[實用新型]一種管帶式結構的發動機尾氣廢熱回收器芯子

有效

• 申請號: 201520545546.5
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN204921190U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 董軍啟;楊聯民;王斌;王建長;陳偉航;謝先龍
• 申請（專利權）人: 浙江銀輪機械股份有限公司
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02;F28F1/42
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

技術領域

本實用新型涉及熱交換器領域，尤其涉及一種熱量回收器，具體地說是一種用于發動機尾氣廢熱回收的熱量回收器。

背景技術

目前發動機的能源利用效率比較低，一般為40％左右，其余60％的熱量以各種形式散失而排入大氣。在發動機各種形式廢熱中，以發動機排氣廢熱比重最大?；贠RC原理的發動機廢熱發電，目前成為發動機研究的熱點問題，成為下一代提高發動機燃油經濟性的一個重要措施或手段。其中發動機尾氣的排煙溫度高達500℃以上。在ORC系統中，如何吸收發動機尾氣的廢熱成為發動機ORC系統的一個關鍵點。由于發動機尾氣的成分復雜，含有大量的腐蝕性氣體，尤其是在NO_X和SO_X等物質與H₂o氣體在低于150℃以上形成酸性粘性液體粘附在熱量回收器金屬表面，對金屬產生致命的腐蝕性破壞。同時，由于發動機尾氣溫度高達500℃以上，對熱量回收器耐高溫性能提出了特殊要求，并且發動機尾氣碳顆粒的存在，使傳統的強化傳熱換熱器的設計開發面臨挑戰。

傳統的換熱器通常采用鋁材制作，冷卻管內側為熱媒通道，冷卻管外側冷媒通道。這種結構的換熱器無法在發動機尾氣積碳、酸性物質的腐蝕以及高溫等惡劣工作環境下工作，同時也無法直接通過冷媒回收并利用廢熱。

發明內容

本實用新型要解決的是現有技術存在的發動機尾氣背壓低于5kpa工況下，發動機尾氣積碳、酸性物質的腐蝕以及高溫等惡劣工作環境下，對熱量回收器設計要求空間體積小，重量輕、耐高溫、耐腐蝕以及不易積碳等要求的問題，旨在提供一種高效緊湊的管帶式發動機尾氣熱量回收器。同時，常規的發動機尾氣是經過渦輪增壓器后，直接排放大氣，因此發動機排氣系統增加尾氣熱量回收器后所產生尾氣阻力非常敏感，如果尾氣阻力過大，其直接影響發動機效率和油耗。因此基于上述工況環境，本實用新型采用以開下的解決方案：

為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案：一種管帶式結構的發動機尾氣廢熱回收器芯子，包括一組扁管、左主板、右主板、左端板和右端板，其特征在于所述的一組扁管兩端分別連接到所述的左主板和右主板；由所述的左主板和左端板圍成的第一冷媒腔室和由所述的右主板和右端板圍成的第二冷媒腔室分別與所述扁管的兩端連通，并構成冷側通道；扁管外側與芯子外殼之間為熱側通道；所述的第一冷媒腔室上設有冷媒進口管和冷媒出口管，所述扁管內設有內置翅片，相鄰扁管之間設有外置翅版；各部件均采用不銹鋼材料，連接部分通過鎳基釬焊焊接。

本實用新型發動機尾氣廢熱回收器芯子，安裝在外殼內后就形成一個完整的廢熱回收器。其主要利用熱介質如發動機缸套水或導熱油等液體熱載體吸收發動機高溫尾氣的熱量，進而再利用吸熱后的熱載體把有機工質進行加熱沸騰，利用有機工質蒸汽并推動膨脹機做功。本實用新型采用管帶式結構，各部件均采用不銹鋼材料制成，并采用鎳基釬焊工藝焊接，適用于發動機尾氣積碳、酸性物質的腐蝕以及高溫等惡劣工作環境下工作。本實用新型還具有體積小，重量輕，尾氣阻力小等優點。

根據本實用新型，所述的扁管可以單排設置，也可以多排設置，以2～3排布置為宜。根據工況條件，所述的左主板和/或右主板上設有隔板，所述的隔板把冷媒分隔成多個流程，以提扁管內冷媒液體的流速，實現強化傳熱。流程布置方式，總體上，采用錯流形式下逆流方式。

根據本實用新型，所述的內置翅片為錯齒型的強化傳熱翅片，以提高流體在管內部的擾流，破壞流體邊界層，實現強化傳熱目的。內置翅片厚度為0.2～0.3mm。

根據本實用新型，所述的外置翅版為波紋型強化傳熱翅片，厚度為0.20～0.25mm，波幅為0.8～1.2mm。采用小波幅的波紋型翅片，以最大可能的減少碳顆粒在翅片表面的積累，從而實現強化傳熱和尾氣阻力小的特點。

根據本實用新型，所述的扁管的高度為3.0～5.0mm，扁管的寬度為40～80mm，扁管的厚度為0.4～0.5mm。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種管帶式結構的發動機尾氣廢熱回收器芯子的結構示意圖。

圖2是本實用新型的一種管帶式結構的發動機尾氣廢熱回收器芯子的主視意圖。

圖3是圖2的仰視圖。

圖4是圖2的左視圖。

圖5是本實用新型的主板的結構示意圖。

圖6是本實用新型的扁管的結構示意圖。

圖7是本實用新型的外置翅片的結構示意圖。

圖8是本實用新型的內置翅片的結構示意圖。