專利名稱：船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置，涉及管子的一般的隔熱方法，特別是使用干填料的裝置。國際專利分類號(hào)為F16L59/04。
現(xiàn)有的船用柴油機(jī)的排氣管多使用水冷套辦法將排氣管散發(fā)到周圍環(huán)境的熱量減少。這種水冷套排氣管是用鑄鐵(或鋼)制成，具有雙層管壁，外夾層通水，內(nèi)層管排放發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后的高溫廢氣。冷卻水即可將通過內(nèi)層管壁散發(fā)的熱量帶走而保持外管壁溫度不過高。由于船只在航行中有充足的水源供應(yīng)，所以至今大多數(shù)船用柴油機(jī)排氣管均采用水冷套方法降溫。這種方法的缺點(diǎn)是隔熱效果不理想，成本高，因?yàn)閹A層的鑄鐵管結(jié)構(gòu)復(fù)雜和技術(shù)難度大，而且成品率偏低，因而使水冷套排氣管的成本提高；大量船用柴油機(jī)采用增壓技術(shù)，用燃燒廢氣作功，來增加動(dòng)力輸出。但在水冷套排氣管條件下，冷水將一部分熱量帶走，使燃?xì)鉁囟冉档?，?dǎo)致增壓器的工作效率下降，輸出功率下降；取自航道中的冷水，因所含鹽份和污染物都加速對(duì)鑄鐵管的腐蝕，一般使用不足兩年就要更換，增加了修船的費(fèi)用。同時(shí)，這類混合污染物被排放入水，造成水質(zhì)污染。
不使用水冷套的船用柴油機(jī)排氣管采用包覆隔熱材料方法降低散發(fā)到環(huán)境中的熱量。包覆用的材料多為石棉，陶棉和巖棉等。中國發(fā)明專利93105359.5號(hào)公開了一種“預(yù)制保溫直埋蒸汽管”，其組成包括一根定尺長度鋼管，上面裝有單波波紋補(bǔ)償器和導(dǎo)流半環(huán)。定尺長鋼管和單波波紋補(bǔ)償器的外部包有兩種以上的保溫材料，其中靠近內(nèi)層的是巖棉類保溫材料，外層是具有防水作用的聚胺酯類保溫材料，兩層保溫材料之間是鍍鋅鐵皮的隔層。最外部是高壓聚乙烯的保護(hù)外殼。這種采用包覆保溫材料的方法很難適應(yīng)柴油機(jī)排氣管的高溫、劇烈震動(dòng)及溫度的急劇變化，易損易壞。這類材料損壞后，不但隔熱效果顯著下降，還會(huì)造成飛塵污染。
本發(fā)明的目的正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提出了一種船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置。這種采用填充粉狀或粒狀耐火保溫材料的裝置，可以大幅度減少熱能的散發(fā)，提高輸出功率。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置，在船用柴油機(jī)排氣管外部，設(shè)有一包覆排氣管的金屬外殼，在外殼和排氣管之間填充粒狀保溫材料。
本發(fā)明的目的還可以通過以下步驟進(jìn)一步完善船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置中的保溫材料是膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、硅藻土、云母粉、鎂礦砂或者耐火粘土熟料，或者它們之間的任意體積的混合物；保溫材料的粒度在4毫米以下；金屬外殼的厚度為0.2毫米～1.0毫米。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)①明顯改善“人-機(jī)-環(huán)”條件；②大幅度減少熱能的散發(fā)，保持較高的廢熱利用水平；③提高輸出功率，降低油耗；④降低制造、維修成本；⑤控制環(huán)境污染。
本發(fā)明共有4幅附圖，其中

圖1為本發(fā)明的最佳實(shí)施例，亦可做說明書摘要的附圖。
圖1、截面為同心圓的示意圖；圖2、截面為多邊形的示意圖；圖3、截面為任意不規(guī)則外形的示意圖；圖4、一側(cè)面利用箱體作側(cè)面和起固定作用的截面示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步描述。
如圖1所示，在船用柴油機(jī)排氣管2的外部，用金屬薄板做成可嚴(yán)密包覆排氣管2的外殼1，在外殼1和排氣管2之間填充粉狀或粒狀的耐火保溫材料3。所用的耐火保溫材料3可以是膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、硅藻土、云母粉、鎂礦砂或者耐火粘土熟料等，或者是它們之間的任意體積的混合物。船用柴油機(jī)排氣管2的隔熱外殼1可用薄鋼板制成。外殼1的作用是盛裝粉狀或粒狀的耐火保溫材料3，使其均勻地充填在排氣管2的周圍。降溫用的外殼1的內(nèi)層與排氣管2的外壁的距離不小于5毫米，距離越大，降溫效果越好，表面溫度越低。外殼1可以和排氣管2呈同心圓式(如圖1)，亦可是多邊形(如圖2)或任意不規(guī)則外形(如圖3)，外殼1的一個(gè)側(cè)面也可以利用部分柴油機(jī)箱體作側(cè)面和起固定作用(如圖4)。
對(duì)于現(xiàn)有帶夾層的水冷套排氣管，可以將水套中剩水排盡，并將進(jìn)水口與出水口堵死。然后在排氣管外層壁上部鉆若干直徑為5mm～10mm的小孔，以供放入耐火保溫粒料或粉料。小孔間距以150mm～200mm為好。裝完耐火保溫粒料或粉料后，可用耐火膠泥將小孔封閉，以防耐火保溫料溢出。
實(shí)施例1、船用6160柴油機(jī)的水冷卻排氣管，總長約2米，將其中貯水排出后充填粒度為1mm～5mm的膨脹蛭石為保溫材料3，充填的辦法是沿水套(外殼)1軸向每隔200mm鉆一直徑為10mm的圓孔，圓孔位于水套排氣管的上方。將保溫材料(膨脹蛭石)3沿所鉆圓孔中加入，裝滿為止。裝滿后用耐火膠泥或高溫粘接劑將孔密封。在船正常行駛中，用溫度計(jì)測(cè)定表面溫度最高處為163℃，最低處為151℃，原有冷卻水進(jìn)水泵，進(jìn)水管道和排水管道均拆去不用。
2、在船用6170柴油機(jī)排氣管2上用0.4mm厚鋼板焊接一個(gè)外殼1，外殼1上部留一寬20mm的開口縫，通過開口縫將1∶1的硅藻土和云母粉混合物做為保溫材料3填入。外殼1外形與排氣管2相似，排氣管2外壁與降溫用鋼外殼1內(nèi)壁距離最寬處約為18mm，最窄處約為9mm，鋼外殼1與排氣管2連接處的縫隙用耐火膠泥密封，以防止保溫材料溢出。
由于降溫外殼1與排氣管2間用保溫材料3填充，外殼1不另加支持物，船舶全速行駛時(shí)，鋼外殼1表面溫度在135℃～155℃之間，上端開口縫在充填保溫材料3后，即可以焊接方式封口，防止保溫材料3溢出。
3、一臺(tái)船用6200柴油機(jī)，先用水冷套在試驗(yàn)臺(tái)上做測(cè)定，功率僅達(dá)到設(shè)計(jì)額功率的88％。排氣管2外加裝0.4mm不銹鋼板降溫外殼1，并且將一側(cè)用螺釘緊固在柴油機(jī)箱體上，外殼1上部每隔200mm開直徑10mm小孔，通過小孔裝入膨脹蛭石和云母粉的混合物做為保溫材料3，體積比約為1∶1。不銹鋼外殼1與排氣管2最窄距離為13mm，最寬距離為22mm，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，表面溫度在160℃～165℃之間，耗油量降至1.17克/千瓦時(shí)，此柴油機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)轉(zhuǎn)300小時(shí)后，保溫材料3沒有漏出，并且降溫效果穩(wěn)定，表面穩(wěn)定維持在160℃～165℃之間。
4、一臺(tái)船用6200柴油機(jī)，排氣管外加裝0.4mm不銹鋼板外殼1，并且將一側(cè)用螺釘緊固在柴油機(jī)箱體上，外殼1上部每隔200mm開直徑10mm小孔，通過小孔裝入膨脹珍珠巖、鎂礦砂和耐火粘土熟料的混合物做為保溫材料3。按重量確定其裝入比例為膨脹珍珠巖30％；鎂礦砂30％；耐火粘土熟料40％。外殼1與排氣管2間距為13mm～22mm，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，表面溫度在155℃～162℃之間，耗油量降至1.16克/千瓦時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)300小時(shí)，保溫材料3無漏出，降溫效果穩(wěn)定。
總之，利用本發(fā)明可在現(xiàn)有冷卻水套式的排氣管夾套內(nèi)充填保溫耐火材料后，排氣管表面溫度為150℃～180℃。對(duì)于無水套排氣管用0.4mm～1.0mm厚的鋼板圍繞排氣管做成外殼，外殼與排氣管最小距離為8mm～20mm時(shí)，全馬力工作條件下，局部表面溫度為90℃～120℃。
對(duì)船用排氣管實(shí)行保溫措施后，由于燃燒后的廢氣溫度提高，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率總體提高3％～10％，油耗降低1.3克/千瓦時(shí)～3.7克/千瓦時(shí)。動(dòng)力艙溫度約下降3℃～8℃。
權(quán)利要求
1.一種船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置，其特征在于在船用柴油機(jī)排氣管(2)外部，設(shè)有一包覆排氣管(2)的金屬外殼(1)，在外殼(1)和排氣管(2)之間填充粒狀保溫材料(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置，其特征在于所說的保溫材料(3)是膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、硅藻土、云母粉、鎂礦砂或者耐火粘土熟料，或者它們之間的任意體積的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置，其特征在于所說的保溫材料(3)的粒度在4毫米以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置，其特征在于所說的金屬外殼(1)的厚度為0.2毫米～1.0毫米。
全文摘要
本發(fā)明為一種船用柴油機(jī)排氣管隔熱裝置,在船用柴油機(jī)排氣管外部,設(shè)有一包覆排氣管的金屬外殼,在外殼和排氣管之間填充粒狀或粉狀保溫材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):①明顯改善“人－機(jī)－環(huán)”條件;②大幅度減少熱能的散發(fā),保持較高的廢熱利用水平;③提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率,降低油耗;④降低制造、維修成本;⑤控制環(huán)境污染。
文檔編號(hào)F01N13/14GK1298060SQ0012453
公開日2001年6月6日 申請(qǐng)日期2000年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月19日
發(fā)明者梁曉工, 劉慎中 申請(qǐng)人:北京坦德科技有限責(zé)任公司