CN87100505A - 利用废气加热的热水器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热器装置，特别是涉及用喷射热水来融化和清除汽车或类似车辆的挡风玻璃或后窗玻璃表面上的霜、雪、冰之类沉积物的加热器装置。该装置至少有一对加热管和旁通管。水箱中的水在加热管里被热的废气所加热，并且热水从喷嘴喷出。当水箱中的水是在通过旁通管后喷出时，则水没被加热，喷出的是常温下的水。加热管通常装在一个空心管体内，而装有加热管的空心管体则安装在废气管路中，致使废气在流经空心管体之后才排放。

Description

本发明涉及热水器装置，特别是涉及用来清除汽车或类似车辆的挡风玻璃和后窗玻璃表面上的霜、雪、冰之类沉积物（用喷射热水来融化这种沉积物）的热水器装置。

一种用以快速且简易地清除挡风玻璃上的霜、雪、冰之类沉积物的装置对于那些在冬季驾驶或使用汽车的人们，是极其有益的。所以，到目前为止已经设计出各种各样这类装置。

一种市场上为人们熟知的装置，利用的是诸如红外线或者远红外线一类的特种射线。另一种则利用电加热法。还有一种已知装置，是利用发动机冷却水的热量。另外，还有利用上述两种装置结合而成的装置，但是，上述这些清除沉积物的装置各有其固有的缺陷，从而使其不能达到快速和简易地清除掉沉积在挡风玻璃上的霜、雪、冰之类沉积物的目的。

采用红外线或类似射线的这类装置，其困难在于，当挡风玻璃上的积雪一层一层地积得很厚的时候，射线达不到雪层深处。利用电热方式的装置操作方便，但是，由于这种装置依赖于汽车蓄电池供电，其困难在于，当汽车发动机停止运行时，中型汽车的可利用功率只有120瓦。大型汽车的可利用功率也只有240瓦，这就产生不了足够的热量，来融化积雪或其他类似的沉积物。利用发动机冷却水的热量融化沉积物的装置有这样的缺点，那就是需要相当长的时间等待冷却水温度升高，这意味着当发动机处于被冷却状态下，这种装置几乎毫无用处。尤其是在寒冷地区当汽车被长期露天搁置不用的情况下，启动发动机就得用很多时间，再加上采用上面提到的第三种融化冰雪方式的装置，那么在汽车开始行驶之前的耽误的时间将会是双倍的。比如说，发动机发动起来30多分钟之后，这种类型的装置才可能有效。

综上所述，各种常规装置各有其固有缺点，因而在发动机启动之后，都不能成功地和迅速地融化并清除积雪或类似的沉积物。

本发明就是要克服先有技术的各种装置的难点，并且为此目的，本发明试图充分利用热的废气，使之在发动机启动之后立刻成为有用的热源。

因此，本发明的目的是提供一种热水器装置，该装置在发动机启动之后，能够在短时间内迅速融化和清除积在挡风玻璃、后窗玻璃等处的霜、雪、冰之类的沉积物。

本发明的另一个目的是提供一种热水器装置，该装置能够迅速地将水转化为热水，其温度比利用任一这类常规装置所能达到的热水温度要高，并且该装置因此而能够容易地融化厚层积雪或其他沉积物。

本发明还有一个目的，那就是提供一种能利用免费热源来给水加热的热水器装置。

本发明的目的还在于提供一种，结构简单、制造成本低廉、并且容易安装在汽车里的热水器装置。

为了实现上述这些目的，根据本发明的热水器装置包括一个储水箱，一个喷水用的喷嘴;一个可换向的双通阀，该双通阀装在连接储水箱和喷嘴之间的通道上;一个水泵，该水泵装在储水箱和阀供水口之间的水路上;至少一对加热管和旁通管，其各自的一端与阀出口连接、另一端与喷嘴连接。加热管适于用热的废气加热，以便当阀内通道与加热管接通时，依靠泵的作用将热水从喷嘴射出。旁通管是不加热的，因此，当阀内通道与旁通管接通时，从喷嘴射出未被加热的水。所述双通阀最好是电磁型的。

由于汽车发动机启动之后，立刻就会产生热的废气，所以发动机启动后就立刻利用这种废气的热量开始对加热管及其内部的水进行加热是可能的。废气的温度相当高，因此，加热管内的水迅速地被加热而变成热水。当达到这一状态时，转动双通阀使其内的通路与加热管接通，并且开动水泵，于是热水就从喷嘴喷射而出。热水的温度相当高，所以能够很快地融化霜、雪、冰之类的沉积物。

为了加大排放量，可安装两对（两套装置）或者多对所述加热管和旁通管。

给加热管加热的加热器部分，包括一个至少带有两个孔口的空心管体，并且所述部分直接地安装在汽车的废气管上。加热管作成螺旋或屈折折叠形状，以便提供较大的受热面积，并装在空心管体内，加热管的两端被连接到空心管体的外侧位置上，以便安装通往水箱和喷嘴的管道。

根据本发明的一种有利的改进方案，可将加热器部分作为一个部件，用连接件可拆卸地安装在适当位置上。通过这样的安排，所采用热水器部分便易于安装和更换。为此目的，热水器部分至少要有一根安放在其空心管体内的螺旋或其它形状的加热管，这根加热管的两端带有装配接头并且位于空心管体的外侧。在空心管体的圆周壁上，至少装有一对用以同废气管连接的接头组件。这样的接头组件最好装两对，一对位于空心管体的前、后端，另一对则位于空心管体的上边和下边，以便按照废气管的位置和/或安装热水器部分时可利用的空间来灵活地选择接头组件。

就空心管体的分段外形而言，最好为扁平椭圆盘状，以致即使在可用空间有限的情况下也易于安装。

图1是本发明的一个实施例的示意图，图上总体地示出热水器装置结构的一般情况及其控制电路。

图2是表示本发明的另一个实施例的与图1类似的视图。

图3是热水器部分的局部剖面图。

图4和5是表示其他形式的热水器部分的局部剖面图。

图6和7分别是前视局部剖面图和平面图，这两图表示出构成一个部件的热水器部分的一般特性。

下面将参照附图，详细地描述本发明的几个实施例。

图1表示的是本发明的第一个实施例。其中标号1表示储水储，2和3表示加热管，4和5表示旁通管，6和7表示自动压力泄放阀，8和9表示电磁阀，10表示阀部件，11和12表示清洗泵，13和14表示排水喷嘴。从水箱1引出的输水管分为两条支路并分别连接电磁阀8和9（8、9配置于阀部件10上），并且8和9连同清洗泵11、12一起分别安装在通向阀部件10的两条支路27、28上。加热管2和3安装在构成热水器部分的空心管体26内（废气从空心管体腔内通过），旁通管4和5则安装在空心管体26的外面。加热管2、3和旁通管4、5的一端分别连接阀部件10，旁通管4、5的另一端分别与加热管2、3邻接其另一端的部位上相连，以便使加热管2、3分别与旁通管4、5是连通关系。自动压力泄放阀6、7分别安装在加热管2、3与旁通管4、5的各自连接处附近。所述阀6、7在水管内压力异常高的状态下，能够自动地打开以便排泄管内的水，从而足以防止水管内压力异常增高。加热管2、3的另一端通过相应的连接件，分别与通向喷嘴13、14的输水管29、30相连接。

通常，阀部件10安装在汽车座箱、引擎顶盖或车尾行李箱里。电磁阀8、9由电磁线圈15的驱动轴16同步地操纵。当没有电流通过电磁线圈15的时候，电磁阀8、9中水流通路分别与旁通管4、5接通，而导向加热管2、3的水路则处于关闭状态。当有电流通过电磁线圈15时，电磁阀驱动轴16被升高，于是电磁阀被转换而改变水流通路，致使其现在的水路与加热管2、3接通。而导向旁通管4、5的水路则处于被关闭的状态。当切断线圈15的电流时，电磁阀驱动轴16在弹簧17的作用下，降低而重新恢复其原位，因此，电磁阀8、9再次被转换而改变水路，从而与旁通管4、5接通。借助这种方法控制电磁线圈15，来变换电磁阀8、9的水流通路是可能的。

对电磁线圈15的控制，是借助图1下部给出的电路图所示的控制开关18来实现的。在这个电路图中，19、20是用于控制马达的开关，21、22是防止反向电流的两个二极管，23、24是用来驱动清洗泵11、12的两个马达，而25是电源（汽车用的蓄电池）。上述开关18、19、20全部安装在驾驶室内。

图3是热水器部分的放大了的正视图，该图表示出加热管2、3在空心管体26内的安装方式。在这个实施例中，加热管2具有螺旋形状，且采用支撑方式安装在空心管体26的内壁上。加热管3被弯折成“Z”字形安装在加热管2螺旋圈内。加热管2、3的各自两端向外凸出在空心管体26的一侧。空心管体26安装在汽车废气管上，其两端与废气管被切后所形成的两个端口相连接。

至于加热管2、3，输水管29、30，泄流喷嘴13、14所使用的材料，最好采用耐热、耐酸的金属或者陶瓷材料。实验结果证明由不锈钢制成的这类构件经得起长期使用。

上面描述那种结构的加热器装置，运行时，首先启动汽车发动机，于是加热管2、3中的水被热的废气加热。现在，如果控制开关置于断开位置，则阀部件10中的电磁阀8、9内的水流通路分别与旁通管4、5接通。因此，由于马达控制开关19、20被关闭，清洗泵11、12被马达23、24所驱动，这样水箱1中的水，经过旁通管4、5，就从喷嘴13、14射出。在这种情况下，水未被加热喷射出的是常温下的水，在不需要热水的情况下，该装置可以在这种方式下运行。

应该指出的是，这时如果仅一个开关19被闭合，则只有清洗泵12被马达24所驱动，因此水经过旁通管5从喷嘴14喷出。当需水量较少时，开关19、20中的一个就可以按照上面提到的这种方式来关闭。

如果需要从喷嘴13、14喷射热水，则要关闭开关18。当开关18关闭时，电磁线圈15被激励而使阀的驱动轴16移动，从而转换电磁阀8、9改变水流通路。这样，输水管27、28分别与加热管2、3接通，至使水箱1里的水在加热管2、3中被废气加热，然后从喷嘴13、14喷出。热水的温度在某种程度上可以有所变化，这取决于发动机的废气量，但是，一般说来，热水的温度在70～100℃之间。如果所需要的热水量较少，那么就关闭马达控制开关19、20中的一个。当这样操作之后，清洗泵11、12中只有一个被驱动，因此位于该驱动泵侧的热水管2或3中的热水被泄放。

仅仅当电压施加到马达23、24之一的两端时，即仅仅当水喷射到挡风玻璃或者后窗玻璃上面的时候，才可以关闭（即合上）上述控制开关18来激励电磁阀8、9。这样做的原因在于：由于加热管2、3在发动机启动后总是处于被废气加热的状态下，所以加热管中的水非常热，这就有必要防止在清洗泵11、12还没有投入运行时电磁阀8、9就被转换，从而造成这种高温热水流回到水箱1中。（正是为了避免热水回流到水箱1，才有先喷水后合上开关18的操作规定）。

图2是本发明的第二个实施例。这个实施例包括仅有一套加热管2和旁通管4，一个电磁阀31，一个清洗泵32和一个马达33组成。其操作方法同具有两套装置的第一个实施例相似。不过，要指出的是，控制电路中防止电流反向流通的二极管21、22就没有必要了，因为不存在电流反向的可能性。

图4至图7表示其他形式的加热器部分。图4所示实施例中，加热管2、3安装在空心管体26里内部排气管34的外侧。在这种情况下，加热管2、3不同废气接触，因为废气是通过内部排气管34的内部流动的。

在图5所示的实施例中，管体26是由置于其内的外部管35和内部管36组成的双层结构。在内部管36的管壁上开有适当数目的小孔（废气能从这些小孔通过），外部管35通过焊接固定在内部管36的外壁上，而加热管2、3则安装在内、外管35、36之间所确定的空间内。

图6和图7所示实施例中，加热器部分被构成一个部件，该部件内有一个安装在碟形空心管体37内的螺旋形加热管38，碟形空心管体37通常具有部分椭圆形状。加热管38的两端39、40，通过空心管体37的周壁41，向上伸出。

加热管38有自己的连接部分，这些连接部分通过固定带或若干点的点焊连接在一起。加热管38最外侧部分，用相似的方法固定到空心管体37周壁41的内侧。这样做的目的在于防止加热管38振动。

周壁41被加热管38穿越的部分应被密封，以防废气漏出。加热管38的两端39、40与连接件42、43密接，以便同通向喷嘴和水箱的输水管相连接。

空心管体37周壁41上的前、后两端由焊接的接头46、47密接，该接头包住管子44、45（其装配座穿通周壁41）。在周壁41中央的顶部和底部密接的接头50、51，该两接头以与上述两接头46、47相同的方式包住管48、49。接头46、47、50、51是用来引进和排出废气的。通常，这些接头46、47、50、51中只是前、后一对接头46、47，或者顶部和底部一对接头50、51在安装时与废气管密接，而另一对接头接口则塞住不用。这样装配时，可以根据汽车发动机附近可利用的安装空间来选用任意一对接头，因此该装置能够安装在从大型到小型的各种类型的汽车里。

编号52表示安全阀，其邻接端40在空心管体37里边与加热管38连接，并穿过周壁41伸出。安全阀52同自动压力泄放阀6、7相类似。

在本实施例中，加热管38可以由导热性非常好的金属材料制成的正圆形细长管或者盘形管组成。它可以具有螺旋或者“Z”字构形。采取两套加热管38也是可能的。另外，为了提高热效率和确保安全起见，最好在空心管体37的外周壁上复盖一种绝热构件。

在上面所描述的几个实施例中，加热管2、3、38都安装在空心管体26或37内部，但是作为替换方案，加热管也可以与消声器一起装成整体或者可安装在发动机内部或发动机外部。

所描述的几个实施例，都是针对本发明装置应用于汽车清除沉积物方面来说明的，但是不言而喻凡是能够产生热废气的车辆或设备，都可以应用本发明。

Claims (14)

1、一种利用喷射热水来融化，和清除霜、雪、冰之类沉积物的加热器装置，其特征在于包括：储水箱，喷水用喷嘴，装在连接所述水箱和喷嘴之间的水流通路上的可换向双通阀，装在水箱和所述阀的供水口之间水路上的泵，至少一对加热管和旁通管(其一端与阀出口连接，另一端与所述喷嘴连接)，所述加热管适于被热的废气加热(以便当阀内水流通路与所述加热管接通时，被加热的水从所述喷嘴泄放出来)。

2、如权利要求1中所述加热器装置，其特征在于其中所述加热管安装在空心管体里，其安装方式使废气在通过所述空心管体之后排放。

3、如权利要求2所述的加热器装置，其特征在于其中所述空心管体具有一个允许废气通过的内部管，所述加热管被装配在所述内部管的外周壁上。

4、如权利要求2所述的加热器装置，其特征在于其中所述空心管体由允许废气通过的内部管和外部管组成，所述加热管被装配在所述内部管的外周壁上，并且适于被通过内部管管壁上一些小的镗孔穿出涌入内、外管之间的封闭空间的废气所加热。

5、如权利要求1至4中任一权利要求所述的加热器装置，其特征在于其中提供有两对加热管和旁通管，一个加热管具有螺旋形状，另一个加热管具有弯折的“Z”字形。

6、如权利要求1至4中任一权利要求所述的加热器装置，特征在于其中所述阀是电磁阀。

7、权利要求1至4中任一权利要求所述的加热器装置，特征在于其中所述加热管装配有自动压力泄放阀。

8、如权利要求2所述的加热器装置，特征在于其中所述空心管体至少有一对用于与废气管连接的接头。

9、如权利要求8所述的加热器装置，特征在于其中所述接头成对地彼此依不同方向地密接在所述空心管体的周壁上，致使空心管体可以以不同方向同废气管相连接。

10、如权利要求9所述的加热器装置，特征在于其中所述空心管体具有一般的部分椭圆构形的盘状。

11、如权利要求8所述的加热器装置，特征在于其中所述空心管体有一个安全阀。

12、如权利要求1所述的加热器装置，特征在于其中所述加热管被直接地安装在发动机上。

13、如权利要求1所述的加热器装置，特征在于其中所述加热管与消音设备整体地安装在一起。

14、如权利要求10所述的加热器装置，特征在于其中所述加热管以螺旋方式安置在所述的空心管体内。

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