一种内燃机专用换热装置

摘要

本发明涉及一种换热装置，具体涉及一种内燃机专用换热装置包括：换热器外壳、换热管、折流板、换热器接口管和一套控制系统。其中，所述换热器接口管包括，冷却水进口管、蒸汽出口管、压缩气进口管和压缩气出口管，所述换热器外壳包括，下水室、上水室以和壳体。所述控制系统包括，压力传感器、温度传感器、电动比例调节阀和反馈控制器。本发明能够自动调节压缩气的温度，防止内燃机发生爆震，提高内燃机的输出功率。

权利要求

1.一种内燃机专用换热装置，包括换热器外壳（1）、位于换热器外壳（1）内的换热管（2）、位于换热器外壳（1）内的折流板（3）和设置于换热器外壳（1）的换热器接口管（4），其特征在于，所述换热器接口管（4）包括，连接于换热器外壳底部的冷却水进口管（41）、连接于换热器外壳顶部的蒸汽出口管（42）、连接于换热器外壳侧壁上部的压缩气进口管（43）和连接于换热器外壳侧壁下部的压缩气出口管（44），所述蒸汽出口管（42）连接有消声器（6）；

所述换热装置还包括一套控制系统（5），包括，压力传感器（51）、温度传感器（52）、与冷却水进口管（41）相连接的电动比例调节阀（53）和与压力传感器（51）、温度传感器（52）、电动比例调节阀（53）三者相连接的反馈控制器（54），所述压力传感器（51）包括，用于测量进口压缩气压力的第一压力传感器（511）和用于测量出口蒸汽压力的第二压力传感器（512）；

所述换热器外壳（1）包括，连接有冷却水进口管（41）的下水室（11）、连接有蒸汽出口管（42）的上水室（13）以及连接上水室（11）和下水室（13）的壳体（12），所述压缩气进口管（43）和压缩气出口管（44）设置于所述壳体（12）的两端，所述折流板（3）的数量大于等于一块。

2.根据权利要求1所述的一种内燃机专用换热装置，其特征在于，所述压缩气出口管（44）侧面设置有备用温度传感器（521）。

3.根据权利要求1所述的一种内燃机专用换热装置，其特征在于，所述压缩气进口管（43）侧面设置有第一备用压力传感器（5111）。

4.根据权利要求1所述的一种内燃机专用换热装置，其特征在于，所述蒸汽出口管（42）侧面设置有第二备用压力传感器（5121）。

说明书

一种内燃机专用换热装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种换热装置，具体涉及一种内燃机专用换热装置。

背景技术

[0002] 内燃机提高压缩比可以增加内燃机的输出功率，但是随着空气被压缩，空气温度会升高，压力越大，温度上升就越大，当压缩量很大时，增压后的气体温度也就很高，高温的压缩空气进入燃烧室，很容易导致发动机燃烧室温度过高，造成爆震等故障，故而难以进一步提高压缩比。此外，气压升高，氧气密度降低，还会影响发动机的有效充气效率，如果想要进一步提高充气效率，就要降低进气温度。

发明内容

[0003] 本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种内燃机专用换热装置。

[0004] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

[0005] 一种内燃机专用换热装置，包括换热器外壳、位于换热器外壳内的换热管、位于换热器外壳内的折流板和设置于换热器外壳1的换热器接口管和一套控制系统；

[0006] 所述换热器接口管包括，连接于换热器外壳底部的冷却水进口管、连接于换热器外壳顶部的蒸汽出口管、连接于换热器外壳侧壁上部的压缩气进口管和连接于换热器外壳侧壁下部的压缩气出口管。

[0007] 所述换热器外壳包括，连接有冷却水进口管的下水室、连接有蒸汽出口管的上水室以及连接上水室和下水室的壳体，所述压缩气进口管和压缩气出口管设置于所述壳体的两端。

[0008] 所述控制系统包括，压力传感器、温度传感器、与冷却水进口管41相连接的电动比例调节阀和与压力传感器、温度传感器、电动比例调节阀三者相连接的反馈控制器。

[0009] 所述压力传感器包括，用于测量进口压缩气压力的第一压力传感器和用于测量出口蒸汽压力的第二压力传感器。

[0010] 上述技术方案中，冷却水通过冷却水进口管进入换热器，压缩空气通过压缩气进口管进入换热器，在换热器外壳内进行换热后，冷却水变为水蒸汽，从蒸汽出口管排出，压缩气温度下降，从压缩气出口管排出。第一第二压力传感器和温度传感器采集到的数据传输到反馈控制器中分析处理后，控制电动力比例阀门的运转，控制冷却水的流量大小，使得水蒸汽和压缩气达到要求参数。通过以上的换热控制方案，可以将600～900℃的压缩气，转化为250～350℃，同时获得一部分的高温水蒸汽。

[0011] 作为优选，一种内燃机专用换热装置还包括有与所述蒸汽出口管连接有消声器，以减少高温水蒸气在管路中流动时产生的噪音。

[0012] 作为优选，所述折流板数量有1块以上，从而更好的引导壳程压缩气的流向，加强换热。

[0013] 作为优选，所述压缩气出口管侧面设置有备用温度传感器，所述压缩气进口管侧面设置有第一备用压力传感器，所述蒸汽出口管侧面设置有第二备用压力传感器，确保原有温度传感器或者压力传感器发生故障时，换热器继续正常运行，提高了装置运行的可靠性。

[0014] 综上所述，本发明的有益效果：能有效降低压缩气的温度，并且根据实际进口压缩气和出口水蒸气的温度压力条件自动调节冷却水流量打到实时调控的效果，有助于内燃机运行的平稳。此外，该装置运行噪音小，装置可靠性高。

附图说明

[0015] 图1是本发明的结构示意图；

[0016] 图2是本发明中控制系统的说明图。

具体实施方式

[0017] 以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

[0018] 下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

[0019] 实施例1：

[0020] 根据参考图1所示，一种内燃机专用换热装置，包括换热器外壳1、位于换热器外壳1内的换热管2、位于换热器外壳1内的折流板3和设置于换热器外壳1的换热器接口管4，和一套控制系统5；

[0021] 所述换热器接口管4包括，连接于换热器外壳底部的冷却水进口管41、连接于换热器外壳顶部的蒸汽出口管42、连接于换热器外壳侧壁上部的压缩气进口管43和连接于换热器外壳侧壁下部的压缩气出口管44。

[0022] 所述换热器外壳1包括，连接有冷却水进口管41的下水室11、连接有蒸汽出口管42的上水室13以及连接上水室11和下水室13的壳体12，所述压缩气进口管43和压缩气出口管44设置于所述壳体12的两端。

[0023] 所述控制系统5包括，压力传感器51、温度传感器52、与冷却水进口管41相连接的电动比例调节阀53和与压力传感器51、温度传感器52、电动比例调节阀53三者相连接的反馈控制器54。

[0024] 所述压力传感器51包括，用于测量进口压缩气压力的第一压力传感器511和用于测量出口蒸汽压力的第二压力传感器512。

[0025] 当装置运行时，600～900℃的压缩气从压缩气进口管43进入换热器的壳体12，走换热器的壳程换热路线，在折流板3的作用下做S形流动换热，最终从压缩气出口管44流出，温度被控制在250～350℃。冷却水通过电动比例调节阀53的控制下从冷却水进口管进入换热器下水室13，然后进入换热器外壳1内部的换热管2，走换热器的管程换热路线，冷却水吸热后汽化成水蒸气并流入上水室11汇集，随后从蒸汽出口管42流出。

[0026] 根据图2所示，控制系统5的工作机制为，压力传感器51和温度传感器52采集到的数据通过信号线传入反馈控制器54，反馈控制器54根据压力传感器的压力数据以及压力差计算出压缩气出口温度，然后比对温度传感器52提供的温度数据，发送信号给电动比例调节阀53，控制冷却水的流量，从而达到控制效果。

[0027] 实施例2：

[0028] 与上述实施例1不同处在于，根据参考图1所示，蒸汽出口管42连接有消声器6，可以有效控制蒸汽流出后产生的噪音。

[0029] 实施例3：

[0030] 与上述实施例1不同处在于，根据参考图1所示，压缩气出口管44侧面设置有备用温度传感器521，压缩气进口管43侧面设置有第一备用压力传感器5111，蒸汽出口管42侧面设置有第二备用压力传感器5121，确保原有温度传感器或者压力传感器发生故障时，换热器继续正常运行，提高了装置运行的可靠性。