CN218862730U - 一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热器领域的一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，包括水室、膨胀水室、安装侧板、安装底板、用于冷却高温增压空气的管片式换热器和用于冷却高温钢套水的板式换热器；管片式换热器的进、出水口与板式换热器的冷侧进、出水口以及远置散热器进、出水口串联形成冷却回路。该实用新型具有结构紧凑、装配简单、性能稳定等优点，通过串联板式换热器和管片式换热器的冷侧并分别与板式换热器和管片式换热器的热侧同时换热，可以保证发电机组实现远程有效散热，提高散热效率；通过膨胀水室和排气补水管共同作用，可以防止发动机出现气蚀和锈蚀现象，延长发动机使用寿命。

Description

一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器

技术领域

本实用新型涉及换热器领域内的一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器。

背景技术

现有技术中，大型集装箱式内燃机发电机组受内部空间和通风条件限制，需要将散热器远置在箱体外部；大型楼宇备用内燃机发电机组放置在地下室时受内部通风条件限制，需要将散热器远置在地面或裙楼顶上；大型内燃机使用涡轮增压技术，有两个回路分别要冷却钢套水和冷却增压空气，这就需要在中间增加热交换器才能和远置散热器间接进行热交换；对于大型“空空中冷”内燃机，由于外置增压空气中冷器，有两个回路分别要冷却高温增压空气和高温钢套水两相介质，并且远置散热器只有一个水冷却回路，因而“空空中冷”内燃机不能与远置散热器直接连接进行热交换；在这样的背景下，发明一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，气—水分路径换热器采用管片式结构，水—水分路径换热器采用板式结构，这样可以实现“空空中冷”内燃机+热交换器+远置散热器的远程散热，并且显著提高散热效率。

主要创新点：1、两个热交换器的热侧高温增压空气和高温钢套水两相介质分别与热交换器热侧并联 ，两个热交换器冷侧串联共用一相冷却水介质，再与远置散热器形成冷却回路。2、冷却高温增压空气采用管片式换热器，壳体内管片有较大散热面积，有利于传热系数较小的增压空气提高传热效率和传热总量，冷却高温钢套水采用板式换热器；气体强制对流换热系数20 ～ 300 W/(m2*K)，水的强制对流换热系数 1000 ～ 15000 W/(m2*K)，两种换热器物理结构都能够相对减小换热器体积。3、设置膨胀水室、钢套水室排气管口和排气补水管共同作用，可以防止发动机出现气蚀和锈蚀现象，延长发动机使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，该实用新型具有结构紧凑、装配简单、性能稳定等优点，通过串联高温增压空气换热器和高温钢套水换热器的冷侧并与高温增压空气换热器和高温钢套水换热器的热侧同时换热，可以保证“空空中冷”内燃机发电机组实现远程有效散热，提高散热效率。通过膨胀水室、钢套水室排气管口和排气补水管共同作用，可以防止发动机出现气蚀和锈蚀现象，延长发动机使用寿命。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，包括热交换器本体，所述热交换器本体上设置有水室和膨胀水室，所述水室上设有水室进水口和水室出水口，所述热交换器本体的左右两侧分别设有安装侧板，两个安装侧板之间中部和底部分别设有安装底板，其特征在于，所述水室、膨胀水室与安装底板之间设置有冷却高温增压空气的管片式换热器和冷却高温缸套水的板式换热器，所述管片式换热器上设置有管片式换热器热侧进气口、管片式换热器热侧出气口、管片式换热器冷侧进水口和管片式换热器冷侧出水口，所述板式换热器上设置有板式换热器热侧进水口、板式换热器热侧出水口、板式换热器冷侧进水口和板式换热器冷侧出水口，所述管片式换热器冷侧出水口与板式换热器冷侧进水口相连接，所述水室出水口与板式换热器热侧进水口相连接，所述水室通过排气补水管与板式换热器热侧出水口相连通，所述板式换热器热侧出水口通过排水补水管与水室进水口连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述管片式换热器和板式换热器均固定安装于安装底板上，所述管片式换热器位于板式换热器的上方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述膨胀水室上设有缸套水室排气管接口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述板式换热器热侧出水口连接于内燃机缸套水室。

作为上述技术方案的进一步改进，所述管片式换热器热侧进气口连接于内燃机涡轮增压器出气口，所述管片式换热器热侧出气口连接于内燃机气缸燃烧室进气口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述板式换热器冷侧出水口连接于远置散热器进水口，所述管片式换热器冷侧进水口连接于远置换热器出水口。

为保证内燃机涡轮增压器产生的高温增压空气能够快速的被冷却，所述管片式换热器与内燃机涡轮增压器和气缸燃烧室管路连接形成热侧回路，所述内燃机涡轮增压器的出气口与管片式换热器热侧进气口连接，所述管片式换热器热侧出气口与内燃机气缸燃烧室管路进气口连接。

为保证内燃机缸套水能够快速的被冷却，所述板式换热器热侧出水口与内燃机缸套水室连接，所述水室、板式换热器及内燃机缸套水室之间连接形成内燃机缸套水热侧循环回路；所述水室出水口的水从板式换热器热侧进水口进入并从板式换热器热侧出水口流出再进入到内燃机缸套水室内。

为保证远置散热器能够快速的进行冷却散热；所述板式换热器冷侧出水口与远置散热器的进水口连接，管片式换热器冷侧进水口与远置散热器的出水口连接；所述管片式换热器、板式换热器和远置散热器之间形成冷侧循环回路。

为保证各个回路内充满冷却水，并且能有效去除发动机内气体，防止发动机出现气蚀和锈蚀现象，所述膨胀水室通过缸套水室排气管接口与发动机缸套水室上部连接，所述板式换热器热侧出水口通过排气补水管与水室连接。

本实用新型的优点是：

本实用新型具有结构紧凑、装配简单、性能稳定等优点，通过串联管片式换热器和板式换热器的冷侧并与管片式换热器和板式换热器的热侧同时换热，可以保证发电机组实现远程有效散热，提高散热效率；同时，通过膨胀水室、缸套水室排气管接口和排气补水管共同作用，可以防止发动机出现气蚀和锈蚀现象，延长发动机使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的侧视图。

图中1是水室、2是膨胀水室、3是水室进水口、4是管片式换热器热侧出气口、5是管片式换热器、6是管片式换热器热侧进气口、7是板式换热器、8是安装侧板、9是安装底板、10是排气补水管、11是管片式换热器冷侧出水口、12是管片式换热器冷侧进水口、13是水室出水口、14是缸套水室排气管接口、15是板式换热器冷侧出水口、16是板式换热器冷侧进水口、17是板式换热器热侧出水口、18是板式换热器热侧进水口。

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、图2所示，一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，包括热交换器本体，所述热交换器本体上设置有水室1和膨胀水室2，所述水室1上设有水室进水口3和水室出水口13，所述热交换器本体的左右两侧分别设有安装侧板8，两个安装侧板8之间中部和底部分别设有安装底板9，其特征在于，所述水室1、膨胀水室2与安装底板9之间设置有冷却高温增压空气的管片式换热器5和冷却高温缸套水的板式换热器7，所述管片式换热器5上设置有管片式换热器热侧进气口6、管片式换热器热侧出气口4、管片式换热器冷侧进水口12和管片式换热器冷侧出水口11，所述板式换热器7上设置有板式换热器热侧进水口18、板式换热器热侧出水口17、板式换热器冷侧进水口16和板式换热器冷侧出水口15，所述管片式换热器冷侧出水口11与板式换热器冷侧进水口16相连接，所述水室出水口13与板式换热器热侧进水口18相连接，所述水室1通过排气补水管10与板式换热器热侧出水口17相连通，所述板式换热器热侧出水口17通过排水补水管与水室进水口3连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述管片式换热器5和板式换热器7均固定安装于安装底板9上，所述管片式换热器5位于板式换热器7的上方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述膨胀水室2上设有缸套水室排气管接口14。

作为上述技术方案的进一步改进，所述板式换热器热侧出水口17连接于内燃机缸套水室。

作为上述技术方案的进一步改进，所述管片式换热器热侧进气口6连接于内燃机涡轮增压器出气口，所述管片式换热器热侧出气口4连接于内燃机气缸燃烧室进气口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述板式换热器冷侧出水口15连接于远置散热器进水口，所述管片式换热器冷侧进水口12连接于远置换热器出水口。

为保证内燃机涡轮增压器产生的高温增压空气能够快速的被冷却，所述管片式换热器5与内燃机涡轮增压器和气缸燃烧室管路连接形成热侧回路，所述内燃机涡轮增压器的出气口与管片式换热器热侧进气口6连接，所述管片式换热器热侧出气口4与内燃机气缸燃烧室管路进气口连接。

为保证内燃机缸套水能够快速的被冷却，所述板式换热器热侧出水口17与内燃机缸套水室连接，所述水室1、板式换热器7及内燃机缸套水室之间连接形成内燃机缸套水热侧循环回路；所述水室出水口13的水从板式换热器热侧进水口18进入并从板式换热器热侧出水口17流出再进入到内燃机缸套水室内。

为保证远置散热器能够快速的进行冷却散热；所述板式换热器冷侧出水口15与远置散热器的进水口连接，管片式换热器冷侧进水口12与远置散热器的出水口连接；所述管片式换热器5、板式换热器7和远置散热器之间形成冷侧循环回路。

为保证各个回路内充满冷却水，并且能有效去除发动机内气体，防止发动机出现气蚀和锈蚀现象，所述膨胀水室2通过缸套水室排气管接口14与发动机缸套水室上部连接，所述板式换热器热侧出水口17通过排气补水管10与水室1连接。

在工作时，远置散热器的冷却水从管片式换热器冷侧进水口12进入管片式换热器5中，先冷却内燃机涡轮增压器产生的高温增压空气；然后通从管片式换热器冷侧出水口11流出后，通过板式换热器冷侧进水口16进入到板式换热器7中进而对板式换热器7中的内燃机缸套水进行冷却，最后流出再回至远置散热器。

与此同时，内燃机涡轮增压器产生的高温增压空气从管片式换热器热侧进气口6进入并与远置散热器回路中的冷却水进行换热，换热之后，再从管片式换热器热侧出气口4流出并进入到内燃机气缸燃烧室中做功；而内燃机缸套水经水室1、水室出水口13、板式换热器热侧进水口18进入板式换热器7，与远置散热器的循环冷却水进行换热，换热之后，再从板式换热器热侧出水口17流出并进入到内燃机缸套水室中。

停机时，操作人员可以打开膨胀水室2上的盖子，通过水室1和排气补水管10给板式换热器7、内燃机加注冷却水，保证循环回路内充满冷却水，并且能有效去除发动机内气体，防止发动机出现气蚀和锈蚀现象。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，包括热交换器本体，所述热交换器本体上设置有水室和膨胀水室，所述水室上设有水室进水口和水室出水口，所述热交换器本体的左右两侧分别设有安装侧板，两个安装侧板之间中部和底部分别设有安装底板，其特征在于，所述水室、膨胀水室与安装底板之间设置有冷却高温增压空气的管片式换热器和冷却高温缸套水的板式换热器，所述管片式换热器上设置有管片式换热器热侧进气口、管片式换热器热侧出气口、管片式换热器冷侧进水口和管片式换热器冷侧出水口，所述板式换热器上设置有板式换热器热侧进水口、板式换热器热侧出水口、板式换热器冷侧进水口和板式换热器冷侧出水口，所述管片式换热器冷侧出水口与板式换热器冷侧进水口相连接，所述水室出水口与板式换热器热侧进水口相连接，所述水室通过排气补水管与板式换热器热侧出水口相连通，所述板式换热器热侧出水口通过排水补水管与水室进水口连接。

2.根据权利要求1所述的一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，其特征在于，所述管片式换热器和板式换热器均固定安装于安装底板上，所述管片式换热器位于板式换热器的上方。

3.根据权利要求1所述的一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，其特征在于，所述膨胀水室上设有缸套水室排气管接口。

4.根据权利要求1所述的一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，其特征在于，所述板式换热器热侧出水口连接于内燃机缸套水室。

5.根据权利要求1所述的一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，其特征在于，所述管片式换热器热侧进气口连接于内燃机涡轮增压器出气口，所述管片式换热器热侧出气口连接于内燃机气缸燃烧室进气口。

6.根据权利要求1所述的一种气液两相双路径组合式内燃机发电机组热交换器，其特征在于，所述板式换热器冷侧出水口连接于远置散热器进水口，所述管片式换热器冷侧进水口连接于远置换热器出水口。

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