Патент на изобретение №2270051
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, в частности дизельных двигателей, и к устройству для реализации способа. Способ включает распыление водяного тумана при давлении 10-300 бар в первую часть выхлопных газов для создания разрежения около распылительной струи и всасывания первой части выхлопных газов в распылительную струю, направление второй части выхлопных газов через байпас мимо распылительной струи для управления сопротивлением потока выхлопных газов. Устройство содержит корпус, трубопровод, расположенный внутри корпуса, крепежные средства для монтажа устройства к разветвленному трубопроводу двигателя внутреннего сгорания, распылительные головки, смонтированные на опорной конструкции в форме круга между корпусом и трубопроводом на расстоянии друг от друга. Первый конец трубопровода имеет отверстие для направления потока очищенных выхлопных газов к выпускному отверстию, расположенному на втором конце трубопровода. Распылительные головки расположены внутри труб, которые образуют реакционные камеры. Реакционные камеры имеют входное отверстие для направления потока выхлопных газов на область всасывания распылительных головок и соединены с выпускным трубопроводом для продуктов реакции. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предпосылки к созданию изобретения Изобретение относится к способу очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, предпочтительно дизельных двигателей, причем способ содержит распыление водяного тумана в выхлопные газы путем использования по меньшей мере одного распылительного сопла. Изобретение, кроме того, относится к устройству для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, предпочтительно дизельных двигателей, причем устройство содержит опорную конструкцию для крепления по меньшей мере одного распылительного сопла, причем распылительное сопло расположено так, чтобы распылять водяной туман в выхлопные газы. Одной целью защиты окружающей среды является уменьшение выделения выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания. Настоящий способ предусматривает решение проблемы уменьшения выделения выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания. Выделения выхлопных газов из дизельных двигателей содержат различные вредные продукты сгорания. Они включают газообразную окись углерода, которая быстро окисляется и образует двуокись углерода, которая содействует парниковому эффекту, и летучие органические соединения, твердые соединения и частицы. Когда сгорает тяжелое дизельное топливо, образуются оксиды серы SOх, обычно SO2 или SO3, которые содействуют подкислению почвы и образованию смога. В продолжение процесса горения часть газообразного азота, присутствующего в воздухе, окисляется в оксиды азота NOx, в частности NO и NO2, что в большой степени влияет на образование смога, приводит к парниковому эффекту и подкислению почвы и, например, замедлению роста лесов. Кроме того, топливо, которое содержит азот, может быть причиной образования оксидов азота. Количество выделений серы из дизельных двигателей может быть уменьшено путем использования низкосернистого топлива: чем меньше серы содержится в топливе, тем меньшими являются выделения серы. Низкосернистое топливо может быть получено на нефтеперерабатывающих заводах, но при высокой стоимости. На количество оксидов серы нельзя повлиять путем изменений в процессе сгорания. Дизельные двигатели судов являются основными загрязнителями воздуха. В соответствии с исследованиями, проведенными в Соединенных Штатах несколько лет тому назад, 14% выделений азота в мире и 16% выделений серы в нефтяных выхлопных газах возникают в результате судоходства. Наибольшая часть выделений азота из дизельных двигателей создается, когда двигатели работают при низкой мощности. В судах это обычно имеет место, когда судно находится в порту, что является, естественно, нежелательным. Количество выделений азота из дизельных двигателей может быть уменьшено путем понижения температуры горения. Температура может быть понижена либо путем добавки воды в топливо, либо путем распыления эмульсии, содержащей воду, в камеру сгорания. Путем понижения температуры горения количество выделений оксидов азота может быть уменьшено примерно на 10%. Понижение температуры горения уменьшает коэффициент полезного действия двигателя. Выделения азота могут быть эффективно удалены из выхлопных газов при помощи каталитического конвертера, в котором смесь мочевины и воды распыляется в топливные газы для восстановления оксидов азота в азот и водяной пар. Однако для применений в морских судах, каталитические конвертеры являются очень дорогими, их стоимость составляет примерно 30% от стоимости двигателя, и даже больше в больших судах. Кроме того, для каталитических конвертеров требуется обслуживание и пространство, которое необходимо предусмотреть для них на судне. В патенте США 5464458 описана установка, в которой выхлопные газы дизельного двигателя очищаются с использованием воды в виде тумана. В установке используются сопла для распыления воды в камеру, содержащую поток выхлопных газов, для отделения продуктов, содержащихся в выхлопных газах, от них. Установка дает возможность удалять из выхлопных газов, в частности, углерод, а также окись углерода, углеводороды и оксиды азота. Краткое описание изобретения Задачей настоящего изобретения является создание нового экономичного решения проблемы очистки выделений выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания, и особенно как двухтактных, так и четырехтактных дизельных двигателей больших размеров, особенно дизельных двигателей судов, причем решение реализуется так, что оно не усложняет выпуск выхлопных газов из двигателя. Для решения этой задачи способ очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению отличается тем, что он содержит следующие стадии: распыление водяного тумана, осуществляемого при давлении 10-300 бар, в первую часть выхлопных газов для создания разрежения около распылительной струи и всасывания первой части выхлопных газов в распылительную струю и направление второй части выхлопных газов через байпас мимо распылительной струи для управления сопротивлением потока выхлопных газов. Для решения упомянутой выше задачи устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее опорную конструкцию для крепления по меньшей мере одного распылительного сопла, причем распылительное сопло расположено так, чтобы распылять водяной туман в выхлопные газы, согласно изобретению отличается тем, что распылительная головка представляет собой распылительную головку, при работе которой создается всасывание, которое приводит к образованию разрежения в непосредственной близости от распылительной головки; устройство содержит крепежные средства для монтажа устройства к разветвленному трубопроводу двигателя внутреннего сгорания; устройство содержит корпус и трубопровод, содержащий первый конец и второй конец, причем трубопровод расположен внутри корпуса, распылительная головка расположена внутри пространства между корпусом и трубопроводом, причем первый конец трубопровода содержит отверстие для направления потока очищенных выхлопных газов ко второму концу трубопровода, который снабжен выпускным отверстием для выхлопных газов; устройство также содержит множество распылительных головок, смонтированных на опорной конструкции в форме круга между корпусом и трубопроводом и на расстоянии друг от друга, причем распылительные головки расположены внутри соответствующих труб, которые образуют реакционные камеры; и реакционные камеры содержат входное отверстие для направления потока выхлопных газов на область всасывания распылительных головок внутри реакционной камер и соединены с выпускным трубопроводом для получения из реакционной камеры продуктов реакции, образованных из воды и выхлопных газов, и их направления на выход из устройства. Предпочтительно отверстие для байпаса выполнено в стенке трубопровода для направления продуктов реакции из реакционной камеры в выпускной трубопровод. Трубы содержат изогнутую часть и они соединены с пространством, образованным внутри трубопровода, причем выпускной трубопровод находится в связи с указанным пространством. Распылительная головка расположена так, чтобы производить распыление в том направлении, которое ускоряет выпуск выхлопных газов из двигателя. В предпочтительном варианте выполнения распылительные головки прикреплены с возможностью отсоединения к фланцу опорной конструкции, на котором они подвешены, и могут быть отсоединены путем подъема. Крепежные средства содержат входной фланец, снабженный отверстием для подачи выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в устройство, и выпускной фланец, снабженный отверстием для выпуска выхлопных газов из устройства. Причем входной фланец образован так, что он прикреплен к стороне выхлопного разветвленного трубопровода двигателя внутреннего сгорания. Для решения вышеуказанной задачи также создано устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее опорную конструкцию для крепления по меньшей мере одного распылительного сопла, причем распылительное сопло расположено так, чтобы распылять водяной туман в выхлопные газы, в котором согласно изобретению распылительная головка представляет собой распылительную головку, при работе которой создается всасывание, которое приводит к образованию разрежения в непосредственной близости от распылительной головки; распылительная головка расположена внутри реакционной камеры, которая содержит входное отверстие для направления потока выхлопных газов в область всасывания распылительной головки внутри реакционной камеры; реакционная камера соединена с выпускным трубопроводом для получения из реакционной камеры продуктов реакции, образованных из воды и выхлопных газов и направления их на выход из устройства; устройство содержит крепежные средства для монтажа устройства к разветвленному трубопроводу двигателя внутреннего сгорания; реакционная камера окружена корпусом, и между корпусом и реакционной камерой предусмотрено пространство для потока, по которому проходят выхлопные газы к входному отверстию реакционной камеры, пространство для потока связано с отверстием для байпаса для направления части неочищенных выхлопных газов из устройства через отверстие для байпаса; и устройство содержит множество таких распылительных головок, смонтированных на опорной конструкции в форме круга между корпусом и трубопроводом внутри корпуса и на расстоянии друг от друга, причем распылительные головки расположены внутри соответствующих труб, которые образуют реакционные камеры. Распылительные головки прикреплены с возможностью отсоединения к фланцу опорной конструкции, на котором они подвешены, и могут быть отсоединены путем подъема. Крепежные средства содержат входной фланец, снабженный отверстием для подачи выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в устройство, и выпускной фланец, снабженный отверстием для выпуска выхлопных газов из устройства. Также создано устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее опорную конструкцию для крепления по меньшей мере одного распылительного сопла, причем распылительное сопло расположено так, чтобы распылять водяной туман в выхлопные газы, которое согласно изобретению содержит средство для создания давления распыления 10-300 бар для распылительного сопла, причем распылительное сопло и давление распыления создают разрежение в непосредственной близости от распылительного сопла, расположенного внутри реакционной камеры, которая содержит входное отверстие для направления первой части выхлопных газов в разрежение распылительного сопла, причем разрежение присутствует внутри реакционной камеры, и средства для направления второй части выхлопных газов через байпас мимо реакционной камеры. Основные преимущества изобретения для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания заключаются в том, что оно является очень простым и недорогим при реализации; изобретение может быть применено к существующим двигателям внутреннего сгорания, таким как дизельные двигатели судов, и поэтому требуются только небольшие изменения; устройство дает возможность направлять поток выхлопных газов как желательно; и в устройстве предусмотрено эффективное, даже улучшенное, удаление выхлопных газов из двигателя. Более того, эксплуатационные расходы на устройство, включая стоимость обслуживания, являются очень низкими. Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение будет описано более подробно со ссылкой на три конструктивных исполнения и прилагаемые чертежи, на которых: Фиг.1 изображает первое конструктивное исполнение изобретения; Фиг.2 изображает второе конструктивное исполнение изобретения; Фиг.3 изображает третье конструктивное исполнение изобретения. Подробное описание изобретения На фиг.1 изображено предпочтительное конструктивное исполнение изобретения. На фигуре показано устройство, которое должно быть смонтировано на выхлопной трубе (не показана) дизельного двигателя судна, для очистки выхлопных газов. Если дизельный двигатель содержит множество выхлопных труб, обычно может быть предусмотрено множество устройств для очистки. Устройство, показанное на фиг.1, смонтировано на выхлопной трубе в положении, которое имеет преимущества с точки зрения температуры выхлопных газов и монтажа устройства. Общая высота устройства относительно мала, в результате этого легко найти пространство для его монтажа. Небольшая высота является возможна, когда выхлопные газы отклоняются в сторону от основного направления потока выхлопных газов на входе. Устройство содержит входной фланец 1 для получения неочищенных выхлопных газов из двигателя и выпускной фланец 2, через который выпускаются очищенные газы. Входной фланец 1, который показан в частичном разрезе на фигуре, содержит ряд отверстий для крепления устройства к выхлопной трубе двигателя путем использования болтов (не показаны), которые должны вставляться в отверстия. Выпускной фланец 2 содержит соответствующую перфорацию, к которой может быть прикреплена часть выхлопной трубы, через которую очищенные выхлопные газы выпускаются из судна. Между фланцами 1 и 2 предусмотрено соединение, которое дает возможность направлять выхлопные газы из входного фланца 1 в выпускной фланец 2. Устройство содержит опорную конструкцию, в целом обозначенную ссылкой 3, с рядом распылительных головок 4, прикрепленных к ней. Число распылительных головок 4 изменяется в соответствии с применением; в решении по фигуре имеется 10 головок, но также является возможным решение, по которому достаточна одна головка (в этом случае могут быть предусмотрены всасывающий и распылительный каналы для того, чтобы получить большую площадь всасывания), причем некоторые решения могут содержать дюжины распылительных головок. Распылительные головки 4 относятся к тому типу, который может быть использован при высоком давлении, которое создает сильное всасывание в непосредственной близости от них. Давление составляет от 10 до 300 бар, обычно от примерно 20 до 100 бар. Каждая распылительная головка 4 содержит предпочтительно по меньшей мере два сопла, расположенных так, что они расходятся по отношению друг к другу, и конструкция головки может быть например, подобна конструкции, описанной в WO 92/20453. В связи с риском забивания распылительная головка 4 является предпочтительно простой по конструкции. Распылительные головки расположены в виде круга на расстоянии друг от друга и они направлены так, чтобы создавать по существу параллельные струи. Ссылочная позиция 5 обозначает систему труб для подачи воды в распылительные головки 4. Устройство для подачи воды в систему труб 5 не показано, потому что его легко выполнить специалисту в этой области техники. Для того чтобы избежать необходимости использовать дорогую воду из емкостей для свежей воды, вода, известная, как сточные воды, в судах, предпочтительно используется в процессе. Устройство содержит источник давления (не показан), который может обеспечить давление по меньшей мере 10 бар через систему труб 5 к распылительным головкам. Предпочтительно источник давления является источником высокого давления, который может обеспечить давление по меньшей мере 20 бар и вплоть до 100-300 бар. Распылительные головки 4 прикреплены к концам стержней 6, которые в свою очередь прикреплены к фланцу 7 опорной конструкции, причем распылительные головки подвешены на фланцах так, что они производят направленную вниз струю. Распылительные головки 4 могут быть легко отсоединены от фланца 7 для очистки. Это выполняется путем отсоединения крепежных средств (которые не показаны на фиг.1, но видны на фиг.2, на которой стержни 6′ прикреплены болтами 60′). Устройство содержит цилиндрический корпус 8 с первой концентричной цилиндрической стенкой 9, расположенной внутри него. Внутри цилиндрической стенки 9 расположена вторая концентричная цилиндрическая стенка 10. Между корпусом 8 и первой цилиндрической стенкой 9 предусмотрено пространство 11 для потока неочищенных выхлопных газов. Между первым и вторым цилиндрическим пространствами предусмотрено пространство, содержащее направляющие пластины 12, которые разделяют пространство на множество реакционных камер 13, образованных из труб 130, причем в каждой реакционной камере предусмотрена распылительная головка 4. Направляющие пластины 12 прикреплены ко второй стенке 10. Между свободными боковыми кромками направляющих пластин 12 и первой стенкой 9 оставлен проход 18. Верхние кромки направляющих пластин 12 находятся на расстоянии от фланца 7, причем их нижние кромки проходят к верхней кромке выпускного отверстия 17, предусмотренного в стенке 10. Функция выпускного отверстия 17 заключается в том, что оно направляет очищенные выхлопные газы в пространство, огражденное стенкой 10, и оттуда дальше по направлению к выпускному фланцу 2. Очищенные выхлопные газы проходят внутри стенки 10 в том же направлении, что и направление, в котором неочищенные выхлопные газы входят во входной фланец 1. Указанное направление может быть названо направлением основного пути потока выхлопных газов. Если смотреть по направлению потока выхлопных газов, выпускное отверстие 17 размещено после распылительных головок 4, если смотреть по направлению потока выхлопных газов, распылительные головки 4 размещены под верхними кромками направляющих пластин 12 или на одном уровне с ними. Направляющие пластины 12 расположены под углом к распылительным головкам 4, таким образом распылительные головки производят распыление по направлению к направляющим пластинам. Неочищенные выхлопные газы входят в реакционные камеры 13 через входное отверстие 14. Входное отверстие образовано из отверстия или зазора 14 между верхней кромкой второй стенки 10 и фланцем 7. Нижний конец первой стенки 9 реакционной камеры 13 является коническим, посредством чего продукты реакции, образованные в реакционных камерах, направляются из реакционных камер через выпускной трубопровод 15 в дне. Подача в выпускной трубопровод 15 производится через отверстие 16 во фланце 1 для того, чтобы направлять продукты реакции на выход из устройства. Вторая стенка 10 реакционной камеры 13 также направляет продукты реакции, образованные в реакционной камере 13, в выпускной трубопровод 15. Из выпускного трубопровода 15 продукты реакции направляются в такое место, где они не причинят никакого вреда. Далее будет описана работа устройства по фиг.1. Неочищенные выхлопные газы проходят в устройство через входной фланец 1. Если распылительные головки 4 не приведены в действие, выхлопные газы проходят через входное отверстие 14 в выпускное отверстие 17, и оттуда поток неочищенных газов проходит через выпускной фланец 2. Как можно понять из чертежа, при проходе из входного фланца в выпускной фланец 2 выхлопные газы отклоняются от основного пути потока выхлопных газов. Если распылительные головки 4 приведены в действие, эффект всасывания распылительных головок 4 притягивает к ним неочищенные выхлопные газы через входное отверстие 14. Эти выхлопные газы направляются в водяную струю, подобную туману, из распылительных головок 4. Таким образом, всасывание посредством распылительных головок 4 совместно с геометрией устройства создает эффект отклонения выхлопных газов от основного пути потока выхлопных газов. Размер капелек в струе воды очень мал, посредством этого создается возможность эффективной реакции между выхлопными газами и водой. 90% объема воды (Dv90) находится в виде капелек, обычно меньших чем 200 мкм, предпочтительно меньших, чем 100 мкм, и наиболее предпочтительно меньших, чем 50 мкм. Оксиды азота NO и NO2, содержащиеся в выхлопных газах, проходят через несколько фаз реакции для образования азотной кислоты. Следующие формулы реакций приблизительно показывают исходные продукты и соответственно конечный продукт. Реакция (1) проходит уже при комнатной температуре, но значительно более эффективно при температуре 100-150°С. Реакция является эффективной, потому что выхлопные газы являются горячими. Реакция (2) проходит хорошо уже при комнатной температуре. Поскольку нежелательно иметь двуокись азота в выхлопных газах, она превращается в азотную кислоту (сравни с формулой реакции (3)). В реакции в соответствии с формулой 3 азотная кислота является только нелетучим конечным продуктом. Предполагается, что по формуле 3 азотная кислота эффективно получается уже при температуре 50°С. В связи с образованием азотной кислоты компоненты устройства должны быть изготовлены из материалов, которые выдерживают азотную кислоту. Материалом, подходящим для стенок 9 и 10, направляющих пластин 12 и выпускного трубопровода 15 является, например, аустенитная нержавеющая сталь. Когда применяется изобретение, температура в реакционной камере 13 выбирается так, чтобы дать возможность образования азотной кислоты, предотвращая, однако, одновременное образование оксидов азота, которые должны быть выведены из устройства. Подходящей может быть температура в диапазоне 50-150°С. Эта температура по существу преобладает в выхлопных трубах или она может быть легко получена здесь (распыляемая вода действует как холодильный агент). Так как в реакционной камере содержится большое количество химических соединений, реакции являются очень сложными и не могут быть теоретически рассчитаны. В связи с этим температуры, которые являются наиболее подходящими для того чтобы получить такие низкие выделения, как только возможно, должны быть определены экспериментально. Водяной туман не только уменьшает количество оксидов азота, но также очищает выхлопные газы от других нежелательных компонентов. Устройство по фиг.1 (и фиг.2) снабжено датчиком (не показан) для измерения содержания оксидов азота. Датчик используется для регулирования подачи воды в распылительные головки 4, что выполняется путем регулирования давления воды. Поток воды уменьшается, или даже прерывается, когда выделения являются небольшими или когда судно находится в том районе, где выделения являются не очень значительными. На фиг.2 показано второе конструктивное исполнение изобретения. На фигуре ссылочные позиции, одинаковые с фиг.1, использованы для соответствующих элементов. Конструктивное исполнение по фиг.2 отличается от конструктивного исполнения по фиг.1 тем, что часть выхлопных газов проходит неочищенными через отверстия 100′ для байпаса, выполненные в стенке 910′ по направлению к выпускному фланцу 2′. По сравнению с расположением на фиг.1, это расположение снабжено устройством с другим типом сопротивления по направлению потока выхлопных газов, что может быть выгодно в определенных типах дизельных двигателей (двухтактных дизельных двигателях). Количество и размер отверстий 100′ для байпаса может отличаться от тех, что приведены выше. Устройство содержит семь реакционных камер 13′, образованных трубами 130′, снабженными входными отверстиями 14′, которые дают возможность всасывать неочищенные выхлопные газы в реакционные камеры посредством воздействия распылительных головок 4′ (воздействие всасывания). Трубы 130′ являются изогнутыми, т.е. они содержат изогнутую часть, вода распыляется из распылительных головок 4′, таким образом ударяясь о стенки труб. Трубы 130′ соединены с пространством, огражденным стенкой 910′, нижний конец которой выполнен коническим для того, чтобы дать возможность направить продукты реакции в выпускной трубопровод 15′. Количество труб 130′ и реакционных камер 13′ может, естественно, изменяться, аналогично конструктивному исполнению по фиг.1. Как можно понять из фиг.2, распылительные головки 4′ могут быть легко удалены из фланца 7′, к которому они прикреплены (винты 60′ выворачиваются, и стержни 6′ вместе с распылительными головками 4′ поднимаются вверх). Блок трубопроводов для подачи воды в распылительные головки 4′ не показан, потому что специалист в этой области техники может его спроектировать. На фиг.3 показано третье конструктивное исполнение устройства по изобретению. На фиг.3 ссылочные позиции, одинаковые с фиг.1 и 2, используются для соответствующих элементов. Устройства по фиг.3 отличаются от устройств по фиг.1 и 2 тем, что устройство предполагается прикрепить к стороне выхлопного разветвленного трубопровода 500″ дизельного двигателя, причем для этой цели устройство содержит входной фланец 1”. Выпускной фланец 2” устройства и выпускной трубопровод 15” для продуктов реакции изготовлены отдельно от выхлопного разветвленного трубопровода 500”. Устройство по фиг.3 является очень простым для монтажа. Устройство содержит трубопровод 910”, расположенный внутри корпуса 8”, причем отверстие 100” предусмотрено на одном конце (нижнем конце) трубопровода для того, чтобы направлять потоки выхлопных газов ко второму концу трубопровода (верхнему концу), снабженному выпускным отверстием для выхлопных газов. Выпускной фланец 2” может быть соединен с разветвленным трубопроводом 500”. В приведенном выше описании изобретение проиллюстрировано со ссылкой только на три примера, на основании которых может быть понятно, что детали изобретения могут изменяться различными способами в пределах объема прилагаемых пунктов формулы изобретения. Положение выпускного отверстия 17 на фиг.1 и положение отверстия 100′ для байпаса на фиг.2, например, могут изменяться; количество выпускных отверстий и отверстий для байпаса может изменяться; форма устройства может отличаться от показанной здесь, хотя, с точки зрения потоков и изготовления и очистки устройства цилиндрическая форма является предпочтительной. В устройстве может быть множество выпускных трубопроводов 15, 15′, 15”, хотя рекомендуется, чтобы продукты реакции направлялись централизованным образом из реакционных камер в один выпускной трубопровод, в этом случае нет необходимости выполнять несколько отверстий в корпусе, и продукты реакции могут быть удалены из одного и того же места. Направление распылительных головок 4, 4′, 4” может изменяться, хотя предпочтительно, чтобы они были направлены вниз, потому что при этом струи способствуют удалению продуктов реакции из устройства. Это не означает, естественно, что распылительные головки должны быть направлены прямо вниз. Кроме того, направленные прямо вниз распылительные головки создают возможность получить устройство небольших размеров и легко монтируемое. Устройство и способ могут также быть применены для очистки выхлопных газов из других установок, чем дизельные двигатели судов: они могут быть применены для дизельных двигателей вообще и, даже более того, вообще для двигателей внутреннего сгорания.
Формула изобретения
1. Способ очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, отличающийся тем, что он содержит следующие стадии: распыление водяного тумана, осуществляемое при давлении 10-300 бар, в первую часть выхлопных газов для создания разрежения около распылительной струи и всасывания первой части выхлопных газов в распылительную струю и направление второй части выхлопных газов через байпас мимо распылительной струи для управления сопротивлением потока выхлопных газов. 2. Устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее опорную конструкцию (3”) для крепления, по меньшей мере, одного распылительного сопла, причем распылительное сопло расположено так, чтобы распылять водяной туман в выхлопные газы, отличающееся тем, что распылительная головка представляет собой распылительную головку (4”), при работе которой создается всасывание, которое приводит к образованию разрежения в непосредственной близости от распылительной головки; устройство содержит крепежные средства (1”) для монтажа устройства к разветвленному трубопроводу двигателя внутреннего сгорания; устройство содержит корпус (8”) и трубопровод (910”), содержащий первый конец и второй конец, причем трубопровод расположен внутри корпуса, распылительная головка (4”) расположена внутри пространства (11”) между корпусом и трубопроводом, причем первый конец трубопровода содержит отверстие (100”) для направления потока очищенных выхлопных газов ко второму концу трубопровода, который снабжен выпускным отверстием для выхлопных газов; устройство содержит множество распылительных головок (4”), смонтированных на опорной конструкции (3”) в форме круга между корпусом (8”) и трубопроводом (910”) и на расстоянии друг от друга, причем распылительные головки расположены внутри соответствующих труб (130”), которые образуют реакционные камеры; и реакционные камеры (13”) содержат входное отверстие (14”) для направления потока выхлопных газов на область всасывания распылительных головок (4”) внутри реакционной камеры (13”) и соединены с выпускным трубопроводом (15”) для получения из реакционной камеры продуктов реакции, образованных из воды и выхлопных газов, и их направления на выход из устройства. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отверстие (100”) для байпаса выполнено в стенке трубопровода (910”) для направления продуктов реакции из реакционной камеры (13”) в выпускной трубопровод (15”). 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что трубы (130”) содержат изогнутую часть и они соединены с пространством, образованным внутри трубопровода (910”), причем выпускной трубопровод (15”) находится в связи с указанным пространством. 5. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что распылительная головка (4”) расположена так, чтобы производить распыление в том направлении, которое ускоряет выпуск выхлопных газов из двигателя. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что распылительные головки (4”) прикреплены с возможностью отсоединения к фланцу (7”) опорной конструкции (3”), на котором они подвешены, и могут быть отсоединены путем подъема. 7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что крепежные средства содержат входной фланец (1”), снабженный отверстием для подачи выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в устройство, и выпускной фланец (2”), снабженный отверстием для выпуска выхлопных газов из устройства. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что входной фланец (1”) образован так, что он прикреплен к стороне выхлопного разветвленного трубопровода двигателя внутреннего сгорания. 9. Устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее опорную конструкцию (3′) для крепления, по меньшей мере, одного распылительного сопла, причем распылительное сопло расположено так, чтобы распылять водяной туман в выхлопные газы, отличающееся тем, что распылительная головка представляет собой распылительную головку (4′), при работе которой создается всасывание, которое приводит к образованию разрежения в непосредственной близости от распылительной головки; распылительная головка (4′) расположена внутри реакционной камеры (13′), которая содержит входное отверстие (14′) для направления потока выхлопных газов в область всасывания распылительной головки внутри реакционной камеры (13′); реакционная камера (13′) соединена с выпускным трубопроводом (15′) для получения из реакционной камеры продуктов реакции, образованных из воды и выхлопных газов, и направления их на выход из устройства; устройство содержит крепежные средства (1′, 2′) для монтажа устройства к разветвленному трубопроводу двигателя внутреннего сгорания; реакционная камера (13′) окружена корпусом (8′) и между корпусом и реакционной камерой предусмотрено пространство (11′) для потока, по которому проходят выхлопные газы к входному отверстию (14′) реакционной камеры, пространство (11′) для потока связано с отверстием (100′) для байпаса для направления части неочищенных выхлопных газов из устройства через отверстие для байпаса; и устройство содержит множество таких распылительных головок (4′), смонтированных на опорной конструкции (3′) в форме круга между корпусом (8′) и трубопроводом (910′) внутри корпуса и на расстоянии друг от друга, причем распылительные головки расположены внутри соответствующих труб (130′), которые образуют реакционные камеры (13′). 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что распылительные головки (4′) прикреплены с возможностью отсоединения к фланцу (7′) опорной конструкции (3′), на котором они подвешены, и могут быть отсоединены путем подъема. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что крепежные средства содержат входной фланец (1′), снабженный отверстием для подачи выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в устройство, и выпускной фланец (2′), снабженный отверстием для выпуска выхлопных газов из устройства. 12. Устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания содержащее опорную конструкцию (3′, 3”) для крепления, по меньшей мере, одного распылительного сопла (4′, 4”), причем распылительное сопло расположено так, чтобы распылять водяной туман в выхлопные газы, отличающееся тем, что устройство содержит средство для создания давления распыления 10-300 бар для распылительного сопла, причем распылительное сопло и давление распыления создают разрежение в непосредственной близости от распылительного сопла, расположенное внутри реакционной камеры (13′, 13”), которая содержит входное отверстие (14′, 14”) для направления первой части выхлопных газов в разрежение распылительного сопла, причем разрежение присутствует внутри реакционной камеры, и средства для направления второй части выхлопных газов через байпас (100′, 100”) мимо реакционной камеры.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
