CN113027583A - 一种内置式高温废气四通管装置 - Google Patents

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Abstract

一种内置式高温废气四通管装置，嵌置于船用柴油机排气集管的内部，包括形成四通管结构的嵌套管、SCR出口管和CBV连接管，所述嵌套管整体嵌套于所述排气集管之内且焊接在该排气集管端部，左端通往增压器，为废气的出口，右端设置有用于安装SCR旁通阀的法兰，所述SCR出口管与所述嵌套管的中段连通且伸出所述排气集管，伸出该排气集管外的管端设置有用于安装SCR出口阀的法兰，所述CBV连接管与所述嵌套管的中段连通且伸出所述排气集管，伸出该排气集管外的管端设置有用于安装与扫气集管连通的CBV阀的法兰。本发明实现了主机不同排放模式的切换，通过对四通管的结构进行内置化，简化了布局，使得结构更为紧凑，达到了节省空间，降低成本，减少管路振动，延长主机工作寿命的效果。

Description

一种内置式高温废气四通管装置
技术领域
本发明涉及柴油机的零部件，特别涉及一种内置式高温废气四通管装置，属于船用柴油机NOX减排技术领域。
背景技术
随着2016年1月1日国际海事组织TierIII排放法规的实施，大型船用柴油机的NOx排放值要求降低到3.4g以下，该要求与原TierII要求的14.4g的NOx限制值相比，意味着满足TierIII要求的柴油机NOx排放值需要降低76％，对船用主机提出了更高的要求。
HPSCR是采用增压器前废气还原处理的方式，利用40％浓度的尿素溶液，喷射雾化并与废气混合发生还原反应，将氮氧化物转化为N2和水，能够有效降低排放，满足TierIII排放标准。一般情况下，常规的柴油机废气通过排气集管直接进入增压器(SCR)后，排到船上的排烟管路。而安装了HPSCR的主机，有TierII和TierIII两种模式，TierII模式与常规主机一样，废气直接进入增压器；而TierIII模式，废气先经过HPSCR对废气进行脱硝处理，再进入增压器。
由于HPSCR是布置在增压器之前，就需要在增压器(SCR)之前布置四通管装置，进行TierII和TierIII模式的转换，需要从排气集管引出一路主旁通管，控制废气直接进增压器或者通过HPSCR后再进入增压器。由于要集成这两种模式，带HPSCR的主机的增压器进口的管路一般为四通管路，该四通管路连接增压器(SCR)、排气集管、扫气集管和SCR合拢管路。请参阅图1现有四通管的布置方式，外置式四通管A布置在排气集管外侧，由于要支撑该外置式四通管A，整个柴油机上层平台必须向排气侧做出延伸，使得扫气集管此处的底座需要加强加宽，导致成本上升。同时，该外置式四通管A在排气侧占用了大量空间，连同主机的平台也必须同时扩大，占用了机舱的空间。另外，现有的外置式四通管A由于管路外置，因此在扫气集管上还需要布置支撑该外置式四通管A结构的加强底座，增加很多支撑板和管路连接结构，如膨胀接头，从而使扫气集管的结构也变得复杂，导致了成本的上升。同时这一系列的结构变更，也容易引起管路振动情况变得恶劣，管路的振动进而会引起扫气集管、气缸体等关键结构件的振动，对主机的使用寿命有所损害。因此如何简化该处连接管路的结构一直是一个难题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种内置式高温废气四通管装置，集成在排气集管内部，从而简化四通管的布置，使得结构更为紧凑，极大的优化管路结构。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：
一种内置式高温废气四通管装置，嵌置于船用柴油机排气集管的内部，包括形成四通管结构的嵌套管、SCR出口管和CBV连接管，所述嵌套管整体嵌套于所述排气集管之内且焊接在该排气集管端部，左端通往增压器，为废气的出口，右端设置有用于安装SCR旁通阀的法兰，所述SCR出口管与所述嵌套管的中段连通且伸出所述排气集管，伸出该排气集管外的管端设置有用于安装SCR出口阀的法兰，所述CBV连接管与所述嵌套管的中段连通且伸出所述排气集管，伸出该排气集管外的管端设置有用于安装与扫气集管连通的CBV阀的法兰。
作为进一步改进，所述的SCR出口管的管壁和CBV连接管的管壁分别与嵌套管的管壁相焊接形成密封，所述SCR出口管的管壁和CBV连接管的管壁分别与所述排气集管的管壁相焊接形成密封。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过对四通管的结构进行内置化，减少了柴油机上层排烟管路的布置，使得结构更为紧凑，减少了管路的振动，节省了空间，简化了布局，同时降低了成本。
附图说明
图1为现有外置式四通管的安装示意图。
图2为本发明的外观示意图。
图3为本发明的内部结构示意图。
图4为本发明的安装示意图。
图5为TierII模式下本发明的工作示意图。
图6为TierIII模式下本发明的工作示意图。
图中，
1—排气集管，2—嵌套管，3—法兰，4—SCR出口管，5—法兰，6—CBV连接管，7—法兰，A—外置式四通管，B—内置式高温废气四通管装置，RSV—SCR进口阀，RBV—SCR旁通阀，RTV—SCR出口阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例来对本发明作进一步的详细说明，但不能因此而限制本发明的保护范围，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述内置式高温废气四通管装置将四通管集成在排气集管内部，其特点是在排气集管内部，嵌套一段小的排烟管路，同时将HPSCR旁通阀件RBV安装在排气集管内部。
请结合参阅图2、图3和图4，所述内置式高温废气四通管装置B嵌置于船用柴油机排气集管1的内部，包括嵌套管2、SCR出口管4和CBV连接管6，各个结构之间焊接而成，所述SCR出口管4和CBV连接管6与所述嵌套管2的左右两端形成了四通管结构，将四通管路从排气集管1外部整体嵌入到了排气集管1内部。
所述嵌套管2整体嵌套于所述排气集管1之内且焊接在该排气集管端部，左端通往增压器，为废气的出口；右端设置有法兰3，用于安装SCR旁通阀RBV。
所述SCR出口管4与所述嵌套管2的中段连通且伸出所述排气集管1，伸出该排气集管1外的管端设置有法兰5，用于安装SCR出口阀RTV。所述的SCR出口管4的管壁分别与嵌套管2的管壁和排气集管1的管壁相焊接形成密封。
所述CBV连接管6与所述嵌套管2的中段连通且伸出所述排气集管1，伸出该排气集管1外的管端设置有法兰7，用于安装与扫气集管连通的CBV阀。所述的CBV连接管6的管壁分别与嵌套管2的管壁和排气集管1的管壁相焊接形成密封。
请参阅图2本发明在柴油机上的安装位置图，可以看到所述内置式高温废气四通管装置B嵌入到排气集管1中，左侧是废气的出口，通往增压器，排气侧管路布置变得比较简洁、紧凑。
本发明所述内置式高温废气四通管装置的工作过程如下：
请参阅图5，在TierII模式下，SCR旁通阀RBV打开，SCR出口阀RTV关闭，CBV阀关闭，废气直接通过嵌套管2排出，进入增压器。
请参阅图6，在TierIII模式下，SCR旁通阀RBV关闭，SCR进口阀RSV打开，CBV阀打开，SCR出口阀RTV打开，废气通过SCR进口阀RSV进入HPSCR装置进行还原反应，然后从SCR出口阀RTV回到排气集管1内的嵌套管2中，从嵌套管2排出，进入增压器。
本发明所述内置式高温废气四通管装置实现了主机的不同排放模式切换，大大减少了管路的连接，省去了中间连接管路及支撑件结构，无需对扫气集管进行加强，同时缩小了主机的外形尺寸，减少了主机在机舱的占用空间，节省了空间，降低了成本，减少了振动，延长了主机工作寿命。

Claims (2)

1.一种内置式高温废气四通管装置，其特征在于：所述四通管装置嵌置于船用柴油机排气集管的内部，包括形成四通管结构的嵌套管、SCR出口管和CBV连接管，所述嵌套管整体嵌套于所述排气集管之内且焊接在该排气集管端部，左端通往增压器，为废气的出口，右端设置有用于安装SCR旁通阀的法兰，所述SCR出口管与所述嵌套管的中段连通且伸出所述排气集管，伸出该排气集管外的管端设置有用于安装SCR出口阀的法兰，所述CBV连接管与所述嵌套管的中段连通且伸出所述排气集管，伸出该排气集管外的管端设置有用于安装与扫气集管连通的CBV阀的法兰。
2.根据权利要求1所述的内置式高温废气四通管装置，其特征在于：所述的SCR出口管的管壁和CBV连接管的管壁分别与嵌套管的管壁相焊接形成密封，所述SCR出口管的管壁和CBV连接管的管壁分别与所述排气集管的管壁相焊接形成密封。
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