熱傳導(dǎo)和熱輻射效應(yīng)疊加的級聯(lián)式汽車尾氣換熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車節(jié)能裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱傳導(dǎo)和熱輻射效應(yīng)疊加的級聯(lián)式汽車尾氣換熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車燃油總能量的一半以上轉(zhuǎn)化為熱能，其中主要以尾氣余熱的形式向大氣中排放，回收利用汽車尾氣余熱，已經(jīng)受到了人們高度關(guān)注，成為節(jié)能型汽車的發(fā)展方向之一。而回收利用汽車尾氣余熱主要包括兩個環(huán)節(jié):一是回收方式，其主要形式有固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)與汽車排氣管之間的熱傳導(dǎo)和熱輻射方式，還有流體導(dǎo)熱介質(zhì)與汽車排氣管之間的熱傳導(dǎo)方式；二是利用途徑，其技術(shù)正在日漸豐富，常見的有將導(dǎo)熱介質(zhì)提取的尾氣余熱用于加熱、制冷、蓄力和發(fā)電等。在使用流體導(dǎo)熱介質(zhì)的汽車尾氣換熱裝置中，現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)主要使用單體換熱器并采取熱傳導(dǎo)形式，同時為增強汽車尾氣余熱的回收效果，通常會在汽車排氣管內(nèi)腔徑向設(shè)置導(dǎo)熱柵欄或順向設(shè)置平行分管，以擴大熱傳導(dǎo)的接觸面，這樣會對汽車排氣形成阻礙且造成排氣管的制造成本升高。例如，中國發(fā)明專利申請公布號CN105134350A所提供的一種“汽車尾氣余熱利用裝置”，其包括加熱箱、上連接管、下連接管、貯水箱、蒸煮器;貯水箱固定在車內(nèi)的機架上，蒸煮器連接在貯水箱上，加熱箱設(shè)有供汽車排氣管貫穿的排氣管孔，上連接管下端與加熱箱固定連接，上連接管上端與貯水箱底部固定連接，下連接管下端與加熱箱固定連接，下連接管上端與貯水箱底部固定連接;貯水箱上端設(shè)置進(jìn)水口和閥門，加熱箱設(shè)置有排水口和閥門。還包括用于插在汽車排氣管上的熱管，該熱管包括冷凝端和位于排氣管中的蒸發(fā)端，冷凝端位于加熱箱內(nèi)。該技術(shù)方案存在的不足是:由于蒸發(fā)端位于排氣管中，這樣不僅增加了排氣管的制造成本，而且影響汽車排氣的暢通狀況，從而降低發(fā)動機的出力效果。
[0003]鑒于上述存在問題，有必要對現(xiàn)有的汽車尾氣換熱裝置加以改進(jìn)。為此，本申請人作了積極而有效的探索，終于形成了下面將要介紹的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種熱傳導(dǎo)和熱輻射效應(yīng)疊加的級聯(lián)式汽車尾氣換熱裝置，其換熱單元沿汽車排氣管分布，相互級聯(lián)，以階梯方式逐級加熱流體導(dǎo)熱介質(zhì)，并且換熱單元同時利用熱傳導(dǎo)和熱輻射原理使流體導(dǎo)熱介質(zhì)獲取汽車尾氣余熱。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣來達(dá)到的，一種熱傳導(dǎo)和熱輻射效應(yīng)疊加的級聯(lián)式汽車尾氣換熱裝置，其特征在于:包括一催化凈化器、一組換熱單元、一波紋管、一副消聲器、一主消聲器、一組級聯(lián)管和一第一排氣管、一第二排氣管、一第三排氣管、一排氣尾管以及一換熱裝置輸入管和一換熱裝置輸出管，所述的催化凈化器、副消聲器、主消聲器以及第一排氣管、第二排氣管、第三排氣管的外表面上以外包圍的形式分別套設(shè)有一換熱單元，而所述的催化凈化器、第一排氣管、波紋管、第二排氣管、副消聲器、第三排氣管、主消聲器和排氣尾管分別依次連接，相鄰的兩換熱單元之間分別通過級聯(lián)管連通，所述的換熱裝置輸入管連接在所述主消聲器外的換熱單元上，所述的換熱裝置輸出管連接在所述催化凈化器外的換熱單元上。
[0006]在本發(fā)明的一個具體的實施例中，所述的換熱單元包括換熱單元套管、換熱單元套筒、換熱單元輸出口和換熱單元輸入口，所述的換熱單元套筒以外包圍的形式密封焊接在換熱單元套管上并且在兩者之間形成有換熱單元內(nèi)腔，所述的換熱單元輸出口和換熱單元輸入口分別與換熱單元內(nèi)腔連通，所述的換熱單元各自通過換熱單元套管套設(shè)并固定在所述的催化凈化器、副消聲器、主消聲器以及第一排氣管、第二排氣管、第三排氣管的外表面上。
[0007]在本發(fā)明的另一個具體的實施例中，所述的換熱單元套筒的外表面還涂覆有一紅外線涂料層，并且在該紅外線涂料層上包覆一鋁板。
[0008]在本發(fā)明的又一個具體的實施例中，所述的鋁板的厚度為0.5?1.0_。
[0009]在本發(fā)明的再一個具體的實施例中，所述的催化凈化器、第一排氣管、第二排氣管、副消聲器、第三排氣管、主消聲器外的換熱單元隨著汽車尾氣排氣系統(tǒng)溫度場梯度由高向低依次分布;而流體導(dǎo)熱介質(zhì)從所述的換熱裝置輸入管流入并通過級聯(lián)管依次流經(jīng)主消聲器、第三排氣管、副消聲器、第二排氣管、第一排氣管、催化凈化器外的換熱單元，經(jīng)過強度遞增的溫度場逐級加熱，獲得熱能的流體導(dǎo)熱介質(zhì)從換熱裝置輸出管流出并供給汽車尾氣余熱利用環(huán)節(jié)。
[0010]在本發(fā)明的進(jìn)而一個具體的實施例中，所述的換熱單元通過與換熱單元輸入口連接的換熱裝置輸入管或級聯(lián)管將流體導(dǎo)熱介質(zhì)導(dǎo)入換熱單元內(nèi)腔內(nèi)，再通過與換熱單元輸出口連接的換熱裝置輸出管或級聯(lián)管導(dǎo)出。
[0011 ]本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)后，具有的有益效果:首先，由于換熱單元采用套設(shè)固定的方式并采取級聯(lián)方式連通，因而能在不改變原有排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前提下，通過熱傳導(dǎo)作用將熱能傳遞給在換熱單元內(nèi)腔中流動的流體導(dǎo)熱介質(zhì)，不僅節(jié)約了排氣管的制造成本，還有效提高了熱能回收率;其次，由于在換熱單元的最外層涂覆有一層紅外線涂料層并在涂料層外包覆有一層鋁板，因而在換熱單元中的流體導(dǎo)熱介質(zhì)升溫后使紅外線涂料產(chǎn)生紅外線，由紅外線涂料層外包覆的鋁板將紅外線反射回?fù)Q熱單元內(nèi)腔，以熱輻射作用將熱能二次傳導(dǎo)給流體導(dǎo)熱介質(zhì)，進(jìn)一步提高了尾氣熱能的回收率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明所述的換熱單元的平面示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明所述的換熱單元的橫截面圖。
[0015]圖中:1.催化凈化器、2.換熱單元、21.換熱單元套管、22.換熱單元套筒、221.紅外線涂料層、222.鋁板、23.換熱單元輸出口、24.換熱單元輸入口、25.換熱單元內(nèi)腔、3.波紋管、4.副消聲器、5.主消聲器、6.級聯(lián)管、7a.第一排氣管、7b.第二排氣管、7c.第三排氣管、7d.排氣尾管、8a.換熱裝置輸入管、8b.換熱裝置輸出管、9a.第一法蘭、9b.第二法蘭、9c.第二法蘭、9d.第四法蘭、9e.第五法蘭。
【具體實施方式】
[0016]申請人將在下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細(xì)描述，但申請人對實施例的描述不是對技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思作形式而非實質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]請參閱圖1，本發(fā)明涉及一種熱傳導(dǎo)和熱輻射效應(yīng)疊加的級聯(lián)式汽車尾氣換熱裝置，包括一催化凈化器1、一組換熱單元2、一波紋管3、一副消聲器4、一主消聲器5、一組級聯(lián)管6和一第一排氣管7a、一第二排氣管7b、一第三排氣管7c、一排氣尾管7d以及一換熱裝置輸入管8a和一換熱裝置輸出管8b，所述的催化凈化器1與第一排氣管7a的一端通過第一法蘭9a連接固定，所述的波紋管3的兩端分別通過第二法蘭9b和第三法蘭9c與第一排氣管7a的另一端和第二排氣管7b的一端固定連接，所述第二排氣管7b的另一端與副消聲器4的一端通過第四法蘭9d連接，而副消聲器4的另一端直接與第三排氣管7c的一端焊接，該第三排氣