本專利涉及一種用于發(fā)動機(jī)廢熱回收的廢氣再循環(huán)蒸發(fā)器，屬于廢熱回收和熱交換器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

道路車輛排放法規(guī)愈發(fā)嚴(yán)格，對發(fā)動機(jī)油耗提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。而發(fā)動機(jī)能量利用效率低，將近60％的熱量以各種形式散失，其中以發(fā)動機(jī)排氣廢熱比重最大。由此，以朗肯循環(huán)為代表的廢熱回收技術(shù)成為降低車輛碳排放的重要手段之一。其通過冷媒吸收廢氣和再循環(huán)廢氣的熱量并通過膨脹機(jī)輸出有效功，間接提升發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和降低co2的排放。

發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)蒸發(fā)器中，冷媒工質(zhì)降低再循環(huán)廢氣溫度的同時(如傳統(tǒng)egr冷卻器)，吸收廢氣熱量，實現(xiàn)廢熱的轉(zhuǎn)化和利用。熱交換過程中，如果出現(xiàn)產(chǎn)品失效，導(dǎo)致冷媒泄漏到再循環(huán)廢氣中，并隨之進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)燃燒；燃燒過程中，冷媒(如r245fa等)會因高溫裂解并與空氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氰氟酸等劇毒性物質(zhì)排入大氣，嚴(yán)重破壞和污染大氣；避免該問題是設(shè)計發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)蒸發(fā)器的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)的蒸發(fā)器，通過扁平管雙層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的間隙檢測廢氣與冷媒是否泄漏，從而避免一旦發(fā)生產(chǎn)品失效問題，冷媒泄漏到再循環(huán)廢氣中。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種用于發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)的蒸發(fā)器，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)芯子，芯子包括間隔排列的扁平管，芯子兩端固定有主板，扁平管內(nèi)部形成廢氣通道，扁平管之間形成冷媒通道，廢氣通道和冷媒通道相互隔離；殼體上設(shè)有連通冷媒通道的冷媒入口接頭和冷媒出口接頭，殼體兩端設(shè)有連通廢氣通道的廢氣進(jìn)氣室接口和廢氣出氣室接口，所述扁平管為雙層結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層管和外層管，內(nèi)層管和外層管之間具有間隙并形成檢測通道，所述主板上設(shè)有連通檢測通道的檢測接頭。

優(yōu)選的，所述扁平管內(nèi)置有紊流片。

優(yōu)選的，所述扁平管之間設(shè)有翅片。

優(yōu)選的，所述廢氣通道的進(jìn)氣口處增設(shè)有隔熱板，隔熱板位于主板內(nèi)側(cè)。

優(yōu)選的，所述扁平管的進(jìn)氣口固定有襯管，襯管尾部與扁平管內(nèi)壁或者紊流片固定，前端與扁平管留有間隙。

優(yōu)選的，所述主板包括主板一、主板二和副主板，副主板位于最內(nèi)側(cè)并用于隔離相鄰扁平管，主板一向外延伸用于連接進(jìn)氣室；主板二位于主板一和副主板之間，主板二與外層管固定，主板一與內(nèi)層管固定，主板一與主板二之間形成主板間隙，主板間隙與內(nèi)層管和外層管之間的間隙連通，所述檢測接頭與主板間隙連通。

優(yōu)選的，所述冷媒通道中部設(shè)有隔板或法蘭盤，并將冷媒通道分隔成具有獨(dú)立空間的預(yù)熱區(qū)和蒸發(fā)過熱區(qū)，蒸發(fā)過熱區(qū)位于廢氣入口側(cè)，預(yù)熱區(qū)位于廢氣出口側(cè)，蒸發(fā)過熱區(qū)中冷媒與廢氣的流向呈順流布置，預(yù)熱區(qū)與廢氣的流向呈逆流布置。

優(yōu)選的，所述蒸發(fā)過熱區(qū)在冷媒入口附近設(shè)有折流板，折流板垂直冷媒流動方向，并且相互之間間隔錯位分布。

優(yōu)選的，所述廢氣進(jìn)氣室接口包括進(jìn)氣法蘭、波紋管、隔熱管、進(jìn)氣室，波紋管套設(shè)在隔熱管上，進(jìn)氣法蘭設(shè)置在隔熱管一端，進(jìn)氣室設(shè)置在隔熱管另一端，波紋管與進(jìn)氣法蘭焊接，另一端自由膨脹。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是：

1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式上采用板翅式熱交換器結(jié)構(gòu)，通過主板和扁平管將廢氣和冷媒工質(zhì)隔離開來。循環(huán)廢氣作為熱源在扁平管內(nèi)部流動，冷媒在扁平管外部流動吸收能量。扁平管采用雙層管技術(shù)主要是在為避免產(chǎn)品在極端情況下失效或壽命期內(nèi)失效而導(dǎo)致冷媒進(jìn)入發(fā)動機(jī)循環(huán)廢氣中；利用檢測通道判斷是否產(chǎn)生泄漏，一旦泄漏停用并及時更換產(chǎn)品。

2、為提高廢氣側(cè)和冷媒側(cè)傳熱，本專利采用板翅式結(jié)構(gòu)形式，分別在扁平管之間置入翅片，以提高兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和增強(qiáng)傳熱面積。

3、為保護(hù)本專利描述蒸發(fā)器廢氣進(jìn)口端處，主板與扁平管釬焊點(diǎn)因高溫而產(chǎn)生熱變形或大熱應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)品失效，本專利主要從三方面降低主板一和內(nèi)扁平管之間的連接處的溫度和熱應(yīng)力：主板一與主板二間置入高密翅片等加強(qiáng)換熱的金屬結(jié)構(gòu)、扁平管內(nèi)置襯管、增加隔熱板等。

4、在冷媒工質(zhì)側(cè)，用中間隔板或法蘭將區(qū)域分成預(yù)熱區(qū)和蒸發(fā)過熱區(qū)。冷媒與廢氣蒸發(fā)過熱區(qū)域呈順流布置，預(yù)熱區(qū)呈逆流布置。在中間隔板兩側(cè)分別留有冷媒流動腔室所需要的空間，提高冷媒分布流動均勻性。

5、為進(jìn)一步減少循環(huán)廢氣側(cè)因高溫受熱變形，在廢氣側(cè)進(jìn)口處連接的波紋管，一端與進(jìn)口法蘭焊接，另一端自由膨脹，避免波紋管與高溫廢氣直接接觸而產(chǎn)生疲勞破壞。

附圖說明

圖1是本發(fā)明扁平管的雙層結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明芯子的結(jié)構(gòu)圖及局部詳解圖；

圖3是本發(fā)明法蘭連接芯子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明蒸發(fā)器廢氣及冷媒的流向圖；

圖5是本發(fā)明蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖6是本發(fā)明廢氣進(jìn)氣室接口的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1、扁平管；1a、外層管；1b、內(nèi)層管；2、檢測通道；3、主板一；4、主板二、5、副主板；6、翅片；7、隔熱板；8、襯管；9、紊流片；10、折流板；11、隔板；12、檢測接頭；13、法蘭盤；14、墊片；15、進(jìn)氣法蘭；16、波紋管；17、進(jìn)氣室；18、殼體；19、冷媒出口接頭；20、冷媒入口接頭；21、廢氣進(jìn)氣室接口；22、廢氣出氣室接口；23、翅片；24、出氣室；25、出氣法蘭；26、隔熱管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1-6：

一種用于發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)的蒸發(fā)器，結(jié)合圖4和圖5，包括殼體18，殼體18內(nèi)設(shè)芯子，芯子包括間隔排列的扁平管1，芯子兩端固定有主板，扁平管1內(nèi)部形成廢氣通道，扁平管1之間形成冷媒通道，廢氣通道和冷媒通道由主板和扁平管1相互隔離；殼體18上設(shè)有連通冷媒通道的冷媒入口接頭20和冷媒出口接頭19，殼體18兩端設(shè)有連通廢氣通道的廢氣進(jìn)氣室接口21和廢氣出氣室接口22；如圖1所示，所述扁平管1為雙層結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層管1b和外層管1a，內(nèi)層管1b和外層管1a之間具有間隙并形成檢測通道2,，圖中外層管1a和內(nèi)層管1b的圓角處保證一定間隙避免釬焊，保證檢測通道2呈流通狀態(tài)；結(jié)合圖3，所述主板上設(shè)有連通檢測通道2的檢測接頭12。

具體看圖2和圖3，所述主板包括主板一3、主板二4和副主板5，副主板5位于最內(nèi)側(cè)并用于隔離相鄰扁平管1，主板一3向外延伸用于連接進(jìn)氣室17；主板二4位于主板一3和副主板5之間，主板二4與外層管1a固定，主板一3與內(nèi)層管1b固定，主板一3與主板二4之間形成主板間隙，主板間隙內(nèi)設(shè)置翅片6，主板間隙與內(nèi)層管1b和外層管1a之間的間隙連通，所述檢測接頭12設(shè)置在主板二4上，并與主板間隙連通。

其中，冷媒通道中部設(shè)有隔板11(圖2)或法蘭盤13(圖3)，并將冷媒通道分隔成具有獨(dú)立空間的預(yù)熱區(qū)和蒸發(fā)過熱區(qū)(如圖4所示)，蒸發(fā)過熱區(qū)位于廢氣入口側(cè)，預(yù)熱區(qū)位于廢氣出口側(cè)，蒸發(fā)過熱區(qū)中冷媒與廢氣的流向呈順流布置，預(yù)熱區(qū)與廢氣的流向呈逆流布置。采用法蘭盤13結(jié)構(gòu)則芯子分為兩個，通過法蘭盤13、墊片14及螺栓組件連接，其余結(jié)構(gòu)與隔板11結(jié)構(gòu)類似。

具體看圖2，所述扁平管1內(nèi)置有紊流片9；所述扁平管1之間設(shè)有翅片23。扁平管1的進(jìn)氣口固定有襯管8，襯管8尾部與扁平管1內(nèi)壁或者紊流片9固定，前端與扁平管1留有間隙。所述廢氣通道的進(jìn)氣口處增設(shè)有隔熱板7，隔熱板7位于主板內(nèi)側(cè)。

如圖5所示，所述蒸發(fā)過熱區(qū)在冷媒入口附近設(shè)有折流板10，折流板10垂直冷媒流動方向，并且相互之間間隔錯位分布。

如圖6所示，所述廢氣進(jìn)氣室17接口包括進(jìn)氣法蘭15、波紋管16、隔熱管26、進(jìn)氣室17，波紋管16套設(shè)在隔熱管26上，進(jìn)氣法蘭15設(shè)置在隔熱管26一端，進(jìn)氣室17設(shè)置在隔熱管26另一端，波紋管16與進(jìn)氣法蘭15焊接，另一端自由膨脹。

上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非依此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故：凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。