本發(fā)明涉及汽車清洗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型蒸汽洗車裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的日漸提高，現(xiàn)在汽車已經(jīng)進(jìn)入普通家庭，成為人們出行的基本裝備，洗車就成了一件不能不做的事情。目前，洗車一般都是去洗車專門店排隊(duì)洗車，浪費(fèi)時(shí)間和額外的油錢，或者用戶根本沒有時(shí)間去洗車店，就無法洗車。

現(xiàn)有的大多采用普通的冷水洗車，普通冷水洗車幾乎不需要什么技術(shù)，對設(shè)備的投入也很少。

蒸汽洗車技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，基本原理是使用電力或其他燃料直接鍋爐產(chǎn)生蒸汽，設(shè)備略笨重，而且鍋爐控制不好可能會(huì)爆炸，輸出氣體的壓強(qiáng)也難以保持恒定。

目前，市面上普通及熱式產(chǎn)生蒸汽的技術(shù)還不完善。這是因?yàn)槿粝胱龅郊礋?，一般需要較高的功率，功率越高對器件的要求就越大，因此設(shè)備容易損壞，不能很好推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述不足，提出了一種高效、節(jié)水、節(jié)能環(huán)保、適應(yīng)性強(qiáng)的新型蒸汽洗車裝置。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案：

一種新型蒸汽洗車裝置，包括水箱、水軟化處理機(jī)構(gòu)、電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)、蒸汽槍、電源和控制機(jī)構(gòu)，所述水箱與水軟化處理機(jī)構(gòu)通過管道連接，電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)上設(shè)有注水口，水軟化處理機(jī)構(gòu)與注水口通過水管相連，電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)的出氣端通過蒸汽管道與蒸汽槍相連，電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)包括金屬加熱容器，金屬加熱容器的底部設(shè)有陶瓷支撐臺(tái)面，陶瓷支撐臺(tái)面的下方設(shè)有加熱線圈，金屬加熱容器的側(cè)壁纏繞有側(cè)壁線圈，加熱線圈和側(cè)壁線圈在通電狀況下產(chǎn)生磁場，金屬加熱容器、電源和控制機(jī)構(gòu)電控連接，電源包括交流電源接口、蓄電池和電源轉(zhuǎn)換電路，控制機(jī)構(gòu)包括微控制器，微控制器上連有全橋逆變電路、反饋端、補(bǔ)償電路和振蕩電路。

優(yōu)選地，所述陶瓷支撐臺(tái)面的下部還設(shè)有高頻電力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和控制部，電流經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流電后又經(jīng)過高頻電力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)使直流電轉(zhuǎn)換為超過音頻的高頻交流電，之后對加熱線圈反復(fù)供電實(shí)現(xiàn)加熱。

優(yōu)選地，所述微控制器通過調(diào)整輸出方波的頻率，控制全橋逆變電路輸出的pwm波的頻率，從而控制整個(gè)輸出功率的大小。

優(yōu)選地，所述全橋逆變電路包括絕緣柵雙極性晶體管、勵(lì)磁線圈和補(bǔ)償電容。

優(yōu)選地，所述反饋端包括溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和光耦元件，反饋端通過向控制器發(fā)送實(shí)時(shí)受控參數(shù)使控制器發(fā)出正確的指令。

優(yōu)選地，所述補(bǔ)償電路采用并聯(lián)補(bǔ)償負(fù)載電路。

優(yōu)選地，所述水軟化處理機(jī)構(gòu)與注水口之間的水管上還連有水泵。

優(yōu)選地，所述電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)上設(shè)有控制部和顯示屏。

啟動(dòng)電源之前，先向水箱內(nèi)加滿水，之后連通電源，當(dāng)電源為市電電流電壓時(shí)，經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，又經(jīng)過高頻電力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)使直流電轉(zhuǎn)換為超高音頻的交流電，然后對加熱線圈和側(cè)壁線圈反復(fù)加熱，加熱線圈和側(cè)壁線圈產(chǎn)生磁場，磁場內(nèi)的磁力線穿過金屬加熱容器的底部時(shí)產(chǎn)生渦流，使金屬加熱容器迅速發(fā)熱將其內(nèi)部盛放的水加熱蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣；當(dāng)電源為蓄電池時(shí)，蓄電池輸出的是直流電，先升壓，再供給全橋逆變電路，當(dāng)電路正常工作時(shí)，使用電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)上的控制部控制加水，控制不同功率，通過顯示屏監(jiān)測當(dāng)前的工作狀態(tài)；

水蒸氣沿蒸汽管道進(jìn)入蒸汽槍，通過蒸汽槍噴射于車體上進(jìn)行車體的清洗；

操作人員根據(jù)清洗的部位不同，控制蒸汽槍氣流的大小。

優(yōu)選地，所述注水口出設(shè)有電磁閥，微控制器根據(jù)金屬加熱容器內(nèi)水量的多少，控制電磁閥的開啟或關(guān)閉。

本發(fā)明具有如下有益效果：

利用電磁感應(yīng)加熱產(chǎn)生蒸汽，電磁感應(yīng)加熱效率非常高，降低了設(shè)備對功率的要求；

蒸汽洗車避免了浪費(fèi)水和對車體的損傷，同時(shí)也將大大提高洗車效率，特別適應(yīng)嚴(yán)寒地區(qū)冬季設(shè)備清洗，亦可用于油罐車表面污垢的清洗和高速隧道清洗；

加熱水之前進(jìn)行了水軟化處理，降低了水中的鈣離子和鎂離子等，避免了加熱水裝置內(nèi)產(chǎn)生附著層，提高設(shè)備的使用壽命和爆炸隱患的發(fā)生；

洗車速度快，用水量少，洗一輛車只需求3升水，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)手段洗車的用水量約100升。

附圖說明

圖1為新型蒸汽洗車裝置的原理框圖；

圖2為新型蒸汽洗車裝置電控原理圖；

圖3為全橋逆變電路電路圖；

圖4為新型蒸汽洗車裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)俯視圖；

圖6為電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)主視圖。

其中，1為水箱，2為電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)，3為蒸汽槍，4為蒸汽管道，5為水軟化處理機(jī)構(gòu)，6為管道，7為水泵。

具體施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說明：

如圖1-2所示，一種新型蒸汽洗車裝置，包括水箱1、水軟化處理機(jī)構(gòu)5、電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)2、蒸汽槍3、電源和控制機(jī)構(gòu)，所述水箱1與水軟化處理機(jī)構(gòu)5通過管道6連接，電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)上設(shè)有注水口，水軟化處理機(jī)構(gòu)與注水口通過水管相連，電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)的出氣端通過蒸汽管道4與蒸汽槍3相連，電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)2包括金屬加熱容器，金屬加熱容器的底部設(shè)有陶瓷支撐臺(tái)面，陶瓷支撐臺(tái)面的下方設(shè)有加熱線圈，金屬加熱容器的側(cè)壁纏繞有側(cè)壁線圈，加熱線圈和側(cè)壁線圈在通電狀況下產(chǎn)生磁場，金屬加熱容器、電源和控制機(jī)構(gòu)電控連接，電源包括交流電源接口、蓄電池和電源轉(zhuǎn)換電路，控制機(jī)構(gòu)包括微控制器，微控制器上連有全橋逆變電路、反饋端、補(bǔ)償電路和振蕩電路。

電源的交流電源接口連接220v交流供電，蓄電池供電是必不可少的，還可以配備太陽能電池板，為蓄電電池充電，提高裝置的續(xù)航能力。

電源變換電路部分：電磁感應(yīng)加熱需要高頻的電流給線圈供電，其頻率至少超過可聽頻率，以減少噪聲。由于電池輸出的是直流電，工頻電源是低頻交流電

陶瓷支撐臺(tái)面的下部還設(shè)有高頻電力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和控制部，電流經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流電后又經(jīng)過高頻電力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)使直流電轉(zhuǎn)換為超過音頻的高頻交流電，之后對加熱線圈反復(fù)供電實(shí)現(xiàn)加熱。

微控制器通過調(diào)整輸出方波的頻率，控制全橋逆變電路輸出的pwm波的頻率，從而控制整個(gè)輸出功率的大小。

控制機(jī)構(gòu)的控制過程主要包括如下幾個(gè)步驟：

第一步先選擇供電方式，mcu由獨(dú)立的可充電電池供電，使用控制部控制mcu進(jìn)而控制繼電器選擇線路。

第二步注水：mcu控制電磁閥的開關(guān)來控制水流由水箱注入蒸汽洗車器。

第三步選擇功率

第四步啟動(dòng)。

在工作的過程中，來自反饋勵(lì)磁線圈的電流反饋不斷的由電流互感器縮小，并通過光耦器件，傳給mcu，和sg3525。

傳給mcu的電流信號，經(jīng)過串聯(lián)電阻分壓，變成電壓信號，用于檢測是否過流，若出現(xiàn)較長時(shí)間過流，微控器就控制sg3525關(guān)斷pwm輸出，保護(hù)設(shè)備。

另一路反饋給sg3525的誤差放大器，用于調(diào)節(jié)pwm脈寬，使功率維持在一個(gè)確定的值

在洗車過程中蒸汽洗車器內(nèi)水量低于一定界限時(shí)，水位傳感器就會(huì)把這一信號傳給mcu，mcu就會(huì)打開電磁閥注水。

當(dāng)電路板溫度，或負(fù)載溫度異常時(shí)，微控器就控制sg3525關(guān)斷pmw輸出，保護(hù)設(shè)備。

如圖3所示，全橋逆變電路包括絕緣柵雙極性晶體管、勵(lì)磁線圈和補(bǔ)償電容?？刂撇糠轴槍τ脩舻囊笠约跋到y(tǒng)的工作狀態(tài)通過ht46rxx系列微控制器調(diào)整輸出方波的頻率，從而控制sg3525輸出的pwm波的頻率，來達(dá)到控制系統(tǒng)輸出功率的大小。功率部分的主要部件為igbt(絕緣柵雙極型晶體管)、勵(lì)磁線圈、補(bǔ)償電容等等他們組成全橋逆變電路，俗稱h橋。反饋端通過溫度傳感器，電壓、電流傳感器，光耦元件，向控制單元提供實(shí)時(shí)受控參數(shù)，是控制單元選擇控制策略的依據(jù)。由于負(fù)載采用電容補(bǔ)償來提高負(fù)載的功率因數(shù)，補(bǔ)償電路采用并聯(lián)補(bǔ)償負(fù)載電路，反饋端包括溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和光耦元件，反饋端通過向控制器發(fā)送實(shí)時(shí)受控參數(shù)使控制器發(fā)出正確的指令。

全控型逆變器工作原理：為通常使用的單相輸出的全橋逆變主電路(又叫h橋電路)交流元件采用igbt管(igbt是大功率高速開關(guān)器件)

四個(gè)igbt分別命名為q1，q2，q3，q4。并由pwm脈寬調(diào)制控制igbt管的導(dǎo)通或截止。

當(dāng)逆變電路接上直流電源后，先由q1、q4導(dǎo)通，q2、q3截止，則電流由直流電源正極輸出，經(jīng)q1，勵(lì)磁線圈，補(bǔ)償電容，到q4回到電源負(fù)極。當(dāng)q1、q4截止后，q2、q3導(dǎo)通，電流從電源正極經(jīng)q3，補(bǔ)償電容。勵(lì)磁線圈，到q2回到電源負(fù)極。此時(shí)，勵(lì)磁線圈已形成正負(fù)交變方波，利用高頻pwm控制，兩對igbt管交替重復(fù)，在勵(lì)磁線圈上產(chǎn)生高頻交流電壓。為減少諧波干擾，可在勵(lì)磁線圈前加一個(gè)諧波濾波器，使勵(lì)磁線圈上形成正弦波交流電壓。

當(dāng)用蓄電池供電時(shí)，先將蓄電池經(jīng)過專用的dc/dc升壓斬波電路，不需要用市場上的斬波器，因?yàn)樾铍姵氐碾妷菏谴_定，而輸出電壓也是確定的(調(diào)節(jié)功率是通過調(diào)節(jié)pwm的頻率或脈寬來控制流過線圈的電流的大小和方向)，變?yōu)殡妷狠^大的直流電然后再通過逆變電路變?yōu)楦哳l交流電為線圈供電。

在驅(qū)動(dòng)h橋工作時(shí)可采用sg3525這個(gè)芯片，這個(gè)芯片有許多優(yōu)勢?？梢援a(chǎn)生兩路互補(bǔ)的pwm信號，并且是以圖騰柱的方式輸出，正好用于驅(qū)動(dòng)h橋?？梢酝ㄟ^反饋信號自動(dòng)維持輸出功率穩(wěn)定振蕩電路信號可外接，與外界振蕩電路保持同步，可通過此特點(diǎn)調(diào)整pwm信號的頻率，實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。

該軟件軟啟動(dòng)和限流保護(hù)功能，當(dāng)檢測到長期過流信號時(shí)，可通過mcu控制，sg3525的外部關(guān)斷信號，使得sg3525不輸出pwm驅(qū)動(dòng)信號，保證安全。

sg3525控制功率穩(wěn)定原理：開關(guān)電源把輸出電壓的采樣作為pwm控制器的反饋電壓，該反饋電壓經(jīng)pwm控制器內(nèi)部的誤差放大器后，調(diào)整開關(guān)信號的占空比以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。

由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。當(dāng)輸出電壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時(shí)，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致pwm比較器輸出為正的時(shí)間變長，pwm瑣存器輸出高電平的時(shí)間也變長，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時(shí)間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。反之亦然。

用它來構(gòu)成外部誤差檢出電路，經(jīng)過電流互感器，將勵(lì)磁線圈中的大電流轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰娏?，再?jīng)光耦器件組成隔離式反饋電路。反饋電路分兩路，一路反饋給sg3525的誤差放大器，用于調(diào)節(jié)pwm脈寬，使功率維持在一個(gè)確定的值，另一路反饋給微控器，作為電流檢測，若出現(xiàn)較長時(shí)間過流，微控器就控制sg3525關(guān)斷pwm輸出，保護(hù)設(shè)備。光耦器件可采用采用線性光耦pc817，很符合。

sg3525的控制要求。用sg3525控制功率的兩種辦法sg3525的管腳3,是振蕩同步信號接入段，在該端接入不同頻率的振蕩信號，會(huì)有不同的輸出功率，因此可在mcu中設(shè)置幾個(gè)不同頻率的檔位，根據(jù)需要，選擇不同的頻率的振蕩信號，輸出給sg3525。

sg3525內(nèi)置穩(wěn)壓電源，通常的做法是將穩(wěn)壓電源輸出端口，直接接誤差放大器的同相輸入端，而線圈的反饋信號接誤差放大器的反向輸入端，誤差放大器是一個(gè)差分放大器。誤差放大器的輸出與震蕩信號構(gòu)成pwm比較器的兩個(gè)輸入端，通過比較輸出信號，進(jìn)而調(diào)節(jié)pwm的脈寬，保持功率穩(wěn)定。為了能夠調(diào)節(jié)功率，可在穩(wěn)壓電源輸出端與誤差比較器同相輸入端之間接一個(gè)電位器，即可調(diào)節(jié)誤差比較器同相輸入端的電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)功率。

如圖4-6所示，水軟化處理機(jī)構(gòu)與注水口之間的水管上還連有水泵7?？紤]到水垢會(huì)影響加熱效率，并且長時(shí)間使用可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)這些情況。一種方案是把盛水裝置裝成可拆卸的形式，每過一段時(shí)間，就把盛水容器取下來，清洗干凈污垢再放回去，或者多備幾個(gè)替換，可以有效地解決這一問題，另一種方案是在加熱之前加一個(gè)水軟化處理設(shè)備，去除各種離子。

因?yàn)檎羝窜囆枰罅康恼羝?，一般電磁加熱設(shè)備只加熱底部，不利于設(shè)備產(chǎn)生大量蒸汽，所以把設(shè)備做成外殼加內(nèi)膽的形式，在外殼上按規(guī)律纏上銅絲，外殼是保溫絕緣耐熱的材料。內(nèi)膽是盛水和蒸汽的地方，做的足夠堅(jiān)固，并且具有較高的耐壓能力，設(shè)備的大小適中。

啟動(dòng)電源之前，先向水箱內(nèi)加滿水，之后連通電源，電流電壓經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，又經(jīng)過高頻電力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)使直流電轉(zhuǎn)換為超高音頻的交流電，然后對加熱線圈和側(cè)壁線圈反復(fù)加熱，加熱線圈和側(cè)壁線圈產(chǎn)生磁場，磁場內(nèi)的磁力線穿過金屬加熱容器的底部時(shí)產(chǎn)生渦流，使金屬加熱容器迅速發(fā)熱將其內(nèi)部盛放的水加熱蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣；

水蒸氣沿蒸汽管道進(jìn)入蒸汽槍，通過蒸汽槍噴射于車體上進(jìn)行車體的清洗。

啟動(dòng)電源之前，先向水箱內(nèi)加滿水，之后連通電源，當(dāng)電源為市電電流電壓時(shí)，經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，又經(jīng)過高頻電力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)使直流電轉(zhuǎn)換為超高音頻的交流電，然后對加熱線圈和側(cè)壁線圈反復(fù)加熱，加熱線圈和側(cè)壁線圈產(chǎn)生磁場，磁場內(nèi)的磁力線穿過金屬加熱容器的底部時(shí)產(chǎn)生渦流，使金屬加熱容器迅速發(fā)熱將其內(nèi)部盛放的水加熱蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣；當(dāng)電源為蓄電池時(shí)，蓄電池輸出的是直流電，先升壓，再供給全橋逆變電路，當(dāng)電路正常工作時(shí)，使用電磁感應(yīng)蒸汽機(jī)構(gòu)上的控制部控制加水，控制不同功率，通過顯示屏監(jiān)測當(dāng)前的工作狀態(tài)；

水蒸氣沿蒸汽管道進(jìn)入蒸汽槍，通過蒸汽槍噴射于車體上進(jìn)行車體的清洗；

操作人員根據(jù)清洗的部位不同，控制蒸汽槍氣流的大小，以實(shí)現(xiàn)不同的清洗效果。

所述注水口出設(shè)有電磁閥，微控制器根據(jù)金屬加熱容器內(nèi)水量的多少，控制電磁閥的開啟或關(guān)閉。

在能夠普及的情況下，許多洗車店，都配備該新型蒸汽洗車裝置。開發(fā)對應(yīng)的客戶和商家兩種app?？蛻舾鶕?jù)預(yù)約時(shí)間，和地點(diǎn)，以及對汽車的保養(yǎng)要求。附近的商家根據(jù)便利程度，選擇是否接單。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。