本實用新型涉及一種用于道路車輛尾氣廢熱回收的沸騰器組件，屬于發(fā)動機廢熱回收和熱交換器領域，特別是涉及一種用于滿足CO2排放法規(guī)的重型卡車，其主要是采用有機朗肯循環(huán)廢熱回收技術的發(fā)動機尾氣沸騰器。

背景技術：

隨著道路車輛排放法規(guī)的日益嚴格，歐六排放法規(guī)實施后，2020年將進入以限制CO2排放為主的碳排放法規(guī)的實施階段，會對發(fā)動機的每百公里燃油消耗提出了嚴格的要求和標準。為此，以有機朗肯循環(huán)為代表的各種廢熱回收技術，將成為未來道路車輛降低CO2排放最有效的手段和技術之一。

目前發(fā)動機的能源利用效率比較低，一般為40％左右，剩余約60％的熱量以各種形式排入大氣。在發(fā)動機各種形式廢熱中，以尾氣廢熱比重最大。而基于廢熱回收的有機朗肯循環(huán)通過把發(fā)動機的尾氣、廢氣再循環(huán)EGR以及發(fā)動機缸套水等廢熱吸收，通過膨脹機轉化為有效功輸出，從而間接提升發(fā)動機燃油經(jīng)濟性和降低CO2的排放。

在發(fā)動機排出的熱量中，尾氣的熱量又占整個發(fā)動機廢熱回收系統(tǒng)熱量的60％以上，因此尾氣沸騰器是整個車用ORC系統(tǒng)最為關鍵的部件之一，完成有機朗肯循環(huán)中工質吸收高溫尾氣的熱量，進而實現(xiàn)廢熱的轉化和利用。尾氣沸騰器安裝在發(fā)動機尾氣后處理SCR等設備之后，發(fā)動機對排氣系統(tǒng)的壓力降非常敏感，如果排氣系統(tǒng)阻力大，將會導致排氣系統(tǒng)的背壓升高、燃燒惡化。因此需要煙氣有較大的流通截面，而傳統(tǒng)的EGR冷卻器一般截面較小，不能滿足要求。

道路車輛運行工況復雜，因此還需要尾氣沸騰器具有快速切換的功能，當ORC系統(tǒng)需要工作時，把尾氣通入沸騰器換熱芯子中，吸收尾氣的廢熱；當ORC系統(tǒng)不工作時，要把尾氣切換到旁路，直接排出。

因此，解決高溫尾氣大流量、低阻力等問題，且能夠實現(xiàn)尾氣快速切換是設計高效緊湊尾氣沸騰器組件的關鍵。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的是現(xiàn)有技術存在的上述問題，旨在提出一種用于道路車輛尾氣廢熱回收的沸騰器。該沸騰器不僅要解決低煙氣阻力、管路快速切換，而且還要結構緊湊，滿足應用于道路車輛ORC系統(tǒng)對重量的要求。

為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案：一種用于道路車輛尾氣廢熱回收的沸騰器，包括換熱芯子組件、進氣管、進氣腔室、出氣管和出氣腔室，其特征在于所述的換熱芯子組件是由多個標準小芯子構成；尾氣與冷媒介質形成錯逆流布置，冷媒在流動方向上依次經(jīng)過預熱區(qū)、蒸發(fā)沸騰區(qū)和過熱區(qū)；在所述的進氣管上還設有實現(xiàn)尾氣通入換熱芯子組件或旁通管路切換的調節(jié)閥；所述的沸騰器通過安裝支架設置在車架橫梁上，并布置在尾氣后處理設備的后面。

本實用新型的一種用于道路車輛尾氣廢熱回收的沸騰器，所述的換熱芯子組件是由多個標準小芯子構成，尾氣與冷媒介質形成錯逆流布置，因而尾氣與冷媒介質的熱交換充分，并且尾氣具有較大的流通面積，以保證尾氣側低壓降的要求。同時，本實用新型通過調節(jié)閥實現(xiàn)尾氣通入換熱芯子組件和旁通的切換。

根據(jù)本實用新型，所述的調節(jié)閥包括控制器、閥桿和擋板，所述的控制器反饋信號及指令，通過轉動閥桿來實現(xiàn)擋板的位置切換。當需要尾氣進入換熱芯子組件時，把調節(jié)閥擋板切換到旁通管路上，讓尾氣通入進氣腔室；當不需要尾氣熱量時，把調節(jié)閥擋板切換到進氣腔室上，讓尾氣通過旁通管路，直接排出。

根據(jù)本實用新型，所述的調節(jié)閥還包括一對框架，所述的一對框架分別置于所述的進氣管和旁通管路內，所述的擋板擇一與所述的一對框架形成配合。當擋板與其中一個框架形成配合后，該框架所在的管路關閉，另一個框架所在的管路導通?？蚣艿奈恢靡环矫鏇Q定了擋板切換停留的位置，另一方面還可以起到密封的作用，防止尾氣從擋板周圍漏出。

根據(jù)本實用新型，芯子組件外側的隔板上設置多個小支柱，所述的小支柱內有螺紋孔，所述的沸騰器通過螺栓固定到安裝支架上。安裝支架再把尾氣沸騰器連接到車架橫梁上，布置在尾氣后處理設備的后面。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型一種用于道路車輛尾氣廢熱回收的沸騰器的整體結構示意圖。

圖2是本實用新型換熱芯子組件的布置示意圖。

圖3是本實用新型沸騰器尾氣流通管路的布置示意圖。

圖4是本實用新型調節(jié)閥的結構示意圖。

具體實施方式

參照圖1，一種用于道路車輛尾氣廢熱回收的沸騰器，包括換熱芯子組件12、進氣管3、進氣腔室5、出氣管10、出氣腔室9、側板7和端板6。沸騰器安裝在車架橫梁11上，并布置在SCR等尾氣后處理設備的后面。

參照圖2，所述的換熱芯子組件12是由多個標準小芯子構成；尾氣1與冷媒介質2形成錯逆流布置。由于車載ORC系統(tǒng)中冷媒的流量一般較小，為了實現(xiàn)冷媒介質2與尾氣1的充分換熱，需要在尾氣1流動方向上布置多排芯子，冷媒2在流動方向上依次經(jīng)過預熱區(qū)、蒸發(fā)沸騰區(qū)和過熱區(qū)；尾氣1在流動方向上具有較大的流通截面積，以保證尾氣側低壓降的要求。芯子組件12外側的隔板13上設置多個小支柱14。小支柱14內有螺紋孔，通過螺栓15固定到安裝支架8上。

參照圖3和圖4，在所述的進氣管3上還設有實現(xiàn)尾氣通入換熱芯子組件12或旁通管路16切換的調節(jié)閥4。所述的調節(jié)閥4包括控制器17、閥桿18和擋板19，所述的控制器17反饋信號及指令，通過轉動閥桿18來實現(xiàn)擋板19的位置切換。

所述的調節(jié)閥4還包括一對框架20，所述的一對框架20分別置于所述的進氣管3和旁通管路16內，所述的擋板19擇一與所述的一對框架20形成配合。

當需要尾氣1進入換熱芯子組件時，把調節(jié)閥擋板19切換到旁通管路16上，讓尾氣1通入進氣腔室5；當不需要尾氣1時，把調節(jié)閥擋板19切換到進氣腔室5上，讓尾氣1通過旁通管路16，直接排出?？刂破?7反饋車輛運行的實時信號及指令，通過閥桿18來實現(xiàn)擋板19的位置切換。框架20的位置一方面決定了擋板19切換停留的位置，另一方面還可以起到密封作用，防止尾氣1從擋板19周圍漏出。

應該理解到的是：上述實施例只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新 型的限制，任何不超出本實用新型實質精神范圍內的實用新型創(chuàng)造，均落入本實用新型的保護范圍之內。