一種船用增壓發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種船用增壓發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)，包括發(fā)動機循環(huán)換熱器、低溫中冷循環(huán)換熱器、外部進(jìn)水管和外部出水管，發(fā)動機循環(huán)換熱器具有第一外部進(jìn)水口和第一外部出水口，低溫中冷循環(huán)換熱器具有第二外部進(jìn)水口和第二外部出水口，第一外部進(jìn)水口和第二外部進(jìn)水口用于流入外部冷卻介質(zhì)，第一外部出水口和第二外部出水口用于流出外部冷卻介質(zhì)；還包括中間管，中間管和第一外部進(jìn)水口和第二外部出水口連接，外部進(jìn)水管與第二外部進(jìn)水口連接，外部出水口與第一外部出水口連接；或第一外部進(jìn)水口和第二外部進(jìn)水口與外部進(jìn)水管連接，第一外部出水口和第二外部出水口分別與所述外部出水管連接。因發(fā)動機循環(huán)換熱器和低溫中冷循環(huán)換熱器獨立設(shè)置，制造簡單、實用方便。
【專利說明】一種船用増壓發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及增壓發(fā)動機熱交換【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種船用增壓發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)。本實用新型還涉及一種使用前述冷卻系統(tǒng)的增壓發(fā)動機。

【背景技術(shù)】
[0002]因輸出功率大、可靠性高、柴油價格便宜等因素，船舶設(shè)備廣泛采用柴油發(fā)動機作為主要動力來源。為確保發(fā)動機的可靠降溫，船用柴油發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的發(fā)動機循環(huán)換熱器一般直接采用外接水作為外循環(huán)冷卻介質(zhì)對冷卻液進(jìn)行降溫冷卻，例如海船用柴油發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)直接使用海水作為外循環(huán)冷卻液。
[0003]為了進(jìn)一步提高單機功率、很多船用柴油發(fā)動機均采用增壓技術(shù)，提高進(jìn)氣密度。因此，對這類柴油發(fā)動機還需配備相應(yīng)的低溫中冷循環(huán)換熱器為增壓設(shè)備降溫，保證進(jìn)氣的空氣密度和溫度。同樣，低溫中冷循環(huán)換熱器也采用外接水直接作為外循環(huán)冷卻介質(zhì)。
[0004]采用增壓技術(shù)的船用柴油發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)中，內(nèi)部冷卻液、外部冷卻液分別流入熱交換器的隔離冷卻腔室，通過熱交換器的隔離層實現(xiàn)熱量傳遞，降低內(nèi)部冷卻液的溫度。現(xiàn)有技術(shù)中低溫中冷設(shè)備和發(fā)動機循環(huán)換熱設(shè)備采用一體結(jié)構(gòu)，一起布置在一個大的鑄造腔體內(nèi)，發(fā)動機冷卻液循環(huán)、低溫中冷冷卻液循環(huán)分別形成獨立的封閉回路與外部冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換。這樣布置情況，換熱器制造過程需要在鑄造腔體內(nèi)安排三個獨立循環(huán)回路，制造工藝復(fù)雜；當(dāng)發(fā)動機冷卻循環(huán)、低溫中冷循環(huán)或外部冷卻介質(zhì)循環(huán)失效后，需要對整個鑄造腔體進(jìn)行更換，更換成本較高。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中低溫中冷循環(huán)換熱器和發(fā)動機循環(huán)換熱器一體結(jié)構(gòu)造成的制造工藝復(fù)雜、更換成本高的問題，本實用新型提供一種的新的船用增壓發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)。此外，本實用新型還提供一種采用前述冷卻系統(tǒng)的增壓發(fā)動機。
[0006]本實用新型提供一種船用增壓發(fā)動機用的冷卻系統(tǒng)，包括發(fā)動機循環(huán)換熱器、低溫中冷循環(huán)換熱器、外部進(jìn)水管和外部出水管，所述發(fā)動機循環(huán)換熱器具有第一外部進(jìn)水口和第一外部出水口，所述低溫中冷循環(huán)換熱器具有第二外部進(jìn)水口和第二外部出水口，所述第一外部進(jìn)水口和所述第二外部進(jìn)水口用于流入外部冷卻介質(zhì)，所述第一外部出水口和所述第二外部出水口用于流出所述外部冷卻介質(zhì)；此外所述冷卻系統(tǒng)還包括中間管，所述中間管兩端分別和所述第一外部進(jìn)水口和所述第二外部出水口連接，所述外部進(jìn)水管與所述第二外部進(jìn)水口連接，所述外部出水口與所述第一外部出水口連接；或所述第一外部進(jìn)水口和所述第二外部進(jìn)水口分別于所述外部進(jìn)水管連接，所述第一外部出水口和所述第二外部出水口分別與所述外部出水管連接。
[0007]因發(fā)動機循環(huán)換熱器和低溫中冷循環(huán)換熱器獨立設(shè)置，兩個部件制造時均只需設(shè)置兩個獨立的封閉循環(huán)通道，實現(xiàn)內(nèi)部冷卻液和外部冷卻介質(zhì)的熱交換，制造簡單；在損壞需要更換時只需更換相應(yīng)的部件即可，成本低。低溫中換熱器和發(fā)動機循環(huán)換熱器可串聯(lián)設(shè)置，外部冷卻介質(zhì)先在低溫中冷循環(huán)換熱器中和增壓設(shè)備冷卻液熱交換，再在發(fā)動機循環(huán)換熱器中和發(fā)動機冷卻液熱交換。因增壓設(shè)備溫度遠(yuǎn)小于發(fā)動機溫度，所以采用這樣的布置能夠滿足換熱需求，降低管路布置復(fù)雜度，節(jié)省空間；也可并聯(lián)設(shè)置，使二者實現(xiàn)獨立換熱。
[0008]優(yōu)選的，所述發(fā)動機循環(huán)換熱器的具有第一密封法蘭和換熱芯子，所述換熱芯子上具有第一內(nèi)外循環(huán)隔板，所述第一外部進(jìn)水口和所述第一外部出水口安裝于所述第一密封法蘭上，所述第一密封法蘭和所述第一內(nèi)外循環(huán)隔板間具有中間隔板，所述中間隔板將所述換熱芯子形成的外部冷卻介質(zhì)循環(huán)通道分割為U型。
[0009]優(yōu)選的，所述第一外部進(jìn)水口位于所述第二外部出水口的上部。
[0010]第一外部進(jìn)水口位于第一外部出水口上部，可使得中間管的管路平滑過渡，安裝方便。
[0011]優(yōu)選的，所述第二外部進(jìn)水口和所述第二外部出水口位于所述低溫中冷循環(huán)換熱器的兩側(cè)。
[0012]本實用新型還提供一種船用增壓發(fā)動機，采用如前所述的冷卻系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為實施例中船用柴油增壓發(fā)動機冷卻系統(tǒng)原理圖；
[0014]圖2為實施例中發(fā)動機循環(huán)換熱器的俯視圖；
[0015]圖3為實施例中發(fā)動機循環(huán)換熱器的左視圖；
[0016]圖4為實施例中發(fā)動機循環(huán)換熱器的換熱芯子的結(jié)構(gòu)圖
[0017]圖5為實施例中低溫中冷循環(huán)換熱器的正視圖；
[0018]圖6為實施例中低溫中冷循環(huán)換熱器的左視圖；
[0019]圖7為實施例中增壓發(fā)動機的左視圖；
[0020]圖8為實施例中增壓發(fā)動機的正視圖；
[0021]圖1-圖 8 中:
[0022]內(nèi)部水泵-11，發(fā)動機水套-12，增壓設(shè)備-13，外部水泵_14，壓力水箱_21，發(fā)動機循環(huán)換熱器-22，低溫中冷循環(huán)換熱器-23，外部進(jìn)水管-24，中間管-25，第一內(nèi)部進(jìn)水管-26，第一內(nèi)部出水管-27，第二內(nèi)部進(jìn)水管-28，第二內(nèi)部出水管29，外部出水管-210，第一內(nèi)部進(jìn)水口 -221，第一內(nèi)部出水口 -222，第一外部進(jìn)水口 -223，第一外部出水口 -224，第一密封法蘭-225，換熱芯子-226，第一內(nèi)外循環(huán)隔板-2261，導(dǎo)流管-2262，中間隔板-2263，第二外部出水口 232，第二外部進(jìn)水口 233，第二外部出水口 -234。

【具體實施方式】
[0023]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的了解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做詳細(xì)說明。
[0024]首先，為使本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本實用新型各零部件的連接關(guān)系，首先對本實施例中的船用柴油增壓發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的原理做簡要解釋，本實施例中的外部冷卻介質(zhì)為海水。如圖1，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)包括內(nèi)部水泵11，外部水泵14，壓力水箱21，發(fā)動機循環(huán)換熱器22，低溫中冷循環(huán)換熱器23、外部進(jìn)水管24和相應(yīng)的管路。其中壓力水箱21為整個內(nèi)循環(huán)供給冷卻液，保證內(nèi)循環(huán)管路即發(fā)動機循環(huán)管路、中冷循環(huán)管路一直充滿冷卻液，同時排出內(nèi)循環(huán)的氣體。低溫中冷循環(huán)換熱器23內(nèi)部將低溫中冷循環(huán)中冷卻液冷卻后供給增壓設(shè)備13 ;發(fā)動機循環(huán)換熱器22內(nèi)部將發(fā)動機循環(huán)冷卻液冷卻后供給發(fā)動機水套12 ;海水通過外部進(jìn)水管24進(jìn)入低溫中冷循環(huán)換熱器23后再進(jìn)入發(fā)動機循環(huán)換熱器22分別完成與低溫中冷循環(huán)和發(fā)動機循環(huán)管路中的冷卻液熱交換，再經(jīng)過外部出水管210排出。內(nèi)部水泵11同時驅(qū)動發(fā)動機換熱循環(huán)和低溫中冷換熱循環(huán)的冷卻液流動；外部水泵14用于驅(qū)動海水的進(jìn)入和循環(huán)。
[0025]圖2、圖3為實施例中發(fā)動機循環(huán)換熱器的俯視圖和左視圖，圖4為發(fā)動機循環(huán)換熱器的結(jié)構(gòu)圖?？煽闯?，發(fā)動機循環(huán)換熱器22的上部具有第一內(nèi)部進(jìn)水口 221和第一內(nèi)部出水口 222用于內(nèi)部冷卻液的進(jìn)入和流出；發(fā)動機循環(huán)換熱器22的左側(cè)的第一密封法蘭225上具有第一外部進(jìn)水口 223和第一外部出水口 224，用于海水的進(jìn)入和流出；發(fā)動機循環(huán)換熱器22的換熱芯子226具有第一內(nèi)外循環(huán)隔板2261、導(dǎo)流管2262、中間隔板2263，當(dāng)換熱芯子226裝入發(fā)動機循環(huán)換熱器殼體內(nèi)后，第一密封法蘭225與換熱芯子226形成一定的空腔，中間隔板2261將空腔分成兩部分，使得導(dǎo)流管2262形成的外循環(huán)通道形成右側(cè)連通的U型管路結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，也可采用其他形式如焊接板式結(jié)構(gòu)的換熱芯子，第一外部進(jìn)水口 223和第一外部出水口 224也可設(shè)置于發(fā)動機循環(huán)換熱器22的左右兩側(cè)，無需設(shè)置中間隔板2261。
[0026]圖5、圖6為實施例中低溫中冷循環(huán)換熱器的正視圖和左視圖，可看出，低溫中冷循環(huán)換熱器23的右側(cè)具有第二內(nèi)部進(jìn)水口 231、第二外部進(jìn)水口 233，左側(cè)具有第二內(nèi)部出水口 232、第二外部出水口 234，第二內(nèi)部進(jìn)水口 231和第二內(nèi)部出水口 232、第二外部進(jìn)水口 233和第二外部出水口 234關(guān)于低溫中冷循環(huán)換熱器左右對稱分布。
[0027]圖7和圖8為實施例中增壓發(fā)動機的左視圖和正視圖，表示出了低溫中冷循環(huán)換熱器23和發(fā)動機循環(huán)換熱器22在發(fā)動機的安裝位置及連接關(guān)系，可看出二者為獨立分別。其中低溫中冷循環(huán)換熱器23的第二外部進(jìn)水口 233與外部進(jìn)水管24連接，用于海水進(jìn)入冷卻系統(tǒng)；第二外部出水口 234與中間管25的一端連接，中間管25的另一端與發(fā)動機循環(huán)換熱器22的第一外部進(jìn)水口 223連接，第一外部出水口 224與外部出水管210連接。這樣海水依次經(jīng)過低溫中冷循環(huán)換熱器23、發(fā)動機循環(huán)換熱器22，分別降低了中冷循環(huán)、發(fā)動機循環(huán)的冷卻液溫度，因從增壓設(shè)備流出的冷卻液溫度小于從發(fā)動機流出的冷卻液溫度，這樣的串聯(lián)設(shè)置可以依次和低溫冷卻液和高溫冷卻液交換熱量。當(dāng)然，也可將第一外部進(jìn)水口 223、第二外部進(jìn)水口 233獨立與外部進(jìn)水管24連接，將第一外部出水口 224、第二外部出水口 234獨立與外部出水管210連接，實現(xiàn)兩路外循環(huán)的并聯(lián)設(shè)置。本實施例中第一外部進(jìn)水口 223設(shè)置在第一外部出水口 224上側(cè)，可使中間管25的彎折平滑、安裝方便，布管合理。
[0028]圖7和圖8中也示出了發(fā)動機循環(huán)換熱器22、低溫中冷循環(huán)換熱器23的部分內(nèi)部循環(huán)管路。第一內(nèi)部進(jìn)水口 221連接了第一內(nèi)部進(jìn)水管26，經(jīng)過發(fā)動機12水套的冷卻液從第一內(nèi)部進(jìn)水管進(jìn)入發(fā)動機循環(huán)換熱器22，并從與第一內(nèi)部出水口 222連接的第一內(nèi)部出水管27流出再次泵送到發(fā)動機12水套中，實現(xiàn)了發(fā)動機冷卻液循環(huán)。第一內(nèi)部進(jìn)水口231連接第二內(nèi)部進(jìn)水管28，經(jīng)過增壓設(shè)備13的冷卻液從第二內(nèi)部進(jìn)水管進(jìn)入低溫中冷循環(huán)換熱器23，并從與第二內(nèi)部出水口 232連接的第二內(nèi)部出水管29流出再次泵送到增壓設(shè)備13中，實現(xiàn)了增壓設(shè)備冷卻液循環(huán)。壓力水箱21具有相當(dāng)量的冷卻液，可保證內(nèi)部循環(huán)的冷卻液用量，同時其具有排氣功能，可將內(nèi)循環(huán)管路中出現(xiàn)的蒸汽以及沸騰冷卻液產(chǎn)生的蒸汽排出，防止內(nèi)部出現(xiàn)起泡影響正常熱交換。
[0029]本實施例中，各管路和進(jìn)水口、出水口連接均采用螺栓連接，當(dāng)然也可采用其他連接方式。
[0030]以上對本實用新型所提供的船用增壓發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，將其應(yīng)用于船用柴油增壓發(fā)動機上，可方便發(fā)動機循環(huán)換熱器和低溫中冷循環(huán)換熱器的制造和維護(hù)。應(yīng)提請注意的是，以上實施例只是用于幫助理解本實用新型的核心思想，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種船用增壓發(fā)動機用的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機循環(huán)換熱器(22)、低溫中冷循環(huán)換熱器(23)、外部進(jìn)水管(24)和外部出水管(210)，所述發(fā)動機循環(huán)換熱器(22)具有第一外部進(jìn)水口(223)和第一外部出水口(224)，所述低溫中冷循環(huán)換熱器(23)具有第二外部進(jìn)水口(233)和第二外部出水口(234)，所述第一外部進(jìn)水口(223)和所述第二外部進(jìn)水口(233)用于流入外部冷卻介質(zhì)，所述第一外部出水口(224)和所述第二外部出水口(234)用于流出所述外部冷卻介質(zhì)； 此外所述冷卻系統(tǒng)還包括中間管(25)，所述中間管(25)兩端分別和所述第一外部進(jìn)水口(223)和所述第二外部出水口(234)連接，所述外部進(jìn)水管(24)與所述第二外部進(jìn)水口(233)連接，所述外部出水口(210)與所述第一外部出水口(224)連接；或所述第一外部進(jìn)水口(223)和所述第二外部進(jìn)水口(233)分別與所述外部進(jìn)水管(24)連接，所述第一外部出水口(224)和所述第二外部出水口(234)分別與所述外部出水管(210)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機循環(huán)換熱器(22)具有第一密封法蘭(225)和換熱芯子(226)，所述換熱芯子(226)具有第一內(nèi)外循環(huán)隔板(2261)，所述第一外部進(jìn)水口(223)和所述第一外部出水口(224)安裝于所述第一密封法蘭(225)上，所述第一密封法蘭(225)和所述第一內(nèi)外循環(huán)隔板(2261)間具有中間隔板(2263)，所述中間隔板(2263)將所述換熱芯子(226)形成的外部冷卻介質(zhì)循環(huán)通道分割為U型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一外部進(jìn)水口(223)位于所述第二外部出水口的上部(224)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第二進(jìn)水口(233)和所述第二出水口(234)位于所述低溫中冷循環(huán)換熱器(23)的兩側(cè)。
5.一種船用增壓發(fā)動機，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-4任一項所述的冷卻系統(tǒng)。
【文檔編號】F02B29/04GK204239045SQ201420643434
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】崔蕾, 李成建 申請人:重慶康明斯發(fā)動機有限公司