一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统，第一涡轮与主机压气机同轴，第二涡轮与散热器压气机同轴，主机的排气管道分别连通第一涡轮和第二涡轮，散热器压气机出口分别连通热管散热器和曲轴箱气体抽吸装置，热管散热器分别连接缸套冷却系统和滑油冷却系统，缸套冷却系统连接主机的气缸，滑油冷却系统连接主机的曲轴箱，曲轴箱气体抽吸装置分别连接曲轴箱和第一废气处理装置。本发明专利技术能有效的加强滑油和气缸的冷却效果，增加滑油的使用周期和柴油机的运行可靠性；同时还能有效加长油底壳式滑油系统中的滑油使用寿命，同时避免曲轴箱中因油气浓度导致的爆炸危险。

An integrated system for marine diesel engines to improve cooling and combustion efficiency

The object of the present invention is to provide a comprehensive system for improving cooling and combustion efficiency of marine diesel engines, in which the first turbine is coaxial with the main engine compressor, the second turbine is coaxial with the radiator compressor, the exhaust pipe of the main engine is respectively connected with the first turbine and the second turbine, and the outlet of the radiator compressor is respectively connected with the heat pipe. The radiator and the crankcase gas suction device, the heat pipe radiator are respectively connected to the cylinder liner cooling system and the lubricating oil cooling system, the cylinder liner cooling system is connected to the cylinder of the main engine, the lubricating oil cooling system is connected to the crankcase of the main engine, and the crankcase gas suction device is connected to the crankcase and the first exhaust gas treatment device respectively. The invention can effectively enhance the cooling effect of the lubricating oil and the cylinder, increase the service life of the lubricating oil and the operation reliability of the diesel engine, and effectively prolong the service life of the lubricating oil in the oil pan type lubricating oil system, and avoid the explosion danger caused by the oil and gas concentration in the crankcase.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统
本专利技术涉及的是一种柴油机，具体地说是船舶柴油机的冷却、燃烧系统。
技术介绍
冷却系统是保证柴油机正常工作所必需的，冷却可以保证受热件的工作温度不超过材料所允许的限值，从而保证高温状态下受热部件的足够强度；其次，冷却可以保证受热部件内外壁面适当的温差，减少受热部件的热应力；再次，冷却还可以保证运动部件的正常工作状态。以上提及的冷却的作用都是通过冷却系统来实现的，但是当船舶在经过低纬度海域时，一般冷却系统的冷却效果基本不能满足冷却需求，此时对各冷却系统进行二次冷却就尤为重要。此外，船舶柴油机的燃油系统中燃油是粘度较大的重油，而重油的预热处理是保证柴油机正常运转的重要措施。柴油机运行中，自转动的曲柄甩出的部分滑油由于飞溅、碰撞及蒸发形成大量的可燃性油气，可燃油气浓度达到一定范围遇火源立即爆炸。对于湿油底壳式滑油系统中的滑油经常会受到燃烧室泄漏的高温燃气的污染，容易变质，故滑油的使用寿命短。实际中很少有同时涉及冷却、燃烧和防曲轴箱爆炸的综合处理方法，本专利技术中提供的方案可以同时解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能有效加强滑油和气缸冷却效果的一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统，其特征是：包括主机、第一涡轮、主机压气机、第二涡轮、散热器压气机、热管散热器，第一涡轮与主机压气机同轴，第二涡轮与散热器压气机同轴，主机的排气管道分别连通第一涡轮和第二涡轮，散热器压气机出口分别连通热管散热器和曲轴箱气体抽吸装置，热管散热器分别连接缸套冷却系统和滑油冷却系统，缸套冷却系统连接主机的气缸，滑油冷却系统连接主机的曲轴箱，曲轴箱气体抽吸装置分别连接曲轴箱和第一废气处理装置，曲轴箱气体抽吸装置与曲轴箱之间设置第一温度控制阀，曲轴箱气体抽吸装置与散热器压气机之间设置第二温度控制阀。本专利技术还可以包括：1、热管散热器包括蓄水装置、热管，热管布置在蓄水装置里，横向的热管之间设置横向翅片，纵向的热管之间设置纵向翅片，蓄水装置里装有海水。2、主机设置喷油气管道，喷油气管道里设置废气加热装置，第一涡轮和第二涡轮的出口均连通废气导管，废气导管连通废气加热装置，废气加热装置连通第二废气处理装置。3、曲轴箱设置温度传感器，温度传感器分别连接第一温度控制阀和第二温度控制阀，曲轴箱温度达到预设值后，温度传感器控制第一温度控制阀和第二温度控制阀同时开启。本专利技术的优势在于：1、利用废气来驱动冷却海水的压气机，提高了柴油机的废气涡轮效率。2、利用废气余热来预热燃油，降低了重油的粘度，增强了燃油的雾化效果，提高了燃烧质量。3、本专利技术对各冷却系统进行了二次冷却，加强了冷却效率，尤其能有效改善低纬度海域的船舶冷却问题。4、采用高速气体流动形成低压，抽吸曲轴箱内由燃烧室泄漏的高温燃气和可燃性油气，能有效增加曲轴箱内滑油的使用周期，并解决曲轴箱爆炸问题。5、热管散热器中的热管和翅片装置可以从蓄水池中取出，方便装置的清洗，冷却介质采用海水，能有效利用海水资源丰富的优点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的热管散热器结构图；图3为本专利技术热管散热装器中的蓄水装置图；图4为本专利技术热管散热装置中的热管翅片结构图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1-4，本专利技术一种应用于船舶柴油机的以提高冷却效率和燃烧质量的综合系统，包括：主机1、曲轴2、连杆3、活塞4、废气处理装置Ⅰ5、喷油器管道6、废气加热装置7、废气导管8、中冷器9、压气机10、涡轮Ⅰ11、涡轮Ⅱ12、散热器压气机13、热管散热器14、废气处理装置Ⅱ15、滑油冷却系统16、曲轴箱气体抽吸装置17、温度控制阀Ⅰ18、温度传感器19、曲轴箱20、缸套冷却系统21、温度控制阀Ⅱ22。柴油机燃烧后产生的废气通入12涡轮Ⅱ驱动13散热器压气机，空气经13散热器压气机变成高压空气对14热管散热器进行冷却，使热管散热器14中的海水温度低于正常海水温度，从14热管散热器中流出的冷却海水分别对气缸冷却系统21和滑油冷却系统16进行二次冷却，保证燃烧室部件和滑油的冷却效果，增长滑油使用周期，二次冷却尤其对在低纬度海域运行的船舶尤其重要。经散热压气机13压缩的高压空气，一部分经过温度控制阀22流入曲轴箱气体抽吸装置17，高速气体的流动会使抽吸装置中形成较低的压力，以完成对曲轴箱20中燃烧室泄漏的高温燃气和可燃性油气的抽吸，能有效增长油底壳式滑油系统中的滑油使用寿命，避免曲轴箱中因油气浓度导致的爆炸危险。温度控制阀18和22的开闭由测量曲轴箱中温度的温度传感器19控制，当曲轴箱中有燃烧室泄漏的高温燃气时，曲轴20中的温度会升高，使温度传感器19动作并控制温度控制阀18和22同时开启，完成曲轴箱中气体的抽吸。柴油机燃烧产生的废气经涡轮11和12进入废气导管8，最后进入废气加热装置7对喷油器管道6中的重油进行加热，降低重油的粘度加强燃油的雾化效果，从而改善燃烧质量。系统中废气利用完后经废气处理装置5和15处理后排出大气。主机运行产生的废气通过涡轮驱动散热器压气机，压缩空气形成高压气体用来冷却热管散热器中的海水，热管散热器由热管、翅片和蓄水装置组成，且可拆卸。热管散热器中的冷却海水对缸套冷却系统和曲轴箱滑油冷却系统分别进行二次冷却，增强冷却效果和柴油机运行稳定性。散热器压气机形成的高速气体进入曲轴箱气体抽吸装置，利用高速气体流动形成较低的压力，抽吸曲轴箱中由燃烧室泄漏的高温燃气和可燃性油气。高速气体通道的开通由位于曲轴箱内的温度传感器控制，当温度传感器检测曲轴箱内温度达到一定值时，控制温度控制阀打开，使气体通道流通，当曲轴箱内气体抽出后温度降低，温度控制阀关闭，高速气体通道关闭。涡轮器中排出的废气经废气导管进入废气加热装置对喷油进行加热。散热器中的热管为闭式热管，热管材料为铜；热管内壁贴附丝网状吸液芯，利用毛细力使工作液体在吸液芯内不受热管位置的限制。翅片材料为不锈钢，垂直分布于热管底端。如图2所示，热管散热器14由蓄水装置23、热管25以及翅片24和26组成，可以拆卸，方便清洗和更换；本热管散热装置的工作原理：蓄水装置23中装满海水，蓄水装置表面的海水经散热器压气机13的高压空气蒸发吸热，使得海水表面温度降低，海水下端的热量经热管和翅片导热到上端，使得蓄水装置中的海水能快速冷却。横向翅片26和纵向翅片24的布置，增大了换热管的外表面积，提高了热管的换热效率，加强了冷却效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统，其特征是：包括主机、第一涡轮、主机压气机、第二涡轮、散热器压气机、热管散热器，第一涡轮与主机压气机同轴，第二涡轮与散热器压气机同轴，主机的排气管道分别连通第一涡轮和第二涡轮，散热器压气机出口分别连通热管散热器和曲轴箱气体抽吸装置，热管散热器分别连接缸套冷却系统和滑油冷却系统，缸套冷却系统连接主机的气缸，滑油冷却系统连接主机的曲轴箱，曲轴箱气体抽吸装置分别连接曲轴箱和第一废气处理装置，曲轴箱气体抽吸装置与曲轴箱之间设置第一温度控制阀，曲轴箱气体抽吸装置与散热器压气机之间设置第二温度控制阀。

【技术特征摘要】
2018.05.03 CN 20181041393081.一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统，其特征是：包括主机、第一涡轮、主机压气机、第二涡轮、散热器压气机、热管散热器，第一涡轮与主机压气机同轴，第二涡轮与散热器压气机同轴，主机的排气管道分别连通第一涡轮和第二涡轮，散热器压气机出口分别连通热管散热器和曲轴箱气体抽吸装置，热管散热器分别连接缸套冷却系统和滑油冷却系统，缸套冷却系统连接主机的气缸，滑油冷却系统连接主机的曲轴箱，曲轴箱气体抽吸装置分别连接曲轴箱和第一废气处理装置，曲轴箱气体抽吸装置与曲轴箱之间设置第一温度控制阀，曲轴箱气体抽吸装置与散热器压气机之间设置第二温度控制阀。2.根据权利要求1所述的一种应用于船舶柴油机的以提高冷却和燃烧效率的综合系统，其特征是：热管散热器包括蓄水装置、热管，热管布置在蓄水装置里，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵新，吴文涛，李晓波，苏衍畔，杨瑞，陈广库，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23