[發明專利]一種用于柴油機的進氣加濕系統

在審

• 申請號: 201410134392.0
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103939241A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 平濤;張文正;劉瑞;閆萍;鄭亮;郭立君;仲杰
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: F02M25/028
• 分類號: F02M25/028;F02M31/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及進氣加濕系統，尤其涉及一種用于柴油機的進氣加濕系統。

背景技術

在船舶運輸過程中，柴油機會因為燃料的不完全燃燒而產生有害氣體及顆粒物排放，如揮發性有機物、氯氟烴、一氧化碳、二氧化碳、硫氧化合物、氮氧化合物、煙塵等。在這些污染物中危害最大的是氮氧化合物、硫氧化合物，氮氧化合物主要由NO和NO₂組成，它們通稱為NO_x。NO_x對環境的破壞極大，不僅危害人體的呼吸系統，也是地面附近形成光化學煙霧的主要因素之一。據挪威向國際海事組織提供的資料表明，世界船舶年排放的NO_x達602萬噸，占世界NO_x年排放總量的7%。針對越來越嚴重的船用柴油機尾氣污染問題，國際海事組織和世界各國都制定了越來越嚴格的排放規范，而適應新規范是船舶柴油機當前面臨的主要問題。

為降低船用柴油機的NO_x排放量，國際上較為先進的改良方式是提高進氣空氣的含濕量，即利用水蒸汽增加進氣管中進氣空氣的絕對濕度，濕空氣進入柴油機氣缸燃燒，使燃燒最高溫度降低，抑制了NO_x的產生。

一般來說，要使用進氣加濕技術降低船用柴油機的NO_x排放量，進氣空氣的相對濕度應盡量趨近于100%，這就要求進氣加濕系統有較高的效率。另外，不同工況下發動機的進氣質量不同，為使進氣空氣的含濕量達到預先的設定要求，進氣加濕系統的噴水量應靈活可控。

現有的進氣加濕系統，主要有以下幾種：

（1）直接在進氣道噴水，針對船用柴油機，若直接在進氣道進行噴水，則由于進氣道尺寸的約束，允許布置的噴嘴數有限、霧化的液滴易因發生碰壁而凝結、進氣空氣與霧化液滴的接觸面也較小，整個進氣加濕系統的效率較低。

（2）水的噴射方式采用氣霧噴射形式，該噴射形式水的霧化質量較差，水利用率低，且需通過控制水路及氣路的壓力實現對噴水量的控制，整個結構較為復雜。

（3）不對進氣進行加熱，而直接對進氣空氣進行噴水加濕，該進氣加濕系統的水利用率較低；且進氣溫度直接決定了進氣空氣的最大吸濕能力，不對進氣空氣進行加熱，難以滿足工程應用中對進氣含濕量的要求。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種船用柴油機的進氣加濕系統，與現有同類進氣加濕系統相比，具有噴水霧化效果好、最大加濕量大、噴水量靈活可控、系統穩定可靠、效率高等特點，能夠滿足工程應用中對進氣含濕量的要求。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種船用柴油機的進氣加濕系統，可根據不同工況下進氣質量的變化，實現對進氣含濕量的準確控制，有效防止過量的水珠進入氣缸，提高了進氣加濕系統的水利用率及最大加濕能力。

為實現上述目的，在本發明的一個方面，提供了一種進氣加濕系統，包括進氣管路和噴水管路，進氣管路設有獨立的進氣加濕塔，進氣氣體依次經過進氣入口、進氣加濕塔、進氣出口和柴油機的進氣管道進入氣缸；進氣加濕塔為腔體結構，進氣加濕塔與柴油機的進氣管道的前端同軸；進氣加濕塔的內部沿進氣氣體的流動方向依次布置噴水裝置和除霧器。

其中，進氣氣體為經渦輪增壓器壓縮處理后的壓縮空氣。

進一步地，噴水裝置包括多個噴嘴。

進一步地，除霧器為兩級除霧器，經過加濕的進氣氣體通過兩級除霧器除去氣體中攜帶的液滴。

進一步地，進氣加濕塔下方設置排水口，排水口通過排水管路將進氣加濕塔中的液滴排到進氣加濕塔外。

其中，后方為遠離進氣入口的方向。

進一步地，進氣加濕塔的前方設置進氣加熱器，用于對進氣氣體進行選擇性加熱。

其中，前方為靠近進氣入口的方向。

進一步地，進氣入口、進氣加熱器、進氣加濕塔和柴油機的進氣管道的前端同軸設置。

可選地，噴嘴伸入到進氣加濕塔的內，噴嘴的出口方向垂直于進氣氣體的流動方向。

可選地，噴嘴的出口方向平行于進氣氣體的流動方向，且噴嘴的出口方向與進氣氣體的流動方向相反。

在本發明的另一個方面，提供了一種船用柴油機，包括如前所述的進氣加濕系統。

由此可見，本發明具有以下技術效果：