[發明專利]一種船用柴油機單循環混合冷卻系統及冷卻方法

有效

• 申請號: 201310467694.5
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103485874A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張小勇;云炎;王增法;劉仁武
• 申請（專利權）人: 河南柴油機重工有限責任公司
• 主分類號: F01P7/16
• 分類號: F01P7/16
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 李路平

1.一種船用柴油機單循環混合冷卻系統,其特征在于：所述的冷卻系統包括淡水泵（11）、海水泵（9）、溫度調節裝置（13）、熱交換器（8）、空氣冷卻器（4）及各連接管路；所述的淡水泵（11）安裝在柴油機傳動端的一側，提供冷卻水循環所需的驅動力；所述的海水泵（9）安裝在柴油機傳動端的另一側，與熱交換器（8）連通，提供海水循環所需的驅動力；所述的空氣冷卻器安裝在柴油機輸出端，是增壓空氣與冷卻水進行熱交換的裝置；所述的熱交換器安裝在柴油機傳動端，是冷卻水與海水進行熱交換的裝置；所述淡水泵（11）通過連接管路與柴油機（1）連通，為柴油機提供循環冷卻水；所述柴油機（1）的循環冷卻水出水口與溫度調節裝置連通，進入溫度調節裝置（13）；所述溫度調節裝置（13）具有三個冷卻水出水口；所述溫度調節裝置（13）的三個冷卻水出水口分別通過連接管路與熱交換器（8）、空氣冷卻器（4）、淡水泵（11）相連；即經過溫度調節裝置自動調節后的冷卻水，根據冷卻水的溫度通過連接管路進入淡水泵（11）；或通過連接管路進入空氣冷卻器（4），對增壓空氣進行加熱；或通過連接管路進入熱交換器（8），與進入熱交換器（8）的海水進行熱交換；所述熱交換器（8）通過連接管路與空氣冷卻器（4）連通，使冷卻后的冷卻水進入空氣冷卻器（4），對增壓空氣進行冷卻；所述空氣冷卻器（4）通過連接管路與淡水泵（11）相連，使空氣冷卻器（4）的出水進入淡水泵（11）。

2.按照權利要求1所述的一種船用柴油機單循環混合冷卻系統,其特征在于：所述的溫度調節裝置（13）包括有高溫節溫器（17）、低溫節溫器（20）及五個冷卻水道；五個所述冷卻水道分別為：冷卻水道Ⅰ（16），冷卻水道Ⅱ（18），冷卻水道Ⅲ（19），冷卻水道Ⅳ（21），冷卻水道Ⅴ（22）；所述高溫節溫器（17）、低溫節溫器（20）自帶感溫部件，根據流入節溫器的冷卻水溫度控制節溫器的開啟或關閉，選擇不同的冷卻水流道，實現不同的冷卻水循環；根據進入溫度調節裝置的冷卻水溫，高溫節溫器、低溫節溫器開啟程度的不同，進而控制進入不同冷卻水循環的冷卻水循環量，調控進入空氣冷卻器及柴油機的冷卻水溫度，使柴油機在高/低工況時均有良好性能，柴油機有效效率高；

所述柴油機（1）的循環冷卻水出水口通過連接管路與溫度調節裝置的高溫節溫器（17）連通；所述高溫節溫器（17）位于全部開啟狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅲ（19）、連接管路Ⅸ（15）與熱交換器（8）連通，冷卻水進入熱交換器（8）；所述高溫節溫器（17）位于全部關閉狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅱ（18）與溫度調節裝置的低溫節溫器（20）連通，冷卻水通過冷卻水道Ⅱ（18）流入低溫節溫器（20）；所述低溫節溫器（20）位于全部開啟狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅴ（22）、連接管路Ⅷ（14）、連接管路Ⅶ（12）與淡水泵（11）連通，使冷卻水流入淡水泵（11）；所述低溫節溫器（20）位于全部關閉狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅳ（21）、連接管路Ⅳ（6）、連接管路Ⅲ（（5））與空氣冷卻器（4）連通，冷卻水流入空氣冷卻器（4）。

3.權利要求1-2所述船用柴油機單循環混合冷卻系統的冷卻方法，其特征在于：冷卻水經過淡水泵（11）驅動，通過連接管路Ⅵ（10）進入柴油機（1），吸收柴油機（1）熱量后經過連接管路Ⅰ（2）進入溫度調節裝置（13），溫度調節裝置（13）根據進入的冷卻水溫度，高溫節溫器（17）、低溫節溫器（20）開啟或關閉或半開半閉狀態，冷卻水在溫度調節裝置（13）內部進行不同的循環路徑，柴油機實現不同的冷卻水循環：

當柴油機處于冷機狀態時，空氣冷卻器內增壓空氣溫度低于冷卻水的溫度，出柴油機冷卻水溫度較低，高溫節溫器（17）、低溫節溫器（20）均處于完全關閉狀態，冷卻水進入溫度調節裝置（13）后依次經過冷卻水道Ⅰ（16）、高溫節溫器（17）、冷卻水道Ⅱ（18）、低溫節溫器（20）、冷卻水道Ⅳ（21）、連接管路Ⅳ（6）、連接管路Ⅲ（5），進入空氣冷卻器（4），在空氣冷卻器（4）內部對增壓空氣進行加熱，然后依次通過連接管路Ⅱ（3）、連接管路Ⅶ（12），回到淡水泵（11）；在柴油機冷機狀態時，系統熱交換器不起作用，淡、海水不進行熱交換，增壓空氣在空氣冷卻器內受冷卻水加熱，進入氣缸內增壓空氣溫度高，利于燃燒，燃油消耗率過低，經濟性能好；

當柴油機處于滿負荷狀態時，空氣冷卻器內增壓空氣溫度高于冷卻水的溫度，出柴油機冷卻水溫度高，高溫節溫器（17）處于完全打開狀態，冷卻水進入溫度調節裝置（13）后依次通過冷卻水道Ⅰ（16）、高溫節溫器（17）、冷卻水道Ⅲ（19）、連接管路Ⅸ（15），進入熱交換器（8），在熱交換器（8）中與海水泵（9）泵入的海水進行熱交換，經過熱交換的冷卻水依次通過連接管路Ⅴ（7）、連接管路Ⅲ（5），進入空氣冷卻器（4），對增壓空氣進行冷卻，然后依次通過連接管路Ⅱ（3）、連接管路Ⅶ（12），回到淡水泵（11）；在柴油機滿負荷狀態時系統有高效的空氣冷卻器和具有強大冷卻能力的熱交換器，保證了滿負荷狀態增壓空氣冷卻的需要，系統完全達到了常規雙循環系統的效果；

當柴油機處于部分負荷狀態時，空氣冷卻器內增壓空氣溫度高于冷卻水的溫度，出柴油機冷卻水溫度適中，高溫節溫器（17）、低溫節溫器（20）均處于半開半閉狀態，冷卻水進入溫度調節裝置（13）后一部分冷卻水依次通過冷卻水道Ⅰ（16）、高溫節溫器（17）、冷卻水道Ⅲ（19）、連接管路Ⅸ（15），進入熱交換器（8），在熱交換器（8）中與海水泵（9）泵入的海水進行熱交換，經過熱交換的冷卻水通過連接管路Ⅴ（7）后，與依次通過冷卻水道Ⅰ（16）、高溫節溫器（17）、冷卻水道Ⅱ（18）、低溫節溫器（20）、冷卻水道Ⅳ（21）、連接管路Ⅳ（6）的第二部分冷卻水混合后，通過連接管路Ⅲ（5），進入空氣冷卻器（4），在空氣冷卻器（4）內部對增壓空氣進行冷卻，然后冷卻水通過連接管路Ⅱ（3），?與依次通過冷卻水道Ⅰ（16）、高溫節溫器（17）、冷卻水道Ⅱ（18）、低溫節溫器（20）、冷卻水道Ⅴ（22）、連接管路Ⅷ（14）的第三部分冷卻水混合后通過連接管路Ⅶ（12），回到淡水泵（11）；根據進入溫度調節裝置的冷卻水溫，高溫節溫器、低溫節溫器開啟程度的不同，進而控制進入不同冷卻水循環的冷卻水循環量，調控進入空氣冷卻器及柴油機的冷卻水溫度，使柴油機在高/低工況時均有良好性能，柴油機有效效率高。