本实用新型专利技术公开了一种用于微型燃气涡轮机的回热器，包括尾气进出气室、增压空气进出气室和芯子，所述的芯子包括交错叠放且呈逆流布置的热侧通道和冷侧通道。本实用新型专利技术结构紧凑，适应于汽车的狭小空间。热侧通道和冷侧通道在空间流动上采用逆流布置形式，提高两侧气体的相对传热温差，实现回热器高效传热和燃气轮机热效率的提升。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种高效紧凑的换热器，特别是涉及一种用于新能源增程式微型燃气轮机的高温回热器，通过高效紧凑的回热器，提高微型燃气轮机的效率。
技术介绍
随着汽车各种排放法规的实施，人们对发动机或汽车所产生NOX，PM的污染物排放要求越来越严格。各种新能源汽车，如纯电动车，混合动力车获得越来越重视和推广。其中，对城市交通工具的公交车而言，因为其在城市内频繁的启动，若采用传统的内燃机作为动力，其产生的NOX和PM等污染物非常高，现有技术手段还无法达到排放标准，为此各种混合动力车或纯电动公交车得以推广。而同时，这些车由于续航能力弱，还存在局限性。为此，一种用于城市公交的增程式混合动力车得以应用。其主要利用传统的柴油机带动发电机在特定工况下向电源充电，提高其续航能力。但是，其采用柴油机仍然需要解决排放问题，为此带来高额的后处理设备成本压力。而微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25?300kW，基本技术特征是采用径流式叶轮机械(向心式透平和离心式压气机)以及回热循环。该微型燃气轮机，由于其结构简单，燃烧充分，其尾气的排放非常干净，达到欧六的排放标准。为此，利用微型燃气轮作为增程式电动车的发电机动力源，可以在提高电动车续航力的同时，有效降低排放。而微型燃气轮机而言，采用回热器可使燃气轮机效率从原来的20%提高到30%?35%。回热器主要是用燃气轮机高温尾气加热从压气机过来增压空气，然后再进入燃烧室内燃烧，提高燃油经济性。因为燃气轮机的回热器内的两种流体都属于气体，其质量流量相同，为了获得更高的回热效率，其体积都非常庞大。而对于这种用于增程式电动车的微型燃气轮机的回热器，更面临的空间体积的限制，迫切需要提高其结构紧凑度，使其适应于汽车的狭小空间。
技术实现思路
本技术要解决的是现有微型燃气涡轮机的回热器存在体积庞大、紧凑度低而无法适应增程式电动车的狭小空间的问题，针对这种微型燃气轮机所必备的回热器，在高效紧凑的内在要求下，尤其是适用于车用微型涡轮燃气轮机这种装置空间狭小，且回热器的换热效率要求高、内侧阻力要求低，并且减少尾气颗粒物积聚的要求特点，提供一种新颖的紧凑型回热器。为解决上述问题，本技术采用以下技术方案:一种用于微型燃气涡轮机的回热器，包括尾气进气室、尾气出气室、增压空气进气室、增压空气出气室和芯子，其特征在于所述的芯子包括交错叠放的热侧通道和冷侧通道，所述的热侧通道两端分别与所述的尾气进气室和尾气出气室连通，所述的冷侧通道两端分别与所述的增压空气进气室和增压空气出气室连通；并且，热侧通道和冷侧通道在空间流动上采用逆流布置形式。本技术的回热器，采用交错叠放的热侧通道和冷侧通道形式，结构紧凑，适应于汽车的狭小空间。热侧通道和冷侧通道在空间流动上采用逆流布置形式，提高两侧气体的相对传热温差，实现回热器高效传热和燃气轮机热效率的提升。具体来说，回热器具有以下流体特点:回热器冷热两侧流体相同，且质量流量相同。回热器这两个特点，决定其两侧流体的热容质量比近似为1，从而导致其回热器热效率与传热有效单元数曲线的斜率相对较小。而本回热器在空间布置上采用逆流方式，相对与错流等方式，可大大提高产品的空间紧凑度和缩小传热面积。根据本技术，所述的芯子截面呈六边形结构，所述的热侧通道由上下隔板和一对尾气侧封条构成，所述的一对尾气侧封条在对角线处形成一对分别与所述的尾气进气室和尾气出气室连通的缺口，在所述的热侧通道内设有尾气侧翅片；所述的冷侧通道由上下隔板和一对增压空气侧封条构成，所述的一对增压空气侧封条在另一对角线处形成一对分别与所述的增压空气进气室和增压空气出气室连通的缺口，所述的冷侧通道内设有增压空气侧翅片。上述结构，可延长本技术的气体流程，有利于充分进行热交换，进一步提高热效率。根据本技术，每个尾气侧封条由一个长封条和一个短封条构成。其中第一尾气侧封条的短封条与第二尾气侧封条的长封条之间留出缺口，同时第一尾气侧封条的长封条与第二尾气侧封条的短封条之间留出缺口。上述两缺口分别用于连接所述的尾气进气室和尾气出气室。根据本技术，每个增压空气侧封条由一个长封条和一个短封条构成。其中第一增压空气侧封条的短封条与第二增压空气侧封条的长封条之间留出缺口，同时第一尾气侧封条的长封条与第二尾气侧封条的短封条之间留出缺口。上述两缺口分别用于连接所述的增压空气进气室和增压空气出气室。根据本技术，所述的尾气侧翅片为波纹翅片。该翅片是针对发动机燃烧后尾气这种易于积碳特点，而设计出的一种强化传热翅片，能在很大程度上避免尾气颗粒的积聚，且又能强化传热，又能对其阻力增长得到有效控制。根据本技术，所述的增压空气侧翅片为锯齿型翅片。该翅片既能有效增加空气侧传热面积，同时对空气流动进行有效的扰动破坏在翅片表面的边界层，达到强化传热的效果。根据本技术，在气流方向上的相邻部件采用弹性链接。上述结构，可减少回热器在实际应用中，因为高温热胀冷缩产生的热应力和相应的热疲劳。根据本技术，在芯子的热侧通道可以采用多流程结构，以提高增压空气侧的传热系数。根据本技术，各气室与芯子是通过氩弧焊实现金属连接，确保两种气体分别密封在各自的区域和通道内。本技术回热器是以应用与微型涡轮发动机上的回热器，其尾气的温度高达700?800度；增压空气经过尾气加热后，其温度也高达500?600度。芯子的金属表面温度也处于500?600度范围。回热器宜选用耐高温的不锈钢材料。【附图说明】图1是本技术回热器的结构示意图。图2是本技术回热器的爆炸图。图3是本实用新当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于微型燃气涡轮机的回热器，包括尾气进气室(10)、尾气出气室(7)、增压空气进气室(8)、增压空气出气室(9)和芯子，其特征在于所述的芯子包括交错叠放的热侧通道和冷侧通道，所述的热侧通道两端分别与所述的尾气进气室(10)和尾气出气室(7)连通，所述的冷侧通道两端分别与所述的增压空气进气室(8)和增压空气出气室(9)连通；并且，热侧通道和冷侧通道在空间流动上采用逆流布置形式。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董军启，陈一中，王建长，
申请(专利权)人：浙江银轮机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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