CN114132474B - 利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统,包括动力舱，以及内燃机外壳，动力舱一端设有引水装置，动力舱底部设有自升降定点降温装置，动力舱顶部设有淡水降温装置，动力舱侧壁对称设有负吸气流降温装置；引水装置包括储水箱、引水管、压力管以及设于船体上表面的控压部件；自升降定点降温装置包括迷宫水盒，设于内燃机外壳外壁的多个热引导部件，以及设于动力舱内壁底部的自升降引水部件；负吸气流降温装置包括传输管道，设于传输管道外壁的控流部件，一端穿设于传输管道外壁、另一端延伸至动力舱内的导热部件，以及设于导热部件端部的负吸气流部件。本发明是一种便于动力舱快速降温的，便于对动力舱进行防渗漏保护的降温系统。

Description

利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统

技术领域

本发明主要涉及冷却系统的技术领域，具体为利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统。

背景技术

船舶动力舱内的内燃机工作时会产生大量的热量，然而动力仓体积较小且通风性较差，内燃机产生的热量往往无法及时排出，船舶动力舱过热将会对船舶的动力系统造成影响。

根据申请号为CN201920203626.0的专利文献所提供的一种船舶机舱冷却系统可知，该系统包括通过管道依次连接的海水淡化机、膨胀水箱、柴油发动机以及第一冷却器，膨胀水箱与柴油发动机之间设有第一高压泵，第一冷却器通过管道与膨胀水箱连接，第一冷却器还通过第一抽水泵与海水连通。该系统可直接将海水转为淡水，避免海水的高腐蚀性对管道以及柴油发动机造成损害，不仅可以有效对柴油动机进行降温，同时可以有效地延长管道和柴油发动机的使用年限；同时利用海水作为冷却液直接对升温后的淡水进行吸热降温，吸热后直接排回海里，可避免船舶装载过多的冷却液，不仅降低了船舶的装载量，同时无需对升温后的冷却液进行降温。

上述专利中的系统可避免海水侵蚀，但不便于动力舱的快速降温，且不便于对动力舱进行防渗漏保护。

发明内容

本发明主要提供了利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统,包括动力舱，以及设于所述动力舱内的内燃机外壳，所述动力舱一端设有引水装置，所述动力舱底部设有自升降定点降温装置，所述动力舱顶部设有淡水降温装置，所述动力舱侧壁对称设有负吸气流降温装置；

所述引水装置包括设于所述动力舱外壁的储水箱，顶端连通储水箱底部、底端贯穿船体并延伸至船体底部的引水管，底端连通储水箱顶部、顶端贯穿船体并延伸至船体顶部的压力管，以及设于船体上表面且执行端连通所述压力管的控压部件，所述引水管以及压力管外壁均设有第一电控阀；

所述自升降定点降温装置包括设于所述动力舱底部的迷宫水盒，设于所述内燃机外壳外壁的多个热引导部件，以及设于所述动力舱内壁底部且用于将迷宫水盒内水引导至热引导部件内的自升降引水部件；

所述负吸气流降温装置包括一端连通所述储水箱、另一端连通所述迷宫水盒的传输管道，设于所述传输管道靠近所述储水箱一端外壁的控流部件，一端穿设于所述传输管道外壁、另一端延伸至动力舱内的导热部件，以及设于所述导热部件端部且位于所述动力舱内的负吸气流部件；

所述淡水降温装置包括设于所述动力舱内壁顶部的接触传热部件，以及进水端与所述储水箱相连接、排水端与所述接触传热部件相连接的淡水喷雾部件。

优选的，所述控压部件包括设于船体上表面且执行端连通所述压力管的真空泵以及增压泵，以及设于所述压力管外壁的压力传感器。在本优选的实施例中，通过控压部件便于海水引流，同时便于对海水进行输送。

优选的，所述迷宫水盒内交错设置多块导水板，所述迷宫水盒底部中心位置连通排水管，所述排水管外壁设有第二电控阀。在本优选的实施例中，通过迷宫水盒便于海水的定向流动，以便于热交换后的海水排出。

优选的，所述热引导部件包括竖直设于所述内燃机外壳外壁的引导盒，以及设于所述引导盒内壁的多个导热块。在本优选的实施例中，通过热引导部件便于对内燃机的热量进行引导。

优选的，所述自升降引水部件包括设于所述动力舱内壁且顶部抵接引导盒底部的环形定位架，对称设于所述环形定位架内部两端且底部固定在动力舱内壁底部的驱动缸，设于所述驱动缸执行端的升降板，顶端连接升降板底部、底端延伸至迷宫水盒内的多个导流管，以及设于所述迷宫水盒内壁底部且侧壁滑动连接导流管内壁的限流柱，所述环形定位架外壁设有一端延伸至动力舱外部的排气管，所述导流管侧壁顶部通过软管与所述排气管相连通，所述排气管外壁设有排气疏水阀以及第三电控阀。在本优选的实施例中，通过自升降引水部件便于将迷宫水盒内水安全引导至热引导部件内，以进行定点降温。

优选的，所述导热部件包括一端穿设于所述传输管道外壁、另一端延伸至动力舱内的导热柱，以及嵌设于所述导热柱端部的漏斗气流槽。在本优选的实施例中，通过导热部件便于将动力舱内热量导出，以便于流经传输管道的海水带走热量。

优选的，所述控流部件包括设于所述传输管道外壁的第四电控阀以及流量传感器，以及设于所述漏斗气流槽内壁底部的温度传感器。在本优选的实施例中，通过控流部件便于根据散热需要对传输管道内的海水流速进行控制。

优选的，所述负吸气流部件包括设于所述导热柱端部的方形架，设于所述方形架一侧的横板，以及设于所述横板靠近所述方形架一侧的扇叶、另一侧且用于驱动扇叶转动的驱动电机。在本优选的实施例中，通过负吸气流部件便于将热空气导入导热部件，以便于增大热传导效率以及散热范围。

优选的，所述接触传热部件包括设于所述动力舱内壁顶部的导热水盒，以及一端连通所述导热水盒外壁、另一端延伸至动力舱外部的水源回收管。在本优选的实施例中，通过接触传热部件便于对内燃机进行直接降温，且便于淡水回收。

优选的，所述淡水喷雾部件包括设于所述动力舱顶部的海水淡化机以及压力泵，所述海水淡化机进水端通过第一水源管与所述储水箱连通，所述海水淡化机排水端设有第二水源管，所述第二水源管外壁设有单向阀以及一端连通第二水源管、另一端延伸至导热水盒内的多个喷雾管，所述压力泵执行端连通所述第二水源管，所述第一水源管外壁设有第五电控阀。在本优选的实施例中，通过淡水喷雾部件便于将淡水喷在接触传热部件内，以便于快速散热。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明中的降温系统便于动力舱的快速降温，便于对动力舱进行防渗漏保护；

通过控压部件便于海水引流，同时便于对海水进行输送，通过导热部件便于将动力舱内热量导出，以便于流经传输管道的海水带走热量，通过控流部件便于根据散热需要对传输管道内的海水流速进行控制，通过负吸气流部件便于将热空气导入导热部件，以便于增大热传导效率以及散热范围，流经传输管道的海水进入迷宫水盒，通过迷宫水盒便于海水的定向流动，以便于热交换后的海水排出，通过热引导部件便于对内燃机的热量进行引导，通过自升降引水部件便于将迷宫水盒内水安全引导至热引导部件内，以进行定点降温，通过接触传热部件便于对内燃机进行直接降温，且便于淡水回收，通过淡水喷雾部件便于将淡水喷在接触传热部件内，以便于快速散热。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构轴测图；

图2为本发明的整体结构爆炸图；

图3为本发明的淡水降温装置结构爆炸图；

图4为本发明的负吸气流降温装置结构爆炸图；

图5为本发明的整体结构剖视图；

图6为本发明的负吸气流降温装置结构结构剖视图；

图7为本发明的动力舱内部结构俯视图；

图8为本发明的自升降引水部件结构剖视图。

附图说明：10、动力舱；11、内燃机外壳；20、引水装置；21、储水箱；22、引水管；23、压力管；24、控压部件；241、真空泵；242、增压泵；243、压力传感器；25、第一电控阀；30、自升降定点降温装置；31、迷宫水盒；311、导水板；312、排水管；313、第二电控阀；32、热引导部件；321、引导盒；322、导热块；33、自升降引水部件；331、环形定位架；332、驱动缸；333、升降板；334、导流管；335、限流柱；336、排气管；337、排气疏水阀；338、第三电控阀；40、淡水降温装置；41、接触传热部件；411、导热水盒；412、水源回收管；42、淡水喷雾部件；421、海水淡化机；422、压力泵；423、第一水源管；424、第二水源管；425、喷雾管；426、第五电控阀；427、单向阀；50、负吸气流降温装置；51、传输管道；52、控流部件；521、第四电控阀；522、流量传感器；523、温度传感器；53、导热部件；531、导热柱；532、漏斗气流槽；54、负吸气流部件；541、方形架；542、横板；543、扇叶；544、驱动电机。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请着重参照附图1、2、3、5所示，在本发明一优选实施例中，利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统,包括动力舱10，以及设于所述动力舱10内的内燃机外壳11，所述动力舱10一端设有引水装置20，所述动力舱10底部设有自升降定点降温装置30，所述动力舱10顶部设有淡水降温装置40，所述动力舱10侧壁对称设有负吸气流降温装置50；所述引水装置20包括设于所述动力舱10外壁的储水箱21，顶端连通储水箱21底部、底端贯穿船体并延伸至船体底部的引水管22，底端连通储水箱21顶部、顶端贯穿船体并延伸至船体顶部的压力管23，以及设于船体上表面且执行端连通所述压力管23的控压部件24，所述引水管22以及压力管23外壁均设有第一电控阀25；所述控压部件24包括设于船体上表面且执行端连通所述压力管23的真空泵241以及增压泵242，以及设于所述压力管23外壁的压力传感器243。

需要说明的是，在本实施例中，引水时，引水管22与压力管23外壁的第一电控阀25均打开，此时储水箱21、引水管22以及压力管23连通，海水进入储水箱21，且水位高度与船体入水深度一致，水位不够时，关闭压力管23外壁第一电控阀25，通过控压部件24进行抽吸引水，引水完成后两个第一电控阀25均关闭，第四电控阀521开启，控压部件24对储水箱21内进行加压，海水进入传输管道51；

进一步的，控压部件24工作时，控制器接收压力传感器243的压力数据并触发真空泵241或增压泵242，以使压力数据达到设定值。

请着重参照附图2、4、6、8所示，在本发明另一优选实施例中，所述自升降定点降温装置30包括设于所述动力舱10底部的迷宫水盒31，设于所述内燃机外壳11外壁的多个热引导部件32，以及设于所述动力舱10内壁底部且用于将迷宫水盒31内水引导至热引导部件32内的自升降引水部件33；所述迷宫水盒31内交错设置多块导水板311，所述迷宫水盒31底部中心位置连通排水管312，所述排水管312外壁设有第二电控阀313，所述热引导部件32包括竖直设于所述内燃机外壳11外壁的引导盒321，以及设于所述引导盒321内壁的多个导热块322，所述自升降引水部件33包括设于所述动力舱10内壁且顶部抵接引导盒321底部的环形定位架331，对称设于所述环形定位架331内部两端且底部固定在动力舱10内壁底部的驱动缸332，设于所述驱动缸332执行端的升降板333，顶端连接升降板333底部、底端延伸至迷宫水盒31内的多个导流管334，以及设于所述迷宫水盒31内壁底部且侧壁滑动连接导流管334内壁的限流柱335，所述环形定位架331外壁设有一端延伸至动力舱10外部的排气管336，所述导流管334侧壁顶部通过软管与所述排气管336相连通，所述排气管336外壁设有排气疏水阀337以及第三电控阀338。

需要说明的是，在本实施例中，内燃机外壳11的热量可经引导盒321内的导热块322导出，海水进入迷宫水盒31后在导水板311的作用下定向流动，此时第三电控阀338开启，驱动缸332带动升降板333上移，以带动导流管334上移至引导盒321内，此时限流柱335与导流管334分离，压力水流即可进入导流管334，以带走引导盒321内热量，压力水流进入导流管334时，导流管334内空气经排气管336以及排气疏水阀337排出，防渗漏时，复位驱动缸332即可，开启第二电控阀313，热交换后的海水即可经排水管312排出。

请着重参照附图2、4、6、7所示，在本发明另一优选实施例中，所述负吸气流降温装置50包括一端连通所述储水箱21、另一端连通所述迷宫水盒31的传输管道51，设于所述传输管道51靠近所述储水箱21一端外壁的控流部件52，一端穿设于所述传输管道51外壁、另一端延伸至动力舱10内的导热部件53，以及设于所述导热部件53端部且位于所述动力舱10内的负吸气流部件54；所述导热部件53包括一端穿设于所述传输管道51外壁、另一端延伸至动力舱10内的导热柱531，以及嵌设于所述导热柱531端部的漏斗气流槽532，所述控流部件52包括设于所述传输管道51外壁的第四电控阀521以及流量传感器522，以及设于所述漏斗气流槽532内壁底部的温度传感器523，所述负吸气流部件54包括设于所述导热柱531端部的方形架541，设于所述方形架541一侧的横板542，以及设于所述横板542靠近所述方形架541一侧的扇叶543、另一侧且用于驱动扇叶543转动的驱动电机544。

需要说明的是，在本实施例中，第四电控阀521开启后，海水经传输管道51进入迷宫水盒31，海水经过传输管道51时，驱动电机544带动扇叶543转动，以使动力舱10内的热气不断冲刷导热柱531以及漏斗气流槽532，热量经导热柱531传导至经过传输管道51的海水中，便于散热的同时避免海水进入动力舱10；

进一步的，控制器接收温度传感器523的温度信息以及流量传感器522的流量数据，并在分析收对增压泵242的功率进行调节，以使流量数据达到设定值。

请着重参照附图2、3、5、6所示，在本发明另一优选实施例中，所述淡水降温装置40包括设于所述动力舱10内壁顶部的接触传热部件41，以及进水端与所述储水箱21相连接、排水端与所述接触传热部件41相连接的淡水喷雾部件42，所述接触传热部件41包括设于所述动力舱10内壁顶部的导热水盒411，以及一端连通所述导热水盒411外壁、另一端延伸至动力舱10外部的水源回收管412，所述淡水喷雾部件42包括设于所述动力舱10顶部的海水淡化机421以及压力泵422，所述海水淡化机421进水端通过第一水源管423与所述储水箱21连通，所述海水淡化机421排水端设有第二水源管424，所述第二水源管424外壁设有单向阀427以及一端连通第二水源管424、另一端延伸至导热水盒411内的多个喷雾管425，所述压力泵422执行端连通所述第二水源管424，所述第一水源管423外壁设有第五电控阀426。

需要说明的是，在本实施例中，开启第五电控阀426，海水即可经第一水源管423进入海水淡化机421，淡化后的海水排入第二水源管424，压力泵422对第二水源管424内进行加压，淡化后的海水经喷雾管425喷洒在导热水盒411内，单向阀427可防止淡化后的海水在加压情况下倒流，淡化后的海水在导热水盒411内对动力舱10以及内燃机外壳11进行降温，淡化后的海水还可经水源回收管412进行回收。

本发明的具体流程如下：

控制器型号为“6ES7315-2EH14-0AB0”，压力传感器243型号为“T2000”，流量传感器522型号为“YCLDG”，温度传感器523型号为“WZP-205S”。

引水时，引水管22与压力管23外壁的第一电控阀25均打开，此时储水箱21、引水管22以及压力管23连通，海水进入储水箱21，且水位高度与船体入水深度一致，水位不够时，关闭压力管23外壁第一电控阀25，通过控压部件24进行抽吸引水，引水完成后两个第一电控阀25均关闭，第四电控阀521开启，控压部件24对储水箱21内进行加压，海水进入传输管道51；

控压部件24工作时，控制器接收压力传感器243的压力数据并触发真空泵241或增压泵242，以使压力数据达到设定值；

第四电控阀521开启后，海水经传输管道51进入迷宫水盒31，海水经过传输管道51时，驱动电机544带动扇叶543转动，以使动力舱10内的热气不断冲刷导热柱531以及漏斗气流槽532，热量经导热柱531传导至经过传输管道51的海水中，便于散热的同时避免海水进入动力舱10；

控制器接收温度传感器523的温度信息以及流量传感器522的流量数据，并在分析收对增压泵242的功率进行调节，以使流量数据达到设定值；

内燃机外壳11的热量可经引导盒321内的导热块322导出，海水进入迷宫水盒31后在导水板311的作用下定向流动，此时第三电控阀338开启，驱动缸332带动升降板333上移，以带动导流管334上移至引导盒321内，此时限流柱335与导流管334分离，压力水流即可进入导流管334，以带走引导盒321内热量，压力水流进入导流管334时，导流管334内空气经排气管336以及排气疏水阀337排出，防渗漏时，复位驱动缸332即可，开启第二电控阀313，热交换后的海水即可经排水管312排出；

开启第五电控阀426，海水即可经第一水源管423进入海水淡化机421，淡化后的海水排入第二水源管424，压力泵422对第二水源管424内进行加压，淡化后的海水经喷雾管425喷洒在导热水盒411内，单向阀427可防止淡化后的海水在加压情况下倒流，淡化后的海水在导热水盒411内对动力舱10以及内燃机外壳11进行降温，淡化后的海水还可经水源回收管412进行回收。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统,包括动力舱(10)，以及设于所述动力舱(10)内的内燃机外壳(11)，其特征在于,所述动力舱(10)一端设有引水装置(20)，所述动力舱(10)底部设有自升降定点降温装置(30)，所述动力舱(10)顶部设有淡水降温装置(40)，所述动力舱(10)侧壁对称设有负吸气流降温装置(50)；

所述引水装置(20)包括设于所述动力舱(10)外壁的储水箱(21)，顶端连通储水箱(21)底部、底端贯穿船体并延伸至船体底部的引水管(22)，底端连通储水箱(21)顶部、顶端贯穿船体并延伸至船体顶部的压力管(23)，以及设于船体上表面且执行端连通所述压力管(23)的控压部件(24)，所述引水管(22)以及压力管(23)外壁均设有第一电控阀(25)；

所述自升降定点降温装置(30)包括设于所述动力舱(10)底部的迷宫水盒(31)，设于所述内燃机外壳(11)外壁的多个热引导部件(32)，以及设于所述动力舱(10)内壁底部且用于将迷宫水盒(31)内水引导至热引导部件(32)内的自升降引水部件(33)；

所述负吸气流降温装置(50)包括一端连通所述储水箱(21)、另一端连通所述迷宫水盒(31)的传输管道(51)，设于所述传输管道(51)靠近所述储水箱(21)一端外壁的控流部件(52)，一端穿设于所述传输管道(51)外壁、另一端延伸至动力舱(10)内的导热部件(53)，以及设于所述导热部件(53)端部且位于所述动力舱(10)内的负吸气流部件(54)；

所述淡水降温装置(40)包括设于所述动力舱(10)内壁顶部的接触传热部件(41)，以及进水端与所述储水箱(21)相连接、排水端与所述接触传热部件(41)相连接的淡水喷雾部件(42)；所述自升降引水部件(33)包括设于所述动力舱(10)内壁且顶部抵接引导盒(321)底部的环形定位架(331)，对称设于所述环形定位架(331)内部两端且底部固定在动力舱(10)内壁底部的驱动缸(332)，设于所述驱动缸(332)执行端的升降板(333)，顶端连接升降板(333)底部、底端延伸至迷宫水盒(31)内的多个导流管(334)，以及设于所述迷宫水盒(31)内壁底部且侧壁滑动连接导流管(334)内壁的限流柱(335)，所述环形定位架(331)外壁设有一端延伸至动力舱(10)外部的排气管(336)，所述导流管(334)侧壁顶部通过软管与所述排气管(336)相连通，所述排气管(336)外壁设有排气疏水阀(337)以及第三电控阀(338)。

2.根据权利要求1所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述控压部件(24)包括设于船体上表面且执行端连通所述压力管(23)的真空泵(241)以及增压泵(242)，以及设于所述压力管(23)外壁的压力传感器(243)。

3.根据权利要求1所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述迷宫水盒(31)内交错设置多块导水板(311)，所述迷宫水盒(31)底部中心位置连通排水管(312)，所述排水管(312)外壁设有第二电控阀(313)。

4.根据权利要求1所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述热引导部件(32)包括竖直设于所述内燃机外壳(11)外壁的引导盒(321)，以及设于所述引导盒(321)内壁的多个导热块(322)。

5.根据权利要求1所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述导热部件(53)包括一端穿设于所述传输管道(51)外壁、另一端延伸至动力舱(10)内的导热柱(531)，以及嵌设于所述导热柱(531)端部的漏斗气流槽(532)。

6.根据权利要求5所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述控流部件(52)包括设于所述传输管道(51)外壁的第四电控阀(521)以及流量传感器(522)，以及设于所述漏斗气流槽(532)内壁底部的温度传感器(523)。

7.根据权利要求5所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述负吸气流部件(54)包括设于所述导热柱(531)端部的方形架(541)，设于所述方形架(541)一侧的横板(542)，以及设于所述横板(542)靠近所述方形架(541)一侧的扇叶(543)、另一侧且用于驱动扇叶(543)转动的驱动电机(544)。

8.根据权利要求1所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述接触传热部件(41)包括设于所述动力舱(10)内壁顶部的导热水盒(411)，以及一端连通所述导热水盒(411)外壁、另一端延伸至动力舱(10)外部的水源回收管(412)。

9.根据权利要求8所述的利用海水串流进行降温的船舶动力舱降温系统，其特征在于，所述淡水喷雾部件(42)包括设于所述动力舱(10)顶部的海水淡化机(421)以及压力泵(422)，所述海水淡化机(421)进水端通过第一水源管(423)与所述储水箱(21)连通，所述海水淡化机(421)排水端设有第二水源管(424)，所述第二水源管(424)外壁设有单向阀(427)以及一端连通第二水源管(424)、另一端延伸至导热水盒(411)内的多个喷雾管(425)，所述压力泵(422)执行端连通所述第二水源管(424)，所述第一水源管(423)外壁设有第五电控阀(426)。