一种用于道路车辆尾气废热回收的沸腾器的制作方法

本实用新型涉及一种用于道路车辆尾气废热回收的沸腾器组件，属于发动机废热回收和热交换器领域，特别是涉及一种用于满足CO2排放法规的重型卡车，其主要是采用有机朗肯循环废热回收技术的发动机尾气沸腾器。

背景技术：

随着道路车辆排放法规的日益严格，欧六排放法规实施后，2020年将进入以限制CO2排放为主的碳排放法规的实施阶段，会对发动机的每百公里燃油消耗提出了严格的要求和标准。为此，以有机朗肯循环为代表的各种废热回收技术，将成为未来道路车辆降低CO2排放最有效的手段和技术之一。

目前发动机的能源利用效率比较低，一般为40％左右，剩余约60％的热量以各种形式排入大气。在发动机各种形式废热中，以尾气废热比重最大。而基于废热回收的有机朗肯循环通过把发动机的尾气、废气再循环EGR以及发动机缸套水等废热吸收，通过膨胀机转化为有效功输出，从而间接提升发动机燃油经济性和降低CO2的排放。

在发动机排出的热量中，尾气的热量又占整个发动机废热回收系统热量的60％以上，因此尾气沸腾器是整个车用ORC系统最为关键的部件之一，完成有机朗肯循环中工质吸收高温尾气的热量，进而实现废热的转化和利用。尾气沸腾器安装在发动机尾气后处理SCR等设备之后，发动机对排气系统的压力降非常敏感，如果排气系统阻力大，将会导致排气系统的背压升高、燃烧恶化。因此需要烟气有较大的流通截面，而传统的EGR冷却器一般截面较小，不能满足要求。

道路车辆运行工况复杂，因此还需要尾气沸腾器具有快速切换的功能，当ORC系统需要工作时，把尾气通入沸腾器换热芯子中，吸收尾气的废热；当ORC系统不工作时，要把尾气切换到旁路，直接排出。

因此，解决高温尾气大流量、低阻力等问题，且能够实现尾气快速切换是设计高效紧凑尾气沸腾器组件的关键。

技术实现要素：

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提出一种用于道路车辆尾气废热回收的沸腾器。该沸腾器不仅要解决低烟气阻力、管路快速切换，而且还要结构紧凑，满足应用于道路车辆ORC系统对重量的要求。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种用于道路车辆尾气废热回收的沸腾器，包括换热芯子组件、进气管、进气腔室、出气管和出气腔室，其特征在于所述的换热芯子组件是由多个标准小芯子构成；尾气与冷媒介质形成错逆流布置，冷媒在流动方向上依次经过预热区、蒸发沸腾区和过热区；在所述的进气管上还设有实现尾气通入换热芯子组件或旁通管路切换的调节阀；所述的沸腾器通过安装支架设置在车架横梁上，并布置在尾气后处理设备的后面。

本实用新型的一种用于道路车辆尾气废热回收的沸腾器，所述的换热芯子组件是由多个标准小芯子构成，尾气与冷媒介质形成错逆流布置，因而尾气与冷媒介质的热交换充分，并且尾气具有较大的流通面积，以保证尾气侧低压降的要求。同时，本实用新型通过调节阀实现尾气通入换热芯子组件和旁通的切换。

根据本实用新型，所述的调节阀包括控制器、阀杆和挡板，所述的控制器反馈信号及指令，通过转动阀杆来实现挡板的位置切换。当需要尾气进入换热芯子组件时，把调节阀挡板切换到旁通管路上，让尾气通入进气腔室；当不需要尾气热量时，把调节阀挡板切换到进气腔室上，让尾气通过旁通管路，直接排出。

根据本实用新型，所述的调节阀还包括一对框架，所述的一对框架分别置于所述的进气管和旁通管路内，所述的挡板择一与所述的一对框架形成配合。当挡板与其中一个框架形成配合后，该框架所在的管路关闭，另一个框架所在的管路导通。框架的位置一方面决定了挡板切换停留的位置，另一方面还可以起到密封的作用，防止尾气从挡板周围漏出。

根据本实用新型，芯子组件外侧的隔板上设置多个小支柱，所述的小支柱内有螺纹孔，所述的沸腾器通过螺栓固定到安装支架上。安装支架再把尾气沸腾器连接到车架横梁上，布置在尾气后处理设备的后面。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一种用于道路车辆尾气废热回收的沸腾器的整体结构示意图。

图2是本实用新型换热芯子组件的布置示意图。

图3是本实用新型沸腾器尾气流通管路的布置示意图。

图4是本实用新型调节阀的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，一种用于道路车辆尾气废热回收的沸腾器，包括换热芯子组件12、进气管3、进气腔室5、出气管10、出气腔室9、侧板7和端板6。沸腾器安装在车架横梁11上，并布置在SCR等尾气后处理设备的后面。

参照图2，所述的换热芯子组件12是由多个标准小芯子构成；尾气1与冷媒介质2形成错逆流布置。由于车载ORC系统中冷媒的流量一般较小，为了实现冷媒介质2与尾气1的充分换热，需要在尾气1流动方向上布置多排芯子，冷媒2在流动方向上依次经过预热区、蒸发沸腾区和过热区；尾气1在流动方向上具有较大的流通截面积，以保证尾气侧低压降的要求。芯子组件12外侧的隔板13上设置多个小支柱14。小支柱14内有螺纹孔，通过螺栓15固定到安装支架8上。

参照图3和图4，在所述的进气管3上还设有实现尾气通入换热芯子组件12或旁通管路16切换的调节阀4。所述的调节阀4包括控制器17、阀杆18和挡板19，所述的控制器17反馈信号及指令，通过转动阀杆18来实现挡板19的位置切换。

所述的调节阀4还包括一对框架20，所述的一对框架20分别置于所述的进气管3和旁通管路16内，所述的挡板19择一与所述的一对框架20形成配合。

当需要尾气1进入换热芯子组件时，把调节阀挡板19切换到旁通管路16上，让尾气1通入进气腔室5；当不需要尾气1时，把调节阀挡板19切换到进气腔室5上，让尾气1通过旁通管路16，直接排出。控制器17反馈车辆运行的实时信号及指令，通过阀杆18来实现挡板19的位置切换。框架20的位置一方面决定了挡板19切换停留的位置，另一方面还可以起到密封作用，防止尾气1从挡板19周围漏出。

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新 型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。