一種船用發(fā)動機lng/柴油雙燃料混合器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種船舶發(fā)動機LNG燃料供給系統(tǒng)，具體涉及一種船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器。
【背景技術】
[0002]氣的混合容易產生分層，影響混合效果，影響了發(fā)動機的經濟性和動力性。天然氣是以甲烷為主的氣體燃料，其分子量偏小，Η/C值高達4左右。由于天然氣在發(fā)動機內與空氣混合時同為氣態(tài)，與柴油相比其混合氣體更為均勻、燃燒更為完全，這樣柴油機摻燒天然氣可以大幅度降低柴油機的碳煙排放，減少柴油機對大氣環(huán)境的污染，同時還可以改善柴油機的燃料結構。因此，柴油摻燒天然氣的發(fā)動機得到了較為廣泛的應用。
[0003]早期的研宄中雙燃料船舶發(fā)動機大多數都是采用機械式燃料供給裝置，即在進氣總管上或者在缸蓋氣道內安裝混合器將氣體燃料摻混到空氣中作為進氣充量進入氣缸，利用進氣沖程時氣缸的抽吸作用，進氣管道內的氣流流動形成的真空度來抽吸氣體燃料，其中混合器具有混合氣量控制及空燃比控制兩項功能。改裝后的雙燃料發(fā)動機的動力性與原機相差不大，氣體燃料對柴油的替代率偏低，廢氣排放的HC和CO濃度較高，天然氣與空氣的混合容易產生分層，影響混合效果，影響了發(fā)動機的經濟性和動力性。
[0004]傳統(tǒng)的文丘里管混合器采用氣體燃料由喉管周邊進入的進氣方式，氣體燃料進入混合器后多沿管壁流動，很難向管道中心擴散，節(jié)氣門開度較小時空氣流速低，由喉管周邊噴出的天然氣在流路中央沖突，并迅速擴散到整個流路，因而能與空氣較充分混合，使進氣管中混合氣分布較均勻；隨著節(jié)氣門開度增大，空氣流量逐漸增加，由喉管周邊噴出來的天然氣來不及向管道中心擴散，不能與空氣充分混合，使混合氣愈來愈不均勻。
[0005]如何控制空氣和天然氣供給量，以實現LNG/柴油雙燃料船用發(fā)動機的最佳油氣比以及達到最佳的摻燒效果、使船用發(fā)動機具有良好的動力性能、經濟性能和排放性能，一直是本領域技術人員試圖解決的技術難題。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器，它能夠實現船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料工作，滿足最佳空燃比、讓天然氣和空氣充分混合。
[0007]本實用新型所提供的船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器，包括一混合器芯和一混合器外部件；
[0008]所述混合器芯和所述混合器外部件均呈筒體狀；
[0009]所述混合器芯套設于所述混合器外部件的腔體內，且所述混合器芯與所述混合器外部件之間形成一環(huán)形腔室，所述環(huán)形腔室與所述混合器外部件上設置的天然氣進氣道相連通；
[0010]所述混合器芯的側壁與所述環(huán)形腔室的位置相應處設有若干個天然氣噴射孔。
[0011]所述的雙燃料混合器中，所述混合器芯與所述混合器外部件之間為過盈配合。
[0012]所述的雙燃料混合器中，所述天然氣噴射孔之間為均勻布置，以使天然氣均勻的噴射至所述混合器芯的腔體(即空氣進入的通道)內，與進入的空氣混合。
[0013]使用本實用新型雙燃料混合器時，可將所述雙燃料混合器連接于圖1所示的LNG燃料供給系統(tǒng)中，具體供給流程為:LNG瓶的輸出端通過供液管道與蒸發(fā)器的輸入端相連通，蒸發(fā)器的輸出端與天然氣流量控制閥的輸入端相連，天然氣流量控制閥的流量控制端與天然氣流量控制執(zhí)行器相連，天然氣流量控制閥的輸出端與空氣混合器的輸入端相連，空氣混合器的輸出端與船用發(fā)動機的進氣總管相連，從而將空氣和天然氣形成的混合氣體輸送至船用發(fā)動機的氣缸中；本實用新型雙燃料混合器位于增壓器后的進氣總管上，入口一端與噴射閥出口相連接，通入來自噴射閥的天然氣；另一端與渦輪增壓器相連接，通入經過空氣濾清器和渦輪增壓器的增壓空氣。增壓空氣和天然氣在該混合器內的通道內充分混合，通過混合器的出口在經過中冷器流進氣缸。
[0014]本實用新型船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器具有如下優(yōu)點:
[0015]本實用新型船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器無傳統(tǒng)混合器的喉口設計，減小了氣體流動過程中的阻力，從而減少了氣體流動過程中的流動損失，增加了充氣效率；另夕卜，混合器芯的均勻分布的噴射孔設計與混合器外部件和混合器芯配合形成的環(huán)形腔室能夠增加充氣量，使得空氣和天然氣充分混合，保證了船舶發(fā)動機的經濟性，同時還大幅度降低了柴油機排放，減少對大氣的污染。
【附圖說明】
[0016]圖1為一種包括本實用新型雙燃料混合器的天然氣燃料供給系統(tǒng)。
[0017]圖2為本實用新型雙燃料混合器的剖面圖。
[0018]圖3為本實用新型雙燃料混合器中混合器外部件的剖面圖。
[0019]圖4為本實用新型雙燃料混合器中混合器芯的剖面圖。
[0020]圖中各標記如下:
[0021]I天然氣進氣道、2環(huán)形腔室、3混合氣出口、4天然氣噴射孔、5混合器外部件、6混合器芯、7空氣入口。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明，但本實用新型并不局限于以下實施例。
[0023]如圖2所示，為本實用新型雙燃料混合器的剖面示意圖，它包括一個筒體狀的混合器芯6和一個筒體狀的混合器外部件5，其中，混合器芯6的剖面示意圖如圖4所示，混合器外部件5的剖面示意圖如圖3所示。混合器芯6套設于混合器外部件5的腔體內，且兩者之間為過盈配合，在混合器芯6與混合器外部件5之間形成了一個環(huán)形腔室2，該環(huán)形腔室2與混合器外部件5上設置的天然氣進氣道I相連通，用于通入天然氣。為了實現通入至環(huán)形腔室2內的天然氣的混合，在與環(huán)形腔室2的位置相應處的混合器芯6的側壁上設有均勻布置的32個天然氣噴射孔4，進而通入的天然氣通過上述天然氣噴射孔4進入至混合器芯6的腔室內，即能夠與從空氣入口 7進入的空氣混合，然后從混合氣出口 3中排出。
[0024]本實用新型船舶發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器的工作過程如下，請參考圖1所示的燃料供給系統(tǒng):天然氣在噴射閥出口處與本實用新型混合器內部的壓差作用下由天然氣進道I向混合器內部流動，經過空氣濾清器過濾和渦輪增壓器增壓后的空氣高速流過混合器芯6的腔室內，天然氣通過布置在混合器芯上的32個均勻分布的天然氣噴射孔4進入混合器芯6的腔室與空氣充分混合。
[0025]在柴油機工作過程中，進入該混合器內部天然氣的量是隨柴油機的工作過程不同而變化的，是靠電控系統(tǒng)控制天然氣噴射閥來改變天然氣的供應量，沿混合器芯均勻分布的天然氣噴射能保證空氣和天然氣在混合器內部進行充分的混合。
【主權項】
1.一種船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器，其特征在于:它包括一混合器芯和一混合器外部件； 所述混合器芯和所述混合器外部件均呈筒體狀； 所述混合器芯套設于所述混合器外部件的腔體內，且所述混合器芯與所述混合器外部件之間形成一環(huán)形腔室，所述環(huán)形腔室與所述混合器外部件上設置的天然氣進氣道相連通； 所述混合器芯的側壁與所述環(huán)形腔室的位置相應處設有若干個天然氣噴射孔。
2.根據權利要求1所述的雙燃料混合器，其特征在于:所述混合器芯與所述混合器外部件之間為過盈配合。
3.根據權利要求1或2所述的雙燃料混合器，其特征在于:所述天然氣噴射孔之間為均勻布置。
【專利摘要】本實用新型公開了一種船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器。它包括一混合器芯和一混合器外部件；混合器芯和混合器外部件均呈筒體狀；混合器芯套設于混合器外部件的腔體內，且混合器芯與混合器外部件之間形成一環(huán)形腔室，環(huán)形腔室與混合器外部件上設置的天然氣進氣道相連通；混合器芯的側壁與環(huán)形腔室的位置相應處設有若干個天然氣噴射孔。本實用新型船用發(fā)動機LNG/柴油雙燃料混合器無傳統(tǒng)混合器的喉口設計，減小了氣體流動過程中的阻力，從而減少了氣體流動過程中的流動損失，增加了充氣效率；另外，混合器芯的均勻分布的噴射孔設計與混合器外部件和混合器芯配合形成的環(huán)形腔室能夠增加充氣量，使得空氣和天然氣充分混合，大幅度降低了柴油機排放，減少對大氣的污染。
【IPC分類】F02M21-04
【公開號】CN204299724
【申請?zhí)枴緾N201420745185
【發(fā)明人】胡獻文, 魯亮, 李欣欣, 劉淼兒, 張望, 王愛軍, 鄒云, 高慧良
【申請人】中海石油氣電集團有限責任公司, 武漢三江航天遠方科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月1日