CN102410112A - 具有燃油加热功能的热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有燃油加热功能的热交换器，包括热交换器主壳体，所述主壳体内设有输送海水的热交换管组，所述主壳体上设有主壳体水箱，所述主壳体水箱上设有主壳体水箱淡水入口和主壳体水箱淡水出口，所述主壳体水箱淡水出口与所述主壳体淡水入口连通；所述主壳体水箱内设有燃油加热装置；在燃油加热水箱中利用船舶柴油机热交换后的高温淡水与燃油加热器内的低温燃油进行热交换，提高了燃油的温度，在温度较低时输送的柴油粘稠度降低，使柴油的流动性彻底改变，防止了柴油析出结晶而堵塞供油系统，提高了柴油机的可靠性，降低了柴油机的运行费用；结构紧凑，安装方便，节约了柴油机的能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器，尤其涉及一种适合于船舶柴油机使用的热交换器。
背景技术
船舶柴油机在作业时，尤其在秋冬季，海上气温波动较大或者气温较低，当温度低于标号柴油的适用范围时，就会出现柴油析出结晶的问题，结晶柴油极易堵塞供油系统，会造成柴油机启动困难、运行功率降低或者在运行中自行停机，使船舶的正常工作无法进行。
为此，人们不得不采用低标号柴油，柴油标号划分的依据也正是柴油的凝固点。低标号的柴油价格相对较高，而船用柴油机功率大，油耗较高，大大增加了船舶运行费用。
解决这一技术问题的另一种技术手段是增加电加热器，电加热器需要消耗柴油机的能源，容易发生火灾事故，而且安装不便，占用空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用柴油机自身冷却系统的热源实现船舶燃油加热、使任何标号柴油在任何工况下都适用的具有燃油加热功能的热交换器。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：具有燃油加热功能的热交换器，用于船舶动力冷却系统，包括热交换器主壳体，所述主壳体内设有输送海水的热交换管组，所述主壳体上设有与所述热交换管组连通的海水入口和海水出口，所述主壳体上还设有与所述主壳体内腔连通的主壳体淡水入口和作为冷却系统大循环总出水口的主壳体淡水出口，所述主壳体上设有主壳体水箱，所述主壳体水箱上设有主壳体水箱淡水入口和主壳体水箱淡水出口，所述主壳体水箱淡水出口与所述主壳体淡水入口连通；所述主壳体水箱内设有燃油加热装置。
作为优选的技术方案，所述燃油加热装置包括燃油加热水箱，所述燃油加热水箱上设有作为冷却系统总进水口的燃油加热水箱淡水入口、作为冷却系统小循环中使用的小循环淡水出口和燃油加热水箱淡水出口，所述小循环淡水出口和燃油加热水箱淡水出口之间安装有调温器，所述燃油加热水箱内安装有燃油加热器，所述燃油加热水箱上设有连通所述燃油加热器的燃油进口和燃油出口，所述燃油加热水箱淡水出口与所述主壳体水箱淡水入口连通。
作为优选的技术方案，所述燃油加热水箱包括与所述主壳体水箱一体且向所述主壳体水箱凹陷的腔体，所述腔体的开口处密封安装有盖板，所述燃油加热器固定安装在所述盖板上。
作为优选的技术方案，所述燃油加热器为板翅式换热器。
作为优选的技术方案，所述燃油加热器为螺旋管式换热器。
作为优选的技术方案，所述燃油加热器为弯曲管式换热器。
作为优选的技术方案，所述主壳体、所述主壳体水箱和所述燃油加热水箱为一体式结构。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：具有燃油加热功能的热交换器，用于船舶动力冷却系统，包括热交换器主壳体，所述主壳体内设有输送海水的热交换管组，所述主壳体上设有与所述热交换管组连通的海水入口和海水出口，所述主壳体上还设有与所述主壳体内腔连通的主壳体淡水入口和作为冷却系统大循环总出水口的主壳体淡水出口，所述主壳体上设有主壳体水箱，所述主壳体水箱上设有主壳体水箱淡水入口和主壳体水箱淡水出口，所述主壳体水箱淡水出口与所述主壳体淡水入口连通；所述主壳体水箱内设有燃油加热装置；在燃油加热水箱中利用船舶柴油机热交换后的高温淡水与燃油加热器内的低温燃油进行热交换，提高了燃油的温度，在温度较低时输送的柴油粘稠度降低，使柴油的流动性彻底改变，防止了柴油析出结晶而堵塞供油系统，即使是高标号的柴油也能正常工作，大大提高了柴油机在不同工况下工作的可靠性，大大降低了柴油机的运行费用，而且结构紧凑，安装方便，利用柴油机的废热，节约了柴油机的能源。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的左视图；
图中：1-主壳体；2-主壳体水箱；3-燃油加热水箱；4-燃油加热水箱淡水入口；5-小循环淡水出口；6-燃油加热器； 7-燃油进口；8-燃油出口；9-海水入口；10-海水出口；11-热交换管组；12-主壳体淡水出口；13-主壳体淡水入口；14-调温器；15-隔流板；16-燃油加热水箱淡水出口；17-盖板；18-主壳体水箱淡水入口；19-主壳体水箱淡水出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
本实施例在柴油机开始运转时，将柴油机热交换后的高温淡水输入燃油加热水箱3中，高温淡水在燃油加热水箱3中与柴油进行热交换后，直接进入到柴油机的冷却系统中，可使柴油机尽快进入最佳工况，这个过程定义为冷却系统的小循环工作状态；当柴油机的温度达到正常工况后，高温淡水通过燃油加热水箱淡水出口16排到主壳体水箱2中，再通过主壳体水箱淡水出口19和主壳体淡水入口13进入主壳体1内进行海水热交换的过程定义为冷却系统的大循环工作状态。
如图1和图2所示的具有燃油加热功能的热交换器，用于船舶动力冷却系统和船舶柴油机燃油即柴油的加热，包括热交换器主壳体1，所述主壳体1内设有输送海水的热交换管组11，所述主壳体1上设有与所述热交换管组11连通的海水入口9和海水出口10，在主壳体1内还设有隔板，所述隔板为本技术领域的公知技术，图中未示出，而且在此不再赘述；所述隔板将热交换管组11分为两组，其中一组热交换管组11连通海水入口9，另一组连通海水出口10，且两组热交换管组11在所述主壳体1的右端相连通。所述主壳体1内还设有支撑所述热交换管组11的隔流板15，以增强高温淡水在热交换管组11之间流动的湍流程度，有助于增大传热系数，提高传热效率。
所述主壳体1上还设有与所述主壳体1内腔连通的主壳体淡水入口13和作为冷却系统大循环总出水口的主壳体淡水出口12，主壳体淡水入口13用于引入高温淡水，主壳体淡水出口12用于排出热交换后的低温淡水，将其送入与柴油机冷却系统的进水管中。本实施例的所述主壳体1上设有主壳体水箱2，所述主壳体水箱2上设有主壳体水箱淡水入口18和主壳体水箱淡水出口19，所述主壳体水箱淡水出口19与所述主壳体淡水入口13连通，所述主壳体水箱2内设有燃油加热装置。
本实施例中的燃油加热装置包括在所述主壳体水箱2的侧部设有的燃油加热水箱3，所述燃油加热水箱3上设有作为冷却系统总进水口的燃油加热水箱淡水入口4、作为冷却系统小循环使用的小循环淡水出口5和燃油加热水箱淡水出口16，所述小循环淡水出口5和燃油加热水箱淡水出口16之间安装有调温器14，所述燃油加热水箱3内安装有燃油加热器6，所述燃油加热水箱3上设有连通所述燃油加热器6的燃油进口7和燃油出口8，所述燃油加热水箱淡水出口16与所述主壳体水箱淡水入口18连通。
其中燃油加热水箱淡水入口4用于引入本实施例热交换使用的高温淡水，小循环淡水出口5直接连接至柴油机冷却系统的进水管中，用于尽快提高柴油机的温度；燃油加热水箱淡水出口16用于通过所述主壳体水箱2的内腔连通所述主壳体水箱淡水出口19。当燃油加热水箱3中高温淡水与燃油加热器6进行热交换后温度仍然较高且超过柴油机的工作温度时，调温器14关闭小循环淡水出口5，使高温淡水通过燃油加热水箱淡水出口16流到主壳体水箱2中，然后经过所述主壳体水箱淡水出口19和所述主壳体淡水入口13流入主壳体1内与海水进行热交换，降低柴油机的温度，保证柴油机在额定工况下工作。
所述燃油加热水箱3包括与所述主壳体水箱2一体且向所述主壳体水箱2凹陷的腔体，所述腔体的开口处密封安装有盖板17，所述燃油加热器6固定安装在所述盖板17上，便于拆卸、检修和维护。
所述燃油加热器6为板翅式换热器或螺旋管式换热器或弯曲管式换热器，本实施例中采用了板翅式换热器。所述主壳体1、所述主壳体水箱2和所述燃油加热水箱3可以设置为一体式结构，结构紧凑，便于制造和安装。
本实施例的燃油加热通过热交换来实现，在燃油加热的过程中，燃油从所述燃油加热器6上的燃油进口7进入到燃油加热器6内，而淡水与柴油机等动力设备热交换后温度较高，且高温的淡水从所述燃油加热水箱淡水入口4进入到燃油加热水箱3内，并在燃油加热水箱3内与燃油加热器6接触进行热交换，完成燃油的加热，以防止环境温度低于柴油凝点后，柴油无法正常流动而析出结晶堵塞柴油供油系统，避免了因柴油凝固出现柴油机无法工作的现象。
本发明主要使用于船舶柴油机等动力设备的热交换，利用与柴油机等动力设备热交换后产生的高温淡水和低温柴油进行热交换，以提高柴油的温度，且尤其适于在冬季使用。冬季由于气温比较低，柴油粘稠度比较高，当温度低于柴油凝点后，柴油可能出现析出结晶，并堵塞供油系统的现象，从而利用高温淡水加热后燃油粘稠度降低，流动性较好，有利于保证柴油机的正常工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.具有燃油加热功能的热交换器，用于船舶动力冷却系统，包括热交换器主壳体，所述主壳体内设有输送海水的热交换管组，所述主壳体上设有与所述热交换管组连通的海水入口和海水出口，所述主壳体上还设有与所述主壳体内腔连通的主壳体淡水入口和作为冷却系统大循环总出水口的主壳体淡水出口，其特征在于：所述主壳体上设有主壳体水箱，所述主壳体水箱上设有主壳体水箱淡水入口和主壳体水箱淡水出口，所述主壳体水箱淡水出口与所述主壳体淡水入口连通；所述主壳体水箱内设有燃油加热装置。
2.如权利要求1所述的具有燃油加热功能的热交换器，其特征在于：所述燃油加热装置包括燃油加热水箱，所述燃油加热水箱上设有作为冷却系统总进水口的燃油加热水箱淡水入口、作为冷却系统小循环中使用的小循环淡水出口和燃油加热水箱淡水出口，所述小循环淡水出口和燃油加热水箱淡水出口之间安装有调温器，所述燃油加热水箱内安装有燃油加热器，所述燃油加热水箱上设有连通所述燃油加热器的燃油进口和燃油出口，所述燃油加热水箱淡水出口与所述主壳体水箱淡水入口连通。
3.如权利要求2所述的具有燃油加热功能的热交换器，其特征在于：所述燃油加热水箱包括与所述主壳体水箱一体且向所述主壳体水箱凹陷的腔体，所述腔体的开口处密封安装有盖板，所述燃油加热器固定安装在所述盖板上。
4.如权利要求2所述的具有燃油加热功能的热交换器，其特征在于：所述燃油加热器为板翅式换热器。
5.如权利要求2所述的具有燃油加热功能的热交换器，其特征在于：所述燃油加热器为螺旋管式换热器。
6.如权利要求2所述的具有燃油加热功能的热交换器，其特征在于：所述燃油加热器为弯曲管式换热器。
7.如权利要求2至5任一权利要求所述的具有燃油加热功能的热交换器，其特征在于：所述主壳体、所述主壳体水箱和所述燃油加热水箱为一体式结构。
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Date of cancellation: 20230103 Granted publication date: 20130206 Pledgee: Weifang Bank Co.,Ltd. Kuiwen sub branch Pledgor: SHANDONG GUANGDA MACHINE MANUFACTURE CO.,LTD. Registration number: Y2021980017161 |
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Denomination of invention: Heat exchanger with fuel heating function Effective date of registration: 20230129 Granted publication date: 20130206 Pledgee: Weifang Bank Co.,Ltd. Kuiwen sub branch Pledgor: SHANDONG GUANGDA MACHINE MANUFACTURE CO.,LTD. Registration number: Y2023980031721 |
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