CN214763957U - 船用气水分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用气水分离装置，安装在通风冷却进气道入口处，包括：安装架，具有沿第一方向相对设置的进气端与出气端，安装架的内底上沿第二方向设置有限位凸起，进气端与限位凸起形成第一安装位；第一分离级，转动连接在安装架上，第一分离级能收容在第一安装位内，在第一分离级收容在第一安装位的状态下，第一分离级、限位凸起和出气端能围设形成安装腔；第二分离级，收容在安装腔内；在工作状态下，第一分离级能阻挡目标物从进气端进入，第二分离级能将其收集到的液体或固体颗粒通过设置在安装架的内底上的疏水孔排出。本实用新型结构紧凑、可拆卸、便于维护，且通过双级分离保证对进气中的水分、盐雾和固体颗粒都具有高分离效率。

Description

船用气水分离装置

技术领域

本实用新型涉及船舶通风冷却技术领域，尤其涉及一种船用气水分离装置。

背景技术

在海洋环境下，船舶会经常遇到降雨和海浪，此外在海洋空气中含有相当数量的盐雾气溶胶颗粒、以及靠近海岸、沙漠地区时空气中的沙尘等固体颗粒物对船上的设备尤其是柴油机运行的安全性、可靠性形成潜在的威胁。这些杂质不仅会对柴油机造成严重的物理、化学损害，形成冷热端腐蚀，还会降低柴油机的使用寿命。柴油机作为目前各型船舶的主要动力型式，在其工作过程中会产生大量的热量，需要大量洁净的通风冷却空气对柴油机进行冷却，随着柴油机及其设备、零件的复杂性、精密性不断提高，为了防止柴油机及其上的设备和零件受到海水或雨水淋湿或盐雾等杂质的腐蚀，必须对通风冷却空气进行气水分离和盐雾过滤，提高柴油机的进气品质。

但是现有技术中采用的相关设备除水(或浪花)的效率低，而且对小尺度的杂质颗粒和盐雾几乎没有作用，此外其体积较大，对船舶布置造成一定限制与影响。因此，急需提出一种高性能的气水分离装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种船用气水分离装置，用以解决现有技术中相关设备过滤性能差、安装空间占用大的难题。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供了一种船用气水分离装置，安装在通风冷却进气道入口处，包括：安装架，具有沿第一方向相对设置的进气端与出气端，所述安装架的内底上沿第二方向设置有限位凸起，所述进气端与所述限位凸起形成第一安装位；第一分离级，转动连接在所述安装架上，所述第一分离级能收容在所述第一安装位内，在所述第一分离级收容在所述第一安装位的状态下，所述第一分离级、所述限位凸起和所述出气端能围设形成安装腔；第二分离级，收容在所述安装腔内；在工作状态下，所述第一分离级能阻挡目标物从所述进气端进入，所述第二分离级能将其收集到的液体或固体颗粒通过设置在所述安装架的内底上的疏水孔排出。

优选的，其中，所述第二分离级包括：固定架，收容在所述安装腔内，且所述固定架的内部具有多个第二安装位；第二分离叶片组，包括沿所述第二方向间隔设置的多个弯折叶片，每个所述弯折叶片沿所述第一方向设置在所述第二安装位上，两两相邻的所述弯折叶片之间形成流体通道；两个拉杆组，两个所述拉杆组沿所述第一方向分别设置在所述固定架靠近所述进气端和所述出气端的两个侧面上，每个所述拉杆组包括至少两根沿重力方向间隔设置的拉杆，每个所述拉杆上均设置有多个隔套，所述拉杆的两端分别能与可拆卸连接件连接，两个所述可拆卸连接件和所述拉杆能将所述多个弯折叶片连接为一体，且所述多个隔套、两个所述拉杆组和所述固定架围设形成所述多个第二安装位。

优选的，其中，每个所述弯折叶片沿所述第一方向具有多个弯折部，每个所述弯折部处沿重力方向均设置有导流槽。

优选的，其中，所述弯折部的数量为2至5。

优选的，其中，所述流体通道的宽度不大于所述弯折叶片的宽度。

优选的，其中，所述第一分离级包括：两个安装框，沿所述第一方向相对设置；矩形围框，夹设在两个所述安装框之间，所述矩形围框中沿所述第二方向相对设置的两个围板上沿重力方向均设置有多个安装孔；第一分离叶片组，包括沿重力方向间隔水平设置的多个弯折板，每个所述弯折板的两端均能插设在所述安装孔内并与所述矩形围框固定连接，且所述弯折板具有向下弯折的弯折处。

优选的，其中，远离所述第二分离级的所述安装框上还设置有转动件和锁紧件，所述转动件能插入固定在所述安装架上的配合件并相对于所述配合件进行转动，所述锁紧件能与所述安装架连接并限制所述安装框的转动。

优选的，其中，所述弯折板包括依次连接的第一竖直板、过渡板和第二竖直板，所述过渡板形成所述弯折处。

优选的，其中，所述弯折处的弯折角度为120°至160°。

优选的，其中，还包括设置在所述安装架的下方的集水箱，所述集水箱与所述疏水孔通过管路连通。

本实用新型至少具有以下特点及优点：

本实用新型结构紧凑、可拆卸、便于维护，且通过双级分离，保证对进气空气中的水分、盐雾和固体颗粒都具有较高的分离效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型船用气水分离装置的结构示意图；

图2为本实用新型船用气水分离装置的主视图；

图3为图2中A-A向的剖视图；

图4为图3中C部的结构放大图；

图5为本实用新型第二分离级的结构示意图；

图6为图5中B-B向的剖视图。

附图标记与说明：

100、船用气水分离装置；1、安装架；11、进气端；12、出气端；13、限位凸起； 14、第一安装位；15、配合件；16、疏水孔；17、疏水槽；2、第一分离级；21、安装框；22、矩形围框；221、安装孔；23、第一分离叶片组；231、弯折板；2311、弯折处；2312、第一竖直板；2313、过渡板；2314、第二竖直板；24、转动件；25、锁紧件；3、安装腔；4、第二分离级；41、固定架；411、第二安装位；42、第二分离叶片组；421、弯折叶片；4211、弯折部；4212、导流槽；43、流体通道；44、拉杆组；441、拉杆；45、隔套；5、集水箱；B1、宽度；B2、宽度；F1、第一方向；F2、第二方向；α、弯折角度。

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，显然，下文所描述的实施例仅仅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做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。

本实用新型提供了一种船用气水分离装置100，安装在通风冷却进气道入口处，请参见图1至图6，其包括安装架1、第一分离级2和第二分离级4。具体的，安装架1具有沿第一方向F1相对设置的进气端11与出气端12，安装架1的内底上沿第二方向F2设置有限位凸起13，进气端11与限位凸起13形成第一安装位14；第一分离级2转动连接在安装架1上，第一分离级2能收容在第一安装位14内，在第一分离级2收容在第一安装位14的状态下，第一分离级2、限位凸起13和出气端12能围设形成安装腔3；第二分离级4收容在安装腔3内；在工作状态下，第一分离级2 能阻挡目标物从进气端11进入，第二分离级4能将其收集到的液体或固体颗粒通过设置在安装架1的内底上的疏水孔16排出。其中，第一方向F1、第二方向F2和重力方向两两之间互相垂直。

在一些实施例中，请参见图3，疏水孔16设置在该安装腔3的正下方。在另一些优选实施例中，请参见图3，还包括设置在安装架1的下方的集水箱5，集水箱5 与疏水孔16通过管路连通。

本实用新型通过设置小型化、模块化、便于拆卸的第一分离级2和第二分离级4，不仅可有效过滤和分离雨滴和海浪，对通风冷却进气中的微小液滴、盐雾、固态颗粒物也有较高的分离效率。

在一些实施例中，请参见图1、图5和图6，第二分离级4包括固定架41、第二分离叶片组42和两个拉杆组44。具体的，固定架41收容在安装腔3内，且固定架 41的内部具有多个第二安装位411；第二分离叶片组42包括沿第二方向F2间隔设置的多个弯折叶片421，每个弯折叶片421沿第一方向F1设置在第二安装位411上，两两相邻的弯折叶片421之间形成流体通道43；两个拉杆组44沿第一方向F1分别设置在固定架41靠近进气端11和出气端12的两个侧面上，每个拉杆组44包括至少两根沿重力方向间隔设置的拉杆441，每个拉杆441上均设置有多个隔套45，拉杆 441的两端分别能与可拆卸连接件连接，两个可拆卸连接件和拉杆441能将所述多个弯折叶片421连接为一体，且多个隔套45、两个拉杆组44和固定架41围设形成多个第二安装位411。在一些实施例中，任意两个弯折叶片421之间的间隔均相等。在一些具体实施例中，每个拉杆441的两端具有螺纹，该螺杆能配合螺母实现可拆卸连接的目的。

进一步的，请参见图6，每个弯折叶片421沿第一方向F1具有多个弯折部4211，每个弯折部4211处沿重力方向均设置有导流槽4212。其中，导流槽4212的开口方向正对进气空气的气流方向(即导流槽4212的开口方向与第一方向F1正好相反)，相邻的弯折叶片421之间形成气流流通的多次方向转折的流体通道43，携带细小液滴、盐雾或固体颗粒的多相流通过流体通道43时，沿着多次折转的流体通道43被迫多次改变方向，细小液滴、盐雾或固体颗粒在惯性作用下撞击弯折叶片421的一部分并被弯折叶片421的壁面捕捉形成液膜，并沿着壁面横向流动，最终被叶片上的导流槽4212阻挡、捕捉，另一部分则直接被导流槽4212捕集，这些被捕集的细小液滴、盐雾或固体颗粒在重力的作用下沿着导流槽4212的导引方向落到疏水槽17中并通过疏水孔16被排泄出去。在一些实施例中，疏水槽17由限位凸起13、安装架1的内底和出气端12围成，疏水孔16开设在疏水槽17的槽底。在另一些实施例中，疏水槽17由限位凸起13、安装架1的内底和进气端11围成，疏水孔16开设在该疏水槽 17的槽底。

在一些优选实施例中，弯折部4211的数量为2至3，折转的增加会带来更多的气动阻力损失，由于大部分杂质已经在经过第一分离级2时被滤除，针对通风冷却空气的过滤基本上要求具有2至5个弯折部4211就已经能够满足要求。进一步的，弯折叶片421的厚度为1毫米至2毫米。更进一步的，请参见图3，流体通道43的宽度B1不大于弯折叶片421的宽度B2。

在一些实施例中，每个弯折部4211的两个外表面上均设置有导流槽4212，在另一些实施例中，仅在每个弯折部4211的外折表面上设置导流槽4212，其内折表面不设置相应的导流槽4212。本领域的技术人员应当明白，每个弯折部4211的两个表面上均可以设置导流槽4212，也可以只设置一个导流槽4212，或者均不设置导流槽 4212，只要通过弯折部4211能将其收集到的液体导引入疏水槽17中就应当在本实用新型的保护范围之内。

在一些实施例中，请参见图1至图4，第一分离级2包括两个安装框21、矩形围框22和第一分离叶片组23。具体的，两个安装框21沿第一方向F1相对设置；矩形围框22夹设在两个安装框21之间，矩形围框22中沿第二方向F2相对设置的两个围板上沿重力方向均设置有多个安装孔221；第一分离叶片组23包括沿重力方向间隔水平设置的多个弯折板231，每个弯折板231的两端均能插设在安装孔221内并与矩形围框22固定连接，且弯折板231具有向下弯折的弯折处2311。在一些优选实施例中，弯折处2311的弯折角度α为120°至160°。在另一些实施例中，任意两个弯折板231之间的间隔均相等。本领域的技术人员应当明白，根据阻力的设计要求可以选取不同的弯折角度α和过渡半径(即过渡板2313的圆弧半径)。

本实用新型通过该种设计能够形成类似于百叶窗的结构，从而利用第一分离叶片组23能够阻挡大部分的雨水、浪花和大尺度异物进入进气道，防止发动机进水和免遭外物损伤。

进一步的，请参见图1和图2，远离第二分离级4的安装框21上还设置有转动件24和锁紧件25，转动件24能插入固定在安装架1上的配合件15并相对于配合件 15进行转动，锁紧件25能与安装架1连接并限制安装框21的转动。在一些具体实施例中，转动件24为插销。

在一些实施例中，请参见图4，每个弯折板231包括依次连接的第一竖直板2312、过渡板2313和第二竖直板2314，过渡板2313形成弯折处2311。在一些实施例中，第一竖直板2312、过渡板2313和第二竖直板2314一体成型。

在一些实施例中，弯折板231的前端长且斜向上与水平进气方向(即第一方向 F1)呈钝角，弯折板231的后端短且与水平进气方向一致，前端和后端通过圆角过渡，在一些具体实施例中，弯折板231由金属(如304、316不锈钢、铝合金、钛合金) 或非金属材料制作而成。

当雨水、浪花及大尺度固体颗粒物或异物等飞溅而来或者随气流而来时，首先被弯折板231的前端折板阻挡拦截，雨水、浪花及大尺度固体颗粒物或异物等会在重力的作用下沿弯折板231的前端上表面滑落，被阻挡在外。根据第一分离叶片组23的主要过滤雨水、浪花及大尺度固体颗粒物或异物等的功能特点，弯折板231的弯折处 2311可选取较大过渡半径和折转角度，使之具有较小的阻力。本领域的技术人员应当明白，弯折板231的数量、尺寸大小和安装角度等参数的选择通过阻力分配的要求以及流体动力学计算得到。

本实用新型结构紧凑、可拆卸、便于维护，且通过双级分离，保证对进气空气中的水分、盐雾和固体颗粒都具有较高的分离效率。

下面对本实用新型的工作原理进行详细介绍：

本实用新型首先通过气水分离装置的第一分离级2有效去除雨水、浪花、较大的颗粒物或异物，保护双级气水分离装置内部结构免受外物损伤；然后利用第二分离级4的惯性分离原理，采用具有多个导流槽4212的弯折叶片421分离通过第一分离级2 的细小液滴、盐雾和固体颗粒，分离物通过气水分离装置的疏水孔16排入集水箱5。

本实用新型能对暴露在恶劣海洋环境下的船上通风冷却空气进气系统进行水份和盐雾的分离和过滤，以保证通风冷却进气品质，使船舶上的各种设备尤其是柴油机安全可靠地工作。

本实用新型至少具有以下优点：

1、采用双级分离的结构使得分离效率更高

本实用新型针对高性能柴油机对较高空气品质的通风冷却进气的需求，设计了双级分离结构，相比百叶窗分离效果更好。

2、根据各级结构的不同特点、不同分离原理分离不同类型的杂质

第一分离级2通过流体动力学和气溶胶运动学设计，能有效地除去雨水及浪花以及大尺寸的颗粒物或异物；第二分离级4利用惯性分离原理，采用具有多个导流槽 4212的弯折叶片421使穿过百叶窗的细小液滴、盐雾和固体颗粒通过多个导流槽4212 和多次折转被惯性分离级叶片捕获收集，然后依靠重力沿惯性分离级叶片上的导流槽 4212流入集液箱内。

3、双级分离结构小型化、模块化、结构紧凑、方便拆卸与维护

以往的分散的二级结构，进气室额外大量占用了船上宝贵的空间，而且百叶窗大多直接焊接在舱壁上，不能或难以拆卸，造成船员维护、维修困难，甚至需要配置专门的维护舱室，占用空间。

4、更高的性能，更好的装船适用性

本实用新型比以往的单级百叶窗或者简单的二级过滤结构具有更高的分离效率，有效保证了海洋环境下船用柴油机的通风冷却空气的进气品质，保障了柴油机及其设备和零件的安全可靠和使用寿命。而且由于全新的可拆卸结构设计，具有更好的可维护性和装船适用性。

5良好的推广应用潜力

本实用新型特别适用于各型船舶柴油机的通风冷却进气系统，同时可以应用于舱室、其他系统或设备的通风冷却进气系统，具有良好的推广应用潜力。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种船用气水分离装置，安装在通风冷却进气道入口处，其特征在于，包括：

安装架，具有沿第一方向相对设置的进气端与出气端，所述安装架的内底上沿第二方向设置有限位凸起，所述进气端与所述限位凸起形成第一安装位；

第一分离级，转动连接在所述安装架上，所述第一分离级能收容在所述第一安装位内，在所述第一分离级收容在所述第一安装位的状态下，所述第一分离级、所述限位凸起和所述出气端能围设形成安装腔；

第二分离级，收容在所述安装腔内；

在工作状态下，所述第一分离级能阻挡目标物从所述进气端进入，所述第二分离级能将其收集到的液体或固体颗粒通过设置在所述安装架的内底上的疏水孔排出。

2.根据权利要求1所述的船用气水分离装置，其特征在于，所述第二分离级包括：

固定架，收容在所述安装腔内，且所述固定架的内部具有多个第二安装位；

第二分离叶片组，包括沿所述第二方向间隔设置的多个弯折叶片，每个所述弯折叶片沿所述第一方向设置在所述第二安装位上，两两相邻的所述弯折叶片之间形成流体通道；

两个拉杆组，两个所述拉杆组沿所述第一方向分别设置在所述固定架靠近所述进气端和所述出气端的两个侧面上，每个所述拉杆组包括至少两根沿重力方向间隔设置的拉杆，每个所述拉杆上均设置有多个隔套，所述拉杆的两端分别能与可拆卸连接件连接，两个所述可拆卸连接件和所述拉杆能将所述多个弯折叶片连接为一体，且所述多个隔套、两个所述拉杆组和所述固定架围设形成所述多个第二安装位。

3.根据权利要求2所述的船用气水分离装置，其特征在于，每个所述弯折叶片沿所述第一方向具有多个弯折部，每个所述弯折部处沿重力方向均设置有导流槽。

4.根据权利要求3所述的船用气水分离装置，其特征在于，所述弯折部的数量为2至5。

5.根据权利要求3所述的船用气水分离装置，其特征在于，所述流体通道的宽度不大于所述弯折叶片的宽度。

6.根据权利要求1所述的船用气水分离装置，其特征在于，所述第一分离级包括：

两个安装框，沿所述第一方向相对设置；

矩形围框，夹设在两个所述安装框之间，所述矩形围框中沿所述第二方向相对设置的两个围板上沿重力方向均设置有多个安装孔；

第一分离叶片组，包括沿重力方向间隔水平设置的多个弯折板，每个所述弯折板的两端均能插设在所述安装孔内并与所述矩形围框固定连接，且所述弯折板具有向下弯折的弯折处。

7.根据权利要求6所述的船用气水分离装置，其特征在于，远离所述第二分离级的所述安装框上还设置有转动件和锁紧件，所述转动件能插入固定在所述安装架上的配合件并相对于所述配合件进行转动，所述锁紧件能与所述安装架连接并限制所述安装框的转动。

8.根据权利要求6所述的船用气水分离装置，其特征在于，所述弯折板包括依次连接的第一竖直板、过渡板和第二竖直板，所述过渡板形成所述弯折处。

9.根据权利要求6所述的船用气水分离装置，其特征在于，所述弯折处的弯折角度为120°至160°。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的船用气水分离装置，其特征在于，还包括设置在所述安装架的下方的集水箱，所述集水箱与所述疏水孔通过管路连通。

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