专利名称：流动式热电联供装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种余热利用的装置，特别是一种利用柴油发电机组余热的装置。
交通建设、国防施工以及油田钻井等的特点是，流动性大，施工地点偏僻，地方供电部门不可能供给电网电源。因此，施工单位和部队必须自备电源。目前国内各施工部门所使用的流动电源，主要是柴油发电机组，它通过柴油机，将燃料燃烧的热能转变为机械能，然后再驱动发电机使机械能转变为电能，对外供电。为防止柴油机运转时，高温燃气和摩擦产生的热使柴油机性能下降，保证机组可靠运行，通常配套的柴油机均采用闭式强制循环的水冷柴油机，它能在大气状况(环境温度)和柴油机工况发生变化时，可保证柴油机在最适当的温度状况下工作，并且在冷车起动后能迅速达到柴油机运转要求的水温，其配套柴油机水冷系的冷却液循环路线如图4所示，该水冷系由循环水泵、柴油机机油冷却器、柴油机机体水腔、柴油机气缸盖水腔、水冷系节温器、水散热器和风扇等组成，在该水冷系中，从柴油机出来的高温冷却液，通过水散热器靠风扇强力鼓风来冷却，冷却后的水再回去冷却柴油机。由于高温冷却液的冷却，是靠水散热器和风扇的作用，进行气——液热交换，使水的热能变成热气流而在空气中散发，这样高温冷却液的热能则被白白的浪费掉了。另外，柴油机排出的废气中也有大量热量被排出浪费掉。因此这类柴油发电机组运行热效率低，一般只有30-40％，而且只能单一供电，不能供热，施工人员所需喝的开水和洗浴用的热水还需另外的供热设备提供。研究表明，单一供电方式的柴油发电机组，排气热损失和水冷系热损失之和高达60％，因此，从高温废气和冷却液中进行余热回收，具有很大的潜力。此外，上述柴油发电机组运行时噪声很大，会对人体产生一定危害，不能适应劳动保护和环保的要求。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种热效率高且既能供电又能供热的流动式热电联供装置。
本实用新型的技术解决方案一种流动式热电联供装置，它包括有柴油机、发电机和仪表控制箱，它们安装在拖车底盘上，并位于与底盘相连的罩壳体内，其中柴油机的前端设有水散热器，其特征在于a、在柴油机的排气管出口处连有柴油机换热式消声器；b、在拖车底盘上设有冷水箱和液——液热交换器，冷水箱的出口与液——液热交换器清洁水进口连接，液——液热交换器的清洁水出口通过管道与换热式消声器的上水箱室连接，在柴油机冷却液出口的节温器与水散热器进口连接管道之间设有温控阀，温控阀的出口接液——液热交换器的冷却液进口，液——液热交换器的冷却液出口接柴油机冷却液循环水泵；c、拖车底盘上设有贮热水箱，它的进口与换热式消声器的热水出口处的恒温阀相连。
由于本实用新型在原柴油机冷却系的大小循环路线之间并接了一个由温控阀和液——液热交换器组成的冷却液余热回收循环回路，故使得柴油机冷却液的余热得以回收。
本实用新型利用柴油机的余热，进行热交换后对外供热，其供热部分是在保证柴油发电机组正常供电的前提下，将柴油机排放的高温废气和冷却液的余热，转换为有用的热能而对外供热，故供热部分不另消耗能源，其综合热效率理论上可大于60％，在不改变柴油机结构的情况下，综合热效率已达到≥55％，其能源利用水平明显地上了一个台阶。本实用新型机动灵活，便于转场，能适应交通建设、国防施工等无电网供电、野外作业的需要。同时可根据用户的要求，制造成车载式、拖车式以及无底盘式等多种形式的产品，还可安装在船上使用，只需将底盘换成船体即可。本实用新型还采用了综合降噪措施，即整机用罩壳体与外界环境隔离，同时加设换热式消声器及二级消声器，故噪声级降低了20-25dB(A)。本实用新型结构简单，生产容易，采用了换热式消声器，并在整机隔声罩内组织空气定向流动，因而使机组运行的环境温度得到控制。本实用新型的供热方式可为热水、开水或蒸汽，可取代工地上的开水炉或小型生活锅炉，为用户提高能源利用率、改善劳动条件，提供了新产品。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的余热回收流程结构示意图；图3是本实用新型的柴油机闭式强制循环水冷系热回收路线示意图；图4是现有柴油机闭式强制循环水冷系的冷却液循环路线示意图。
如
图1、2，本实用新型包括有柴油机1、发电机2和仪表控制箱3，它们安装在拖车底盘4上，并位于与底盘4相连的罩壳体5内，其中柴油机1的前端设有水散热器6。本实用新型的特点是在柴油机1的排气管出口处连有柴油机换热式消声器7。该消声器7由上、下中心管和外筒体组成，外筒体又由内部的中间隔板分为上水箱室和下消音换热室，其详细结构和原理见本申请人95年5月18日申请的专利号为ZL95239777.3的“柴油机换热式消声器”专利，消声器7的下中心管下口与柴油机排气管连接，其上中心管的上口引出与大气相通。在拖车底盘4上设有冷水箱8和列管式液——液热交换器9，液——液热交换器9为现有产品，它的清洁水进口a与冷水箱8的出口连接，它的清洁水出口b通过管道与换热式消声器7的上水箱室连接，在柴油机1冷却液出口的节温器10和水散热器6的进口连接管道之间设有温控阀11，温控阀11的出口接液——液热交换器9的冷却液进口c，液——液热交换器9的冷却液出口d接柴油机1的冷却液循环水泵12。在拖车底盘4上还设有贮热水箱13，它的进口与换热式消声器7的热水出口处的恒温阀14连接。本实用新型中，冷水箱8应安置在罩壳体5的顶部，以便利用重力场作用向液——液热交换器9供水，可节省一个水泵。在柴油机换热式消声器7的废气出口即其上中心管上口处可再连有一个二级消声器15，它亦为现有产品，这样可使排气噪音进一步降低。换热式消声器7的排气管对应穿出罩壳体5的位置设有波纹管接头16，以减少换热式消声器7因振动而出现的损坏。本实用新型的柴油机闭式强制循环水冷系热回收路线如图3，由于设置了具有温度自动控制的温控阀11，则当柴油机1正常运转时，冷却液只通过液——液热交换器9，使冷却液的热能部分得到回收。如果柴油机1严重过热时，或液——液热交换器9的外水源断水时，温控阀11就接通水散热器6，进行气——液热交换，使冷却液冷却。
本实用新型的供电过程同现有柴油发电机相同，而供热部分的热源是柴油机1的高温废气和冷却液的余热。其工作过程如下柴油机1运转时，若冷却液温度低于70℃，节温器10的出水阀门关闭，旁通阀开启，冷却液经回水管，直接流入循环水泵12，送回柴油机1，进行小循环。当冷却液温度达到70℃左右时，节温器10的出水阀开始开启，此时，柴油机1的部分冷却液经余热回收水管，流入液——液热交换器9，冷却液经换热冷却后，流入循环泵水12，泵送回柴油机1，进行冷却液余热回收循环。其余的冷却液，仍经节温器10的旁通阀流入循环水泵12。当冷却液温度达到83℃左右，节温器10的出水阀完全打开，旁通阀关闭。此时，柴油机1的冷却液，全部进行余热回收循环。当冷却液温度达到90℃左右时，温控阀11的大循环阀门开始开启。此时，冷却液大部分进行余热回收循环，另外一小部分流入水散热器6进行气——液热交换，然后流入循环水泵12进行大循环。当柴油机1在超负荷工况下运行，冷却液温度达到95℃，温控阀11的大循环阀门完全开启，冷却液则同时进行余热回收循环和大循环。
清洁的冷水，从冷水箱的加水口20贮存在罩壳体5顶部的冷水箱8中，当打开手动闸阀17时，冷水经管道流入液——液热交换器9，进行第一次加热，然后再流入换热式消声器7上部的上水箱室进行气——液热交换。清洁水进行第二次加热后，经恒温阀14流入贮热水箱13。恒温阀14的温度控制可调，当要求的出水温度设定后，如温度发生变化，恒温阀14能自动的改变出水流量，以保证出水温度恒定。
换热式消声器7的上部，装有水温传感器18，它与水温表连接，可在仪表控制箱3上监视水的温度。当换热式消声器7上部的上水箱室内压力过高时，安全阀19则自动开启减压。
柴油机1排放的高温废气，在换热式消声器7内进行热交换，以及排气噪声进行衰减后，经设置在冷水箱8顶部的二级消声器15排入大气。
为防止震动损坏管道连接，水管连接均采用柔性接头，并在换热式消声器7的上部，设置了波纹管接头16。
权利要求1.一种流动式热电联供装置，它包括有柴油机、发电机和仪表控制箱，它们安装在拖车底盘上，并位于与底盘相连的罩壳体内，其中柴油机的前端设有水散热器，其特征在于a、在柴油机的排气管出口处连有柴油机换热式消声器；b、在拖车底盘上设有冷水箱和液——液热交换器，冷水箱的出口与液——液热交换器清洁水进口连接，液——液热交换器的清洁水出口通过管道与换热式消声器的上水箱室连接，在柴油机冷却液出口的节温器与水散热器进口连接管道之间设有温控阀，温控阀的出口接液——液热交换器的冷却液进口，液——液热交换器的冷却液出口接柴油机冷却液循环水泵；c、拖车底盘上设有贮热水箱，它的进口与换热式消声器的热水出口处的恒温阀相连。
2.按权利要求1所述的流动式热电联供装置，其特征在于所述冷水箱应安装在罩壳体顶部。
3.按权利要求1所述的流动式热电联供装置，其特征在于换热式消声器的废气出口可再连有一个二级消声器。
4.按权利要求1所述的流动式热电联供装置，其特征在于换热式消声器的排气管对应穿出罩壳体的位置设有波纹管接头。
专利摘要本实用新型涉及一种流动式热电联供装置,它在柴油机的排气管出口处连有柴油机换热式消声器;在拖车底盘上设有冷水箱和液－液热交换器,液－液热交换器清洁水进口接冷水箱出口,其清洁水出口与换热式消声器上水箱室连接,在柴油机节温器与水散热器进口连接管道之间设有温控阀,液－液热交换器的冷却液进口接温控阀的出口,其冷却液出口接柴油机冷却液循环水泵;拖车底盘上设有贮热水箱,它的进口与换热式消声器的热水出口处的恒温阀相连。
文档编号F02G5/02GK2342114SQ97247620
公开日1999年10月6日 申请日期1997年10月28日 优先权日1997年10月28日
发明者林霄汉 申请人:南京交通高等专科学校