CN210799114U - 船用柴油机双循环冷却系统 - Google Patents

Abstract

为了解决现有技术中由于结构不合理，船用柴油机冷却系统效率低下的问题，本实用新型提供一种船用柴油机双循环冷却系统，包括用于对柴油机冷却的淡水循环系统、热交换器以及用于对淡水循环系统进行热交换的海水冷却系统；其技术方案在于：所述的淡水循环系统包括冷却水节温器；该冷却水节温器设置在热交换器与柴油机之间，用于根据流过其内的水温控制水流直接参与柴油机的冷却或经过与海水冷却系统进行热交换后再对柴油机进行冷却。本实用新型淡水循环系统中安装有冷却水节温器，可以根据进入冷却水节温器的冷却水出机温度，调整进入热交换器的冷却水量，使柴油机出水温度始终维持在一个合理的范围内，提升柴油机冷却效率，提高柴油机经济性。

Description

船用柴油机双循环冷却系统

技术领域

本实用新型涉及船舶发动机冷却领域，尤其涉及一种船用柴油机双循环冷却系统。

背景技术

柴油机在工作时，气缸内燃料燃烧，燃烧所产生的热量一部分转化为机械能，使柴油机对外输出做功；一部分热量被排出的废气带走；还有一部分热量传给气缸盖、气缸套、活塞和气门等零件。柴油机冷却系统的作用是对柴油机进行强制冷却，将受热零件的热量散发到大气中去，使柴油机的温度保持在较低的范围内，同时又要适当提高冷却水温，得到较好的发动机经济性指标。

经典的船用柴油机冷却系统为R-K双循环冷却系统，一个淡水循环、一个海水循环。淡水循环是依靠淡水泵驱动完成，冷却水由淡水泵泵入柴油机，吸收柴油机各受热零部件的热量后流向冷却水节温器，若水温低于设定值，经旁通管路直接流回淡水泵，若温度高于设定值，则流向热交换器，在热交换器中与海水进行热交换后，再流回淡水泵；海水循环由海水泵驱动完成，海水由海水泵泵入空气冷却器，冷却增压空气，然后进入热交换器与冷却水进行热交换，海水完成热交换后排出热交换器，再流回大海。

随着柴油机单机功率的增大,空气冷却器、热交换器换热量在逐步的提高，增压空气、柴油机冷却水需要更多的海水流量来进行冷却，经典的船用柴油机R-K双循环冷却系统存在以下不足：海水首先进入空气冷却器，冷却增压空气，然后进入热交换器冷却冷却水，进入热交换器的海水温度已经进行了提高，与柴油机进热交换器冷却水温差较小，热交换器换热效率较低，不利于控制热交换器体积。

实用新型内容

为了解决现有技术中由于结构不合理，船用柴油机冷却系统效率低下的问题，本实用新型提供一种船用柴油机双循环冷却系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：一种船用柴油机双循环冷却系统，包括用于对柴油机冷却的淡水循环系统、热交换器以及用于对淡水循环系统进行热交换的海水冷却系统；其技术方案在于：所述的淡水循环系统包括冷却水节温器；该冷却水节温器设置在热交换器与柴油机之间，用于根据流过其内的水温控制水流直接参与柴油机的冷却或经过与海水冷却系统进行热交换后再对柴油机进行冷却。

所述的淡水循环系统还包括淡水泵、连接管路Ⅱ、连接管路Ⅲ、连接管路Ⅳ以及连接管路V；其中，所述的淡水泵的输出端与需要冷却的柴油机相连；然后通过连接管路Ⅱ与冷却水节温器的输入端连接；冷却水节温器的第一输出端通过连接管路Ⅲ连接至热交换器的冷却水输入端；热交换器的冷却水输出端通过连接管路Ⅳ与淡水泵的输入端连接；其中，冷却水节温器的第二输出端与连接管路V连接后并联在连接管路Ⅳ上。

所述的海水冷却系统包括海水泵、连接管路Ⅷ以及热交换器出水管Ⅹ；其中，海水泵的输入端与外界海水连接；该海水泵的输出端通过连接管路Ⅷ作为热交换器的冷媒输入端；该热交换器的冷媒输出端通过热交换器出水管Ⅹ与外界连通。

所述的海水冷却系统还包括空气冷却器、连接管路Ⅶ以及空气冷却器出水管Ⅸ；其中，所述的空气冷却器的输入端通过连接管路Ⅶ并联在连接管路Ⅷ上；空气冷却器的输出端通过空气冷却器出水管Ⅸ并联在热交换器出水管Ⅹ上。

有益效果：本实用新型提出的一种船用柴油机新型双循环冷却系统突出特点是1、淡水循环系统中安装有冷却水节温器，可以根据进入冷却水节温器的冷却水出机温度，调整进入热交换器的冷却水量，使柴油机出水温度始终维持在一个合理的范围内，提升柴油机冷却效率，提高柴油机的经济性；2、在海循环中，海水经海水泵加压后分别进入空气冷却器、热交换器，进入两个元件海水温度均为海中海水温度，进入热交换器海水温度与高温水出机温度温差大，热交换器换热效率高，有利于控制热交换器体积；3、在海循环中，海水经海水泵加压后分别进入空气冷却器、热交换器，一方面只需克服对单个元器件阻力，对海水泵的扬程要求较低，有利于控制海水泵体积及海水泵消耗轴功率，另一方面由于海水泵扬程得以控制，对海水循环系统密封件、紧固件要求较低；4、海水分别进入空气冷却器、热交换器，海水泵流量被分解为两部分，有利于控制海水循环零部件体积；5、海水循环系统只有一个海水进口和一个海水出口，便于用户的外部管路的布置，同时柴油机外部连接设备变换后对热交换器、空气冷却器的进水量同步影响，不会造成两者流量偏差过大，严重影响柴油机的性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中图中：1、淡水泵；2、连接管路Ⅰ；3、柴油机；4、连接管路Ⅱ；

5、冷却水节温器；6、连接管路Ⅲ；7、热交换器；8、连接管路Ⅳ；9、连接管路Ⅴ；10、管路Ⅵ；11、海水泵；12、连接管路Ⅶ；13、孔板Ⅰ；14、空气冷却器；15、连接管路Ⅷ；16、孔板Ⅱ；17、空气冷却器出水管Ⅸ；18、热交换器出水管Ⅹ。

具体实施方式

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。

具体实施例I：如图1所示，一种船用柴油机新型双循环冷却系统,所述的冷却系统包括淡水泵1、海水泵11、冷却水节温器5、空气冷却器14、热交换器7、孔板Ⅰ13、孔板Ⅱ16及各连接管路。所述的淡水泵1安装在柴油机传动端的一侧，用于提供冷却水循环所需的驱动力；所述的海水泵11安装在柴油机传动端的另一侧，提供海水循环所需的驱动力；所述的空气冷却器14安装在柴油机输出端，是增压空气与冷却水进行热交换的装置；所述的热交换器7安装在柴油机传动端，是冷却水与海水进行热交换的装置；所述的冷却水节温器5安装在柴油机3与热交换器7管路中间，冷却水节温器5自带感温部件，感温部件内部装有感温材料石蜡，根据流入冷却水节温器5的冷却水温度石蜡热胀冷缩进而控制冷却水节温器5的开启或关闭，实现不同的冷却水循环：当冷却水温度低于节淡水温器5的开启温度，冷却水节温器5关闭，冷却水经连接管路Ⅴ9进入连接管路Ⅳ8回到淡水泵1；当冷却水温度高于冷却水节温器5的全开温度，冷却水通过连接管路Ⅲ全部进入热交换器7，在热交换器7内与海水进行热交换，经过海水冷却的冷却水通过连接管路Ⅳ8流回淡水泵1；孔板Ⅰ13位于海水泵11与空气冷却器14连接管路Ⅶ12中间，孔板Ⅱ16位于海水泵11与热交换器7连接管路Ⅷ15之间，孔板Ⅰ13、孔板Ⅱ16通过柴油机台架试验确定中间孔的大小，起到分别将进入空气冷却器14、热交换器7海水流量调节为各自所需流量的作用。

需要明确的是：冷却水节温器5开启温度70℃，全开温度83℃，可以将柴油机出水温度控制在70℃至83℃之间。

淡水泵1通过连接管路Ⅰ2与柴油机3相连接，柴油机3通过连接管路Ⅱ4与冷却水节温器5相连接，冷却水节温器5通过连接管路Ⅲ6与热交换器7相连接，热交换器7通过连接管路Ⅳ8与淡水泵1相连接，冷却水节温器5通过连接管路Ⅴ9与连接管路Ⅳ8相连接；管路Ⅵ10为海水泵11吸入管直接与海水泵11相连接用于抽取海水，海水泵11通过连接管路Ⅶ12与空气冷却器14相连接，海水泵11通过连接管路Ⅷ15与热交换器7相连接，空气冷却器出管路Ⅸ17与热交换器出水管Ⅹ18相连接，热交换器出水管Ⅹ19直接通向大海。

本实用新型工作原理：冷却水经过淡水泵1驱动，通过连接管路Ⅰ2进入柴油机3，吸收柴油机3热量后经过连接管路Ⅱ4进入冷却水节温器5，冷却水节温器5自带感温部件，感温部件内部装有感温材料石蜡，根据流入冷却水节温器5的冷却水温度石蜡热胀冷缩进而控制冷却水节温器5的开启或关闭，实现不同的冷却水循环：当冷却水温度低于节淡水温器5的开启温度，冷却水节温器5关闭，冷却水经连接管路Ⅴ9进入连接管路Ⅳ8回到淡水泵1；当冷却水温度高于冷却水节温器5的全开温度，冷却水通过连接管路Ⅲ6全部进入热交换器7，在热交换器7内与海水进行热交换器，经过海水冷却的冷却水通过连接管路Ⅳ8流回淡水泵1；海水经管路Ⅵ10进入海水泵11，海水经海水泵11加压后，通过连接管路Ⅶ12进入空气冷却器14冷却增压空气，通过连接管路Ⅷ15进入热交换器7冷却冷却水，冷却完增压空气的海水经空气冷却器出水管Ⅸ17与冷却完冷却水的海水在热交换器出水管Ⅹ18汇合后排入大海。淡水循环系统中安装有冷却水节温器5，可以根据进入冷却水节温器5的冷却水出机温度，调整进入热交换器7的冷却水量，使柴油机出水温度始终维持在一个合理的范围内；在海循环中，海水经海水泵11加压后分别进入空气冷却器14、热交换器7，进入两个元件海水温度均为海中海水温度，进入热交换器7海水温度与高温水出机温度温差大，热交换器7换热效率高，有利于控制热交换器7体积；在海循环系统中，海水经海水泵11加压后分别进入空气冷却器14、热交换器7，一方面只需克服对单个元器件阻力，对海水泵11的扬程要求较低，有利于控制海水泵11体积及海水泵11消耗轴功率，另一方面由于海水泵11扬程得以控制，对海水循环系统密封件、紧固件要求较低；海水分别进入空气冷却器14、热交换器7，海水泵11流量被分解为两部分，有利于控制海水循环系统中的零部件体积；海水循环系统只有一个海水进口和一个海水出口，便于用户的外部管路的布置。

需要明确的是：所述的孔板Ⅰ13、孔板Ⅱ16通过试验确定中间孔的大小，起到分别将进入空气冷却器14、热交换器7海水流量调节为各自所需流量的作用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种船用柴油机双循环冷却系统，包括用于对柴油机冷却的淡水循环系统、热交换器(7)以及用于对淡水循环系统进行热交换的海水冷却系统；其特征在于：所述的淡水循环系统包括冷却水节温器(5)；该冷却水节温器(5)设置在热交换器(7)与柴油机之间，用于根据流过其内的水温控制水流直接参与柴油机的冷却或经过与海水冷却系统进行热交换后再对柴油机进行冷却。

2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机双循环冷却系统，其特征在于：所述的淡水循环系统还包括淡水泵(1)、连接管路Ⅱ(4)、连接管路Ⅲ(6)、连接管路Ⅳ(8)以及连接管路V(9)；

其中，所述的淡水泵(1)的输出端与需要冷却的柴油机(3)相连；然后通过连接管路Ⅱ(4)与冷却水节温器(5)的输入端连接；冷却水节温器(5)的第一输出端(A)通过连接管路Ⅲ(6)连接至热交换器(7)的冷却水输入端；热交换器(7)的冷却水输出端通过连接管路Ⅳ(8)与淡水泵(1)的输入端连接；其中，冷却水节温器(5)的第二输出端(B)与连接管路V(9)连接后并联在连接管路Ⅳ(8)上。

3.根据权利要求1所述的一种船用柴油机双循环冷却系统，其特征在于：所述的海水冷却系统包括海水泵(11)、连接管路Ⅷ(15)以及热交换器出水管Ⅹ(18)；其中，海水泵(11)的输入端与外界海水连接；该海水泵(11)的输出端通过连接管路Ⅷ(15)作为热交换器(7)的冷媒输入端；该热交换器(7)的冷媒输出端通过热交换器出水管Ⅹ(18)与外界连通。

4.根据权利要求3所述的一种船用柴油机双循环冷却系统，其特征在于：所述的连接管路Ⅷ(15)上设置有用于调节其管内流量的孔板Ⅱ(16)。

5.根据权利要求3所述的一种船用柴油机双循环冷却系统，其特征在于：所述的海水冷却系统还包括空气冷却器(14)、连接管路Ⅶ(12)以及空气冷却器出水管Ⅸ(17)；

其中，所述的空气冷却器(14)的输入端通过连接管路Ⅶ(12)并联在连接管路Ⅷ(15)上；空气冷却器(14)的输出端通过空气冷却器出水管Ⅸ(17)并联在热交换器出水管Ⅹ(18)上。

6.根据权利要求5所述的一种船用柴油机双循环冷却系统，其特征在于：连接管路Ⅶ(12)上设置有用于控制其内流量的孔板Ⅰ(13)。

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