CN116007407A - 一种框架淡水冷却器结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种框架淡水冷却器结构，包括机舱双层底，利用机舱双层底板之间的空间设置换热器的壳体结构，其包括上层板、底层板以及在上层板和底层板之间焊接的侧围板；上层板相邻设置多个法兰口，两端法兰口用于设置冷却器的壳程进出水结构；其他法兰口用于设置管程进出水结构，法兰口内插入设置管程的管束。本发明的框架淡水冷却器结构利用了船体的双层底板结构制成外框架形成壳程，现新设计的框架冷却器可适用于任何淡水冷却场影，且更节能环保，操作方便，易于布置，只要有双层底就可安装，适用性广；利用百叶框形成的导流隔板可以对经过的壳程液体进行导流，从而使液体形成近似沿轴向旋转流动的效果，从而提高了热交换的效果。

Description

一种框架淡水冷却器结构

技术领域

本发明涉及船用换热设备领域，具体是指一种框架淡水冷却器结构。

背景技术

目前，船舶上使用较多换热器利用海水对淡水循环进行换热，常规采用的海水循环冷却方案把所有冷却系统设置于舱室内部，虽然在维护方面具有一定的便利性，但是较大的换热器与循环水泵等设备会占用内部的舱室空间，这种比较粗放的方式占用了大量的船舱管道空间，不利于船舶的空间布置且操作较为繁琐。

其次，目前船用换热器多采用板式换热器，常用淡水冷却器通常采用的是板式冷却器，由于该设备需要一定的散热，维护空间，占用位置较大，板式换热器的流程复杂，海水流经板片的阻力较大，同时耐高压能力不强，易发生泄露。并且，散热效果取决于板冷钛板的板数，钛板造价昂贵，设备本身散放一定的热量，并不节能环保，

因此，亟待研究一种框架淡水冷却器结构来解决上述提出的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种框架淡水冷却器结构。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种框架淡水冷却器结构，包括机舱双层底，双层底为上层板和底层板，利用机舱双层底板之间的空间设置换热器的壳体结构，壳体结构包括上层板、底层板以及在上层板和底层板之间焊接的侧围板，四周侧围板与上层板、底层板围成冷却器的壳程；

上层板相邻设置多个法兰口，两端法兰口用于设置冷却器的壳程进出水结构；其他法兰口用于设置管程进出水结构，法兰口内插入设置管程的管束。

进一步的，所述壳程进出水结构包括法兰板、壳程进水管、壳程出水管，一个端部法兰口上密封设置法兰板，壳程进水管穿过法兰板设置；另一端法兰口上密封设置法兰板并且贯穿设置壳程出水管。

进一步的，所述管程进出水结构包括隔舱盖，进口法兰，出口法兰，管束结构，隔舱盖通过螺栓密封安装在法兰口上，所述隔舱盖内部设有隔断板，隔断板将隔舱盖内分成两个水仓，隔舱盖外部于隔断板一侧连接设置进口法兰、另一侧设置出口法兰；隔舱盖内部一侧连接设置管束结构，管束结构的两端连通隔断板两侧的水仓，多个隔舱盖间通过U形水管连通，多个隔舱盖的两端分别连接设置管程进水管、管程出水管。

进一步的，所述壳程内壁设有由肋板分隔形成的安装槽，安装槽内设有驱动壳程流体旋转流动的导流结构。

进一步的，所述导流结构由多个百叶框组成导流隔板，导流隔板由至少四个百叶框组成一组，每组中相邻两个百叶窗围绕该组中心旋转90°设置。

进一步的，管束结构包括若干连通在两侧水仓的U形管束。

进一步的，所述管束结构包括若干螺旋管片，两侧水仓分别连通设有若干螺旋管片，螺旋管片的另一端与连通水槽相连接使水由一侧水仓经过螺旋管片进入连通水槽回流至另一侧水仓。

进一步的，所述管束结构为连通两侧水仓的若干片状管，片状管分为若干排，并且相邻两排之间的片状管错位设置。

进一步的，两侧水仓的片状管底端通过片状管连通呈U形。

进一步的，两侧水仓的片状管底端均连接至连通水槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、传统的板冷需要考虑位置，空间，操作空间，造价高，而本发明的框架淡水冷却器结构利用了船体的双层底板结构制成外框架形成壳程，现新设计的框架冷却器可适用于任何淡水冷却场影，且更节能环保，操作方便，易于布置，只要有双层底就可安装，适用性广；

2、传统板冷需做基座回定在结构上，现本发明的框架淡水冷却器结构这种设计，只需有双层结构上做一个箱式制作壳程即可布置，可以利用舷外海水进行冷却，更节能环保，占地空间小，不占用平台上位置，却能达到很好的冷却效果，值得大力推广；

3、利用百叶框形成的导流隔板可以对经过的壳程液体进行导流，从而使液体形成近似沿轴向旋转流动的效果，从而提高了热交换的效果；

4、设置呈螺旋管片的管束可以提高管束的表面积，一则可以增加换热面积，二则可以增加壳程流体的湍动效果，提高对不同温度流体的混合效果；

5、将片状管错位设置可以使片状管外经过的壳程流体进行多次折流，提高管壳程之间的换热效率；

附图说明

图1为本发明框架淡水冷却器结构轴测图之一；

图2为本发明轴爆炸图；

图3为本发明框架淡水冷却器结构纵截面示意图；

图4为本发明框架淡水冷却器导流结构的安装示意图；

图5为本发明框架淡水冷却器导流结构的液体导流示意图；

图6为本发明框架淡水冷却器结构螺旋管片示意图；

图7为本发明框架淡水冷却器结构片状管结构示意图；

图8为本发明框架淡水冷却器结构片状管的横截面示意图；

图中：1、上层板；2、底层板；3、侧围板；4、法兰口；5、法兰板；6、壳程进水管；7、壳程出水管；8、隔舱盖；9、进口法兰；10、出口法兰；11、隔断板；12、管程进水管；13、管程出水管；14、U形水管；15、安装槽；16、导流结构；17、百叶框；18、U形管束；19、螺旋管片；20、片状管；21、连通水槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

一种框架淡水冷却器结构，如图1、图2、图3所示，包括机舱双层底，双层底为上层板1和底层板2，利用机舱双层底板之间的空间设置换热器的壳体结构，具有双层底板的船体均可以设置，壳体结构包括上层板1、底层板2以及在上层板1和底层板2之间焊接的侧围板3，四周侧围板3与上层板1、底层板2围成冷却器的壳程，因该壳程结构的底层板2是船体外板，外板外侧的海水也可以带走一部分的热量，从而提高换热效果，同时，该装置布置在机舱双层底内，不占用机舱位置，节约了宝贵的船内空间；

如图3、图4所示，所述壳程内壁设有由肋板分隔形成的安装槽15，安装槽15内设有驱动壳程流体旋转流动的导流结构16。如图4中，安装槽15为凸起在壳体内壁的平行的长条状凸起，从而可以使整块的导流结构16在安装时可以从上插入安装槽15内，多个安装槽15和导流结构16同时也将壳程内部分成多个腔，端部的腔室用于设置壳程进、出水管，中间的腔则用于插入安装管程结构，所述导流结构16由多个百叶框17组成导流隔板，如图4、图5所示，百叶框17包括矩形状的薄型框体，在框体内固定设置多篇倾斜的导流片形成百叶片状结构，流体在经过一个百叶框17时，受到百叶片的导流形成偏转，根据此原理，将四个百叶框17为一组，图5中可以看出，每个导流隔板有八块百叶框17组成，则上四个为一组，下四个为另一组，四个百叶框17的中心连线与壳程方向相同，从而在流体经过导流隔板时能够形成如图5中曲线所示的旋转效果，可以进一步提高在热交换时对不同温度的流体的混合热交换效果，图中导流隔板由上下八个百叶框17组成上下两组，每组中相邻两个百叶窗围绕该组中心旋转90°设置。

实施例二：

如图2、图3所示，上层板1相邻设置多个法兰口4，两端法兰口4用于设置冷却器的壳程进出水结构；其他法兰口4用于设置管程进出水结构，法兰口4内插入设置管程的管束。所述壳程进出水结构包括法兰板5、壳程进水管6、壳程出水管7，一个端部法兰口4上密封设置法兰板5，壳程进水管6穿过法兰板5设置；另一端法兰口4上密封设置法兰板5并且贯穿设置壳程出水管7，实际使用时，壳程进水管6连接外部输送的壳程进水，水穿过多个换热腔由壳程出水管7流出。

管程进出水结构包括隔舱盖8，进口法兰9，出口法兰10，管束结构，隔舱盖8通过螺栓密封安装在法兰口4上，安装时，管束结构连接在隔舱盖8的底面，将管束结构由法兰口4穿入壳程内部，将隔舱盖8扣合在法兰口4上，四周用螺栓与上层板1进行密封连接固定，从而对壳程进行完全密封，而且管程与壳程形成相互分隔的循环回路，具体的，所述隔舱盖8内部设有隔断板11，隔断板11将隔舱盖8内分成两个水仓，隔舱盖8外部于隔断板11一侧连接设置进口法兰9、另一侧设置出口法兰10，进口法兰9连接管程的进水源，水由其进入一个水仓内，然后经过管束结构流入另一个水仓；隔舱盖8内部一侧连接设置管束结构，管束结构的两端连通隔断板11两侧的水仓，多个隔舱盖8间通过U形水管14连通，U形水管14可以将多个隔舱盖8进行串联，多个隔舱盖8的两端分别连接设置管程进水管12、管程出水管13；管程水源有进口法兰9进入，并经过由U形水管14串联的多个隔舱盖8，从而形成多级的换热结构，可以理解的是，该管程进出水结构也可以不用通过U形水管14将所有隔舱盖8串联，而形成一个壳程内对多种管程水源进行换热，即每个隔舱盖8可以形成独立的管程，或者进行不同数量的组合，两个或三个隔舱盖8进行串联，对不同的管程流体进行热交换降温。

实施例三：

管束结构包括若干连通在两侧水仓的U形管束18，如图2所示，U形管束18为圆管弯折呈U形，两端分别连通两个水仓，若干个U形管束18形成管程的换热管。

实施例四：

管束结构包括若干螺旋管片19，如图6所示，两侧水仓分别连通设有若干螺旋管片19，螺旋管片19的另一端与连通水槽21相连接使水由一侧水仓经过螺旋管片19进入连通水槽21回流至另一侧水仓，螺旋管片19的截面为矩形状，管程水源经过螺旋管片19旋转穿过，由于螺旋管片19为矩形截面，所以其换热表面积较大，并且由于其外形的螺旋状，可以对流经的壳程流体增加湍流效果。

实施例五：

所述管束结构为连通两侧水仓的若干片状管20，如图7所示，片状管20分为若干排，如图8所示，相邻两排之间的片状管20错位设置，交错设置的片状管20，可以对经过的壳程流体进行折流式导流，从而不断改变壳程流体的流向，相比于圆形管对壳程流体则不具备折流效果，本实施例相对于圆形管则具有更高的换热效率。两侧水仓的片状管20底端通过片状管20连通呈U形，如图7中A所示，也可以将两侧水仓的片状管20底端均连接至连通水槽21，如图7中B所示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种框架淡水冷却器结构，包括机舱双层底，双层底为上层板(1)和底层板(2)，其特征在于，利用机舱双层底板之间的空间设置换热器的壳体结构，壳体结构包括上层板(1)、底层板(2)以及在上层板(1)和底层板(2)之间焊接的侧围板(3)，四周侧围板(3)与上层板(1)、底层板(2)围成冷却器的壳程；

上层板(1)相邻设置多个法兰口(4)，两端法兰口(4)用于设置冷却器的壳程进出水结构；其他法兰口(4)用于设置管程进出水结构，法兰口(4)内插入设置管程的管束。

2.根据权利要求1所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，所述壳程进出水结构包括法兰板(5)、壳程进水管(6)、壳程出水管(7)，一个端部法兰口(4)上密封设置法兰板(5)，壳程进水管(6)穿过法兰板(5)设置；另一端法兰口(4)上密封设置法兰板(5)并且贯穿设置壳程出水管(7)。

3.根据权利要求1所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，所述管程进出水结构包括隔舱盖(8)，进口法兰(9)，出口法兰(10)，管束结构，隔舱盖(8)通过螺栓密封安装在法兰口(4)上，所述隔舱盖(8)内部设有隔断板(11)，隔断板(11)将隔舱盖(8)内分成两个水仓，隔舱盖(8)外部于隔断板(11)一侧连接设置进口法兰(9)、另一侧设置出口法兰(10)；隔舱盖(8)内部一侧连接设置管束结构，管束结构的两端连通隔断板(11)两侧的水仓，多个隔舱盖(8)间通过U形水管(14)连通，多个隔舱盖(8)的两端分别连接设置管程进水管(12)、管程出水管(13)。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，所述壳程内壁设有由肋板分隔形成的安装槽(15)，安装槽(15)内设有驱动壳程流体旋转流动的导流结构(16)。

5.根据权利要求4所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，所述导流结构(16)由多个百叶框(17)组成导流隔板，导流隔板由至少四个百叶框(17)组成一组，每组中相邻两个百叶窗围绕该组中心旋转90°设置。

6.根据权利要求3所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，管束结构包括若干连通在两侧水仓的U形管束(18)。

7.根据权利要求3所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，所述管束结构包括若干螺旋管片(19)，两侧水仓分别连通设有若干螺旋管片(19)，螺旋管片(19)的另一端与连通水槽(21)相连接使水由一侧水仓经过螺旋管片(19)进入连通水槽(21)回流至另一侧水仓。

8.根据权利要求3所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，所述管束结构为连通两侧水仓的若干片状管(20)，片状管(20)分为若干排，并且相邻两排之间的片状管(20)错位设置。

9.根据权利要求8所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，两侧水仓的片状管(20)底端通过片状管(20)连通呈U形。

10.根据权利要求8所述的一种框架淡水冷却器结构，其特征在于，两侧水仓的片状管(20)底端均连接至连通水槽(21)。

Images