CN112999867B - 用于废气净化的洗涤器 - Google Patents

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Abstract

一种用于海船上废气净化的洗涤器，包括：洗涤器壳体(12)，形成洗涤器室；以及管状管(18)，延伸穿过洗涤器壳体，用于将洗涤器液体供给到洗涤器室中；凹形碗状部(32)，用于将管状管连接到洗涤器壳体，凹形碗状部具有回转体的形状，并且该形状从凹形碗状部的边沿(46)到凹形碗状部的底部平滑地弯曲。管状管以这样的方式延伸穿过凹形碗状部的底部，所述方式为，使得底部环绕管状管，并且管状管和底部彼此连接。凹形碗状部以这样的方式放置在洗涤器壳体中的开口(34)中，所述方式为，使得洗涤器壳体环绕凹形碗状部的边沿，并且洗涤器壳体和边沿彼此连接。

Description

用于废气净化的洗涤器
技术领域
本技术方案涉及一种用于海船上的废气净化的洗涤器。本技术方案涉及一种包括用于海船上的废气净化的洗涤器的海船。本技术方案涉及一种用于将管状管附接至废气净化洗涤器的环状凸缘(collar flange，轴环凸缘)。
背景技术
来自海船的废气在经燃烧后处理以减少环境有害成分的排放之后被释放到大气中。其中特别关注的是海船内燃机的废气中的硫氧化物(SOx)和颗粒的排放，它们通过燃烧形成并被排放到大气中。SOx是含硫化合物燃烧的产物。
一种用于废气的燃烧后处理的装置是用于净化废气的洗涤器。洗涤器从废气中去除或中和硫氧化物组分，特别是硫氧化物。湿式洗涤器或水洗涤器类型的洗涤器使用液体(即，洗涤器液体)，所述液体被喷射到洗涤器的腔室内的热废气流中。所述液体可以是例如海水或淡水。为了从废气中去除硫氧化物，在洗涤器中应用的方法包括使废气与洗涤器液体反应以形成碱性亚硫酸盐。
洗涤器被壳体包围，洗涤器室(scrubber chamber，洗涤室)形成在壳体内。将洗涤器液体(scrubber liquid，洗涤液)供给到腔室中的管以如下方式延伸穿过壳体，所述方式为，管和壳体通过焊接彼此连接以在管周围形成紧密接合。在腔室内，喷嘴可以连接到管，以喷射洗涤器液体。
US2016/0016109A1中示出了用于清洁海船中的废气的洗涤器的示例。
壳体和管被输送到洗涤器室中的热废气加热，并且因此壳体和管膨胀。当经由管引入洗涤器液体时，洗涤器液体使管冷却，从而使管的热膨胀降低。管与壳体的热膨胀上的差异可能带来应力，所述应力会导致壳体、管或管周围的焊接接头的材料的弱化(即，金属疲劳)，并且可能导致结构损坏。
降低所产生的应力将会延长管和/或焊接接头的服务寿命。因此，将会在更换管或者维修或维护焊接接头方面实现节约。
发明内容
将要提出的技术方案涉及克服上述缺点中的一个或多个。
所提出的技术方案的目的是提供一种技术方案，所述技术方案提供了洗涤器产生的应力的降低和更长的使用寿命。
本申请中提出了根据本技术方案的用于海船上的废气净化的洗涤器。
本申请中提出了根据本技术方案的用于将管状管连接到废气净化洗涤器的环状凸缘。
本申请中提出了根据本技术方案的包括用于海船上的废气净化的洗涤器的海船。
根据所提出的技术方案的洗涤器包括：洗涤器壳体，形成洗涤器室；至少一个管状管，延伸穿过洗涤器壳体，用于将洗涤器液体供给到洗涤器室中；以及凹形碗状部，用于将管状管连接到洗涤器壳体，所述凹形碗状部具有回转体(solid of revolution)的形状，从凹形碗状部的边沿到凹形碗状部的底部平滑地弯曲。
在所提出的技术方案中，管状管以使得底部环绕管状管且管状管和底部彼此连接这样的方式延伸穿过凹形碗状部的底部，并且凹形碗状部以使得洗涤器壳体环绕凹形碗状部的边沿且洗涤器壳体和边沿彼此连接这样的方式放置在洗涤器壳体中的开口中。
根据一个示例，凹形碗状部包括面向洗涤器外部的内表面和面向洗涤器内部的外表面。底部与边沿间隔开。
根据一个示例，靠近边沿和在底部处，凹形碗状部的直径在从边沿到底部的方向上连续地减小。
根据所提出的技术方案的海船包括：上述洗涤器；内燃机，用于推进海船；管道***，用于将废气从内燃机输送到洗涤器并从洗涤器输送到大气中；以及用于向洗涤器供应洗涤器液体的***。
根据所提出的技术方案的用于将管状管连接到废气净化洗涤器的环状凸缘包括用于将管状管连接到洗涤器的壳体的凹形碗状部，凹形碗状部呈回转体的形状，从凹形碗状部的边沿到凹形碗状部的底部平滑地弯曲。
在底部处，凹形碗状部包括开口，所述开口适于将底部连接到被底部环绕的管状管，并且凹形碗状部适于被放置在洗涤器壳体中的开口中，并且边沿适于连接到环绕边沿的壳体。
所提出的技术方案提供的优点是，可以延长凹形碗状部或环状凸缘的使用寿命，或者甚至使凹形碗状部或环状凸缘的寿命与所附接的洗涤器的使用寿命相匹配。
在所提出的技术方案中，由凹形碗状部的形状实现所产生的应力的降低，所述凹形碗状部的形状缓和(smooth out，平滑)了在凹形碗状部的边沿处和底部处的热膨胀的任何差异，所述差异一方面由连接到底部的管状管引起，另一方面由连接到边沿的洗涤器的壳体引起。
凹形碗状部的形状平滑地弯曲，例如以连续的方式弯曲，没有不连续或突然的变化，防止了应力集中的发生。
凹形碗状部构成挠性元件，当管状管冷却下来时，该挠性元件允许管状管相对于壳体热膨胀。
优选地，底部和边沿借助于焊接接头连接到管状管和壳体。
附图说明
图1示出用于海船上的废气净化的洗涤器的简化示例，所提出的技术方案可以应用于所述洗涤器中。
图2示出海船的简化示例，图1的洗涤器可以应用于所述海船中。
图3示出从侧面看到的根据本技术方案的凹形碗状部和环状凸缘的示例。
图4示出从正面看到的图3的凹形碗状部和环状凸缘。
图5示出从侧面看到的图3的凹形碗状部和环状凸缘。
具体实施方式
现在将参考附图中所示的示例。在可能的情况下，在所有附图中将使用相同或相应的附图标记来表示相同或相应的部件或特征。
在文本中，将参考带有以下附图标记的附图：
10 洗涤器
12 洗涤器壳体
14 废气入口
16 废气出口
18 管状管
20 喷嘴
22 海船
24 内燃机
26 管道***
28 供应***
30 船体
32 凹形碗状部
34 开口
36 开口
38 外表面
40 内表面
42 焊接接头
44 焊接接头
46 边沿
48 底部
50 外部
52 内部
图1示出可以应用所提出的技术方案的洗涤器。
图1所示的洗涤器10特别用于海船上的废气净化。
优选地，洗涤器10是焊接钢结构。
洗涤器10包括洗涤器壳体12，在洗涤器壳体12内形成洗涤器室。
优选地，洗涤器10还可以包括用于将废气输送到洗涤器室中的废气入口14和用于将废气输送出洗涤器室的废气出口16。
洗涤器10(例如在水平假想平面中)的横截面可以是圆形的。洗涤器10可以竖直延伸，废气入口14可以位于洗涤器壳体12的下部部分处，而废气出口16可以位于洗涤器壳体12的上部部分处。
洗涤器10包括至少一个管状管18，所述管状管延伸穿过洗涤器壳体12，用于将洗涤器液体供给到洗涤器室中。可以有位于不同高度处的若干管状管18。
根据图1中的示例，在洗涤器壳体12的外部，管18可以具有轴环状凸缘(collar-like flange)，所述轴环状凸缘用于附接将洗涤器液体供应到管18中的管线。轴环状凸缘可以形成管18的端部。
在洗涤器壳体12的内部，管18可以具有附接至所述管的若干喷嘴20，所述喷嘴用于喷射洗涤器液体。所述洗涤器液体可以是例如海水或淡水。洗涤器液体被喷射到延伸穿过洗涤器室的内部的管18的热废气流中。
在管18内部流动的洗涤器液体使管18冷却下来，并且所喷射的洗涤器液体使废气冷却下来。因此，靠近或最靠近废气入口14的管18经历的热膨胀会显著不同于管18周围的洗涤器壳体12所经历的热膨胀，因为洗涤器壳体12被进入的热废气加热。
在本技术方案中，洗涤器10的管18中的仅一个或仅一些(例如位于洗涤器壳体12的下部部分处的管)可以以如本说明书中所描述的那样连接到洗涤器壳体12。洗涤器10的其它管18(例如位于洗涤器壳体12的上部部分处的管)可以以传统方式连接到洗涤器壳体12。
如图3和图4中所示，根据本技术方案，洗涤器10包括至少一个凹形碗状部32，所述凹形碗状部用于将管状管18连接到洗涤器壳体12。
凹形碗状部32可以构成环状凸缘，管状管18借助于所述环状凸缘连接到洗涤器壳体12。
优选地，在凹形碗状部32处，管18具有圆形横截面和/或回转体的形状。
在本技术方案中，凹形碗状部32具有回转体的形状。凹形碗状部32的形状从凹形碗状部32的边沿46，或者从紧邻边沿46或在边沿附近的点位(point，位置)到凹形碗状部32的底部48平滑地弯曲。
更具体地，回转体是通过使处于一平面中的曲线围绕位于同一平面上的代表旋转轴线的直线旋转而获得的立体图形。
凹形碗状部32可以例如通过热成形、冷成形、深拉(deep drawing，深冲压)或旋压成形来制造。
优选地，根据一个示例，凹形碗状部32的形状以这样的方式平滑地弯曲，所述方式为，使得凹形碗状部32从边沿46到底部48是连续的，并且在凹形碗状部32的表面上不会存在不连续或突然的变化。
如图3所示，根据一个示例，凹形碗状部32的形状是这样的，即，使得靠近边沿46和在底部48处，凹形碗状部32的直径在从边沿46到底部48的方向上连续地减小。所述方向与上述旋转轴线平行和/或基本上与洗涤器壳体12垂直。当根据示例安装在适当位置时，如图3所示，凹形碗状部32的直径在从洗涤器10的外部到洗涤器10的内部的方向上连续地减小。
此外，如图3所示，根据一个示例，凹形碗状部32的形状使得在边沿46处，凹形碗状部32的直径基本恒定，或者在上述方向上连续地减小。
优选地，边沿46是凹形碗状部32和底部48的整体部分(integral part)。因此，边沿46和底部48可以由相同的材料坯料形成。
根据另一示例，边沿46是圆形凸缘，例如环状或箍状(hoop-like，环带状)结构，连接到凹形碗状部32的结构的其余部分或连接到底部48。边沿46优选地通过焊接连接到底部48。在边沿46附接至凹形碗状部32的其余部分的位置处，凹形碗状部32的表面上可能存在不连续或突然的变化。优选地，在凹形碗状部32的制造过程中，任何这样的不连续或突然的变化都被缓和。
凹形碗状部32以使得管18延伸穿过凹形碗状部32的底部48的方式连接到管18。底部48环绕管18。管18和底部48优选地通过焊接彼此连接，参见图3中的焊接接头44。
优选地，管18的纵向方向与上述旋转轴线平行和/或基本上垂直于洗涤器壳体12。
凹形碗状部32以使得凹形碗状部32被放置在洗涤器壳体12中的开口34中的方式连接到洗涤器10。洗涤器壳体12环绕凹形碗状部32的边沿46。洗涤器壳体12和边沿46优选地通过焊接彼此连接，参见图3中的焊接接头42。
根据一个示例，凹形碗状部32包括内表面40和外表面38。
根据一个示例，内表面40朝向洗涤器10的外部50定向，外表面38朝向洗涤器10的内部52定向。因此，当从洗涤器10的外部看时，凹形碗状部32显现为洗涤器壳体12中的凹进部(indentation)。这种布置带来的好处是，洗涤器壳体12内不存在借助于喷射的洗涤器液体难以清洗的凹进部。因此，降低了腐蚀的风险。
根据图3的示例，当被安装在洗涤器壳体12中的开口34中时，凹形碗状部32的底部48放置在沿从洗涤器10的外部到洗涤器10的内部的方向距凹形碗状部32的边沿46的一距离L处。优选地，所述方向与管状管18的纵向方向平行。
在下面的示例中，将更详细地说明根据上述提出的技术方案的凹形碗状部32的一些形状。
当制造凹形碗状部32时，凹形碗状部32的内表面40的形状可以遵循两个曲率半径R1、R2，如图5所示。另外，凹形碗状部32呈现出代表凹形碗状部32和边沿46的外部最大直径的外径D1。在与上述旋转轴线平行的方向上确定凹形碗状部32、边沿46和底部48的高度H1、H2。在与上述旋转轴线垂直的方向上确定凹形碗状部32和边沿46的外径D1。
根据一个示例，靠近边沿46的曲率半径R1比底部48处的曲率半径R2短。边沿46具有圆形凸缘的形状，其具有基本恒定的直径D1，即R1<R2。另外，底部48处的曲率半径R2可以基本上等于或短于外径D1，即R2＝D1，或R2<D1。
根据另一示例，在边沿46和底部48处的曲率半径R1基本上是边沿46的外径D1的0.5倍，即R1＝0.5x D1。
根据第三示例，靠近边沿46的曲率半径R1基本上是边沿46的外径D1的0.1倍，并且底部48处的曲率半径R2基本上等于边沿46的外径D1，即R1＝0.1x D1，且R2＝D1。另外，边沿46具有圆形凸缘的形状，其具有与边沿46的外径D1基本上相等的恒定直径。另外，如图5所示，凹形碗状部32的高度H2(不包括边沿46的高度H1)基本上是边沿46的外径D1的0.1935倍减去凹形碗状部32的厚度S的0.455倍，即H2＝0.1935x D1-0.455x S，或者更小。
根据第四示例，靠近边沿46的曲率半径R1基本上是边沿46的外径D1的0.154倍，并且底部48处的曲率半径R2基本上是边沿46的外径D1的0.8倍，即R1＝0.154x D1，R2＝0.8xD1。另外，边沿46具有圆形凸缘的形状，其具有基本上与边沿46的外径D1相等的恒定直径。另外，如图5所示，凹形碗状部32的高度H2(不包括边沿46的高度H1)基本上是边沿46的外径D1的0.255倍减去凹形碗状部32的厚度S的约0.635倍，即H2＝0.255x D1-0.635x S，或者更小。
根据第五示例，靠近边沿46的曲率半径R1基本上是边沿46的外径D1的0.08倍，并且底部48处的曲率半径R2基本上是边沿46的外径D1的0.875倍，即R1＝0.08xD1，R2＝0.875xD1。另外，边沿46具有圆形凸缘的形状，其具有基本上与边沿46的外径D1相等的恒定直径。另外，如图5所示，凹形碗状部32的高度H2(不包括边沿46的高度H1)基本上是边沿46的外径D1的0.2倍，即H2＝0.2x D1，或者更小。
根据第六示例，靠近边沿46的曲率半径R1基本上是边沿46的外径D1的0.05倍，并且底部48处的曲率半径R2基本上等于边沿46的外径D1，即R1＝0.05xD1，且R2＝D1。另外，边沿46具有圆形凸缘的形状，其具有基本上与边沿46的外径D1相等的恒定直径。另外，如图5所示，凹形碗状部32的高度H2(不包括边沿46的高度H1)基本上是边沿46的外径D1的0.16倍，即H2＝0.16x D1，或者更小。
根据第七示例，靠近边沿46的曲率半径R1是30mm至50mm或基本上是边沿46的外径D1的0.033倍，并且底部48处的曲率半径R2基本上等于边沿46的外径D1，即R1＝0.033x D1，且R2＝D1。另外，边沿46具有圆形凸缘的形状，其具有基本上与边沿46的外径D1相等的恒定直径。
图2以简略视图(reduced view，缩小视图)示出了海船22，根据本技术方案的洗涤器10可以以上述示例中描述的方式应用于所述海船中。
海船22可以是例如邮轮、集装箱船或货船。
在海船上，用于废气净化的洗涤器10位于海船22的船体30内。海船22还包括内燃机24，所述内燃机用于例如借助于适于推动海船22向前移动的螺旋桨来推进海船22。海船22还包括用于将废气从内燃机24输送到洗涤器10并从洗涤器10输送到大气中的管道***26，以及用于将洗涤器液体供应到洗涤器10的供应***28。管道***26连接到洗涤器的废气入口14和废气出口16。
与标注尺寸相关的术语“基本上”考虑了制造中的公差。在所提出的技术方案的示例中，考虑到制造工艺和测量方法，尺寸可以在可接受的公差内变化。
动词“包括”和“包含”在本文献中用作开放式限定，即，既不排除也不要求未引用的特征的存在。此外，应当理解，除非特别提及，否则在本文献全文中使用的“一(a)”或“一个(an)”(即单数形式)并不排除复数形式。
在说明书中，阐述了许多具体细节，以便提供对所提出的技术方案的透彻理解。应当理解，所公开的技术方案的示例不限于本文所公开的结构。所提出的技术方案不仅限于上述实施例，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改。

Claims (17)

1.一种用于海船上的废气净化的洗涤器，包括：
-洗涤器壳体(12)，形成洗涤器室；以及
-管状管(18)，延伸穿过所述洗涤器壳体，用于将洗涤器液体供给到所述洗涤器室中；
其特征在于，所述洗涤器(10)还包括：
-凹形碗状部(32)，用于将所述管状管连接到所述洗涤器壳体，所述凹形碗状部具有回转体的形状，并且所述形状从所述凹形碗状部的边沿(46)到所述凹形碗状部的底部(48)平滑地弯曲；
-其中所述管状管以这样的方式延伸穿过所述凹形碗状部的底部，所述方式为，使得所述底部环绕所述管状管，并且所述管状管和所述底部彼此连接，并且
-其中所述凹形碗状部以这样的方式被放置在所述洗涤器壳体中的开口(34)中，该方式为，使得所述洗涤器壳体环绕所述凹形碗状部的边沿，并且所述洗涤器壳体和所述边沿彼此连接。
2.根据权利要求1所述的洗涤器，
-其中所述凹形碗状部(32)包括以如下方式朝向所述洗涤器的外部定向的内表面(40)和朝向所述洗涤器的内部(52)定向的外表面(38)，所述方式为，使得所述底部(48)沿从所述洗涤器的外部(50)到所述洗涤器的内部的方向放置在距所述边沿(46)的一距离(L)处。
3.根据权利要求1所述的洗涤器，
-其中，靠近所述边沿(46)和在所述底部(48)处，所述凹形碗状部的直径沿从所述边沿到所述底部的方向连续地减小。
4.根据权利要求2所述的洗涤器，
-其中，靠近所述边沿(46)和在所述底部(48)处，所述凹形碗状部的直径沿从所述边沿到所述底部的方向连续地减小。
5.根据权利要求3所述的洗涤器，
-其中，在所述边沿(46)处，所述凹形碗状部的直径沿从所述边沿到所述底部的方向是恒定的或连续地减小。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，
-其中所述凹形碗状部的靠近所述边沿的曲率半径(R1)比所述凹形碗状部的所述底部处的曲率半径(R2)短，并且
-其中所述边沿(46)具有圆形凸缘的形状，所述圆形凸缘具有恒定的直径。
7.根据权利要求6所述的洗涤器，
-其中所述底部处的曲率半径(R2)等于或短于所述边沿的外径(D1)。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，
其中在所述边沿和在所述底部处的曲率半径是所述边沿的外径(D1)的0.5倍。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，
-其中靠近所述边沿的曲率半径(R1)是所述边沿的外径(D1)的0.1倍，并且所述底部处的曲率半径(R2)等于所述边沿的外径(D1)，
-其中所述边沿(46)具有圆形凸缘的形状，所述圆形凸缘具有与所述边沿的外径(D1)相等的恒定的直径，并且
-其中，不包括所述边沿的高度(H1)在内的所述凹形碗状部的高度(H2)是所述边沿的外径(D1)的0.1935倍减去所述凹形碗状部的厚度(S)的0.455倍，或者更小。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，
-其中靠近所述边沿的曲率半径(R1)是所述边沿的外径(D1)的0.154倍，并且所述底部处的曲率半径(R2)是所述边沿的外径(D1)的0.8倍，
-其中所述边沿具有圆形凸缘的形状，所述圆形凸缘具有与所述边沿的外径(D1)相等的恒定的直径，并且
-其中，不包括所述边沿的高度(H1)在内的所述凹形碗状部的高度(H2)是所述边沿的外径(D1)的0.255倍减去所述凹形碗状部的厚度(S)的0.635倍，或者更小。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，
-其中靠近所述边沿的曲率半径(R1)是所述边沿的外径(D1)的0.08倍，并且所述底部处的曲率半径(R2)是所述边沿的外径(D1)的0.875倍，
-其中所述边沿具有圆形凸缘的形状，所述圆形凸缘具有与所述边沿的外径(D1)相等的恒定的直径，并且
-其中，不包括所述边沿的高度(H1)在内的所述凹形碗状部的高度(H2)是所述边沿的外径(D1)的0.2倍，或者更小。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，
-其中靠近所述边沿的曲率半径(R1)是所述边沿的外径(D1)的0.05倍，并且所述底部处的曲率半径(R2)等于所述边沿的外径(D1)，
-其中所述边沿具有圆形凸缘的形状，所述圆形凸缘具有与所述边沿的外径(D1)相等的恒定的直径，并且
-其中，不包括所述边沿的高度(H1)在内的所述凹形碗状部的高度(H2)是所述边沿的外径(D1)的0.16倍，或者更小。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，
-其中靠近所述边沿的曲率半径(R1)为30mm至50mm或是所述边沿的外径(D1)的0.033倍，并且所述底部处的曲率半径(R2)等于所述边沿的外径(D1)，并且
-其中所述边沿具有圆形凸缘的形状，所述圆形凸缘具有与所述边沿的外径(D1)相等的恒定的直径。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的洗涤器，其中所述洗涤器(10)还包括：
-废气入口(14)，用于将废气输送到所述洗涤器室中；
-废气出口(16)，用于将废气输送出所述洗涤器室；以及
-喷嘴(20)，用于喷射洗涤器液体，所述喷嘴在所述洗涤器室内连接到所述管状管(18)。
15.根据权利要求1所述的洗涤器，
其中所述管状管和所述底部通过焊接接头彼此连接；并且
其中所述洗涤器壳体和所述边沿通过焊接接头彼此连接。
16.根据权利要求1所述的洗涤器，
其中所述凹形碗状部包括以如下方式朝向所述洗涤器的外部定向的内表面(40)和朝向所述洗涤器的内部定向的外表面(38)，所述方式为，当从所述洗涤器的外部看时，所述凹形碗状部显现为所述洗涤器壳体中的凹进部。
17.一种海船(22)，包括：
-内燃机(24)，用于推进所述海船；
-管道***(26)，用于将废气从所述内燃机输送到洗涤器，并从所述洗涤器输送到大气中；以及
-供应***(28)，用于将洗涤器液体递送至所述洗涤器；
所述海船的特征在于：
-根据权利要求1至15中任一项所述的洗涤器(10)。
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