CN204239045U - 一种船用增压发动机及其冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种船用增压发动机及其冷却系统，包括发动机循环换热器、低温中冷循环换热器、外部进水管和外部出水管，发动机循环换热器具有第一外部进水口和第一外部出水口，低温中冷循环换热器具有第二外部进水口和第二外部出水口，第一外部进水口和第二外部进水口用于流入外部冷却介质，第一外部出水口和第二外部出水口用于流出外部冷却介质；还包括中间管，中间管和第一外部进水口和第二外部出水口连接，外部进水管与第二外部进水口连接，外部出水口与第一外部出水口连接；或第一外部进水口和第二外部进水口与外部进水管连接，第一外部出水口和第二外部出水口分别与所述外部出水管连接。因发动机循环换热器和低温中冷循环换热器独立设置，制造简单、实用方便。

Description

一种船用增压发动机及其冷却系统

技术领域

本实用新型涉及增压发动机热交换技术领域，特别涉及一种船用增压发动机的冷却系统。本实用新型还涉及一种使用前述冷却系统的增压发动机。

背景技术

因输出功率大、可靠性高、柴油价格便宜等因素，船舶设备广泛采用柴油发动机作为主要动力来源。为确保发动机的可靠降温，船用柴油发动机冷却系统的发动机循环换热器一般直接采用外接水作为外循环冷却介质对冷却液进行降温冷却，例如海船用柴油发动机的冷却系统直接使用海水作为外循环冷却液。

为了进一步提高单机功率、很多船用柴油发动机均采用增压技术，提高进气密度。因此，对这类柴油发动机还需配备相应的低温中冷循环换热器为增压设备降温，保证进气的空气密度和温度。同样，低温中冷循环换热器也采用外接水直接作为外循环冷却介质。

采用增压技术的船用柴油发动机的冷却系统中，内部冷却液、外部冷却液分别流入热交换器的隔离冷却腔室，通过热交换器的隔离层实现热量传递，降低内部冷却液的温度。现有技术中低温中冷设备和发动机循环换热设备采用一体结构，一起布置在一个大的铸造腔体内，发动机冷却液循环、低温中冷冷却液循环分别形成独立的封闭回路与外部冷却介质进行热交换。这样布置情况，换热器制造过程需要在铸造腔体内安排三个独立循环回路，制造工艺复杂；当发动机冷却循环、低温中冷循环或外部冷却介质循环失效后，需要对整个铸造腔体进行更换，更换成本较高。

实用新型内容

为解决现有技术中低温中冷循环换热器和发动机循环换热器一体结构造成的制造工艺复杂、更换成本高的问题，本实用新型提供一种的新的船用增压发动机的冷却系统。此外，本实用新型还提供一种采用前述冷却系统的增压发动机。

本实用新型提供一种船用增压发动机用的冷却系统，包括发动机循环换热器、低温中冷循环换热器、外部进水管和外部出水管，所述发动机循环换热器具有第一外部进水口和第一外部出水口，所述低温中冷循环换热器具有第二外部进水口和第二外部出水口，所述第一外部进水口和所述第二外部进水口用于流入外部冷却介质，所述第一外部出水口和所述第二外部出水口用于流出所述外部冷却介质；此外所述冷却系统还包括中间管，所述中间管两端分别和所述第一外部进水口和所述第二外部出水口连接，所述外部进水管与所述第二外部进水口连接，所述外部出水口与所述第一外部出水口连接；或所述第一外部进水口和所述第二外部进水口分别于所述外部进水管连接，所述第一外部出水口和所述第二外部出水口分别与所述外部出水管连接。

因发动机循环换热器和低温中冷循环换热器独立设置，两个部件制造时均只需设置两个独立的封闭循环通道，实现内部冷却液和外部冷却介质的热交换，制造简单；在损坏需要更换时只需更换相应的部件即可，成本低。低温中换热器和发动机循环换热器可串联设置，外部冷却介质先在低温中冷循环换热器中和增压设备冷却液热交换，再在发动机循环换热器中和发动机冷却液热交换。因增压设备温度远小于发动机温度，所以采用这样的布置能够满足换热需求，降低管路布置复杂度，节省空间；也可并联设置，使二者实现独立换热。

优选的，所述发动机循环换热器的具有第一密封法兰和换热芯子，所述换热芯子上具有第一内外循环隔板，所述第一外部进水口和所述第一外部出水口安装于所述第一密封法兰上，所述第一密封法兰和所述第一内外循环隔板间具有中间隔板，所述中间隔板将所述换热芯子形成的外部冷却介质循环通道分割为U型。

优选的，所述第一外部进水口位于所述第二外部出水口的上部。

第一外部进水口位于第一外部出水口上部，可使得中间管的管路平滑过渡，安装方便。

优选的，所述第二外部进水口和所述第二外部出水口位于所述低温中冷循环换热器的两侧。

本实用新型还提供一种船用增压发动机，采用如前所述的冷却系统。

附图说明

图1为实施例中船用柴油增压发动机冷却系统原理图；

图2为实施例中发动机循环换热器的俯视图；

图3为实施例中发动机循环换热器的左视图；

图4为实施例中发动机循环换热器的换热芯子的结构图

图5为实施例中低温中冷循环换热器的正视图；

图6为实施例中低温中冷循环换热器的左视图；

图7为实施例中增压发动机的左视图；

图8为实施例中增压发动机的正视图；

图1-图8中：

内部水泵-11，发动机水套-12，增压设备-13，外部水泵-14，压力水箱-21，发动机循环换热器-22，低温中冷循环换热器-23，外部进水管-24，中间管-25,第一内部进水管-26，第一内部出水管-27，第二内部进水管-28，第二内部出水管29，外部出水管-210，第一内部进水口-221，第一内部出水口-222，第一外部进水口-223，第一外部出水口-224，第一密封法兰-225，换热芯子-226，第一内外循环隔板-2261，导流管-2262，中间隔板-2263，第二外部出水口232，第二外部进水口233，第二外部出水口-234。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的了解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细说明。

首先，为使本领域技术人员理解本实用新型各零部件的连接关系，首先对本实施例中的船用柴油增压发动机冷却系统的原理做简要解释，本实施例中的外部冷却介质为海水。如图1，发动机冷却系统包括内部水泵11，外部水泵14，压力水箱21，发动机循环换热器22，低温中冷循环换热器23、外部进水管24和相应的管路。其中压力水箱21为整个内循环供给冷却液，保证内循环管路即发动机循环管路、中冷循环管路一直充满冷却液，同时排出内循环的气体。低温中冷循环换热器23内部将低温中冷循环中冷却液冷却后供给增压设备13；发动机循环换热器22内部将发动机循环冷却液冷却后供给发动机水套12；海水通过外部进水管24进入低温中冷循环换热器23后再进入发动机循环换热器22分别完成与低温中冷循环和发动机循环管路中的冷却液热交换，再经过外部出水管210排出。内部水泵11同时驱动发动机换热循环和低温中冷换热循环的冷却液流动；外部水泵14用于驱动海水的进入和循环。

图2、图3为实施例中发动机循环换热器的俯视图和左视图，图4为发动机循环换热器的结构图。可看出，发动机循环换热器22的上部具有第一内部进水口221和第一内部出水口222用于内部冷却液的进入和流出；发动机循环换热器22的左侧的第一密封法兰225上具有第一外部进水口223和第一外部出水口224，用于海水的进入和流出；发动机循环换热器22的换热芯子226具有第一内外循环隔板2261、导流管2262、中间隔板2263，当换热芯子226装入发动机循环换热器壳体内后，第一密封法兰225与换热芯子226形成一定的空腔，中间隔板2261将空腔分成两部分，使得导流管2262形成的外循环通道形成右侧连通的U型管路结构。当然，也可采用其他形式如焊接板式结构的换热芯子，第一外部进水口223和第一外部出水口224也可设置于发动机循环换热器22的左右两侧，无需设置中间隔板2261。

图5、图6为实施例中低温中冷循环换热器的正视图和左视图，可看出，低温中冷循环换热器23的右侧具有第二内部进水口231、第二外部进水口233，左侧具有第二内部出水口232、第二外部出水口234，第二内部进水口231和第二内部出水口232、第二外部进水口233和第二外部出水口234关于低温中冷循环换热器左右对称分布。

图7和图8为实施例中增压发动机的左视图和正视图，表示出了低温中冷循环换热器23和发动机循环换热器22在发动机的安装位置及连接关系，可看出二者为独立分别。其中低温中冷循环换热器23的第二外部进水口233与外部进水管24连接，用于海水进入冷却系统；第二外部出水口234与中间管25的一端连接，中间管25的另一端与发动机循环换热器22的第一外部进水口223连接，第一外部出水口224与外部出水管210连接。这样海水依次经过低温中冷循环换热器23、发动机循环换热器22，分别降低了中冷循环、发动机循环的冷却液温度，因从增压设备流出的冷却液温度小于从发动机流出的冷却液温度，这样的串联设置可以依次和低温冷却液和高温冷却液交换热量。当然，也可将第一外部进水口223、第二外部进水口233独立与外部进水管24连接，将第一外部出水口224、第二外部出水口234独立与外部出水管210连接，实现两路外循环的并联设置。本实施例中第一外部进水口223设置在第一外部出水口224上侧，可使中间管25的弯折平滑、安装方便，布管合理。

图7和图8中也示出了发动机循环换热器22、低温中冷循环换热器23的部分内部循环管路。第一内部进水口221连接了第一内部进水管26，经过发动机12水套的冷却液从第一内部进水管进入发动机循环换热器22，并从与第一内部出水口222连接的第一内部出水管27流出再次泵送到发动机12水套中，实现了发动机冷却液循环。第一内部进水口231连接第二内部进水管28，经过增压设备13的冷却液从第二内部进水管进入低温中冷循环换热器23，并从与第二内部出水口232连接的第二内部出水管29流出再次泵送到增压设备13中，实现了增压设备冷却液循环。压力水箱21具有相当量的冷却液，可保证内部循环的冷却液用量，同时其具有排气功能，可将内循环管路中出现的蒸汽以及沸腾冷却液产生的蒸汽排出，防止内部出现起泡影响正常热交换。

本实施例中，各管路和进水口、出水口连接均采用螺栓连接，当然也可采用其他连接方式。

以上对本实用新型所提供的船用增压发动机的冷却系统进行了详细介绍，将其应用于船用柴油增压发动机上，可方便发动机循环换热器和低温中冷循环换热器的制造和维护。应提请注意的是，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的核心思想，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种船用增压发动机用的冷却系统，其特征在于，包括发动机循环换热器(22)、低温中冷循环换热器(23)、外部进水管(24)和外部出水管(210)，所述发动机循环换热器(22)具有第一外部进水口(223)和第一外部出水口(224)，所述低温中冷循环换热器(23)具有第二外部进水口(233)和第二外部出水口(234)，所述第一外部进水口(223)和所述第二外部进水口(233)用于流入外部冷却介质，所述第一外部出水口(224)和所述第二外部出水口(234)用于流出所述外部冷却介质；

此外所述冷却系统还包括中间管(25)，所述中间管(25)两端分别和所述第一外部进水口(223)和所述第二外部出水口(234)连接，所述外部进水管(24)与所述第二外部进水口(233)连接，所述外部出水口(210)与所述第一外部出水口(224)连接；或所述第一外部进水口(223)和所述第二外部进水口(233)分别与所述外部进水管(24)连接，所述第一外部出水口(224)和所述第二外部出水口(234)分别与所述外部出水管(210)连接。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述发动机循环换热器(22)具有第一密封法兰(225)和换热芯子(226)，所述换热芯子(226)具有第一内外循环隔板(2261)，所述第一外部进水口(223)和所述第一外部出水口(224)安装于所述第一密封法兰(225)上，所述第一密封法兰(225)和所述第一内外循环隔板(2261)间具有中间隔板(2263)，所述中间隔板(2263)将所述换热芯子(226)形成的外部冷却介质循环通道分割为U型。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述第一外部进水口(223)位于所述第二外部出水口的上部(224)。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第二进水口(233)和所述第二出水口(234)位于所述低温中冷循环换热器(23)的两侧。

5.一种船用增压发动机，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的冷却系统。