[实用新型]消声换热器

说明书

技术领域：

本实用新型是一种具有热交换功能和消声性能相组合、同时进行消声和换热的消声换热器，它涉及热工学、流体力学、声学和金属材料学，应用于内燃机的排气系统。 

背景技术：

内燃机具有热效率高、功率范围大、良好的启动性和机动性以及装置简单、造价低廉、技术成熟等优点，一直广泛地应用在各种舰船艇、内燃机车、公路商乘运输、动力发电、地质石油勘探钻井、农机动力、工程机械和军用各种车辆装备等；我国内燃机存量达上亿台，全国每年石油总量的2/3被内燃机消耗，其还以每年十几亿千瓦的增量增加。内燃机种类之一的柴油机转变为有效功的热当量占燃料燃烧热量的30％～45％，其余55％～70％的能量90％通过内燃机的冷却水散热和高温尾气排热而损失掉了。低温冷却水余热因品质较好，在车辆采暖和有些船舶已有广泛利用，但占大部分热损失的高温尾气余热，因其是周期性扰流脉动高温、高噪、高速混合气体，单独加装换热器回收将要影响内燃机的工作性能，同时还要满足抗震动、冲击、腐蚀及安全性和空间布置等要求，所以很难回收。目前利用少部份排气能量的有废气涡轮增压和废气再循环技术，发动机排气余热采暖、改良燃料以及各种发电技术和动力回馈技术正在热研中，其技术尚不成熟、标准也没有形成，只能视大部份排气能量排放至大气中。与此同时，装有内燃机的各种整套装置，除内燃机输出的轴功率外，还需要其它用能和日常综合系统耗能，如空调、海水淡化、制冰冷冻、重油预热加温、捕捞渔网拖动及电力供应等，特别是军用舰艇和装备车辆(移动发射车等)，为提高其隐蔽性和战斗力，还需要降低柴油机排气温度和尾管管口的辐射噪声，以 防止声纳和红外等侦查工具捕捉目标。以上说明，一方面需要内燃机排气降温降噪和整套装置辅助用能需要，另一方面大量高温排气白白浪费造成环境热污染，因为内燃机余热回收利用是降低能耗的关键技术措施之一，如何将内燃机排气余热回收，用于装置辅助系统用能，提高能源利用效率、减少热排放污染，同时不影响原内燃机的工作特性，又满足舰艇隐蔽性需要，其关键是解决高效消声换热一体化技术问题。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：以内燃机排气余热、余压能量回收为目的，采用小孔喷注、反相对冲、热声效应、通道分割等先进消声原理和复合消声原理，并结合强化换热技术，提供一种突出以噪声流场与排气流场分离、噪声波反相干涉、气流分割掺混、逐步降低噪声气流温度的结构流道，且具有抗震性能强、流动阻力小、换热系数高、消声量大，同时实现热交换功能和声热转换噪声消除性能的高效消声换热器。 

本实用新型的技术解决方案是：消声换热器，它是一个两端为截顶圆锥的圆柱形、外层带保温的壳体以及壳体两端分别设有热工质入口、热工质出口和冷工质入口、冷工质出口构成的装置，壳体内设8个长度和直径不等的同心管套装并通过导管和堵板构成相间隔的圆环筒形冷工质吸热通道和圆环筒形热工质放热消声通道，其由中心向外依次为热工质入口腔、热工质内腔、冷工质内腔、热工质中内腔、冷工质中内腔、热工质中外腔、冷工质中外腔、热工质外腔和冷工质外腔，壳体内上端设有冷工质上集腔和冷工质预热腔及热工质出口腔、下端设有冷工质下集腔和冷工质过热腔及热工质膨胀腔和热工质扩张腔；热工质外腔上端、热工质中外腔上端及热工质中内腔上端通过导出管与热工质出口腔及热工质出口连通，热工质外腔下端、热工质中外腔下端及热工质中内 腔下端通过导入管与热工质膨胀腔连通，再通过通气阻声孔与热工质扩张腔及热工质入口连通，由此形成热工质外腔、热工质中外腔、热工质中内腔的三腔热通道并联后，再与热工质入口腔的入口、热工质入口腔、热工质内腔及热工质内腔出孔构成的通道并联，形成热工质放热消声通道；冷工质内腔、冷工质中内腔、冷工质中外腔、冷工质外腔的通道并联后通过冷工质上集腔、冷工质预热腔、冷工质入口及冷工质下集腔、冷工质过热腔、冷工质出口连接相通，以此形成冷工质吸热通道。