专利名称：船用柴油机排气管隔热装置的制作方法
技术领域：
本发明为一种船用柴油机排气管隔热装置，涉及管子的一般的隔热方法，特别是使用干填料的装置。国际专利分类号为F16L59/04。
现有的船用柴油机的排气管多使用水冷套办法将排气管散发到周围环境的热量减少。这种水冷套排气管是用铸铁(或钢)制成，具有双层管壁，外夹层通水，内层管排放发动机燃烧后的高温废气。冷却水即可将通过内层管壁散发的热量带走而保持外管壁温度不过高。由于船只在航行中有充足的水源供应，所以至今大多数船用柴油机排气管均采用水冷套方法降温。这种方法的缺点是隔热效果不理想，成本高，因为带夹层的铸铁管结构复杂和技术难度大，而且成品率偏低，因而使水冷套排气管的成本提高；大量船用柴油机采用增压技术，用燃烧废气作功，来增加动力输出。但在水冷套排气管条件下，冷水将一部分热量带走，使燃气温度降低，导致增压器的工作效率下降，输出功率下降；取自航道中的冷水，因所含盐份和污染物都加速对铸铁管的腐蚀，一般使用不足两年就要更换，增加了修船的费用。同时，这类混合污染物被排放入水，造成水质污染。
不使用水冷套的船用柴油机排气管采用包覆隔热材料方法降低散发到环境中的热量。包覆用的材料多为石棉，陶棉和岩棉等。中国发明专利93105359.5号公开了一种“预制保温直埋蒸汽管”，其组成包括一根定尺长度钢管，上面装有单波波纹补偿器和导流半环。定尺长钢管和单波波纹补偿器的外部包有两种以上的保温材料，其中靠近内层的是岩棉类保温材料，外层是具有防水作用的聚胺酯类保温材料，两层保温材料之间是镀锌铁皮的隔层。最外部是高压聚乙烯的保护外壳。这种采用包覆保温材料的方法很难适应柴油机排气管的高温、剧烈震动及温度的急剧变化，易损易坏。这类材料损坏后，不但隔热效果显著下降，还会造成飞尘污染。
本发明的目的正是为了解决现有技术中的不足之处，而提出了一种船用柴油机排气管隔热装置。这种采用填充粉状或粒状耐火保温材料的装置，可以大幅度减少热能的散发，提高输出功率。
本发明的目的是这样实现的一种船用柴油机排气管隔热装置，在船用柴油机排气管外部，设有一包覆排气管的金属外壳，在外壳和排气管之间填充粒状保温材料。
本发明的目的还可以通过以下步骤进一步完善船用柴油机排气管隔热装置中的保温材料是膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、云母粉、镁矿砂或者耐火粘土熟料，或者它们之间的任意体积的混合物；保温材料的粒度在4毫米以下；金属外壳的厚度为0.2毫米～1.0毫米。
本发明与现有技术相比具有如下优点①明显改善“人-机-环”条件；②大幅度减少热能的散发，保持较高的废热利用水平；③提高输出功率，降低油耗；④降低制造、维修成本；⑤控制环境污染。
本发明共有4幅附图，其中
图1为本发明的最佳实施例，亦可做说明书摘要的附图。
图1、截面为同心圆的示意图；图2、截面为多边形的示意图；图3、截面为任意不规则外形的示意图；图4、一侧面利用箱体作侧面和起固定作用的截面示意图。
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述。
如图1所示，在船用柴油机排气管2的外部，用金属薄板做成可严密包覆排气管2的外壳1，在外壳1和排气管2之间填充粉状或粒状的耐火保温材料3。所用的耐火保温材料3可以是膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、云母粉、镁矿砂或者耐火粘土熟料等，或者是它们之间的任意体积的混合物。船用柴油机排气管2的隔热外壳1可用薄钢板制成。外壳1的作用是盛装粉状或粒状的耐火保温材料3，使其均匀地充填在排气管2的周围。降温用的外壳1的内层与排气管2的外壁的距离不小于5毫米，距离越大，降温效果越好，表面温度越低。外壳1可以和排气管2呈同心圆式(如图1)，亦可是多边形(如图2)或任意不规则外形(如图3)，外壳1的一个侧面也可以利用部分柴油机箱体作侧面和起固定作用(如图4)。
对于现有带夹层的水冷套排气管，可以将水套中剩水排尽，并将进水口与出水口堵死。然后在排气管外层壁上部钻若干直径为5mm～10mm的小孔，以供放入耐火保温粒料或粉料。小孔间距以150mm～200mm为好。装完耐火保温粒料或粉料后，可用耐火胶泥将小孔封闭，以防耐火保温料溢出。
实施例1、船用6160柴油机的水冷却排气管，总长约2米，将其中贮水排出后充填粒度为1mm～5mm的膨胀蛭石为保温材料3，充填的办法是沿水套(外壳)1轴向每隔200mm钻一直径为10mm的圆孔，圆孔位于水套排气管的上方。将保温材料(膨胀蛭石)3沿所钻圆孔中加入，装满为止。装满后用耐火胶泥或高温粘接剂将孔密封。在船正常行驶中，用温度计测定表面温度最高处为163℃，最低处为151℃，原有冷却水进水泵，进水管道和排水管道均拆去不用。
2、在船用6170柴油机排气管2上用0.4mm厚钢板焊接一个外壳1，外壳1上部留一宽20mm的开口缝，通过开口缝将1∶1的硅藻土和云母粉混合物做为保温材料3填入。外壳1外形与排气管2相似，排气管2外壁与降温用钢外壳1内壁距离最宽处约为18mm，最窄处约为9mm，钢外壳1与排气管2连接处的缝隙用耐火胶泥密封，以防止保温材料溢出。
由于降温外壳1与排气管2间用保温材料3填充，外壳1不另加支持物，船舶全速行驶时，钢外壳1表面温度在135℃～155℃之间，上端开口缝在充填保温材料3后，即可以焊接方式封口，防止保温材料3溢出。
3、一台船用6200柴油机，先用水冷套在试验台上做测定，功率仅达到设计额功率的88％。排气管2外加装0.4mm不锈钢板降温外壳1，并且将一侧用螺钉紧固在柴油机箱体上，外壳1上部每隔200mm开直径10mm小孔，通过小孔装入膨胀蛭石和云母粉的混合物做为保温材料3，体积比约为1∶1。不锈钢外壳1与排气管2最窄距离为13mm，最宽距离为22mm，满负荷运转时，表面温度在160℃～165℃之间，耗油量降至1.17克/千瓦时，此柴油机在试验台上运转300小时后，保温材料3没有漏出，并且降温效果稳定，表面稳定维持在160℃～165℃之间。
4、一台船用6200柴油机，排气管外加装0.4mm不锈钢板外壳1，并且将一侧用螺钉紧固在柴油机箱体上，外壳1上部每隔200mm开直径10mm小孔，通过小孔装入膨胀珍珠岩、镁矿砂和耐火粘土熟料的混合物做为保温材料3。按重量确定其装入比例为膨胀珍珠岩30％；镁矿砂30％；耐火粘土熟料40％。外壳1与排气管2间距为13mm～22mm，满负荷运转时，表面温度在155℃～162℃之间，耗油量降至1.16克/千瓦时，运转300小时，保温材料3无漏出，降温效果稳定。
总之，利用本发明可在现有冷却水套式的排气管夹套内充填保温耐火材料后，排气管表面温度为150℃～180℃。对于无水套排气管用0.4mm～1.0mm厚的钢板围绕排气管做成外壳，外壳与排气管最小距离为8mm～20mm时，全马力工作条件下，局部表面温度为90℃～120℃。
对船用排气管实行保温措施后，由于燃烧后的废气温度提高，使发动机功率总体提高3％～10％，油耗降低1.3克/千瓦时～3.7克/千瓦时。动力舱温度约下降3℃～8℃。
权利要求
1.一种船用柴油机排气管隔热装置，其特征在于在船用柴油机排气管(2)外部，设有一包覆排气管(2)的金属外壳(1)，在外壳(1)和排气管(2)之间填充粒状保温材料(3)。
2.根据权利要求1所述的船用柴油机排气管隔热装置，其特征在于所说的保温材料(3)是膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、云母粉、镁矿砂或者耐火粘土熟料，或者它们之间的任意体积的混合物。
3.根据权利要求1所述的船用柴油机排气管隔热装置，其特征在于所说的保温材料(3)的粒度在4毫米以下。
4.根据权利要求1所述的船用柴油机排气管隔热装置，其特征在于所说的金属外壳(1)的厚度为0.2毫米～1.0毫米。
全文摘要
本发明为一种船用柴油机排气管隔热装置,在船用柴油机排气管外部,设有一包覆排气管的金属外壳,在外壳和排气管之间填充粒状或粉状保温材料。本发明的优点:①明显改善“人－机－环”条件;②大幅度减少热能的散发,保持较高的废热利用水平;③提高发动机输出功率,降低油耗;④降低制造、维修成本;⑤控制环境污染。
文档编号F01N13/14GK1298060SQ0012453
公开日2001年6月6日 申请日期2000年9月19日 优先权日2000年9月19日
发明者梁晓工, 刘慎中 申请人:北京坦德科技有限责任公司