專利名稱：一種燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于燃油和燃?xì)饧訜崞鞯母咝Q熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)低溫輔助啟動(dòng)設(shè)備(以下簡稱加熱器)是低溫條件下發(fā)動(dòng)機(jī)快速冷啟動(dòng)、 車體內(nèi)部供暖、擋風(fēng)玻璃除霜及蓄電池保溫的重要輔助裝置，在國內(nèi)外均有良好的應(yīng)用前景。加熱器主要由換熱器、燃燒器和控制器組成，其中的換熱器性能的好壞決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫啟動(dòng)的適應(yīng)性及可靠性，換熱效果好的換熱器能夠大大縮短低溫啟動(dòng)時(shí)間。隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)、新材料的不斷出現(xiàn)和能源問題的日益嚴(yán)峻，開發(fā)和應(yīng)用高效、節(jié)能的換熱器具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。緊湊式換熱器是通過在導(dǎo)熱隔板上加裝翅片來擴(kuò)展傳熱表面，以提高整個(gè)換熱器的熱交換效率，而翅片作為二次傳熱面，其傳熱面積是導(dǎo)熱隔板的10倍左右，已經(jīng)大大提高了換熱器的換熱效率，但為了適應(yīng)快速發(fā)展的需要，如何進(jìn)一步提高緊湊式換熱器的傳熱速率已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的首要技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了進(jìn)一步提高現(xiàn)有技術(shù)中的緊湊型換熱器的換熱效率，本發(fā)明提供一種換熱效率高的鰭式異種金屬換熱器，通過采用不同材質(zhì)的內(nèi)鰭片和外鰭片，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢， 提高了換熱器的換熱效率，解決低溫環(huán)境下車輛發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱啟動(dòng)時(shí)間過長的問題，提高車輛的環(huán)境適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)車輛低溫環(huán)境下快速可靠啟動(dòng)。技術(shù)方案一種燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，包括外殼體和位于外殼體內(nèi)部的內(nèi)殼體，所述外殼體和內(nèi)殼體之間形成液體流道，所述內(nèi)殼體的內(nèi)腔為火焰通道，所述內(nèi)殼體的內(nèi)表面上設(shè)置有銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片，所述內(nèi)殼體的外表面上設(shè)置有鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片。所述內(nèi)鰭片為沿內(nèi)殼體軸向設(shè)置且沿內(nèi)殼體內(nèi)表面的周向分布的多個(gè)鰭片，所述外鰭片為沿內(nèi)殼體軸向設(shè)置且沿內(nèi)殼體外表面的周向分布的多個(gè)鰭片。所述內(nèi)殼體為不銹鋼材質(zhì)。所述內(nèi)殼體內(nèi)表面和外表面上沿軸向均刨制有若干細(xì)槽，所述內(nèi)鰭片的一端和外鰭片的一端被壓插進(jìn)細(xì)槽以實(shí)現(xiàn)與內(nèi)殼體的內(nèi)表面和外表面的連接。所述內(nèi)鰭片和外鰭片的厚度為0. 5mm-1. 5mm。所述內(nèi)殼體的前端和外殼體的前端分別焊接在同一法蘭盤的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面上， 所述法蘭盤的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面之間開設(shè)的多個(gè)軸向通孔與所述液體通道相連通，所述外殼體的后端開設(shè)有熱流體排放口，所述內(nèi)殼體的后端為封閉端。還有包括位于所述外殼體外部的熱流體排放管，所述熱流體排放管的入口端與所述熱流體排放口相連通。
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靠近所述法蘭盤的所述內(nèi)殼體前部和相應(yīng)的外殼體前部上沿徑向設(shè)置有貫通內(nèi)殼體內(nèi)部和外殼體外部的尾氣排放管。技術(shù)效果本發(fā)明提供一種燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，包括內(nèi)、外殼體和設(shè)置在內(nèi)殼體內(nèi)表面上的銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片以及設(shè)置在內(nèi)殼體外表面上的鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片。其中銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片的單位體積下的瞬間吸熱能力強(qiáng)且具有儲熱能力，先快速從熾熱火焰中吸足熱量、再慢慢釋放給內(nèi)殼體以減少熱量損失，并且銅的熔點(diǎn)超過 1000°c，耐熱性較好，可使其直接與熾熱火焰相接觸；鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片的比熱及熱傳導(dǎo)性能優(yōu)異且延展性好，能夠快速從內(nèi)殼體吸熱并對冷流體快速釋熱；使得在換熱的過程中， 銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片能夠快速大量的吸熱、避免熱量流失，鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片快速的吸熱釋放，以提高換熱效率，大大縮短了嚴(yán)寒環(huán)境下車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，改善了環(huán)境適應(yīng)性。進(jìn)一步地，內(nèi)鰭片和外鰭片為沿軸向設(shè)置、周向分布的多個(gè)鰭片，使得外鰭片的設(shè)置方向沿液體的流向，內(nèi)鰭片的設(shè)置方向沿火焰的噴射方向，以便液體與外鰭片、火焰與內(nèi)鰭片間更好的熱交換。優(yōu)選地，內(nèi)殼體為不銹鋼材質(zhì)，其耐熱性好、強(qiáng)度高、可加工性能好，但傳導(dǎo)性能居中，不如銅和鋁。進(jìn)一步地，在不銹鋼內(nèi)殼體的內(nèi)、外表面上刨制細(xì)槽并采用高壓力將銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片和鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片壓入內(nèi)殼體的內(nèi)表面和外表面的細(xì)槽內(nèi)，這種刨槽壓插工藝能夠最大限度地減少了異種金屬之間的界面熱阻，提高了換熱效率。由于銅和鋁的熱膨脹率均高于不銹鋼，受熱后與不銹鋼內(nèi)殼體相接觸的細(xì)槽內(nèi)的銅或銅合金和鋁或鋁合金的膨脹變形大于不銹鋼細(xì)槽的膨脹變形，使得細(xì)槽內(nèi)的銅或銅合金和鋁或鋁合金與細(xì)槽的接觸更緊密，熱阻值減少，換熱效率提高。進(jìn)一步地，尾氣排放管設(shè)置在內(nèi)、外殼體的前部，熾熱火焰在到達(dá)內(nèi)殼體的封閉的后端后向前端折返最終從尾氣排放管排出，延長了熾熱火焰在內(nèi)殼體內(nèi)的停留時(shí)間，利于熱量的置換。


圖1是鰭式異種金屬換熱器結(jié)構(gòu)示意圖的縱向剖視圖；圖2是鰭式異種金屬換熱器結(jié)構(gòu)示意圖的左向視圖；圖3是鰭式異種金屬換熱器換熱芯體的示意圖；圖4是鰭式異種金屬換熱器的內(nèi)殼體剖面示意圖；圖5是鰭式異種金屬換熱器的鋁質(zhì)外鰭片示意圖；圖6是鰭式異種金屬換熱器的銅質(zhì)內(nèi)鰭片示意圖。附圖標(biāo)記列示如下1-外殼體；2-內(nèi)殼體；3-外鰭片；4-內(nèi)鰭片；5-熱流體排放管；6_尾氣排放管； 7-法蘭盤；8-火焰孔；9a-冷流體進(jìn)口 ；9b-熱流體排放口 ； IOa-高溫?zé)霟峄鹧妫籌Ob-尾氣； Ila-冷流體；lib-熱流體。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1為本發(fā)明的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器結(jié)構(gòu)示意圖的縱向剖視圖，包括外殼體1和內(nèi)殼體2，其中內(nèi)殼體2位于外殼體1的內(nèi)部，內(nèi)殼體2的前端和外殼體1的前端分別焊接在法蘭盤7的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面上，法蘭盤7的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面之間開設(shè)有若干個(gè)沿軸向貫通的通孔、即冷流體進(jìn)口 9a (見圖2、，內(nèi)殼體2和外殼體1之間形成流體流道，內(nèi)殼體2的內(nèi)腔為火焰通道。內(nèi)殼體2的后端為封閉端(見圖4)，外殼體1的后端開設(shè)有熱流體排放口 ％，熱流體排放口 9b的后端上連接有熱流體排放管5，冷流體Ila通過法蘭盤7上的冷流體進(jìn)口 9a進(jìn)入流體流道從熱流體排放口 9b排出。位于內(nèi)殼體和外殼體的前部上沿徑向開設(shè)有貫通內(nèi)殼體2的內(nèi)部和外殼體1的外部的尾氣排放管6，火焰從法蘭盤7的內(nèi)側(cè)面內(nèi)部、即火焰孔8進(jìn)入內(nèi)殼體2的內(nèi)腔內(nèi)、即火焰通道，到達(dá)內(nèi)殼體2的后端后向前端返回最終從尾氣排放管6排出。其中，內(nèi)殼體2的內(nèi)表面上有沿軸向設(shè)置且沿周向分布的多個(gè)銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片4，內(nèi)殼體2的外表面上有沿軸向設(shè)置且沿周向分布的多個(gè)鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片3，內(nèi)殼體2采用強(qiáng)度高、加工性能好的不銹鋼材質(zhì)，優(yōu)選地，內(nèi)鰭片 4和外鰭片3均采用刨槽壓插工藝分別連接在內(nèi)殼體2的內(nèi)表面和外表面上(見圖幻。利用各種金屬特性的不同，銅單位體積下的瞬間吸熱能力強(qiáng)且具有儲熱能力，鋁的比熱及熱傳導(dǎo)性能優(yōu)異且延展性好，而不銹鋼的強(qiáng)度及可加工性能好，通過在不銹鋼內(nèi)殼體2的內(nèi)、 外表面刨制細(xì)槽并采用高壓力將鋁質(zhì)外鰭片3和銅質(zhì)內(nèi)鰭片4壓插在不銹鋼內(nèi)殼體2上， 最大限度的減少了異種金屬之間的界面熱阻，使換熱過程中內(nèi)鰭片4快速大量的吸熱，避免熱量流失，外鰭片3快速的吸熱釋熱，提高換熱效率，不銹鋼的高強(qiáng)度和可加工性為內(nèi)、 外鰭片的固定提供了支撐，因此該換熱器在增加換熱表面積的同時(shí)大大提高了熱量的傳遞速度。外鰭片3和內(nèi)鰭片4的形狀和數(shù)量是根據(jù)換熱效率的不同而確定的，圖5和圖6 中所示的外鰭片3和內(nèi)鰭片4僅為其中的一種實(shí)施方式，另外，外鰭片3和內(nèi)鰭片4的厚度一般在0. 5mm-l. 5mm之間，以方便內(nèi)外鰭片的加工以及高壓下內(nèi)外鰭片壓插入細(xì)槽。本發(fā)明的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器的工作過程如下當(dāng)高溫?zé)霟峄鹧鍵Oa通過法蘭盤7的火焰孔8進(jìn)入內(nèi)殼體2的內(nèi)腔時(shí)，壓插在內(nèi)殼體2的內(nèi)表面上的若干銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片4快速吸收熱量，并通過不銹鋼材質(zhì)的內(nèi)殼體2迅速將熱量傳遞給壓插在內(nèi)殼體2外表面上的若干鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片3，利用鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片3能快速釋放熱量的特點(diǎn)，將高溫?zé)霟峄鹧鍵Oa的熱量迅速傳遞給從法蘭盤7的冷流體進(jìn)口 9a進(jìn)入流體流道的冷流體1 la (比如水、防凍液或冷空氣)，使冷流體1 Ia快速升溫轉(zhuǎn)變成熱流體 lib后、從熱流體排放管5排出，高溫?zé)霟峄鹧鍵Oa經(jīng)過與內(nèi)鰭片4熱量交換后的尾氣IOb 從尾氣排放管6排出，整個(gè)過程完成了冷流體Ila的加熱。本發(fā)明是利用異種金屬熱膨脹率、熔點(diǎn)及熱傳導(dǎo)速率的不同，取其各自優(yōu)點(diǎn)采取刨槽壓插的工藝技術(shù)制造的換熱器，具有結(jié)構(gòu)緊湊體積小，換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，包括外殼體和位于外殼體內(nèi)部的內(nèi)殼體，所述外殼體和內(nèi)殼體之間形成液體流道，所述內(nèi)殼體的內(nèi)腔為火焰通道，所述內(nèi)殼體的內(nèi)表面上設(shè)置有銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片，所述內(nèi)殼體的外表面上設(shè)置有鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，其特征在于，所述內(nèi)鰭片為沿內(nèi)殼體軸向設(shè)置且沿內(nèi)殼體內(nèi)表面的周向分布的多個(gè)鰭片，所述外鰭片為沿內(nèi)殼體軸向設(shè)置且沿內(nèi)殼體外表面的周向分布的多個(gè)鰭片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，其特征在于，所述內(nèi)殼體為不銹鋼材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，其特征在于，所述內(nèi)殼體內(nèi)表面和外表面上沿軸向均刨制有若干細(xì)槽，所述內(nèi)鰭片的一端和外鰭片的一端被壓插進(jìn)細(xì)槽以實(shí)現(xiàn)與內(nèi)殼體的內(nèi)表面和外表面的連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，其特征在于，所述內(nèi)鰭片和外鰭片的厚度為0. 5mm-1. 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，其特征在于，所述內(nèi)殼體的前端和外殼體的前端分別焊接在同一法蘭盤的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面上，所述法蘭盤的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面之間開設(shè)的多個(gè)軸向通孔與所述液體通道相連通，所述外殼體的后端開設(shè)有熱流體排放口，所述內(nèi)殼體的后端為封閉端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，其特征在于，還有包括位于所述外殼體外部的熱流體排放管，所述熱流體排放管的入口端與所述熱流體排放口相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃油和燃?xì)饧訜崞饔闽捠疆惙N金屬換熱器，其特征在于，靠近所述法蘭盤的所述內(nèi)殼體前部和相應(yīng)的外殼體前部上沿徑向設(shè)置有貫通內(nèi)殼體內(nèi)部和外殼體外部的尾氣排放管。
全文摘要
為了進(jìn)一步提高現(xiàn)有技術(shù)中的緊湊型換熱器的換熱效率，本發(fā)明提供一種換熱效率高的鰭式異種金屬換熱器，包括外殼體和位于外殼體內(nèi)部的內(nèi)殼體，所述外殼體和內(nèi)殼體之間形成液體流道，所述內(nèi)殼體的內(nèi)腔為火焰通道，所述內(nèi)殼體的內(nèi)表面上設(shè)置有銅質(zhì)或銅合金內(nèi)鰭片，所述內(nèi)殼體的外表面上設(shè)置有鋁質(zhì)或鋁合金外鰭片。通過采用不同材質(zhì)的內(nèi)鰭片和外鰭片，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高了換熱器的換熱效率，解決低溫環(huán)境下車輛發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱啟動(dòng)時(shí)間過長的問題，提高車輛的環(huán)境適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)車輛低溫環(huán)境下快速可靠啟動(dòng)。
文檔編號F02N19/10GK102278244SQ20111020746
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者劉世青, 姜勇, 宋衛(wèi)群 申請人:北京北機(jī)機(jī)電工業(yè)有限責(zé)任公司