CN106164461B - 除雾器单元以及具备该除雾器单元的egr系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种除雾器单元(1)，其具有：壳体(21)，其形成内部空间；挡板(25)，其配置成与使流体流入内部空间的除雾器单元入口(28)对向，并在内部空间中形成弯曲的上游侧流路(32)；以及除雾器主体(24)，其将上游侧流路(32)与上游侧流路(32)下游侧的下游侧流路(33)隔开。这样的除雾器单元(1)与利用扩管使流体通过除雾器主体的流速均匀的其他除雾器单元相比，能够紧凑化地形成。

Description

除雾器单元以及具备该除雾器单元的EGR系统

技术领域

本发明涉及一种从废气中除去烟雾的除雾器单元以及具备该除雾器单元的EGR系统。

背景技术

为了除去来自锅炉的废气中所含的烟雾，使用除雾器或烟雾消除器(参见专利文献1)。在专利文献1中，公开了一种除雾器，其设置在除尘塔的出口配管或废气脱硫装置的洗涤塔的下游。

并且，众所周知有一种EGR(废气再循环：Exhausted Gas Recirculation)系统，其通过将内燃机的废气的一部分抽取出来，向内燃机的吸气侧引导并再度吸气而减少废气中的氮氧化物。对于该EGR系统也采用除雾器，从再循环的废气中除去烟雾之后向内燃机的吸气侧引导。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平8-131764号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，常规的除雾器(根据情况称为“烟雾消除器”)如专利文献1所示，设置在配管的中游，一般设置在废气脱硫装置等的构造物内。这样的设置位置存在烟雾变得较多的情况，并可能超过除雾器的除去极限。对此，考虑到将除雾器多段化等，但存在导致装置大型化的问题。

特别是，当为船舶用EGR系统时，由于需要设置在内燃机的附近，因此要求将除雾器紧凑化。

图5中示出有作为比较例的除雾器单元100。除雾器单元100具有位于废气上游侧的扩管101以及从废气中除去烟雾的除雾器主体102。随着扩管101形成为随着向其流路的下游侧行进，流路的截面积逐渐增大。除雾器主体102配置在由扩管101扩大了截面积的流路的横截面整体上。

扩管101用于调整废气的流速，使废气尽可能地不产生流速分布而均匀减速。这是由于用于除去烟雾的适当的流速根据除雾器主体102决定。这样一来，为了获取适当的流速而需要扩管102，因此存在除雾器单元100整体的大小必须沿废气的流动方向大型化的问题。

本发明鉴于上述事实而完成，其目的在于提供一种紧凑化地形成的除雾器单元以及具备该除雾器单元的EGR系统。

技术方案

本发明的第1方式所涉及的除雾器单元具有：壳体；入口，其使流体流入所述壳体的内部空间；挡板，其与该入口对向地配置在所述壳体内；除雾器主体，其从通过的流体中除去烟雾；上游侧流路，其在所述内部空间弯曲，以便从所述入口流入的流体向下流动，并且向下流动的流体通过所述挡板的下方后折返而向上流动；下游侧流路，其设置于所述内部空间中位于所述上游侧流路的下游侧的位置，且通过所述除雾器主体与所述上游侧流路隔开；以及除雾器支撑板，其沿着水平面配置于所述下游侧流路的下部，支撑所述除雾器主体的下部，并且将所述下游侧流路与所述上游侧流路隔开，其中，所述挡板固定在所述壳体形成的内壁面中的上侧的顶面上，且两端侧固定在所述壳体的所述内壁面中的两侧壁上，所述下游侧流路被所述壳体所形成的内壁面、所述除雾器支撑板以及所述除雾器主体包围，由此与所述上游侧流路隔开。

在这样的除雾器单元中，由于挡板配置为与从入口流入内部空间的流体对向，因此通过流体撞击挡板并沿挡板扩展流动，从而能够使流体减速并使流速均匀化。并且，当流体撞击挡板时，流体中所含的烟雾附着在挡板上，能够首次大致除去烟雾。

另外，通过挡板形成弯曲的上游侧流路，从而能够使流体的流速均匀化，并且能够利用弯曲流动时的离心力进一步除去烟雾。

这样一来，被挡板减速并流速均匀化的流体被引导至除雾器主体，在除雾器主体中最终除去残留的烟雾。

这样的除雾器单元与利用扩管使流体通过除雾器主体的流速均匀减速的如图5所示的除雾器单元相比，能够省略需要确保流体在流动方向上的直线状的规定距离的扩管，并能够紧凑化地形成。

所述第1方式所涉及的除雾器单元的所述挡板以及所述除雾器主体可以设置在所述壳体的上部区域，并且所述挡板的下端可以配置在比所述除雾器主体的下端更靠铅直方向下侧。

通过将挡板的下端配置在比除雾器主体的下端更靠下侧，能够使在挡板的下端弯曲的流体在向上方折返之后被引导至除雾器主体。由此，能够使流体流入除雾器主体的流速进一步均匀化，并且能够在除雾器主体中切实除去烟雾。

所述第1方式所涉及的除雾器单元还可以具有：下垂板，其从所述除雾器主体向所述除雾器支撑板的铅直方向下侧突出。

通过设置向除雾器支撑板的下侧突出的下垂板，使得沿除雾器支撑板的下表面流动的流体撞击下垂板。撞击下垂板的流体越过下垂板向周围流动之后，流入除雾器主体。这样一来，能够防止流体因下垂板的存在而以除雾器支撑板的端部为捷径流入除雾器主体，并能够均匀保持流入除雾器主体的流体的流速分布。

所述第1方式所涉及的除雾器单元还可以具有多孔板，其在所述内部空间中将贮留所述烟雾的贮留空间与所述上游侧流路隔开。

由于多孔板设置为将烟雾贮留的贮留空间与上游侧流路隔开，因此能够防止在上游侧流路中流动的流体直接接触贮留空间的液面。由此，能够减少贮留在贮留空间中的液体与上游侧流路中流动的流体再次混合的情况。

本发明的第2方式所涉及的EGR系统具有：洗涤塔，引擎主体的废气的一部分被引导至其中；以及上述任一项中所述的除雾器单元，来自所述洗涤塔的废气被引导至所述除雾器单元，其中，来自所述除雾器单元的废气被引导至所述引擎主体。

通过紧凑化地形成除雾器单元，能够紧凑化地形成EGR系统，并能够将其设置在引擎主体附近。

有益效果

能够紧凑化地形成根据本发明的除雾器单元以及EGR系统。

附图说明

图1是表示具备应用了本发明的一个实施方式所涉及的除雾器的EGR系统的柴油机的立体图。

图2是表示具备图1的EGR系统的柴油机的概略构成图。

图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的除雾器的侧剖面图。

图4是表示图3的除雾器的俯视状态下的纵剖面图。

图5是表示比较例的除雾器的侧剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图对除雾器单元的一个实施方式进行说明。

如图1所示，除雾器单元1例如用于EGR系统2，该EGR系统2设置在用于船舶推进的二冲程大型柴油机(以下，简称“引擎”)上。引擎具有引擎主体3、增压器5以及EGR系统2。

引擎主体3利用由增压器5生成的燃烧用空气使燃料燃烧，从而生成动力，排出废气。废气经由烟囱排出到环境中。

如图2所示，增压器5配置在引擎主体3与EGR阀6之间，并且具有轴流涡轮机11和离心压缩机12。轴流涡轮机11利用从引擎主体3排出的废气生成旋转动力，并排出废气。离心压缩机12利用由轴流涡轮机11生成的旋转动力，通过压缩外部空气和/或由EGR鼓风机8供给的废气生成燃烧用空气。

EGR系统2具有EGR阀6、洗涤塔7、除雾器单元1以及EGR鼓风机8。EGR阀6配置在引擎主体3的上侧，将从增压器5向烟囱流动的废气的一部分供给至洗涤塔7。洗涤塔7和EGR鼓风机8配置在引擎主体3与EGR阀6之间。

洗涤塔7具备文丘里管，通过文丘里管生成从EGR阀6供给的废气的高速气流。洗涤塔7通过在废气的高速气流中散布清洗液，生成清洗液的烟雾。这时，废气中所含的粉尘与烟雾接触，废气中的粉尘被除去。

除雾器单元1在被洗涤塔7除去了粉尘的粉尘除去后废气中除去烟雾，从而生成烟雾除去后废气。

EGR鼓风机8对被除雾器单元1除去了烟雾的烟雾除去后废气进行升压并供给至增压器5的离心压缩机12。

图3表示除雾器单元1。除雾器单元1具有壳体21、多孔板22、除雾器支撑板23、除雾器主体24、挡板25以及下垂板26。

壳体21为在内部形成内部空间的容器。在壳体21的内部空间，形成有贮留空间31、上游侧流路32以及下游侧流路33。贮留空间31配置在壳体21的内部空间的下部。下游侧流路33配置在壳体21的内部空间的上部的一部分上。上游侧流路32以不与贮留空间31以及下游侧流路33邻接的方式配置在贮留空间31与下游侧流路33之间，并配置在贮留空间31的上侧。

壳体21还形成有除雾器单元入口28和除雾器单元出口29。除雾器单元入口28形成于壳体21所形成的内壁面中面向上游侧流路32的壁面上，将被洗涤塔7除去了粉尘的粉尘除去后废气导入上游侧流路32。除雾器单元出口29形成于壳体21所形成的内壁面中面向下游侧流路33的壁面(在本实施方式中为顶面)上，将下游侧流路33与EGR鼓风机8连接。

多孔板22由形成有流体可通过的多个孔的平坦的板形成。多孔板22沿水平面配置在壳体21的内部空间，将贮留空间31与上游侧流路32隔开。多孔板22可以是例如网格状的板。

除雾器支撑板23由流体不能通过的板形成。除雾器支撑板23在壳体21的内部空间中沿与下游侧流路33的下部大致水平的面配置，将上游侧流路32与下游侧流路33隔开。除雾器支撑板23的底部形成为比挡板25的下端更靠铅直方向下侧。

除雾器主体24以流体能够通过的方式形成多次弯曲的多个流路，作为整体形状形成如图3所示的平坦的板状体。除雾器主体24沿与壳体21的内部空间大致垂直的面配置，将上游侧流路32与下游侧流路33隔开。即，下游侧流路33被壳体21所形成的内壁面、除雾器支撑板23以及除雾器主体24包围，通过除雾器支撑板23和除雾器主体24与上游侧流路32隔开。除雾器主体24从通过除雾器主体24的流体中除去烟雾。除雾器主体24的下部被除雾器支撑板23支撑。

挡板25由流体不能通过的板形成。挡板25配置在壳体21的内部空间中除雾器主体24与除雾器单元入口28之间，并且沿与除雾器主体24所沿着的铅直面平行的铅直面配置。如图4所示，挡板25进一步配置成使其与除雾器单元入口28对向，即，使从除雾器单元入口28流入上游侧流路32的流体撞击所述挡板25。这时，挡板25配置为使从除雾器单元入口28至挡板25的距离为除雾器单元入口28的直径以下。

如图3所示，挡板25进一步设置在壳体21的上部区域。更具体的是，固定在壳体21所形成的内壁面中上侧的顶面上。并且，挡板25的两侧端固定在壳体21的两侧壁上。

挡板25形成为使挡板25的下端配置在比除雾器主体24的下端更靠铅直方向下侧。挡板25的下方的流路面积形成为比进入该下方区域之前的流路面积大，且废气通过挡板25的下方时不会被再次加速。这样一来，挡板25使上游侧流路32发生弯曲，以便从除雾器单元入口28流入的流体向下流动，并且向下流动的流体折返而向上流动。

下垂板26由流体不能通过的板形成。下垂板26以沿除雾器主体24所沿的铅直面，即沿除雾器主体24的上游面向下方的延长面的方式配置在该面上，且上端与除雾器支撑板23接合。下垂板26还形成为下端与挡板25的下端在铅直方向的位置相同，或者配置在铅直方向上侧。即，下垂板26形成为将从上游侧流路32中除雾器支撑板23的下侧的区域朝向除雾器主体24(在图3中为朝右侧)的流体向下侧引导。

下面对具备上述结构的除雾器单元1的EGR系统2的作用进行说明。

在EGR系统2中，引擎主体3利用由增压器5生成的燃烧用空气使燃料燃烧，从而生成动力，排出废气。增压器5利用从引擎主体3排出的废气，对从EGR鼓风机8供给的废气进行升压，从而生成燃烧用空气，并排出废气。EGR阀6将从增压器5排出的废气中规定流量的废气供给至洗涤塔7。

洗涤塔7通过除去从EGR阀6供给的废气中的粉尘而生成粉尘除去后废气。除雾器单元1从利用洗涤塔7生成的粉尘除去后废气中除去烟雾，从而生成烟雾除去后废气。EGR鼓风机8对利用除雾器单元1生成的烟雾除去后废气进行升压并供给至增压器5。

从洗涤塔7向除雾器单元1供给的废气从除雾器单元入口28导入上游侧流路32。从除雾器单元入口28导入的废气撞击挡板25，沿挡板25的上游面扩展流动。这时，废气中所含的较大的烟雾附着在挡板25上，被除去。附着在挡板25上的液滴向下方流动，滴落到贮留空间31中。

撞击挡板25并沿挡板25的上游面向上方流动的废气在撞击壳体21的顶面之后变向，并且沿挡板25的上游面在左右的宽度方向上流动的废气在撞击壳体21的两侧面之后变向，最终废气整体向下流动。这样一来，通过挡板25而向下流动的废气以在挡板25的下端迂回的方式折返，朝除雾器主体24向上流动。

在挡板25的下端流动的废气的一部分向上游侧流路32中除雾器支撑板23的下侧的区域流动。向除雾器支撑板23的下侧的区域流动的废气在撞击下垂板26之后在其下端迂回，朝除雾器主体24向上流动。这样一来，废气在弯曲的上游侧流路32中流动，通过在下垂板26的下端迂回时的离心力，废气中所含的烟雾被进一步分离，通过多孔板22的孔并贮留在贮留空间31中。这时，多孔板22防止了在上游侧流路32中流动的废气直接接触贮留空间31内的液面，并且防止了贮留在贮留空间31中的烟雾再度吸入。

在上游侧流路32中流动的废气通过除雾器主体24并向下游侧流路33供给。废气通过除雾器主体24，从而废气中所含的烟雾凝结并落下，通过多孔板22的孔并贮留在贮留空间31中。被除雾器主体24除去了烟雾的废气在下游侧流路33中流动，经由除雾器单元出口29供给至EGR鼓风机8。

如上所述，根据本实施方式所涉及的具有除雾器单元1的EGR系统，可起到以下作用效果。

由于挡板25配置为与从除雾器单元入口28流入内部空间的废气对向，因此通过废气撞击挡板25并沿挡板25扩展流动，从而能够使废气减速并使流速均匀化。并且，当废气撞击挡板25时，废气中所含的烟雾附着在挡板25上，能够首次大致除去烟雾。

另外，通过挡板25形成弯曲的上游侧流路32，从而能够使废气的流速均匀化，并且能够利用弯曲流动时的离心力进一步除去烟雾。

除雾器单元1通过挡板25使废气流动的流路发生弯曲，由此与图5中作为比较例示出的具有扩管101的除雾器单元100相比，能够缩短长度方向的长度，并紧凑地形成。

通过将挡板25的下端配置在比除雾器主体的下端更靠下侧，能够使在挡板25的下端弯曲的废气在向上方折返之后被引导至除雾器主体24。由此，能够使废气流入除雾器主体24的流速进一步均匀化，并且能够在除雾器主体中切实除去烟雾。

通过设置向除雾器支撑板23的下侧突出的下垂板26，使得沿除雾器支撑板23的下表面流动的废气撞击下垂板26。撞击下垂板26的废气越过下垂板26向周围流动之后，流入除雾器主体24。这样一来，能够防止废气因下垂板26的存在而以除雾器支撑板23的端部为捷径流入除雾器主体24，并能够均匀保持流入除雾器主体24的流体的流速分布。

由于多孔板22设置为将烟雾贮留的贮留空间31与上游侧流路32隔开，因此能够防止在上游侧流路32中流动的废气直接接触贮留空间31的液面。由此，能够减少贮留在贮留空间31中的液体作为烟雾与上游侧流路中流动的流体再次混合的情况。

由于可紧凑化地形成除雾器单元1，能够紧凑化地形成EGR系统2，并能够将其设置在引擎主体3附近。

另外，在本实施方式中，将除雾器单元1应用于EGR系统2的情况作为一例进行了说明，但本发明的除雾器单元并不限定于此，只要是例如锅炉等废气处理中使用的结构，均可应用。

当除雾器主体24能够充分且切实地从废气中除去烟雾时，挡板25可形成为下端配置在比除雾器主体24的下端更靠上侧。即使在挡板25的下端配置在比除雾器主体24的下端更靠上侧的情况下，也能够通过挡板25使得上游侧流路32发生弯曲，从而紧凑地形成除雾器单元1。

另外，在本实施方式中，对挡板25沿铅直方向设置的结构进行了说明，但也可以是下端与下游侧(除雾器主体24侧)倾斜规定角度的形状。

并且，当除雾器主体24能够充分且切实地从废气中除去烟雾时，下垂板26可以省略。即使在省略了下垂板26的情况下，也可通过挡板25使上游侧流路32发生弯曲，从而紧凑地形成除雾器单元1。

并且，当上游侧流路32中流动的废气不再度吸入贮留在贮留空间31中的烟雾时，多孔板22可以省略。即使在省略了多孔板22的情况下，也可通过挡板25使上游侧流路32发生弯曲，从而紧凑地形成除雾器单元1。

符号说明

1 除雾器单元

2 EGR系统

7 洗涤塔

21 壳体

22 多孔板

23 除雾器支撑板

24 除雾器主体

25 挡板

26 下垂板

28 除雾器单元入口

29 除雾器单元出口

31 贮留空间

32 上游侧流路

33 下游侧流路

Claims (5)

1.一种除雾器单元，其特征在于，具有：

壳体；

入口，其使流体流入所述壳体的内部空间；

挡板，其与该入口对向地配置在所述壳体内；

除雾器主体，其从通过的流体中除去烟雾；

上游侧流路，其在所述内部空间弯曲，以便从所述入口流入的流体向下流动，并且向下流动的流体通过所述挡板的下方后折返而向上流动；

下游侧流路，其设置于所述内部空间中位于所述上游侧流路的下游侧的位置，且通过所述除雾器主体与所述上游侧流路隔开；

以及除雾器支撑板，其沿着水平面配置于所述下游侧流路的下部，支撑所述除雾器主体的下部，并且将所述下游侧流路与所述上游侧流路隔开，

其中，所述挡板固定在所述壳体形成的内壁面中的上侧的顶面上，且两端侧固定在所述壳体的所述内壁面中的两侧壁上，

所述下游侧流路被所述壳体所形成的内壁面、所述除雾器支撑板以及所述除雾器主体包围，由此与所述上游侧流路隔开。

2.根据权利要求1所述的除雾器单元，其特征在于，所述挡板以及所述除雾器主体设置在所述壳体的上部区域，并且所述挡板的下端配置在比所述除雾器主体的下端更靠铅直方向下侧。

3.根据权利要求1所述的除雾器单元，其特征在于，还具有：

下垂板，其从所述除雾器主体向所述除雾器支撑板的铅直方向下侧突出。

4.根据权利要求1所述的除雾器单元，其特征在于，还具有：

多孔板，其在所述内部空间中将贮留所述烟雾的贮留空间与所述上游侧流路隔开。

5.一种EGR系统，其特征在于，具有：

洗涤塔，引擎主体的废气的一部分被引导至其中；

以及根据权利要求1至4中任一项所述的除雾器单元，来自所述洗涤塔的废气被引导至所述除雾器单元，其中，来自所述除雾器单元的废气被引导至所述引擎主体。