CZ303090B6

CZ303090B6 - Zarízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynu spalovacích motoru

Info

Publication number: CZ303090B6
Application number: CZ20100411A
Authority: CZ
Inventors: Škarohlíd@Marcel
Original assignee: Ceské vysoké ucení technické v Praze, Fakulta strojní, Výzkumné centrum spalovacích motoru a automobilu Josefa Božka
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2012-03-28
Also published as: CZ2010411A3

Abstract

Rešení se týká zarízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynu ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynu spalovacích motoru, u kterého je v míste (2) shromaždování zkondenzované vody ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynu spalovacích motoru pres elektrický uzavírací ventil (4) pripojen pres prívodní potrubí (3) jeden konec U-trubice. Volný konec U-trubice s odvodním potrubím (9) je pripojen do atmosféry a/nebo do otevrené sberné nádoby a/nebo do otevreného systému pro sber odpadních vod. Konce U-trubice jsou umísteny smerem od pusobení zemské tíže a U-trubice je zaplnena vodou (11). Rozdíl prepadové výšky volného konce U-trubice a výšky nejnižšího místa horního vnitrního prumeru potrubí U-trubice násobený hustotou vody a místním tíhovým zrychlením je roven maximálnímu nastavenému provoznímu tlaku a rozdíl prepadové výšky volného konce U-trubice a výšky umístení uzavíracího ventilu (4) násobený hustotou vody a místním tíhovým zrychlením je roven minimálnímu nastavenému provoznímu tlaku.

Description

(57) Anotace:

Řešení se týká zařízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynů ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů, u kterého je v místě (2) shromažďování zkondenzované vody ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů pres elektrický uzavírací ventil (4) připojen pres přívodní potrubí (3) jeden konec U-trubice. Volný konec U-trubice s odvodním potrubím (9) je připojen do atmosféry a/nebo do otevřené sběrné nádoby a/nebo do otevřeného systému pro sběr odpadních vod. Konce U-trubice jsou umístěny směrem od působení zemské tíže a U-trubice je zaplněna vodou (11). Rozdíl přepadové výšky volného konce U-(rubice a výšky nejnížšího místa horního vnitřního průměru potrubí U-trubice násobený hustotou vody a místním tíhovým zrychlením je roven maximálnímu nastavenému provoznímu tlaku a rozdíl přepadové výšky volného konce U-trubice a výšky umístění uzavíracího ventilu (4) násobený hustotou vtxly a místním tíhovým zrychlením je roven minimálnímu nastavenému provoznímu tlaku.

Zařízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynů spalovacích motorů

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynů ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů a slouží pro odvádění kondenzátu, vznikajícího v průmyslových a jiných zařízeních využívajících výfukové plyny spalovacích motorů.

to

Dosavadní stav techniky

Vodní pára obsažená ve výfukových plynech kondenzuje ve výfukovém systému spalovacích motorů nebo v systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů (dále jen systém EGR). Kondenzát se má odvádět, aby nedošlo k poškození či snížení životnosti zařízení.

Odvádění kondenzátu z výfukového systému spalovacích motorů pro automobilní použití se neprovádí s ohledem na velmi malé množství vzniklého kondenzátu a možnost jeho volného odto2o ku. Odvádění kondenzátu z výfukového systému spalovacích motorů pro stacionární použití se provádí zachytáváním do uzavřené sběrné nádoby s následným ručním vypuštěním, volným odtokem do otevřené sběrné nádoby nebo odtokem přes U-trubici. Hlavní nevýhodou při použití otevřené sběrné nádoby je současný únik výfukových plynů, hlavní nevýhodou uzavřené nádoby je nemožnost automatického vypuštění, hlavní nevýhodou U-trubice je, při vyšších provozních tla25 cích požadavek na vyšší zastavovací výšku U-trubice.

Odvádění kondenzátu ze systému EGR se neprovádí s ohledem na velmi malé množství kondenzátu nebo s ohledem na jeho strhávání z povrchu systému proudem recirkulujících plynů. U systému nízkotlaké chlazené recirkulace se předchází kondenzaci vodní páry, chlazením recirkulují30 cích plynů na vyšší teploty což je nevýhodné z hlediska optimalizace parametrů motoru. Dochází k vzniku velmi malého množství kondenzátu ajeho strhávání z povrchu systému proudem recirkulujících plynů.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro odvod kondenzátu z výfukových plynů ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že v místě shromažďování zkonden40 zované vody ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů je připojen jeden konec U-trubice tj. trubice ve tvaru U. Na tomto konci je umístěn elektrický uzavírací ventil. Druhý konec - volný konec U-trubice je připojen do atmosféry nebo do otevřené sběrné nádoby nebo do otevřeného systému pro sběr odpadních vod. Konce U-trubice jsou umístěny směrem od působení zemské tíže a U-trubice je zaplněna vodou. Rozdíl přepadové výšky volného konce U-trubice a výšky nejnižšího místa horního vnitřního průměru potrubí Utrubice násobený hustotou vody a místním tíhovým zrychlením je roven maximálnímu nastavenému provoznímu tlaku. Rozdíl přepadové výšky volného konce U-trubice a výšky umístění uzavíracího ventilu násobený hustotou vody a místním tíhovým zrychlením je roven minimálnímu nastavenému provoznímu tlaku. Ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů v místě připojení U-trubice, je umístěn elektronický binární tlakový spínač nebo analogový tlakový snímač s řídicí jednotkou je nastaven tak aby spínal při tlaku ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů větším než definovaný minimální provozní tlak. Binární tlakový spínač nebo analogický snímač s řídicí jednotkou je elektricky propojen s uzavíracím ventilem tak, aby uzavírací ventil byl otevřen při sepnutém binárním tlakovém spínači nebo analogovém tlakovém snímači s řídící jednotkou. U-1 CZ 303090 B6 trubice je před spuštěním zaplněna vodou tak, aby spodní částí U-trubice nemohly pronikat výfukové plyny při maximálním tlaku ve výfukovém systému nebo systému recirkulace výfukových plynů.

Ve výhodném provedení je prostor U-trubice mezi uzavíracím ventilem a nejnižŠím místem litru biče propojen s výfukovým systémem recirkulace výfukových plynů pomocí odvzdušňovacího potrubí. Rozdíl výšky nej vyššího místa odvzdušňovacího potrubí a přepadové výšky volného konce U-trubice je větší než nula.

io Odvod kondenzátu podle tohoto vynálezu splňuje požadavek samovolného odtoku velkého množství kondenzátu bez nutnosti ručního zásahu a zabraňuje úniku výfukových plynů. Toto řešení umožňuje použití pro vyšší provozní tlaky bez nutnosti vyšší zastavovací výšky U-trubice, protože není nutné, aby byl rozdíl výšky místa připojení konce U-trubice do výfukového systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů a přepadové výšky volného konce U-trubice větší než nula.

Jedná se o technické řešení s jednoduchou konstrukcí, které je snadné a levné na výrobu a nenáročné na provozní náklady. Uvedené řešení umožní chlazení výfukových/recirkulujících spalin na nižší teploty, při kterých se zvyšuje tvorba kondenzátu. Dosažením nižších teplot výfukových io spalin umožní zvýšení účinnosti odvodu tepla ze spalin ve spalinovém výměníku. Dosažením nižších teplot recirkulujících spalin umožní výhodnější optimalizaci provozu motorů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn na příkladech technického provedení podle přiložených výkresů, kde jsou na obr. 1 až 4 schématicky znázorněna zařízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynů spalovacích motorů.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. I je znázorněn příklad provedení vynálezu, týkající se odvádění kondenzátu z výfukového systému I a/nebo systému EGR.

Zařízení pro odvod kondenzátu je připojeno na výfukový systém 1 a/nebo systém recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů v místě 2 shromažďování zkondenzované vody. Na konci přívodního potrubí 3 U-trubice je umístěn elektrický uzavírací ventil 4, který je elektricky propojen s binárním tlakovým spínačem nebo analogovým tlakovým snímačem s řídicí jednotkou 5.

Přívodní potrubí 3 je připojeno do vlastní nádoby U-trubice, která je tvořena horním víčkem 6, dolním víčkem 7 a pláštěm 8. Kondenzát je odváděn z vlastní nádoby U-trubice odvodním potrubím 9 do atmosféry nebo do otevřené sběrné nádoby nebo do otevřeného systému pro sběr odpadních vod. Zařízení je před spuštěním zaplněno vodou 11 tak, aby spodní část odvodního potrubí 9 pri maximálním tlaku ve výfukovém systému i a/nebo systému recirkulace výfukových plynů byla pod hladinou vody a nemohly skrze ní pronikat výfukové plyny. Při provozní poloze zařízení je spodní víčko 7 umístěno směrem k působení zemské tíže.

Na obr. 2 až 4 jsou znázorněny další příklady provedení technického řešení odvádění kondenzátu z výfukového systému nebo systému EGR. Vlastní nádoba U-trubice je propojena s výfukovým systémem i a/nebo systémem recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů pomocí odvzdušňovacího potrubí J_0. Zařízení je před spuštěním zaplněno vodou 11 tak, aby spodní část odvodního potrubí 9 při maximálním tlaku ve výfukovém systému i a/nebo systému recirkulace výfukových plynů byla pod hladinou vody a nemohly skrze ní pronikat výfukové plyny.

. 9 _

Průmyslová využitelnost

Zařízení pro odvod kondenzátu podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění především u výfukových systémů a systémů recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů s intenzivní kondenzací vodní páry obsažené ve výfukových plynech. Ochlazené výfukové systémy a systémy chlazené nízkotlaké recirkulace výfukových plynů stacionárních spalovacích motorů patří mezi tyto systémy s intenzivní kondenzací.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynů ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů, vyznačující se tím, že v místě (2) shromažďování zkondenzované vody ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů je přes elektrický uzavírací ventil (4) připojen přes

20 přívodní potrubí (3) jeden konec U-trubice a volný konec U-trubice s odvodním potrubím (9) je připojen do atmosféry a/nebo do otevřené sběrné nádoby a/nebo do otevřeného systému pro sběr odpadních vod, přičemž konce U-trubice jsou umístěny směrem od působení zemské tíže a Utrubice je zaplněna vodou (11), rozdíl přepadové výšky volného konce U-trubice a výšky nejnižšího místa horního vnitřního průměru potrubí U-trubice násobený hustotou vody a místním tího25 vým zrychlením je roven maximálnímu nastavenému provoznímu tlaku a rozdíl přepadové výšky volného konce U-trubice a výšky umístění uzavíracího ventilu (4) násobený hustotou voda a místním tíhovým zrychlením je roven minimálnímu nastavenému provoznímu tlaku.
2. Zařízení podle nároku l, vyznačující se tím, že ve výfukovém systému (1)

50 a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů v místě připojení U-trubice je umístěn elektronický binární tlakový spínač.
3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů v místě připojení U-trubice je

35 umístěn analogový tlakový snímač s řídicí jednotkou (5).
4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že binární tlakový spínač nebo analogový tlakový snímač s řídicí jednotkou (5) je nastaven tak, aby spínal při tlaku ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů vět40 ším než definovaný minimální provozní tlak.
5. Zařízení podle nároků 2, 3 nebo 4 , vyznačující se tím, že binární tlakový spínač nebo analogový snímač s řídicí jednotkou (5) je elektricky propojen s uzavíracím ventilem (4) pro otevření uzavíracího ventilu (4) při sepnutém binárním tlakovém spínači nebo analogovém

45 tlakovém snímači s řídicí jednotkou (5).
6. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že Utrubice je ve své střední části opatřena vlastní nádobou tvořenou pláštěm (8), opatřeným horním víčkem (6) a dolním víčkem (7).

-3 CZ 303090 B6
7. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že prostor U-trubice je mezi uzavíracím ventilem (4) a nejnižším místem U-trubice propojen s výfukovým systémem (1) a/nebo systémem recirkulace výfukových plynů pomocí odvzdušňovacího potrubí

5 (10), přičemž rozdíl výšky nej vyššího místa odvzdušňovacího potrubí (10) a přepadové výšky volného konce U-trubice je větší než nula.