CN112193396A - 一种铝合金船体排气管穿舱结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶设备技术领域，尤其涉及一种铝合金船体排气管穿舱结构，包括排气管道、冷却壳体、安装件、连接件和舱壁；所述冷却壳体沿排气管道的周向围绕所述排气管道设置，所述冷却壳体的材质与舱壁的材质均为铝合金，所述冷却壳体与舱壁焊接连接；所述冷却壳体通过连接件与安装件间接连接。本发明提供的铝合金船体排气管穿舱结构采用相同材质之间焊接连接、不同材质之间间接连接的结构设计，配合上述连接结构形成的冷却腔室对各部件及连接处进行降温，消除了由于导热性差异对柴油机排气结构的可靠性和耐久性造成的影响，降低了维修保养的费用，提高了排气管穿舱结构的安全性。

Description

一种铝合金船体排气管穿舱结构

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，尤其涉及一种铝合金船体排气管穿舱结构。

背景技术

船舶的柴油机排气型式包括将柴油机排气管穿过机舱侧壁后，再通过干式排气结构或湿式排气结构将热气排出船体外。目前，机舱侧壁的材质为铝合金或钢材，柴油机排气管一般采用钢材制成，当机舱侧壁采用铝合金材质时，柴油机排气管和机舱侧壁在焊接时存在一定的困难，不同材质之间进行焊接容易产生电化学腐蚀和导热性差异，会影响柴油机排气结构的可靠性和耐久性，不仅会增加额外维修保养的费用，同时也存在一定的安全隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种铝合金船体排气管穿舱结构，可避免不同材质之间进行焊接产生电化学腐蚀、导热性差异的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种铝合金船体排气管穿舱结构，包括排气管道、冷却壳体、安装件、连接件和舱壁；

所述冷却壳体沿排气管道的周向围绕所述排气管道设置，所述冷却壳体的材质与舱壁的材质均为铝合金，所述冷却壳体与舱壁焊接连接；

所述冷却壳体通过连接件与安装件间接连接，所述安装件与排气管道的材质均为钢材，所述安装件与排气管道焊接连接；

所述冷却壳体、连接件、安装件和排气管道围合形成的腔室用以存储冷却介质。

在可选实施例中，所述冷却壳体的侧壁上分别设有与所述腔室连通的冷却介质进口和冷却介质出口。

在可选实施例中，还包括冷却介质进管和冷却介质出管，所述冷却介质进管与冷却壳体焊接连接并与所述冷却介质进口连通，所述冷却介质出管与冷却壳体焊接连接并与所述冷却介质出口连通。

在可选实施例中，所述冷却介质为柴油机冷却水。

在可选实施例中，所述冷却壳体的外壁设有翼板，所述翼板与所述舱壁焊接连接。

在可选实施例中，所述安装件包括套管和封板，所述套管沿排气管道的周向围绕所述排气管道设置，所述封板分别与套管和冷却壳体焊接连接，所述冷却壳体的一端通过一个连接件与一个套管连接，所述冷却壳体的另一端通过另一个连接件与另一个套管连接。

在可选实施例中，所述排气管道、冷却壳体和套管的截面形状均为圆形。

在可选实施例中，所述连接件为多功能型管道连接器，所述多功能型管道连接器分别与冷却壳体和安装件连接。

在可选实施例中，所述多功能型管道连接器通过三元乙丙橡胶密封件分别与冷却壳体和安装件连接。

在可选实施例中，所述排气管道的一端设有用以与柴油机排气管连接的第一法兰，所述排气管道的另一端设有用以与船舷外板连接的第二法兰。

本发明的有益效果在于：提供一种铝合金船体排气管穿舱结构，包括排气管道、冷却壳体、安装件、连接件和舱壁，冷却壳体沿排气管道的周向围绕排气管道设置，冷却壳体通过连接件与安装件间接连接，并利用安装件安装在排气管道上，冷却壳体、连接件、安装件和排气管道围合形成用以存储冷却介质的腔室，由于冷却壳体的材质与舱壁的材质均为铝合金，安装件与排气管道的材质均为钢材，利用间接安装的方式代替直接将钢质的排气管道与铝合金材质的舱壁进行焊接的方式，避免了电化学腐蚀对排气管穿舱结构造成的不良影响，采用相同材质之间焊接连接、不同材质之间间接连接的结构设计，配合上述连接结构形成的冷却腔室对各部件及连接处进行降温，消除了由于导热性差异对柴油机排气结构的可靠性和耐久性造成的影响，降低了维修保养的费用，提高了排气管穿舱结构的安全性。

附图说明

图1所示为本发明实施例的铝合金船体排气管穿舱结构的结构示意图；

图2所示为本发明实施例的铝合金船体排气管穿舱结构的另一结构示意图；

标号说明：

1、排气管道；11、第一法兰；12、第二法兰；

2、冷却壳体；21、冷却介质进口；22、冷却介质出口；23、翼板；

3、安装件；31、套管；32、封板；

4、连接件；

5、舱壁；

6、腔室；

7、三元乙丙橡胶密封件。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1和图2所示，本发明的一种铝合金船体排气管穿舱结构，包括排气管道、冷却壳体、安装件、连接件和舱壁；

所述冷却壳体沿排气管道的周向围绕所述排气管道设置，所述冷却壳体的材质与舱壁的材质均为铝合金，所述冷却壳体与舱壁焊接连接；

所述冷却壳体通过连接件与安装件间接连接，所述安装件与排气管道的材质均为钢材，所述安装件与排气管道焊接连接；

所述冷却壳体、连接件、安装件和排气管道围合形成的腔室用以存储冷却介质。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种铝合金船体排气管穿舱结构，包括排气管道、冷却壳体、安装件、连接件和舱壁，冷却壳体沿排气管道的周向围绕排气管道设置，冷却壳体通过连接件与安装件间接连接，并利用安装件安装在排气管道上，冷却壳体、连接件、安装件和排气管道围合形成用以存储冷却介质的腔室，由于冷却壳体的材质与舱壁的材质均为铝合金，安装件与排气管道的材质均为钢材，利用间接安装的方式代替直接将钢质的排气管道与铝合金材质的舱壁进行焊接的方式，避免了电化学腐蚀对排气管穿舱结构造成的不良影响，采用相同材质之间焊接连接、不同材质之间间接连接的结构设计，配合上述连接结构形成的冷却腔室对各部件及连接处进行降温，消除了由于导热性差异对柴油机排气结构的可靠性和耐久性造成的影响，降低了维修保养的费用，提高了排气管穿舱结构的安全性。

进一步的，所述冷却壳体的侧壁上分别设有与所述腔室连通的冷却介质进口和冷却介质出口。

从上述描述可知，冷却介质进口和冷却介质出口用以实现向腔室内通入冷却介质或排出冷却介质，从而控制降温效果；将冷却介质进口的通量设计为大于通孔的总通量，即保证冷却介质应当充满整个腔室。

进一步的，还包括冷却介质进管和冷却介质出管，所述冷却介质进管与冷却壳体焊接连接并与所述冷却介质进口连通，所述冷却介质出管与冷却壳体焊接连接并与所述冷却介质出口连通。

从上述描述可知，冷却介质进管和冷却介质出管均采用铝合金材质，二管在与冷却壳体焊接时不存在电化学腐蚀等问题。

进一步的，所述冷却介质为柴油机冷却水。

从上述描述可知，冷却介质可因地制宜利用冷却完柴油机后的冷却海水，这样可以利用柴油机的冷却水泵提供，在使用完毕可直接排至舷外海里，节能环保。

进一步的，所述冷却壳体的外壁设有翼板，所述翼板与所述舱壁焊接连接。

从上述描述可知，冷却壳体上向外延伸有翼板，翼板同样为铝合金材质，便于与舱壁进行焊接。

进一步的，所述安装件包括套管和封板，所述套管沿排气管道的周向围绕所述排气管道设置，所述封板分别与套管和冷却壳体焊接连接，所述冷却壳体的一端通过一个连接件与一个套管连接，所述冷却壳体的另一端通过另一个连接件与另一个套管连接。

从上述描述可知，安装件包括套管和封板，套管的一侧通过封板与冷却壳体焊接连接，套管的另一侧通过连接件与冷却壳体间接连接。

进一步的，所述排气管道、冷却壳体和套管的截面形状均为圆形。

从上述描述可知，采用圆形截面设计增大了冷却介质与排气管道的热交换面积，并且可以减少冷却作业过程产生的能耗。

进一步的，所述连接件为多功能型管道连接器，所述多功能型管道连接器分别与冷却壳体和安装件连接。

从上述描述可知，多功能型管道连接器不仅可以解决钢管与铝合金管之间不能直接焊接的问题，又能保证整个穿舱件的密封性。

进一步的，所述多功能型管道连接器通过三元乙丙橡胶密封件分别与冷却壳体和安装件连接。

从上述描述可知，拼装后，冷却壳体与安装件之间具有间隙，通过三元乙丙橡胶密封件密封连接，由于连接件一般为钢材，利用三元乙丙橡胶密封件进行连接可避免不同材质金属间产生电化学腐蚀的问题。

进一步的，所述排气管道的一端设有用以与柴油机排气管连接的第一法兰，所述排气管道的另一端设有用以与船舷外板连接的第二法兰。

请参照图1和图2所示，本发明的实施例一为：一种铝合金船体排气管穿舱结构，包括排气管道1、冷却壳体2、安装件3、连接件4和舱壁5；所述冷却壳体2沿排气管道1的周向围绕所述排气管道1设置，所述冷却壳体2的材质与舱壁5的材质均为铝合金，所述冷却壳体2与舱壁5焊接连接；所述冷却壳体2通过连接件4与安装件3间接连接，即冷却壳体2与安装件3沿排气管道1的轴线安装到在指定位置后，冷却壳体2与安装件3在所述排气管道1的轴线方向上具有间隙，为了保证连接后结构的稳定性，冷却壳体2与安装件3的内径与外径设计为相同，所述冷却壳体2的内径与排气管道1的内径的比值范围为1.3～2，所述安装件3与排气管道1的材质均为钢材，所述安装件3与排气管道1焊接连接；所述冷却壳体2、连接件4、安装件3和排气管道1围合形成的腔室6用以存储冷却介质。所述冷却壳体2的两个开口端分别通过一个连接件4与对应的安装件3连接，所述冷却壳体2的开口端与安装件3在平行于排气管道1的轴线方向上具有间隙。

所述冷却壳体2的侧壁上分别设有与所述腔室6连通的冷却介质进口21和冷却介质出口22，冷却介质进口21位于冷却壳体在所述排气管道1的轴线上的一端，冷却介质出口22位于冷却壳体在所述排气管道1的轴线上的另一端，这样可以延长冷却介质与管壁的接触时间，将冷却介质进口21的口径设计为大于冷却介质出口22的口径，有利于冷却介质充满冷却壳体。还包括冷却介质进管和冷却介质出管，所述冷却介质进管与冷却壳体2焊接连接并与所述冷却介质进口21连通，所述冷却介质出管与冷却壳体2焊接连接并与所述冷却介质出口22连通。所述冷却介质为柴油机冷却水。所述冷却壳体2的外壁设有翼板23，所述翼板23与所述舱壁5焊接连接。所述安装件3包括套管31和封板32，所述套管31沿排气管道1的周向围绕所述排气管道1设置，所述封板32分别与套管31和冷却壳体2焊接连接，所述冷却壳体2的一端通过一个连接件4与一个套管31连接，所述冷却壳体2的另一端通过另一个连接件4与另一个套管31连接，所述冷却壳体2的内壁至排气管道1外壁的距离等于套管31至排气管道1外壁的距离。所述排气管道1、冷却壳体2和套管31的截面形状均为圆形。所述连接件4为多功能型管道连接器，所述多功能型管道连接器分别与冷却壳体2和安装件3连接。所述多功能型管道连接器通过三元乙丙橡胶密封件7分别与冷却壳体2和安装件3连接，所述三元乙丙橡胶密封件7将冷却壳体2和安装件3间的间隙密封。所述排气管道1的一端设有用以与柴油机排气管连接的第一法兰11，所述排气管道1的另一端设有用以与船舷外板连接的第二法兰12。第一法兰11和第二法兰12的材质为钢材。

所述排气管道1为φ168×5-710无缝钢管，所述排气管道1的轴向总长为730mm，所述套管31的规格为φ273×8-80，所述封板32的规格为φ255/φ170×6，所述冷却壳体2的直径为273mm，翼板23采用与舱壁5相同的5083铝合金材质，所述冷却介质进口21和冷却介质出口22均设有铝合金螺纹接头焊接座，所述铝合金螺纹接头焊接座用以安装冷却介质进管和冷却介质出管。所述排气管道1和冷却壳体2采用整体车间预制，先将位于排气管道1一端的第一法兰11、封板32和套管31焊接完，再将中间的铝合金冷却壳体2从排气管道1的另一端套入，并装焊位于排气管道1另一端的封板32、套管31和第二法兰12，中间的铝合金冷却壳体2分别通过两个多功能型管道连接器与两个套管31连接，多功能型管道连接器的规格为GRIP-M-250A-273，三元乙丙橡胶密封件7为三元乙丙橡胶密封层。

综上所述，本发明提供一种铝合金船体排气管穿舱结构，包括排气管道、冷却壳体、安装件、连接件和舱壁，冷却壳体沿排气管道的周向围绕排气管道设置，冷却壳体通过连接件与安装件间接连接，并利用安装件安装在排气管道上，冷却壳体、连接件、安装件和排气管道围合形成用以存储冷却介质的腔室，由于冷却壳体的材质与舱壁的材质均为铝合金，安装件与排气管道的材质均为钢材，利用间接安装的方式代替直接将钢质的排气管道与铝合金材质的舱壁进行焊接的方式，避免了电化学腐蚀对排气管穿舱结构造成的不良影响，采用相同材质之间焊接连接、不同材质之间间接连接的结构设计，配合上述连接结构形成的冷却腔室对各部件及连接处进行降温，消除了由于导热性差异对柴油机排气结构的可靠性和耐久性造成的影响，降低了维修保养的费用，提高了排气管穿舱结构的安全性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，包括排气管道、冷却壳体、安装件、连接件和舱壁；

所述冷却壳体沿排气管道的周向围绕所述排气管道设置，所述冷却壳体的材质与舱壁的材质均为铝合金，所述冷却壳体与舱壁焊接连接；

所述冷却壳体通过连接件与安装件间接连接，所述安装件与排气管道的材质均为钢材，所述安装件与排气管道焊接连接；

所述冷却壳体、连接件、安装件和排气管道围合形成的腔室用以存储冷却介质。

2.根据权利要求1所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述冷却壳体的侧壁上分别设有与所述腔室连通的冷却介质进口和冷却介质出口。

3.根据权利要求2所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，还包括冷却介质进管和冷却介质出管，所述冷却介质进管与冷却壳体焊接连接并与所述冷却介质进口连通，所述冷却介质出管与冷却壳体焊接连接并与所述冷却介质出口连通。

4.根据权利要求1所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述冷却介质为柴油机冷却水。

5.根据权利要求1所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述冷却壳体的外壁设有翼板，所述翼板与所述舱壁焊接连接。

6.根据权利要求1所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述安装件包括套管和封板，所述套管沿排气管道的周向围绕所述排气管道设置，所述封板分别与套管和冷却壳体焊接连接，所述冷却壳体的一端通过一个连接件与一个套管连接，所述冷却壳体的另一端通过另一个连接件与另一个套管连接。

7.根据权利要求6所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述排气管道、冷却壳体和套管的截面形状均为圆形。

8.根据权利要求1所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述连接件为多功能型管道连接器，所述多功能型管道连接器分别与冷却壳体和安装件连接。

9.根据权利要求8所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述多功能型管道连接器通过三元乙丙橡胶密封件分别与冷却壳体和安装件连接。

10.根据权利要求1所述的铝合金船体排气管穿舱结构，其特征在于，所述排气管道的一端设有用以与柴油机排气管连接的第一法兰，所述排气管道的另一端设有用以与船舷外板连接的第二法兰。

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