JP2016151196A - Exhaust gas recirculation system and marine engine mounted with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デミスタ、排ガス再循環システム、およびこれを備えた舶用エンジンに関するものである。 The present invention relates to a demister, an exhaust gas recirculation system, and a marine engine equipped with the same.
特許文献1,2等に開示されているように、多くのディーゼルエンジンには、排ガスの一部を吸入空気に混合して酸素量を減少させ、燃焼温度を低下させることにより排ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)の排出量を低減させる排ガス再循環システム(EGR:Exhaust Gas Recirculation)が備えられている。
As disclosed in
重油を燃料とする舶用ディーゼルエンジンにおいては、排ガス中に粒子状物質が含まれており、これをそのまま吸気側に再循環させるとエンジンに悪影響が及ぶため、再循環させる排ガスに水を液滴噴霧して粒子状物質を洗浄集塵(分離)するスクラバ(洗浄集塵装置)が設置され、その下流側に水分を分離するデミスタ(気液分離装置)が設けられる。 In marine diesel engines that use heavy oil as fuel, particulate matter is contained in the exhaust gas, and if this is directly recirculated to the intake side, the engine will be adversely affected. Thus, a scrubber (cleaning dust collecting device) for cleaning and collecting (separating) particulate matter is installed, and a demister (gas-liquid separating device) for separating water is provided downstream thereof.
デミスタは、特許文献1の図2等に示されるように、波形に屈曲された複数の壁体を近接させて配列したエレメントに、水分を含む排ガスを通す構造になっており、これによって排ガス中に含まれる水分を波形壁体に衝突させて気液分離するようになっている。このデミスタにて水分を除去された排ガスは、専用のブロワによりエンジンの吸気側に供給され、吸入空気に混合されて燃焼室に供給される。
As shown in FIG. 2 and the like of
しかしながら、従来のデミスタは、上記のように、波形に屈曲された複数の壁体からなるエレメントに排ガスを通して排ガス中に含まれる液滴を波形壁体に衝突させて気液分離するという構造であったため、圧損抵抗が大きく、エンジン効率を低下させるという課題があった。この圧損抵抗を低下させるべく波形壁体の間隔を粗くすると、水分の除去性能が低下し、水分を含んだ排ガスがエンジンの吸気側に流れてしまう。特に過給機を備えているエンジンにおいては、この水分が高速回転するコンプレッサ翼車に衝突してエロージョン(浸食)を発生させる懸念があった。 However, the conventional demister, as described above, has a structure in which liquid droplets contained in the exhaust gas are collided with the corrugated wall body through the exhaust gas through an element composed of a plurality of walls bent into a corrugated shape. Therefore, there is a problem that the pressure loss resistance is large and the engine efficiency is lowered. When the interval between the corrugated wall bodies is increased to reduce the pressure loss resistance, the water removal performance is lowered, and the exhaust gas containing water flows to the intake side of the engine. In particular, in an engine equipped with a supercharger, there is a concern that the moisture collides with a compressor wheel that rotates at a high speed to generate erosion (erosion).
本発明は、上記課題を解決するべくなされたものであり、エンジン側に再循環させる再循環排ガス中に含まれる水分等の液滴を、圧損抵抗を高めることなく除去することができるデミスタ、排ガス再循環システム、およびこれを備えた舶用エンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and a demister capable of removing droplets such as moisture contained in recirculated exhaust gas recirculated to the engine side without increasing pressure loss resistance, exhaust gas An object of the present invention is to provide a recirculation system and a marine engine equipped with the same.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
即ち、本発明の第1態様に係るデミスタは、軸方向が鉛直方向に沿う円筒状のケーシングと、前記ケーシングの上部外周面に設けられて前記ケーシングの内部に接線方向から液滴を含む再循環排ガスを導入させる再循環排ガス導入口と、前記ケーシングの上部、且つ前記ケーシングの軸中心に一致する位置に設けられて前記再循環排ガスを排出させる再循環排ガス排出口と、前記ケーシングの下部に設けられて前記再循環排ガスから分離された前記液滴を排出する液滴排出部と、を具備する。 That is, the demister according to the first aspect of the present invention includes a cylindrical casing whose axial direction extends along the vertical direction, and a recirculation that is provided on the upper outer peripheral surface of the casing and includes droplets from the tangential direction inside the casing. A recirculated exhaust gas inlet for introducing exhaust gas, a recirculated exhaust gas outlet for discharging the recirculated exhaust gas provided at an upper portion of the casing and a position coincident with the axial center of the casing, and a lower portion of the casing And a droplet discharge unit that discharges the droplets separated from the recirculated exhaust gas.
上記構成のデミスタによれば、スクラバ等において水等の液滴により粒状物質を洗浄集塵され、多量の液滴を含んだ再循環排ガスが、デミスタのケーシング内部に再循環排ガス導入口から接線方向に流れ込んでケーシング内部で旋回流を形成し、その遠心分離作用によって液滴を分離される。 According to the demister having the above configuration, the particulate matter is washed and collected by droplets of water or the like in the scrubber or the like, and the recirculated exhaust gas containing a large amount of droplets is tangential from the recirculated exhaust gas inlet to the inside of the demister casing. And a swirl flow is formed inside the casing, and the liquid droplets are separated by the centrifugal separation action.
つまり、再循環排ガスがケーシングの内部で旋回することにより、遠心力によって再循環排ガス中に含まれる液滴がケーシングの内周壁面に付着し、ケーシングの内周面沿い発生する下降流れと重力とによってケーシングの下方に流れ、液滴排出部から排出される。 In other words, when the recirculated exhaust gas swirls inside the casing, the droplets contained in the recirculated exhaust gas adhere to the inner peripheral wall surface of the casing by centrifugal force, and the downward flow and gravity generated along the inner peripheral surface of the casing. Flows below the casing and is discharged from the droplet discharge portion.
一方、ケーシング内部の中心部では上昇流が発生するため、液滴を除去された再循環排ガスのみが上昇してケーシング上部に形成された再循環排ガス排出口から排出される。したがって、水分等の液滴を含んだ排ガスがエンジンの吸気側に流れることが抑制され、過給機のコンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを防止できる。 On the other hand, since an upward flow is generated in the central portion inside the casing, only the recirculated exhaust gas from which the droplets have been removed rises and is discharged from the recirculated exhaust gas discharge port formed in the upper portion of the casing. Therefore, the exhaust gas containing liquid droplets such as moisture is prevented from flowing to the intake side of the engine, and erosion can be prevented from occurring in the compressor impeller of the supercharger.
このデミスタは、再循環排ガスを壁体等に衝突させて分離するものとは異なり、再循環排ガスの流路に圧損抵抗が大きくなるエレメント部材等が設置されないため、エンジン効率を低下させることがない。 This demister is different from the one that separates the recirculated exhaust gas by colliding with the wall body or the like, and does not reduce the engine efficiency because the element member or the like that increases the pressure loss resistance is not installed in the flow path of the recirculated exhaust gas. .
上記構成のデミスタにおいて、前記ケーシングは、鉛直方向上部側をなす円筒部と、前記円筒部の下部に繋がり、上部から下部にかけて軸方向に直交する断面の直径が小さくなる円錐部と、を具備するのが好ましい。 In the demister configured as described above, the casing includes a cylindrical portion that forms an upper side in the vertical direction, and a conical portion that is connected to the lower portion of the cylindrical portion and that has a cross-sectional diameter that is perpendicular to the axial direction from the upper portion to the lower portion. Is preferred.
ケーシングの内部において、液滴を含む再循環排ガスにより形成される旋回流の旋回回転数は、ケーシングの直径が小さくなるほど加速され、液滴に作用する遠心力が増加する。ケーシングは、下方に向かって軸方向に直交する断面の直径が小さくなる円錐形状であるため、旋回しながら重力により下降する再循環排ガスに作用する遠心力が増大し、再循環排ガスと液滴の気液分離作用が増大する。このため、再循環排ガスGから液滴Lを効率良く分離することができる。 Inside the casing, the swirling rotational speed of the swirling flow formed by the recirculated exhaust gas containing droplets is accelerated as the casing diameter decreases, and the centrifugal force acting on the droplets increases. Since the casing has a conical shape in which the diameter of the cross section perpendicular to the axial direction decreases in the downward direction, the centrifugal force acting on the recirculated exhaust gas that descends due to gravity while turning is increased, and the recirculated exhaust Gas-liquid separation action increases. For this reason, the droplet L can be efficiently separated from the recirculated exhaust gas G.
上記構成のデミスタにおいて、前記再循環排ガス排出口に、前記液滴を帯電させることにより該液滴を電極に引き付けて前記再循環排ガスから分離する電気集粒装置を設置してもよい。 In the demister having the above-described configuration, an electrogranulator that attracts the droplets to the electrode and separates them from the recirculated exhaust gas by charging the droplets may be installed at the recirculated exhaust gas discharge port.
上記構成によれば、デミスタの内部において遠心力で分離しきれなかった液滴が、再循環排ガス排出口に設置された電気集粒装置を通過する際に帯電され、電気集粒装置の電極に引き付けられて再循環排ガスから分離される。即ち、デミスタのケーシング内において捕集できなかった液滴が電気集粒装置によって捕集される。このため、再循環排ガス中に残存する液滴を確実に分離することができる。 According to the above configuration, the droplets that could not be separated by the centrifugal force inside the demister are charged when passing through the electric granulator installed in the recirculated exhaust gas discharge port, and are applied to the electrode of the electric granulator. It is attracted and separated from the recirculated exhaust gas. That is, the droplets that could not be collected in the demister casing are collected by the electrogranulator. For this reason, the droplets remaining in the recirculated exhaust gas can be reliably separated.
上記構成のデミスタにおいて、前記再循環排ガス排出口に多孔状の液滴分離部材を設けてもよい。 In the demister configured as described above, a porous droplet separation member may be provided at the recirculation exhaust gas discharge port.
上記構成によれば、デミスタのケーシング内において捕集できなかった液滴が液滴分離部材によって捕集される。つまり、デミスタのケーシングと、液滴分離部材との2段階で再循環排ガス中に含まれる液滴が分離されるため、再循環排ガスの液滴分離作用をより高めることができる。 According to the above configuration, the droplets that could not be collected in the casing of the demister are collected by the droplet separation member. That is, since the droplets contained in the recirculated exhaust gas are separated in two stages of the demister casing and the droplet separating member, the droplet separating action of the recirculated exhaust gas can be further enhanced.
上記構成のデミスタにおいて、前記ケーシングを複数基直列に接続し、その上流側のケーシングの円筒部の直径よりも、下流側のケーシングの円筒部の直径を小さくしてもよい。 In the demister configured as described above, a plurality of the casings may be connected in series, and the diameter of the cylindrical portion of the casing on the downstream side may be smaller than the diameter of the cylindrical portion of the casing on the upstream side.
上記構成によれば、下流側のケーシングの直径が上流側のケーシングの直径よりも小さいために、上流側のケーシングから出て下流側のケーシングに流入した再循環排ガスの旋回流の旋回回転数が加速される。 According to the above configuration, since the diameter of the downstream casing is smaller than the diameter of the upstream casing, the rotational speed of the swirling flow of the recirculated exhaust gas flowing out of the upstream casing and flowing into the downstream casing is Accelerated.
したがって、下流側のケーシングにおける旋回流の旋回回転数を高く保ち、遠心力を維持して液滴の分離作用を高めることができる。 Therefore, it is possible to keep the swirling rotational speed of the swirling flow high in the downstream casing, maintain the centrifugal force, and enhance the droplet separating action.
本発明の第2態様に係る排ガス再循環システムは、エンジンから排出される排ガスの一部を抽気し、再循環排ガスとして前記エンジンの吸気側に送給する排ガス再循環通路と、前記排ガス再循環通路に接続されて前記再循環排ガス中に含まれる粒状物質を液滴により洗浄集塵するスクラバと、前記スクラバの下流側に接続される、前記のいずれかに記載のデミスタと、を具備することを特徴とする。 An exhaust gas recirculation system according to a second aspect of the present invention includes an exhaust gas recirculation passage that extracts a part of exhaust gas discharged from an engine and supplies the exhaust gas as recirculated exhaust gas to the intake side of the engine, and the exhaust gas recirculation A scrubber connected to a passage to clean and collect particulate matter contained in the recirculated exhaust gas with droplets, and the demister according to any one of the above connected to a downstream side of the scrubber. It is characterized by.
上記構成の排ガス再循環システムによれば、排ガス再循環通路を流れる再循環排ガスは、まずスクラバにおいて水等の液滴により粒状物質を洗浄集塵される。洗浄集塵された再循環排ガスには多量の液滴が含まれ、この液滴を含んだ再循環排ガスは、次にデミスタの内部に接線方向に流れ込んで旋回流を形成し、その遠心分離作用によって液滴を分離される。 According to the exhaust gas recirculation system configured as described above, the recirculated exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage is first cleaned and collected with particulate matter such as water in a scrubber. The recirculated exhaust gas that has been cleaned and collected contains a large amount of liquid droplets, and the recirculated exhaust gas containing the liquid droplets then flows tangentially into the demister to form a swirling flow, and its centrifugal separation action To separate the droplets.
つまり、再循環排ガスがデミスタのケーシング内部で旋回し、その時の遠心力によって再循環排ガス中に含まれる液滴がケーシングの内周壁面に付着して下方に流れ、再循環排ガスのみがデミスタの上部に形成された再循環排ガス排出口から排出される。したがって、水分等の液滴を含んだ排ガスがエンジンの吸気側に流れることが抑制され、過給機のコンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを防止できる。 That is, the recirculated exhaust gas swirls inside the casing of the demister, the droplets contained in the recirculated exhaust gas adhere to the inner peripheral wall surface of the casing and flow downward due to the centrifugal force at that time, and only the recirculated exhaust gas is the upper part of the demister. It is discharged from the recirculated exhaust gas outlet formed in Therefore, the exhaust gas containing liquid droplets such as moisture is prevented from flowing to the intake side of the engine, and erosion can be prevented from occurring in the compressor impeller of the supercharger.
このデミスタは、再循環排ガスを壁体等に衝突させるものとは異なり、再循環排ガスの流路に圧損抵抗が大きくなるエレメント部材等が設置されないため、エンジン効率を低下させることがない。 Unlike the one in which the recirculated exhaust gas collides with the wall body or the like, this demister does not reduce the engine efficiency because an element member or the like that increases the pressure loss resistance is not installed in the flow path of the recirculated exhaust gas.
上記構成の排ガス再循環システムにおいて、前記スクラバと前記デミスタとの間に、前記再循環排ガスを前記デミスタに送給する遠心ブロワを接続し、前記遠心ブロワを、該遠心ブロワから接線方向に吐出された前記再循環排ガスが前記デミスタに接線方向から流入するように接続してもよい。 In the exhaust gas recirculation system configured as described above, a centrifugal blower that supplies the recirculated exhaust gas to the demister is connected between the scrubber and the demister, and the centrifugal blower is discharged in a tangential direction from the centrifugal blower. The recirculated exhaust gas may be connected so as to flow into the demister from a tangential direction.
上記構成の排ガス再循環システムによれば、スクラバにおいて水等の液滴により粒状物質を洗浄集塵され、多量の液滴を含む再循環排ガスは、次に遠心ブロワによってデミスタに送られ、デミスタにおいて残存する液滴を分離される。 According to the exhaust gas recirculation system configured as described above, particulate matter is washed and collected by droplets such as water in the scrubber, and the recirculated exhaust gas containing a large amount of droplets is then sent to the demister by the centrifugal blower. The remaining droplets are separated.
遠心ブロワの内部では、ブロワファンの回転に伴う遠心力により、再循環排ガスに含まれる液滴がブロワケーシングの内周壁面に付着し、液膜(液脈)層を形成しながら出口側に流れる。この液膜層の流れは、再循環排ガスとともに遠心ブロワから接線方向に吐出され、デミスタの内部に接線方向から流入する。 Inside the centrifugal blower, due to the centrifugal force associated with the rotation of the blower fan, droplets contained in the recirculated exhaust gas adhere to the inner peripheral wall surface of the blower casing and flow to the outlet side while forming a liquid film (liquid vein) layer. . The flow of the liquid film layer is discharged in a tangential direction from the centrifugal blower together with the recirculated exhaust gas, and flows into the demister from the tangential direction.
このため、デミスタの内部では、再循環排ガスが流入する当初から液滴がデミスタの内周壁面に沿って流れる傾向が生じ、デミスタの内部における旋回流の遠心分離作用と相俟って優れた気液分離作用が発揮される。したがって、水分等の液滴を含んだ排ガスがエンジンの吸気側に流れることが抑制され、過給機のコンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを防止できる。 For this reason, droplets tend to flow along the inner peripheral wall surface of the demister from the beginning when the recirculated exhaust gas flows into the demister, which is superior to the centrifugal action of the swirl flow inside the demister. Liquid separation action is demonstrated. Therefore, the exhaust gas containing liquid droplets such as moisture is prevented from flowing to the intake side of the engine, and erosion can be prevented from occurring in the compressor impeller of the supercharger.
上記構成の排ガス再循環システムにおいて、前記スクラバと前記遠心ブロワとの間に気液分離器を設けてもよい。 In the exhaust gas recirculation system configured as described above, a gas-liquid separator may be provided between the scrubber and the centrifugal blower.
上記構成の排ガス再循環システムによれば、スクラバにおいて水等の液滴により粒状物質を洗浄集塵され、多量の液滴を含む再循環排ガスは、まず気液分離器において大まかに液滴を分離されてから、遠心ブロワによってデミスタに送られ、デミスタにおいて残存する液滴をさらに分離される。したがって、再循環排ガスに含まれる液滴を確実に分離することができる。 According to the exhaust gas recirculation system configured as described above, particulate matter is washed and collected with droplets such as water in a scrubber, and the recirculated exhaust gas containing a large amount of droplets is first roughly separated into droplets in a gas-liquid separator. Then, it is sent to a demister by a centrifugal blower, and the remaining droplets are further separated in the demister. Therefore, the droplets contained in the recirculated exhaust gas can be reliably separated.
上記構成の排ガス再循環システムにおいて、前記デミスタにて前記再循環排ガスから分離された前記液滴のドレン管を、前記気液分離器の液滴貯留槽に接続してもよい。 In the exhaust gas recirculation system configured as described above, the drain pipe of the droplets separated from the recirculated exhaust gas by the demister may be connected to a droplet storage tank of the gas-liquid separator.
上記構成によれば、遠心ブロワの圧力が作用しているデミスタにおいて、再循環排ガスから分離された液滴が、遠心ブロワの圧力が作用していない気液分離器の液滴貯留槽に流れる。このため、その圧力差により、デミスタにおいて捕集された液滴を気液分離器の液滴貯留槽に良好に流すことができ、液滴除去性能を向上させるとともに、液滴の排出に関わる余剰動力を削減することができる。 According to the above configuration, in the demister in which the centrifugal blower pressure is applied, the liquid droplets separated from the recirculated exhaust gas flow into the liquid droplet storage tank of the gas-liquid separator in which the centrifugal blower pressure is not applied. Therefore, due to the pressure difference, the droplets collected by the demister can be flowed well into the droplet storage tank of the gas-liquid separator, improving the droplet removal performance and surplus related to the discharge of the droplets. Power can be reduced.
また、本発明に係る舶用エンジンは、上記のいずれかの態様の排ガス再循環システムを備えたことを特徴とする。 A marine engine according to the present invention includes the exhaust gas recirculation system according to any one of the above aspects.
この舶用エンジンによれば、エンジン側に再循環させる再循環排ガス中に含まれる水分等の液滴を、圧損抵抗を高めることなく、即ちエンジン効率を低下させることなく除去することができ、再循環排ガス中に含まれる液滴によって過給機のコンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを防止できる。 According to this marine engine, it is possible to remove droplets such as moisture contained in the recirculated exhaust gas recirculated to the engine side without increasing the pressure loss resistance, that is, without reducing the engine efficiency. It is possible to prevent erosion from occurring in the compressor impeller of the supercharger due to the droplets contained in the exhaust gas.
以上のように、本発明に係る排ガス再循環システム、これを備えた舶用エンジンによれば、エンジン側に再循環させる再循環排ガス中に含まれる水分等の液滴を、圧損抵抗を高めることなく除去することができる。 As described above, according to the exhaust gas recirculation system according to the present invention and the marine engine equipped with the exhaust gas recirculation system, liquid droplets contained in the recirculated exhaust gas to be recirculated to the engine side can be removed without increasing the pressure loss resistance. Can be removed.
以下に、本発明の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態を示す概略構成図である。
第1実施形態に係る舶用エンジン1は、エンジン本体2と、過給機3と、排ガス再循環システム4Aとを備えている。エンジン本体2は、例えば2サイクルディーゼルエンジンであり、複数のシリンダ2aを備えるとともに、その一側に掃気室5、他側に排気静圧室6がそれぞれ設置されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
The
過給機3は、タービン7とコンプレッサ8とが同軸上に設けられ、排気静圧室6から延びる排ガス供給管9がタービン7の入口側に接続され、タービン7の出口側から延びる排ガス放出管10の他端が外部に開放されている。また、コンプレッサ8の入口側に流体吸入管11が接続され、コンプレッサ8の出口側から延びる圧縮流体供給管12が掃気室5に接続されている。
In the
舶用エンジン1が作動すると、エンジン本体2のシリンダ2aから排出される排ガスが排気静圧室6に流入する。排気静圧室6に流入した排ガスは、排ガス供給管9を経てタービン7に供給され、タービン7が駆動される。タービン7が駆動されると、タービン7と同軸上に設けられたコンプレッサ8が回転し、コンプレッサ翼車(非図示)により流体吸入管11から流体が吸入されて圧縮され、この圧縮流体が圧縮流体供給管12から掃気室5に供給される。これにより、シリンダ2aに高密度の流体が充填され、燃焼効率が向上してエンジン効率が高められる。
When the
第1実施形態に係る排ガス再循環システム4Aは、EGRバルブ16と、排ガス再循環通路17と、スクラバ18と、デミスタ19Aと、ブロワ20とを備えている。排ガス再循環システム4Aは、タービン7を駆動し終えて排ガス放出管10を通る排ガスの一部を抽気し、再循環排ガスGとしてエンジン本体2への圧縮流体に混合することにより酸素量を減少させ、燃焼温度を低下させて排ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)の排出量を低減させる公害低減装置である。
The exhaust
排ガス再循環通路17は、排ガス放出管10の途中から分岐しており、その分岐部付近にEGRバルブ16が設けられ、排ガス再循環通路17の他端が空気吸入管11に接続されている。この排ガス再循環通路17の途中に、スクラバ18と、デミスタ19Aと、ブロワ20とが順に接続されている。EGRバルブ16の開度、あるいはブロワ20の回転数が調整されることにより、排ガス放出管10から抽気される再循環排ガスGの量が舶用エンジン1の運転状況に応じて加減される。
The exhaust
スクラバ18は、その内部を通過する再循環排ガスGに水等の液滴を噴霧することにより、再循環排ガスG中に含まれる粒子状物質を洗浄集塵(分離)する洗浄集塵装置である。
デミスタ19Aは、スクラバ18において液滴により粒子状物質を洗浄集塵された後の再循環排ガスG中にミスト状に残存する液滴L(図3参照)を分離する。
ブロワ20は、デミスタ19Aにおいて液滴Lを除去された再循環排ガスGを空気吸入管11側に送給する。
The
The
The
図2、図3に示すように、第1実施形態に係るデミスタ19Aは、軸方向が鉛直方向に沿う円筒状のケーシング23と、出口管24と、液滴貯留槽27とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the demister 19 </ b> A according to the first embodiment includes a
ケーシング23は、円筒部23aと、円錐部23bと、天板23cとを備えている。円筒部23aは直径が一定の円筒状である。円錐部23bは、円筒部23aの下方に繋がり、その軸方向の一端をなす大端部231から、軸方向の他端をなす小端部232(液滴排出部)にかけて、軸方向に直交する断面の直径が縮小する円錐管状であり、その大端部231が円筒部23aに繋がっている。天板23cは、円錐部23bの反対側となる円筒部23aの端部(上部)に設けられている。
The
ケーシング23の上部外周面、つまりここでは円筒部23aの外周面に、ケーシング23の内部に再循環排ガスGを接線方向に導入させる再循環排ガス導入口233が形成されており、この再循環排ガス導入口233に排ガス再循環通路17が接続されている。排ガス再循環通路17から流れてくる再循環排ガスGは、再循環排ガス導入口233より円筒部23aの接線方向に沿ってケーシング23内に流れ込む。
A recirculated
また、ケーシング23の上部、且つ軸中心に一致する位置、つまりここでは天板23cの中央部に再循環排ガス排出口234が穿設されており、ここに出口管24が挿入されてケーシング23の軸心に沿って固定されている。この出口管24の上端側はブロワ20側に接続され、出口管24の下端部はケーシング23の内部に位置する。
Further, a recirculated exhaust
図3に示すように、デミスタ19Aは、再循環排ガスGを排ガス再循環通路17(再循環排ガス導入口233)からケーシング23内に接線方向に流入させて旋回流Rを形成させ、その遠心力によって再循環排ガスG中に残存する液滴Lを分離させるサイクロン構造となっている。液滴Lを分離された再循環排ガスGは、ケーシング23の再循環排ガス排出口234(出口管24)から排出されてブロワ20に流れる。また、再循環排ガスGから分離された液滴Lは、小端部232から排出される。
As shown in FIG. 3, the
液滴貯留槽27は、例えば円錐部23bの小端部232よりも大きな直径を持つ円柱形状のタンクであり、ケーシング23(円錐部23b)の底部(小端部232)に連結管236を介して連結されている。この液滴貯留槽27には、ケーシング23の内部で再循環排ガスGから分離された液滴Lが捕集される。連結管236を省いて円錐部23bの下部(再循環排ガス排出口234)に液滴貯留槽27を直接連結してもよい。
The
なお、円筒部23aと円錐部23bと天板23cとの間は一体化してもよい。また、円筒部23aと円錐部23bとの両方を備えることは必須ではないため、例えば円筒部23aを省き、円錐部23bの大端部231に天板23cを設けるとともに、円錐部23bの上部外周面に再循環排ガス導入口233を穿設して排ガス再循環通路17を接続する構成としてもよい。
In addition, you may integrate between the
以上のように、第1実施形態に係るデミスタ19Aは、円筒部23aと、円錐部23bとを含むケーシング23を備えている。ケーシング23は、その上部をなす円筒部23aの外周面に再循環排ガス導入口233が形成され、この再循環排ガス導入口233に、排ガス再循環通路17が、再循環排ガスGを円筒部23aの接線方向に沿って流し込むように接続されている。
As described above, the
つまり、再循環排ガス導入口233には、排ガス再循環通路17が円筒部23aの接線方向に沿うように接続されている。このため、図3に示すように、再循環排ガスGは、排ガス再循環通路17からケーシング23内に接線方向に流れ込んで旋回流Rを形成する。この旋回流Rに作用する遠心力により、再循環排ガスG中に混入されてミスト状に残存している多量の液滴Lが再循環排ガスGから分離される。
That is, the exhaust
即ち、再循環排ガスGがケーシング23の内部で旋回することにより、遠心力によって再循環排ガスG中に含まれる液滴Lがケーシング23の内周壁面に付着し、ケーシング23の内周面沿い発生する下降流れと重力とによってケーシング23の下方に流れ、液滴排出部232から排出されて液滴貯留槽27に捕集される。一方、ケーシング23内部の中心部では上昇流が発生するため、液滴Lを除去された再循環排ガスGのみが上昇してケーシング23上部の再循環排ガス排出口234から排出される。
That is, when the recirculated exhaust gas G swirls inside the
ケーシング23の内部において、液滴Lを含む再循環排ガスGにより形成される旋回流Rの旋回回転数は、ケーシング23の直径が小さくなるほど加速され、液滴Lに作用する遠心力が増加する(自由渦において旋回速度×半径=一定のため)。ケーシング23の下部を形成する円錐部23bは、円筒部23aに対して軸方向反対側(小端部232側)に向かって直径が縮小するように形成されているため、ケーシング23の内部で再循環排ガスGとともに旋回しながら重力により下降する液滴Lに作用する遠心力が、円錐部23bの大端部231側から小端部232側に向かって増大し、再循環排ガスGと液滴Lの気液分離作用が増大する。このため、再循環排ガスGから液滴Lを効率良く分離することができる。
Inside the
したがって、再循環排ガスGが液滴Lを含んだままで過給エンジン側に流れることを抑制できる。これにより、コンプレッサ8の翼車に液滴Lが衝突することによるエロージョンの発生を防止することができる。
Therefore, it is possible to suppress the recirculated exhaust gas G from flowing to the supercharged engine side while containing the droplets L. Thereby, the occurrence of erosion due to the collision of the droplet L with the impeller of the
デミスタ19Aは、再循環排ガスGを壁体等に衝突させるものとは異なり、再循環排ガスGの流路に圧損抵抗が大きくなるエレメント部材等が設置されないため、再循環排ガスGの流れが阻害されることを抑制できる。このため、エンジン本体2の効率低下を抑制することができる。
The
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図4と図5を参照しながら説明する。
第2実施形態に係るデミスタ19Bは、ケーシング23の再循環排ガス排出口234に出口管24を介して電気集粒装置30が備えられる点、および出口管24が下部出口管24aと上部出口管24bとに分割されている点において第1実施形態のデミスタ19Aと異なっている。その他の部分の構成は第1実施形態のデミスタ19Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
In the
図4、図5に示すように、電気集粒装置30は、箱状のハウジング31と、このハウジング31の内部に収容される円筒状の電極管32と、ハウジング31の内部に収容され、かつ電極管32の軸中心に設けられるマイナス電極33と、ドレン管38とを備えている。電気集粒装置30は、再循環排ガスG中に含まれる液滴Lを帯電させて電極管32に吸着させることにより液滴Lを再循環排ガスGから分離する装置である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
電気集粒装置30のハウジング31の下面には再循環排ガス入口穴31aが形成され、上面には再循環排ガス出口穴31bが形成されている。
下部出口管24aは、ケーシング23の天板23cに穿設された再循環排ガス排出口234に挿入されてケーシング23の軸心に沿って固定され、その下端部がケーシング23内部の軸方向中間部付近まで延び、上端部がハウジング31の再循環排ガス入口穴31aに挿入されて固定されている。下部出口管24aの上端部は、ハウジング31の下面よりも上方に突出している。
また、ハウジング31の再循環排ガス出口穴31bに上部出口管24bの下端部が挿入されて固定されている。上部出口管24bの下端部は、ハウジング31の上面よりも下方に突出しており、上部出口管24bの上端部はブロワ20側に接続されている。
A recirculation exhaust
The
Further, the lower end portion of the
図4に示すように、電極管32は、例えば多孔状の板を湾曲形成した2枚の半円筒板32a,32b(電極)を対向させて固定し、その間に絶縁部材32cを介装することによって円筒状に形成されている。これらの半円筒板32a,32bはプラス電極として機能する。
As shown in FIG. 4, in the
電極管32は、ハウジング31の内部における出口管24の間欠部、即ち下部出口管24aと上部出口管24bとの間の空間を、両方の管24a,24bに対して径方向に間隔を空けて包囲している。図4、図5に示すように、電極管32の下端部は下部出口管24aの上端部よりも低く、電極管32の上端部は上部出口管24bの下端部よりも高くなっている。つまり、電極管32は、ハウジング31の内部において、下部出口管24aの上端部と、上部出口管24bの下端部に対して軸方向にオーバーラップしている。なお、電極管32の上下端部はハウジング31の上下面から離れている。
The
図5に示すように、マイナス電極33は、電極管32の内部中心領域に設置されており、2枚の半円筒板32a,32bと、マイナス電極33との間に、電源線34と電源35とによって直流の高電圧電流が印加される。
As shown in FIG. 5, the
ドレン管38は、ハウジング31の底部から延出して液滴貯留槽27に接続されている。このドレン管38は、電気集粒装置30によって再循環排ガスGから分離された液滴Lを液滴貯留槽27に排出する管である。
The
以上のように第2実施形態に係るデミスタ19Bにおいて、図5に示すように、排ガス再循環通路17からデミスタ19Bの再循環排ガス導入口233を経てケーシング23内に流入した再循環排ガスGは、第1実施形態におけるデミスタ19Aと同様に、ケーシング23内で旋回流Rを形成し、その遠心分離作用によって残存する液滴Lを分離される。ここで分離された液滴Lは下方に流下して液滴貯留槽27に捕集される。
As described above, in the
また、ケーシング23の内部において遠心力により再循環排ガスGから分離できなかった液滴Lは、出口管24(下部出口管24a、上部出口管24b)を通過してブロワ20側に流れようとするが、出口管24に設けられた電気集粒装置30において分離される。
即ち、プラス電極である電極管32(半円筒板32a,32b)と、マイナス電極33との間に印加される直流の高電圧電流により、出口管24を通過する再循環排ガスGに含まれる液滴Lにマイナスの電荷が帯電される。この液滴Lはプラス電極である電極管32に引き付けられて付着するため、再循環排ガスGから強制的に分離されて半円筒板32a,32bの内周面に付着する。
Further, the droplet L that could not be separated from the recirculated exhaust gas G by the centrifugal force inside the
That is, the liquid contained in the recirculated exhaust gas G that passes through the
半円筒板32a,32bの内周面と出口管24(24a,24b)の外周囲との間には間隔が設けられているため、半円筒板32a,32bの内周面に付着した液滴Lが下方に流れ落ちても下部出口管24a(ケーシング23)の中に入ることはなく、液滴Lはハウジング31の底部からドレン管38を経て液滴貯留槽27に流れる。
Since a space is provided between the inner peripheral surfaces of the
この電気集粒装置30を設けたことにより、再循環排ガスG中に残存する液滴Lを確実に分離し、過給機3のコンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを防止することができる。なお、本実施形態では半円筒板31a,31bが多孔状の板であると説明したが、孔が空いていない板や金網等であってもよい。半円筒板31a,31bを多孔状の板や金網とすることにより、引き付けられた液滴Lが半円筒板31a,31bの孔を通り抜けてハウジング31の底部に落ちることにもなるため、液滴Lの回収を容易にすることができる。
By providing the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図6を参照しながら説明する。
第3実施形態に係るデミスタ19Cは、ケーシング23の再循環排ガス排出口234に出口管24を介して液滴分離部材40が備えられる点、および出口管24が拡径部24cを挟んで下部出口管24aと上部出口管24bとに分割されている点において第1実施形態のデミスタ19Aと異なっている。その他の部分の構成は第1実施形態のデミスタ19Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the
出口管24は、ケーシング23側に固定される下部出口管24aと、この下部出口管24aの上端部に接続される拡径部24cと、拡径部24cの上に接続される上部出口管24bとを備えて構成されている。上部出口管24bはブロワ20側に接続されている。拡径部24cの径は、下部出口管24a側からテーパー状に拡径し、最大径となって所定の長さ続いた後、上部出口管24b側に向かってテーパー状に縮径している。拡径部24cの最大径は、例えば下部出口管24aおよび上部出口管24bの径の2倍程度とされているが、この比率は適宜変更してよい。
The
液滴分離部材40は、拡径部24cの最大径の部分に収容されている。液滴分離部材40は多孔状の物質で形成されており、その材料としては、金属の繊維を圧縮したものや、金属線をマトリクス状に配置したもの等が良好な通気性を有しているために好適であるが、他の多孔状物質を用いてもよい。なお、このように出口管24の中間部に拡径部24cを設け、その最大径の部分に液滴分離部材40を設置することにより、液滴分離部材40の表面積を増大させることができる。
The
上記構成によれば、デミスタ19Cのケーシング23内において再循環排ガスGから分離できなかった液滴Lを、液滴分離部材40に付着させることによって捕集することができる。捕集された液滴Lは、重力により出口管24(下部出口管24a)を流下し、ケーシング23内を経て液滴貯留槽27に捕集される。したがって、デミスタ19Cのケーシング23と、液滴分離部材40との2段階で再循環排ガスG中に含まれる液滴Lを分離することができ、再循環排ガスGの液滴分離作用をより高めることができる。
According to the above configuration, the droplets L that could not be separated from the recirculated exhaust gas G in the
出口管24の拡径部24cに設けられた液滴分離部材40は、その表面積が大きいために良好な通気性を備えており、この液滴分離部材40を通過する再循環排ガスGの通気抵抗となりにくく、再循環排ガスGの流れに圧力損失を発生させにくい。
The
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について、図7、図8を参照しながら説明する。
図7に示す排ガス再循環システム4Bは、複数のケーシング23A,23Bが直列に接続されたデミスタ19Dが備えられている点において第1実施形態の排ガス再循環システム4Aと異なっている。その他の部分の構成は第1実施形態の排ガス再循環システム4Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The exhaust
図8に示すように、デミスタ19Dは、上流側ケーシング23Aと下流側ケーシング23Bとが直列に接続された構成であり、上流側ケーシング23Aの円筒部23Aaの直径(Da)よりも、下流側のケーシング23Bの円筒部23Abの直径(Db)が小さく設定されている。上流側ケーシング23Aと下流側ケーシング23Bの形状や構造は、第1実施形態におけるデミスタ19Aと同様であり、各々の下部に液滴貯留槽27a,27bが設けられている。
As shown in FIG. 8, the
図7に示すように、排ガス放出管10から分岐した排ガス再循環通路17が、上流側ケーシング23Aに接続されている。図8に示すように、排ガス再循環通路17は、上流側ケーシング23Aの上部外周面に形成された再循環排ガス導入口233aに対して接線方向に沿って接続されている。このため、スクラバ18から排ガス再循環通路17を経て流れて来る再循環排ガスGが上流側ケーシング23Aの内部に接線方向から導入される。
As shown in FIG. 7, the exhaust
また、上流側ケーシング23Aの上面中心部に形成された再循環排ガス排出口234aから上方に向かって延出する出口管24aが、水平方向に湾曲して下流側ケーシング23Bの上部外周面に形成された再循環排ガス導入口233bに対して接線方向に沿って接続されている。このため、上流側ケーシング23Aから出口管24aを経て流れて来る再循環排ガスGが下流側ケーシング23Bの内部に接線方向から導入される。さらに、下流側ケーシング23Bの上面中心部に形成された再循環排ガス排出口234bから上方に向かって延出する出口管24bがブロワ20側に接続されている。
Further, an
以上のように構成された排ガス再循環システム4Bおよびデミスタ19Dにおいて、スクラバ18により粒子状物質を洗浄集塵(分離)されてミスト状の液滴Lを含む再循環排ガスGが排ガス再循環通路17からデミスタ19Dの第1のケーシング23Aに接線方向から流入する。これにより、第1のケーシング23Aの内部で図3に示すような旋回流Rが形成され、この旋回流Rに作用する遠心力により、再循環排ガスG中に混入されてミスト状に残存している多量の液滴Lが再循環排ガスGから分離されて第1のケーシング23Aの内壁面に付着し、下方に流下して液滴貯留槽27aに捕集される。
In the exhaust
また、この第1のケーシング23Aにて再循環排ガスGから分離されなかった液滴Lは、再循環排ガスGとともに出口管24aから出て第2のケーシング23Bに接線方向から流入し、第2のケーシング23Bでも同様に旋回流Rを形成する。ここでも、遠心力により液滴Lが再循環排ガスGから分離され、下方に流下して液滴貯留槽27bに捕集される。
In addition, the droplet L that has not been separated from the recirculated exhaust gas G in the
このように、デミスタ19Dの上流側ケーシング23Aと下流側ケーシング23Bは、共に再循環排ガスGを接線方向に流入させて旋回流Rを形成させ、その遠心力によって再循環排ガスG中に残存する液滴Lを分離させるサイクロン構造となっており、しかも上流側ケーシング23Aの出口管24aが下流側ケーシング23Bに接線方向から流入する2段サイクロン構造になっている。
Thus, the
この構成によれば、下流側のケーシング23Bの円筒部23Abの直径Dbが、上流側のケーシング23Aの円筒部23Aaの直径Daよりも小さいために、上流側のケーシング23Aから出て下流側のケーシング23Bに流入した再循環排ガスGの旋回流Rの旋回回転数が加速される。
According to this configuration, since the diameter Db of the cylindrical portion 23Ab of the
したがって、下流側のケーシング23Bにおける旋回流Rの旋回回転数を高く保ち、遠心力を維持して液滴Lの分離作用を高め、過給機3のコンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを効果的に防止することができる。なお、ケーシング23A,23Bの少なくとも一方に、図4、図5に示す電気集粒装置30や、図6に示す液滴分離部材40等を設置してもよい。また、ケーシングを3基以上直列に接続してもよい。
Therefore, it is effective that the rotational speed of the swirling flow R in the
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態について、図9、図10を参照しながら説明する。
図9に示す排ガス再循環システム4Cは、排ガス放出管10から分岐する排ガス再循環通路17におけるスクラバ18の下流側に、気液分離器45と、遠心ブロワ50と、デミスタ19Eとが順に接続されている点において第1実施形態の排ガス再循環システム4Aと異なっている。その他の部分の構成は第1実施形態の排ガス再循環システム4Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the exhaust
スクラバ18の下流側に接続された気液分離器45は、例えば複数の金網状または多孔状の液滴分離板45aを平行に配列した内部エレメントに再循環排ガスGを通す構造であり、これによって再循環排ガスG中にミスト状に残存する水等の液滴が液滴分離板45aに衝突して気液分離されるようになっている。気液分離器45の底部には液滴貯留槽45bが設けられている。
The gas-
遠心ブロワ50は、気液分離器45によって液滴を分離された再循環排ガスGを舶用エンジン1の吸気側、つまりデミスタ19E側に送給する。デミスタ19Eは、遠心ブロワ50の下流側に接続され、遠心ブロワ50から吐出された再循環排ガスGに残存する液滴Lをさらに分離する円筒状(円錐状)のケーシング23を備えたサイクロン構造である。このデミスタ19Eの構造は、図2、図3に示す第1実施形態のデミスタ19Aと同様であるため、その構成および作用の説明は省略する。
The
図10に示すように、デミスタ19Eは、遠心ブロワ50から接線方向に吐出された再循環排ガスGが、デミスタ19Eに接線方向から流入するように配置されている。遠心ブロワ50は、ブロワケーシング50aの内部にブロワファン50bが軸支された構造であり、ブロワケーシング50aとデミスタ19Eとの間が、例えば水平に配設された接続通路51によって接続されている。この接続通路51は、平面視(図10参照)でブロワケーシングとデミスタ19Eのケーシングに対して接線状に接続されている。
As shown in FIG. 10, the
以上のように構成された排ガス再循環システム4Cにおいて、排ガス再循環通路17を流れる再循環排ガスGは、まずスクラバ18において水等の液滴を噴霧されることにより粒状物質を取り除かれる。このようにスクラバ18にて洗浄集塵された再循環排ガスGには多量の液滴が含まれる。この液滴を含む再循環排ガスGは、まず気液分離器45に流れ、この気液分離器45で大まかに液滴を分離される。分離された液滴は、気液分離器45の底部に設けられた液滴貯留槽45bに捕集される。
In the exhaust
次に、再循環排ガスGは、遠心ブロワ50によってデミスタ19Eに送られ、図10に示すように、サイクロン構造のデミスタ19Eの内部に接線方向に流れ込んで旋回流Rを形成し、その遠心分離作用によって残存する液滴Lをさらに分離される。ここで分離された液滴Lは液滴貯留槽27(図9参照)に捕集される。
Next, the recirculated exhaust gas G is sent to the
図10に示すように、遠心ブロワ50の内部では、ブロワファン50bの回転に伴う遠心力により、再循環排ガスGに含まれる液滴Lがブロワケーシング50aの内周壁面に付着し、液脈(液膜)層LFを形成しながら出口側(デミスタ19E側)に流れる。この液脈(液膜)層LFの流れは、再循環排ガスGとともに遠心ブロワ50から接線方向に吐出され、サイクロン構造を持つデミスタ19Eの内部に接線方向から流入する。
As shown in FIG. 10, inside the
このため、デミスタ19Eの内部では、再循環排ガスGが流入した当初から液滴Lがデミスタ19Eの内周壁面に沿って流れる傾向が生じ、サイクロン構造により発生する旋回流Rの遠心分離作用と相俟って優れた気液分離作用が発揮される。したがって、再循環排ガスGが水分等の液滴Lを含んだまま過給機3側に流れることが抑制され、コンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを防止できる。
For this reason, in the
この排ガス再循環システム4Dによれば、液滴Lを含む再循環排ガスGが、まず気液分離器45において大まかに液滴Lを分離され、次に遠心ブロワ50によりデミスタ19Eに送られて残存する液滴Lをさらに分離される。このため、再循環排ガスGに含まれる液滴Lを確実に分離することができる。
According to the exhaust
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態について、図11を参照しながら説明する。
図11に示す排ガス再循環システム4Dは、デミスタ19Eのケーシング23底部から延びるドレン管53が、気液分離器45に設けられた液滴貯留槽45bに接続されている点において第5実施形態の排ガス再循環システム4Cと異なっている。その他の部分の構成は第5実施形態の排ガス再循環システム4Cと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The exhaust
上記のように、デミスタ19Eの底部から延びるドレン管53を、気液分離器45の液滴貯留槽45bに接続することにより、遠心ブロワ50の圧力が作用しているデミスタ19Eにおいて捕集された液滴Lが、遠心ブロワ50の圧力が作用していない気液分離器45の液滴貯留槽45bに流れる。このため、その圧力差により、デミスタ19Eにおいて捕集された液滴Lを気液分離器45の液滴貯留槽45bに良好に流すことができ、液滴除去性能を向上させるとともに、液滴Lの排出に関わる余剰動力を削減することができる。
As described above, the
以上説明したように、上記各実施形態に係るデミスタ19A〜19E、排ガス再循環システム4A〜4D、およびこれを備えた舶用エンジン1によれば、エンジン側に再循環させる排ガス中に含まれる水分等の液滴Lを、圧損抵抗を高めることなく、即ちエンジン効率を低下させることなく、確実に除去することができる。そして、再循環排ガス中に含まれる液滴Lによって過給機3のコンプレッサ翼車にエロージョンが発生することを防止することができる。
As described above, according to the
なお、本発明は第1〜第6実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。 The present invention is not limited to the configurations of the first to sixth embodiments, and can be appropriately modified or improved within the scope not departing from the gist of the present invention. The added embodiments are also included in the scope of rights of the present invention.
例えば、舶用エンジン1は2サイクルディーゼルエンジンであると説明したが、これに限らず、他の形式のエンジンであったり、過給機3を備えないエンジンであったりしても、本発明を適用することができる。
For example, the
1 舶用エンジン(エンジン)
3 過給機
4A,4B,4C,4D 排ガス再循環システム
7 タービン
8 コンプレッサ
16 EGRバルブ
17 排ガス再循環通路
18 スクラバ
19A,19B,19C,19D,19E デミスタ
20 ブロワ
23,23A,23B ケーシング
23Aa 上流側のケーシングの円筒部
23Ab 下流側のケーシングの円筒部
23a 円筒部
23b 円錐部
24 出口管
30 電気集粒装置
32a,32b 半円筒板(電極)
40 液滴分離部材
45 気液分離器
45b 液滴貯留槽
50 遠心ブロワ
53 ドレン管
232 小端部(液滴排出部)
233 再循環排ガス導入口
234 再循環排ガス排出口
Da 上流側のケーシングの円筒部の直径
Db 下流側のケーシングの円筒部の直径
G 再循環排ガス
L 液滴
R 旋回流
1 Marine Engine (Engine)
3
40
233 Recirculated
本発明は、排ガス再循環システム、およびこれを備えた舶用エンジンに関するものである。 The present invention, exhaust gas recirculation system, and to a marine engine having the same.
本発明は、上記課題を解決するべくなされたものであり、エンジン側に再循環させる再循環排ガス中に含まれる水分等の液滴を、圧損抵抗を高めることなく除去することができる排ガス再循環システム、およびこれを備えた舶用エンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, the exhaust gas droplets of moisture contained in the recirculated exhaust gas to be recirculated to the engine side, Ru can remove to without increasing the pressure loss resistance An object of the present invention is to provide a recirculation system and a marine engine equipped with the same.
本発明の第1態様に係る排ガス再循環システムは、エンジンから排出される排ガスの一部を抽気し、再循環排ガスとして前記エンジンの吸気側に送給する排ガス再循環通路と、前記排ガス再循環通路に接続されて前記再循環排ガス中に含まれる粒状物質を液滴により洗浄集塵するスクラバと、前記スクラバの下流側に接続されるサイクロン構造のデミスタと、前記スクラバと前記デミスタとの間に接続されて前記再循環排ガスを前記デミスタに送給する遠心ブロワと、を具備し、前記遠心ブロワは、該遠心ブロワから接線方向に吐出された前記再循環排ガスが前記デミスタに接線方向から流入するように接続されていることを特徴とする。 The exhaust gas recirculation system according to the first aspect of the present invention includes an exhaust gas recirculation passage that extracts a part of exhaust gas discharged from an engine and supplies the exhaust gas as recirculated exhaust gas to the intake side of the engine, and the exhaust gas recirculation A scrubber connected to a passage to clean and collect particulate matter contained in the recirculated exhaust gas with droplets, a cyclone structure demister connected downstream of the scrubber, and between the scrubber and the demister A centrifugal blower connected to supply the recirculated exhaust gas to the demister, and the centrifugal blower flows the circulated exhaust gas discharged from the centrifugal blower in a tangential direction into the demister from the tangential direction. It is connected not characterized Rukoto as.
上記構成の排ガス再循環システムによれば、排ガス再循環通路を流れる再循環排ガスは、まずスクラバにおいて水等の液滴により粒状物質を洗浄集塵される。洗浄集塵された再循環排ガスには多量の液滴が含まれ、この液滴を含んだ再循環排ガスは、次にサイクロン構造のデミスタの内部に接線方向に流れ込んで旋回流を形成し、その遠心分離作用によって液滴を分離される。 According to the exhaust gas recirculation system configured as described above, the recirculated exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage is first cleaned and collected with particulate matter such as water in a scrubber. The recirculated exhaust gas that has been cleaned and collected contains a large amount of droplets, and the recirculated exhaust gas containing these droplets then flows tangentially into the cyclone structure demister to form a swirling flow. The droplets are separated by a centrifugal action.
さらに、上記構成の排ガス再循環システムによれば、スクラバにおいて水等の液滴により粒状物質を洗浄集塵され、多量の液滴を含む再循環排ガスは、次に遠心ブロワによってデミスタに送られ、デミスタにおいて残存する液滴を分離される。 Further, according to the exhaust gas recirculation system configured as described above, particulate matter is washed and collected by droplets such as water in the scrubber, and the recirculated exhaust gas containing a large amount of droplets is then sent to the demister by the centrifugal blower, The remaining droplets are separated in the demister.
また、本発明の第2態様に係る舶用エンジンは、上記のいずれかの態様の排ガス再循環システムを備えたことを特徴とする。 Moreover, the marine engine which concerns on the 2nd aspect of this invention was equipped with the exhaust gas recirculation system of any one of said aspects.
[第1参考実施形態]
図1は、本発明の第1参考実施形態を示す概略構成図である。
第1参考実施形態に係る舶用エンジン1は、エンジン本体2と、過給機3と、排ガス再循環システム4Aとを備えている。エンジン本体2は、例えば2サイクルディーゼルエンジンであり、複数のシリンダ2aを備えるとともに、その一側に掃気室5、他側に排気静圧室6がそれぞれ設置されている。
First reference Embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first reference embodiment of the present invention.
The
第1参考実施形態に係る排ガス再循環システム4Aは、EGRバルブ16と、排ガス再循環通路17と、スクラバ18と、デミスタ19Aと、ブロワ20とを備えている。排ガス再循環システム4Aは、タービン7を駆動し終えて排ガス放出管10を通る排ガスの一部を抽気し、再循環排ガスGとしてエンジン本体2への圧縮流体に混合することにより酸素量を減少させ、燃焼温度を低下させて排ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)の排出量を低減させる公害低減装置である。
The exhaust
図2、図3に示すように、第1参考実施形態に係るデミスタ19Aは、軸方向が鉛直方向に沿う円筒状のケーシング23と、出口管24と、液滴貯留槽27とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the demister 19 </ b> A according to the first reference embodiment includes a
以上のように、第1参考実施形態に係るデミスタ19Aは、円筒部23aと、円錐部23bとを含むケーシング23を備えている。ケーシング23は、その上部をなす円筒部23aの外周面に再循環排ガス導入口233が形成され、この再循環排ガス導入口233に、排ガス再循環通路17が、再循環排ガスGを円筒部23aの接線方向に沿って流し込むように接続されている。
As described above, the
[第2参考実施形態]
次に、本発明の第2参考実施形態について、図4と図5を参照しながら説明する。
第2参考実施形態に係るデミスタ19Bは、ケーシング23の再循環排ガス排出口234に出口管24を介して電気集粒装置30が備えられる点、および出口管24が下部出口管24aと上部出口管24bとに分割されている点において第1参考実施形態のデミスタ19Aと異なっている。その他の部分の構成は第1参考実施形態のデミスタ19Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
Second Reference Embodiment
Next, a second reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG.
In the
以上のように第2参考実施形態に係るデミスタ19Bにおいて、図5に示すように、排ガス再循環通路17からデミスタ19Bの再循環排ガス導入口233を経てケーシング23内に流入した再循環排ガスGは、第1参考実施形態におけるデミスタ19Aと同様に、ケーシング23内で旋回流Rを形成し、その遠心分離作用によって残存する液滴Lを分離される。ここで分離された液滴Lは下方に流下して液滴貯留槽27に捕集される。
As described above, in the
[第3参考実施形態]
次に、本発明の第3参考実施形態について、図6を参照しながら説明する。
第3参考実施形態に係るデミスタ19Cは、ケーシング23の再循環排ガス排出口234に出口管24を介して液滴分離部材40が備えられる点、および出口管24が拡径部24cを挟んで下部出口管24aと上部出口管24bとに分割されている点において第1参考実施形態のデミスタ19Aと異なっている。その他の部分の構成は第1参考実施形態のデミスタ19Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[Third Reference Embodiment]
Next, a third reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the
[第4参考実施形態]
次に、本発明の第4参考実施形態について、図7、図8を参照しながら説明する。
図7に示す排ガス再循環システム4Bは、複数のケーシング23A,23Bが直列に接続されたデミスタ19Dが備えられている点において第1参考実施形態の排ガス再循環システム4Aと異なっている。その他の部分の構成は第1参考実施形態の排ガス再循環システム4Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[Fourth Reference Embodiment]
Next, a fourth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The exhaust
図8に示すように、デミスタ19Dは、上流側ケーシング23Aと下流側ケーシング23Bとが直列に接続された構成であり、上流側ケーシング23Aの円筒部23Aaの直径(Da)よりも、下流側のケーシング23Bの円筒部23Abの直径(Db)が小さく設定されている。上流側ケーシング23Aと下流側ケーシング23Bの形状や構造は、第1参考実施形態におけるデミスタ19Aと同様であり、各々の下部に液滴貯留槽27a,27bが設けられている。
As shown in FIG. 8, the
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について、図9、図10を参照しながら説明する。
図9に示す排ガス再循環システム4Cは、排ガス放出管10から分岐する排ガス再循環通路17におけるスクラバ18の下流側に、気液分離器45と、遠心ブロワ50と、デミスタ19Eとが順に接続されている点において第1参考実施形態の排ガス再循環システム4Aと異なっている。その他の部分の構成は第1参考実施形態の排ガス再循環システム4Aと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
First Embodiment
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the exhaust
遠心ブロワ50は、気液分離器45によって液滴を分離された再循環排ガスGを舶用エンジン1の吸気側、つまりデミスタ19E側に送給する。デミスタ19Eは、遠心ブロワ50の下流側に接続され、遠心ブロワ50から吐出された再循環排ガスGに残存する液滴Lをさらに分離する円筒状(円錐状)のケーシング23を備えたサイクロン構造である。このデミスタ19Eの構造は、図2、図3に示す第1参考実施形態のデミスタ19Aと同様であるため、その構成および作用の説明は省略する。
The
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図11を参照しながら説明する。
図11に示す排ガス再循環システム4Dは、デミスタ19Eのケーシング23底部から延びるドレン管53が、気液分離器45に設けられた液滴貯留槽45bに接続されている点において第1実施形態の排ガス再循環システム4Cと異なっている。その他の部分の構成は第1実施形態の排ガス再循環システム4Cと同様であるため、各部に同一符号を付して重複する説明は省略する。
[ Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The exhaust
なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。 It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be appropriately modified or improved within a scope not departing from the gist of the present invention. Are also included in the scope of rights of the present invention.
Claims (10)
前記ケーシングの上部外周面に設けられて前記ケーシングの内部に接線方向から液滴を含む再循環排ガスを導入させる再循環排ガス導入口と、
前記ケーシングの上部、且つ前記ケーシングの軸中心に一致する位置に設けられて前記再循環排ガスを排出させる再循環排ガス排出口と、
前記ケーシングの下部に設けられて前記再循環排ガスから分離された前記液滴を排出する液滴排出部と、
を具備するデミスタ。 A cylindrical casing whose axial direction is along the vertical direction;
A recirculated exhaust gas inlet for introducing recirculated exhaust gas containing droplets from the tangential direction inside the casing provided on the upper outer peripheral surface of the casing;
A recirculated exhaust gas outlet for discharging the recirculated exhaust gas, provided at an upper portion of the casing and at a position corresponding to the axial center of the casing;
A droplet discharge unit provided at a lower portion of the casing for discharging the droplets separated from the recirculated exhaust gas;
A demister comprising:
鉛直方向上部側をなす円筒部と、
前記円筒部の下部に繋がり、上部から下部にかけて軸方向に直交する断面の直径が小さくなる円錐部と、
を具備する請求項1に記載のデミスタ。 The casing is
A cylindrical part that forms the upper side in the vertical direction;
A conical portion that is connected to the lower portion of the cylindrical portion and has a cross-sectional diameter that is perpendicular to the axial direction from the upper portion to the lower portion;
The demister according to claim 1, comprising:
前記排ガス再循環通路に接続されて前記再循環排ガス中に含まれる粒状物質を液滴により洗浄集塵するスクラバと、
前記スクラバの下流側に接続される、請求項1から5のいずれかに記載のデミスタと、
を具備する排ガス再循環システム。 An exhaust gas recirculation passage for extracting a part of the exhaust gas discharged from the engine and supplying the exhaust gas as recirculated exhaust gas to the intake side of the engine;
A scrubber connected to the exhaust gas recirculation passage to clean and collect particulate matter contained in the recirculation exhaust gas with droplets;
The demister according to any one of claims 1 to 5, connected to the downstream side of the scrubber,
An exhaust gas recirculation system comprising:
前記遠心ブロワは、該遠心ブロワから接線方向に吐出された前記再循環排ガスが前記デミスタに接線方向から流入するように接続されている請求項6に記載の排ガス再循環システム。 A centrifugal blower for feeding the recirculated exhaust gas to the demister is connected between the scrubber and the demister,
The exhaust gas recirculation system according to claim 6, wherein the centrifugal blower is connected so that the recirculated exhaust gas discharged in a tangential direction from the centrifugal blower flows into the demister from the tangential direction.
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