一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备的制作方法

本发明涉及余热回收，具体为一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备。

背景技术：

1、船舶柴油主机的燃油总能量中，仅约40%转化为动力输出，剩余30%-40%以缸套冷却水或排气余热等低品位废热形式直接排放，余热回收利用是提升船舶能效和降低运营碳排放最具性价比的技术路径之一；

2、当前船舶领域广泛应用的固定管壳式或板式余热回收换热器，在海洋复杂工况下长期运行时，海水作为冷源介质时，海水携带的泥沙、海洋微生物和矿物质离子易在换热壁面沉积，形成水垢与生物黏泥，影响设备的换热效率，需要停机拆解清洁，无法满足船舶长时间航行的连续运行需求。

3、专利cn107612426b公开了船舶余热回收两级温差发电装置，上述专利实现了将高温废气余热直接转化为电能，实现了能量的梯级利用，增加了余热的利用量，提高了装置功率。

4、上述专利采用船舶高温烟气作为第一级温差发电单元的热端，采用船舶缸套循环水作为第一级温差发电单元冷端同时作为第二级温差发电单元的热端，采用海水冷却作为第二级温差发电单元的冷端，在长期使用过程中海水中的生物或其他杂质会附着在第二级温差发电单元的冷端，使第二级温差发电单元的换热效果下降，从而使设备整体换热效率下降，因此，设备使用海水作为换热介质时，在避免换热结构因海水中杂质附着导致换热效率和换热稳定性下降上存在优化空间。

5、为此，本申请提出了一种逆流高效换热的船舶发动机用节能型余热回收换热设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，以解决上述背景技术中提出的海水作为冷源介质时存在杂质附着影响换热效率的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，包括壳体，所述壳体外壁套设有换热腔，所述换热腔外壁下侧设置有进水口一，所述换热腔外壁上侧设置有出水口一，所述换热腔内壁侧面设置有转动片，所述换热腔内壁沿周向均匀设置有6-10个转动轴一，所述转动轴一外壁设置有刮片一，所述转动轴一与换热腔连接处和换热腔与壳体连接处均设置有转速传感器，所述刮片一与转动轴一活动连接，所述换热腔内壁侧面设置有温度传感器一，所述壳体外壁前侧设置有控制器，所述转速传感器和温度传感器一分别通过信号线与控制器连接。

3、优选的，所述壳体外壁上侧贯穿设置有进汽口，壳体外壁下侧贯穿设置有出液口，进汽口和出液口与壳体连接处均设置有连接阀，壳体内壁中部设置有温度传感器二，连接阀和温度传感器二分别通过信号线与控制器连接。

4、优选的，所述换热腔外壁下侧设置有集液环一，集液环一外壁下侧设置有进水口二，进水口二呈周向均匀分布，集液环一与换热腔连接处设置有出水口二，集液环一内壁中部设置有旋流叶片，集液环一外壁下侧设置有收集环，换热腔外壁下侧贯穿设置有排污口，排污口与换热腔连接处设置有排污阀一，收集环通过连接管与排污口连接，收集环外壁下侧设置有排污阀二，排污阀一和排污阀二分别通过信号线与控制器连接。

5、优选的，所述出水口一外壁上侧设置有集液环二，出水口一与集液环二连接处设置有调节阀，集液环二内壁设置有预热管，预热管呈螺旋状，预热管外壁设置有凸点，预热管输出端和输入端均设置有连接头，连接头与预热管连接处均设置有密封阀，集液环二外壁上侧设置有出水口三，调节阀和密封阀分别通过信号线与控制器连接。

6、优选的，所述壳体内壁中部设置有转动轴二，转动轴二外壁设置有转动叶片和导流叶片，转动叶片位于导流叶片上方，导流叶片呈螺旋状分布，导流叶片外壁靠近壳体内壁一侧设置有刮片二，壳体内壁下侧设置有整流栅格。

7、优选的，所述集液环一外壁侧面贯穿设置有安装口，安装口呈周向均匀分布，安装口内部设置有阳极块，阳极块外壁靠近集液环一内部一侧设置有导流罩，阳极块外壁远离集液环一内部一侧设置有插拔块，插拔块外壁靠近安装口一侧设置有密封环一。

8、优选的，所述换热腔与壳体连接处设置有滑道，滑道分为上下两组，滑道内部设置有滚珠，滑道内壁靠近换热腔和壳体一侧均设置有缓冲条，滑道外壁上下两侧均设置有密封环二。

9、优选的，所述壳体外壁中部设置有检测腔，检测腔内壁下侧设置有液位传感器，液位传感器通过信号线与控制器连接。

10、优选的，所述壳体内壁上侧设置有均流板，均流板外壁上侧贯穿设置有气孔，气孔呈均匀阵列分布。

11、优选的，所述壳体和换热腔外壁上侧均设置有泄压阀，壳体和换热腔内壁中部均设置有压力传感器，泄压阀和压力传感器分别通过信号线与控制器连接。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1.本发明通过安装有换热腔、转动片、转动轴一和刮片一，实现了逆流高效换热的功能，解决了杂质附着和海水流道存在流动死区影响换热效率以及能源消耗大的问题，能够通过海水流动带动换热腔和转动轴一独立转动，破坏海水的层流状态的同时能够对换热腔内部进行清洁，使海水能够与余热介质充分换热，减少了设备的能源消耗，提高了设备的换热效率；

14、2.本发明通过安装有集液环一、旋流叶片、收集环、阳极块和导流罩，实现了海水初步过滤的功能，解决了大颗粒杂质冲击损坏转动片和刮片一以及颗粒沉积加速设备腐蚀的问题，能够去除海水中的大颗粒杂质，提高了设备的换热稳定性，延长了设备的使用寿命；

15、3.本发明通过安装有集液环二、预热管、凸点和调节阀，实现了余热高效利用的功能，解决了低品位余热浪费和余热输出波动大的问题，能够利用海水中的低品位余热对加热需求低的待加热介质进行加热，避免了能源浪费，提高了设备的余热利用率和余热输出稳定性；

16、4.本发明通过安装有转动轴二、转动叶片、导流叶片和刮片二，实现了打散温度分层的功能，解决了余热介质存在温度分层、余热介质周向温差大和杂质附着影响换热效果的问题，将高温余热介质甩向壳体边缘，将低温余热介质向中心区域聚拢，打破了余热介质的温度分层，提高了设备的换热效率。

1.一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：包括壳体（1），所述壳体（1）外壁套设有换热腔（2），所述换热腔（2）外壁下侧设置有进水口一（3），所述换热腔（2）外壁上侧设置有出水口一（4），所述换热腔（2）内壁侧面设置有转动片（5），所述换热腔（2）内壁沿周向均匀设置有6-10个转动轴一（6），所述转动轴一（6）外壁设置有刮片一（7），所述转动轴一（6）与换热腔（2）连接处和换热腔（2）与壳体（1）连接处均设置有转速传感器（8），所述刮片一（7）与转动轴一（6）活动连接，所述换热腔（2）内壁侧面设置有温度传感器一（9），所述壳体（1）外壁前侧设置有控制器（10），所述转速传感器（8）和温度传感器一（9）分别通过信号线与控制器（10）连接。

2.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述壳体（1）外壁上侧贯穿设置有进汽口（11），壳体（1）外壁下侧贯穿设置有出液口（12），进汽口（11）和出液口（12）与壳体（1）连接处均设置有连接阀（13），壳体（1）内壁中部设置有温度传感器二（14），连接阀（13）和温度传感器二（14）分别通过信号线与控制器（10）连接。

3.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述换热腔（2）外壁下侧设置有集液环一（15），集液环一（15）外壁下侧设置有进水口二（16），进水口二（16）呈周向均匀分布，集液环一（15）与换热腔（2）连接处设置有出水口二（17），集液环一（15）内壁中部设置有旋流叶片（18），集液环一（15）外壁下侧设置有收集环（19），换热腔（2）外壁下侧贯穿设置有排污口（20），排污口（20）与换热腔（2）连接处设置有排污阀一（21），收集环（19）通过连接管与排污口（20）连接，收集环（19）外壁下侧设置有排污阀二（22），排污阀一（21）和排污阀二（22）分别通过信号线与控制器（10）连接。

4.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述出水口一（4）外壁上侧设置有集液环二（23），出水口一（4）与集液环二（23）连接处设置有调节阀（24），集液环二（23）内壁设置有预热管（25），预热管（25）呈螺旋状，预热管（25）外壁设置有凸点（26），预热管（25）输出端和输入端均设置有连接头（27），连接头（27）与预热管（25）连接处均设置有密封阀（28），集液环二（23）外壁上侧设置有出水口三（29），调节阀（24）和密封阀（28）分别通过信号线与控制器（10）连接。

5.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述壳体（1）内壁中部设置有转动轴二（30），转动轴二（30）外壁设置有转动叶片（31）和导流叶片（32），转动叶片（31）位于导流叶片（32）上方，导流叶片（32）呈螺旋状分布，导流叶片（32）外壁靠近壳体（1）内壁一侧设置有刮片二（33），壳体（1）内壁下侧设置有整流栅格（34）。

6.根据权利要求3所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述集液环一（15）外壁侧面贯穿设置有安装口（35），安装口（35）呈周向均匀分布，安装口（35）内部设置有阳极块（36），阳极块（36）外壁靠近集液环一（15）内部一侧设置有导流罩（37），阳极块（36）外壁远离集液环一（15）内部一侧设置有插拔块（38），插拔块（38）外壁靠近安装口（35）一侧设置有密封环一（39）。

7.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述换热腔（2）与壳体（1）连接处设置有滑道（40），滑道（40）分为上下两组，滑道（40）内部设置有滚珠（41），滑道（40）内壁靠近换热腔（2）和壳体（1）一侧均设置有缓冲条（42），滑道（40）外壁上下两侧均设置有密封环二（43）。

8.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述壳体（1）外壁中部设置有检测腔（44），检测腔（44）内壁下侧设置有液位传感器（45），液位传感器（45）通过信号线与控制器（10）连接。

9.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述壳体（1）内壁上侧设置有均流板（46），均流板（46）外壁上侧贯穿设置有气孔（47），气孔（47）呈均匀阵列分布。

10.根据权利要求1所述的一种船舶发动机用节能型余热回收换热设备，其特征在于：所述壳体（1）和换热腔（2）外壁上侧均设置有泄压阀（48），壳体（1）和换热腔（2）内壁中部均设置有压力传感器（49），泄压阀（48）和压力传感器（49）分别通过信号线与控制器（10）连接。