一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器的制作方法

本实用新型属于新能源汽车热交换器技术领域，特指一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器。

背景技术：

随着机动车各种排放法规的实施，人们对机动车所产生NO_X(氮氧化物)、PM等污染物排放要求越来越严格。为了满足排放法规的要求，各种新能源汽车，比如混合动力车、纯电动车等越来越受重视。混合动力车装有电动机和传统的活塞式内燃机，一般只在刚启动阶段或者低速行驶时使用电驱动，而大部分时间还是靠传统的活塞式内燃机作为动力输出，因此在整个行驶过程中，其产生的NO_X(氮氧化物)、PM等污染物仍较高。纯电动汽车在整个行驶过程中只有电驱动，因此可以实现污染物的零排放。但是，目前纯电动汽车还存在一些局限性，比如充电时间长、续航里程短等。为此，一种用于增加纯电动汽车行驶里程的增程式电动车得以应用。

微型燃气轮机增程电动车，是在纯电动车的基础上增加一个高能量转换效率的微型燃气轮机，其在汽车行驶过程中为动力电池组充电，从而实现续航里程的增加。由于微型燃气轮机不直接参与动力输出，因此可以设定一直在高效率的条件下工作。该微型燃气轮机结构简单、燃烧充分，其尾气的排放非常干净，达到欧六的排放标准。利用微型燃气轮机作为增程式电动车的发电机动力源，可以在提高电动车续航力的同时，还可以有效降低污染物排放。

对于燃气轮机而言，设置回热器，提高燃气轮机增压空气温度，可以大幅度的提升其能量转换效率。回热器主要是利用燃气轮机自身排出的高温尾气加热从压气机过来的增压空气，然后再进入燃烧室内燃烧，从而提高燃油经济性的。因为燃气轮机回热器的两侧工作介质都是气体，且质量流量相近，为了获得更高的换热效率，其外形尺寸都非常庞大。而对于这种用于增程式电动车微型燃气轮机的回热器，更是面临空间尺寸的限制，迫切需要提高其结构紧凑度，使其适用于汽车的狭小空间。由于燃气轮机的排气压力较低，因此还要求所使用的回热器低压降。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高效紧凑、低压降的用于增程电动车微型燃气轮机的回热器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器，包括有罩壳，在罩壳内设置有换热芯子，在换热芯子通过位于其两端的空气罩壳形成一条增压空气通道，在增压空气通道的两端分别设置有增压空气进气口与增压空气出气口；在罩壳上还设置有高温尾气进气口与高温尾气出气口，换热芯子上形成有高温尾气通道，高温尾气进气口与高温尾气出气口通过高温尾气通道连通，高温尾气通道与增压空气通道为相互独立的通道。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述高温尾气通道与增压空气通道为逆流布置。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述换热芯子包括有若干个间隔设置的小芯子，小芯子的上、下两端分别固定在上主板与下主板上。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述小芯子包括有若干根间隔设置的管子，在每根管子内设置有锯齿型翅片，管子的两端分别固定在主板上。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述管子的两端还固定在副主板上。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述管子与管子之间设置有波纹型翅片。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述换热芯子的小芯子的上端与下端之间分别通过空气罩壳连通，使小芯子之间形成一条增压空气通道，在位于增压空气通道两端的小芯子外设置有增压空气罩壳，增压空气进气口与增压空气出气口位于相应的增压空气罩壳上，增压空气罩壳、空气罩壳均固设在上主板或下主板上。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述增压空气罩为变截面结构。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述罩壳包括有前侧板、后侧板、左挡板、右挡板，前侧板、后侧板、左挡板、右挡板均固定在上主板与下主板之间，在左挡板与右挡板上分别设置有尾气罩，高温尾气进气口与高温尾气出气口位于相应的尾气罩上。

在上述的一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器中，所述尾气罩为变截面结构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型采用高效紧凑、低阻力的结构，在耐高温的工况下，实现换热器热效率的提升和空间体积的减小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的爆炸示意图。

图3是本实用新型的小芯子的爆炸示意图。

图4是本实用新型的上主板或下主板的示意图。

图5是本实用新型的小芯子的主板的示意图。

图6是本实用新型的小芯子的副主板的示意图。

图7是本实用新型图6的A部放大示意图。

图8是是本实用新型的锯齿型翅片的示意图。

图9是本实用新型的波纹型翅片的示意图。

图中，1、空气罩壳；2、增压空气进气口；3、增压空气出气口；4、高温尾气进气口；5、高温尾气出气口；6、小芯子；7、上主板；8、下主板；9、扁管；10、锯齿型翅片；11、主板；12、副主板；13、波纹型翅片；14、增压空气罩壳；15、前侧板；16、左挡板；17、右挡板；18、尾气罩；19、翻边；20、侧板。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图1-9，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

一种用于增程电动车微型燃气轮机的回热器，包括有罩壳，在罩壳内设置有换热芯子，在换热芯子通过位于其两端的空气罩壳1形成一条增压空气通道，在增压空气通道的两端分别设置有增压空气进气口2与增压空气出气口3；在罩壳上还设置有高温尾气进气口4与高温尾气出气口5，换热芯子上形成有高温尾气通道，高温尾气进气口4与高温尾气出气口5通过高温尾气通道连通，高温尾气通道与增压空气通道为相互独立的通道。也就是说增压空气走管内，为多流程，高温尾气走管外。

为了提高回热器的换热效率，所述高温尾气通道与增压空气通道为逆流布置。也就是说增压空气进气口2靠近高温尾气出气口5设置，增压空气出气口3靠近高温尾气进气口4设置。

具体地，所述换热芯子包括有若干个间隔设置的小芯子6，小芯子6的上、下两端分别固定在上主板7与下主板8上。由于上主板7与下主板需要承受多个小芯子6的重量，比如使用六个小芯子6，且要保证焊接后的平面度，因此需要选用较厚的板料，一般选用3-5mm，比如4mm。增压空气在管内走多流程，一个小芯子6即一个流程。

更具体地，所述小芯子6包括有若干根间隔设置的管子，不本实施例的管子采用扁管9，在每根扁管9内设置有锯齿型翅片10，为了降低产品的重量，一般主板10厚度设计的较薄，比如2mm。扁管9的两端分别固定在主板11上。扁管9内部塞有锯齿型翅片10，可以有效的增加管内空气的换热面积，且具有扰流、强化传热的作用。当然，扁管9内的锯齿型翅片10也可以用其他翅片进行替换；且扁管9也可以用其他形状的管子替换。

为了增加扁管9与主板11之间的接触面积，提高焊接可靠性，需要设置副主板12。因此，所述扁管9的两端还固定在副主板12上。

考虑到扁管9外部走的是高温尾气，其要求低压降，因此设计高温尾气具有较大的流通面积，且选用阻力系数相对较小的波纹型翅片13。因此，所述扁管9与扁管9之间设置有波纹型翅片13。位于两外侧的扁管9外设置有侧板20，在侧板20与相应的外侧扁管9之间也设置有波纹型翅片13。侧板20的两端固定在主板11上。当扁管9的厚度较厚时，则无需设置侧板20。当然，波纹型翅片13也可以用其他翅片替换。本实用新型的小芯子6为整体钎焊成型。

本实用新型所述的高温尾气通道由每个小芯子6的扁管9与扁管9之间波纹型翅片13及每个小芯子6与小芯子6之间的间隙组成。

本实用新型所述换热芯子的小芯子6的上端与下端之间分别通过空气罩壳1连通，使小芯子6之间形成一条增压空气通道，在位于增压空气通道两端的小芯子6外设置有增压空气罩壳14，增压空气进气口2与增压空气出气口3位于相应的增压空气罩壳14上，增压空气罩壳14、空气罩壳1均固设在上主板7或下主板8上。为了减小产品在尾气流动方向的尺寸，把增压空气罩壳14和空气罩壳1焊接在上主板7或下主板8翻边19的内侧面。

在实际使用过程中，可能相邻的两个小芯子6的上端或下端通过空气罩壳1连通，也可能是相邻的三个小芯子6的上端通过空气罩壳1连通，具体根据设计以及小芯子6的数量进行设定。连通后形成蛇形的通道。

为了能起到导流的作用，所述增压空气罩14为变截面结构。变截面结构为一漏斗状的结构。

另外，本实用新型所述罩壳包括有前侧板15、后侧板、左挡板16、右挡板17，前侧板15、后侧板、左挡板16、右挡板17均固定在上主板7与下主板8之间，在左挡板16与右挡板17上分别设置有尾气罩18，高温尾气进气口4与高温尾气出气口5位于相应的尾气罩18上。上主板7与下主板8在四边需要留有一定的距离，用于焊接前侧板15、后侧板、左挡板16、右挡板17。小芯子6、前侧板15、后侧板、左挡板16、右挡板17与大上主板7、下主板8之间的焊接采用氩弧焊。

同样地，所述尾气罩18为变截面结构，起到导流的作用，可以有效的减少尾气在进、出口处的局部阻力。变截面结构为一漏斗状的结构。

由于燃气轮机的尾气温度较高，一般高于600℃，且冷侧为增压空气，其被加热后的温度也将超过500℃，因此回热器需要选用耐高温的不锈钢材料。比如321不锈钢。

本实用新型的工作原理：

增压空气从增压空气进气口2进入，进入增压空气通道，高温尾气从高温尾气进气口4进入高温尾气通道，增压空气吸收高温尾气的温度，使增压空气的温度升高，高温尾气最后从高温尾气出气口5向外排出；且升温后的增压空气从增压空气出气口3排出，可以大幅度的提升燃气轮机的能量转换效率。在高温尾气的流动方向上，小芯子6的壁面温度依次降低。因为每个小芯子相互独立，因此可以有效地缓减各个小芯子6因温度不同而产生的热应力问题。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。