一种用于道路柴油机废热利用orc系统的铝封条蒸发器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，包括冷媒进口腔室、缸套水进口腔室、冷媒出口腔室、缸套水出口腔室和芯子，所述的芯子包括前端板、后端板以及置于所述前后端板之间交替叠置的冷媒侧通道和缸套水侧通道；相邻通道之间通过隔板隔断。本发明通过封条的特殊布置，使流体形成对边流动。蒸发器竖直放置，缸套水从靠近上方的腔室进入，冷媒从靠近下方的腔室进去，形成逆流布置。通过本发明，使用铝封条结构，内侧两侧通道都采用强化传热翅片，不仅实现产品轻量化，结构紧凑高效。并且封条结构，易于产品尺寸大小的扩展。
【专利说明】一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器
【技术领域】
[0001]本发明是属于废热回收、发动机节能领域，涉及了柴油机废热回收利用的ORC系统，尤其是涉及道路柴油机废热回收ORC系统中的一种铝封条式蒸发沸腾器。
【背景技术】
[0002]在过去10?20年，发动机的各种技术进步仅仅围绕着发动机排放而开展的，如典型的EGR技术，SCR技术等。这些技术的使用，并没有明显的提升发动机燃油经济性，如柴油机效率在过去很长一段时间内，一直徘徊在40?45%的水平。随着发动机排放法规的各个阶段实施和能源短缺的日益严峻，在排放问题基本解决后，以有机郎肯循环ORC为原理的废热利用WHR技术将成为发动机普遍采用的节能技术，以提高发动机的燃油经济性。利用ORC系统来回收发动机的各种形式废热，如发动机尾气，发动机缸套水等热量。
[0003]对于道路车辆柴油机废热回收ORC系统中的各个零部件的轻量化，高效紧凑是整个ORC系统能否成功开发和推广应用的关键。在常规工业废热或陆地柴油机ORC蒸发器一般选用不锈钢板式换热器，相对管壳式换热器，其结构较为紧凑，很适合陆地固定式柴油机废热利用的ORC系统。但由于板式换热器所使用的材料为不锈钢，质量较重，因此不太适合用于道路柴油机废热利用的ORC系统中。
[0004]针对上述现状，如果能制造出一种结构紧凑，且质量较轻的蒸发沸腾器，将大大推动ORC系统在道路柴油机废热回收领域的应用。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提出一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的蒸发沸腾器。该蒸发沸腾器不仅要结构紧凑，而且要满足应用于道路移动式ORC系统对质量轻的要求。
[0006]为解决上述问题，本发明采用以下技术方案:一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，包括冷媒进口腔室、缸套水进口腔室、冷媒出口腔室、缸套水出口腔室和芯子，其特征在于:
所述的冷媒进口腔室和缸套水出口腔室设置在所述芯子的底端；所述的缸套水进口腔室和冷媒出口腔室设置在所述芯子的顶端；
所述的芯子为高度大于长宽的狭长形的长方体结构，包括前端板、后端板以及置于所述前后端板之间交替叠置的冷媒侧通道和缸套水侧通道；相邻通道之间通过隔板隔断；
所述的冷媒侧通道包括冷媒通道翅片、沿高度方向设置的右侧长封条和左侧长封条、以及沿宽度方向设置的底端短封条和顶端短封条；所述的右侧长封条与底端短封条封闭连接，与顶端短封条之间设有一个与所述冷媒出口腔室联通的第一缺口 ；所述的左侧长封条与顶端短封条封闭连接，与底端短封条之间设有一个与所述冷媒进口腔室联通的第二缺Π ；
所述的缸套水侧通道包括缸套水通道翅片、沿高度方向设置的右侧长封条和左侧长封条、以及沿宽度方向设置的底端短封条和顶端短封条；所述的左侧长封条与底端短封条封闭连接，与顶端短封条之间设有一个与所述缸套水进口腔室联通的第三缺口 ；所述的右侧长封条与顶端短封条封闭连接，与底端短封条之间设有一个与所述缸套水出口腔室联通的第四缺口 ；
所述的各封条均采用铝质材料。
[0007]本发明选用密度较小的铝作为材料，选用较为紧凑的封条式作为蒸发沸腾器的结构。并且对蒸发器两侧强化传热翅片，根据工质流动传热工作特点，实行不同的强化传热方式。在强化传热的同时，并且最大可能降低工质的阻力。
[0008]本发明通过封条的错位布置，使流体形成对边流动。蒸发沸腾器竖直放置，缸套水从靠近上方的腔室进入，冷媒从靠近下方的腔室进去，形成逆流布置。芯子外观为狭长型结构，可加长冷媒的流程，冷媒在流动的过程中不断的吸热蒸发汽化，可使热交换更为充分。
[0009]根据本发明，所述的缸套水通道翅片选用峰距较大的锯齿型翅片或者是平直翅片，以提高水侧传热系数，并且尽最大可能降低水侧阻力。
[0010]根据本发明，所述的冷媒通道翅片选用强化传热翅片，如锯齿型翅片，平直孔型翅片等具有强化传热特点翅片，以提高冷媒侧传热系数。
[0011]所述的冷媒侧通道的右侧长封条和底端短封条可以为分别独立的元件，也可以是一体式的“L”形构件；所述冷媒侧通道的左侧长封条和顶端短封条可以为分别独立的元件，也可以是一体式的“L”形构件。
[0012]同理，所述的缸套水侧通道的右侧长封条和顶端短封条可以为分别独立的元件，也可以是一体式的“L”形构件；所述缸套水侧通道的左侧长封条和底端短封条可以为分别独立的元件，也可以是一体式的“L”形构件。
[0013]作为本发明的改进，位于同一端两个腔室之间留有一定的间隙，保证有足够的焊接空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器的结构示意图。
[0015]图2是冷媒侧通道的结构示意图。
[0016]图3是缸套水侧通道的结构示意图。
[0017]图4是两层相邻通的局部结构示意图。
[0018]图5是锯齿型翅片的结构示意图。
[0019]图6是平直翅片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]参照图1，本发明的一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，包括冷媒进口腔室1、缸套水进口腔室2、冷媒出口腔室3、缸套水出口腔室4和芯子5。
[0021]所述的冷媒进口腔室I和缸套水出口腔室4设置在所述芯子5的底端；所述的缸套水进口腔室2和冷媒出口腔室3设置在所述芯子5的顶端。
[0022]所述的芯子5为高度大于长宽的狭长形的长方体结构，包括前端板13、后端板14以及置于所述前后端板13、14之间交替叠置的冷媒侧通道和缸套水侧通道；相邻通道之间通过隔板12隔断。
[0023]蒸发器竖直放置，缸套水7从靠近芯子上端的缸套水进口腔室2进入，冷媒6从靠近芯子下端的冷媒进口腔室I进入，形成逆流布置。
[0024]参照图2，所述的冷媒侧通道包括冷媒通道翅片9、沿高度方向设置的右侧长封条15和左侧长封条8、以及沿宽度方向设置的底端短封条16和顶端短封条17 ;所述的右侧长封条15与底端短封条16封闭连接，与顶端短封条17之间设有一个与所述冷媒出口腔室3联通的第一缺口 22 ;所述的左侧长封条8与顶端短封条17封闭连接，与底端短封条16之间设有一个与所述冷媒进口腔室I联通的第二缺口 21。所述的二个缺口分别是冷媒的进出口，且呈对角线方向布置。
[0025]为保证传热效果，所述的冷媒通道翅片9选用距较小的锯齿型翅片。
[0026]所述的冷媒侧通道的右侧长封条15和底端短封条16可以是分别独立的元件，也可以是一体式的“L”形构件；所述冷媒侧通道的左侧长封条8和顶端短封条17可以是分别独立的元件，也可以是一体式的“L”形构件。
[0027]参照图3，所述的缸套水侧通道包括缸套水通道翅片9、沿高度方向设置的右侧长封条18和左侧长封条10、以及沿宽度方向设置的底端短封条19和顶端短封条20 ;所述的左侧长封条10与底端短封条19封闭连接，与顶端短封条20之间设有一个与所述缸套水进口腔室2联通的第三缺口 24 ;所述的右侧长封条18与顶端短封条20封闭连接，与底端短封条19之间设有一个与所述缸套水出口腔室4联通的第四缺口 23。所述的二个缺口分别是缸套水的进出口，且呈对角线方向，并与冷媒侧通道的冷媒的进出口交错布置。
[0028]一般情况下，缸套水的流量相对于冷媒的流量大很多，因此缸套水侧的翅片11可以考虑选用峰距较大的锯齿型翅片，甚至是平直翅片。
[0029]同冷媒侧一样，所述的缸套水侧通道的右侧长封条18和顶端短封条20为分别独立的元件，或为一体式的“L”形构件；所述缸套水侧通道的左侧长封条10和底端短封条19为分别独立的元件，或为一体式的“L”形构件。
[0030]所述的各封条均采用铝质材料。为提高产品的耐腐蚀性，铝材的牌号可以选用“7873”。
[0031]位于同一端两个腔室之间(如冷媒进口腔室I和缸套水出口腔室4之间，缸套水进口腔室2和冷媒出口腔室3之间)留有一定的间隙，保证有足够的焊接空间。
[0032]附图4显示的是两层相邻通道的局部结构视图，相邻的通道之间由隔板12分隔开。
[0033]应该理解到的是:上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，包括冷媒进口腔室(I)、缸套水进口腔室(2 )、冷媒出口腔室(3 )、缸套水出口腔室(4 )和芯子(5 )，其特征在于: 所述的冷媒进口腔室(I)和缸套水出口腔室(4)设置在所述芯子(5)的底端；所述的缸套水进口腔室(2)和冷媒出口腔室(3)设置在所述芯子(5)的顶端； 所述的芯子(5)为高度大于长宽的狭长形的长方体结构，包括前端板(13)、后端板(14)以及置于所述前后端板(13、14)之间交替叠置的冷媒侧通道和缸套水侧通道；相邻通道之间通过隔板(12)隔断； 所述的冷媒侧通道包括冷媒通道翅片(9)、沿高度方向设置的右侧长封条(15)和左侧长封条(8)、以及沿宽度方向设置的底端短封条(16)和顶端短封条(17);所述的右侧长封条(15)与底端短封条(16)封闭连接，与顶端短封条(17)之间设有一个与所述冷媒出口腔室(3)联通的第一缺口(22);所述的左侧长封条(8)与顶端短封条(17)封闭连接，与底端短封条(16)之间设有一个与所述冷媒进口腔室(I)联通的第二缺口(21); 所述的缸套水侧通道包括缸套水通道翅片(9)、沿高度方向设置的右侧长封条(18)和左侧长封条(10)、以及沿宽度方向设置的底端短封条(19)和顶端短封条(20);所述的左侧长封条(10)与底端短封条(19)封闭连接，与顶端短封条(20)之间设有一个与所述缸套水进口腔室(2 )联通的第三缺口( 24 );所述的右侧长封条(18 )与顶端短封条(20 )封闭连接，与底端短封条(19)之间设有一个与所述缸套水出口腔室(4)联通的第四缺口(23)； 所述的各封条均采用铝质材料。
2.如权利要求1所述的一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，其特征在于所述的缸套水通道翅片(9)选用锯齿型翅片或者是平直翅片。
3.如权利要求1所述的一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，其特征在于所述的冷媒通道翅片(9)选用锯齿型翅片或平直孔型翅片。
4.如权利要求1所述的一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，其特征在于在所述的冷媒侧通道的右侧长封条(15 )和底端短封条(16 )为分别独立的元件，或为一体式的“L”形构件；所述冷媒侧通道的左侧长封条(8)和顶端短封条(17)为分别独立的元件，或为一体式的“L”形构件。
5.如权利要求1所述的一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，其特征在于所述的缸套水侧通道的右侧长封条(18)和顶端短封条(20)为分别独立的元件，或为一体式的“L”形构件；所述缸套水侧通道的左侧长封条(10)和底端短封条(19)为分别独立的元件，或为一体式的“L”形构件。
6.如权利要求1-5任何一项所述的一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，其特征在于在所述的芯子(5)与所述的冷媒进口腔室(I)、缸套水进口腔室(2)、冷媒出口腔室(3 )和缸套水出口腔室(4 )之间采用氩弧焊连接。
7.如权利要求1所述的一种用于道路柴油机废热利用ORC系统的铝封条蒸发器，其特征在于在位于同一端的两个腔室之间留有焊接空间。
【文档编号】F28D9/00GK104154784SQ201410376829
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】董军启, 王建长, 王斌, 杨洪亮, 陈能舜, 张荣友 申请人:浙江银轮机械股份有限公司