[发明专利]一种具有自主冷却夹层的超高温空气燃油换热器

说明书

本发明公开了一种具有自主冷却夹层的超高温空气燃油换热器，包括换热器本体、冷却夹层壳体，所述换热器本体包括依次衔接的进气段、换热段、出气段，进气段的自由端连接有进气法兰，所述换热段靠近进气段的一端设有第一出油口，所述冷却夹层壳体套设在进气段与换热段外壁上，冷却夹层壳体、换热器本体壳体与进气法兰壁面围合形成封闭的冷却夹层腔室，所述冷却夹层壳体上设有第二出油口，第二出油口靠近进气法兰设置，所述冷却夹层腔室通过第一出油口与换热腔连通，通过第二出油口与外界连通。冷却夹层腔室中的低温燃油与进气段高温气体进行换热，在不引入额外低温燃油的前提下实现了换热器自身壁面冷却，避免了进气法兰因温度过高而失效。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体地说，涉及一种具有自主冷却夹层的超高温空气燃油换热器。

背景技术

换热器是化工、石油、钢铁、动力机械、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。尤其在航空航天领域中，换热器是提高冷却空气品质的核心部件，其工作环境恶劣，进气温度较高且冷却介质有限，因此要求航空航天用换热器具有小尺寸、轻质量、高紧凑度和高传热效率等特点。

固定管板式换热器通过换热管，将热流体的热量传递给冷流体。主要结构组件包括：换热管排、管板、折流板、换热器壳体及冷热侧进出口接管。换热管采用耐压能力较强的微细圆管，管排进出口固定在管板上。管内外分别为冷热两种换热流体，为了强化管外侧换热能力，往往在管板间安装半圆形或螺旋形等多种几何形状的折流板。换热器的壳体和管箱有冷热流体的进出口，其中一种流体由管箱进口进入换热管内，另一种流体由换热芯体壳进口进入筒体内腔，换热管内流体与筒体内腔中的流体通过换热管壁面传热。由于固定管板式换热器具有耐压能力强和紧凑度高等特点，因此应用相当广泛。不过，当使用不锈钢材料的固定管板式换热器给超高温气体降温时，高温气体通过进气口进入换热器，首先会将热量传递给进气段，使得进气段壁面和进气法兰温度过高，甚至超过普通不锈钢为耐温水平，存在法兰面高温失效的隐患。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种具有自主冷却夹层的超高温空气燃油换热器，利用冷却夹层壳体、换热器本体壳体与进气法兰围合形成封闭的冷却夹层腔室，给低温燃油提供了额外的流道，使低温燃油在进气段也能参与换热，提高换热效率，在不引入额外低温燃油的前提下实现换热器自身壁面冷却，保护进气法兰不会因温度过高而失效。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种具有自主冷却夹层的超高温空气燃油换热器，其特征在于：包括换热器本体、冷却夹层壳体，所述换热器本体包括依次衔接的进气段、换热段、出气段，进气段的自由端连接有进气法兰，所述换热段靠近出气段的一端设有进油口，靠近进气段的一端设有第一出油口，进油口与第一出油口通过换热腔连通；

所述冷却夹层壳体套设在进气段与换热段外壁上，冷却夹层壳体、换热器本体壳体与进气法兰围合形成封闭的冷却夹层腔室，所述冷却夹层壳体上设有第二出油口，第二出油口靠近进气法兰设置，所述冷却夹层腔室通过第一出油口与换热腔连通，通过第二出油口与外界连通。

进一步地，所述冷却夹层壳体一端与换热段的壳体外壁连接，另一端与进气法兰的壁面连接；所述冷却夹层腔室内设有若干折流挡板，冷却夹层腔室的流道呈回字形或螺旋状。

进一步地，所述冷却夹层腔室与换热器本体壳体间设置三个具有缺口的折流挡板，使低温燃油在冷却夹层腔室内形成往复流动的第一夹层流道、第二夹层流道、第三夹层流道、第四夹层流道四流程流道，每个折流挡板开设三个缺口，折流板设三个缺口保证折流板与壳体连接具有比较好的刚性。

进一步地所述进气段包括直管、连接管，连接管两端分别与换热段、直管连接，直管的自由端与进气法兰连接，所述连接管与直管连接的端头直径小于与换热段连接的端头直径。