[实用新型]一种柴油机排气余热回收与消声一体装置

说明书

本实用新型公开了一种柴油机排气余热回收与消声一体装置，属于发动机节能与排气后处理技术领域，包括排气进口管、排气出口管、热管换热管段、冷却水夹套、排气侧环形通道、多孔圆形隔板、膨胀腔、共振腔、中间腔体，装置由筒壁与排气侧外层管壁间围成空间组成冷却水夹套，水夹套上部布置热管换热段，热管竖直放置。利用冷却水夹套和高效相变换热的热管换热段，能有效回收柴油机排气余热，使环境进水温度升高25～35℃，同时利用排气进口管具有的穿孔管消声结构和膨胀腔、共振腔、中间腔体及排气侧环形通道等结构，能有效消除低、中频噪声；实现了柴油机排气余热回收与消声降噪的一体化结构设计，具有节约能源与保护环境的双重功能。

技术领域

本实用新型涉及柴油机排气能量回收与降噪声的复合装置，具体涉及一种既能回收柴油机排气余热，又能有效降低排气噪声的装置，属于发动机节能与排气后处理相关技术领域。

背景技术

发动机排气温度较高，通常带走的能量损失占燃料总热量的30～40％，是发动机能量损失最大的部分，也是造成传统发动机的热效率较低的主要原因之一。但目前发动机的排气热量一般均不进行回收，其原因一是在发动机排气系统中布置热量的回收装置在结构布置上存在一定难度，二是由于发动机通常是变工况运行，故余热回收量亦随负荷变化而变化，增加了热量回收利用方法选择的难度；三是在排气系统中布置热量回收系统，可能增加排气系统的阻力，对经济性带来一定影响。同时，因柴油机的压缩比高、最大爆发压力大，排气噪声污染一般较汽油机更为严重，现有柴油机排气后处理系统安装的排气消声器降噪效果在满足日趋严格的国标噪声限制方面已面临更多的挑战。

发明内容

本实用新型是克服现有发动机排气热量一般不能加以有效利用、致使发动机热效率均维持在一个较低水平的缺陷，通过对柴油机排气后处理系统的内部结构和参数进行优化，设计一种能将排气能量回收和噪声控制有机组合、并且在结构上较为紧凑的一体式装置，实现既提高发动机的热效率和经济性，又能有效降低柴油机排气噪声以满足国标对噪声控制的要求。

根据本实用新型提供的一种柴油机排气余热回收与消声一体装置，用于柴油机排气系统中，安装在废气流过包括排气系统和环境之间的开口的排气系统对应的尾管(未示出)之前。优选地，该装置是装配状态下水平排列设置，包括排气进口管、排气出口管、热管换热管段、冷却水夹套、排气侧环形通道、膨胀腔、共振腔、中间腔体、多孔圆形隔板、回收降噪器筒壁。回收降噪装置右侧连接有横截面为圆形的排气进口管，回收降噪装置左侧连接有横截面为圆形的排气出口管，所述回收降噪器筒壁与排气侧外层管壁、回收降噪器右侧壁板和回收降噪器左侧壁板围成空间组成了冷却水夹套。为强化排气与水的热交换效果，所述冷却水夹套上部布置有热管换热管段，所述热管换热管段在排气侧外层管壁的分隔下，内部分为换热器气侧和换热器水侧。由于两侧换热系数存在差异，水侧换热强度明显高于气侧换热强度，应使换热器气侧内热管长度显著大于换热器水侧热管长度，其长度比例包括并不限于，换热器气侧热管长度与水侧热管长度之比为2∶1。为强化气侧换热效果，扩张换热面积，换热器气侧内热管上套有热管翅片。所述热管采用竖直放置状态，以利用重力实现工作介质在管内循环，热管管内工作介质的选择，根据工作温度范围为20～250℃下余热回收需要，以水或甲苯作为工作介质。