(jìn)水汽口8流入，從第二出水汽口9流出，再從第三進(jìn)水汽口10流入，從第三出水汽口11流出，再從第四進(jìn)水汽口12流入，最后從出汽口13流出，最后通過蒸汽出口14進(jìn)入蒸汽利用單元。

車輛在怠速或行駛中，供水單元供給水箱中的水通過供給泵進(jìn)入壓力容腔，利用節(jié)流閥使壓力容腔的水具備一定的壓力?？刂崎_關(guān)閥的開和關(guān)，使壓力容腔中的高壓水?dāng)嗬m(xù)進(jìn)入熱轉(zhuǎn)換裝置1的進(jìn)入水流入口5中，經(jīng)過熱轉(zhuǎn)換裝置1的充分熱交換換熱，使進(jìn)入熱轉(zhuǎn)換裝置1中的高壓水汽化，通過調(diào)節(jié)熱轉(zhuǎn)換裝置1中的壓力調(diào)節(jié)閥的壓力可獲得不同溫度的過熱蒸汽。熱轉(zhuǎn)換裝置1產(chǎn)生的過熱蒸汽經(jīng)過蒸汽出口14和單向閥分別進(jìn)入蒸汽利用單元可進(jìn)入蒸鍋或煮鍋來做飯菜。

通過蒸汽出口14進(jìn)入加熱水箱中的過熱蒸汽與加熱水箱中的水進(jìn)行熱交換，加熱水箱的水可通過給水泵加水，不同地區(qū)調(diào)節(jié)加熱水箱安全閥的壓力，以保證加熱水箱中的水達(dá)到100℃，把達(dá)到100℃的水經(jīng)過加熱水箱進(jìn)出水管由給水泵抽至開水箱里，可供司乘人員飲用。

實施例二：

一種內(nèi)燃機尾氣余熱提取裝置，它是在分支管2內(nèi)設(shè)有熱轉(zhuǎn)換裝置1，所述的熱轉(zhuǎn)換裝置1是矩形熱交換結(jié)構(gòu)，熱轉(zhuǎn)換裝置1的兩端為錐形結(jié)構(gòu)，在熱轉(zhuǎn)換裝置1中間設(shè)有截面為槽形，路徑為s形折返式水汽通道15，也可以將水汽通道15做成正弦波結(jié)構(gòu)，水走水汽通道15折返式s形或正弦波結(jié)構(gòu)形式的管程。

在水汽通道15內(nèi)外設(shè)有多個矩形翅片，矩形翅片和水汽通道15同心排列，矩形翅片的方向與內(nèi)燃機高溫尾氣流向相同，減少排氣阻力；在水汽通道15內(nèi)由多個矩形翅片構(gòu)成熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層17，在水汽通道15外由多個矩形翅片構(gòu)成熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16；高溫尾氣走由熱轉(zhuǎn)換裝置加熱內(nèi)層17所形成的內(nèi)尾氣流經(jīng)腔19和熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16與分支管2共同構(gòu)成外尾氣流經(jīng)腔18通道殼程。

水流入口5與供水單元接相連，蒸汽出口14與蒸汽利用單元相連接。

實施例三：

一種內(nèi)燃機尾氣余熱提取裝置，它是在分支管2內(nèi)設(shè)有熱轉(zhuǎn)換裝置1，所述的熱轉(zhuǎn)換裝置1為楔形板式熱交換結(jié)構(gòu)，熱轉(zhuǎn)換裝置1迎接內(nèi)燃機高溫尾氣一端為楔形結(jié)構(gòu)，以減少熱轉(zhuǎn)換裝置1的迎風(fēng)阻力，加快高溫尾氣流速，增強熱交換能力。

在熱轉(zhuǎn)換裝置1楔形板式熱交換結(jié)構(gòu)中間設(shè)有截面為矩形或曲線形形狀，路徑為s形折返式水汽通道15，也可以將水汽通道15做成正弦波結(jié)構(gòu)，水走水汽通道15折返式s形或正弦波結(jié)構(gòu)形式的管程。

在水汽通道15上下各設(shè)有多個矩形翅片，矩形翅片和水汽通道15平行排列，矩形翅片的方向與內(nèi)燃機高溫尾氣流向相同，減少排氣阻力；在水汽通道15上下由多個矩形翅片構(gòu)成熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16；高溫尾氣走由熱轉(zhuǎn)換裝置加熱外層16和分支管2共同構(gòu)成高溫尾氣通道殼程。

水流入口5與供水單元接相連，蒸汽出口14與蒸汽利用單元相連接。