一种空冷器冷凝水的泄放系统及船舶

技术领域

本发明属于船舶技术领域，尤其涉及一种空冷器冷凝水的泄放系统及船舶。

背景技术

在船用主机(柴油机)燃烧用的空气进入主机之前，需要经过增压器加压，以增加空气密度。然后经过空气冷凝器(空冷器)进行冷却，继而增加燃油供给，以提高柴油机的功率和经济性。空气经过增压和冷却后，露点发生改变，大量的水分会被冷凝析出形成汽水混合物，这些水分进入主机燃烧室之前必须被排出。

目前，在高压空气经过空冷器时，将其中的水分离出来并泄放到空冷器的冷凝水舱中，然后通过净水排放泵，并经过专用设备检测合格后排出船舶舷外。

现有的冷凝水泄放系统需要使用冷凝水舱、净水排放泵以及检测设备等多种设备，提高了船舶的建造成本。同时，由于冷凝水泄放系统的设备较多，增加了专用的冷凝水舱，占用了较多的船舶机舱内部空间。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种空冷器冷凝水的泄放系统，以简化结构，减少占用船舶机舱的空间，降低布置难度。

本发明的另一个目的在于提供一种船舶，以简化空冷器冷凝水的泄放系统的结构，减少占用船舶机舱的空间，降低布置难度。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种空冷器冷凝水的泄放系统，包括：

舱底水舱；

储水筒，包括筒体，所述筒体的侧壁具有安装孔，空冷器的第一泄放管穿设于所述安装孔，并伸入所述筒体内，所述筒体的底部与所述舱底水舱连通；

挡板，设置于所述筒体内，并位于所述第一泄放管的泄放口的上方，以阻挡从所述第一泄放管内排出的汽水混合物；以及

汽水分离器，设置于所述筒体的顶端，以分离所述筒体内的汽水混合物。

进一步地，所述储水筒还包括：

排气管，所述排气管一端连通设置于所述筒体的顶端，另一端具有排气口；所述汽水分离器设置于所述筒体与所述排气管之间。

进一步地，所述筒体的顶端具有第一法兰盘，所述排气管朝向所述筒体的端部具有第二法兰盘，所述第一法兰盘、所述汽水分离器与所述第二法兰盘通过螺栓可拆卸地连接。

进一步地，所述筒体的径向截面面积大于所述第一泄放管的径向截面面积。

进一步地，所述排气管为鹅颈管。

进一步地，所述挡板包括：

挡板本体；以及

耳板，与所述挡板本体连接为一体，并固定设置于所述筒体的内壁。

进一步地，所述挡板本体沿所述筒体的轴向倾斜向下延伸，并与所述筒体的轴向的夹角为60°～75°。

进一步地，所述挡板的数量为多个，多个所述挡板关于所述筒体的轴向呈对称交错分布。

进一步地，其特征在于，所述空冷器冷凝水的泄放系统还包括：

第二泄放管，沿延伸方向具有第一端和第二端，所述第一端与所述筒体的底部连通，所述第二端与所述舱底水舱连通；所述第一端的高度大于所述第二端的高度，以使所述筒体内的冷凝水在重力作用下经过所述第二泄放管流入所述舱底水舱内。

一种船舶，包括上述的空冷器冷凝水的泄放系统。

本发明的有益效果为：

本发明提出的空冷器冷凝水的泄放系统，空冷器的第一泄放管与储水筒的筒体连通，筒体的底部与舱底水舱连通。空冷器冷凝析出的汽水混合物经过第一泄放管进入筒体内。由于挡板位于第一泄放管的上方，使得挡板能够阻挡具有压力的汽水混合物，汽水混合物与挡板碰撞实现初步分离，汽水混合物中的冷凝水积聚在筒体底部，汽水混合物中的汽体通过汽水分离器进行二次分离，分离出的冷凝水滴落在筒体底部，分离出的气体从汽水分离器中排出。筒体内的冷凝水流入舱底水舱内，并通过舱底水舱排出。本发明的空冷器冷凝水的泄放系统无需建造专用的冷凝水舱，通过船舶原有的舱底水舱排出冷凝水，简化了结构，降低了安装布置难度和成本。同时，减少了船舶机舱的占用空间，提高了船舶现有系统的利用率。

本发明提出的船舶采用上述的空冷器冷凝水的泄放系统，能够对空冷器冷凝析出的汽水混合物进行两次分离。而且无需建造专用的冷凝水舱，通过船舶原有的舱底水舱排出冷凝水，简化了结构，降低了安装布置难度和成本。同时，减少了船舶机舱的占用空间，提高了船舶现有系统的利用率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空冷器冷凝水的泄放系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的挡板的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的汽水分离器的结构示意图。

图中部件名称和标号如下：

10、舱底水舱；20、油水分离器；30、空冷器；301、第一泄放管；

1、储水筒；11、筒体；111、第一法兰盘；12、排气管；121、第二法兰盘；2、挡板；21、挡板本体；22、耳板；3、汽水分离器；31、固定圈；32、挡水格栅条；4、第二泄放管。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在船用主机工作过程中，燃烧用的空气经过增压器加压后，再经过空冷器30进行冷却，大量的水分会被冷凝析出形成汽水混合物，需要在空气进入主机燃烧室之前排出。

目前，空冷器30将汽水混合物泄放到空冷器30的专用冷凝水舱中，然后通过净水排放泵抽吸，并经过专用设备检测合格后排出船舶。现有的冷凝水泄放系统需要使用多种设备，提高了船舶的建造成本。同时，增加了专用的冷凝水舱，占用了船舶机舱的较大空间。

为解决上述问题，如图1所示，本实施例公开了一种空冷器冷凝水的泄放系统，空冷器冷凝水的泄放系统包括舱底水舱10、储水筒1、挡板2和汽水分离器3。

具体地，舱底水舱10为船舶中固有的结构，用于存储舱底水，并能够将舱底水排出船舶外部。储水筒1包括筒体11，筒体11的侧壁具有安装孔，空冷器30的第一泄放管301穿设于安装孔内，并伸入筒体11内，以将汽水混合物泄放至筒体11内。筒体11的底部与舱底水舱10连通。挡板2设置于筒体11内，并位于伸入筒体11内的第一泄放管301的上方，以阻挡从第一泄放管301内排出的汽水混合物。汽水分离器3设置于筒体11的顶端，以分离筒体11内的汽水混合物。

在本实施例中，空冷器30的第一泄放管301与储水筒1的筒体11连通，筒体11的底部与舱底水舱10连通。空冷器30冷凝析出的汽水混合物经过第一泄放管301进入筒体11内。由于挡板2位于伸入筒体11的第一泄放管301的上方，使得挡板2能够阻挡从第一泄放管301内排出的具有压力的汽水混合物。汽水混合物与挡板2发生碰撞实现汽水混合物中冷凝水与水汽的初步分离，冷凝水积聚在筒体11底部，水汽通过汽水分离器3进行二次分离，水汽分离出的冷凝水滴落在筒体11底部，分离出的气体从汽水分离器3中排出。通过挡板2和汽水分离器3对汽水混合物进行了初步分离和二次分离，提高了分离效果。

由于筒体11内的冷凝水最终流入舱底水舱10内，并通过舱底水舱10排出，使得空冷器冷凝水的泄放系统无需建造专用的冷凝水舱，通过船舶原有的舱底水舱10排出冷凝水，简化了结构，降低了安装布置难度和成本。同时，减少了船舶机舱的占用空间，提高了船舶现有系统的利用率。

需要说明的是，从第一泄放管301进入筒体11的汽水混合物具有一定的压力(大约为2bar)，为避免汽水混合物在筒体11内飞溅，大量水分不能完全被汽水分离器3完全分离，导致水分飞溅到周围环境，故增加挡板2起到阻挡作用，并使汽水混合物中的冷凝水与水汽初步分离。

如图2所示，挡板2包括连接为一体的挡板本体21和耳板22，耳板22固定设置于筒体11的内壁。具体地，挡板本体21为椭圆形，耳板22焊接于筒体11的内壁上，使得挡板2与筒体11具有较好的连接强度，避免挡板2在汽水混合物的冲击下发生晃动或折断，提高了筒体11与挡板2的结构强度。

优选地，挡板本体21沿筒体11的轴向倾斜向下延伸，并与筒体11的内壁之间具有间隙，以使汽水混合物中分离出的水汽通过。倾斜设置的方式使得挡板本体21具有阻挡和导流作用。当汽水混合物碰撞挡板本体21时，汽水混合物中的冷凝水能够沿挡板本体21快速流入筒体11底部，汽水混合物中的水汽绕过挡板本体21上升至汽水分离器3中。

在本实施例中，挡板本体21与筒体11的轴向的夹角为60°～75°，使得初次分离后的冷凝水能够沿挡板本体21快速滑落至筒体11内部。同时，挡板本体21远离耳板22的外缘位于第一泄放管301的泄放口的正上方，以起到良好的阻挡作用。可以理解的是，挡板本体21与筒体11轴向的夹角可以根据挡板本体21的尺寸进行调整，只需能够保证挡板本体21具有良好的阻挡和导向作用即可。

在其他实施例中，挡板2的数量还可以为多个，多个挡板2关于筒体11的轴向呈对称交错分布。通过多个挡板2的交错分布，提高了挡板2的阻挡效果，同时能够提高汽水混合物的初次分离效果。

继续如图1所示，储水筒1还包括排气管12。排气管12一端连通设置于筒体11的顶端，另一端具有排气口。汽水分离器3设置于筒体11与排气管12之间。汽水分离器3分离出的气体通过排气管12的排气口排出，分离出的冷凝水再次滴落至筒体11的底部。

具体地，筒体11的顶端具有第一法兰盘111，排气管12朝向筒体11的端部具有第二法兰盘121，第一法兰盘111、汽水分离器3与第二法兰盘121通过螺栓可拆卸地连接。汽水分离器3通过螺栓与筒体11和排气管12可拆卸的连接，提高了三者的连接强度。

如图3所示，本实施例的汽水分离器3包括固定圈31和设置于固定圈31内的挡水格栅条32。挡水格栅条32用于将汽水分离成冷凝水和气体。第一法兰盘111沿其周向设置有多个第一孔，固定圈31沿其周向设置有多个第二孔，第二法兰盘121沿其周向设置有多个第三孔。其中第一孔、第二孔与第三孔的数量均相同，且一一对应。当筒体11、汽水分离器3与排气管12安装时，螺栓依次穿设于第一孔、第二孔与第三孔，以将三者固定安装到一起。螺栓连接操作简单、安装方便，有利于三者的快速组装，方便汽水分离器3的更换。

本实施例的排气管12为鹅颈管。如图1所示，鹅颈管的圆心角为90°，即排气管12具有第二法兰盘121的一端朝向竖直方向延伸，具有排气口的一端朝向水平方向延伸。鹅颈管能够减少排气管12的高度，减少储水筒1的占用体积，实现储水筒1的紧凑安装。而且，排气孔朝向水平方向能够避免杂质或水等进入排气管12内，以保护汽水分离器3。

需要说明的是，筒体11的径向截面面积大于第一泄放管301的径向截面面积，以使汽水混合物进入筒体11后能够将自身的压力释放掉，以减少飞溅程度。同时，具有较大的径向截面面积的筒体11能够存储大量的冷凝水，有利于提高筒体11的存储和泄放能力。

继续如图1所示，空冷器冷凝水的泄放系统还包括第二泄放管4，第二泄放管4沿延伸方向具有第一端和第二端，第一端与筒体11的底部连通，第二端与舱底水舱10连通。

具体地，第二泄放管4的第一端的高度大于第二端的高度，以使筒体11内的冷凝水在重力作用下经过第二泄放管4流入舱底水舱10内。筒体11内的冷凝水无需使用泵体进行抽吸作业，简化了空冷器冷凝水的泄放系统的结构，节约了能耗。

需要说明的是，舱底水舱10与油水分离器20连通。当筒体11内的冷凝水进入舱底水舱10后，经过油水分离器20的净化分离后，将净化的冷凝水排出船舶外部。

本实施例还公开了一种船舶，该船舶包括上述的空冷器冷凝水的泄放系统，能够对空冷器30冷凝析出的汽水混合物进行两次分离。而且无需建造专用的冷凝水舱，通过船舶原有的舱底水舱10排出冷凝水，简化了结构，降低了安装布置难度和成本。同时，减少了船舶机舱的占用空间，提高了船舶现有系统的利用率。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。