船舶舷外冷却系统的制作方法

[0001]
本发明涉及船用设备技术领域，尤其涉及一种船舶舷外冷却系统。


背景技术：

[0002]
当前船舶舷外冷却器一般布置在海底门处，舷外海水通过底部格栅进入冷却器箱，与舷外冷却器内热介质发生热交换被加热后，由于密度减小而上升至冷却器箱高处格栅逸出。现有舷外冷却器与海水换热形式为自然对流，换热效率低，并且海水与舷外冷却器器之间仅有一道格栅，舷外冷却器容易受到污染物堵塞，使其换热能力下降，导致舱内被冷却设备发生过热事故。


技术实现要素：

[0003]
本发明实施例提供一种船舶舷外冷却系统，用以解决现有技术中舷外冷却器采用自然对流而导致的换热效率低，易堵塞的问题。
[0004]
本发明实施例提供一种船舶舷外冷却系统，包括：舱内动力设备冷却管路、外部换热装置和海水流动调节装置；所述舱内动力设备冷却管路用于为船舱内的动力设备降温；所述外部换热装置设置在船体与外船板之间，所述外部换热装置包括第一封头、第二封头、热交换管和外罩，所述外罩与所述船体之间形成冷却腔，所述热交换管位于所述冷却腔内，所述冷却腔和所述热交换管竖向设置，所述热交换管一端连通所述舱内动力设备冷却管路的出水端，另一端连通所述舱内动力设备冷却管路的入水端，所述第一封头和所述第二封头分别连通所述冷却腔，所述第一封头上设置有海水交换入口，所述第二封头上设置有海水交换出口；所述外船板上设置有连通至所述海水交换入口的海水入口和连通至所述海水交换出口的海水出口；所述海水流动调节装置位于所述海水交换出口位置，所述海水流动调节装置连接舱内中压空气系统并朝向所述海水出口喷射中压空气。
[0005]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述冷却腔内设置有至少一个第一导流板和至少一个第二导流板，所述第一导流板和所述第二导流板垂直于所述热交换管，所述第一导流板与所述船体固定连接并与所述外罩之间形成间隔，所述第二导流板与所述外罩固定连接并与所述船体之间形成间隔，所述第一导流板和所述第二导流板在竖向上交替设置。
[0006]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述海水交换入口的开口位置设置有第一格栅，所述第一格栅形成朝向所述海水入口的倾角；和/或所述海水交换出口的开口位置设置有第二格栅，所述第二格栅形成朝向海水出口的倾角。
[0007]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述外罩与所述外船板之间设置有进水引流板，所述进水引流板位于所述海水交换入口和所述海水交换出口之间，且靠近所述海水交换入口一侧。
[0008]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述海水流动调节装置包括喷头和引流管，所述喷头一端连接所述舱内中压空气系统，另一端插入所述引流管
内，所述引流管靠近所述喷头一端与所述喷头之间形成引流间隙，所述引流管背离所述喷头一端朝向所述海水出口。
[0009]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述引流管靠近所述喷头一端设置有扩口，所述喷头插入所述扩口内。
[0010]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述喷头靠近所述引流管一端设置有锥形的缩口，所述缩口上设置有延伸管。
[0011]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述引流管背离所述喷头一端设置有扩散口，所述扩散口由靠近所述喷头一端至背离所述喷头一端口径逐渐增大。
[0012]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述海水出口位置设置有防护格栅。
[0013]
根据本发明一个实施例的船舶舷外冷却系统，其特征在于，所述冷却腔和所述热交换管呈弧形并沿所述船体的侧壁延伸。
[0014]
本发明实施例提供的船舶舷外冷却系统，利用船体与外船板之间的间隙安装外部换热装置，外部换热至连接舱内动力设备冷却管路，对舱内的动力设备进行降温。热交换腔和热交换管竖向设置，进行换热时能够产生自然对流。海水流动调节装置连接舱内中压空气，中压空气由海水流动调节装置喷射出，能够防止海水出口位置被污染物堵塞，并且中压空气流速较大，产生负压，能够使气流周围的海水跟随气流流动方向快速流出海水出口，实现外部换热装置与海水的强制对流换热，提高换热效率。并且，通过调整海水流动调节装置喷出的空气压力可以方便的调整海水的吸入速度以及与之密切相关的换热系数，达到根据工况调节换热能力的效果。
附图说明
[0015]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
[0016]
图1是本发明实施例提供的一种船舶舷外冷却系统的整体结构示意图(图1中箭头表示海水流动方向)；
[0017]
图2是本发明实施例提供的一种船舶舷外冷却系统中的海水流动调节装置的结构示意图(图2中箭头表示中压空气流动方向和海水流动方向)；
[0018]
图3是本发明实施例提供的一种船舶舷外冷却系统中的第一格栅的结构示意图；
[0019]
图4是本发明实施例提供的一种船舶舷外冷却系统中的第二格栅的结构示意图。
[0020]
附图标记：
[0021]
100、舱内动力设备冷却管路；200、外部换热装置；210、第一封头；220、第二封头；230、外罩；231、海水交换入口；232、海水交换出口；233、第一格栅；234、第二格栅；240、热交换管；250、第一导流板；260、第二导流板；300、海水流动调节装置；310、喷头；311、缩口；312、延伸管；320、引流管；321、扩口；322、扩散口；330、引流间隙；400、热交换腔；500、船体；600、外船板；610、进水引流板；620、防护格栅；700、中压空气系统。
具体实施方式
[0022]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]
下面结合图1-图2描述本发明实施例的船舶舷外冷却系统。
[0024]
船舶舷外冷却系统包括：舱内动力设备冷却管路100、外部换热装置200和海水流动调节装置300。舱内动力设备冷却管路100用于为船舱内的动力设备降温，其中的船舱内的动力设备可以包括柴油机、蒸汽轮机等，船舱内的动力设备的循环水通过舱内动力设备冷却管路100进行循环，实现换热降温。
[0025]
外部换热装置200设置在船体500与外船板600之间，外部换热装置200包括第一封头210、第二封头220、热交换管240和外罩230。第一封头210、第二封头220可以为水箱结构，第一封头210位于第二封头220的上侧，两者在竖向上沿船体500侧壁间隔布置。
[0026]
外罩230与船体500之间形成热交换腔400，热交换管240位于热交换腔400内，热交换腔400和热交换管240竖向设置。热交换管240一端连通舱内动力设备冷却管路100的出水端，另一端连通舱内动力设备冷却管路100的入水端。热交换管240设置有多个，各热交换管240可以同时进行换热，提高换热效率。
[0027]
第一封头210和第二封头220分别连通热交换腔400。第一封头210上设置有海水交换入口231，所述第二封头220上设置有海水交换出口232。
[0028]
外船板600上设置有连通至海水交换入口231的海水入口和连通至海水交换出口232的海水出口。海水能够通过海水入口进入船体500和外船板600的夹层，并通过海水交换入口231进入第二封头220内，并通过第二封头220流入热交换腔400内，此时，海水包裹热交换管240，与热交换管240进行热交换；换热后的海水依次流经第一封头210、海水交换出口232和海水出口后排出。
[0029]
结合图3，海水交换入口231的开口位置设置有第一格栅233，第一格栅233能够防止污染物进入热交换腔400内，起到保护作用；第一格栅233形成朝向海水入口的倾角，使海水能够更顺利地进入热交换腔400内。
[0030]
结合图4，海水交换出口232设置有第二格栅234，第二格栅234形成朝向海水出口的倾角，第二格栅234同样能够避免污染物进入热交换腔400，更重要的是能够起到导流作用。
[0031]
回见图1和图2，在本发明一个实施例中，热交换腔400内设置有至少一个第一导流板250和至少一个第二导流板260，第一导流板250和第二导流板260垂直于热交换管240。第一导流板250与船体500固定连接并与外罩230之间形成间隔，第二导流板260与外罩230固定连接并与船体500之间形成间隔，海水可以由第一导流板250与外罩230之间的间隔和第二导流板260与船体500之间的间隔通过。第一导流板250和第二导流板260在竖向上交替设置，海水经过热交换腔400时，受到第一导流板250和第二导流板260的影响，在热交换腔400内呈折线方向流动，保证热交换腔400内各部分均可达到良好的换热。
[0032]
可选的，外罩230与外船板600之间设置有进水引流板610，进水引流板610位于海水交换入口231和海水交换出口232之间，且靠近海水交换入口231一侧。进水引流板610能
够避免由海水入口进入的海水在未经过热交换腔400换热的情况下直接由海水出口排出。进水引流板610对海水起到引导作用，保证换热效果。
[0033]
进一步可选的，海水出口位置设置有防护格栅620，防护格栅620既能够避免污染物进入外船板600与船体500之间的间隙，又能够对海水起到导向作用，使海水更顺利地排向大海。
[0034]
在本发明一个实施例中，热交换腔400和热交换管240呈弧形，并沿船体500的侧壁延伸。受到船体500和外船板600形状的影响，船体500和外船板600之间的间隙为沿船体500侧壁延伸的弧形结构。将热交换腔400和热交换管240设置为弧形，并使其沿船体500侧壁延伸，能够使热交换管240具有更大的安装长度，提高换热效果。
[0035]
海水流动调节装置300位于海水交换出口232位置，海水流动调节装置300连接舱内中压空气系统700并朝向海水出口喷射中压空气。海水流动调节装置300提供的中压空气由海水流动调节装置300向海水出口喷射的过程中，能够冲击海水出口，避免海水出口被污染堵塞，并且增快海水排出速度，进而增强换热。
[0036]
在本发明一个实施例中，海水流动调节装置300包括喷头310和引流管320，喷头310一端连接舱内中压空气系统700，另一端插入引流管320内。引流管320与喷头310共轴线，引流管320靠近喷头310一端的口径较喷头310靠近引流管320一端的口径大，从而使引流管320靠近喷头310一端与喷头310之间形成引流间隙330，引流管320背离喷头310一端朝向海水出口。由喷头310喷出的中压空气进入引流管320后沿引流管320继续流动，引流管320内的空气流动速度交外部海水的流动速度大，压强小，使海水由引流间隙330进入引流管320，并随空气由海水出口喷出，从而增加海水流动性，提高换热效率。
[0037]
进一步地，引流管320靠近喷头310一端设置有扩口321，喷头310插入扩口321内。通过设置扩口321结构能够方便引流管320与喷头310的对接，并且能够使海水更顺利地进入引流管320内。
[0038]
更进一步地，喷头310靠近引流管320一端设置有锥形的缩口311，缩口311上设置有延伸管312，缩口311结构能够使喷头310喷出的中压空气流动速度更快，而延伸管312可以使空气由喷头310喷出后方向更集中，有利于具有更远的喷射距离。
[0039]
可选的，引流管320背离喷头310一端设置有扩散口322，扩散口322由靠近喷头310一端至背离喷头310一端口径逐渐增大。中压空气和携带的海水在经过引流管320到达扩散口322后可向外产生一定范围的扩散，从而增大对海水的扰动范围，进一步提高换热效率。
[0040]
本发明实施例中的船舶舷外冷却系统，能够利用海水进行换热，换热过程中能够通过海水流动调节装置300加速海水流动，提高换热效率。
[0041]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。