DK3215724T3 - Røggasefterbehandlingsindretning og fremgangsmåde til røggasefterbehandling - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en røggasefterbehandlingsindretning og en fremgangsmåde til røggasefterbehandling.

Fra praksis er det kendt, at der som røggasefterbehandlingskomponenter både røggasrengøringsindretninger, såsom røggaskatalysatorer eller røggas-vaskeindretninger, og lyddæmpere kan være anbragt efter en forbrændingsmotor. Røggaskatalysatorerne tjener især til denitrificering og/eller afsvovling af røggassen og dermed reduktion af nitrogenoxidemissioner og svovloxidemissioner. Lyddæmperne tjener til støjreduktion og dermed til formindskelse af lydemissioner.

Lyddæmpere, der er kendt fra praksis, er typisk placeret nedstrøms for en røggasrengøringsindretning og er udført som såkaldte resonans- eller lambda/4-lyddæmpere, som beror på, at kamre af lyddæmperne har en dybde hhv. længde, der er tilpasset til den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes. Sådanne lyddæmpere har dog en smalbåndet dæmpningsvirkning, således at der især ved motorer, som drives med variabelt omdrejningstal og derfor har forskellige røggasfrekvenser, ikke kan realiseres nogen tilstrækkelig røggas-lyddæmpning.

For at tilvejebringe lyddæmpere med bredbåndet dæmpningsvirkning til brug for røggaslyddæmpningen, er det kendt fra teknikkens stade at udruste lyddæmpere med flere kamre, som frigives via ventiler, hvorved kamrenes dybde kan tilpasses til frekvensen af den røggaslyd, der skal dæmpes.

Lyddæmpere af denne art har dog den ulempe, at der i røggasstrømmen befinder sig bevægelige dele, som især i de tilfælde, hvor forbrændingsmotoren, hvis røggaslyd skal dæmpes, drives med brændstoffer med højt indhold af svovl, har tendens til en kraftigere korrosion. Endvidere kan ved sådanne lyddæmpere også kun flere smalbåndede frekvensområder underkastes en effektiv lyddæmpning, der er ikke mulighed for en trinløs tilpasning af lyddæmperens dæmpningsvirkning til de mest forskellige frekvensområder af den røggaslyd, der skal dæmpes. DE 196 11 133 A1 og DE 196 19 173 C1 fremlægger lyddæmpere med bevægelige dele, der er udsat for røggasstrømmen. US 5 103 931 A viser allerede en røggasefterbehandlingsindretning til en forbrændingsmotor, med et hus og med et røggaskammer, der defineres af huset og kontinuerligt gennemstrømmes af røggas, i hvilket røggas strømmer ind via en indgang, og ud af hvilket røggas strømmer via en udgang, med et lyddæm-perkammer, der defineres af huset og er forbundet med røggaskammeret, i hvilket et fluid er optaget med et fyldstandsniveau, som afhænger af den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes.

Med udgangspunkt i dette har den foreliggende opfindelse til opgave at tilvejebringe en hidtil ukendt røggasefterbehandlingsindretning og fremgangsmåde til efterbehandling af røggas.

Denne opgave løses ved hjælp af en røggasefterbehandlingsindretning ifølge krav 1. Røggasefterbehandlingsindretningen ifølge opfindelsen omfatter et hus; et røggaskammer, der defineres af huset og kontinuerligt gennemstrømmes af røggas, i hvilket røggas strømmer ind via en indgang, og ud af hvilket røggas strømmer via en udgang; og et lyddæmperkammer, der defineres af huset og er forbundet med røggaskammeret fortrinsvis via mindst et forbindelsesmiddel, i hvilket et fluid eller et flydedygtigt faststof er optaget med et fyldstandsniveau, som afhænger af den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes.

Ved røggasefterbehandlingsindretningen ifølge opfindelsen kan fyldstandsniveauet af fluidet eller det flydedygtige faststof i lyddæmperkammeret, som er forbundet med røggaskammeret, der gennemstrømmes af røggas, indstilles trinløst, således at røggasefterbehandlingsindretningens lyddæmpningsvirkning i sidste ende kan indstilles trinløst. Således kan lyddæmpningsvirkningen tilpasses fleksibelt til de mest forskellige røggaslydfrekvenser, der skal dæmpes. Hermed er der mulighed for en særligt effektiv lyddæmpning selv ved forbrændingsmotorer, som drives med de mest forskellige motoromdrejningstal, og dette ved undgåelse af ulemperne ved lyddæmpere kendt fra teknikkens stade med komponenter, der er bevægelige i røggasstrømmen.

Derudover kan fyldstandsniveauet for fluidet, ved hvilket der fortrinsvis er tale om en væske, eller for det flydedygtige faststof, ved hvilket der fortrinsvis er tale om et granulat, indstilles i lyddæmperkammeret via et indløb af lyddæm-perkammeret og et udløb af lyddæmperkammeret, hvor fortrinsvis en styreindretning afhængigt af den frekvens af røggassen, der skal dæmpes, automatisk registrerer det fyldstandsniveau for lyddæmperkammeret, der er tilpasset til den frekvens, der skal dæmpes, og automatisk indstiller det via indløbet og/eller udløbet. Ved hjælp af styreindretningen kan det fyldstandsniveau i lyddæmperkammeret, der er påkrævet for en optimal lyddæmpning, registreres og indstilles automatisk afhængigt af den frekvens af røggassen, der skal dæmpes. Dette muliggør en effektiv lyddæmpning.

Ifølge en yderligere fordelagtig videreudvikling er lyddæmperkammeret udformet U-formet i tværsnit og har to delkamre, der er forbundet i en nedre sektion af dette, hvor et første delkammer kommunikerer med lyddæmperkammerets indløb og udløb, og hvor et andet delkammer, som er forbundet med det første delkammer, enten er udformet, så det er åbent opadtil eller er lukket eller kan lukkes opadtil. Dermed kan røggasefterbehandlingsindretningens lyddæmpningsvirkning forbedres yderligere.

Fortrinsvis er der i røggaskammeret, der gennemstrømmes af røggas, anbragt mindst en røggasrengøringsindretning, især en røggaskatalysator og/eller en røggasvaskeindretning. Så, når der i røggaskammeret, der gennemstrømmes af røggas, er placeret eller integreret en røggasrengøringsindretning, tjener røggasefterbehandlingsindretningen ikke kun til lyddæmpning, men også til røggasrengøring. Dermed kan pladsbehovet for sådanne røggasefterbehandlingsindretninger reduceres.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er defineret i krav 13.

Foretrukne videreudviklinger af opfindelsen fremgår af underkravene og den følgende beskrivelse. Udførelseseksempler på opfindelsen vil, uden at begrænse sig hertil, blive nærmere forklaret ved hjælp aftegningen. Her viser:

Fig. 1 en skematisk gengivelse af en første røggasefterbehandlingsindretning ifølge opfindelsen;

Fig. 2 en skematisk gengivelse af en anden røggasefterbehandlingsindretning ifølge opfindelsen;

Fig. 3 en detalje af en tredje røggasefterbehandlingsindretning ifølge opfindelsen; og

Fig. 4 en detalje af en fjerde røggasefterbehandlingsindretning ifølge opfindelsen.

Opfindelsen angår en røggasefterbehandlingsindretning til en forbrændingsmotor, især til en skibsdieselforbrændingsmotor, der drives med tung olie.

Fig. 1 viser en skematisk gengivelse af et første udførelseseksempel på en røggasefterbehandlingsindretning 10 ifølge opfindelsen til en forbrændingsmotor, især til en skibsdieselforbrændingsmotor, der drives med tung olie. Røggasefterbehandlingsindretningen 10 omfatter et hus 11. Huset 11 definerer på den ene side et røggaskammer 12, der kontinuerligt gennemstrømmes af røggas, i hvilket røggas strømmer ind via en indgang 13, og ud af hvilket røggas strømmer ud via en udgang, samt på den anden side et lyddæmper-kammer 15.

Lyddæmperkammeret 15 er forbundet med røggaskammeret 12. I lyddæmperkammeret 15 et fluid, især en væske, eller et flydedygtigt faststof, især et granulat, optaget med et fyldstandsniveau, som afhænger af den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes. Hvis den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes, ændrer sig for eksempel som følge af en ændret belastning af forbrændingsmotoren, kan røggasefterbehandlingsindretningens 10 dæmpningsvirkning tilpasses til frekvensen af røggaslyden, der ændrer sig, ved hjælp af en simpel ændring af fluidets eller det flydedygtige faststofs fyldstandsniveau i lyddæmperkammeret 15. Således kan røggasefterbehandlingsindretningens 10 dæmpningsområde hhv. dæmpningsvirkning indstilles trinløst.

Ved det fluid, som er optaget i lyddæmperkammeret 15 med et defineret fyldstandsniveau, er der fortrinsvis tale om vand. Alternativt til fluidet kan også det flydedygtige faststof, især granulat, være optaget i lyddæmperkammeret 15 med et fyldstandsniveau, som afhænger af den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes.

Ifølge udførelseseksemplet i fig. 1 kan væsken hhv. det flydedygtige faststof tilføres til lyddæmperkammeret 15 via et indløb 16 og ledes bort fra lyddæmperkammeret 15 via et udløb 17. Via ventiler 28, 29, der er tilknyttet indløbet 16 og udløbet 17, kan væskens hhv. det flydedygtige faststofs fyldstandsniveau indstilles inden i lyddæmperkammeret 15.

Som allerede udført er lyddæmperkammeret 15 forbundet med røggaskammeret 12, fortrinsvis via mindst et forbindelsesmiddel. Ifølge fig. 1 er røggaskammeret 12 og lyddæmperkammeret 15 adskilt afen fælles husvæg 18 eller en husvægsektion af huset 11, hvor disse er forbundet via mindst et forbindelsesmiddel, der er udformet som en udsparing 31 i husvæggen 18. Udsparingen 31 er i den forbindelse ifølge fig. 1 indført i husvæggen 18 således, at denne er placeret oven over væskens eller granulatets fyldstandsniveau i lyddæmperkammeret 15. I fig. 1 er vist en styreindretning 26, som afhængigt af frekvensen af den røggaslyd, der skal dæmpes, automatisk registrerer det fyldstandsniveau for væsken hhv. det flydedygtige faststof inden i lyddæmperkammeret 15, der er optimalt for lyddæmpningen, og automatisk indstiller det ved at styre ventilerne 28, 29. Den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes, kan i den forbindelse for eksempel fastlægges computerberegnet af styreindretningen 26, på den anden side er det muligt ved hjælp af en måleindretning 30 måleteknisk at registrere frekvensen af den røggaslyd, der skal dæmpes, og stille en passende måleværdi til rådighed for styreindretningen 26. Ved måleindretningen 30 kan der for eksempel være tale om en mikrofon eller også om en strain gauge, der er tilknyttet røggasefterbehandlingsindretningens 10 røggaskammer 12. I det i fig. 1 viste udførelseseksempel er der inden i husets 11 røggaskammer 12, der kontinuerligt er gennemstrømmet af røggas, anbragt en røggasrengøringsindretning 27, ved hvilken derfor eksempel kan være tale om en røggaskatalysator eller også om en røggasvaskeindretning. Der kan være anbragt en eller flere røggasrengøringsindretninger 27 i røggaskammeret 12. Så, hvis der er integreret en røggasvaskeindretning i røggaskammeret 12 af huset 11 i røggasefterbehandlingsindretningen 10, er lyddæmperkammeret 15 af huset 11 i røggasefterbehandlingsindretningen 10 især fyldt med vand for at tilvejebringe lyddæmpningsvirkningen. I dette tilfælde ligger røggastemperaturer nemlig betydeligt under kogepunktet for det vand, der er optaget i lyddæmperkammeret 15, således at den afdunstning hhv. fordampning af vandet i lyddæmperkammeret 15, som indstiller sig ved højere røggastemperaturer, har en mindre betydning. Ved høje røggastemperaturer kommer fortrinsvis et flydedygtigt faststof, især granulat, til anvendelse i lyddæmperkammeret 15 med henblik på via fyldstandsniveauet i lyddæmperkammeret 15 at tilvejebringe den ønskede lyddæmpningsvirkning i det ønskede frekvensområde.

Med henblik på at øge lyddæmpningsvirkningen kan kamrene, nemlig røggaskammeret 12 og/eller lyddæmperkammeret 15, hhv. husvæggene af huset, der afgrænser disse, være forsynet hhv. beklædt indvendigt og/eller udvendigt med et absorbtionsmiddel.

Fig. 2 viser en skematisk gengivelse af en røggasefterbehandlingsindretning 10 ifølge opfindelsen ifølge et andet udførelseseksempel på opfindelsen, hvor der for at undgå unødige gentagelser for samme komponenter anvendes de samme henvisningstal. I det følgende gås der kun ind på forskelle mellem udførelseseksemplerne i fig. 1 og 2. I udførelseseksemplet i fig. 2 omfatter lyddæmperkammeret 15 to delkamre 19, 20, som i nedre områder 21,22 er forbundet ved udformning af et lyddæm-perkammer 15, der er U-formet i tværsnit. Det første delkammer 20 af lyddæmperkammeret 15 kommunikerer derved med indløbet 16 og udløbet 17 og er forbundet med røggaskammeret 12 via mindst en udsparing 31 i husvæggen 18, som adskiller det første delkammer 20 fra røggaskammeret 12. Det andet delkammer 19, som er forbundet med det første delkammer 20 i den nedre sektion 21, er i fig. 2 udformet åbent ved den øvre ende 23. Så, når der i fig. 2 er optaget en væske, for eksempel vand, der optaget i lyddæmperkammeret 15, danner der sig et fyldstandsniveau i begge delkamre 19, 20 af lyddæmperkammeret 15. Røggas, som gennemstrømmer husets 11 røggaskammer 12, ansporer væsken i lyddæmperkammeret 15 til svingninger, hvor den væskesøjle, der befinder sig i det andet delkammer 19, kan svinge frit mod atmosfære, da det andet delkammer 19 af strømningskammeret 15 i udførelseseksemplet i fig. 2 er udformet åbent opadtil.

Gennem den svingende væskesøjle trækkes der kinetisk energi ud af den svingende røggassøjle, og støjemissionen reduceres derved.

Der kan tilkobles flere lyddæmperkamre 15 til huset 11, og den frie vejlængde kan være forskellig oven over fluidet eller granulatet i de enkelte kamre 15. Således kan der dæmpes flere frekvenser. I fig. 1 er røggassens strømningsretning gennem røggaskammeret 12 orienteret nedefra og op, hvor i fig. 2 denne er orienteret ovenfra og ned. I fig. 1 er udsparingen 31, som forbinder lyddæmperkammeret 15 med røggaskammeret 12, placeret nedstrøms for røggasrengøringsindretningen 27, set i røggassens strømningsretning. I fig. 2 er denne udsparing 31 placeret opstrøms for røggasrengøringsindretningen 27, set i røggassens strømningsretning.

Fig. 3 og 4 viser varianter af udførelseseksemplet i fig. 2, hvor det andet delkammer 19 er udformet lukket ved den øvre ende 23, hvor i fig. 3 væskesøjlen i det andet delkammer 19 arbejder mod en gasblære, der er indesluttet i det andet delkammer 19, og i fig. 3 arbejder mod en svømmer 24, der påvirkes af et fjederelement 25. Således kan der trækkes endnu mere kinetisk energi ud af den svingende røggassøjle. Således kan dæmpningen øges yderligere.

Henvisningstalliste 10 Røggasefterbehandlingsindretning 11 Hus 12 Røggaskammer 13 Indgang 14 Udgang 15 Lyddæmperkammer 16 Indløb 17 Udløb 18 Husvæg 19 Delkammer 20 Delkammer 21 Sektion 22 Sektion 23 Ende 24 Svømmer 25 Fjederelement 26 Styreindretning 27 Røggasrengøringsindretning 28 Ventil 29 Ventil 30 Måleindretning 31 Udsparing

Claims (13)

1. Røggasefterbehandlingsindretning (10) til en forbrændingsmotor, især til en skibsdieselforbrændingsmotor, der drives med tung olie, med et hus (11); med et røggaskammer (12), der defineres af huset (11) og kontinuerligt gennemstrømmes af røggas, i hvilket røggassen strømmer ind via en indgang (13), og ud af hvilket røggassen strømmer ud via en udgang (14); med et lyddæmperkammer (15), som defineres af huset (11) og er forbundet med røggaskammeret (12), i hvilket et fluid eller et flydedygtigt faststof er optaget med et fyldstandsniveau, hvor fyldstandsniveauet kan indstilles på en sådan måde, at dette afhænger af den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes, kendetegnet ved, at fyldstandsniveauet i lyddæmperkammeret (15) kan indstilles via et indløb (16) af lyddæmperkammeret (15) og et udløb (17) af lyddæmperkammeret (15).

2. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved en styreindretning (27), som er indrettet til afhængigt af den frekvens, der skal dæmpes, automatisk at registrere det fyldstandsniveau for lyddæmperkammeret (15), der er tilpasset til den frekvens, der skal dæmpes, og automatisk at indstille det via indløbet (16) og/eller udløbet (17).

3. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge et af kravene 1 til 2, kendetegnet ved, at røggaskammeret (12) og lyddæmperkammeret (15) er forbundet via mindst et forbindelsesmiddel.

4. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge et af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at røggaskammeret (12) og lyddæmperkammeret (15) er forbundet ved hjælp af en fælles husvæg (18) eller en husvægsektion og via mindst en udsparing (31) i husvæggen (18) eller husvægsektionen.

5. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge et af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at lyddæmperkammeret (15) er udformet U-formet i tværsnit og har to delkamre (19, 20), der er forbundet i en nedre sektion (21,22) af dette.

6. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge krav 5, kendetegnet ved, at et første delkammer (20) kommunikerer med lyddæmperkammerets (15) indløb (16) og udløb (17).

7. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at lyddæmperkammerets (15) første delkammer (20) er forbundet med røggaskammeret (12).

8. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at et andet delkammer (19), som er forbundet med det første delkammer (20), er udformet åbent opadtil.

9. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at et andet delkammer (19), som er forbundet med det første delkammer (20), er udformet lukket opadtil.

10. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge krav 9, kendetegnet ved, at fyldstandsniveauet i det andet delkammer (19) kan svinge mod en svømmer (24), der påvirkes af et fjederelement (25).

11. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge et af kravene 1 til 10, kendetegnet ved, at der i røggaskammeret (12), der gennemstrømmes af røggas, er anbragt mindst en røggasrengøringsindretning (27), især en røggaskatalysator og/eller en røggasvaskeindretning.

12. Røggasefterbehandlingsindretning ifølge et af kravene 1 til 11, kendetegnet ved, at der til huset (11) er koblet flere lyddæmperkamre (15), og den frie vejlængde oven over fluidet eller granulatet er forskellig i de enkelte kamre (15).

13. Fremgangsmåde til røggasefterbehandling, især under anvendelse af en røggasefterbehandlingsindretning ifølge et af kravene 1 til 11, hvor et røggaskammer (12) kontinuerligt gennemstrømmes af røggas, og hvor et lyddæm-perkammer (15), som er forbundet med røggaskammeret (12), fyldes med et fluid eller et flydedygtigt faststof, hvor et fyldstandsniveau i lyddæmperkamme- ret (15) afhænger af den frekvens af røggaslyden, der skal dæmpes, kendetegnet ved, at fyldstandsniveauet i lyddæmperkammeret (15) indstilles via et indløb (16) af lyddæmperkammeret (15) og et udløb (17) af lyddæmperkammeret (15).