CN109579050A - 枕形板翅式涡轮发动机换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种枕形板翅式涡轮发动机换热器，包括一内壳板、一外壳板及多个换热板单元，内壳板、外壳板同心设置以形成一环形空间，各换热板单元设置在环形空间内且沿环形空间圆周分布；换热板单元包括一换热板及设置在换热板上的多个翅片，相邻换热板的翅片之间的空间形成废气通道，废气通道上下通气；换热板内具有燃烧空气腔及连通燃烧空气腔的进气口、出气口；内壳板上沿其板壁设有一周的入气口，各入气口与各进气口分别对应连通；外壳板上沿其板壁设有一周的排气口，各排气口与各出气口分别对应连通。本发明枕形板翅式涡轮发动机换热器，换热板的设置方式使得有效换热面积增大，充分利用废气的热量，进而提高了换热效果。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮发动机用换热器技术领域，具体涉及一种枕形板翅式涡轮发动机换热器。
背景技术
涡轮发动机系统通常包括压缩机、涡轮机及燃烧器，燃烧器包括燃料喷射器和点火源。通常，该系统还包括利用来自涡轮机排气的废热来预热燃烧空气的换热器。换热器将热量从涡轮机排出的废气传递到燃烧空气后可提高涡轮发动机系统的效率，降低系统燃料消耗。
如申请公布号CN104246178A公开的一种具有环形同流换热器的微型燃气涡轮机设备，该设备包括涡轮机、压缩机、换热器，换热器用于从排气流到空气流的热传递。换热器换热效果不是很理想。
如申请公布号CN105333755A的发明专利公开了一种换热器，该换热器包括供第一换热介质流通的外部套管及供第二换热介质流通的内部套管。外部套管和内部套管的流通管路密封地隔离，第一换热介质和第二换热介质能够通过内部套管的管壁进行换热。各套管是弯曲的造型，有效的换热面积不是很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种枕形板翅式涡轮发动机换热器，以提高换热器的换热效果。
为实现上述目的，本发明枕形板翅式涡轮发动机换热器采用如下技术方案：枕形板翅式涡轮发动机换热器，包括一内壳板、一外壳板及多个换热板单元，内壳板、外壳板同心设置以形成一环形空间，各换热板单元设置在环形空间内且沿环形空间圆周分布；换热板单元包括一换热板及设置在换热板上的多个翅片，相邻换热板的翅片之间的空间形成废气通道，废气通道上下通气；换热板内具有燃烧空气腔及连通燃烧空气腔的进气口、出气口；内壳板上沿其板壁设有一周的入气口，各入气口与各进气口分别对应连通；外壳板上沿其板壁设有一周的排气口，各排气口与各出气口分别对应连通。
进一步的，所述换热板外形呈弧形板，进气口设置在换热板左上部，出气口设置在换热板右下部。
进一步的，所述换热板的进气口焊接在内壳板的入气口处，换热板的出气口焊接在外壳板的排气口处。
进一步的，进一步的，所述换热板的板面的两侧均设有翅片。
进一步的，所述翅片垂直换热板的板面设置。
进一步的，所述内壳板上的入气口设置在其上部位置，所述外壳板上的排气口设置在其下部位置。
进一步的，所述入气口数量与换热板数量相同，出气口数量与入气口数量相同，入气口与进气口一一对应，出气口与排气口一一对应。
进一步的，所述入气口与出气口均是长孔，且长孔的长度方向是沿上下方向。
进一步的，各所述入气口沿内壳板等间距分布。
进一步的，各所述排气口沿外壳板等间距分布。
本发明的有益效果：本发明枕形板翅式涡轮发动机换热器，工作时，高温的废气从相邻换热板单元之间的废气通道进入，经各废气通道，从换热器底部排出。燃烧空气从布置于内壳板上的各入气口进入，流经换热板的燃烧空气腔，并从排气口排出。高温的废气所流经的废气通道与燃烧空气所流经的燃烧空气通道是不同的通道，两种类型的通道互相独立但相邻，从而实现热交换，达到换热的目的。而且，换热板上设有多个翅片，每两个相邻燃烧空气腔之间都形成有多个废气通道，使得有效换热面积增大。燃烧空气通道与废气通道在换热器的圆周方向上依次交错布置，层层都可进行热交换，充分利用废气的热量，提高换热效果。
附图说明
图1是本发明枕形板翅式涡轮发动机换热器实施例1的结构示意图；
图2是图1中一个换热板单元的立体结构示意图；
图3是图1中一个换热板单元的俯视示意图；
图4是图1中的局部示意图；
图5是图1中内壳板的结构示意图；
图6是图1中外壳板的结构示意图。
图中各标记对应的名称：1、内壳板，2、换热板单元，3、外壳板，4、废气通道，11、入气口，21、换热板，22、翅片，23、进气口，24、出气口，31、排气口，211、第一换热板片，212、第二换热板片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明枕形板翅式涡轮发动机换热器的实施例1：如图1-图6所示，枕形板翅式涡轮发动机换热器，包括一内壳板、一外壳板及多个换热板单元。内壳板、外壳板均是上下贯通的筒状，截面呈圆形。内壳板、外壳板同心设置以形成一环形空间，各换热板单元设置在环形空间内且沿环形空间圆周分布，一个一个地间隔依次排开。
如图3、图4所示，换热板单元包括一换热板及设置在换热板上的多个翅片，换热板的板面的两侧均对称设有翅片。换热板外形呈弧形板，换热板由第一换热板片和第二换热板片组成。翅片垂直换热板的板面设置，翅片呈条形板状。换热板内具有燃烧空气腔及连通燃烧空气腔的进气口、出气口，进气口设置在换热板左上部，出气口设置在换热板右下部。燃烧空气的通道，使得燃烧空气上进下出，延长燃烧空气与高温的废气的热交换过程，提高换热效果。
相邻换热板的翅片之间的空间形成废气通道，废气通道上下通气。两个换热板单元之间就可以形成多个废气通道。对整个换热器而言，废气通道的数量就更多了。
如图5所示，内壳板上沿其板壁设有一周的入气口，各入气口沿内壳板的周向等间距分布。内壳板上的入气口设置在其上部位置。各入气口与各进气口分别对应连通，入气口数量与换热板数量相同，且入气口与进气口一一对应。换热板的进气口焊接在内壳板的入气口处，即换热板的进气口的口沿是焊接在内壳板外侧壁上，对应入气口位置，保证相应的入气口仅与进气口连通，而不与废气通道连通，防止燃烧空气与废气串通。由于一个换热板具有一个出气口、一个进气口，因此，出气口数量与入气口数量相同。
如图6所示，外壳板上沿其板壁设有一周的排气口，各排气口沿外壳板的周向等间距分布。各排气口与各出气口分别对应连通，且出气口与排气口一一对应。外壳板上的排气口设置在其下部位置。换热板的出气口焊接在外壳板的排气口处，即换热板的出气口的口沿是焊接在外壳板内侧壁上，对应排气口位置，保证相应的出气口仅与排气口连通，而不与废气通道连通，防止燃烧空气与废气串通。
入气口与出气口均是长孔，且长孔的长度方向是沿上下方向。
相对应的一入气口、进气口、燃烧空气腔、出气口、排气口，形成一个基本的燃烧空气通道。
换热器工作时，高温的废气从相邻换热板单元之间的废气通道进入，经各废气通道，从换热器底部排出。燃烧空气从布置于内壳板上的各入气口进入，流经换热板的燃烧空气腔，并从排气口排出。涡轮机产生的高温的废气所流经的废气通道与燃烧空气所流经的燃烧空气通道是分属不同的通道，相邻但互相独立，从而实现热交换，达到换热的目的。每两个相邻燃烧空气腔之间都设有多个废气通道，有效换热面积大，充分利用废气的热量，提高换热效果。换热器将废气热量传递到燃烧空气后可显著的提高涡轮发动机系统的效率，并且可有效的降低系统燃料消耗。同时也降低了废气的排放温度，兼顾节能环保的作用。
本发明网板式涡轮发动机换热器的实施例2：
本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例2中，对换热板上的进气口、出气口的位置进行了调整，进气口、出气口设置在换热板的中部位置，且分别位于换热板的左右两侧。
本发明网板式涡轮发动机换热器的实施例3：
本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例3中，对换热板上的进气口、出气口的位置进行了调整，进气口设置在换热板的左下部，出气口设置在换热板的右上部。
基于进气口、出气口位置的改变，内壳板上的入气口位置及外壳板上的排气口位置进行适应性调整。保证进气口与入气口相对应，出气口与排气口相对应。
本发明网板式涡轮发动机换热器的实施例4：
本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例4中，增加换热板上的进气口、出气口的数量，进气口、出气口均设置两个，两个进气口分别设置在换热板的左上部、左下部，两个出气口分别设置在换热板的右上部、右下部。同时，内壳板上设置上下的两排的入气口，外壳板上设置上下的两排的排气口。两进气口均与内壳板进行焊接连接，分别对应内壳板的入气口位置；两出气口均与外壳板焊接连接，分别对应外壳板上的排气口位置。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：包括一内壳板、一外壳板及多个换热板单元，内壳板、外壳板同心设置以形成一环形空间，各换热板单元设置在环形空间内且沿环形空间圆周分布；换热板单元包括一换热板及设置在换热板上的多个翅片，相邻换热板的翅片之间的空间形成废气通道，废气通道上下通气；换热板内具有燃烧空气腔及连通燃烧空气腔的进气口、出气口；内壳板上沿其板壁设有一周的入气口，各入气口与各进气口分别对应连通；外壳板上沿其板壁设有一周的排气口，各排气口与各出气口分别对应连通。
2.根据权利要求1所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：所述换热板外形呈弧形板，进气口设置在换热板左上部，出气口设置在换热板右下部。
3.根据权利要求2所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：所述换热板的进气口焊接在内壳板的入气口处，换热板的出气口焊接在外壳板的排气口处。
4.根据权利要求1所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：所述换热板的板面的两侧均设有翅片。
5.根据权利要求4所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：所述翅片垂直换热板的板面设置。
6.根据权利要求2所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：所述内壳板上的入气口设置在其上部位置，所述外壳板上的排气口设置在其下部位置。
7.根据权利要求6所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：所述入气口数量与换热板数量相同，出气口数量与入气口数量相同，入气口与进气口一一对应，出气口与排气口一一对应。
8.根据权利要求6或7所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：所述入气口与出气口均是长孔，且长孔的长度方向是沿上下方向。
9.根据权利要求6或7所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：各所述入气口沿内壳板等间距分布。
10.根据权利要求6或7所述的枕形板翅式涡轮发动机换热器，其特征在于：各所述排气口沿外壳板等间距分布。
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