一种集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器的制作方法

1.本实用新型涉及氢源热机发动机领域，尤其涉及一种集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器。


背景技术：

2.氢源热机发动机属于外燃机，它是靠外部热源加热，受热换热器管壁受热膨胀，达到已定压力时，通过气体分配器上面的电磁阀控制放气泄压，从高压到低压形成温差，来推动氢源热机持续做功。因此外部热源不直接参与循环做功，燃烧状况的变化只有对受热器管壁温度进行改变，从而对工质的换热发生影响时才会显示出来。因此，受热热头的形状、受热吸收的面积、以及管路布局、长度等对氢源热机发动机工作过程中，影响很大，直接影响了发动机做功率。因此，需要一种增大功率、降低成本、提高精度的集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的问题在于提供一种增大功率、降低成本、提高精度的集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器。
4.为了保证在使用过程中，能够保证增大功率、降低成本、提高精度，本实用新型涉及了一种集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器，包括：
5.活塞热腔体，回热冷腔体，翅片，加热毛细管；
6.所述翅片包括内圈翅片，外圈翅片；所述内圈翅片设置在所述活塞热腔体的上端；所述外圈翅片设置在所述回热冷腔体的上端；所述加热毛细管通过穿插设置与所述翅片连接固定；所述加热毛细管上设有温度传感器。
7.本实用新型的有益效果是，通过此设计，增加了吸热辐射面积，对热能的利用增加了，提高了功率，并创造性设计了空间的加热毛细管及相关零件之间的连接方式及顺序，从而达到了增加加热毛细管排布致密性，提高了加热毛细管受热均匀性，同时降低了成本和制作周期，最大限度的减少了无疑容积管段，对发动机输出功率提高提供有力条件。
8.进一步的，所述活塞热腔体与所述回热冷腔体的相对相位角为90
°
。
9.进一步的，所述加热毛细管的受热吸热面采用碟面螺旋线设计。通过碟面螺旋线设计，以增加受热吸热面积。
10.进一步的，所述加热毛细管的两端为平行直管。通过将其两端设计成平行直直管，用于内翅片、外翅片穿插。
11.进一步的，所述温度传感器通过钎焊于加热毛细管的背面。通过温度传感器用于测得外管壁实际温度。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是本实用新型一种集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器的结构图。
14.图中数字所表示的相应的部件名称:
15.1、活塞热腔体；2、回热冷腔体；3、加热毛细管；4、内圈翅片；5、外圈翅片；6、温度传感器；7、a段；8、e段；9、b段；10、c段；11、d段。
具体实施方式
16.下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明：
17.本实用新型要解决的问题在于提供一种增大功率、降低成本、提高精度的集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器。
18.如图1所示，为了保证在使用过程中，能够保证增大功率、降低成本、提高精度，本实用新型涉及了一种集成模块化的氢源热机发动机用烟气吸热热头换热器，包括：
19.活塞热腔体1，回热冷腔体2，翅片，加热毛细管3；
20.所述翅片包括内圈翅片4，外圈翅片5；所述内圈翅片4设置在所述活塞热腔体1的上端；所述外圈翅片5设置在所述回热冷腔体2的上端；所述加热毛细管3通过穿插设置与所述翅片连接固定；所述加热毛细管3上设有温度传感器6。
21.本实用新型的有益效果是，通过此设计，增加了吸热辐射面积，对热能的利用增加了，提高了功率，并创造性设计了空间的加热毛细管3及相关零件之间的连接方式及顺序，从而达到了增加加热毛细管3排布致密性，提高了加热毛细管3受热均匀性，同时降低了成本和制作周期，最大限度的减少了无疑容积管段，对发动机输出功率提高提供有力条件。
22.在实际操作中，活塞热腔体1与回热冷腔体2装于发动机上，活塞热腔体1与回热冷腔体2在发动机缸体安装位置上相对相位角为90
°
；在每对活塞热腔体1与回热冷腔体2之间装有nx4个加热毛细管3，形成由nx4个加毛细热管3排列组合而成的燃气或者烟气接受曲面；在活塞热腔体1内及加热毛细管3上分别装有多个温度传感器6。活塞热腔体1与回热冷腔体2都带有翅片，主要用于吸热，增加热头的吸热面积以及保热之功能
23.进一步的，所述活塞热腔体1与所述回热冷腔体2的相对相位角为90
°
。
24.进一步的，所述加热毛细管3的受热吸热面采用碟面螺旋线设计。通过碟面螺旋线设计，以增加受热吸热面积。
25.进一步的，所述加热毛细管3的两端为平行直管。通过将其两端设计成平行直直管，用于内翅片、外翅片穿插。
26.进一步的，所述温度传感器6通过钎焊于加热毛细管的背面。通过温度传感器6用于测得外管壁实际温度。
27.在实际操作中，氢源热机发动机热头，是由活塞热腔体1经活塞腔与安装法兰体铸造一起，安装法兰由定位侧面密封与发动机缸体截面平行装配；活塞热腔体1的轴母线与发动机曲轴平行，活塞热腔体1的顶部呈牛角状，平行面加工时，按照均分夹角分布加工，上面按照沉台孔加工，目的是加热毛细管装配时，有个定位基准，插入加热毛细管以后，每格台
阶孔的高度一致，均有焊接配合孔位以及气道通气孔组成，气道通气孔与焊接配合孔要求同心，台阶孔台阶面与轴线要求垂直；焊接配合孔与加热毛细管之间选择真空钎焊工艺进行连接，加热毛细管3与定位孔的单边真空焊接间隙为0.03-0.05mm。
28.氢源热机发动机热头换热器，是由活塞热腔体1、回热冷腔体2、加热毛细管3、温度传感器6、插管及吸热的内圈翅片4、外圈翅片5组成，采用高温合金或耐热钢材料制成，连接处采用高温真空钎焊工艺焊接，使换热器部件具备耐高温耐高压特性。每组焊接完成以后，需要做25兆帕的压力气密测试，保压15分钟无泄漏，才能使用。
29.加热毛细管3受热吸热面采用碟面螺旋线设计，每组加热毛细管3二端弯管时，做成二平行直管，用于内圈翅片4、外圈翅片5穿插，以增加受热吸热面积，每组热头由12-24根加热毛细管3组成一个四分之一的碟面体，每台发动机由相同的四组碟面体构成一个完整蝶形螺旋园体，做为发动机转换吸能部件，转换吸能部件组成一个内凹型螺旋的受热面，目的是，增加盘管的受热面积，燃气在燃气灶里面在燃烧过程中，形成一个螺旋体螺旋向上的火焰或者烟气，使其均匀辐射在接受螺旋面上，使加热毛细管3螺旋面各处得到均匀的热量供给；氢源热机发动机热头每根加热毛细管3均由一个规格的毛细管组成；每个加热毛细管3的a段7和e段8是垂直于活塞热腔体1和回热冷腔体2上平面，平行于对应台阶孔轴线；每根加热管的b段9、c段10和d段11根据不同发动机功率设计出不同尺寸规格和弧段，但是各弧段之间采取相切连接，连贯、无急回弯衔接；不同发动机设计b段9、c段10和d段11尺寸不同同时，弧段数量可以调整增加或减少，并保证螺旋面所有管段尺寸是一样的。
30.氢源热机发动机热头四个热头组成的加热毛细管3上各设置1个温度传感器6；温度传感器6钎焊于加热毛细管3背面，目的是测得外管壁实际温度；在活塞热腔体1的汇流腔内侧也装有一个温度传感器6，温度传感器6采用真空钎焊进行焊接，保证温度传感器6的焊缝处不能泄漏内部工作气体；通过活塞热腔体1的汇流腔内插入温度传感器6，检测工质温度，同时通过对比加热毛细管3管背侧的温度传感器6的信息，控制整体发动机质子压力和输出功率。氢源热机发动机热头台阶孔的数量与加热毛细管3的数量相同为12-24个。
31.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。