BG64516B1

BG64516B1 - Уредба за отработени газове за водни превозни средства

Info

Publication number: BG64516B1
Application number: BG107074A
Authority: BG
Inventors: Hans Hellmann
Original assignee: Fr. Luerssen Werft (Gmbh & Co.)
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2005-05-31
Also published as: DE10011806A1; ES2227126T3; NZ521219A; BR0109152A; WO2001069053A1; DE50104209D1; ATE280318T1; JP2003527525A; AU3374401A; EP1266131A1; NO20024292D0; US6802750B2; KR20030007451A; PL365384A1; TR200202146T2; US20030143903A1; NO20024292L; PT1266131E; EE04635B1; EE200200514A

Abstract

Уредбата включва тръба за отработени газове (1, 1', 3, 3'), водеща от моторната уредба (66) до изпускателния отвор за отработени газове (44). В зоната пред отвора (44) е предвидено проточно средство за намаляване на енергията (10, 10', 20, 20') на бликащата през изхода за отработени газове в тръбата за отработени газове (1, 1', 3, 3') морска вода. В зоната на средството за намаляване на енергията(10, 10', 20, 20') или пред него, в посоката на потока отработен газ (35), е предвиден поне един резервоар (20, 20'). От най-дълбокото му място към околното пространство на транспортното средство води отводнителен тръбопровод (25, 25'). а

Description

Предшестващо състояние на техниката

Уредбите за отработени газове за водни превозни средства от малък и среден тип съдържат по принцип в посоката на потока на отработения газ, зад мотора, респ. всеки мотор, един или повече компенсатори за поглъщане на вибрациите, шумозаглушители и тръба за отработен газ, която води към изпускателен отвор в бордната стена на водното превозно средство. Този изпускателен отвор при това обикновено се разполага плътно над водната линия, за да държи колкото е възможно настрани изпусканите отработени газове от собствената палуба или палубите на разположени в съседство водни превозни средства.

Вследствие на високата температура на отработените газове, те трябва да бъдат охлаждани преди преминаването им през страничната стена. Освен това обикновено морската вода се впръсква непосредствено в тръбата за отработен газ, като след това, с потока отработен газ, се завихря и заедно с него се транспортира навън от тръбата за отработен газ.

Този начин на охлаждане на отработени газове е много ефективен. Обаче проблемът се състои в това, че вследствие на непосредствения контакт на морската вода с отработения газ и относително продължителния контакт през целия път на транспортиране до изпускателния отвор, се отлагат неизгоряло гориво и частици сажди в охладената вода и се отмиват от тръбата за отработени газове. Вследствие от това се образува филм от сажди и частици гориво върху горната водна повърхност в околността на изпускателния отвор и бордната стена на превозното средство, както и се замърсява разположеното в съседство водно превозно средство.

Друга последица от директното впръскване на морска вода в тръбата за отработен газ е податливостта на корозия на тръбата за отработен газ в околността на отвора за впръскване на морска вода.

Друг проблем с неприятни последици за уредбата за отработени газове се получава от разбиването на вълните: когато силно вълнение или натоварване довежда до удряне на водни маси срещу бордната стена в участъка на изпускателния отвор и по този начин достигане в уредбата за отработени газове, това може да доведе до значими повреди. За да се избегнат повредите, доколкото е възможно, е известно тръбата за отработен газ, малко преди изпускателния отвор, да се въвежда в U-образна форма и върхът на U-коляното да се разполага възможно най-високо над водното огледало (повърхност). Но очевидно е, че тази мярка при неблагоприятни обстоятелства не е достатъчна за удрящата се в уредбата за отработен газ морска вода да бъде спряна преди върха на U-коляното. Ако обаче тя достигне отвъд върха, са възможни значителни повреди в компенсаторите, шумозаглушителите или мотора от корозия или пресоляване.

Техническа същност на изобретението

Вследствие на това задачата на изобретението е да се създаде уредба за отработени газове за водни превозни средства, при която обусловените от морската вода повреди от корозия се избягват в значителна степен.

В съответствие с изобретението, задачата се решава чрез уредба за отработени газове за водни превозни средства с тръба за отработени газове, водеща от моторната уредба към изпускателен отвор, в която в зоната, намираща се пред изпускателния отвор за отработени газове, е предвидено средство за намаление на енергията на удрящата се през изпускателния отвор за отработен газ в тръбата за отработен газ морска вода и в зоната на средството за намаляване на енергията или в посоката на потока отработен газ, преди него, е предвиден поне един резервоар и при него от най-дълбокото място на резервоара води тръбопровод за отводняване в околността на превозното средство.

За предпочитане е една форма на изпълнение, при която резервоарът е разположен повисоко от изпускателния отвор за отработени газове.

Също така за предпочитане е, когато средството за намаляване на енергията се изпълни поне с едно коляно и резервоарът се оформи посредством участък на тръбата на отработени газове, който е разположен между един спускащ се участък и свързан с него издигащ се участък на тръбата за отработени газове.

В този случай за предпочитане е коляното да се оформя чрез две огьвки на 180°, които са извити в същата посока по винтова линия и по този начин се монтират със спестяване на място. Предимство е, че първата, най-близка до изпускателния отвор за отработени газове огъвка, гледано срещу потока отработени газове, има един първи издигащ се клон и един втори спускащ се клон и следващата огъвка образува резервоара и започва с първи спускащ се клон и завършва с втори изкачващ се клон.

За предпочитане е мястото за въвеждане на охлаждаща морска вода при уредбата за отработени газове с охлаждане с морска вода на отработените газовете намира надолу по посока на потока от първата огъвка. Това се оказва особено за предпочитане, ако крайният елемент при изпускателния отвор на тръбата за отработени газове е обхванат поне частично от кожух с охлаждаща вода.

Пояснения за приложените фигури

Допълнителните предимства на изобретението се разясняват по-нататък във връзка с чертежите на различните примерни изпълнения. Показани са:

Фигура 1 - поглед на първо примерно изпълнение на разрез на тръба за отработени газове между мотора и края на тръбата за отработени газове;

Фигура 2 - поглед отстрани на второ примерно изпълнение на този участък на тръбата за отработени газове;

Фигура 3 - поглед отпред на второ примерно изпълнение;

Фигура 4 - поглед отстрани на края на тръбата за отработени газови с кожух за охладителна вода;

Фигура 5 - поглед отпред на края с кожух за охладителна вода;

Фигура 6 - частичен разрез на корпуса на кораба с мотор и примерно изпълнение на цялостна уредба на отработени газове.

Примери за изпълнение на изобретението

Участък от тръба за отработени газове 1 в съответствие с примерното изпълнение на фиг. 1 съдържа следните основни елементи, гледано срещу посоката на потока отработен газ 35: фланец 16, последван от прав участък на тръба 14, първо коляно 10, разположено зад него, свързано към него второ коляно 20, прав участък 28, свързано с него U-коляно 30 и зад него дълъг прав участък: 34, който свършва с друг фланец 36. Първото коляно има насочен нагоре клон 11 и един насочен надолу клон 12. Съответно второто коляно 20 има насочен надолу участък 21 и следващ след него насочен нагоре участък 22 и третото коляно има насочен нагоре участък 31, както и насочен надолу участък 32.

Фланецът надолу по посока на потока 16 служи за свързване на изобразения на фиг. 4 край на тръбата за отработени газове, а фланецът 36 свързва участъка на тръбата за отработени газове 1 с мотора или разположен преди него поглъщащ или филтърен елемент.

Морската вода, удряща се отвън през изпускателния отвор за отработени газове 44 (фиг. 4) и по-нататък в участъка на тръбата за отработени газове 1, вследствие на нейната кинетична енергия, може да преодолее вертикалния участък на тръбата 14 и разположеното зад него първо коляно 10. При това, вследствие на контакта със стената в участъка на издигащия се първи клон 11 и на спускащия се втори клон 12 на коляното 10, се намалява една голяма част от кинетичната енергия на водата. По този начин първото коляно представлява средство за намаляване на енергията на морската вода. Морската вода вследствие на това може да тече или обратно в посока на изпускателния отвор за отработени газове, или в намиращото се след коляното 10 коляно 20. Посредством повторния стенен контакт в участъка на спускащия се надолу клон 21 и изкачващия се нагоре клон 22 на второто коляно 20, се намалява евентуално съществуващата остатъчна енергия на водата дотолкова, че следващият изкачващ се участък 28 на тръбата за отработени газове вече не може да се преодолее.

За намаление на енергията, второто коляно има допълнително функцията на резервоар. Събираната в участъка на второто коляно 20 вода през намиращия се в най-ниското място на коляното отвор за изтичане 24 и водещата надолу тръба за отводняване 25 или съответна тръба се отвежда обратно към разположения ниско участък на вертикалната тръба 14. Отводняващата тръ ба 25 притежава по-малко напречно сечение от тръбата на отработени газове, така че удрящата се в тръбата за отработени газове морска вода може да достига в по-малки количества пред отводнителната тръба 25 в участъка на второто коляно 20.

Колената 10,20 и 30 в представеното примерно изпълнение имат съответно ъгъл на кривина от 180°, чрез което съответно свързаните прави участъци на тръбата преминават паралелно. Както е показано в примерните изпълнения на фиг. 1 до 3, за предпочитане тръбата за отработени газове да е така монтирана, че правите участъци 14,28 преминават вертикално, с оглед морската вода да се задържа обратно, колкото е възможно ефективно. Дължините на правите участъци 14, 28, както и преходът между коляното 10 и коляното 20, могат съответно да се изменят в съответствие с наличното място и разположението на мотора, респ. изпускателния отвор за отработени газове.

Представеното на фиг. 2 и 3 примерно изпълнение на участъка на тръбата за отработени газове 1 ’ се различава от примерното изпълнение съгласно фиг. 1 главно по две следващи едно след друго колена на 180° 10', 20', които са избити в същата посока по винтовата линия. Поподробно участъкът на тръбата за отработени газове 1 ’ в тази конструктивна форма отново има коляно 10', намиращо зад вертикалния участък на тръбата 14' по посока на потока (като посоката на потока отново е маркирана чрез стрелката 35), което в изображението на фиг. 2, зад равнината на чертежа, е огънато навън. Коляното 10' в това примерно изпълнение по този начин описва една половина от завъртяна наляво спирална траектория. Следващото директно свързвано с него коляно 20' се разполага изцяло в равнината, разположена зад равнината на чертежа и в тази равнина е извито в същата посока, както коляното 10'. Следващият издигащ се нагоре участък на тръбата за отработени газове 28' преминава вертикално нагоре и се влива в друго коляно 30', което отново по-нататък е извито обратно в разположената отпред равнина на изхода и едновременно е извито в противоположната посока на колената 10', 20'. Следващият вертикален спадащ надолу участък на тръбата за отработени газове 34' преминава отново в същата равнина, както участъка на тръбата за отработе ни газове 14', както това е видно на фиг. 3, където двата участъка на тръбата за отработени газове са показани един зад друг.

Предимството на това примерно изпълнение се състои в това, че то спестява място, гледано в посока отстрани (фиг. 1, респ. фиг. 2). Вертикално по отношение на него, в погледа отпред (фиг. 3), това примерно изпълнение изисква повече място.

Възможни са други примерни изпълнения, при които са включени едно или повече колена към първото коляно, гледано по посока на потока отработен газ, което или които при обратно ориентиране започва с първия насочен надолу клон и завършва с втория, насочен нагоре клон. Като алтернатива, описваните колена образуващи средства за намаление на енергията и образуващи винтова траектория, могат да се разположат също така по същество хоризонтално и към тях нагоре по посока на потока да бъде свързан един резервоар. Средството за намаляване на енергията може например да има формата на коляно, извито надолу под 90°, с минимален радиус на кривина. В едно напълно друго оформление е предвиден участък на тръба за отработени газове със силно уголемено напречно сечение, което прекъсва удрящата се морска вода или поне я забавя и едновременно има едно ниско място, образуващо резервоар с тръбопровод за отводняване.

Представеният примерно на фиг. 4 и 5 краен елемент 3 на тръбата за отработени газове следва непосредствено надолу по посока на потока към правия участък 14, респ. 14' на участъка на тръбата за отработени газове 1,1’ съгласно едно от посочените примерни изпълнения и има от страната на входа фланец 40. Фланецът 40 е свързан с фланец 16, респ. 16'. Крайният елемент 3 освен това има свързано към фланеца коляно 42 и свързан към него прав участък 43. Последният до 25 изпускателния отвор за отработен газ 44 е обхванат от кожух с охладителна вода 45. Вътрешната стена 48 на кожуха с охладителна вода 45 е образувана от външната стена на правия участък 43, а външната стена 49 на кожуха с охладителна вода 45 е участък на тръба, обхващащ концентрично вътрешната стена 48 и две пръстеновидни стени 46 и 47 затварят челно кожуха с охладителна вода 45. Към кожуха с охладителна вода 45 се включва освен това зах ранващ щуцер 52 с намиращ се върху него фланец 53, както и показаният на фиг. 5 изходящ накрайник 5 за охладителна вода. Той е оформен посредством вътрешен отвор 54 и горни отвори 56, разположени върху сегмент с форма на част от кръг, които пронизват пръстеновидна стена 47 и частично обхващат отвън изхода за отработен газ 44. В края надолу по посока на потока на кожуха с охладителна вода се намира фланец, състоящ се от две раздалечени шайби 57 и 58. При монтаж на крайния елемент 3, по-специално във водно превозно средство с бордна стена от дърво или материал от стъкловлакно, двете шайби 57 и 58 на фланеца се затягат отвън, респ. отвътре, срещу бордната стена на водното превозно средство, така че кожухът с охладителна вода 45, с частта, намираща се в участъка на междинното пространство 59 между шайбите 57, 58, пронизва бордната стена. При водно превозно средство с метална обшивка шайбата 57 може да отпадне. Тогава оставащата шайба 58 може да се завари към съответното място на бордната стена по своя външен диаметър. Съществено съгласно изобретението е, че бордната стена не е непосредствено в контакт с тръбата за отработени газове, по-точно с правия участък 43.

Размерът и изпълнението на отделните отвори 54,56 за охладителна вода са така избрани в примерното изпълнение, че най-голямата част на изтичащата охладителна вода достига през горните отвори 56 и обхваща полукръгово излизащите през изходния накрайник 44 отработени газове. По този начин отработените газове и охладителната вода се завихрят съобразно охлаждането на отработените газове според изобретението едва извън уредбата за отработени газове.

На фиг. 4 и фиг. 6 може да се види, че фланецът 40 е наклонен по отношение на централната ос 39 на крайния участък. Ако фланецът 40 се монтира към хоризонтално ориентиран фланец 16,16' съгласно примерните изпълнения от фиг. 1 или 2, то така се получава едно понижаване на крайния участък в посока към изхода за отработени газове 44. По този начин се постига това, че след изключване на мотора и по този начин след изключване на охлаждането с морска вода, останалата в кожуха с охладителна вода 45 вода може да се оттече през отвора на пръстенообразната стена, намиращ се в найдълбокото място на кожуха с охладителна вода 45.

Пълното напречно сечение на отворите 54 и 56 съобразно концепцията на изобретението е така оразмерено, че кожухът с охладителна вода 45, при предварително зададено количество на транспортиране за циркулацията на охладителна вода, винаги е запълнен изцяло от протичаща охладителна вода. Според количеството на протичащата охладителна вода и размерът на отделните отвори, пръстенообразната стена 47 също така може например да се оформи по нейната пълна обиколка с отвори 56.

На фиг. 6 примерно е изобразено устройството на цялостна уредба за отработени газове вътре в корпуса на кораб. Мотор 66 има изпускателен накрайник 67, към който са свързани в посока на потока 35 на отработени газове компенсатор 68, шумозаглушител 70, допълнителен компенсатор 69 и правоъгълно, водещо нагоре, коляно 72. В посока на потока на това място на участъка за отработени газове 1' (в съответствие с примерното изпълнение от фиг. 2 и 3) е оформен фланец 36'. Към намиращия се надолу по посока на потока фланец 16' на участъка на тръбата за отработени газове Г освен това е монтирана с фланец крайна наставка 3 съгласно примерното изпълнение от фиг. 4 и 5. Тя е свързана с бордната стена 62 посредством шайби 57, 58, образуващи фланеца.

При тази конструкция най-голямата част на мотора, както и намиращите се зад него елементи на уредбата за отработени газове до коляното 72, се разполагат под водната линия 64. Ако морската вода проникне отвъд U-образното коляно 30', в уредбата за отработени газове, то тогава тя при единствено използване на силата на тежестта вече не би могла да се отведе от уредбата за отработени газове. В този случай е необходима активна помпена система. Изпълнените като силфони компенсатори 68 и 69, както и шумозаглушителят, освен това образуват ниши за събираната морска вода, която може трудно да бъде отстранена. Водата би могла да бъде изпарена едва чрез контакта с горещите отработени газове, чрез което повишена опасност от корозия се отлага. Освен това по този начин се повишава рискът от осоляване в съответните ниско разположени участъци на уредбата за отработе ни газове, чрез което в течение на времето става все по-дебел слоят сол и може да доведе до запушване. Поради това при едно такова устройство е особено важно да се предотврати проникването на морска вода до тези места.

Средството за енергийно разграждане, резервоарът, както и тръбата за отработени газове и охлаждането с морска вода, нагоре по посока на потока преди резервоара, се изпълняват за предпочитане от легирана стомана от типа 1.4571 или 1.3964. Намиращата се нагоре по посока на потока, отвъд резервоара, част на тръбата за отработени газове, може обаче да бъде от проста въглеродна стомана, тъй като в този участък не може да проникне морска вода.

Claims

Патентни претенции

1. Уредба за отработени газове за морски превозни средства с тръба за отработени газове, водеща от моторната уредба до изпускателния отвор за отработени газове (44), характеризираща се с това, че в участъка на тръбата за отработени газове (1,3; 1 ’, 3) е предвидено проточно средство за понижаване на енергията на морската вода, удряща се през изхода за отработени газове в тръбата за отработени газове, и в зоната на средството за понижаване на енергията или преди него в посока на потока от отработени газове (35) е предвиден поне един резервоар и, че от най-дълбокото място на резервоара към околното пространство на превозното средство води отводнителен тръбопровод (дренажна тръба 25, 25'), че резервоарът е разположен по-високо от изпускателния отвор за отработени газове (44) и, че средството за понижаване на енергията е изпълнено поне чрез едно коляно и резервоарът е изпълнен посредством участък на тръбата за отработени газове, който е разположен между спускащ се участък и свързан към него издигащ се участък на тръбата за отработени газове.
2. Уредба за отработени газове съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че коляното е изпълнено посредством две дъги на 180°, които преминават извити в същата посока по винтова линия.
3. Уредба за отработени газове съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че близкостоящата (първа) до изпускателният отвор за отработени газове (44) дъга на 180° (10; 10'), гледано в посока срещу тръбата за отработени газове, има един първи издигащ се клон (11; 1Г) и един втори спускащ се клон (12; 12'), и свързаната към нея втора дъга на 180° (20; 20') образува резервоара и започва с един първи спускащ се клон (21; 21 ‘) и завършва с един втори издигащ се клон (22; 22’).
4. Уредба за отработени газове съгласно претенция 2 или 3, характеризираща се с това, че преходът от първата към втората дъга на 180° е изпълнен от един прав тръбен участък.
5. Уредба за отработени газове съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че отводнителният тръбопровод е изпълнен като спускаща се отводнителна тръба (25; 25') или спускаща се гъвкава тръба (шлаух), свързана с част (14; 14') на тръбата за отработени газове (1, 3; Г, 3), разположена по посока на потока зад първата дъга на 180°.
6. Уредба за отработени газове съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че отводнителната тръба (25; 25') или гъвкавата тръба (шлаух) имат поне частично намалено напречно сечение в сравнение с тръбата за отработени газове (1, 3; Г, 3).
7. Уредба за отработени газове съгласно една от претенциите от 1 до 6 с охлаждане с морска вода на отработените газове, характеризираща се с това, че мястото за подаване на охладителна морска вода в тръбата за отработени газове се намира надолу по посока на потока отработени газове от средството за намаляване на енергията.
8. Уредба за отработени газове съгласно претенция 7, характеризираща се с това, че крайната част от страната на изпускателния отвор (3) на тръбата за отработени газове (1, 3; 1’, 3) е обхваната поне частично от кожух с охладителна вода (45).
9. Уредба за отработени газове съгласно претенция 8, характеризираща се с това, че вътрешната стена (48) на кожуха с охладителна вода (45) е изпълнена от външната стена на тръбата за отработени газове, че външната стена (49) на кожуха с охладителна вода (45) обхваща неговата вътрешна стена (48) концентрично и, че кожухът с охладителна вода (45) е затворен по челните краища с пръстеновидна стена (46,47), свързана с една от вътрешната и външната стена.
10. Уредба за отработени газове съгласно претенция 9, характеризираща се с това, че кожухът с охладителна вода (45) има вход на охладителна вода (52, 53) в неговия край, ориентиран към тръбата за отработени газове и, че изходът за охладителна вода е изпълнен от поне един отвор в пръстеновидната стена (47), разположена в участъка на тръбата за отработени газове (44).
11. Уредба за отработени газове съгласно претенция 10, характеризираща се с това, че тя е вкарана в зоната на кожуха с охладителна вода (45) посредством съответен отвор в бордната стена.
12. Уредба за отработени газове съгласно претенция 11, характеризираща се с това, че кожухът с охладителна вода (45) е оформен с един монтажен фланец (57,58) за закрепване към бордната стена.
13. Уредба за отработени газове съгласно една от претенциите 10 до 12, характеризираща се с това, че входът на кожуха с охладителна вода (52, 53) и изхода на кожуха с охладителна вода са така конструирани и разположени, че потокът оттичаща се охладителна вода облива поне частично излизащия от изпускателния отвор за отработени газове (44) на тръбата за отработени газове (1,3; Г, 3) поток отработени газове.
14. Уредба за отработени газове съгласно претенция 13, характеризираща се с това, че изходът за охладителната вода е изпълнен от отвори (54,56), оформени поне върху частично кръговия сегмент на изпускателната стена, чието пъл но напречно сечение и чието разположение са така избрани, че протичащата охладителна вода постоянно запълва обема на кожуха с охладителна вода (45).

5 15. Уредба за отработени газове съгласно една от претенциите 8 до 14, характеризираща се с това, че кожухът с охладителна вода (45) е наклонен към изхода за охладителна вода и, че поне единият от отворите (54, 56) на изхода за 10 охладителна вода се намира в най-дълбокото място на кожуха с охладителна вода (45).

16. Уредба за отработени газове съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че в тръбата за отработени газове (1,3; Г, 3), извън
15 изпускателния отвор за отработени газове, отвъд резервоара, срещу посоката на потока отработени газове, се намира U-образно коляно (30, 30'), което се състои от един първи издигащ се клон (31; ЗГ) и един втори спускащ се клон 10 20 (32; 32').
17. Уредба за отработени газове съгласно претенция 16, характеризираща се с това, че преходът от резервоара, по-специално от втората д ъга на 180° към U-образната дъга (30; 30'), е

25 изпълнен посредством един прав тръбен участък (28; 28').
18. Уредба за отработени газове съгласно поне една от предходните претенции, характеризираща се с това, че правите участъци между

30 дъгите (10, 20, 30; 10', 20', 30') са ориентирани вертикално.