CN210761248U - 一种集成式自流发生器及船舶通海冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶冷却系统设计技术领域，提供一种集成式自流发生器及船舶通海冷却系统，集成式自流发生器包括发生器本体、第一导压孔、第二导压孔及稳流结构；第一导压孔与第二导压孔相对分设在发生器本体的内弧壁与外弧壁上；稳流结构包括导流件和/或旋流阻止器，导流件、旋流阻止器设置在发生器本体的内壁上；本实用新型通过将传统自流冷却系统供水管路中的自流发生器、稳流装置和流量计集成在一个功能部件上，大幅简化了自流冷却系统的构成，节省了船舶舱室空间，减小多个功能部件引入的管路附加阻力，从而大大改善了船舶通海冷却系统的自流冷却能力。

Description

一种集成式自流发生器及船舶通海冷却系统

技术领域

本实用新型涉及船舶冷却系统设计技术领域，尤其涉及一种集成式自流发生器及船舶通海冷却系统。

背景技术

目前，为了降低船舶通海冷却系统的泵功损耗和振动噪声，并提高能量利用效率，大型船舶普遍采用自流冷却技术。在自流式通海冷却系统中，通常在进水口设置自流发生器，该自流发生器包括弧形管状结构的发生器本体，发生器本体的一端为引流入口，另一端为引流出口。自流式通海冷却系统在作业时，通过借助自流发生器的动压转换作用，并由冷却管路系统为各热源设备提供海水，同时在冷却管路系统中配置低功率的冷却水泵，补充自流发生器的供水能力。由此，通过“自流-泵流”相结合的混合驱动方式，保证了在全工况下，设备的冷却需求。

通常情况下，被自流发生器引入的海水流动十分紊乱，导致冷却水泵的入口流场的均匀性稳定性较差，为改善冷却水泵入口流态的运行状态，需要在冷却水泵的进口侧安装稳流器；除此之外，为监测系统的冷却水供给量，需要在冷却管路上安装流量测量系统。因而，由图1所示的结构可知，现有的船舶通海冷却系统在对热源设备进行冷却时，在其冷却管路1上除了设置冷却水泵2及热交换设备3外，还至少设置有自流发生器4、稳流装置5和流量计6，并将冷却管路1的一端与船舶9上的进水口7相连通，在进水口7处安装自流发生器4，同时将冷却管路1的另一端与船舶9上的出水口8相连通。

然而，在传统式自流冷却系统中，在一方面，上述自流发生器结构简单、功能单一，只对通入至冷却管路系统中的海水起到引流作用，难以确保对引流流场的均匀性和稳定性，从而需要在冷却管路上配置相应的稳流装置，并且也不能实现对引流的海水流量的检测。而在另一方面，由于自流发生器、稳流装置和流量计等功能部件在设计结构上相互独立，其中，稳流装置和流量计在舱内装配，占用了较大的舱室空间资源；与此同时，稳流装置和流量计通常为节流部件，会导致系统管路的流动阻力增加，这也对通海冷却系统的自流冷却能力产生不利影响。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的之一是提供一种集成式自流发生器，用以解决现有的自流发生器只对通入至冷却管路系统中的海水起到引流作用，难以确保引流流场的均匀性和稳定性，并且也不能实现对引流的海水进行流量的监测的问题。

本实用新型的目的之二是提供一种基于上述集成式自流发生器的船舶通海冷却系统，以解决传统的采用自流发生器、稳流装置和流量计独立配置的冷却系统中，稳流装置和流量计占用了较大的舱室空间，并导致冷却管路的流动阻力增加，对系统的自流冷却能力产生不利影响的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型在一方面提供了一种集成式自流发生器，包括发生器本体，还包括第一导压孔、第二导压孔及稳流结构；所述第一导压孔与所述第二导压孔相对分设在所述发生器本体的内弧壁与外弧壁上；所述稳流结构包括导流件和/或旋流阻止器，所述导流件、所述旋流阻止器设置在所述发生器本体的内壁上。

优选的，本实用新型中所述稳流结构还包括整流格栅；所述整流格栅设置在所述发生器本体的引流入口。

优选的，本实用新型中所述整流格栅的格栅口呈矩形、菱形或扇环形；多个矩形或菱形的所述格栅口呈阵列排布；多个扇环形的所述格栅口沿径向排布呈蜘蛛网状结构。

优选的，本实用新型中所述导流件为多根导流肋条；所述导流肋条沿轴向设在所述发生器本体的内壁上。

优选的，本实用新型中所述导流肋条包括四根；四根所述导流肋条分设在所述发生器本体内的内弧壁、外弧壁、左侧弧壁及右侧弧壁上。

优选的，本实用新型中所述旋流阻止器为多块斜向板条；多块所述斜向板条沿轴向依次安装在所述发生器本体的内壁上或所述导流肋条上；每块所述斜向板条顺着所述发生器本体内的水流方向呈倾斜布置。

优选的，本实用新型中多块所述斜向板条依次设在所述发生器本体内的外弧壁上。

优选的，本实用新型中在沿着所述水流方向，所述斜向板条与其安装位置沿水流的切向方向所呈的夹角依次增大。

优选的，本实用新型中所述发生器本体的引流入口的沿边呈圆弧形结构；所述发生器本体的引流出口设有安装法兰。

优选的，本实用新型在另一方面还提供了一种船舶通海冷却系统，包括通过冷却管路依次连通的冷却水泵与热交换设备，所述冷却管路的两端分别连通设置在船舶上的进水口、出水口；还包括上述所述的集成式自流发生器；所述发生器本体的引流出口连通所述进水口，所述发生器本体的引流入口朝向船舶的航行方向。

(三)技术效果

本实用新型提供的集成式自流发生器，通过在发生器本体的内弧壁与外弧壁上分别设置第一导压孔与第二导压孔，则可将第一导压孔、第二导压孔通过对应的导流管与船舶内设置压力检测仪表相连通，通过监测自流发生器内引流的海水在内弧壁与外弧壁上随流量大小变化产生的压差，可间接换算出在自流发生器引流的海水的流量；另外，通过在发生器本体内设置包含导流件、旋流阻止器的稳流结构，可确保引流至冷却管路内海水流场的稳定性和均匀性；由此，本实用新型所示的自流发生器在确保其自身引流功能的基础上，还实现了将稳流和流量监测功能的集成一体化设计。

本实用新型提供的船舶通海冷却系统，由于采用了上述集成式自流发生器，则可大幅简化冷却系统的构成，在其冷却管路上无需再设置稳流装置和流量计，从而大大节省了船舶舱室空间，并减小多个功能部件引入的管路附加阻力，改善了船舶通海冷却系统的自流冷却能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的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为设置在船舶上的传统式自流冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所示的集成式自流发生器的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例所示的集成式自流发生器在其引流入口处安装第一种整流格栅的侧视结构示意图；

图4为本实用新型实施例所示的集成式自流发生器在其引流入口处安装第二种整流格栅的侧视结构示意图；

图5为本实用新型实施例所示的设置在船舶上的船舶通海冷却系统的结构示意图。

图中：1、冷却管路；2、冷却水泵；3、热交换设备；4、自流发生器；5、稳流装置；6、流量计；7、进水口；8、出水口；9、船舶；10、发生器本体；11、第一导压孔；12、第二导压孔；13、导流件；14、旋流阻止器；15、整流格栅；16、安装法兰。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图2，本实施例提供了一种集成式自流发生器，包括发生器本体10，还包括第一导压孔11、第二导压孔12及稳流结构；第一导压孔11与第二导压孔12相对分设在发生器本体10的内弧壁与外弧壁上；稳流结构包括导流件13和/或旋流阻止器14，导流件13、旋流阻止器14设置在发生器本体10的内壁上。

由图2所示的结构可知，第一导压孔11开设在发生器本体10的内弧壁上，第二导压孔12开设在发生器本体10的外弧壁上。为了达到对发生器本体10内引流的海水进行稳流的效果，本实施例设计了对海水进行导流，并限制其在横向面上发生二次流，以确保海水流动稳定性的导流件13，同时通过旋流阻止器14确保海水流场均匀，以起到均流的效果。在实际应用时，可在发生器本体10分别单独设置导流件13与旋流阻止器14，而本实施例为了进一步地确保达到较好的稳流效果，选择设置由导流件13与旋流阻止器14共同组成的稳流结构。

具体的，在实际工作中，通过在发生器本体10的内弧壁与外弧壁上分别设置第一导压孔11与第二导压孔12，则可将第一导压孔11、第二导压孔12通过对应的导流管与船舶内设置压力检测仪表相连通，通过监测自流发生器内引流的海水在内弧壁与外弧壁上随流量大小变化产生的压差，可间接换算出在自流发生器引流的海水的流量；另外，通过在发生器本体10内设置包含导流件13、旋流阻止器14的稳流结构，可确保引流至冷却管路1内海水流场的稳定性和均匀性；由此，本实施例所示的自流发生器在确保其自身引流功能的基础上，还实现了将稳流和流量监测功能的集成一体化设计。

进一步的，本实施例中稳流结构还包括整流格栅15；整流格栅15设置在发生器本体10的引流入口。

具体的，参见图2，通过设置整流格栅15，可规整引流入口处的海水流动方向，起整流作用，这样海水在进入发生器本体10内时，可在导流件13与旋流阻止器14的作用下，进一步确保海水流场在发生器本体10内形成稳定和均匀的分布，以改善冷却水泵2的进口流动状态和运行条件。

进一步的，本实施例中整流格栅15的格栅口呈矩形、菱形或扇环形。

具体的，在图3所示的整流格栅15中，其各个格栅口呈扇环形，多个扇环形的格栅口沿径向排布呈蜘蛛网状结构，如此，各个格栅口的大小沿径向逐渐增大。在图4所示的整流格栅15中，其各个格栅口呈矩形，格栅口的形状也可为菱形，多个格栅口呈阵列排布，以确保各个格栅口的大小一致，并呈均匀排布。由于受到风浪的影响，大海中的海水处于不规则的变化中，这两种整流格栅15的设计结构均有利于对引流至发生器本体10内的海水进行规整。

进一步的，参见图2，本实施例中导流件13为多根导流肋条；导流肋条沿轴向设在发生器本体10的内壁上。

具体的，在发生器本体10的内壁上设置多根导流肋条时，每相邻的两根根导流肋条之间均形成了一个用于导流的通道结构，这有利于引导海水在弯曲的发生器本体10内沿着轴向进行流动。

另外，在此应指出的是，本实施例所示的轴向为发生器本体10的中心轴线所在的方向，并且该方向也与海水在发生器本体10内的流动方向相同。

进一步的，本实施例中导流肋条包括四根；四根导流肋条分设在发生器本体10内的内弧壁、外弧壁、左侧弧壁及右侧弧壁上。

具体的，通过四根导流肋条在发生器本体10的内壁上形成了四个用于导流的通道结构，这四根导流肋条为实际设计时，至少需确保的设置结构，但本实施例并不是对其设置数量进行具体的限定，在进一步的设计时，可以四根导流肋条的基础上，进一步在发生器本体10的内壁上增设新的导流肋条，在不影响发生器本体10内主流海水的流动的前提下，达到较好的导流效果。

进一步的，本实施例中旋流阻止器14为多块斜向板条；多块斜向板条沿轴向依次安装在发生器本体10的内壁上或导流肋条上；每块斜向板条顺着发生器本体10内的水流方向呈倾斜布置。

具体的，在对各个斜向板条进行安装设计时，各个斜向板条既可沿轴向依次安装在发生器本体10的内壁上，又可沿轴向依次安装在导流肋条上。当海水在发生器本体10内流动时，对于每个斜向板条而言，斜向板条的尖端能够转产生对旋流向涡并抑制主流漩涡，由于发生器本体10呈弧形弯管结构，这使得斜向板条能够对发生器本体10内处于低速区和高速区流动的海水进行均匀混合，由此，在沿轴向设置的多个斜向板条的共同作用下，使得海水流场在发生器本体10内形成均匀分布，这对海水起到较好的均流作用。

进一步的，本实施例中多块斜向板条依次设在发生器本体10内的外弧壁上。

具体的，由于引流至发生器本体10内的海水在流动的过程中会对发生器本体10内的外弧壁产生直接的冲击，从而对多块斜向板条的安装位置进行相应的设置，有利于防止海水在发生器本体10内形成的流场分布不稳定与不均匀的问题。

进一步的，本实施例中在沿着水流方向，斜向板条与其安装位置沿水流的切向方向所呈的夹角依次增大。

具体的，在沿着水流方向，斜向板条与其安装位置沿水流的切向方向所呈的夹角在45°～60°之间逐渐增大，以避免在发生器本体10的引流入口处形成明显的扰流阻力，同时逐渐加强均流作用。

进一步的，本实施例中发生器本体10的引流入口的沿边呈圆弧形结构；发生器本体10的引流出口设有安装法兰16。

具体的，参见图2，通过将发生器本体10的引流入口的沿边进行导圆处理，形成进口弧唇，有利于减弱流体激励作用。

另外，本实施例在发生器本体10的引流出口设有一体式结构的安装法兰16，通过安装法兰16，便于在船舶上预设的进水口7进行安装，以实现与船舶内的冷却管路1实施对接。

进一步的，参见图5，本实施例还提供了一种船舶通海冷却系统，包括通过冷却管路1依次连通的冷却水泵2与热交换设备3，冷却管路1的两端分别连通设置在船舶9上的进水口7、出水口8；还包括上述所述的集成式自流发生器；发生器本体10的引流出口连通进水口7，发生器本体10的引流入口朝向船舶的航行方向。

具体的，本实施例所示的船舶通海冷却系统，由于采用了上述集成式自流发生器，则可大幅简化冷却系统的构成，在其冷却管路1上无需再设置稳流装置和流量计，从而大大节省了船舶舱室空间，并减小多个功能部件引入的管路附加阻力，改善了船舶通海冷却系统的自流冷却能力。

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 (10)

1.一种集成式自流发生器，包括发生器本体，其特征在于，

还包括第一导压孔、第二导压孔及稳流结构；

所述第一导压孔与所述第二导压孔相对分设在所述发生器本体的内弧壁与外弧壁上；

所述稳流结构包括导流件和/或旋流阻止器，所述导流件、所述旋流阻止器设置在所述发生器本体的内壁上。

2.根据权利要求1所述的集成式自流发生器，其特征在于，

所述稳流结构还包括整流格栅；

所述整流格栅设置在所述发生器本体的引流入口。

3.根据权利要求2所述的集成式自流发生器，其特征在于，

所述整流格栅的格栅口呈矩形、菱形或扇环形；

多个矩形或菱形的所述格栅口呈阵列排布；

多个扇环形的所述格栅口沿径向排布呈蜘蛛网状结构。

4.根据权利要求1所述的集成式自流发生器，其特征在于，

所述导流件为多根导流肋条；

所述导流肋条沿轴向设在所述发生器本体的内壁上。

5.根据权利要求4所述的集成式自流发生器，其特征在于，

所述导流肋条包括四根；

四根所述导流肋条分设在所述发生器本体内的内弧壁、外弧壁、左侧弧壁及右侧弧壁上。

6.根据权利要求4所述的集成式自流发生器，其特征在于，

所述旋流阻止器为多块斜向板条；

多块所述斜向板条沿轴向依次安装在所述发生器本体的内壁上或所述导流肋条上；

每块所述斜向板条顺着所述发生器本体内的水流方向呈倾斜布置。

7.根据权利要求6所述的集成式自流发生器，其特征在于，

多块所述斜向板条依次设在所述发生器本体内的外弧壁上。

8.根据权利要求7所述的集成式自流发生器，其特征在于，

在沿着所述水流方向，所述斜向板条与其安装位置沿水流的切向方向所呈的夹角依次增大。

9.根据权利要求1所述的集成式自流发生器，其特征在于，

所述发生器本体的引流入口的沿边呈圆弧形结构；

所述发生器本体的引流出口设有安装法兰。

10.一种船舶通海冷却系统，包括通过冷却管路依次连通的冷却水泵与热交换设备，所述冷却管路的两端分别连通设置在船舶上的进水口、出水口；其特征在于，

还包括权利要求1-9中任意一项所述的集成式自流发生器；

所述发生器本体的引流出口连通所述进水口，所述发生器本体的引流入口朝向船舶的航行方向。

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