CN220315282U - 一种船舶主机冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种船舶主机冷却系统，涉及冷却系统领域，包括用于进水的海底阀箱和用于输送水的水管，于船舶的吃水线以下设置至少一个所述海底阀箱，所述水管包括用于进水的总管、主机支管和用于排水的排水管，与所述海底阀箱的出水口连接设置所述总管，所述总管上设置截止阀、止回阀和水泵，所述总管分流出所述主机支管，所述主机支管两端分别接入所述总管和所述排水管，且所述主机支管途径主机的热交换器并和主机的热交换器进行热交换连接，并于所述主机支管上设置靠近其进水端的截止阀。该系统进行主机内循环和换热外循环的结合，既避免海水或淡水中的杂质和腐蚀物对主机造成腐蚀、堵塞等影响，又能不额外增加船身重量，提高冷却效率。

Description

一种船舶主机冷却系统

技术领域

本实用新型涉及冷却系统技术领域，尤其涉及对船舶的主机进行冷却的冷却系统。

背景技术

主机冷却系统就是利用冷却液冷却船舶主机做功后产生的过多热量，防止主机因为温度过高导致不能工作或者损坏的一个管系。

冷却系统主要包括两种：一种是开式冷却系统，开式冷却系统是直接以舷外水(例如海水)作为冷却水，舷外水通过管道流经主机的缸体，带走主机产生的热量，最后再将舷外水排出舷外，其优点是结构简单、成本低，但缺点是主机直接和舷外水接触，容易受到舷外水中杂质和腐蚀物的影响，导致主机故障和损坏；另一种是闭式冷却系统，其是通过设置水箱实现冷却水的自供给(例如淡水)，提高了冷却水的清洁度，冷却水通过管道引入主机的热交换器中带走主机上的热量，再经管道回到水箱内(通过风扇或海水对水箱进行降温)，由此形成一个闭合的循环系统，其优点是可以避免舷外水中的杂质和腐蚀物损坏主机，从而延长主机的使用寿命，但缺点是需要额外进行水箱、管道等设备的铺设安装，且水箱需要占用一定空间，加注于水箱内的大量冷却水也会进一步增加船舶自身重量，降低了船舶的功率输出比，并且冷却水的冷却效率也较低。

因此，针对以上缺陷，需要对船上主机的冷却系统进行改进，使其既能避免海水或淡水中的杂质和腐蚀物对主机造成腐蚀、堵塞等影响，又能不额外增加船身重量，提高冷却效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种船舶主机冷却系统，该系统进行主机内循环和换热外循环的结合，既避免海水或淡水中的杂质和腐蚀物对主机造成腐蚀、堵塞等影响，又能不额外增加船身重量，提高冷却效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种船舶主机冷却系统，包括用于进水的海底阀箱和用于输送水的水管，于船舶的吃水线以下设置至少一个所述海底阀箱，所述水管包括用于进水的总管、主机支管和用于排水的排水管，与所述海底阀箱的出水口连接设置所述总管，所述总管上设置截止阀、止回阀和水泵，所述总管分流出所述主机支管，所述主机支管两端分别接入所述总管和所述排水管，且所述主机支管途径主机的热交换器并和主机的热交换器进行热交换连接，并于所述主机支管上设置靠近其进水端的截止阀；舷外的液流通过海底阀箱并经总管和主机支管输送至主机的热交换器进行热交换，以此降低主机温度，经过换热的液流经排水管排出舷外，如此，一方面，液流不直接与主机的缸体进行换热接触，而是通过热交换器间接接触主机实现主机降温，避免了舷外的液流对主机造成腐蚀、堵塞等损伤，另一方面，无需设置常规的水箱进行液流的存储，简化了冷却结构，减少了船身重量，并提高了冷却效率；

相应的，所述海底阀箱的进水口设置有过滤栅格，并于所述海底阀箱上设置连通所述海底阀箱和外界空气的透气管；

相应的，所述主机的热交换器包括空气冷却器和海水冷却器，所述主机支管途径所述空气冷却器和所述海水冷却器以实现对所述空气冷却器和所述海水冷却器的散热；

相应的，所述总管分流出齿轮箱支管，所述齿轮箱支管两端分别接入所述总管和所述排水管，且所述齿轮箱支管途径齿轮箱的热交换器并和齿轮箱的热交换器进行热交换连接，并于所述齿轮箱支管上设置靠近其进水端的截止阀；

相应的，于所述齿轮箱支管上靠近其出水端设置用于观察液流状态的液流观察器；通过液流观察器观察液流的流速、流量、流向以及管道堵塞或泄漏情况；

相应的，于所述总管上设置靠近其进水端的过滤器；通过过滤器对水进行过滤，提高水的清洁度，降低舷外水对水管造成的腐蚀、堵塞等问题；

相应的，于所述主机支管上靠近其出水端设置用于观察液流状态的液流观察器；通过液流观察器观察液流的流速、流量、流向以及管道堵塞或泄漏情况；

相应的，还设置有回流管，所述回流管的一端连接所述总管，另一端通过温控阀连接所述排水管，于总管上设置温度传感器，所述温度传感器、所述温控阀分别和控制器通信连接；通过温度传感器监测并向控制器传送总管中的水温，在水温低于主机正常运行所需要的温度时，控制器通过温控阀控制液流从回流管进行回水，当水温高于主机正常运行所需要的温度时，液流从排水管排出舷外，如此，可以避免在主机启动运行初期或受外界温度的影响时，只能通过手动调节进水量额方式调节系统运行温度，从而导致冷却工作效率低以及因人为操作等不可控的因素导致的故障概率的问题；

相应的，所述控制器通过电磁阀与所述总管上的所述截止阀控制连接；通过控制器控制截止阀的开关状态。

本实用新型的有益效果为：

一方面，将闭式冷却系统和开式冷却系统相结合，闭式冷却系统用于主机内部，主机通过热交换器实现主机自身的冷却内循环，开式冷却系统用于主机外部，舷外水通过海底阀箱和水管流经主机的热交换器带走热交换器上的热量后排出舷外，实现对主机冷却的外循环，内循环和外循环的结合应用既可以避免舷外水直接接触主机导致对主机的腐蚀、堵塞等损伤，又无需设置常规的水箱进行液流的存储，简化了冷却结构，减少了船身重量，并提高了冷却效率；

另一方面，外循环中设置了回流管，在水温低于主机正常运行所需要的温度时，控制液流从回流管进行回水，当水温高于主机正常运行所需要的温度时，液流从排水管排出舷外，如此，可以避免在主机启动运行初期或受外界温度的影响时，只能手动调节进水量的方式调节系统运行温度，从而导致冷却工作效率低以及因人为操作等不可控的因素导致的故障概率的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所述的船舶主机冷却系统的结构示意图；

图中：

1、船舶；2、吃水线；

3、海底阀箱；31、透气管；

41、总管；42、主机支管；43、齿轮箱支管；44、排水管；45、排水阀；46、回水管；

5、主机；51、空气冷却器；52、海水冷却器；

6、润滑油冷却器；7、截止阀；8、过滤器；9、止回阀；10、水泵；11、液流观察器；12、温度传感器；13、温控阀。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位的术语或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1所示，在本实用新型一实施例中，船舶主机冷却系统包括用于进水的海底阀箱3、用于输送水的水管和回流管46；

海底阀箱3也称海底门或海底阀门，其通常设置于船底，以便确保其位于船舶1的吃水线2以下，进水口设置有过滤栅格，用于过滤海水中的杂物，并于海底阀箱3上设置连通海底阀箱3和外界空气的透气管31，保证海底阀箱3内的气压稳定。海底阀箱3开启后，舷外水(以下以海水为例)会自动进水，可用于调节船舶1压载舱的进水量以调节船舶1的吃水状态，减少船舶1的倾覆和沉没风险。本实施例中，于船底设置两个海底阀箱3；

水管包括用于进水的总管41、主机支管42、齿轮箱支管43和用于排水的排水管44，与海底阀箱3的出水口连接设置总管41，总管41上设置截止阀7、过滤器8、止回阀9和水泵10。本实施例中，总管41上靠近两个海底阀箱3的进水端均依次设置有截止阀7、过滤器8和止回阀9，于总管41分流之前设置有水泵10，水泵10用于液流的抽取输送。总管41分流出主机支管42和齿轮箱支管43，主机支管42两端分别接入总管41和排水管44，且主机支管42途径主机5的热交换器并和主机5的热交换器进行热交换连接，并于主机支管42上设置靠近其进水端的截止阀7。同理，总管41分流还分流出齿轮箱支管43，齿轮箱支管43两端分别接入总管41和排水管44，且齿轮箱支管43途径齿轮箱的热交换器并和齿轮箱的热交换器进行热交换连接，并于齿轮箱支管43上设置靠近其进水端的截止阀7。本实施例中，主机5上的热交换器具体设置为主机5的空气冷却器51和海水冷却器52，空气冷却器51和海水冷却器52均为主机5的自身内循环上的闭式冷却系统，其工作流程包括：冷却液吸收主机5上的热量(冷却液为淡水或清洁水，不容易造成主机5的损伤)输送至空气冷却器51和海水冷却器52中实现冷却液的散热冷却，散热冷却的冷却液再次循环吸收主机5上的热量，以此往复，齿轮箱的自身内循环也同理，不再复述。齿轮箱的热交换器具体设置为润滑油冷却器6。此外，为了便于对主机支管42和齿轮箱支管43中的液流的流速、流量、流向以及管道堵塞或泄漏情况进行观察，分别于齿轮箱支管43上靠近其出水端和主机支管42上靠近其出水端设置用于观察液流状态的液流观察器11。排水管44的排水端设置有排水阀45。

回流管46的一端连接总管41，另一端通过温控阀13连接排水管44，于总管41上设置温度传感器12，温度传感器12、温控阀13分别和控制器通信连接，于排水管44的陪睡端设置排水阀45。温度传感器12将温度信号传输给控制器，控制器根据比较预设的温度设定值和传感器实时监测到的温度值来控制温控阀13的开关状态。例如，当主机5油温低于一定温度(比如65℃)时，主机5输出功率就会大打折扣，而且过低油温会对主机5造成机械损伤，只有在主机5油温保持一定温度(比如85℃)时才能达到最佳运行状态，但是，在主机5启动运行初期或受外界温度影响时，往往只能手动调节主机支管42的进水量，达到调节主机5冷却系统运行温度的目的，这种手动调节方式不仅工作效率低，而且存在许多人为操作的不可控的因素，增加了故障概率，通过设置回流管46，在温度传感器12检测到的温度抵于主机5正常运行温度时，如果继续采用新进的海水对空气冷却器51和海水冷却器52进行冷却，容易因为新进的海水温度较低导致对空气冷却器51和海水冷却器52的冷却过度，因此，通过回流管46将已经经过换热的海水进行回流，和新进的海水中和后对主机5热交换器进行降温，此时海水温度不至于过低，可以避免对过度冷却的问题，保证主机5正常的工作状态。进一步的，控制器还通过电磁阀与总管41上的截止阀7控制连接，在主机5油温过低时，控制总管41上的截止阀7关闭，截止新进海水的进入，直接采用已经经过换热的海水进行回流对空气冷却器51和海水冷却器52进行换热，减少空气冷却器51和海水冷却器52的温度下降值。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种船舶主机冷却系统，包括用于进水的海底阀箱和用于输送水的水管，其特征在于，于船舶的吃水线以下设置至少一个所述海底阀箱，所述水管包括用于进水的总管、主机支管和用于排水的排水管，与所述海底阀箱的出水口连接设置所述总管，所述总管上设置截止阀、止回阀和水泵，所述总管分流出所述主机支管，所述主机支管两端分别接入所述总管和所述排水管，且所述主机支管途径主机的热交换器并和主机的热交换器进行热交换连接，并于所述主机支管上设置靠近其进水端的截止阀。

2.根据权利要求1所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，所述海底阀箱的进水口设置有过滤栅格，并于所述海底阀箱上设置连通所述海底阀箱和外界空气的透气管。

3.根据权利要求1所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，所述主机的热交换器包括空气冷却器和海水冷却器，所述主机支管途径所述空气冷却器和所述海水冷却器以实现对所述空气冷却器和所述海水冷却器的散热。

4.根据权利要求1所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，所述总管分流出齿轮箱支管，所述齿轮箱支管两端分别接入所述总管和所述排水管，且所述齿轮箱支管途径齿轮箱的热交换器并和齿轮箱的热交换器进行热交换连接，并于所述齿轮箱支管上设置靠近其进水端的截止阀。

5.根据权利要求4所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，于所述齿轮箱支管上靠近其出水端设置用于观察液流状态的液流观察器。

6.根据权利要求1所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，于所述总管上设置靠近其进水端的过滤器。

7.根据权利要求1所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，于所述主机支管上靠近其出水端设置用于观察液流状态的液流观察器。

8.根据权利要求1所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，还设置有回流管，所述回流管的一端连接所述总管，另一端通过温控阀连接所述排水管，于总管上设置温度传感器，所述温度传感器、所述温控阀分别和控制器通信连接。

9.根据权利要求8所述的船舶主机冷却系统，其特征在于，所述控制器通过电磁阀与所述总管上的所述截止阀控制连接。