一種用于微型燃?xì)廨啓C(jī)的高效低成本管式回?zé)崞鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公布了一種微型燃?xì)廨啓C(jī)管式回?zé)崞?，回?zé)崞鲹Q熱管安裝孔在端板上按照漸開線形式布置，能增加回?zé)峁艿陌惭b數(shù)量，提高回?zé)嵝?；任意相鄰的兩行和兩列組成的4個(gè)換熱管為一個(gè)換熱單元，每個(gè)換熱單元相鄰換熱管的螺旋管為異名繞向，對(duì)角線方向的螺旋管為同名繞向，提高了回?zé)崞鞯木o湊度；換熱管通過壓板擠壓錐頭，實(shí)現(xiàn)與端板的密封；換熱盒由下端板包絡(luò)上端板，通過直接壓裝方式實(shí)現(xiàn)換熱盒的密封和安裝。與傳統(tǒng)管式回?zé)崞飨啾?，本發(fā)明的管式回?zé)崞魍ㄟ^結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，提高了回?zé)嵝屎途o湊度，在密封和安裝上不需要焊接，降低了生產(chǎn)成本，提高了單個(gè)部件的靈活度，可維修性好。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，回?zé)嵝Ч茫a(chǎn)成本低等突出優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種用于微型燃?xì)廨啓C(jī)的高效低成本管式回?zé)崞?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的管式回?zé)崞?，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于微型燃?xì)廨啓C(jī)的高效低成本管式回?zé)崞鳌?br> 技術(shù)背景
[0002]微型燃?xì)廨啓C(jī)是一類新近發(fā)展起來的小型熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，它廣泛應(yīng)用于分布式供電、熱電聯(lián)供、備用電源等。具有尺寸小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、多燃料、低噪聲、低排放、低振動(dòng)、低維修率等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]微型燃?xì)廨啓C(jī)是一種開放的持續(xù)噴油燃燒系統(tǒng)。早期的微型燃?xì)廨啓C(jī)最高熱效率只有17%左右，極大地影響了微型燃?xì)廨啓C(jī)的使用和普及；近幾年研究和開發(fā)的微型燃?xì)廨啓C(jī)熱效率達(dá)到26%?30%，其關(guān)鍵技術(shù)就是采用了高效回?zé)崞鳌?br> [0004]在回?zé)崞髦?，來自微型燃?xì)廨啓C(jī)渦輪的高溫燃?xì)馀c流經(jīng)回?zé)崞鞯母邏嚎諝膺M(jìn)行熱交換，熱量由高溫燃?xì)饬飨蚋邏嚎諝?，從而提高了進(jìn)入燃燒室的高壓空氣焓值，不僅節(jié)省燃料，而且能夠提高微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率。
[0005]目前的微型燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞髦饕晒苁?、板翅式和主表面式。管式回?zé)崞鞯膿Q熱面為圓管狀，采用焊接、熔焊等方式密封，冷熱端采用交叉逆流流型，回?zé)嵝市∮?5%，緊湊度低；板翅式回?zé)崞鞯膿Q熱面為錯(cuò)列的翅形成的二次面，通過焊接的方式密封，冷熱端采用逆流流型，回?zé)嵝蚀笥?0%，緊湊度高；主表面式回?zé)崞鞯膿Q熱面為成型的板，采用熔接的方式密封，冷熱端采用逆流流型，回?zé)嵝蚀笥?0%，緊湊度高。與板翅式和主表面式回?zé)崞飨啾?，管式回?zé)崞骶哂泄ぷ鲏毫Υ螅ぷ鳒囟雀?，在通道堵塞時(shí)能進(jìn)行介質(zhì)換熱等優(yōu)點(diǎn)，考慮到微型燃?xì)廨啓C(jī)的工作條件，使用管式回?zé)崞鞲舆m合。但是，目前管式回?zé)崞鞔嬖诨責(zé)嵝势?，緊湊度不高等缺點(diǎn)，而且對(duì)于微型燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞髌毡榇嬖谟捎诓考叽缧?、回?zé)峁苈范?，使用焊接等方式工作量大，難度和成本高等問題。同時(shí)，對(duì)于眾多的回?zé)峁苈?，焊接使部件之間永久性連接，當(dāng)一處發(fā)生故障時(shí)，替換或維修非常不方便，可維修性低。此外，密集的焊接工作對(duì)部件造成的熱變形和熱應(yīng)力，影響部件結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性和使用壽命。因此需要一種管式回?zé)崞?，它能夠在提高緊湊度和回?zé)嵝实耐瑫r(shí)，具有維修方便，密封、安裝便捷以及較低的生產(chǎn)和維護(hù)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有管式回?zé)崞骶o湊度低和回?zé)嵝实偷葐栴}，并提供一種簡(jiǎn)單便捷的密封和安裝方法，增加管式回?zé)崞鞯目删S修性，降低成本。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種微型燃?xì)廨啓C(jī)管式回?zé)崞?，回?zé)崞靼〒Q熱管(4)、換熱單元(18)、壓板(7)、錐頭(5)、上端板(I)、下端板(8)、熱氣盒(9)、冷氣盒(10)等組成。其中，換熱單元(18)是由任意相鄰的兩行和兩列換熱管相交得到的4個(gè)換熱管(4)組成，換熱管(4)上的主要換熱段為螺旋管(14)，換熱盒包括熱氣盒(9)和冷氣盒(10)，分別由其對(duì)應(yīng)的上端板(I)與下端板(8)壓裝而成。其特征在于:所述換熱管安裝孔(2)按照漸開線(3)形式布置，保證在上端板(I)有限面積上盡可能多的布置距離相等的換熱管(4)，從而提高回?zé)崞鞯幕責(zé)嵝?。所述換熱管(4)上的螺旋管(14)直徑與節(jié)距相等，所述換熱單元(18)相鄰換熱管(4)的螺旋線為異名繞向，對(duì)角線方向上的螺旋線為同名繞向，使相鄰換熱管的螺旋管(14)可以相互嵌套，縮短了換熱管(4)之間的間距，提高了回?zé)崞鞯木o湊度。所述換熱管
(4)通過壓板(7)擰緊螺栓￠)固定，并使壓板(7)擠壓錐頭(5)，產(chǎn)生的軸向上的分力通過上端板密封面(15)和壓板密封面(17)實(shí)現(xiàn)錐頭(5)與端板和壓板的密封，產(chǎn)生的徑向上的分力通過換熱管密封面(16)實(shí)現(xiàn)換熱管(4)與錐頭(5)的密封。所述熱氣盒(9)通過對(duì)應(yīng)的上端板(I)和下端板(8)直接壓裝，實(shí)現(xiàn)密封和安裝，所述冷氣盒(10)的密封和安裝方法與所述熱氣盒(9)方法類似。通過所述換熱管(4)和換熱盒的密封及安裝方法，避免了焊接工作，在提高了生產(chǎn)效率，降低了工藝成本的同時(shí)，由于采用非焊接連接方式，增大了單個(gè)部件的靈活性，對(duì)故障部件可方便的實(shí)施單個(gè)替換，降低了維護(hù)成本和維修難度，并避免了密集的焊接工作對(duì)部件造成的熱變形和熱應(yīng)力對(duì)部件準(zhǔn)確性和使用壽命的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的換熱管安裝孔布置示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明的回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明的回?zé)崞鲹Q熱管封裝結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖4是本發(fā)明的回?zé)崞鞴ぷ髟硎疽鈭D。
[0013]圖面說明:
[0014]I上端板，2換熱管安裝孔，3漸開線，4換熱管，5錐頭，6螺栓，7壓板，8下端板9熱氣盒，10冷氣盒，11燃?xì)膺M(jìn)口，12燃?xì)獬隹冢?3外殼，14螺旋管，15上端板密封面，16換熱管密封面，17壓板密封面，18換熱單元。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]參見圖1、圖2、圖3，圖4，本發(fā)明主要由換熱管(4)，換熱單元(18)，壓板(7)，錐頭(5)，上端板(1)，下端板(8)，熱氣盒(9)，冷氣盒(10)等部件組成。換熱管的布置方式如圖1所示，換熱管安裝孔(2)按照漸開線(3)形式布置，保證在上端板(I)有限面積上盡可能多的布置距離相等的換熱管(4)，提高管式回?zé)崞鞯幕責(zé)嵝?。回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，對(duì)于熱氣盒(9) 一側(cè)的結(jié)構(gòu)描述如下:換熱管(4)上的螺旋管(14)直徑與節(jié)距相等，換熱單元(18)相鄰換熱管(4)的螺旋線為異名繞向，對(duì)角線方向上的螺旋線為同名繞向，使相鄰兩個(gè)換熱管上的螺旋管(14)可以相互嵌套，以縮短換熱管(4)之間的間距，提高管式回?zé)崞鞯木o湊度。回?zé)崞鲹Q熱管的密封如圖2，3所示，換熱管(4)通過壓板(7)擰緊螺栓(6)固定，同時(shí)壓板(7)擠壓錐頭(5)，產(chǎn)生的軸向上的分力通過上端板密封面(15)和壓板密封面(17)實(shí)現(xiàn)錐頭(5)與端板和壓板的密封，產(chǎn)生的徑向上的分力通過換熱管密封面(16)實(shí)現(xiàn)換熱管(4)與錐頭(5)的密封。熱氣盒(9)由上端板(I)和下端板(8)通過壓裝直接形成，工藝簡(jiǎn)單，成本較低。對(duì)于冷氣盒(10) —側(cè)與換熱管(4)的密封及冷氣盒(10)的安裝方法與上述熱氣盒(9) 一側(cè)類似。本發(fā)明的管式回?zé)崞鞴ぷ鬟^程如圖3所示，微型燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫尾氣通過燃?xì)膺M(jìn)口(11)進(jìn)入回?zé)崞?，并從換熱管(4)外側(cè)流過，由燃?xì)獬隹?12)排出，外界空氣通過壓氣機(jī)增壓后進(jìn)入回?zé)崞骼錃夂?10)，經(jīng)過眾多換熱管(4)與外側(cè)高溫燃?xì)獍l(fā)生熱交換，溫度升高，流經(jīng)熱氣盒(9)再進(jìn)入燃燒室。在回?zé)崞髦校捎跓峤粨Q使進(jìn)入燃燒室的空氣焓值增大，從而減小了燃料消耗量，提高了熱效率。
【權(quán)利要求】
1.一種微型燃?xì)廨啓C(jī)管式回?zé)崞?，以任意相鄰的兩行和兩列交叉?個(gè)換熱管(4)為一個(gè)換熱單元(18)。其特征在于:所述上端板(I)的換熱管安裝孔(2)按照漸開線(3)形式布置，在充分利用上端板(I)面積的同時(shí)，保證了所述換熱管(4)兩兩之間等距排列，所述換熱單元(18)相鄰換熱管(4)的螺旋線為異名繞向，對(duì)角線方向上的螺旋線為同名繞向，縮短了換熱管之間的間距，所述壓板(7)通過螺栓(6)定位，并擠壓錐頭(5)實(shí)現(xiàn)換熱管(4)與上端板(I)的密封，所述換熱盒(9)是由所述上端板(I)包絡(luò)下端板(8)，通過直接壓裝方式實(shí)現(xiàn)換熱盒(9)的密封和安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述管式回?zé)崞?，其特征在?所述回?zé)釂卧?18)為任意相鄰的兩行和兩列相交得到的4個(gè)回?zé)峁堍取?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞鳎涮卣髟谟?所述換熱管(4)在安裝時(shí)按照漸開線⑶形式布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞鳎涮卣髟谟?所述任意兩個(gè)相鄰的換熱管(4)之間距離相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞鳎涮卣髟谟?所述回?zé)釂卧?18)相鄰換熱管上的螺旋管為異名繞向，對(duì)角線方向上的為同名繞向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞?，其特征在?所述換熱管(4)上的螺旋管(14)直徑和節(jié)距相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞鳎涮卣髟谟?所述換熱管(4)與所述上端板(I)的密封通過所述壓板(7)經(jīng)過所述螺栓(6)擠壓所述錐頭(5)的方式實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞?，其特征在?所述上端板(I)與所述下端板(8)通過直接壓裝實(shí)現(xiàn)所述換熱盒(9)安裝和密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞?，其特征在?所述換熱盒熱氣盒(9)一側(cè)與冷氣盒(10) —側(cè)的換熱管(4)密封方法類似。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述管式回?zé)崞?，其特征在?所述換熱盒熱氣盒(9)與冷氣盒(10)的密封和安裝方法類似。
【文檔編號(hào)】F02C7/10GK104329964SQ201410454361
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】姬芬竹, 谷可帥, 逯盤輝 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)