CN208578626U - 一种船用柴油机及其外循环冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用柴油机及其外循环冷却系统，包括外循环回路，外循环回路包括三通混水器、水泵、中冷器和节温器；三通混水器的第一端口与船只的舷外水连通，三通混水器的第二端口与水泵的进水口连通；水泵的出水口与中冷器的进水口连通，中冷器的出水口通过第一管路与节温器的进水口连接；节温器的第一出水口通过第二管路与三通混水器的第三端口连通，第二出水口与舷外水连通；上述外循环系统通过大循环系统和小循环系统的协同运作，在保证中冷器冷却的前提下，有效的提升了中冷器的进水温度，减少船用柴油机在发动机运行时，产生冷凝水的概率，进而降低进气系统及其关联的零件产生锈蚀甚至脆裂的风险。

Description

一种船用柴油机及其外循环冷却系统

技术领域

本实用新型涉及船用柴油机技术领域，尤其涉及一种船用柴油机及其外循环冷却系统。

背景技术

目前，船用柴油机的中冷器主要采用外循环进行冷却，外循环主要是指发动机外部冷却液的循环系统，一般指海水循环系统。其冷却回路一般包括水泵、待冷却的中冷器和热交换器，水泵将舷外水泵入中冷器对中冷器进行冷却，然后流经热交换器，热交换器的作用主要是利用外循环水对内循环水进行冷却，内循环是指发动机内部冷却液的循环系统。该种方式由于持续利用低温海水进行中冷器冷却，必然会加剧冷凝水的产生，从而对进气系统及其关联零件产生锈蚀甚至脆裂问题。

综上所述，如何解决船用柴油机外部循环对中冷器进行冷却时，容易产生冷凝水，进而容易引起进气系统及其关联的零件产生锈蚀甚至脆裂的风险问题成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种船用柴油机及其外循环冷却系统，以减少船用柴油机在发动机运行时，产生冷凝水的概率，进而降低进气系统及其关联的零件产生锈蚀甚至脆裂的风险。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种船用柴油机的外循环冷却系统，包括外循环回路，所述外循环回路包括三通混水器、水泵、中冷器和节温器；

所述三通混水器的第一端口与船只的舷外水连通，所述三通混水器的第二端口与水泵的进水口连通；

所述水泵的出水口与所述中冷器的进水口连通，所述中冷器的出水口通过第一管路与所述节温器的进水口连接；

所述节温器的出水口包括第一出水口和第二出水口，所述第一出水口通过第二管路与所述三通混水器的第三端口连通，所述第二出水口与所述舷外水连通；

当流经所述节温器的水的温度小于预设温度时，所述第一出水口保持开启状态，所述第二出水口保持关闭状态；

当流经所述节温器的水的温度大于所述预设温度时，所述第一出水口保持关闭状态，所述第二出水口保持开启状态；

当流经所述节温器的水的温度为所述预设温度时，所述第一出水口和所述第二出水口均保持开启状态。

优选地，所述第一管路上还设置有用于对内循环水进行冷却的热交换器。

优选地，所述水泵为海水泵；所述节温器为海水节温器。

相比于背景技术介绍内容，上述船用柴油机的外循环冷却系统，包括外循环回路，外循环回路包括三通混水器、水泵、中冷器和节温器；三通混水器的第一端口与船只的舷外水连通，三通混水器的第二端口与水泵的进水口连通；水泵的出水口与中冷器的进水口连通，中冷器的出水口通过第一管路与节温器的进水口连接；节温器的出水口包括第一出水口和第二出水口，第一出水口通过第二管路与三通混水器的第三端口连通，第二出水口与舷外水连通；当流经节温器的水的温度小于预设温度时，第一出水口保持开启状态，第二出水口保持关闭状态；当流经节温器的水的温度大于预设温度时，第一出水口保持关闭状态，第二出水口保持开启状态；当流经节温器的水的温度为预设温度时，第一出水口和第二出水口均保持开启状态。上述外循环冷却系统，通过在外循环回路上增加了三通混水器和节温器，使得对中冷器的冷却过程具体为，船只的舷外水经过三通混水器的第一端口进入，在由三通混水器的第二端口将水引入水泵的进水口，水泵的出水口将水泵入中冷器，中冷器的出水口引入节温器，而当流经节温器的水的温度小于预设温度时，流经节温器的水仅从节温器的第一出水口重新回流至三通混水器的第三端口，此过程为小循环系统，该小循环系统不断能够提升从三通混水器的第二端口导出的水的温度，继而能够使流经中冷器的水温不断提升；随着流经中冷器的水的温度的不断提升，当流经节温器的水的温度大于该预设温度时，节温器的第一出水口关闭，第二出水口开启，流经节温器的水可以从节温器的第二出水口直接回到舷外水内，此过程为大循环系统，由于大循环系统的存在会使得流经中冷器的水的温度不断回落。这样在小循环系统的作用下以及第二出水口选择性开闭的控制大循环系统选择性运行，从而能够使流经中冷器的水的温度保持在预设温度上下的一个较小的波动范围内，形成在预设温度的动态平衡，该预设温度可以根据实际试验测试的方式得到一个既能达到对中冷器进行冷却，又不易产生冷凝水的温度值。上述外循环系统通过大循环系统和小循环系统的协同运作，在保证中冷器冷却的前提下，有效的提升了中冷器的进水温度，减少船用柴油机在发动机运行时，产生冷凝水的概率，进而降低进气系统及其关联的零件产生锈蚀甚至脆裂的风险。

另外，本实用新型还提供了一种船用柴油机，包括外循环冷却系统，该外循环冷却系统为上述任一方案所描述的外循环冷却系统。由于上述外循环冷却系统具有上述技术效果，因此具有上述外循环冷却系统的船用柴油机也应具有相应的技术效果，在此不在赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的船用柴油机的外循环冷却系统的结构示意图。

上图1中，

三通混水器1、水泵2、中冷器3、节温器4、舷外水5、第一管路6、第一出水口7、第二出水口8、第二管路9、第三端口10、热交换器11。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种船用柴油机及其外循环冷却系统，以减少船用柴油机在发动机运行时，产生冷凝水的概率，进而降低进气系统及其关联的零件产生锈蚀甚至脆裂的风险。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种船用柴油机的外循环冷却系统，包括外循环回路，外循环回路包括三通混水器1、水泵2、中冷器3和节温器4；三通混水器1的第一端口与船只的舷外水5连通，三通混水器1的第二端口与水泵2的进水口连通；水泵2的出水口与中冷器3的进水口连通，中冷器3的出水口通过第一管路6与节温器4的进水口连接；节温器4的出水口包括第一出水口7和第二出水口8，第一出水口7通过第二管路9与三通混水器1的第三端口10连通，第二出水口8与舷外水连通；当流经节温器4的水的温度小于预设温度时，第一出水口7保持开启状态，第二出水口8保持关闭状态；当流经节温器4的水的温度大于预设温度时，第一出水口7保持关闭状态，第二出水口8保持开启状态；当流经节温器4的水的温度为预设温度时，第一出水口7和第二出水口8均保持开启状态。

上述外循环冷却系统，通过在外循环回路上增加了三通混水器和节温器，使得对中冷器的冷却过程具体为，船只的舷外水经过三通混水器的第一端口进入，在由三通混水器的第二端口将水引入水泵的进水口，水泵的出水口将水泵入中冷器，中冷器的出水口引入节温器，而当流经节温器的水的温度小于预设温度时，流经节温器的水仅从节温器的第一出水口重新回流至三通混水器的第三端口，此过程为小循环系统，该小循环系统不断能够提升从三通混水器的第二端口导出的水的温度，继而能够使流经中冷器的水温不断提升；随着流经中冷器的水的温度的不断提升，当流经节温器的水的温度大于该预设温度时，节温器的第一出水口关闭，第二出水口开启，流经节温器的水可以从节温器的第二出水口直接回到舷外水内，此过程为大循环系统，由于大循环系统的存在会使得流经中冷器的水的温度不断回落。这样在小循环系统的作用下以及第二出水口选择性开闭的控制大循环系统选择性运行，从而能够使流经中冷器的水的温度保持在预设温度上下的一个较小的波动范围内，形成在预设温度的动态平衡，该预设温度可以根据实际试验测试的方式得到一个既能达到对中冷器进行冷却，又不易产生冷凝水的温度值。上述外循环系统通过大循环系统和小循环系统的协同运作，在保证中冷器冷却的前提下，有效的提升了中冷器的进水温度，减少船用柴油机在发动机运行时，产生冷凝水的概率，进而降低进气系统及其关联的零件产生锈蚀甚至脆裂的风险。

这里需要说明的是，上述节温器的具体结构可以是市面上已经成熟的节温器产品，本领域技术人员都应该能够理解的是，市面上成熟的节温器的结构为具有三个位置的三通阀，其中一个位置为进水口，另外两个为出水口，当水温过低时第一出水口打开，第二出水口关闭；水温过高时第一出水口关闭，第二出水口打开；水温在设计范围内时两个出水口同时打开，并能够自动调节两个出水口的流量。还可以是具有市面上成熟的节温器功能的其他结构，比如三通阀配合流量调节阀的结构，第一出水口和第二出水口均配设有对应的流量调节阀，流量调节阀可以为电磁阀，根据温度检测元件检测节温器的水温，并且能够根据水温控制流量调节阀的开闭及流量。

在一些具体的实施方案中，上述第一管路6上还设置有用于对内循环水进行冷却的热交换器11。这样外循环水冷却系统还能够通过热交换器11对发动机的内循环水进行冷却，避免了内循环水温过高的问题。

这里需要说明的是，上述船用柴油机一般主要指海上用船，因此，舷外水主要是指舷外海水，水泵2优选为海水泵；节温器4优选为海水节温器。当然上述船用柴油机的外循环冷却系统还可以应用于淡水湖中的船只，对应的水泵和节温器可以采用常规的水泵和节温器。

为了本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合优选地实施方案进行说明：

如图1所示，舷外水的温度为T0，三通混水阀的第二端口导出的水温和水泵导出的水温为T1，经中冷器换热后的升温为△T1，也即中冷器流出的水温为T2＝T1+△T1，经热交换器后的升温为△T2，也即热交换器后流出的水温为T3＝T2+△T2，预设温度为T。

发动机正常工作状态下，由于换热作用，水温梯度关系：T0＜T1＜T2＜T3；

当发动机启动时，由于没有经过换热，水温梯度关系：T0＝T1＝T2＝T3＜T

第一阶段，由于发动机内循环水对热交换器的换热，以及中冷器的换热，水温T2，T3逐渐升高，在T3≤T的阶段，海水节温器的第一出水口保持开启，海水进行小循环，因此进机水温T1也在不断升高。

第二阶段，由于持续的换热，水温T3升高至海水节温器的第二出水口的开启温度T，此时海水也进行大循环，小循环和大循环的协同作用，海水三通混水器吸入舷外海水，水温T0＜T1，因此必然降低进机水温T1，以及T2和T3，导致T3小于T，海水节温器的第二出水口关闭，海水重新进入仅进行小循环。

第三阶段，经过反复自我调节，使得水温T3＝T，此时可调节海水节温器的第二出水口的开度，通过开度调节实现海水的合理分流效果，最终使海水的大循环和小循环同时进行下，水温达到动态平衡，进机水温也达到稳定状态。

当海水温度达到动态平衡时，由于海水泵吸入的是T0和T3的混合海水，进机水温T1要高于舷外海水水温T0，此时，可以有效的降低中冷后空气的冷凝水产生。通过合理设定海水节温器的开启温度T，可以实现中冷器的进机水温T1满足设计值。

另外，本实用新型还提供了一种船用柴油机，包括外循环冷却系统，该外循环冷却系统为上述任一方案所描述的外循环冷却系统。由于上述外循环冷却系统具有上述技术效果，因此具有上述外循环冷却系统的船用柴油机也应具有相应的技术效果，在此不在赘述。

以上对本实用新型所提供的船用柴油机及其外循环冷却系统进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术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，还可以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 (4)

1.一种船用柴油机的外循环冷却系统，包括外循环回路，其特征在于，所述外循环回路包括三通混水器(1)、水泵(2)、中冷器(3)和节温器(4)；

所述三通混水器(1)的第一端口与船只的舷外水(5)连通，所述三通混水器(1)的第二端口与水泵(2)的进水口连通；

所述水泵(2)的出水口与所述中冷器(3)的进水口连通，所述中冷器(3)的出水口通过第一管路(6)与所述节温器(4)的进水口连接；

所述节温器(4)的出水口包括第一出水口(7)和第二出水口(8)，所述第一出水口(7)通过第二管路(9)与所述三通混水器(1)的第三端口(10)连通，所述第二出水口(8)与所述舷外水连通；

当流经所述节温器(4)的水的温度小于预设温度时，所述第一出水口(7)保持开启状态，所述第二出水口(8)保持关闭状态；

当流经所述节温器(4)的水的温度大于所述预设温度时，所述第一出水口(7)保持关闭状态，所述第二出水口(8)保持开启状态；

当流经所述节温器(4)的水的温度为所述预设温度时，所述第一出水口(7)和所述第二出水口(8)均保持开启状态。

2.如权利要求1所述的船用柴油机的外循环冷却系统，其特征在于，所述第一管路(6)上还设置有用于对内循环水进行冷却的热交换器(11)。

3.如权利要求1所述的船用柴油机的外循环冷却系统，其特征在于，所述水泵(2)为海水泵；所述节温器(4)为海水节温器。

4.一种船用柴油机，包括外循环冷却系统，其特征在于，所述外循环冷却系统为如权利要求1-3中任一项所述的外循环冷却系统。