專利名稱：流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種余熱利用的裝置，特別是一種利用柴油發(fā)電機(jī)組余熱的裝置。
交通建設(shè)、國(guó)防施工以及油田鉆井等的特點(diǎn)是，流動(dòng)性大，施工地點(diǎn)偏僻，地方供電部門不可能供給電網(wǎng)電源。因此，施工單位和部隊(duì)必須自備電源。目前國(guó)內(nèi)各施工部門所使用的流動(dòng)電源，主要是柴油發(fā)電機(jī)組，它通過柴油機(jī)，將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)使機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?duì)外供電。為防止柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高溫燃?xì)夂湍Σ廉a(chǎn)生的熱使柴油機(jī)性能下降，保證機(jī)組可靠運(yùn)行，通常配套的柴油機(jī)均采用閉式強(qiáng)制循環(huán)的水冷柴油機(jī)，它能在大氣狀況(環(huán)境溫度)和柴油機(jī)工況發(fā)生變化時(shí)，可保證柴油機(jī)在最適當(dāng)?shù)臏囟葼顩r下工作，并且在冷車起動(dòng)后能迅速達(dá)到柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)要求的水溫，其配套柴油機(jī)水冷系的冷卻液循環(huán)路線如圖4所示，該水冷系由循環(huán)水泵、柴油機(jī)機(jī)油冷卻器、柴油機(jī)機(jī)體水腔、柴油機(jī)氣缸蓋水腔、水冷系節(jié)溫器、水散熱器和風(fēng)扇等組成，在該水冷系中，從柴油機(jī)出來的高溫冷卻液，通過水散熱器靠風(fēng)扇強(qiáng)力鼓風(fēng)來冷卻，冷卻后的水再回去冷卻柴油機(jī)。由于高溫冷卻液的冷卻，是靠水散熱器和風(fēng)扇的作用，進(jìn)行氣——液熱交換，使水的熱能變成熱氣流而在空氣中散發(fā)，這樣高溫冷卻液的熱能則被白白的浪費(fèi)掉了。另外，柴油機(jī)排出的廢氣中也有大量熱量被排出浪費(fèi)掉。因此這類柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行熱效率低，一般只有30-40％，而且只能單一供電，不能供熱，施工人員所需喝的開水和洗浴用的熱水還需另外的供熱設(shè)備提供。研究表明，單一供電方式的柴油發(fā)電機(jī)組，排氣熱損失和水冷系熱損失之和高達(dá)60％，因此，從高溫廢氣和冷卻液中進(jìn)行余熱回收，具有很大的潛力。此外，上述柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)噪聲很大，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定危害，不能適應(yīng)勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)保的要求。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種熱效率高且既能供電又能供熱的流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置，它包括有柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和儀表控制箱，它們安裝在拖車底盤上，并位于與底盤相連的罩殼體內(nèi)，其中柴油機(jī)的前端設(shè)有水散熱器，其特征在于a、在柴油機(jī)的排氣管出口處連有柴油機(jī)換熱式消聲器；b、在拖車底盤上設(shè)有冷水箱和液——液熱交換器，冷水箱的出口與液——液熱交換器清潔水進(jìn)口連接，液——液熱交換器的清潔水出口通過管道與換熱式消聲器的上水箱室連接，在柴油機(jī)冷卻液出口的節(jié)溫器與水散熱器進(jìn)口連接管道之間設(shè)有溫控閥，溫控閥的出口接液——液熱交換器的冷卻液進(jìn)口，液——液熱交換器的冷卻液出口接柴油機(jī)冷卻液循環(huán)水泵；c、拖車底盤上設(shè)有貯熱水箱，它的進(jìn)口與換熱式消聲器的熱水出口處的恒溫閥相連。
由于本實(shí)用新型在原柴油機(jī)冷卻系的大小循環(huán)路線之間并接了一個(gè)由溫控閥和液——液熱交換器組成的冷卻液余熱回收循環(huán)回路，故使得柴油機(jī)冷卻液的余熱得以回收。
本實(shí)用新型利用柴油機(jī)的余熱，進(jìn)行熱交換后對(duì)外供熱，其供熱部分是在保證柴油發(fā)電機(jī)組正常供電的前提下，將柴油機(jī)排放的高溫廢氣和冷卻液的余熱，轉(zhuǎn)換為有用的熱能而對(duì)外供熱，故供熱部分不另消耗能源，其綜合熱效率理論上可大于60％，在不改變柴油機(jī)結(jié)構(gòu)的情況下，綜合熱效率已達(dá)到≥55％，其能源利用水平明顯地上了一個(gè)臺(tái)階。本實(shí)用新型機(jī)動(dòng)靈活，便于轉(zhuǎn)場(chǎng)，能適應(yīng)交通建設(shè)、國(guó)防施工等無電網(wǎng)供電、野外作業(yè)的需要。同時(shí)可根據(jù)用戶的要求，制造成車載式、拖車式以及無底盤式等多種形式的產(chǎn)品，還可安裝在船上使用，只需將底盤換成船體即可。本實(shí)用新型還采用了綜合降噪措施，即整機(jī)用罩殼體與外界環(huán)境隔離，同時(shí)加設(shè)換熱式消聲器及二級(jí)消聲器，故噪聲級(jí)降低了20-25dB(A)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)容易，采用了換熱式消聲器，并在整機(jī)隔聲罩內(nèi)組織空氣定向流動(dòng)，因而使機(jī)組運(yùn)行的環(huán)境溫度得到控制。本實(shí)用新型的供熱方式可為熱水、開水或蒸汽，可取代工地上的開水爐或小型生活鍋爐，為用戶提高能源利用率、改善勞動(dòng)條件，提供了新產(chǎn)品。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的余熱回收流程結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的柴油機(jī)閉式強(qiáng)制循環(huán)水冷系熱回收路線示意圖；圖4是現(xiàn)有柴油機(jī)閉式強(qiáng)制循環(huán)水冷系的冷卻液循環(huán)路線示意圖。
如
圖1、2，本實(shí)用新型包括有柴油機(jī)1、發(fā)電機(jī)2和儀表控制箱3，它們安裝在拖車底盤4上，并位于與底盤4相連的罩殼體5內(nèi)，其中柴油機(jī)1的前端設(shè)有水散熱器6。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是在柴油機(jī)1的排氣管出口處連有柴油機(jī)換熱式消聲器7。該消聲器7由上、下中心管和外筒體組成，外筒體又由內(nèi)部的中間隔板分為上水箱室和下消音換熱室，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)和原理見本申請(qǐng)人95年5月18日申請(qǐng)的專利號(hào)為ZL95239777.3的“柴油機(jī)換熱式消聲器”專利，消聲器7的下中心管下口與柴油機(jī)排氣管連接，其上中心管的上口引出與大氣相通。在拖車底盤4上設(shè)有冷水箱8和列管式液——液熱交換器9，液——液熱交換器9為現(xiàn)有產(chǎn)品，它的清潔水進(jìn)口a與冷水箱8的出口連接，它的清潔水出口b通過管道與換熱式消聲器7的上水箱室連接，在柴油機(jī)1冷卻液出口的節(jié)溫器10和水散熱器6的進(jìn)口連接管道之間設(shè)有溫控閥11，溫控閥11的出口接液——液熱交換器9的冷卻液進(jìn)口c，液——液熱交換器9的冷卻液出口d接柴油機(jī)1的冷卻液循環(huán)水泵12。在拖車底盤4上還設(shè)有貯熱水箱13，它的進(jìn)口與換熱式消聲器7的熱水出口處的恒溫閥14連接。本實(shí)用新型中，冷水箱8應(yīng)安置在罩殼體5的頂部，以便利用重力場(chǎng)作用向液——液熱交換器9供水，可節(jié)省一個(gè)水泵。在柴油機(jī)換熱式消聲器7的廢氣出口即其上中心管上口處可再連有一個(gè)二級(jí)消聲器15，它亦為現(xiàn)有產(chǎn)品，這樣可使排氣噪音進(jìn)一步降低。換熱式消聲器7的排氣管對(duì)應(yīng)穿出罩殼體5的位置設(shè)有波紋管接頭16，以減少換熱式消聲器7因振動(dòng)而出現(xiàn)的損壞。本實(shí)用新型的柴油機(jī)閉式強(qiáng)制循環(huán)水冷系熱回收路線如圖3，由于設(shè)置了具有溫度自動(dòng)控制的溫控閥11，則當(dāng)柴油機(jī)1正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻液只通過液——液熱交換器9，使冷卻液的熱能部分得到回收。如果柴油機(jī)1嚴(yán)重過熱時(shí)，或液——液熱交換器9的外水源斷水時(shí)，溫控閥11就接通水散熱器6，進(jìn)行氣——液熱交換，使冷卻液冷卻。
本實(shí)用新型的供電過程同現(xiàn)有柴油發(fā)電機(jī)相同，而供熱部分的熱源是柴油機(jī)1的高溫廢氣和冷卻液的余熱。其工作過程如下柴油機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若冷卻液溫度低于70℃，節(jié)溫器10的出水閥門關(guān)閉，旁通閥開啟，冷卻液經(jīng)回水管，直接流入循環(huán)水泵12，送回柴油機(jī)1，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到70℃左右時(shí)，節(jié)溫器10的出水閥開始開啟，此時(shí)，柴油機(jī)1的部分冷卻液經(jīng)余熱回收水管，流入液——液熱交換器9，冷卻液經(jīng)換熱冷卻后，流入循環(huán)泵水12，泵送回柴油機(jī)1，進(jìn)行冷卻液余熱回收循環(huán)。其余的冷卻液，仍經(jīng)節(jié)溫器10的旁通閥流入循環(huán)水泵12。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到83℃左右，節(jié)溫器10的出水閥完全打開，旁通閥關(guān)閉。此時(shí)，柴油機(jī)1的冷卻液，全部進(jìn)行余熱回收循環(huán)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到90℃左右時(shí)，溫控閥11的大循環(huán)閥門開始開啟。此時(shí)，冷卻液大部分進(jìn)行余熱回收循環(huán)，另外一小部分流入水散熱器6進(jìn)行氣——液熱交換，然后流入循環(huán)水泵12進(jìn)行大循環(huán)。當(dāng)柴油機(jī)1在超負(fù)荷工況下運(yùn)行，冷卻液溫度達(dá)到95℃，溫控閥11的大循環(huán)閥門完全開啟，冷卻液則同時(shí)進(jìn)行余熱回收循環(huán)和大循環(huán)。
清潔的冷水，從冷水箱的加水口20貯存在罩殼體5頂部的冷水箱8中，當(dāng)打開手動(dòng)閘閥17時(shí)，冷水經(jīng)管道流入液——液熱交換器9，進(jìn)行第一次加熱，然后再流入換熱式消聲器7上部的上水箱室進(jìn)行氣——液熱交換。清潔水進(jìn)行第二次加熱后，經(jīng)恒溫閥14流入貯熱水箱13。恒溫閥14的溫度控制可調(diào)，當(dāng)要求的出水溫度設(shè)定后，如溫度發(fā)生變化，恒溫閥14能自動(dòng)的改變出水流量，以保證出水溫度恒定。
換熱式消聲器7的上部，裝有水溫傳感器18，它與水溫表連接，可在儀表控制箱3上監(jiān)視水的溫度。當(dāng)換熱式消聲器7上部的上水箱室內(nèi)壓力過高時(shí)，安全閥19則自動(dòng)開啟減壓。
柴油機(jī)1排放的高溫廢氣，在換熱式消聲器7內(nèi)進(jìn)行熱交換，以及排氣噪聲進(jìn)行衰減后，經(jīng)設(shè)置在冷水箱8頂部的二級(jí)消聲器15排入大氣。
為防止震動(dòng)損壞管道連接，水管連接均采用柔性接頭，并在換熱式消聲器7的上部，設(shè)置了波紋管接頭16。
權(quán)利要求1.一種流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置，它包括有柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和儀表控制箱，它們安裝在拖車底盤上，并位于與底盤相連的罩殼體內(nèi)，其中柴油機(jī)的前端設(shè)有水散熱器，其特征在于a、在柴油機(jī)的排氣管出口處連有柴油機(jī)換熱式消聲器；b、在拖車底盤上設(shè)有冷水箱和液——液熱交換器，冷水箱的出口與液——液熱交換器清潔水進(jìn)口連接，液——液熱交換器的清潔水出口通過管道與換熱式消聲器的上水箱室連接，在柴油機(jī)冷卻液出口的節(jié)溫器與水散熱器進(jìn)口連接管道之間設(shè)有溫控閥，溫控閥的出口接液——液熱交換器的冷卻液進(jìn)口，液——液熱交換器的冷卻液出口接柴油機(jī)冷卻液循環(huán)水泵；c、拖車底盤上設(shè)有貯熱水箱，它的進(jìn)口與換熱式消聲器的熱水出口處的恒溫閥相連。
2.按權(quán)利要求1所述的流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置，其特征在于所述冷水箱應(yīng)安裝在罩殼體頂部。
3.按權(quán)利要求1所述的流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置，其特征在于換熱式消聲器的廢氣出口可再連有一個(gè)二級(jí)消聲器。
4.按權(quán)利要求1所述的流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置，其特征在于換熱式消聲器的排氣管對(duì)應(yīng)穿出罩殼體的位置設(shè)有波紋管接頭。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種流動(dòng)式熱電聯(lián)供裝置,它在柴油機(jī)的排氣管出口處連有柴油機(jī)換熱式消聲器;在拖車底盤上設(shè)有冷水箱和液－液熱交換器,液－液熱交換器清潔水進(jìn)口接冷水箱出口,其清潔水出口與換熱式消聲器上水箱室連接,在柴油機(jī)節(jié)溫器與水散熱器進(jìn)口連接管道之間設(shè)有溫控閥,液－液熱交換器的冷卻液進(jìn)口接溫控閥的出口,其冷卻液出口接柴油機(jī)冷卻液循環(huán)水泵;拖車底盤上設(shè)有貯熱水箱,它的進(jìn)口與換熱式消聲器的熱水出口處的恒溫閥相連。
文檔編號(hào)F02G5/02GK2342114SQ97247620
公開日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1997年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月28日
發(fā)明者林霄漢 申請(qǐng)人:南京交通高等?？茖W(xué)校