用于發動機廢氣再循環的蒸發器的制作方法

本專利涉及一種用于發動機廢熱回收的廢氣再循環蒸發器，屬于廢熱回收和熱交換器領域。

背景技術：

道路車輛排放法規愈發嚴格，對發動機油耗提出了更高的要求和標準。而發動機能量利用效率低，將近60％的熱量以各種形式散失，其中以發動機排氣廢熱比重最大。由此，以朗肯循環為代表的廢熱回收技術成為降低車輛碳排放的重要手段之一。其通過冷媒吸收廢氣和再循環廢氣的熱量并通過膨脹機輸出有效功，間接提升發動機燃油經濟性和降低co2的排放。

發動機廢氣再循環蒸發器中，冷媒工質降低再循環廢氣溫度的同時(如傳統egr冷卻器)，吸收廢氣熱量，實現廢熱的轉化和利用。熱交換過程中，如果出現產品失效，導致冷媒泄漏到再循環廢氣中，并隨之進入發動機燃燒室內燃燒；燃燒過程中，冷媒(如r245fa等)會因高溫裂解并與空氣發生反應，產生氰氟酸等劇毒性物質排入大氣，嚴重破壞和污染大氣；避免該問題是設計發動機廢氣再循環蒸發器的關鍵點之一。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種用于發動機廢氣再循環的蒸發器，通過扁平管雙層結構產生的間隙檢測廢氣與冷媒是否泄漏，從而避免一旦發生產品失效問題，冷媒泄漏到再循環廢氣中。

本發明的目的是這樣實現的：一種用于發動機廢氣再循環的蒸發器，包括殼體，殼體內設芯子，芯子包括間隔排列的扁平管，芯子兩端固定有主板，扁平管內部形成廢氣通道，扁平管之間形成冷媒通道，廢氣通道和冷媒通道相互隔離；殼體上設有連通冷媒通道的冷媒入口接頭和冷媒出口接頭，殼體兩端設有連通廢氣通道的廢氣進氣室接口和廢氣出氣室接口，所述扁平管為雙層結構，包括內層管和外層管，內層管和外層管之間具有間隙并形成檢測通道，所述主板上設有連通檢測通道的檢測接頭。

優選的，所述扁平管內置有紊流片。

優選的，所述扁平管之間設有翅片。

優選的，所述廢氣通道的進氣口處增設有隔熱板，隔熱板位于主板內側。

優選的，所述扁平管的進氣口固定有襯管，襯管尾部與扁平管內壁或者紊流片固定，前端與扁平管留有間隙。

優選的，所述主板包括主板一、主板二和副主板，副主板位于最內側并用于隔離相鄰扁平管，主板一向外延伸用于連接進氣室；主板二位于主板一和副主板之間，主板二與外層管固定，主板一與內層管固定，主板一與主板二之間形成主板間隙，主板間隙與內層管和外層管之間的間隙連通，所述檢測接頭與主板間隙連通。

優選的，所述冷媒通道中部設有隔板或法蘭盤，并將冷媒通道分隔成具有獨立空間的預熱區和蒸發過熱區，蒸發過熱區位于廢氣入口側，預熱區位于廢氣出口側，蒸發過熱區中冷媒與廢氣的流向呈順流布置，預熱區與廢氣的流向呈逆流布置。

優選的，所述蒸發過熱區在冷媒入口附近設有折流板，折流板垂直冷媒流動方向，并且相互之間間隔錯位分布。

優選的，所述廢氣進氣室接口包括進氣法蘭、波紋管、隔熱管、進氣室，波紋管套設在隔熱管上，進氣法蘭設置在隔熱管一端，進氣室設置在隔熱管另一端，波紋管與進氣法蘭焊接，另一端自由膨脹。

本發明相比現有技術突出且有益的技術效果是：

1、本發明結構形式上采用板翅式熱交換器結構，通過主板和扁平管將廢氣和冷媒工質隔離開來。循環廢氣作為熱源在扁平管內部流動，冷媒在扁平管外部流動吸收能量。扁平管采用雙層管技術主要是在為避免產品在極端情況下失效或壽命期內失效而導致冷媒進入發動機循環廢氣中；利用檢測通道判斷是否產生泄漏，一旦泄漏停用并及時更換產品。

2、為提高廢氣側和冷媒側傳熱，本專利采用板翅式結構形式，分別在扁平管之間置入翅片，以提高兩側表面傳熱系數和增強傳熱面積。

3、為保護本專利描述蒸發器廢氣進口端處，主板與扁平管釬焊點因高溫而產生熱變形或大熱應力而導致產品失效，本專利主要從三方面降低主板一和內扁平管之間的連接處的溫度和熱應力：主板一與主板二間置入高密翅片等加強換熱的金屬結構、扁平管內置襯管、增加隔熱板等。

4、在冷媒工質側，用中間隔板或法蘭將區域分成預熱區和蒸發過熱區。冷媒與廢氣蒸發過熱區域呈順流布置，預熱區呈逆流布置。在中間隔板兩側分別留有冷媒流動腔室所需要的空間，提高冷媒分布流動均勻性。

5、為進一步減少循環廢氣側因高溫受熱變形，在廢氣側進口處連接的波紋管，一端與進口法蘭焊接，另一端自由膨脹，避免波紋管與高溫廢氣直接接觸而產生疲勞破壞。

附圖說明

圖1是本發明扁平管的雙層結構圖；

圖2是本發明芯子的結構圖及局部詳解圖；

圖3是本發明法蘭連接芯子的結構示意圖；

圖4是本發明蒸發器廢氣及冷媒的流向圖；

圖5是本發明蒸發器的結構分解圖；

圖6是本發明廢氣進氣室接口的結構示意圖。

附圖標記：1、扁平管；1a、外層管；1b、內層管；2、檢測通道；3、主板一；4、主板二、5、副主板；6、翅片；7、隔熱板；8、襯管；9、紊流片；10、折流板；11、隔板；12、檢測接頭；13、法蘭盤；14、墊片；15、進氣法蘭；16、波紋管；17、進氣室；18、殼體；19、冷媒出口接頭；20、冷媒入口接頭；21、廢氣進氣室接口；22、廢氣出氣室接口；23、翅片；24、出氣室；25、出氣法蘭；26、隔熱管。

具體實施方式

下面結合附圖以具體實施例對本發明作進一步描述，參見圖1-6：

一種用于發動機廢氣再循環的蒸發器，結合圖4和圖5，包括殼體18，殼體18內設芯子，芯子包括間隔排列的扁平管1，芯子兩端固定有主板，扁平管1內部形成廢氣通道，扁平管1之間形成冷媒通道，廢氣通道和冷媒通道由主板和扁平管1相互隔離；殼體18上設有連通冷媒通道的冷媒入口接頭20和冷媒出口接頭19，殼體18兩端設有連通廢氣通道的廢氣進氣室接口21和廢氣出氣室接口22；如圖1所示，所述扁平管1為雙層結構，包括內層管1b和外層管1a，內層管1b和外層管1a之間具有間隙并形成檢測通道2,，圖中外層管1a和內層管1b的圓角處保證一定間隙避免釬焊，保證檢測通道2呈流通狀態；結合圖3，所述主板上設有連通檢測通道2的檢測接頭12。

具體看圖2和圖3，所述主板包括主板一3、主板二4和副主板5，副主板5位于最內側并用于隔離相鄰扁平管1，主板一3向外延伸用于連接進氣室17；主板二4位于主板一3和副主板5之間，主板二4與外層管1a固定，主板一3與內層管1b固定，主板一3與主板二4之間形成主板間隙，主板間隙內設置翅片6，主板間隙與內層管1b和外層管1a之間的間隙連通，所述檢測接頭12設置在主板二4上，并與主板間隙連通。

其中，冷媒通道中部設有隔板11(圖2)或法蘭盤13(圖3)，并將冷媒通道分隔成具有獨立空間的預熱區和蒸發過熱區(如圖4所示)，蒸發過熱區位于廢氣入口側，預熱區位于廢氣出口側，蒸發過熱區中冷媒與廢氣的流向呈順流布置，預熱區與廢氣的流向呈逆流布置。采用法蘭盤13結構則芯子分為兩個，通過法蘭盤13、墊片14及螺栓組件連接，其余結構與隔板11結構類似。

具體看圖2，所述扁平管1內置有紊流片9；所述扁平管1之間設有翅片23。扁平管1的進氣口固定有襯管8，襯管8尾部與扁平管1內壁或者紊流片9固定，前端與扁平管1留有間隙。所述廢氣通道的進氣口處增設有隔熱板7，隔熱板7位于主板內側。

如圖5所示，所述蒸發過熱區在冷媒入口附近設有折流板10，折流板10垂直冷媒流動方向，并且相互之間間隔錯位分布。

如圖6所示，所述廢氣進氣室17接口包括進氣法蘭15、波紋管16、隔熱管26、進氣室17，波紋管16套設在隔熱管26上，進氣法蘭15設置在隔熱管26一端，進氣室17設置在隔熱管26另一端，波紋管16與進氣法蘭15焊接，另一端自由膨脹。

上述實施例僅為本發明的較佳實施例，并非依此限制本發明的保護范圍，故：凡依本發明的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍之內。