專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)——主要是大客車(chē)的加熱設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)-主要是大客車(chē)的加熱設(shè)備。
眾所周知，有各種類(lèi)型的加熱器被用來(lái)加熱汽車(chē)(例如大客車(chē))的載客空間。這類(lèi)設(shè)備利用排氣或發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水來(lái)加熱載客空間和駕駛室。這種方法在匈牙利專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.169772或德意志聯(lián)邦共和國(guó)專(zhuān)利GFRNo.2829454中有所介紹。
另一些方法是采用輔助加熱或單獨(dú)熱源，有時(shí)用蓄熱器使載客空間的加熱不依靠發(fā)動(dòng)機(jī)。
這種蓄熱式加熱器在蘇聯(lián)發(fā)明人證書(shū)No.761309中有所介紹。此加熱器有與汽車(chē)的排氣管和車(chē)身相連接的蓄熱管組和填有蓄熱材料(例如石蠟)的箱式蓄熱器，蓄熱材料填在蓄熱管之間。蓄熱器的用途是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)停車(chē)時(shí)可以利用蓄熱器中事先被加熱的介質(zhì)的熱能來(lái)穩(wěn)定載客空間的加熱特性。
類(lèi)似的蓄熱式加熱器在美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.3986665中有所介紹。其蓄熱器設(shè)在載客空間的加熱系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)排氣溫度超過(guò)預(yù)定的最低溫度時(shí)，排氣的熱能即通過(guò)吸收方式存儲(chǔ)在蓄熱器中。蓄熱器的四周有一層真空空間以便適當(dāng)保溫。當(dāng)放熱時(shí)通入傳熱流體使真空中止，從而將車(chē)內(nèi)的空氣加熱。
這種蓄熱式加熱器的共同特點(diǎn)是由于其結(jié)構(gòu)、熱傳導(dǎo)和蓄熱參數(shù)等原因，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后它最多只能供熱30至60分鐘。這種加熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，所以實(shí)際上一般不用。
汽車(chē)駕駛員和設(shè)計(jì)者長(zhǎng)期關(guān)心的是發(fā)動(dòng)機(jī)怎樣易于起動(dòng)的問(wèn)題，特別是在冬季較長(zhǎng)時(shí)間不工作之后的起動(dòng)問(wèn)題。已知的帶蓄熱器的或不帶蓄熱器的加熱器是不適于此用途的。
本發(fā)明的目的是為了消除上述缺點(diǎn)而提出一種改進(jìn)的汽車(chē)加熱器，主要是大客車(chē)用的加熱器，它能更有效地利用排氣，價(jià)格較低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，需要的空間小。本發(fā)明的另一目的是為發(fā)動(dòng)機(jī)的適當(dāng)預(yù)熱提供可能性，并在特定情況下，在起動(dòng)前(即使發(fā)動(dòng)機(jī)已停車(chē)8～10小時(shí))預(yù)熱載客空間。
解決此問(wèn)題的方法是根據(jù)前述的蘇聯(lián)加熱器，該加熱器有一蓄熱器與排氣管和被加熱的空間相連接。
它又進(jìn)一步被改進(jìn)為使蓄熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水回路直接連接，或在采用第二種外加吸熱介質(zhì)時(shí)通過(guò)換熱器連接，此時(shí)在回路中設(shè)一臺(tái)循環(huán)泵，它可以不受發(fā)動(dòng)機(jī)工況的影響而獨(dú)立工作。
蓄熱器的吸熱介質(zhì)進(jìn)口和出口管接頭與構(gòu)成冷卻水回路的延伸部分的送水和回水管相連接，并有燃油過(guò)濾器和(或)加熱空間用的至少一個(gè)加熱器設(shè)在此回水管道上，此種結(jié)構(gòu)是可行的。
蓄熱器的進(jìn)口相應(yīng)地通過(guò)排氣管與消聲器之間的換向閥與排氣管連接。換向閥最好是由蓄熱器的熱傳感器進(jìn)行遙控。
在特定情況下，在蓄熱器的出口管接頭與加熱器之間設(shè)一根連接送水管與回水管的連接管，連接管上裝一個(gè)使流體只能向一個(gè)方向流動(dòng)的止回閥。
本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是將換熱器接在構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水回路的延伸部分的送水與回水管之間，而換熱器第二介質(zhì)的進(jìn)出口通過(guò)管道與蓄熱器的進(jìn)出口管接頭相接，這種結(jié)構(gòu)也是可行的。
建議在連接蓄熱器的進(jìn)口管接頭上安裝一臺(tái)單獨(dú)的泵，它由送水管道上的熱傳感器控制。
另一種優(yōu)先選用的結(jié)構(gòu)是將換熱器接在構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水回路延伸部分的送水與回水管道之間，換熱器的第二介質(zhì)的進(jìn)口與蓄熱器的出口相接，而換熱器的出口可通過(guò)管道和排氣管上的另一個(gè)換向閥與蓄熱器的進(jìn)口連接，此外，蓄熱器的進(jìn)口管接頭和出口管接頭通過(guò)管道與被加熱的空間相接，另外，在換熱器的出口管道上以及由被加熱空間返回到蓄熱器的管道上均設(shè)置風(fēng)機(jī)。
設(shè)在有一種介質(zhì)進(jìn)出口和另一種介質(zhì)進(jìn)出口管接頭的蓄熱器保溫殼體內(nèi)的蓄熱管互相并聯(lián)，并至少有一部分串聯(lián)，蓄熱管的中心管與一種介質(zhì)(例如排氣)進(jìn)行傳熱連接，另一方面，其外表面與隔離的內(nèi)部空間中的另一種作為吸熱用的介質(zhì)(例如冷卻水、機(jī)油等)相連接。
蓄熱管的中心管可以與蓄熱器的進(jìn)出口直接連接，而蓄熱管的外表面設(shè)在帶有進(jìn)出口管接頭的蓄熱器的空間(例如冷卻水空間)內(nèi)。
蓄熱器的進(jìn)口和出口最好通過(guò)沿蓄熱器敷設(shè)的外加加熱管連接。加熱管被包在帶有進(jìn)出口管接頭的殼體內(nèi)。蓄熱管也設(shè)在該殼體空間內(nèi)，并與加熱管離開(kāi)一段距離。這樣，熱排氣通過(guò)傳熱流體與蓄熱管間接連接，因而降低了蓄熱管的熱負(fù)荷。
蓄熱管有一封閉的管內(nèi)空間或容納合適蓄熱材料的空間。為此目的最好采用蓄潛熱的材料，例如氫氧化鋇。
蓄熱管有一外管，外管內(nèi)有一根或數(shù)根內(nèi)管，內(nèi)管之間填有蓄熱材料，這種蓄熱管可以取得特別好的傳熱效果。內(nèi)管的內(nèi)表面圍成介質(zhì)導(dǎo)管，而外管的外表面則構(gòu)成另一個(gè)傳熱面。內(nèi)管可以與外管同軸布置，而當(dāng)有數(shù)根內(nèi)管時(shí)，則其彼此間及其與外管之間均等距布置。
借助圖示本發(fā)明的幾種實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明詳細(xì)介紹如下，其中

圖1本發(fā)明的適用于大客車(chē)的蓄熱式加熱器的連接系統(tǒng)圖;
圖2圖1中蓄熱器的縱剖面詳圖;
圖3圖2的A-A橫剖面放大圖;
圖4圖2的蓄熱器的一個(gè)實(shí)施例的縱剖面圖;
圖5本發(fā)明的蓄熱式加熱器連接系統(tǒng)圖的第二個(gè)實(shí)施例;
圖6圖5的蓄熱器縱剖面放大詳圖;
圖7圖6Ⅶ-Ⅶ剖面放大圖;
圖8圖7Ⅷ-Ⅷ橫剖面圖;
圖9本發(fā)明的加熱器連接系統(tǒng)圖的第三個(gè)實(shí)施例;
圖10圖5中加熱器的換熱器剖面放大圖(帶局部剖視圖)。
注為便于更好地全面觀察，相同的零部件均用相同編號(hào)表示。
圖1～3圖示了本發(fā)明的加熱器的第一個(gè)實(shí)施例。大客車(chē)(未示出)的內(nèi)燃機(jī)M的排氣管用編號(hào)1表示，冷卻水循環(huán)泵用2表示，消聲器用3表示。發(fā)動(dòng)機(jī)M的散熱器未單獨(dú)示出，因?yàn)楸景l(fā)明的加熱器的工作與其完全無(wú)關(guān)。
本發(fā)明的蓄熱器5與發(fā)動(dòng)機(jī)M的延伸冷卻水回路4相連接。圖1的排氣管1可以通過(guò)換向閥6與蓄熱器5的進(jìn)口7連接，而冷卻后的廢氣通過(guò)出口8排入大氣中。蓄熱器的詳圖示于圖2和圖3中。在此情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水作為吸熱介質(zhì)出現(xiàn)。如圖2所示，蓄熱器5有一組蓄熱管9。蓄熱管9的剖視圖示于圖3。
蓄熱管9由同軸安裝的外管10和內(nèi)管11組成，內(nèi)外管之間用沿縱長(zhǎng)方向設(shè)置的徑向肋片12連接。蓄熱材料13設(shè)在管子10與11之間的空間B內(nèi)，下面將進(jìn)一步詳細(xì)介紹。
在此情況下，蓄熱器5的殼體14上有排氣進(jìn)口7、排氣出口8、保溫層15以及另一種吸熱介質(zhì)的進(jìn)口管接頭16和出口管接頭17。如圖2所示，進(jìn)口7和出口8通過(guò)蓄熱管9的中心管18相連接。進(jìn)入進(jìn)口7的廢氣通過(guò)管子18自由流向出口8。作為吸熱介質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)M的冷卻水通過(guò)進(jìn)口管接頭16進(jìn)入容納蓄熱管9的蓄熱器5的空間A，這樣，冷卻水即沿作為蓄熱管9外管10的傳熱面的外表面橫向流動(dòng)，水流方向由導(dǎo)板19控制，然后A空間內(nèi)的冷卻水通過(guò)出口管接頭17流出蓄熱器5。容納吸熱介質(zhì)的空間A的兩端用端板20和21封閉，端板在蓄熱管9的中心管18處有相應(yīng)的孔22。
如圖1所示，本發(fā)明中的加熱器有一根作為冷卻水回路4的延伸部分的送水管23與蓄熱器5的進(jìn)口管接頭16連接。送水管23上設(shè)有水泵24。回水管25與蓄熱器5的出口管接頭17連接，在回水管上安裝常規(guī)的加熱器26，以加熱汽車(chē)的載客空間(未示出)。帶有止回閥27的管子23A接在管子23與25之間。止回閥用來(lái)防止來(lái)自蓄熱器5的吸熱介質(zhì)再循環(huán)。
圖1中有一個(gè)常規(guī)的熱傳感器(熱動(dòng)開(kāi)關(guān))28裝在送水管23上，傳感器與水泵24的驅(qū)動(dòng)器有控制聯(lián)系。在此情況下，蓄熱器5也同樣裝有一個(gè)熱傳感器29，用來(lái)對(duì)換向閥6進(jìn)行遙控。
回水管25有一旁通管30跨過(guò)加熱器26，此旁通管可以在特定情況下使加熱器26從延伸的冷卻水回路4中斷開(kāi)。此外，在冷卻水回路4中，在與管子25并聯(lián)的管子31上安裝一臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)M的燃油過(guò)濾器32，以便進(jìn)行燃油預(yù)熱。在特定情況下，它也可以斷開(kāi)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)M工作時(shí)，在換向閥6處在如圖1所示位置條件下，熱排氣通過(guò)進(jìn)口7進(jìn)入蓄熱器5中。排氣流過(guò)蓄熱管9的中心管18使蓄熱管與蓄熱材料13一起被加熱。在此種情況下，可以采用潛熱材料作為蓄熱材料。其固相與液相的相變溫度比100℃稍低幾度。潛熱性蓄熱材料13受熱影響在上述溫度下熔化，并能將熱量長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存起來(lái)。
同時(shí)，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)M工作時(shí)，水泵2使冷卻水流經(jīng)管子23A、止回閥27和加熱器26，以加熱汽車(chē)的載客空間和駕駛室。
送水管23在支管23A之前的管段上裝有熱傳感器28，用來(lái)測(cè)循環(huán)冷卻水的溫度。當(dāng)達(dá)到預(yù)定的低限值時(shí)，熱傳感器28即發(fā)出起動(dòng)水泵24的電氣控制信號(hào)。然后水泵24使作為吸熱介質(zhì)的冷卻水通過(guò)蓄熱器5循環(huán)，這樣就使其成為向載客空間和駕駛室供熱的輔助熱源，在此情況下，將有更高溫度的冷卻水流經(jīng)加熱器26。
當(dāng)冷卻水溫度達(dá)到管道23中的上限值時(shí)，熱傳感器28立即使水泵24停車(chē)。
蓄熱器5的熱傳感器29是用來(lái)防止蓄熱器過(guò)熱的。因此，當(dāng)達(dá)到預(yù)定溫度而換熱器從排氣回路中斷開(kāi)時(shí)，它即發(fā)出使換向閥6換向的信號(hào)，熱排氣即由排氣管1直接通過(guò)消聲器3排入大氣。
在熱回復(fù)利用工作狀態(tài)時(shí)(例如在冬季或在起動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間未工作的發(fā)動(dòng)機(jī)之后)，蓄熱器5以前蓄存下來(lái)的熱能與甚至在發(fā)動(dòng)機(jī)M停車(chē)5～10小時(shí)后保存下來(lái)的熱能被用來(lái)預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)M的冷卻水、燃油過(guò)濾器，甚至在特定情況下在發(fā)動(dòng)機(jī)M起動(dòng)之前來(lái)預(yù)熱載客空間內(nèi)的加熱器26。這樣就更有助于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)狀態(tài)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這項(xiàng)預(yù)熱，首先起動(dòng)水泵24，使已冷卻的冷卻水通過(guò)蓄熱器5的空間A進(jìn)行循環(huán)，此時(shí)水即被蓄熱管9蓄存下來(lái)的熱能加熱。水泵24使經(jīng)過(guò)預(yù)熱的冷卻水通過(guò)旁通管30(或在特定情況下通過(guò)加熱器26)、燃油過(guò)濾器32和發(fā)動(dòng)機(jī)M的水空間進(jìn)行循環(huán)，而將這些設(shè)備預(yù)熱。
當(dāng)蓄熱器的蓄熱量小時(shí)，建議只預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)M和燃油過(guò)濾器32。這樣預(yù)熱之后，發(fā)動(dòng)機(jī)將處于更有利的起動(dòng)狀態(tài)，然后載客空間可以在較快速度下進(jìn)行升溫。
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)蓄熱器5的蓄熱量和吸熱與傳熱比進(jìn)行了適當(dāng)選擇，使發(fā)動(dòng)機(jī)M預(yù)熱5至25分鐘后能得到15至35℃的溫升。但是需要指出，這種結(jié)構(gòu)設(shè)備的尺寸確定應(yīng)屬于一般專(zhuān)業(yè)人員必須具備的知識(shí)范圍內(nèi)，故本發(fā)明不再單獨(dú)對(duì)此進(jìn)行論述。
圖4介紹另一種優(yōu)先選用的蓄熱器5的實(shí)施例。它與前一種蓄熱器基本不同之點(diǎn)是進(jìn)入進(jìn)口7的熱排氣不與蓄熱管9和蓄熱材料13直接接觸，而是通過(guò)間接傳熱。就是說(shuō)，蓄熱器5內(nèi)的加熱管33裝在進(jìn)口7與出口8之間，熱廢氣由管內(nèi)流過(guò)，而其外傳熱面與吸熱介質(zhì)接觸，在此種情況下即與通過(guò)進(jìn)口管接頭16進(jìn)入空間A并由出口管接頭17流出的冷卻水接觸。蓄熱管9與加熱管33離開(kāi)一段距離，這樣間接接受來(lái)自冷卻水中的熱量。
為帶有單獨(dú)進(jìn)口管接頭34的蓄熱管選擇了潛熱材料。與第一種裝置相比，蓄熱材料13的熱負(fù)荷降低了，所以采用了含八個(gè)結(jié)晶水的氫氧化鋇〔Ba(OH)2·8H2O〕作為潛熱材料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，其相變點(diǎn)-即熔點(diǎn)約為78℃。它在此溫度下熔解并能儲(chǔ)存熱能。當(dāng)利用蓄熱時(shí)，此潛熱材料在冷卻溫度低于78℃時(shí)開(kāi)始結(jié)晶(固化)，同時(shí)將熱量傳給在蓄熱管9外面循環(huán)的吸熱介質(zhì)。
本發(fā)明的此種加熱器示于圖5至圖8，其熱量由介質(zhì)(例如來(lái)自蓄熱器5的機(jī)油)吸收。介質(zhì)與冷卻水熱交換器37通過(guò)管道35和36與蓄熱器5連接，熱交換器上通常裝有冷卻水管23和25的進(jìn)出口。應(yīng)當(dāng)指出，在特定情況下，此換熱器可以被發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油冷卻器取代。
在連接蓄熱器5進(jìn)口管接頭16的管子35上安裝一臺(tái)可控輸送泵38，其驅(qū)動(dòng)裝置由送水管23上的熱傳感器28控制。
圖5中所示實(shí)施例的唯一不同之點(diǎn)是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)M工作時(shí)，水泵2使冷卻水流過(guò)換熱器37和載客空間內(nèi)的加熱器26。熱傳感器28檢測(cè)管道23內(nèi)的冷卻水現(xiàn)有溫度，并在溫度低于其最低極限值時(shí)使泵38起動(dòng)。介質(zhì)(在此情況下是機(jī)油)即被壓力推動(dòng)，繼而將換熱器37中的冷卻水加熱。當(dāng)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)M的冷卻水溫度達(dá)到預(yù)定的上限值時(shí)，熱傳感器28即使泵38停車(chē)，這樣，換熱器37中的熱傳導(dǎo)即停止。
蓄熱器5中的熱能由兩臺(tái)泵24和38同時(shí)工作進(jìn)行回復(fù)利用。在此情況下，冷卻水被介質(zhì)加熱，換熱器37將發(fā)動(dòng)機(jī)M、燃油過(guò)濾器32預(yù)熱，并在特定情況下通過(guò)加熱器26將大客車(chē)內(nèi)部預(yù)熱。
本發(fā)明的蓄熱器5的另一種實(shí)施例示于圖6～8。根據(jù)圖6，蓄熱管9裝在空間A內(nèi)，即裝在帶保溫層15的殼體14內(nèi)，并與排氣進(jìn)口7和出口8相垂直。因?yàn)榻橘|(zhì)是機(jī)油，所以蓄熱器5設(shè)有介質(zhì)進(jìn)口，并在進(jìn)口管接頭16處設(shè)有配油裝置39。此裝置以串聯(lián)方式將機(jī)油送入蓄熱管9的內(nèi)管18中。機(jī)油從蓄熱管9內(nèi)的填充蓄熱材料13中吸取熱量，然后改變方向由與進(jìn)口管相同的管子末端流出蓄熱管9，并通過(guò)出口管接頭17處的介質(zhì)匯流裝置40流出蓄熱器5。圖6和圖7清楚地表明蓄熱管9及其管子18是如何串聯(lián)的。圖8為蓄熱管9的橫切面圖。在外管10中設(shè)四根內(nèi)管11，內(nèi)管之間的距離及各自與外管10的距離相等。蓄熱材料13填在各內(nèi)管11之間及內(nèi)管11與外管10之間。蓄熱材料可以是潛熱性材料，其相變溫度高于100℃，但是至少比發(fā)動(dòng)機(jī)M的排氣平均溫度低100℃。
本發(fā)明的加熱器的第三種實(shí)施例示于圖9和圖10。它可以用于例如熱風(fēng)加熱的大客車(chē)。
風(fēng)管41和42的一端分別與蓄熱器5進(jìn)口管接頭16和出口管接頭17連接，其另一端如圖9所示在43一點(diǎn)上與載客空間的風(fēng)管連接。風(fēng)管41上裝有風(fēng)機(jī)44，將載客空間內(nèi)的空氣送入蓄熱器5中。
與圖5中的布置相同，在延伸的冷卻水回路4中設(shè)一臺(tái)換熱器37，它與冷卻水管23和25相連接。在此情況下，在連接蓄熱器5的進(jìn)口7的管子上裝一個(gè)排氣換向閥45，此換向閥通過(guò)管道46與換熱器37的出口47連接。在管道46上裝一臺(tái)風(fēng)機(jī)48，它能使作為吸熱介質(zhì)的空氣在蓄熱器5和換熱器37之間的閉式回路中循環(huán)(下面將進(jìn)一步介紹)。在通過(guò)換向閥51連接蓄熱器5出口8與換熱器37進(jìn)口50的管道52上還安裝一臺(tái)空氣過(guò)濾器49，以濾除風(fēng)管回路中的雜質(zhì)。
圖9中相應(yīng)的蓄熱器5示于圖10。如前所述，它是用空氣作為吸熱介質(zhì)。
蓄熱管9水平安裝在帶保溫層15的殼體14內(nèi)，管子18通過(guò)上下轉(zhuǎn)接口53和54串聯(lián)。此外，蓄熱管9可以與圖3中所示的相同。建議選擇熔點(diǎn)高于100℃的潛熱材料作為蓄熱管9的蓄熱材料。
當(dāng)蓄熱器5進(jìn)行蓄熱時(shí)，蓄熱管9的外傳熱面與熱廢氣接觸;而在熱回復(fù)利用工況時(shí)，則與作為介質(zhì)的空氣相接觸。蓄熱管9的內(nèi)管18中則經(jīng)常只有空氣流過(guò)，用以加熱載客空間和駕駛室。
圖9和圖10的設(shè)備運(yùn)行工況如下發(fā)動(dòng)機(jī)M工作時(shí)，在換向閥6、45和51處在圖9所示位置時(shí)，熱排氣流過(guò)蓄熱器5的容納蓄熱管的空間A。同時(shí)，風(fēng)機(jī)44通過(guò)風(fēng)管41和蓄熱器5的進(jìn)口管接頭16將空氣送入蓄熱器5中。
在蓄熱器5中加熱后的空氣(與所需數(shù)量的環(huán)境空氣相混合)被送入汽車(chē)內(nèi)部加熱載客空間和駕駛室。
在發(fā)動(dòng)機(jī)M停車(chē)6～8小時(shí)后，蓄熱器5中儲(chǔ)存的熱能被用來(lái)預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)。為此，作為吸熱介質(zhì)的空氣取代排氣流入蓄熱器5內(nèi)，此時(shí)，換向閥6、45和51調(diào)到另一工作位置。在此情況下，換向閥45和51分別阻止氣流流向排氣管1和大氣中，這樣就在蓄熱器5與換熱器37之間形成一個(gè)閉式空氣回路。此閉式回路中的空氣用風(fēng)機(jī)48進(jìn)行循環(huán)。
發(fā)動(dòng)機(jī)M的預(yù)熱實(shí)際上與風(fēng)機(jī)48和泵24的起動(dòng)同時(shí)開(kāi)始。在熱回復(fù)利用過(guò)程中，在蓄熱器5的傳熱面上產(chǎn)生有效的吸熱和熱傳導(dǎo)。這就保證了可以用空氣(空氣的傳熱量低于液體的傳熱量)作為本發(fā)明的吸熱介質(zhì)，因而就保證了發(fā)動(dòng)機(jī)M預(yù)熱所需要的熱量。
由蓄熱器5中回收的、預(yù)熱和加熱發(fā)動(dòng)機(jī)M、燃油過(guò)濾器32或在特定條件下預(yù)熱和加熱載客空間和駕駛室用的熱能，其分配比例可根據(jù)需要通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)44和48的送風(fēng)量的方法進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)加熱時(shí)，排氣(在熱回復(fù)利用工況下則用空氣作為介質(zhì))通過(guò)進(jìn)口7進(jìn)入蓄熱器5，然后垂直于蓄熱管9沿水平擋板19確定的方向流動(dòng)，最后通過(guò)出口8離開(kāi)蓄熱器5。
載客空間和駕駛室加熱用的空氣通過(guò)進(jìn)口和分配管接頭16進(jìn)入蓄熱器5內(nèi)，并通過(guò)蓄熱管9的內(nèi)管18垂直流動(dòng)。通過(guò)對(duì)蓄熱管9的適當(dāng)串聯(lián)，空氣管道的數(shù)量可以隨之增加?？諝庥晒茏?8之間的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)接口53和54導(dǎo)向。加熱后的空氣通過(guò)出口17離開(kāi)蓄熱器5。
應(yīng)當(dāng)指出，在蓄熱器5的蓄熱過(guò)程中，風(fēng)機(jī)44在蓄熱管9的內(nèi)管18中產(chǎn)生的過(guò)壓高于沿蓄熱管9外表面流過(guò)的排氣的過(guò)壓。這樣，可以防止不潔凈的排氣，例如通過(guò)加熱器的可能滲漏處進(jìn)入加熱汽車(chē)的空氣系統(tǒng)中。
本發(fā)明的蓄熱式加熱器的主要優(yōu)點(diǎn)如下由于所采用的完全是廢熱能，即不需要附加的加熱機(jī)構(gòu)，所以本發(fā)明的加熱器能夠?qū)崿F(xiàn)有效的節(jié)能加熱;
本發(fā)明的加熱器不降低發(fā)動(dòng)機(jī)M的功率，因?yàn)榕艢馐窃谛顭崞?中代替在消聲器3中進(jìn)行降壓，保溫的蓄熱器5取代了消聲器的作用;
在發(fā)動(dòng)機(jī)M起動(dòng)前對(duì)冷卻水和發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油過(guò)濾器32進(jìn)行預(yù)熱可以達(dá)到進(jìn)一步大量節(jié)能，因?yàn)樵诔鲕?chē)之前不再需要運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)M進(jìn)行加熱，這樣，可以為駕駛員節(jié)省大量燃料，特別是在冬季;
按照本發(fā)明對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)M預(yù)熱有助于延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命;
汽車(chē)預(yù)熱裝置能增進(jìn)駕駛安全性和乘客的舒適感;
可以用汽車(chē)(例如大客車(chē))工作時(shí)獲得的熱量(與發(fā)動(dòng)機(jī)M的功率無(wú)關(guān))來(lái)加熱汽車(chē);
在一定情況下，冷卻水和排氣的熱能可以同樣得到利用;
本發(fā)明的加熱器需要較低的費(fèi)用和較小的安裝空間。
由以上所述明顯可以看出示例中的蓄熱器5是閉式雙管系統(tǒng)的。但是應(yīng)當(dāng)指出，也可采用只有排氣管設(shè)在水空間內(nèi)的任何其它具有同樣優(yōu)點(diǎn)的合適的蓄熱器。當(dāng)采用此種熱水式蓄熱器時(shí)，可以將一個(gè)單獨(dú)管狀電加熱器插入熱水加熱器的水箱內(nèi)。例如，在停車(chē)幾天以后，即當(dāng)蓄熱器5完全冷卻下來(lái)時(shí)，大客車(chē)可以用較低的電功率進(jìn)行加熱，即蓄熱器可以用功率1～2千瓦的電力在2～3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行蓄熱。利用這樣蓄熱的蓄熱器，發(fā)動(dòng)機(jī)M能在5～10分鐘內(nèi)預(yù)熱到要求的溫度。
最后應(yīng)指出，除冷卻水、空氣、機(jī)油和潛熱材料之外，任何合適的其它材料都可用作吸熱介質(zhì)。
根據(jù)對(duì)潛熱材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所取得的經(jīng)驗(yàn)表明，主要是得到那種潛熱(根據(jù)固相-液相相變?cè)?蓄熱材料可能有問(wèn)題，其熔解溫度要低于200℃，具有高熔解熱，但在350℃時(shí)仍能保持其化學(xué)穩(wěn)定性;另一個(gè)要求是要有良好的結(jié)晶特性，即在冷卻過(guò)程中當(dāng)達(dá)到相變溫度時(shí)即應(yīng)開(kāi)始結(jié)晶，這樣就能在所要求的溫度范圍內(nèi)回復(fù)蓄存的熱量。除上述材料外，下列材料也可以作為該蓄熱材料熔解溫度為150℃的NaOH-KOH或熔解溫度為142℃的KNO3-NaNO2-HTS(傳熱鹽)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)-主要是大客車(chē)的加熱設(shè)備，它有一個(gè)蓄熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管進(jìn)行傳熱連接，在特定情況下與汽車(chē)內(nèi)需要加熱的空間連接，其特征是，該蓄熱器(5)與發(fā)動(dòng)機(jī)(M)的延伸冷卻水回路(4)直接連接(當(dāng)采用第二種外加吸熱介質(zhì)時(shí)與換熱器(37)連接)，此外，在延伸冷卻水回路(4)中裝一臺(tái)不依靠發(fā)動(dòng)機(jī)(M)工作的循環(huán)泵(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征是，蓄熱器(5)的傳熱介質(zhì)進(jìn)口管接頭(16)和出口管接頭(17)與構(gòu)成冷卻水回路(4)延伸部分的送水管(23)和回水管(25)相連接，此外，有燃油過(guò)濾器(32)和(或)至少有一個(gè)車(chē)內(nèi)空間加熱器(26)安裝(最好是跨接)在回水管(25)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征是蓄熱器(5)的另一種介質(zhì)的進(jìn)口(7)通過(guò)設(shè)在排氣管(1)與消聲器(3)之間的換向閥(6)與排氣管(1)連接，換向閥最好由蓄熱器(5)的熱傳感器(29)遙控。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的設(shè)備，其特征是有一根連接回水管(25)與送水管(23)的管子(23A)設(shè)在蓄熱器(5)的出口管接頭(17)與加熱器(26)之間，管子(23A)上裝有一個(gè)止回閥(27)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征是換熱器(37)接在構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)(M)的冷卻水回路(4)的延伸部分的送水管(23)與回水管(25)之間，換熱器的第二種介質(zhì)進(jìn)口和出口通過(guò)管子(35、36)與蓄熱器(5)的進(jìn)口管接頭(16)和出口管接頭(17)連接，一臺(tái)泵(38)裝在管道(35)上，它與送水管(23)的熱傳感器(28)連接，受該傳感器控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征是換熱器(37)接在構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)(M)的冷卻水回路(4)的延伸部分的送水管(23)與回水管(25)之間，換熱器的第二介質(zhì)進(jìn)口(50)通過(guò)換向閥(51)與蓄熱器(5)的出口連接，其出口(47)通過(guò)管道(46)和排氣管(1)上的換向閥(45)與蓄熱器(5)的進(jìn)口(7)連接，此外，蓄熱器(5)的進(jìn)口管接頭(16)和出口管接頭(17)通過(guò)管道(41、42)與需要加熱的汽車(chē)內(nèi)空間連接，此外，還有風(fēng)機(jī)(48和44)分別裝在管道(46和41)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)的設(shè)備，其特征是蓄熱管(9)平行安裝在蓄熱器(5)的殼體(14)內(nèi)，蓄熱管(9)之間互相隔開(kāi)，蓄熱器(5)設(shè)有保溫層(15)、一種介質(zhì)的進(jìn)口(7)和出口(8)、另一種介質(zhì)的進(jìn)口管接頭(16)和出口管接頭(17)，中心管(18)與一種介質(zhì)(例如排氣)相接進(jìn)行傳熱，而外表面(管子10)與外殼(14)單獨(dú)空間(A)內(nèi)的另一種介質(zhì)(例如冷卻水、機(jī)油)相接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征是蓄熱管(9)的中心管(18)與蓄熱器(5)的進(jìn)口(7)和出口(8)直接連接，而蓄熱管(9)的外表面與殼體內(nèi)空間(A)相接，該空間(A)與進(jìn)口管接頭(16)和出口管接頭(17)相接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)的設(shè)備，其特征是蓄熱器(5)的進(jìn)口(16)和出口(17)與殼體(14)的空間(A)內(nèi)的至少一根加熱管(33)相連接，此外，該空間(A)內(nèi)的蓄熱管(9)與加熱管(33)離開(kāi)一段距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任意一項(xiàng)的設(shè)備，其特征是蓄熱管(9)至少有一個(gè)主要容納潛熱性蓄熱材料的單獨(dú)內(nèi)部空間(B)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中的任意一項(xiàng)的設(shè)備，其特征是蓄熱管(9)有一根形成外傳熱面的外管(10)，在外管(10)內(nèi)至少有一根內(nèi)管(11)，內(nèi)外管之間有一容納蓄熱材料(13)的空間(B)，此外，內(nèi)管的內(nèi)傳熱面形成介質(zhì)導(dǎo)管(18)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征是內(nèi)管(11)同軸安裝在外管(10)內(nèi)，內(nèi)管與外管之間用縱向肋片(12)連接，而形成多個(gè)容納蓄熱材料的空間(B)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征是在外管(10)內(nèi)設(shè)有多根內(nèi)管(11)，內(nèi)管與內(nèi)管及內(nèi)管與外管(10)互相離開(kāi)一定距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)——主要是大客車(chē)的加熱設(shè)備，它有蓄熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管進(jìn)行傳熱連接，并在特定情況下與需要加熱的空間相接。本發(fā)明的基本特征是蓄熱器(5)與發(fā)動(dòng)機(jī)(M)的延伸冷卻水回路直接連接(當(dāng)有第二種吸熱介質(zhì)時(shí)則通過(guò)換熱器(37)連接)，此外，不依靠發(fā)動(dòng)機(jī)(M)而單獨(dú)工作的循環(huán)泵(24)裝在延伸的冷卻水回路上。
文檔編號(hào)B60H1/02GK1044262SQ8910030
公開(kāi)日1990年8月1日 申請(qǐng)日期1989年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月20日
發(fā)明者拉茲羅·保爾·托斯, 安德烈·帕茨托, 愛(ài)弋斯頓·考曼迪, 吉奧吉·普萊伯爾, 吉烏拉·邁麗斯, 伯拉·霍爾亞斯, 蓋查·伊茨特戈?duì)栍人?申請(qǐng)人:布達(dá)佩斯技術(shù)大學(xué), 莫哥特機(jī)械外貿(mào)公司, 伊卡魯斯汽車(chē)制造機(jī)械廠, 吉烏拉·邁麗斯, 伯拉·霍爾萬(wàn)斯, 蓋查·伊茨特戈?duì)枴び人?br>