NL2002308C2 - Uitlaatgas demper en water opvangeenheid voor toepassing in een uitlaatgas systeem voor vaartuigen. - Google Patents

Description

- 1 -

UITLAATGAS DEMPER EN WATER OPVANGEENHEID VOOR TOEPASSING IN EEN UITLAATGAS SYSTEEM VOOR VAARTUIGEN

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een uitlaatgas systeem voor een vaartuig, omvattende: - een water opvangeenheid, - een daarbij horende dempeenheid die is voorzien van een met het spruitstuk van een verbrandingsmotor te 10 koppelen ingang, en - een uitgang voor de afgifte van verbrandingsgassen.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een behuizing voor toepassing in een dergelijk systeem en 15 op een desbetreffende werkwijze.

Een dergelijk uitlaatgas systeem is bekend uit US-6, 224, 440. Het bekende systeem omvat een water opvangeenheid die via een uitlopend en zich verengend 20 dempend werkend, speciaal uitgevoerd spruitstuk is aangesloten op de verbrandingsruimte(s) van een verbrandingsmotor. Vanuit de water opvangeenheid loopt een afvoerpijp verticaal omhoog, naar een dempeenheid die fungeert als knaldemper. De dempeenheid, wiens ingang via 25 de water opvangeenheid is gekoppeld met het speciale dempende spruitstuk, mondt uit achter een met de verbrandingsmotor gekoppelde propeller die dienst doet als voortstuworgaan voor het vaartuig. Op deze wijze vindt meervoudige demping plaats.

Nadeel van het bekende uitlaatgas systeem is dat het 30 - 2 - veel ruimte in beslag neemt. Enerzijds wordt demping toepast vóór de water opvangeenheid, namelijk in het daartoe speciaal vorm te geven, spruitstuk en anderzijds worden achter de water opvangeenheid in de knaldemper 5 hinderlijke hogere frequenties gedempt. Verder zorgt de verticale afvoerpijp die nodig is voor waterscheiding, voor een extra beslag leggen op de benodigde hoogte in het motor compartiment van het vaartuig.

10 Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterd, compact, universeel ook op bestaande vaartuigen met gangbare motoren toe te passen uitlaatgas systeem.

15 Daartoe heeft het uitlaatgas systeem overeenkomstig de uitvinding het kenmerk dat de dempeenheid in dezelfde behuizing is aangebracht als de wateropvang eenheid, en de water opvangeenheid stroomafwaarts ten opzichte van de dempeenheid is aangebracht voor het via het opgevangen 20 water van de opvangeenheid direct naar de uitgang leiden van de verbrandingsgassende.

Voordeel van het systeem volgens de uitvinding dat het op normaal gebruikte uitlaatgas systemen van vaartuigen 25 is toe te passen, en met gangbare spruitstukken te koppelen is. De in dezelfde behuizing ondergebrachte water opvangeenheid en de dempeenheid verschaffen een compact en effectief geluiddempend uitlaatgas systeem. Bewust is gekozen voor een behuizing waarin het van de 30 verbrandingsruimte of ruimtes afkomstige verbrandingsgas de dempeenheid in de behuizing doorloopt, waarbij de ingang - 3 - van de derapeenheid met het spruitstuk is gekoppeld. De dan in het algemeen een relatief hoge temperatuur en druk bezittende gassen krijgen daardoor de gelegenheid om in de dempeenheid vrij en niet belemmerd door bijvoorbeeld weg te 5 drukken water, te expanderen in de dempeenheid. Gebleken is dat demping, van de turbulente hete gassen bij dergelijke hoge drukken en bijbehorende hoog frequente, een korte golflengte bezittende, drukgolven binnen de beperkte ruimte van de dempeenheid zo effectief is, dat meervoudige en meer 10 volume in beslag nemende demping in principe achterwege zou kunnen blijven. Eerst na die demping vindt in dezelfde behuizing van het aldus compacte uitlaatgas systeem effectieve ontwatering bij lagere temperatuur en druk van de dan wat rustiger zijnde gassen plaats. Hierbij fungeert 15 het aan de uitlaatgassen onttrokken water tevens als additioneel demporgaan voor in het bijzonder de lagere frequenties en de laagfrequente drukgolven, welke beter in water blijken te kunnen worden gedempt.

20 Thans zullen het uitlaatgas systeem, de daarin toe te passen behuizing en de desbetreffende werkwijze volgens de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de onderstaande figuren, waarin overeenkomstige onderdelen van dezelfde verwijzingscijfers zijn voorzien.

25 Daarbij toont:

Figuur 1 een perspectivische weergave van de behuizing voor toepassing in een uitlaatgas systeem volgens de uitvinding; en

Figuur 2 een gedeeltelijke langsdoorsnede van de 30 behuizing van figuur 1.

- 4 -

Figuur 1 toont een perspectivische weergave en figuur 2 een gedeeltelijke langsdoorsnede van een behuizing 1 die onderdeel uitmaakt van een welbekend en daarom niet weergegeven uitlaatgas systeem van een voer- of vaartuig.

5 Aan de bovenzijde is de omtrek van een reeks, bijvoorbeeld drie -in het weergegeven geval vier- of desgewenst een ander aantal, achter elkaar geschakelde verbrandingsgas expansie compressie segmenten 2-1,... 2-4 van een direct en zonder tussenkomst van andere onderdelen op de manifold of 10 het spruitstuk van een verbrandingsmotor aan te sluiten dempeenheid 3 geschetst. De dempeenheid 3 heeft een ingang 4 waaraan de uitlaatgassen worden toegevoerd. Het systeem zal in de praktijk een niet in de figuren getoonde water injectie eenheid omvatten die tussen het spruitstuk van de 15 verbrandingsmotor en de ingang 4 van de dempeenheid 3 is geschakeld. Van de door de eenheid gestroomde uitlaatgassen wordt, in hier achtereenvolgens in serie geschakelde segmenten algemeen aangeduid met verwijzingscijfer 3, de kinetische (druk, temperatuur) en audio energie nog verder 20 gedempt. De ingang 4 is in deze uitvoeringsvorm aan de ene kopse zijkant 5 van een langwerpig uitgevoerde behuizing 1 aangebracht. Aan de andere kant mondt de dempeenheid 3 via een inwendige inlaat 6 uit in een stroomafwaarts ten opzichte van de dempeenheid 3, daaronder aangebrachte water 25 opvangeenheid 7 die in dezelfde behuizing l is aangebracht, en waardoor water uit de gassen wordt gevangen. De inwendige inlaat 6 is zodanig uitgevoerd dat water dat zich in de dempeenheid 3 vormt daaruit naar de onderliggende opvangeenheid 7 kan lopen, zodat de dempeenheid 3 relatief 30 droog blijft en het voornoemde dempen hierin niet door water belemmerd kan plaats vinden. De uitgang 8 is onder in - 5 - de behuizing 1 aan diens andere kopse zijkant 9 aangebracht op een wijze waarbij een soort waterslot of waterkering wordt gevormd, waardoor de geëxpandeerde gassen uit de dempeenheid 3 vervolgens gedwongen worden om op weg naar de 5 uitgang 8 het tevens dempend werkende water in de opvangeenheid 7 te passeren. Tevens voorkomt de als waterkering uitgevoerde uitgang 8 dat water van buiten via ingang 4 terug de motor instroomt.

Claims (10)

1. Uitlaatgas systeem voor een vaartuig, omvattende: - een water opvangeenheid, 5. een daarbij horende dempeenheid die is voorzien van een met het spruitstuk van een verbrandingsmotor te koppelen ingang, en - een uitgang voor de afgifte van verbrandingsgassen, met het kenmerk dat de dempeenheid in dezelfde behuizing is 10 aangebracht als de wateropvang eenheid, en de water opvangeenheid stroomafwaarts ten opzichte van de dempeenheid is aangebracht voor het via het opgevangen water van de opvangeenheid direct naar de uitgang leiden van de verbrandingsgassen. 15

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het systeem een water injectie eenheid omvat die tussen het spruitstuk van de verbrandingsmotor en de ingang van de dempeenheid is geschakeld. 20

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de dempeenheid boven de water opvangeenheid is gelegen.

4. Systeem volgens één van de conclusies 1-3, met het 25 kenmerk dat de dempeenheid is opgebouwd uit een reeks achter elkaar geschakelde verbrandingsgas expansie compressie segmenten die tussen diens ingang en de inwendige inlaat van de water opvangeenheid is aangebracht.

5. Systeem volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de inwendige inlaat uitmondt in de daaronder gelegen water - 7 - opvangeenheid voor het verzamelen van water uit de dempeenheid en uit de verbrandingsgassen.

6. Systeem volgens één van de conclusies 1-5, met het 5 kenmerk dat de ingang van de dempeenheid aan de ene zijde van de behuizing is aangebracht en de op de behuizing aangebrachte uitgang van het systeem aan de tegenovergelegen zijde is aangebracht.

7. Systeem volgens conclusie 6, met het kenmerk dat de behuizing een langwerpige langsdoorsnede heeft waarbij de ingang en de uitgang aan tegenover elkaar liggende kopse zijkanten van de behuizing zijn aangebracht.

8. Behuizing geschikt voor toepassing in het uitlaatgas systeem volgens één van de conclusies 1-7, met het kenmerk dat in eenzelfde behuizing zowel een dempeenheid als een water opvangeenheid zijn aangebracht, waarbij de dempeenheid een ingang heeft die met het 20 spruitstuk van een verbrandingsmotor is gekoppeld, en de water opvangeenheid die stroomafwaarts ten opzichte van de dempeenheid, onder de dempeenheid, is aangebracht de verbrandingsgassen via daarin opgevangen uit die gassen ontrokken water naar een uitgang op de behuizing leidt. 25

9. Werkwijze waarbij verbrandingsgassen uit een verbrandingsmotor naar een in een behuizing aangebrachte droge dempeenheid worden gevoerd waarin in een reeks achtereenvolgende expansie segmenten van de eenheid, druk- 30 en geluidsgolven worden gedempt, waarbij tijdens het dempen uit de gassen vrijkomend water in staat wordt gesteld om - 8 - vanuit de dempeenheid naar een onderliggende, in dezelfde behuizing aangebrachte, water opvangeenheid te lopen waarin water aan de gassen wordt onttrokken en waarin laag frequente druk- en geluidsgolven worden gedempt. 5

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de verbrandingsgassen na verbranding in de verbrandingsmotor worden onderworpen aan injectie met water alvorens aan de dempeenheid te worden toegevoerd.