CN220434902U - 一种柴油发动机壳式管道加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油发动机壳式管道加热装置，属于发动机辅助加热技术领域。该加热装置由管道、保温壳体和发热装置组成，其中发热装置采用平面锯齿状发热丝，与环形热传导绒片接触，导热翅片导引热流动。工作时，发热丝通电发热，热量经绒片向管道传导，使管道中的燃油加温，降低粘度。该加热装置结构紧凑，传热效率高，可以有效提高柴油发动机在低温环境下的启动性能。与现有管道加热技术相比，该实用新型改善了热传导效率不均的问题，使管道中的燃油得到更为有效均匀的加热，从而在寒冷条件下显著提高发动机的启动性能。该实用新型结构简单实用，加热效果显著。

Description

一种柴油发动机壳式管道加热装置

技术领域

本实用新型涉及发动机辅助加热技术领域，具体地说，特别涉及一种柴油发动机壳式管道加热装置。

背景技术

柴油发动机工作时需要燃烧柴油，而柴油存储和输送需要依靠发动机内的油管系统完成。当环境温度过低时，管道中的柴油粘度会升高，流动性变差，这会严重影响发动机的启动和工作。因此，对管道中的柴油进行加热以降低其粘度和流动阻力对发动机的工作具有重要作用。

针对该技术问题，一种常见的技术手段是在油管外部套装电加热装置，对管道进行外加热，以改善管道中油料的流动性。但现有的电加热装置存在加热效率较低的问题，无法满足柴油发动机在严寒条件下的工作需要。

因此，如何提高管道加热装置的加热效率，对管道中的油料实现有效、均匀加热，是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种柴油发动机壳式管道加热装置。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种柴油发动机壳式管道加热装置，包括管道、设置在所述管道外围的中空圆筒状保温壳体、设置在所述保温壳体内部的发热装置；所述管道为发动机的油管；所述保温壳体的两端面各开有一与管道外径相适应的孔，通过螺纹连接件与所述管道两端连接；所述发热装置包括至少一根发热丝、固定所述发热丝两端的弹簧及导电端子；所述发热丝呈波浪形缠绕于所述壳体内；所述弹簧两端分别固定在壳体内壁，以固定发热丝两端；所述导电端子穿过壳体与发热丝电连接，用于给发热丝通电加热。

进一步地，所述保温壳体内壁绕制有多个环形突起的热传导绒片，所述发热丝与热传导绒片紧密接触。

进一步地，所述保温壳体内壁上焊接有多个纵向排布的导热翅片。

进一步地，一种柴油发动机壳式管道加热装置还包括设置在所述保温壳体外部的温度传感器、与所述传感器连接的控制器；所述控制器根据温度传感器采集的温度值控制发热丝的通电量。

进一步地，所述保温壳体外壁设有多个均布的安装支架；所述安装支架由螺旋弹簧制成。

进一步地，所述保温壳体内表面覆盖一层绝缘层。

进一步地，所述绝缘层覆盖保温壳体内壁整个表面，紧贴壳体内壁，与所述发热丝之间有间距。

进一步地，所述保温壳体的材质为铝合金。

进一步地，所述发热丝的材质为铬铁合金。

进一步地，所述弹簧为螺旋压簧。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型提供的一种柴油发动机壳式管道加热装置，通过在管道外部套设保温壳体，内置发热丝与环形热传导绒片的发热结构，实现了对管道中的燃油进行快速、有效的加热。与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：

1、采用发热丝与环形热传导绒片紧贴接触的结构，大大提高了热交换效率，加热效果显著优于现有技术。

2、通过设置导热翅片，引导热空气在壳体内部循环流动，使热量在壳体内部传导更均匀，避免出现局部过热现象。导热翅片的材质选择铝合金，具有良好的导热性能，可以有效地提高热量的传导效率。

3、通过设置绝缘层，可以减少热量的散失，提高加热效率。绝缘层的设置，不仅可以防止热量的散失，还可以保护发热丝，避免发热丝直接接触到壳体，防止发热丝的损坏。

4、通过设置温度传感器和控制器，可以实时监测和调整壳体内的温度，保证发热丝的工作状态，避免过热或者过冷。这种智能化的设计，使得加热装置的工作更为稳定，延长了加热装置的使用寿命。

5、通过设置安装支架，可以方便地将装置固定在管道之上，便于安装和维护。安装支架的设计，使得加热装置的安装更为方便快捷，节省了安装时间，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的一种柴油发动机壳式管道加热装置的示意图；

图2是本实用新型实施例中保温壳体的横截示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供了一种柴油发动机壳式管道加热装置，参见图1，包括管道1和保温壳体2。管道1为发动机燃油管道，选择钢质材料制成，呈圆筒管状结构。管道中部的外围表面开有螺纹连接结构，用于与保温壳体2相连接。管道1内部为空心结构，用于输送发动机工作所需的柴油。

保温壳体2是由铝合金制成的，整体呈中空圆筒状，用于套设在管道1外围。壳体两端面各开有与管道1外径相适应的圆孔，通过螺纹连接件12分别与管道1两端的法兰盘连接成一个整体，实现对管道1的包覆保温作用。

发热装置设置在壳体2内部，包括由铬铁合金制成的至少一根发热丝3、固定发热丝3两端的弹簧4及导电端子5，弹簧4为螺旋压簧。发热丝3缠绕设置于壳体2内腔，弹簧4两端分别固定在壳体2内壁，以固定发热丝3两端。导电端子5穿过壳体2，一端与发热丝3相连，另一端外露，用于给发热丝3通电加热。

保温壳体2内壁绕制有多个由异形截面的环状绒毡材质制作而成的环形突起的热传导绒片6，发热丝3与热传导绒片6紧密接触，以增大热交换面积。

具体地，热传导绒片6的截面为梯形结构，与发热丝3的表面匹配，以实现紧密接触。环形绒片6沿保温壳体2内壁周向绕制，形成多个环状突起，与发热丝3的每个线圈部分接触，从而增大热交换面积。热传导绒片6的设置目的是为了增大发热丝3与壳体2内表面之间的接触面积，提高热传导效率。热传导绒片6具有一定弹性，可以紧贴于发热丝3的锯齿状表面，增大接触面积。热传导绒片6的设置，提高了发热丝3与壳体2之间的热传导速率，解决了发热不均匀的问题。

具体地，发热丝采用锯齿状结构，锯齿状结构可以增大发热丝与热传导绒片之间的接触面积。较平面发热丝，锯齿状结构与环形绒片的接触更为紧密和均匀。锯齿状结构增加了发热丝与绒片之间的机械嵌合，有利于热量的传导。锯齿侧面与绒片直接接触，缩短了热量向绒片和壳体传导的路径。锯齿状结构也起到一定的扰流作用，可以改善壳体内部的热空气流动。平面加工锯齿状结构较为简单，成本较低。相比圆形截面丝，锯齿状结构可以使发热丝稳定排布于壳体内。综上，通过采用锯齿状的发热丝，与环形绒片紧密接触，增大了发热丝与壳体内表面之间的接触面积，提高了热交换效率。同时，锯齿状结构也起到一定的扰流作用，可以改善壳体内部的热空气流动，使热量在壳体内部传导更均匀。此外，锯齿状的发热丝设计也使得发热丝在壳体内的排布更为稳定，避免了发热丝的移动或者变形对加热效果的影响。

现有技术中，发热丝多采用圆形截面的线材，呈波浪形缠绕设置。圆形截面发热丝与壳体内表面接触点较少，接触面积小。圆形截面发热丝与环形绒片之间存在较大间隙，热传导效率较低。本实用新型的锯齿状平面发热丝结构与环形绒片接触更为紧密。锯齿侧面与绒片全面接触，热传导路径最短，传导速率更快。锯齿状结构增加了发热丝与绒片间的机械嵌合，提高了热传导稳定性。平面加工锯齿状结构，制作简单，成本更低。锯齿状结构还具有一定的扰流效应，有利于热流动。综上，锯齿状平面结构较圆形截面丝有明显优势。

保温壳体2内壁上焊接有多个纵向排布的由铝合金制成的导热翅片7，用于引导热空气在壳体2内部循环流动，使热量在壳体内部传导更均匀。

具体地，导热翅片7为细长条状结构，长度方向与发热丝3平行设置。导热翅片7的两端焊接固定在保温壳体2的内壁上，翅片7与壳体2内壁面紧密贴合。多个导热翅片7等间距排布，与发热丝3平行设置，引导热空气在壳体2内流动。导热翅片7的设置目的是引导热空气在壳体2内部循环流动，使热量在壳体内部传导更均匀。导热翅片7可将发热丝3热量较集中的区域的热空气导向温度较低的区域，改善热分布。导热翅片7的设置，使壳体2内部获得更均匀的温度分布，避免出现局部过热现象。

保温壳体2内表面覆盖一层绝缘层11，绝缘层11覆盖保温壳体2内壁整个表面，紧贴壳体2内壁，与发热丝3之间有间距，用于减少热量散失。

具体地，绝缘层11是由高温绝缘材料制成的，它覆盖在保温壳体2的内壁上，与发热丝3间隔一定距离。绝缘层11的主要功能是防止热量直接从发热丝3散失到壳体2，从而提高了热效率。同时，绝缘层11也可以防止发热丝3直接接触到壳体2，避免了发热丝3的热量直接传递到壳体2，从而保护了壳体2的内壁不被过热。绝缘层11的材料选择要求具有良好的热绝缘性能和高温稳定性，例如可以选择陶瓷纤维、石棉等材料。

保温壳体2外部还设置有温度传感器8、控制器9和由螺旋弹簧制成的多个均布的安装支架10。温度传感器8实时监测壳体内温度变化，控制器9根据温度传感器8的反馈控制发热丝3的通电量。安装支架10用于固定装置于管道1之上。

本实用新型的燃油管道加热装置的工作原理主要基于热传导和热对流两种物理现象。首先，当发热丝3通电后，发热丝3会产生热量。这些热量首先被热传导绒片6吸收，然后通过热传导的方式传递到保温壳体2。由于热传导绒片6与发热丝3保持紧密接触，热量的传递效率非常高。同时，由于热传导绒片6的环形突起结构，热交换面积大，热量传递更均匀。

接下来，保温壳体2会将吸收的热量通过热对流的方式传递到内部的管道1。由于导热翅片7的存在，热空气在壳体2内部可以形成一个良好的循环流动，使得热量在壳体内部传导更均匀。同时，绝缘层11覆盖在壳体内壁，与发热丝3间隔一定距离，用于减少热量散失，提高热效率。

最后，管道1中的柴油在接收到热量后会被加热，降低其流动阻力，从而使发动机能够实现正常的冷启动。在这个过程中，温度传感器8实时监测壳体内温度变化，控制器9根据温度传感器8的反馈控制发热丝3的通电量，以保持恒定的加热效果。安装支架10用于固定装置于管道1之上，保证装置的稳定性。

应用实例：

柴油发动机的燃油管道在寒冷环境下容易出现柴油凝固的问题。为了解决这个问题，可以在该发动机的燃油管道上安装本实用新型的燃油管道加热装置。当环境温度降低到一定程度时，控制器9会根据温度传感器8的反馈信号控制发热丝3的通电量，使发热丝3产生热量。这些热量通过热传导绒片6和保温壳体2传递到管道1，使管道1中的柴油得到加热，从而降低柴油的流动阻力，使发动机能够在寒冷环境下正常启动。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：包括管道(1)、设置在所述管道(1)外围的中空圆筒状保温壳体(2)、设置在所述保温壳体(2)内部的发热装置；所述管道(1)为发动机的油管；所述保温壳体(2)的两端面各开有一与管道(1)外径相适应的孔，通过螺纹连接件(12)与所述管道(1)两端连接；所述发热装置包括至少一根发热丝(3)、固定所述发热丝(3)两端的弹簧(4)及导电端子(5)；所述发热丝(3)呈波浪形缠绕于所述壳体(2)内；所述弹簧(4)两端分别固定在壳体(2)内壁，以固定发热丝(3)两端；所述导电端子(5)穿过壳体(2)与发热丝(3)电连接，用于给发热丝(3)通电加热。

2.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述保温壳体(2)内壁绕制有多个环形突起的热传导绒片(6)，所述发热丝(3)与热传导绒片(6)紧密接触。

3.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述保温壳体(2)内壁上焊接有多个纵向排布的导热翅片(7)。

4.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：还包括设置在所述保温壳体(2)外部的温度传感器(8)、与所述传感器(8)连接的控制器(9)；所述控制器(9)根据温度传感器(8)采集的温度值控制发热丝(3)的通电量。

5.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述保温壳体(2)外壁设有多个均布的安装支架(10)；所述安装支架(10)由螺旋弹簧制成。

6.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述保温壳体(2)内表面覆盖一层绝缘层(11)。

7.如权利要求6所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述绝缘层(11)覆盖保温壳体(2)内壁整个表面，紧贴壳体(2)内壁，与所述发热丝(3)之间有间距。

8.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述保温壳体(2)的材质为铝合金。

9.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述发热丝(3)的材质为铬铁合金。

10.如权利要求1所述的一种柴油发动机壳式管道加热装置，其特征在于：所述弹簧(4)为螺旋压簧。