CN214577450U - 一种船舶上重油加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶上重油加热装置，包括二氧化碳热泵、船舶柴油机、废气节热器、锅炉以及燃油日用柜，燃油日用柜内储存有重油，燃油日用柜的出油口连通至二氧化碳热泵的进油口，二氧化碳热泵的出油口连通至船舶柴油机的进油口，船舶柴油机的出气口连接至废气节热器，废气节热器连接至锅炉，锅炉的出气口连接至燃油日用柜。二氧化碳具有单位容积制热量较高的特点，同时还具有优良的流动和传热特性，以二氧化碳热泵作为热源，不仅能够缩小热泵的体积，而且更容易提升二氧化碳温度，以将重油加热至更高的温度，降低重油粘度，使得重油满足船舶柴油机的燃烧要求，同时也更为环保。

Description

一种船舶上重油加热装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种船舶上重油加热装置，属于重油加热领域。

【背景技术】

船舶上供柴油机燃烧使用的重油需要先进行加热，从而使重油的粘度满足燃烧系统的要求。传统蒸汽加热器受外部环境影响较大，蒸汽压力经常低于0.4MPa，导致蒸汽温度偏低，只有180-190℃，相应加热后的重油也只有100-110℃，重油的恩氏粘度高达7，无法满足燃烧系统的要求。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种加热效率更高的船舶上重油加热装置。

解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种船舶上重油加热装置，包括二氧化碳热泵、船舶柴油机、废气节热器、锅炉以及燃油日用柜，燃油日用柜内储存有重油，燃油日用柜的出油口连通至二氧化碳热泵的进油口，二氧化碳热泵的出油口连通至船舶柴油机的进油口，船舶柴油机的出气口连接至废气节热器，废气节热器连接至锅炉，锅炉的出气口连接至燃油日用柜。

本实用新型的有益效果为：

二氧化碳具有单位容积制热量较高的特点，同时还具有优良的流动和传热特性，以二氧化碳热泵作为热源，不仅能够缩小热泵的体积，而且更容易提升二氧化碳温度，以将重油加热至更高的温度，降低重油粘度，使得重油满足船舶柴油机的燃烧要求，同时也更为环保。废气节热器中的热媒吸收船舶柴油机排出的高温废气中热量，进行余热回收，将这部分热量传导至锅炉对锅炉进行辅助加热，减少锅炉所需能耗和加热时间，锅炉产生的蒸汽也能够作为热媒对燃油日用柜中储存的重油进行预加热，降低二氧化碳热泵对重油的加热时间和所需功率，对热能进行充分利用，提升对重油的加热效率。船舶柴油机排出的高温废气经废气节热器降温后再排出至环境中，能够有效废气降低对环境的影响，更为环保。

本实用新型所述废气节热器包括机壳，机壳内设置有第一排气通道、第二排气通道和进水通道，第一排气通道和进水通道之间通过第一导热隔板进行分隔，船舶柴油机的出气口连通至第一排气通道的进气口，第二排气通道的进气口连通至进水通道的内壁，第二排气通道的出气口连通至锅炉。

本实用新型所述进水通道的出水口处设置有出水阀门，进水通道的进水口处设置有进水阀门。

本实用新型所述锅炉内设置有烧水室和第三排气通道，烧水室和第三排气通道之间通过第二导热隔板进行分隔，第三排气通道的进气口连通至第二排气通道的出气口，烧水室连通至燃油日用柜。

本实用新型所述燃油日用柜设置有储油腔和第四排气通道，储油腔和第四排气通道之间通过第三导热隔板进行分隔，储油腔连通至二氧化碳热泵的进油口，烧水室连通至第四排气通道的进气口。

本实用新型所述第三排气通道的进气口和出气口以及第四排气通道进气口和出气口均设置有电子单向阀。

本实用新型所述船舶上重油加热装置还包括控制板，二氧化碳热泵的出油口和船舶柴油机的进油口之间设置有温度传感器和电子单向油阀，电子单向油阀和温度传感器均电连接至控制板。

本实用新型所述二氧化碳热泵包括蒸发器、电动压缩机、热交换器和电子膨胀阀，蒸发器的出气口连接至电动压缩机的进气口，电动压缩机的出气口连接至热交换器的进气口，热交换器的出气口连接至电子膨胀阀的进气口，电子膨胀阀的出气口连接至蒸发器的进气口，燃油日用柜的出油口连接至热交换器的进油口，热交换器的出油口连接至船舶柴油机的进油口。

本实用新型的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例的船舶上重油加热装置的循环工作结构图；

图2为本实用新型实施例的二氧化碳热泵的循环工作结构图。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例：

参见图1-2，本实施例提供的是一种船舶上重油加热装置，包括控制板、二氧化碳热泵2、船舶柴油机3、废气节热器4、锅炉5以及燃油日用柜1。

燃油日用柜1设置有储油腔11和第四排气通道12，储油腔11和第四排气通道12之间通过第三导热隔板13进行分隔，储油腔11内存放有重油，同时储油腔11的内壁上还开设有注油口，在储油腔11内的重油减少到一定量后通过注油口对储油腔11进行重油补充。

二氧化碳热泵2包括蒸发器21、电动压缩机22、热交换器23和电子膨胀阀24。热交换器23内设置有第四导热隔板233，第四导热隔板233将热交换器23内部分隔成二氧化碳热交换腔231和重油热交换腔232。

蒸发器21的出气口连接至电动压缩机22的进气口，电动压缩机22的出气口连接至二氧化碳热交换腔231的进气口，二氧化碳热交换腔231的出气口连接至电子膨胀阀24的进气口，电子膨胀阀24的出气口连接至蒸发器21的进气口。二氧化碳从蒸发器21流向电动压缩机22，再从电动压缩机22流向二氧化碳热交换腔231，再从二氧化碳热交换腔231流向电子膨胀阀24，然后再从电子膨胀阀24回到蒸发器21，进行往复循环。储油腔11的出油口连通至重油热交换腔232的进油口，储油腔11内较低温度的重油流动至重油热交换腔232内，二氧化碳热交换腔231内的二氧化碳处于高温状态，第四导热隔板233一方面将二氧化碳热交换腔231内高温二氧化碳的热量传导至重油热交换腔232内较低温度的重油，从而对重油进行加热，另一方面避免二氧化碳热交换腔231内二氧化碳流入重油热交换腔232以及避免重油热交换腔232内重油流入二氧化碳热交换腔231，对重油和二氧化碳进行阻隔避免直接的物理接触。重油热交换腔232的出油口连接至船舶柴油机3的进油口，加热后的高温重油粘度降低，从重油热交换腔232流动至船舶柴油机3，就能在满足船舶柴油机3燃烧要求的情况下供船舶柴油机3进行使用。

二氧化碳具有单位容积制热量较高的特点，同时还具有优良的流动和传热特性，因此二氧化碳热交换腔231内二氧化碳温度很高，更容易将重油加热至较高的温度，降低重油粘度，使得重油满足船舶柴油机3的燃烧要求。

优选的，重油热交换腔232的出油口和船舶柴油机3的进油口之间设置有温度传感器7和电子单向油阀6，电子单向油阀6和温度传感器7均电连接至控制板。温度传感器7对从重油热交换腔232流向船舶柴油机3的重油温度进行检测，若从重油热交换腔232流向船舶柴油机3的重油温度不符合船舶柴油机3的使用要求，则控制板断开电子单向油阀6，避免不符合船舶柴油机3使用要求的重油流入船舶柴油机3对船舶柴油机3造成损伤。电子单向油阀6也能防止符合船舶柴油机3使用要求的重油回流至重油热交换腔232，避免造成重油的二次不必要加热。

此外，储油腔11的出油口处设置有电子调节阀，电子调节阀电连接至控制板，若从重油热交换腔232流出的重油温度不符合要求，控制板除了断开电子单向油阀6之外，还可以通过调节电子调节阀，降低储油腔11的出油量或者将储油腔11的出油口断开，减少或避免重油热交换腔232进油，从而使得重油热交换腔232内剩余的重油充分进行加热直至符合船舶柴油机3的使用要求。为了在重油热交换腔232内的重油温度提升至符合船舶柴油机3使用要求时控制板及时打开电子单向油阀6和电子调节阀，温度传感器7均要感受到油温，因此需要将重油热交换腔232、温度传感器7、电子单向油阀6和船舶柴油机3沿油路依次设置。

废气节热器4包括机壳41，机壳41内设置有第一排气通道42、第二排气通道43和进水通道44，第一排气通道42和进水通道44之间通过第一导热隔板47进行分隔，进水通道44位于第一排气通道42的上方，第二排气通道43的进气口连通至进水通道44的顶部内壁。

船舶柴油机3的出气口连通至第一排气通道42的进气口，船舶柴油机3燃烧重油之后产生高温废气，高温废气从船舶柴油机3的出气口排出流向第一排气通道42，进水通道44内通入海水，通过第一导热隔板47的热传导，第一排气通道42内高温废气将热量传递至进水通道44内的海水，使得进水通道44内海水逐渐汽化，产生高温蒸汽，高温蒸汽从第二排气通道43排出进水通道44流向锅炉5。高温废气在第一排气通道42内通过热传导温度得到降低，然后成为低温废气，此时从第一排气通道42的出气口排出废气节热器4外，对环境影响较小，相对更为环保。

优选的，进水通道44的出水口处设置有出水阀门45，进水通道44的进水口处设置有进水阀门46。出水阀门45和进水阀门46可以设置为电子式阀门，以电连接至控制板，由控制板控制出水阀门45和进水阀门46间歇性开闭。进水阀门46打开且出水阀门45关闭时能够从进水通道44的进水口向进水通道44内补充海水。当进水阀门46和出水阀门45同时关闭时海水积存在进水通道44内，未能汽化的海水不会因流动将热量带出进水通道44，进水通道44内海水温度更容易升高，从而更容易汽化并将热量带往锅炉5。

海水汽化之后进水通道44内残余海水盐分浓度增加，对进水通道44内壁产生腐蚀，进水通道44内海水排空后可能会有盐分会残留在进水通道44内壁上。因此对废气节热器4进行维护时，同时打开进水阀门46和出水阀门45，就能从进水通道44的进水口通入清洗液，清洗液对进水通道44内的残余盐分进行冲刷，然后残余盐分能够随清洗液从进水通道44的出水口排出，从而减少进水通道44内壁所受腐蚀，提升废气节热器4的使用寿命。

同理，第一排气通道42的进气口和出气口均设置有电子单向阀，第一排气通道42的进气口和出气口处的电子单向阀均电连接至控制板，控制板控制第一排气通道42出气口处的电子单向阀间歇性开闭。当第一排气通道42出气口处的电子单向阀关闭后，高温废气就能积存在第一排气通道42内，使得高温废气和进水通道44内的海水之间有充分的热交换时间，从而尽可能降低废气温度，将废气热量尽可能传递至海水。当第一排气通道42出气口处的电子单向阀打开时第一排气通道42内的废气就能从第一排气通道42排出。

锅炉5内设置有烧水室51和位于烧水室51下方的第三排气通道52，烧水室51和第三排气通道52之间通过第二导热隔板53进行分隔。烧水室51除了受到固有热源加热进行烧水外，第二排气通道43的出气口连通至第三排气通道52的进气口，第二排气通道43排出的热高温蒸汽进入第三排气通道52，借由第二导热隔板53的热传导作用，作为一个辅助热源对烧水室51内的水进行加热，从而降低固有热源所需功率，同时烧水时间也能相应减少。

优选的，第三排气通道52的进气口和出气口均设置有电子单向阀，第三排气通道52进气口和出气口处的电子单向阀均电连接至控制板。当第三排气通道52出气口处电子单向阀关闭后高温蒸汽就能在第三排气通道52内积存，增加与烧水室51内水的热交换时间，使得第三排气通道52内高温蒸汽充分起到辅助热源的作用。

烧水室51内水烧沸之后产生高温蒸汽，烧水室51的出气口连通至第四排气通道12的进气口，烧水室51产生的高温蒸汽流入第四排气通道12，通过第三导热隔板13的热传导作用对储油腔11内的重油进行预加热，提升重油进入二氧化碳热泵2时的温度，以降低二氧化碳热泵2能耗，降低重油在二氧化碳热泵2中所需加热时间。

同理，第四排气通道12进气口和出气口均设置有电子单向阀，第四排气通道12进气口和出气口处的电子单向阀均电连接至控制板。当第四排气通道12出气口处的电子单向阀关闭后，第四排气通道12内的高温蒸汽获得积聚，增加了第四排气通道12内的高温蒸汽进行热传递时间，从而能够对储油腔11内的重油进行充分的预加热。第四排气通道12出气口处的电子单向阀打开后就能将第四排气通道12内气体排出。

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，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (8)

1.一种船舶上重油加热装置，其特征在于，包括二氧化碳热泵、船舶柴油机、废气节热器、锅炉以及燃油日用柜，燃油日用柜内储存有重油，燃油日用柜的出油口连通至二氧化碳热泵的进油口，二氧化碳热泵的出油口连通至船舶柴油机的进油口，船舶柴油机的出气口连接至废气节热器，废气节热器连接至锅炉，锅炉的出气口连接至燃油日用柜。

2.根据权利要求1所述的船舶上重油加热装置，其特征在于，所述废气节热器包括机壳，机壳内设置有第一排气通道、第二排气通道和进水通道，第一排气通道和进水通道之间通过第一导热隔板进行分隔，船舶柴油机的出气口连通至第一排气通道的进气口，第二排气通道的进气口连通至进水通道的内壁，第二排气通道的出气口连通至锅炉。

3.根据权利要求2所述的船舶上重油加热装置，其特征在于，所述进水通道的出水口处设置有出水阀门，进水通道的进水口处设置有进水阀门。

4.根据权利要求2所述的船舶上重油加热装置，其特征在于，所述锅炉内设置有烧水室和第三排气通道，烧水室和第三排气通道之间通过第二导热隔板进行分隔，第三排气通道的进气口连通至第二排气通道的出气口，烧水室连通至燃油日用柜。

5.根据权利要求4所述的船舶上重油加热装置，其特征在于，所述燃油日用柜设置有储油腔和第四排气通道，储油腔和第四排气通道之间通过第三导热隔板进行分隔，储油腔连通至二氧化碳热泵的进油口，烧水室连通至第四排气通道的进气口。

6.根据权利要求5所述的船舶上重油加热装置，其特征在于，所述第三排气通道的进气口和出气口以及第四排气通道进气口和出气口均设置有电子单向阀。

7.根据权利要求1所述的船舶上重油加热装置，其特征在于，所述船舶上重油加热装置还包括控制板，二氧化碳热泵的出油口和船舶柴油机的进油口之间设置有温度传感器和电子单向油阀，电子单向油阀和温度传感器均电连接至控制板。

8.根据权利要求1所述的船舶上重油加热装置，其特征在于，所述二氧化碳热泵包括蒸发器、电动压缩机、热交换器和电子膨胀阀，蒸发器的出气口连接至电动压缩机的进气口，电动压缩机的出气口连接至热交换器的进气口，热交换器的出气口连接至电子膨胀阀的进气口，电子膨胀阀的出气口连接至蒸发器的进气口，燃油日用柜的出油口连接至热交换器的进油口，热交换器的出油口连接至船舶柴油机的进油口。

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