專利名稱：具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶和海洋平臺(tái)上的一種通海閥箱冷卻器(SeekastenkUler)，其中， 通過(guò)集成的防污系統(tǒng)由可定期(規(guī)則)重復(fù)的過(guò)熱來(lái)殺滅藤壺、瓣鰓綱生物和其它污損生 物。
背景技術(shù)：
在船舶、船舶部件上以及在管路系統(tǒng)及其部件中的污損特別是由于水體污染增強(qiáng) 而急劇上升。國(guó)際上通過(guò)不同措施試圖減少或避免這種污損。DE-PS 19921433 Cl中描述了一種方法和一種裝置，其任務(wù)在于開(kāi)發(fā)用于船舶、 海洋平臺(tái)等的有效、環(huán)保的方法和裝置，用以在通海閥箱中偶爾或持續(xù)與海水接觸的管路、 過(guò)濾器、熱交換器、配件、泵、通海閥箱冷卻器上抑制和避免污損。所述方法的特征在于使通海閥箱中的海水與環(huán)境分開(kāi)，使通海閥箱冷卻器停止 冷卻工作，通過(guò)將高溫循環(huán)回路機(jī)械地轉(zhuǎn)換到待保護(hù)的通海閥箱冷卻器，將該通海閥箱冷 卻器本身用于限制在局部制地、短時(shí)地并且可定期重復(fù)地加熱封入的海水。用于執(zhí)行所述方法的裝置在于一個(gè)海水系統(tǒng)的各個(gè)通海閥箱和使這些通海閥箱 連接的管路和通道以及安裝在該海水系統(tǒng)中的部件如通海閥箱冷卻器、泵和配件形成分開(kāi) 的子系統(tǒng)，由此使封入的海水短時(shí)地、限制在局部地、可定期重復(fù)地過(guò)熱，進(jìn)而使整個(gè)海水 系統(tǒng)逐段地得到保護(hù)以免污損。其另一特征是子系統(tǒng)分成主動(dòng)子系統(tǒng)和被動(dòng)子系統(tǒng)。在 此，在海洋作業(yè)中，在主動(dòng)通海閥箱中的百葉窗式機(jī)構(gòu)打開(kāi)，而截止配件閉合，被動(dòng)子系統(tǒng) 處于百葉窗式機(jī)構(gòu)閉合的清洗工況中，由此，使被動(dòng)通海閥箱中的部件限制在局部地、短時(shí) 地并且可定期重復(fù)地過(guò)熱。上述發(fā)明的缺點(diǎn)在于需要對(duì)船舶結(jié)構(gòu)作出改變，例如由于需要安裝用于使通海 閥箱的排出缺口封閉的閘板。對(duì)封閉裝置的可能的維修工作通常僅可在碼頭進(jìn)行并且會(huì)導(dǎo) 致船舶作業(yè)被非預(yù)想地中斷。DE-PS 102005029988 B3中說(shuō)明了一種裝置，該裝置的任務(wù)在于持續(xù)且有效地保 護(hù)熱載體以免污損，而傳熱器的工作不中斷。該問(wèn)題在由多個(gè)傳熱單體構(gòu)成的傳熱器中這樣解決通過(guò)可運(yùn)動(dòng)的并且設(shè)置在傳 熱單體的入流口和回流口上方的漏斗使流體與實(shí)際的冷卻循環(huán)回路的至少一個(gè)傳熱單體 分開(kāi)。借助一泵使所述流體進(jìn)入被分開(kāi)的循環(huán)回路中，流過(guò)熱源并且在那里達(dá)到較高的溫 度水平。之后，使升溫的流體再循環(huán)到與冷卻循環(huán)回路分開(kāi)的傳熱單體。在加熱循環(huán)結(jié)束 之后，在另一傳熱單體上使漏斗密封就位，由此，對(duì)全部傳熱單體重復(fù)該過(guò)程。上述裝置的缺點(diǎn)在于進(jìn)入漏斗/漏斗式裝置和排出漏斗必須在冷卻器蓋的不同 腔中彼此機(jī)械連接，由此，進(jìn)入漏斗可定位在入口上方，排出漏斗可定位在同一傳熱單體的 出口上方，以便所述進(jìn)入漏斗和排出漏斗可與冷卻循環(huán)回路脫開(kāi)、進(jìn)而在獨(dú)立的加熱循環(huán) 回路中進(jìn)行保護(hù)以免污損。用于使兩個(gè)漏斗彼此機(jī)械耦合的技術(shù)投入非常復(fù)雜且易受干 擾。此外，DE-PS102005(^9988 B3中描述的裝置為加熱使用獨(dú)立的電加熱裝置，該電加熱裝置導(dǎo)致可達(dá)預(yù)計(jì)60KW的附加能量需求，由此出于可持續(xù)性和環(huán)境保護(hù)的原因應(yīng)絕對(duì)予 以避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為抵抗微生物如藤壺、瓣鰓綱生物、藻類等的污損在構(gòu)造方面 這樣設(shè)計(jì)通海閥箱冷卻器，使得能在實(shí)際的冷卻工況中而且在停機(jī)狀態(tài)中由一盡可能簡(jiǎn)單 的裝置通過(guò)使確定數(shù)量的管列(管組)連續(xù)地過(guò)熱而全自動(dòng)地保護(hù)通海閥箱冷卻器。這一 點(diǎn)應(yīng)在系統(tǒng)不分開(kāi)的情況下實(shí)現(xiàn)。所需的加熱能量應(yīng)在能量方面有效地例如從主發(fā)動(dòng)機(jī)或 輔助柴油機(jī)的熱的高溫循環(huán)回路中輸出。根據(jù)本發(fā)明，該目的由權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。在具有集成的熱防污系統(tǒng)(在下文中稱為T(mén)AS)的通海閥箱冷卻器中，通過(guò)管束的 新型設(shè)計(jì)方案，由熱交換管20的近似圓形或方形的布置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)特定的區(qū)段，這些區(qū)段允 許通過(guò)機(jī)械的TAS裝置在冷卻工況期間或冷卻工況外對(duì)通海閥箱冷卻器的管束的單獨(dú)扇 段施加熱水。所述TAS裝置例如包括以角度步進(jìn)的方式轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴1，所述噴嘴沿著熱交換 管20在管板(管柵)14中的圓形布置結(jié)構(gòu)，由此，在對(duì)應(yīng)的區(qū)段中，由于定期地對(duì)通海閥箱 冷卻器的單獨(dú)熱交換管20或區(qū)段施加被加熱的水而在管外壁上和/或在管束的較窄的周 圍環(huán)境中殺滅污損生物。在此，可以相應(yīng)地增大通海閥箱冷卻器的冷卻面，以能夠優(yōu)選從熱的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻 水循環(huán)回路(ΜΕ-HAT)導(dǎo)出附加引入系統(tǒng)中的熱量。但這一點(diǎn)在大多情況下更多是通過(guò)降 低污損限度、由于冷卻器明顯更干凈而得到補(bǔ)償。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用集成的TAS在連續(xù)的海洋作業(yè)中在不必使閥箱冷 卻器停止工作的情況下可實(shí)現(xiàn)通海閥箱冷卻器的防污過(guò)程。在較長(zhǎng)的停泊時(shí)間中， 在港口作業(yè)中通過(guò)TAS循環(huán)回路中的單獨(dú)預(yù)熱裝置、例如輔助電容器或過(guò)剩電容器 (Hilfs-oder tiberproduktionskondensator)同樣可實(shí)施防污過(guò)程。另一積極的副 作用是可在港口作業(yè)中通過(guò)所述裝置使低溫循環(huán)回路ME-LT預(yù)熱，由此使主機(jī)械隨時(shí)保 持準(zhǔn)備就緒(的狀態(tài))。由此可取消傳統(tǒng)的預(yù)熱單元，從而節(jié)省了運(yùn)行的能量成本和購(gòu)置成 本。


借助實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖表示圖Ia示出具有用于防污的TAS裝置13的通海閥箱冷卻器，圖Ib示出具有扇段15的管板14的視圖，圖Ic示出管板14的俯視圖，圖2示出在噴嘴1降低時(shí)被加熱的水的路徑，圖3示出具有降低的噴嘴1的TAS裝置13的側(cè)向剖視圖，圖4示出具有抬高的噴嘴1的TAS裝置13，圖5示出在TAS工況中TAS噴嘴1的移動(dòng)路徑的視圖，圖6示出具有集成的TAS的通海閥箱冷卻器的線路圖。
具體實(shí)施例方式圖Ia示出了通海閥箱冷卻器16及其主要部件，如管束9、蓋12和集成的TAS裝置 13。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水通過(guò)進(jìn)入接管2進(jìn)入到通海閥箱冷卻器16的、通過(guò)蓋12和管板14形成 的空間中。圖Ib和圖Ic示出了管板14的結(jié)構(gòu)實(shí)施形式，該管板具有U形管的圓形布置結(jié)構(gòu) 和噴嘴腔21 (見(jiàn)圖la)的中部管板區(qū)域，在所述中部管板區(qū)域上TAS噴嘴1 (見(jiàn)圖la)通過(guò) TAS裝置13 (見(jiàn)圖la)有目的地工作，以便保護(hù)熱交換管20(見(jiàn)圖la)免受污損。如圖2所示，被加熱的水通過(guò)具有截止閥10的TAS入水口 8和通入TAS噴嘴1的 轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)裝置6流到管束9的小數(shù)量的熱交換管20，以便加熱這些熱交換管。轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)裝 置6使TAS裝置13相對(duì)于通海閥箱蓋12對(duì)外密封，同時(shí)將TAS水引導(dǎo)到TAS噴嘴1并且 允許TAS噴嘴1轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)。圖3和圖4是蓋12的剖視圖并且分別在降低和抬高的位置中示出TAS噴嘴1。根 據(jù)本發(fā)明，這些圖描述了具有升降單元4 (圖2中示出)的集成的TAS裝置13，該升降單元 壓在轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)裝置6的軸上，負(fù)責(zé)使TAS噴嘴1抬起，使TAS噴嘴1在進(jìn)一步向下一個(gè)位置 轉(zhuǎn)動(dòng)期間保持在抬起的位置中，然后使TAS噴嘴1在達(dá)到下一個(gè)位置之后降低并且保證TAS 噴嘴1壓緊在管板14上，以便加熱熱交換管20的下一個(gè)扇段。根據(jù)實(shí)施形式，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝 置5通過(guò)帶7向轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)裝置6的軸傳遞轉(zhuǎn)矩。圖5示出了熱交換管20的圓形布置結(jié)構(gòu)。TAS噴嘴1以角度步進(jìn)的方式轉(zhuǎn)動(dòng)，沿 著熱交換管20在管板14中的圓形布置結(jié)構(gòu)提供這樣的特定區(qū)段，所述TAS噴嘴由此將所 述區(qū)段與實(shí)際的冷卻水分開(kāi)。TAS噴嘴1對(duì)各熱交換管20的管束9的被劃分出的扇段施 加熱水。但在六流式和多流式通海閥箱冷卻器16中，在每一個(gè)、至少在每隔一個(gè)(每第二 個(gè))噴嘴腔21中安裝一獨(dú)立的TAS裝置13。TAS噴嘴1不僅可以如圖5所示地在半徑上 實(shí)施，也可以在整個(gè)直徑上實(shí)施或以一種扇段形狀來(lái)實(shí)施。圖6示出發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的低溫循環(huán)回路(ME-LT)中的部件的基本布置結(jié)構(gòu)，用以 將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的子流加熱并且通過(guò)具有截止閥10的TAS入水口 8引入到通海閥箱冷卻 器16中。通過(guò)溫度調(diào)節(jié)閥1將水加熱到至少75°C的溫度水平。閥22和23由一控制裝置 根據(jù)溫度打開(kāi)。事先，使TAS噴嘴1降低，使被加熱的TAS水流入通過(guò)TAS噴嘴1劃分出的 區(qū)段中并且加熱該區(qū)段。整個(gè)TAS循環(huán)的過(guò)程以角度步進(jìn)的方式進(jìn)行，確切地說(shuō)是直到噴 嘴實(shí)施至少360°的完整圓形運(yùn)動(dòng)。參考標(biāo)號(hào)清單
1TAS噴嘴
2接管-冷卻入水口
3接管-冷卻水出口
4升降單元
5噴嘴的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置
6轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)裝置
7帶
8被加熱的水
9管束
10截止閥11溫度傳感器12冷卻器蓋13TAS裝置14管板15扇段16通海閥箱冷卻器17TAS循環(huán)泵18TAS熱交換器19TAS溫度調(diào)節(jié)閥20熱交換管21噴嘴腔22TAS水的閥出口
權(quán)利要求
1.一種具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，所述防污系統(tǒng)用于借助能定期重復(fù)的 過(guò)熱來(lái)殺滅藤壺、瓣鰓綱生物和其它污損生物，其特征在于管束(9)的熱交換管00)在所 述通海閥箱冷卻器(16)中布置成，形成管板(14)的至少一個(gè)近似圓形或方形的子面；通 過(guò)在噴嘴腔中安放一機(jī)械式TAS裝置(13)的TAS噴嘴(1)來(lái)覆蓋包含所述管束(9) 的多個(gè)熱交換管OO)的單獨(dú)的扇段(15)，由此，在常規(guī)的冷卻工況期間或在常規(guī)冷卻工況 外，通過(guò)獨(dú)立輸入的被加熱的水對(duì)相對(duì)于周?chē)芊獾貏澐殖龅臒峤粨Q管OO)進(jìn)行保護(hù)以 免受海水側(cè)污損物的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于所述熱交 換管OO)具有結(jié)構(gòu)化的表面，從而改善傳熱并且提高抗污損物的附著阻力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于所述 TAS裝置(1 是一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，以便通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)覆蓋和加熱由單獨(dú)的熱交換管OO)構(gòu) 成的新的扇段(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng) 引導(dǎo)裝置(16)作為所述TAS裝置(13)的一部分使冷卻器蓋(12)中的水空間對(duì)外密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于TAS噴嘴 (1)在水腔中接裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)裝置(16)上，所述TAS噴嘴的外形仿照一個(gè)或多個(gè)扇段 (15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于附加 安裝有一升降單元G)，所述升降單元使所述TAS噴嘴(1)在所述TAS裝置(1 每次進(jìn)一 步轉(zhuǎn)動(dòng)之前抬高并且在所述進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)之后再降低，使所述TAS裝置(1 有目的地壓緊在 所述管板(14)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于所述 TAS裝置(13)的抬高、降低以及在所述管板(14)上的壓緊以液壓方式通過(guò)集成在所述TAS 噴嘴(1)中的活塞按照伸縮原理進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于所述 TAS裝置(13)的TAS噴嘴(1)的轉(zhuǎn)速通過(guò)變速馬達(dá)專門(mén)匹配。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于所述 TAS裝置(13)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)安裝在水流中的未詳細(xì)描述的水力渦輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于安裝 有多個(gè)TAS裝置(13)，所述多個(gè)TAS裝置分別由自己的驅(qū)動(dòng)裝置(10)或者是通過(guò)一公用的 驅(qū)動(dòng)裝置(10)在時(shí)間上單獨(dú)地或同時(shí)地驅(qū)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于所 述TAS裝置(13)由專門(mén)的降低摩擦的材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于借 助集成的測(cè)量和調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及執(zhí)行裝置自主、定期地執(zhí)行以及自動(dòng)地監(jiān)視局部短時(shí)過(guò)熱。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于在 六流式和多流式通海閥箱冷卻器(16)中，在每一個(gè)噴嘴腔中、至少在每隔一個(gè)的噴嘴 腔中設(shè)置一獨(dú)立的TAS裝置(13)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13的具有集成的防污系統(tǒng)的通海閥箱冷卻器，其特征在于所述TAS噴嘴(1)構(gòu)造成單獨(dú)的徑向扇段(15)或在整個(gè)直徑上的扇段(15)，或者以其它扇段 形狀來(lái)構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明涉及在船舶和海洋平臺(tái)上的一種通海閥箱冷卻器，其具有集成的防污系統(tǒng)，所述防污系統(tǒng)用于借助能定期重復(fù)的過(guò)熱來(lái)殺滅藤壺、瓣鰓綱生物和其它污損生物。本發(fā)明的目的在于，設(shè)計(jì)通海閥箱冷卻器，使得一簡(jiǎn)單的裝置能在實(shí)際的冷卻工況中以及在停機(jī)狀態(tài)中通過(guò)連續(xù)地使一定數(shù)量的熱交換管(20)過(guò)熱在不中斷冷卻過(guò)程的情況下自動(dòng)地保護(hù)通海閥箱冷卻器(16)不受微生物污損的影響，如果可能使用來(lái)自冷卻水的余熱。所述目的這樣實(shí)現(xiàn)在通海閥箱冷卻器(16)的特定區(qū)段中以圓形方式布置熱交換管，從而在常規(guī)的冷卻工況期間或在常規(guī)冷卻工況外通過(guò)一機(jī)械裝置向管束的單獨(dú)扇段供應(yīng)熱水。所述熱防污系統(tǒng)(TAS)裝置(13)包括一的TAS噴嘴(1)，該TAS噴嘴以角度步進(jìn)的方式轉(zhuǎn)動(dòng)并從冷卻過(guò)程中分離出通海閥箱冷卻器(16)的單獨(dú)的熱交換管(20)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，冷卻器設(shè)計(jì)適于同時(shí)實(shí)施冷卻和抗污功能，以及通過(guò)使用來(lái)自冷卻水的廢熱在不中斷冷卻過(guò)程的情況下保護(hù)包括集成的TAS裝置的通海閥箱冷卻器免受污損物的影響。
文檔編號(hào)B63B59/00GK102089204SQ200980123208
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者岡特·赫費(fèi)爾 申請(qǐng)人:岡特·赫費(fèi)爾