一种燃油和燃气加热器用紧凑型原表面换热器制造技术

针对现有技术中的换热器的换热效率低、体积大的问题，本实用新型专利技术提供一种换热效率高的紧凑型原表面换热器，包括有换热壳体和换热芯体，换热壳体包括有外壳体、前内壳体、后内壳体、前固定件和后固定件，其中外壳体前部的上侧开设有液体出口，外壳体后部的下侧开设有液体进口；换热芯体包括有框架和固定在框架上的若干个沿左右方向排列的换热单元，换热单元内部包括有若干个沿上下方向贯通的液体流道，相邻的换热单元之间形成有沿前后贯通的气体流道。由于该换热器的换热表面均为一次原表面，降低了相对于二次表面翅片式换热模式的传热热阻，提高了换热效率及体密度，解决低温环境下车辆发动机预热启动时间过长的问题，提高车辆的环境适应性，实现车辆低温环境下快速可靠启动。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于用于燃油和燃气加热器的原表面高效换热
，特别涉及一种燃油和燃气加热器用紧凑型原表面换热器。
技术介绍
发动机低温辅助启动设备(以下简称加热器)是低温条件下发动机快速冷启动、 车体内部供暖、挡风玻璃除霜及蓄电池保温的重要辅助装置，在国内外均有良好的应用前景。加热器主要由换热器、燃烧器和控制器组成，其中换热器性能的好坏决定了发动机的低温启动的适应性及可靠性，换热效果好的换热器能够大大缩短低温启动时间。现有技术中， 比如公开号为CN101520232A、专利技术名称为双水腔燃油加热器用热交换器的中国专利申请， 其公开了一种双水腔燃油加热器用热交换器，在燃烧室外依次套有两层水腔体，以实现燃烧室内火焰热量与水腔体内的液体之间的热交换，但这种热交换形式属于二次表面翅片式换热模式，相对于原表面(一次表面换热模式)换热器，该双水腔燃油加热器用热交换器仍存在热传递过程中翅片与换热基体结合面处热阻过大的问题，将影响加热器的换热效率。 因此，开发一种热交换效率高、结构紧凑的换热器成为传热技术研究的新热点。
技术实现思路
针对现有技术中的换热器的换热效率低的问题，本技术提供一种换热效率高的紧凑型原表面换热器，由于该换热器的换热表面均为一次原表面，因此减少了传热热阻， 提高了换热效率，解决低温环境下车辆发动机预热启动时间过长的问题，提高车辆的环境适应性，实现车辆低温环境下快速可靠启动。技术方案一种燃油和燃气加热器用紧凑型原表面换热器，包括有换热壳体和换热芯体，所述换热壳体包括有筒状外壳体、筒状前内壳体、筒状后内壳体、前固定件和后固定件，其中前内壳体和后内壳体均位于所述外壳体的内部，所述前内壳体的前端和外壳体的前端均固定在前固定件上，所述后内壳体的后端和外壳体的后端均固定在后固定件上，与前内壳体对应的所述外壳体的前部的上侧开设有液体出口，与后内壳体对应的所述外壳体的后部的下侧开设有液体进口 ；所述换热芯体包括有框架和固定在框架上的若干个沿左右方向排列的换热单元，所述每个换热单元所在的平面均垂直于左右方向，所述每个换热单元内部包括有若干个沿上下方向贯通的液体流道，所述相邻的换热单元之间形成有沿前后贯通的气体流道；所述框架的前端固定在所述前内壳体的后端，所述框架的后端固定在所述后内壳体的前端。所述固定是指焊接方式，或所述前固定件为前法兰盘，所述后固定件为后法兰盘， 所述前内壳体的前端和外壳体的前端分别固定在前法兰盘的内侧面和外侧面上，所述后内壳体的后端和外壳体的后端分别固定在后法兰盘的内侧面和外侧面上。所述换热单元由一对互为镜像的换热片焊接而成，所述换热片包括波纹区域和位于波纹区域四周的平面区域，所述平面区域包括上、下、左、右平面区域，所述波纹区域包括被冲压成型的若干个相同的长形凹槽，每个所述长形凹槽的长度方向沿上下方向且所述长形凹槽沿前后方向组成波纹，所述上、下平面区域位于所述波纹的波谷所在平面，所述前、 后平面区域位于所述波纹的波峰所在的平面，互为镜像放置的两片换热片的前、后平面区域彼此焊接分别形成前连接区域和后连接区域，且互为镜像放置的两片换热片之间形成了若干个沿上下方向贯通的液体流道，其中所述波谷是指相邻的长形凹槽之间的区域，所述波峰是指长形凹槽的槽底所在的平面。所述相邻的换热单元之间的相邻换热片的上、下平面区域分别相焊接。所述框架包括位于前端的前口字形框架和位于后端的后口字形框架，所述前口字形框架和后口字形框架所在的平面均垂直于前后方向，所述前口字形框架的上、下棱和后口字形框架的上、下棱上分别固定有用于固定所述换热单元的前连接区域和后连接区域的固定连接片，所述固定连接片位于前口字形框架和后口字形框架之间。所述固定连接片为板片结构，通过其前端固定在前口字形框架的上、下棱上的板片的后部上开设有与换热单元数量相同的前凹部，通过其后端固定在后口字形框架的上、 下棱上的板片的前部上开设有与换热单元数量相同的与前凹部相对应的后凹部，所述前凹部的底部到对应的后凹部的底部之间的距离等于换热单元的前后长度，所述换热单元的前连接区域插入前凹部后焊接到前凹部上且所述换热单元的后连接区域插入后凹部后焊接到后凹部上，同一固定连接片上的相邻的前凹部的深度不同，相应地，同一固定连接片上的相邻的后凹部的深度也不同；所述固定连接片的朝向换热单元的一端还延伸出密封部，所述密封部为依换热单元外形而形成的用于填充相邻的换热单元之间空隙的板片结构。所述前凹部的深度有两种，且相邻的前凹部的深度不同、相间隔的前凹部的深度相同；相应地，所述后凹部的深度也有两种，且相邻的后凹部的深度不同、相间隔的后凹部的深度相同，前凹部底部到对应的后凹部的底部之间的距离等于换热单元的前后长度。所述前凹部或后凹部的两种深度的差值小于一个长形凹槽沿前后方向的宽度。所述框架还包括四个补偿连接片，所述补偿连接片为板片结构，分别用于连接前口字形框架的左棱与左外侧的换热片的前平面区域、前口字形框架的右棱与右外侧的换热片的前平面区域、后口字形框架的左棱与左外侧的换热片的后平面区域、后口字形框架的右棱与右外侧的换热片的后平面区域，其中所述换热片包括波纹区域和位于波纹区域四周的上、下、左、右平面区域。所述前口字形框架的四个棱和后口字形框架的四个棱上分别设置有向外侧方向伸展的且与外壳体的内表面相邻接的支撑连接片，所述支撑连接片上开设有过水孔。所述前、后口字形框架的上、下棱即为上、下固定连接片，所述前、后口字形框架的左、右棱即为左、右补偿连接片，所述换热单元焊接在前、后口字形框架的相对的上、下固定连接片之间，所述补偿连接片分别焊接在左外侧换热片的前、后平面区域上和右外侧换热片的前、后平面区域上。技术效果本技术提供一种燃油和燃气加热器用紧凑型原表面换热器，该换热器由换热壳体和换热芯体组成，换热芯体位于换热壳体的内部。换热壳体的前固定件和后固定件用于换热器与燃烧器和尾气排放管的连接，以组成燃油和燃气加热器。加热器工作时燃烧器产生的高温炽热火焰经前内壳体进入换热芯体的前后贯通的气体流道，与换热芯体的液体流道内的液体进行热交换后成为低温尾气从后内壳体排出；换热器的外壳体上开设有液体进口和液体出口，液体从液体进口进入外壳体与后内壳体之间形成的水腔，并进入换热单元的液体流道，在液体流道内被加热后进入外壳体与前内壳体之间形成的水腔，最终从液体出口排出。由于换热芯体的换热单元的换热表面均为一次原表面，不存在扩展表面，全部换热表面百分之百的参与换热，相对于二次表面翅片式换热模式，本技术降低了金属耗量与传热热阻，具有传热快、换热效率高，结构紧凑、节省原材料和能源的优点，并且采用的原表面换热技术能够通过诱导流体自发震荡，引发流动不稳定性，促使流体扰动和混合， 实现强化换热，提高了车辆的环境适应性，实现低温环境下车辆发动机快速可靠启动的目的。其中，液体进口位于后下方而液体出口位于前上方，使得气体流道内的热流体与液体流道内的冷流体逆向交错流动进一步提高换热效率。优选地，换热器内的各个部件间的固定连接均采用焊接的方式，以保证换热器可以耐受住高温炽热火焰，比如前内壳体的前端和外壳体的前端均焊接在前固定件上，后内壳体的后端和外壳体的后端均焊接在后固定件上，换热芯体包括有框架和焊接在框架上的若干个沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜勇，宋卫群，
申请(专利权)人：北京北机机电工业有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：