[发明专利]一种船舶柴油机缸套与冷却水换热增强装置

说明书

本发明公开一种船舶柴油机缸套与冷却水换热增强装置，包括脉动循环系统和增压循环系统，所述脉动循环系统由柴油机缸套、离心水泵、脉动阀、电动机和缸套水冷却器组成；所述增压循环系统由隔膜增压器，锥形管以及第一单向阀和第二单向阀组成。本发明利用液压原理通过脉动阀将流体的动能转变为压力势能冲击隔膜增压器，在隔膜增压器内又将流体增加的动能变为对脉动循环系统的压力；脉动循环系统的压力增加后可减少离心水泵的能耗，在提高换热效率的基础上使系统更加节能；通过改变增压循环系统中锥形管的尺寸可以灵活调节所需压力来满足实际要求。

技术领域

本发明属于节能减排技术领域。涉及一种船用柴油机冷却技术，更具体地说，涉及一种船舶柴油机缸套与冷却水换热增强装置及其工作方法。

背景技术

船用柴油机冷却系统是船舶冷却系统中不可或缺的一个部分。其功能是散发热量，降低柴油机缸套的工作温度，保证其能正常高效的工作。作为一项传统产品，换热器目前的技术已经能够满足船舶主机的需求，不少人士认为此方面技术已经相对成熟和完善。然而据了解，与船舶辅机其它部件相比，换热器技术发展还相对较落后。尤其是随着节能减排政策的推进以及新能源技术的推广加快，这对换热器的设计及技术提出了更高的要求。

中国专利号为201210145569.8，公开(公告)日2012.09.19的发明专利，公开了一种可调往复式脉动流强化传热换热器，该专利通过调整电机的转速控制脉动流的平均流速、脉动频率、脉动振幅，可以达到强化换热的目的。但是由于电机调频和管道泵输送流体都需要消耗电能，并且能源消耗很高。传统脉动发生装置一般采用电磁阀或往复泵等方法，通过消耗额外能源来增强换热效率的方法，使节能效果并不理想，导致有源强化换热在实际应用中受到限制。因此，提高供热系统的换热效率，减少脉动装置的能量消耗，成为脉动换热技术的难题。由于脉动强化换热在对流强化传热技术分类上属于有源强化换热，在换热过程中需要消耗额外的机械能做功，在提高效率的同时增加了新的能耗。

发明内容

本发明的目的是为了解决在船用柴油机冷却系统中脉动换热技术中为增加流体脉动的流速，提高柴油机冷却系统的换热效率而导致脉动发生装置的机械能消耗增加的矛盾，实现在流体自身脉动过程中产生的液压冲击压力使脉动速度增加的功能。提供一种带有脉动增压功能的船舶柴油机缸套与冷却水换热装置及其工作方法。

为达到上述目的，本发明实现目的所采取的技术方案是：

一种船舶柴油机缸套与冷却水换热增强装置，包括脉动循环系统和增压循环系统，所述脉动循环系统由柴油机缸套1、离心水泵2、脉动阀3、电动机4和缸套水冷却器5组成，其中所述柴油机缸套1中的冷却水出口通过管道依次与离心水泵2，脉动阀3，缸套水冷却器5和柴油机缸套1的冷却水进口相连接形成封闭的脉动循环系统；所述脉动阀3上还安置有用来控制脉动阀3周期性的开启和关闭的电动机4；所述增压循环系统由隔膜增压器7，锥形管9以及第一单向阀8和第二单向阀11组成，其中所述的隔膜增压器7的进口c通过管道连接在所述脉动阀3进口处的管道上，隔膜增压器7的第二出口b通过管道依次连接第一单向阀8，锥形管9和第二单向阀11，再由第二单向阀11连接到隔膜增压器7的第一出口a形成封闭的增压循环系统。

进一步优选，在所述的离心水泵2和脉动阀3之间的管道上还连接有用以补偿脉动循环系统的压力波动的第一液压蓄能器6；在所述的锥形管9和第二单向阀11之间的管道上还连接有用以补偿增压循环系统中的压力波动的第二液压蓄能器10。

进一步优选，所述的锥形管9为同心锥形管和偏心锥形管中的任一种。

进一步优选，所述的脉动阀3为电磁阀或凸轮轴阀。

进一步优选，所述的第一单向阀8和第二单向阀11均为直通式CV型或CH型单向阀。

进一步优选，所述的第一液压蓄能器6和第二液压蓄能器10均为气体隔膜式液压蓄能器。