CN114228968B - 一种船舶海水冷却处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋工程领域，尤其涉及一种船舶海水冷却处理装置及其使用方法，包括有发动机底框、挡板圆环、曲轴、弧形盖板、机盖散热组件等；发动机底框上固定连接有两个挡板圆环，两个挡板圆环上共同转动式连接有曲轴，发动机底框顶部固定安装有弧形盖板，弧形盖板内固定安装有机盖散热组件。通过设置的叶轮，叶轮转动能够将海水抽取，使海水输被送至散热软管内，散热软管内的海水与发动机底框进行热交换，达到对发动机底框顶部进行散热的目的。

Description

一种船舶海水冷却处理装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及海洋工程领域，尤其涉及一种船舶海水冷却处理装置及其使用方法。

背景技术

在船舶和海洋工程设计中，由于海水冷却效率较高，海水冷却系统成为一个必备系统，其能够在任何季节、任何海域满足冷却效果的要求，主要作用是直接或间接为很多大型设备提供冷却介质，船舶发动机在运行过程中会产生大量耗损，耗损以热量的形式散发，须通过海水冷却系统进行热交换才能保障船舶发动机的正常运行。

现有的海水冷却系统一般都是直接利用海水作为冷却介质与船舶发动机进行热交换，但海水具有腐蚀性，容易将船舶发动机腐蚀，导致船舶发动机寿命缩短，且经过热交换后的海水直接排放回海洋内，容易导致海洋温度上升，而由于温室效应不断积累，会造成全球气候变暖。

发明内容

因此，有必要针对现有技术的缺点，设计一种能够对发动机顶盖及活塞进行散热、可对设备内部的海水进行更换、可以将经过热交换后的海水进行冷却降温后再排出的船舶海水冷却处理装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种船舶海水冷却处理装置，包括有发动机底框、挡板圆环和曲轴，发动机底框上固定连接有两个挡板圆环，两个挡板圆环上共同转动式连接有曲轴，还包括有： 弧形盖板，发动机底框顶部固定安装有弧形盖板； 机盖散热组件，弧形盖板内固定安装有机盖散热组件，机盖散热组件用于对发动机机盖散热； 活塞缸散热组件，发动机底框上呈均匀排列的方式连接有活塞缸散热组件，活塞缸散热组件用于对内部活塞进行散热； 海水流通组件，海水流通组件设置在发动机底框上，海水流通组件用于使内部的海水循环流动。

作为本发明的一种优选技术方案，机盖散热组件包括有弧形支撑块、散热软管和L型开孔管，弧形盖板内两侧固定连接有一对弧形支撑块，两对弧形支撑块上共同固接有散热软管，散热软管上连通有两个L型开孔管。

作为本发明的一种优选技术方案，散热软管呈网格结构，用于最大程度的增加散热软管与发动机底框顶部的接触面积，起便于散热软管内的海水与发动机底框顶部进行热交换的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，活塞缸散热组件包括有多开孔连接管、活塞缸盖、开槽散热管和碳性活塞缸，L型开孔管底部连通有多开孔连接管，发动机底框上呈均匀排列的方式连接有开槽散热管，开槽散热管与两个多开孔连接管均相通，开槽散热管内设置有碳性活塞缸，开槽散热管上滑动式连接有活塞缸盖。

作为本发明的一种优选技术方案，海水流通组件包括有海水储水框、L型抽水管、异型连接管一、矩形开槽框、电机支撑架、驱动电机、叶轮、异型连接管二、异型导水管和异型连接管三，发动机底框右侧固定安装有海水储水框，海水储水框内设置有L型抽水管，L型抽水管顶部固定连接有异型连接管一，异型连接管一贯穿海水储水框，发动机底框前侧固定安装有矩形开槽框，异型连接管一一端与矩形开槽框连通，矩形开槽框底面固定连接有电机支撑架，电机支撑架上固定安装有驱动电机，驱动电机输出轴一端焊接有叶轮，叶轮与矩形开槽框转动式连接，矩形开槽框左侧固定连接有异型连接管二，异型连接管二穿过弧形盖板与散热软管连通，异型连接管一上连通有异型导水管，散热软管上连通有异型连接管三，异型连接管三穿过弧形盖板，异型导水管与异型连接管三相通。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有海水内循环组件，海水流通组件上设置有海水内循环组件，海水内循环组件包括有电磁阀一、电磁阀二和温度传感器，异型导水管内设置有电磁阀一，异型连接管一内设置有电磁阀二，异型连接管三内固定安装有温度传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有水流均匀组件，开槽散热管上设置有水流均匀组件，最前侧的开槽散热管上开有大孔径口，前侧第二个开槽散热管上开有中孔径口一，中部两个开槽散热管上开有中孔径口二，后侧两个开槽散热管上开有小孔径口。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有海水散热组件，发动机底框左侧固定安装有海水散热组件，海水散热组件包括有海水散热箱、Z型连接管和电磁阀三，发动机底框左侧固定安装有海水散热箱，海水散热箱上方连通有Z型连接管，Z型连接管与异型连接管三相通，Z型连接管内设置有电磁阀三。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有散热孔板，海水散热箱上方固接有三块散热孔板。

作为本发明的一种优选技术方案，一种船舶海水冷却处理装置的使用方法，包括有以下工作流程：

S1、机盖散热：船舶在行驶时，曲轴正常运作，船舶控制系统控制海水流通组件运作，使得海水进入散热软管内，散热软管内的海水与发动机底框进行热交换，从而对发动机底框顶部进行散热；

S2、活塞散热：散热软管内的海水通过L型开孔管及多开孔连接管进入开槽散热管内，开槽散热管内的海水与碳性活塞缸内的活塞进行热交换对其进行散热；

S3、循环流动：进行热交换后的海水会流回散热软管内，散热软管内的部分海水会通过异型连接管三及异型导水管流回异型连接管一内，使海水循环流动对发动机底框及活塞进行散热；

S4、停止循环流动：当温度传感器检测到异型连接管三内的海水温度过高时，温度传感器控制电磁阀一关闭，使得海水不再继续循环流动；

S5、更换海水：在步骤4中，温度传感器控制电磁阀二打开，使得海水储水框内的海水通过异型连接管一输送至矩形开槽框内，从而对散热软管内部的海水进行更换；

S6、海水散热：在步骤4运作的同时，温度传感器会控制电磁阀三打开，异型连接管三内的海水会通过电磁阀三及Z型连接管流至海水散热箱内，对具有余热的海水进行散热再将其排到海洋中。

本发明具有以下优点：

1、通过设置的叶轮，叶轮转动能够将海水抽取，使海水输被送至散热软管内，散热软管内的海水与发动机底框进行热交换，达到对发动机底框顶部进行散热的目的。

2、由于开槽散热管将碳性活塞缸包围，进入开槽散热管内的海水会与碳性活塞缸内的活塞进行热交换，实现对碳性活塞缸内的活塞进行散热的目的。

3、通过设置的温度传感器，温度传感器能够在检测到海水的温度过高时控制电磁阀一及电磁阀二运作，使得海水不再继续循环流动，对散热软管内部的海水进行更换，避免海水温度过高导致散热效果降低。

4、通过设置的海水散热箱，海水散热箱能够对具有余热的海水进行冷却降温再将其排出，避免直接将具有余热的海水排出至海洋内产生温室效应。

附图说明

图1为本发明的第一种立体结构示意图。

图2为本发明的第二种立体结构示意图。

图3为本发明机盖散热组件的部分剖视立体结构示意图。

图4为本发明机盖散热组件的剖视立体结构示意图。

图5为本发明活塞缸散热组件和水流均匀组件的分离立体结构示意图。

图6为本发明海水流通组件的第一种部分剖视立体结构示意图。

图7为本发明海水流通组件的第二种部分剖视立体结构示意图。

图8为本发明A的放大结构示意图。

图9为本发明B的放大结构示意图。

图10为本发明海水散热组件的剖视立体结构示意图。

图11为本发明海水散热组件的部分剖视立体结构示意图。

图12为本发明的工作流程示意图。

其中：1-发动机底框，21-挡板圆环，22-曲轴，23-弧形盖板，3-机盖散热组件，31-弧形支撑块，32-散热软管，33-L型开孔管，4-活塞缸散热组件，41-多开孔连接管，42-活塞缸盖，43-开槽散热管，44-碳性活塞缸，5-海水流通组件，51-海水储水框，52-L型抽水管，53-异型连接管一，54-矩形开槽框，55-电机支撑架，56-驱动电机，57-叶轮，58-异型连接管二，59-异型导水管，510-异型连接管三，6-海水内循环组件，61-电磁阀一，62-电磁阀二，63-温度传感器，7-水流均匀组件，71-大孔径口，72-中孔径口一，73-中孔径口二，74-小孔径口，8-海水散热组件，81-海水散热箱，82-Z型连接管，83-电磁阀三，9-散热孔板。

具体实施方式

为了使本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种船舶海水冷却处理装置及其使用方法，如图1-9所示，包括有发动机底框1、挡板圆环21、曲轴22、弧形盖板23、机盖散热组件3、活塞缸散热组件4和海水流通组件5，发动机底框1上固定连接有两个挡板圆环21，两个挡板圆环21上共同转动式连接有曲轴22，发动机底框1顶部固定安装有弧形盖板23，弧形盖板23内固定安装有机盖散热组件3，机盖散热组件3用于对发动机底框1顶部进行散热，发动机底框1上呈均匀排列的方式连接有活塞缸散热组件4，活塞缸散热组件4用于对活塞进行散热，海水流通组件5设置在发动机底框1上，海水流通组件5用于使海水循坏流动。

机盖散热组件3包括有弧形支撑块31、散热软管32和L型开孔管33，弧形盖板23内两侧固定连接有一对弧形支撑块31，两对弧形支撑块31上共同固接有散热软管32，散热软管32用于输送海水与发动机底框1进行热交换，散热软管32上连通有两个用于输送海水的L型开孔管33。

活塞缸散热组件4包括有多开孔连接管41、活塞缸盖42、开槽散热管43和碳性活塞缸44，L型开孔管33底部连通有多开孔连接管41，发动机底框1上呈均匀排列的方式连接有开槽散热管43，开槽散热管43与两个多开孔连接管41均相通，开槽散热管43内设置有用于保护活塞的碳性活塞缸44，开槽散热管43上滑动式连接有活塞缸盖42。

海水流通组件5包括有海水储水框51、L型抽水管52、异型连接管一53、矩形开槽框54、电机支撑架55、驱动电机56、叶轮57、异型连接管二58、异型导水管59和异型连接管三510，发动机底框1右侧固定安装有用于储存海水的海水储水框51，海水储水框51内设置有L型抽水管52，L型抽水管52顶部固定连接有用于输送海水的异型连接管一53，异型连接管一53贯穿海水储水框51，发动机底框1前侧固定安装有矩形开槽框54，异型连接管一53一端与矩形开槽框54连通，矩形开槽框54底面固定连接有电机支撑架55，电机支撑架55上固定安装有驱动用的驱动电机56，驱动电机56输出轴一端焊接有叶轮57，叶轮57用于将海水抽取，叶轮57与矩形开槽框54转动式连接，矩形开槽框54左侧固定连接有用于输送海水的异型连接管二58，异型连接管二58穿过弧形盖板23与散热软管32连通，异型连接管一53上连通有用于输送海水的异型导水管59，散热软管32上连通有异型连接管三510，异型连接管三510穿过弧形盖板23，异型导水管59与异型连接管三510相通。

此设备安装在船舶内，将海水储水框51底部与海水输送管连接，船舶在行驶时，曲轴22正常运作，船舶控制系统控制驱动电机56启动，驱动电机56输出轴带动叶轮57转动，叶轮57转动将海水抽取，使得海水输送管将海水输送至海水储水框51内，接着海水依次通过异型连接管一53、矩形开槽框54及异型连接管二58进入散热软管32内，散热软管32内的海水与发动机底框1进行热交换，从而对发动机底框1顶部进行散热。

随后散热软管32内的海水通过L型开孔管33及多开孔连接管41进入开槽散热管43内，开槽散热管43内的海水与碳性活塞缸44内的活塞进行热交换，从而对活塞进行散热。进行热交换后的海水会流回散热软管32内，散热软管32内的部分海水会通过异型连接管三510及异型导水管59流回异型连接管一53内，使得海水能够被循环利用对发动机底框1及活塞进行散热，当发动机停止运作时，船舶控制系统关闭驱动电机56，使设备停止运作。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图8-9所示，还包括有海水内循环组件6，海水流通组件5上设置有海水内循环组件6，海水内循环组件6用于使海水循坏流动并对其进行更换，海水内循环组件6包括有电磁阀一61、电磁阀二62和温度传感器63，异型导水管59内设置有电磁阀一61，异型连接管一53内设置有电磁阀二62，电磁阀二62用于异型连接管一53关闭，异型连接管三510内固定安装有温度传感器63，温度传感器63用于对海水的温度进行检测。

当海水在循环流动时，电磁阀二62处于关闭状态，使得海水储水框51内的海水不再输送至矩形开槽框54内。海水在异型连接管三510内流动经过温度传感器63时，温度传感器63能够对海水的温度进行检测，当温度传感器63检测到异型连接管三510内的海水温度过高时，温度传感器63控制电磁阀一61关闭，使得异型连接管三510内的海水不再输送至异型导水管59内，海水不再继续循环流动，同时温度传感器63控制电磁阀二62打开，使得海水储水框51内的海水通过异型连接管一53输送至矩形开槽框54内，从而对散热软管32内部的海水进行更换。

实施例3

在实施例1的基础之上，如图5所示，还包括有水流均匀组件7，开槽散热管43上设置有水流均匀组件7，水流均匀组件7用于使从多开孔连接管41流至开槽散热管43内的海水量相同，最前侧的开槽散热管43上开有大孔径口71，前侧第二个开槽散热管43上开有中孔径口一72，中部两个开槽散热管43上开有中孔径口二73，后侧两个开槽散热管43上开有小孔径口74。

多开孔连接管41内的海水分别通过大孔径口71、中孔径口一72、中孔径口二73、小孔径口74流入开槽散热管43内，由于孔径从后向前由小至大，使得从多开孔连接管41流至开槽散热管43内的海水量相同，避免海水后经过的开槽散热管43内海水量较少，从而不会导致散热效果不均匀。

实施例4

在实施例1的基础之上，如图10-12所示，还包括有海水散热组件8，发动机底框1左侧固定安装有海水散热组件8，海水散热组件8用于对海水进行散热，海水散热组件8包括有海水散热箱81、Z型连接管82和电磁阀三83，发动机底框1左侧固定安装有海水散热箱81，海水散热箱81用于将海水中的热量散发，海水散热箱81上方连通有Z型连接管82，Z型连接管82与异型连接管三510相通，Z型连接管82内设置有电磁阀三83，电磁阀三83用于将Z型连接管82关闭。

海水散热箱81与海水输出管连接，海水在循环流动时，电磁阀三83处于关闭状态，异型连接管三510内的海水不会通过Z型连接管82流动至海水散热箱81内。当温度传感器63检测到海水温度过高时，温度传感器63会控制电磁阀三83打开，异型连接管三510内的海水会通过电磁阀三83及Z型连接管82流至海水散热箱81内，具有余热的海水通过海水散热箱81将热量散发，以此达到散热效果，海水散热箱81通过海水输出管将海水排放至海洋内。

实施例5

在实施例4的基础之上，如图10所示，还包括有散热孔板9，海水散热箱81上方固接有三块散热孔板9，散热孔板9用于将热量进一步排出。

海水通过海水散热箱81将热量散发的同时能够通过散热孔板9将热量进一步快速排出，从而达到快速散热的目的。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种船舶海水冷却处理装置，包括有发动机底框（1）、挡板圆环（21）和曲轴（22），发动机底框（1）上固定连接有两个挡板圆环（21），两个挡板圆环（21）上共同转动式连接有曲轴（22），其特征在于，还包括有： 弧形盖板（23），发动机底框（1）顶部固定安装有弧形盖板（23）； 机盖散热组件（3），弧形盖板（23）内固定安装有机盖散热组件（3），机盖散热组件（3）用于对发动机机盖散热； 活塞缸散热组件（4），发动机底框（1）上呈均匀排列的方式连接有活塞缸散热组件（4），活塞缸散热组件（4）用于对内部活塞进行散热； 海水流通组件（5），海水流通组件（5）设置在发动机底框（1）上，海水流通组件（5）用于使内部的海水循环流动；

机盖散热组件（3）包括有弧形支撑块（31）、散热软管（32）和L型开孔管（33），弧形盖板（23）内两侧固定连接有一对弧形支撑块（31），两对弧形支撑块（31）上共同固接有散热软管（32），散热软管（32）上连通有两个L型开孔管（33）；

散热软管（32）呈网格结构，用于最大程度的增加散热软管（32）与发动机底框（1）顶部的接触面积，起便于散热软管（32）内的海水与发动机底框（1）顶部进行热交换的作用；

活塞缸散热组件（4）包括有多开孔连接管（41）、活塞缸盖（42）、开槽散热管（43）和碳性活塞缸（44），L型开孔管（33）底部连通有多开孔连接管（41），发动机底框（1）上呈均匀排列的方式连接有开槽散热管（43），开槽散热管（43）与两个多开孔连接管（41）均相通，开槽散热管（43）内设置有碳性活塞缸（44），开槽散热管（43）上滑动式连接有活塞缸盖（42）；

海水流通组件（5）包括有海水储水框（51）、L型抽水管（52）、异型连接管一（53）、矩形开槽框（54）、电机支撑架（55）、驱动电机（56）、叶轮（57）、异型连接管二（58）、异型导水管（59）和异型连接管三（510），发动机底框（1）右侧固定安装有海水储水框（51），海水储水框（51）内设置有L型抽水管（52），L型抽水管（52）顶部固定连接有异型连接管一（53），异型连接管一（53）贯穿海水储水框（51），发动机底框（1）前侧固定安装有矩形开槽框（54），异型连接管一（53）一端与矩形开槽框（54）连通，矩形开槽框（54）底面固定连接有电机支撑架（55），电机支撑架（55）上固定安装有驱动电机（56），驱动电机（56）输出轴一端焊接有叶轮（57），叶轮（57）与矩形开槽框（54）转动式连接，矩形开槽框（54）左侧固定连接有异型连接管二（58），异型连接管二（58）穿过弧形盖板（23）与散热软管（32）连通，异型连接管一（53）上连通有异型导水管（59），散热软管（32）上连通有异型连接管三（510），异型连接管三（510）穿过弧形盖板（23），异型导水管（59）与异型连接管三（510）相通。

2.根据权利要求1所述的一种船舶海水冷却处理装置，其特征在于，还包括有海水内循环组件（6），海水流通组件（5）上设置有海水内循环组件（6），海水内循环组件（6）包括有电磁阀一（61）、电磁阀二（62）和温度传感器（63），异型导水管（59）内设置有电磁阀一（61），异型连接管一（53）内设置有电磁阀二（62），异型连接管三（510）内固定安装有温度传感器（63）。

3.根据权利要求1所述的一种船舶海水冷却处理装置，其特征在于，还包括有水流均匀组件（7），开槽散热管（43）上设置有水流均匀组件（7），最前侧的开槽散热管（43）上开有大孔径口（71），前侧第二个开槽散热管（43）上开有中孔径口一（72），中部两个开槽散热管（43）上开有中孔径口二（73），后侧两个开槽散热管（43）上开有小孔径口（74）。

4.根据权利要求1所述的一种船舶海水冷却处理装置，其特征在于，还包括有海水散热组件（8），发动机底框（1）左侧固定安装有海水散热组件（8），海水散热组件（8）包括有海水散热箱（81）、Z型连接管（82）和电磁阀三（83），发动机底框（1）左侧固定安装有海水散热箱（81），海水散热箱（81）上方连通有Z型连接管（82），Z型连接管（82）与异型连接管三（510）相通，Z型连接管（82）内设置有电磁阀三（83）。

5.根据权利要求4所述的一种船舶海水冷却处理装置，其特征在于，还包括有散热孔板（9），海水散热箱（81）上方固接有三块散热孔板（9）。

6.根据权利要求5所述的一种船舶海水冷却处理装置的使用方法，其特征在于，包括有以下工作流程： S1、机盖散热：船舶在行驶时，曲轴（22）正常运作，船舶控制系统控制海水流通组件（5）运作，使得海水进入散热软管（32）内，散热软管（32）内的海水与发动机底框（1）进行热交换，从而对发动机底框（1）顶部进行散热； S2、活塞散热：散热软管（32）内的海水通过L型开孔管（33）及多开孔连接管（41）进入开槽散热管（43）内，开槽散热管（43）内的海水与碳性活塞缸（44）内的活塞进行热交换对其进行散热； S3、循环流动：进行热交换后的海水会流回散热软管（32）内，散热软管（32）内的部分海水会通过异型连接管三（510）及异型导水管（59）流回异型连接管一（53）内，使海水循环流动对发动机底框（1）及活塞进行散热； S4、停止循环流动：当温度传感器（63）检测到异型连接管三（510）内的海水温度过高时，温度传感器（63）控制电磁阀一（61）关闭，使得海水不再继续循环流动； S5、更换海水：在步骤4中，温度传感器（63）控制电磁阀二（62）打开，使得海水储水框（51）内的海水通过异型连接管一（53）输送至矩形开槽框（54）内，从而对散热软管（32）内部的海水进行更换；S6、海水散热：在步骤4运作的同时，温度传感器（63）会控制电磁阀三（83）打开，异型连接管三（510）内的海水会通过电磁阀三（83）及Z型连接管（82）流至海水散热箱（81）内，对具有余热的海水进行散热再将其排到海洋中。

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