[发明专利]用于内燃机的余热回收式EGR冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种应用在内燃机上的余热回收式EGR冷却器。

背景技术

随着社会的发展，内燃机在工业中的应用越来越广泛，包括汽车、轮船、农用机械和发电等等，同时，内燃机的节能减排技术受到广泛的关注，我们要在降低能源消耗的同时降低排放污染物。对于内燃机来说，主要就是提高燃料的能量利用率，目前燃料燃烧放出的热量大约20—40%用于做功，其余大部分能量随着燃烧产生的高温废气排向了大气中。

为了解决发动机的排放污染物，尤其是氮氧化合物，目前一般采用了EGR技术。EGR（Exhaust Gas Recycling，废气再循环）就是将发动机的一部分排气重新引入气缸内燃烧以达到降低NO_x的目的，但是引入的这部分排气的温度对NO_x的产生影响非常大，需要较低的温度才能更好的降低NO_x，因此，为了降低这部分重新回到缸内的排气的温度，一般采用EGR冷却器。EGR冷却器是通过发动机的冷却液来冷却排气，高温排气在通过EGR冷却器时与低温冷却液发生热交换，从而使得温度被大大降低。一般情况下，发动机的排气温度大约600-700℃，经过EGR管路引入到EGR冷却器时的温度500℃左右，经过EGR冷却器后的温度大概160℃，而经过EGR冷却器的冷却液温度基本在80-100℃之间变化，引入到EGR冷却器的排气的温度与EGR冷却器的冷却液温度之间的温差在80-400℃左右。

但是，现有技术中的EGR冷却器只能对排气进行冷却，不能对排气中的余热加以利用，对能量的利用率低。而且，EGR冷却器通过冷却液来降低排气温度，但高温排气直接将热能传递给低温冷却液，导致冷却液的温度同步上升，为了降低这部分冷却液的温升，发动机的散热系统就需要做更多的功消耗更多的能量，同时增加了发动机整机的热负荷。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于内燃机的余热回收式EGR冷却器，通过将排气的热能转换为电能，阻止了高温排气直接将冷却液加热，能够解决冷却液温度升高的问题，同时又能够降低排气温度，实现EGR冷却器的功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于内燃机的余热回收式EGR冷却器，包括：腔体，其具有出水端与进水端，EGR冷却器的冷却液通过进水端与出水端在腔体内循环；冷却芯组件，其包括至少一个冷却管，冷却芯组件设在腔体的内部，冷却管的管腔与腔体分离设置，内燃机的排气穿过冷却管的管腔，经过冷却管的管腔的排气与经过腔体的冷却液进行热交换；以及温差发电组件，其设在冷却管上。

优选地，腔体的两端敞开；冷却芯组件还包括前端板和后端板，前端板和后端板分别对应设在冷却管的两端，且冷却管的两端分别贯通前端板和后端板，前端板和后端板分别与腔体的两敞开端密封连接。

优选地，冷却管为扁管，扁管至少三根且层状设置。

优选地，前端板外侧设有进气腔，进气腔具有进气端口，后端板的外侧设有出气腔，出气腔具有出气端口。

优选地，扁管的上表面设有开口；温差发电组件包括温差发电块、散热肋片和引线，散热肋片设在温差发电块的上下表面，引线设在温差发电块的一端，温差发电块密封设在开口处。

优选地，温差发电块为壳体形式，壳体内部设置有若干半导体温差发电片，散热肋片交错设置在壳体上下表面。

优选地，扁管、散热肋片和壳体是由导热材料制成。

优选地，扁管的横截面为矩形，腔体为中空立方体形状。

优选地，扁管的下表面设有散热片。

优选地，引线设在温差发电块靠近后端板的一端。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本装置将冷却功能和温差发电功能集成在一起，实现了EGR冷却器的多功能化，对排气余热的回收利用，提高了燃料的能量利用率；通过对排气能量的回收利用，解决了普通EGR冷却器出现的冷却液温度大幅升高问题，降低了发动机的整机热负荷，间接的降低了冷却系统散热所需要的消耗的能量；而且不改变EGR冷却器的外壳结构和安装方式，对整机布置毫无影响。

附图说明

图1是根据本发明的用于内燃机的余热回收式EGR冷却器的整体结构示意图；

图2是根据本发明的用于内燃机的余热回收式EGR冷却器的冷却芯组件与温差发电组件的安装示意图；