CN109098824A - 一种主机排气废热再利用装置 - Google Patents

一种主机排气废热再利用装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种主机排气废热再利用装置，包括加热机构、海水淡化机构和存储机构；加热机构包括加热机构壳体，加热机构壳体上通过螺栓可拆卸的设有加热机构盖板，加热机构壳体与加热机构盖板上设有两个相互拼接成型的第一通孔，加热机构壳体中设有换热机构；加热机构盖板上设有第一进水管，加热机构壳体两侧的底部倾斜向下的设有第一出水管和第二出水管；换热机构包括换热管、下支撑机构和上搅拌机构，本发明操作简单，再利用率高，适用于小型船舶使用。

Description

一种主机排气废热再利用装置
技术领域
本发明涉及一种废热再利用装置，特别涉及一种用于船舶的主机排气废热再利用装置。
背景技术
自1973年世界发生石油危机以来，加上环境污染的加剧，节能问题日益 引起了人们的重视。如何提高能源的利用率，减少船舶柴油机废气的排放，保 护人类赖以生存的环境是许多人致力研究的课题。
就燃料大户船舶而言，目前主要有柴油和煤炭两种燃料，在燃烧完成后， 废气以及部分做功后的废气会直接的通过排气管排入到环境中，造成了极大的 能源浪费，而且高温的废热废气直接排放到空气中，很容易对环境造成不良影响。
专利CN201410588678.6公开了一种船舶用节能发电装置以及具有该船舶用节能发电装置的船舶。船舶用节能发电装置包括废热回收发电机、废气透平、蒸汽透平、废气锅炉、第一减速齿轮箱以及第二减速齿轮箱。所述蒸汽透平的转轴通过第一减速齿轮箱与所述废热回收发电机相连接；所述废气透平的转轴与蒸汽透平的转轴通过第二减速齿轮箱连接。利用蒸汽透平和废气透平共同驱动废热回收发电机，当主机的输出功率位于约50%负荷以下时，蒸汽透平还能够对发电机提供动力，避免了废热回收发电机输出功率在主机低负荷时中断；当主机位于较高的负荷时，废热回收发电机可以替代一台辅助发电机组，具有显著的节能效果。
专利CN201520281981.1公开了一种船舶废热利用的温差发电装置，包括温差换热机构、废热收集机构，温差换热机构包括海水收集系统和海水冷却系统；海水收集系统包括位于船体侧壁的海水吸入口，海水吸入口通过一个排水泵连接到废热收集机构的进水口上；海水冷却系统包括位于船体底部的冷却管路与海水进行换热；废热收集机构包括安装在船体排气管上的换热器组件，换热器组件包括水冷壁、过热器和水汽分离箱，水冷壁安装在排气管的内壁，过热器安装在排气管内壁的顶端，水汽分离箱安装在排气管外壁对应过热器的位置，水汽分离箱分离出的低温水蒸气通过过热器产生的高温高压蒸气驱动汽轮机，通过汽轮机驱动发电机进行发电；汽轮机的废气排放阀连接在冷却管路上。
上述装置整体体积较大，在一定程度上增加了船舶的负担，不适用于小型船舶。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种主机排气废热再利用装置，操作简单，再利用率高，适用于小型船舶使用。
具体的技术方案如下：
一种主机排气废热再利用装置，包括加热机构、海水淡化机构和存储机构；
加热机构包括加热机构壳体，加热机构壳体上通过螺栓可拆卸的设有加热机构盖板，加热机构壳体与加热机构盖板上设有两个相互拼接成型的第一通孔，加热机构壳体中设有换热机构；
加热机构盖板上设有第一进水管，加热机构壳体两侧的底部倾斜向下的设有第一出水管和第二出水管；
换热机构包括换热管、下支撑机构和上搅拌机构；
换热管包括一体式结构的进气管、出气管和加热管，进气管和出气管的底部分别穿过两个第一通孔设置在加热机构壳体中，呈S形结构设置的加热管设置在进气管与出气管的底部之间，进气管和出气管分别通过设置在加热机构壳体侧壁上的第一支架加以固定，第一支架上设有第一卡扣，进气管和出气管分别卡接固定在第一卡扣上；
下支撑机构包括设置在加热机构壳体底部的支撑腔和设置在支撑腔中的多个支撑组件；
支撑组件包括下支撑板、支撑柱和上支撑板，上支撑板固定在支撑柱的顶部，上支撑板上设有第一卡槽，第一卡槽用于卡接固定加热管的底部，中空圆台形结构的下支撑板固定在支撑腔中，支撑柱的底部穿过支撑腔顶部的第二通孔和下支撑板上的第三通孔设置在下支撑板中，支撑柱上设有外螺纹，支撑柱上螺纹配合的套设锁紧套，锁紧套的底部设有塞块，上大下小的圆台形结构的塞块间隙配合的套设在支撑柱上，塞块插入式的固定在第二通孔中；
通过旋转锁紧套以调节塞块的相对位置，以此调整上支撑板的高度，从而实现换热管的支撑高度调节；
上搅拌机构包括多个搅拌组件，每个搅拌组件均包括上卡接块，上卡接块卡接固定在加热管的顶部，上卡接块上可转动的设有第一转轴，第一转轴上设有搅拌叶，第一转轴的顶部穿过加热机构盖板套设一个第一齿轮，第一齿轮之间通过第一链条与第二齿轮实现联动，第二齿轮通过第二转轴可转动的固定在加热机构盖板的顶部，第二转轴的顶部与第一电机的输出轴固定连接，第一电机固定在电机支架上，电机支架固定在罩盖中，罩盖通过螺丝可拆卸的固定在加热机构盖板上；
海水淡化机构包括海水淡化机构壳体，海水淡化机构壳体上设有海水进水管、第二进水管和淡水出水管；
海水淡化机构壳体中设有圆柱体结构的加热腔和积液腔，加热腔位于积液腔的下方，加热腔的内径小于积液腔的内径，加热腔中设有电加热器；海水进水管和第二进水管位于加热腔的顶部，淡水出水管位于积液腔的底部，加热机构的第一出水管通过第一管道与海水淡化机构的第二进水管相连接，第一管道上设有第一电磁阀；
存储机构包括存储机构壳体，存储机构壳体的顶部设有第三进水管，存储机构壳体的底部设有第三出水口，第三进水管通过第二管道与第二进水管相连接，第二管道上设有第二电磁阀。
进一步的，支撑柱上套设弹簧，弹簧压设在上支撑板和锁紧套之间。
进一步的，进气管用于通入热水或者热气。
进一步的，存储机构壳体的内壁上设有保温层，保温层包括保温层壳体和填充在保温层壳体中纳米纤维棉。
进一步的，积液腔的顶壁为圆锥体结构。
本发明的加热机构的装配方法如下：
（1）打开加热机构盖板，通过旋转锁紧套调节塞块的相对位置，以此调整上支撑板的高度，从而实现换热管的支撑高度调节，将支撑柱穿过支撑腔顶部的第二通孔和下支撑板上的第三通孔设置在下支撑板中，使塞块过盈配合的固定在第二通孔中；
（2）将进气管和出气管卡接固定在第一卡扣上，将加热管的底部卡接固定在上支撑板上；
（3）将上卡接块卡接固定在加热管的顶部，使第一转轴穿过加热机构盖板，将加热机构盖板固定在加热机构壳体上；
（4）在第一转轴上安装第一齿轮，在第一齿轮和第二齿轮之间张紧固定第一链条，将第一电机的输出轴与预固定在加热机构盖板上的第二转轴相互连接；
（5）将罩盖固定在加热机构盖板上。
本发明的工作原理如下：
（1）通过加热机构的第一进水管通入淡水，进气管用于向加热机构壳体中通入热水或者热气，对加热机构中的淡水进行加热；
（2）加热后的热水一部分进入海水淡化机构中，另一部分进入存储机构中；
（3）存储机构中的热水可直接加以利用；
（4）进入海水淡化机构中的热水与通过海水进水管进入的海水相互混合，通过电加热器加热后，蒸发成水蒸汽经过积液腔的顶壁冷却后，变成冷凝的淡水从淡水出水管排出。
本发明的有益效果为：本发明操作简单，有效的利用了排气废热进行常规加热或者海水淡化操作，再利用率高，结构简单，稳定性好，适用于小型船舶使用。
附图说明
图1为本发明剖视图。
图2为加热机构剖视图。
图3为图2中A部分放大图。
图4为图2中B部分放大图。
图5为加热机构壳体俯视图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
附图标记
加热机构1、海水淡化机构2、存储机构3、加热机构壳体4、加热机构盖板5、第一通孔6、第一进水管7、第一出水管8、第二出水管9、换热管10、下支撑机构11、上搅拌机构12、进气管13、出气管14、加热管15、第一支架16、支撑腔17、支撑组件18、下支撑板19、支撑柱20、上支撑板21、第一卡槽22、第二通孔23、锁紧套24、塞块25、上卡接块26、第一转轴27、搅拌叶28、第一齿轮29、第一链条30、第二齿轮31、第二转轴32、第一电机33、电机支架34、罩盖35、海水淡化机构壳体36、海水进水管37、第二进水管38、淡水出水管39、加热腔40、积液腔41、电加热器42、第一电磁阀43、存储机构壳体44、第三进水管45、第三出水口46、第二电磁阀47、弹簧48、保温层49。
如图所示一种主机排气废热再利用装置，包括加热机构1、海水淡化机构2和存储机构3；
加热机构包括加热机构壳体4，加热机构壳体上通过螺栓可拆卸的设有加热机构盖板5，加热机构壳体与加热机构盖板上设有两个相互拼接成型的第一通孔6，加热机构壳体中设有换热机构；
加热机构盖板上设有第一进水管7，加热机构壳体两侧的底部倾斜向下的设有第一出水管8和第二出水管9；
换热机构包括换热管10、下支撑机构11和上搅拌机构12；
换热管包括一体式结构的进气管13、出气管14和加热管15，进气管和出气管的底部分别穿过两个第一通孔设置在加热机构壳体中，呈S形结构设置的加热管设置在进气管与出气管的底部之间，进气管和出气管分别通过设置在加热机构壳体侧壁上的第一支架加以固定，第一支架16上设有第一卡扣，进气管和出气管分别卡接固定在第一卡扣上；
下支撑机构包括设置在加热机构壳体底部的支撑腔17和设置在支撑腔中的多个支撑组件18；
支撑组件包括下支撑板19、支撑柱20和上支撑板21，上支撑板固定在支撑柱的顶部，上支撑板上设有第一卡槽22，第一卡槽用于卡接固定加热管的底部，中空圆台形结构的下支撑板固定在支撑腔中，支撑柱的底部穿过支撑腔顶部的第二通孔23和下支撑板上的第三通孔设置在下支撑板中，支撑柱上设有外螺纹，支撑柱上螺纹配合的套设锁紧套24，锁紧套的底部设有塞块25，上大下小的圆台形结构的塞块间隙配合的套设在支撑柱上，塞块插入式的固定在第二通孔中；
通过旋转锁紧套以调节塞块的相对位置，以此调整上支撑板的高度，从而实现换热管的支撑高度调节；
上搅拌机构包括多个搅拌组件，每个搅拌组件均包括上卡接块26，上卡接块卡接固定在加热管的顶部，上卡接块上可转动的设有第一转轴27，第一转轴上设有搅拌叶28，第一转轴的顶部穿过加热机构盖板套设一个第一齿轮29，第一齿轮之间通过第一链条30与第二齿轮31实现联动，第二齿轮通过第二转轴32可转动的固定在加热机构盖板的顶部，第二转轴的顶部与第一电机33的输出轴固定连接，第一电机固定在电机支架34上，电机支架固定在罩盖35中，罩盖通过螺丝可拆卸的固定在加热机构盖板上；
海水淡化机构包括海水淡化机构壳体36，海水淡化机构壳体上设有海水进水管37、第二进水管38和淡水出水管39；
海水淡化机构壳体中设有圆柱体结构的加热腔40和积液腔41，加热腔位于积液腔的下方，加热腔的内径小于积液腔的内径，加热腔中设有电加热器42；海水进水管和第二进水管位于加热腔的顶部，淡水出水管位于积液腔的底部，加热机构的第一出水管通过第一管道与海水淡化机构的第二进水管相连接，第一管道上设有第一电磁阀43；
存储机构包括存储机构壳体44，存储机构壳体的顶部设有第三进水管45，存储机构壳体的底部设有第三出水口46，第三进水管通过第二管道与第二进水管相连接，第二管道上设有第二电磁阀47。
进一步的，支撑柱上套设弹簧48，弹簧压设在上支撑板和锁紧套之间。
进一步的，进气管用于通入热水或者热气。
进一步的，存储机构壳体的内壁上设有保温层49，保温层包括保温层壳体和填充在保温层壳体中纳米纤维棉。
进一步的，积液腔的顶壁为圆锥体结构。
本发明的加热机构的装配方法如下：
（1）打开加热机构盖板，通过旋转锁紧套调节塞块的相对位置，以此调整上支撑板的高度，从而实现换热管的支撑高度调节，将支撑柱穿过支撑腔顶部的第二通孔和下支撑板上的第三通孔设置在下支撑板中，使塞块过盈配合的固定在第二通孔中；
（2）将进气管和出气管卡接固定在第一卡扣上，将加热管的底部卡接固定在上支撑板上；
（3）将上卡接块卡接固定在加热管的顶部，使第一转轴穿过加热机构盖板，将加热机构盖板固定在加热机构壳体上；
（4）在第一转轴上安装第一齿轮，在第一齿轮和第二齿轮之间张紧固定第一链条，将第一电机的输出轴与预固定在加热机构盖板上的第二转轴相互连接；
（5）将罩盖固定在加热机构盖板上。
本发明的工作原理如下：
（1）通过加热机构的第一进水管通入淡水，进气管用于向加热机构壳体中通入热水或者热气，对加热机构中的淡水进行加热；
（2）加热后的热水一部分进入海水淡化机构中，另一部分进入存储机构中；
（3）存储机构中的热水可直接加以利用；
（4）进入海水淡化机构中的热水与通过海水进水管进入的海水相互混合，通过电加热器加热后，蒸发成水蒸汽经过积液腔的顶壁冷却后，变成冷凝的淡水从淡水出水管排出。

Claims (5)

1.一种主机排气废热再利用装置，其特征为，包括加热机构、海水淡化机构和存储机构；
加热机构包括加热机构壳体，加热机构壳体上通过螺栓可拆卸的设有加热机构盖板，加热机构壳体与加热机构盖板上设有两个相互拼接成型的第一通孔，加热机构壳体中设有换热机构；
加热机构盖板上设有第一进水管，加热机构壳体两侧的底部倾斜向下的设有第一出水管和第二出水管；
换热机构包括换热管、下支撑机构和上搅拌机构；
换热管包括一体式结构的进气管、出气管和加热管，进气管和出气管的底部分别穿过两个第一通孔设置在加热机构壳体中，呈S形结构设置的加热管设置在进气管与出气管的底部之间，进气管和出气管分别通过设置在加热机构壳体侧壁上的第一支架加以固定，第一支架上设有第一卡扣，进气管和出气管分别卡接固定在第一卡扣上；
下支撑机构包括设置在加热机构壳体底部的支撑腔和设置在支撑腔中的多个支撑组件；
支撑组件包括下支撑板、支撑柱和上支撑板，上支撑板固定在支撑柱的顶部，上支撑板上设有第一卡槽，第一卡槽用于卡接固定加热管的底部，中空圆台形结构的下支撑板固定在支撑腔中，支撑柱的底部穿过支撑腔顶部的第二通孔和下支撑板上的第三通孔设置在下支撑板中，支撑柱上设有外螺纹，支撑柱上螺纹配合的套设锁紧套，锁紧套的底部设有塞块，上大下小的圆台形结构的塞块间隙配合的套设在支撑柱上，塞块插入式的固定在第二通孔中；
通过旋转锁紧套以调节塞块的相对位置，以此调整上支撑板的高度，从而实现换热管的支撑高度调节；
上搅拌机构包括多个搅拌组件，每个搅拌组件均包括上卡接块，上卡接块卡接固定在加热管的顶部，上卡接块上可转动的设有第一转轴，第一转轴上设有搅拌叶，第一转轴的顶部穿过加热机构盖板套设一个第一齿轮，第一齿轮之间通过第一链条与第二齿轮实现联动，第二齿轮通过第二转轴可转动的固定在加热机构盖板的顶部，第二转轴的顶部与第一电机的输出轴固定连接，第一电机固定在电机支架上，电机支架固定在罩盖中，罩盖通过螺丝可拆卸的固定在加热机构盖板上；
海水淡化机构包括海水淡化机构壳体，海水淡化机构壳体上设有海水进水管、第二进水管和淡水出水管；
海水淡化机构壳体中设有圆柱体结构的加热腔和积液腔，加热腔位于积液腔的下方，加热腔的内径小于积液腔的内径，加热腔中设有电加热器；海水进水管和第二进水管位于加热腔的顶部，淡水出水管位于积液腔的底部，加热机构的第一出水管通过第一管道与海水淡化机构的第二进水管相连接，第一管道上设有第一电磁阀；
存储机构包括存储机构壳体，存储机构壳体的顶部设有第三进水管，存储机构壳体的底部设有第三出水口，第三进水管通过第二管道与第二进水管相连接，第二管道上设有第二电磁阀。
2.如权利要求1所述的一种主机排气废热再利用装置，其特征为，支撑柱上套设弹簧，弹簧压设在上支撑板和锁紧套之间。
3.如权利要求1所述的一种主机排气废热再利用装置，其特征为，进气管用于通入热水或者热气。
4.如权利要求1所述的一种主机排气废热再利用装置，其特征为，存储机构壳体的内壁上设有保温层，保温层包括保温层壳体和填充在保温层壳体中纳米纤维棉。
5.如权利要求1所述的一种主机排气废热再利用装置，其特征为，积液腔的顶壁为圆锥体结构。
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