ES2287863T3 - Instalacion de mezcla a vacio para gases de escape de buques. - Google Patents
Instalacion de mezcla a vacio para gases de escape de buques. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2287863T3 ES2287863T3 ES05100461T ES05100461T ES2287863T3 ES 2287863 T3 ES2287863 T3 ES 2287863T3 ES 05100461 T ES05100461 T ES 05100461T ES 05100461 T ES05100461 T ES 05100461T ES 2287863 T3 ES2287863 T3 ES 2287863T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- water
- gas
- installation according
- exhaust gases
- propulsion
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G13/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels; Vessels characterised thereby
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
- B63H21/34—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels having exhaust-gas deflecting means
-
- 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
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
-
- 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
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
Instalación de mezcla a vacío para gases de escape de buques con agua, en la que la mezcla de gas y agua que se produce en la instalación es expulsada al agua, en la que flota el buque, en la que la instalación está configurada para ser alimentada y ser atravesada sobre toda su longitud por los gases de escape y por el agua, y presenta un tubo de conducción de gas (2) dispuesto en el centro para los gases de escape del buque así como un tubo de agua de propulsión (1) dispuesto coaxialmente alrededor del tubo de conducción de gas y que genera un vacío, en la que los tubos se encuentran en una carcasa extendida alargada y en la que el tubo de agua de propulsión (1) presenta, para la generación del vacío, una zona (4) con una sección transversal reducida con respecto a la sección transversal de la corriente de entrada, en la que la zona (4) con sección transversal reducida del tubo de agua de propulsión (1) está configurada como espacio anular y en la que en la zona (4) de sección transversalreducida del tubo de agua de propulsión (1) están dispuestos medios de generación de torsión (5), por ejemplo paletas de torsión, caracterizada porque en el tubo de conducción de gas (2) está dispuesto, en el centro, un tubo de desplazamiento del gas (3), con preferencia en la zona del espacio anular de agua de propulsión, alrededor del cual está configurado un espacio anular para el gas.
Description
Instalación de mezcla a vacío para gases de
escape de buques.
En los buques grandes de navegación marítima, ya
sean buques de la Armada, como fragatas, corbetas, etc., en los
yates grandes así como transbordadores, está instalada una potencia
considerable en forma de motores de combustión interna. Estos
motores de combustión interna generan una cantidad considerable de
gases de escape, que es expulsado a la atmósfera. Esto se lleva a
cabo, en general, en buques de la marina mercante, pero también en
muchos buques de la Armada, hacia arriba y conduce a una estela de
gases de escape que perturba en una medida considerable. Esta
estela de gases es visible a muchas millas de distancia sobre el mar
y puede ser detectada por IR todavía más allá del horizontal del
radar, (localización). Para reducir o evitar la visibilidad y la
posibilidad de localización de la estela de gases de escape, es
habitual en algunos buques de la Martina desviar los gases de
escape estrechamente por encima de la línea de agua, tal vez
lateralmente, o estrechamente por debajo de la línea de agua, con
preferencia entonces por la popa. Sin embargo, tampoco esta última
medida conduce a una mezcla de los gases de escape con el agua tan
buena que no sea posible una localización de los gases de escape
que se elevan desde las burbujas de gas que se forman.
El cometido de la invención es indicar una
instalación, que puede desviar los gases de escape de buques
mezclados en una cantidad considerable debajo del agua, impidiendo
de una manera fiable una formación de burbujas y con capacidad
funcional también en el caso de corrientes volumétricas mayores y
profundidades de inmersión considerables de hasta 5 metros así como
cuando el buque está detenido. La introducción de los gases de
escape debe ser posible, por lo tanto, no sólo en alta mar, sino
también en el puerto sin la formación de una estela de gases de
escape o de una capa de gases de escape sobre la superficie del
agua.
Además, la instalación debe trabajar de tal
manera que tampoco en el caso de expulsión de los gases de escape
por debajo del agua resulte una reducción de la potencia, sino
eventualmente incluso una elevación de la potencia a través de la
reducción de la contra presión de los gases de escape.
Además, debe ser posible utilizar los gases de
escape para que se reduzca la resistencia del buque.
Deben introducirse tanto los gases de escape de
motores de combustión interna, como motores Diesel, como también de
turbinas de gas así como de reformadores y el aire de salida de la
instalación de climatización, que eventualmente está presente.
Se conoce a partir del documento US 4.979.917 un
vehículo acuático pequeño, que presenta un accionamiento de reactor
de agua. El chorro de agua expulsado desde el reactor de agua se
utiliza para liberar, apenas por debajo de la línea de agua en la
popa del vehículo acuático pequeño, un canal de salida para los
gases de escape del motor de accionamiento de reactor de agua, con
el que los gases de escape pueden salida apenas por debajo del
nivel del agua y en este caso reduce la fricción en la zona de la
popa del vehículo acuático pequeño. A este respecto, está previsto
mezclar también el agua de refrigeración del motor con el chorro de
agua del reactor de agua. En esta solución conocida, se reduce, en
efecto, la fricción de la popa del vehículo acuático, pero la
introducción de los gases de escape se realiza solamente a una
profundidad reducida por debajo del nivel del agua, de manera que
los gases de escape llegan esencialmente no mezclados, al menos en
forma de burbujas grandes, a la superficie del agua. Por lo tanto,
esta solución conocida no es adecuada para los vehículos acuáticos
grandes y para la reducción clara de la contaminación de humo en
yates así como para la evitación de detecciones de los gases de
escape de buques de la Armada. Por lo tanto, el cometido planteado
solamente se puede solucionar en una medida muy incompleta.
Se conoce, además a partir del documento
US-PS 4.631.032, que publica todas las
características del preámbulo de la primera reivindicación 1, un
reactor de agua para un barco, en el que los gases de escape de la
combustión del motor de accionamiento del reactor de agua son
conducidos, a través del árbol giratorio hueco de las hélices del
reactor de agua, hacia una cámara de mezcla para los gases de escape
de la combustión y la corriente del reactor de agua, presentando la
cámara de mezcla una sección transversal reducida con respecto a la
sección transversal de la corriente de entrada. En la cámara del
reactor de agua están dispuestas paletas de torsión, que dirigen la
corriente de las hélices del reactor de agua. La alimentación del
agua de propulsión para la instalación de reactor de agua se lleva
a cabo a través de un orificio en el fondo delante de las hélices
del reactor de agua. Condicionado por el tamaño constructivo
limitado del árbol de las hélices del reactor de agua, solamente se
pueden distribuir cantidades de gases de escape relativamente
reducidas en la corriente del reactor de agua.
Para la solución del cometido está prevista una
instalación de mezcla a vacío para gases de escape de buques con
agua, que está configurada para ser alimentada y ser atravesada
sobre toda su longitud por los gases de escape y por el agua, y que
presenta un tubo de conducción de gas dispuesto en el centro para
los gases de escape del buque así como un tubo de agua de
propulsión dispuesto coaxialmente alrededor del tubo de conducción
de gas y que genera una presión negativa, en la que los tubos se
encuentran en una carcasa extendida alargada. La configuración de
la instalación de entrada de los gases de escape en el agua como
instalación de mezcla y no sólo como instalación, que mezcla
también de forma incidental, da como resultado, junto con la
generación especial de vacío y la posición permutada con respecto a
un eyector y la introducción permutada de gases de escape y agua,
una instalación, que puede cumplir totalmente el cometido planteado.
Un ejemplo de eyectores conocidos típicamente en la navegación
marítima, pero que mezclan en la práctica en una medida
insuficiente, se conoce a partir del documento
JP-2001239995 A.
En la configuración de la invención está
previsto que el tubo de agua de propulsión presente para la
generación del vacío una zona con una sección transversal reducida
con respecto a la sección transversal de la corriente de entrada
así como que la zona con la sección transversal reducida esté
configurada como espacio anular. A través de esta realización
relativamente costosa es posible tanto generar un vacío como
también hacer que este vacío actúe desde el exterior sobre el chorro
de gases de escape. De esta manera, se obtiene una acción de mezcla
y de expulsión considerablemente mejorada con respecto al estado de
la técnica, que se intensifica todavía a través del vacío, que
predomina en el chorro de agua.
Además, está previsto que en la zona del tubo de
agua de propulsión, reducida en la sección transversal, estén
dispuestos unos medios de generación de torsión, por ejemplo paletas
de torsión. De esta manera se eleva todavía más de una forma
ventajosa la acción de mezcla a través del chorro de agua de
propulsión.
En otra configuración de la invención, está
previsto que en el tubo de conducción de gas esté dispuesto, en el
centro, un cuerpo de desplazamiento del gas, con preferencia en la
zona del espacio anular del agua de propulsión, estando configurado
alrededor del cuerpo de desplazamiento del gas de la misma manera un
espacio anular para el gas. De esta manera resulta un incremento
muy ventajoso de la superficie del chorro de gas que conduce,
especialmente cuando también el chorro de gas es desplazado en una
torsión, por ejemplo a través de paletas de torsión, a una mezcla
buena hasta ahora no alcanzada de los gases de escape con el
agua.
En este caso, es especialmente favorable que los
medios respectivos de generación de la torsión para el gas y el
agua estén dispuestos de manera que actúan en direcciones opuestas.
En general, de esta manera se impide de una forma fiable que se
puedan formar burbujas de gas, que expulsan el gas en una forma no
mezclada con agua. De esta manera, se impide la formación de un
velo de gases de escape sobre la superficie del agua y se consigue
una supresión más amplia posible de la posibilidad de detección de
los gases de escape. Los gases de escape se desprenden, en general,
en el agua, antes de que las burbujas de gas pequeñas y mínimas
lleguen a la superficie. En este caso, se evita con seguridad no
sólo una descarga de hollín, sino también una contaminación de
humo, lo que es importante, por ejemplo, para yates.
A continuación de los espacios anulares,
equipados con medios de generación de torsión, para gas y agua de
propulsión, está previsto un espacio de mezcla de forma anular en el
depósito exterior de forma anular de la instalación, en el que se
conecta un tubo de salida de la mezcla de gases de escape y agua.
Esta parte de la instalación de descarga actúa también como
difusor, de manera que el agua saliente es llevada, también a
mayores profundidades, de nuevo a las relaciones de la presión del
agua, en la que se lleva a cabo la expulsión. El difusor es en este
caso un componente integrado del tubo de descarga de la mezcla. Esta
parte del tubo de descarga de la mezcla no tiene que tener ya una
sección transversal redonda, puesto que aquí no debe existir ya
ninguna acción de torsión. Las secciones transversales en esta zona
pueden ser, por lo tanto, también rectangulares, de manera que
puede resultar una distribución de la mezcla de gas y agua, por
ejemplo debajo del fondo del buque o en la pared exterior del
buque. De este modo, se puede alcanzar una reducción considerable de
la fricción en la pared exterior del buque.
En una forma de realización especialmente
sencilla y especialmente adecuada pata una producción en serie,
está previsto que la instalación presente un tubo envolvente
cilíndrico, cuyo diámetro corresponde especialmente al diámetro del
tubo de agua de propulsión. De este modo se pueden crear
instalaciones estándar muy ventajosas, en las que solamente deben
adaptarse los orificios de entrada y de salida de la corriente a las
relaciones respectivas del buque, en las que se emplean.
En una configuración de la invención, está
previsto que delante del tubo de agua de propulsión esté dispuesta
una bomba de agua de propulsión controlable y regulable,
especialmente accionada con electricidad. De esta manera, se puede
generar siempre la cantidad de agua necesaria para la expulsión, sin
que deba extraerse demasiada potencia desde la red de a bordo, de
la que, por ejemplo, la bomba de agua de propulsión, toma su
energía.
Es especialmente ventajoso que delante del tubo
de conducción de gases de escape, es decir, en la zona de la
entrada de los gases de escape en la instalación, esté dispuesto un
dispositivo de refrigeración de los gases de escape, especialmente
un dispositivo de refrigeración de los gases de escape que trabaja
con inyección de agua. De este modo se reduce de forma ventajosa el
volumen de los gases de escape en una medida considerable y se
disminuye la carga térmica de la instalación.
La instalación de acuerdo con la invención se
puede utilizar para motores de combustión interna pequeños y
grandes. No obstante, es especialmente ventajoso que se utilice para
la introducción de los gases de escape de motores de combustión
interna dispuestos distribuidos en un buque en el agua, estando
dispuestos los motores de combustión interna con preferencia por
debajo de la línea de agua, por lo que se pueden mantener cortos
los conductos de gases de escape. De esta manera resulta para el
buque, en el que se utiliza la instalación, una posibilidad
especialmente favorable para el alojamiento de los motores de
combustión interna en una zona, que contiene menos espacio interior
"valioso". En una disposición de este tipo se puede suprimir
una sala de máquinas central grande y también se pueden evitar
conductos de gases de escape voluminosos en la zona central valiosa
del buque. En general, para un buque de este tipo no sólo se
consigue, por lo tanto, una ganancia de uso, sino también una
ganancia de espacio. Esto tiene una ventaja considerable sobre todo
para buques de la Armada con sus relaciones de espacio muy
limitadas.
limitadas.
\newpage
En una configuración especial de la invención,
está previsto que la instalación sea utilizada para la introducción
de los gases de escape desde turbinas de gas para el accionamiento
de reactores de agua, desembocando el tubo de salida de la mezcla
de gases de escape y de agua en la zona de salida del chorro de los
reactores de agua. De esta manera, en el caso de una posición
profunda de los reactores de agua en el buque, resulta una
posibilidad de accionamiento con reactores de agua, en la que el
rendimiento de las máquinas de accionamiento y el rendimiento
general de los reactores de agua que trabajan por debajo del agua se
pueden llevar, a través de la región de vacío que se obtiene de
acuerdo con la invención, al nivel de los reactores de agua que
trabajan por encima del nivel del agua. Esto es muy ventajoso en el
buque sin las instalaciones técnicas mecánicas y de la técnica de
los gases de escape habitualmente grandes hasta ahora.
También es posible hacer que el tubo de salida
de la mezcla de gases de escape y de agua desemboque en un escalón
del fondo del casco del buque. También de esta manera es posible la
descarga de la cantidad grande de gases de escape, por ejemplo
desde una turbina de gas, sin problemas, sin que debe limitarse la
capacidad de regulación de la turbina de gas. En efecto, las
turbinas de gas son muy sensible a contra presión.
Para la elevación de la capacidad de regulación
delos reactores de agua está previsto en este contexto que la
salida del reactor de agua presente un dispositivo de regulación de
la sección transversal de salida, con preferencia de forma
telescópica. De esta manera se puede obtener una velocidad
optimizada del chorro de propulsión del reactor de agua, que está
armonizada con la cantidad de la mezcla de gas y agua.
La utilización de la instalación de acuerdo con
la invención es especialmente ventajosa cuando debe alcanzarse una
ausencia lo más amplia posible de emisiones de un buque de la Armada
o de un yate grande. En este caso, se introducen también los gases
de escape de reformadores para la fabricación de hidrógeno para
células de combustible y también el aire de instalaciones de
climatización al mismo tiempo en una instalación correspondiente o
se utiliza una instalación especial. En cualquier caso resulta que
un buque equipado con una instalación de acuerdo con la invención
no deja tras de sí ni una estela de gases de escape ni una estela de
aire caliente.
La solución del cometido es en este caso
ventajosa tanto para buques de la Armada como también para yates
grandes y para transbordadores rápidos con su necesidad grande de
espacio debajo de la cubierta, de manera que se pueden tolerar los
costes elevados y la necesidad de energía un poco más elevada frente
a una expulsión libre de los gases de escape al aire.
Especialmente para el funcionamiento de la
instalación de acuerdo con la invención para la introducción de
gases de escape de turbinas de gas al agua es ventajoso que no
utilizan aquí instalaciones voluminosas de mezcla a vacío, sino que
están instaladas varias instalaciones pequeñas en posición paralela,
por ejemplo junto al reactor de agua. De esta manera resultan
varias trayectorias de mezcla a vacío, que posibilitan también una
optimización a través de la conexión adicional de los volúmenes de
vacío y de mezcla necesarios en cada caso.
Está previsto que el agua de propulsión sea
extraída de un dispositivo de extracción para agua marina, por
ejemplo una caja marina. Se entiende que se puede añadir a la mezcla
también agua de refrigeración de los motores de combustión interna,
de manera que la cantidad de agua de propulsión no tiene que ser
extraída totalmente del agua que rodea al buque y se ahorra
energía.
La bomba de agua de propulsión se incorpora al
mismo tiempo de una manera ventajosa en la automatización del
buque, de manera que su potencia de transporte se puede adaptar de
una manera automática al volumen de los gases de escape. Puesto que
la instalación de acuerdo con la invención debe utilizarse
especialmente para motores de combustión interna, que están
dispuestos por debajo de la línea de agua del buque, para la
evitación segura de un desbordamiento de estos motores de
combustión interna, el conducto de escape de gases está provisto
con válvulas de retención o con trampillas, que están configuradas
de manera que trabajan especialmente de forma automática. De esta
manera se obtiene una seguridad que es tan alta que puede ser
aceptada por las sociedades de clasificación. Con una cantidad de
agua de propulsión optimizada es posible una profundidad de
inmersión del has de escape de hasta 5 a 6 metros, de manera que la
instalación posibilita una salida de los gases por debajo de la
profundidad de las olas normales. En el caso de que el buque deba
atravesar olas mayores, éstas son tan largas que es posible una
regulación correspondiente, cuando la bomba de agua de propulsión
está diseñada de una forma correspondientemente dinámica. Por lo
tanto, un buque grande provisto con las instalaciones de acuerdo con
la invención, se puede emplear sin limitación por las condiciones
atmosféricas.
A continuación se explica en detalle la
invención con la ayuda de dibujos, a partir de los cuales se pueden
deducir otros detalles esenciales de la invención lo mismo que a
partir de las reivindicaciones dependientes.
En particular:
La figura 1 muestra un dibujo esquemático en
sección a través de la instalación de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra una disposición ejemplar de
reactores de agua con una salida de gas en el chorro del reactor de
agua.
\newpage
La figura 3 muestra una sección esquemática a
través de un reactor de agua con una instalación de acuerdo con la
invención guiada en paralelo, y
La figura 4 muestra en representación
esquemática ejemplar un buque de navegación marítima grande, por
ejemplo una fragata, con instalaciones distribuidas de acuerdo con
la invención.
En la figura 1, el número 1 designa el tubo de
la carcasa de la instalación, que es al mismo tiempo el tubo de
introducción para el agua de generación de la mezcla y del vacío. El
número 2 designa el tubo de gas así como 3 designa el cuerpo de
desplazamiento central ventajoso, esencial de la invención, para gas
con un cono de salida de la corriente para la mezcla formada con
efecto de difusor. Alrededor del cuerpo de desplazamiento 3 se
forma la región de vacío de acuerdo con la invención sobre el lado
exterior del ensanchamiento 4. Para el inicio de la torsión en la
corriente de agua y en la corriente de gas están previstos elementos
de guía 5 y 6, que pueden formar al mismo tiempo un soporte de
fijación para el cuerpo de desplazamiento 3 y para el canal de agua
4 ensanchado. El agua alimentada a la instalación de generación de
la mezcla y de vacío está simbolizada por medio de las flechas 7 y
el gas está simbolizado por medio de la flecha 8. La mezcla de gas
y agua formada está simbolizada por medio de la doble flecha 9. El
número 10 designa el tubo de salida de la corriente de mezcla.
Para la función ventajosa de la instalación de
generación de la mezcla y de vacío son muy esencialmente las
relaciones geométricas, es decir, los diámetros de los tubos y las
longitudes de las secciones de los tubos en la instalación. Por
este motivo, las longitudes individuales y los diámetros principales
se representan en la figura 1. Las dimensiones en la figura 1
tienen las relaciones:
DA = 1,5 - 2,0 D4
L1 = 3 - 4,5 D4
L2 = 0,6 - 0,8 D4
K3 = 0,8 - 1,2 D4
L4 = 0,6 - 1,0 D4
L5 = 1,3 - 1,7 D4
L6 = 1,5 - 3,5 D4
D1 = 1,2 - 1,5 D4
D2 = 0,2 - 0,3 D4
D3 = 0,2 - 0,3 D4
D4 es el diámetro del tubo de los gases de
escape.
Las relaciones indicadas en la Tabla están
calculadas para un tubo de gases de escape de 250 mm de diámetro,
en el que se introducen los gases de escape de un motor Diesel
típico cargado con una potencia de 1300 KW. La temperatura de
entrada de los gases de escape en la instalación es de 90ºC después
de su refrigeración prevista de acuerdo con la invención.
En la figura 2, el número 11 designa el árbol de
una hélice de dirección eléctrica con la pala de hélice de
dirección 12. En lugar de una hélice de dirección eléctrica se puede
utilizar también un propulsor fijo. Entonces el buque presenta, en
lugar del árbol de hélice de dirección, un soporte para el
alojamiento de un motor eléctrico correspondiente o de un árbol de
propulsor. En la figura 2, el número 13 designa un reactor de agua,
14 designa la carcasa del reactor de agua. Alrededor del reactor de
agua 13 está previsto un espacio de salida de la corriente 17 para
los gases de escape y los detalles de esta disposición se pueden
deducir a partir de la figura 3. Como muestra el nivel del agua 16
representado, el reactor de agua 13 se encuentra con su carcasa 14
a profundidad por debajo del casco del buque 15. habitualmente, el
motor del reactor de agua se dispone directamente delante del
reactor de agua y el motor de combustión interna, que suministra la
energía para el reactor de agua, está dispuesto lo más estrechamente
posible en la zona del motor de accionamiento del reactor de agua.
De esta manera, resulta una disposición para la que es especialmente
favorable una expulsión de los gases de escape en la zona de la
carcasa de chorro de agua 14.
En la figura 3, el número 18 designa el tubo de
entrada coaxial para gas y agua y 19 designa la instalación de
acuerdo con la invención para la generación del vacío y la mezcla de
gas y agua. El número 20 designa el tubo, con el que se expulsa la
mezcla y 26 designa e espacio anular en la salida del reactor de
agua, desde la que sale tanto la mezcla de gas y agua como también
el chorro del reactor de agua. El espacio anular 26 puede asumir en
esta disposición de una manera ventajosa la función de difusor, por
lo que se puede suprimir la parte del difusor de la instalación. El
reactor de agua propiamente dicho presenta una parte de rotor 24,
accionada a través del árbol 25, una parte de estator 23 y una
tobera de salida regulable con una parte interior 22 que se puede
extender de forma telescópica. La capacidad de extensión de la parte
telescópica está simbolizada a través de la doble flecha 21. En la
parte del rotor del reactor de agua se encuentran paletas 29 y en la
parte del estator 23 se encuentran paletas 28. Estas paletas
generan en la parte central de la carcasa 27 el chorro de salida,
cuya sección transversal se puede regular a través de la instalación
telescópica 22. La corriente de entrada de agua está simbolizada
por medio de la flecha 30. Para la ilustración, las partes
individuales se representan ampliadas en el dibujo, de manera que
aparecen reducidas, por ejemplo, los tubos telescópicos 22 y otras
partes, como la instalación de acuerdo con la invención. El dibujo
solamente sirve para la comprensión básica de la disposición de una
instalación de acuerdo con la invención y de un reactor de agua.
En la figura 4, el número 31 designa un buque
rápido de navegación marítima, por ejemplo una fragata. En la parte
superior de la fragata se indica una torre multifunción 32. En el
casco del buque que se utiliza como ejemplo se encuentran
diferentes instalaciones 41, 42, 43 de acuerdo con la invención para
la desviación de mezclas de gases y agua. Están distribuidas en el
buque y están asociadas de una manera ventajosa en cada caso a una
instalación de generación de energía. Se puede mostrar en cada caso
un motor Diesel o una turbina de gas, como ejemplo se muestra el
equipo generador Diesel 39, 40 o, en cambio, puede ser un
reformador. En el reformador se genera hidrógeno para células de
combustión. A través de la distribución se consigue de una manera
muy ventajosa que un impacto a través de una mina o cohete solamente
pueda desconectar en cada caso una parte de la generación de
energía del buque.
La fragata mostrada a modo de ejemplo es
accionada a través de una hélice de dirección 34 giratoria
eléctrica, que completa el reactor de agua 37 en su carcasa 36. El
reactor de agua 37 es accionado en este caso a través del árbol de
accionamiento.
Los gases de escape, por ejemplo de un equipo
generador de turbinas de gas, que se puede utilizar en lugar del
equipo generador Diesel mencionado, son alimentados a la instalación
42, como ya se ha indicado. En este caso se trata de una manera
ventajosa de instalaciones individuales conectadas en paralelo, para
introducir las cantidades grandes de gases en los módulos del
reactor de agua que están conectados de la misma manera en
paralelo. Por lo demás, la fragata mostrada a modo de ejemplo
presenta todavía una hélice 35 extensible y un
timón-hélice transversal en la proa 34. En este
caso, se trata de las instalaciones de maniobra de un buque del
tamaño que se utilizan habitualmente para conseguir una salida recta
estable o para posibilitar maniobras de atraque o maniobras de
salida por fuerza propia.
Claims (23)
1. Instalación de mezcla a vacío para gases de
escape de buques con agua, en la que la mezcla de gas y agua que se
produce en la instalación es expulsada al agua, en la que flota el
buque, en la que la instalación está configurada para ser alimentada
y ser atravesada sobre toda su longitud por los gases de escape y
por el agua, y presenta un tubo de conducción de gas (2) dispuesto
en el centro para los gases de escape del buque así como un tubo de
agua de propulsión (1) dispuesto coaxialmente alrededor del tubo de
conducción de gas y que genera un vacío, en la que los tubos se
encuentran en una carcasa extendida alargada y en la que el tubo de
agua de propulsión (1) presenta, para la generación del vacío, una
zona (4) con una sección transversal reducida con respecto a la
sección transversal de la corriente de entrada, en la que la zona
(4) con sección transversal reducida del tubo de agua de propulsión
(1) está configurada como espacio anular y en la que en la zona (4)
de sección transversal reducida del tubo de agua de propulsión (1)
están dispuestos medios de generación de torsión (5), por ejemplo
paletas de torsión, caracterizada porque en el tubo de
conducción de gas (2) está dispuesto, en el centro, un tubo de
desplazamiento del gas (3), con preferencia en la zona del espacio
anular de agua de propulsión, alrededor del cual está configurado un
espacio anular para el gas.
2. Instalación de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque en el espacio anular para el gas
están dispuestos medios de generación de torsión (6), por ejemplo
paletas de torsión.
3. Instalación de acuerdo con la reivindicación
2, caracterizada porque los medios de generación de torsión
(5, 6) respectivos, con preferencia paletas de torsión, están
dispuestos de manera que actúan en direcciones opuestas.
4. Instalación de acuerdo con la reivindicación
1, 2 ó 3, caracterizada porque a continuación de los espacios
anulares para gas y agua de propulsión, que están equipados con los
medios de generación de la torsión (5, 6), está dispuesto un espacio
de mezcla de forma anular para gas y agua de propulsión, en el que
se conecta un tubo de salida de la mezcla de los gases de escape y
del agua (10).
5. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque a
continuación del espacio de mezcla está dispuesto un difusor, con
preferencia un difusor, que forma un tubo de salida de la mezcla de
gases de escape y de agua (10, 20).
6. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
presenta un tubo envolvente cilíndrico, cuyo diámetro corresponde
especialmente al diámetro del tubo de agua de propulsión (1).
7. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque delante
del tubo de agua de propulsión (1) está dispuesta una bomba de agua
de propulsión controlable y regulable, especialmente accionada con
electricidad.
8. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque delante
del tubo de conducción de gases de escape (2) está dispuesto un
dispositivo de refrigeración de los gases de escape, especialmente
un dispositivo de refrigeración de los gases de escape que trabaja
con inyección de agua.
9. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se
utiliza para la introducción de los gases de escape de motores de
combustión interna o de reformadores, dispuestos distribuidos en un
buque (31), dentro del agua, estando dispuestos los motores de
combustión interna o reformadores con preferencia por debajo de la
línea de agua.
10. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se
utiliza para la introducción de los gases de escape de turbinas de
gas para el accionamiento de reactores de agua dispuestos a
profundidad por debajo de la línea de agua.
11. Instalación de acuerdo con la reivindicación
10, caracterizada porque el tubo de salida de la mezcla de
gases de escape y agua (10, 20) desemboca en la zona de salida del
chorro de los reactores de agua dispuestos a
profundidad.
profundidad.
12. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el tubo
de salida de la mezcla de gases de escape y agua (10, 20) desemboca
en un escalón del fondo del casco del buque.
13. Instalación de acuerdo con la reivindicación
10, 11 ó 12, caracterizada porque la salida del reactor de
agua presenta un dispositivo (22) de regulación de la sección
transversal de salida, con preferencia de forma telescópica.
14. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque está
dispuesta aproximadamente en posición paralela a los reactores de
agua (37) dispuestos a profundidad.
15. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 10 a 14, caracterizada porque presenta
varias trayectorias de mezcla a vacío.
16. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se
utiliza en buques de la Armada para la supresión de la signatura
IR.
17. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque se utiliza
en yates para la introducción de los gases de escape en el agua.
18. Instalación de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque se utiliza
en transbordadores rápidos, destinados especialmente para el
transporte de automóviles, para la introducción de los gases de
escape en el agua.
19. Buque de navegación marítima con motores de
combustión interna, distribuidos especialmente en el buque,
caracterizado porque presenta al menos una instalación (41,
42, 43) de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones
anteriores, que posibilita una descarga de los gases de escape por
debajo de la línea de agua, especialmente a una profundidad de
varios metros por debajo de la línea de agua.
20. Buque de navegación marítima de acuerdo con
la reivindicación 19, caracterizado porque presenta al menos
un dispositivo de extracción de agua marina, por ejemplo una caja
marítima, para la extracción de agua de propulsión desde el agua que
rodea al buque.
21. Buque de navegación marítima de acuerdo con
la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque presenta una
instalación de alimentación de agua de refrigeración hacia el agua
de propulsión.
22. Buque de navegación marítima de acuerdo con
la reivindicación 19, 20 ó 21, caracterizado porque presenta
una bomba de agua de propulsión con accionamiento eléctrico, que
está incorporada en la automatización del buque.
23. Buque de navegación marítima de acuerdo con
una o varias de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado
porque presenta válvulas de retención o trampillas de retención en
el conducto de gas, que poseen indicadores de la posición y están
conectadas con preferencia con la automatización del buque.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004015794 | 2004-03-29 | ||
DE102004015794 | 2004-03-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2287863T3 true ES2287863T3 (es) | 2007-12-16 |
Family
ID=34877669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES05100461T Active ES2287863T3 (es) | 2004-03-29 | 2005-01-25 | Instalacion de mezcla a vacio para gases de escape de buques. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7160161B2 (es) |
EP (1) | EP1582456B1 (es) |
AT (1) | ATE366696T1 (es) |
DE (1) | DE502005000994D1 (es) |
ES (1) | ES2287863T3 (es) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004046820A1 (de) * | 2004-03-29 | 2005-10-20 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Ausleitung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen von Schiffen in das Umgebungswasser der Schiffe |
US20100041288A1 (en) * | 2008-08-12 | 2010-02-18 | Woodrow Woods | Submerged exhaust discharge for marine vessel |
US9334036B1 (en) * | 2010-06-09 | 2016-05-10 | Woodrow Woods | Water jacketed marine exhaust components having multiple stream spray ring configurations |
JP6500310B2 (ja) * | 2014-12-05 | 2019-04-17 | 三菱重工業株式会社 | ウォータージェット推進船 |
JP6500309B2 (ja) * | 2014-12-05 | 2019-04-17 | 三菱重工業株式会社 | ウォータージェット推進船 |
JP6500308B2 (ja) * | 2014-12-05 | 2019-04-17 | 三菱重工業株式会社 | ウォータージェット推進船 |
US10160530B1 (en) * | 2016-02-26 | 2018-12-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | In-line rotating support assembly for exhaust nozzle |
US10584625B1 (en) * | 2017-04-27 | 2020-03-10 | Woodrow Woods | Vortex generating apparatus for use with marine exhaust systems for improved exhaust cooling |
WO2022169234A2 (ko) * | 2021-02-02 | 2022-08-11 | 김정규 | 추력 증강장치 |
JP2022176581A (ja) * | 2021-05-17 | 2022-11-30 | 三菱重工業株式会社 | 推進装置、及び流体機械 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3084651A (en) * | 1950-05-23 | 1963-04-09 | Parmenter Richard | Silencer for ships |
GB1323871A (en) * | 1966-08-10 | 1973-07-18 | Mitchell A B | Marine propulsion system |
JPS60157994A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 水ジエツト推進式ボ−ドの排気装置 |
US4979917A (en) | 1986-10-31 | 1990-12-25 | Haynes Hendrick W | Marine propulsion device with gaseous boundry layer for a thrust jet flow stream exhibiting stealth and ice lubrication properties |
US5740670A (en) * | 1995-04-10 | 1998-04-21 | Woods; Woodrow | Water jacketed exhaust pipe for marine exhaust systems |
JP3750011B2 (ja) | 1999-07-29 | 2006-03-01 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 金属錯体の製造方法とアミノ酸修飾金属錯体 |
JP2001239995A (ja) | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船舶における排ガスの水中排出装置 |
DE10061487C1 (de) * | 2000-12-09 | 2002-03-21 | Howaldtswerke Deutsche Werft | Verfahren zum signaturfreien Ausbringen von Abgas aus Unterwasserfahrzeugen |
DE10224013A1 (de) | 2002-05-29 | 2003-12-11 | Siemens Ag | Schnelles seegehendes Schiff mit einem Doppelboden und einem Wasserstrahl-(Waterjet)Antrieb |
-
2005
- 2005-01-25 EP EP05100461A patent/EP1582456B1/de not_active Not-in-force
- 2005-01-25 AT AT05100461T patent/ATE366696T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-01-25 ES ES05100461T patent/ES2287863T3/es active Active
- 2005-01-25 DE DE502005000994T patent/DE502005000994D1/de active Active
- 2005-02-14 US US11/056,251 patent/US7160161B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE502005000994D1 (de) | 2007-08-23 |
EP1582456A1 (de) | 2005-10-05 |
EP1582456B1 (de) | 2007-07-11 |
US20050215133A1 (en) | 2005-09-29 |
US7160161B2 (en) | 2007-01-09 |
ATE366696T1 (de) | 2007-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2287863T3 (es) | Instalacion de mezcla a vacio para gases de escape de buques. | |
US3273333A (en) | Water jet propulsion device | |
JP7334339B2 (ja) | 艦船の航行時の造波抵抗及び摩擦抵抗を低減する方法及び装置 | |
US7052339B2 (en) | Propulsion system for a fast seagoing ship, especially a naval ship | |
WO2012007900A1 (en) | A ship including a tank space | |
KR20100000240A (ko) | 에너지절약형 선박 | |
ES2267049T3 (es) | Embarcacion rapida sin columna de humo propulsada por al menos una pr opulsion de chorro de agua. | |
JP2019142482A (ja) | 船首波を最小化するシステム | |
KR20090054818A (ko) | 선박의 연소가스 배기 펀넬구조 | |
KR100855399B1 (ko) | 수중 수송 수단으로부터 배기 가스를 징표 없이 배출하기 위한 방법 및 장치 | |
KR102249656B1 (ko) | 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템 | |
JP2001239995A (ja) | 船舶における排ガスの水中排出装置 | |
ES2317255T3 (es) | Submarino con conducto de gas de escape submarino durante la navegacion snorkel. | |
JP2009160963A (ja) | 船舶における摩擦抵抗低減装置 | |
KR101411585B1 (ko) | 풍력터빈환풍팬을 이용한 에너지절감형 선박 | |
KR100855400B1 (ko) | 보트의 내연기관의 배출 가스를 이 보트 주위를 둘러싸는 물로 방출하는 방법 및 장치 | |
JP2019123282A (ja) | 気泡生成装置 | |
CN216468396U (zh) | 推进器 | |
KR20160027448A (ko) | 선박용 추진장치 | |
JP2001233281A (ja) | 船舶の排ガス噴出装置 | |
ES2886560T3 (es) | Embarcación | |
WO2001087705A1 (es) | Convertidor de flujo para helices marinas | |
CN115892421A (zh) | 一种水下无源舱段一体式冷却通气装置 | |
KR20110019619A (ko) | 캐비테이션의 발생률을 낮춘 가변피치 프로펠러 | |
RU2003134516A (ru) | Водометный движитель судна с центробежным насосом |