CN112361366A - 一种新型船舶用防腐降噪烟囱 - Google Patents

一种新型船舶用防腐降噪烟囱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型船舶用防腐降噪烟囱，包括一用于排放废气的烟囱，设置于所述烟囱中轴线位置用于将废气的动能转化为电能的转化装置、设置于烟囱内壁上用于降低烟囱内部温度以及烟尘的内部冷却装置、用于降低烟囱噪音的消音装置、设置于烟囱外壁的外部冷却装置、设置于外部冷却装置表面的隔热层、用于将冷却液净化循环使用的循环净化装置、以及控制器，本发明通过多级冷却有效降低烟囱内部以及外部温度，并通过检测控制系统对烟囱温度进行可视化实时控制调整，有效解决高温腐蚀问题，通过设置消音装置降低烟囱排气噪音，并对排放的烟气能量充分回收利用，通过改变冷却液介质能够有效去除废气内的有害物质以及烟尘。

Description

一种新型船舶用防腐降噪烟囱
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种新型船舶用防腐降噪烟囱。
背景技术
随着国家经济的发展，船舶凭借运量的、运费低以及运输的国际性等优点已经成为主要的运输工具之一，船舶运行过程中主机将产生的烟气通过烟囱排放到空气中，所排出的烟气温度高、压力大，船舶主机和电站柴油机的排气温度往往高达500℃，而排烟管表面在高温氧化和海水盐雾侵蚀的恶劣环境下极易腐蚀损坏，降低使用寿命；在排气过程中除了高温高压外还伴随巨大的噪音，对船员身体健康产生巨大影响并已经成为船舶噪音的主要噪音源。为了解决上述问题CN 107757856 A公布了一种军舰“隐形”烟囱设计，由散热结构，除尘结构，以及强力排气部分组成。通过烟筒外周加装密闭隔层，通过导热液体循环，以及覆盖隔热层，降低烟囱外表面温度，通过在内部加装静电除尘装置，减少军舰烟囱冒黑烟的情况，通过在烟囱排气口安装排气扇，增加烟囱的废气排放效率。
上述发明能够降低烟囱外表面的温度，减少烟尘量，但仍然存在以下几方面问题：一、仅通过导热液循环冷却效果有限，温度降幅度无法精确控制调整，冷却效果不明显；二、由于冷却效果不明显无法有效解决烟囱高温腐蚀问题；三、未能有效解决排气噪音问题；四、能源回收利用率不高；
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型船舶用防腐降噪烟囱，通过多级冷却有效降低烟囱内部以及外部温度，并通过检测控制系统对烟囱温度进行实时控制调整，有效解决高温腐蚀问题，通过设置消音装置降低烟囱排气噪音，并对排放的烟气的剩余能量充分回收利用。
本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种新型船舶用防腐降噪烟囱，包括一用于排放废气的烟囱，包括设置于所述烟囱中轴线位置用于将废气的动能转化为电能的转化装置、设置于烟囱内壁上用于降低烟囱内部温度以及烟尘的内部冷却装置、用于降低烟囱噪音的消音装置、设置于烟囱外壁的外部冷却装置、设置于外部冷却装置表面的隔热层、用于将冷却液净化循环使用的循环净化装置、以及控制器，主机产生的废气通过排烟管道进入烟囱，高温、高压、高速的废气推动转化装置进行工作的同时消音装置进行降噪消音，烟囱入口处设置有用于检测温度的第一传感器，所述第一传感器将信号发送至控制器，当检测温度到达预设值所述控制器发送启动信号至外部冷却装置，外部冷却装置接收信号后启动工作，设置于外部冷却装置的第二传感器在外部冷却装置工作的同时实时监测外部冷却装置的温度，将检测的温度信号发送至控制器，当外部冷却装置温度超过预设值时，控制器发送启动信号至内部冷却装置，内部冷却装置接收信号后启动进行内部冷却。
上述的新型船舶用防腐降噪烟囱，所述转化装置包括设置于烟囱中轴线位置的安装轴，所述安装轴上沿轴线方向均匀设置多组用于带动转轴转动的风扇叶片，安装轴顶端固定于烟囱顶部的固定梁上，底部通过设置于烟囱入口下部的透水壁上的安装孔与安装于透水壁下部的发电机相连接，所述透水壁上设置若干通孔与下部集液器连通，用于收集内部冷却装置喷淋的冷却液，所述发电机与蓄电池组相连接，高温、高压、高速的废气进入烟囱带动安装有风扇叶片的安装轴转动，安装于安装轴底部的发电机随安装轴转到进行发电并将产生的电能输送至蓄电池组进行储存，作为备用电源使用；安装风扇叶片的安装轴在转动发电的同时消耗废气的能量，有效降低废气的流动速度，起到一定的消音作用。
上述的新型船舶用防腐降噪烟囱，所述内部冷却装置包括设置于烟囱内壁上用于对烟囱内部进行冷却除尘的喷淋器、设置于外部冷却装置与内部冷却装置之间用于控制喷淋器流量的流量控制机构，所述喷淋器上下表面设置有若干用于冷却液流出的圆孔，将所述冷却介质内添加氢氧化钠或碳酸钠溶液通过喷淋器洗涤脱除烟气中二氧化硫来实现烟气脱硫，添加不同的溶质来去除烟尘中的其他有害物质，达到烟气除尘净化目的。
上述的新型船舶用防腐降噪烟囱，所述流量控制机构包括设置于外部冷却装置与内部冷却装置之间的流量控制器以及设置于烟囱顶部用于控制所述流量控制器动作的伺服油缸，所述第二传感器发送信号至控制器后，控制器接收信号后发送启动信号至伺服油缸，所述伺服油缸根据控制器信号调整流量控制器位置。
上述的新型船舶用防腐降噪烟囱，所述消音装置由多组设置角度不同的喷淋器构成，且喷淋器端部位于相邻两组风扇叶片之间，每组特定角度的喷淋器形成不同规格的消音碗。高温高压的废气遇到消音碗后气流膨胀，消耗部分能量，风扇叶片旋转可以实现废气多次进入消音碗内消耗能量，经过若干次膨胀后，废气压力、速度和密度都得到有效降低，实现降低噪音的目的。
上述的新型船舶用防腐降噪烟囱，所述外部冷却装置包括设置于烟囱外壁用于冷却液工作的冷却腔，用于给冷却腔提供冷却液的循环泵、用于将冷却液吸收的热量再利用的热交换器。
上述的新型船舶用防腐降噪烟囱，所述循环净化装置包括与外部冷却装置输出端连接由于热量回收再利用的热交换器，热交换器另一端相连接用于汇集冷却液的集液器，集液器通过管道与用于净化过滤冷却液的净化器相连，冷却液经过净化过滤后进入供液池，供液池设置有用于实时检测供液池液位的液位传感器以及补充冷却液的补液泵，实时检测液位补充冷却液。
本发明新型船舶用防腐降噪烟囱的有益效果是：通过设置传感器以及控制器实现对排气温度的实时监控与调节，实现温度降低可视化。在控制器的控制下设置的分级冷却装置有效的降低了烟囱的温度，很好的解决了烟囱高温腐蚀问题，提高了烟囱的使用寿命，设置的转化装置以及外部冷却装置最大程度的回收利用烟气的剩余能量，提高了能源利用率，通过设置的内部冷却装置可以有效去除烟尘，改变冷却剂的成分可以实现去除烟气内的有害成分，实现烟气净化。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明烟囱主体的俯视图；
图3为本发明流量控制器表面放大图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；
如图1、2、3所示，一种新型船舶用防腐降噪烟囱，包括一用于排放废气的烟囱，包括设置于烟囱中轴线位置用于将废气的动能转化为电能的转化装置1、设置于烟囱内壁上用于降低烟囱内部温度以及烟尘的内部冷却装置3、用于降低烟囱噪音的消音装置4、设置于烟囱外部的外部冷却装置5、设置于外部冷却装置表面的隔热层2、用于将冷却液净化循环使用的循环净化装置7、以及控制器。
主机产生的废气通过排烟管道进入烟囱，高温、高压、高速的废气进入烟囱带动安装有风扇叶片8的安装轴9转动，安装轴9的顶端固定于烟囱顶部的固定梁20上，底部通过设置于烟囱入口下部的透水壁21上的安装孔与安装于透水壁21下部的发电机10相连接，安装于安装轴9底部的发电机10随安装轴9转动进行发电并将产生的电能输送至蓄电池组进行储存，作为备用电源使用；安装风扇叶片8的安装轴9在转动发电的同时消耗废气的能量，有效降低废气的流动速度，起到一定的消音作用。同时高温、高压、高速的废气遇到由多组角度不同且端部位于相邻两组风扇叶片8之间的喷淋器6构成的不同规格的消音碗后气流膨胀，消耗部分能量，风扇叶片8旋转可以实现废气多次进入消音碗内消耗能量，经过若干次膨胀后，废气压力、速度和密度都得到有效降低，有效的降低了排气的噪音，烟囱入口处设置有用于检测温度的第一传感器，所述第一传感器将信号发送至控制器，当检测温度到达预设值所述控制器发送启动信号至外部冷却装置5，外部冷却装置5接收信号后用于给冷却腔11提供冷却液的循环泵12启动工作，将供液池13内的冷却液输送至设置于烟囱外部用于冷却液工作的冷却腔11内进行循环冷却，设置于外部冷却装置5的第二传感器在外部冷却装置5工作的同时实时监测外部冷却装置5内部冷却液的温度，将检测的温度信号发送至控制器，当外部冷却装置5内冷却液温度超过预设值时，控制器发送启动信号至内部冷却装置3设置于烟囱顶部用于控制所述流量控制器15动作的伺服油缸14，伺服油缸14根据控制器信号调整设置于冷却腔11与喷淋器6之间用于控制喷淋器6流量的流量控制器15的位置，启动设置于烟囱内壁上并且上下表面设置有若干用于冷却液流出的圆孔的喷淋器6进行喷淋降温，通过控制器实时发送的信号调整喷淋器6的流量，精准有效的降低烟囱内部与外部的温度，而设置于外部冷却装置5表面的隔热层2将烟囱表面的防腐涂料与外部冷却装置5隔绝，进一步避免了高温对防腐涂料的影响，杜绝了由于高温造成防腐涂料脱落造成烟囱锈蚀损坏现象的出现。
循环净化装置7包括与外部冷却装置5输出端连接由于热量回收再利用的热交换器16，热交换器16另一端相连接用于汇集冷却液的集液器17，集液器17通过管道与用于净化过滤冷却液的净化器18相连，冷却液经过净化过滤后进入供液池13，供液池13设置有用于实时检测供液池液位的液位传感器以及补充冷却液的补液泵19，实时检测液位补充冷却液；
本发明在使用时，在首先通过设置的控制器以及传感器实现了对冷却系统的连续控制以及准确调整，分别设置的外部冷却装置、内部冷却装置以及隔热层有效的消除了烟囱内部高温对外部防腐涂层的影响，解决了高温导致防腐涂层脱落腐蚀问题，延长了烟囱的使用寿命；通过设置的消音装置以及转化装置不但降低了排气噪音，而且最大限度的利用了废气的能量，提高能源利用率；通过改变冷却液的成分可以实现去除烟尘的有害元素，使排放的废气符合排放标准，降低了对环境的污染，节能环保。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修改，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种新型船舶用防腐降噪烟囱，包括一用于排放废气的烟囱，其特征在于：包括设置于所述烟囱中轴线位置用于将废气的动能转化为电能的转化装置、设置于烟囱内壁上用于降低烟囱内部温度以及烟尘的内部冷却装置、用于降低烟囱噪音的消音装置、设置于烟囱外壁的外部冷却装置、设置于外部冷却装置表面的隔热层、用于将冷却液净化循环使用的循环净化装置、以及控制器，主机产生的废气通过排烟管道进入烟囱，高速的废气推动转化装置进行工作的同时消音装置进行降噪消音，烟囱入口处设置有用于检测温度的第一传感器，所述第一传感器将信号发送至控制器，当检测温度到达预设值所述控制器发送启动信号至外部冷却装置，外部冷却装置接收信号后启动工作，设置于外部冷却装置的第二传感器在外部冷却装置工作的同时实时监测外部冷却装置的温度，将检测的温度信号发送至控制器，当外部冷却装置温度超过预设值时，控制器发送启动信号至内部冷却装置，内部冷却装置接收信号后启动进行内部冷却。
2.根据要求1所述的新型船舶用防腐降噪烟囱，其特征是：所述转化装置包括设置于烟囱中轴线位置的安装轴，所述安装轴上沿轴线方向均匀设置多组用于带动转轴转动的风扇叶片，安装轴顶端固定于烟囱顶部的固定梁上，底部通过设置于烟囱入口下部的透水壁上的安装孔与安装于透水壁下部的发电机相连接，所述透水壁上设置若干通孔与下部集液器连通，所述发电机与蓄电池组相连接。
3.根据要求1所述的新型船舶用防腐降噪烟囱，其特征是：所述内部冷却装置包括设置于烟囱内壁上用于对烟囱内部进行冷却除尘的喷淋器、设置于外部冷却装置与内部冷却装置之间用于控制喷淋器流量的流量控制机构，所述喷淋器上下表面设置有若干用于冷却液流出的圆孔。
4.根据要求3所述的新型船舶用防腐降噪烟囱，其特征是：所述流量控制机构包括设置于外部冷却装置与内部冷却装置之间的流量控制器以及设置于烟囱顶部用于控制所述流量控制器动作的伺服油缸，所述第二传感器发送信号至控制器后，控制器接收信号后发送启动信号至伺服油缸，所述伺服油缸根据控制器信号调整流量控制器位置。
5.根据要求1所述的新型船舶用防腐降噪烟囱，其特征是：所述消音装置由多组设置角度不同的喷淋器构成，且喷淋器端部位于相邻两组风扇叶片之间，每组特定角度的喷淋器形成不同规格的消音碗。
6.根据要求1所述的新型船舶用防腐降噪烟囱，其特征是：所述外部冷却装置包括设置于烟囱外壁用于冷却液工作的冷却腔，用于给冷却腔提供冷却液的循环泵、用于将冷却液吸收的热量再利用的热交换器。
7.根据要求1所述的新型船舶用防腐降噪烟囱，其特征是：所述循环净化装置包括与所述外部冷却装置的热交换器相连接的用于汇集冷却液的集液器，所述集液器通过管道与用于净化过滤冷却液的净化器相连，冷却液经过净化过滤后进入供液池，所述供液池设置有液位监测系统实时检测液位，所述检测系统包括液位传感器以及补充泵，实时检测补充冷却液。
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