用于道路柴油機(jī)廢熱利用orc系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?，包括液態(tài)冷媒出口腔室、氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室、液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室、氣態(tài)冷媒出口腔室和芯子，所述的芯子包括頂板、底板、氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道；所述的氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道由封條、翅片和隔板層層疊加交替構(gòu)成。本發(fā)明通過封條的特殊布置，使流體形成逆流，增強(qiáng)換熱效果。由于本發(fā)明產(chǎn)品使用鋁作為材料，且采用高效的封條式結(jié)構(gòu)，可以滿足道路移動(dòng)式ORC系統(tǒng)對換熱器質(zhì)量輕且結(jié)構(gòu)緊湊的要求。
【專利說明】用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及了柴油機(jī)ORC系統(tǒng)廢熱回收利用領(lǐng)域，尤其是涉及道路柴油機(jī)廢熱回收ORC系統(tǒng)中的一種鋁封條式回?zé)崞鳌?br>
【背景技術(shù)】
[0002]在過去10?20年，發(fā)動(dòng)機(jī)的各種技術(shù)進(jìn)步僅僅圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)排放而開展的，如典型的EGR技術(shù)，SCR技術(shù)等。這些技術(shù)的使用，并沒有明顯的提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性，如柴油機(jī)效率在過去很長一段時(shí)間內(nèi)，一直徘徊在40?45%的水平。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的各個(gè)階段實(shí)施和能源短缺的日益嚴(yán)峻，在排放問題基本解決后，以有機(jī)郎肯循環(huán)ORC為原理的廢熱利用WHR技術(shù)將成為發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的節(jié)能技術(shù)，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。利用ORC系統(tǒng)來回收發(fā)動(dòng)機(jī)的各種形式廢熱，如發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣，發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水等熱量。
[0003]對于道路車輛柴油機(jī)廢熱回收ORC系統(tǒng)中的各個(gè)零部件的輕量化，高效緊湊是整個(gè)ORC系統(tǒng)能否成功開發(fā)和推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。ORC系統(tǒng)中的回?zé)崞骺梢岳门蛎洐C(jī)出口氣態(tài)冷媒的部分熱量來加熱冷媒泵出口的液態(tài)冷媒，在常規(guī)工業(yè)廢熱或陸地柴油機(jī)ORC系統(tǒng)中的回?zé)崞饕话氵x用管殼式換熱器。但由于管殼式換熱器外形體積較大，且質(zhì)量較重，因此不太適合用于道路柴油機(jī)廢熱利用的ORC系統(tǒng)中。
[0004]針對上述現(xiàn)狀，如果能制造出一種結(jié)構(gòu)緊湊，且質(zhì)量較輕的回?zé)崞?，將大大推?dòng)ORC系統(tǒng)在道路柴油機(jī)廢熱回收領(lǐng)域的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提出一種用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)中的回?zé)崞鳎纫獫M足結(jié)構(gòu)緊湊，又要實(shí)現(xiàn)重量輕的要求。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?，包括液態(tài)冷媒出口腔室、氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室、液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室、氣態(tài)冷媒出口腔室和芯子，其特征在于:
所述的氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室和氣態(tài)冷媒出口腔室分別置于所述芯子的兩端；所述的液態(tài)冷媒出口腔室置于所述芯子的一側(cè)，并靠近所述氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室的一端；所述的液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室置于所述芯子的另一側(cè)，并靠近所述氣態(tài)冷媒出口腔室的一端；
所述的芯子為長方體結(jié)構(gòu)，并以氣態(tài)冷媒流動(dòng)方向作為長度方向，包括頂板、底板以及置于所述頂板和底板之間交替疊置的氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道；相鄰氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道之間通過隔板隔斷；所述的氣態(tài)冷媒通道包括氣態(tài)冷媒通道翅片和兩側(cè)的長封條，所述的氣態(tài)冷媒通道的兩端分別與所述的氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室和氣態(tài)冷媒出口腔室聯(lián)通；所述的液態(tài)冷媒通道包括液態(tài)冷媒通道翅片、兩側(cè)的第一長封條和第二長封條、以及兩端的第一短封條和第二短封條，所述的第一長封條與第一短封條封閉連接，與第二短封條之間設(shè)有一個(gè)與所述的液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室聯(lián)通的第一缺口 ；所述的第二長封條與第二短封條封閉連接，與第一短封條之間設(shè)有一個(gè)與所述的液態(tài)冷媒出口腔室聯(lián)通的第二缺口 ；所述的各封條均采用鋁質(zhì)材料。
[0007]本發(fā)明采用鋁封條式換熱器作為道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)中的回?zé)崞?，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊且重量較輕。本發(fā)明的另一個(gè)重要特點(diǎn)是:芯子為長方體結(jié)構(gòu)，并以氣態(tài)冷媒流動(dòng)方向作為長度方向，可有效地加長氣態(tài)冷媒的流程；同時(shí)，通過封條的特殊布置，使流體形成逆流，使熱交換更為充分，大大增強(qiáng)了換熱效果。當(dāng)所述的芯子為狹長形長方體結(jié)構(gòu)時(shí)，上述優(yōu)點(diǎn)則更為明顯。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，所述的氣態(tài)冷媒通道翅片選用鋸齒型翅片或是高效百葉窗翅片。所述的液態(tài)冷媒通道翅片選用鋸齒型翅片。
[0009]作為本發(fā)明的改進(jìn)同，在所述的液態(tài)冷媒通道中設(shè)有至少一對與所述的第一長封條和第二長封條平行的中間長封條，所述的中間長封條與所述的第一短封條或第二短封條之間設(shè)有使液態(tài)冷媒形成迂回往復(fù)式多流程的缺口。上述結(jié)構(gòu)，可有效增強(qiáng)液態(tài)冷媒側(cè)換熱效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明芯子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是氣態(tài)冷媒通道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4是液態(tài)冷媒通道結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)是單流程，(b)是多流程。
[0014]圖5是兩層相鄰?fù)ǖ赖木植拷Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6是鋸齒型翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]參照圖1，本發(fā)明的用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?，包括液態(tài)冷媒出口腔室1、氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室2、液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室3、氣態(tài)冷媒出口腔室4和芯子5。
[0017]所述的氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室2和氣態(tài)冷媒出口腔室4分別置于所述芯子5的兩端；所述的液態(tài)冷媒出口腔室I置于所述芯子5的一側(cè)，并靠近所述氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室2的一端；所述的液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室3置于所述芯子5的另一側(cè)，并靠近所述氣態(tài)冷媒出口腔室4
的一端。
[0018]液態(tài)冷媒7從液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室3進(jìn)入芯子5，與氣態(tài)冷媒6進(jìn)行熱交換，吸收熱量后從態(tài)冷媒出口腔室I排出。氣態(tài)冷媒6從氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室2進(jìn)入芯子5，與液態(tài)冷媒7行熱交換，放出熱量后從氣態(tài)冷媒出口腔室4排出。液態(tài)冷媒7和氣態(tài)冷媒6通過外部管路和裝置聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。
[0019]參照圖2，所述的芯子5為狹長形長方體結(jié)構(gòu)，并以氣態(tài)冷媒流動(dòng)方向作為長度方向，包括頂板14、底板20以及置于所述頂板14和底板20之間交替疊置的氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道。相鄰氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道之間通過隔板13隔斷。
[0020]參照圖3，所述的氣態(tài)冷媒通道包括氣態(tài)冷媒通道翅片9和兩側(cè)的長封條8，所述的氣態(tài)冷媒通道的兩端分別與所述的氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室2和氣態(tài)冷媒出口腔室4聯(lián)通。所述的氣態(tài)冷媒通道翅片9選用鋸齒型翅片或是百葉窗翅片。
[0021]參照圖4 (a)，所述的液態(tài)冷媒通道包括液態(tài)冷媒通道翅片12、兩側(cè)的第一長封條10和第二長封條15、以及兩端的第一短封條11和第二短封條16，所述的第一長封條10與第一短封條11封閉連接，與第二短封條16之間設(shè)有一個(gè)與所述的液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室3聯(lián)通的第一缺口 18 ;所述的第二長封條15與第二短封條16封閉連接，與第一短封條11之間設(shè)有一個(gè)與所的液態(tài)冷媒出口腔室I聯(lián)通的第二缺口 19 ;所述的各封條均采用鋁質(zhì)材料。所述的液態(tài)冷媒通道翅片12選用鋸齒型翅片。
[0022]在本實(shí)施方式中，從液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室3流出的液態(tài)冷媒7，經(jīng)第一缺口 18進(jìn)入液態(tài)冷媒通道翅片12，單向通過液態(tài)冷媒通道翅片12后，從第二缺口 19流入態(tài)冷媒出口腔室I。因此液態(tài)冷媒7為單流程。
[0023]參照圖4 (b)，本實(shí)施方式是在圖4 (a)的基礎(chǔ)上的改進(jìn)。在所述的液態(tài)冷媒通道中設(shè)有一對與所述的第一長封條10和第二長封條15平行的中間長封條17、21。所述的中間長封條17與所述的第一短封條11之間設(shè)有缺口 22，所述的中間長封條21與所述的第二短封條16之間設(shè)有缺口 23。
[0024]液態(tài)冷媒7經(jīng)第一缺口 18進(jìn)入液態(tài)冷媒通道翅片12，正向通過液態(tài)冷媒通道翅片12后，從缺口 22折回反向通過液態(tài)冷媒通道翅片12，再從缺口 23再次折回正向通過液態(tài)冷媒通道翅片12，最后流入態(tài)冷媒出口腔室I。因此液態(tài)冷媒7在液態(tài)冷媒通道中形成迂回往復(fù)式多流程。
[0025]附圖5顯示的是相鄰兩層通道的局部結(jié)構(gòu)，層與層之間通過隔板13分隔開。
[0026]附圖6顯示的是鋸齒型翅片結(jié)構(gòu)。
[0027]應(yīng)該理解到的是:上述實(shí)施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?，包括液態(tài)冷媒出口腔室(I)、氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室(2)、液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室(3)、氣態(tài)冷媒出口腔室(4)和芯子(5)，其特征在于: 所述的氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室(2)和氣態(tài)冷媒出口腔室(4)分別置于所述芯子(5)的兩端；所述的液態(tài)冷媒出口腔室(I)置于所述芯子(5)的一側(cè)，并靠近所述氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室(2)的一端；所述的液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室(3)置于所述芯子(5)的另一側(cè)，并靠近所述氣態(tài)冷媒出口腔室(4)的一端； 所述的芯子(5)為長方體結(jié)構(gòu)，并以氣態(tài)冷媒流動(dòng)方向作為長度方向，包括頂板(14)、底板(20)以及置于所述頂板(14)和底板(20)之間交替疊置的氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道；相鄰氣態(tài)冷媒通道和液態(tài)冷媒通道之間通過隔板(13)隔斷；所述的氣態(tài)冷媒通道包括氣態(tài)冷媒通道翅片(9)和兩側(cè)的長封條(8)，所述的氣態(tài)冷媒通道的兩端分別與所述的氣態(tài)冷媒進(jìn)口腔室(2)和氣態(tài)冷媒出口腔室(4)聯(lián)通；所述的液態(tài)冷媒通道包括液態(tài)冷媒通道翅片(12)、兩側(cè)的第一長封條(10)和第二長封條(15)、以及兩端的第一短封條(11)和第二短封條(16)，所述的第一長封條(10)與第一短封條(11)封閉連接，與第二短封條(16)之間設(shè)有一個(gè)與所述的液態(tài)冷媒進(jìn)口腔室(3)聯(lián)通的第一缺口(18);所述的第二長封條(15)與第二短封條(16)封閉連接，與第一短封條(11)之間設(shè)有一個(gè)與所述的液態(tài)冷媒出口腔室(I)聯(lián)通的第二缺口( 19);所述的各封條均采用鋁質(zhì)材料。
2.如權(quán)利要求1所述的用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞鳎涮卣髟谟谒龅臍鈶B(tài)冷媒通道翅片(9)選用鋸齒型翅片或是百葉窗翅片。
3.如權(quán)利要求1所述的用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?，其特征在于所述的液態(tài)冷媒通道翅片(12)選用鋸齒型翅片。
4.如權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?，其特征在于在所述的液態(tài)冷媒通道中設(shè)有至少一對與所述的第一長封條(10)和第二長封條(15)平行的中間長封條(17、21)，所述的中間長封條(17、21)與所述的第一短封條(11)或第二短封條(16)之間設(shè)有使液態(tài)冷媒形成迂回往復(fù)式多流程的缺口。
5.如權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的用于道路柴油機(jī)廢熱利用ORC系統(tǒng)的鋁封條式回?zé)崞?，其特征在于在所述的芯?5)為狹長形長方體。
【文檔編號】F28D9/00GK104154785SQ201410376953
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】董軍啟, 王建長, 陳一中, 王斌, 高建新, 陳能舜, 張榮友 申請人:浙江銀輪機(jī)械股份有限公司