專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱制冷消音兩用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱制冷或空調(diào)并能同時(shí)減少內(nèi)燃機(jī)空氣動(dòng)力噪音的兩用裝置。
目前，以內(nèi)燃機(jī)為主的各種熱機(jī)在人類(lèi)生活中獲得了廣泛的應(yīng)用，但由于熱機(jī)效率的限制，各種熱機(jī)對(duì)熱能的利用都不充分，很大一部分熱能隨著廢氣而白白的排放掉，如何充分利用廢氣中的余熱是人們長(zhǎng)期以來(lái)期待解決的一個(gè)問(wèn)題。蘇聯(lián)專(zhuān)利(SU987311)、我國(guó)的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)(CN87205876)提出利用分子篩吸附制冷的裝置，但由于這類(lèi)裝置中制冷劑的循環(huán)是靠吸附劑的周期性吸附和脫附來(lái)推動(dòng)的，所以往往制冷也是間歇的。另外，作為吸附劑的沸石分子篩、活性碳等物質(zhì)的傳熱性能差，吸附、脫附周期長(zhǎng)，制冷裝置體積過(guò)大，使這類(lèi)裝置未能大量投入使用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種吸附及解吸周期短，傳熱效率高，體積小，既能制冷又可消音的兩用裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括吸附器、消音器、冷凝蒸發(fā)器、連接管路以及節(jié)流調(diào)壓裝置，其特征是吸附和消音器合為一體，吸附劑及固定網(wǎng)(2)、外殼(4)為吸附器消音器所共用，整個(gè)裝置共設(shè)有兩套吸附消音器(1、8)。吸附消器(1、8)采用平面層疊結(jié)構(gòu)，和圓柱單元組合結(jié)構(gòu)，吸附劑(2)均勻地分布在熱交換板(18)的內(nèi)側(cè)，用鐵網(wǎng)固定，圓柱單元結(jié)構(gòu)可采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式組合聯(lián)結(jié)。吸附消音器(1)由副消音室(5)、吸附器(19)、蜂窩狀通道(3)、主消音室(17)所組成。蜂窩狀通道(3)的壁為熱交換面，副消音室(5)的體積小于主消音室(17)，主消音室可制成穿孔板消音機(jī)構(gòu)或共振消音機(jī)構(gòu)或微孔消音機(jī)構(gòu)。副消音室(5)、蜂窩狀通道(26)、主消音室(17)所構(gòu)成氣流通道采用可增加氣流流通路徑長(zhǎng)度的隔板(39、42、43)分隔。兩個(gè)冷凝蒸發(fā)器(10、13)之間用聯(lián)通管(11)相連，連通管上裝有節(jié)流閥或毛細(xì)管(12)，在吸附器(19)內(nèi)設(shè)置蒸汽過(guò)濾網(wǎng)。冷凝蒸發(fā)器由冷凝蒸發(fā)器外殼(45)、空氣進(jìn)出口(20、21)及安裝在外殼內(nèi)的熱交換裝置所組成，熱交換裝置包括螺形管、蛇形管、潤(rùn)濕螺形管、潤(rùn)濕蛇形管、熱管。吸附消音器外殼內(nèi)表面為吸音多孔陶瓷，蛇形管的外表面包裹上一層毛細(xì)管材料，形成一個(gè)毛細(xì)管層，這個(gè)毛細(xì)管層與水箱相連通。
下面將結(jié)合附圖所示的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但發(fā)明內(nèi)容不限于附圖所示。


圖1、為消音制冷裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、為消音制冷裝置所采用的平面層疊結(jié)構(gòu)吸附器的示意圖。
圖3、為消音制冷裝置所采用的平面層疊結(jié)構(gòu)吸附器的剖面示意圖。
圖4、為消音制冷裝置所采用的圓柱單元結(jié)構(gòu)吸附器的軸向剖面示意圖。
圖5、為消音制冷裝置所采用的圓柱單元結(jié)構(gòu)吸附器的徑向剖面示意圖。
圖6、為圓柱單元結(jié)構(gòu)吸附器與消音器的組裝圖。
圖7、為裝有隔板的吸附消音器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8、為熱管式冷凝蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9、為熱管式冷凝蒸發(fā)器的A－A剖面結(jié)構(gòu)示意圖第一吸附消音器(1)、吸附器及固定網(wǎng)(2)、蜂窩狀通道(3)、吸附消音器外殼(4)、副消音室(5)、空氣進(jìn)口(6)、廢氣進(jìn)管(7)、第二吸附消音器(8)、聯(lián)通管(9)、第二冷凝蒸發(fā)器(10)、聯(lián)通管(11)、節(jié)流閥或毛細(xì)管(12)、第一冷凝蒸發(fā)器(13)、空氣出口(14)、廢氣出口(15)、熱交換器(16)，主消音室(17)、熱交換板(18)、吸附器(19)空氣進(jìn)口(20)、空氣出口(21)、過(guò)濾網(wǎng)(22)，蒸汽出入口(23)，端頭(24)，熱交換桶(25)、蒸氣管(26)、通道(27)、圓柱單元吸附器(28)、第一擴(kuò)張室(29)、第二擴(kuò)張室(30)、第三擴(kuò)張室(31)、第四擴(kuò)張室(32)、隔板(33、34、35)、穿孔管(36)、第一共振消音器(37)、第二共振消音器(38)、第三共振消音器(39)、制冷劑出入口(40)、熱管(41)、蒸發(fā)器外殼(42)、空氣出口(43)、空氣入口(44)。
按
圖1所示，本實(shí)用新型的制冷循環(huán)周期分為兩個(gè)階段，在制冷開(kāi)始時(shí)，第一吸附消音器(1)中的吸附劑(2)處于吸附飽和狀態(tài)，第二吸附消音器(8)中的吸附劑處于解吸狀態(tài)。第一階段，將熱機(jī)廢氣從廢氣進(jìn)口(7)送入第一吸附消音器(1)，廢氣氣流經(jīng)由副消音室(5)，蜂窩狀通道(3)，主消音室(17)組成的通道從廢氣出口排出。廢氣在其流動(dòng)過(guò)程中與熱交換板(18)進(jìn)行熱交換，對(duì)吸附劑(2)進(jìn)行加熱。吸附劑對(duì)致冷劑的吸附量是隨溫度升高而降低的，隨著加熱的進(jìn)行，吸附劑不斷釋放出制冷劑蒸汽，壓力不斷升高，通過(guò)聯(lián)通管(19)向第一致冷蒸發(fā)器(13)擴(kuò)散。在第一階段，第一致冷蒸發(fā)器是作為冷凝器使用的，這時(shí)候從空氣進(jìn)口進(jìn)入的是環(huán)境空氣，這些空氣經(jīng)熱交換器(16)對(duì)致冷劑蒸汽進(jìn)行冷卻，使其凝結(jié)為液體，第二吸附消音器(8)的廢氣進(jìn)口被關(guān)閉，而是從空氣進(jìn)口送入環(huán)境空氣，對(duì)其中的吸附器進(jìn)行冷卻，使吸附劑溫度降低，吸附劑對(duì)致冷劑進(jìn)行吸附，造成第二吸附消音器和第二冷凝蒸發(fā)器中的制冷劑壓力下降，沸點(diǎn)升高，第二冷凝蒸發(fā)器中的制冷劑通過(guò)其中的熱交換器從送入第二冷凝蒸發(fā)器中的空氣中吸熱而蒸發(fā)，使空氣溫度下降，這些空氣就是空調(diào)的冷源，蒸發(fā)后的制冷劑被吸附劑吸附，不斷蒸發(fā)、不斷吸附、不斷產(chǎn)生冷空氣，直到吸附劑達(dá)到飽和，在這個(gè)階段第二冷凝蒸發(fā)器是作為蒸發(fā)器使用的。階段1結(jié)束時(shí)，第一吸附消音器是處于脫附狀態(tài)，第二吸附消音器則相反。這時(shí)開(kāi)始第二階段，第一吸附消音器中進(jìn)入空氣，第二吸附消音器中通入廢氣，第一冷凝蒸發(fā)器作蒸發(fā)器使用，第二冷凝蒸發(fā)器作冷凝器使用。對(duì)冷凝蒸發(fā)器進(jìn)行冷凝的空氣，其溫度得到提高，把這些空氣供給用戶，可起到加溫的作用。
廢氣流通的路徑是根據(jù)抗性消音原理設(shè)計(jì)的，由副、主消音室及蜂窩狀通道組成的，所以廢氣通過(guò)本實(shí)用新型后，空氣動(dòng)力噪音可得到明顯降低。
實(shí)施例1、如圖2、圖3所示，吸附消音器可設(shè)計(jì)為平面層疊結(jié)構(gòu)。外殼(4)可用鋼板或是耐熱塑料加工，熱交換板(18)用1毫米以下的鋼板或耐熱塑料加工，蜂窩狀通道是廢氣和冷卻空氣流通的路徑。以水作為制冷劑，以X型或Y型沸石分子篩為吸附劑，將分子篩顆粒均勻地分布在熱交換板上，用鐵網(wǎng)進(jìn)行固定，然后進(jìn)行焊接密封。吸附器的大小熱交換板的層數(shù)以及吸附劑的數(shù)量由制冷確定，分子篩的厚度由吸附周期及脫附周期確定，減少分子篩厚度可提高加熱效率，減短吸附及脫附周期。如東風(fēng)140型卡車(chē)駕駛室空調(diào)系統(tǒng)的制冷量應(yīng)為600千卡／時(shí)，水的汽化潛熱為583千卡／公升(25℃)，所以需水量為600÷583＝1.1公斤／小時(shí)采用CaX型沸石，當(dāng)溫度為25℃，壓力為4.5mm汞柱時(shí)，吸附量為33.3％，該吸附器脫附時(shí)間為20分鐘，需沸石分子篩1.1公斤。由于一套制冷裝置中有兩個(gè)吸附器，所以每個(gè)吸附器所需沸石分子篩為0.6公斤。
實(shí)施例2、圖4、圖5為圓柱單元組合結(jié)構(gòu)的吸附器實(shí)施例。圓柱單元結(jié)構(gòu)的材料可以用薄鋼板或耐熱塑料，采用薄鋼板時(shí)，可用拉伸工藝加工熱交換桶，用電阻焊加工端頭，熱交換桶與端頭的接縫處應(yīng)全焊密封。為了避免焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體對(duì)沸石的污染，可以采用加密封圈后鉚接的辦法解決熱交換桶與端頭的密封聯(lián)結(jié)問(wèn)題，也可采用水保護(hù)焊接，即讓沸石分子篩在水中焊接。
實(shí)施例3、圖6為吸附器與消音器組合為一個(gè)整體的實(shí)施例，廢氣從廢氣進(jìn)管(7)進(jìn)入，該管在第一擴(kuò)張室的部分被加工了許多小孔，成為小孔噴注消音器，小孔孔徑小于1mm，孔距大于6mm，小孔面積之和必須滿足排氣量的要求或與廢氣進(jìn)管的橫截面積相等。廢氣進(jìn)入廢氣進(jìn)管后，經(jīng)小孔擴(kuò)散到第一擴(kuò)張室，進(jìn)行第一次膨脹，經(jīng)圓柱單元吸收器進(jìn)入第二擴(kuò)張室進(jìn)行第二次膨脹，經(jīng)圓柱單元吸收器進(jìn)入第四擴(kuò)張室進(jìn)行第三次膨脹，經(jīng)圓柱單元器進(jìn)入第三擴(kuò)張室進(jìn)行第四次膨脹后，經(jīng)廢氣出管排出。這是一個(gè)小孔澆注與節(jié)流降壓的消音過(guò)程，根據(jù)熱機(jī)的不同型號(hào)決定擴(kuò)張室的數(shù)量，同樣圓柱單元吸附器的數(shù)量也可根據(jù)制冷量的要求靈活決定，穿孔板和第一膨脹室構(gòu)成共振消音器。組合方式是串聯(lián)和并聯(lián)同時(shí)采用，串聯(lián)就是根據(jù)制冷量的要求，把若干個(gè)圓柱單元結(jié)構(gòu)在軸線上排列起來(lái)，使其軸線處于同一直線上，使所有圓柱單元結(jié)構(gòu)的通道(27)串聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)通道。并聯(lián)則是把若干個(gè)圓柱單元結(jié)構(gòu)在徑向排列起來(lái)并固定使圓柱單元結(jié)構(gòu)的軸線相平行，通道相平行。不論串聯(lián)或并聯(lián)都必須把每個(gè)圓柱單元結(jié)構(gòu)的蒸氣管(26)與冷凝蒸發(fā)器相聯(lián)通。在組成吸附器時(shí)應(yīng)同時(shí)使用串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。
實(shí)施例4、圖7是一個(gè)裝有隔板的吸附消音器的實(shí)施例，廢氣從廢氣進(jìn)管進(jìn)入吸附消音器后，經(jīng)小孔噴注消音后進(jìn)入吸附器，經(jīng)蜂窩狀通道進(jìn)入第一擴(kuò)張室進(jìn)行膨脹后，進(jìn)入第一共振消音器(37)、經(jīng)過(guò)穿孔管進(jìn)入第二共振消音器(38)、再進(jìn)入第三共振消音器(39)。為了解決共振消聲頻率狹窄的問(wèn)題，幾個(gè)消聲器的共振頻率互不相同，小孔管也采用穿孔管代替。
實(shí)施例5、圖8、圖9為熱管式冷凝蒸發(fā)器的實(shí)施例，熱交換器用熱管(41)代替，通過(guò)熱管的作用，制冷劑與空氣進(jìn)行充分的熱交換。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊奏，熱效率高，循環(huán)周期短，可連續(xù)制冷，適應(yīng)于各種熱機(jī)的廢熱制冷，尤其在制冷的同時(shí)還可降低熱機(jī)空氣動(dòng)力性噪音，是一種應(yīng)用前景廣泛的制冷消音裝置。
權(quán)利要求1.一種利用內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱制冷及消除氣體排放噪音的制冷消音兩用裝置，它包括吸附器、消音器、冷凝蒸發(fā)器、連接管路以及節(jié)流調(diào)壓裝置，其特征是吸附器和消音器合為一體，吸附劑及固定網(wǎng)(2)、外殼(4)為吸附器消音器所共用、整個(gè)裝置共設(shè)有兩套吸附消音器(1、8)及冷凝蒸發(fā)器(10、13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制冷消音兩用裝置，其特征是吸附消器(1、8)采用平面層疊結(jié)構(gòu)，和園柱單元組合結(jié)構(gòu)，吸附劑(2)均勻地分布在熱交換板(18)的內(nèi)側(cè)，用鐵網(wǎng)固定，園柱單元結(jié)構(gòu)可采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式組合聯(lián)結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制冷消音裝置，其特征是吸附消音器(1)由副消音室(5)、吸附器(19)，蜂窩狀通道(3)、主消音室(17)所組成，蜂窩狀通道(3)的壁為熱交換面，副消音室(5)的體積小于主消音室(17)，主消音室可制成穿孔板消音機(jī)構(gòu)或共振消音機(jī)構(gòu)或微孔消音機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制冷消音裝置，其特征是副消音室(5)、蜂窩狀通道(26)、主消音室(17)所構(gòu)成氣流通道采用可增加氣流流通路徑長(zhǎng)度的隔板(39、42、43)分隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制冷消音裝置，其特征是兩個(gè)冷凝蒸發(fā)器(10、13)之間用聯(lián)通管(11)相連，聯(lián)通管上裝有節(jié)流閥或毛細(xì)管(12)，在吸附器(19)內(nèi)設(shè)置蒸汽過(guò)濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制冷消音裝置，其特征是冷凝蒸發(fā)器由冷凝蒸發(fā)器外殼(45)、空氣進(jìn)出口( )及安在外殼內(nèi)的熱交換裝置所組成，熱交換裝置包括螺形管、蛇形管、潤(rùn)濕螺形管、潤(rùn)濕蛇形管和熱管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6所述的一種制冷消音裝置，其特征是吸附消音器外殼內(nèi)表面為吸音多孔陶瓷，蛇形管的外表面包裹上一層毛細(xì)管材料，形成一個(gè)毛細(xì)管層，這個(gè)毛細(xì)管層與水箱相連通。
專(zhuān)利摘要內(nèi)燃機(jī)廢氣余熱制冷消音兩用裝置。它包括吸附器、消音器、冷凝蒸發(fā)器、連接管路以及節(jié)流調(diào)壓裝置，其特征是吸附器和消音器合為一體，吸附劑及固定網(wǎng)(2)、外殼(4)為吸附器消音器所共用，整個(gè)裝置共設(shè)有兩套吸附消音器。其顯著特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，熱效率高，循環(huán)周期短，可連續(xù)制冷，適應(yīng)于各種熱機(jī)的廢熱制冷，尤其在制冷的同時(shí)還可降低熱機(jī)空氣動(dòng)力性噪音，是一種應(yīng)用前景廣泛的制冷消音裝置。
文檔編號(hào)F01N5/02GK2042113SQ8820437
公開(kāi)日1989年8月2日 申請(qǐng)日期1988年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月9日
發(fā)明者杜黎 申請(qǐng)人:杜黎