CN220415506U - 一种矿用内燃机隔热排气管路 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种矿用内燃机隔热排气管路，包括烟道外板，还包括：烟道内板，固定连接在烟道外板内；自然对流换热机构，固定连接在烟道内板内，自然对流换热机构包括隔热板。本申请通过在高温烟气与烟道内板之间增加了一个不流动的隔热气层，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，其转热效果大幅度降低。高温烟气传导给冷却水以及烟道外板的热量就明显降低，在达到同样外壁温度的情况下，可以大幅降低冷却水出口温度，减小冷却器的换热功率，减小冷却水箱的容积尺寸，提高烟气催化反应温度，增加催化反应装置的反应效率，减少反应面积，减少排气背压。
Description
技术领域
本申请涉及矿用内燃机技术领域，具体为一种矿用内燃机隔热排气管路。
背景技术
根据MT 990-2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》要求，矿用防爆柴油机其任一部位表面温度不得超过150℃。其高温主要出现在柴油机排气歧管-涡轮增压器-烟气处理系统，这一趟管路设备中。尤其是越靠近柴油机排气口，温度越高，前通用的解决方案是高温烟气管路采取夹套冷却水设计，利用冷却水带走一部分热量，同时将高温烟气包覆在冷却水内部，使表面温度降低至150℃以下。该技术为单层间壁换热器结构，用单层金属板将高温烟气和低温冷却水隔开。低温冷却水通过冷却水泵、冷却水箱。
现有解决方案因为才有间壁式换热器结构，为满足要求，冷却水侧介质流速较大，强化了换热效果。因为发动机布置管路一般不是长直管，较常见的是随形管路，管路线路不规则也减薄换热边界层厚度，强化换热，在该问题解决上，目的是降低壁面外壁温度，而不是降低烟气温度，所以强化换热效果对整体不利，带来以下两个问题：
第一：需要较大的散热器，将冷却水的温度降下来，将换热的热量带走，这就导致散热器制造成本，循环水泵和冷却风扇损耗功率增加；
第二：烟气降温对烟道后端的烟气处理设备不利，一般烟气处理设备多采用催化反应设备，去除烟气中的CO、NOX、HC等。烟气温度降低过多，使催化反应效率降低，为保证烟气排放达到国家标准要求，就需要增加反应面积，增大设备投资。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种矿用内燃机隔热排气管路，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种矿用内燃机隔热排气管路，包括烟道外板，还包括：
烟道内板，固定连接在烟道外板内；
自然对流换热机构，固定连接在烟道内板内，使高温烟气与烟道内板之间增加了一个不流动的气层，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，所述自然对流换热机构包括隔热板，所述隔热板固定连接在烟道内板内；
所述隔热板与烟道内板之间形成隔热气层。
在这种技术方案中，通过在高温烟气与烟道内板之间增加了一个不流动的隔热气层，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，其转热效果大幅度降低。高温烟气传导给冷却水以及烟道外板的热量就明显降低，在达到同样外壁温度的情况下，可以大幅降低冷却水出口温度，减小冷却器的换热功率，减小冷却水箱的容积尺寸，提高烟气催化反应温度，增加催化反应装置的反应效率，减少反应面积，减少排气背压。
作为本申请技术方案的一可选方案，所述隔热板表面开设有多个连通口。
作为本申请技术方案的一可选方案，所述烟道外板顶部一侧和底部一侧分别开设有冷却水出口和冷却水入口。
作为本申请技术方案的一可选方案，所述烟道外板与烟道内板之间流通有冷却水。
作为本申请技术方案的一可选方案，所述隔热板内部流通有高温烟气。
与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
1.本申请通过在高温烟气与烟道内板之间增加了一个不流动的隔热气层，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，其转热效果大幅度降低。高温烟气传导给冷却水以及烟道外板的热量就明显降低，在达到同样外壁温度的情况下，可以大幅降低冷却水出口温度，减小冷却器的换热功率，减小冷却水箱的容积尺寸，提高烟气催化反应温度，增加催化反应装置的反应效率，减少反应面积，减少排气背压。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请一种矿用内燃机隔热排气管路的整体视图；
图2为本申请一种矿用内燃机隔热排气管路的隔热气层视图
图中：1、烟道外板；2、烟道内板；3、冷却水；4、高温烟气；5、冷却水入口；6、冷却水出口；7、连通口；8、隔热板；9、隔热气层。
具体实施方式
请参阅图1-2，本申请提供一种技术方案：一种矿用内燃机隔热排气管路，包括烟道外板1，还包括：烟道内板2，固定连接在烟道外板1内；自然对流换热机构，固定连接在烟道内板2内，使高温烟气4与烟道内板2之间增加了一个不流动的气层，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，自然对流换热机构包括隔热板8，隔热板8固定连接在烟道内板2内；隔热板8与烟道内板2之间形成隔热气层9，在烟道内板2的与高温烟气4之间，增设了一块隔热板8。隔热板8与烟道内板2之间形成一个区域为隔热气层9。该隔热板8上设置不少一个的连通孔，使隔热气层9与烟气连通，但不随着烟气流动，增设了隔热板8之后，高温烟气4与烟道内板2之间增加了一个不流动的隔热气层9，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，其转热效果大幅度降低。高温烟气4传导给冷却水3以及烟道外板1的热量就明显降低，从而实现增加夹层冷却水3结构的换热热阻，增加换热边界层厚度，降低其换热系数，达到阻温隔热的目的。
请参阅图1，隔热板8表面开设有多个连通口7。
请参阅图1，烟道外板1顶部一侧和底部一侧分别开设有冷却水出口6和冷却水入口5。
请参阅图1，烟道外板1与烟道内板2之间流通有冷却水3。
请参阅图1，隔热板8内部流通有高温烟气4。
在使用种矿用内燃机隔热排气管路时，在烟道内板2的与高温烟气4之间，增设了一块隔热板8。隔热板8与烟道内板2之间形成一个区域为隔热气层9。该隔热板8上设置不少一个的连通口7，使隔热气层9与烟气连通，但不随着烟气流动，增设了隔热板8之后，高温烟气4与烟道内板2之间增加了一个不流动的隔热气层9，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，其转热效果大幅度降低。高温烟气4传导给冷却水3以及烟道外板1的热量就明显降低，从而实现增加夹层冷却水3结构的换热热阻，增加换热边界层厚度，降低其换热系数，达到阻温隔热的目的。
Claims (5)
1.一种矿用内燃机隔热排气管路，包括烟道外板(1)，其特征在于：还包括：
烟道内板(2)，固定连接在烟道外板(1)内；
自然对流换热机构，固定连接在烟道内板(2)内，使烟气与烟道内板(2)之间增加了一个不流动的气层，其换热方式从强迫对流换热转变为自然对流换热，所述自然对流换热机构包括隔热板(8)，所述隔热板(8)固定连接在烟道内板(2)内；
所述隔热板(8)与烟道内板(2)之间形成隔热气层(9)。
2.根据权利要求1所述的一种矿用内燃机隔热排气管路，其特征在于：所述隔热板(8)表面开设有多个连通口(7)。
3.根据权利要求1所述的一种矿用内燃机隔热排气管路，其特征在于：所述烟道外板(1)顶部一侧和底部一侧分别开设有冷却水出口(6)和冷却水入口(5)。
4.根据权利要求1所述的一种矿用内燃机隔热排气管路，其特征在于：所述烟道外板(1)与烟道内板(2)之间流通有冷却水(3)。
5.根据权利要求1所述的一种矿用内燃机隔热排气管路，其特征在于：所述隔热板(8)内部流通有高温烟气(4)。
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- 2023-08-04 CN CN202322091928.2U patent/CN220415506U/zh active Active
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