多功能醇燃料汽化器 【技术领域】
本发明涉及的是一种多功能醇燃料汽化器，尤其是在发动机上使用可再生环保型能源乙醇汽油或直接使用醇类所用的气化设备。
背景技术
本发明原型号的电喷与汽化器设备使用的是我国缺少以及世界日益减少的石油资源，目前，国内外常用的各种型号汽车的发动机，都是以汽油作为燃料的，而汽油需要从石油中提取，现代的运输业对石油的依赖高达70％。根据目前世界能源资源信息，我国石油可采资源量仅占世界4.5％左右。我国从1993年开始成为净石油进口国，2003年石油进口超过5000万吨。
本发明的目的是使用可再生的环保型清洁能源：
我国的内燃机工业发展除了面临着石油资源日趋枯竭的现实，同时又面临环保法规的巨大压力，发展可再生清洁环保能源是必然的方向。醇类恰是最好的高热值液体能源，只是醇类的挥发需要很高的热能，在常温下难以达到发动机燃烧所需要的浓度，所以单独使用醇类燃料作为点燃形式发动机的燃料，一直停留在试验阶段，即使是汽车工业非常发达的国家，也只是在汽油中部分添加乙醇燃料，乙醇的使用量为10-22％。这样也明显改善了发动机尾气对空气的污染值。而可再生的醇类燃料，属于水质性燃料，提纯的酒精在80℃以上时才可以沸腾汽化，要使含水的粗醇彻底挥发，所需的热能就更高，更难办到。要使醇类燃料顺利的使用在发动机上，主要是解决好醇类燃料的挥发问题，为此，设计了多功能醇燃料汽化器，通过多功能醇燃料汽化器的工作，使醇类燃料的温度提高到210-240℃。即使是含有少量水的粗醇类燃料在此温度下，可以顺利完成气化过程，此温度比汽油的自燃温度415-510℃低二分之一，也适应汽油的气化过程，这就解决了醇类的挥发问题，也提供了一种可以使醇类、汽油同时在发动机上使用的设备。通过我们设计的设施，发动机可以同时使用多种不同性质的燃料也就变成了现实。醇类燃料的化学成分与汽油也不同，在使用中可以明显降低汽车尾气的有害气体，有利于人类的健康。也保护了石油资源。
【发明内容】
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：通过热物理的方法，采用双通道空气加温器设计。具体的做法是在发动机的排气口上加设多功能醇燃料汽化器，多功能醇燃料汽化器由外层通道和内层通道组和而成，内通道为发动机进气通道，外层通道为废气排放通道，它们分别构成两个独立的通道系统。外通道由螺栓固定在发动机的排汽口处，内通道通过支撑板的镶嵌固定在外通道中；内通道为并列的二组通道构成，每组都含有一个椭圆形的外圆散热器和一个扁形内聚热器，这两个不同形状的聚热器中间通过内支撑阻气板连接固定，在两端通过内密封挡板汇总连通构成一个独立完整的通道体，两组通道中的扁形内聚热器背面紧贴在一起，组合成一个相对的整体，它的结合部顶端设计呈圆弧形，这两组通道，一组用于加热空气，一组用于彻底气化燃料，共同组成双通道加热器。在进气端内密封挡板将气体分到内聚热器与外聚热器中加热，而热源来自发动机的排气，距离发动机排气口远近的位置差会造成热能吸收的不均衡，在通道空腔内形成温差，为保障进入气化系统空气的温度均衡，我们在空气通道的末端，设计了用于调节温度的热空气调节室，热空气调节室同时也作为气化室使用。电喷气化系统直接将燃料喷射到热空气调节室进行初次气化。化油器系统因自身含有进气和混合气两个通道口，所以针对化油器系统发动机的热空气调节室设置了热空气调节室隔板，将热空气调节室分为两个小的热空气调节室，一个调节室引出的通道接化油器系统的进气口，另一个调节室引出的通道接收化油器系统初步气化的混合气。由于任何液体气化都需要热能，而醇类燃料的气化过程更是需要吸收大量的热能和气化过程的时间，所以在初次气化后还会有少部分燃料没有被气化，只处于雾化状态，我们所采用的两组聚热器设计，就是为了保证在任何情况下，各种不同性质的燃料都可以得到彻底的气化，通过第二组内外聚热器的二次加热，即使是含有少量水的粗酒精制品也能完全气化，保证发动机的正常工作。为使进入发动机的可燃气温度平衡，在第二组的聚热器的末端，还设计了空气涡流器对加温的可燃气体进行温度平衡调节。多点醇类汽化器内外通道都由铝合金制成，内通道组合的空气加温器内部沿通道法线方向的内通道空腔中设置有数道铝合金传热加热片，铝合金传导加热片与空气加热器的进气法线方向平行，它们将多点醇类汽化器的内通道分割成数个小形通道腔体。内通道和内通道空腔中的传热加热片为整体式结构，通过支撑板的镶嵌固定在外通道中。由于设置在发动机排气口处的内通道是半圆型的壁面，发动机排放出的高温通过弧形设计面时，热能就会沿弧形面分配，均匀的进入内外通道中的间隙，为使热空气通过时的速度放慢，停留时间加长，使内通道的壁面有效地将热能吸收。我们在间隙中设计了铝合金支撑板，阻止热能的快速流失，利用铝合金的热传导效率的特点收集发动机排出的余热。铝合金支撑板设计为两条，其作用有所不同，一条为使热空气不从通道直接排出，将热空气分流到外圆聚热器通道中，增加停留的时间，另一条是起单纯固定作用的支撑板，内支撑阻气板和外壳与外聚热支撑板这两条支撑板的组和使用，即可以起到固定作用又减缓排气余热的的流速，增加热源的吸收量。通过热空气对发动机燃料进行气化，使醇类燃料的挥发度达到发动机燃烧所需要的量和比例。为保证发进入动机的可燃气温度均匀，在加热通道的末端还设计了空气涡流器，空气涡流器的样子象电风扇，它固定在通道末端。混合气体通过扇叶的斜面，自动产生涡流，调节平衡可燃气的温度，通过双通道的工作，不论是汽油还是醇类燃料，都可以达到彻底气化的效果。由于从给油到混合气进入发动机，每一步都需要精确的控制，我们采用计算机辅助监控系统，计算机控制的监控探头具有温控和对可燃气的浓度和气化率监测功能，它设置在发动机进气通道中，通过探头对发动机进气通道中的温度、汽油气化气与酒精气化气的浓度进行监测，将数据反馈给计算机芯片进行数据处理，程序化精确的控制调解开关，对酒精与汽油的输送比例进行控制，自动调解空气温度调节室内的混合气比例，当酒精燃料足以满足驱动发动机做功的要求时，关闭汽油通道，完全使用酒精作为发动机的动力源。
本发明针对电喷发动机使用的酒精中含水的处理办法是，设计了调解开关，其设计设置在燃料供应系统的汇合处，汇合处设在电喷嘴的前端，汽油燃料和酒精燃料分别由输送管输送到汇合处。计算机近距离的控制酒精和汽油的供给量。单独使用汽油为燃料时，即使酒精输送管道输送的是少量的水，水是在进入发动机前的瞬间与汽油在运动中混合，也会立即乳化，并被电喷嘴将其喷射到电喷室中，通过二次加温的过程将其气化，这样不但不会影响发动机的工作，水蒸汽还会吸收尾气中的颗粒物，减少向大气中排放可吸入颗粒的数量。
本发明多功能醇类燃料汽化器在发动机上使用后，就可以顺利的解决水质燃料、水和油质燃料不融和的难题，它产生的有益效果是；发动机可以完全使用可再生能源，也可以使用油、醇混合燃料。根据不同地区对环保的不同要求，汽油和醇类燃料的比例从10％到90％随意调整，这就有效的控制有害气体的排放，减少了空气污染源。
【附图说明】
本发明的附图图面说明如下：
图1、本发明多功能醇燃料汽化器的主视(剖面)图。
图2、本发明多功能醇燃料汽化器图1的侧视(侧剖面)图。
图3、本发明多功能醇燃料汽化器调节器内板图。
图4、本发明多功能醇燃料汽化器内密封挡板图。
图5、本发明多功能醇燃料汽化器支撑板及位置图。
图6、本发明多功能醇燃料汽化器内支撑阻气板图。
图7、本发明多功能醇燃料汽化器底部排气孔剖视图。
图8、本发明多功能醇燃料汽化器计算机芯片接线图。
图9、本发明多功能醇燃料汽化器汇合处示意图。
图10、本发明多功能醇燃料汽化器空气入口及空气涡流器位置图。
图11、本发明多功能醇燃料汽化器热空气调节室及位置图。
图中序号表示：1、融合器进气口 2、外壳 3、外圆聚热器外弧 4、外圆聚热器内侧板 5、内聚热器侧板 6、内聚热器中心隔板 7、发动机排气通道口 8、融合器内部散气通道 9、内支撑阻气板 10、内外密封挡板 11、热空气第一调节室 12、热空气调节室隔板 13、热空气第二调节室 14、外壳与外聚热支撑板 15、接发动机进气通道 16、发动机与融合器连接板 17、发动机与融合器连接螺孔 18、融合器内部加热片 19、废气通道 20、融合器内排气孔 21、支撑板通气孔 22、外圆聚热器表面线 23、外壳内表面线 24、内支撑阻气板与外圆聚热内侧板焊线25、内支撑阻气板与内聚热内侧板焊线 26、外圆聚热密封挡板焊接线27、隔板 28、内聚热器挡板焊接线 29、内密封挡板 30、外圆聚热器空气通道 31、内聚热器空气通道 32、外密封挡板空气通道 33、外密封挡板 34、空气室通道壁 35、废气通道壁 36、计算机芯片37、汽油输送管 38、酒精输送管 39、混合燃料输送管 40、接温度监测探头 41、接可燃气监测探头 42、接电源 43、接油路开关 44、接醇类燃料开关 45、酒精汽油汇合处 46、空气涡轮器 47、小型通道腔体48、排气通道间隙
【具体实施方式】
以下为本发明结合附图作进一步的详细说明：
如图所示，为解决发动机同时使用乙醇与汽油两用燃料的气化问题；本发明所采用的技术方案是；通过热物理的方法，采用双通道空气加温器设计；具体的做法是在发动机的排气口上加设多功能醇燃料汽化器，图1所示，多功能醇燃料气化器由外层通道和内层通道组和而成，图2所示，内通道为发动机进气通道，外层通道为废气排放通道，它们分别构成两个独立的通道系统。外通道由螺栓固定在发动机排气口处，内通道通过支撑板的镶嵌固定在外通道中；内通道为并列的二组通道构成，它以图2中心线分界，每组都含有一个椭圆型的外圆聚热器和一个扁形内聚热器，这两个不同形状的聚热器中间通过内支撑阻气板9连接固定，在两端通过内密封板汇，图4所示，连通构成一个独立完整的通道体。两组通道中的扁形内聚热器背面紧贴在一起，组合成一个相对的整体，它的结合部顶端设计呈圆弧形5，这两组通道，一组用于加热空气，一组用于彻底气化燃料，共同组成双通道加热器。在进气端内密封挡板将气体分到内聚热器与外聚热器中去加热，而热源来自发动机的排气7，距离发动机排气口远近的位置差会造成热能吸收的不均衡，在通道空腔内形成温差，为保障进入气化系统空气的温度均衡，我们在空气通道的末端，设计了用于调节温度的热空气调节室，图十一所示，热空气调节室同时也作为气化室使用。电喷气化系统直接将燃料喷射到热空气调节室进行初次气化。化油器系统因自身含有进气和混合气两个通道口，所以针对化油器发动机的热空气调节室设置了热空气调节室隔板12将热空气调节室分为两个小的热空气调节室，一个调节室引出的通道接化器系统的进出口11，另一个调节室引出的通道接收化油器系统气化的混合气13。任何液体气化都需要热能，而醇类燃料的气化过程更是需要吸收大量的热能和气化过程的时间，所以在初次气化后还会有少部分燃料没有被气化，只处于雾化状态，我们所采用的两组聚热器设计，就是为了保证在任何情况下，各种不同性质的燃料都可以得到彻底的气化，通过第二组内外聚热器的二次加热，即使是含有少量水的粗酒精制品也能完全气化，保证发动机的正常工作。为使进入发动机的可燃气温度平衡，在第二组的聚热器的末端，还设计了空气涡流器46对加温的可燃气体进行温度平衡调节。多点醇类汽化器内外通道都由铝合金制成，内通道组合的空气加温器内部沿通道法线方向的内通道空腔中设置有数道铝合金传热加热片18，铝合金传导加热片与空气加热器的进气法线方向平行，它们将多点醇类汽化器的内通道分割成数1个小形通道腔体49。内通道和内通道空腔中的传热加热片为整体式结构，通过支撑板的镶嵌固定在外通道中。由于设置在发动机排气口处的内通道是半圆型的壁面5，发动机排放出的高温废气通过弧形设计面时，热能就会沿弧形面分配，均匀的进入内外通道中的间隙48，为使热空气通过时的速度放慢，停留时间加长，使内通道的壁面有效地将热能吸收。我们在间隙中设计了铝合金支撑板，阻止热能的快速流失，利用铝合金的热传导效率高的特点收集发动机排出的余热。铝合金支撑板设计为两条，图5，图6，其作用有所不同，一条为阻止热空气从通道直接排出的内支撑阻气板9，它将热空气分流到外圆聚热器通道中，增加停留的时间，另一条是起单纯固定作用的支撑板14，内支撑阻气板9和外壳与外聚热支撑板14这两条支撑板的组和使用，即起到固定作用又减缓排气余热的的流速，增加热源的吸收量。通过热空气对发动机燃料进行气化，使醇类燃料的挥发度达到发动机燃烧所需要的量和比例。为使发动机进入的可燃温度均匀，我们在加热通道的末端还设计了空气涡流器46，空气涡流器的样子像电风扇，它固定在通道末端。混合气体通过扇叶的斜面，自动产生涡流，用于调节平衡可燃气的温度。通过双通道的工作，不论是汽油还是醇类燃料，都可以达到彻底气化的效果。由于从给油到混合气进入发动机，每一步都需要精确的控制，我们采用计算机辅助监控系统，计算机控制的监控探头具有温控40和对可燃气的浓度和气化率41监测功能，它设置在发动机进气通道中，通过探头对发动机进气通道中的温度，汽油气化气与酒精气化气的浓度进行监测，将数据反馈给计算机芯片36、图八，进行数据处理，程序化控制调解开关，对酒精与汽油的输送比例进行控制，自动调解空气温度调节室内的混合气比例，当酒精燃料足以满足驱动发动机做功的要求时，关闭汽油通道，完全使用酒精作为发动机的动力源。
针对电喷发动机使用的酒精中含水的处理办法是，设计了调解开关，其设计设置在燃料供应系统的汇合处45，汇合处设在电喷嘴的前端，图九所示，汽油燃料和酒精燃料分别由输送管37、38输送到汇合处。计算机近距离的控制酒精和汽油的供给量。单独使用汽油为燃料时，即使酒精输送管道38输送的是少量的水，水是在进入发动机前的瞬间与汽油在运动中混合，也会立即乳化，并被电喷嘴将其喷射到电喷室中，通过二次加温的过程将其气化，这样不但不会影响发动机的工作，水蒸汽还会吸收尾气中的颗粒物，减少向大气中排放可吸入颗粒的数量。