CN110159453B - 用于发动机的余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发动机的余热回收装置，属于余热回收技术领域。该余热回收装置包括：余热回收主体，设置在余热回收主体上的安全阀、压力传感器，与压力传感器电性耦接的控制模块，与控制模块、发动机电性耦接的继电器；当余热回收主体内的水蒸汽压力超过第一预设压力时，安全阀处于打开状态，以排放余热回收主体内的水蒸汽；压力传感器用于获取余热回收主体内的水蒸汽压力信息，将水蒸汽压力信息传递至控制模块；控制模块用于当余热回收主体内的水蒸汽压力超过第二预设压力时，使继电器切断发动机的工作回路；第二预设压力大于第一预设压力。本发明可有效防止余热回收主体因内部水蒸汽压力过大而发生***，大大节省发动机余热回收的成本。

Description

用于发动机的余热回收装置

技术领域

本发明涉及余热回收技术领域，特别涉及一种用于发动机的余热回收装置。

背景技术

发动机在运行过程中会产生大量的热量，若直接排放的话，会造成能量的极大浪费，因此有必要在发动机的出口安装余热回收装置。

目前的余热回收装置一般包括：与发动机出口连通的余热回收主体，该余热回收主体通过冷水循环的方式进行余热回收。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

当余热回收装置发生故障而导致循环水停止流动时，使得余热回收主体内的气压过大，进而会导致余热回收装置发生***等安全事故。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于发动机的余热回收装置，可以解决上述问题。所述技术方案如下：

一种用于发动机的余热回收装置，所述余热回收装置包括：余热回收主体，设置在所述余热回收主体上的安全阀、压力传感器，与所述压力传感器电性耦接的控制模块，与所述控制模块、所述发动机电性耦接的继电器；

当所述余热回收主体内的水蒸汽压力超过第一预设压力时，所述安全阀处于打开状态，以排放所述余热回收主体内的水蒸汽；

所述压力传感器用于获取所述余热回收主体内的水蒸汽压力信息，将所述水蒸汽压力信息传递至所述控制模块；

所述控制模块用于当所述余热回收主体内的水蒸汽压力超过第二预设压力时，使所述继电器切断所述发动机的工作回路；

其中，所述第二预设压力大于所述第一预设压力。

在一种可能的设计中，所述余热回收装置还包括：与所述控制模块电性耦接的信号发送模块；

当所述余热回收主体内的水蒸汽压力超过所述第一预设压力或所述第二预设压力时，所述控制模块还用于通过所述信号发送模块发送报警信号。

在一种可能的设计中，所述信号发送模块为无线信号发送模块。

在一种可能的设计中，所述安全阀为机械式安全阀。

在一种可能的设计中，所述第一预设压力为0.35MPa～0.45MPa；

所述第二预设压力为0.75MPa～0.85MPa。

在一种可能的设计中，所述余热回收主体包括：外箱体、位于所述外箱体内的内箱体；

所述外箱体具有进液口与出液口，所述安全阀和所述压力传感器均设置在所述外箱体上；

所述内箱体具有进气口与排气口，所述进气口与排气口均伸出至所述外箱体的外部，且所述进气口与所述发动机的出口连通。

在一种可能的设计中，所述内箱体的进气口伸出至所述外箱体出液口的外部；

所述内箱体的排气口伸出至所述外箱体进液口的外部。

在一种可能的设计中，所述内箱体的内部沿气体流动方向依次设置有第一隔板、第二隔板和第三隔板，以使所述内箱体分隔成第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室；

所述余热回收主体还包括：第一管道、第二管道和第三管道；

所述第一管道连通于所述第一腔室与所述第四腔室之间；

所述第二管道、所述第三管道分别连通于所述第二腔室与所述第四腔室之间，且所述第三管道的一端口还与所述内箱体的排气口连通。

在一种可能的设计中，所述第一管道、所述第三管道和所述第二管道由下至上依次设置。

在一种可能的设计中，所述外箱体与所述内箱体的材质均为锅炉钢。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明实施例所提供的余热回收装置，在发生故障而导致余热回收主体内的水蒸汽压力位于第一预设压力与第二预设压力之间时，可利用安全阀对余热回收主体进行泄压，排放余热回收主体内的水蒸汽，避免余热回收主体发生***；在发生故障而导致余热回收主体内的压力超过第二预设压力时，通过控制模块与继电器的配合，可使发动机停止作业，避免余热回收主体内的温度继续升高，在加上安全阀的泄压，可有效防止余热回收主体因内部水蒸汽压力过大而发生***，大大节省了发动机余热回收的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的用于发动机的余热回收装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的继电器与发动机之间的等效电路示意图；

图3是本发明实施例提供的余热回收主体的结构示意图。

其中，附图中的各个标号说明如下：

1-余热回收主体；

11-外箱体，11a-进液口，11b-出液口；

12-内箱体，12a-进气口，12b-排气口，121-第一隔板，122-第二隔板，123-第三隔板，A-第一腔室，B-第二腔室，C-第三腔室，D-第四腔室；

2-安全阀；

3-压力传感器；

4-控制模块；

5-继电器；

51-开关，52-动触点，53-常闭触点，54-铁芯，55-线圈，56-衔铁，57-常开触点，58-弹簧；

6-信号发送模块；

71-第一管道，72-第二管道，73-第三管道；

M-发动机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种用于发动机的余热回收装置，如附图1所示，该余热回收装置包括：余热回收主体1，设置在余热回收主体1上的安全阀2、压力传感器3，与压力传感器3电性耦接的控制模块4，与控制模块4、发动机M电性耦接的继电器5；当余热回收主体1内的水蒸汽压力超过第一预设压力时，安全阀2处于打开状态，以排放余热回收主体1内的水蒸汽；压力传感器3用于获取余热回收主体1内的水蒸汽压力信息，将水蒸汽压力信息传递至控制模块4；控制模块4用于当余热回收主体1内的水蒸汽压力超过第二预设压力时，使继电器5切断发动机M的工作回路；其中，第二预设压力大于第一预设压力。

需要说明的是，本发明实施例所涉及的继电器5为转换型继电器，该继电器5的开关51与控制模块4电性耦接，控制模块4用于控制该开关51的开与合，继电器5的动触点52和常闭触点53分别与发动机M的接线端子电性耦接。其中，继电器5与发动机M之间的等效电路如附图2所示。当继电器5的开关51处于打开状态时，继电器5的动触点52与常闭触点53吸合，发动机M的工作回路处于导通状态。当继电器5的开关处于关闭状态时，带铁芯54的线圈55会输出对应的磁场，把衔铁56吸附住，动触点52便与常开触点57吸合，发动机M的工作回路被强行断开，发动机M便会停止作业。一旦继电器5的开关状态由闭合状态转换成打开状态，继电器5的衔铁56便在弹簧58复位力的作用下，使动触点52与常闭触点53吸合，此时，发动机M的工作回路再次处于导通状态。

下面就本发明实施例所提供的余热回收装置的工作原理进行描述：

在应用时，先将余热回收***安装在发动机M上，具体为，将余热回收主体1与发动机M的出口连通。

当余热回收主体1内的水蒸汽压力小于第一预设压力时，安全阀2处于关闭状态。此时，压力传感器3获取余热回收主体1内水蒸汽压力信息，将该水蒸汽压力信息传输至控制模块4，控制模块4根据该水蒸汽压力信息使继电器5的开关处于打开状态，继电器5的动触点52便与常闭触点53吸合，发动机M的工作回路处于导通状态，发动机M继续工作。

当余热回收主体1内的水蒸汽压力超过第一预设压力且未超过第二预设压力时，安全阀2处于打开状态，对余热回收主体1进行泄压，排放余热回收主体1内的水蒸汽。此时，压力传感器3获取余热回收主体1内水蒸汽压力信息，将该水蒸汽压力信息传输至控制模块4，控制模块4根据该压力信息使继电器5的开关51处于打开状态，继电器5的动触点52便与常闭触点53吸合，发动机M的工作回路处于导通状态，发动机M继续工作。

当余热回收主体1内的水蒸汽压力超过第二预设压力时，安全阀2处于打开状态，对余热回收主体1进行泄压。此时，压力传感器3获取余热回收主体1内的水蒸汽压力信息，将该水蒸汽压力信息传输至控制模块4，控制模块4根据该压力信息关闭继电器5的开关，继电器5的动触点52便与常开触点57吸合，发动机M的工作回路被强行断开，发动机M停止作业，避免余热回收主体1内的温度继续升高，在加上安全阀2的泄压，可有效防止余热回收主体1因内部水蒸汽压力过大而发生***，大大节约了成本。

可见，本发明实施例所提供的余热回收装置，在发生故障而导致余热回收主体1内的水蒸汽压力位于第一预设压力与第二预设压力之间时，可利用安全阀2对余热回收主体1进行泄压，排放余热回收主体1内的水蒸汽，避免余热回收主体1发生***；在发生故障而导致余热回收主体1内的压力超过第二预设压力时，通过控制模块4与继电器5的配合，可使发动机M停止作业，避免余热回收主体1内的温度继续升高，在加上安全阀2的泄压，可有效防止余热回收主体1因内部水蒸汽压力过大而发生***，大大节省了发动机M余热回收的成本。

本发明实施例中，该余热回收装置还包括：与控制模块4电性耦接的信号发送模块6；当余热回收主体1内的水蒸汽压力超过第一预设压力或第二预设压力时，控制模块4还用于通过信号发送模块6发送报警信号。

通过如上设置，当余热回收主体1内的水蒸汽压力超过第一预设压力或第二预设压力时，可利用信号发送模块6向终端(例如手机或电脑)发送报警信号，以及时提醒工作人员余热回收装置发生故障，可对余热回收装置进行及时维修。

其中，为了便于信号发送模块6向终端发送报警信号，本发明实施例中，信号发送模块6为无线信号发送模块。通过如此设置，可以不用在信号发送模块6与终端之间连接有信号输送电线。

本发明实施例中，安全阀2为机械式安全阀。通过如此设置，不仅可减少余热回收装置的制备成本，还利于安全阀2的安装。

作为一种示例，上述机械式安全阀可包括：阀体以及设置在阀体内的弹簧和阀芯；阀体上设置有第一端口、第二端口，且第一端口与第二端口之间配合形成气体通道，第一端口还与余热回收主体1连通；阀芯与弹簧连接，且当弹簧处于自然状态时，该阀芯封堵气体通道。

本发明实施例中，第一预设压力为0.35MPa～0.45MPa，举例来说，可以为0.35MPa、0.36MPa、0.37MPa、0.38MPa、0.39MPa、0.40MPa、0.41MPa、0.42MPa、0.43MPa、0.44MPa、0.45MPa等；第二预设压力为0.75MPa～0.85MPa，举例来说，可以为0.75MPa、0.76MPa、0.77MPa、0.78MPa、0.79MPa、0.80MPa、0.81MPa、0.82MPa、0.83MPa、0.84MPa、0.85MPa等。通过如此设置，可以能有效防止余热回收主体1因内部水蒸汽压力过大发生***，可延长余热回收主体1的使用寿命。

本发明实施例就余热回收主体1的结构给出一种示例，如附图3所示，该余热回收主体1包括：外箱体11、位于外箱体11内的内箱体12；外箱体11具有进液口11a与出液口11b，安全阀2和压力传感器3均设置在外箱体11上(参见附图1)；内箱体12具有进气口12a与排气口12b，进气口12a与排气口12b均伸出至外箱体11的外部，且进气口12a与发动机M的出口连通。

可以理解的是，外箱体11的进液口11a与循环水源连通。

通过如上设置，当发动机M内的高温气体(700℃～800℃)经发动机M的出口流入至余热回收主体1的内箱体12中时，与外箱体11中的冷凝水进行换热。加热后的冷凝水经外箱体11的出液口11b流入至下游设备，进行热循环利用。

其中，如附图3所示，内箱体12的进气口12a伸出至外箱体11出液口11b的外部；内箱体12的排气口12b伸出至外箱体11进液口11a的外部。通过如此设置，可以使外箱体11内的冷凝水流动方向与内箱体12内的气体流动方向相反，提高冷凝水与高温气体之间的换热效果。

上述内箱体12的进气口12a与外箱体11出液口11b之间以焊接的方式进行连接，内箱体12的排气口12b与外箱体11进液口11a之间以焊接的方式进行连接，这样可以可避免内箱体12的进气口12a与外箱体11出液口11b之间具有缝隙，以及内箱体12的排气口12b与外箱体11进液口11a之间具有缝隙，进而可以防止外箱体11内的冷凝水流出。

为了进一步地提高冷凝水与高温气体的换热效果，本发明实施例中，如附图3所示，内箱体12的内部沿气体流动方向依次设置有第一隔板121、第二隔板122和第三隔板123，以使内箱体12被分隔成第一腔室A、第二腔室B、第三腔室C和第四腔室D；余热回收主体1还包括：第一管道71、第二管道72和第三管道73；第一管道71连通于第一腔室A与第四腔室D之间；第二管道72、第三管道73分别连通于第二腔室B与第四腔室D之间，且第三管道73的一端口还与内箱体12的排气口12b连通。

通过如上设置，当发动机M内的高温气体(700℃～800℃)经发动机M的出口流出时，该高温气体先进入至内箱体12的第一腔室A中，并通过第一管道71流入至第四腔室D中。然后，该高温气体通过第二管道72流入至第二腔室B中，之后通过第三管道73从内箱体12的排气口12b流出。可见，通过这样设置第一管道71、第二管道72与第三管道73的分布位置，可以增大高温气体在内箱体12的流动时长，可与冷凝水进行充足的换热，进而可提高冷凝水与高温气体的换热效果。

其中，第一隔板121、第二隔板122与第三隔板123可分别通过焊接的方式设置在内箱体12中。

另外，第一管道71、第三管道73和第二管道72由下至上依次设置。通过如此设置，可以对内箱体12内的高温气体进行有效换热。

上述第一管道71的进气端通过焊接分方式设置在第一隔板121上，第一管道71的排气端通过焊接的方式设置在第三隔板123上。上述第二管道72的进气端通过焊接方式设置在第二隔板122上，第二管道72的排气端通过焊接的方式设置在第三隔板123上。上述第三管道73的进气端通过焊接方式设置在第二隔板122上，第三管道73的排气端通过焊接的方式分别设置在第三隔板123和内箱体12的排气口12b上

本发明实施例中，外箱体11和内箱体12均可设置成圆筒状。

另外，本发明实施例中，外箱体11与内箱体12的材质可均为锅炉钢，该类材质的外箱体11与内箱体12具有抗腐蚀性能强的特点。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的说明性实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于发动机的余热回收装置，所述余热回收装置包括：余热回收主体(1)，设置在所述余热回收主体(1)上的安全阀(2)，其特征在于，所述余热回收装置还包括：压力传感器(3)，与所述压力传感器(3)电性耦接的控制模块(4)，与所述控制模块(4)、所述发动机(M)电性耦接的继电器(5)；

当所述余热回收主体(1)内的水蒸汽压力超过第一预设压力时，所述安全阀(2)处于打开状态，以排放所述余热回收主体(1)内的水蒸汽；

所述压力传感器(3)用于获取所述余热回收主体(1)内的水蒸汽压力信息，将所述水蒸汽压力信息传递至所述控制模块(4)；

所述控制模块(4)用于当所述余热回收主体(1)内的水蒸汽压力超过第二预设压力时，使所述继电器(5)切断所述发动机(M)的工作回路；

其中，所述第二预设压力大于所述第一预设压力。

2.根据权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，所述余热回收装置还包括：与所述控制模块(4)电性耦接的信号发送模块(6)；

当所述余热回收主体(1)内的水蒸汽压力超过所述第一预设压力或所述第二预设压力时，所述控制模块(4)还用于通过所述信号发送模块(6)发送报警信号。

3.根据权利要求2所述的余热回收装置，其特征在于，所述信号发送模块(6)为无线信号发送模块。

4.根据权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，所述安全阀(2)为机械式安全阀。

5.根据权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，所述第一预设压力为0.35MPa～0.45MPa；

所述第二预设压力为0.75MPa～0.85MPa。

6.根据权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，所述余热回收主体(1)包括：外箱体(11)、位于所述外箱体(11)内的内箱体(12)；

所述外箱体(11)具有进液口(11a)与出液口(11b)，所述安全阀(2)和所述压力传感器(3)均设置在所述外箱体(11)上；

所述内箱体(12)具有进气口(12a)与排气口(12b)，所述进气口(12a)与排气口(12b)均伸出至所述外箱体(11)的外部，且所述进气口(12a)与所述发动机(M)的出口连通。

7.根据权利要求6所述的余热回收装置，其特征在于，所述内箱体(12)的进气口(12a)伸出至所述外箱体(11)出液口(11b)的外部；

所述内箱体(12)的排气口(12b)伸出至所述外箱体(11)进液口(11a)的外部。

8.根据权利要求6所述的余热回收装置，其特征在于，所述内箱体(12)的内部沿气体流动方向依次设置有第一隔板(121)、第二隔板(122)和第三隔板(123)，以使所述内箱体(12)被分隔成第一腔室(A)、第二腔室(B)、第三腔室(C)和第四腔室(D)；

所述余热回收主体(1)还包括：第一管道(71)、第二管道(72)和第三管道(73)；

所述第一管道(71)连通于所述第一腔室(A)与所述第四腔室(D)之间；

所述第二管道(72)、所述第三管道(73)分别连通于所述第二腔室(B)与所述第四腔室(D)之间，且所述第三管道(73)的一端口还与所述内箱体(12)的排气口(12b)连通。

9.根据权利要求8所述的余热回收装置，其特征在于，所述第一管道(71)、所述第三管道(73))和所述第二管道(72)由下至上依次设置。

10.根据权利要求6～9任一项所述的余热回收装置，其特征在于，所述外箱体(11)与所述内箱体(12)的材质均为锅炉钢。

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