DE69318578T2

DE69318578T2 - Grosse aufgeladene dieselbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69318578T2
Application number: DE69318578T
Authority: DE
Inventors: Peter Berg-Sonne; Niels Kjemtrup
Original assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Current assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-12-02
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2013-12-03
Also published as: JPH08511074A; EP0701656B1; JP3304090B2; KR960702886A; FI955802A; KR100274063B1; WO1994029587A1; US5657630A; FI106883B; DK65093A; DK170218B1; FI955802A0; DK65093D0; EP0701656A1; DE69318578D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine große aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine, wie etwa Hauptmaschine eines Schiffes, mit einem Turbolader mit einer abgasbetriebenen Turbine und einem Kompressor, der von der Turbine angetrieben ist und Ladeluft an die Maschinenzylinder liefert, und mit einem Umlaufkanal zur Rückführung eines Teils des Abgases zu den Maschinenzylindern.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 53-5321 zum Beispiel beschreibt Benzinmotoren, bei denen der Stickoxidgehalt des Abgases dadurch eingeschränkt ist, daß ein Teil des Abgases im Umlauf zum Einlaßsystem des Motors geführt wird, so daß die maximale Verbrennungstemperatur des Motors niedriger wird. Die Stickoxidmenge, die durch die Verbrennung erzeugt wird, ist von der maximalen Verbrennungstemperatur abhängig, insofern, als eine ansteigende Temperatur zu einer starken Erhöhung der Stickoxidmenge führt. Eine Rückführung von 5 bis 20% des Abgases kann zu einer Verringerung von bis zu 30% der Stickoxidmenge im Abgas in Anwendung des Standes der Technik führen.
Selbstverständlich ist es wünchenswert, die Motoremission umweitschädlicher Verbindungen an der Quelle einzuschränken, jedoch ist das bekannte Verfahren der Rückführung von Abgas nicht ohne Probleme. Zum Beispiel hat die Rückführung die Tendenz, die Partikelmenge im Abgas zu erhöhen, was als Rauch sichtbar wird. Dies ist wahrscheinlich der Tatsache zuzuschreiben, daß der Sauerstoffgehalt der Ladeluft mit dem erhöhten Grad der Rückführung abfällt.
DE-A 25 04 308 beschreibt einen Motor, bei dem ein Teil des Abgases vor der Rückführung zur Einlaßseite gereinigt wird, indem man es durch ein Wasserbad hindurchperlen läßt. Es wird festgestellt, indem das gereinigte Gas Dampf enthält, was nicht dazu beiträgt, den Stickoxidgehalt zu senken, sondern statt dessen zu einem verringerten Kraftstoffverbrauch führt.
DE-C 41 23 046 beschreibt einen Motor, der unter Verwendung einer Pumpe oder eines Kompressors rückgeführtes Abgas durch ein Material mit feinen Poren hindurchdrückt, so daß das Gas durch ein Wasserbad als fein verteilte Blasen hindurchströmt. Der Motor ist nicht aufgeladen.
Aus WO 88/01 016 ist es bekannt, Abgas von einem Dieselmotor in einem Wasserbad zu reinigen und dann einen Teil des gereinigten und befeuchteten Gases zur Einlaßseite des Motors rückzuführen Die Befeuchtung im Wasserbad führt zu einer gewissen Abkühlung des Abgases und trägt dazu bei, die maximale Verbrennungstemperatur niedrig zu halten. Da der Dampf eine große spezifische Wärmekapazität hat, ist die Wirkung der Abgasrückführung größer als bei den obigen Verfahren. Der Motor ist nicht aufgeladen, und der Wasserverbrauch ist groß, weil das gesamte Abgas befeuchtet wird.
Große Dieselbrennkraftmaschinen verwenden normalerweise Schweröl als Kraftstoff, was zu großen Mengen von Verbrennungsprodukten führt, die für die Motorteile, die mit dem Abgas in Berührung stehen, sehr aggressiv sind. Das hochgradig verunreinigend wirkende Abgas kann nicht dadurch ausreichend gereinigt werden, daß man es durch ein Wasserbad hindurchperlen läßt. Aus DT-A-24 43 897 ist es bekannt, Abgas der Einlaßseite eines Dieselmotors zuzuführen, um die Stickoxidbildung während der Verbrennung zu reduzieren. Zur Vermeidung der Verunreinigungen aus dem eigenen Abgas des Dieselmotors wird statt dessen das Abgas eines Benzinmotors als Rückführgas für den Dieselmotor verwendet. Diese Lösung macht die Motoranlage wesentlich komplizierter und ist ferner ungeeignet auf einem Schiff, wo normalerweise nur eine sehr begrenzte Menge von Kraftstoff in Form von Benzin erlaubt ist.
SE-B 314 555 und US-A 4 440 116 beschreiben Brennkraftmaschinen mit Turbolader, bei denen Wasser in die Einlaßluft stromaufwärts des Kompressors eingespritzt wird, um den Temperaturanstieg der Einlaßluft während der Verdichtung zu begrenzen. Bei großen Hochleistungsdieselmaschinen kann ein solcher Wasserzusatz zu einer unvorteilhaft schnellen Korrosion des störanfälligen Kompressors führen, da selbst eine sehr kleine Menge feiner Wassertropfen zu einer Erosion der Schaufeln des Kompressorrades führen kann.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Rückführung von Abgas in großen aufgeladenen Dieselbrennkraftmaschinen in der Weise zu ermöglichen, daß die Brennkraftmaschine einen hohen Wirkungsgrad und eine lange Lebensdauer für die Maschinenbauteile, insbesondere teuren Bauteile, wie Turbolader, beibehält, und daß die Bauteile des Rückführungssystems kleine, für die Integrierung in die Brennkraftmaschine vorteilhafte Abmessungen aufweisen.
Mit Blick auf diese Aufgabe ist die obige große aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufkanal eine Einheit zur Befeuchtung des Abgases mit Wasser aufweist, daß die Befeuchtungseinheit ein Wäscher mit einer Anzahl von Wasserzerstäubungsstufen ist, daß der Umlaufkanal eine Leitung umfaßt, die von der Abgasleitung stromaufwärts der Turbine abzweigt und mit der Ladeluftleitung stromabwärts des Kompressors verbunden ist, und daß die Leitung mit dem Wäscher und mit einem, vorzugsweise stromabwärts des Wäschers angeordneten, Gebläse zum Erhöhen des Druckes in dem im Umlauf geführten Abgas verbunden ist.
Durch die Verwendung eines Wäschers mit zumindest einer Wasserzerstäuberstufe zum Reinigen des Abgases wird die Reinigung so leistungsstark, daß das eigene Abgas der Dieselmaschine zurückgeführt werden kann, selbst wenn der Motor mit Schweröl betrieben wird. Der Wäscher benötigt nicht viel Raum und die Anordnung der Zerstäuberdüsen des Wäschers im Strömungskanal des Abgases führt nur zu einem vorteilhaft kleinen Druckabfall über den Wäscher, was für die Aufrechterhaltung eines hohen Motorwirkungsgrades von Bedeutung ist. Über eine sehr kurze Gasströmungslänge ist der Wäscher in der Lage, sehr große Wassermengen in das zurückgeführte Gas zu zerstäuben, was von Bedeutung ist für den Erhalt der gewünschten guten Reinigung, die wirksame Kühlung und die Befeuchtung auf im großen und ganzen 100% relative Feuchtigkeit. Der Wäscher erbringt eine höhere Kühlung des zürckgeführten Gases als die bekannten Befeuchtungsvorrichtungen, was die Verringerung der Bildung von Stickoxiden begünstigt.
Das Gebläse im Umlaufkanal macht die Rückführung möglich ungeachtet der Druckverhältnisse zwischen der Einlaß- und Auslaßseite des Motors, was bedeutet, daß die Rückführung bei jeder gewünschten Motorlast durchgeführt werden kann.
Das Abgas wird stromaufwärts der Turbine des Turboladers abgeleitet und mittels des Zusetzens von Wasser gekühlt und gereinigt. Das Gebläse gibt das rückgeführte Gas stromabwärts des Kompressors des Turboladers ab. Die Abmessungen der Turbine und des Kompressors des Turboladers können verringert werden, weil das rückgeführte Gas im Kompressor nicht verdichtet werden muß. Die bevorzugte Kühlung des Gases stromaufwärts des Gebläses reduziert den Energieverbrauch des Gebläses auf etwa die Hälfte, gesehen im Verhältnis zu einer Situation, bei der das Gebläse ungekühltes Abgas zu verdichten hätte. Darüber hinaus ist das störanfällige Gebläse nicht korrosiven Produkten im Abgas ausgesetzt.
Die Reinigung des rückgeführten Gases kann dadurch gefördert werden, daß Wassertropfen aus dem Abgas nach dem Zusetzen zerstäubten Wassers in jeder Stufe entfernt werden. Das Zusetzen von Wasser in einer zweiten Stufe führt zu einem Abfall der Gastemperatur, was eine Kondensation von Wasser aus dem 100% feuchtigkeitsgesättigten Gas hervorruft. Die Kondensation tritt zuerst an den partikelförmigen Verunreinigungen auf, die im Gas zu finden sind. Wenn die Wassertropfen dann aus dem Gas entfernt werden, bevor es die Stufe verläßt, werden die unerwünschten Verunreinigungen mit den Tropfen abgeführt. Wenn die Temperatur des so gereingten Gases durch das Zusetzen von Wasser in einer folgenden Stufe weiter gesenkt wird, führt dieser Temperaturabfall zu einer Kondensation aus dem Gas von mehr als der zuletzt zugesetzten Wassermenge, und dieses Wasser ist im großen und ganzen rein. Dies bedeutet, daß das Gas im Wäscher ohne einen besonderen Wasserverbrauch gereinigt werden kann.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist der Wäscher mit der Ladeluftleitung verbunden und kühlt sowohl die durch den Kompressor verdichtete Luft als auch das im Umlauf geführte Abgas. Somit kann der allgemein bekannte Rohrkühler zum Kühlen der Ladeluft entfallen. Dies führt zu einer vorteilhaften Vereinfachung des Einlaßsystems des Motors, jedoch ist es auch möglich, bei der direkten Wasserkühlung der Ladeluft und des darin enthaltenen im Umlauf geführten Abgases, eine Gastemperatur am Einlaß zu den Brennkammern zu erhalten, die 10 bis 12ºC niedriger ist als die mit einem Rohrkühler erreichbare Temperatur.
Bei sonst gleichen Bedingungen führt eine solche Verringerung der Ladelutttemperatur zu einer Verbesserung des spezifischen Dieselkraftstoffverbrauchs (SFOC) von etwa 1 g/PSh. Die niedrigere Ladelufttemperatur verringert ferner die maximale Verbrennungstemperatur und damit den Stickoxidgehalt des Abgases. Die obigen Vorteile der Erfindung werden weiter vollständig ausgenutzt, weil die gesamte zum Brennraum geführte Luft unter allen Betriebsbedingungen des Motors befeuchtet wird. Somit wird die Stickoxidmenge etwa halbiert. Wenn der Motor auf einem Schiff verwendet wird, liegt ein zusätzliches Ergebnis darin, daß die Ladeluft von dem Salzgehalt gereinigt wird, der oft in der Einlaßluft zu finden ist, wodurch der Motor nicht den Korrosionseinflüssen des Salzes ausgesetzt ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die auf einem Schiff besonders vorteilhaft ist, hat der Wäscher eine erste Befeuchtungsstufe, in der Zerstäuberdüsen Seewasser in das durchströmende Gas zerstäuben, eine Zwischenreinigungsstufe, in der im Gas suspendierte Flüssigkeitstroppfen aus dem Gas abgeschieden werden, und zumindest eine Kühlungsendstufe, in der Zerstäuberdüsen Frischwasser in das durchströmende Gas zerstäuben und von der kondensiertes Frischwasser abgezogen wird.
Es müssen sehr große Wassermengen für die Befeuchtung und Reinigung des Abgases verwendet werden. Typischerweise ist der Wasserverbrauch etwa 3- bis 4 mal größer als der Dieselkraftstoffverbrauch des Motors. Bei einer großen Dieselmaschine mittlere Größe mit einer Leistung von 35.000 PS führt dies zu einem Wasserverbrauch von 12 bis 17 t pro Stunde. An Bord eines Schiffes ist es verhältnismäßig energieaufwendig, Frischwasser herzustellen, was üblicherweise in speziellen Frischwassergewinnungsanlagen erfolgt, die Seewasser in Frischwasser durch Verdunstung bei niedrigem Druck umwandeln.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Problem des Frischwasserverbrauchs durch die Befeuchtung und Reinigung in mehreren Stufen und durch die Verwendung von Seewasser in der ersten Stufe und Frischwasser in zumindest der letzten Wasserzusetzungsstufe gelöst. Das Seewasser steht in unbegrenzten Mengen zur Verfügung und, wie oben erwähnt, wird das Salz aus dem Gas zusammen mit den anderen Verunreinigungsstoffen entfernt. Wenn Wasser auch in einer dritten und ggf. in einer vierten Stufe zugesetzt wird, führt der dadurch verursachte Temperaturabfall des Gases zu einer Abscheidung von Frischwasser, die bei weitem die zugesetzte Menge von Frischwasser übersteigt. Zusätzlich dazu, daß die Wasseranforderung für die Reinigung erfüllt wird, ist es möglich, den weiteren Vorteil einer faktischen Produktion von Frischwasser zu gewinnen, das an anderer Stelle auf dem Schiff verwendet werden kann.
Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele werden nun nachstehend unter Bezugnahme auf die rein schematische Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 u. 2 Schaubilder zweier verschiedener Ausführungsformen des Einlaß- und Auslaßsystems einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung und
Fig. 3 eine Schemadarstellung einer Stufe in einem Wäscher.
In den drei Ausführungsformen ist die Brennkraftmaschine allgemein mit 1 bezeichnet. Die Maschine hat einen Ladeluftempfänger 2 und einen Abgasempfänger 3, und die zu den Brennräumen gehörenden Auslaßventile sind mit 4 bezeichnet. Die Maschine kann eine große, mit konstantem Druck aufgeladene Zweitakt-Dieselmaschine sein, die als Hauptmaschine in einem Schiff oder als stationäre Maschine für den Betrieb eines Generators in einem Elektrizitätswerk verwendet werden kann. Die Gesamtleistung der Maschine kann z.B. im Bereich von 5000 bis 70000 kW liegen, jedoch kann die Erfindung auch bei Viertaktmotoren mit einer Leistung von z.B. 1000 kW verwendet werden.
Die Ladeluft wird vom Ladeluftempfänger an die einzelnen Zylinder und Spülluftkanäle geliefert. Wenn das Auslaßventil 4 geöffnet ist, strömt das Abgas durch eine Abgasleitung in den Abgasempfänger 3 und weiter durch eine herkömmliche Abgasleitung 5 zu einer Turbine 6 eines Turboladers, von dem das Abgas durch die Abgasleitung 7 abströmt.
Über eine Welle 8 treibt die Turbine 6 einen über einen Lufteinlaß 10 versorgten Kompressor 9. Der Kompressor liefert Ladedruckluft an eine Ladeluftleitung 11, die zum Ladeluftempfänger 2 führt.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform ist insbesondere in den Fällen von Bedeutung, in denen ein vorhandener Motor für einen erfindungsgemäßen Betrieb ohne Ersetzung des bestehenden Rohrkühlers 12 zum Kühlen der Ladeluft umgebaut wird. Der Rohrkühler hat einen Kühlwassereinlaß 13 und einen Kühlwasserauslaß 14. Normalerweise kann ein solcher Rohrkühler die Ladeluft nur auf eine Temperatur etwa 15º über der Kühlwassertemperatur kühlen.
Eine Umlaufleitung 15 ist von der Abgasleitung 5 abgezweigt und mit der Ladeluftleitung 11 verbunden, so daß die Umlaufleitung einen Umlaufkanal zusammen mit dem Teil des Einlaßsystems bildet, der sich stromabwärts der Verbindung der Leitung 15 mit der Leitung 11 befindet.
Ein Wäscher 16 ist in die Leitung 15 zum Befeuchten und Reinigen des Abgases mit Wasser eingesetzt. Der Gasauslaß vom Wäscher 16 führt zu einem von einem Motor 18 angetriebenen Gebläse 17. Obgleich das Abgas an der Hochdruckseite der Turbine 6 abgeleitet wird, muß ihm das Gebläse 17 eine Druckerhöhung vermitteln, die den Druck im umlaufenden Abgas über den Ladeluf tdruck in der Leitung 11 anhebt. Der Wäscher 16 kann eine oder mehrere Stufen in Abhängigkeit von dem Grad der Reinigung und Kühlung des Abgases aufweisen.
Die in Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß der Rohrkühler 12 durch einen Wasserwäscher 19 mit vier Stufen ersetzt worden ist. In der ersten Stufe 20 wird Seewasser unter Druck von einer Leitung 21 Zerstäuberdüsen zugeführt, die das Gas mit einem angemessenen Wasserüberschuß befeuchten und kühlen, so daß keine Salzpartikel im Gas niedergeschlagen werden. Das Ende der ersten Stufe enthält eine Tropfensammeleinrichtung, die die Flüssigkeitstropfen separiert, die im Gas suspendiert sind und die unerwünschten Verunreinigungen aus dem Gas enthalten. In der zweiten Stufe 29 wird durch eine Druckleitung 22 zugeführtes Frischwasser in das Gas zerstäubt und bewirkt damit eine weitere Kühlung mit einer anschließenden Wasserkondensierung an etwaigen verbliebenen Partikeln. Eine dritte Stufe 23 enthält eine Tropfsammeleinrichtung, die die im Gas suspendierten Flüssigkeitstropfen entfernt. Durch eine Leitung 24 wird das abgetrennte Wasser über Bord oder in einen Tank für eine spätere Reinigung geführt. Selbst wenn das Wasser über Bord geleitet wird, ist es möglich, einen Umweltvorteil zu erreichen, da die unerwünschten Substanzen im Abgas somit direkt in der See abgelagert werden, ohne daß sie den Weg über die Atmosphäre nehmen müssen. Falls gewünscht, kann das Wasser mit gelöschtem Kalk gereinigt und wahlweise vor dem Ablassen gefiltert werden. In einer vierten Stufe 25 wird durch eine Leitung 26 zugeführtes Frischwasser in das Gas zerstäubt, was, wie oben angegeben, eine Kondensation einer noch größeren Menge an Frischwasser hervorruft, das aus dem Wäscher durch eine Leitung 27 abgeführt wird, wobei die Gastemperatur sehr nahe an die Einlaßtemperatur des Wassers herangebracht wird. Der Wäscher kann weniger Stufen aufweisen, jedoch ist dann die Kühlung des Gases geringer.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stufe 33 in einem Wäscher zur Anordnung im Umlaufkanal. Das Gehäuse 34 des Wäschers kann mit der Gasförderleitung mittels Flanschen 35 oder mit weiteren Wäscherstufen verbunden sein. Die Gasströmungsrichtung ist durch Pfeile 36 angegeben. Eine Einlaßleitung 37 für Frisch- oder Seewasser führt das Wasser zu Verteilerrohren 38, die jeweils eine Anzahl von Düsen 39 tragen, die das Wasser in das Gas zerstäuben. Bei den gezeigten Ausführungsformen spritzen die Düsen das Wasser gegen die Strömungsrichtung des Gases aus, was einen guten Verdunstungs- und Reinigungseffekt erbringt, es ist jedoch ebenfalls möglich, Düsen zu verwenden, die in Strömungsrichtung des Gases sprühen. Nach dem Passieren der Düsen strömt das Gas durch einen Tropfenerzeuger 40, der große Oberflächen enthält, die in bezug auf die Strömungsrichtung des Gases abgewinkelt sind. Das Material des Tropfenerzeugers kann z.B. aus einem sehr porösen Schaum, Drahtgewebe oder Stahlwolle bestehen. Im Tropfenerzeuger vereinigen sich kleine Flüssigkeitstropfen im Gas zu größeren Tropfen, was das anschließende Entfernen der Tropfen aus dem Gas in einem Tropfensammelabschnitt 41 erleichtert, der, wie gezeigt, längliche Plattenteile 42 enthalten kann, die in bezug auf die Strömungsrichtung des Gases geneigt sind, so daß das Gas zu einer Richtungsänderung beim Passieren der Platten 42 gezwungen ist. Als Folge der Trägheit der Tropfen sind sie bei der Änderung ihrer Richtung langsamer als das Gas selbst, und die Tropfen landen daher auf den Platten 42 und gleiten entlang diesen in einen umgebogenen Endbereich 43, in dem die Tropfen aufgefangen und einem Sammelkanal zugeführt werden, der das Kondensat und die entfernte Flüssigkeit an eine Auslaßleitung 44 abgibt. Es wird häufig möglich sein, den Tropfenerzeuger 40, der einen gewissen Strömungswiderstand erzeugen kann, fortzulassen. Wenn der Wäscher mehrere aufeinanderfolgende Zerstäuberstufen aufweist, enthält jede Stufe vorzugsweise einen Tropfensammelabschnitt, so daß aufeinanderfolgende Stufen nicht die im Tropfensammelabschnitt entfernte Flüssigkeitsmenge kühlen müssen. Wenn der Wäscher nur die im Umlauf geführte Gasmenge reinigen muß, ist es oft möglich, eine ausreichende Reinigung in einer einzigen Wäscherstufe zu erreichen. Der Wäscher bietet nur einen geringen Strömungswiderstand und erfordert im wesentlichen keine Wartung und ist auch billig in der Herstellung.
Die nachfolgenden Beispiele beschreiben die Arbeitsweise des Wäschers in einer Motoranlage, in der das im Umlauf geführte Gas in einem Wäscher gereinigt und die gesamte Einlaßluft in einem zweistufigen Wäscher gekühlt wird. Aus Gründen der Einfachheit basieren die Berechnungen auf einem Motor mit einer Vollastleistung von 10.000 kW und einem nominellen Ladeluftdruck von 3,55 bar.

Beispiell

Der Motor wird mit 100% Last betrieben, und die Umgebungsluft hat eine Temperatur von 25ºC und eine relative Feuchtigkeit von 30%, was bedeutet, daß die Einlaßluft etwa 69 Wasser/kg Luft enthält. Der Luftverbrauch des Motors beträgt etwa 22 kg/s. Nach dem Kompressor 9 beträgt die Temperatur der Luft T&sub1;=185ºC.
In der ersten Wäscherstufe werden die Zerstäuberdüsen mit einer Salzwassermenge von 2,6 lis gespeist, wodurch die Luft durch Verdunstung auf eine Temperatur von etwa T&sub1;=70ºC gekühlt und die Luft gleichzeitig auf eine relative Feuchtigkeit von 100% angefeuchtet wird, was zu einem Wassergehalt von 60g/kg Luft führt. In der Tropfensammeleinrichtung wird eine Wassermenge von etwa 1,3 l/s entfernt. Am Auslaß aus der ersten Wäscherstufe ist die Luft weitgehend von jedem Salzgehalt gereinigt.
In der zweiten Wäscherstufe wird eine Frischwassermenge von 35 l/s durch die Zerstäuberdüsen bei einer Wassertemperatur von etwa Tv=25ºC ausgessprüht. Dieses kühlt die Luft auf eine Temperatur von etwa T&sub1; 3500, wobei die zu 100% feuchtigkeitsgesättigte Luft einen Wassergehalt von etwa 9 g/kg Luft besitzt. In der Tropfensammeleinrichtung wird eine Wassermenge von etwa 36,1 l/s abgeschieden, wodurch die zweite Wäscherstufe eine Frischwassermenge von 1,1 l/s erzeugt, was etwa 95 t pro Tag entspricht. Extrem hohe Wärmeübertragungskoeffizienten sind bei der Zerstäubungskühlung der Einlaßluft gemessen worden, und es wird geschätzt, daß die Wärmeübertragungskoeffizienten etwa 50 bis 100 mal so hoch wie bei herkömmlichen Rohrkühlern sind. Falls gewünscht, kann die Luft in einer dritten Wäscherstufe auf wenige Grad oberhalb der Wassertemperatur gekühlt werden, was zu einer weiteren Produktion von Frischwasser führt.
Wenn ein gesonderter Wäscher 16 zum Reinigen des im Umlauf geführten Abgases in der Leitung 15 verwendet wird, ist es zweckmäßig, gleichzeitig mit der Reinigung das Abgas von der Einlaßtemperatur von etwa 375ºC auf die Temperatur der Einlaßluft T&sub1; = 185ºC nach dem Kompressor zu kühlen. Der Wasserverbrauch im Wäscher 16 beträgt etwa 0,07 l/s, was 5,7 t pro Tag entspricht. Dieser Verbrauch kann durch Frischwasser aus dem zweiten Wäscher ohne irgendwelche Probleme gedeckt werden. Falls ein Rohrkühler anstelle des Wäschers verwendet wird, kann der Wäscher 16 mit Seewasser betrieben werden.

Beispiel 2

Bei den gleichen Umgebungsbedingungen wie oben und einer Motorlast von 75% müssen die Zerstäuberdüsen in der ersten Wäscherstufe mit einer Seewassermenge von zumindest 1,8 l/s gespeist werden, wodurch die Luft auf etwa T&sub1; = 60ºC gekühlt und auf 100% relative Feuchtigkeit angefeuchtet wird, wobei der Wassergehalt etwa bei 45 g/kg Luft liegt.
In der zweiten Wäscherstufe wird eine Wassermenge von 35 l/s bei einer Temperatur von etwa Tv = 25ºC zugeführt, wodurch das Gas auf etwa T&sub1; = 30ºC gekühlt wird, wobei der Wassergehalt in dem zu 100% gesättigten Gas etwa 129/kg Luft beträgt. Die zweite Stufe erzeugt eine Frischwassermenge von etwa 0,5 l/s entsprechend 43 t pro Tag.
Die Reinigung des Umlaufabgases verbraucht eine Wassermenge von etwa 0,10 l/s entsprechend 8,6 t pro Tag.
Anstelle der oben beschriebenen Wäscher ist es möglich, einen von einer Inertgasanlage des japanischen Fabrikats Gadehus Marine K.K. bekannten Wäscher und eine Tropfensammeleinrichtung von der gleichen Firma, nach dem Zyklonprinzip arbeitend, zu verwenden. Jedoch haben diese bekannten Systeme den Nachteil, daß sie einen hohen Raumbedarf haben.

Claims

1. Große aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine (1), wie etwa Hauptmaschine eines Schiffes, mit einem Turbolader mit einer abgasbetriebenen Turbine (6) und einem Kompressor (9), der von der Turbine angetrieben ist und Ladeluft an die Maschinenzylinder liefert, und mit einem Umlaufkanal zur Rückführung eines Teils des Abgases zu den Maschinenzylindern, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufkanal (15,11) eine Einheit zur Befeuchtung des Abgases mit Wasser aufweist, daß die Befeuchtungseinheit ein Wäscher (16,19) mit einer Anzahl von Wasserzerstäuberstufen (20,29,25) ist, daß der Umlaufkanal eine Leitung (15) umfaßt, die von der Abgasleitung (5) stromaufwärts der Turbine (6) abzweigt und mit der Ladeluftleitung (11) stromabwärts des Kompressors (9) verbunden ist, und daß die Leitung mit dem Wäscher (16) und mit einem, vorzugsweise stromabwärts des Wäschers angeordneten, Gebläse (17) zum Erhöhen des Druckes in dem im Umlauf geführten Abgas verbunden ist.

2. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wäscher (19) mit der Ladeluftleitung (11) verbunden ist, derart, daß er sowohl die durch den Kompressor verdichtete Luft als auch das im Umlauf geführte Abgas kühlt.

3. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wäscher eine erste Befeuchtungsstufe (20), in der Zerstäuberdüsen Seewasser in das durchströmende Gas zerstäuben, eine Zwischenreinigungsstufe (23), in der im Gas suspendierte Flüssigkeitstropfen aus dem Gas abgeschieden werden, und zumindest eine Kühlungsendstufe (25) aufweist, in der Zerstäuberdüsen Frischwasser in das durchströmende Gas zerstäuben und von der kondensiertes Frischwasser abgezogen wird.