CN103939240B - 多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统 - Google Patents

多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,包括双层燃气总管(3)、双层引流管(6)和燃气喷射阀(8),双层燃气总管(3)的内、外层管分别与双层引流管(6)入口端的内、外层管密封连接,双层引流管(6)出口端的内层管通过燃气喷射阀(8)与喷嘴(9)截断或者导通,且双层燃气总管(3)的内、外层管分别与双层引流管(6)的内、外层管相通,但双层燃气总管(3)和双层引流管(6)的内层管与外层管之间均相互隔绝。本发明可以有效地避免燃气外泄,并防止泄漏的燃气聚集到一定浓度后造成安全隐患,提高了双燃料发动机的燃气输送系统的安全性、可靠性,有利于提高发动机的安全系数。

Description

多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统
技术领域
本发明涉及燃料发动机技术领域,尤其是涉及一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统。
背景技术
随着船机双燃料技术改造以及内运航运使用液化天然气(LNG)的日益广泛,船用双燃料发动机的市场前景非常可观。常用的双燃料发动机主要有单点预混合进气和多点喷射进气两种主要的燃气进气方式。现有的双燃料发动机多采用单点预混合进气方式,但采用此种进气方式,会造成扫气浪费的燃气量大,发动机易发生回火等,致使发动机的安全性较差。而多点喷射进气方式则可以有效地解决上述问题,大大提高了发动机的经济性和安全性。
但是,现有的多点进气双燃料发动机的燃气输送系统均为单层管燃气输送管路系统,采用这种单层管结构输送燃气很容易发生燃气泄露,由于发动机的安装空间即机舱的空间有限,在有限的机舱空间,泄露的燃气很容易聚集,当机舱的燃气累积到一定的浓度后,一旦遇到火源或者高温,极易发生火灾甚至是爆炸,从而威胁到发动机和整个燃气输送系统的安全。因此,现有的多点进气双燃料发动机的燃气输送系统存在较大的安全隐患,不能保证燃气输送的安全可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题,提供一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,杜绝燃气泄露所导致的安全隐患,提高燃气输送系统的安全性。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,包括双层燃气总管、双层引流管和燃气喷射阀,所述双层燃气总管的内、外层管分别与双层引流管入口端的内、外层管密封连接,所述双层引流管出口端的内层管通过燃气喷射阀与喷嘴截断或者导通,且所述双层燃气总管的内、外层管分别与双层引流管的内、外层管相通,但双层燃气总管和双层引流管的内层管与外层管之间均相互隔绝。
进一步地,所述双层燃气输送系统还包括双层波纹管,所述双层波纹管连接在双层引流管与燃气喷射阀之间,且双层波纹管一端的内、外层管分别与双层引流管出口端的内、外层管密封连接且相通。
进一步地,所述双层燃气输送系统还包括双层弯管,所述双层弯管连接在双层波纹管与燃气喷射阀之间,且双层弯管一端的内、外层管分别与双层波纹管的内、外层管密封连接且相通。
进一步地,所述双层燃气输送系统还包括通风装置,所述通风装置与双层弯管的外层管密封连接且相通,但与双层弯管的内层管隔绝。
进一步地,所述的双层燃气总管的内、外层管均为方形管。
进一步地,所述双层燃气总管上设置有调整螺栓,所述调整螺栓与双层燃气总管的外层管组成螺纹活动连接。
进一步地,所述双层燃气输送系统还包括锁紧螺母,所述锁紧螺母与双层燃气总管上的调整螺栓组成螺纹活动连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:由于双层燃气总管与双层引流管组成了内层管、外层管相互独立且隔绝的输送系统,燃气通过由内层管组成的输送通道进行输送,并通过燃气喷射阀控制燃气进入发动机的喷嘴,从而可以有效地避免燃气外泄,并防止泄漏的燃气聚集到一定浓度后造成安全隐患,提高了双燃料发动机的燃气输送系统的安全性、可靠性。
附图说明
图1为本发明一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统的构造图。
图2为本发明一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统的剖视图。
图中标记:1-连接法兰,2-调整螺栓,3-双层燃气总管,4-双层波纹管,5-双层弯管,6-双层引流管,7-通风装置,8-燃气喷射阀,9-喷嘴,10-进气支管,11-气缸,12-锁紧螺母。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1、图2所示的一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,其中的双层燃气总管3的内、外层管分别与双层引流管6入口端的内、外层管焊接且密封,在双层燃气总管3的外层管上设置有调整螺栓2和锁紧螺母12,所述调整螺栓2与双层燃气总管3的外层管组成螺纹活动连接,且锁紧螺母12与调整螺栓2之间也是螺纹活动连接。通过调整螺栓2可以方便地调节双层燃气总管3外层管与内层管之间的间距并进行安装定位,当定位确定之后,再通过锁紧螺母12锁紧调整螺栓2,以防止发动机工作过程中因双层燃气输送系统的振动而导致调整螺栓2松动,避免双层燃气总管3的外层管与内层管之间的间距处于不稳定状态,确保双层燃气总管3与双层引流管6之间连接的可靠性。
在双层引流管6出口端连接双层波纹管4,所述双层波纹管4进口端的内、外层管分别与双层引流管6出口端的内、外层管密封连接且相通,双层波纹管4出口端的内、外层管则分别与双层弯管5入口端的内、外层管密封连接且相通,双层弯管5内层管的出口端设置有燃气喷射阀8,通过燃气喷射阀8来控制双层弯管5内层管中的燃气进入发动机的喷嘴9中。所述双层弯管5出口端的外层管则与通风装置7密封连接且相通,同时,该通风装置7与双层弯管5的内层管隔绝。在燃气输送过程中,可以利用通风装置7向双层燃气输送系统的内、外层管之间的通道区域鼓入惰性气体或者其他非可燃性气体,防止来自内层管道泄漏的燃气聚集,并及时排出发动机的双层燃气输送系统,从而增强燃气输送系统的安全性。所述双层弯管5上的两个开口端面之间的夹角为90度,这样可以使得双层引流管6和双层波纹管4的内层管均与喷嘴9的燃气通道相互垂直,并且同时与通风装置7的输出管道相互平行,如图2所示,这样的设计布局既有利于减少燃气输送系统的占用空间,又可以使燃气输送系统的内层管中的燃气流向与外层管中的气流方向相反,从而提高燃气输送系统的经济性和安全性。另外,双层引流管6与双层波纹管4之间通过法兰相互连接,双层弯管5与双层波纹管4之间也通过法兰相互连接,极大地方便了燃气输送系统的安装和拆卸,便于日常维护和修理、保养。由于发动机工作过程中会引起燃气输送系统的振动,利用双层波纹管4有利于燃气输送系统的减震,从而提高其安全系数。
由于燃气输送系统的内层管是燃气通道,必须保证双层燃气总管3内层管与双层引流管6内层管之间的焊接密封性良好。为此,所述双层燃气总管3的内、外层管均采用方形管,而双层引流管6的内层管采用圆管,在双层燃气总管3的内、外层管上分别开设切口,并且外层管上的切口口径大于内层管上的切口口径,这样就可以使得双层引流管6的内层圆管端面能够与双层燃气总管3内层方形管上的切口所在端面充分接触,既保证了管道连接的密封效果,又方便了焊接操作。在双层燃气总管3外层方形管的不包含切口的三个侧面上均设置有调整螺栓2与之组成螺纹活动连接,锁紧螺母12与调整螺栓2之间也是螺纹活动连接,因此,只需要在三个方向上调节调整螺栓2,就可以便捷地调整双层燃气总管3的外层管与内层管之间的间距,并通过锁紧螺母12进行相应位置的锁紧定位。
在多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统中,由于设置有多个双层引流管6分别与双层燃气总管3连接相通,且每一个双层引流管6又是通过法兰与双层波纹管4密封连接,如图1所示。因此,双层燃气总管3通常比较长,而发动机的安装空间有限,为了在有限的空间中安装燃气输送系统,可以采用喇叭形状的双层引流管6,并将其中的相对较小一端与双层燃气总管3连接,相对较大一端则与双层波纹管4连接,这样可以极大地方便双层引流管6与双层燃气总管3之间的焊接操作,并保证焊接密封效果。在燃气输送系统安装过程中,由于双层波纹管4自身具有一定的弹性伸缩量,因此,可以通过微调双层波纹管4,以使双层波纹管4分别与双层引流管6、双层弯管5的安装连接更加容易,提高了安装作业效率。
本发明的工作原理如下:双层燃气总管3通过连接法兰1与燃气的调压过滤管道连接,经过调压及过滤后的燃气首先进入双层燃气总管3中,然后分流进入到各个双层引流管6的内层管中,并沿着双层波纹管4、双层弯管5的内层管输送;燃气输送系统中的燃气喷射阀8采用电喷阀,电喷阀可以根据发动机的燃气控制系统发出的指令定时、定量地向喷嘴9中喷射燃气。空气从发动机的进气支管10进入,并与喷嘴9喷出的燃气混合,该混合气最终进入到气缸11中。在内层管道正常输送燃气的同时,通风装置7向内、外层管道之间的管道空间中鼓入惰性气体,该惰性气体依次经过电喷阀的箱体腔、双层弯管5外层腔、双层波纹管4外层腔、双层引流管6外层腔、双层燃气总管3外层腔,最终排至发动机的机舱之外的安全地方。
本发明的双层燃气输送系统中的双层燃气总管3舍弃了传统的圆管结构,采用无缝方形管结构,工艺上无需铸造,通过采用焊接工艺来避免传统结构的铸造缺陷,同时也降低了工艺难度,节省了双层燃气总管3的成本。与传统的燃气输送单层管道系统相比,本发明中的双层燃气总管3、双层引流管6以及双层波纹管4和双层弯管5依次相互密封连接,形成了具有内层、外层两条独立的气流腔的双层燃气输送系统,且其中的内层腔与外层腔之间均相互隔绝。因此,本发明极大地提高了燃气管路的防泄漏等级,简化了发动机的机舱布置,同时也提高了燃气输送的安全性、可靠性,有利于提高发动机的安全系数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,其特征在于:包括双层燃气总管(3)、双层引流管(6)和燃气喷射阀(8),所述双层燃气总管(3)的内、外层管分别与双层引流管(6)入口端的内、外层管密封连接,所述双层引流管(6)出口端的内层管通过燃气喷射阀(8)与喷嘴(9)截断或者导通,且所述双层燃气总管(3)的内、外层管分别与双层引流管(6)的内、外层管相通,但双层燃气总管(3)和双层引流管(6)的内层管与外层管之间均相互隔绝,在所述双层燃气总管(3)上设置有调整螺栓(2),所述调整螺栓(2)与双层燃气总管(3)的外层管组成螺纹活动连接。
2.根据权利要求1所述的多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,其特征在于:还包括双层波纹管(4),所述双层波纹管(4)连接在双层引流管(6)与燃气喷射阀(8)之间,且双层波纹管(4)一端的内、外层管分别与双层引流管(6)出口端的内、外层管密封连接且相通。
3.根据权利要求2所述的多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,其特征在于:还包括双层弯管(5),所述双层弯管(5)连接在双层波纹管(4)与燃气喷射阀(8)之间,且双层弯管(5)一端的内、外层管分别与双层波纹管(4)的内、外层管密封连接且相通。
4.根据权利要求3所述的多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,其特征在于:还包括通风装置(7),所述通风装置(7)与双层弯管(5)的外层管密封连接且相通,但与双层弯管(5)的内层管隔绝。
5.根据权利要求1所述的多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统,其特征在于:还包括锁紧螺母(12),所述锁紧螺母(12)与双层燃气总管(3)上的调整螺栓(2)组成螺纹活动连接。
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