CN102733952B

CN102733952B - 内燃机

Info

Publication number: CN102733952B
Application number: CN201210106102.2A
Authority: CN
Inventors: G.布劳恩
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: JP5939864B2; CN102733952A; KR101397759B1; JP2012219814A; FI20125282A; FI126774B; DE102011007172A1; KR20120116342A

Abstract

具有曲轴箱（20）的内燃机（1），所述曲轴箱具有外壁（22），所述外壁限定了曲轴箱的有待装有工作流体的内腔，并在外壁中设有至少一个通孔（23，24a），其中所述通孔利用盖子封闭住，在所述盖子上设有至少一个卸压阀（26），并且其中所述卸压阀设置成：在超过预先规定的、在曲轴箱的内腔中的压力值时就打开，并由此使内腔卸压。利用本发明提供一种内燃机，其中能够可靠地避免了基于所述曲轴箱的排出的工作流体的次级爆炸。这此外通过以下方式实现：即靠近所述卸压阀的布置在外壁的背离内腔的侧面的出口设有流体输出装置（40），从而利用所述流体输出装置可以在所述卸压阀打开时输出用于与从出口流出的工作流体混合的保护流体。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及一种内燃机。

背景技术

例如由文献DE 2 424 358 已知一种开头提到的种类的内燃机。在文献中描述的内燃机具有曲轴箱，所述曲轴箱具有外壁，所述外壁限定了曲轴箱的有待装有工作流体（例如发动机油）的内腔，并且在外壁中设有至少一个通孔。所述通孔利用盖子封闭住。在盖子上设有卸压阀或者说卸爆阀。所述卸压阀设置成：在超过预先规定的、在曲轴箱内腔中的产生的压力时就打开，并由此使内腔卸压。当在曲轴箱中发生燃油腔爆炸或者说油雾爆炸时，就达到这种预先规定的压力，正如其例如尤其对于大型柴油机（例如像船舶驱动发动机那样）来说能够出现的那样。

在由于燃油腔爆炸而使例如设计成卸爆盖板的卸压阀动作时，就使大量工作流体例如以可点燃的油雾的形式从内燃机或者说内燃发动机的曲轴箱中压出来。这种油雾极细地雾化进而高度易燃，并且由此能够在内燃发动机之外由于油雾的点燃而在发热的发动机部件上（例如像排气部件）引起危险的次级爆燃或者说次级爆炸。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种内燃机，其中可以可靠地避免基于曲轴箱的排出的工作流体的次级爆炸。

这利用根据本发明的内燃机来实现。

按照本发明提供了一种具有曲轴箱的内燃机，所述曲轴箱具有外壁，所述外壁限定了曲轴箱的有待装有工作流体（例如发动机油）的内腔，并在所述外壁中设有至少一个通孔，所述通孔利用盖子封闭住，并在盖子上设有至少一个卸压阀或者说卸爆阀，并且其中这个卸压阀或者这些卸压阀设置成：在超过预先规定的、在曲轴箱内腔中产生的压力时，或者说在曲轴箱中发生燃油腔爆炸或者说油雾爆炸时就打开，并由此使内腔卸压。按本发明的内燃机的特征在于，靠近卸压阀的布置在外壁的背离内腔的侧面或者说外侧的出口如此设有流体输出装置，从而利用所述流体输出装置可以在卸压阀打开时，如此输出保护流体（例如水或者另一种冷却的并且不可点燃的流体），使得保护流体与从出口流出的工作流体（例如像油雾）混合。

由于直接在卸压阀动作时使极细雾化地流出的工作流体直接与保护流体混合，工作流体的易燃性就降低并发生凝结，从而不再有在内燃机之外发生次级爆炸的危险。

曲轴箱的外壁优选具有多个通孔，所述通孔的盖子分别利用至少一个卸压阀封闭住，其中在每个卸压阀上设有按照本发明的流体输出装置。

按照本发明的一种实施方式，内燃机具有控制装置以及一个或者多个与控制装置连接的传感器，这个或者说这些传感器布置在所属的卸压阀上。每个传感器设置成：检测所属的卸压阀的开启并且紧接着将开启信号输出到控制装置，其中控制装置与每个流体输出装置连接并且设置成：响应开启信号触发流体输出装置从而输出保护流体。

通过设置控制装置以及这个传感器或者说这些传感器可以可靠地检测每个卸压阀的开启，并转换成用于输出保护流体的指令。

按照本发明的另外一种实施方式，每个传感器具有机电的或者电子的开关，所述开关设置成：机械地或者电子地检测所属的卸压阀的开启，并将开启信号以电信号形式输出到控制装置。

机电的开关提供了传感器的简单而成本低廉的设计方案。通过机械的检测每个卸压阀的实际开启可以避免流体输出装置的错误功能或者说错误触发。

按照本发明的另外一种实施方式，控制装置设置成：响应开启信号输出警报信号从而触发可视的和/或声学的警报。

按照这种方式内燃机的操作人员可以快速地并且必要时也可以离开在曲轴箱中发生的燃油腔爆炸或者说油雾爆炸很远的距离而了解到。因此可以快速地克服其它的问题或者损害。

按照本发明的另外一种实施方式，流体输出装置具有至少一个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴设置成：以强力的保护流体雾的形式输出保护流体。

通过将保护流体细雾化成保护流体雾而改善其冷却效果，并且实现保护流体与细雾化地流出的工作流体的更好混合。在将油作为工作流体并且将水作为保护流体的情况下，在燃油腔爆炸或者说油雾爆燃炸时流出的油雾由此快速而可靠地通过水雾凝结成完全无害的油水混合物。

按照本发明的一种实施方式，流体输出装置设置成：可以从两个相互对置的输出位置沿两个相互相反、相互冲突的方向或者说流体流输出保护流体，其中卸压阀布置在两个输出位置之间。两个输出位置优选分别设有雾化喷嘴，从而在每个输出位置上以保护流体雾的形式输出保护流体。

通过两个流体流的反向输出，使得它们相互冲突，在很大程度上减少了保护流体无意中的流出。因为卸压阀位于两个输出位置之间，所以流出的工作流体在两个保护流体流之间在一定程度上受到压力进而与其更加有效地混合并且凝结。

按照本发明的另外一种实施方式，内燃机对于每个卸压阀来说都具有顶盖，所述顶盖从外壁的背离内腔的侧面起放置到卸压阀上，并且具有至少一个、优选在侧面上布置的排气口用于卸压或者说用于排出工作流体，其中如此布置流体输出装置，使得保护流体直接输出到顶盖的每个排气口中。

通过顶盖和其排气口可以对流出的工作流体流或者说雾如此进行导向（例如偏转大约90o），从而基于此对于位于附近的人和物体的危险尽可能地小。通过将保护流体直接输出到或者说喷入顶盖的排气口中，更大程度地减少了保护流体无意中的流出，并且使流出的工作流体更有效地与其混合，而且绝大部分已经在顶盖内部凝结。

按照本发明的另外一种实施方式，内燃机具有一个装配在其上面的保护流体箱，该流体箱通过相应的流体管路与流体输出装置连接，从而由控制装置来控制存储在保护流体箱中的保护流体并有选择地输送给每个流体输出装置。

通过装配在内燃机上的保护流体箱，可以自给自足地由另外的介质接头提供通过输出保护流体来实现的保护功能，对此可以保证内燃机在任何工作环境下的运行可靠性。此外不需要设有单独的、用于保护流体的介质接头，这降低了内燃机的安装成本。

按照本发明的另外一种实施方式，保护流体箱设置成：利用相对于大气压力升高的压力储存保护流体，从而可以将输送给流体输出装置的保护流体在预先规定的升高的压力的情况下输出。

换句话说，保护流体箱设计成压力容器，其自给自足地提供用于雾化保护流体所需的压力。

按照本发明的另外一种实施方式，内燃机设计成用于例如船舶用途或者发电厂用途的大型柴油机。

具体来说，本发明也延伸到这样的实施方式，所述实施方式并不通过由权利要求的明确的引用关系得出的特征组合来给出，对此发明的公开特征，只要它们在技术上是合理的，都可以任意地相互组合。

附图说明

以下按照一种优选的实施方式并参照附图对本发明进行详细说明。

图1 示出了按照本发明的一种实施方式的内燃机的侧视图；

图2 示出了在图1的内燃机上的X区域的放大视图。

具体实施方式

图1和图2示出了一种设计成大型柴油机形式的内燃机1。

内燃机1具有多个燃烧缸10和一个曲轴箱20，曲轴21可旋转地支承在所述曲轴箱中。

曲轴箱20具有外壁22，所述外壁限定了曲轴箱20的装有作为工作流体的发动机油的内腔（未示出）。在外壁22中，关于其相应的大致与燃烧缸10对应一致的位置设有多个分别穿过外壁22的通孔23。

每个通孔23利用燃油腔盖板（Triebraumklappe）24封闭住，所述燃油腔盖板可以通过锁扣25可脱开地设置在外壁22上并可以通过所述外壁接近曲轴箱20的内腔。每个燃油腔盖板24设有通孔24a，所述通孔利用固定在燃油腔盖板24上的卸压阀或者说卸爆阀（Explosionsentlastungsventil）26封闭住。

每个卸压阀26设置成：在超过预先规定的、在曲轴箱20的内腔中产生的压力时，也就是说当在曲轴箱20中出现使压力升高的燃油腔爆燃或者说油雾爆燃时就打开卸压阀，并由此使曲轴箱20的内腔卸压。在文献DE 2 424 358 A中描述了卸压阀或者说卸爆阀的实施例。但是卸压阀26也可以例如实施成卸载盖板的形式。

靠近每个卸压阀26的布置在外壁22的背离内腔一侧（外侧）的出口（未示出）如此设有流体输出装置40，从而利用该流体输出装置可以在卸压阀26打开时以水的形式输出保护流体，使得保护流体作为水雾与从所属的卸压阀26的出口流出的极细地雾化的工作流体（油雾）混合，并由此使工作流体冷却、结合并凝结。

若干个流体输出装置40归属于一个保护装置30，所述保护装置除了流体输出装置40之外还具有用于每个卸压阀26的控制装置50、传感器60以及保护流体箱70。

如此设置每个流体输出装置40，从而使得保护流体可以从两个相互对置的输出位置沿两个相互相反、相互冲突的方向或者说流体流输出，其中所属的卸压阀26布置在两个输出位置40a，40b之间。所涉及的流体输出装置40的每个输出位置40a，40b设有雾化喷嘴41，所述雾化喷嘴设置成将保护流体以保护流体雾的形式、也就是说以水雾的形式输出。

流体输出装置40的相应的输出位置40a，40b通过两个流体管路（收集管路）42a，42b与保护流体箱70连接。控制装置50、例如像电子计算单元直接装配到安装到内燃机1上的保护流体箱70上，并且具有可以由所述控制装置来电触发的流体阀门51，所述流体阀门能够有选择地释放和截止保护流体从保护流体箱70通过流体管路42a，42b到流体输出装置40的流动。

保护流体箱70实施为压力容器，从而可以或者说已经将具有相对于大气压力升高的压力的保护流体储存在里面，并且因此可以在预先规定的（相对于大气压力升高的）压力的情况下，将供给流体输出装置40的保护流体细雾化地输出。

传感器60通过相应的电导线61分别与控制装置50连接。每个传感器60布置在配属于其的卸压阀26上，并且设置所述传感器用于检测卸压阀26的开启，并接着将开启信号输出到控制装置50上。

与流体输出装置40连接的控制装置50设置成：响应开启信号触发流体输出装置40从而输出保护流体，也就是说打开流体阀门51，从而使保护流体可以从保护流体箱70通过收集管路42a，42b流动到流体输出装置40。

传感器60优选分别设计成机电的开关并且设置成：机械地检测所属的卸压阀26的开启，并将开启信号以电信号形式通过相应的电导线61输出到控制装置50上。

此外，控制装置50设置成：响应开启信号输出警报信号，从而触发可视的和/或声学的警报，例如像显示装置上的文字通报或者警报器声。

如由图2可以看出，每个卸压阀26设有顶盖27，所述顶盖从外壁22的背离内腔的侧面起放置到相应的卸压阀26上，并且所述顶盖具有两个用于卸压或者说用于排出工作流体的侧面的排气口28a，28b。

如此布置每个流体输出装置40的两个雾化喷嘴41，41，使得在触发保护装置30时两个雾化喷嘴41，41中的每一个喷嘴都将其保护流体直接输出到盖板27的两个侧面排气口28a，28b的其中之一中。

总而言之，按照本发明的保护功能可以通过将简单的机电开关（传感器60）布置在所有的卸压阀或者说卸爆阀26上来实现，其中每个开关在燃油腔爆炸的情况下探测卸压阀26的动作。电信号除了引起报警之外，还使得在处于内压下的保护流体箱或者说水容器70上的流体阀门51打开。保护流体箱70的处于压力下的含水量则通过流体管路42a，42b直接引导到卸压阀26上，在那里通过雾化喷嘴41，41被细雾化，并直接导入到布置在每个卸压阀26上方的盖板27的排气口28a，28b中。通过将水雾直接喷入流出的油雾中，使得该油雾作为水油混合物完全无害地凝结。因为这种凝结不再能发生爆炸，所以避免了在内燃机或者说内燃发动机1之外发生次级爆燃的每种危险。

附图标记列表

1 内燃机

10 燃烧缸

20 曲轴箱

21 曲轴

22 外壁

23 通孔

24 燃油腔盖板

25 锁扣

26 卸压阀

27 顶盖

28a 排气口

28b 排气口

30 保护装置

40 流体输出装置

40a 输出位置

40b 输出位置

41 雾化喷嘴

42a 流体管路

42b 流体管路

50 控制装置

51 流体阀门

60 传感器

61 电导线

70 保护流体箱。

Claims

1.具有曲轴箱（20）的内燃机（1），所述曲轴箱具有外壁（22），所述外壁限定了曲轴箱（20）的有待装有工作流体的内腔，并在所述外壁中设有至少一个通孔（23，24a），其中所述通孔（23，24a）利用盖子封闭住，在所述盖子上设有至少一个卸压阀（26），并且其中所述卸压阀（26）设置成：在超过预先规定的、在所述曲轴箱（20）的内腔中产生的压力时就打开，并由此使内腔卸压，

其特征在于，靠近所述卸压阀（26）的布置在外壁（22）的背离内腔的侧面的出口设有流体输出装置（40），从而利用所述流体输出装置可以在所述卸压阀（26）打开时输出用于与从出口流出的工作流体混合的保护流体。

2.按权利要求1所述的内燃机（1），其具有控制装置（50）以及与控制装置（50）连接的传感器（60），所述传感器布置在所述卸压阀（26）上并且设置成：检测所述卸压阀（26）的开启，并紧接着将开启信号输出到所述控制装置（50），其中所述控制装置（50）与所述流体输出装置（40）连接并且设置成：响应开启信号触发所述流体输出装置（40）从而输出保护流体。

3.按权利要求2所述的内燃机（1），其中所述传感器（60）具有机电的开关，所述开关设置成：机械地检测卸压阀（26）的开启，并将开启信号以电信号的形式输出。

4.按权利要求2或者3所述的内燃机（1），其中所述控制装置（50）设置成：响应开启信号输出警报信号，从而触发可视的和/或声学的警报。

5.按权利要求1至3中任一项所述的内燃机（1），其中所述流体输出装置（40）具有至少一个雾化喷嘴（41），所述雾化喷嘴设置成：以保护流体雾的形式输出保护流体。

6.按权利要求1至3中任一项所述的内燃机（1），其中所述流体输出装置（40）如此设置：可以从两个相互对置的输出位置（40a，40b）沿两个相互相反、相互冲突的方向输出保护流体，并且其中所述卸压阀（26）布置在两个输出位置（40a，40b）之间。

7.按权利要求1至3中任一项所述的内燃机（1），其具有顶盖（27），所述顶盖从所述外壁（22）的背离内腔的侧面起放置到所述卸压阀（26）上，并且具有至少一个排气口（28a，28b）用于卸压，其中所述流体输出装置（40）如此布置，使得保护流体直接输出到所述顶盖（27）的每个侧面的排气口（28a，28b）中。

8.按权利要求1至3中任一项所述的内燃机（1），其具有安装在其上面的保护流体箱（70），所述保护流体箱通过流体管路（42a，42b）与所述流体输出装置（40）连接，从而能够由控制装置（50）将存储在保护流体箱（70）中的保护流体以受控制的方式有选择地输送给所述流体输出装置（40）。

9.按权利要求8所述的内燃机（1），其中所述保护流体箱（70）设置成：利用相对于大气压力升高的压力储存所述保护流体，从而使得输送给所述流体输出装置（40）的保护流体能够在预先规定的升高的压力情况下输出。

10.按权利要求1至3中任一项所述的内燃机（1），其中所述内燃机构造成大型柴油机。

11.按权利要求1至3中任一项所述的内燃机（1），其具有顶盖（27），所述顶盖从所述外壁（22）的背离内腔的侧面起放置到所述卸压阀（26）上，并且具有至少一个布置在侧面上的排气口（28a，28b）用于卸压，其中所述流体输出装置（40）如此布置，使得保护流体直接输出到所述顶盖（27）的每个侧面的排气口（28a，28b）中。