用于船用发动机的冷却水排放系统

摘要

一种用于船用发动机冷却系统的排放系统，包括：发动机，该发动机具有闭合冷却剂回路或开放冷却回路中的一个；原水通道，该原水通道具有原水进水口，该原水进水口用于将原水吸入到原水通道中，该原水通道包括软管，该软管被布置成具有竖直高点和竖直低点；排放阀，该排放阀在软管竖直低点处连接到原水通道；通气管线，该通气管线在软管竖直高点处连接到原水通道；和控制手柄，该控制手柄被定位成远离软管竖直高点和软管竖直低点，该控制手柄具有连接到通气管线的通气阀，该控制手柄通过线缆连接到排放阀，其中该控制手柄的移动选择性地同时打开和关闭所述排放阀和通气阀。

权利要求

1.一种船用发动机冷却系统，包括：

原水通道，所述原水通道具有原水进水口，所述原水进水口用于将原水吸入到所述原水通道中，并且所述原水通道包括管道，所述管道被布置成具有竖直高点和竖直低点；

排放阀，所述排放阀在所述管道的所述竖直低点处连接到所述原水通道；

通气管线，所述通气管线在所述管道的所述竖直高点处连接到所述原水通道；以及控制手柄，所述控制手柄被定位成远离所述管道的所述竖直高点和所述管道的所述竖直低点，所述控制手柄被操作性地连接到通气阀，所述通气阀包括空气释放开口并连接到所述通气管线，其中，所述控制手柄的致动移动选择性地打开和关闭所述通气阀，并且，在所述通气阀的打开位置，所述空气释放开口经由所述通气管线与所述原水通道连通。

2.根据权利要求1所述的船用发动机冷却系统，其中，所述控制手柄通过线缆连接到所述排放阀，其中，所述控制手柄的所述致动移动选择性地打开和关闭所述排放阀。

3.根据权利要求2所述的船用发动机冷却系统，其中，所述移动沿着所述手柄的轴向方向。

4.根据权利要求2所述的船用发动机冷却系统，其中，所述排放阀包括中空圆柱形主体，所述中空圆柱形主体具有排放入口和排放出口，并且所述排放阀包括阀芯，所述阀芯布置在所述中空圆柱形主体内并且连接到所述线缆，所述阀芯具有阻止所述排放入口与所述排放出口之间的流动的第一位置以及将所述排放入口与所述排放出口连通的第二位置。

5.根据权利要求1所述的船用发动机冷却系统，其中，所述控制手柄包括管状主体，所述管状主体具有通气端口并且具有空气释放开口，所述通气管线连接到所述通气端口，并且所述控制手柄包括阀构件，所述阀构件被可移动地布置在所述管状主体中，所述阀构件具有阻塞所述通气端口与所述空气释放开口之间的流动的关闭位置，并且具有允许所述通气端口与所述空气释放开口之间的流动的打开位置。

6.根据权利要求1所述的船用发动机冷却系统，其中，所述控制手柄通过线缆连接到所述通气阀。

说明书

用于船用发动机的冷却水排放系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于船用发动机的冷却水系统，更具体地，涉及一种用于从船用发动机冷却系统排放冷却水的系统。

背景技术

[0002] 船舶通常使用“原”水(例如未经处理的海水或湖水)来进行发动机冷却。开环冷却系统使用原水作为唯一的冷却剂，通过形成在驱动单元或船体上的入口将原水吸入到该系统中，使原水循环通过发动机冷却剂通道，并通过发动机排气管道将原水排出。第二种类型的系统包括闭环部分，该闭环部分使冷却剂流体(典型地为水-丙二醇混合物)循环通过发动机冷却剂通道并通过水-水热交换器。该系统的第二部分从船体外部抽取原水并引导该原水通过热交换器，以从冷却剂流体中去除热量。该原水然后通过发动机排气系统排出。

[0003] 两种类型的冷却系统都需要偶尔将原水从冷却系统排出。例如，当预计环境温度要下降到低于冰点时，应该将原水从系统排出，以防止对(开环系统中的)发动机或其它冷却剂系统部件的损坏。此外，排放原水使得能够用淡水冲洗该冷却系统，以除去盐残留物、淤泥和其它不希望的物质。

[0004] 船尾驱动器具有安装在船体内的发动机。将冷却水从这些设备排出包括：打开排放旋塞、移除塞子或拆卸位于冷却回路的低点处的软管并允许水在重力作用下排入舱底中。因为所述排水旋塞、塞子或软管位于低点处，它们通常难以被触及。为了解决这一问题，Hughes等人的美国专利No.6,390,870提出了一种开环冷却系统，该开环冷却系统具有位于发动机冷却系统的低点处的歧管，各种冷却软管被连接到该歧管。该歧管包括排放管。安装有细长杆，以用于将所述排放管打开和关闭的移动，该杆具有塞子端和手柄，该塞子端被可拆卸地插入在排放管中，该手柄位于在歧管上方的位置处的可接近的端部处。

[0005] 当船在水中时，即，当原水进水口被浸没在水中时，为了对冷却系统排水，必须在排放的原水从排水管流出时防止将新的原水虹吸到系统中。这可以通过打开水管线中的通气孔以允许空气进入管线中来完成。本领域中的通气孔的示例包括被动式通气孔(例如浮阀控制的通气孔)和手动地操作的通气孔。

发明内容

[0006] 本发明提供了一种用于对船用发动机冷却系统排水的设备，该设备包括：原水通道，该原水通道具有原水进水口，该原水进水口用于将原水吸入到原水通道中，并且该原水通道包括管道，该管道被布置成具有竖直高点和竖直低点；排放阀，该排放阀在所述管道的竖直低点处连接到原水通道；通气管线，该通气管线在所述管道的竖直高点处连接到原水通道；以及控制手柄，该控制手柄被定位成远离所述管道的竖直高点和所述管道的竖直低点，该控制手柄被操作性地连接到通气阀，该通气阀连接到所述通气管线，其中，该控制手柄的致动移动选择性地打开和关闭通气阀。

[0007] 根据本发明，该控制手柄通过线缆连接到排放阀，并且将所述通气阀打开和关闭的该控制手柄的所述致动移动同时也打开和关闭排放阀。

[0008] 根据本发明的实施例，所述排放阀包括中空圆柱形主体，该中空圆柱形主体具有排放入口和排放出口，所述排放阀具有阀芯，该阀芯布置在中空圆柱形主体内并且连接到所述线缆，该阀芯具有阻止排放入口与排放出口之间的流动的第一位置以及将排放入口与排放出口连通的第二位置。

[0009] 根据本发明的另一个方面，所述通气阀被集成在控制手柄中。本实施例的控制手柄包括管状主体，该管状主体具有通气端口并且具有空气释放开口，通气管线连接到该通气端口，并且所述控制手柄包括阀构件，该阀构件被可移动地布置在管状主体中，该阀构件具有阻塞所述通气端口与空气释放开口之间的流动的关闭位置，并且具有允许所述通气端口与空气释放开口之间的流动的打开位置。

[0010] 替代地，所述通气阀被定位成远离所述控制手柄，并且所述控制手柄通过线缆连接到所述通气阀。

附图说明

[0011] 通过参考以下详细描述、结合附图来阅读，将更好地理解本发明，在附图中：

[0012] 图1是根据本发明的一个实施例的用于船用发动机的开环冷却系统的示意图；

[0013] 图2是根据本发明的另一个实施例的具有开环热交换器的用于船用发动机的闭环冷却系统的示意图；

[0014] 图3是根据本发明的排水阀的图；

[0015] 图4是根据本发明的具有集成式通气阀的控制手柄的图；并且

[0016] 图5是该控制手柄的替代实施例的示意图。

具体实施方式

[0017] 图1是根据本发明的一个实施例的用于船用发动机的开环冷却系统的示意图，其包括排水系统。图1示出了船尾驱动设备，其包括：发动机10，该发动机10布置在船体(未示出)中；和驱动单元12，该驱动单元12安装在船尾(也未示出)上。发动机排气由一个或多个排气管道14运送到驱动单元12，该驱动单元12包括内部管道，该内部管道引导排气通过螺旋桨毂16并进入船后方的尾流中。

[0018] 该开环冷却系统包括在驱动单元12上的原水进水端口20。替代地，可以将原水进水口设置在船体上。原水由进水管道22运送到发动机入口端口24。泵26布置在进水管道22上，以使所述水循环。所述原水循环通过在发动机10中形成的冷却通道(未示出)，并通过出口端口28排出。已用过的原水由出水管道30运送到发动机排气管道14。排气管道14可以装有水套，并且可以在原水被引到发动机排气流中之前首先将原水引入到一个或多个水套(jacket)中，以冷却排气管道以及所述排气。

[0019] 排放阀40在该系统的竖直低点(即，重力将使水流动到的位置)处连接到该冷却系统。排放阀40可以连接到所述冷却系统管道中的一个或多个。如图所示，排放阀40通过第一排放管道42连接到出水管道30，通过第二排放管道44在泵26的入口侧连接到进水管道22，并且通过第三排放管道46在该泵的出口侧连接到进水管道22。排放阀40包括至少一个排放出口48。图1(和示出了替代布置的图2)是示意图；在物理布局中，冷却系统管道22、24和泵26可以布置在物理低点处，以促进由重力引发的排水。

[0020] 在发动机的正常使用期间，即，当该冷却系统运行时，排放阀40被关闭，当希望对该冷却系统进行排水时，排放阀40将被打开。当排放阀40被关闭时，没有流体通过该排放阀或排放管道42、44、46。结合图3描述了示例性的排放阀40。

[0021] 仍参考图1，排放阀40由控制手柄50操作，该控制手柄50被定位成远离该排放阀并通过线缆52连接到该排放阀。该线缆优选为能够接收和传递推力和拉力的钢丝绳线缆。手柄50的滑动移动由该线缆传递到排放阀40，以选择性地打开或关闭所述阀。线缆52由鞘套54承载，以将该线缆的移动约束为滑动移动。控制手柄50具有手柄60，该手柄60通过轴64连接到线缆52，以施加所述滑动移动。因为控制手柄50通过线缆连接到排放阀40，所以可以方便地布设该线缆，并且该控制手柄可以相对于发动机10方便地定位以便于接近。

[0022] 控制手柄50包括结合图4更详细地描述的防虹吸通气阀70。通过与该控制手柄50打开和关闭排放阀40相同的动作来打开和关闭通气阀70，使得该排放阀和通气阀同时被打开且二者同时被关闭。如图1中所示，通气阀70通过通气管线72在进水管道的竖直高点78(即，始终在船的水线上方的点)处连接到原水进水管道22。进水管道22可以被布设成提供高点78，高点78可以(但并非必须)是进水管道22的实际最高点。通气阀70包括空气释放开口76。在通气阀打开位置，通气阀空气释放开口76经由通气管线72与原水进水管道22连通，从而允许空气流入到该通气管线和进水管道22中并防止排水回路中的虹吸效应。

[0023] 图2示出了包括具有原水热交换器182的闭环发动机冷却系统的替代布置。在图2的布置中，发动机110具有包括泵126的闭环冷却系统，该泵126使冷却剂(通常为水-丙二醇混合物)循环进入冷却入口124、通过发动机冷却通道(未示出)、从冷却出口128出来、通过热交换器182并回到所述冷却入口。这种布置使原水流过热交换器182，以冷却发动机冷却剂。原水通过形成在驱动器112(或替代地，船体)上的进水口120被吸入该系统中，并由进水管道122运送到热交换器182。泵180将原水抽吸通过进水管道122，并且引导原水通过热交换器182并通过出水管道130到达发动机排气管道114。在被该系统使用之后，原水通过发动机排气管道114从螺旋桨毂116排出。

[0024] 该原水系统包括根据本发明并且结合图1描述的排放阀40和控制手柄50。排放阀40在该系统的竖直低点(即，重力将使水流动到的位置)处连接到该原水冷却系统。排放阀
40可以连接到所述冷却系统管道中的一个或多个。如图所示，排放阀40通过第一排放管道
42连接到出水管道130，通过第二排放管道44在泵180的入口侧连接到进水管道122，并且通过第三排放管道46在该泵的出口侧连接到进水管道122。排放阀40包括至少一个排放出口
48。

[0025] 排放阀40由控制手柄50操作，该控制手柄50被定位成远离该排放阀并通过线缆52连接到该排放阀，线缆52优选为能够接收和传递推力和拉力的钢丝绳线缆。手柄50的滑动移动由该线缆传递到排放阀40，以选择性地打开或关闭所述阀。线缆52由鞘套54承载，以将该线缆的移动约束为滑动移动。控制手柄50具有手柄60，该手柄60通过轴64连接到线缆52，以施加滑动移动。因为控制手柄50通过线缆连接到排放阀40，所以可以方便地布设该线缆，并且该控制手柄可以相对于发动机110方便地定位以便于接近。

[0026] 控制手柄50包括结合图4更详细地描述的防虹吸通气阀70。通过与该控制手柄50打开和关闭排放阀40相同的动作来打开和关闭通气阀70，使得该排放阀和通气阀同时被打开且二者同时被关闭。通气阀70通过通气管线72在进水管道的竖直高点78(即，始终在船的水线上方的点)处连接到原水进水管道22。进水管道22可以被布设成提供高点78。通气阀70包括空气释放开口76。在打开位置，通气阀空气释放开口76经由通气管线72与原水进水管道22连通，从而允许空气流动并防止排水回路中的虹吸效应。

[0027] 图3是根据本发明的排放阀40的示例性实施例的示意图。排放阀40是滑动阀芯型的阀，并且包括在两端处由端壁244、246封闭的中空圆柱形主体242。排放阀主体242包括入口开口250、252、254，该入口开口250、252、254用于将排放管道42、44、46(见图1和图2)连接到排放阀主体的内部256，并且排放阀主体242包括出口开口260、262、264。滑动阀芯270布置在排放阀40的内部256中，并且包括三个脊台(lands)272、274、276，这三个脊台272、274、276控制排放水流过入口开口250、252、254并在这三个脊台272、274、276之间限定允许水流动的凹槽或腔室。脊台272、274、276在图3中被示出为处于关闭位置，并且可以包括O形环或其它适当的装置以确保对排放阀主体242的密封。脊台272和274在它们二者之间限定腔室
280，脊台274和276限定腔室282，并且脊台276和端壁246限定腔室284。阀芯270以方便的方式联接到控制手柄线缆52，使得可以通过由该线缆传递的控制手柄50的移动来使该阀芯滑动。阀芯270在阀主体242内在图3中的向左方向上的滑动移动使得：腔室280向入口开口250和出口开口260打开，腔室282向入口开口252和出口开口262打开，并且腔室284向入口开口
254和出口开口264打开，这允许水从排放管线42、44和46通过排放阀40排出。

[0028] 图4是根据本发明的控制手柄50的示例性实施例的示意图。控制手柄50包括手柄主体350，该手柄主体350适于在发动机10上或发动机10附近安装在使用者容易接近的位置。用于手动地操作该控制手柄的手柄60被携载在轴62上。轴62由手柄主体350的端壁352、354支撑，用于由手柄60手动地致动的滑动移动。轴62的与手柄60相反的端部联接到线缆
52，使得手柄60和轴62的滑动移动被如上所述地施加到线缆52并传递到排放阀40。

[0029] 图4中所示的控制手柄50包括通气阀70，该通气阀70被集成在手柄主体350中并且由手柄60和轴62致动。通气阀70包括阀芯80，该阀芯80布置在手柄主体350中并且联接到轴62，用于在手柄主体350内滑动移动。阀芯80和端壁352在它们二者之间限定腔室84。阀芯80具有阻塞通气端口82的关闭位置，通气端口82连接到通气管线72，该通气端口82可以形成为接嘴(nipple)。阀芯80具有打开位置，当阀芯80相对于手柄主体350移动到图4中的左侧时，阀芯80使通气端口82和空气释放开口76连接到腔室84，这允许空气自由流动通过腔室
84并流到通气管线72。

[0030] 通过推动或拉动手柄60来手动地操作所示出和描述的控制手柄50。然而，本领域技术人员将会理解，可以使用电动机(例如螺线管)来代替手柄60并通过船舵上的开关来操作该电动机(例如螺线管)。

[0031] 图5是该控制手柄450的替代实施例的示意图。根据本实施例，通气阀450是单独的部件(即，未集成在图4所示的控制手柄中)，并且被定位成远离控制手柄450。排放阀40和通气阀450分别由连接到控制手柄450的线缆52、452驱动。本实施例的通气阀450可以位于任何方便的位置，例如，邻近进水管道的高点(见图1和图2)。

[0032] 前面的描述旨在是说明性的，并且不局限于所描述的字面术语；本领域技术人员将会想到，可以进行其它的变型或替换。例如，已经将所述排放阀和通气阀示出并描述为滑动阀芯阀，但其它的阀布置结构也是可能的，包括旋转阀芯阀、闸阀和可以通过线缆的线性移动而被致动的其它阀。