CN112627952B - 一种汽车余热回收蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种汽车余热回收蒸发器，包括主壳体、换热器、旁通管以及旁通阀，所述主壳体呈圆筒形，并在主壳体的进气端设有进气口，出气端设有排气口，在换热器的内部设有多个扁翅管，且扁翅管自主壳体的中心向四周方向呈星型放射状结构排布，旁通管布置在换热器的中部，并设置旁通阀分别控制旁通管路和换热器管路。本发明利用主壳体呈圆筒形的蒸发器，采用扁翅管换热管，并将其以星型结构排布，使得换热更加均匀，换热效率更高，耐压性更好，结构强度更高，同时设置旁通道，以及一个旁通阀，其结构紧凑，体积小，热侧压阻小，有更好的抗震，耐压性，安全性，即满足基本的换热蒸发功能以外，还具有较好的抗震性能和密封性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及汽车余热回收技术领域，具体涉及一种汽车余热回收蒸发器。
背景技术
余热回收系统(WHR)在机动车节能减排技术中，具有节能效率高，节油效果好，以及能有效降低NOX排放的特点。其应用成本相对较低，技术难度小，且无需改动发动机结构。其中，蒸发器作为系统的核心功能模块，影响着整个系统工作效率，系统尺寸。
蒸发器的工作原理是通过废气(冷却液、润滑油等)与系统有机工质进行换热，使得有机工质蒸发且过热。过热的有机工质将推动膨胀机转动并带动发电机发电，完成系统从热能到电能的转换。由于发动机工况的不稳定性，系统在发动机低转速及超高转速时，需要将尾气旁通。因此，汽车余热回收蒸发器必须配有旁通道以及控制热源是否进入旁通道的蒸发器阀。
由于现有的机动车发动机舱内部及周围空间有限，在不更改发动机原有设计的情况下，系统尺寸成为制约余热回收系统商用化的一个重要约束条件，而这一约束在系统中则主要体现在蒸发器尺寸的大小。同时，相比车辆上其他系统结构，余热回收系统，其各部件的耐压性以及密封性能要求较高而车辆在行驶过程中常会伴有不同幅度的震动，因此，设备的耐压及抗震特性也是直接影响系统使用寿命和安全性的重要因素。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种汽车余热回收蒸发器，以解决现有技术中汽车余热回收系统的蒸发器换热效率以及耐压抗震性较差的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，一种汽车余热回收蒸发器，包括：
主壳体，所述主壳体呈两端开口的圆筒结构，并在主壳体的进气端上安装有进气扩散器，所述进气扩散器上形成有进气口，以及在主壳体的出气端上安装有尾气收集器，所述尾气收集器上形成有排气口；
换热器，所述换热器安装在主壳体内，并在换热器的中部设有横向贯穿的中心通道，在换热器的内部设有多个扁翅管，且多个所述扁翅管自主壳体的中心向四周方向呈星型放射状结构排布，在扁翅管内形成有废气通道，以所述废气通道的一端接入进气口，另一端接入排气口；
旁通管，所述旁通管布置在换热器的中心通道内，并与主壳体呈同轴设置，在旁通管的进气端连接有内置扩散器；
旁通阀，所述旁通阀为布置于进气扩散器内的单螺杆三阀片结构，并分别于内置扩散器的内部，以及内置扩散器与进气扩散器之间构成阀门，并控制气体进入。
进一步地，所述主壳体内部与扁翅管之间形成冷媒通道，并在主壳体的外壁上分别设有连通冷媒通道的冷媒入口接头和冷媒出口接头。
进一步地，所述主壳体内于冷媒出口接头处设有滤液栅板。
进一步地，所述进气扩散器和尾气收集器均呈锥形壳体结构，以所述进气扩散器和尾气收集器的内壁构成导流壁。
进一步地，所述换热器的两端设有管板，并在换热器内沿横向布置有多个折流板，以所述扁翅管固定在换热器前后端的管板以及中间的折流板上。
进一步地，所述换热器与主壳体的内壁之间；
以及换热器与旁通管的外壁之间均设有隔热层。
进一步地，所述隔热层与主壳体的内壁之间；
以及隔热层与旁通管的外壁之间均设有密封层。
进一步地，所述旁通阀包括电机、阀杆以及阀片，所述电机设置在进气扩散器的上方，所述阀片设有三个，且三个阀片沿纵向分布在阀杆上，以使上下两侧的阀片布置在内置扩散器与进气扩散器之间，并控制换热器管路，且中间的阀片布置在内置扩散器内，并控制旁通管路。
进一步地，所述主壳体底部的外壁上配有固定装置。
本发明实施例具有如下优点：
1、采用圆筒状作为蒸发器的主壳体结构，具有很好的力学特性，可以快速分散蒸发器所受到内外部压力，使得蒸发器具有更好的耐压性和抗震性；
2、增加与主壳体契合的换热器，利用其呈星型排布方式的扁翅管，区别于传统管翅式蒸发器，采用扁翅管作为蒸发器核心换热部件，换热管不再有弯管结构，压损极大减小，同时，星型的排布方式，使得换热更加均匀，换热效率更高，也缩小整个蒸发器的尺寸设计；
3、区别传统余热回收蒸发器，将旁通管设计在换热器的中心，减小压损提高可操控性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种汽车余热回收蒸发器的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种汽车余热回收蒸发器的换热器的排布结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种汽车余热回收蒸发器的壳体的结构示意图。
图中：1、主壳体；11、进气扩散器；12、尾气收集器；13、冷媒入口接头；14、冷媒出口接头；15、滤液栅板；2、换热器；21、扁翅管；3、旁通管；31、内置扩散器；4、旁通阀；41、电机；42、阀杆；43、阀片；5、隔热层；6、密封层。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种汽车余热回收蒸发器，包括主壳体1、换热器2、旁通管3以及旁通阀4，具体设置如下：
主壳体1呈两端开口的圆筒结构，在主壳体1底部的外壁上配有固定装置，固定装置可选择现有的常规固定方式，例如悬挂和卧式两种安装方式。在主壳体1的一端上安装有进气扩散器11，且进气扩散器11上形成有进气口，在主壳体1的另一端上安装有尾气收集器12，且尾气收集器12上形成有排气口，以便于废气的流通。换热器2安装在主壳体1内，并与主壳体1呈契合装配，在换热器2的中部设有横向贯穿的中心通道，并在换热器2的内部设有多个扁翅管21，且多个扁翅管21自主壳体1的中心向四周方向呈星型放射状结构排布。在扁翅管21内形成有废气通道，以使废气通道的一端接入进气口，另一端接入排气口，以便于废气自进气口进入扁翅管21内换热，并从排气口排出。其中，在换热器2的两端设有管板，并在换热器2内沿横向布置有多个折流板，以使扁翅管21固定在换热器2前后端的管板以及中间的折流板上。优选的，主壳体1内部与扁翅管之间形成冷媒通道，并在主壳体1的外壁上分别设有连通冷媒通道的冷媒入口接头13和冷媒出口接头14(参考图3)，优选的，在主壳体1内于冷媒出口接头14处设有滤液栅板15，以便于有效将冷媒介质在过热蒸汽中进行气液分离。
如上所述，旁通管3布置在换热器2的中心通道内，并与主壳体1呈同轴设置，在旁通管3的进气端连接有内置扩散器31，旁通阀4为布置于进气扩散器11内的单螺杆三阀片结构，并分别于内置扩散器31的内部，以及内置扩散器31与进气扩散器11之间构成阀门，并控制气体进入。具体的，旁通阀4包括电机41、阀杆42以及阀片43，电机41设置在进气扩散器11的上方，阀片43设有三个，且三个阀片43沿纵向分布在阀杆42上，以使上下两侧的阀片43布置在内置扩散器31与进气扩散器11之间，并控制换热器2的管路，且中间的阀片43布置在内置扩散器31内，并控制旁通管3的管路。
另一种实施方式，在换热器2与主壳体1的内壁之间，以及换热器2与旁通管3的外壁之间均设有隔热层5；并在隔热层5与主壳体1的内壁之间，以及隔热层5与旁通管3的外壁之间均设有密封层6。
本发明实施例设置主壳体1呈圆筒形的蒸发器，采用扁翅管21构成换热器2，并将其以星型结构排布，使得换热更加均匀，换热效率更高，同时设置旁通道3，以及一个单螺杆三阀片的旁通阀4，其结构紧凑，体积小，热侧压阻小，有更好的抗震，耐压性能，不仅满足基本的换热蒸发功能以外，还具有高强度的耐压性，抗震性能和密封性，使得本实施例的汽车余热回收蒸发器无论工作还是旁通尾气时，进气端的压损都大大减少。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于，所述汽车余热回收蒸发器包括：
主壳体，所述主壳体呈两端开口的圆筒结构，并在主壳体的进气端上安装有进气扩散器，所述进气扩散器上形成有进气口，以及在主壳体的出气端上安装有尾气收集器，所述尾气收集器上形成有排气口；
换热器，所述换热器安装在主壳体内，并在换热器的中部设有横向贯穿的中心通道，在换热器的内部设有多个扁翅管，且多个所述扁翅管自主壳体的中心向四周方向呈星型放射状结构排布，在扁翅管内形成有废气通道，以所述废气通道的一端接入进气口，另一端接入排气口；
旁通管，所述旁通管布置在换热器的中心通道内，并与主壳体呈同轴设置，在旁通管的进气端连接有内置扩散器；
旁通阀，所述旁通阀为布置于进气扩散器内的单螺杆三阀片结构，并分别于内置扩散器的内部，以及内置扩散器与进气扩散器之间构成阀门，并控制气体进入。
2.根据权利要求1所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述主壳体内部与扁翅管之间形成冷媒通道，并在主壳体的外壁上分别设有连通冷媒通道的冷媒入口接头和冷媒出口接头。
3.根据权利要求2所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述主壳体内于冷媒出口接头处设有滤液栅板。
4.根据权利要求1所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述进气扩散器和尾气收集器均呈锥形壳体结构，以所述进气扩散器和尾气收集器的内壁构成导流壁。
5.根据权利要求1所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述换热器的两端设有管板，并在换热器内沿横向布置有多个折流板，以所述扁翅管固定在换热器前后端的管板以及中间的折流板上。
6.根据权利要求1所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述换热器与主壳体的内壁之间；
以及换热器与旁通管的外壁之间均设有隔热层。
7.根据权利要求6所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述隔热层与主壳体的内壁之间；
以及隔热层与旁通管的外壁之间均设有密封层。
8.根据权利要求1所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述旁通阀包括电机、阀杆以及阀片，所述电机设置在进气扩散器的上方，所述阀片设有三个，且三个阀片沿纵向分布在阀杆上，以使上下两侧的阀片布置在内置扩散器与进气扩散器之间，并控制换热器管路，且中间的阀片布置在内置扩散器内，并控制旁通管路。
9.根据权利要求1所述的一种汽车余热回收蒸发器，其特征在于：所述主壳体底部的外壁上配有固定装置。
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