[實用新型]一種應用交叉螺旋管的換熱器

無效

• 申請號: 200620023228.3
• 申請日: 2006-07-07
• 公開（公告）號: CN200965433Y
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 景建周;景建坤;楊曉璦;沈董浩;湯俊潔
• 申請（專利權）人: 北京美聯橋科技發展有限公司;錦州美聯橋汽車部件有限公司
• 主分類號: F28F1/06
• 分類號: F28F1/06;F28F1/42;F28D1/04
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫福春;李桂玲

技術領域

本實用新型一種應用交叉螺旋管的換熱器，涉及一種發動機的廢氣再循環熱交換器，是一種發動機的進、排氣附加裝置，是一種換熱管與熱交換介質的通道橫交的熱交換器。

背景技術

換熱器在石油化工、機械制造、煉油、冶金、輕工、制藥、食品等行業應用極為普遍，占全部工藝設備投資的40％～60％，因此換熱器的發展對這些行業有很大的影響。由于能源與材料費用的不斷增長，大大地推動了高效節能換熱器的發展。在汽車制造行業，隨著世界各國對汽車尾氣排放標準的要求越來越嚴格，汽車廢氣再循環冷卻裝置中的換熱器的優化設計將起到重要作用。

廢氣再循環冷卻技術是把換熱器應用到廢氣再循環系統中，將汽車發動機所排放的部分廢氣通過廢氣再循環冷卻器進行冷卻后，重新回傳到發動機的燃燒室中循環再利用，這樣既引入了不活性氣體到燃燒室，降低燃燒室內氮氣的含量，又可以降低燃燒室的溫度，由于氮氧化合物的生成是與燃燒峰值及氧氣含量密切相關的，采用廢氣再循環冷卻技術從而抑制氮氧化合物生成和排放。其中，換熱器是廢氣再循環冷卻系統中的關鍵元件，其換熱效率的高低決定了再循環廢氣的溫度高低，因此，在保證發動機性能不降低的前提下，提高廢氣再循環冷卻器的換熱效率對汽車行業尤為重要，同時提高換熱器的換熱效率是設計換熱器時首要目的。

目前，汽車發動機廢氣再循環系統中常用的換熱器有兩大類。

第一類是管殼式換熱器，就是在一個圓形殼體內布置許多平行的管子(稱這些平行的管子為管束)，溫度高的廢氣走管程，而冷卻劑則走殼程，通過管壁兩種流體進行熱量的交換；通常會在殼側裝置與管束平行的縱向隔板或與管束垂直的折流板，以提高殼程流體的流速并增強擾動，提高換熱效率。此類換熱器結構簡單，但換熱效率不太高；

目前，主要在這種換熱器中設置一種表面帶有向內凸起的螺旋凹槽的圓形換熱管，換熱效率相對提高了很多，但是隨著汽車排放標準的要求日益嚴格，這種換熱器的換熱效果已逐漸不能滿足要求，本實用新型的設計中應用了管殼式換熱器結構簡單的優點。

第二類是板翅式換熱器，隔板、翅片及封條三部分是板翅式換熱器的基本單元，冷、熱流體在相鄰的基本單元體的流道中流動，通過翅片及與翅片連成一體的隔板進行熱交換，翅片能起到管板間距并增強剛度的作用。此類換熱器結構緊湊、換熱效率高，但結構復雜，制造成本高。本實用新型設計中應用了板翅式換熱器結構緊湊的優點。

總之，為提高發動機的排放性能指標，使廢氣再循環冷系統具有較高的換熱效率，是熱交換器的改造關鍵。

發明的內容

本實用新型的目的就是設計一種應用交叉螺旋管的換熱器，為改進發動機廢氣再循環熱交換器，提高交換效率，以較少氮氧化合物的排放量，滿足日益提高的環保要求；同時本實用新型也適于作為渦輪增壓系統的中冷器，以提高發動機的性能。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種應用交叉螺旋凹槽換熱管的換熱器包括：殼體、換熱管、管板；換熱管以一定的方式排列并固定在殼體的管板上，且軸線相互平行，其特征在于：所述換熱管的截面形狀為特殊的扁狀，其高度與寬度不相等，截面由兩個相對的長邊和兩個相對的短邊組成，其中，所述長邊為由內向外凸起的弧線或直線，所述短邊也為由內向外凸起的弧線或直線，長邊和短邊圓滑的相連；所述換熱管管體的外表面具有向內凹進的斷續或連續、一條或多條螺旋凹槽交叉設置，而管體的內表面具有與外表面凹槽相對應的凸起的交叉螺旋凸起，管體的兩端為光滑段。

所述換熱管的兩端焊接固定在殼體中的管板上，且管體放置均與殼體側壁平行。所述換熱管由旋轉方向相反的螺旋凹槽組成，相交處呈“X”狀。所述換熱管的長邊和短邊都由圓弧組成，且長邊圓弧半徑比短邊圓弧半徑大很多，四條圓弧圓滑的相連。所述換熱管的長邊和短邊都由直線組成，長邊和短邊通過圓弧倒角連接。所述換熱管的長邊為直線，短邊為半圓弧所述換熱管的截面形狀呈橢圓形，且長軸和短軸的比值不大于4。所述螺旋升角為20～75度。所述凹槽深度大于0.4mm。殼體的形狀為矩形、圓形、方形等形式。所述換熱管的端面在換熱器的管板上以一定的角度或相互垂直設置，即采用順排、錯排或順排和錯排同時使用的方式布置換熱管。所述換熱器殼體中根據需要設置折流板。