本公開(kāi)一般涉及氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元及其總成。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，天然氣的開(kāi)發(fā)利用能夠優(yōu)化中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，有效減輕石油消耗的壓力。有效解決能源供應(yīng)安全、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙重問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

傳統(tǒng)船舶動(dòng)力工業(yè)是一個(gè)對(duì)石油資源嚴(yán)重依賴(lài)的行業(yè)。船舶動(dòng)力提高利用天然氣資源的力度，對(duì)保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有戰(zhàn)略意義。國(guó)外技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用實(shí)踐表明，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)以其技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)性好、減排效果等優(yōu)點(diǎn)正逐漸成為替代船舶柴油機(jī)動(dòng)力的首選，預(yù)計(jì)船用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量會(huì)呈逐年較快增長(zhǎng)趨勢(shì)。

燃?xì)忾y件單元(Gas valve unit，以下簡(jiǎn)稱(chēng)GVU)，作為天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵配套設(shè)備，位于LNG(液化天然氣，liquefied natural gas)氣化器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的燃?xì)夤苈飞?，?duì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鈮毫M(jìn)行調(diào)節(jié)控制，向發(fā)動(dòng)機(jī)提供符合使用要求的天然氣。

目前，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠針對(duì)GVU的研究及投入相對(duì)較少，以致國(guó)產(chǎn)GVU無(wú)論在結(jié)構(gòu)方面，還是功能方面較國(guó)外同等產(chǎn)品有著很大的技術(shù)差距。國(guó)產(chǎn)GVU一般均采取內(nèi)部閥件串接，以長(zhǎng)方體箱體環(huán)圍的結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示。該型GVU結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能單一，環(huán)圍殼體為方形結(jié)構(gòu)，存在尖角，不能承載較大壓力。國(guó)外，如瓦錫蘭氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)所配GVU，采用前圓后方的環(huán)圍結(jié)構(gòu)，并配以本地控制箱及電磁閥箱，如圖2所示。GVU整體布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊，環(huán)圍內(nèi)閥件集成度高，但該GVU只配備瓦錫蘭本品牌氣體機(jī)。

因此，研究并設(shè)計(jì)一款國(guó)產(chǎn)新型氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)配套用GVU，提高天然氣安全供應(yīng)水平，具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元及其總成。

第一方面，提供一種氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)容腔，所述殼體包括圓柱形主體，所述圓柱形主體兩端連接有蓋體，所述蓋體為圓弧面，所述蓋體向遠(yuǎn)離容腔的一側(cè)凸起，

所述殼體上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述出氣口設(shè)置在所述殼體同側(cè)或者所述殼體異側(cè)。

第二方面，提供一種氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元的總成，所述氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元設(shè)置在公共底座上，所述公共底座上安裝有支撐掛架，所述支撐掛架上安裝有氣體分析箱、本地控制箱和氣源控制箱。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)在氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元?dú)んw上設(shè)置上下出氣口，可以結(jié)合實(shí)際船體的情況，選擇燃?xì)獬隹谛问?，便于布置安裝，并且殼體采用類(lèi)似壓力容器的圓筒型結(jié)構(gòu)，承壓能力強(qiáng)，滿(mǎn)足安全使用需求。進(jìn)一步的，通過(guò)將氣體分析箱、本地控制箱和氣源控制箱等等安裝在公共底座上，便于閥件單元總成的安裝以及各個(gè)控制箱對(duì)氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元內(nèi)燃?xì)馇闆r的控制。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)GVU結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)瓦錫蘭氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)GVU；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中GVU原理圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中GVU同側(cè)進(jìn)氣出氣結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的左視圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中GVU異側(cè)進(jìn)氣出氣結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6左視圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中GVU總成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)實(shí)用新型，而非對(duì)該實(shí)用新型的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實(shí)用新型相關(guān)的部分。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。

請(qǐng)參考圖3至圖8，本實(shí)施例提供一種氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元，包括殼體1，所述殼體1內(nèi)設(shè)容腔，所述殼體1包括圓柱形主體，所述圓柱形主體兩端連接有蓋體，所述蓋體為圓弧面，所述蓋體向遠(yuǎn)離容腔的一側(cè)凸起，

所述殼體上設(shè)有進(jìn)氣口A1和出氣口B1，所述進(jìn)氣口A1與所述出氣口B1設(shè)置在所述殼體1同側(cè)或者所述殼體異側(cè)。

本實(shí)用新型實(shí)施例中氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元的殼體為圓筒型結(jié)構(gòu)，采用類(lèi)壓力容器設(shè)計(jì)，承壓能力強(qiáng)，滿(mǎn)足安全使用的需求；并且在殼體上下兩端分別設(shè)置出氣口，采用上下雙出氣的結(jié)構(gòu)形式，可以結(jié)合實(shí)際船體的情況，選擇燃?xì)獬隹谛问?，便于布置安裝；殼體上開(kāi)設(shè)的用于進(jìn)氣和出氣的管口上預(yù)置有管道，采用法蘭與外圍系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步的，所述殼體側(cè)面設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣口和燃?xì)馀趴湛冢龀鰵饪?、進(jìn)氣口、氮?dú)膺M(jìn)氣口和燃?xì)馀趴湛诜謩e預(yù)置管道。殼體內(nèi)部連接有燃?xì)忾y件，安裝在殼體內(nèi)部的燃?xì)忾y件與外部殼體上的預(yù)置管道可拆卸連接，出現(xiàn)故障時(shí)，可以直接將內(nèi)部的燃?xì)忾y件拆卸下來(lái)進(jìn)行維修工作。

進(jìn)一步的，所述殼體包括沿圓筒軸向?qū)显O(shè)置的第一殼體和第二殼體，所述第一殼體與所述第二殼體之間通過(guò)法蘭固定連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例中燃?xì)忾y件單元的殼體包括對(duì)合設(shè)置的第一殼體和第二殼體，兩部分殼體通過(guò)法蘭固定連接，殼體之間的法蘭采用0圈密封，滿(mǎn)足安全使用的需求。殼體中間為圓柱面結(jié)構(gòu)，上下兩端分別為圓弧形結(jié)構(gòu)，其中，第一殼體中間圓柱面結(jié)構(gòu)為可拆卸結(jié)構(gòu)，上面設(shè)有固定片，固定片向上折疊固定第一殼體上端圓弧形結(jié)構(gòu)和中間圓柱面，第一殼體中間圓柱面可打開(kāi)，可對(duì)內(nèi)部閥件進(jìn)行檢修，使得故障發(fā)生時(shí)，對(duì)燃?xì)忾y件單元的檢查和修理更加清楚。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣口A1與所述出氣口B1之間通過(guò)管道順次連接有阻火器R01、燃?xì)膺^(guò)濾閥B01、手動(dòng)球閥V01、第一氣動(dòng)球閥V03、第二氣動(dòng)球閥V05和氣動(dòng)調(diào)壓閥V06。

燃?xì)饨?jīng)進(jìn)氣口進(jìn)氣，首先通過(guò)阻火器用以阻止天然氣的火焰蔓延和防止發(fā)動(dòng)機(jī)回火而引發(fā)爆炸，其中本實(shí)施例中采用管道防爆波紋阻火器，使得該單元更加的安全；隨后通過(guò)燃?xì)膺^(guò)濾閥進(jìn)行過(guò)濾，提供滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)要求的過(guò)濾精度的燃?xì)?，并且在阻火器和燃?xì)膺^(guò)濾器之間的管路上連接壓力變送器PT01、溫度變送器TT01和壓力表P01，最后氣動(dòng)調(diào)壓閥和出氣口之間連接壓力變送器PT03，通過(guò)壓力變送器PT01和PT02采集的壓力值計(jì)算壓差，通過(guò)壓差對(duì)燃?xì)膺^(guò)濾閥進(jìn)行監(jiān)測(cè)，氣動(dòng)調(diào)壓閥為帶定位器的氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥，是氣動(dòng)單元組合儀表中的執(zhí)行單元，配用的定位器(電-氣轉(zhuǎn)換裝置)能接受來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的信號(hào)，直接改變被調(diào)介質(zhì)(天然氣)的壓力及流量，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤鈮毫Φ淖詣?dòng)調(diào)節(jié)功能。

本實(shí)用新型實(shí)施例中的外殼上設(shè)有兩個(gè)出氣口，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇使用與進(jìn)氣口同側(cè)的或者異側(cè)的出氣口，如圖4和圖5為進(jìn)氣口A1和出氣口B1位于同一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6和圖7為進(jìn)氣口A1和出氣口B1位于異側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖，通過(guò)管路將氣動(dòng)調(diào)壓閥與相應(yīng)的出氣口連接起來(lái)即可，不使用的出氣口上安裝法蘭進(jìn)行封閉，便于本實(shí)用新型中氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元的布置和安裝。

進(jìn)一步的，所述手動(dòng)球閥V01和第一氣動(dòng)球閥V03之間的管路連接至第三氣動(dòng)球閥V02一端，所述第一氣動(dòng)球閥V03和所述第二氣動(dòng)球閥V05之間的管路連接至第四氣動(dòng)球閥V04一端，所述第三氣動(dòng)球閥V02另一端和所述第四氣動(dòng)球閥V04另一端連接至燃?xì)馀趴湛贒1。

在燃?xì)忾y件單元停止工作后需要將管路中的燃?xì)馀趴毡ＷC安全，因此需要通過(guò)在第三氣動(dòng)球閥V02另一端和所述第四氣動(dòng)球閥V04另一端設(shè)置燃?xì)馀趴湛贒1將管道內(nèi)的燃?xì)馀懦觯?dāng)燃?xì)忾y件單元停止工作，第一氣動(dòng)球閥V03和第二氣動(dòng)球閥V05關(guān)閉，第三氣動(dòng)球閥V02和第四氣動(dòng)球閥V04打開(kāi)，燃?xì)庖驗(yàn)樽陨磔^輕通過(guò)第三氣動(dòng)球閥V02和第四氣動(dòng)球閥V04經(jīng)燃?xì)馀趴湛贒1排出，管路內(nèi)的燃?xì)庑纬啥搪?，發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)整條管路起火或者爆炸的情況；該燃?xì)馀趴湛贒1還可作為氮?dú)獬隹?，作為?duì)GVU上游燃?xì)夤苈愤M(jìn)行氮?dú)獯祾叩某隹凇?/p>

進(jìn)一步的，包括第五氣動(dòng)球閥V07，所述第五氣動(dòng)球閥V07一端連接至所述第二氣動(dòng)球閥V05與所述氣動(dòng)調(diào)壓閥V06之間的管路上，另一端連接至氮?dú)膺M(jìn)氣口B2。氮?dú)饨?jīng)過(guò)氮?dú)膺M(jìn)氣口B2和第五氣動(dòng)球閥V07實(shí)現(xiàn)對(duì)GVU下游管路的吹掃，該GVU下游管路即為GVU至主機(jī)的管路。

同時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例中的第一氣動(dòng)球閥V03和第四氣動(dòng)球閥V04可以合并做成一個(gè)三通的氣動(dòng)球閥，使得燃?xì)忾y件單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，減小了整體閥件的體積，在生產(chǎn)、使用等各方面都有較大的優(yōu)勢(shì)，或者將第四氣動(dòng)球閥V04和第二氣動(dòng)球閥V05做成三通的氣動(dòng)球閥，同樣能夠達(dá)到上述的目的。

進(jìn)一步的，所述氮?dú)膺M(jìn)氣口B2與所述燃?xì)馀趴湛贒1之間安裝有延伸手柄2，所述延伸手柄2連接至手動(dòng)球閥。手動(dòng)球閥配置延伸手柄，手柄置于殼體外，緊急情況下，在GVU殼體外手動(dòng)切斷燃?xì)夤?yīng)，保證供氣的安全。

如圖8所示，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種包括氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元的總成，所述氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元3設(shè)置在公共底座上4，所述公共底座4上安裝有支撐掛架5，所述支撐掛架5上安裝有氣體分析箱6、本地控制箱7和氣源控制箱8。

根據(jù)船舶布置的需求，氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元的總成可以設(shè)計(jì)為臥式或者立式兩種結(jié)構(gòu)，圖8所示的為立式結(jié)構(gòu)的總成，通過(guò)設(shè)置公共底座，將氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元、氣體分析箱、本地控制箱和氣源控制箱都設(shè)置在公共底座上，形成撬裝模塊，便于對(duì)燃?xì)忾y件單元總成的整體吊裝，使得安裝更加便利。其中，氣體分析箱采用抽吸采集方式分析GVU殼體內(nèi)是否有燃?xì)庑孤瑲怏w分析箱內(nèi)的抽吸氣體的泵功率較小，因此設(shè)計(jì)圖8所示的總成，氣體分析箱靠近殼體放置，保證了整個(gè)總成的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元內(nèi)的第一氣動(dòng)球閥V03、第二氣動(dòng)球閥V05、第三氣動(dòng)球閥V02、第四氣動(dòng)球閥V04和第五氣動(dòng)球閥V07的執(zhí)行器還分別連接至所述氣源控制箱內(nèi)的電磁閥，通過(guò)電磁閥連接至空氣進(jìn)氣口X1；

氣動(dòng)調(diào)壓閥的執(zhí)行器直接連接至空氣進(jìn)氣口。

進(jìn)一步的，所述電磁閥與所述空氣進(jìn)氣口之間還連接有穩(wěn)壓罐ST01、減壓閥V08和過(guò)濾器B02。

GVU內(nèi)的多個(gè)氣動(dòng)球閥分別需要使用壓縮空氣，因此通過(guò)氣源控制箱將控制閥箱內(nèi)的各氣動(dòng)球閥用的壓縮空氣的電磁閥集中設(shè)置，另外還包括手動(dòng)截止閥、過(guò)濾器、帶表調(diào)壓閥、壓縮空氣緩沖罐等，過(guò)濾器應(yīng)有自動(dòng)排水功能，集中實(shí)現(xiàn)氣源控制箱的功能。

安裝在總成上的本地控制控制箱內(nèi)主要設(shè)置有五部分，電源模塊、主控單元、顯示單元和隔離模塊，外圍器件。電源模塊為整個(gè)控制系統(tǒng)提供電源；主控單元主要功能為控制各個(gè)電磁閥的開(kāi)關(guān)、調(diào)壓閥調(diào)節(jié)、各路傳感器的采集分析、燃?xì)庑孤y(cè)試以及GVU單元的排氣通風(fēng)控制；顯示單元用于顯示GVU單元各個(gè)傳感器的實(shí)測(cè)值、各個(gè)閥件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及報(bào)警信息；隔離模塊對(duì)所有輸入輸出數(shù)字模擬信號(hào)進(jìn)行隔離，減少對(duì)主控單元產(chǎn)生的電磁干擾；外圍器件主要是指繼電器及驅(qū)動(dòng)器件。

本實(shí)用新型提供的氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元及其總成通過(guò)在氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元?dú)んw上設(shè)置上下出氣口，可以結(jié)合實(shí)際船體的情況，選擇燃?xì)獬隹谛问?，便于布置安裝，并且殼體采用類(lèi)似壓力容器的圓筒型結(jié)構(gòu)，承壓能力強(qiáng)，滿(mǎn)足安全使用需求；通過(guò)將氣體分析箱、本地控制箱和氣源控制箱等等安裝在公共底座上，便于閥件單元總成的安裝以及各個(gè)控制箱對(duì)氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)忾y件單元內(nèi)燃?xì)馇闆r的控制。

以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的實(shí)用新型范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開(kāi)的(但不限于)具有類(lèi)似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。