CN102383978A - 船舶柴油机及其热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶柴油机及其热交换装置，公开的热交换装置包括燃油预热器和海水冷却器，所述燃油预热器包括燃油管道和容纳所述燃油管道的第一换热腔，所述海水冷却器包括海水管道和容纳所述海水管道的第二换热腔，所述燃油预热器的外壳与所述海水冷却器的外壳固定连接，冷却过所述船舶柴油机机体的高温介质同时与所述第一换热腔和所述第二换热腔直接连通。该热交换装置结构紧凑，整体结构较小，不需要占用大的空间；且结构简单，加工难度小，成本低。另外，热交换装置的接口少，出现故障的概率也大幅减小，维护工作量减小；同时，高温介质直接进入第一换热腔和第二换热腔，可以使高温介质直接与燃油换热，有效减小热量损失，提高燃油的预热效果。

Description

船舶柴油机及其热交换装置

技术领域

本发明涉及柴油机热交换技术领域，特别是涉及一种用于船舶柴油机的热交换装置。此外，本发明还涉及一种包括上述热交换装置的船舶柴油机。

背景技术

柴油机在整个船舶动力系统中起举足轻重的作用。为了降低运行成本，海边或内河航运船舶一般不会使用精品油，代之以品质较差的劣质燃油。劣质油一般是由一种或几种油混合而成，其中有很多杂质，在温度低的情况下比较粘稠，尤其是冬季。为了降低油品的粘度，利于油品输送和喷射，燃油在进入柴油机系统之前提前预热。

为了预热燃油，现有技术中一种典型船舶柴油机在燃油预热器的外部增加一个小型热交换器，其引出管路分别接燃油和高温淡水。高温淡水在热交换器中与燃油进行热交换，使得燃油温度升高，淡水温度降低，同时起到预热燃油和给淡水降温的作用。

该柴油机中燃油和淡水在热交换器中进行了热交换，提高了油温，但同时也存在这几个缺点：

1、增加一个小型热交换器，增加了柴油机的体积；

2、小型热交换器的结构复杂，接口多，增加了出现故障的概率；

3、预热效果较差，难以完全满足生产需要。

因此，如何在提高燃油机中的油温基础上，简化热交换装置的结构，减小柴油机的体积，提高热交换的效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于船舶柴油机的热交换装置，该热交换装置结构简单，能有效提高燃油机的油温，且热交换效率高。本发明的另一目的是提供一种包括上述热交换装置的船舶柴油机。

为实现上述发明目的，本发明提供一种船舶柴油机的热交换装置，包括燃油预热器和海水冷却器，所述燃油预热器包括燃油管道和容纳所述燃油管道的第一换热腔，所述海水冷却器包括海水管道和容纳所述海水管道的第二换热腔，所述燃油预热器的外壳与所述海水冷却器的外壳固定连接，冷却过所述船舶柴油机机体的高温介质同时与所述第一换热腔和所述第二换热腔直接连通。

优选地，所述海水冷却器的端部设有第一端盖，该第一端盖具有隔离板、海水进水口和海水出水口；所述海水管道包括进水管和回水管，所述进水管和所述回水管分别设于所述隔离板的两侧。

优选地，还包括固接于所述海水管道外周的扰流板，该扰流板与所述海水管道垂直。

优选地，所述高温介质具体为淡水。

优选地，所述燃油预热器的端部设有第二端盖，燃油连接管的端部固接有管座，所述第二端盖与所述管座通过螺栓连接。

优选地，所述燃油预热器的壳体上固接有基座，所述第二端盖与所述基座通过螺栓固定连接。

本发明还提供一种船舶柴油机，包括冷却柴油机机体的冷却系统，其特征在于，还包括如上述任一项所述的热交换装置，冷却所述机体的高温介质同时与所述热交换装置的第一换热腔和第二换热腔直接连通。

本发明所提供的热交换装置，用于给船舶柴油机的冷却介质降温，并同时给船舶柴油机燃油进行预热。该热交换装置包括燃油预热器和海水冷却器，其中，燃油预热器包括燃油管道和第一换热腔，海水冷却器包括海水管道和第二换热腔。与现有技术不同的是，所述燃油预热器的外壳与所述海水冷却器的外壳固定连接，冷却柴油机机体的高温介质同时与第一换热腔和第二换热腔直接连通。这样，待冷却的高温介质进入热交换装置，将同时进入第一换热腔和第二换热腔。高温介质进入第一换热腔后，高温介质与燃油管道中的低温燃油进行热交换，使高温介质的温度降低，达到给高温介质降温的目的。同时，热交换使燃油被加热，从而减小燃油的粘度，提高燃油的流动性，进而提高柴油机的动力性能。高温介质进入第二换热腔，与海水管道中的低温海水换热，达到降温的目的。

相对于现有技术中增加小型热交换器，本发明所提供的热交换装置中燃油预热器的外壳与海水冷却器的外壳固定连接，使热交换装置结构紧凑，整体结构较小，不需要占用大的空间；且结构简单，加工难度小，成本低。另外，热交换装置的接口少，出现故障的概率也大幅减小，维护工作量减小；同时，高温介质直接进入第一换热腔和第二换热腔，可以使高温介质直接与燃油换热，有效减小热量损失，提高燃油的预热效果。

在一种优选的实施方式中，所述海水冷却器的端部设有第一端盖，该第一端盖具有隔离板、海水进水口和海水出水口；所述海水管道包括进水管和回水管，所述进水管和所述回水管分别设于所述隔离板的两侧。隔离板将进水管和回水管分开，海水自进水口进入进水管后，沿进水管流至海水冷却器的另一端，然后经回水管流回海水冷却器的进水端，从出水口流出海水冷却器，实现海水与高温介质之间的热交换，达到给高温介质降温的目的。通过隔离板将进水管和回水管分开，可以有效延长海水在海水管道中的流动时间，使海水与高温介质进行充分地热交换，增强降温效果。

在另一种优选的实施方式中，所述燃油预热器的端部设有第二端盖，燃油连接管的端部固接有管座，所述第二端盖与所述管座通过螺栓连接。该结构简单，易于实现，可以降低燃油预热器的加工难度和加工成本。同时，燃油预热器需要维护时，可以直接将燃油连接管及管座拆除，对燃油预热器进行维护，提高热交换装置的可维护性。

在提供上述热交换装置的基础上，本发明还提供一种包括上述热交换装置的船舶柴油机；由于热交换装置具有上述技术效果，具有该热交换装置的船舶柴油机也具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供热交换装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示热交换装置的左视图；

图3为本发明所提供第一端盖一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明所提供海水管道一种具体实施方式的截面视图；

图5为本发明所提供海水管道一种具体实施方式的立体结构示意图；

图6为图1中A部分的局部放大图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于船舶柴油机的热交换装置，该热交换装置结构简单，能有效提高燃油机的油温，且热交换效率高。本发明的另一核心是提供一种包括上述热交换装置的船舶柴油机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供热交换装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示热交换装置的左视图。

本发明所提供的热交换装置，用于给船舶柴油机的冷却介质降温，并同时给船舶柴油机燃油进行预热。该热交换装置包括燃油预热器1和海水冷却器2，其中，燃油预热器1包括燃油管道11和第一换热腔，海水冷却器2包括海水管道21和第二换热腔。与现有技术不同的是，燃油预热器1的外壳与海水冷却器2的外壳固定连接，冷却柴油机机体的高温介质同时与第一换热腔和第二换热腔直接连通，待冷却的高温介质自入口3进入热交换装置时，将同时进入第一换热腔和第二换热腔，同时与燃油和海水进行换热。

高温介质进入第一换热腔后，高温介质与燃油管道11中的低温燃油进行热交换，使高温介质的温度降低，达到给高温介质降温的目的。同时，热交换使燃油被加热，从而减小燃油的粘度，提高燃油的流动性，进而提高柴油机的动力性能。高温介质进入第二换热腔，与海水管道21中的低温海水换热，使海水升温重新流回大海，同时使高温介质降温。

相对于现有技术中增加小型热交换器，本发明所提供的热交换装置中燃油预热器1的外壳与海水冷却器2的外壳固定连接，使热交换装置结构紧凑，整体结构较小，不需要占用大的空间；且结构简单，加工难度小，成本低。另外，热交换装置的接口少，出现故障的概率也大幅减小，维护工作量减小；同时，高温介质直接进入第一换热腔和第二换热腔，可以使高温介质直接与燃油换热，有效减小热量损失，提高燃油的预热效果。

需要说明的是，本文所述的海水冷却器2、海水管道21等名词，仅说明本发明所提供的船舶柴油机在大海中使用时，利用海水对高温介质降温。应当理解，海水冷却器2中流通的介质包括但不限于海水。船舶柴油机如果在江内或其它水源充分的地域，其海水冷却器2、海水管道21中流通的将是江水或其它水源，上述命名不应当限制该产品的保护范围。

请参考图3至图5，图3为本发明所提供第一端盖一种具体实施方式的结构示意图；图4为本发明所提供海水管道一种具体实施方式的截面视图；图5为本发明所提供海水管道一种具体实施方式的立体结构示意图。

在一种具体的实施方式中，海水冷却器2的端部设有第一端盖22，该第一端盖22具有隔离板221、海水进水口222和海水出水口223；海水管道21包括进水管211和回水管212，进水管211和回水管212分别设于隔离板221的两侧。进水管211和回水管212中间有密封段213，安装时，隔离板221与密封段213位置相对，隔离板221与密封段213之间设有密封垫。这样，隔离板221将进水管211和回水管212分开，海水自进水口进入进水管211后，沿进水管211流至海水冷却器2的另一端，然后经回水管212流回海水冷却器2的进水端，从出水口流出海水冷却器2，实现海水与高温介质之间的热交换，达到给高温介质降温的目的。隔离板221将进水和回水分开，海水在海水冷却器2中沿U形路线流动，可以有效延长海水在海水管道21中的流动时间，使海水与高温介质进行充分地热交换，增强降温效果。

进一步地，本发明所提供的热交换装置还可以包括固接于海水管道21外周的扰流板23，该扰流板23与海水管道21垂直。高温介质在沿海水管道21流动时，扰流板23使高温介质走出一个曲线路径，增加高温介质与海水的换热时间，使两者换热更充分。扰流板23可以与海水管道21垂直，也可以与海水管道21呈其它角度固定连接在一起，只要两者不平行或重合，就能实现扰流的目的，就能满足本发明的要求。

具体地，本发明所提供的船舶柴油机中的高温介质可以具体为淡水。淡水成本低，污染小，但是，可以冷却柴油机机体的介质包括但不限于淡水，应当理解，只要能与机体进行热交换的介质都能满足本发明的要求，都应该在本发明的保护范围内。

请参考图6，图6为图1中A部分的局部放大图。

在一种优选的实施方式中，燃油预热器1的端部设有第二端盖12，用于输入或输出燃油的燃油连接管13的端部固接有管座14，管座14环绕燃油连接管13的外周，第二端盖12与管座14的连接面上设有密封垫并通过螺栓连接。如图所示，第二端盖12具有燃油入口，燃油连接管13的出口与燃油入口连通，且燃油连接管13的出口尺寸小于燃油入口的尺寸，燃油从连接管13中进入燃油入口后，均匀进入各燃油管道11，使各燃油管道11中能均匀地与高温介质换热。该结构简单，易于实现，可以降低燃油预热器1的加工难度和加工成本。同时，燃油预热器1需要清洁和保养时，可以直接将燃油连接管13及管座14拆除，对燃油预热器1进行维护，提高热交换装置的可维护性。

进一步地，燃油预热器1的壳体上固接有基座15，第二端盖12与基座15的连接面上设有密封垫并通过螺栓固定连接。即第二端盖12与壳体也可拆装地连接，燃油预热器1需要清洁和保养时，第二端盖12也可以拆开，从而进一步提高热交换装置的可维护性。

除了上述热交换装置，本发明还提供一种包括上述热交换装置的船舶柴油机，该船舶柴油机包括机体、冷却机体的冷却系统和上述的热交换装置。冷却机体后的高温介质同时与热交换装置的第一换热腔和第二换热腔直接连通，使一部分高温介质直接与海水换热，另一部分高温介质直接与燃油进行热交换，预热燃油，提高燃油的流动性，进而提高柴油机的性能。该船舶柴油机其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的船舶柴油机及其热交换装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种船舶柴油机的热交换装置，包括燃油预热器和海水冷却器，所述燃油预热器包括燃油管道和容纳所述燃油管道的第一换热腔，所述海水冷却器包括海水管道和容纳所述海水管道的第二换热腔，其特征在于，所述燃油预热器的外壳与所述海水冷却器的外壳固定连接，冷却过所述船舶柴油机机体的高温介质同时与所述第一换热腔和所述第二换热腔直接连通。

2.根据权利要求1所述的船舶柴油机的热交换装置，其特征在于，所述海水冷却器的端部设有第一端盖，该第一端盖具有隔离板、海水进水口和海水出水口；所述海水管道包括进水管和回水管，所述进水管和所述回水管分别设于所述隔离板的两侧。

3.根据权利要求2所述的船舶柴油机的热交换装置，其特征在于，还包括固接于所述海水管道外周的扰流板，该扰流板与所述海水管道垂直。

4.根据权利要求3所述的船舶柴油机的热交换装置，其特征在于，所述高温介质具体为淡水。

5.根据权利要求1至4任一项所述的船舶柴油机的热交换装置，其特征在于，所述燃油预热器的端部设有第二端盖，燃油连接管的端部固接有管座，所述第二端盖与所述管座通过螺栓连接。

6.根据权利要求5所述的船舶柴油机的热交换装置，其特征在于，所述燃油预热器的壳体上固接有基座，所述第二端盖与所述基座通过螺栓固定连接。

7.一种船舶柴油机，包括冷却柴油机机体的冷却系统，其特征在于，还包括如权利要求1至6任一项所述的热交换装置，冷却所述机体的高温介质同时与所述热交换装置的第一换热腔和第二换热腔直接连通。

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