CN102226421B - 内燃机集热消声器 - Google Patents

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Abstract

本发明为内燃机集热消声器，包括筒体，筒体的下端及上端分别具有进气口和出气口,具有置于筒体底层与进气口相通的一级膨胀室，置于筒体内的与一级膨胀室相邻相通的二级膨胀室，置于筒体内的与二级膨胀室相邻相通的三级膨胀室，置于筒体内上层并与三级膨胀室相邻相通以及设有出气口的四级膨胀室，膨胀室均由开孔隔板隔成；一级膨胀室与二级膨胀室内置有带有热媒进口管与热媒出口管的热媒盘管圈，热媒盘管圈中心设置有穿孔插管，一级膨胀室与二级膨胀室外设保温层；三及四级膨胀室内设置有隔音插管。本发明具有降噪、集热及便于调节热能输出量的优点,而且尾气排放降噪效果好，采暖适应性强，结构简单，体积小巧。

Description

内燃机集热消声器
技术领域
本发明涉及内燃机的余热利用及降噪装置，具体涉及一种内燃机的尾气余热利用、降噪及便于热能输出量控制的结构装置。
背景技术
在石油资源日益短缺、环境日益恶化的当下,节能减排刻不容缓。 柴油发电机组对环境有二大排放危害,即炽热的尾气及强烈的噪音排放。 约占25％的柴油燃烧热能以尾气排放的形式被白白浪费掉。若将这部分相对较高品位的热量回收利用, 可使柴油发电机组的热效率有较大的提升。而把尾气余热利用与尾气排放降噪集合在一起的集热消音器不失为一种结构简洁、集热与降噪相得益彰的高效节能减排方案。经查已有人赏试集热消声器的设计，如发明专利200720150499.X公开的一种名为《一种内燃机集热消声器》的专利申请。但其集热还是基于传统的以水蒸汽为热媒的设计。那么，尾气排放只能以集热消声器的管程为通道，降噪方法单一，降噪效果有限；以水蒸汽为热媒也有其局限性，集热形成的蒸汽存在压力高，温度低、水易损耗等,尤其是在高寒及水资源贫缺地区无法使用。
发明内容
本申请人针对现有技术中存在的上述缺点，提供一种结构精巧、紧凑的内燃机集热消声器，可用于热电联产系统及对内燃机尾气排放温度有严格要求的场所。其具有降噪效果好、采暖适应性强及便于调节热能输出量的功能。
本发明所采用的技术方案如下：
一种内燃机集热消声器，包括筒体，筒体的下端及上端分别具有进气口和出气口, 还有具有置于筒体底层与进气口相通的一级膨胀室，置于筒体内的与一级膨胀室相邻相通的二级膨胀室，置于筒体内的与二级膨胀室相邻相通的三级膨胀室，置于筒体内上层并与三级膨胀室相邻相通以及设有出气口的四级膨胀室，所述膨胀室均由开孔隔板隔成，所述的一级膨胀室与二级膨胀室内置有带有热媒进口管与热媒出口管的热媒盘管圈，所述热媒盘管圈中心设置有穿孔插管，所述一级膨胀室与二级膨胀室外设保温层，所述三及四级膨胀室内设置有隔音插管。其进一步技术方案在于：
所述开孔隔板上分别开有孔，相邻开孔隔板上的开孔错位布置；
所述的热媒盘管圈内设有翅片；
所述的第三级膨胀室可增设旁通进气口。
本发明的有益技术效果是：
内燃机尾气集热器与消声器二合一，结构简单，体积小巧；内燃机尾气排放降噪效果好，比同尺寸单一消声器降噪量提高5-10分贝；同时可提供温度＞200℃、压力＜0.35Mpa的热源，采暖适应性强；可增设尾气旁通排放结构，便于热能输出量控制。
附图说明
图1为本发明的结构剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
见图1，本发明包括筒体1，筒体1的下端及上端分别具有进气口9和出气口2，还有置于筒体1底层与进气口9相通的一级膨胀室10、置于筒体1内的与一级膨胀室10相邻相通的二级膨胀室12、置于筒体1内的与二级膨胀室12相邻相通的三级膨胀室3、置于筒体1内上层并与三级膨胀室3相邻相通以及设有出气口2的四级膨胀室14，所述膨胀室均由板面开孔的隔板11隔成，所述的一级膨胀室10与二级膨胀室12内置有带有热媒进口管4与热媒出口管7的热媒盘管圈6，所述热媒盘管圈6中心设置有插管8，插管8的壁面带有穿孔，所述一级膨胀室10与二级膨胀室12外设保温层5；所述三级膨胀室3及四级膨胀室14内设置有隔音插管15。
图1中箭头是尾气的流动方向。
尾气从进气口9进入筒内一级膨胀室10后，不断反射、扩散、缓冲、干涉、收缩。其中一部分气体a直接冲刷热媒盘管圈6，被充分冷却后其体积流量急剧下降，另一部分气体b进入穿孔插管8内，由于穿孔插管8内外气压不同，部分气体c从壁面穿孔喷注而出,在一级膨胀室10与气体a干涉、混流成气体d后进入二级膨胀室12, 再次与二级膨胀室12内的热媒进行热交换，气体b其余部分从穿孔插管8的壁面穿孔喷注入二级膨胀室12, 与气体d干涉、混流成气体e后进入三级膨胀室3，各路气体在二级膨胀室12内继续反射、扩散、缓冲、干涉、收缩。
由于热媒盘管6的冷却效应，大幅提高了尾气在一级膨胀室10和二级膨胀室12内的膨胀比, 增加了抗性降噪量， 同时加大了穿孔插管8内外气压差,强化了壁面穿孔喷注能量,提高了壁面穿孔喷注降噪的效果，以及形成多路不同能量的气体，引起不断的干涉、混流, 降噪效果比单一消声器有显著改善.。
作为集热作用的一级膨胀室10与二级膨胀室12,由于开孔隔板11及形成多路气体的作用, 尾气经过不断的反射、扩散、缓冲, 其余热被热媒充分吸收。热媒盘管圈6作成螺旋形式,纵向螺旋布置于一级膨胀室10与二级膨胀室12, 管圈6的管道内设有翅片,最大限度地扩大管程的换热面积及延长换热行程， 提高集热效果，在一级膨胀室10与二级膨胀室12外设保温层,防止尾气余热的流失。
相邻的开孔隔板11上的圆孔呈错位布置，以增加反射量，提高降噪量。
气体e流过三级膨胀室3后，在三级膨胀室3内不断反射、扩散、缓冲、干涉、收缩，然后通过隔音插管15进入四级膨胀室14，经过三级膨胀室3及四级膨胀室14的二次缓冲、扩散，及不断的反射，流出出气口2，降噪量被进一步提高。
三级膨胀室3可增设旁通进气口13，便于热能输出量的控制。少量的旁通尾气f进入三级膨胀室3后，不断反射、扩散、缓冲、与气体f干涉、混流成气体g后通过隔音插管15进入四级膨胀室14, 气体在四级膨胀室14内继续缓冲、扩散，及不断的反射，最后流出出气口2，此时噪音已被最大限度的削弱。  
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。 

Claims (4)

1.一种内燃机集热消声器，包括筒体，筒体的下端及上端分别具有进气口和出气口,其特征在于：具有置于筒体底层与进气口相通的一级膨胀室，置于筒体内与一级膨胀室相邻相通的二级膨胀室，置于筒体内与二级膨胀室相邻相通的三级膨胀室，置于筒体内上层并与三级膨胀室相邻相通以及设有出气口的四级膨胀室，所述膨胀室均由开孔隔板隔成，所述的一级膨胀室与二级膨胀室内置有带有热媒进口管与热媒出口管的热媒盘管圈，所述热媒盘管圈中心设置有穿孔插管，所述一级膨胀室与二级膨胀室外设保温层，所述三级及四级膨胀室内设置有隔音插管。
2. 按权利要求1所述的内燃机集热消声器，其特征在于：所述开孔隔板上分别开有孔，相邻开孔隔板上的开孔呈错位布置。
3.按权利要求1所述的内燃机集热消声器，其特征在于：所述的热媒盘管圈的管道中设有翅片。
4.权利要求1所述的内燃机集热消声器，其特征在于：所述的第三级膨胀室增设旁通进气口。
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