EA032071B1 - Устройство и способ для пассивного отведения конденсата наддувочного воздуха через выхлопную трубу - Google Patents

Устройство и способ для пассивного отведения конденсата наддувочного воздуха через выхлопную трубу Download PDF

Info

Publication number
EA032071B1
EA032071B1 EA201690379A EA201690379A EA032071B1 EA 032071 B1 EA032071 B1 EA 032071B1 EA 201690379 A EA201690379 A EA 201690379A EA 201690379 A EA201690379 A EA 201690379A EA 032071 B1 EA032071 B1 EA 032071B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
condensate
specified
engine
storage tank
cooling chamber
Prior art date
Application number
EA201690379A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201690379A1 (ru
Inventor
Дерек Паскаль
Чарльз Бернард Атц
Виджаяселван Джаякар
Лаус Линд Део
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of EA201690379A1 publication Critical patent/EA201690379A1/ru
Publication of EA032071B1 publication Critical patent/EA032071B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0468—Water separation or drainage means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству (200) для пассивного отведения конденсата через выхлопную трубу (218) двигателя (100). Устройство (200) содержит камеру (202) охлаждения наддувочного воздуха, которая имеет нижнюю стенку с выполненным в ней пропускным отверстием (206), конденсатную трубу (208), присоединенную для отведения конденсата из пропускного отверстия (206) в накопительный резервуар (210), вытяжную трубу (216), присоединенную для выпуска паров из верхнего отверстия накопительного резервуара (210) в выхлопную трубу (218), и петлевой затвор (212), присоединенный для отведения конденсата из нижнего отверстия накопительного резервуара (210). Изобретение также относится к способу пассивного отведения конденсата с помощью такого устройства. Обеспечиваемый технический результат заключается в возможности отведения конденсата без использования клапанов и с предотвращением выпуска паров выхлопных газов в машинное отделение, в результате чего снижается необходимость выполнения технического обслуживания, повышается надежность системы, ее безопасность и соответствие стандартам.

Description

Изобретение относится к устройству (200) для пассивного отведения конденсата через выхлопную трубу (218) двигателя (100). Устройство (200) содержит камеру (202) охлаждения наддувочного воздуха, которая имеет нижнюю стенку с выполненным в ней пропускным отверстием (206), конденсатную трубу (208), присоединенную для отведения конденсата из пропускного отверстия (206) в накопительный резервуар (210), вытяжную трубу (216), присоединенную для выпуска паров из верхнего отверстия накопительного резервуара (210) в выхлопную трубу (218), и петлевой затвор (212), присоединенный для отведения конденсата из нижнего отверстия накопительного резервуара (210). Изобретение также относится к способу пассивного отведения конденсата с помощью такого устройства. Обеспечиваемый технический результат заключается в возможности отведения конденсата без использования клапанов и с предотвращением выпуска паров выхлопных газов в машинное отделение, в результате чего снижается необходимость выполнения технического обслуживания, повышается надежность системы, ее безопасность и соответствие стандартам.
Область техники
Варианты выполнения данного изобретения в целом относятся к воздушным системам двигателя. Конкретные варианты выполнения обеспечивают уменьшение накопления конденсата в воздушных системах рециркуляции отработавших газов двигателя.
Предпосылки изобретения
В результате введения нормирования состава выбросов (например, международных стандартов Т1ег 4 и ΙΜΟ 3) производители двигателей повсеместно осуществляют капиталовложения в технологии, относящиеся к двухступенчатому турбонаддуву, аккумуляторным топливным системам, системам рециркуляции отработавших газов (далее РОГ), селективной каталитической редукции (СКР) и последующей переработке отработавших газов. Например, двухступенчатый турбонаддув и система РОГ могут использоваться в сочетании для повышения эффективности использования топлива и большей чистоты выхлопов. Однако в определенных условиях окружающей среды, в частности в морской окружающей среде, во время турбонаддува может происходить конденсация влаги всасываемого воздуха. Образующийся конденсат должен быть удален до попадания во впускной коллектор, чтобы предотвратить коррозию и иное повреждение двигателя. Кроме того, когда топливо, содержащее серу (например, как масло морских дизельных двигателей), сгорает в камере сгорания двигателя, продукты горения содержат оксиды серы. Отработавшие газы, содержащие оксиды серы, при смешивании с влажным воздухом, всасываемым через систему РОГ, образуют кислотные испарения, которые могут конденсироваться в двигателе. Количество кислотного конденсата зависит от содержания серы в топливе, а также от условий эксплуатации двигателя. Сконденсированная кислотная среда, если ее не удалить из указанной системы, будет вызывать коррозию, по меньшей мере, охладителя системы рециркуляции отработавших газов (РОГ), а также воздухозаборного коллектора.
С учетом вышесказанного есть потребность в обеспечении устройства и способов для пассивного отведения конденсата из системы наддувочного воздуха дизельного двигателя при условии, что наддувочный воздух содержит продукты выхлопа дизельного двигателя и не может быть выпущен непосредственно в местную окружающую среду.
Сущность изобретения
В одном варианте выполнения устройство содержит камеру охлаждения наддувочного воздуха, конденсатную трубу, вытяжную трубу, накопительный резервуар и петлевой затвор. Камера охлаждения имеет нижнюю стенку с выполненным в ней пропускным (т.е. сквозным) отверстием. Конденсатная труба присоединена с обеспечением связи по потоку для отведения конденсата (например, конденсата выхлопных газов) из пропускного отверстия в указанный накопительный резервуар. Вытяжная труба присоединена с обеспечением связи по потоку для выпуска паров из верхнего отверстия накопительного резервуара в выхлопную трубу. Петлевой затвор присоединен с обеспечением связи по потоку для отведения конденсата из нижнего отверстия накопительного резервуара. В другом варианте выполнения конденсатная труба присоединена с обеспечением связи по потоку для прямого и постоянного отведения конденсата из пропускного отверстия в накопительный резервуар.
В другом варианте выполнения устройство содержит воздухозаборник двигателя и клапан системы РОГ, присоединенный с обеспечением поступления отработавшего газа из выхлопного трубопровода двигателя в воздухозаборник двигателя. Устройство дополнительно содержит камеру охлаждения, связанную по потоку с указанным воздухозаборником и имеющую пропускное (т.е. сквозное) отверстие в своей нижней стенке. Устройство дополнительно содержит конденсатную трубу, присоединенную с обеспечением отведения конденсата из пропускного отверстия в накопительный резервуар. Например, конденсатная труба, соединенная с пропускным отверстием, может быть выполнена с возможностью непосредственного и постоянного отвода конденсата из указанного пропускного отверстия в накопительный резервуар. Устройство дополнительно содержит вытяжную трубу, которая присоединена с обеспечением выпуска паров из верхнего отверстия накопительного резервуара в выхлопную трубу двигателя, и петлевой затвор, присоединенный с обеспечением отведения конденсата из нижнего отверстия накопительного резервуара. Камера охлаждения может представлять собой одно из перечисленного: камеру промежуточного охладителя, камеру вторичного охладителя или камеру охладителя системы РОГ.
В другом варианте выполнения способ включает отведение конденсата (например конденсата влаги из выхлопных газов) из камеры охлаждения системы рециркуляции отработавших газов двигателя в накопительный резервуар через постоянно открытое пропускное отверстие. Данный способ дополнительно включает выпуск паров конденсата из накопительного резервуара в выхлопную трубу двигателя.
Описание чертежей
Данное изобретение станет более понятным после прочтения следующего описания неограничительных вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 схематично изображает двигатель внутреннего сгорания в соответствии с вариантами выполнения данного изобретения.
Фиг. 2 схематично изображает систему пассивного отведения конденсата, выполненную с возможностью использования с двигателем внутреннего сгорания, показанным на фиг. 1, в соответствии с вариантами выполнения данного изобретения.
- 1 032071
Подробное описание изобретения
Далее приведено подробное описание иллюстративных вариантов выполнения изобретения, проиллюстрированных на приложенных чертежах. По возможности на чертежах аналогичные или подобные элементы обозначены одинаковыми номерами позиций без повторения их описания. Несмотря на то, что иллюстративные варианты выполнения изобретения описаны в отношении морских дизельных двигателей, варианты выполнения изобретения также могут быть применены в целом к двигателям с турбонаддувом, которые выполнены с возможностью рециркуляции отработавших газов.
Фиг. 1 схематично изображает двигатель 100 внутреннего сгорания, например морской дизельный двигатель, который может быть расположен в закрытом помещении 300, например в машинном отделении морского судна. Двигатель 100 содержит соответствующие цилиндры 110, соединенные с возможностью активации трансмиссии 112 для передачи механической энергии к нагрузкам. Цилиндры 110 всасывают воздух из воздухозаборника 114, смешивают его с топливом и сжигают топливо во втянутом воздухе и выпускают выхлопной газ в выпускной коллектор 116. Воздух поступает в воздухозаборник 114 из всасывающего фильтра 118, который может быть расположен либо внутри, либо снаружи закрытого помещения 300. Для улучшения эффективности использования топлива, отбора мощности и т.д. воздух, поступающий из фильтра 118, подвергают сжатию посредством соответствующих компрессорных блоков первого турбокомпрессора 120 и второго турбокомпрессора 122. Турбокомпрессоры 120, 122 выполнены с возможностью приведения в действие посредством выхлопного газа, протекающего из выпускного коллектора 116 через выхлопной трубопровод двигателя к турбинным блокам указанных турбокомпрессоров, а затем из турбокомпрессоров в выхлопную трубу 218, ведущую наружу из помещения 300. Для улучшения эффективности использования топлива сжатый всасываемый воздух охлаждают водой, воздухом или другим хладагентом в промежуточном охладителе 124 (который расположен между первым и вторым турбокомпрессорами 120, 122), а также во вторичном охладителе 126, расположенном между вторым турбокомпрессором 122 и воздухозаборником 114. Для уменьшения выбросов ΝΟχ часть выхлопных газов, которые в противном случае будут поступать непосредственно в выхлопную трубу 218, вместо этого отводят посредством системы 127 рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержащей клапан 128 РОГ в соответствии с условиями эксплуатации двигателя. Затем отведенный выхлопной газ подают обратно в цилиндры 110 через охладитель 130 РОГ и (в некоторых вариантах выполнения) насос 132 Вентури. Промежуточный охладитель 124, вторичный охладитель 126 и охладитель 130 РОГ вместе могут быть обозначены как камеры охлаждения наддувочного воздуха.
Как указано выше, одна из проблем охлаждения выхлопного газа под давлением заключается в том, что влага из охлажденного газа конденсируется вместе с твердыми частицами, такими как оксиды серы. Образующийся в результате водный конденсат выхлопных газов может быть кислотообразующим, коррозионным и в целом ухудшающим работу двигателя и сокращающим срок его службы. Например, в случае когда конденсат накапливается на поверхности камеры охлаждения наддувочного воздуха, возникающая в таком случае коррозия может вызвать утечку из данной камеры. Если при утечке поступают пары выхлопных газов, это может привести закрытое помещение (например, машинное отделение судна) в непригодное для его использования состояние. Следовательно, необходимо предотвратить скопление конденсата внутри камер охлаждения наддувочного воздуха.
В известных способах отведения конденсата из камер охлаждения наддувочного воздуха, как правило, используют устройства для отведения конденсата, например поплавковые клапаны или другие датчики уровня, обеспечивающие отведение конденсата непосредственно в подводную часть судна и небольшой остаток конденсата к клапану для пароизоляции, таким образом, предотвращая утечку паров выхлопных газов в закрытое помещение. Однако в отношении коррозийного конденсата влаги из выхлопных газов применение таких технологий является проблематичными, так как остаток конденсата может повредить клапан, предназначенный для удерживания данного остатка.
Таким образом, в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения предложена система или устройство 200 для бесклапанного или пассивного отведения конденсата, как схематично показано на фиг. 2. Устройство 200 присоединено к камере 202 охлаждения наддувочного воздуха для отведения конденсата через гравитационный дренаж 212 петлевого затвора и для выпуска паров в выхлопную трубу 218 (камера 202 может представлять собой по меньшей мере одно из перечисленного: промежуточный охладитель 124, вторичный охладитель 126 и/или охладитель 130 РОГ, как показано на фиг. 1). Более конкретно устройство 200 может содержать емкость 204 для накапливания конденсата, выполненную в виде углубления на нижней поверхности камеры 202 охлаждения. Устройство 200 также имеет пропускное отверстие 206, проходящее от нижней поверхности камеры 202 охлаждения (например, емкости 204 для накапливания конденсата) непосредственно в конденсатную трубу 208. Труба 208 проходит в резервуар 210 для накапливания конденсата (например, конденсатная труба может проходить непосредственно в резервуар 210, при этом без расположения каких-либо компонентов двигателя между указанным пропускным отверстием и резервуаром, кроме трубы). Резервуар 210 имеет два выхода - гравитационный дренаж 212 петлевого затвора и вытяжную трубу 216. Петлевой затвор 212 присоединен с обеспечением связи по потоку для отведения конденсата из нижнего отверстия накопительного резервуара в закрытое помещение 300, например в воронку подводной части судна. Вытяжная
- 2 032071 труба 216 присоединена с обеспечением связи по потоку для выпуска паров из верхнего отверстия накопительного резервуара в выхлопную трубу 218.
Во время работы двигателя 100 камера 202 охлаждения, как правило, находится под давлением, превышающим давление в выхлопной трубе 218 двигателя, например приблизительно 6 бар или более. Накопительный резервуар 210 находится под давлением, значение которого является средним между значением давления в камере охлаждения и выхлопной трубе двигателя, например выше 1 бар, при этом выхлопная труба 218 может находиться под атмосферным давлением или под давлением несколько выше атмосферного. В частности, вытяжная труба 216 может быть присоединена либо выше по потоку, либо ниже по потоку от шумоглушителя и фильтра очистки от твердых частиц, так как любые твердые частицы, достигающие накопительного резервуара 210, будут осаждаться в конденсате влаги из выхлопных газов.
Таким образом, устройство 200 для отведения конденсата обеспечивает возможность прохождения небольшого количества наддувочного воздуха, предварительно смешанного с отработанными газами (например, примерно не более 0,01% потока наддувочного воздуха, проходящего через камеру 202 охлаждения) из камеры 202 охлаждения в выхлопную трубу 218 через пропускное отверстие 206, конденсатную трубу 208, накопительный резервуар 210 и вытяжную трубу 216. Смесь конденсата влаги с выхлопными газами, естественным образом образующаяся в системе наддувочного воздуха, накапливается в емкости 204 для накапливания конденсата, а затем стекает через пропускное отверстие 206 вниз по трубе 208 в резервуар 210. По мере заполнения резервуара 210 конденсат протекает из него через петлевой затвор 212. Выпускное отверстие петлевого затвора 212 расположено с обеспечением удерживания остатка 214 конденсатной смеси внутри резервуара 210, предотвращая прохождение паров выхлопных газов в выпускное отверстие петлевого затвора. Благодаря обеспечению бесклапанной системы для отведения конденсата из камеры 202 охлаждения снижается необходимость выполнения технического обслуживания и повышается надежность системы.
Преимущественно устройство 200 обеспечивает возможность надежного удаления конденсата наддувочного воздуха дизельного двигателя из системы наддувочного воздуха без выпуска выхлопного газа, содержащегося в наддувочном воздухе, в машинное отделение. Выпуск выхлопного газа, кроме как к системе выхлопа двигателя, запрещен различными стандартами по технике безопасности и национальным законодательством.
Таким образом, варианты выполнения данного изобретения обеспечивают устройство, содержащее камеру охлаждения наддувочного воздуха, имеющую нижнюю стенку со сквозным пропускным отверстием, конденсатную трубу, присоединенную с обеспечением связи по потоку для отведения конденсата (например, конденсата выхлопных газов) из пропускного отверстия в накопительный резервуар (например, непосредственно в указанный резервуар), вытяжную трубу, присоединенную с обеспечением связи по потоку для выпуска паров из верхнего отверстия накопительного резервуара в выхлопную трубу, и петлевой затвор, присоединенный с обеспечением связи по потоку для отведения конденсата из нижнего отверстия накопительного резервуара. Камера охлаждения может представлять собой одно из нижеперечисленного: камеру промежуточного охладителя, камеру вторичного охладителя или камеру охладителя РОГ в системе рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя, которая находится в соединении между выхлопным трактом и воздухозаборником дизельного двигателя. Данная камера может содержать емкость для накапливания конденсата, выполненную в виде углубления в нижнем направлении в нижней стенке, при этом пропускное отверстие может проходить из емкости для накапливания конденсата. Во время работы двигателя камера охлаждения находится под давлением, превышающим давление в выхлопной трубе, накопительный резервуар находится под давлением, значение которого является средним между значением давления в камере охлаждения и выхлопной трубе, а петлевой затвор обеспечивает выпуск конденсата при атмосферном давлении. Например, камера охлаждения может находиться под давлением по меньшей мере около 6 бар. Пропускное отверстие может иметь размеры, обеспечивающие прохождение газового потока, составляющего приблизительно не более 0,01% от потока, проходящего через камеру охлаждения. Выпускное отверстие петлевого затвора может быть расположено с обеспечением удерживания остатка конденсата внутри накопительного резервуара. Выпускное отверстие петлевого затвора может быть расположено в пределах закрытого помещения, например машинного отделения морского судна.
Другие варианты выполнения обеспечивают устройство, содержащее воздухозаборник двигателя, клапан РОГ, присоединенный для обеспечения прохождения выхлопного газа из выхлопного тракта двигателя в его воздухозаборник, камеру охлаждения, связанную по потоку с воздухозаборником двигателя и имеющую сквозное пропускное отверстие, выполненное в ее нижней стенке, конденсатную трубу, присоединенную с обеспечением отведения конденсата (например, прямого и постоянного) из пропускного отверстия в накопительный резервуар, вытяжную трубу, присоединенную с обеспечением выпуска паров из верхнего отверстия накопительного резервуара в выхлопную трубу двигателя, и петлевой затвор, присоединенный с обеспечением отведения конденсата из нижнего отверстия накопительного резервуара. Указанная камера охлаждения может представлять собой одно из нижеперечисленного: камеру промежуточного охладителя, камеру вторичного охладителя или камеру охладителя РОГ. Камера охлаждения
- 3 032071 может содержать емкость для накапливания конденсата, которая выполнена в виде углубления вниз в нижней стенке камеры и из которой проходит указанное пропускное отверстие. Во время работы двигателя камера охлаждения находится под давлением, превышающим давление в выхлопной трубе, накопительный резервуар находится под давлением, значение которой является средним между значениями давления в камере охлаждения и выхлопной трубе двигателя, а петлевой затвор обеспечивает выпуск конденсата при атмосферном давлении. Например, камера охлаждения может находиться под давлением по меньшей мере около 6 бар. Пропускное отверстие может иметь размеры, обеспечивающие прохождение газового потока, составляющего приблизительно не более 0,01% от потока, проходящего через камеру охлаждения. Выпускное отверстие петлевого затвора может быть расположено с обеспечением удерживания остатка конденсата внутри накопительного резервуара. Выпускное отверстие петлевого затвора может быть расположено в пределах закрытого помещения, например машинного отделения морского судна. В соответствии с другими вариантами выполнения предложен способ, включающий отведение конденсата (например конденсата влаги из выхлопных газов) из камеры охлаждения системы рециркуляции отработавших газов двигателя в накопительный резервуар через постоянно открытое пропускное отверстие, и выпуск паров конденсата (например паров конденсата влаги из выхлопных газов) из накопительного резервуара в выхлопную трубу двигателя. В данном способе также могут удерживать остаток конденсата внутри указанного накопительного резервуара и отводить конденсат из накопительного резервуара через петлевой затвор в случае, когда уровень остатка превышает уровень, заданный положением петлевого затвора. Петлевой затвор может обеспечивать отведение конденсата в атмосферу в пределах закрытого помещения. Закрытое помещение, к примеру, может представлять собой машинное отделение морского судна.
В соответствии с другим вариантом выполнения способ включает отведение конденсата из камеры охлаждения наддувочного воздуха системы рециркуляции отработавших газов двигателя в накопительный резервуар через постоянно открытое пропускное отверстие, выполненное в емкости для накапливания конденсата, которая выполнена в виде углубления в нижней стенке камеры охлаждения, и конденсатную трубу, соединяющую пропускное отверстие и накопительный резервуар. В данном способе дополнительно могут выпускать пары конденсата из накопительного резервуара в выхлопную трубу двигателя (через вытяжную трубу, обеспечивающую связь по потоку между накопительным резервуаром и выхлопной трубой, например, вытяжная труба может быть присоединена к верхней стенке накопительного резервуара), с помощью петлевого затвора, присоединенного к днищу указанного накопительного резервуара, удерживают остаток конденсата внутри указанного накопительного резервуара и отводят конденсат из накопительного резервуара в случае, когда уровень остатка превышает уровень, заданный положением данного петлевого затвора.
В другом варианте выполнения система двигателя содержит две или более камеры 202 охлаждения наддувочного воздуха (например, два или более промежуточных охладителей 124, вторичных охладителей 126 и/или охладителей 130 РОГ, как показано на фиг. 1). По меньшей мере каждая из указанных двух или более камер охлаждения содержит соответствующие емкости 204 для накапливания конденсата и пропускные отверстия 206, как показано на фиг. 2, для обеспечения прохождения конденсата из камер охлаждения наддувочного воздуха к одной или более конденсатным трубам 208 и к одному или более накопительным резервуарам 210. Например, каждая такая камера охлаждения может содержать соответствующую конденсатную трубу 208, проходящую к соответствующему накопительному резервуару 210 или к общему накопительному резервуару 210. В случае использования общего накопительного резервуара 210 общий резервуар 210, один петлевой затвор 212 и одна вытяжная труба 216 обеспечивают работу нескольких камер охлаждения наддувочного воздуха для удаления конденсата, таким образом, обеспечивая снижение стоимости системы и уменьшение занимаемого объема по сравнению с конструкцией, содержащей отдельный накопительный резервуар для каждой камеры охлаждения наддувочного воздуха указанной конфигурации.
Очевидно, что вышеприведенное описание является иллюстративным, а не ограничительным. Например, упомянутые варианты выполнения (и/или их аспекты) могут использоваться в сочетании друг с другом. Кроме того, возможно осуществление множества модификаций в зависимости от конкретного применения или материала в соответствии с основополагающими принципами данного изобретения без отклонения от объема их правовой охраны. Несмотря на то, что размеры и типы материалов, описанные в данном документе, обеспечивают определенные параметры различных вариантов выполнения, тем не менее они являются не ограничительными, а только иллюстративными. Для специалистов в данной области техники при прочтении вышеприведенного описания будет очевидно множество других вариантов выполнения. Соответственно объем правовой охраны изобретения должен быть определен в соответствии с прилагаемыми пунктами формулы изобретения с учетом полного объема правовой охраны эквивалентов, допустимых для данных пунктов. В прилагаемой формуле изобретения термины включающий и в котором использованы в качестве эквивалентов соответствующих терминов европейского английского содержащий и в отношении чего. Кроме того, в нижеследующей формуле изобретения такие термины как первый, второй, третий, верхний, нижний, низ, верх и т.д. использованы только в качестве обозначений и не определяют численные или позиционные требования для их объектов.
- 4 032071
Помимо этого, ограничения нижеследующей формулы изобретения не указаны в виде средство-плюсфункция и не должны истолковываться на основании шестого пункта 35 §112 свода законов США до тех пор, если в таких ограничениях формулы изобретения не будет указано выражение предназначен для, за которым следует определение функции без указания дополнительной конструкции.
В изложенном описании используются примеры, характеризующие несколько вариантов выполнения данного изобретения, включая предпочтительный вариант выполнения, а также дающие возможность обычному специалисту осуществить данное изобретение на практике, включая выполнение и использование любых устройств или систем, а также выполнение любых относящихся к нему способов. Объем правовой охраны данного изобретения определен его формулой, при этом он может включать другие примеры, очевидные для специалистов. Подразумевается, что такие другие примеры входят в объем правовой охраны формулы изобретения, если они содержат конструктивные элементы, которые не отличаются от буквально указанных в формуле изобретения, или если они содержат равноценные конструктивные элементы с несущественными отличиями от буквально указанных в формуле изобретения.
Применительно к данному документу следует понимать, что элемент или этап, указанный в единственном числе, не исключают возможности применения нескольких элементов или этапов, если не указано иное. Кроме того, подразумевается, что ссылки на один вариант выполнения данного изобретения не следует трактовать как исключающие возможность осуществления дополнительных вариантов выполнения, которые также содержат указанные признаки. Помимо этого, если не указано иное, варианты выполнения содержащие, включающие или имеющие один или несколько элементов, обладающих определенным признаком, дополнительно могут включать и элементы, не обладающие таким признаком.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство для пассивного отведения конденсата через выхлопную трубу двигателя, содержащее камеру охлаждения наддувочного воздуха, которая имеет нижнюю стенку с выполненным в ней пропускным отверстием, конденсатную трубу, присоединенную с обеспечением связи по потоку для отведения конденсата из указанного пропускного отверстия в накопительный резервуар, вытяжную трубу, присоединенную с обеспечением связи по потоку для выпуска паров из верхнего отверстия указанного накопительного резервуара в выхлопную трубу, и петлевой затвор, присоединенный с обеспечением связи по потоку для отведения конденсата из нижнего отверстия указанного накопительного резервуара.
  2. 2. Устройство по п.1, в котором указанная камера охлаждения представляет собой одно из перечисленного: камеру промежуточного охладителя, камеру вторичного охладителя или камеру охладителя системы рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя, присоединенную между выхлопным трактом и воздухозаборником дизельного двигателя.
  3. 3. Устройство по п.1, в котором указанная камера охлаждения содержит емкость для накапливания конденсата, которая выполнена в виде углубления в нижней стенке камеры и из которой проходит указанное пропускное отверстие.
  4. 4. Устройство по п.3, в котором указанная камера охлаждения присоединена так, что она составляет часть системы рециркуляции отработавших газов, которая присоединена между выхлопным трактом и воздухозаборником двигателя, при этом во время работы двигателя камера охлаждения находится под давлением, превышающим давление в указанной выхлопной трубе, а накопительный резервуар находится под давлением, значение которого является средним между значениями давления в указанной камере охлаждения и в указанной выхлопной трубе, при этом петлевой затвор обеспечивает выпуск при атмосферном давлении.
  5. 5. Устройство по п.4, в котором указанная камера охлаждения выполнена с возможностью работы под давлением по меньшей мере около 6 бар.
  6. 6. Устройство по п.4, в котором указанное пропускное отверстие имеет размеры, обеспечивающие возможность прохождения газового потока, составляющего не более чем приблизительно 0,01% от потока, проходящего через указанную камеру охлаждения.
  7. 7. Устройство по п.1, в котором выпускное отверстие петлевого затвора расположено с обеспечением удерживания остатка конденсата внутри накопительного резервуара.
  8. 8. Устройство по п.7, предназначенное для использования на двигателе морского судна, расположенном в машинном отделении морского судна.
  9. 9. Устройство по п.1, в котором указанная конденсатная труба присоединена с обеспечением прямого и постоянного отведения конденсата из указанного пропускного отверстия в указанный накопительный резервуар.
  10. 10. Устройство по п.1, содержащее воздухозаборник двигателя, клапан системы рециркуляции отработавших газов, присоединенный с обеспечением прохождения отработавшего газа из выхлопного тракта двигателя в воздухозаборник двигателя, причем указанная камера охлаждения соединена по потоку с воздухозаборником и представляет собой одно из перечисленного: камеру промежуточного охладителя, камеру вторичного охладителя или
    - 5 032071 камеру охладителя системы рециркуляции отработавших газов.
  11. 11. Устройство по п.10, в котором указанная камера охлаждения содержит емкость для накапливания конденсата, которая выполнена в виде углубления в нижней стенке камеры и из которой проходит указанное пропускное отверстие.
  12. 12. Устройство по п.11, в котором во время работы двигателя указанная камера охлаждения находится под давлением, превышающим давление в выхлопной трубе, а накопительный резервуар находится под давлением, значение которого является средним между значениями давления в указанной камере охлаждения и в выхлопной трубе двигателя, при этом петлевой затвор обеспечивает выпуск при атмосферном давлении.
  13. 13. Устройство по п.12, в котором указанная камера охлаждения находится под давлением по меньшей мере около 6 бар.
  14. 14. Устройство по п.12, в котором указанное пропускное отверстие имеет размеры, обеспечивающие возможность прохождения газового потока, составляющего не более чем приблизительно 0,01% от потока, проходящего через указанную камеру охлаждения.
  15. 15. Устройство по п.10, в котором выпускное отверстие петлевого затвора расположено с обеспечением удерживания остатка конденсата внутри указанного накопительного резервуара.
  16. 16. Устройство по п.15, предназначенное для использования на двигателе морского судна, расположенном в машинном отделении морского судна.
  17. 17. Устройство по п.10, в котором указанная конденсатная труба присоединена с обеспечением непосредственного и постоянного отведения конденсата из указанного пропускного отверстия в указанный накопительный резервуар.
  18. 18. Способ пассивного отведения конденсата с помощью устройства по п.1, включающий отведение конденсата из камеры охлаждения системы рециркуляции отработавших газов двигателя в накопительный резервуар через постоянно открытое пропускное отверстие и выпуск паров конденсата из накопительного резервуара в выхлопную трубу двигателя.
  19. 19. Способ по п.18, в котором удерживают остаток конденсата внутри указанного накопительного резервуара и отводят указанный конденсат из накопительного резервуара через петлевой затвор, когда уровень остатка превышает уровень, обеспеченный положением указанного петлевого затвора.
  20. 20. Способ по п.19, в котором петлевой затвор обеспечивает выпуск в атмосферу в пределах закрытого помещения.
    - 6 032071
EA201690379A 2015-03-17 2016-03-10 Устройство и способ для пассивного отведения конденсата наддувочного воздуха через выхлопную трубу EA032071B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/659,734 US9702323B2 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Apparatus and method for passive charge air condensate drain with exhaust stack vent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201690379A1 EA201690379A1 (ru) 2016-09-30
EA032071B1 true EA032071B1 (ru) 2019-04-30

Family

ID=56853363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201690379A EA032071B1 (ru) 2015-03-17 2016-03-10 Устройство и способ для пассивного отведения конденсата наддувочного воздуха через выхлопную трубу

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9702323B2 (ru)
CN (1) CN105986939B (ru)
DE (1) DE102016104382A1 (ru)
EA (1) EA032071B1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013220679B4 (de) * 2013-10-14 2018-02-22 Continental Automotive Gmbh Luftansaugsystem eines Verbrennungsmotors und Verfahren zur Detektion eines Kühlflüssigkeitslecks
US10323607B2 (en) * 2016-07-14 2019-06-18 Ge Global Sourcing Llc Method and systems for draining fluid from an engine
JP7095234B2 (ja) * 2017-06-22 2022-07-05 いすゞ自動車株式会社 排ガス再循環装置
CN107939560B (zh) * 2017-12-28 2020-07-10 东风商用车有限公司 一种集成除水装置的egr冷却器
FR3109605B1 (fr) * 2020-04-28 2022-04-08 Renault Sas Siphon a condensats-EGR

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0935059A2 (de) * 1998-02-07 1999-08-11 MaK Motoren GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
RU2336422C1 (ru) * 2007-03-29 2008-10-20 Сергей Николаевич Девянин Устройство для присадки воды в первичный воздух
US20090014161A1 (en) * 2005-11-28 2009-01-15 Volvo Lastvagnar Ab Container arrangement
JP2010043585A (ja) * 2008-08-11 2010-02-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
RU141531U1 (ru) * 2012-12-06 2014-06-10 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Система двигателя

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5611204A (en) 1993-11-12 1997-03-18 Cummins Engine Company, Inc. EGR and blow-by flow system for highly turbocharged diesel engines
US7040088B2 (en) * 2002-12-20 2006-05-09 Raymond Paul Covit Diesel engine exhaust purification system
WO2007016226A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Cerdes Julius W Engine and method for removal of moisture from turbocharged intake air
US7131263B1 (en) * 2005-11-03 2006-11-07 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas recirculation cooler contaminant removal method and system
US7757678B2 (en) 2008-05-07 2010-07-20 General Electric Company Locomotive exhaust gas recirculation cooling
US7980076B2 (en) * 2008-09-30 2011-07-19 GM Global Technology Operations LLC Controlled condensate collection and evacuation for charge air cooler
CN101526042B (zh) * 2008-12-23 2011-07-06 天津大学 一种压燃式内燃机可变进排气系统的电子控制方法
US8191366B2 (en) * 2009-03-13 2012-06-05 Denso International America, Inc. Charge air cooler condensate separation and dispersion system
US9010112B2 (en) * 2009-10-27 2015-04-21 Ford Global Technologies, Llc Condensation trap for charge air cooler
DE102009046370B4 (de) * 2009-11-04 2017-03-16 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Anordnung zur Abgasrückführung bei einem Verbrennungsmotor
US8307643B2 (en) * 2009-11-12 2012-11-13 GM Global Technology Operations LLC Intercooler having condensate reservoir
CN101956991B (zh) * 2010-09-27 2013-10-16 洛阳市天誉环保工程有限公司 一种湿法烟气净化尾气的除湿工艺及装置
US9027341B2 (en) * 2011-07-18 2015-05-12 Ford Global Technologies, Llc System for a charge-air-cooler
US9309801B2 (en) 2012-07-12 2016-04-12 General Electric Company Systems and methods for a cooling fluid circuit
CN203397597U (zh) * 2013-08-20 2014-01-15 周婉茹 利用连通器演示乳牛自动饮水器的装置
US9228557B1 (en) * 2014-07-09 2016-01-05 Ford Global Technologies, Llc Method and system for expediting engine warm-up
GB2529711A (en) * 2014-09-01 2016-03-02 Ford Global Tech Llc A charge air cooler condensate reservoir

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0935059A2 (de) * 1998-02-07 1999-08-11 MaK Motoren GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
US20090014161A1 (en) * 2005-11-28 2009-01-15 Volvo Lastvagnar Ab Container arrangement
RU2336422C1 (ru) * 2007-03-29 2008-10-20 Сергей Николаевич Девянин Устройство для присадки воды в первичный воздух
JP2010043585A (ja) * 2008-08-11 2010-02-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
RU141531U1 (ru) * 2012-12-06 2014-06-10 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Система двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
CN105986939B (zh) 2020-05-08
EA201690379A1 (ru) 2016-09-30
CN105986939A (zh) 2016-10-05
US9702323B2 (en) 2017-07-11
DE102016104382A1 (de) 2016-09-22
US20160273496A1 (en) 2016-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA032071B1 (ru) Устройство и способ для пассивного отведения конденсата наддувочного воздуха через выхлопную трубу
CN106065798B (zh) 用于涡轮增压发动机的曲轴箱通风压力管理系统
EP2775111B1 (en) Ventilation control device for internal combustion engine
RU2017140199A (ru) Система и способ для системы двигателя с разветвленной выпускной системой
US20130180508A1 (en) System and method of controlling an amount of condensation in an engine air intake system
US8205602B2 (en) System and method of controlling an amount of condensation in an engine air intake system
US8307647B2 (en) Internal combustion engine arrangement with EGR drain system
JP5822445B2 (ja) ブローバイガス還流装置
JP4349166B2 (ja) Ｅｇｒ装置付エンジンの吸気通路
CN106917672B (zh) 用于排出冷凝水的引擎系统及方法
JP2009041551A (ja) 内燃機関の排気還流装置
JP2011208575A (ja) 排ガス再循環装置
CN211975107U (zh) 一种曲轴箱油气处理机构及安装该机构的发动机
JP2015218654A (ja) 内燃機関
CN208885361U (zh) 曲轴箱通风结构及发动机
US9074563B2 (en) Engine system having a condensate bypass duct
CN202851107U (zh) 汽车曲轴箱通风防结冰系统
JP2012237231A (ja) ブローバイガス還流装置
CN207485503U (zh) 发动机的曲轴箱呼吸系统
CN102330586B (zh) 内燃机和用于运行内燃机的方法
KR20100020196A (ko) 인터쿨러의 응축수 배출장치
KR102626863B1 (ko) 차량용 egr 쿨러
JP2007162530A (ja) 内燃機関の排気浄化システム
CN217440129U (zh) 增压发动机曲轴箱通风系统
CN211737318U (zh) Egr除水装置和发动机