[其他]增压船用柴油机

说明书

本发明涉及增压船用柴油机。

至少具有一个废气涡轮增压器和一个跟增压涡轮机并联的单独经济涡轮机，用它传递功率;

至少具有一台增压的辅助柴油机，它驱动一台同步电动机，向船舶电力系统供电;

经济涡轮机跟辅助的柴油机-发电机组的自由轴端相连接。

在各种船用柴油机中，经济涡轮机被用来在船上发电是众知的。

因此，譬如说，一台发电机能够和高速经济涡轮机的减速传动装置直接连接。这类装置具有这样的优点，即它可被容纳在船舶柴油机舱的可用自由空间内的某处，只要气道不是太长。这种解决方案的缺点是需要复杂的发动机电子设备，通过它们，涡轮机-发电机组可被调节到某一特定转速。该类控制装置价值数倍于涡轮机价格的事实，使它们从有限的选择中排除在外。采用异步发电机，这是如今最显而易见的解决方案，同样也被拒绝考虑，因为在船舶装置中，和固定式装置相比（其中相当大量的电力系统使涡轮机-发电机组保持恒速），船舶电力系统总的输出大约处于经济涡轮机输出的数量级，因此船舶电力系统不可能使经济涡轮机-异步发电机组的转速保持不变。

同步发电机和经济涡轮机连接、通过废气中阀门装置来调节的其它转速控制方法不再实用。具体地说，问题尤其在于在燃用重油的装置的废气流中的昂贵的可控阀装置，同样还有长排气管道中的动力过程，该过程可能很难监测。

利用经济涡轮机来发电的另一种可能性是自身驱动一转速控制发电机的船用柴油机，这时，经济涡轮机可以连接到该发电机的自由轴端上。然而，由于转速控制器价格昂贵，许多船用发动机未装单独的发电机。通常，采取措施使经济涡轮机的输出通过同样昂贵的传动装置传递到主发动机的曲轴上。

开始时提到的那种增压船用柴油机，即其中经济涡轮机连接到辅助柴油机-发电机组的自由轴端，在杂志“HANSASchiffahrt-Schiffbau-Hafen”第122年-1985年第22期，2304-2310页上作了描述。这一解决方案表示一个完全的整体装置，其优点是功率要求能以最简单的方式来满足，价格不贵而且可靠，可以无须所有上述的各种辅助发电机、传动和控制装置。

然而，如果涡轮增压柴油机以低负荷工作时，发动机两侧的压力差，即排气岐管和进气储气管之间的压力差是很小的。有时甚至可能出现负值。这是因为往复式发动机可以有某一气阀重叠度，即在这个相位里进气阀和排气阀同时打开，当发动机两侧出现负压差时，燃烧气体可能回流到进气道内。进气口由此可能产生严重的沾污，尤其是在用重油操作的情况下，此时燃烧气体含着许多颗粒夹渣。

本发明的目的，是在开始提到的那种船舶装置中，在发动机降到最低负荷时，辅助柴油机两侧的压力差始终是正值。

按照本发明，将船用柴油机的小部分废气馈送到处于辅助柴油机的增压涡轮机进气侧的排气系统中，这是可以达到的。

在附图中，图示了本发明的典型实施方案，其中工质的流向用箭头表示。

一个相当简化了的船舶装置表示出一多缸船用柴油机，以下称之为主柴油机2，其中各种构件对本发明并非重要，譬如说，诸如船体之类的构件已被省略，固定浆距的螺旋浆4是经轴3直接驱动的。增压发动机从进气储气管5接受压缩空气，在储气管中，空气是由废气涡轮增压器的压气机6输送的。压气机是受增压涡轮机7驱动的，涡轮机由来自主柴油机2的排气岐管8的废气提供能量。废气膨胀后经排气管9和烟囱排入大气。

驱动同步发电机11的多缸辅助柴油机10是用来为船舶供电的。出于这一目的，辅助柴油机的转速被调节到，譬如说1200转/分。该辅助柴油机同样是由废气涡轮增压器增压的。它从储气管18接受压缩空气，而压缩空气是由涡轮增压器的压气机20输送到储气管18的。压气机20和增压涡轮机19耦合，而涡轮机是由来自排气管17的废气驱动的。废气在释放能量后被排出。

来自主柴油机2的剩余废气能量被馈送到经济涡轮机12。该经济涡轮机和增压涡轮机7成并联的流体联接，也就是说，它同样由来自排气岐管8的热废气提供能量。

如同辅助柴油机10一样，经济涡轮机12也是被用来发电的。出于这一目的，它连接在辅助柴油机一同步发电机功能组的自由轴端。在本例中，它是经活轮联轴器13连接于发电机侧。当然，它也能容易地连接于发动机侧。