專利名稱：船舶柴油機(jī)及其熱交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機(jī)熱交換技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于船舶柴油機(jī)的熱交換裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述熱交換裝置的船舶柴油機(jī)。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)在整個(gè)船舶動(dòng)力系統(tǒng)中起舉足輕重的作用。為了降低運(yùn)行成本，海邊或內(nèi)河航運(yùn)船舶一般不會(huì)使用精品油，代之以品質(zhì)較差的劣質(zhì)燃油。劣質(zhì)油一般是由一種或幾種油混合而成，其中有很多雜質(zhì)，在溫度低的情況下比較粘稠，尤其是冬季。為了降低油品的粘度，利于油品輸送和噴射，燃油在進(jìn)入柴油機(jī)系統(tǒng)之前提前預(yù)熱。為了預(yù)熱燃油，現(xiàn)有技術(shù)中一種典型船舶柴油機(jī)在燃油預(yù)熱器的外部增加一個(gè)小型熱交換器，其引出管路分別接燃油和高溫淡水。高溫淡水在熱交換器中與燃油進(jìn)行熱交換，使得燃油溫度升高，淡水溫度降低，同時(shí)起到預(yù)熱燃油和給淡水降溫的作用。該柴油機(jī)中燃油和淡水在熱交換器中進(jìn)行了熱交換，提高了油溫，但同時(shí)也存在這幾個(gè)缺點(diǎn)1、增加一個(gè)小型熱交換器，增加了柴油機(jī)的體積；2、小型熱交換器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接口多，增加了出現(xiàn)故障的概率；3、預(yù)熱效果較差，難以完全滿足生產(chǎn)需要。因此，如何在提高燃油機(jī)中的油溫基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化熱交換裝置的結(jié)構(gòu)，減小柴油機(jī)的體積，提高熱交換的效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，該熱交換裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效提高燃油機(jī)的油溫，且熱交換效率高。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述熱交換裝置的船舶柴油機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，包括燃油預(yù)熱器和海水冷卻器，所述燃油預(yù)熱器包括燃油管道和容納所述燃油管道的第一換熱腔，所述海水冷卻器包括海水管道和容納所述海水管道的第二換熱腔，所述燃油預(yù)熱器的外殼與所述海水冷卻器的外殼固定連接，冷卻過(guò)所述船舶柴油機(jī)機(jī)體的高溫介質(zhì)同時(shí)與所述第一換熱腔和所述第二換熱腔直接連通。優(yōu)選地，所述海水冷卻器的端部設(shè)有第一端蓋，該第一端蓋具有隔離板、海水進(jìn)水口和海水出水口 ；所述海水管道包括進(jìn)水管和回水管，所述進(jìn)水管和所述回水管分別設(shè)于所述隔離板的兩側(cè)。優(yōu)選地，還包括固接于所述海水管道外周的擾流板，該擾流板與所述海水管道垂直。優(yōu)選地，所述高溫介質(zhì)具體為淡水。優(yōu)選地，所述燃油預(yù)熱器的端部設(shè)有第二端蓋，燃油連接管的端部固接有管座，所述第二端蓋與所述管座通過(guò)螺栓連接。優(yōu)選地，所述燃油預(yù)熱器的殼體上固接有基座，所述第二端蓋與所述基座通過(guò)螺栓固定連接。本發(fā)明還提供一種船舶柴油機(jī)，包括冷卻柴油機(jī)機(jī)體的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括如上述任一項(xiàng)所述的熱交換裝置，冷卻所述機(jī)體的高溫介質(zhì)同時(shí)與所述熱交換裝置的第一換熱腔和第二換熱腔直接連通。本發(fā)明所提供的熱交換裝置，用于給船舶柴油機(jī)的冷卻介質(zhì)降溫，并同時(shí)給船舶柴油機(jī)燃油進(jìn)行預(yù)熱。該熱交換裝置包括燃油預(yù)熱器和海水冷卻器，其中，燃油預(yù)熱器包括燃油管道和第一換熱腔，海水冷卻器包括海水管道和第二換熱腔。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，所述燃油預(yù)熱器的外殼與所述海水冷卻器的外殼固定連接，冷卻柴油機(jī)機(jī)體的高溫介質(zhì)同時(shí)與第一換熱腔和第二換熱腔直接連通。這樣，待冷卻的高溫介質(zhì)進(jìn)入熱交換裝置，將同時(shí)進(jìn)入第一換熱腔和第二換熱腔。高溫介質(zhì)進(jìn)入第一換熱腔后，高溫介質(zhì)與燃油管道中的低溫燃油進(jìn)行熱交換，使高溫介質(zhì)的溫度降低，達(dá)到給高溫介質(zhì)降溫的目的。同時(shí)，熱交換使燃油被加熱，從而減小燃油的粘度，提高燃油的流動(dòng)性，進(jìn)而提高柴油機(jī)的動(dòng)力性能。高溫介質(zhì)進(jìn)入第二換熱腔，與海水管道中的低溫海水換熱，達(dá)到降溫的目的。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中增加小型熱交換器，本發(fā)明所提供的熱交換裝置中燃油預(yù)熱器的外殼與海水冷卻器的外殼固定連接，使熱交換裝置結(jié)構(gòu)緊湊，整體結(jié)構(gòu)較小，不需要占用大的空間；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工難度小，成本低。另外，熱交換裝置的接口少，出現(xiàn)故障的概率也大幅減小，維護(hù)工作量減??；同時(shí)，高溫介質(zhì)直接進(jìn)入第一換熱腔和第二換熱腔，可以使高溫介質(zhì)直接與燃油換熱，有效減小熱量損失，提高燃油的預(yù)熱效果。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述海水冷卻器的端部設(shè)有第一端蓋，該第一端蓋具有隔離板、海水進(jìn)水口和海水出水口 ；所述海水管道包括進(jìn)水管和回水管，所述進(jìn)水管和所述回水管分別設(shè)于所述隔離板的兩側(cè)。隔離板將進(jìn)水管和回水管分開(kāi)，海水自進(jìn)水口進(jìn)入進(jìn)水管后，沿進(jìn)水管流至海水冷卻器的另一端，然后經(jīng)回水管流回海水冷卻器的進(jìn)水端，從出水口流出海水冷卻器，實(shí)現(xiàn)海水與高溫介質(zhì)之間的熱交換，達(dá)到給高溫介質(zhì)降溫的目的。 通過(guò)隔離板將進(jìn)水管和回水管分開(kāi)，可以有效延長(zhǎng)海水在海水管道中的流動(dòng)時(shí)間，使海水與高溫介質(zhì)進(jìn)行充分地?zé)峤粨Q，增強(qiáng)降溫效果。在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述燃油預(yù)熱器的端部設(shè)有第二端蓋，燃油連接管的端部固接有管座，所述第二端蓋與所述管座通過(guò)螺栓連接。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可以降低燃油預(yù)熱器的加工難度和加工成本。同時(shí)，燃油預(yù)熱器需要維護(hù)時(shí)，可以直接將燃油連接管及管座拆除，對(duì)燃油預(yù)熱器進(jìn)行維護(hù)，提高熱交換裝置的可維護(hù)性。在提供上述熱交換裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種包括上述熱交換裝置的船舶柴油機(jī)；由于熱交換裝置具有上述技術(shù)效果，具有該熱交換裝置的船舶柴油機(jī)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明所提供熱交換裝置一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示熱交換裝置的左視圖；圖3為本發(fā)明所提供第一端蓋一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明所提供海水管道一種具體實(shí)施方式
的截面視圖；圖5為本發(fā)明所提供海水管道一種具體實(shí)施方式
的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1中A部分的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，該熱交換裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效提高燃油機(jī)的油溫，且熱交換效率高。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述熱交換裝置的船舶柴油機(jī)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明所提供熱交換裝置一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示熱交換裝置的左視圖。本發(fā)明所提供的熱交換裝置，用于給船舶柴油機(jī)的冷卻介質(zhì)降溫，并同時(shí)給船舶柴油機(jī)燃油進(jìn)行預(yù)熱。該熱交換裝置包括燃油預(yù)熱器1和海水冷卻器2，其中，燃油預(yù)熱器 1包括燃油管道11和第一換熱腔，海水冷卻器2包括海水管道21和第二換熱腔。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，燃油預(yù)熱器1的外殼與海水冷卻器2的外殼固定連接，冷卻柴油機(jī)機(jī)體的高溫介質(zhì)同時(shí)與第一換熱腔和第二換熱腔直接連通，待冷卻的高溫介質(zhì)自入口 3進(jìn)入熱交換裝置時(shí)，將同時(shí)進(jìn)入第一換熱腔和第二換熱腔，同時(shí)與燃油和海水進(jìn)行換熱。高溫介質(zhì)進(jìn)入第一換熱腔后，高溫介質(zhì)與燃油管道11中的低溫燃油進(jìn)行熱交換， 使高溫介質(zhì)的溫度降低，達(dá)到給高溫介質(zhì)降溫的目的。同時(shí)，熱交換使燃油被加熱，從而減小燃油的粘度，提高燃油的流動(dòng)性，進(jìn)而提高柴油機(jī)的動(dòng)力性能。高溫介質(zhì)進(jìn)入第二換熱腔，與海水管道21中的低溫海水換熱，使海水升溫重新流回大海，同時(shí)使高溫介質(zhì)降溫。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中增加小型熱交換器，本發(fā)明所提供的熱交換裝置中燃油預(yù)熱器 1的外殼與海水冷卻器2的外殼固定連接，使熱交換裝置結(jié)構(gòu)緊湊，整體結(jié)構(gòu)較小，不需要占用大的空間；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工難度小，成本低。另外，熱交換裝置的接口少，出現(xiàn)故障的概率也大幅減小，維護(hù)工作量減??；同時(shí)，高溫介質(zhì)直接進(jìn)入第一換熱腔和第二換熱腔，可以使高溫介質(zhì)直接與燃油換熱，有效減小熱量損失，提高燃油的預(yù)熱效果。需要說(shuō)明的是，本文所述的海水冷卻器2、海水管道21等名詞，僅說(shuō)明本發(fā)明所提供的船舶柴油機(jī)在大海中使用時(shí)，利用海水對(duì)高溫介質(zhì)降溫。應(yīng)當(dāng)理解，海水冷卻器2中流通的介質(zhì)包括但不限于海水。船舶柴油機(jī)如果在江內(nèi)或其它水源充分的地域，其海水冷卻器2、海水管道21中流通的將是江水或其它水源，上述命名不應(yīng)當(dāng)限制該產(chǎn)品的保護(hù)范圍。請(qǐng)參考圖3至圖5，圖3為本發(fā)明所提供第一端蓋一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所提供海水管道一種具體實(shí)施方式
的截面視圖；圖5為本發(fā)明所提供海水管道一種具體實(shí)施方式
的立體結(jié)構(gòu)示意圖。在一種具體的實(shí)施方式中，海水冷卻器2的端部設(shè)有第一端蓋22，該第一端蓋22 具有隔離板221、海水進(jìn)水口 222和海水出水口 223 ；海水管道21包括進(jìn)水管211和回水管 212，進(jìn)水管211和回水管212分別設(shè)于隔離板221的兩側(cè)。進(jìn)水管211和回水管212中間有密封段213，安裝時(shí)，隔離板221與密封段213位置相對(duì)，隔離板221與密封段213之間設(shè)有密封墊。這樣，隔離板221將進(jìn)水管211和回水管212分開(kāi)，海水自進(jìn)水口進(jìn)入進(jìn)水管211后，沿進(jìn)水管211流至海水冷卻器2的另一端，然后經(jīng)回水管212流回海水冷卻器2的進(jìn)水端，從出水口流出海水冷卻器2，實(shí)現(xiàn)海水與高溫介質(zhì)之間的熱交換，達(dá)到給高溫介質(zhì)降溫的目的。隔離板221將進(jìn)水和回水分開(kāi)，海水在海水冷卻器2中沿U形路線流動(dòng)，可以有效延長(zhǎng)海水在海水管道21中的流動(dòng)時(shí)間，使海水與高溫介質(zhì)進(jìn)行充分地?zé)峤粨Q，增強(qiáng)降溫效果。進(jìn)一步地，本發(fā)明所提供的熱交換裝置還可以包括固接于海水管道21外周的擾流板23，該擾流板23與海水管道21垂直。高溫介質(zhì)在沿海水管道21流動(dòng)時(shí)，擾流板23使高溫介質(zhì)走出一個(gè)曲線路徑，增加高溫介質(zhì)與海水的換熱時(shí)間，使兩者換熱更充分。擾流板 23可以與海水管道21垂直，也可以與海水管道21呈其它角度固定連接在一起，只要兩者不平行或重合，就能實(shí)現(xiàn)擾流的目的，就能滿足本發(fā)明的要求。具體地，本發(fā)明所提供的船舶柴油機(jī)中的高溫介質(zhì)可以具體為淡水。淡水成本低， 污染小，但是，可以冷卻柴油機(jī)機(jī)體的介質(zhì)包括但不限于淡水，應(yīng)當(dāng)理解，只要能與機(jī)體進(jìn)行熱交換的介質(zhì)都能滿足本發(fā)明的要求，都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。請(qǐng)參考圖6，圖6為圖1中A部分的局部放大圖。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，燃油預(yù)熱器1的端部設(shè)有第二端蓋12，用于輸入或輸出燃油的燃油連接管13的端部固接有管座14，管座14環(huán)繞燃油連接管13的外周，第二端蓋12與管座14的連接面上設(shè)有密封墊并通過(guò)螺栓連接。如圖所示，第二端蓋12具有燃油入口，燃油連接管13的出口與燃油入口連通，且燃油連接管13的出口尺寸小于燃油入口的尺寸，燃油從連接管13中進(jìn)入燃油入口后，均勻進(jìn)入各燃油管道11，使各燃油管道11中能均勻地與高溫介質(zhì)換熱。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可以降低燃油預(yù)熱器1的加工難度和加工成本。同時(shí)，燃油預(yù)熱器1需要清潔和保養(yǎng)時(shí)，可以直接將燃油連接管13及管座14拆除， 對(duì)燃油預(yù)熱器1進(jìn)行維護(hù)，提高熱交換裝置的可維護(hù)性。進(jìn)一步地，燃油預(yù)熱器1的殼體上固接有基座15，第二端蓋12與基座15的連接面上設(shè)有密封墊并通過(guò)螺栓固定連接。即第二端蓋12與殼體也可拆裝地連接，燃油預(yù)熱器1 需要清潔和保養(yǎng)時(shí)，第二端蓋12也可以拆開(kāi)，從而進(jìn)一步提高熱交換裝置的可維護(hù)性。除了上述熱交換裝置，本發(fā)明還提供一種包括上述熱交換裝置的船舶柴油機(jī)，該船舶柴油機(jī)包括機(jī)體、冷卻機(jī)體的冷卻系統(tǒng)和上述的熱交換裝置。冷卻機(jī)體后的高溫介質(zhì)同時(shí)與熱交換裝置的第一換熱腔和第二換熱腔直接連通，使一部分高溫介質(zhì)直接與海水換熱，另一部分高溫介質(zhì)直接與燃油進(jìn)行熱交換，預(yù)熱燃油，提高燃油的流動(dòng)性，進(jìn)而提高柴油機(jī)的性能。該船舶柴油機(jī)其他各部分的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對(duì)本發(fā)明所提供的船舶柴油機(jī)及其熱交換裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，包括燃油預(yù)熱器和海水冷卻器，所述燃油預(yù)熱器包括燃油管道和容納所述燃油管道的第一換熱腔，所述海水冷卻器包括海水管道和容納所述海水管道的第二換熱腔，其特征在于，所述燃油預(yù)熱器的外殼與所述海水冷卻器的外殼固定連接，冷卻過(guò)所述船舶柴油機(jī)機(jī)體的高溫介質(zhì)同時(shí)與所述第一換熱腔和所述第二換熱腔直接連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，其特征在于，所述海水冷卻器的端部設(shè)有第一端蓋，該第一端蓋具有隔離板、海水進(jìn)水口和海水出水口 ；所述海水管道包括進(jìn)水管和回水管，所述進(jìn)水管和所述回水管分別設(shè)于所述隔離板的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，其特征在于，還包括固接于所述海水管道外周的擾流板，該擾流板與所述海水管道垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，其特征在于，所述高溫介質(zhì)具體為淡水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，其特征在于，所述燃油預(yù)熱器的端部設(shè)有第二端蓋，燃油連接管的端部固接有管座，所述第二端蓋與所述管座通過(guò)螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶柴油機(jī)的熱交換裝置，其特征在于，所述燃油預(yù)熱器的殼體上固接有基座，所述第二端蓋與所述基座通過(guò)螺栓固定連接。
7.一種船舶柴油機(jī)，包括冷卻柴油機(jī)機(jī)體的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括如權(quán)利要求 1至6任一項(xiàng)所述的熱交換裝置，冷卻所述機(jī)體的高溫介質(zhì)同時(shí)與所述熱交換裝置的第一換熱腔和第二換熱腔直接連通。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種船舶柴油機(jī)及其熱交換裝置，公開(kāi)的熱交換裝置包括燃油預(yù)熱器和海水冷卻器，所述燃油預(yù)熱器包括燃油管道和容納所述燃油管道的第一換熱腔，所述海水冷卻器包括海水管道和容納所述海水管道的第二換熱腔，所述燃油預(yù)熱器的外殼與所述海水冷卻器的外殼固定連接，冷卻過(guò)所述船舶柴油機(jī)機(jī)體的高溫介質(zhì)同時(shí)與所述第一換熱腔和所述第二換熱腔直接連通。該熱交換裝置結(jié)構(gòu)緊湊，整體結(jié)構(gòu)較小，不需要占用大的空間；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工難度小，成本低。另外，熱交換裝置的接口少，出現(xiàn)故障的概率也大幅減小，維護(hù)工作量減??；同時(shí)，高溫介質(zhì)直接進(jìn)入第一換熱腔和第二換熱腔，可以使高溫介質(zhì)直接與燃油換熱，有效減小熱量損失，提高燃油的預(yù)熱效果。
文檔編號(hào)F02M31/16GK102383978SQ20111019294
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者姜佑勇, 尹曉青, 陳有兵 申請(qǐng)人:濰柴動(dòng)力股份有限公司