CN210555539U - 利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶冷却系统技术领域，提供一种利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，包括出水管路，出水管路的出水口位于船舶推进螺旋桨前方的低压区，出水口朝向船舶推进螺旋桨。本实用新型实施例提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，将出水管路的出水口设于船舶推进螺旋桨前方的低压区，并使出水口朝向船舶推进螺旋桨，从而能够有效利用船舶推进螺旋桨前方的相对低压，增加冷却水系统进出口压差，促进冷却海水在循环管路内的流动，减轻海水泵维持冷却海水循环流动的负荷，降低海水泵功耗。经过换热器加热的出水经过螺旋桨的剧烈搅浑后，热流体将迅速降温至环境温度，从而减少热污染和热辐射。

Description

利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统

技术领域

本实用新型涉及船舶冷却系统技术领域，尤其涉及一种利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统。

背景技术

冷却水系统是船舶动力系统重要的组成部分，是进一步改善和提升船舶性能的重要环节。为减轻结垢和腐蚀的问题，目前先进船舶均采用中央冷却水系统，其工作原理是利用海水泵输送海水进入中央冷却系统，来冷却低温淡水，被冷却后的低温淡水再去冷却船舶主柴油机气缸套、气缸盖的高温淡水以及各种冷却器和发电柴油机缸套。

现有的船舶中央冷却水系统，需要采用海水泵维持冷却海水的循环流动，海水泵的持续运行将产生大量能耗。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，用以解决或部分解决现有的船舶中央冷却水系统，需要采用海水泵维持冷却海水的循环流动，海水泵的持续运行将产生大量能耗的问题。

本实用新型实施例提供一种利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，包括出水管路，所述出水管路的出水口位于船舶推进螺旋桨前方的低压区，所述出水口朝向所述船舶推进螺旋桨。

其中，所述出水口的出水方向平行于船舶推进桨轴的轴线方向。

其中，所述出水口有多个，多个所述出水口沿所述船舶推进桨轴的周向均匀分布。

其中，所述出水管路包括多条出水支管，所述出水支管的末端为所述出水口，所述出水支管为沿出水流动方向管径渐缩的渐缩管。

其中，所述出水口设有格栅，所述格栅沿水流方向的截面为流线型。

其中，所述格栅沿水流方向的截面为上凸下平的非对称流线型。

其中，所述格栅有多个，多个所述格栅沿所述船舶推进桨轴的径向均匀设置。

其中，所述出水口的个数为所述船舶推进螺旋桨的桨叶个数的N倍，N为非零自然数。

本实用新型实施例提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，将出水管路的出水口设于船舶推进螺旋桨前方的低压区，并使出水口朝向船舶推进螺旋桨，从而能够有效利用船舶推进螺旋桨前方的相对低压，增加冷却水系统进出口压差，对出水管路内的海水形成抽吸作用，减弱自身流阻、增强引流作用，促进冷却海水在循环管路内的流动，减轻海水泵维持冷却海水循环流动的负荷，从而有效降低海水泵功耗。另外，在冷却水系统中经过换热器加热的出水经过螺旋桨的剧烈搅浑后，热流体将迅速降温至环境温度，从而减少船舶冷却水系统对环境的热污染和热辐射。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统出水口设置局部剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统结构示意图；

图3为图2所示本实用新型实施例的A-A截面剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的采用缩口设计的出水支管、格栅布置及其局部放大结构示意图；

图中：1、出水管路；2、出水口；3、船舶推进桨轴；4、桨叶；5、出水支管；6、出水总管；7、进水口；8、过滤器；9、辅助海水循环泵；10、换热单元；11、管路阀门；12、格栅。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供了一种利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，包括出水管路1，出水管路1的出水口2位于船舶推进螺旋桨前方的低压区，出水口2朝向船舶推进螺旋桨。

现有的采用中央冷却水系统的船舶，海水从进水口7进入海水循环管路，与封闭的淡水循环管路在海淡水换热器内发生热交换，海水吸收热量、温度升高后，从出水口2排出至海洋。针对海水循环管路的优化设计往往是针对进水口7，而为了方便排水，海水循环管路的出水口2往往采取热交换后就近排出的设计方案。

现有的船舶采用螺旋桨推进，推进器一般包括船舶推进螺旋桨和船舶推进桨轴3，通过船舶推进桨轴3的旋转带动船舶推进螺旋桨的旋转，并产生推动船舶前行的推进力。根据螺旋桨推进的一般原理，螺旋桨在旋转推进船舶前行时，会在螺旋桨前方水域产生一定的低压区。本实用新型实施例提供的自流式冷却水系统，将出水管路1的出水口2设于船舶推进螺旋桨前方的低压区，并使出水口2朝向船舶推进螺旋桨，从而能够有效利用船舶推进螺旋桨前方的相对低压，增加冷却水系统进出口压差，对出水管路1内的海水形成抽吸作用、产生引流效果，促进冷却海水在循环管路内的流动，减轻海水泵维持冷却海水循环流动的负荷，从而有效降低海水泵功耗。现有的船舶冷却水系统出水口2一般在船体侧面布置，由于出水口2为船体的开孔结构，破坏了船体的光顺性，且流出方向与航行方向不同，使得出水口2产生较大阻力，是船体总阻力的一部分。本实用新型提出了出水口2布置在船舶尾部收缩段且朝向船舶尾部，出水口2流体流出方向接近于船舶航行方向，减少出水口2所额外产生的船舶阻力，从而降低船舶总阻力。另外，在冷却水系统中经过换热器加热的出水经过螺旋桨的剧烈搅浑后，热流体将迅速降温至环境温度，从而减少船舶冷却水系统对环境的热污染和热辐射。

为了最大限度地利用船舶推进螺旋桨前方低压区对出水管路1内的海水形成抽吸作用，出水口2的出水方向可以平行于船舶推进桨轴3的轴线方向设置，以及还可以使出水口2的位置尽可能处于船舶推进螺旋桨前方低压区的压力最小值处。

本实用新型提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，出水管路1可以包括多条出水支管5，出水支管5的末端为出水口2，出水管可以为沿出水流动方向管径渐缩的渐缩管。如图4所示，出水口2采用缩口设计，可以使常用工况下出水口2出流的平均流速值近似等于推进器入口的流速值，消除出水口2作为船体开孔伴随的船舶阻力，同时消除出水口2出水对推进器入流均匀性的影响。

为了防止杂物堵塞出水口2，出水口2处可以设置有格栅12；为了减少格栅12阻力，格栅12沿水流方向的截面可以为流线型。进一步地，设置于每一个出水口2的格栅12可以有多个，多个格栅12沿船舶推进桨轴3的径向均匀设置，比如可以形成百叶窗式的结构。另外，如图4所示，出水口2的格栅12具备导流功能，其外形可以设计成非对称流线型，比如采用上凸下平外形，具备将出水口2出水流动方向偏转至与外部流动方向一致的功能，从而进一步降低出水口2给外部流动带来的扰动，同时减少出水口2的阻力。

本实用新型实施例提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，出水口2可以有多个，多个出水口2沿船舶推进桨轴3的周向均匀分布，即多个出水口2与船舶推进桨轴3的轴线等距，且相邻出水口2对应的船舶推进桨轴3轴线的圆心角相同。进一步地，出水口2的个数可以设置为船舶推进螺旋桨的桨叶4个数的N倍，N为非零自然数。比如说，船舶推进螺旋桨有3个桨叶4，出水口2设置为3个、6个或9个，并沿船舶推进桨轴3轴线圆周均匀分布，以降低出水口2对船舶推进螺旋桨入流均匀性的影响。本实用新型实施例提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，海水的流动可以是从进水口7进入冷却水系统的冷却海水循环管路，经过滤器8、辅助海水循环泵9、换热单元10及管路阀门11后到达出水总管6，经出水总管6分流后，在船舶推进螺旋桨抽吸、引流作用下，从多条出水支管5的出水口2排出。

由以上实施例可以看出，本实用新型提供的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，将出水管路1的出水口2设于船舶推进螺旋桨前方的低压区，并使出水口2朝向船舶推进螺旋桨，从而能够有效利用船舶推进螺旋桨前方的相对低压，增加冷却水系统进出口压差，对出水管路1内的海水形成抽吸作用、产生引流效果，促进冷却海水在循环管路内的流动，减轻海水泵维持冷却海水循环流动的负荷，从而有效降低海水泵功耗。本实用新型提出了出水口2布置在船舶尾部收缩段且朝向船舶尾部，出水口2流体流出方向接近于船舶航行方向，减少出水口2所额外产生的船舶阻力，从而降低船舶总阻力。另外，在冷却水系统中经过换热器加热的出水经过螺旋桨的剧烈搅浑后，热流体将迅速降温至环境温度，从而减少船舶冷却水系统对环境的热污染和热辐射。进一步地，为了最大限度地利用船舶推进螺旋桨前方低压区对出水管路1内的海水形成抽吸作用，出水口2的出水方向可以是平行于船舶推进桨轴3的轴线方向设置的，以及还可以使出水口2的位置尽可能处于船舶推进螺旋桨前方低压区的压力最小值处；出水口2可以采用缩口设计，使常用工况下出水口2出流的平均流速值近似等于推进器入口的流速值，消除出水口2作为船体开孔伴随的船舶阻力，同时消除出水口2出水对推进器入流均匀性的影响；出水口2可以设置有具备导流功能的格栅12，格栅12外形可以设计成非对称流线型，比如采用上凸下平外形，具备将出水口2出水流动方向偏转至与外部流动方向一致的功能，从而进一步降低出水口2给外部流动带来的扰动，同时减少出水口2的阻力；出水口2的个数可以设置为船舶推进螺旋桨的桨叶4个数的整数倍，以降低出水口2对船舶推进螺旋桨入流均匀性的影响。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，包括出水管路，所述出水管路的出水口位于船舶推进螺旋桨前方的低压区，所述出水口朝向所述船舶推进螺旋桨。

2.根据权利要求1所述的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，所述出水口的出水方向平行于船舶推进桨轴的轴线方向。

3.根据权利要求2所述的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，所述出水口有多个，多个所述出水口沿所述船舶推进桨轴的周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，所述出水管路包括多条出水支管，所述出水支管的末端为所述出水口，所述出水支管为沿出水流动方向管径渐缩的渐缩管。

5.根据权利要求3所述的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，所述出水口设有格栅，所述格栅沿水流方向的截面为流线型。

6.根据权利要求5所述的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，所述格栅沿水流方向的截面为上凸下平的非对称流线型。

7.根据权利要求5所述的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，所述格栅有多个，多个所述格栅沿所述船舶推进桨轴的径向均匀设置。

8.根据权利要求3所述的利用推进器抽吸作用的自流式冷却水系统，其特征在于，所述出水口的个数为所述船舶推进螺旋桨的桨叶个数的N倍，N为非零自然数。

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