CN110282110B - 船舶冷却水系统进水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶冷却系统技术领域，公开了一种船舶冷却水系统进水装置，包括冷却海水管道、自流管道和旋转管道，自流管道的一端为自流进水口，另一端与旋转管道连接，旋转管道与冷却海水管道转动连接；旋转管道带动自流管道转动，以使自流进水口从船舶底壳船体一侧转动至船舶底壳海水一侧形成自流进水。本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，自流进水口位于船舶底壳壳面海水一侧时，海水可通过自流的方式进入船舶的冷却水系统，降低海水泵功耗、提高船舶运行的经济性；通过转动旋转管道收回自流管道，使自流管道收放于船舶的底壳，进水装置处于泵流进水状态，消除伸出船舶底壳的自流管道给船舶航行带来的附加阻力，防止诱发流致振动。

Description

船舶冷却水系统进水装置

技术领域

本发明涉及船舶冷却系统技术领域，特别是涉及一种船舶冷却水系统进水装置。

背景技术

冷却水系统是船舶动力系统重要的组成部分，是进一步提升船舶性能必须关注的重要环节。为减轻结垢和腐蚀的问题，目前先进船舶均采用中央冷却水系统，其工作原理是利用海水泵输送海水进入中央冷却系统，来冷却低温淡水，被冷却后的低温淡水再去冷却船舶主柴油机气缸套、气缸盖的高温淡水以及各种冷却器和发电柴油机缸套等多种需要冷却的部位。

现有的船舶中央冷却水系统，需要采用海水泵维持冷却海水的循环流动，海水泵的持续运行将产生大量能耗。

发明内容

本发明实施例提供一种船舶冷却水系统进水装置，用以解决现有的船舶中央冷却水系统，需要采用海水泵维持冷却海水的循环流动，海水泵的持续运行将产生大量能耗的问题。

本发明实施例提供一种船舶冷却水系统进水装置，包括冷却海水管道，还包括自流管道和旋转管道，所述自流管道的一端为自流进水口，另一端与所述旋转管道连接，所述旋转管道与所述冷却海水管道转动连接；所述旋转管道带动所述自流管道转动，以使所述自流进水口从船舶底壳船体一侧转动至所述船舶底壳海水一侧形成自流进水。

本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，海水能够从朝向船舶前进方向的自流进水口流入自流管道，并经旋转管道流入冷却海水管道，从而对船舶冷却水系统中的循环淡水进行冷却热交换。旋转管道与冷却海水管道转动连接，自流管道安装于旋转管道，从而能够通过旋转管道的转动带动自流管道转动，使自流管道伸出船舶的底壳、自流进水口位于船舶底壳壳面海水一侧；或者使自流管道收放于船舶的底壳、自流进水口位于船舶底壳壳面船体一侧。

当自流进水口位于船舶底壳壳面海水一侧时，进水装置处于自流进水状态，自流进水口朝向船舶的前进方向，能够充分利用船舶航行时产生的动压头，使海水通过自流的方式进入船舶的冷却水系统，并产生部分促进海水在冷却水系统冷却海水管道内流动的压差，从而可以有效减少冷却水系统中维持冷却海水循环流动的海水泵的负荷，降低海水泵功耗、提高船舶运行的经济性。另外，通过旋转管道的转动带动自流管道转动从而收回自流管道，使自流管道收放于船舶的底壳、自流进水口位于船舶底壳壳面船体一侧，进水装置处于泵流进水状态，从而可以消除伸出船舶底壳的自流管道给船舶航行带来的附加阻力，防止诱发流致振动、威胁船舶结构安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置转动示意图；

图3为本发明另一实施例提供的船舶冷却水系统进水装置结构示意图；

图中：1、冷却海水管道；2、自流管道；3、旋转管道；4、自流进水口；5、舷壁凹槽；6、泵流入口；7、密封板；8、密封环；9、电机；10、电机齿轮；11、旋转齿轮；12、支撑轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图1-3所示，本发明实施例提供了一种船舶冷却水系统进水装置，包括冷却海水管道1、自流管道2和旋转管道3，自流管道2的一端为自流进水口4，另一端与旋转管道3连接，旋转管道3与冷却海水管道1转动连接；旋转管道3带动自流管道2转动，以使自流进水口4从船舶底壳船体一侧转动至船舶底壳海水一侧形成自流进水。

本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，旋转管道3与冷却海水管道1转动连接，自流管道2安装于旋转管道3，从而能够通过旋转管道3的转动带动自流管道2转动，使自流管道2伸出船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面海水一侧；或者使自流管道2收放于船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面船体一侧。

当自流进水口4位于船舶底壳壳面海水一侧时，进水装置处于自流进水的状态，能够充分利用船舶航行时的动压头，产生促进海水在冷却水系统冷却海水管道1内流动的压差，使海水通过自流的方式从自流进水口4流入自流管道2，并经旋转管道3流入冷却海水管道1，从而进入船舶的冷却水系统并对船舶冷却水系统中的循环淡水进行冷却热交换，可以有效减少冷却水系统中维持冷却海水循环流动的海水泵的负荷，降低海水泵功耗、提高船舶运行的经济性。另外，通过旋转管道3的反向转动带动自流管道2反向转动以收回自流管道2，使自流管道2收放于船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面船体一侧，进水装置处于泵流进水的状态，从而可以消除伸出船舶底壳的自流管道2给船舶航行带来的附加阻力，防止诱发流致振动、威胁船舶结构安全。

在实际航行中，可以根据航行需要选择进水装置处于自流进水状态或者泵流进水状态。比如说，当船舶处于巡航航速、经济航速时，可以转动旋转管道3使自流管道2伸出船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面海水一侧，进水装置处于自流进水状态，能够充分利用船舶航行时的动压，有效减少冷却水系统中维持冷却海水循环流动的海水泵的负荷，降低海水泵功耗、提高船舶运行的经济性；当船舶处于高速/全速前行状态时，对船舶能耗的关注将相对降低而更为重视其航行性能，此时，可以反向转动旋转管道3以收回自流管道2，使自流管道2收放于船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面船体一侧，进水装置处于泵流进水状态，减小附加阻力，防止诱发流致振动、威胁船舶结构安全。

本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，还可以包括用于容置自流管道2和旋转管道3的舷壁凹槽5，舷壁凹槽5为设于船舶底壳的凹槽结构。旋转管道3可转动设于舷壁凹槽5内，当进水装置处于泵流进水状态时，自流管道2也收置于舷壁凹槽5，降低进水装置对船体结构的影响，较小附加阻力；当进水装置处于自流进水状态时，转动旋转管道3并使自流管道2从悬臂凹槽伸出船舶的底壳，自流进水口4进入船舶底壳壳面海水一侧。为了更加充分利用船舶航行动压，在自流进水口4位于船舶底壳壳面海水一侧、进水装置处于自流进水的状态时，可以使自流进水口4朝向船舶的前进方向，增大有效进水面积。

进一步地，根据流体力学相关理论，船舶航行时，海水会在船舶底壳表面附近产生具有一定速度梯度的边界层，对于本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，假设船舶底壳在舷壁凹槽5处的边界层厚度为δ，为了使自流进水口4避开边界层的低速区，当进水装置处于自流进水状态时，自流进水口4距离船舶底壳的高度可以设置为大于等于0.5δ。

本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，旋转管道3的管壁上还可以开设有泵流入口6，当自流管道2收置于舷壁凹槽5，进水装置处于泵流进水状态时，可以使泵流入口6平面平行于进水装置处船舶底壳平面朝向海水，海水可通过此泵流入口6进入旋转管道3从而进入冷却海水管道1；为了防止自流进水状态时自流引入的海水从泵流入口6旁流，可以在舷壁凹槽5内与泵流入口6相匹配设有用于盖合泵流入口6的密封板7，当转动旋转管道3使进水装置处于自流进水状态时，泵流入口6旋转至密封板7处并被密封板7盖合并形成密封。

本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，旋转管道3的出口端与冷却海水管道1的进口端转动连接，旋转管道3的出口端与冷却海水管道1的进口端的转动连接部位可以设有密封环8，减少海水循环流动管路的压损；沿进水方向自流管道2可以设置为渐缩管，在自流管道2的自流进水口4位置具有较大的进口面积，增大进水量、提升自流进口水压，减小自流管道2产生的附加阻力。

本发明实施例提供的船舶冷却水系统进水装置，还可以包括有电机9，在电机9的转轴输出端设置电机齿轮10，并在旋转管道3的管壁套设相应的旋转齿轮11，通过电机齿轮10与旋转齿轮11的齿轮传动连接，使电机9带动旋转管道3发生旋转，进而切换进水装置的自流进水状态和泵流进水状态；旋转管道3可以是一根能够以自身中轴线为转轴进行转动的圆形管，为了保持旋转管道3的稳定安装和平稳转动，进水装置还可以包括有支撑轴承12，支撑轴承12外圈与舷壁凹槽5固定连接，支撑轴承12内圈套设于旋转管道3；进水装置处于自流进水状态时，自流管道2将产生附加阻力，此附加阻力将反作用于自流管道2并传到至旋转管道3，为了进一步保证旋转管道3的结构强度，支撑轴承12可以设置有多个，比如说在旋转管道3靠近冷却海水管道1的一端和远离冷却海水管道1的另一端个设置一个支撑轴承12。

由以上实施例可以看出，本发明提供的船舶冷却水系统进水装置，旋转管道3与冷却海水管道1转动连接，自流管道2安装于旋转管道3，从而能够通过旋转管道3的转动带动自流管道2转动，使自流管道2伸出船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面海水一侧；或者使自流管道2收放于船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面船体一侧。当自流进水口4位于船舶底壳壳面海水一侧时，进水装置处于自流进水的状态，能够充分利用船舶航行时的动压头，产生促进海水在冷却水系统冷却海水管道1内流动的压差，使海水通过自流的方式从自流进水口4流入自流管道2，并经旋转管道3流入冷却海水管道1，从而进入船舶的冷却水系统并对船舶冷却水系统中的循环淡水进行冷却热交换，可以有效减少冷却水系统中维持冷却海水循环流动的海水泵的负荷，降低海水泵功耗、提高船舶运行的经济性。另外，通过旋转管道3的反向转动带动自流管道2反向转动能够收回自流管道2，使自流管道2收放于船舶的底壳、自流进水口4位于船舶底壳壳面船体一侧，进水装置处于泵流进水的状态，从而可以消除伸出船舶底壳的自流管道2给船舶航行带来的附加阻力，防止诱发流致振动、威胁船舶结构安全。在实际航行中，可以根据航行需要选择进水装置处于自流进水状态或者泵流进水状态。比如说，当船舶处于巡航航速、经济航速时，可以转动旋转管道3使自流管道2伸出船舶的底壳，自流进水口4位于船舶底壳壳面海水一侧，进水装置处于自流进水状态，能够充分利用船舶航行时的动压，有效减少冷却水系统中维持冷却海水循环流动的海水泵的负荷，降低海水泵功耗、提高船舶运行的经济性；当船舶处于高速/全速前行状态时，对船舶能耗的关注将相对降低而更为重视其航行性能，此时，可以反向转动旋转管道3以收回自流管道2，使自流管道2收放于船舶的底壳，自流进水口4位于船舶底壳壳面船体一侧，进水装置处于泵流进水状态，减小附加阻力，防止诱发流致振动、威胁船舶结构安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种船舶冷却水系统进水装置，包括冷却海水管道，其特征在于，还包括自流管道和旋转管道，所述自流管道的一端为自流进水口，另一端与所述旋转管道连接，所述旋转管道与所述冷却海水管道转动连接；所述旋转管道带动所述自流管道转动，以使所述自流进水口从船舶底壳船体一侧转动至所述船舶底壳海水一侧形成自流进水；

还包括用于容置所述自流管道和所述旋转管道的舷壁凹槽，所述舷壁凹槽为设于所述船舶底壳的凹槽结构；

所述旋转管道的管壁上还设有泵流入口，所述舷壁凹槽内与所述泵流入口相匹配设有用于盖合所述泵流入口的密封板；

自流进水时，所述自流进水口朝向所述船舶前进方向。

2.根据权利要求1所述的船舶冷却水系统进水装置，其特征在于，所述船舶底壳在所述舷壁凹槽处的边界层厚度为δ，自流进水时，所述自流进水口距离所述船舶底壳的高度大于等于0.5δ。

3.根据权利要求1所述的船舶冷却水系统进水装置，其特征在于，所述旋转管道的出口端与所述冷却海水管道的进口端转动连接，所述旋转管道的出口端与所述冷却海水管道的进口端的转动连接部位设有密封环。

4.根据权利要求1所述的船舶冷却水系统进水装置，其特征在于，沿进水方向所述自流管道为渐缩管。

5.根据权利要求1所述的船舶冷却水系统进水装置，其特征在于，还包括电机，所述电机的转轴输出端与所述旋转管道的管壁为齿轮传动连接。

6.根据权利要求1所述的船舶冷却水系统进水装置，其特征在于，还包括支撑轴承，所述支撑轴承外圈与所述舷壁凹槽固定连接，所述支撑轴承内圈套设于所述旋转管道。

7.根据权利要求6所述的船舶冷却水系统进水装置，其特征在于，所述支撑轴承有多个。