FI126858B - Pakokaasupesuri ja laiva - Google Patents

Description

Pakokaasupesuri ja laiva

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on pakokaasupesuri polttomottoreiden, erityisesti laivamoottoreiden pakokaasujen puhdistamiseksi epäpuhtauksista, johon pakokaasupesuriin liittyy syöttökanava epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen syöttämiseksi pakokaasupesurin sisään järjestettyyn täytemateriaalia sisältävään patjamaiseen rakenteeseen ja patjamaisen rakenteen läpi, joka pakokaasupesuri käsittää syöttölaitteet pesuveden syöttämiseksi patjamaiseen rakenteeseen eri suuntaan kuin pakokaasujen virtaussuunta patjamaisessa rakenteessa epäpuhtauksien vähentämiseksi pakokaasuista, jolloin pakokaasut poistuvat patjamaisesta rakenteesta ja pakokaasupesurin poistokanavasta puhdistettuina. Keksinnön kohteena on myös laiva, joka käsittää mainitunlaisen pakokaasupesurin.

Edellä mainittua lajia oleva pakokaasupesuri tunnetaan julkaisusta EP 1857169 A1. Pakokaasupesurin patjamainen rakenne koostuu suuresta määrästä täytekappaleita. Täytekappaleiden tarkoitus parantaa puhdistuste-hoa antamalla patjamaiseen rakenteeseen suuri pinta, jolla pakokaasut kohtaavat pesuveden. Vaikka patjamainen rakenne on tuettu alhaalta tuenta-arinalla, patjamaisesta rakenteesta voi pudota täytekappaleita pakokaasupesurin pohjalle ja joutua poistoaukkoon epäpuhtauksia sisältävän pesuveden, eli likaveden, johtamiseksi pois pakokaasupesurista. Mikäli poistoaukko johtaa linjaan, jossa on pumppu likaveden poistamiseksi pakokaasupesurista, niin pumpun eteen on järjestettävä suodatin, joka estää täytekappaleita kulkeutumasta pumppuun. Täytekappaleiden ohjautuminen pumpun sisään tuhoaisi pumpun tai estäisi sen moitteettoman toiminnan. Pakokaasupesurin toiminta edellyttää, että siitä poistetaan suuria määriä likavettä. Jos likavettä ei poisteta, likavesi voi joutua laivamoottoriin, mitä ei voida sallia, koska polttomoottorin toiminnan häiriintyminen tai polttomoottorin tukehtuminen voi aiheuttaa vakavia turvallisuusriskejä.

Julkaisusta US 2010206171 A tunnetaan pakokaasupesuri poltto-moottoreiden pakokaasujen puhdistamiseksi epäpuhtauksista. Julkaisusta US 2002180072 A1 tunnetaan kaasupesuri erityisesti puolijohdeteollisuuden myrkyllisten kaasujen puhdistamiseksi. Pakokaasupesurin sisään on järjestetty patjamaisen rakenteen alle reikälevyt estämään kuplien muodostumista, jotka kuplat saattaisivat estää puhdistettavan kaasun epäpuhtauksien liukenemisen pesuliuokseen.

On tunnettua estää täytekappaleiden kulkeutuminen likavettä siirtävään pumppuun asentamalla ylävirtaan pumpusta kaksoissuodatin. Kaksois-suodattimen toimintaperiaate on se, että sen kahdesta suodatinkammiosta käytetään vain toista. Mikäli ensimmäinen suodatinkammio tukkeutuu, niin otetaan käyttöön toinen suodatinkammio. Kun toista suodatinkammiota käytetään, puhdistetaan ensimmäinen suodatinkammion niin, että se voidaan ottaa käyttöön kun toinen suodatinkammio tukkeutuu. Kaksoissuodattimen etuna on, että sitä voidaan pitää jatkuvasti toiminnassa vaikka kaksoissuodattimen jompikumpi suodatinkammio on tukkeutunut. Kaksoissuodattimen ongelmana on kuitenkin sen monimutkainen ja kallis rakenne. Kaksoissuodatinta on myös ohjattava siten, että sen toiminta ylläpidetään. Jos kaksoissuodatinta käytetään laivoissa pakokaasupesurista poistuvan likaveden suodattamiseen, likaveden poisto pakokaasupesurista ei saa häiriintyä. On monimutkaista ja vaikeaa valvoa ja ohjata kaksoissuodattimen toimintaa siten, että otetaan käyttöön toinen suodatinkammio, mikäli ensimmäinen on täyttynyt niin, että likaveden virtaus on estynyttä. Lisäksi kaksoissuodatin on kooltaan suuri ja vaikea asentaa erityisesti kohteissa, joissa asennusta varten on käytettävissä vain rajoitetusti ja vähän tilaa, kuten on laita laivan pakokaasupesurin yhteydessä. Kaksoissuodattimen käyttö pakokaasupesureista tulevan likaveden suodattamiseksi on mainituista syistä hankalaa ja ongelmallista.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on aikaansaada uusi järjestely pakokaasupesurin yhteydessä, jossa pakokaasupesurista poistuva, epäpuhtauksia sisältävä pesuvesi, eli likavesi, saadaan varmuudella siirretyksi pakokaasupesurista mahdolliseen jatkokäsittelyyn ilman vaaraa, että siirrossa kulkeutuisi likaveden mukana patjamaisesta rakenteesta peräisin olevia täytekappaleita. Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaisella pakokaasupesuril-la, jolle on tunnusomaista, että pakokaasupesurin alaosaan patjamaisen rakenteen alapuolelle on järjestetty suodatin, jonka reikien koko tyypillisesti on pienempi kuin tukiarinan reikien koko estämään täytemateriaalia kulkeutumasta pakokaasupesurin alaosassa olevaan poistoaukkoon, joka on pakokaasuista peräisin olevia epäpuhtauksia sisältävän pesuveden, eli likaveden, johtamiseksi pois pakokaasupesurista.

Keksinnön olennaisena ajatuksena on huolehtia likaveden puhdistamisesta patjamaisesta rakenteesta peräisin olevista täytekappaleista suodat- timella, joka ei ole erillään pakokaasupesurista, vaan on järjestetty itse pako-kaasupesuriin.

Edullisesti suodatin on järjestetty pakokaasujen syöttökanavan tulo-aukon alapuolelle, jolloin lisäksi suodatin on suodatinlevyn muodossa, jonka suodatinlevyn läpimitta vastaa pakokaasupesurin läpimittaa. Tällainen suodatin on erityisen helppo valmistaa ja asentaa ja se myös estää varsin tehokkaasti likavettä kulkeutumasta pakokaasujen syöttökanavan sisään ja laivamoottorin sisään vaikka laiva keinuisi kovasti myrskyssä. Vettä ei saa joutua laivamootto-riin, koska se vaarantaisi laivamoottorin toiminnan.

Keksinnön mukaisen pakokaasupesuri voi edullisesti olla sellainen, että siinä on pakokaasujen virtausta varten vähintään yksi ohikulkutie epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen johtamiseksi patjamaisen rakenteen ohitse ja edelleen pois pakokaasupesurista, johon vähintään yhteen ohikulkutiehen liittyy estolaitteet ohikulkutien asettamiseksi aukiasennosta estoasentoon estämään epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen virtauksen ohikulkutien kautta, ja päinvastoin estoasennosta aukiasentoon mahdollistamaan epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen virtauksen ohikulkutien kautta, jolloin estolaitteet käsittävät revitetyn estopellin, josta alavirtaan pakokaasujen virtaussuuntaan katsottuna ohikulkutiehen on järjestetty täytekappaleita pakokaasuja puhdistavan puhdistustilan muodostamiseksi, joka puhdistustila on sovitettu tyhjentymään täytekappaleista niin, että täytekappaleet putoavat suodattimen päälle kun es-topelti siirtyy estoasennosta aukiasentoon. Tällainen pakokaasupesuri on laivamoottorin varman toiminnan kannalta erityisen suositeltava, koska se ei voi mennä tukkoon syystä, että patjamaiseen rakenteeseen kerääntyisi niin paljon epäpuhtauksia, etteivät pakokaasut pääse patjamaisen rakenteen läpi, eikä vaarana ole, että täytekappaleiden pudottaminen pakokaasupesurin alatilaan johtaisi täytekappaleiden kulkeutumiseen pois pakokaasupesurista likaveden mukana.

Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty oheistetuissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön tavoitteen on myös aikaansaada uusi laiva, jonka moottorin pakokaasuja puhdistetaan pakokaasupesurilla ilman, että vaarana olisi, että täytekappaleita siirtyisi pakokaasupesurista poistuvaan likaveteen ja lika-veden mahdolliseen jatkokäsittelyyn.

Keksinnön mukaiselle laivalle on tunnusomaista, että pakokaasupesurin alaosaan patjamaisen rakenteen alapuolelle on järjestetty patjamaisen rakenteen alapuolelle, etäisyyden päähän tukiarinasta suodatin, jonka reikien koko tyypillisesti on pienempi kuin tukiarinan reikien koko, estämään täytemateriaalia putoamasta pakokaasupesurin alaosassa olevaan poistoaukkoon, joka on pakokaasuista peräisin olevia epäpuhtauksia sisältävän pesuveden, eli likaveden, johtamiseksi pois pakokaasupesurista.

Edullisesti laiva käsittää puhdistusyksikön pakokaasupesurin pois-toputkesta ja linjaa pitkin tulevan likaveden vastaanottamiseksi ja puhdistamiseksi, jossa linjassa on pumppu likaveden siirtämiseksi pakokaasupesurin alaosasta pakokaasupesurin yhteyteen järjestettyyn puhdistusyksikköön, joka käsittää likavesipiirin likaveden kierrättämiseksi likavesipiirissä, johon kuuluu vähintään yksi kalvosuodatin. Linjassa olevan pumpun toiminta on keksinnön mukaisen pakokaasupesurin ansiosta varmaa siten, ettei siihen voi joutua pakokaasupesurista peräisin olevia täytekappaleita.

Keksinnön mukaisen laivan edullisia suoritusmuotoja on esitetty oheistetuissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisen pakokaasupesurin ja laivan etuna on, että se yksinkertaisella tavalla mahdollistaa ja varmistaa pakokaasupesurin ja sen yhteyteen mahdollisesti järjestetyn puhdistusyksikön toiminnan tarvitsematta käyttää pakokaasupesurin likaveden poistamisen yhteydessä kaksoissuodatin-ta. Siten keksinnön ansiosta pakokaasupesurin likaveden poistoaukosta alavirtaan olevassa linjassa ei tarvita monimutkaista ja vaikeasti asennettavaa ja ohjattavaa kaksoissuodatinta. Pakokaasupesurissa oleva suodatin ei käytännössä lisää lainkaan pakokaasupesurin kokoa, mikä helpottaa pakokaasupesurin asentamista laivaan. Siitä huolimatta se voidaan pinta-alaltaan rakentaa niin suureksi, että se ei pääse tukkeutumaan, vaikka sen päälle ajautuisi suuri määrä täytekappaleita.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt tarkemmin viittaamalla oheistettuun piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviokuvaa keksinnön mukaisesta laivasta, jossa on keksinnön mukainen pakokaasupesuri, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen pakokaasupesurin ensimmäistä suoritusmuotoa, kuvio 3 esittää näkymää pitkin kuvion 2 leikkausviivaa III - III, kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen pakokaasupesurin toista suoritusmuotoa, ja kuvio 5 esittää näkymää pitkin kuvion 4 leikkausviivaa V - V.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 viitenumerolla 100 on havainnollistettu laiva. Laivan polttomoottoria, joka tyypillisesti on dieselmoottori, osoittaa viitenumero 30. Polttomoottoriin 30 liitetty katalysaattori on merkitty viitenumerolla 31, ja viitenumero 32 osoittaa pakokaasukattilaa. Katalysaattori 31 vähentää typpioksidipääs-töjä. Katalysaattorissa 31 käytetään suositeltavasti ureaa typpioksidipäästöjen pienentämiseksi. Tässä yhteydessä ei kuvata katalysaattorin 31 rakennetta tai toimintaa, koska ne ovat alan ammattimiehen tiedossa eikä keksintö nimenomaisesti kohdistu katalysaattoriin. Pakokaasut jäähtyvät pakokaasukattilassa 32. Samalla kun pakokaasukattila 32 jäähdyttää pakokaasuja, saadaan pakokaasuista talteen lämpöenergiaa laivan eri lämmitystarpeisiin. Pakokaasukatti-lan 32 toiminta on alan ammattimiehelle tunnettu, joten tässä yhteydessä ei myöskään selosteta pakokaasukattilan rakennetta tai toimintaa.

Kuvion 1 järjestelyssä laivan 100 polttomoottorin 30 pakokaasut ohjataan kohdassa 34 pakokaasupesurin 1 sisään. Mittauslaitteella 35 voidaan määrittää pakokaasujen hiilidioksidipitoisuus (C02-pitoisuus) tilavuusprosentteina ennen kuin pakokaasut syötetään pakokaasupesuriin 1. Pakokaasukattilan 32 ansiosta pakokaasut saapuvat jäähtyneinä pakokaasupesuriin 1, jolloin niiden tilavuus ja virtausnopeus on pienempi kuin ilman pakokaasukattilaa 32 ja pesuveden tarve pakokaasujen puhdistamiseksi pakokaasupesurissa pienenee. Viitenumero 2 osoittaa syöttökanavaa epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen syöttämiseksi pakokaasupesurin 1 sisään. Pakokaasupesurissa 1 pakokaasujen päälle suihkutetaan pesuvettä, joka ohjataan pakokaasupesurin sisään kohdasta 38 ja mahdollisesti myös linjan 37 kautta kohdasta 39. Pesuvesi on suositeltavasti emäksistä, mutta neutraaliakin vettä tai vettä, jonka pH-arvo on alle 7 voidaan käyttää. Pesuvesi saadaan emäksiseksi sekoittamalla siihen esimerkiksi NaOH. Pesuveden syöttökohtien 38, 39 lukumäärä ja sijainti voi vaihdella. (Kuvioissa 2 ja 4 on esitetty pesuveden syöttökohtien 38, 39, 38’, 39’ lisäksi niihin liittyvät pesuveden syöttölaitteet 5, 5’ pakokaasupesurin 1,1’ sisällä.) Puhdistetut pakokaasut poistuvat pakokaasupesurista 1 kohdassa 4. (Kuvioissa 2 ja 4 nuolet B ja vastaavasti B’ havainnollistavat pakokaasujen poistumista.) Mittauslaitteella 36 määritetään pakokaasupesurista 1 poistuvien pakokaasujen rikkidioksidipitoisuus (S02-pitoisuus). Pakokaasuja pestessä mitataan suhdetta SO2/CO2, jossa SO2 on rikkidioksidin pitoisuus tilavuusprosentteina savukaasussa savukaasupuhdistuksen jälkeen ja CO2 on hiilidioksi dipitoisuus tilavuusprosentteina ennen savukaasupuhdistusta. Pakokaasupe-surin 1 toiminta säädetään pakokaasupesuriin johdettua vesimäärää säätämällä sellaiseksi, että suhde SO2/CO2 alittaa tietyn vaadittavan arvon, alle 25 ppm SO2/CO2 % (v/v) (toisin ilmaistuna SO2 (ppm)/C02(% v/v)), edullisesti alle 10 ppm SO2/CO2 % (v/v), ja edullisimmin alle 4,3 ppm SO2/CO2 % (v/v).

Pakokaasut pestään pakokaasupesurissa 1 syöttämällä pakokaasut täytemateriaalia sisältävän patjamaisen rakenteen 3 läpi, jolloin pakokaasut samalla siirtyvät patjamaisen rakenteen alapuolella olevasta tilasta 8 patjamaisen rakenteen yläpuolella olevaan tilaan 9. Samalla syötetään pesuvettä patjamaisen rakenteen 3 sisään patjamaisen rakenteen yläpuolella olevasta 9 tilasta. Siten pesuveden syöttösuunta on vastakkainen pakokaasujen virtaus-suuntaan nähden. Pesuveden syöttösuunnan ei tarvitse olla vastakkainen pakokaasujen virtaussuuntaan nähden, vaikka tämä on suositeltavaa. Syöttö-suunnan tulee kuitenkin olla eri kuin pakokaasujen virtaussuunta, jotta pakokaasujen ja pesuveden kosketus saadaan hyväksi ja tehokkaaksi. On selvää, etteivät pakokaasut tilassa 8 virtaa tilan kaikissa kohdissa täysin kohtisuorassa ylöspäin (tuodaanhan esimerkiksi pakokaasut pakokaasupesurin sisään sivusta). Pääasiallinen virtaussuunta on kuitenkin alhaalta ylöspäin Göta kuvioissa 2 ja 4 on havainnollistettu nuolilla A ja A’). Pesuvesi voi tyypillisesti olla emäksistä. Pesuveden syöttömäärä pakokaasupesuriin on suuruusluokkaa 100 - 1000 m3/h lähinnä laivan moottorin tehosta riippuen. Patjamaisen rakenteen 3 täytemateriaali on suositeltavasti metallikappaleita tai muuta irtomateriaalia olevia täytekappaleita, joiden pinta-ala on suuri niiden tilavuuteen nähden. Metalli-kappaleet (tai muuta täytekappaleet) ovat esimerkiksi pieniä putkenkappaleita tai pieniä satulanmuotoisia osia, jotka on saatu putkea rikkomalla. Täytekappaleet voivat myös olla esimerkiksi spiraalimaisia kappaleita. Kun täytekappaleet ovat metallikappaleita, ne ovat suositeltavasti ruostumatonta terästä tai niin sanottua haponkestävää terästä. Erilaisia täytekappaleita on kaupallisesti yleisesti saatavilla patjamaisen rakenteen aikaansaamiseksi. Täytekappaleiden tulee kestää korroosiota. Kun pakokaasut törmäävät patjamaisessa rakenteessa olevaan pesuveteen, suuri määrä pakokaasujen epäpuhtauksista tarttuu pesuveteen, ja pakokaasut siirtyvät epäpuhtauksista puhdistettuina pakokaasupesurin yläosasta pois. Pesussa pesuveteen kerääntyy sekä kiinteitä että pesuveteen liuenneita epäpuhtauksia. Epäpuhtauksia sisältävä pesuvesi, eli likavesi putoaa painovoiman johdosta pakokaasupesurin 1 alaosaan, josta se poistetaan poistoaukon 13a ja poistoputken 13 sekä linjan 40 kautta puhdis- tusyksikköön 101 puhdistettavaksi. Koska pakokaasujen pesu pakokaasupesu-rissa on tunnettua, pesun suorittamista ei selosteta tässä yhteydessä tarkemmin.

Likaveden poistoputki 13 johtaa linjaan 40, jossa on pumppu 41 pa-kokaasupesurin alaosasta olevan likaveden siirtämiseksi lämmönvaihtimen 42 kautta likaveden puhdistusyksikköön 101. Tarvittaessa syötetään vettä linjaan 40. Kohta 43 osoittaa veden syöttökohtaa. Vesi voi olla makeaa vettä, suolavettä tai puhdistusyksikössä 101 puhdistettua vettä. Viitenumero 48 osoittaa linjaa veden syöttämiseksi pakokaasupesuriin 1. Puhdistusyksikössä 101 puhdistettu vesi poistetaan linjan 46 kautta. Puhdistettu vesi voidaan johtaa mereen tai takaisin pakokaasupesuriin 1 linjan 44 kautta. Pumppu 45 nostaa tarvittaessa veden paineen linjassa 44. Viitenumero 47 osoittaa kohtaa, josta poistetaan väliainetta, jossa on hyvin paljon epäpuhtauksia. Väliaine voidaan kerätä välivarastosäilöön (ei näytetty).

Puhdistusyksikkö 101 käsittää suositeltavasti likavesipiirin, johon kuuluu vähintään yksi kalvosuodatin. Likavettä kierrätetään likavesipiirissä siten, että likavettä suodatetaan kalvosuodattimen puoliläpäisevän membraanin läpi, jolloin saadaan toisaalta puhdistettua likavettä ja toisaalta epäpuhtauksia sisältävää jäännöstä. Puhdistettu likavesi poistuu kalvosuodattimesta ja likavesipiirin kierrosta ja jäännös jää kiertämään likavesipiiriin väkevöityen likavesipii-ristä. Huolehditaan siitä, että puhdistusyksiköstä poistuvan puhdistetun likaveden pH-arvo on vähintään 6,5. Väkevöitynyt likavesi poistetaan tyypillisesti aika ajoin kohdan 47 kautta puhdistusyksiköstä 101.

Kuviossa 1 viitenumero 6 osoittaa pakokaasupesurin 1 sisään järjestettyä ohikulkutietä pakokaasuille. Normaalisti puhdistamattomien pakokaasujen virtaus ohikulkutiessä on estetty tai estynyttä. Ohikulkutie 6 otetaan tietyissä poikkeustapauksissa käyttöön puhdistamattomien pakokaasujen virtaukselle. Ohikulkutien 6 tarkoituksena on mahdollistaa pakokaasujen siirtyminen patjamaisen rakenteen 3 ohitse siinä tapauksessa, että patjamaiseen rakenteeseen on ajan mittaan kerääntynyt niin paljon epäpuhtauksia, että pakokaasujen virtaus laivamoottorin halutun toiminnan kannalta on riittämätön. Vaikka pakokaasut voivat hieman puhdistua siirtyessään ohikulkutien 6 kautta patjamaisen rakenteen 3 ohitse syystä, että pakokaasujen päälle suihkutetaan pesuvettä, pakokaasut siirtyvät käytännössä lähes puhdistamattomina ohikulkutien läpi. Kuvioissa 2 ja 4 on esitetty patjamaisen rakenteen ja ohikulkutien erilaisia toteutuksia.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 pakokaasupesurin 1 erästä suoritusmuotoa tarkemmin. Kuvion 2 suoritusmuodossa pesuvettä syötetään patjamaisen rakenteen 3 päälle pesuveden syöttölaitteisiin 5 kuuluvista useista suuttimista 49. Suuttimien 49 lukumäärä voi vaihdella. Pakokaasujen virtaussuunta pako-kaasupesurissa 1 on alhaalta ylöspäin tilasta 8 tilaan 9, jota havainnollistaa nuoli A. Nuoli C havainnollistaa puhdistamattomien pakokaasujen syöttöä pa-kokaasupesuriin 1. Kuviosta 2 nähdään, että patjamainen rakenne 3 tukeutuu pakokaasupesurissa 1 tukiarinan 14 päällä. Tukiarina 14 vuorostaan on tuettu pakokaasupesurissa 1 olevaan tukeen 50, jonka muodostaa rengasmainen olake tai useat pakokaasupesurin sisäpinnalle muodostetut ulokkeet. Patjamainen rakenne 3 on alhaalta tuettu siten, ettei täytemateriaalia pääse putoamaan tukiarinan 14 läpi. Täytemateriaali käsittää suuren määrän täytekappalei-ta 3a. Jotta täytekappaleita 3a ei putoaisi patjamaisesta rakenteesta 3 pakokaasupesurin alaosaan, patjamaista rakennetta 3 tukee alhaalta tukiarina 14 ja/tai muu rakenne, jolloin arinassa ja/tai muussa rakenteessa on oltava rei’itys, jossa reikien/aukkojen koko on valittu pienemmäksi kuin täytekappalei-den 3a koko. Reikien tai aukkojen läpimitta on esimerkiksi 2-20 mm, jolloin täytekappaleiden 3a koko on tätä suurempi.

Patjamaisen rakenteen 3 sisällä on putkimainen ohikulkutie 6, jolla mahdollistetaan pakokaasujen virtaus patjamaisen rakenteen 3 ohitse kun pakokaasujen annetaan virrata ohikulkutien 6 kautta. Putkimaisen ohikulkutien 6 määrittelee putkimainen rakenne 51, joka on patjamaisen rakenteen 3 ympäröimä. Patjamainen rakenne 3 ympäröi putkimaista rakennetta 51 rengasmaisesti. Patjamaisen rakenteen 3 ulkohalkaisija on yleensä alueella 1500 -40000 mm, jolloin sen korkeus tyypillisesti voi olla 1000 - 2500 mm. Ohikulkutien 6 halkaisijan suuruus riippuu suuresti laivanmoottorin tehosta. Tyypillinen halkaisija-alue on 500 - 1200 mm. Ohikulkutiehen 6 liittyy estolaitteet 10, joihin kuuluu estopelti 10a, joka kuviossa 2 on esitetty estoasennossa, jolloin se estää pakokaasuja virtaamasta ohikulkutiessä 6. Estopelti 10a on asetettavissa aukiasentoon, joka kuviossa 2 on esitetty katkoviivalla. Jotta estopelti 10a saataisiin estoasennosta aukiasentoon, ja päinvastoin, estopelti on saranoitu tunarinaan 14. Saranointi 10b sijaitsee putkimaisen rakenteen 51 kehän kohdalla siten, että sarana-akseli asettuu estopellin 10a kehän kohdalle tangentiaali-sesti putkimaisen rakenteen kehään nähden. Estopelti 10a voi vaihtoehtoisesti olla kiinnitetty putkimaiseen rakenteeseen 51 tukiarinan 14 sijasta. Estolaittei-siin 10 kuluu myös avausmekanismi, johon kuuluu toimilaite 10c (esimerkiksi vedin), johon liittyy esimerkiksi käsikäyttöinen pitkänomainen elin 10d, kuten kettinki, jolla voidaan avata estopeltiin 10a liittyvä lukitus 10e estopellin 10a avaamiseksi. Avausmekanismin ja lukituksen 10e toteutusta ei selosteta tässä tarkemmin, koska niiden suunnittelu on alan ammattimiehelle helppoa. Lukitus 10e voi esimerkiksi olla jousikuormitteinen säppi (ei näytetty), joka lukittuu syvennykseen tai olaketta vastaan (ei näytetty).

Pakokaasupesurin 1 sisällä, pakokaasupesurin alapäässä on pat-jamaisen rakenteen alapuolella suodatin 12, joka estää patjamaisesta rakenteesta 3 mahdollisesti irtoavaa täytekappaleita (tai muuta täytemateriaalia) ohjautumasta poistoaukkoon 13a, joka johtaa poistoputkeen 13 likaveden poistamiseksi. Kuviossa 3, joka esittää leikkausta pitkin kuvion 2 viivaa III - III, suodatin näkyy ylhäältä. Suodattimen 12 halkaisija D1 vastaa pakokaasupesurin 1 halkaisijaa D2. Suodattimen 12 ansiosta poistoputkeen 13 eikä siten myöskään pumppuun 41 (ks. kuvio 1) voi ohjautua täytekappaleita 3a (taikka muuta täytemateriaalia), joka helposti vaurioittaisi pumpun 41. Suodattimen 12 ansiosta linjaan 40 ei tarvitse asentaa ennen pumppua 41 kaksoissuodatinta tai muuta suodatinta, vrt. katkoviivalla piirretty suodatin 49 kuviossa 1.

Suodatin 12 on suositeltavasti levymäinen käsittäen useita läpimeneviä reikiä 60, joiden halkaisija on esimerkiksi alueella 2-20 mm. Suodatin 12 on edullisesti vaakasuunnassa. Levyn muodossa olevaa suodatinta 12 voidaan nimittää reikälevyksi. Reikien 60 halkaisija voi olla mainittua kokoa suurempi, esimerkiksi 30 mm tai jopa 50 mm, jolloin siis alue 20 - 50 mm on mahdollinen. Reikien 60 halkaisija riippuu patjamaisessa rakenteessa 3 olevan täy-tekappaleiden 3a koosta. Yleisesti määrittelemällä reikien 60 halkaisijan tulee olla täytekappaleiden pienintä läpimittaa pienempi, jotta täytekappaleet eivät pääse kulkeutumaan suodattimen 12 läpi. Arinassa 14 tai muussa patjamaista rakennetta alhaalta tukevan rakenteen reikien koko on tyypillisesti suurempi kuin suodattimen 12 reikien 60 koko. Reikien 60 yhteenlaskettu pinta-ala on suositeltavasti vähintään 1,3x ja vielä suositeltavammin vähintään 1,5x poisto-putken 13 ja poistoaukon 13a poikkipinta-ala. Siten, jos poistoputken 13 halkaisija esimerkiksi on 150 mm ja pinta-ala on 35300 mm2, niin 60 reikien yhteenlaskettu pinta-ala on suositeltavasti vähintään 46000 mm2, ja vielä suositeltavammin vähintään 53000 mm2.

Suodatin 12 asennetaan pakokaasupesuriin 1 korkeudelle H1 pakokaasupesurin 1 pohjasta. Suodatinta 12 voi alhaalta tukea olake (ei näytetty), tai se voi olla muulla alan ammattimiehelle helposti mieleen tulevalla tavalla tuettu. Korkeus H1 on pakokaasupesurin 1 alatilaan kertyvän likaveden 53 pinnan 52 korkeuden H2 yläpuolella ja pakokaasujen syöttökanavan 2 alapuolella. Suodatin 12 estää käytännössä likaveden joutumisen pakokaasujen syöttökanavan 2 sisään laivan keinuessa ja kallistuessa myrskyssä. Laivan keinuessa suodattimen 12 alla oleva likavesi törmää suodattimen alapintaan ja vettä kulkeutuu suodattimessa olevien reikien 60 kautta ainoastaan suihkujen ja/tai pisaroiden muodossa suodattimen 12 yläpuolelle. Tällainen vähäinen veden suihkutus suodattimen 12 yläpuolelle ei ole käytännössä haitaksi, eikä vaarana ole, että se häiritsisi laivanmoottorin toimintaa. Edellä mainitusta ymmärretään, että on suositeltavaa, että reikien 60 halkaisija on riittävän pieni, jotta suodatin 12 estäisi tehokkaasti vettä joutumasta laivan moottoriin. Kun pakokaasupesurin 1 halkaisija D2 ja suodattimen 12 halkaisija D1 on noin 1500 - 4000 mm, suodattimessa olevien reikien 60 lukumäärä on useita satoja, jopa tuhansia. Reikien 60 muoto voi vaihdella; pyöreiden reikien sijasta reiät voivat olla pitkien rakojen muodossa, jolloin niiden lukumäärä voi olla suhteellisen pieni.

Suodatin 12 on tarvittaessa helppo puhdistaa. Puhdistus hoidetaan suodattimen 12 yläpuolelle pakokaasupesuriin 1 sovitetun huoltoluukun 7 kautta. Huoltoluukku 7 on edullisesti asennettu pakokaasupesurin seinään noin 0,1 - 1 m yläpuolelle suodatinta 12.

Normaalikäytössä kuvion 2 pakokaasupesuri 1 toimii pakokaasupe-surina, jossa pakokaasut puhdistuvat kulkiessaan patjamaisen rakenteen 3 läpi. Tällöin estolaite 10 ja estopelti 10a ovat, kuten kuvio 2 esittää, kiinni, jolloin pakokaasuja ei pääse virtaamaan ohikulkutiessä 6. Estopelti 10a on umpinainen, jottei sen lävitse pääse virtaamaan pakokaasuja ainakaan merkittävässä määrin. Mikäli patjamainen rakenne 3 tukkeutuu siinä määrin, että laivamootto-rin toiminta häiriintyy, toimilaitteella 10c vedetään pitkänomaista elintä 10d (esim. ketjua), jolloin lukitus 10e aukeaa, ja estopelti 10a saadaan katkoviivalla havainnollistettuun aukiasentoon. Kun estopelti 10a on aukiasennossa estolaite 10 on aukiasennossa, jolloin epäpuhtauksia sisältäviä pakokaasuja pääsee virtaamaan pakokaasupesurin 1 ensimmäisestä tilasta 8 ohikulkutien 6 kautta pakokaasupesurin toiseen tilaan 9, jollin pakokaasut ohjautuvat patjamaisen rakenteen 3 ohitse. Nuoli A havainnollistaa yleisesti pakokaasujen virtausta pakokaasupesuriin 1. Vaikka nuoli A osoittaa kohti ohikulkutietä 6,niin pakokaasuja ei virtaa ohikulkutiessä kun estopelti 10a on kiinni, eli kuvio 2 mukaisessa asennossa. Kun estopelti 10a avataan, pakokaasuja pääsee virtaamaan ohikulkutiessä 6 nuolen A suuntaisesti. Vaikka pakokaasujen päälle suihkutettaisiin pesuvettä, ne eivät paljoakaan puhdistu ohikulkutiessä 6 kun ne viilaavat ohikulkutiessä 6. Ohikulkutien 6 ansiosta laivamoottorin toiminta ei häiriinny, mikä on ohikulkutien olennainen merkitys. Ohikulkutie 6 pidetään auki kunnes patjamainen rakenne 3 on puhdistettu tai kunnes se on vaihdettu uuteen ja pakokaasuja riittävän hyvin läpäiseväksi ajatellen moottorin moitteetonta toimintaa. Samalla kun patjamainen rakenne 3 on saatu halutulla tavalla pakokaasuja läpäiseväksi huoltamalla tai vaihtamalla patjamaista rakennetta (esimerkiksi laivan ollessa satamassa) huolehditaan siitä, että estopelti 10a tulee kuvion 2 esittämään estoasentoon, minkä jälkeen pakokaasupesuri jällen voi toimia halutulla tavalla pakokaasujen puhdistamiseksi.

Kuviossa 4 on esitetty kuviolle 2 vaihtoehtoinen toteutus pakokaa-supesurille. Kuviossa 4 on käytetty vastaavia viitenumerolta kuin kuviossa 2 vastaaville rakenteille ja osille. Kuvion 4 suoritusmuoto poikkeaa kuvion 2 suoritusmuodosta siten, että se käsittää estolaitteen 10’, joka käsittää läpimenevillä aukoilla 31’ varustetun estopellin 10a’ ja estopellin yläpuolella oleva putkimainen rakenne 51’ on panostettu täytekappaleilla 30a’. Putkimainen rakenne 51’ määrittelee putkimaisen puhdistustilan 30’, jossa pakokaasut voivat puhdistua kun ne siirtyvät pakokaasupesurin 1’ ensimmäisestä tilasta 8’, joka sijaitsee ylävirtaan patjamaisesta rakenteesta 3’ pakokaasujen virtaussuunnassa katsottuna, pakokaasupesurin toiseen tilaan 9’, joka sijaitsee alavirtaan patjamaisesta rakenteesta pakokaasujen virtaussuuntaan katsottuna. Estopellin 10a’ aukot 31’ on mitoitettu siten, ettei putkimaisen rakenteen 51’ sisällä olevaa täytemateriaalia (täytekappaleita 30a’) pääse kulkeutumaan aukkojen läpi. Aukot ovat esimerkiksi reikiä, joiden halkaisija on suositeltavasti sama tai samaa suuruusluokkaa kuin patjamaista rakennetta 3’ alhaalta tukevan rakenteen (tu-kiarinan 14’ tai muu rakenne) reikien halkaisija. Kuvion 4 suoritusmuodossa estolaite 10’ mahdollistaa pakokaasujen virtauksen ohikulkutien 6’ kautta vaikka estolaite 10’ on estoasennossa. Jos sekä patjamaisen rakenteeseen 3’ että puhdistustilaan 30’ kerääntyy niin paljon epäpuhtauksia, että moottorin haluttu toiminta estyy, estopelti 10a’ avataan, jolloin puhdistustilassa 30’ olevat täyte-kappaleet 30a’ pääsevät putoamaan alla olevan suodattimen 12’ päälle, jonka yläpinnalle täytekappaleet kerääntyy. Tällöin pakokaasut pääsevät virtaamaan käytännössä esteettömäsi! putkimaisen rakenteen 51’ määrittelemässä ohikulkutiessä 6’ (tukkeutuneen) patjamaisen rakenteen 3’ ohitse ja laivamoottori voi toimia esteettömästi. Pakokaasupesurin 1’ alaosaan järjestetty suodatin 12’ on erityisen tärkeä pakokaasupesurin kuvion 4 suoritusmuodossa, jossa täytemateriaalia pakostakin joutuu pakokaasupesurin alaosaan kun estopelti 10a avataan.

Kuvio 5 esittää leikkausta pitkin kuvion 4 viivaa V - V.

Kuvion 4 suoritusmuodon etuna kuvion 2 suoritusmuotoon nähden on se, että pakokaasupesurin pesukyky sen ulkomittoihin nähden saadaan paremmaksi kun sekä patjamainen rakenne 3’ että puhdistustila 30’ toimivat pakokaasuja puhdistavina rakenteina. Kuvion 4 suoritusmuodossa estolaite voisi vaihtoehtoisesti käsittää aukoilla varustetun estopellin, jonka saranointi on esimerkiksi kuvion 2 mukainen. Kuvion 4 suoritusmuoto on erityisen suositeltava kun laivassa on vain niukasti tilaa pakokaasupesuria varten.

Edellä keksintöä on kuvattu esimerkkien avulla ja sen vuoksi huomautetaan, että keksintö voidaan toteuttaa monella tavalla oheistettujen patenttivaatimuksien puitteissa. Näin ollen suodatin (12, 12’) voi toimia halutulla tavalla vaikka sen yksityiskohtainen rakenne ja siinä olevien reikien muotoilu ja mitoitus vaihtelevat.

Claims (16)

1. Pakokaasupesuri (1, 1’) polttomottoreiden, erityisesti laivamootto-reiden pakokaasujen puhdistamiseksi epäpuhtauksista, johon pakokaasupe-suriin liittyy syöttökanava (2, 2’) epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen syöttämiseksi pakokaasupesurin sisään järjestettyyn täytemateriaalia sisältävään patjamaiseen rakenteeseen (3, 3’) ja patjamaisen rakenteen läpi, joka patja-mainen rakenne on alhaalta tukiarinan (14, 14’) tukema ja joka pakokaasupesuri käsittää syöttölaitteet (5, 5’) pesuveden syöttämiseksi patjamaiseen rakenteeseen eri suuntaan kuin pakokaasujen virtaussuunta (A, A’) patjamaisessa rakenteessa epäpuhtauksien vähentämiseksi pakokaasuista, jolloin pakokaasut poistuvat patjamaisesta rakenteesta ja pakokaasupesurin poistokanavasta (4, 4’) puhdistettuina, tunnettu siitä, että pakokaasupesurin (1, 1’) alaosaan on järjestetty patjamaisen rakenteen (3, 3’) alapuolelle, etäisyyden päähän tukiarinasta (14, 14’) suodatin (12, 12’), jonka reikien (60, 60’) koko tyypillisesti on pienempi kuin tukiarinan (14, 14’) reikien koko, estämään täytemateriaalia kulkeutumasta pakokaasupesurin alaosassa olevaan poistoaukkoon (13a, 13a’), joka on pakokaasujen epäpuhtauksia sisältävän pesuveden, eli likaveden, johtamiseksi pois pakokaasupesurista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että täytemateriaali käsittää täytekappaleita (3a, 3a’) ja että suodattimes-sa (12, 12’) olevien reikien (60, 60’) läpimitta on pienempi kuin patjamaisessa rakenteessa (3, 3’) olevien täytekappaleiden pienin läpimitta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että suodattimessa (12, 12’) olevien reikien (60, 60’) läpimitta on 2 - 50 mm.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että suodattimessa (12, 12’) olevien reikien (60, 60’) lukumäärä on yli sata.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että suodatin (12, 12’) on järjestetty pakokaasujen syöttö-kanavan (2, 2’) tuloaukon alapuolelle.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että suodatin (12, 12’) on järjestetty etäisyyden (H1) päähän pakokaasupesurin (1, 1’) pohjasta, joka etäisyys on suurempi kuin pakokaasupesurin pohjaosaa kerääntyvän epäpuhtauksia sisältävän pesuveden (53, 53’), eli lika-veden, pinnan (52, 52’) etäisyys (H2) pakokaasupesurin pohjasta.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että suodatin (12, 12’) on suodatinlevy, jonka läpimitta (D1, D1’) vastaa pakokaasupesurin läpimittaa (D2, D2’).

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että pakokaasupesurissa (1’) on pakokaasujen virtausta varten vähintään yksi ohikulkutie (6’) epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen johtamiseksi patjamaisen rakenteen (3’) ohitse ja edelleen pois pakokaasupesuris-ta, johon vähintään yhteen ohikulkutiehen liittyy estolaitteet (10’) ohikulkutien asettamiseksi aukiasennosta estoasentoon estämään epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen virtauksen ohikulkutien kautta, ja päinvastoin estoasennos-ta aukiasentoon mahdollistamaan epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen virtauksen ohikulkutien kautta, ja että, estolaitteet (10’) käsittävät rei’itetyn (31’) estopellin (10a’), josta alavirtaan pakokaasujen virtaussuuntaan (A’) katsottuna ohikulkutiehen (6’) on järjestetty täytekappaleita (30a’) pakokaasuja puhdistavan puhdistustilan (30’) muodostamiseksi, joka puhdistustila on sovitettu tyhjentymään täytekappaleis-ta niin, että täytekappaleet putoavat suodattimen (12’) päälle kun estopelti (10a’) siirtyy estoasennosta aukiasentoon.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen pakokaasupesuri, tunnettu siitä, että estopelti (10a’) on sovitettu tukemaan puhdistustilassa (30’) olevia täytekappaleita (30a’) alhaalta kun estopelti on estoasennossa.

10. Laiva (100), joka käsittää pakokaasupesurin laivamoottorin pakokaasujen puhdistamiseksi epäpuhtauksista, johon pakokaasupesuri in liittyy syöttökanava (2, 2’) epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen syöttämiseksi pakokaasupesurin sisään järjestettyyn täytemateriaalia sisältävään patjamai-seen rakenteeseen (3, 3’) ja patjamaisen rakenteen läpi, joka patjamainen rakenne on alhaalta tukiarinan (14, 14’) tukema ja joka pakokaasupesuri käsittää syöttölaitteet (5, 5’) pesuveden syöttämiseksi patjamaiseen rakenteeseen eri suuntaan kuin pakokaasujen virtaussuunta (A, A) patjamaisessa rakenteessa epäpuhtauksien vähentämiseksi pakokaasuista, jolloin pakokaasut poistuvat patjamaisesta rakenteesta ja pakokaasupesurin poistokanavasta (4, 4’) puhdistettuina, tunnettu siitä, että pakokaasupesurin (1, 1’) alaosaan on järjestetty patjamaisen rakenteen (3, 3’) alapuolelle, etäisyyden päähän tukiari-nasta (14, 14’) suodatin (12, 12’), jonka reikien (60, 60’) koko tyypillisesti on pienempi kuin tukiarinan (14, 14’) reikien koko, estämään täytemateriaalia pu- toamasta pakokaasupesurin alaosassa olevaan poistoaukkoon (13a, 13a’), joka on pakokaasujen epäpuhtauksia sisältävän pesuveden, eli likaveden, johtamiseksi pois pakokaasupesurista.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laiva, tunnettu siitä, että suodattimessa (12, 12’) olevien reikien (60, 60’) läpimitta on pienempi kuin pat-jamaisessa rakenteessa (3, 3’) olevien täytekappaleiden (3a, 3a’) pienin halkaisija.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laiva, tunnettu siitä, että suodattimessa (12, 12’) olevien reikien (60, 60’) läpimitta on 2 - 50 mm.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 10-12 mukainen laiva, tunnettu siitä, että suodatin (12, 12’) on järjestetty pakokaasujen syöttö-kanavan (2, 2’) tuloaukon alapuolelle.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laiva, tunnettu siitä, että suodatin (12, 12’) on järjestetty etäisyyden (H1, H1 ’) päähän pakokaasupesurin (1, 1’) pohjasta, joka etäisyys on suurempi kuin pakokaasupesurin pohjaosaa kerääntyvän epäpuhtauksia sisältävän pesuveden, eli likaveden, pinnan etäisyys (H2, H2’) pakokaasupesurin pohjasta.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 11-14 mukainen laiva, tunnettu siitä, että pakokaasupesurissa (1’) on pakokaasujen virtausta varten vähintään yksi ohikulkutie (6’) epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen johtamiseksi patjamaisen rakenteen (3’) ohitse ja edelleen pois pakokaasupesurista, johon vähintään yhteen ohikulkutiehen liittyy estolaitteet (10’) ohikulkutien asettamiseksi aukiasennosta estoasentoon estämään epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen virtauksen ohikulkutien kautta, ja päinvastoin estoasennos-ta aukiasentoon mahdollistamaan epäpuhtauksia sisältävien pakokaasujen virtauksen ohikulkutien kautta, ja että, estolaitteet (10’) käsittävät rei’itetyn (31’) estopellin (10a’), josta alavirtaan pakokaasujen virtaussuuntaan (A’) katsottuna ohikulkutiehen (6’) on järjestetty täytekappaleita (30a’) pakokaasuja puhdistavan puhdistustilan (30’) muodostamiseksi, joka puhdistustila on sovitettu tyhjentymään täytekappaleis-ta niin, että täytekappaleet putoavat suodattimen (12’) päälle kun estopelti (10a’) siirtyy estoasennosta aukiasentoon.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 11-15 mukainen laiva, tunnettu siitä, että se käsittää pakokaasupesurin (1, 1’) yhteyteen järjestetyn puhdistusyksikön (101) pakokaasupesurin (1, 1’) poistoputkesta (13, 13’) ja linjaa (40) pitkin tulevan likaveden vastaanottamiseksi ja puhdistamiseksi, jossa linjassa (40) on pumppu (41) likaveden siirtämiseksi pakokaasupesurin alaosasta puhdistusyksikköön (101), joka käsittää likavesipiirin likaveden kierrättämiseksi likavesipiirissä, johon kuuluu vähintään yksi kalvosuodatin. Patentkrav