一种发动机余热的热量提取装置和方法
技术领域
本发明涉及环保节能领域，尤其涉及一种发动机余热的热量提取装置和方法。
背景技术
运输车辆驾驶员以及自驾旅游的人员的就餐问题一直是困扰人们的大问题。特别是长途运输和长途野外自驾的就餐问题尤为突出。寻找餐馆就餐一方面会改变行驶路线，如果在边远地区也许需要多绕很多路。另一方面不容易按时就餐，长期以往会影响人们的身体健康。
在这种情况下自带干粮成了许多人无奈的选择。但自带干粮怎么比得上热气腾腾的现做的饭菜，尤其是在北方的冬天，一碗热气腾腾的菜汤抵得上人间美味。
发明内容
本发明实施方式主要提供一种发动机余热的热量提取装置和方法，即提取车用或者船用发动机工作时排气管的余热，利用排气管的余热自动智能加热食物，克服运输车辆驾驶员以及自驾旅游的人员无法自己解决就餐的就技术问题。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种发动机余热的热量提取装置，包括：控制电路(100)、注水组件(200)、热量交换组件(300)和专用加热锅(400)，所述注水组件(200)的出水口与所述热量交换组件(300)的进水口连接；所述控制电路(100)与所述注水组件(200)以及所述热量交换组件(300)的温度传感器(1)电性连接，所述控制电路(100)根据所述热量交换组件(300)的温度控制所述注水组件(200)向所述热量交换组件(300)注入饮用水；所述温度传感器(1)与所述热量交换组件(300)连接，用于获得所述热量交换组件(300)的温度值；所述热量交换组件(300)与所述专用加热锅(400)通过耐高温软管连接，向所述专用加热锅(400)提供高温蒸汽。
可选地，所述热量交换组件(300)安装于发动机工作时排气管表面温度区间为300℃--800℃度的排气管的外部。
可选地，所述热量交换组件(300)包括：所述温度传感器(1)、注水雾化装置(2)、温度传感器信号线(3)、进水口(4)、注水管(5)、保温层(6)、防喷水挡片(7)、蒸汽出气口(8)、蒸汽出气管(9)和热交换腔体(10)；所述温度传感器(1)安装于所述热交换腔体(10)的上部靠近所述注水管(5)的一侧，用于获得所述热交换腔体(10)的温度；所述温度传感器(1)的温度传感器信号线(3)穿过所述保温层(6)连接至所述控制电路(100)；所述注水管(5)固定于所述热量交换组件(300)的进水口(4)上部；所述注水雾化装置(2)固定于所述热量交换组件(300)的进水口(4)下部；所述防喷水挡片(7)安装于所述蒸汽出气口(8)下部，用于阻止未被汽化的饮用水进入所述蒸汽出气口(8)；所述蒸汽出气管(9)纹固定于所述热量交换组件(300)的蒸汽出气口(8)上部，用于所述热交换腔体(10)内产生的高温蒸汽通过所述蒸汽出气管(9)引出。
可选地，所述热交换腔体(10)的侧板与发动机排气管的外壁焊接密封固定，共同构成热交换腔体(10)；所述保温层(6)紧贴所述热交换腔体(10)的热交换箱外壁(12)，用于防止热量散失。
可选地，所述热量交换组件(300)还包括：进水三通(24)、固定抱箍(25)、蒸汽出气三通(26)、导热片(27)、左侧热量交换箱(28)和右侧热量交换箱(29)；所述热量交换组件(300)由左侧热量交换箱(28)和右侧热量交换箱(29)通过进水三通(24)、蒸汽出气三通(26)连接组合而成，通过固定抱箍(25)固定于发动机排气管(13)外部。
可选地，所述导热片(27)安装于热量交换组件(300)和发动机排气管(13)之间；所述左侧热量交换箱(28)和所述右侧热量交换箱(29)在结构上对称相同；所述温度传感器(1)固定安装于左侧热量交换箱(28)或者右侧热量交换箱(29)的侧上部，靠近注水管(5)一侧。
可选地，所述防喷水挡片(7)固定安装于蒸汽出气口(8)下部；所述蒸汽出气管(9)螺纹固定于热量交换组件(300)的蒸汽出气口(8)上部；所述保温层(6)紧贴热量交换组件(300)包裹固定。
可选地，所述注水组件(200)的出水口通过软管与所述热量交换组件(300)的进水三通固定连接。
可选地，所述专用加热锅(400)的高温蒸汽软管(18)与所述热量交换组件(300)的蒸汽出气管(9)或者蒸汽出气三通(26)密封连接。可选地，所述专用加热锅(400)包括：高压锅安全阀(14)、高压锅泄气阀(15)、蒸汽进气管(16)、蒸汽管接头(17)、耐高温蒸汽软管(18)、高压锅进气口(19)、高压锅上盖(20)、高压锅锅体(21)和蒸汽软导管(22)；所述蒸汽进气管(16)的一端固定于所述高压锅进气口(19)上部，另一端固定连接所述蒸汽管接头(17)的公头；所述蒸汽管接头(17)的母头与所述耐高温蒸汽软管(18)密封连接，并且所述蒸汽软导管(22)固定所述高压锅进气口(19)下部；所述蒸汽软导管(22)的下部开口距离所述高压锅锅体(21)的底部3-10cm，用于热量交换；所述高压锅安全阀(14)固定安装于所述高压锅上盖(20)，用于在所述专用加热锅(400)的内部压力超过预设阈值时，释放所述专用加热锅(400)的内部压力。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种使用上述发动机余热的热量提取装置的加热方法，该方法包括：在控制电路(100)的控制下，采用间隙式的供水方法，每隔40至60秒进行一次时长2至5秒的注水过程；所述注水组件(200)保持所述热量交换组件(300)向所述专用加热锅(400)提供蒸汽，以使食物与所述热量交换组件(300)进行热量交换；当注水加热食物的定时时间到达后，所述注水组件(200)停止注水，所述热量交换组件(300)不再产生高温蒸汽，食物烹饪结束，所述控制电路(100)通过声光信号提醒使用者食物烹饪完成。
本发明提供的一种发动机余热的热量提取装置和方法，提取车用或者船用发动机工作时排气管的余热，一方面，利用排气管的余热自动智能加热食物，无需消耗其他能源，更加环保节能；另一方面，本发明的装置可实现全自动烹饪食物，烹饪过程无需人工干预，用户体验好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种发动机余热的热量提取装置的结构框图；
图2是本发明一实施例提供的专用加热锅的立体剖视图；
图3是本发明一实施例提供的热量交换组件的平面结构图；
图4是本发明一实施例提供的热量交换组件的立体剖视图；
图5是本发明另一实施例提供的热量交换组件的立体剖视图；
图6是本发明另一实施例提供的热量交换组件未含保温层的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例首先提供一种发动机余热的热量提取装置，如图1所示，包括：控制电路100、注水组件200、热量交换组件300和专用加热锅400。
所述注水组件200的出水口通过软管与热量交换组件300的进水口固定连接；按照控制电路100的指令，每隔50秒时间向热量交换组件300注入饮用水3秒钟；所述热量交换组件300与专用加热锅400活动密封连接；所述热量交换组件300产生的蒸汽通过耐高温蒸汽软管18进入专用加热锅400；所述热量交换组件300的温度传感器1与控制电路100连接，以提供热量交换组件300的温度信息。
以下对发动机余热的热量提取装置中的热量交换组件300和专用加热锅400的结构分别进行详细介绍，首先，请参阅图3和图4，图3和图4为热量交换组件300的结构示意图，如图3和图4所示，热量交换组件300包括：
温度传感器1、注水雾化装置2、温度传感器信号线3、进水口4、注水管5、保温层6、防喷水挡片7、蒸汽出气口8、蒸汽出气管9和热交换腔体10。
所述温度传感器1固定安装于所述热交换腔体10的外壳的侧上部，靠近注水管5一侧，用于获得所述热交换腔体10的温度。
所述温度传感器1的温度传感器信号线3穿过保温层6引出所述热量交换组件外部，连接到所述控制电路100。
注水管5螺纹固定于热量交换组件300的进水口4上部，注水雾化装置2螺纹固定于热量交换组件的进水口4下部，高压注入的饮用水会被水雾化装置2雾化为小水珠后进入到热交换腔体10内部，有利用于迅速汽化。
防喷水挡片7固定安装于蒸汽出气口8下部，阻止未被汽化的饮用水进入蒸汽出气口8，蒸汽出气管9螺纹固定于热量交换组件的蒸汽出气口8上部，热交换腔体10内产生的高温蒸汽通过蒸汽出气管9引出。热交换腔体10的侧板与发动机排气管13的外壁焊接密封固定，共同构成热交换腔体，从发动机排气管13获取热量。保温层6紧贴热交换腔体10的热交换箱外壁12包裹固定，防止热量散失。
请参阅图2，图2是专用加热锅400的结构示意图，如图2所示，专用加热锅400包括：
高压锅安全阀14、高压锅泄气阀15、蒸汽进气管16、蒸汽管接头17、耐高温蒸汽软管18、高压锅进气口19、高压锅上盖20、高压锅锅体21和蒸汽软导管22。
所述蒸汽进气管16的一端螺纹固定于高压锅上盖18的高压锅进气口19上部，另一端固定连接蒸汽管接头17的公头；蒸汽管接头17的母头与耐高温蒸汽软管18密封连接。
在一些实施例中，该蒸汽管接头17可以为快速插接结构，使用快插接头以便于组装使用。
蒸汽软导管22固定高压锅进气口19下部，蒸汽软导管22的下部开口距离高压锅锅体21的底部为3-10厘米，将热量交换组件300产生的高温蒸汽引入高压锅锅体21底部，有利于热量交换。
热量交换组件300产生的高温蒸汽进入专用加入锅400内部后，压力逐步增加，达到专用加入锅400设计的压力后，高压蒸汽通过泄气阀15开始泄气，从而使高压蒸汽源源不断地进入专用加入锅400，并在专用加入锅400的内部进行热量交换，实现对专用加入锅400内部食物的加热；高压锅安全阀14固定安装于用以高压锅上盖18，用于专用加入锅400内部压力过高时释放内部压力。
以下通过一具体实施例来对其烹饪过程进行详细描述。
开始烹饪前，将清洗干净的食材放入高压锅锅体21内，拧紧高压锅上盖18，通过蒸汽管接头17接上耐高温蒸汽软管18，并在水箱中注满饮用水待用。
需要烹饪食物时，可通过遥控器下达烹饪指令，控制电路100接收到烹饪指令后，控制电路100通过温度传感器1先检测热交换腔体10的温度。热交换腔体10从发动机排气管13获取热量。如果温度未达到180度，则等待热交换腔体10温度高于180度。如果温度达到180度以上，则进入注水加热食物的定时过程。
在控制电路100的控制下，注水组件200每隔50秒进行一次时长3秒的注水动作。在这3秒时间内，增压泵和电磁阀开启，水箱内的饮用水通过注水管5和注水雾化装置2雾化为小水珠后进入到热交换腔体10内部，以提供在随后的50秒的时间中热交换腔体10内转化为水蒸气所需的水，保持热量交换箱源源不断地向专用加热锅提供足量的高温蒸汽。
高温蒸汽通过耐高温蒸汽软管18、蒸汽管接头17、蒸汽进气管16进入专用加热锅内部，由蒸汽软导管22引向高压锅锅体21底部，再从上部的高压锅泄气阀15冲出专用加热锅外，有利于与食物进行充分的热量交换，从而快速加热食物完成烹饪过程。
当注水加热食物的定时时间(例如25分钟)到达后，注水组件200停止注水，热量交换组件300不再产生高温蒸汽，食物烹饪结束，控制电路100通过声光信号提醒使用者食物烹饪完成。
本发明另一实施例中还提供一种发动机余热的热量提取装置，所述提取装置与上述实施例中的发动机余热的热量提取装置的区别在于，热量交换组件300的结构不同。
请参阅图5和图6，图5和图6示出了含保温层6和不包含保温层6时的热量交换组件300的结构进行示意。如图5和图6所示，所述热量交换组件300除了包括上述实施例中的温度传感器1、注水雾化装置2、温度传感器信号线3、进水口4(图4和图5未显示)、注水管5、保温层6、防喷水挡片7、蒸汽出气口8(图4和图5未显示)和蒸汽出气管9之外，还包括：进水三通24、固定抱箍25、蒸汽出气三通26、导热片27、左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29。
所述注水组件200的出水口通过软管与热量交换组件300的进水三通24固定连接。在控制电路100的控制下，注水组件200每隔50秒时间向热量交换组件300注入饮用水3秒钟；所述热量交换组件300的蒸汽出气三通26通过耐高温蒸汽软管18与专用加热锅400的蒸汽进气管16活动密封连接。所述的热量交换组件300产生的蒸汽通过耐高温蒸汽软管18进入专用加热锅；所述的热量交换组件300的温度传感器1与控制电路100连接，以提供热量交换组件300的温度信息。
在本发明实施例中，所述左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29为对称结构，除温度传感器1和温度传感器信号线3外，所有组件都对称相同。以下只对左侧热量交换箱28进行说明。
注水管5螺纹固定于左侧热量交换箱28的进水口4上部；注水雾化装置2螺纹固定于左侧热量交换箱28的进水口4下部，高压注入的饮用水会被水雾化装置2雾化为小水珠后进入到左侧热量交换箱28内部，有利用于迅速汽化；防喷水挡片7固定安装于蒸汽出气口8下部，阻止未被汽化的饮用水进入蒸汽出气口8；蒸汽出气管9螺纹固定于热量交换组件的蒸汽出气口8上部，左侧热量交换箱28内产生的高温蒸汽通过蒸汽出气管9引出。
温度传感器1固定安装于左侧热量交换箱28的外壳的侧上部，靠近注水管5一侧，用于获得左侧热量交换箱28的温度；温度传感器1的温度传感器信号线3穿过保温层6引出热量交换组件外部，连接到控制电路100。
左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29的热交换箱内壁11通过导热片27紧贴发动机排气管13的外壁固定安装，便于从发动机排气管13获取热量；左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29通过固定抱箍25固定于发动机排气管13外部；进水三通24将左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29的注水管5合并在一起；蒸汽出气三通26将左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29的蒸汽出气管9合并在一起。
保温层6紧贴左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29的热交换箱外壁12包裹固定，防止热量散失。
以下通过另一具体实施例来对其烹饪过程进行详细描述。
开始烹饪前，将清洗干净的食材放入高压锅锅体21内，拧紧高压锅上盖18，通过蒸汽管接头17接上耐高温蒸汽软管18。在水箱中注满饮用水待用。
需要烹饪食物时，可通过遥控器下达烹饪指令，控制电路100接收到烹饪指令后，控制电路100通过温度传感器1先检测左侧热量交换箱28的温度。如果温度未达到180度，则等待左侧热量交换箱28的温度高于180度。如果温度达到180度以上，则进入注水加热食物的定时过程。
在控制电路的控制下，注水组件200每隔50秒进行一次时长3秒的注水动作。在这3秒时间内，增压泵和电磁阀开启，水箱内的饮用水通过注水管5和注水雾化装置2雾化为小水珠后进入到左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29内部，以提供在随后的50秒的时间中左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29内转化为水蒸气所需的水，保持左侧热量交换箱28和右侧热量交换箱29源源不断地向专用加热锅400提供足量的高温蒸汽。
高温蒸汽通过耐高温蒸汽软管18、蒸汽管接头17、蒸汽进气管16进入专用加热锅400内部，由蒸汽软导管22引向高压锅锅体21底部，再从上部的高压锅泄气阀15冲出专用加热锅外，有利于与食物进行充分的热量交换，从而快速加热食物完成烹饪过程。
当注水加热食物的定时时间(例如25分钟)到达后，注水组件200停止注水，热量交换组件300不再产生高温蒸汽，食物烹饪结束，控制电路100通过声光信号提醒使用者食物烹饪完成。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
