[發明專利]一種內燃機尾氣熱交換器及內燃機尾氣冷卻系統

在審

• 申請號: 201710038563.3
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106640279A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 鄭浩;鄭全
• 申請（專利權）人: 廣州三業科技有限公司
• 主分類號: F01N3/02
• 分類號: F01N3/02
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司44202
• 代理人: 麥小嬋,郝傳鑫

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，尤其是涉及一種內燃機尾氣熱交換器及內燃機尾氣冷卻系統。

背景技術

防爆柴油機是一種安全性能優異的發動機，現已大量應用在彈藥庫、燃油燃氣庫區、石化、煤礦等各種易燃易爆場合。其中，防爆柴油機有一個重要的技術指標是其排氣溫度不能超過135℃(T4)或200℃(T3)。所以必須對柴油機的尾氣進行降溫處理：即將尾氣500～600℃的高溫降到T3或T4要求溫度下的排放標準。現有的技術最常用的是濕式尾氣處理技術，即通過水洗、淋浴的方法來對尾氣進行降溫，但是采用濕式尾氣處理技術，會由于排氣的背壓增大而導致發動機的輸出功率大幅度下降，這樣會使得防爆柴油機的工作效率不高從而使得其使用范圍受到限制，并且采用濕式尾氣處理技術需要大量消耗冷卻用水，因此補水的難題會使防爆柴油機的移動性與持續運行也受到了極大的限制。

為了克服濕式尾氣處理技術的降低功率與頻繁補水的缺陷，出現了應用于防爆柴油機尾氣排放系統中的干式尾氣處理技術，其通過將防爆柴油機產生的尾氣排放進防爆柴油機的熱交換器(包括冷卻水箱以及放置于冷卻水箱中的由多個冷卻管道組成的冷卻管道網絡等)中，這樣尾氣通過熱交換器中的冷卻管道網絡與冷卻水箱中的冷卻水進行熱交換，經過熱交換后的尾氣的溫度會降低，而且由于尾氣的排放不會受到水的阻力，因此防爆柴油機的輸出功率不會大幅度降低；此外冷卻水箱中的經過熱交換后的水還會通過一個循環水泵抽進到一個散熱器中進行散熱，并通過該循環水泵將經過散熱器散熱冷卻后的水抽進冷卻水箱中，以使得冷卻水箱的水的溫度不會升高，這樣可以將水循環利用，因此防爆柴油機在工作的過程當中不需要頻繁補水。

但是現有的防爆柴油機的熱交換器中的冷卻管道網絡一般由多段水平放置的冷卻管道通過多個彎頭串聯組合而成，因此現有的防爆柴油機的熱交換器的結構比較復雜，從而導致其生產成本較高。

此外在防爆柴油機的運行過程中，防爆柴油機的尾氣中會含有燃燒不徹底的燃油、潤滑油及炭微粒等殘留物，這些殘留物在冷卻管道網絡的熱交換過程中會被冷凝，并以油污泥的形式粘附在熱交換器中的冷卻管道的內表面上。隨著防爆柴油機運行時間的推移，粘附在冷卻管道的內表面上的油污必然越來越多，從而影響熱交換器的熱交換效果，嚴重時甚至會導致熱交換器的冷卻管道被堵塞而發生安全事故。為了保證防爆柴油機能夠正常運行，需要定時對防爆柴油機的熱交換器中的冷卻管道進行清洗。但是由于現有的防爆柴油機的熱交換器中的冷卻管道一般為水平放置且冷卻管道相互之間需要通過彎頭串聯連接，這樣用戶很難對防爆柴油機的熱交換器中的冷卻管道進行有效清洗(特別是滯留有油污的彎頭部位)。

由上分析可知，由于現有的防爆柴油機的熱交換器的結構復雜、生產成本較高且不便于用戶對其內部的冷卻管道進行清洗，因此影響了防爆柴油機的熱交換器的普及使用，進而影響了防爆柴油機的普及使用。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種內燃機尾氣熱交換器，其結構簡單、生產成本低且便于清洗，因此本發明有利于所述內燃機尾氣熱交換器的普及使用；本發明的目的還在于提供一種包括所述內燃機尾氣熱交換器的內燃機尾氣冷卻系統。

為了實現上述目的，本發明一方面提供了一種內燃機尾氣熱交換器，其包括冷卻箱、排放箱、至少一根冷卻管以及至少一塊第一隔離板；所述冷卻箱的頂部設有供與內燃機的尾氣噴口連通的尾氣進氣口，所述第一隔離板設于所述尾氣進氣口與所述冷卻箱的底部之間，且所述第一隔離板的側邊均與所述冷卻箱的內側壁密封連接；所述第一隔離板的板面上開設有至少一個第一開口，所述冷卻箱的底部開設有與所述第一開口一一對應的第二開口，所述冷卻管的第一端一一對應地設置于所述第一開口處，所述冷卻管的第二端設置于與所述第一開口對應的第二開口處；

位于所述冷卻箱底部與所述第一隔離板之間的所述冷卻箱的側邊開設有進液口及出液口；

所述排放箱的頂部開設有與所述第二開口均連通的箱口，所述排放箱通過所述箱口與所述冷卻箱的底部連接，所述排放箱還開設有尾氣排放口及排污口。

進一步地，所述進液口靠近所述冷卻箱的底部，所述出液口靠近所述第一隔離板。

進一步地，所述排污口設于所述排放箱的底部、或設于所述排放箱的側邊并靠近所述排放箱的底部。

優選地，所述內燃機尾氣熱交換器還包括供與所述內燃機的尾氣噴口連接的金屬軟接頭，所述金屬軟接頭的一端與所述尾氣進氣口連接。

進一步地，所述金屬軟接頭的外管壁套設有冷卻水套管。