瓦楞筒消声换热结构及应用其的热声设备和能源动力装置的制作方法

文档序号:18510116发布日期:2019-08-24 09:02阅读:396来源:国知局
瓦楞筒消声换热结构及应用其的热声设备和能源动力装置的制作方法

本发明涉及声学和传热学技术领域,特别涉及一种传热降温的消声换热结构及其应用。



背景技术:

节能减排、提高能源利用率,是人类持续生存发展永恒的主题。常规内燃机的排气消声器及尾气能量回收装置在紧凑高效性能上还不满足要求,其结构多样及造价高还不能成为标准配件,致使内燃机排气热损失和红外辐射高,其余热利用停留在研究阶段、总能效率也未突破50%。将内燃机的排气能回收再利用是提高总能效率、降低油耗及红外辐射能的一个有效途径。装备机电混和动力装置及氢燃料电池与动力电池构成的动力装置,在低温环境需要回收装置的余热能用于电池和装置的保温,均质压燃、转子等高效低排放发动机在低中循环及低温环境时需要排气回热循环并降低失火损失,在高循环时需要外废气再循环以降低燃烧激烈程度和有害物排放;质子交换膜燃料电池工作中产生的废热量相比同容量内燃机冷却水箱的散热量成倍增加、且散热温差小,加之空调冷凝器和进气中冷器以及燃料电池专有的功率控制单元的散热器,给燃料电池轿车的前舱散热布局带来严峻考验,甚至以牺牲电堆功率为代价来满足前舱的散热要求;熔融碳酸盐和固体氧化物燃料电池的工作温度高,排放温度也高,排放余热利用与否会对整机效率产生影响;现有的内燃机及燃料电池的进气系统的空气滤清器、增压器和中冷器是独立布置并通过管路连接,造成体积大不紧凑且进气阻力也大;发动机的排气消声换热设备、机电混和动力装置、燃料电池电堆的高温排热利用装置和冷却装置以及进气中冷总成一体化消声换热装置,均需要一种新的具有消声功能的换热元件。还有,微型燃气轮机、航空涡轮轴和涡桨发动机以及热气机,需要高效、紧凑、低价并与主机集成一体且易自动化生产的回热器和空气预热器,来提高整机效率及降低排气温度和噪声;此外,燃气热水器和燃气壁挂式采暖炉同样也存在排气温度高和排气噪声高等问题,其主要原因是换热器采用翅片管式或管带式或板翅式等,这些传统设备不易形成多流程变截面换热通道结构,更不具有消声功能;民用燃气灶具,国内生产企业主要开发炉头的燃料燃烧技术,燃烧后的传热和消声以及热利用技术应用开发较少,部分商用燃气灶具燃烧噪声高、烟气余热利用效率低,家用燃气灶具烟气余热尚未回收利用,致使市场上能达到1级能效的民用燃气灶具产品占比不足10%;国产燃油热水(热风)采暖器,采用烟气折返加热水套筋片,而烟气同时又被燃烧筒外壁以辐射形式加热,形成烟气放热又被加热,终将造成排烟温度高、噪音高、能量利用率低、环境污染大等问题;空调的冷凝器和蒸发器均为分体设置,其不但造成用材多、整机体积大、安装冷凝器危险不安全,而且微通道冷凝器有时发生“冰堵”而无法运行,尤其是空调功能尚无新空气补充循环,此外,适合汽车、船舶等移动内燃机余热驱动的吸附式制冷设备尚未应用,其主要原因是吸附床的能效技术性低。

上述热声设备和能源动力装置是人类利用能源必不可少的用能设备,其共性是燃烧和利用能源,使热能转化成机械能或电能、或使热能直接用于人类生活需求,能源在燃烧转化成机械能和电能、或热能利用过程中,涉及能源利用效率问题并伴随产生对环境的噪声污染和热污染,解决人类高效环保利用能源是本发明的宗旨。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供一种以瓦楞筒为主要结构的传热降温降噪的消声换热通路,解决现有消声器的热声技术不兼容、热声设备及能源动力装置的消声与传热一体化难度大、制造成本高、高频噪声消声效果差等问题,同时解决消声换热装置难与主机紧凑集成或与相关部件一体化困难,以及换热和消声顾此失彼及热交换效率和速率低等消声换热技术问题。

本发明的技术解决方案是:一种以瓦楞筒为主结构构成的消声换热通路,包括瓦楞筒、金属筒、第一工质入口和第一工质出口,瓦楞筒是由折叠成瓦楞状的金属带弯曲围成的筒状体,且瓦楞槽的延伸方向与筒体的轴向一致,金属筒置于瓦楞筒筒腔内,其外壁紧靠瓦楞筒内壁的内齿峰,使内侧的瓦楞槽形成一个个单独的两端开口的内瓦楞槽通道,瓦楞筒于前、后端分别封闭,置于金属筒内的隔板将封闭的瓦楞筒内的空间分割为前室和后室,第一工质入口和第一工质出口设在瓦楞筒的同一端或分别设在不同端并分别与前室和后室连通,使第一工质入口、前室、内瓦楞槽通道、后室、第一工质出口构成依次连通的传热降温的消声换热通路。

本发明的技术效果是:将噪声波的强化传热技术和高温噪声气流的传质传热技术一并用于以瓦楞筒为主结构构成的传热降温的消声换热通路中,以提高高温噪声气流的降噪强度和热交换强度,使其快速降温并消除气流噪声,达到降温降噪目的。以瓦楞筒为主构成的消声换热通路的结构合理、紧凑、易制造、成本低、消声效果及传热效果好且兼有高效换热功能,传热效率和速率高等优点;该消声换热通路满足消声原理及气态热源的换热原理,是最理想的消声和换热一体化的技术结构,该消声通路结构不仅是一个高效环保元件、同时也是能源利用中不可替代的重要部件且应用广泛。用于内燃机的排气消声器可以快速地降低排气温度,降低排气红外和噪声声纳信号强度;用于发动机排气余热回收,可为均质压燃内燃机在低循环和低温环境下提供高温进气而减少失火损失并节能减排,同时,降温冷却的排气可以用来控制高循环燃烧速率防止粗暴(外egr),还可用于甲醇裂解气制备等优化燃料、二次转化为机械能或电能、海水淡化、制冷或制冰及采暖和热水等,实现能源综合高效利用;用于内燃机进气的增压器、滤清器、中冷器一体化及水箱散热器,使进气总成和缸体散热配件占位体积大幅减小、布置更加灵活;用于热气机的空气预热器和微型燃气轮机的回热器时,能与其主机系统密切良好的技术融合并避免分体造成的二次阻力和热损失;用于涡轮轴及涡桨航空发动机的回热器和中间冷却器时,其带来的发动机耗油率降低和主机整体性能提高,优势显著;用于能源装置的民用燃气灶具和燃气热风、热水器以及燃油热风热水采暖器的核心部件并带预热助燃空气的集成一体化消声换热通路结构,直接将烟气温度降至冷凝温度以下、排出烟气噪声降至更低,能效更高;该消声换热通路结构技术不但用于进、排气系统和冷却、空调系统,还可以用于新能源汽车的热管理系统,如用于燃料电池电堆和电控单元的冷却、电池恒温及多功能一体化空压机进气总成等,特别是用于赠程式电动车上可实现热能梯级应用、能源利用最大化;用于空调的蒸发器和冷凝器一体化,整机结构紧凑、通用性能好、安装简单、换热工质多样化并有新鲜空气补充室内,用于吸附式制冷装置的吸附发生器时热驱动制冷效率高。

附图说明

图1是本发明瓦楞筒立体结构示意图;

图2是本发明实施例1的瓦楞筒的内瓦楞槽构成的第一工质的消声换热通路结构示意图;

图3是本发明实施例2的瓦楞筒的内外瓦楞槽构成的消声换热通路结构示意图;

图4是本发明实施例3的双瓦楞筒的消声换热通路结构示意图;

图5是本发明实施例4的瓦楞筒构成的热风或热水消声换热通路结构示意图;

图6是本发明实施例5的瓦楞筒构成的灶具消声换热通路结构示意图;

图7是本发明实施例6的双瓦楞筒构成的热风热水消声换热通路结构示意图;

图8是本发明实施例7的叶轮机在瓦楞筒两端布置的微燃机消声换热通路结构示意图;

图9是本发明实施例8的燃烧室及叶轮机在瓦楞筒一端布置的微燃机消声换热通路结构示意图;

图10是本发明实施例9的燃烧室和叶轮机以及轴流涡轮机在瓦楞筒内布置的涡轴发动机消声换热通路结构示意图;

图11是本发明实施例10的瓦楞筒为中冷器、夹套管回热、高低两级压气的涡轴发动机的消声换热通路结构示意图;

图12是本发明实施例11的叶轮机在双瓦楞筒一端布置的微燃机与燃料电池构成的联合发电装置的消声换热通路结构示意图;

图13是本发明实施例12的瓦楞筒为中冷器的涡轮增压进气总成的消声换热通路结构示意图;

图14是本发明实施例13的瓦楞筒为中冷器的机械增压进气总成的消声换热通路结构示意图;

图15是本发明实施例14的叶轮机在瓦楞筒两端布置的涡轮增压高温进气总成的消声换热通路结构示意图;

图16是本发明实施例15的双瓦楞筒构成的压缩式空调的消声换热通路结构示意图;

图17是本发明实施例16的双瓦楞筒为二级吸附发生器的消声换热通路结构示意图。

具体实施方式

实施例1:

实施例1是以瓦楞筒为主构成的第一工质的消声换热通路结构。如图1和2所示,包括瓦楞筒1、金属筒2、第一工质入口3和第一工质出口4,瓦楞筒1是由折叠成瓦楞状的金属带弯曲围成的筒状体,且瓦楞槽的延伸方向与筒体的轴向一致,金属筒2置于瓦楞筒1筒腔内,其外壁紧靠瓦楞筒1内壁的内齿峰,使内侧的瓦楞槽形成一个个单独的两端开口的内瓦楞槽通道,瓦楞筒1于前、后端分别(通过板材)封闭,置于金属筒2内的隔板5将封闭的瓦楞筒1内的空间分割为前室6和后室7,第一工质入口3和第一工质出口4设在瓦楞筒的同一端或分别设在不同端并分别与前室6和后室7连通(第一工质入口3和第一工质出口4设在同一端时,是通过采用管道穿过其中的一个室连接在隔板5上与另一个室相连通的),使第一工质入口3、前室6、内瓦楞槽通道、后室7、第一工质出口4构成依次连通的第一工质的消声换热通路。

实施例1可以在后室7内设一延伸管12,该延伸管12一端沿径向向外延展与瓦楞筒1内口缘连接,另一端沿轴向向远第一工质出口4端延伸,延伸管12的作用是导流并将气流和噪声分离,如在延伸管上开孔并与再另外设置在其内的管道可独立形成一个夹套式的微穿孔共振吸声结构。封闭的瓦楞筒1内的空间包括瓦楞筒1端部。

瓦楞筒近中心轴的折弯处为内齿峰、远离中心轴的折弯处为外齿峰;瓦楞筒的内齿峰与金属筒的外壁焊接,瓦楞筒外侧通过与另一金属筒内壁相围;瓦楞筒的瓦楞槽通道两端口可由翅带13(密封带,图中打剖面线部分)封堵,使两端的内外瓦楞槽通道口相互独立,被翅带13封堵的瓦楞槽通道口开在侧面。

发动机做完功的噪声气流在瓦楞筒消声通路结构中实现降温降噪过程:发动机排气(高温、高噪扰流脉动混合气体)由第一工质入口进入至前室内扩张,由于第一工质入口管和前室组成的通道截面突然扩张造成通道内声阻抗突变,使某些频率的排气噪声在此处发生反射、干涉等现象;进入前室的排气因扩张膨胀并来回反射,由此形成排气噪声声压降低并使其声强降低,当排气噪声声波入射到瓦楞筒前端的内瓦楞槽通道的尖劈入口(即瓦楞筒的内齿峰间形成的消声尖劈入口)时,从尖劈入口进入内瓦楞槽通道的排气噪声声波被分割成多束,每束小支声波在内瓦楞槽通道内反复反射、并与通道壁面碰撞消耗能量,同时排气与通道壁面存在温差传热,使排气噪声碰撞耗损的能量连同排气热能量最终以热能的形式通过瓦楞槽通道外壁面散热,致使声压进一步降低;同时,排气从前室进入内瓦楞槽通道并沿内瓦楞槽通道向后出口流动时,因内瓦楞槽通道尖劈入口方向与瓦楞槽通道流动方向相差90°左右,使一部分排气噪声返回前室内;进入瓦楞筒内瓦楞槽通道中的排气,沿通道向后端的出口流动过程中,由于内瓦楞槽通道可以是装有某种翅片的通道、或波纹通道、或交叉波纹通道、或支撑扰流平直通道等结构(瓦楞槽通道可在沿轴向方向上制成曲折的形状),排气噪声在水力直径小的瓦楞槽通道流动时,一方面排气与瓦楞槽通道进行热交换,另一方面排气噪声在通道内反复反射碰撞消耗能量,该耗损的能量连同排气传热能量最终也以热能的形式通过瓦楞筒的外壁面散热,排气噪声和温度的降低使声压进一步降低;最后,排气从内瓦楞槽通道出口并经延伸管折返180°后流出进入后室,部分排气噪声返回瓦楞槽通道内;进入后室的排气噪声进一步扩张膨胀、声压进一步降低,最后排气噪声在瓦楞筒消声通路结构中降到要求后从第一工质出口管排出。

瓦楞槽通道轴截面为矩形、梯形或抛物线形状,轴向为平直通道、或带翅片的平直通道、或曲折的波纹形通道等。一方面瓦楞槽通道总流通面积大于第一工质出入口管面积,使通道阻力影响较小;另一方面排气噪声在瓦楞槽通道的流动为蜂窝式阻性消声过程,由于增加了声波在瓦楞槽通道内反射次数、同时也增加瓦楞槽通道表面积与噪声波的接触机会,从而提高消声效果,排气噪声在瓦楞槽通道内的中高频率噪声波得到较好消除;同时,排气的中高频率噪声波转化来的热量连同排气热量一并通过瓦楞槽通道的外壁面散热,排气在每个瓦楞槽通道内得到冷却,这样,排气温度降低使声压降低、声压降低又使声强降低更大,在液力直径相对较小的基础上,瓦楞槽通道越长、排气温度降得越低、排气噪声的消声量越大。

本瓦楞筒消声通路结构是由环形瓦楞槽式阻性消声通道和前后室(抗性扩张)连通构成阻抗复合式消声结构,前后室对低中频范围的噪声波有较好的消声效果、瓦楞槽式阻性消声通道对中高频率范围的噪声波有较好的消声效果,该阻抗复合式消声结构消声频带宽;在空间较大的前室或后室中可加装隔板构成共振腔等消声元件,共振腔开孔连通前室或后室、或连通第一工质入口或出口、或连通内瓦楞槽通道,连通内瓦楞槽通道时、在内金属筒上开共振腔孔;还可在瓦楞筒的隔板上设置带消声结构的调节门、或在瓦楞筒内设置其它消声元件以进一步构成多种排气消声结构。

外瓦楞槽表面积是圆筒的十余倍,用于发动机排气消声器时其向外部空气传热面积大,发动机排气在瓦楞筒消声通路结构中的温度降得又低、又快,排气温度降低使噪声波长减小、传递损失曲线向低频方向移动,同时排气温度降低也使声波在介质的传播速度随之降低、使排气平均流速降低、从而使排气流动阻力损失和再生流动噪声都减小;此外,每个内瓦楞槽通道几何中心线与前后扩张室的第一工质入出口管轴心线以最大轴向距离错开,并伴随瓦楞筒直径的增大而增大,使排气噪声波不能以窄束状形式穿过扩张室,同时上限截止频率不因扩张而变小,反而因把通道分成若干瓦楞槽通道而使上限失效频率提高,消声频率更宽、中高频噪声消除效果更好,而消声量又主要取决于瓦楞筒直径和内瓦楞槽通道的长度。

本消声换热通路结构,通过两个不同几何特征和声学特征的前后室并用围成环状的瓦楞槽通道连通,来削减不同频率的排气噪声声压,多次改变排气噪声气流的方向,使排气流场与噪声场分离;多次使排气流通过扩张或收缩的断面平抑排气流脉动压力波和体积流量脉动;特别是将排气流道均匀地分散到各瓦楞槽通道,不但提高消声频率范围,而且将排气流热量连同噪声转换的热量,全部传导至瓦楞槽通道内壁上,再由瓦楞槽外壁面将热量散发,高温废气冷却后,废气流的能量、流速和体积流量均得以降低;该结构满足排气噪声消除原理,还为高温排气噪声的能量回收利用创造条件,换热量与瓦楞槽通道的宽度(液力直径)和数目以及结构形式有关。

实施例2:

实施例2是以瓦楞筒的内外瓦楞槽为主构成的消声换热通路结构。如图3所示,在实施例1基础上,进一步,所述瓦楞筒1外套有金属筒2且设有第二工质入口8和第二工质出口9,该金属筒2内壁紧靠瓦楞筒1外壁的外齿峰,使外侧的瓦楞槽形成一个个单独的两端开口的外瓦楞槽通道并与内瓦楞槽通道之间构成瓦楞筒传热降温的消声换热结构,各外瓦楞槽通道的两端开口分别汇集并分别与第二工质入口8和第二工质出口9连通构成瓦楞筒1的第二工质的消声换热通路,瓦楞筒1的第二工质的消声换热通路与瓦楞筒1的第一工质的消声换热通路构成瓦楞筒1的消声换热通路,瓦楞槽通道内可设置翅片。

实施例2有第一工质消声换热通路和第二工质消声换热通路及各自的出入口,即在实施例1基础上增加了一个金属筒及第二工质出入口,第二工质在外瓦楞槽通道与第一工质在内瓦楞槽通道之间进行传热消声,内外瓦楞槽通道之间形成重要的传热降温的降噪结构;内外瓦楞槽轴截面积的大小适应其同相态工质对应的体积流量的传热消声,当内外瓦楞槽的工质的相态及压力参数等不同,将造成内外瓦楞槽通道的换热系数差距较大以及传热面压力形变时,应在低压力侧及低换热系数侧的瓦楞槽通道中,增大通道截面积并加装翅片以平衡体积流量减少流阻、增大机械强度、强化该侧传热能力;进入加装翅片的瓦楞槽通道的排气,其噪声声波被进一步分割成多微束,每微束小支声波在翅片与瓦楞槽通道构成的微通道内反复反射、并与通道壁面碰撞消耗能量,降温降噪效果更加突出。延伸管可与其内另外设置的管道之间隔一定距离形成一个吸热的夹套管与第一工质出口连接。本实施例用于发动机排气消声并回收余热,内金属筒还可以是蓄热夹套管,使回收热量的温度稳定并用于内燃机回热循环等高级应用,还可以用于混合动力装置的动力电池保温以及采暖等其它的应用。

瓦楞槽通道径向狭长,还可以通过弯曲改变径向曲率,来进一步提高本消声换热结构的机械强度和紧凑度并释放热应力。如本消声换热通路结构用于微燃机的“回热器”,就是要求更高机械强度和体积更小的高紧凑度的消声换热通道结构,同时该消声换热通道结构又处于热应力大的高温度环境下工作。

实施例3:

实施例3是两个瓦楞筒套装在一起的双筒消声换热通路结构。如图4所示,在实施例2基础上,进一步,所述后室7还设有一瓦楞筒1并于该瓦楞筒1的内、外壁分别置有金属筒2,位于外层的瓦楞筒1后端的内、外瓦楞槽通道口分别与内层的瓦楞筒1后端的外、内瓦楞槽通道口连通,内层的瓦楞筒1前端的内、外瓦楞槽通道口分别与第二工质入口8和第一工质出口4连通;所述瓦楞筒1之间隔一定距离形成一个环形空间10,内层的瓦楞筒1的外金属筒2的前端用堵板11封堵,该堵板11与隔板5之间隔一定距离并与环形空间10连通。

图4形成双瓦楞筒消声换热通路结构的特点之一是,在瓦楞筒的后室内再装一个瓦楞筒形成内外两层瓦楞筒并连通其内外通道,以此在紧凑的前提下来延长瓦楞槽通道的长度并使工质在通道中流动方向改变,特别有利于消声,尤其使中高频噪声消除效果更好;特点之二是内层和外层瓦楞筒之间隔一定距离形成一个环形空间,同时,内层瓦楞筒前端的外金属筒的封堵板和隔板之间隔一定距离也形成一个圆形空间并与内层和外层瓦楞筒之间的环形空间连通构成夹套釜,该夹套釜承压性能好可作为熔盐储热室、也可作为第三工质换热通道,用于如带储热的发动机排气消声换热装置和质子交换膜燃料电池的电堆冷却散热器,用于后者时,第一工质为空气,第二工质为循环冷却水,外层瓦楞筒的内瓦楞槽通道和内层瓦楞筒的外瓦楞槽通道设置强化换热翅片,夹套釜为功率控制单元的冷却散热回路,在第一工质入口可设离心风机、其出口可设轴流风机,热风用于加热动力电池和车体采暖等;特点之三是燃烧器设置在第一工质入口处并使前室作为燃烧室时,该消声换热结构成为燃气(或燃油)热风(热水)装置或民用灶具,烟气沿第一工质通道流动放热,夹套釜形成固定的热水回路,内层和外层瓦楞筒的第二工质通路可串接也可独立,内层瓦楞筒第二工质通路还可与夹套釜通道串接,以此形成多种热风热水结构,且燃烧噪声和排烟温度极低,第二工质通路为水等液体时,对应的第一工质通路的瓦楞槽通道内设置强化换热的翅片;特点之四是该结构还可以构成三筒消声换热结构,即在内层瓦楞筒内再设置一带有内外金属筒的瓦楞筒,三层瓦楞筒的瓦楞槽通道截面积可以形成渐缩通路或渐扩通路,特别适用于体积流量受温度影响较大的气体消声换热,尤其适用于有冷凝和蒸发等相态变化的空调的消声换热循环工况(第一工质为空气等气体工质、第二工质为循环有机工质时,第一工质通路的各瓦楞筒的瓦楞槽通道内加装强化换热的翅片),同时利用中心管或中心内金属筒抽出其上部的不凝结气体时,该结构又可用于凝汽器或冷凝器。

实施例4:

实施例4是瓦楞筒构成的热风或热水的消声换热通路结构。如图5所示,在实施例2基础上,进一步,所述第一工质入口3与第一工质出口4设在同一端,第一工质入口3通过管道穿过后室7与前室6连通;所述瓦楞筒1内的金属筒2内设有内套并与金属筒2之间隔一定距离形成一环形空间。

实施例4是将瓦楞筒构成的消声换热通路技术用于燃油(燃气)热风(热水)中。如图5所示,安装在第一工质入口处的燃烧器,将燃料与助燃空气经燃烧器组织一并在前室作为燃烧室内燃烧,产生带有燃烧噪声的高温火焰气体,向燃烧室壁面以辐射形式传热,冲刷瓦楞筒的前端折返进入内瓦楞槽通道降温降噪后流进后室,并在后室进一步扩张降温降噪至设计值后从第一工质出口排出;与此同时,第二工质(空气或水或导热油等)从第二工质入口进入并在外瓦楞槽通道及瓦楞筒的前端吸热,温度上升至额定值后从第二工质出口送出,完成燃油/燃气、热风/热水等消声换热功能。第二工质为空气时,瓦楞筒的前端向前凸出;第二工质为水等液体时,内瓦楞槽通道设置强化换热的翅片,瓦楞筒的前端向后凹陷,以利于增大高温烟气对瓦楞筒前端(釜底)冲刷传热面积和减小流体阻力。瓦楞筒内的内套与金属筒之间形成的环形空间有两个作用,一是隔离燃烧室的热辐射,二是环形空间的前后封闭形成夹套管并由管道引出被利用。

实施例5:

实施例5是瓦楞筒构成的消声换热通路技术应用在燃气或燃油灶具中。如图6所示,在实施例4基础上,所述瓦楞筒1的前端可以是圆弧底锅16,前室6设置有螺旋弧形肋片的锅圈15,锅圈15的上缘口与瓦楞筒1内的金属筒2的前端口连接固定,锅圈15上坐有圆弧底锅16且圆弧底锅16同时与锅圈15上的螺旋弧形肋片及瓦楞筒1前缘口接触紧密,锅圈15的中心孔处设有燃烧器。

实施例5是在实施例4基础上,高温火焰近距离加热向后凹陷的瓦楞筒的前端(底锅)时,形成的燃气或燃油灶具的消声换热通路结构,瓦楞筒的前端为圆弧底锅、瓦楞筒内瓦楞槽通道为烟气消声放热通道、外瓦楞槽通道为排烟余热回收通道,锅圈上缘靠紧内金属筒前端的缘口并固定,圆弧底锅靠紧瓦楞筒前缘口处并与锅圈上缘口之间形成瓦楞槽通道入口,锅圈中心孔设燃烧器,锅圈上缘与中心孔之间的凹面铸有螺旋肋片并随中心孔至上缘的扇型面积增大而肋片数量增多,并使众多肋片的端立面与圆弧底锅面形状吻合,以保证锅在肋片上接触良好,增大烟气与锅底的接触面积和时间,进而增加高温燃(烟)气向锅的传热量。当第二工质即外瓦楞槽通道工质为水等液体时,内瓦楞槽通道设置强化换热的翅片。

实施例6:

实施例6是双瓦楞筒构成的热风热水消声换热通路结构。如图7所示,在实施例2基础上,所述第一工质入口(3)是通过管道穿过后室(7)连接在隔板(5)上与前室(6)相连通,进一步,所述瓦楞筒1的外围还套有一层瓦楞筒1,并于外层瓦楞筒1的内、外壁也分别置有金属筒2,瓦楞筒1之间隔一定距离形成一个环形空间10,第一工质入口3、前室6、内层瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、后室7、外层瓦楞筒1的外瓦楞槽通道与第一工质出口4构成第一(热)工质通路,第二工质入口8、外层瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、内层瓦楞筒1的外瓦楞槽通道与第二工质出口9构成第二(冷)工质通路;进一步,所述内层瓦楞筒1的前端可以是夹套釜17,该夹套釜17内通过连管18与环形空间10连通,并在两端与外部连通形成另一独立通路而被进一步利用;进一步,所述前室6与第二工质通路之间设有回热管14连通,该回热管14一端设在瓦楞筒1之间的环形空间10于第一工质入口3端,另一端设在前室6靠近第一工质入口3处。

实施例6是将两个瓦楞筒结构用于燃油(或燃气)热风热水的双瓦楞筒消声换热通路结构,内层瓦楞筒中心腔(前室)为炉膛,烟气从中心向外径向形成s型流道,热风助燃,同时加热两种工质,燃烧噪声和排烟温度极低、热能效率高。如图7所示,内外层瓦楞筒的内外瓦楞槽通道为烟气与空气消声换热形成热风并有热风回热助燃,内外层瓦楞筒之间形成的环形空间和炉膛前端的夹套釜构成承压高的热水回路。环形空间、夹套釜及内层瓦楞筒的外瓦楞槽通道可任意组成水或气两个通路,由此形成多种热风热水结构,此外,环形空间、连管及夹套釜组成的热水回路可将热量传导给瓦楞筒的热风回路,热风可单独运行。当内层瓦楞筒的外瓦楞槽工质为水等液体时,内层瓦楞筒的内瓦楞槽通道设置强化换热翅片。

实施例7:

实施例7是叶轮机在瓦楞筒两端布置的微燃机消声换热通路结构。如图8所示,在实施例1基础上,所述瓦楞筒1外套有金属筒2,所述隔板5有前后两层,在前室6和后室7之间围成发电机室19,发电机室19内设有发电机20,发电机20前端的电机轴为空心轴,该空心电机轴穿过前面的隔板5和第一工质入口3将发电机室19与外部连通,空心轴上在第一工质入口3处设有透平轮21,发电机20后端的电机轴穿过后面的隔板5并于第二工质入口8处设有压气轮22,将第二工质出口9和第一工质入口3经过透平轮21连通,将发电机室19经压气轮22与第二工质入口8连通,使工质经空心轴进入发电机室19,再依次经过压气轮22叶片的间隙、第二工质入口8、外瓦楞槽通道、第二工质出口9、第一工质入口3、内瓦楞槽通道和第一工质出口4流出。

实施例7用于微型燃气轮机的回热器并与径流式叶轮机械(向心式透平机和离心式压气机)、燃烧室等紧凑组合,利用微燃机排气中的废热来加热压缩空气以代替部分燃料,使排气温度降低,提高微燃机效率。如图8所示,透平机与压气机分设在瓦楞筒两端,中间通过发电机空心轴同轴连接,进气口设在瓦楞筒前端的空心轴、排气口设在瓦楞筒后端,燃烧室设在透平机侧的瓦楞筒前端,空气在瓦楞筒前端通过空心轴被初步压缩后进入发电机室、冷却发动机后再进入压气机中被压缩至设计值后再进入瓦楞筒的外瓦楞槽通道消声吸热,再进入燃烧室并与燃料混合燃烧后进入透平,在透平中做功后排入前室,排出的燃气温度比较高,再进入瓦楞筒的内瓦楞槽通道消声放热后排入后室,最后从出口排出完成回热消声循环。

进一步,压气轮还可成为前后双向进气的离心式压气轮,该压气轮外罩有外壳并于压气轮后侧端设有进气与原前端进气一并被压缩,再透过瓦楞筒后端面与瓦楞筒的外瓦楞槽通道连通,压气轮设为前后双向进气的目的是用于冷却发电机和补偿进气、缓解气道阻力;发电机20机芯可设置成便于气流穿过的空心结构。

实施例8:

实施例8是燃烧室及叶轮机在瓦楞筒一端设置的微燃机消声换热通路结构。如图9所示,在实施例1基础上,所述瓦楞筒1外套有金属筒2,所述后室7内设有发电机20,电机轴上设有透平轮21和压气轮22,透平轮21设在后室7于发电机20的前方,压气轮22设在前室6内于第一工质入口3处,后室7内设有一延伸管12,延伸管12的自由端形状与透平轮21外形相适应并围在透平轮21外,发电机20外设有护套23并与延伸管12间形成透平轮21的排气通道,第一工质出口4和第一工质入口3设在瓦楞筒的同一端,工质由第一工质入口3进入,经压气轮22叶片的间隙流入前室6,经内瓦楞槽通道进入延伸管12与内金属筒2间的环形空间(进入燃烧室),再经透平轮21叶片的间隙流入延伸管12与护套23之间的排气通道内,再进入外瓦楞槽通道并流出第一工质出口4。

实施例8是将瓦楞筒为主结构构成的消声换热通路与径流式叶轮机械紧凑组合形成高效紧凑微型燃气轮机,进排气口和压气机设在瓦楞筒前端,透平机和发电机以及燃烧室设在后室。如图9所示,空气在压气机中被压缩进入前室之后再进入瓦楞筒的内瓦楞槽通道吸热,再经后部折返进入燃烧室(透平轮前的空间,图中未标),与燃料混合燃烧后进入透平做功,在透平排出的燃气温度比较高,通过排气通道导入外瓦楞槽通道放热后从前端排出,瓦楞筒实现透平排气加热压缩空气,由此完成回热消声循环。

图9的消声换热通路结构也可用于热气机的空气预热器,即将瓦楞筒的筒内前后设置热气机外燃系统的燃烧室和加热器,其筒外与外燃系统的罩壳连接使进排气相互独立,来回收排气热量、提高进气温度;同理,瓦楞筒还可用于微核反应堆的冷却器,微核反应堆芯设置在瓦楞筒内,冷却剂从堆芯带出的核反应热能在内瓦楞槽通道放出。

实施例9:

实施例9是瓦楞筒回热的涡轴发动机消声换热通路结构。如图10所示,在实施例1基础上,所述瓦楞筒1外套有金属筒2,第一工质入口3处设有压气轮22,压气轮22的叶轮轴一端穿过隔板5并于后室7内设有压气涡轮24,后室7内设有延伸管12,延伸管12一端沿径向向外延展与瓦楞筒1内口缘连接,另一端沿轴向向后室7内部延伸并围在压气涡轮24外,延伸管12内于压气涡轮24的后方设有动力涡轮25通过转轴向外输出动力,第一工质出口4和第一工质入口3设在瓦楞筒1的同一端,工质由第一工质入口3进入,经压气轮22叶片的间隙流入前室6,经内瓦楞槽通道进入延伸管12与内金属筒2间的环形空间到达燃烧室,再经压气涡轮24叶片的间隙驱动压气轮22,之后流到延伸管12内驱动动力涡轮25做功,再经外瓦楞槽通道流出第一工质出口4。

实施例9是瓦楞筒的消声换热通路与涡轮机、压气机、燃烧室等紧凑组合构成的带回热的涡轴发动机,作用是利用涡轴发动机排气中的废热加热压缩空气以代替部分燃料,使排气温度降低,从而提高涡轴发动机的效率。涡轴发动机带压气的涡轮,输出的动力涡轮与压气涡轮无机械连接,动力涡轮是专为输出功率用的涡轮,而压气涡轮仅带动压气机不输出功率。如图10所示,压气涡轮带动压气机将空气压缩至前室并进入内瓦楞槽通道,被外瓦楞槽通道中来自做完功的废燃气工质加热后折返进入燃烧室(图中未标)与燃料燃烧成高温高压燃气,该燃气首先在压气涡轮做功驱动转轴维持发动机工作,再在动力涡轮做功产生轴功率输出;此外,从动力涡轮流出来的燃气,经过折返从瓦楞筒后部进入外瓦楞槽通道放热降温,最后从第一工质出口管流出,完成燃气废热的回热消声循环。

实施例10:

实施例10是瓦楞筒中冷、夹套管回热、高低两级离心压气的涡轴发动机消声换热通路结构。如图11所示,在实施例2基础上,所述隔板5有两层,分别设置在瓦楞筒1内的金属筒2的两端,瓦楞筒1内还设有分别由压气轮22和压气涡轮24构成的高低两组压气系统以及动力涡轮25、由前管33围成的燃烧室31和夹套管回热器30,各组的压气轮22和压气涡轮24分别共轴设置,低压气系统的压气轮22、低压气系统的压气涡轮24、动力涡轮25、高压气系统的压气涡轮24和高压气系统的压气轮22由前到后依次排列,动力涡轮25的转轴经由低压气系统的轴心伸出到外部,低压气系统的压气轮22设在前室6内于第一工质入口3处,低压气系统的压气涡轮24、动力涡轮25和高压气系统的压气涡轮24设在前管33于燃烧室的入口处,夹套管回热器30设在燃烧室31与后室7之间,后端的隔板5于中间位置开口使燃烧室31与后室7连通,高压气系统的压气轮22设在后端的隔板5的开口处,工质由第一工质入口3进入,经低压气系统的压气轮22叶片的间隙流入前室6,经内瓦楞槽通道进入后室7,再经高压气系统的压气轮22的叶片间隙进入夹套管回热器30预热,再进入燃烧室31参与燃烧,再经由高压气系统的压气涡轮24、动力涡轮25和低压气系统的压气涡轮24的叶片间隙及前管33与瓦楞筒1的内金属筒2间的环形空间进入夹套管回热器30进行换热,最后经第一工质出口4流出。

前面的隔板5上有一套管轴,该套管轴一端固定在第一工质入口3处的压气轮22,另一端固定压气涡轮24构成低压压气系统,设置在低压压气涡轮24后方的动力涡轮25的涡轮轴穿过低压压气系统的套管轴输出轴功;设在后面的隔板5上的压气轮22穿过后面的隔板5并使靠近该压气轮22的后面的隔板5的外形与压气轮22的外形相适应,后面的隔板5上的压气轮22的叶轮轴的前端固定有压气涡轮24构成高压压气系统,高压压气涡轮24的前端为动力涡轮25;高压压气涡轮24至高压压气轮22之间的叶轮轴外依次设有燃烧室31和夹套管回热器30;前后面的隔板5之间设有前管33和后管29,前管33与内金属筒2间的环形空间为前排气通道,其后端与夹套管回热器30的热工质入口连通,前管33的后部内空间为燃烧室31,前管33的前端折返后其形状与压气涡轮24和动力涡轮25的外形相适应并围在压气涡轮24和动力涡轮25外,前排气通道的前端折返后与低压压气涡轮24的排气连通;后管29与内金属筒2的后部之间的环形空间为后排气通道,且其前端与夹套管回热器30的热工质出口连通,后排气通道的后端与穿过后面的隔板5和后室7的管道32及第一工质出口4连通;夹套管回热器30的冷工质出入口分别与燃烧室31的入口和高压压气轮22的出口连通。工质依次由低压气轮22的叶轮间隙、瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、高压气轮22的叶轮间隙进入,经夹套管回热器30的三回程折返吸收低压压气涡轮24排出的乏气工质的热量后,进入燃烧室31与燃料燃烧形成高温高压燃气,该燃气首先驱动高压压气涡轮24并同步带动高压压气轮22压气,之后,燃气驱动动力涡轮25进行轴功输出,最后燃气驱动低压压气涡轮24并同步带动低压压气轮22压气,从低压压气涡轮24排出的做完功的工质经前排气通道进入夹套管回热器30的热工质入口,经夹套管回热器30的三回程折返将部分余热量传导给压缩助燃工质,最后通过后排气通道和管道32内流出第一工质出口4,完成回热循环。

所述夹套管回热器30为夹套管26的内部套装一个内夹套管28,夹套管26的前后端分别通过前后s管27与后排气通道的前端和内夹套管28的后端连通,内夹套管28的前端与前排气通道的后端连通,前排气通道、内夹套管28内、后s管27的管内、夹套管26内、前s管27的管内和后排气通道构成排气工质的三回程放热通道,后排气通道与夹套管26之间的通道、前s管27的管外、夹套管26与内夹套管28之间的通道、后s管27的管外和内夹套管28与叶轮轴外之间的通道构成进气工质的三回程吸热通道;从低压压气涡轮24排出的乏汽工质离心折返经前排气通道进入内夹套管28内流动放热,经过后s管27的管内进入夹套管26内继续流动放热,再经过前s管27的管内进入后排气通道内流动放热,最后通过管道32内流出第一工质出口4;与此同时,来自高压压气轮22的高压工质首先进入夹套管26与后排气通道之间的环形通道吸热,再通道前s管27的管外向心迂回进入夹套管26与内夹套管28之间的环形通道吸热,最后再经过后s管27的管外向心迂回进入内夹套管28与叶轮轴之间的环形通道继续流动吸热,最终进入燃烧室,完成燃气回热循环。

实施例10是将瓦楞筒用于中冷、夹套管为回热、高低两级离心压气和轴流涡轮机构成的涡轴发动机消声换热通路结构。在实施例2基础上,两个隔板将瓦楞筒内空间分为前后中三部分,低压和高压离心压气机分别设置在瓦楞筒的前部和后部,瓦楞筒中部从前至后依次设置低压压气涡轮、动力涡轮、高压压气涡轮、燃烧室和回热器。如图11所示,本回热器的流道采用前后s管连通夹套管和端部抛物面圆滑迂回通道连通,结构简单紧凑、传热性能好、通道承压高、工质阻力损失低;瓦楞筒将低压压缩空气进行冷却,目的是降低了空气进入高压压气机时的温度,一方面使高压压气机的压缩耗功减少,同时使高压压气机的出口温度也相应降低,由此增加夹套管回热器中的空气与燃气的温差使回热效率提高,减少为达到某一涡轮前进口温度而需要在燃烧室加入的燃料,降低燃料消耗;空气冷却产生的热风可加热机电混合动力装置的电池及采暖,当外瓦楞槽通道的冷却工质为水等液体时,内瓦楞通道加装翅片以强化气体换热。

实施例11:

实施例11是叶轮机在双瓦楞筒一端布置的微燃机与燃料电池构成的联合发电装置的消声换热通路结构。如图12所示,在实施例2基础上,所述瓦楞筒1外还套有一瓦楞筒1,并于该瓦楞筒1的内、外壁分别置有金属筒2,两层瓦楞筒1之间留有间隙构成一个环形空间10,该环形空间10与外界连通,所述第一工质入口3处于前室6外设有透平轮21并通过轮轴依次连接有压气轮22和发电机20,第二工质入口8设在压气轮22处并通过压气轮22的叶片间隙与外层的瓦楞筒1的前端的内瓦楞槽通道口连通、再通过瓦楞筒1的后端与内层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道及第二工质出口9连通、最后通过透平轮21的叶片间隙与第一工质入口3及前室6连通;后室7设有熔融碳酸盐的燃料电池36,燃料电池36的阳极37的入口与两层瓦楞筒1间的环形空间10经燃料管34连通,燃料电池36的阳极37的出口穿过隔板5与前室6连通,燃料电池36的阴极35的入口与内层的瓦楞筒1的后端的内瓦楞槽通道口连通,阴极35的出口与外层的瓦楞筒1的后端的外瓦楞槽通道口连通;空气从第二工质入口8经压气轮22的叶片间隙进入,经外层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、内层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道、第二工质出口9和透平轮21的叶片间隙从第一工质入口3进入前室6,空气在前室6与未反应的燃料催化燃烧成为高温的二氧化碳,再从内层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道放热后进入燃料电池36的阴极35,最后经外层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道从第一工质出口4流出。

第二工质入口8位于压气轮22的叶轮入口处并与第一工质出口4设置在同一端;空气从第二工质入口8即压气轮22的叶轮入口经压气轮22的叶片间隙流入,并经外层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道吸收阴极35的排气热量,再经内层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道吸收阳极37排出的未反应燃料燃烧放出的热量,最后高温高压空气进入透平轮21膨胀做功带动压气轮22压气和发电机20发电并从透平轮21的叶片间隙流入前室6,与阳极37排出的未反应燃料催化燃烧,燃烧后的高温燃气经内层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道放热后进入燃料电池36的阴极35,在阴极35中,阳极37排出的二氧化碳和燃烧产生的二氧化碳与氧气进行氧化反应并捕获电子,同时生成大量碳酸根离子,碳酸根离子进入阴极35与阳极37之间的电解质并游离扩散到燃料电池36的阳极37,其余燃气通过阴极35出口进入外层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道放热后,最后经第一工质出口4排出。与此同时,燃料工质在内外瓦楞筒1之间的环形空间10被预热后,经燃料管34进入燃料电池36的阳极37,在阳极37中,燃料氢与来自阴极35的碳酸根离子进行氧化反应生成二氧化碳和水并同时释放出电子,阳极37产生的电子通过外电路传到阴极35,从而构成了一个电池外是电子传输和电池内是离子移动的完整电路,反应生成的二氧化碳和水及未反应的燃料通过阳极37的出口一并进入前室6,未反应的燃料与来自透平轮21的空气在前室6作为催化燃烧室内燃烧。

实施例11是叶轮机在双瓦楞筒一端布置的微燃机与熔融碳酸盐燃料电池(mgt/mcfc)构成的联合发电装置的消声换热通路结构,套装的两个瓦楞筒起到三个换热器作用并同时消除了涡轮噪声和压气机的排气噪声以及催化燃烧室的燃烧噪声,微型燃气轮机利用高温燃料电池排出的高品位废热驱动、使燃料能量的发电效率大幅度提高,解决了小型燃料电池成本高和微型燃气轮机的低效以及相对高热排放的问题。

实施例12:

实施例12是瓦楞筒为中冷器的涡轮增压进气总成的消声换热通路结构。如图13所示,在实施例2基础上,所述隔板5有前后两层,两层隔板5间设有空气滤室38,空气滤室38内设有滤芯39,空气滤室38的入口端通过管道穿过后面的隔板5和后室7与第一工质入口3连通,前室6内设有压气轮22,前隔板5上开口且开口处的形状与压气轮22的外形相适应并形成间隙配合,前室6前方设有封闭空间并置有透平轮21,透平轮21与压气轮22共轴构成涡轮增压系统,工质由第一工质入口3进入到空气滤室38,经滤芯39过滤,再经压气轮22的叶片间隙流入瓦楞筒1的内瓦楞槽通道,经后室7从第一工质出口4排出。

后室7与第一工质入口3间为外滤室40,外滤室40内设有外滤芯41,第二工质入口8与外滤室40连通,工质由第一工质入口3进入外滤室40,经外滤芯41过滤后分别进入到空气滤室38和第二工质入口8。

透平轮21于前端设有驱动工质入口42和驱动工质出口43并通过透平轮21的叶轮间隙连通,前室6和空气滤室38通过压气轮22的叶轮间隙连通,并使来自空气滤室38的空气工质经压气轮22的叶轮间隙压缩后,再经过前室6进入瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、被来自外瓦楞槽通道的冷却工质冷却后,再经过后室7和第一工质出口4去发动机助燃做功。

实施例12用瓦楞筒为中冷器并利用瓦楞筒内空间设置涡轮增压系统和空气净化滤芯装置,使三个配件为一体形成多功能,因之间无连接管路,故整体结构紧凑、进气阻力小。发动机排气工质的余热和余压在透平轮中形成轴功,驱动压气轮旋转,使来自第一工质入口的空气,经滤芯过滤净化后被压气轮压缩,并通过前室进入内瓦楞槽通道冷却,冷却后的压缩空气再经过后室及第一工质出口进入发动机缸内助燃做功。此结构还可以使透平轮的驱动工质入口42与第二工质出口9连通,此时第一工质入口和第二工质入口相互独立,使内燃机排气从第二工质入口8进入瓦楞筒的外通道、加热压缩净化后的空气,放热后的尾气再在透平轮做功形成压气动力,而被加热的空气再去发动机缸内助燃,实现均质压燃发动机低循环排气回热。

实施例13:

实施例13是本发明的瓦楞筒为中冷器的机械增压进气总成的消声换热通路结构。如图14所示,在实施例2基础上,所述隔板5有前后两层,两层隔板5间设有空气净化电机室44,空气净化电机室44的入口端通过管道穿过后面的隔板5和后室7与第一工质入口3连通,前室6内设有压气轮22,前隔板5上开口且开口处的形状与压气轮22的外形相适应并形成间隙配合,空气净化电机室44内设有滤芯39和与压气轮22连接的压气电机45,压气电机45驱动压气轮22转动构成压气系统,工质由第一工质入口3进入到空气净化电机室44,经滤芯41过滤,再经压气轮22的叶片间隙流入瓦楞筒1的内瓦楞槽通道放热并降噪,经后室7从第一工质出口4排出。

后室7与第一工质入口3间为外滤室40,外滤室40内设有外滤芯41,第二工质入口8与外滤室40连通,工质由第一工质入口3进入外滤室40,经外滤芯41过滤后分别进入到空气净化电机室44和第二工质入口8,进入第二工质入口8的工质再进入瓦楞筒1的外瓦楞槽通道吸热并从第二工质出口9排出。

实施例13是将本发明的瓦楞筒消声换热通路技术与电动空压机及空气滤清器集成为发动机进气总成,瓦楞筒为中冷器,其前部内置电机驱动的压气系统、其后部设置两级净化滤芯装置,因无连接管路,故整体结构紧凑、进气阻力小,电机和压气轮的噪声被瓦楞筒及其两端材料封堵隔离、同时电机又被进气冷却而不会过热。当压气系统采用无油轴承、瓦楞筒内再增加空气加湿,可作为燃料电池电堆的进气总成。

实施例14:

实施例14是叶轮机在瓦楞筒两端布置的涡轮增压高温进气总成的消声换热通路结构。如图15所示,在实施例2基础上,在第一工质入口3处设有透平轮21,透平轮21的叶轮轴穿过隔板5并于第二工质入口8处设有压气轮22同轴连接,将第一工质入口3和前室6经过透平轮21的叶片间隙连通,依次形成第一工质入口3、透平轮21的叶片间隙、前室6、瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、后室7、第一工质出口4的第一工质的消声换热通路;将第二工质入口8和瓦楞筒1的外瓦楞槽通道经过压气轮22的叶片间隙连通,依次形成第二工质入口8、压气轮22的叶片间隙、瓦楞筒1的外瓦楞槽通道、第二工质出口9的第二工质的消声换热通路。

实施例14是将本发明的瓦楞筒消声换热通路技术与径流式叶轮机械紧凑组合并用于涡轮增压高温进气总成,其作用是利用发动机排气中余压和余热来加热压缩空气以代替部分燃料,温度和压力均降低的排气引入气缸参加废气再循环,从而提高发动机的热效率、降低有害物排放。如图15所示,透平轮与压气轮同轴连接并分设在瓦楞筒轴心两端,第一工质入口和第二工质出口设置在瓦楞筒前端的透平轮处,第一工质出口和第二工质入口设置在瓦楞筒后端的压气轮处,带有余热余压的发动机排气从第一工质入口进入到透平轮中做功后排入前室消声,此时的尾气温度还比较高,再进入瓦楞筒的内瓦楞槽通道消声放热后排入后室消声,最后从第一工质出口排出完成消声放热循环;于此同时,被透平轮同轴驱动的压气轮,从第二工质入口吸入空气并压缩后排入瓦楞筒的外瓦楞槽通道,吸收来自内瓦楞槽通道的热量后从第二工质出口排出,完成消声吸热循环。

实施例15:

实施例15是双瓦楞筒构成的压缩式空调的消声换热通路结构。如图16所示,在实施例2基础上,所述瓦楞筒1的外围还套有一层瓦楞筒1,并于外层的瓦楞筒1的内、外壁分别置有金属筒2,两层瓦楞筒1之间隔一定距离形成一个环形空间10,第一工质入口3、前室6、内层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、后室7、第一工质出口4构成第一工质的消声换热通路;第二工质入口8通过节流阀46与外层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道的后端连通,第二工质出口9通过置于前室6或后室7的压缩机47与外层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道的前端连通,第二工质入口8、内层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道、第二工质出口9、压缩机47、外层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道、节流阀46、第二工质入口8构成闭合循环的第二工质的消声换热通路;外层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道的前后端分别设有第三工质入口48和第三工质出口49,第三工质入口48、外层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、第三工质出口49构成第三工质的消声换热通路。通过三个消声换热通路的运行和循环,将第三工质与第一工质的热量通过第二工质进行交换从而实现热泵循环的制冷或制热功能。

实施例15是将本发明的双瓦楞筒的消声换热通路与电动压缩机和节流阀等设备紧凑集成形成空调装置,即内外瓦楞筒前端的外瓦楞槽通道与电动压缩机的入出口连通、其后端与节流阀出入口连通,由此构成第二工质(制冷剂)封闭循环的消声换热通路。该装置的制冷工况是将第一工质所含热量(室内热空气)通过第二工质传导至第三工质中(室外空气),放出热量的第一工质具有冷凉的效果即为空调制冷。具体说明如下,如图16所示,室内热空气从第一工质入口进入、沿第一工质通路流动进行消声并在内层的瓦楞筒的内瓦楞槽通道被冷却,放热降温后的室内空气从第一工质出口流出而完成开式循环的制冷过程;同时,制冷剂从节流阀出来是低温、低压的液体状态,其流过内层的瓦楞筒的外瓦楞槽通道吸热后成为低温、低压的气体状态,再经过压缩机压缩成高温、高压的气体状态,再经过外层的瓦楞筒的外瓦楞槽通道放热后成为低温、高压的液体状态,再经过节流阀又成为低温、低压的液体状态,以此循环不断的将热量从内层的瓦楞筒搬至外层的瓦楞筒;与此同时,制冷剂在外层的瓦楞筒的外瓦楞槽通道放出的热量被室外空气吸收并通过第三工质消声通路导出至户外。

封闭循环的第二工质在制冷工况中,内层的瓦楞筒工作在低压的蒸发状态、外层的瓦楞筒工作在高压的冷凝状态;反之其在制热工况中,通过压缩机出入口的四通切换阀(图中未标)使内层的瓦楞筒工作在高压的冷凝状态、外层的瓦楞筒工作在低压的蒸发状态,此时,第二工质将外层的瓦楞筒的室外空气的热量通过循环搬运至内层的瓦楞筒的室内空气中,实现装置的热泵制热功能。

第一工质出入口和第三工质出入口可以在瓦楞筒前后端任意设置;装置的第二工质工作在相变换热状态,当第一工质和第三工质为气体时,其瓦楞槽通道应加装强化换热和增加机械强度的翅片;压缩机设置在内瓦楞筒中是使装置整体更加紧凑,同时压缩机运行噪声可被瓦楞筒隔离吸收、运行产生的热量可被第一工质带出。

实施例16:

实施例16是双瓦楞筒为二级吸附发生器的消声换热通路结构。如图17所示,在实施例2基础上,所述瓦楞筒1的外围还套有一层瓦楞筒1,并于外层的瓦楞筒1的内、外壁分别置有金属筒2,两层瓦楞筒1之间隔一定距离形成一个环形空间10,外层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道于前端的第一工质入口3处设有第三工质出口50、其后部连通环形空间10,环形空间10于第一工质出口4处设有第三工质入口51;第一工质入口3与前室6和环形空间10之间设有第一工质三通门52,在隔板5上开口并于该开口连通的前室6、后室7及第一工质出口4之间设有协调三通门53,在第三工质入口51、后室7及环形空间10之间设有第三工质三通门54,以第一工质入口3、第一工质三通门52、前室6、内层瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、后室7、协调三通门53、第一工质出口4依次构成第二级吸附床的消声加热通路和以第三工质入口51、第三工质三通门54、环形空间10、外层瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、第三工质出口50依次构成第一级吸附床的消声冷却通路,或以第一工质入口3、第一工质三通门52、环形空间10、外层瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、第三工质出口50依次构成第一级吸附床的消声加热通路和以第三工质入口51、第三工质三通门54、后室7、内层的瓦楞筒1的内瓦楞槽通道、前室6、协调三通门53、第一工质出口4依次构成第二级吸附床的消声冷却通路;在两层瓦楞筒1的后端的外瓦楞槽通道口之间设置内外筒控制门55,外层的瓦楞筒1的前端的外瓦楞槽通道口与第二工质入口8连通,由第二工质入口(门)8、外层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道、内外筒控制门55、内层的瓦楞筒1的外瓦楞槽通道、第二工质出口(门)9依次构成第二工质(制冷剂)循环通路。

实施例16是将本发明的双瓦楞筒的消声换热通路应用于吸附式制冷的二级吸附发生器,即由外瓦楞筒做为第一级吸附床、内瓦楞筒做为第二级吸附床,内外层瓦楞筒的外瓦楞槽通道内均设有表面附着吸附剂(绿化盐复合膨化物)的翅片,再通过其后端的内外筒控制门和前端的第二工质出入口的开闭控制,以及内外层瓦楞筒的内瓦楞槽通道的冷热交替控制,以实现热驱动第二工质(制冷剂)二次被吸附、二次又脱附的流动循环动力,以下说明二级吸附发生器二阶段工作过程。

如图17所示,第一阶段工作过程是第一级吸附床冷却吸附和第二级吸附床受热脱附过程,也就是低温低压蒸汽制冷剂由第二工质入口进入第一级吸附床、同时高温高压蒸汽制冷剂由第二级吸附床的第二工质出口流出的过程,所以此过程中的第二工质出入口是开通状态、内外筒控制门是关闭状态,冷却工质从第三工质入口进入并沿第一级吸附床的消声冷却通路流动,在第一级吸附床的冷热交替通道(外层瓦楞筒的内瓦楞槽通道)中吸收本吸附床的制冷剂通道的前次加热的余热和本次吸收反应热,最后从第三工质出口排出,同时,本吸附床的制冷剂通道的吸附剂被冷却降温而产生吸附作用,吸附从第二工质入口进入的低温低压蒸汽制冷剂,进而使该系统压力降低,产生制冷剂循环动力;与此同时,热工质从第一工质入口进入并沿第二级吸附床的消声加热通路流动,在第二级吸附床的冷热交替通道(内层瓦楞筒的内瓦楞槽通道)中放出热量最后从第一工质出口流出,同时,该床的制冷剂通道的吸附剂和制冷剂受热后产生脱附现象,从吸附剂中脱附出来的制冷剂成为高温高压的制冷蒸汽并伴随本系统压力升高,由此产生制冷剂循环动力并从第二工质出口流出。

第二阶段工作过程是第一级吸附床受热脱附和第二级吸附床冷却吸附过程,此过程是二级吸附床的制冷剂与外界停止流通,制冷剂仅由第一级吸附床流至第二级吸附床,即二级吸附发生器的制冷剂入口门和出口门关闭、内外筒控制门开通,热工质从第一工质入口进入并沿第一级吸附床的消声加热通路流动,在第一级吸附床的冷热交替通道中放出热量最后从第三工质出口流出,同时,该床的制冷剂通道的吸附剂和制冷剂受热后而产生脱附现象,从吸附剂中脱附出来的制冷剂成为高温高压的制冷蒸汽,由此产生制冷剂循环动力并经由内外筒控制门流入第二级吸附床;与此同时,冷工质从第三工质入口进入并沿第二级吸附床的消声冷却通路流动,在第二级吸附床的冷热交替通道中吸收本吸附床的制冷剂通道的前次加热的余热和本次吸收反应热最后从第一工质出口流出,同时,本吸附床的制冷剂通道的吸附剂被冷却降温而产生吸附作用并使压力降低,吸附经由内外筒控制门来自第一级吸附床的高温高压蒸汽制冷剂,由此完成热驱动的制冷剂由第一级吸附床流入第二级吸附床的流动过程。

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