CN109110063A - 一种极地船舶救生艇舱室预加热系统及方法 - Google Patents

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高志刚
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施红
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Abstract

本发明提供一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，包括设有第一阀门并连通船舶主机高温废气排放口的排气管路、第一加热管路和第二加热管路，第一加热管路设有第二阀门和第六阀门，第二加热管路第三阀门和第四阀门，排气管路的出口端设有第五阀门，第二阀门和第三阀门通过设有第七阀门的管路连通排气管路的入口端，第四阀门和第六阀门通过管路连通第五阀门的出口端，第一加热管和第二加热管周围均填充有储热材料。本发明提供的极地船舶救生艇舱室预加热系统，利用船舶主机的高温废气对救生艇舱室进行加热。在紧急情况发生时，可以快速启动救生艇。储热材料又可以保证救生艇脱离极地船舶后具有一定的热源，维持救生艇舱室环境。

Description

一种极地船舶救生艇舱室预加热系统及方法
技术领域
本发明涉及一种极地船舶救生艇舱室预加热系统及方法，属于极地设备环境控制技术领域。
背景技术
随着现代大型远洋船舶建造技术的发展,以及人类对地球极地资源、气候的探索,极地船舶的设计成为世界瞩目的焦点。随着极地油气资源的逐步开发，极地船舶的需求逐渐增加，对符合极地规则及环境条件要求的船舶设备的需求也相应增加。受极地低温环境的影响，极地救生艇上的液体会冻结成冰；封闭或半封闭的救生艇中会迅速产生过量的CO2；使用VHF的船舶无线电电池会受到低温的影响。《极地规则》相关性能标准要求：对于在低温中操作的船舶，救生系统和设备应在最长期救助时间内的极地服务温度下完全正常运行。因此，许多救生艇制造厂商以及设计所在极地船舶救生艇内部增加许多加热设备，此举大幅增加了救生艇在结构尺寸、重量以及能源系统等方面的设计建造难度。因此如何利用船舶在极地环境航行过程中有限的能源，科学可靠地解决极地救生设备在海冰低温及其他极地环境条件下正常运行的问题，对于提升我国在极地船舶领域的开发水平具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有极地船舶救生艇启动困难，热能利用率不高的不足，提供一种既能保证极地低温条件下救生艇发动机及其附属设备正常启动，又能供给逃生舱、驾驶舱一定热环境所需热量的极地船舶救生艇舱室预加热系统。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，极地船舶包括船舶主机和救生艇，所述救生艇包括驾驶舱、逃生舱和机舱，还包括入口端设有第一阀门并连通所述船舶主机高温废气排放口的排气管路、设在所述逃生舱上舱壁的第一加热管路和设在所述逃生舱下舱壁的第二加热管路，所述第一加热管路的入口端设有第二阀门，出口端设有第六阀门，所述第二加热管路的入口端设有第三阀门，出口端设有第四阀门，所述排气管路的出口端设有第五阀门，所述第二阀门和所述第三阀门通过设有第七阀门的管路连通所述排气管路的入口端，所述第四阀门和所述第六阀门通过管路连通所述第五阀门的出口端，所述逃生舱上舱壁的所述第一加热管和所述逃生舱下舱壁的所述第二加热管周围均填充有储热材料。
进一步，所述第二阀门和所述第三阀门还通过设有第八阀门的管路连通所述机舱的高温废气排放口。
进一步，所述第一加热管路与所述第二加热管路呈螺旋排布。以增强换热效果。
进一步，所述逃生舱下舱壁包括翻转舱壁和固定舱壁，所述翻转舱壁与所述固定舱壁之间设有空心轴，所述空心轴与固定舱壁之间安装有第一旋转轴承，所述第二加热管路穿过所述空心轴并与所述空心轴之间设有第二旋转轴承，所述翻转舱壁的一侧贴有绝热板，所述翻转舱壁与所述固定舱壁之间还设有限位杆，所述限位杆通过所述固定舱壁上位于所述翻转舱壁两侧的成对的固定环固定。可以限制所述翻转舱壁不必要的翻转。
所述机舱内设有第一蓄电池组，所述逃生舱内设有第二蓄电池组，所述第一蓄电池组连接第一温差发电片和第二温差发电片，所述第二蓄电池组连接第三温差发电片和所述第四温差发电片，所述第一温差发电片贴于所述机舱内没有填充所述储热材料的舱壁上，所述第二温差发电片贴于所述机舱内填充所述储热材料的舱壁上，所述第三温差发电片贴于所述逃生舱内没有填充所述储热材料的舱壁上，所述第四温差发电片贴于所述逃生舱内填充所述储热材料的舱壁上。
为达到上述目的，本发明还提供上述极地船舶救生艇舱室预加热系统的使用方法，具体内容是：极地船舶在航行过程中，当所述救生艇舱室需要预加热时，打开所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门、所述第六阀门和所述第七阀门，关闭或关小所述第五阀门，此时所述船舶主机排放的高温废气经过所述第一阀门从所述排气管路经过所述第二阀门进入所述第一加热管路，同时经过所述第三阀门进入所述第二加热管路，并与所述储热材料进行换热，然后经所述第六阀门和所述第四阀门进而排出，所述储热材料对所述救生艇舱室进行加热。
进一步，当所述逃生舱下舱壁设有所述翻转舱壁时，所述救生艇启动前，所述翻转舱壁的所述绝热板朝向所述逃生舱，所述第二加热管路通过其周围的所述储热材料对所述机舱进行加热；所述救生艇启动后，所述机舱不再需要加热，打开所述限位杆，将所述翻转舱壁的所述绝热板转向所述机舱一侧，此时所述第二加热管路通过其周围的所述储热材料对所述逃生舱进行加热。
进一步，当所述第二阀门和所述第三阀门还通过设有第八阀门的管路连通所述机舱的废气排放口时，当所述救生艇启动后，打开所述第八阀门并关闭所述第七阀门，此时所述机舱内的废弃进入所述第一加热管路和所述第二加热管路对所述逃生舱和所述驾驶舱进行加热。
进一步，当设有所述第一蓄电池组和所述第二蓄电池组时，所述第一温差发电片和第二温差发电片利用所述机舱舱壁的温差进行发电并储存到所述第一蓄电池组内，所述第三温差发电片和所述第四温差发电片利用所述逃生舱舱壁的温差进行发电并储存到所属第二蓄电池组内。所述第一蓄电池组和所述第二蓄电池组可以用于给救生艇内的各种设备供电。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点和有益效果：
本发明提供的极地船舶救生艇舱室预加热系统，利用船舶主机的高温废气对救生艇舱室进行加热。在紧急情况发生时，可以快速启动救生艇。同时可以防止救生艇上的液体冻结成冰，储热材料又可以保证救生艇脱离极地船舶后具有一定的热源，维持救生艇舱室环境。与此同时，舱室内利用不同舱壁之间的温差发电，保证了一定的电能供应，本发明的上述效益效果延长了极地船舶救生艇上相关设备以及系统的使用时间，增加了最长救助时间。该系统结构简单、冗余度高，有效提高了大型船舶能源利用效率。
附图说明
图1是本发明实施例的原理示意图；
图2是本发明实施例中逃生舱下舱壁俯视图；
图3是图1中A-A处的剖视图；
图4是图2中B-B处的剖视图；
图5是本发明实施例中可翻转舱壁与固定舱壁连接处示意图；
图6是图2中C-C处的剖视图；
图7是本发明实施例中可翻转舱壁翻转示意图一；
图8是本发明实施例中可翻转舱壁翻转示意图二；
图中：1为排气管路、2为第一阀门、3为第二阀门、4-1为第一加热管路、4-2为第二加热管路、5为储热材料、6为第三阀门、8为翻转舱壁、9为发动机、10为第一舱内设备、11为第二舱内设备、12为第一内部照明灯、13为第一蓄电池组、14为第一温差发电片、15为第二温差发电片、17为第四阀门、18为第三温差发电片、19为所述第四温差发电片、20为第五阀门、21为第六阀门、22为第二蓄电池组、23为逃生舱上舱壁、24为应急照明灯、25为第二内部照明灯、26为座位、27为限位杆、28为固定环、29为逃生舱下舱壁、30为第一旋转轴承、31为第二旋转轴承、32为绝热板、33为空心轴、34为固定舱壁、35为第七阀门、36为第八阀门。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和方向术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
如图1所示，为本发明的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，所述极地船舶包括船舶主机和救生艇，所述救生艇包括驾驶舱、逃生舱和机舱，还包括入口端设有第一阀门2并连通所述船舶主机高温废气排放口的排气管路1、设在所述逃生舱上舱壁23的第一加热管路4-1和设在所述逃生舱下舱壁29的第二加热管路4-2，所述第一加热管路4-1的入口端设有第二阀门3，出口端设有第六阀门21，所述第二加热管路4-2的入口端设有第三阀门6，出口端设有第四阀门17，所述排气管路1的出口端设有第五阀门20，所述第二阀门3和所述第三阀门6通过设有第七阀门35的管路连通所述排气管路1的入口端，所述第四阀门17和所述第六阀门21通过管路连通所述第五阀门20的出口端，所述逃生舱上舱壁23的所述第一加热管4-1和所述逃生舱下舱壁29的所述第二加热管4-2周围均填充有储热材料5(如图3所示)。所述第二阀门3和所述第三阀门6还通过设有第八阀门36的管路连通所述机舱的高温废气排放口。所述机舱内设有第一蓄电池组13，所述逃生舱内设有第二蓄电池组22，所述第一蓄电池组13连接第一温差发电片14和第二温差发电片15，所述第二蓄电池组22连接第三温差发电片18和所述第四温差发电片19，所述第一温差发电片14贴于所述机舱内没有填充所述储热材料5的舱壁上，所述第二温差发电片15贴于所述机舱内填充所述储热材料5的舱壁上，所述第三温差发电片18贴于所述逃生舱内没有填充所述储热材料5的舱壁上，所述第四温差发电片19贴于所述逃生舱内填充所述储热材料5的舱壁上。所述第一蓄电池组13连接所述第一内部照明灯12，所述第二蓄电池组22连接第二内部照明灯25和应急照明灯24。所述机舱被还包括发动机9以及第一舱内设备10和第二舱内设备11。
如图2、图3、图4和图5所示，所述逃生舱下舱壁29包括翻转舱壁8和固定舱壁34，所述翻转舱壁8与所述固定舱壁34之间设有空心轴33，所述空心轴33与固定舱壁34之间安装有第一旋转轴承30，所述第二加热管路4-2穿过所述空心轴33并与所述空心轴33之间设有第二旋转轴承31，所述翻转舱壁8的一侧贴有绝热板32，所述翻转舱壁8与所述固定舱壁34之间还设有限位杆27，所述限位杆27通过所述固定舱壁34上位于所述翻转舱壁8两侧的成对的固定环28固定。所述翻转舱壁8两侧的所述固定舱壁34上设有座位26。
如图3和图4所示，所述第一加热管路4-1与所述第二加热管路4-2呈螺旋排布。
本发明的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统的使用方法，具体内容是：极地船舶在航行过程中，当所述救生艇舱室需要预加热时，打开所述第二阀门2、所述第二阀门3、所述第三阀门6、所述第四阀门17、所述第六阀门21和所述第七阀门35，关闭或关小所述第五阀门20，此时所述船舶主机排放的高温废气经过所述第一阀门2从所述排气管路1经过所述第二阀门3进入所述第一加热管路4-1，同时经过所述第三阀门6进入所述第二加热管路4-2，并与所述储热材料5进行换热，然后经所述第四阀门17和所述第六阀门21进而排出，所述储热材料5对所述救生艇舱室进行加热。
所述救生艇启动前，所述翻转舱壁8的所述绝热板32朝向所述逃生舱，所述第二加热管路4-2通过其周围的所述储热材料5对所述机舱进行加热；所述救生艇启动后，所述机舱不在需要加热，打开所述限位杆27，将所述翻转舱壁8的所述绝热板32转向所述机舱一侧，此时所述第二加热管路4-2通过其周围的所述储热材料5对所述逃生舱进行加热。
当所述救生艇启动后，打开所述第八阀门36并关闭所述第七阀门35，此时所述机舱内的废弃进入所述第一加热管路4-1和所述第二加热管路4-2对所述逃生舱和所述驾驶舱进行加热。
所述第一温差发电片14和第二温差发电片15利用所述机舱舱壁的温差进行发电并储存到所述第一蓄电池组13内，所述第三温差发电片18和所述第四温差发电片19利用所述逃生舱舱壁的温差进行发电并储存到所属第二蓄电池组22内。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，极地船舶包括船舶主机和救生艇，所述救生艇包括驾驶舱、逃生舱和机舱，其特征在于：还包括入口端设有第一阀门(2)并连通所述船舶主机高温废气排放口的排气管路(1)、设在所述逃生舱上舱壁(23)的第一加热管路(4-1)和设在所述逃生舱下舱壁(29)的第二加热管路(4-2)，所述第一加热管路(4-1)的入口端设有第二阀门(3)，出口端设有第六阀门(21)，所述第二加热管路(4-2)的入口端设有第三阀门(6)，出口端设有第四阀门(17)，所述排气管路(1)的出口端设有第五阀门(20)，所述第二阀门(3)和所述第三阀门(6)通过设有第七阀门(35)的管路连通所述排气管路(1)的入口端，所述第四阀门(17)和所述第六阀门(21)通过管路连通所述第五阀门(20)的出口端，所述逃生舱上舱壁(23)的所述第一加热管(4-1)和所述逃生舱下舱壁(29)的所述第二加热管(4-2)周围均填充有储热材料(5)。
2.根据权利要求1所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，其特征在于：所述第二阀门(3)和所述第三阀门(6)还通过设有第八阀门(36)的管路连通所述机舱的高温废气排放口。
3.根据权利要求1所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，其特征在于：所述第一加热管路(4-1)与所述第二加热管路(4-2)呈螺旋排布。
4.根据权利要求1所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，其特征在于：所述逃生舱下舱壁(29)包括翻转舱壁(8)和固定舱壁(34)，所述翻转舱壁(8)与所述固定舱壁(34)之间设有空心轴(33)，所述空心轴(33)与所述固定舱壁(34)之间安装有第一旋转轴承(30)，所述第二加热管路(4-2)穿过所述空心轴(33)并与所述空心轴(33)之间设有第二旋转轴承(31)，所述翻转舱壁(8)的一侧贴有绝热板(32)，所述翻转舱壁(8)与所述固定舱壁(34)之间还设有限位杆(27)，所述限位杆(27)通过所述固定舱壁(34)上位于所述翻转舱壁(8)两侧的成对的固定环(28)固定。
5.根据权利要求1所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统，其特征在于：所述机舱内设有第一蓄电池组(13)，所述逃生舱内设有第二蓄电池组(22)，所述第一蓄电池组(13)连接第一温差发电片(14)和第二温差发电片(15)，所述第二蓄电池组(22)连接第三温差发电片(18)和所述第四温差发电片(19)，所述第一温差发电片(14)贴于所述机舱内没有填充所述储热材料(5)的舱壁上，所述第二温差发电片(15)贴于所述机舱内填充所述储热材料(5)的舱壁上，所述第三温差发电片(18)贴于所述逃生舱内没有填充所述储热材料(5)的舱壁上，所述第四温差发电片(19)贴于所述逃生舱内填充所述储热材料(5)的舱壁上。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统的使用方法，其特征在于：极地船舶在航行过程中，当所述救生艇舱室需要预加热时，打开所述第二阀门(2)、所述第二阀门(3)、所述第三阀门(6)、所述第四阀门(17)、所述第六阀门(21)和所述第七阀门(35)，关闭或关小所述第五阀门(20)，此时所述船舶主机排放的高温废气经过所述第一阀门(2)从所述排气管路(1)经过所述第二阀门(3)进入所述第一加热管路(4-1)，同时经过所述第三阀门(6)进入所述第二加热管路(4-2)，并与所述储热材料(5)进行换热，然后经所述第六阀门(21)和所述第四阀门(17)进而排出，所述储热材料(5)对所述救生艇舱室进行加热。
7.根据权利要求6所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统的使用方法，其特征在于：当所述逃生舱下舱壁(29)设有所述翻转舱壁(8)时，所述救生艇启动前，所述翻转舱壁(8)的所述绝热板(32)朝向所述逃生舱，所述第二加热管路(4-2)通过其周围的所述储热材料(5)对所述机舱进行加热；所述救生艇启动后，所述机舱不在需要加热，打开所述限位杆(27)，将所述翻转舱壁(8)的所述绝热板(32)转向所述机舱一侧，此时所述第二加热管路(4-2)通过其周围的所述储热材料(5)对所述逃生舱进行加热。
8.根据权利要求6所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统的使用方法，其特征在于：当所述第二阀门(3)和所述第三阀门(6)还通过设有第八阀门(36)的管路连通所述机舱的废气排放口时，当所述救生艇启动后，打开所述第八阀门(36)并关闭所述第七阀门(35)，此时所述机舱内的废弃进入所述第一加热管路(4-1)和所述第二加热管路(4-2)对所述逃生舱和所述驾驶舱进行加热。
9.根据权利要求6所述的一种极地船舶救生艇舱室预加热系统的使用方法，其特征在于：当设有所述第一蓄电池组(13)和所述第二蓄电池组(22)时，所述第一温差发电片(14)和第二温差发电片(15)利用所述机舱舱壁的温差进行发电并储存到所述第一蓄电池组(13)内，所述第三温差发电片(18)和所述第四温差发电片(19)利用所述逃生舱舱壁的温差进行发电并储存到所属第二蓄电池组(22)内。
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