CN213235176U - 气体机及其后处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体机及其后处理装置，气体机的后处理装置包括：排气总管，均串接在排气总管上的甲烷浓度传感器、温度传感器和三元催化器，至少两个并联设置且均与排气总管连通的排气支管，以及控制每个排气支管流量的阀组件；其中，至少一个排气支管上串接有用于冷却排气的换热器。上述气体机的后处理装置中，当甲烷浓度和排气温度均超过设定值时，打开至少一个串接有换热器的排气支管，利用换热器来冷却排气，从而降低排气温度，使得排气温度在一定范围内，有效避免了未燃气体因排气温度过高而燃烧，从而避免了三元催化器因高温而失效，进而降低了气体机使用过程中三元催化器的故障率及维修成本。

Description

气体机及其后处理装置

技术领域

本实用新型涉及气体机排气后处理技术领域，更具体地说，涉及一种气体机及其后处理装置。

背景技术

气体机运行过程中，由于各种原因可能导致缸内失火，未燃气体燃料会进入排气管以及三元催化器的内部，当排气温度和甲烷浓度等达到一定条件后会发生氧化燃烧，使得排气温度迅速上升，当排气温度超过三元催化器的高温极限后，三元催化器被烧坏而失效，导致气体机使用过程中三元催化器的故障率及维修成本较高。

综上所述，如何对排气进行后处理，避免三元催化器因高温而失效，以降低气体机使用过程中三元催化器的故障率及维修成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种气体机的后处理装置，避免三元催化器因高温而失效，以降低气体机使用过程中三元催化器的故障率及维修成本。本实用新型的另一目的是提供一种具有上述后处理装置的气体机。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种气体机的后处理装置，包括：排气总管，均串接在所述排气总管上的甲烷浓度传感器、温度传感器和三元催化器，至少两个并联设置且均与所述排气总管连通的排气支管，以及控制每个所述排气支管流量的阀组件；其中，至少一个所述排气支管上串接有用于冷却排气的换热器。

优选地，所述阀组件包括串接在所述排气支管上的阀门，所述阀门与所述排气支管一一对应。

优选地，所述阀组件包括多通阀，所述多通阀的阀进口与所述排气总管连通，所述多通阀的阀出口与所述排气支管连通，且所述多通阀的阀出口与所述排气支管一一对应。

优选地，所述排气支管为两个，所述多通阀为三通阀。

优选地，所述阀组件中的阀门均为电磁阀。

优选地，所述排气支管位于所述甲烷浓度传感器和所述温度传感器之间，且所述甲烷浓度传感器位于所述排气支管的上游。

优选地，所述气体机的后处理装置还包括串接在所述排气总管上的增压器，所述排气支管、所述甲烷浓度传感器、所述温度传感器和所述三元催化器均位于所述增压器的下游。

优选地，所述换热器为风冷换热器；或者，所述换热器为水冷换热器，且所述换热器通过冷却水循环管路与所述气体机的水冷却系统连接。

优选地，所述排气支管为两个，分别为第一排气支管和第二排气支管；所述换热器仅串接在所述第二排气支管上；

所述阀组件具有：所述第一排气支管导通、所述第二排气支管断开的第一状态，以及所述第一排气支管和所述第二排气支管均导通的第二状态；

当所述阀组件处于第二状态时，所述第一排气支管和所述第二排气支管的流量均可调。

基于上述提供的气体机的后处理装置，本实用新型还提供了一种气体机，该气体机包括后处理装置，所述后处理装置为上述任一项所述的后处理装置。

本实用新型提供的气体机的后处理装置，通过在排气总管上串接甲烷浓度传感器和温度传感器，则实现了对排气的甲烷浓度以及排气温度的监测，当甲烷浓度和排气温度均超过设定值时，打开至少一个串接有换热器的排气支管，利用换热器来冷却排气，从而降低排气温度，使得排气温度在一定范围内，有效避免了未燃气体因排气温度过高而燃烧，从而避免了三元催化器因高温而失效，进而降低了气体机使用过程中三元催化器的故障率及维修成本；同时，也保证了三元催化器的催化效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的气体机的后处理装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供的气体机的后处理装置包括：排气总管8，均串接在排气总管8上的甲烷浓度传感器3、温度传感器6和三元催化器7，至少两个并联设置且均与排气总管8连通的排气支管，以及控制每个排气支管流量的阀组件；其中，至少一个排气支管上串接有用于冷却排气的换热器10。

具体的，上述排气总管8与气体机1的排气口连通，甲烷浓度传感器3用于检测排气总管8中排气的甲烷浓度，温度传感器6用于检测排气总管8中排气的温度，三元催化器7用于对排气总管8中排气进行处理。

在实际应用过程中，优先选择至少一个排气支管上没有串接换热器10。上述阀组件控制每个排气支管的流量，具体地，上述阀组件能够关闭和打开每个排气支管，当阀组件打开排气支管后，阀组件还能够调节打开后的排气支管的流量。可以理解的是，当排气支管关闭时，该排气支管的流量为零。

上述阀组件单独控制每个上述排气支管的流量，即当阀组件控制某个排气支管的流量时，其他排气支管的流量能够不变化。

本实用新型实施例提供的气体机的后处理装置，通过在排气总管8上串接甲烷浓度传感器3和温度传感器6，则实现了对排气的甲烷浓度以及排气温度的监测，当甲烷浓度和排气温度均超过设定值时，打开至少一个串接有换热器10的排气支管，利用换热器10来冷却排气，从而降低排气温度，使得排气温度在一定范围内，有效避免了未燃气体因排气温度过高而燃烧，从而避免了三元催化器7因高温而失效，进而降低了气体机1使用过程中三元催化器的故障率及维修成本；同时，也保证了三元催化器7的催化效率。

上述阀组件的类型和结构，存在多种，根据实际需要进行选择。为了便于控制每个排气支管的流量，上述阀组件包括串接在排气支管上的阀门，阀门与排气支管一一对应。

具体地，以排气支管是两个为例，两个排气支管分别为第一排气支管5和第二排气支管9，阀组件包括串接在第一排气支管5上的第一阀门4、串接在第二排气支管9上的第二阀门11，第一阀门4和第二阀门11均为上述阀门。

对于上述阀门的类型，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。

为了简化结构，也可选择上述阀组件包括多通阀，多通阀的阀进口与排气总管8连通，多通阀的阀出口与排气支管连通，且多通阀的阀出口与排气支管一一对应。

优选地，上述排气支管为两个，多通阀为三通阀。此时，三通阀的阀进口与排气总管8连通，三通阀的一个阀出口与一个排气支管连通，三通阀的另一个阀出口与另一个排气支管连通。

对于上述多通阀的类型，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。

为了便于控制阀组件，上述阀组件中的阀门均为电磁阀。

为了提高可靠性，上述排气支管位于甲烷浓度传感器3和温度传感器6之间，且甲烷浓度传感器3位于排气支管的上游。可以理解的是，上述温度传感器6位于排气支管的下游。

上述布置结构，可通过温度传感器6检测到调节后的排气温度，从而可直观的获知排气进入三元催化器7之前的温度，确保了可靠性。

当然，也可适当调整甲烷浓度传感器3和温度传感器6以及排气支管的相对位置关系，例如，甲烷浓度传感器3和温度传感器6均位于排气支管的上游，并不局限于上述实施例。

优选地，上述气体机的后处理装置还包括串接在排气总管8上的增压器2，排气支管、甲烷浓度传感器3、温度传感器6和三元催化器7均位于增压器2的下游。

具体地，增压器2、甲烷浓度传感器3、排气支管、温度传感器6和三元催化器7依次分布。

对于增压器2的类型，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。

对于上述换热器10的类型，根据实际需要进行选择。优选地，上述换热器10为风冷换热器；或者，换热器10为水冷换热器。

进一步地，若上述换热器10为水冷换热器，上述换热器10通过冷却水循环管路与气体机1的水冷却系统连接。具体地，上述冷却水循环管路包括进水管13和回水管12，进水管13连通气体机1的水冷却系统的出水口和换热器10的进水口，回水管12连通气体机1的水冷却系统的进水口和换热器10的出水口。

上述结构中气体机1向换热器10提供冷却水，且流经换热器10的冷却水回流至气体机1，则无需另外提供冷却水，简化了结构。

对于上述排气支管的具体数目，根据实际需要进行选择。为了简化结构，优先选择排气支管为两个，分别为第一排气支管5和第二排气支管9；换热器10仅串接在第二排气支管9上；上述阀组件具有：第一排气支管5导通、第二排气支管9断开的第一状态，以及第一排气支管5和第二排气支管9均导通的第二状态；当阀组件处于第二状态时，第一排气支管5和第二排气支管9的流量均可调。

上述结构中，为了便于控制流量，优先选择阀组件包括串接在第一排气支管5上的第一阀门4、串接在第二排气支管9上的第二阀门11。

为了进一步优化上述技术方案，上述气体机的后处理装置还包括控制器，该控制器与甲烷浓度传感器3、温度传感器6以及阀组件连接。

在气体机1运行过程中，控制器通过读取甲烷浓度传感器3测得的甲烷浓度和温度传感器6测得的排气温度，根据发动机设定的甲烷浓度阈值及排气温度阈值，调节第一阀门4和第二阀门11的开度，使得部分或全部排气经换热器10冷却，控制排气温度处于恰当的阈值范围内，例如控制排气温度低于甲烷着火点温度并处于三元催化器7的高效催化温度范围内，从而降低了未燃甲烷再次燃烧的几率，达到防止三元催化器7高温失效的目的；同时，也保证了三元催化器7的催化效率。

具体地，控制步骤如下：

1)在气体机1运行过程中，控制器控制第一阀门4开启、第二阀门11关闭，排气仅经过第一排气支管5，未经过第二排气支管9和换热器10；

2)控制器判断甲烷浓度是否超过设定易燃浓度以及排气温度是否超过设定温度范围的上限值，若否，即甲烷浓度未超过设定易燃浓度且排气温度未超过设定温度范围的上限值，则继续以此状态运行；若是，即甲烷浓度超过设定易燃浓度且排气温度超过设定温度范围的上限值，则控制器控制第二阀门11打开并减小第一阀门4的开度；

3)控制器判断排气温度是否在设定温度范围内，若是，则保持当前第一阀门4的开度以及第二阀门11的开度，若否，则进入步骤4)；

4)若排气温度大于设定温度范围的上限值，则控制器减小第一阀门4的开度并增大第二阀门11的开度；若排气温度小于设定温度范围的下限值，则控制器增大第一阀门4的开度并减小第二阀门11的开度。

基于上述实施例提供的气体机的后处理装置，本实用新型实施例还提供了一种气体机，该气体机包括后处理装置，该后处理装置为上述实施例所述的气体机的后处理装置。

由于上述实施例提供的气体机的后处理装置具有上述技术效果，上述气体机包括上述气体机的后处理装置，则上述气体机也具有相应的技术效果，本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气体机的后处理装置，其特征在于，包括：排气总管(8)，均串接在所述排气总管(8)上的甲烷浓度传感器(3)、温度传感器(6)和三元催化器(7)，至少两个并联设置且均与所述排气总管(8)连通的排气支管，以及控制每个所述排气支管流量的阀组件；其中，至少一个所述排气支管上串接有用于冷却排气的换热器(10)。

2.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，所述阀组件包括串接在所述排气支管上的阀门，所述阀门与所述排气支管一一对应。

3.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，所述阀组件包括多通阀，所述多通阀的阀进口与所述排气总管(8)连通，所述多通阀的阀出口与所述排气支管连通，且所述多通阀的阀出口与所述排气支管一一对应。

4.根据权利要求3所述的后处理装置，其特征在于，所述排气支管为两个，所述多通阀为三通阀。

5.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，所述阀组件中的阀门均为电磁阀。

6.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，所述排气支管位于所述甲烷浓度传感器(3)和所述温度传感器(6)之间，且所述甲烷浓度传感器(3)位于所述排气支管的上游。

7.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，还包括串接在所述排气总管(8)上的增压器(2)，所述排气支管、所述甲烷浓度传感器(3)、所述温度传感器(6)和所述三元催化器(7)均位于所述增压器(2)的下游。

8.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，所述换热器(10)为风冷换热器；或者，所述换热器(10)为水冷换热器，且所述换热器(10)通过冷却水循环管路与所述气体机(1)的水冷却系统连接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的后处理装置，其特征在于，

所述排气支管为两个，分别为第一排气支管(5)和第二排气支管(9)；所述换热器(10)仅串接在所述第二排气支管(9)上；

所述阀组件具有：所述第一排气支管(5)导通、所述第二排气支管(9)断开的第一状态，以及所述第一排气支管(5)和所述第二排气支管(9)均导通的第二状态；

当所述阀组件处于第二状态时，所述第一排气支管(5)和所述第二排气支管(9)的流量均可调。

10.一种气体机，包括后处理装置，其特征在于，所述后处理装置为如权利要求1-9中任一项所述的后处理装置。

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