CN103953470B - 一种增压柴油机进气道增湿装置 - Google Patents
一种增压柴油机进气道增湿装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103953470B CN103953470B CN201410108007.5A CN201410108007A CN103953470B CN 103953470 B CN103953470 B CN 103953470B CN 201410108007 A CN201410108007 A CN 201410108007A CN 103953470 B CN103953470 B CN 103953470B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steam generator
- water
- turbocharger
- diesel engine
- liquid level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供一种增压柴油机进气道增湿装置，包括控制水箱、蒸汽生成器、第一涡轮增压器、第二涡轮增压器，蒸汽生成器里安装加热管道，废气经第一涡轮后进入蒸汽生成器的加热管道，加热管道通过三通电磁阀分别与第二涡轮以及大气相连，第二涡轮连通大气，控制水箱连接蒸汽生成器并向蒸汽生成器里注水，第一压气机与柴油机气缸间的进气管上安装文丘里管，蒸汽生成器里的水经加热管道里的废气加热后生成的蒸汽，经过第二压气机后进入文丘里管，进而喷入进气管。本发明实现了柴油机增压进气与增压水蒸汽在进气道的混合，从而完成掺水燃烧，提高了源的利用率的同时，又可以大幅度降低柴油机NOX排放。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种柴油机附加装置，具体地说是柴油机进气附加装置。
背景技术
柴油机掺水技术最初起源于二十世纪初，采用气缸内喷水以达到冷却的目的。随着几十年人们大量的研究，总结出了多种掺水燃烧的方式以改善燃烧，降低NOX，主要包括三种方式：进气道供水、柴油掺水乳化方法以及向燃烧室直接喷水，三种方式各有优缺点。其中，进气道供水主要通过将雾化水或者水蒸汽从进气道喷入，随着空气进入燃烧室参与燃烧，利用增湿空气热容量剧增、冲淡氧浓度作用以及水煤气作用等，从而起到降低燃烧温度，以致大幅度降低NOX排放。柴油机排气温度大致在400℃—450℃，通常高温排放经过后处理之后直接排入大气，造成了能量的极大浪费。随着节能减排相关政策的加强，如何最大程度的提高能源利用率，降低排放污染已经是十分重要的课题。
目前，在已有的进气道供水方式中，大多采用加湿器加热水成水蒸汽，尚未出现基于废气余热利用实现进气道喷水蒸汽和水蒸汽增压的相关专利，有必要对此进一步探索研究。
发明内容
本发明的目的在于提供通过对废气能量的重复利用，实现柴油机进气道喷水蒸汽的目的一种增压柴油机进气道增湿装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种增压柴油机进气道增湿装置，其特征是：包括控制水箱、蒸汽生成器、第一涡轮增压器、第二涡轮增压器，蒸汽生成器里安装加热管道，柴油机气缸排出的废气经第一涡轮增压器的涡轮后进入蒸汽生成器的加热管道，加热管道通过三通电磁阀分别与第二涡轮增压器的涡轮以及大气相连，第二涡轮增压器的涡轮连通大气，控制水箱连接蒸汽生成器并向蒸汽生成器里注水，第一涡轮增压器的压气机与柴油机气缸间的进气管上安装文丘里管，蒸汽生成器里的水经加热管道里的废气加热后生成的蒸汽，经过第二涡轮增压器的压气机后进入文丘里管，进而喷入进气管。
本发明还可以包括：
1、第二涡轮增压器的压气机与文丘里管之间安装蒸汽缓冲器、流量控制阀、单向止回阀，蒸汽缓冲器下端设置排水阀；蒸汽生成器与第二涡轮增压器的压气机之间安装第一控制电磁阀。
2、控制水箱与蒸汽生成器相连的管路上安装进水控制电磁阀，蒸汽生成器的下端设置排水控制电磁阀，控制水箱里安装高低液位报警器，蒸汽生成器里安装液位探测器，液位探测器检测蒸汽生成器中的水液位，当水液位超过最高设定液位时，高低液位报警器产生报警信号，排水控制电磁阀打开，当水液位低于最低设定液位时，高低液位报警器产生报警信号，进水控制电磁阀打开。
3、蒸汽生成器与第二涡轮增压器的压气机之间安装第一压力传感器，流量控制阀与单向止回阀之间安装第二压力传感器，第一涡轮增压器的压气机与文丘里管之间安装第三压力传感器，蒸汽生成器底部设置热水出口，热水出口处安装手动控制阀和温度传感器。
本发明的优势在于：一次废气通入蒸汽生成器加热水使之产生水蒸汽，同时也可满足热水供应的需求，此为废气的二次利用（一次利用为大增压器）；二次废气通入小涡轮带动小压气机对水蒸汽实现增压，此为废气的三次利用；经过三次重复利用的废气能量已经大大降低，有效提高了能源的利用率。水蒸汽完成与增压空气混合，实现柴油机进气道供水的目的，进而改善燃烧，降低NOX排放，同时，通过放气阀可以在满足进气水蒸汽的条件下，应用在其他用途，如室内加湿、除尘等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的控制水箱、蒸汽生成器局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～2，本发明一种增压柴油机进气道增湿装置包括大小废气涡轮增压器，从大涡轮10出口的一次废气与蒸汽生成器4底部入口相连，蒸汽生成器4通过进、排水控制电磁阀22、23以及液位探测器3与控制水箱1相连，二次废气出口20与小涡轮18入口相连，小涡轮18出口与大气相通；小压气机7入口与水蒸汽出口5相连，其间设置有压力传感器25和电磁阀6，小压气机7出口与蒸汽缓冲罐8入口相连；蒸汽缓冲罐8出口同流量控制阀12入口相连，其间设置有放气阀11，流量控制阀12出口与单向回止阀15入口相连，其间设置有压力传感器26。单向回止阀15出口与文丘里管一端入口连通，文丘里管16另一入口与大压气机16出口相连，文丘里管16出口与柴油机进气管相连。
二次废气出口20与三通电磁阀19相连，电磁阀19一端出口与大气相通，一端出口与小涡轮18入口相连，以分别实现二次废气直接排入大气和通入小涡轮18，防止电磁阀6未开启时小压气机7空转。
在蒸汽生成器4中安装了液位探测器3，有利于对生成器中的水进行实时监测，并反馈到控制水箱1中，高低位报警器2信号由控制水箱3发出。
小压气机7出口的水蒸汽进入蒸汽缓冲罐8中，罐体底部设置有排水阀9，在稳压储汽的同时能够及时排出冷凝水。
利用由小涡轮18和小压气机7构成的小涡轮增压器实现了对二次废气的再次利用，达到水蒸汽增压的目的。
压力传感器26安装在流量控制阀12出口，压力传感器27安装在大压气机出口，以对水蒸汽压力和进气压力进行实时监测。
加热管道22设置为紫铜螺旋状加热管，有利于增强换热效果。
本发明主要包括大小涡轮增压器、蒸汽生成器4、控制水箱1、流量控制阀12、蒸汽缓冲罐8、文丘里管16。大涡轮10出口的废气称之为一次废气，一次废气从蒸汽生成器4底部入口进入，通过蒸汽生成器4中的螺旋加热管道24对水加热使之形成水蒸汽，之后由二次废气出口20排出；完成加热的废气称之为二次废气，二次废气通过三通电磁阀19分别与大气和小涡轮18相连，当电磁阀6关闭时，二次废气直接排入大气，当电磁阀6打开时，二次废气通入小涡轮18，水蒸汽由水蒸汽出口5进入小压气机7实现增压，其间设置有压力传感器25，小压气机7出口的水蒸汽通入蒸汽缓冲罐8，蒸汽缓冲罐8设有排水阀9，用以及时排出冷凝水，此为废气的二次利用一次利用为大涡轮增压器；压力传感器26、27分别安装在流量控制阀12和大压气机17出口后，从蒸汽缓冲罐8出口的水蒸汽经由流量控制阀12和单向回止阀15，通过文丘里管16与增压空气完成引射混合，进入气缸实现掺水燃烧。通过压力传感器26、27对水蒸汽和增压空气进行实时监测，当水蒸汽压力高于增压空气，放气阀11打开，待水蒸汽压力低于增压空气压力时关闭，保证二者的正常混合。
其中，控制水箱采集液位探测器的反馈到显示屏的信号，判断蒸汽生成器4中的水位情况，控制电磁阀22、23的启闭，并发出相应报警信号。蒸汽生成器4中的加热管道设置为紫铜螺旋管道，高温尾气从下而上流动，较直管和U型管更方便布置，增强了换热效果。通过压力传感器25实现对蒸汽缓生成器4内的压力监测。当压力过高时，可通过放气阀11进行放气，这部分水蒸汽可以用于室内除尘、加湿等。在流量控制阀12和文丘里管16之间设置一个单向回止阀15，以防止回流。
柴油机气缸排气总管13排出的高温废气首先通过大废气涡轮增压器实现进气增压，大涡轮10出口的废气，称之为一次废气，温度大约在400℃到450℃。
1.废气回路。一次废气引入蒸汽生成器4中，蒸汽生成器4中主要包含有一根呈螺旋状的管道，高温一次废气从蒸汽生成器4底部入口进入加热管24内，加热箱体中的水，使之生成水蒸汽，完成循环的一次废气从蒸汽生成器4箱体顶部的二次废气出口20排出，成为二次废气，此过程为废气的二次利用，一次利用为大涡轮增压器。由于经过了两次利用，废气能量以大大降低，但是为了最大程度上利用该部分能量，在二次废气出口再设置一个小增压器，通过一个三通电磁阀19将二次废气引入小涡轮18中，带动小压气机7，对水蒸汽进行增压，以弥补从蒸汽生成器中出来的水蒸汽压力不足的缺点。从小涡轮18排出的废气，称之为三次废气，当电磁阀6呈关闭状态时，三通电磁阀19将直接把二次废气引入大气，以防止小压气机7空转。
2.水及水蒸汽回路。
Ⅰ水回路。该装置中的水有控制水箱1提供，控制水箱1中加入了一套液位监测器，由、高低液位报警器2、液位探测器3、以及22、23电磁阀构成。通过液位探测器实时检测蒸汽生成器中的水液位，当液位超于最高设定液位时，报警器2产生报警信号，同时控制电磁阀23打开，排出过量的水，水位达到安全值以下，报警值取消。当水位低于设定最低值时，探测器同样发出信号，报警器2报警，同时，电磁阀22打开，水由控制水箱1进入蒸汽生成器4中，通过加热管24对水加热，在蒸汽生成器4底部设置有一个热水出口，管道上设置有温度传感器28，通过人工控制手动阀21，可以满足其他用途的热水需要。
Ⅱ水蒸汽回路。蒸汽生成器4中的水经过螺旋加热管道24加热之后产生水蒸汽，由水蒸汽出口5排出与小压气机7入口相连，其间设置有压力传感器25电磁阀6，小压气机7出口与蒸汽缓冲罐8入口相连，蒸汽缓冲罐8设置有排水阀9，用以及时排出冷凝水。当水蒸汽压力过高时或传感器26信号值大于27时，放气阀11打开，旁通的水蒸汽可以加以利用，如除尘、加湿等。蒸汽缓冲罐8出口的水蒸汽，通过流量控制阀12控制水蒸汽的流量，继而流向单向阀15，由文丘里管16喷入进气道，与增压空气实现混合，进入气缸和燃油完成掺水燃烧。
Claims (5)
1.一种增压柴油机进气道增湿装置，其特征是：包括控制水箱、蒸汽生成器、第一涡轮增压器、第二涡轮增压器，蒸汽生成器里安装加热管道，柴油机气缸排出的废气经第一涡轮增压器的涡轮后进入蒸汽生成器的加热管道，加热管道通过三通电磁阀分别与第二涡轮增压器的涡轮以及大气相连，第二涡轮增压器的涡轮连通大气，控制水箱连接蒸汽生成器并向蒸汽生成器里注水，第一涡轮增压器的压气机与柴油机气缸间的进气管上安装文丘里管，蒸汽生成器里的水经加热管道里的废气加热后生成的蒸汽，经过第二涡轮增压器的压气机后进入文丘里管，进而喷入进气管。
2.根据权利要求1所述的一种增压柴油机进气道增湿装置，其特征是：第二涡轮增压器的压气机与文丘里管之间安装蒸汽缓冲器、流量控制阀、单向止回阀，蒸汽缓冲器下端设置排水阀；蒸汽生成器与第二涡轮增压器的压气机之间安装第一控制电磁阀。
3.根据权利要求1或2所述的一种增压柴油机进气道增湿装置，其特征是：控制水箱与蒸汽生成器相连的管路上安装进水控制电磁阀，蒸汽生成器的下端设置排水控制电磁阀，控制水箱里安装高低液位报警器，蒸汽生成器里安装液位探测器，液位探测器检测蒸汽生成器中的水液位，当水液位超过最高设定液位时，高低液位报警器产生报警信号，排水控制电磁阀打开，当水液位低于最低设定液位时，高低液位报警器产生报警信号，进水控制电磁阀打开。
4.根据权利要求2所述的一种增压柴油机进气道增湿装置，其特征是：蒸汽生成器与第二涡轮增压器的压气机之间安装第一压力传感器，流量控制阀与单向止回阀之间安装第二压力传感器，第一涡轮增压器的压气机与文丘里管之间安装第三压力传感器，蒸汽生成器底部设置热水出口，热水出口处安装手动控制阀和温度传感器。
5.根据权利要求2所述的一种增压柴油机进气道增湿装置，其特征是：控制水箱与蒸汽生成器相连的管路上安装进水控制电磁阀，蒸汽生成器的下端设置排水控制电磁阀，控制水箱里安装高低液位报警器，蒸汽生成器里安装液位探测器，液位探测器检测蒸汽生成器中的水液位，当水液位超过最高设定液位时，高低液位报警器产生报警信号，排水控制电磁阀打开，当水液位低于最低设定液位时，高低液位报警器产生报警信号，进水控制电磁阀打开；蒸汽生成器与第二涡轮增压器的压气机之间安装第一压力传感器，流量控制阀与单向止回阀之间安装第二压力传感器，第一涡轮增压器的压气机与文丘里管之间安装第三压力传感器，蒸汽生成器底部设置热水出口，热水出口处安装手动控制阀和温度传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410108007.5A CN103953470B (zh) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | 一种增压柴油机进气道增湿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410108007.5A CN103953470B (zh) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | 一种增压柴油机进气道增湿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103953470A CN103953470A (zh) | 2014-07-30 |
| CN103953470B true CN103953470B (zh) | 2016-06-29 |
Family
ID=51330794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410108007.5A Expired - Fee Related CN103953470B (zh) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | 一种增压柴油机进气道增湿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103953470B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015220326A1 (de) * | 2015-10-19 | 2017-04-20 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Bereitstellung von Wasser und Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer elektrischen Pumpe zur Bereitstellung von Wasser für die Einspritzung in einen Brennraum eines Motors |
| CN108661825A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-10-16 | 胡清萍 | 内燃机油水混合燃烧装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN85109373A (zh) * | 1985-12-24 | 1986-09-03 | 张宝鸡 | 内燃机蒸汽喷射式增压方法 |
| JPH0658058B2 (ja) * | 1990-03-13 | 1994-08-03 | ダイハツデイーゼル株式会社 | ディーゼル機関 |
| JPH06200831A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-19 | Goyo Giken Kogyo Kk | 熱機関の吸気装置 |
| BG63668B1 (bg) * | 1999-06-18 | 2002-08-30 | "Йордан Колев Интегрални Мотори" Командитно Дружество | Система за компресиране и ежектиране на бутални двигатели |
| CN101126338A (zh) * | 2006-08-16 | 2008-02-20 | 梁真彰 | 内燃机排气管余热节油环保装置 |
| CN201420625Y (zh) * | 2009-03-02 | 2010-03-10 | 王石柱 | 低压蒸气连续增压装置 |
| DE102012009319B4 (de) * | 2012-05-10 | 2018-11-08 | Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland | Zweitakt-Großdieselmotor mit Rezirkulationsgasverdichter und damit gekoppelter Dampfturbine |
| CN203756371U (zh) * | 2014-03-21 | 2014-08-06 | 哈尔滨工程大学 | 一种增压柴油机进气道增湿装置 |
-
2014
- 2014-03-21 CN CN201410108007.5A patent/CN103953470B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103953470A (zh) | 2014-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7530336B2 (en) | Intake condensation removal for internal combustion engine | |
| CN204386776U (zh) | 二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置 | |
| CN103775252B (zh) | 一种增压柴油机egr系统智能冷却装置 | |
| CN201747481U (zh) | 一种egr系统控制装置 | |
| CN205330831U (zh) | 一种内燃机egr直喷系统 | |
| WO2019119783A1 (zh) | 汽油机用废气再循环系统及控制方法 | |
| CN205154382U (zh) | 一种柴油发动机进气控制装置 | |
| CN106194507B (zh) | 基于喷射泵实现增压柴油机掺水燃烧并降低nox排放的装置 | |
| CN103953470B (zh) | 一种增压柴油机进气道增湿装置 | |
| CN104500218B (zh) | 同时改善内燃机低工况性能、高工况燃油效率、NOx排放及瞬态特性的系统 | |
| CN203756371U (zh) | 一种增压柴油机进气道增湿装置 | |
| CN105443273B (zh) | 基于高压气源的单缸柴油机egr装置及控制方法 | |
| CN107060989B (zh) | 具有egr实现功能的三涡轮增压器三阶段相继涡轮增压装置及其控制方法 | |
| CN109356752A (zh) | 一种废气再循环系统以及发动机 | |
| CN206035684U (zh) | 一种发动机呼吸管防结冰装置 | |
| CN105736124B (zh) | 一种柴油机进气控制装置及控制方法 | |
| CN210343538U (zh) | 一种基于两级涡轮增压器的中压废气再循环系统 | |
| KR101071873B1 (ko) | 볼텍스튜브를 이용한 배기가스재순환시스템 | |
| CN111380049A (zh) | 一种锅炉低氮排放系统 | |
| CN203655418U (zh) | 一种用于船用中速柴油机的egr系统 | |
| CN103925072A (zh) | 一种基于egr和进气加湿的增压柴油机环保装置 | |
| CN205207006U (zh) | 基于高压气源的单缸柴油机egr装置 | |
| CN106481484A (zh) | 一种废气再循环增压系统及两级增压内燃机 | |
| KR101526390B1 (ko) | 엔진 시스템 | |
| CN106762242B (zh) | 一种基于辅助涡轮增压器的增压柴油机egr实现装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160629 |