CN216922309U - 一种燃气发动机及燃气发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了燃气发动机及燃气发电机组，所述燃气发动机包括：基座；发动机本体，设置在所述基座上；安装支架，设置在所述基座上，并靠近所述发动机本体的自由端；中冷器，设置在所述安装支架上，所述中冷器的出气口与所述发动机进气管连通；增压器，设置在所述安装支架上，并位于所述中冷器的上侧，所述增压器的涡轮进气口与所述发动机排气管连通，压气机出气口与所述中冷器的进气口连通；循环水管路，所述循环水管路依次穿过所述中冷器、所述发动机本体，对所述中冷器、所述发动机本体进行冷却。本实用新型中，将发动机的各部件集成于基座上，并通过安装支架将增压器和中冷器装设于发动机本体的自由端，使整体结构稳定、容易拆卸。

Description

一种燃气发动机及燃气发电机组

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，进一步地涉及一种燃气发动机及燃气发电机组。

背景技术

燃气发动机是以天然气、瓦斯等可燃性气体作为能量，对外提供动力，尤其适用于对发电机提供动力。燃气发动机相对于燃油发动机是一种小众化的发动机，作为一种工业产品世界上现行的燃气发动机绝大部分是由燃油发动机改型、演化而来。

现有燃气发动机整体结构像所有内燃发动机结构一样，将增压器及中冷器布置在发动机本体上，使用支座与发动机的机体相连接，部分机型的中冷器及少量机型的增压器甚至复合设置在某一壳体内，这些结构布置相对紧凑特点。但是存在安装位置受限、重心过高容易晃动、拆装困难等问题。

因此，亟需设计一种结构稳定、拆装简单的燃气发动机。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种燃气发动机及燃气发电机组，将发动机的各部件集成于基座上，并通过安装支架将增压器和中冷器装设于发动机本体的自由端，使整体结构稳定、容易拆卸。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种燃气发动机，包括：

基座；

发动机本体，设置在所述基座上，所述发动机本体包括若干个缸体，若干个所述缸体的进气口通过发动机进气管连通设置，若干个所述缸体的排气口通过发动机排气管连通设置；

安装支架，设置在所述基座上，并靠近所述发动机本体的自由端；

中冷器，设置在所述安装支架上，所述中冷器的出气口与所述发动机进气管连通；

增压器，设置在所述安装支架上，并位于所述中冷器的上侧，所述增压器的涡轮进气口与所述发动机排气管连通，所述增压器的压气机出气口与所述中冷器的进气口连通；

循环水管路，所述循环水管路依次穿过所述中冷器、所述发动机本体，对所述中冷器、所述发动机本体进行冷却。

在一些实施方式中，若干个所述缸体分成两排且对称设置，两排所述缸体的上端面呈预设角度，每排所述缸体的进气口通过一所述发动机进气管连通，每排所述缸体的排气口通过一所述发动机排气管连通；

所述发动机进气管位于所述发动机本体的气缸盖上侧，所述发动机排气管位于所述发动机本体的气缸盖下侧；

或者，所述发动机进气管位于两排所述缸体的中间，所述发动机排气管位于两排所述缸体的外侧。

在一些实施方式中，所述安装支架为中空结构，所述中冷器设置于所述安装支架的内部，所述增压器设置于所述安装支架的上侧。

在一些实施方式中，所述增压器包括压气机端、转子轴、中间体和涡轮端，所述压气机端通过所述转子轴、所述中间体与所述涡轮端连接，所述压气机端的压气机进气口与低压进气总管连通，且所述低压进气总管设置在两排所述缸体的上侧，所述压气机端的压气机出气口通过第一管路与所述中冷器的进气口连通；

所述涡轮端的涡轮进气口分别与两个所述发动机排气管连通，所述涡轮端的涡轮出气口与烟道连通。

在一些实施方式中，所述转子轴与所述基座的上端面平行设置；

和/或，所述压气机端的压气机进气口与所述低压进气总管通过膨胀节挠性连接；

和/或，所述第一管路为硬质管，所述压气机端的压气机出气口通过所述第一管路与所述中冷器的进气口通过膨胀节挠性连接；

和/或，所述涡轮端的涡轮进气口分别通过膨胀节与两个所述发动机排气管挠性连接；

和/或，所述涡轮端的涡轮出气口通过法兰盘与所述烟道可拆卸连接。

在一些实施方式中，所述中冷器的出气口通过第二管路分别与两个所述发动机进气管连通，所述第二管路分别通过膨胀节与所述中冷器的出气口、所述发动机进气管挠性连接。

在一些实施方式中，所述中冷器还包括低温水进口、低温水出口、高温水进口和高温水出口，所述低温水进口、所述低温水出口、所述高温水进口和所述高温水出口分别位于所述中冷器远离所述发动机本体的一侧，且分别与所述循环水管路连接。

在一些实施方式中，所述低温水进口和所述低温水出口分别通过软管与所述循环水管路挠性连接，所述高温水进口和所述高温水出口分别通过钢管或金属编织软管与所述循环水管路挠性连接。

在一些实施方式中，还包括：

控制箱，设置于所述基座上，并位于所述发动机本体远离所述安装支架的一侧，所述控制箱分别与所述发动机本体、所述中冷器、所述增压器电性连接并控制其工作状态。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型进一步提供一种燃气发电机组，包括上述中任意一项所述的燃气发动机，还包括：

发电机，设置于所述基座上，并位于所述发动机本体远离所述安装支架的一侧，所述发电机通过联轴器与所述发动机本体连接。

与现有技术相比，本实用新型所提供的燃气发动机及燃气发电机组具有以下有益效果：

1、本实用新型所提供的燃气发动机，将发动机的各部件集成于基座上，并通过安装支架将增压器和中冷器装设于发动机本体的自由端，降低了发动机的重心，极大地提高了增压器工作的稳定性、可靠性；

2、本实用新型所提供的燃气发动机，在缸体、增压器、中冷器、控制箱等周围无干涉的部件，能做到直接拆装，极易拆检及维护，使得发动机的改装和维护更加高效。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型的优选实施例燃气发电机组的结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例燃气发电机组的主视图；

图3是本实用新型的优选实施例燃气发电机组的俯视图；

图4是本实用新型的优选实施例燃气发电机组的侧视图。

附图标号说明：

基座1，发动机本体2，缸体21，发动机进气管22，发动机排气管23，安装支架3，中冷器4，第二管路41，中冷器进气口42，中冷器出气口43，低温水进口44，低温水出口45，高温水进口46，高温水出口47，增压器5，压气机进气口51，压气机出气口52，涡轮进气口53，涡轮出气口54，低压进气总管55，第一管路56，循环水管路6，控制箱7，发电机8，联轴器81。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在一个实施例中，参考说明书附图1至图4，本实用新型所提供的一种燃气发动机，包括：基座1、发动机本体2、安装支架3、中冷器4、增压器5及循环水管路6。发动机本体2设置在基座1上，发动机本体2包括若干个缸体21，若干个缸体21的进气口通过发动机进气管22连通设置，若干个缸体21的排气口通过发动机排气管23连通设置。安装支架3设置在基座1上，并靠近发动机本体2的自由端，中冷器4设置在安装支架3上，中冷器的气口43与发动机进气管22连通。增压器5设置在安装支架3上，并位于中冷器4的上侧，增压器5的涡轮进气口53与发动机排气管23连通，增压器5的压气机出气口52与中冷器进气口42连通。循环水管路6依次穿过中冷器4、发动机本体2，对中冷器4、发动机本体2进行冷却。该燃气发动机将发动机的各部件集成于基座1上，并通过安装支架3将增压器5和中冷器4装设于发动机本体2的自由端，降低了发动机的重心，并极大地提高了增压器工作的稳定性、可靠性。

在一个实施例中，参考说明书附图1至图4，基座1由H型钢焊接而成，发动机本体2和安装支架3通过若干个螺栓固定安装在基座1上，为了减小振动传递，在基座1上可以设置减震器。发动机本体2包括若干个缸体21，若干个缸体21分成两排且对称设置，两排缸体21的上端面呈预设角度。例如：发动机本体2为16缸，两排缸体21的上端面呈90°设置。每排缸体21的进气口通过一发动机进气管22连通，每排缸体21的排气口通过一发动机排气管23连通。发动机进气管22位于发动机本体2的气缸盖上侧，发动机排气管23位于发动机本体2的气缸盖下侧；或者，发动机进气管22位于两排缸体21的中间，发动机排气管23位于两排缸体21的外侧。

安装支架3为中空结构，安装支架3可以由若干个角铁或方管焊接而成，中冷器4通过螺栓固定在安装支架3的内部，增压器5通过螺栓固定在安装支架3的上侧。

增压器5包括压气机端、转子轴、中间体和涡轮端，压气机端通过转子轴、中间体与涡轮端连接，压气机端的压气机进气口51与低压进气总管55连通，且低压进气总管55设置在两排缸体21的上侧，压气机端的压气机出气口52通过第一管路56与中冷器进气口42连通。涡轮端的涡轮进气口53分别与两个发动机排气管23连通，涡轮端的涡轮出气口54与烟道连通。

在一些实施方式中，转子轴与基座1的上端面平行设置，压气机端的压气机进气口51与低压进气总管55通过膨胀节挠性连接。第一管路56为硬质管，压气机端的压气机出气口52通过第一管路56与中冷器进气口42刚性连接。涡轮端的涡轮进气口53分别通过膨胀节与两个发动机排气管23挠性连接，涡轮端的涡轮出气口54通过法兰盘与烟道可拆卸连接。

增压器5是燃气发动机的核心部件，主要由压气机端、涡轮端、中间体、转子轴组成，压气机端流通的是压力较高的常温工质，涡轮端流通的是燃烧后的高温废气，由于转子轴和中间体的特殊结构，当增压器5不能可靠工作，出现两端窜气、严重窜油时，极易产生异常燃烧、发生爆炸。增压器5安装在发动机本体2上易受到震动、附加作用力等因数对转子轴、中间体正常工作产生影响，久而久之易发生损坏。通过将增压器5设置在发动机本体2的自由端，当增压器5的转子轴以50000r/min以上速度工作时，也可以不受发动机振动的影响；中间体包含的浮动轴承的润滑、密封也不受发动机震动、附加作用力的影响，极大地提高了增压器5工作的稳定性、可靠性。

中冷器出气口43通过第二管路41分别与两个发动机进气管22连通，第二管路41分别通过膨胀节与中冷器出气口43、发动机进气管22挠性连接。中冷器4还包括低温水进口44、低温水出口45、高温水进口46和高温水出口47，低温水进口44、低温水出口45、高温水进口46和高温水出口47分别位于中冷器4远离发动机本体2的一侧，且分别与循环水管路6连接，此结构能够方便管路的安装。低温水进口44和低温水出口45分别通过软管与循环水管路6挠性连接，高温水进口46和高温水出口47分别通过钢管或金属编织软管与循环水管路6挠性连接。循环水管路6上还设置有冷却水泵，循环水管路6依次穿过中冷器4的冷却管路、燃气机本体2的冷却管路，对中冷器4、燃气机本体2冷却降温。

燃气发动机还包括：控制箱7，控制箱7设置于所述基座上，并位于发动机本体2远离安装支架3的一侧，控制箱7分别与发动机本体2、中冷器4、增压器5电性连接并控制其工作状态。

由于增压器5、中冷器4的质量较大，一般只能布置在发动机本体2的顶平面以上，引起发动机的重心升高，加大了发动机的震动。通过将增压器5、中冷器4及附件共计500kg的质量从发动机本体2上拿下来，而设置在基架1上，极大地改善了发动机的振动烈度，且降低了机组的高度，节约了操作走台，节省了箱装体的宝贵高度空间。结构的燃气发动机极易拆检及维护，缸体21、增压器5、中冷器4、控制箱7等周围无干涉的部件，能做到直接拆装；燃用天然气、沼气、及其它尾声气时，有很强的适应性，能迅速、方便改型。

本实施例中的预混式燃气发动机是由燃油发动机作为基础机改型开发而来。原基础机是16V(十六缸)、V型夹角为90°的增压、中冷船用柴油发动机，作为气体机，需要保留原基础机的机体、曲轴及飞轮总成、连杆部件等部件，去掉原基础机的燃油系统、高低温水系统、凸轮轴及缸盖、活塞、进排气系统，换上燃气机燃气系统、进气系统、排气系统、控制系统，以及凸轮轴、活塞、气缸盖部件。本机型打破传统燃油以及燃气发动机的传统结构，将燃气发动机的核心部件增压器5、中冷器4独立于发动机本体2，利用安装支架3装设于基座1上，在缸体21、增压器5、中冷器4、控制箱7等周围无干涉的部件，能做到直接拆装，极易拆检及维护，使得发动机的改装和维护更加高效。

根据本实用新型的另一方面，参考说明书附图1至图4，本实用新型进一步提供一种燃气发电机组，燃气发动机和发电机8。燃气发动机包括：基座1、发动机本体2、安装支架3、中冷器4、增压器5及循环水管路6。发动机本体2设置在基座1上，发动机本体2包括若干个缸体21，若干个缸体21的进气口通过发动机进气管22连通设置，若干个缸体21的排气口通过发动机排气管23连通设置。安装支架3设置在基座1上，并靠近发动机本体2的自由端，中冷器4设置在安装支架3上，中冷器的气口43与发动机进气管22连通。增压器5设置在安装支架3上，并位于中冷器4的上侧，增压器5的涡轮进气口53与发动机排气管23连通，增压器5的压气机出气口52与中冷器进气口42连通。循环水管路6依次穿过中冷器4、发动机本体2，对中冷器4、发动机本体2进行冷却。发电机8通过螺栓固定在基座1上，并位于发动机本体2远离安装支架3的一侧，为了减小振动传递，在基座1上设置隔振器。发电机8通过联轴器81与发动机本体2连接，联轴器81的外侧设置有隔音保护罩。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃气发动机，其特征在于，包括：

基座；

发动机本体，设置在所述基座上，所述发动机本体包括若干个缸体，若干个所述缸体的进气口通过发动机进气管连通设置，若干个所述缸体的排气口通过发动机排气管连通设置；

安装支架，设置在所述基座上，并靠近所述发动机本体的自由端；

中冷器，设置在所述安装支架上，所述中冷器的出气口与所述发动机进气管连通；

增压器，设置在所述安装支架上，并位于所述中冷器的上侧，所述增压器的涡轮进气口与所述发动机排气管连通，所述增压器的压气机出气口与所述中冷器的进气口连通；

循环水管路，所述循环水管路依次穿过所述中冷器、所述发动机本体，对所述中冷器、所述发动机本体进行冷却。

2.根据权利要求1所述的燃气发动机，其特征在于，

若干个所述缸体分成两排且对称设置，两排所述缸体的上端面呈预设角度，每排所述缸体的进气口通过一所述发动机进气管连通，每排所述缸体的排气口通过一所述发动机排气管连通；

所述发动机进气管位于所述发动机本体的气缸盖上侧，所述发动机排气管位于所述发动机本体的气缸盖下侧；

或者，所述发动机进气管位于两排所述缸体的中间，所述发动机排气管位于两排所述缸体的外侧。

3.根据权利要求2所述的燃气发动机，其特征在于，

所述安装支架为中空结构，所述中冷器设置于所述安装支架的内部，所述增压器设置于所述安装支架的上侧。

4.根据权利要求3所述的燃气发动机，其特征在于，

所述增压器包括压气机端、转子轴、中间体和涡轮端，所述压气机端通过所述转子轴、所述中间体与所述涡轮端连接，所述压气机端的压气机进气口与低压进气总管连通，且所述低压进气总管设置在两排所述缸体的上侧，所述压气机端的压气机出气口通过第一管路与所述中冷器的进气口连通；

所述涡轮端的涡轮进气口分别与两个所述发动机排气管连通，所述涡轮端的涡轮出气口与烟道连通。

5.根据权利要求4所述的燃气发动机，其特征在于，

所述转子轴与所述基座的上端面平行设置；

和/或，所述压气机端的压气机进气口与所述低压进气总管通过膨胀节挠性连接；

和/或，所述第一管路为硬质管，所述压气机端的压气机出气口通过所述第一管路与所述中冷器的进气口通过膨胀节挠性连接；

和/或，所述涡轮端的涡轮进气口分别通过膨胀节与两个所述发动机排气管挠性连接；

和/或，所述涡轮端的涡轮出气口通过法兰盘与所述烟道可拆卸连接。

6.根据权利要求4所述的燃气发动机，其特征在于，

所述中冷器的出气口通过第二管路分别与两个所述发动机进气管连通，所述第二管路分别通过膨胀节与所述中冷器的出气口、所述发动机进气管挠性连接。

7.根据权利要求6所述的燃气发动机，其特征在于，

所述中冷器还包括低温水进口、低温水出口、高温水进口和高温水出口，所述低温水进口、所述低温水出口、所述高温水进口和所述高温水出口分别位于所述中冷器远离所述发动机本体的一侧，且分别与所述循环水管路连接。

8.根据权利要求7所述的燃气发动机，其特征在于，

所述低温水进口和所述低温水出口分别通过软管与所述循环水管路挠性连接，所述高温水进口和所述高温水出口分别通过钢管或金属编织软管与所述循环水管路挠性连接。

9.根据权利要求1所述的燃气发动机，其特征在于，还包括：

控制箱，设置于所述基座上，并位于所述发动机本体远离所述安装支架的一侧，所述控制箱分别与所述发动机本体、所述中冷器、所述增压器电性连接并控制其工作状态。

10.一种燃气发电机组，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的燃气发动机，还包括：

发电机，设置于所述基座上，并位于所述发动机本体远离所述安装支架的一侧，所述发电机通过联轴器与所述发动机本体连接。

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