CN112512916A - 排气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于船舶(1)的燃烧发动机(30)的排气系统(24)。所述排气系统(24)在排气流路径中包括流重导向布置(48，50，56)，所述流重导向布置用于限制液体流在反向流方向上朝排气系统入口流动。所述流重导向布置包括被配置为将所述液体的第一股流朝前向流方向重导向以与所述液体流的第二股流碰撞的至少一个流重导向特征。这产生湍流并耗散进入的液体流的动能。本发明还涉及具有这种排气系统的马达组件和船舶。

Description

排气系统
技术领域
本发明涉及一种用于船舶的排气系统；和/或涉及一种用于船舶的马达组件；和/或涉及一种船舶。
背景技术
为了推进船舶，经常将舷外马达附接到船舶的船尾。舷外马达通常由三个部分形成：包括内燃发动机的上部动力头；包括螺旋桨毂的下部部分；以及限定排气流路径的中间部分，该排气流路径用于将排气从上部部分输送到下部部分。
这些舷外发动机通常通过下部部分中的螺旋桨毂出口将其大部分排气在水下排出。还可以在吃水线下方和上方提供额外的排气出口，没有通过螺旋桨毂排出的剩余排气可以通过额外的排气出口离开。
当船舶静止时，水位通常在发动机下方。然而，当船舶突然从向前运动转到空档或倒档时，船舶后面的尾波可以迅速够到舷外马达，这使舷外马达内的水位、特别是舷外马达的中间部分内的水位上升。这种水位上升还可能在来自外部源的波到达舷外马达时或在静止的船舶突然快速倒退时发生。中间部分内的这种水位上升可能引起问题。一方面，排气流路径中突然形成的背压可能致使发动机失速。所描述的现象还可能导致水进入内燃发动机。所描述的水进入船用发动机的排气出口的现象可以同样适用于舷内船用发动机。
本发明试图克服或至少减轻与现有技术相关联的一个或多个问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于船舶的燃烧发动机的排气系统，所述排气系统包括：排气系统入口，所述排气系统入口被配置为联接到所述船用燃烧发动机的排气出口；一个或多个排气系统出口；排气流路径，所述排气流路径从所述排气系统入口延伸到所述一个或多个排气系统出口，所述排气流路径具有从所述排气系统入口到所述一个或多个排气系统出口的前向流方向、以及从所述一个或多个排气系统出口中的至少一个延伸到所述排气系统入口的反向流方向；以及在所述排气流路径中的流重导向布置，所述流重导向布置用于限制液体流在所述反向流方向上流动，所述流重导向布置包括被配置为将所述液体的第一股流朝所述前向流方向重导向以与所述液体流的第二股流碰撞的至少一个流重导向特征。
有利地，限制和重导向沿着反向方向流动的液体降低了液体从排气系统入口流出并流入内燃发动机中的可能性。这可以降低发动机失速的可能性，和/或还降低由于液体涌入发动机中而造成发动机损坏的可能性。
所述排气系统被配置为将在反向方向上进入所述排气系统的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个重导向。
有利地，这为经由所述一个或多个出口流动到所述排气系统的液体形成较曲折的路径，并且将流朝所述一个或多个出口重导向返回。这进一步最小化液体从所述一个或多个出口流入内燃发动机中的可能性。
所述排气系统可以被配置为将在所述排气系统中在所述反向方向上流动的液体分成多股流，并且引导所述多股流中的至少一股朝所述多股流中的至少另一股流返回。所述至少一个流重导向特征可以被配置为将所述液体流分成所述第一股流和所述第二股流。
将所述液体流分成多股流然后致使所述流碰撞，在流动于反向方向上的液体内产生湍流，这耗散了进入的反向流的能量。
所述流重导向布置在所述排气系统内可以是静止的。
提供静止的流重导向布置意味着所述排气系统能够将在反向流方向上流动的液体流朝前向流方向重导向而无需并入任何移动部分，即在排气系统中不需要标准的止回阀。
腔室可以设置在排气流路径中。所述至少一个流重导向特征可以包括位于所述腔室中的至少一个腔室流重导向特征。所述至少一个流重导向特征被配置为将在所述反向流方向上流动的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个重导向。
有利地，这为通过所述腔室朝所述排气系统入口流动(即，沿着所述排气流路径在反向方向上流动)的液体形成较曲折的路径，因此降低了液体在反向方向上流动远至排气系统入口并进入内燃腔室中的可能性。
所述至少一个腔室流重导向特征可以包括被配置为将所述液体流分成所述第一股流和所述第二股流的第一腔室挡板构件。
有利地，这沿着流动路径朝向排气系统入口形成较曲折的路径，从而降低了液体从排气系统流入内燃发动机中的可能性。
所述第一腔室挡板构件可以是挡板。
所述第一腔室挡板构件可以被配置为将所述液体流的第一股流引导至所述挡板构件的第一侧，并且将所述液体流的第二股流引导至所述挡板构件的第二侧。
所述第一腔室挡板构件可以被配置为将所述液体流的第一股流沿着所述第一侧导引并导引经过所述挡板构件，并且背离所述挡板构件引导所述液体流的第二股流。所述腔室挡板构件可以被配置为背离所述挡板构件、相对于去往所述挡板构件的液体的流动方向基本上侧向地引导所述液体流的第二股流。
所述至少一个腔室流重导向特征可以进一步包括由所述腔室的第一表面限定的凹入区域。所述第一腔室挡板构件可以被配置为将所述第一股流导引到所述凹入区域中，其中所述凹入区域被配置为将所述第一股流朝所述第二股流引导返回以与所述第二股流碰撞。
所述腔室可以包括排气入口开口和排气出口开口，其中通过所述排气入口开口的轴向流方向偏移于通过所述排气出口开口的轴向流方向。在这类实施例中，所述第一腔室挡板构件优选地与通过所述排气出口开口的轴向流方向对准并且偏移于通过所述排气入口开口的轴向流方向。以这种方式，所述第一腔室挡板构件可以更易于与在反向方向上流动的液体流交互而不对在前向方向上的排气流造成显著阻碍。
所述腔室可以包括限定排气入口开口的第一表面，所述腔室通过所述排气入口开口连接到所述排气系统入口，并且其中所述第一腔室挡板构件被配置为将所述第一股流沿着所述第一侧导引以背离所述排气入口开口。
所述至少一个腔室流重导向特征可以包括被配置为将在所述反向流方向上流动的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个重导向的第二腔室挡板构件。
有利地，这为通过所述一个或多个排气系统出口进入并在反向方向上朝所述排气系统入口流动的液体形成较曲折的路径。
所述腔室可以包括限定排气入口开口的第一表面。所述第二腔室挡板构件可以与所述排气入口开口相邻并且可以基本上背离所述第一表面延伸。
在所述第一表面上提供第二腔室挡板构件有利地形成屏障，所述屏障防止液体沿着所述第一表面流动并流过所述入口开口。所述第二挡板构件实际上在所述第一腔室表面上形成凹入区域，其中流入所述凹入区域中的液体被重导向为背离所述入口开口。
所述至少一个腔室流重导向特征可以包括被配置为将在所述反向流方向上流动的液体重导向为背离所述排气系统入口的第三腔室挡板构件。
所述腔室可以包括在其中限定排气出口开口的第二表面。所述第三挡板构件可以与所述排气出口开口相邻并且可以基本上背离所述第二表面延伸。
有利地，第三挡板元件靠近所述出口开口延伸以便与排气系统壳体的壁结合以在所述出口开口周围形成通道。这种布置在背离所述排气系统入口的方向上为反向流动的液体形成通道。
通过所述排气入口开口的轴向流方向可以偏移于通过所述排气出口开口的轴向流方向。
所述排气系统可以沿着所述排气流路径的前向流方向在所述排气系统入口的下游包括入口导管。所述至少一个流重导向特征在所述入口导管中可以包括至少一个导管流重导向特征。在这类实施例中，所述至少一个导管流重导向特征可以被配置为将沿着所述排气流路径在所述反向方向上流动的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个重导向。
这种布置通过为从所述腔室朝所述入口流动的液体形成曲折路径而进一步限制朝所述排气入口的流动。所述流重导向布置可以被配置为基本上不对沿着所述排气流路径在前向方向上流动的排气提供阻力。确保不对排气流产生阻碍降低了在所述排气系统内存在压降/压力差的可能性。
所述至少一个导管流重导向特征可以包括形成在所述入口导管的内壁上的导管流重导向特征。将流重导向特征提供为导管壁的部件使导管流重导向特征以及导管整体的制造过程较简单。
所述导管流重导向特征可以包括背离所述入口导管的内壁延伸的突出部的阵列。所述突出部的阵列可以在所述前向流方向上背离所述入口导管的内壁延伸。这进一步增加沿着所述排气流路径在反向方向上的流阻滞。
所述突出部的阵列可以提供在所述入口导管的相对的内壁上。所述突出部的阵列可以基本上在所述入口导管的内表面的整个长度上延伸。
所述导管流重导向特征可以包括所述入口导管的内壁中的凹部的阵列。这进一步限制在朝向所述入口的方向上的液体流。所述凹部的阵列可以提供在所述入口导管的相对的内壁上。所述凹部的阵列可以基本上在所述入口导管的内表面的整个长度上延伸。
所述至少一个导管流重导向特征可以包括提供在所述入口导管内的至少一个入口导管挡板。
所述入口导管可以可移除地安装在所述排气系统内。有利地，这种布置允许移除所述入口导管以用于维修和/或更换。另外，它允许所述入口导管由与排气壳体的其余部分不同的材料形成。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于船舶的马达组件，所述马达组件包括：船用发动机，所述船用发动机限定排气出口；以及根据第一方面的排气系统，其中所述排气系统入口联接到所述船用发动机的排气出口。
根据本发明的第三方面，提供了一种船舶，所述船舶包括根据第二方面的马达组件。
在本申请的范围内，明确的意图是，在前面段落、在权利要求和/或以下说明书和附图(并且特别是其单个特征中)中陈述的各个方面、实施例、示例和替代方案可以独立地或者以任何组合采用。也就是说，任何实施例的所有实施例和/或特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这些特征不相容。申请人保留对任何最初提交的权利要求进行修改以从属于和/或结合任何其他权利要求的任何特征的权利，即使最初没有以此方式提出也是如此。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是配备有舷外马达组件的轻型船舶的示意性侧视图；
图2A示出了处于倾斜位置的舷外马达组件的示意性表示；
图2B至图2D示出了舷外马达组件的多种不同的纵倾位置以及船舶在水体内的对应取向；
图3示出了根据本发明的实施例的舷外马达组件的示意性截面；
图4示出了图3的舷外马达组件的排气系统的示意性截面；
图5示出了根据本发明的实施例的排气系统的示意性截面；以及
图6示出了根据本发明的实施例的排气系统的示意性截面。
具体实施方式
首先参照图1，示出了具有舷外马达2的船舶1的示意性侧视图。船舶1可以是适合与舷外马达一起使用的任何种类的船，比如补给船或潜水船。图1所示的舷外马达2附连到船舶1的船尾。舷外马达2连接到燃料箱3，该燃料箱通常被接纳在船舶1的船体内。来自储存器或燃料箱3的燃料经由燃料管路4被提供给舷外马达2。燃料管路4可以是布置在燃料箱3与舷外马达2之间的一个或多个过滤器、低压泵和蒸发器箱(用于在燃料进入舷外马达2之前从燃料中去除水蒸气)的集合布置的表示。
如下面将更详细地描述，舷外马达2通常被分成三个部分：上部部分21、中间部分22和下部部分23。螺旋桨8可旋转地布置在舷外马达2的下部部分23(也称为齿轮箱)处的螺旋桨轴9上。当然，在操作中，螺旋桨8至少部分地浸没在水中，并且可以以不同的转速操作以推进船舶1。
典型地，舷外马达2借助于枢轴销枢转地连接到船舶1的船尾。围绕枢轴销的枢转运动使操作者能够将舷外马达2以本领域已知的方式围绕水平轴线倾斜和纵倾。进一步，如本领域众所周知的，舷外马达2也枢转地安装到船舶1的船尾以便能够围绕大体直立的轴线枢转来使船舶1转向。
倾斜是使舷外马达2升起足够远使得整个舷外马达2能够完全从水中升起的移动。使舷外马达2倾斜可以在马达2关闭或处于空档时进行。然而，在一些情况下，舷外马达2可以被配置为允许马达2在倾斜范围内受限地运行以便使得能够在浅水域中操作。舷外发动机因此主要在腿的纵轴在基本上竖直的方向上的情况下操作。因此，舷外马达的发动机的基本上平行于舷外马达的腿的纵轴的曲轴在舷外马达的正常操作期间将大体定向在竖直取向上，但是在某些操作状况下也可以定向在非竖直方向上，尤其是当对在浅水域中的船舶操作时。舷外马达的基本上平行于舷外的腿的纵轴定向的曲轴也可以称为竖直曲轴布置。舷外马达的基本上垂直于舷外的腿的纵轴定向的曲轴也可以称为水平曲轴布置。
如前所述，为了正常工作，舷外马达2的下部部分23和螺旋桨8需要延伸到水中。然而，在极浅的水域中，或者当将船舶从拖车上下水时，如果处于向下倾斜的位置，那么舷外马达2的下部部分23可能会在海床或船只坡道上拖曳。使马达2倾斜到其向上倾斜的位置(比如图2A所示的位置)防止这种对下部部分23和螺旋桨8的损坏。
相比之下，如图2B至图2D的三个示例所示，纵倾是使马达2在较小范围内从完全向下的位置向上移动几度的机制。纵倾将有助于在提供对应船舶1的燃料效益、加速度和高速操作的最佳组合的方向上引导螺旋桨8的推力。
当船舶2飞速行驶(即，船舶1的重量主要由流体动力升力支撑，而不是由流体静力升力支撑)时，船首向上的构型导致阻力较小、稳定性和效率较高。这通常是当船只或船舶1的艏艉线(keel line)上升约3度至5度时的情况，例如，如图2B所示。
过大艉倾(trim-out)会使船舶1的船首在水中过高，比如图2C所示的位置。在这种构型中，性能和经济性会降低，这是因为船舶1的船体在推动水，并且结果是空气阻力较大。过度向上纵倾也可能导致螺旋桨充气，从而导致性能进一步降低。在甚至更严重的情况下，船舶1可能在水中跳跃，这可能会将操作者和乘客抛出船外。
艏倾将使船舶1的船首下降，这将有助于从静止起步加速。图2D所示的过大艏倾导致船舶1在水中“艰难前行(plough)”，从而降低燃料经济性，并使得速度难以提高。在高速情况下，艏倾甚至可能导致船舶1的不稳定。
转向图3，示出了包含根据本发明的实施例的排气系统的舷外马达组件2的示意性截面。
舷外马达2包括用于执行上述倾斜和纵倾操作的倾斜和纵倾机构7。在此实施例中，倾斜和纵倾机构7包含液压致动器13，该液压致动器可以被操作以经由电控系统来使舷外马达2倾斜和纵倾。替代性地，提供手动倾斜和纵倾机构也是可行的，在该机构中，操作者用手而不是使用图3所示的液压致动器来使舷外马达2枢转。
如上所述，舷外马达2总体上分为三个部分。上部部分21(也称为动力头)包括用于对船舶1提供动力的内燃发动机30。提供了与上部部分21或动力头相邻并在其下方延伸的中间部分22。下部部分23与中间部分22相邻地并在其下方延伸，并且中间部分22将上部部分21连接到下部部分23。中间部分22容纳驱动轴41，该驱动轴在内燃发动机30与螺旋桨轴9之间延伸。防通风板11防止表面空气被吸入螺旋桨8的负压侧。
中间部分22和下部部分23形成排气系统24，该排气系统限定用于将排气从内燃发动机30的发动机出口31朝下部部分23输送的排气流路径。
特别地，排气系统24包括联接到内燃发动机30的发动机出口31的排气系统入口40。入口导管42紧接在排气系统入口40的下游沿着排气流路径延伸。导管42的下游端经由腔室入口开口45流入设置在排气流路径中的腔室44中。腔室44的下游端经由出口开口46与下部部分23联接。在所展示的示例性实施例中，通过排气入口开口45的轴向流方向偏移于通过排气出口开口46的轴向流方向。
在所展示的示例性实施例中，入口导管42可移除地安装在排气系统24内。这允许移除入口导管42以进行维修并且还允许入口导管42由与排气系统24的其余部分不同的材料形成。应了解，在替代性布置中，入口导管42可以与排气系统24成一体。
除了容纳螺旋桨8之外，排气系统24还限定一个或多个排气出口。在所展示的示例性实施例中，下部部分23与螺旋桨驱动轴9相邻地提供第一排气出口32。当螺旋桨8由发动机30驱动以推进船舶1时，由螺旋桨8产生的负压通过中间部分22将排气朝第一排气出口32吸。这种布置通过第一排气出口32将大部分废气在水下排出。
还可以在吃水线下方和上方提供额外的排气出口。这使得没有通过螺旋桨排气出口32排出的剩余废气能够从舷外马达2排出。具体地，提供额外的排气出口使得当不存在螺旋桨8产生的负压时(即，当螺旋桨8闲置时)排气更易于从舷外马达2排出。在所展示的示例性实施例中，第二排气出口33提供在中间部分22内。当船舶飞速行驶时，如图2B所展示的，第二排气出口33被布置为位于吃水线上方。
排气流路径限定从排气系统入口40到一个或多个排气系统出口32、33的前向流方向，以及从一个或多个排气系统出口32、33中的至少一个延伸到排气系统入口40的反向流方向。
如上所述，在一些情况下，由波撞击舷外马达2形成的背压可能导致经由排气出口32、33将水引入舷外马达2中。而这又可能导致将水引入内燃发动机30中。这可能导致发动机30失速。这在涡轮增压器15位于较靠近发动机30的下游端处(即，离发动机排气出口31和静止水位较近)的情形中可能尤其有问题。具体地，在这些情况下，排气系统24中的背压和水的逆流可能导致非常热的涡轮增压器迅速冷却，从而可能对涡轮增压器造成结构损坏。为了缓解或最小化这类问题，排气系统24被配置为限制液体流沿着排气流路径在反向方向上流动。特别地，排气系统24被配置为将在反向方向上流动的液体的至少一部分朝前向方向(即，朝排气系统出口32、33中的至少一个)重导向，这为沿着排气流路径在反向方向上流动的液体形成曲折路径。排气系统24被配置为将在排气系统24中在反向方向上流动的液体分成多股流，并且引导多股流中的至少一股朝多股流中的至少另一股流返回。排气系统具有在排气系统24内静止(即，固定)的流重导向布置，并且不需要标准的(移动的)止回阀来限制/重导向液体沿着排气流路径的反向流动。
现在转向图4，示意性地展示了排气系统24。腔室44配备有被配置为将沿着排气流路径在反向方向上流动的液体朝排气系统出口32、33中的至少一个重导向的流重导向布置。
腔室44，并且更特别地，流重导向布置包括呈第一腔室挡板构件48的形式的腔室流重导向特征，该第一腔室挡板构件用于限制液体流朝排气系统入口40流动。如图4所展示的，第一腔室挡板构件48起作用以致使液体流的第一股流(由箭头A指示)流向挡板构件48的第一侧，并且致使液体流的第二股流(由箭头B指示)流向挡板构件48的第二侧。
在所展示的示例性实施例中，第一腔室挡板构件是挡板48。挡板48将液体流A沿着挡板48导引并导引经过该挡板，并且背离挡板48、相对于去往挡板48的液体的流动方向基本上侧向地导引液体流B。
应了解，在替代性布置中，可以使用任何合适形状的挡板构件，例如，它可以是弯曲的、三角形的、圆形的等。提供挡板构件48限制液体在腔室44中反向流动而不需要任何移动部分(即，限制布置不需要在排气系统24中装配典型的止回阀)。
在所展示的示例性实施例中，流重导向布置包括呈第二腔室挡板构件50的形式的第二腔室流重导向特征。第二腔室挡板构件50被配置为使得沿着排气路径在反向方向上流动的液体朝一个或多个排气系统出口32、33中的至少一个被重导向。
第二腔室挡板构件50背离腔室44的第一表面或上表面52(即，向下)突出。第一表面52包括入口开口45。第二腔室挡板构件50与入口导管42的下游端相邻地定位以便限定入口导管42的下游延伸部。第二腔室挡板构件50在入口导管42与第一表面52之间形成屏障，从而最小化沿着第一表面52和通过入口开口45的液体流。
第二腔室挡板构件50实际上在第一腔室表面52上形成凹入区域54，使得由箭头A指示的液体流流入凹入区域中(即，它被重导向为背离入口开口45)。沿着挡板48导引的液体流因此被导引到凹入区域中，这进一步中断反向方向上的液体流。第二挡板构件50接着在背离排气入口的方向上导引液体流，如图4中的箭头C所指示。因此，流体流C被引导朝向流B返回以与其碰撞。这种碰撞耗散来自液体流的一些能量，并且进一步中断反向方向上的流体流。
尽管未展示，但是凹入区域54可以限定基本上弯曲的表面。凹弯曲表面形成液体路径A的光滑流路径，使得沿着路径C的液体速度更大。流体流C的速度增大使在流B与C之间的碰撞中损失的液体流的能量增加。
在所展示的示例性实施例中，腔室44还包括呈第三腔室挡板构件56的形式的腔室流重导向特征。第三腔室挡板构件56被提供为背离腔室44的第二表面或下表面58延伸的突出部。第三腔室挡板构件56与第二表面58中的出口开口46相邻地定位以便在出口开口46周围形成通道。在经由出口开口46进入腔室44后，通道将沿着反向流动路径流动的液体朝第一腔室挡板构件48导引。这种布置增加液体流的两股流或部分的分离。
设置呈三个固定或静止的腔室挡板构件的形式的流限制装置提供了一种流重导向布置，该布置不需要任何移动部分，例如标准的止回阀。
尽管已将本发明的示例性实施例描述为包括第一腔室挡板构件48、第二腔室挡板构件50和第三腔室挡板构件56，但是应了解，在替代性布置中，可以提供腔室挡板构件48、50、56中的任一个或两个。在进一步替代性布置中，可以提供腔室而没有任何腔室挡板构件。
排气系统24的入口导管42配备有导管流重导向特征，该导管流重导向特征被配置为限制沿着入口导管在反向方向上的液体流，并且朝一个或多个排气系统出口32、33中的至少一个重导向这种液体。另外，导管流重导向特征被配置为基本上不对沿着排气流路径朝马达2的下部部分21流动的排气提供阻力。确保排气的正常流动无堵塞会最小化排气系统24内的压力差。
在所展示的示例性实施例中，将导管流限制特征提供为形成在入口导管42的内壁60上的导管流重导向特征。
导管流重导向特征以背离入口导管42的相对的内壁60延伸的突出部62的阵列的形式提供。特别地，突出部62的阵列基本上在前向流方向上背离入口导管42的内壁60延伸。在替代性布置中，应了解，突出部62的阵列可以仅提供在入口导管42的单个内壁60上。
在所展示的示例性实施例中，突出部62的阵列基本上在入口导管42的内表面60的整个长度上延伸。在替代性布置中，阵列可以仅在导管42的长度的一部分上延伸，或可以仅提供单对相对的突出部62。
导管流重导向特征固定在导管42内，并且被配置为将反向流重导向为背离排气系统入口40。如图4中的箭头D所展示的，沿着入口导管42在反向方向上流动的液体的至少一部分遭遇突出部62的阵列。突出部62致使液体流中的一些朝导管42的中心并且朝出口32、33被重导向。应了解，重导向的液体流将与已经过突出部的阵列的任何液体流碰撞，因此耗散液体流的能量。
排气系统24还包括紧接在腔室出口开口46下游的出口导管36。尽管未展示，但是出口导管36可以配备有出口导管流限制布置。应了解，可以使用本文中描述的以上流重导向特征中的任一个或全部来提供这种流重导向布置。例如，出口导管36可以包括突出部的阵列(提供方式类似于入口导管42的突出部62)，和/或在出口导管36的一个或多个内壁上的凹部的阵列和/或位于出口导管36内的一个或多个挡板。
现在参考图5，示意性地展示了根据本发明的进一步实施例的排气系统124。相同的特征参考图3和图4并用前缀‘1’标记，并且仅讨论不同之处。
在图5的实施例中，腔室144未配备第二腔室挡板构件，而是改为腔室144的第一表面152是弯曲的。特别地，第一表面152是凹弯曲的以便形成凹入区域154。弯曲的凹入区域将流入凹入区域154中的液体重导向为背离入口开口145。
另外，在所展示的布置中，腔室144也不包括第三腔室挡板构件。已发现移除第三腔室挡板构件，同时减少反向方向上的液体流限制，会减小沿着排气流路径流动的排气的背压。
排气系统124的入口导管142配备有流重导向布置，该流重导向布置被配置为限制沿着入口导管在反向方向上的液体流(即，朝排气入口140流动的液体)。在所展示的示例性实施例中，流重导向布置包括形成在入口导管142的内壁160上的导管流重导向特征。导管流重导向特征以入口导管142的侧壁160中的凹部164的阵列的形式提供。特别地，凹部164被提供为入口导管142的相对的内壁160上的阵列。在所展示的示例性实施例中，凹部164被提供为入口导管142的相对的内壁160上的交替阵列。在替代性布置中，应了解，凹部164的阵列可以仅提供在入口导管142的单个内壁160上。
在所展示的示例性实施例中，凹部164的阵列基本上在入口导管142的内表面160的整个长度上延伸。在替代性布置中，凹部的阵列可以仅在导管142的长度的一部分上延伸，或可以仅提供单个凹部164。
导管流重导向布置还包括呈导管挡板构件166的阵列的形式的导管流重导向特征。导管挡板构件166在导管142的长度上以阵列提供。在所展示的示例性实施例中，导管挡板构件166被提供为入口导管142的相对的内壁160上的交替阵列。在替代性布置中，挡板构件可以仅在导管142的一部分上提供、仅在导管142的单个内表面160上提供，或者可以仅提供单个导管挡板构件166。
如已关于图4描述的，应了解，尽管未展示，但是出口导管136可以配备有根据本文中描述的布置中的任一种的呈突出部和/或凹部和/或挡板形式的导管流限制布置。
现在参考图6，示意性地展示了根据本发明的进一步实施例的排气系统224。相同的特征参考图3和图4并用前缀‘2’标记，并且仅讨论不同之处。
与已参考图5的实施例描述的方式类似，排气系统224不包括第二或第三腔室挡板构件。
腔室244的第一表面252是弯曲的，以便在腔室244的第一表面252中限定凹入区域254。特别地，第一表面252是凹弯曲的。提供凹弯曲表面用以将流入凹入区域254中的液体导引/重导向为背离入口开口245。
排气系统224的入口导管242配备有流重导向布置，该流重导向布置被配置为限制沿着入口导管在反向方向上的液体流(即，朝排气入口240流动的液体)。在所展示的示例性实施例中，导管流重导向布置包括形成在入口导管242的内壁260上的导管流重导向特征。导管流偏转特征以形成在入口导管242的侧壁260中的凹部264的阵列的形式提供。
在所展示的示例性实施例中，凹部264的阵列基本上在入口导管242的内表面260的整个长度上延伸。在替代性布置中，凹部264可以仅在导管242的长度的一部分上延伸，或可以仅提供单个凹部264。
如已关于图4描述的，应了解，尽管未展示，但是出口导管236可以配备有根据本文中描述的布置中的任一种的呈突出部和/或凹部和/或挡板形式的流限制布置。
尽管以上已经参考一个或多个优选实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变或修改。
本发明也可以根据以下条款来描述或限定：
1.一种用于船舶的燃烧发动机的排气系统，所述排气系统包括：
排气系统入口，所述排气系统入口被配置为联接到所述船用发动机的排气出口；以及一个或多个排气系统出口，其中所述排气系统限定排气流路径，所述排气流路径从所述排气系统入口延伸到所述一个或多个排气系统出口，所述排气流路径具有从所述排气系统入口到所述一个或多个排气系统出口的前向流方向、以及从所述一个或多个排气系统出口中的至少一个延伸到所述排气系统入口的反向流方向；
其中所述排气系统包括至少一个流重导向特征，所述至少一个流重导向特征被配置用于通过将液体的至少一部分朝所述前向流方向重导向来限制液体流在所述反向流方向上流动。
2.根据条款1所述的排气系统，其中，所述排气系统被配置为将在反向方向上进入所述排气系统的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个重导向。
3.根据条款1或条款2所述的排气系统，其中，所述排气系统被配置为将在所述排气系统中在所述反向方向上流动的液体分成多股流，并且引导所述多股流中的至少一股朝所述多股流中的至少另一股流返回。
4.根据任一项前述条款所述的排气系统，其中，流限制特征在所述排气系统内是静止的。
5.根据任一项前述条款所述的排气系统，包括设置在所述排气流路径中的腔室，其中所述腔室包括被配置为将在所述反向流方向上流动的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个重导向的至少一个流重导向特征。
6.根据条款5所述的排气系统，其中，所述至少一个流重导向特征包括被配置为限制所述液体流沿着所述排气流路径在所述反向方向上流动的第一腔室挡板构件。
7.根据条款6所述的排气系统，其中，所述第一腔室挡板构件是挡板。
8.根据条款6或条款7所述的排气系统，其中，所述第一腔室挡板构件被配置为致使所述液体流的第一部分流向所述挡板的第一侧，并且致使所述液体流的第二部分流向所述挡板的第二侧。
9.根据条款8所述的排气系统，其中，所述第一腔室挡板构件被配置为使得所述液体流的第一部分沿着所述挡板构件被导引并导引经过所述挡板构件，并且所述液体流的第二部分背离所述挡板构件、相对于去往所述挡板构件的液体的流动方向基本上侧向地被引导。
10.根据条款6至9中任一项所述的排气系统，其中，所述至少一个流重导向特征包括被配置为将在所述反向流方向上流动的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个重导向的第二腔室挡板构件。
11.根据条款10所述的排气系统，其中，所述腔室包括限定排气入口开口的第一表面，并且其中所述第二腔室挡板构件与所述排气入口开口相邻并且基本上背离所述第一表面延伸。
12.根据条款6至11中任一项所述的排气系统，其中，所述至少一个流重导向特征包括被配置为将在所述反向流方向上流动的液体重导向为背离所述排气系统入口的第三腔室挡板构件。
13.根据条款12所述的排气系统，其中，所述腔室包括在其中限定排气出口开口的第二表面，并且其中所述第三挡板构件与所述排气出口开口相邻并且基本上背离所述第二表面延伸。
14.根据在从属于条款11时的条款13所述的排气系统，其中，通过所述排气入口开口的轴向流方向偏移于通过所述排气出口开口的轴向流方向。
15.根据任一项前述条款所述的排气系统，其中，所述排气系统包括沿着所述排气流路径的前向流方向在所述排气系统入口下游的入口导管，并且其中所述入口导管包括流限制布置，所述流限制布置被配置为使得沿着所述排气流路径在所述反向方向上流动的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个被重导向。
16.根据条款15所述的排气系统，其中，所述流限制布置被配置为基本上不对沿着所述排气流路径在前向方向上流动的排气提供阻力。
17.根据条款15或16所述的排气系统，其中，所述流限制布置包括形成在所述入口导管的内壁上的流偏转特征。
18.根据条款17所述的排气系统，其中，所述流偏转特征包括背离所述入口导管的内壁延伸的突出部的阵列。
19.根据条款18所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列在所述前向流方向上背离所述入口导管的内壁延伸。
20.根据条款18或条款19所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列提供在所述入口导管的相对的内壁上。
21.根据条款18至20中任一项所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列基本上在所述入口导管的内表面的整个长度上延伸。
22.根据条款15至21中任一项所述的排气系统，其中，所述流限制布置包括在所述入口导管的侧壁中的凹部的阵列。
23.根据条款22所述的排气系统，其中，所述凹部的阵列提供在所述入口导管的相对的内壁上。
24.根据条款22或23所述的排气系统，其中，所述凹部的阵列基本上在所述入口导管的内表面的整个长度上延伸。
25.根据条款15至24中任一项所述的排气系统，其中，至少一个入口导管挡板提供在所述入口导管内。
26.根据条款15至25中任一项所述的排气系统，其中，所述入口导管可移除地安装在所述排气系统内。
27.根据任一项前述条款所述的排气系统，包括腔室以及沿着所述排气流路径的前向流方向在所述腔室下游的出口导管，其中所述出口导管包括流限制布置，所述流限制布置被配置为使得沿着所述排气流路径在所述反向方向上流动的液体朝所述一个或多个排气系统出口中的至少一个被重导向。
28.根据条款27所述的排气系统，其中，所述出口导管的流限制布置被配置为基本上不对沿着所述排气流路径在前向方向上流动的排气提供阻力。
29.根据条款27或28所述的排气系统，其中，所述流限制布置包括形成在所述出口导管的至少一个内壁上的流偏转特征。
30.根据条款29所述的排气系统，其中，所述流偏转特征包括背离所述出口导管的内壁延伸的突出部的阵列。
31.根据条款30所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列在所述前向流方向上背离所述出口导管的内壁延伸。
32.根据条款30或31所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列基本上在所述出口导管的内表面的整个长度上延伸。
33.根据条款27至32中任一项所述的排气系统，其中，所述流限制布置包括在所述出口导管的至少一个侧壁中的凹部的阵列。
34.根据条款33所述的排气系统，其中，所述凹部的阵列基本上在所述出口导管的内表面的整个长度上延伸。
35.根据条款27至34中任一项所述的排气系统，其中，至少一个出口导管挡板提供在所述出口导管内。
36.一种用于船舶的马达组件，所述马达组件包括：船用发动机，所述船用发动机限定排气出口；以及根据任一项前述条款所述的排气系统，其中，所述排气系统入口联接到所述船用发动机的排气出口。
37.一种船舶，包括根据条款36所述的马达组件。

Claims (27)

1.一种用于船舶的燃烧发动机的排气系统，所述排气系统包括：
排气系统入口，所述排气系统入口被配置为联接到所述燃烧发动机的排气出口；
一个或多个排气系统出口；
排气流路径，所述排气流路径从所述排气系统入口延伸到所述一个或多个排气系统出口，所述排气流路径具有从所述排气系统入口到所述一个或多个排气系统出口的前向流方向、以及从所述一个或多个排气系统出口中的至少一个延伸到所述排气系统入口的反向流方向；以及
在所述排气流路径中的流重导向布置，所述流重导向布置用于限制液体流在所述反向流方向上流动，所述流重导向布置包括被配置为将所述液体的第一股流朝所述前向流方向重导向以与所述液体流的第二股流碰撞的至少一个流重导向特征。
2.根据权利要求1所述的排气系统，其中，所述至少一个流重导向特征被配置为将所述液体流分成所述第一股流和所述第二股流。
3.根据任一项前述权利要求所述的排气系统，其中，所述流重导向布置在所述排气系统内是静止的。
4.根据任一项前述权利要求所述的排气系统，包括设置在所述排气流路径中的腔室，其中所述至少一个流重导向特征包括位于所述腔室中的至少一个腔室流重导向特征。
5.根据权利要求4所述的排气系统，其中，所述至少一个腔室流重导向特征包括被配置为将所述液体流分成所述第一股流和所述第二股流的第一腔室挡板构件。
6.根据权利要求5所述的排气系统，其中，所述第一腔室挡板构件是挡板。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的排气系统，其中，所述第一腔室挡板构件被配置为将所述第一股流引导至所述挡板构件的第一侧，并且将所述第二股流引导至所述挡板构件的第二侧。
8.根据权利要求7所述的排气系统，其中，所述第一腔室挡板构件被配置为将所述第一股流沿着所述第一侧导引并导引经过所述挡板构件，并且背离所述挡板构件、相对于去往所述挡板构件的液体的流动方向基本上侧向地引导所述第二股流。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的排气系统，其中，所述至少一个腔室流重导向特征进一步包括由所述腔室的第一表面限定的凹入区域，其中所述第一腔室挡板构件被配置为将所述第一股流导引到所述凹入区域中，并且其中所述凹入区域被配置为引导所述第一股流朝所述第二股流返回以与所述第二股流碰撞。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的排气系统，其中，所述腔室包括限定排气入口开口的第一表面，所述腔室通过所述排气入口开口连接到所述排气系统入口，并且其中所述第一腔室挡板构件被配置为将所述第一股流沿着所述第一侧导引以背离所述排气入口开口。
11.根据权利要求10所述的排气系统，其中，所述至少一个腔室流重导向特征包括与所述排气入口开口相邻并且基本上背离所述第一表面延伸的第二腔室挡板构件。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的排气系统，其中，所述至少一个腔室流重导向特征进一步包括被配置为将在所述反向流方向上流动的液体重导向为背离所述排气系统入口的第三腔室挡板构件。
13.根据权利要求12所述的排气系统，其中，所述腔室包括在其中限定排气出口开口的第二表面，并且其中所述第三腔室挡板构件与所述排气出口开口相邻并且基本上背离所述第二表面延伸。
14.根据在从属于权利要求11时的权利要求13所述的排气系统，其中，通过所述排气入口开口的轴向流方向偏移于通过所述排气出口开口的轴向流方向。
15.根据任一项前述权利要求所述的排气系统，其中，所述排气系统包括沿着所述排气流路径的前向流方向在所述排气系统入口下游的入口导管，并且其中所述至少一个流重导向特征包括在所述入口导管中的至少一个导管流重导向特征。
16.根据权利要求15所述的排气系统，其中，所述至少一个导管流重导向特征包括形成在所述入口导管的内壁上的导管流重导向特征。
17.根据权利要求16所述的排气系统，其中，所述导管流重导向特征包括背离所述入口导管的内壁延伸的突出部的阵列。
18.根据权利要求17所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列在所述前向流方向上背离所述入口导管的内壁延伸。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列提供在所述入口导管的相对的内壁上。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的排气系统，其中，所述突出部的阵列基本上在所述入口导管的内表面的整个长度上延伸。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的排气系统，其中，所述导管流重导向特征包括所述入口导管的内壁中的凹部的阵列。
22.根据权利要求21所述的排气系统，其中，所述凹部的阵列提供在所述入口导管的相对的内壁上。
23.根据权利要求21或22所述的排气系统，其中，所述凹部的阵列基本上在所述入口导管的内表面的整个长度上延伸。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的排气系统，其中，所述至少一个导管流重导向特征包括提供在所述入口导管内的至少一个入口导管挡板。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的排气系统，其中，所述入口导管可移除地安装在所述排气系统内。
26.一种用于船舶的马达组件，所述马达组件包括：船用发动机，所述船用发动机限定排气出口；以及根据任一项前述权利要求所述的排气系统，其中，所述排气系统入口联接到所述船用发动机的排气出口。
27.一种船舶，包括根据权利要求26所述的马达组件。
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