一种发动机的余热利用装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发动机的余热利用装置及包含该装置的发动机，包括发动机、冷却水循环管路、发动机进气管、发动机排气管、涡轮增压器、冷却水箱和风扇，还包括设置于冷却水循环管路上的热交换器、设置于发动机进气管上的水冷中冷器，换热循环管路依次连接循环水池、循环水泵、热交换器、水冷中冷器和采暖终端，最终回到循环水池，还包括控制风扇开关的电磁离合器，以及第一温度传感器及中央控制器。本发明专利技术的发动机的余热利用装置，结构简单，余热回收效率高，与传统的发动机冷却系统和余热利用系统并联的装置相比，结构简单、成本低廉，余热利用率高，尤其适用于军队、高原寒冷地区军队使用发电机的特殊要求，为营房提供采暖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种余热利用装置，具体涉及一种发动机的余热利用装置，属于热能回收利用

技术介绍
相关研究表明，发动机工作时，转变为有效功的热当量占燃料燃烧发热量的20～45％，以废热形式排出的能量占燃烧总能量的55～80％，也就是说，发动机发出的能量只有三分之一被有效利用，其它的大部分能量则通过发动机的冷却水散热和高温尾气排热而损失掉了，造成了能源的浪费。为了有效利用发动机的余热，从20世纪80年代，以发达国家的一些大型汽车公司为主，开始兴起对发动机余热回收利用的研究。近年来，发动机余热回收已成为提高能量利用效率的研究热点，且内容广泛。在废气余热回收利用方面，主要有温差发电、取暖、制冷、利用废气余热作功以及混合涡轮增压等；在冷却液余热回收利用方面，主要是用于取暖和制冷。但是，现有技术的发动机余热回收装置基本上都是对单一余热进行回收，鲜见对发动机进气余热和冷却液余热进行联合回收的研究；同时，对发动机的余热进行回收时，采用冷却系统和余热回收系统并联的方法，不仅结构复杂，而且成本高。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供一种发动机的余热利用装置以及包含上述装置的发动机，不仅结构简单、控制简便，而且能够对发动机的冷却液及发动机进气余热进行联合回收，热量回收效率高。本专利技术为实现上述技术目的，采用如下的技术方案：一种发动机的余热利用装置，包括发动机，以及设置于发动机上的冷却水循环管路、发动机进气管及发动机排气管，在发动机进气管上依次设置有空气滤清器及涡轮增压器，在冷却水循环管路以及发动机进气管上设置有冷却水箱，冷却水箱一侧设置有风扇，发动机的余热利用装置还包括：设置于冷却水循环管路上的热交换器、设置于发动机进气管上的水冷中冷器，所述水冷中冷器设置于涡轮增压器与冷却水箱之间，以及设置于发动机外的循环水池、循环水泵、换热循环水管和采暖终端，所述换热循环水管依次连接循环水池、循环水泵、水冷中冷器、热交换器以及采暖终端，最后回到循环水池。还包括第一温度传感器，用以监测环境温度。还包括中央控制器，所述第一温度传感器、控制风扇开关的电磁离合器以及循环水泵分别与中央控制器电连接。一种发动机的余热利用装置，进一步的，还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于发动机的缸体侧，用以监测发动机的温度，所述第二温度传感器与中央控制器电连接。一种发动机的余热利用装置，进一步的，发动机启动时，第一温度传感器监测环境温度，第一温度传感器的监测温度低于28℃时，将信号传送给中央控制器，中央控制器发出指令，电磁离合器分离，同时控制循环水泵得电，此时，风扇关闭，停止对冷却水箱散热，循环水池内的水开始循环，利用热交换器及水冷中冷器换热，开启采暖模式。第一温度传感器的监测温度高于28℃时，将信号传送给中央控制器，中央控制器发出指令，电磁离合器结合，同时控制循环水泵断电，此时风扇开启，开始对冷却水箱散热，循环水池内的水停止循环，热交换器及水冷中冷器停止换热，开启发动机冷却模式。一种发动机的余热利用装置，进一步的，发动机启动时，第二温度传感器监测发动机的温度，第二温度传感器的监测温度高于90℃时，第二温度传感器将信号传递给中央控制器，中央控制器控制电磁离合器结合，同时控制循环水泵得电，风扇对冷却水箱降温，循环水池内的水开始循环，热交换器及水冷中冷器换热，开启发动机强制冷却模式。第二温度传感器的监测温度低于86℃时，第二温度传感器将信号发送给中央控制器，第一温度传感器的监测温度低于28℃时，将信号传送给中央控制器，中央控制器发出指令，电磁离合器分离，同时控制循环水泵得电，此时，风扇关闭，停止对冷却水箱散热，循环水池内的水开始循环，利用热交换器及水冷中冷器换热，开启采暖模式。第二温度传感器的监测温度低于86℃时，第二温度传感器将信号发送给中央控制器，第一温度传感器的监测温度低于28℃时，第一温度传感器的监测温度高于28℃时，将信号传送给中央控制器，中央控制器发出指令，电磁离合器结合，同时控制循环水泵断电，此时风扇开启，开始对冷却水箱散热，循环水池内的水停止循环，热交换器及水冷中冷器停止换热，开启发动机冷却模式。一种发动机的余热利用装置，进一步的，风扇与发动机的从动轮连接，所述电磁离合器设置于发动机的从动轮与风扇之间。一种发动机，包括上述发动机的余热利用装置。本专利技术采用上述技术方案取得如下技术效果：1.本专利技术的发动机的余热利用装置，热交换器与冷却水箱连接，实现发动机的循环冷却水的余热回收，水冷中冷器实现发动机的进气的余热回收，热交换器和水冷中冷器串联，共同实现发动机的余热回收利用，结构简单，余热回收效率高。与传统的发动机冷却系统与余热回收利用系统并联的方式相比，减少了电磁阀的用量，降低了成本。2.本专利技术的发动机的余热利用装置，采用第一温度传感器监测环境温度，当环境温度低，有采暖需求时，关闭风扇，开启水泵，热交换器及水冷中冷器换热，开启采暖模式，利用发动机余热进行采暖；当环境温度高，不需要进行采暖时，开启风扇，关闭水泵，热交换器和水冷中冷器停止热交换，开启发动机冷却模式，进行常规的发动机冷却。采用中央控制器控制电磁离合器的离合，进而控制风扇的开关以及循环水泵的得电断电，从而控制采暖和发动机冷却模式的更换，结构简单，控制方便、智能。3.发本明的发动机的余热利用装置，采用第二温度传感器监测发动机的温度，当发动机温度过高，影响使用或者损害发动机寿命时，同时开启风扇及循环水泵，双重冷却，增强冷却效果，降低发动机的温度，保证发动机正常使用，延长发动机的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的实施例1的发动机的余热利用装置的结构示意图。图2是本专利技术的实施例2的发动机的余热利用装置的结构示意图。附图标记列示如下：发动机1，冷却水循环管路2，发动机进气管3，空气滤清器4，涡轮增压器5，冷却水箱6，风扇7，热交换器8，水冷中冷器9，循环水池10，循环水泵11，换热循环水管12，采暖终端13，电磁离合器14，中央控制器15，第一温度传感器16，第二温度传感器17。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的发动机的余热利用装置的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施。实施例1参见图1，本专利技术提供一种发动机的余热利用装置，包括发动机1，发动机1上设置有冷却水循环管路2，冷却水循环管路2上依次连接冷却水泵(图1中未画出)和冷却水箱6，发动机1自带的风扇7对冷却水箱6进行降温，完成循环水的冷却。在发动机进气管3上依次设置有空气滤清器4及涡轮增压器5，然后连接中冷器或者冷却水箱6，并进入发动机1，发动机1上还设置有发动机排气管。冷却水箱6可以设置成两个单独的箱体，一个箱体连接冷却水循环管路2，另一个箱体连接发动机进气管，利用发动机1自带的风扇7，分别对冷却水及发动机进气进行降温。为了对发动机的余热进行有效的利用，本专利技术的发动机的余热利用装置，在冷却水循环管路2上进一步设置热交换器8，优选设置冷却水箱6之后；同时，在发动机进气管3上还设置水冷中冷器9，水冷中冷器9优选设置在涡轮增压器5与冷却水箱6之间。同时，设置循环水池10，用换热循环水管12依次连接循环水池10、循环水泵11、水冷中冷器9、热交换器8，采暖终端13，最终回到循环水池10，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机的余热利用装置，包括发动机(1)，以及设置于发动机(1)上的冷却水循环管路(2)、发动机进气管(3)及发动机排气管，在发动机进气管(3)上依次设置有空气滤清器(4)及涡轮增压器(5)，在冷却水循环管路(2)以及发动机进气管(3)上设置有冷却水箱(6)，冷却水箱(6)一侧设置有风扇(7)，其特征在于，所述发动机的余热利用装置还包括：设置于冷却水循环管路(2)上的热交换器(8)、设置于发动机进气管(3)上的水冷中冷器(9)，所述水冷中冷器(9)设置于涡轮增压器(5)与冷却水箱(6)之间，以及设置于发动机(1)外的循环水池(10)、循环水泵(11)、换热循环水管(12)和采暖终端(13)，所述换热循环水管(12)依次连接循环水池(10)、循环水泵(11)、水冷中冷器(9)、热交换器(8)以及采暖终端(13)，最后回到循环水池(10)；以及第一温度传感器(16)，用以监测环境温度；以及中央控制器(15)，所述第一温度传感器(16)、控制电扇(7)开关的电磁离合器(14)，以及循环水泵(11)分别与中央控制器(15)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种发动机的余热利用装置，包括发动机(1)，以及设置于发动机(1)上的冷却水循环管路(2)、发动机进气管(3)及发动机排气管，在发动机进气管(3)上依次设置有空气滤清器(4)及涡轮增压器(5)，在冷却水循环管路(2)以及发动机进气管(3)上设置有冷却水箱(6)，冷却水箱(6)一侧设置有风扇(7)，其特征在于，所述发动机的余热利用装置还包括：设置于冷却水循环管路(2)上的热交换器(8)、设置于发动机进气管(3)上的水冷中冷器(9)，所述水冷中冷器(9)设置于涡轮增压器(5)与冷却水箱(6)之间，以及设置于发动机(1)外的循环水池(10)、循环水泵(11)、换热循环水管(12)和采暖终端(13)，所述换热循环水管(12)依次连接循环水池(10)、循环水泵(11)、水冷中冷器(9)、热交换器(8)以及采暖终端(13)，最后回到循环水池(10)；以及第一温度传感器(16)，用以监测环境温度；以及中央控制器(15)，所述第一温度传感器(16)、控制电扇(7)开关的电磁离合器(14)，以及循环水泵(11)分别与中央控制器(15)电连接。2.根据权利要求1所述的发动机的余热利用装置，其特征在于：还包括第二温度传感器(17)，所述第二温度传感器(17)设置于发动机(1)的缸体侧，用以监测发动机(1)的温度，所述第二温度传感器(17)与中央控制器(15)电连接。3.根据权利要求1所述的发动机的余热利用装置，其特征在于：发动机(1)启动时，第一温度传感器(16)监测环境温度，第一温度传感器(16)的监测温度低于28℃时，将信号传送给中央控制器(15)，中央控制器(15)发出指令，电磁离合器(14)分离，同时控制循环水泵(11)得电，此时，风扇(7)关闭，停止对冷却水箱(6)散热，循环水池(10)内的水开始循环，利用热交换器(8)及水冷中冷器(9)换热，开启采暖模式；第一温度传感器(16)的监测温度高于28℃时，将信号传送给中央控制器(15)，中央控制器(15)发出指令，电磁离...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭涛，邓家才，
申请(专利权)人：湖北鹰牌动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42