[發明專利]一種船舶柴油機缸套與冷卻水換熱增強裝置

有效

• 申請號: 202010185780.7
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111365112B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 楊興林;周穎臻;唐杰;黃川;劉曉倩;劉春艷
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F01P3/02
• 分類號: F01P3/02;F01P3/20;F01P9/00;F01P5/10;F01P7/14;F04B43/02;F15B3/00;F15B1/02;F15B13/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開一種船舶柴油機缸套與冷卻水換熱增強裝置，包括脈動循環系統和增壓循環系統，所述脈動循環系統由柴油機缸套、離心水泵、脈動閥、電動機和缸套水冷卻器組成；所述增壓循環系統由隔膜增壓器，錐形管以及第一單向閥和第二單向閥組成。本發明利用液壓原理通過脈動閥將流體的動能轉變為壓力勢能沖擊隔膜增壓器，在隔膜增壓器內又將流體增加的動能變為對脈動循環系統的壓力；脈動循環系統的壓力增加后可減少離心水泵的能耗，在提高換熱效率的基礎上使系統更加節能；通過改變增壓循環系統中錐形管的尺寸可以靈活調節所需壓力來滿足實際要求。

技術領域

本發明屬于節能減排技術領域。涉及一種船用柴油機冷卻技術，更具體地說，涉及一種船舶柴油機缸套與冷卻水換熱增強裝置及其工作方法。

背景技術

船用柴油機冷卻系統是船舶冷卻系統中不可或缺的一個部分。其功能是散發熱量，降低柴油機缸套的工作溫度，保證其能正常高效的工作。作為一項傳統產品，換熱器目前的技術已經能夠滿足船舶主機的需求，不少人士認為此方面技術已經相對成熟和完善。然而據了解，與船舶輔機其它部件相比，換熱器技術發展還相對較落后。尤其是隨著節能減排政策的推進以及新能源技術的推廣加快，這對換熱器的設計及技術提出了更高的要求。

中國專利號為201210145569.8，公開(公告)日2012.09.19的發明專利，公開了一種可調往復式脈動流強化傳熱換熱器，該專利通過調整電機的轉速控制脈動流的平均流速、脈動頻率、脈動振幅，可以達到強化換熱的目的。但是由于電機調頻和管道泵輸送流體都需要消耗電能，并且能源消耗很高。傳統脈動發生裝置一般采用電磁閥或往復泵等方法，通過消耗額外能源來增強換熱效率的方法，使節能效果并不理想，導致有源強化換熱在實際應用中受到限制。因此，提高供熱系統的換熱效率，減少脈動裝置的能量消耗，成為脈動換熱技術的難題。由于脈動強化換熱在對流強化傳熱技術分類上屬于有源強化換熱，在換熱過程中需要消耗額外的機械能做功，在提高效率的同時增加了新的能耗。

發明內容

本發明的目的是為了解決在船用柴油機冷卻系統中脈動換熱技術中為增加流體脈動的流速，提高柴油機冷卻系統的換熱效率而導致脈動發生裝置的機械能消耗增加的矛盾，實現在流體自身脈動過程中產生的液壓沖擊壓力使脈動速度增加的功能。提供一種帶有脈動增壓功能的船舶柴油機缸套與冷卻水換熱裝置及其工作方法。

為達到上述目的，本發明實現目的所采取的技術方案是：

一種船舶柴油機缸套與冷卻水換熱增強裝置，包括脈動循環系統和增壓循環系統，所述脈動循環系統由柴油機缸套1、離心水泵2、脈動閥3、電動機4和缸套水冷卻器5組成，其中所述柴油機缸套1中的冷卻水出口通過管道依次與離心水泵2，脈動閥3，缸套水冷卻器5和柴油機缸套1的冷卻水進口相連接形成封閉的脈動循環系統；所述脈動閥3上還安置有用來控制脈動閥3周期性的開啟和關閉的電動機4；所述增壓循環系統由隔膜增壓器7，錐形管9以及第一單向閥8和第二單向閥11組成，其中所述的隔膜增壓器7的進口c通過管道連接在所述脈動閥3進口處的管道上，隔膜增壓器7的第二出口b通過管道依次連接第一單向閥8，錐形管9和第二單向閥11，再由第二單向閥11連接到隔膜增壓器7的第一出口a形成封閉的增壓循環系統。

進一步優選，在所述的離心水泵2和脈動閥3之間的管道上還連接有用以補償脈動循環系統的壓力波動的第一液壓蓄能器6；在所述的錐形管9和第二單向閥11之間的管道上還連接有用以補償增壓循環系統中的壓力波動的第二液壓蓄能器10。

進一步優選，所述的錐形管9為同心錐形管和偏心錐形管中的任一種。

進一步優選，所述的脈動閥3為電磁閥或凸輪軸閥。

進一步優選，所述的第一單向閥8和第二單向閥11均為直通式CV型或CH型單向閥。

進一步優選，所述的第一液壓蓄能器6和第二液壓蓄能器10均為氣體隔膜式液壓蓄能器。