PL169947B1 - Urzadzenie stacjonarne z co najmniej jednym silnikiem spalinowym tlokowymi turbozespolem doladowujacym PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie stacjonarne z co najmniej jednym silnikiem spalinowym tlokowym i tur- bozespolem doladowujacym, przy czym silnik spalinowy posiada kilka cylindrów, do których górnych konców jest podlaczony kolektor wy- dechowy a turbozespól doladowujacy jest zlozony ze sprezarki i turbiny gazowej, która po stronie wejsciowej jest polaczona z kolektorem wydechowym, natomiast po stronie wyjsciowej z przewodem odprowadzajacym gazy spalinowe oraz z chlodnica powietrza doladowujacego, umieszczona w przewodzie laczacym dla powietrza dola- dowujacego, miedzy sprezarka a dolnym koncem cylindrów, znamienne tym, ze turbozespól dola- dowujacy (11) jest umieszczony oddzielnie od silnika spalinowego tlokowego (2), obok niego, ponizej dol- nego konca cylindrów (6) i wraz z przewodem (14) odprowadzajacym gazy spalinowe z króccem (13) jest wsparty na fundamencie (1 , 1’) dla turbozespolu doladowujacego (11) i ze chlodnica (18) powietrza doladowujacego jest umieszczona ponizej tur- bozespolu doladowujacego (11). Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie stacjonarne z co najmniej jednym silnikiem spalinowym tłokowym i turbozespołem doładowującym, przy czym silnik spalinowy posiada kilka cylindrów, do których jest podłączony kolektor wydechowy a turbozespół doładowujący złożony jest ze sprężarki i turbiny gazowej, która po stronie wejściowej jest połączona z kolektorem wydechowym a po stronie wyjściowej z przewodem gazów spalinowych i z chłodnicąpowietrza doładowującego, która jest umieszczona w przewodzie łączącym dla powietrza doładowującego, między sprężarką a dolnym końcem cylindrów. W stancjonarnych urządzeniach energetycznych silniki spalinowe służą do napędu prądnic elektrycznych.

W stacjonarnych urządzeniach z turbodoładowywaniem wykorzystywano dotąd dwusuwowe silniki spalinowe Diesla z turbodoładowywaniem, które znane są z napędów okrętowych, przy czym turbozespół doładowujący i przynależna chłodnica powietrza doładowującego są umieszczone na wysokości cylindrów i są zamocowane bezpośrednio na korpusie silnika spalinowego. Kolektor wydechowy znajduje się przy tym poniżej, aprzewód gazów spalinowych powyżej turbozespołu doładowującego. Przewód gazów spalinowych znajduje się bardzo wysoko względem cylindrów i wystaje nad silnikiem spalinowym. Wykorzystując takie silniki spalinowe w stacjonarnych urządzeniach trzeba zapewnić stosunkowo dużą wysokość hali

169 947 mieszczącej silnik spalinęwy, zwłaszcza że silnik spalinowy wraz z układem turbodoładowywapia musi być przemieszczany za pomocą żurawia.

W wyniku zamocowania elementów składowych układu turbodoładowywania, mianowicie kolektora wydechowego, turbosprężarki doładowującej, przewodu gazów spalinowych, odbieralnika powietrza doładowującego i chłodnicy tego powietrza na korpusie silnika spalinowego, wywierany jest niekorzystny wpływ na charakterystykę drgań tego silnika, ponieważ wymienione elementy składowe są bardzo ciężkie i jednocześnie są częściowo umieszczone na wysięgnikach.

U podstaw wynalazku leży zadanie takiej zmiany stacjonarnego urządzenia określonego wyżej rodzaju, żeby obniżyć nakłady konstrukcyjne i poprawić charakterystykę drgań. Zadanie to rozwiązuje się według wynalazku dzięki temu, że turbozespół doładowujący jest umieszczony oddzielnie od silnika spalinowego tłokowego obok niego, poniżej dolnego końca cylindrów, i wraz z przewodem odprowadzającym gazów spalinowych z króćcem jest wsparty na fundamencie dla tego turbozespołu, i że chłodnica powietrza doładowującego jest umieszczona poniżej turbozespołu doładowującego.

Korzystnie, turbozespół doładowujący i przewód odprowadzający gazy spalinowe mają konstrukcję wsporczą i podest, za pomocą których są wsparte na fundamencie dla turbozespołu doładowującego.

Zgodnie z wynalazkiem sam turbozespół doładowujący jest zamocowany na fundamencie dla turbozespołu doładowującego a przewód odprowadzający gazy spalinowe jest wsparty na tym fundamencie za pomocą podpór ukośnych.

Zgodnie z dalszą cechą wynalazku silnik spalinowy tłokowy ma podstawę, w której ułożyskowąny jest wał korbowy i za pomocą której silnik jest zamocowany na fundamencie, a fundament dla turbozespołu doładowującego znajduje się na wysokości gómej krawędzi tej podstawy, odpowiadającej wysokości podłogi hali.

Chłodnica powietrza doładowującego jest umieszczona w komorze pod fundamentem dla turbozespołu doładowującego.

Dzięki oddzieleniu od silnika spalinowego turbozespołu doładowującego, chłodnicy powietrza doładowującego i przewodu odprowadzającego gazy spalinowe oraz ustawieniu ich na znacznie niższym poziomie niż w napędach okrętowych można zmniejszyć wysokość budowlaną hali mieszczącej ten agregat Poza tym turbozespół doładowujący, chłodnica powietrza i przewód odprowadzający spalin nie są zamocowane na korpusie silnika spalinowego, co znacznie poprawia charakterystykę drgań tego silnika. Dzięki niskiemu usytuowaniu turbozespołu doładowującego uzyskuje się lepszy dostęp do niego. Korpus silnika nie musi już spełniać funkcji wspornika dla turbozespołu i przewodu odprowadzającego gazy spalinowe a więc pozwala to uprościć konstrukcję silnika spalinowego. Poza tym łatwiej niz dotąd można przeprowadzać okresowe czyszczenie chłodnicy powietrza doładowującego.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie stacjonarne z silnikiem spalinowym tłokowym z turbozespołem doładowującym w ujęciu schematycznym i w widoku z przodu, fig. 2 - urządzenie stacjonarne z silnikiem spalinowym tłokowym i z odmiennym w porównaniu do fig. 1 turbozespołem doładpwującym w ujęciu schematycznym i w widoku z przodu.

Według fig. 1 silnik spalinowy tłokowy 2 działający na zasadzie dwusuwowego silnika wysokoprężnego spoczywa na szynach fundamentowych 3 osadzonych na fundamencie 1 z betonu, któiy jednocześnie stanowi podłogę hali stacjonarnego urządzenia energetycznego. Silnik spalinowy 2 typu wodzikowego ma podstawę 4, w której ułożyskowąny jest nie przedstawiony tu bliżej wał korbowy, i na której ustawiony jest korpus 5 silnika, w którego górnym segmencie 5’ zamocowanych jest w znany sposób kilka umieszczonych szeregowo cylindrów 6 o osiach pionowych. W górnym końcu każdego cylindra 6 znajduje się pokrywa cylindrową 6’, w której środku umieszczony jest nie pokazany na rysunku zawór wylotowy gazów oraz podłączony jest króciec wydechowy 7 w postaci kolanka zagiętego pod kątem 90°C. Króciec 7 wchodzi stycznie do wspólnego, cylindrycznego kolektora wydechowego 8 umieszczonego poziomo i równolegle do rzędu cylindrów 6. Przekrój kolektora 8 leży w zasadzie poniżej ujścia króćca

169 947 wydechowego 7. Kolektor wydechowy 8 podparty jest wspornikiem 30 odchodzącym od górnego segmentu 5’ korpusu. Poniżej kolektora 8 na wysokości dolnego końca cylindra 6 znajduje się przewód odbiorczy 9 powietrza doładowującego, który w przypadku każdego cylindra jest połączony króćcem rurowym 10 z górnym segmentem 5’. W swojej dolnej strefie cylindry 6 są wyposażone w nie pokazane na rysunku szczeliny wlotowe powietrza doładowującego pochodzącego z przewodu odbiorczego 9. Silnik spalinowy ma więc przepłukiwanie wzdłużne.

Zgodnie z wynalazkiem poniżej dolnego końca cylindrów 6 znajduje się składający się z turbiny gazowej i sprężarki turbozespół doładowujący 11, którego budowa jest ogólnie znana, i którego korpus wlotowy turbiny gazowej pokazano na fig. 1. Korpus wlotowy turbozespołu 11 jest połączony przewodem wydechowym 12 z kolektorem wydechowym 8. Korpus wylotowy turbiny gazowej jest połączony z przewodem 14 odprowadzającym gazy spalinowe poprzez króciec odprowadzający 13, który w przykładzie wykonania ukształtowanyjestjako kompensor. Przewód 14 prowadzi do atmosfery przez nie pokazany na rysunku kocioł gazów spalinowych. Do podparcia turbozespołu 11 i przewodu 14 odprowadzającego gazy spalinowe wykonana jest np. z kształtowników stalowych konstrukcja wsporcza 15, która umocowanajest na fundamencie lub podłodze hali obok silnika spalinowego 2. Celem osadzenia turbozespołu doładowującego 11 konstrukcja wsporcza 15 ma podest 15 ’, na którym został zamocowany turbozespół za pomocą podpór 16.

Poniżej turbozespołu doładowującego 11 na podeście 15’, umieszczona jest chłodnica powietrza doładowującego 18, która zamocowana jest na oddzielnym rusztowaniu wsporczym 19,którejesttakże zamocowane na fundamencie 1.Nie pokazanana fig. 1 sprężarka turbozespołu doładowującego 11 zasysa powietrze z otoczenia i tłoczy je po podwyższeniu ciśnienia przez dyfuzor 17 do umieszczonego pod turbozespołem 11 powietrznego kanału wlotowego 31, który jest połączony z wlotem chłodnicy 18 powietrza doładowującego. Kanał wylotowy 20 chłodnicy 18 powietrza doładowującego jest połączony przewodem 21 powietrza doładowującego z przewodem odbiorczym 9 powietrza doładowującego.

Zależnie od liczby cylindrów 6 w rzędzie, na długości silnika spalinowego 2 mogą być rozmieszczone dwa lub więcej turbozespołów 11.

Opisany układ turbodoładowywania, składający się z turbozespołu lub zespołów doładowujących 11, przewodu odprowadzającego gazy spalinowe 14 i chłodnicy 18 powietrza doładowującego, jest wsparty oddzielnie na fundamencie 1 przed silnikiem spalinowym 2 oraz jest połączony z tym silnikiem przewodem wydechowym 12 i przewodem 21 powietrza doładowującego. Układ ten nadaje się w szczególności do zamontowania w istniejących stacjonarnych instalacjach energetycznych, gdzie nie ma możliwości umieszczenia chłodnicy powietrza doładowującego poniżej fundamentu silnika.

W przykładzie wykonania według fig. 2 silnik spalinowy tłokowy 2, który w zasadzie jest zbudowany tak samo jak ten na fig. 1, jest opisany na fundamencie 1, przy czym jednak podłoga hali jest na wyższym poziomie niż szyny fundamentowe 3, a mianowicie w przybliżeniu na wysokości krawędzi górnej podstawy 4 silnika. Rozmieszczenie króćców wydechowych 7 i kolektora wydechowego 8 jest identyczne jak na fig 1. Turbozespół doładowujący 11 jest połączony przewodem wydechowym 12 z kolektorem wydechowym 8, ale jest zamocowany obok silnika spalinowego 2 na podporach 16 wprost na podłodze hali stanowiącej fundament 1 ’ dla turbozespołu. Do wsparcia przewodu 14 odprowadzającego gazy spalinowe zastosowano kilka rozmieszczonych na jego długości podpór ukośnych 22, z których tylko jedną widać na fig. 2, i które są również zamocowane na podłodze hali.

W fundamencie 1 ’ przewidziano pod podłogą hai’ pokazaną na fig . 2 na prawo od silnika komorę 25 na chłodnicę 18 powietrza doładowującego. Dyfuzor 17 sprężarki przechodzi przez podłogę w dół do kanału wlotowego 31 chłodnicy 18 powietrza doładowującego, której kanał wylotowy 20 jest połączony przewodem 21 z odbieralnikiem 9 powietrza doładowującego. Do podparcia chłodnicy 18 powietrza doładowującego - podobnie jak w przykładzie wykonania

169 947 według fig. 1 - przewidziano rusztowanie wsporcze 19’, które jest zamocowane na podłodze komory 25.

W przykładzie wykonania według fig 2 układ turbodoładowywania składa się więc znów z turbozespołu 11 i przewodu 14 odprowadzającego gazy spalinowe, a także z umieszczonej poniżej zespołu doładowującego chłodnicy 18 powietrza doładowującego i jest umieszczony oddzielnie z boku silnika spalinowego 2.

W przypadku zastosowania kilku turbozespołów doładowujących do każdego z nich przynależy chłodnica powietrza doładowującego.

Fig.2

169 947

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie stacjonarne z co najmniej jednym silnikiem spalinowym tłokowym i turbozespołem doładowującym, przy czym silnik spalinowy posiada kilka cylindrów, do których górnych końców jest podłączony kolektor wydechowy a turbozespół doładowujący jest złożony ze sprężarki i turbiny gazowej, która po stronie wejściowej jest połączona z kolektorem wydechowym, natomiast po stronie wyjściowej z przewodem odprowadzającym gazy spalinowe oraz z chłodnicąpowietrza doładowującego, umieszczonąw przewodzie łączącym dla powietrza doładowującego, między sprężarką a dolnym końcem cylindrów, znamienne tym, że turbozespół doładowujący (11) jest umieszczony oddzielnie od silnika spalinowego tłokowego (2), obok niego, poniżej dolnego końca cylindrów (6) i wraz z przewodem (14) odprowadzającym gazy spalinowe z króćcem (13)jest wsparty na fundamencie (11’) dla turbozespołu doładowującego (11) i że chłodnica (18) powietrza doładowującego jest umieszczona poniżej turbozespołu doładowującego (11).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że turbozespół doładowujący (11) i przewód (14) odprowadzający gazy spalinowe z króćcem (13) maja konstrukcję wsporczą (15,19) i podest (15’), za pomocą których są wsparte na fundamencie (1) dla turbozespołu doładowującego (11).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sam turbozespół doładowujący (11) jest zamocowany na fundamencie (1 ’) dla turbozespołu doładowującego, a przewód (14) odprowadzający gazy spalinowe jest wsparty na tym fundamencie za pomocą podpór ukośnych (22).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że silnik spalinowy tłokowy (2) ma podstawę (4), w której ułożyskowany jest wał korbowy i za pomocą której jest zamocowany na fundamencie silnik spalinowy tłokowy (2) i że fundament (1’) dla turbozespołu doładowującego znajduje się na wysokości górnej krawędzi podstawy (4), odpowiadającej wysokości podłogi hali.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienny tym, że chłodnica (18) powietrza doładowującego jest umieszczona w komorze (25) pod fundamentem (1’) dla turbozespołu doładowującego (11).