CN207195009U - 蜂窝型热交换器汽车排气管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供蜂窝型热交换器汽车排气管，包括渐阔型的管体，所述管体包括依次环套的冷流体导管、沥青导管、蜂窝型冷热交换体、蜂窝环绕片、套管III、套管II、套管I；所述套管II、套管I构成的腔体内抽真空；所述沥青导管与冷流体导管外壁围成的腔体，通过支管与套管III和套管II围成的腔体连通，其连通的腔体内灌注沥青；所述蜂窝型冷热交换体、蜂窝环绕片、套管III三者装配产生多孔间隙，间隙交替设置为热流通道和冷流通道；所述管体的窄端与内燃机排气口连接，冷流通道和冷流体导管宽、窄两侧端部分别与发动机冷腔和热腔连接。本实用新型所述的排气管可在不添加独立热交换器的情况下有效提高汽车尾气热交换率。

Description

蜂窝型热交换器汽车排气管

技术领域

本实用新型涉及汽车排气管技术领域，具体涉及一种蜂窝型热交换器汽车排气管。

背景技术

当外部环境温度较低时，汽车原有取暖器无法满足驾驶室没或车厢内的温度需求，目前，对汽车排气管余热进行热交换，利用尾气余热的提供汽车所需热能的方式备受青睐。

现有汽车尾气的热交换器主要为半导体温差发电，但是这种在材料技术上存在回收的热量少、热效率低、发电量小这一致命的缺陷；起步较早的有壳管式换热器和废气涡轮增压，但是该装置对尾气管的改动较大，可能会导致排气阻力的增加而且回收的热量也不是很理想，回收的能量小于克服阻力所消耗的能量，且废气涡轮增压的回收能量比较少。

实用新型内容

本实用新型提供一种可降低发动机排气阻力，提高汽车尾气热交换率的蜂窝型热交换器汽车排气管。

为实现上述技术目的和技术效果，本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

蜂窝型热交换器汽车排气管，包括渐阔型的管体，所述管体包括依次环套的冷流体导管、沥青导管、蜂窝型冷热交换体、蜂窝环绕片、套管III、套管II、套管I；所述套管II、套管I构成的腔体内抽真空；所述沥青导管与冷流体导管外壁围成的腔体，通过支管与套管III和套管II围成的腔体连通，其连通的腔体内灌注沥青；所述蜂窝型冷热交换体、蜂窝环绕片、套管III三者装配产生多孔间隙，间隙交替设置为热流通道和冷流通道；所述管体的窄端与内燃机排气口连接，冷流通道和冷流体导管宽、窄两侧端部分别与发动机冷腔和热腔连接。

上述方案中，通过蜂窝型冷热交换体、蜂窝环绕片、套管III组成蜂窝状流体通道，其中一部分设置为热流通道，一部分设置为冷流通道，热流通道和冷流通道间隙设置。内燃机排出来的热流体尾气从排气管尾端(窄端)流向头端通过热流通道；冷流体从排气管头端具有一定的速度通入冷流通道，从尾端排出。通道内外两侧的沥青作为蓄热介质，最外侧的真空层作为隔离介质。

为提高冷流体的吸热功率，所述冷流通道和冷流体导管内壁，灌注沥青的腔体和管道内壁设有内螺纹结构。

为使排气管结构稳定，换热均匀，所述蜂窝型冷热交换体、蜂窝环绕片侧壁开设供沥青导管的支管通过的通孔。

进一步的，所述冷流通道和冷流体导管两端封闭、侧壁开口，通过导管分别与两端的集气瓶连通，前后集气瓶分别与发动机冷腔和热腔连通。

为保证通过排气管置换出来的热量得到有效利用，所述冷流通道和冷流体导管两端封闭，分别通过侧向的分管与冷流体导入管口、冷流体导出管口连接；所述冷流体导入管口发动机冷腔连通，冷流体导出管口与发动机热腔连通。

所述发动机采用斯特林发动机，斯特林发动机的热腔经过尾气排出来的热量加热，冷腔的温度低，从而产生压力差进行动力输出，可以把尾气的热能很好的利用起来。

本实用新型的优点与效果是：

1、采用渐阔型蜂窝状尾气管进行换热，可有效增加换热面积增强换热效果，减少独立换热器的安装使用，渐扩管有降速提压的功能，通过降低排气体流速而增加流体自身的压力，从而降低排气阻力。

2、装置中设置具有较好蓄热能力沥青层，能将热量缓存起来，避免热量因来不及交换而损失的情况。

3、外层设置真空层，可减少排气管的侧壁的热量散失，提高换热效果，同时也可减少排气管高温对安装部位的损坏。

4、在输送沥青和冷流体的管内部增加内螺纹，增加强化传热，热流体的内管不增加螺纹，避免产生排气阻力。

附图说明

图1为蜂窝型热交换器汽车排气管结构示意图；

图2为管体零件结构示意图；

图3为沿图1中A-A线的剖面示意图。

图号标识：1、套管I，2、套管II，3、套管III，4、蜂窝环绕片，5、蜂窝型冷热交换体，6、沥青导管，7、冷流体导管，8、热流通道，9、冷流通道，10、冷流体导入管口，11、冷流体导出管口，12、沥青。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。

本实施所述的蜂窝型热交换器汽车排气管，由依次环套的冷流体导管7、沥青导管6、蜂窝型冷热交换体5、蜂窝环绕片4、套管III3、套管II2、套管I1构成，如附图1和附图2所示。套管I1采用镍钢材料制作，套管II2采用灰铸铁制作，冷流体导管7、沥青导管6、蜂窝型冷热交换体5、蜂窝环绕片4、套管III3均由铜料制成。因热量传递到套管1和套管2的热量不同，其导热率可不一样，套管使用不同材料可以在导热/对流辐射期达到更好隔热的效果。

其中套管II2与套管I1构成的腔体内抽真空，沥青导管6与冷流体导管7外壁围成的腔体通过支管与套管III3和套管II2围成的腔体连通，其连通的腔体内灌注沥青12；其中蜂窝型冷热交换体5、蜂窝环绕片4侧壁开设供沥青导管6的支管通过的通孔，支管不仅可以连通内外两层的蓄热介质沥青12，还可达到支撑蜂窝型冷热交换体5的目的，如附图2、3所示。

蜂窝型冷热交换体5、蜂窝环绕片4、套管III3三者装配产生多孔间隙，间隙交替设置为热流通道8和冷流通道9；所述管体的窄端与内燃机排气口连接，冷流通道9和冷流体导管7宽、窄两侧端部分别与发动机冷腔和热腔连接。其中冷流通道9和冷流体导管7两端封闭，从侧边开口用导管引出，将同一侧所有的导管合并在一个集气瓶，在从集气瓶单根冷流体导入管口10、冷流体导出管口11引出，如附图1所示。

上述冷流体导入管口10发动机冷腔连通，冷流体导出管口11与发动机热腔连通。发动机采用斯特林发动机，发动机的冷热腔因为热交换气体的连通产生压力差，从而进行动力输出把尾气的热能很好的利用起来。

流经冷流体的通道内壁，以及灌注沥青12的腔体和管道内壁设有内螺纹结构，通过内螺纹的设置来减缓气体和液体的流动，使冷流体、沥青、热流体之间换热更充分。

本实用新型的工作原理为：

内燃机排出来的尾气通入尾端(窄端)并从头端排出，尾端中有部分蜂窝开孔；冷流体具有一定的速度通入冷流通道头端，向尾端移动并排出；冷热流体形成逆流状态。冷流体通过热交换获得尾气中的热量，冷流体导入管口10和斯特林发动机的冷腔连接；排气管中冷流体导出管口11和发动机的热腔连接。发动机的热腔经尾气排出来的热量加热，冷腔的温度较小产生压力差，从而进行动力输出。

以上结合附图对本实用新型的实施方式详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.蜂窝型热交换器汽车排气管，包括渐阔型的管体，其特征在于：所述管体包括依次环套的冷流体导管(7)、沥青导管(6)、蜂窝型冷热交换体(5)、蜂窝环绕片(4)、套管III(3)、套管II(2)、套管I(1)；所述套管II(2)、套管I(1)构成的腔体内抽真空；所述沥青导管(6)与冷流体导管(7)外壁围成的腔体，通过支管与套管III(3)和套管II(2)围成的腔体连通，其连通的腔体内灌注沥青(12)；所述蜂窝型冷热交换体(5)、蜂窝环绕片(4)、套管III(3)三者装配产生多孔间隙，间隙交替设置为热流通道(8)和冷流通道(9)；所述管体的窄端与内燃机排气口连接，冷流通道(9)和冷流体导管(7)宽、窄两端分别与发动机冷腔和热腔连接。

2.根据权利要求1所述的蜂窝型热交换器汽车排气管，其特征在于：所述冷流通道(9)和冷流体导管(7)内壁，灌注沥青(12)的腔体和管道内壁设有内螺纹结构。

3.根据权利要求1所述的蜂窝型热交换器汽车排气管，其特征在于：所述蜂窝型冷热交换体(5)、蜂窝环绕片(4)侧壁开设供沥青导管(6)的支管通过的通孔。

4.根据权利要求1所述的蜂窝型热交换器汽车排气管，其特征在于：所述冷流通道(9)和冷流体导管(7)两端封闭、侧壁开口，通过导管分别与两端的集气瓶连通，前后集气瓶分别与发动机冷腔和热腔连通。

5.根据权利要求1所述的蜂窝型热交换器汽车排气管，其特征在于：所述冷流通道(9)和冷流体导管(7)两端封闭，分别通过侧向的分管与冷流体导入管口(10)、冷流体导出管口(11)连接；所述冷流体导入管口(10)发动机冷腔连通，冷流体导出管口(11)与发动机热腔连通。

6.根据权利要求5所述的蜂窝型热交换器汽车排气管，其特征在于：所述发动机采用斯特林发动机。