CZ303093B6

CZ303093B6 - Zarízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynu spalovacích motoru

Info

Publication number: CZ303093B6
Application number: CZ20100414A
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: CZ2010414A3

Abstract

Rešení se týká zarízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynu ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynu spalovacích motoru. V míste (2) shromaždování zkondenzované vody ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynu spalovacích motoru je pres membránový uzavírací ventil (4) pripojeno prívodní potrubí (3) jednoho konce U-trubice a odvodní potrubí (9) na volném konci U-trubice je pripojeno 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 membránového uzavíracího ventilu (4) násobený hustotou vody (11) 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. V místě (2) shromáždi vání zkondenzované vody ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů jc přes membránový uzavírací ventil (4) připojeno přívodní potrubí (3)jednoho konce U-trubice a odvodní potrubí (9) na volném konci U-trubice je připojeno 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-trubice a výšky nejnižštho 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 membránového uzavíracího ventilu (4) násobený hustotou vody (11) a místním tíhovým zrychlením je roven minimálnímu nastavenému provoznímu tlaku.

QZ 303093 B6

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.

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 odtoku. 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 tlacích, 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 recírkulujících 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 a jeho 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 membránový 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 nej nižšího 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 membránového 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 umístěno propojovací potrubí, které přivádí ovládací tlak k membráně membránového uzavíracího ventilu. Membránový uzavírací ventil je nastaven tak aby byl otevřen pri tlaku ve výfukovém systému a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů větším než definovaný minimální provozní tlak. U-trubice je před spuštěním zaplněna vodou tak, aby spodní částí U-trubice

- 1 CZ 303093 B6 nemohly pronikat výfukové plyny pri maximálním tlaku ve výfukovém systému nebo systému recirkulace výfukových plynů.

Ve výhodném provedení je prostor U-trubice mezi membránovým uzavíracím ventilem a nejniž5 ším místem U-trubice propojen s výfukovým systémem a/nebo systémem recirkulace výfukových plynů pomocí odvzdušňovacího potrubí. Rozdíl výšky nejvyššího místa odvzdušňovacího potrubí a přepadové výšky volného konce U-trubice je větší než nula.

Odvod kondenzátu podle tohoto vynálezu splňuje požadavek samovolného odtoku velkého io 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/recirkuluj ících spalin na nižší teploty, při kterých se zvyšuje tvorba kondenzátu. Dosažením nižších teplot výfukových spalin umožní zvýšení účinnosti odvodu tepla ze spalin ve spalinovém výměníku. Dosažením nižších teplot recirkuluj ících 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. I až 4 schématicky znázorněna zařízení pro odvod kondenzátu z výfukových plynů spalovacích motorů.

so Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn první příklad provedení vynálezu odvádění kondenzátu z výfukového systému 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 membránový uzavírací ventil 4. Ovládací tlak k membráně membránového uzavíracího ventilu 4 je přiveden pomocí propojovacího potrubí 5 z výfukového systému 1 a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů. Přívodní potrubí 3 je připojeno do vlastní nádoby U-trubice, která je tvořena horním víčkem 6, dolním víčkem 2 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 JJ tak, aby spodní část odvodního potrubí 9 při maximálním tlaku ve výfukovém systému 1 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 možných variant provedení. Prostor U-trubice je mezi membránovým uzavíracím ventilem 4 a nejnižším místem U-trubice propojen s výfukovým systémem i a/nebo systémem recirkulace výfukových plynů pomocí odvzdušňovacího potrubí IjO, přičemž rozdíl výšky nejvyššího místa odvzdušňovacího potrubí J_0 a přepadové výšky volného konce U-trubice je větší než nula.

-2CZ 303093 B6

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. Chlazené 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 pres membránový uzavírací ventil (4) připojeno přívodní potrubí (3) jednoho konce U-trubice a odvodní potrubí (9) na volném konci U-trubice je připojeno 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 tíhovým zrychlením je roven maximálnímu nastavenému provoznímu tlaku a rozdíl přepadové výšky volného konce U-trubice a výšky umístění membránového uzavíracího ventilu (4) násobený hustotou vody (11) a místním tíhovým zrychlením je roven minimálnímu nastavenému provoznímu tlaku.
2. 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 umístěno propojovací potrubí (5) pro přívod ovládacího tlaku k membráně membránového uzavíracího ventilu (4).
3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že membránový uzavírací ventil (4) je nastaven tak, aby byl otevřen při tlaku ve výfukovém systému (1) a/nebo systému recirkulace výfukových plynů spalovacích motorů větším než definovaný minimální provozní tlak.
4. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že U-trubice je ve své střední části opatřena vlastní nádobou tvořenou pláštěm (8), opatřeným horním víčkem (6) a dolním víčkem (7).
5. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že prostor U-trubice je mezi membránovým uzavíracím ventilem (4) a nejnižším místem U-trubice propojen s výfukovým systémem (1) a/nebo systémem recirkulace výfukových plynů pomocí odvzdušňovacího potrubí (10), přičemž rozdíl výšky nejvyššího místa odvzduŠftovacího potrubí (10) a přepadové výšky volného konce U-trubice je větší než nula.