CN219160766U - 冷却机构及船用制氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制氮技术领域，公开一种冷却机构及船用制氮装置，冷却机构包括换热器组件和冷水机组，冷水机组和换热器组件通过一次换热以降低换热器组件内冷却介质的温度，换热器组件和船用制氮装置的制氮机构通过二次换热以降低制氮机构以及流经制氮机构的气体的温度。换热器组件包括多个板式换热器，一部分板式换热器用于对制氮机构进行冷却，另一部分板式换热器用于对流经制氮机构的气体进行冷却，以提高冷却机构的冷却效率。冷水机组包括集水器、分水器和制冷部，制冷部通过分水器连接每个板式换热器的冷却介质入口，制冷部通过集水器连接每个板式换热器的冷却介质出口，使得多个板式换热器可与一个制冷部连通，减小冷却机构的体积和重量。

Description

冷却机构及船用制氮装置

技术领域

本实用新型涉及制氮技术领域，尤其涉及一种冷却机构及船用制氮装置。

背景技术

制氮机是一种常见的生产设备，目前船上的制氮机都是陆用产品直接在船上使用，因此其相对于船舱可用空间，存在设备体积庞大的问题，而且制氮机在工作时产生热量大，但船舱内散热效率低，散热不足将影响制氮机的制氮效率，同时也对船仓内的其他设备产生严重的热干扰，存在安全隐患。

因此，亟需一种冷却机构及船用制氮装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种冷却机构，其冷却系统集成度高，不仅能够有效提高冷却效率，而且体积和重量较小。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

冷却机构，适用于船用制氮装置，包括：

换热器组件，所述换热器组件与所述船用制氮装置的制氮机构连接，所述换热器组件包括多个板式换热器，且一部分所述板式换热器用于对所述制氮机构进行冷却，另一部分所述板式换热器用于对流经所述制氮机构的气体进行冷却；

冷水机组，所述冷水机组包括集水器、分水器和制冷部，且所述制冷部通过所述分水器连接每个所述板式换热器的冷却介质入口，所述制冷部通过所述集水器连接每个所述板式换热器的冷却介质出口。

可选地，所述冷水机组还包括循环泵和分水总管，所述制冷部通过所述分水总管连接所述分水器，所述循环泵设置于所述分水总管上。

可选地，所述冷水机组还包括多个分水阀和多个分水分管，所述分水器通过多个所述分水分管连接每个所述板式换热器的冷却介质入口，多个所述分水阀一对一设置于多个所述分水分管上。

可选地，所述冷水机组还包括多个集水分管和一个集水总管，所述集水器通过多个所述集水分管连接每个所述板式换热器的冷却介质出口，所述集水器通过所述集水总管连接所述制冷部。

可选地，所述制冷部包括循环连通的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述蒸发器连接所述分水器和所述集水器，所述冷凝器连接外部冷却管路。

可选地，所述冷凝器内的冷却介质为海水，所述冷凝器的换热管由镍铜B30材质制成，所述换热管内设置有防腐蚀锌棒。

可选地，所述换热器机组内的冷却介质为乙二醇溶液。

本实用新型的另一个目的在于提供一种船用制氮装置，其制氮效率高。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

船用制氮装置，包括制氮机构和上述的冷却机构。

可选地，所述制氮机构包括依次连接的空压机、过滤器、加热器、氧氮分离器和增压机，且所述过滤器和所述空压机之间设置有一个所述板式换热器，所述氧氮分离器和所述增压机之间设置有一个所述板式换热器，所述空压机和所述增压机分别连接有一个所述板式换热器。

可选地，所述过滤器设置有两个，两个所述过滤器之间设置有一个所述板式换热器。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的冷却机构包括换热器组件和冷水机组，其中冷水机组和换热器组件通过一次换热以降低换热器组件内冷却介质的温度，而换热器组件则和船用制氮装置的制氮机构通过二次换热以降低制氮机构以及流经制氮机构的气体的温度。具体地，换热器组件包括多个板式换热器，一部分板式换热器用于对制氮机构进行冷却，另一部分板式换热器用于对流经制氮机构的气体进行冷却，以此可快速且均匀的降低制氮机构各部件的温度，提高冷却机构的冷却效率。另外，冷水机组包括集水器、分水器和制冷部，制冷部通过分水器连接每个板式换热器的冷却介质入口，制冷部通过集水器连接每个板式换热器的冷却介质出口，通过设置集水器和分水器使得多个板式换热器可与一个制冷部连通，从而有效减小冷却机构的体积和重量，以达到船用设备的使用要求。

本实用新型提出的船用制氮装置包括制氮机构和上述的冷却机构，通过冷却机构对制氮机构以及流经制氮机构的气体进行冷却，可有效提高船用制氮装置的制氮效率。

附图说明

图1是本实用实施例提供的船用制氮装置的结构示意图。

图中：

1、空压机；2、过滤器；3、加热器；4、氧氮分离器；5、增压机；

10、板式换热器；20、集水器；201、集水总管；202、集水分管；30、分水器；301、分水总管；302、分水分管；40、循环泵；50、分水阀；60、蒸发器；70、压缩机；80、冷凝器；90、膨胀阀。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供一种冷却机构，适用于船用制氮装置，其包括换热器组件和冷水机组，其中冷水机组和换热器组件通过一次换热以降低换热器组件内冷却介质的温度，而换热器组件则和船用制氮装置的制氮机构通过二次换热以降低制氮机构以及流经制氮机构的气体的温度。具体地，换热器组件包括多个板式换热器10，其一部分板式换热器10用于对制氮机构进行冷却，另一部分板式换热器10用于对流经制氮机构的气体进行冷却，以此可快速且均匀的降低制氮机构各部件的温度，提高冷却机构的冷却效率。另外，冷水机组包括集水器20、分水器30和制冷部，制冷部通过分水器30连接每个板式换热器10的冷却介质入口，制冷部通过集水器20连接每个板式换热器10的冷却介质出口。即本实施例中，通过设置集水器20和分水器30使得多个板式换热器10可与一个制冷部连通，从而有效减小冷却机构的体积和重量，以达到船用设备的使用要求。同时，分水器30和集水器20还可作为冷却介质存储器，暂时存储大量冷却介质，以降低制冷部的反应速度和启停次数，以使冷却机构运行更加平稳，延长使用寿命。

可选地，冷水机组还包括循环泵40和分水总管301，制冷部通过分水总管301连接分水器30，循环泵40设置于分水总管301上。循环泵40的设置可提高板式换热器10内冷却介质的流动速度，使得经制冷部制冷的低温冷却介质可被输送至各个板式换热器10内，而后再通过板式换热器10对制氮机构工作时产生的热源进行强制冷却。低温冷却介质在通过板式换热器10进行热交换吸收热量升温后将再回到制冷部。

进一步可选地，冷水机组还包括多个分水阀50和多个分水分管302，分水器30通过多个分水分管302连接每个板式换热器10的冷却介质入口，多个分水阀50一对一设置于多个分水分管302上。分水阀50的设置可提高冷却机构的温度调控精度，即针对不同的换热部件，可通过调控分水阀50的开度，调整设置于制氮机构不同位置的板式换热器10内冷却介质的流量，以此调整其换热效率，节约能耗。而分水器30的设置也可保证分水总管301末端冷却介质的初始压力相等，方便对不同分水分管302的冷却介质的分配量进行调节。

可选地，冷水机组还包括多个集水分管202和一个集水总管201，集水器20通过多个集水分管202连接每个板式换热器10的冷却介质出口，集水器20通过分水总管301连接制冷部。

优选地，板式换热器10内的冷却介质采用乙二醇溶液。乙二醇溶液热稳定性能高，不受环境温度影响，可以到达较低的液体温度，乙二醇溶液作为二次冷媒，其温度调节范围为-15℃～25℃，抗冻不结冰。

更进一步可选的，制冷部包括循环连通的蒸发器60、压缩机70、冷凝器80和膨胀阀90，其中蒸发器60连接分水器30和集水器20，冷凝器80连接外部冷却管路。本实施例中的冷却机构适用于船用制氮装置，则可将冷凝器80内具有热量的冷却介质直接通过冷却管路连通至船舱外面，不会对周边环境产生影响。

优选地，冷凝器80内的冷却介质为海水，而冷凝器80的换热管则由镍铜B30材质制成，且在换热管内设置有防腐蚀锌棒，可有效防止海水对于换热管的电离腐蚀。优选地，板式换热器10由不锈钢材质制成。

本实施例还提供一种船用制氮装置，包括制氮机构和上述的冷却机构，通过冷却机构对制氮机构以及流经制氮机构的气体进行冷却，可有效提高船用制氮装置的制氮效率。

具体地，如图1所示，该制氮机构包括依次连接的空压机1、过滤器2、加热器3、氧氮分离器4和增压机5，且过滤器2和空压机1之间设置有一个板式换热器10，氧氮分离器4和增压机5之间设置有一个板式换热器10，空压机1和增压机5分别连接有一个板式换热器10。连接于空压机1和增压机5的板式换热器10用于带走空压机1和增压机5在工作时产生的热量，以保证空压机1和增压机5的正常高效运转。而设置于过滤器2和空压机1之间的板式换热器10，用于带走流经板式换热器10的空气的热量，因空气进入空压机1后将被压缩，其温度和压力均会增加。而设置于氧氮分离器4和增压机5之间的板式换热器10，则用于带走流经板式换热器10的氮气的热量，氧氮分离器4可在空气中分离出氮气，并将其输送至增压机5。本实施例取消增压机5后面设置的超高压力冷却器，而在增压机5前面安装板式换热器10，可通过控制增压机5前面的进气温度，以满足制氮装置的排气要求，使装置运行更加安全。

可选地，过滤器2设置有两个，两个过滤器2之间设置有一个板式换热器10。过滤器2的设置可对压缩空气进行除油和除尘处理，设置两个过滤器2可有效提高过滤效果，保证制氮装置的产品性能。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.冷却机构，其特征在于，适用于船用制氮装置，包括：

换热器组件，所述换热器组件与所述船用制氮装置的制氮机构连接，所述换热器组件包括多个板式换热器(10)，且一部分所述板式换热器(10)用于对所述制氮机构进行冷却，另一部分所述板式换热器(10)用于对流经所述制氮机构的气体进行冷却；

冷水机组，所述冷水机组包括集水器(20)、分水器(30)和制冷部，且所述制冷部通过所述分水器(30)连接每个所述板式换热器(10)的冷却介质入口，所述制冷部通过所述集水器(20)连接每个所述板式换热器(10)的冷却介质出口。

2.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述冷水机组还包括循环泵(40)和分水总管(301)，所述制冷部通过所述分水总管(301)连接所述分水器(30)，所述循环泵(40)设置于所述分水总管(301)上。

3.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述冷水机组还包括多个分水阀(50)和多个分水分管(302)，所述分水器(30)通过多个所述分水分管(302)连接每个所述板式换热器(10)的冷却介质入口，多个所述分水阀(50)一对一设置于多个所述分水分管(302)上。

4.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述冷水机组还包括多个集水分管(202)和一个集水总管(201)，所述集水器(20)通过多个所述集水分管(202)连接每个所述板式换热器(10)的冷却介质出口，所述集水器(20)通过所述集水总管(201)连接所述制冷部。

5.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述制冷部包括循环连通的蒸发器(60)、压缩机(70)、冷凝器(80)和膨胀阀(90)，所述蒸发器(60)连接所述分水器(30)和所述集水器(20)，所述冷凝器(80)连接外部冷却管路。

6.根据权利要求5所述的冷却机构，其特征在于，所述冷凝器(80)内的冷却介质为海水，所述冷凝器(80)的换热管由镍铜B30材质制成，所述换热管内设置有防腐蚀锌棒。

7.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述换热器机组内的冷却介质为乙二醇溶液。

8.船用制氮装置，其特征在于，包括制氮机构和权利要求1-7任一项所述的冷却机构。

9.根据权利要求8所述的船用制氮装置，其特征在于，所述制氮机构包括依次连接的空压机(1)、过滤器(2)、加热器(3)、氧氮分离器(4)和增压机(5)，且所述过滤器(2)和所述空压机(1)之间设置有一个所述板式换热器(10)，所述氧氮分离器(4)和所述增压机(5)之间设置有一个所述板式换热器(10)，所述空压机(1)和所述增压机(5)分别连接有一个所述板式换热器(10)。

10.根据权利要求9所述的船用制氮装置，其特征在于，所述过滤器(2)设置有两个，两个所述过滤器(2)之间设置有一个所述板式换热器(10)。

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