[发明专利]双U型回路换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双U型回路换热器，是一种用于内燃机的机械装置，是一种用于汽车发动机废气再循环冷却系统或者发动机涡轮增压系统的换热器。

背景技术

废气再循环(EGR，Exhaust Gas Recirculation)冷却系统主要由发动机、EGR冷却器、EGR进排气管和EGR阀组成，排气中的部分废气经EGR阀进入进气系统，与新鲜空气混合后进入气缸参与燃烧。这样即引入了不活性气体(主要是CO2)到燃烧室，又可以降低燃烧室的温度，因NOx是在高温富氧的条件下生成的，从而抑制NOx的生成和排放。废气进入气缸前经EGR冷却器冷却，可以更进一步降低燃烧时气缸的温度，从而更有效降低NOx的排放量，减少尾气污染。随着全球环保法规的日益提高，不断提高EGR冷却器的换热效率，保证汽车排放量达到较高的标准是很有必要的。

目前，发动机废气再循环冷却器常用形式为，在壳体中有序排列着一种表面带有向内凸起的螺旋凹槽的横截面为圆形的不锈钢管的换热管；为了满足环保法规对日益提高的汽车尾气排放的要求，这种常用的废气再循环冷却器，其换热效率较高，但是还有继续提高效率的余地，如何进一步提高换热器的效率是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种双U型回路换热器，所述换热器在液体换热介质的流动路线上设置了特殊形状的折流板，增加了液体换热介质的流动路线，是一种具有更高换热效率的冷却器，应用该冷却器既不影响发动机性能，又可以降低发动机排放污染物。

本发明的目的是这样实现的：双U型回路换热器，包括：包容液体换热介质的壳体、所述壳体中有多根通过热气体的换热管、所述换热管端头焊接在管板上、所述前管板作为壳体一端堵头焊接在壳体上，在壳体的一端焊接有连接热气体进出管道的法兰、壳体的另一端焊接有封头、在壳体的一侧设有液体换热介质进出的进水口和出水口，在壳体内部在进水口和出水口之间和部分换热管之间安装有促使液体换热介质的流动路线形成U型路径的折流板，在所述进水口和出水口上分别连接有进水管和出水管，所述的折流板为有一大折弯的L型，L型的长边接近顶端的位置开有矩形孔，L型的长边顶端位置有一小折弯，在L型的短边上开有多个通过所述换热管的孔。

本发明的有益效果是：本发明的整体结构设计，为满足有限的空间尺寸和高性能的双重要求的最优设计方案。本发明的特点是热气体的进出口和液体换热介质的进出口都在同侧，两种介质的流动路线均形成U字形。本发明使用一个简单的折流板，促使液体换热介质形成U型流动路线，增加了液体换热介质的流动路线，而热空气在换热管中的流动也是遵循U型流动路线，这种双U型回路的设计，相较于传统的单程换热器或U形管式换热器而言，使流体间的换热更充分，有效地提高了管内外流体之间的换热能力。本发明明确了换热管上螺旋槽的深度范围，螺旋槽可以促进管内流体的湍流流动，分离或破坏流体运动的边界层，从而强化了换热。由于螺旋管外的内凹设计，使得管外流体的流动也具有加强和促使混合充分均匀的效果。本发明换热管上螺旋凹槽升角的存在，对流体的流动起到引导作用，使得管内外流体的流动效果都得到进一步增强，同时使污垢在管内遭到了激烈的冲蚀，不易结垢，降低了换热器的维护成本。本发明把提高换热性能作为出发点，而且没有增加加工的难度，换热器紧凑的设计在提高发动机性能的同时，极大地节省了制造成本。在废气再循环冷却系统中应用该换热器，可以有效降低NOx等汽车污染物的排放。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例一所述换热器的示意图；

图2为本发明实施例一所述换热器的热气体和液体换热介质流动路线示意图；

图3为本发明实施例一所述换热器的端部法兰示意图；

图4为发明实施例三所述使用U形换热管的换热器示意图；

图5为发明实施例三所述换热器的U形换热管示意图；

图6为本发明实施例四、五所述换热器的壳体提领孔与进出口接管、进出口水管连接处的分解图；

图7为本发明实施例六所述换热器的折流板示意图；

图8为本发明实施例七所述扁平状换热管布置在换热器的示意图；

图9为本发明实施例七、八所述扁平换热管的立体示意图；

图10为本发明实施例七所述换热器用扁平换热管的截面示意图；

图11为本发明实施例七所述换热器用矩形换热管的截面示意图；

图12为本发明实施例七所述向外凸起的弧形扁平换热管的截面示意图；

图13为本发明实施例七所述椭圆形换热管的截面示意图；