DE202008016546U1

DE202008016546U1 - Abscheiderprofil für Tropfenabscheider

Info

Publication number: DE202008016546U1
Application number: DE200820016546
Authority: DE
Original assignee: En Umwelt Beratung E V I; Energie-Umwelt-Beratung Ev -Institut-
Current assignee: En Umwelt Beratung E V I; Energie-Umwelt-Beratung Ev -Institut-
Priority date: 2008-12-13
Filing date: 2008-12-13
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-12-14

Abstract

Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine wellenartige Querschnittsform aufweist.

Description

Gegenstand der Erfindung:
Das vorliegende Gebrauchsmuster beschreibt eine Lamellenprofilform zur Abscheidung von Tropfen aus der Ladeluft eines Verbrennungsmotors.
Zur weiteren Leistungssteigerung werden moderne Schiffsdieselmotoren mit über den Umgebungsdruck verdichteter Ladeluft beschickt. Während des polytropen Verdichtungsprozesses kommt es in der Ladeluft zu einem Temperaturanstieg. Durch eine nachfolgende Rückkühlung der Ladeluft wird die in den Motor eingebrachte Luftmenge weiter gesteigert, was eine weitere Leistungserhöhung bei gleichzeitiger Senkung der thermischen Lasten des Motors zur Folge hat. In Abhängigkeit einzelner Prozeßparameter kann es in der Ladeluft während des Rückkühlens zur Taupunktunterschreitung mit Kondensatbildung kommen.
Untersuchungen haben gezeigt, daß dieser ladeluftseitige Kondensateintrag zu einer nachhaltigen Schädigung der Laufbuchsenoberfläche führen kann. Der hohe Energieeintrag in die Kondensattropfen beim Auftreffen auf die heiße Laufbuchsenoberfläche führt zu deren sofortigen Verdampfung mit explosionsartiger Volumenzunahme. Dadurch kommt es zum Wegsprengen des an der Laufbuchsenoberfläche anhaftenden Ölfilms. Wird keine umgehende Wiederherstellung des Ölfilms erreicht, so kommt es an der Reibpaarung Zylinderkopf/Laufbuchse zu lokaler Festkörperreibung
Um ein Eindringen dieser Kondensattropfen in den Brennraum zu verhindern, sind dem Ladeluftkühler Tropfenabscheider nachgeschaltet. Betriebserfahrungen haben jedoch gezeigt, daß insbesondere bei Fahrten in Gebieten mit hoher Umgebungsluftfeuchte der Abscheidegrad bisher verwendeter Wasserabscheider den Anforderungen eines langfristig störungsfreien Schiffsmaschinenbetriebs nicht gerecht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde den Motor auch bei wechselnden Betriebspunkten und unter hohen Kondensatlasten vor Kondensateintrag zu schützen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das die Lamellenprofile mit einer geeigneten Länge in relativen Abstand zueinander positioniert werden, so daß sich zwischen ihnen ein Spalt ausbildet, durch den der beladene Gasstrom geleitet wird. Aufgrund der besonderen Profilstruktur kommt es über die Strömungslänge des Spalts zur wiederholten Strömungsumlenkung. Die in der Strömung mitgeführten Tropfen können in den Punkten der Umlenkung durch ihre größere Dichte dem Verlauf der Gasströmung nicht mehr folgen und werden in die Drainagebereiche geschleudert.
In der bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Profil eine wellenartige Querschnittsform auf, um den Gasstrom zwischen parallel angeordneten Profilen umzulenken.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Profil in seiner Profilstärke Drainageräume auf, in denen abgeschiedene Flüssigkeit getrennt vom Gasstrom ablaufen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung verfügt das Profil über Durchbrüche in der Profiloberfläche zu den Drainageräumen, so daß aus dem Gasstrom abgeschiedene Flüssigkeit in die Drainageräume eindringen und dort abgeleitet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Profilkörper aus einzelnen sich wiederholenden Teilsegmenten zusammengefügt. Durch wechselseitiges Verbinden der Einzelelemente kann die Profiltiefe je nach Anwendungsfall angepaßt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Abscheiderprofil mit einem speziell geformten Einströmsegment erweitert. Die dadurch erzielte bessere Profilanströmung erlaubt eine Verbesserung der Abscheidung mit begleitender Senkung der Druckverluste während der Abscheidung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Profil durch ein speziell geformtes Ausströmsegment erweitert. Dieses Segment weist in seiner Profilstärke besondere Drainagehohlräume zum Ableiten letzter Flüssigkeitsbestandteile im Gasstrom auf. Zusätzlich wird die Strömung hinter den Abscheiderprofilen verbessert.
In einer weiteren zu bevorzugenden Ausführung sind die Abscheiderprofile parallel zueinander zu positionieren, so daß zwischen ihnen ein Spalt entsteht, in den der beladenene Gasstrom eingeleitet wird.
Weitere Vorteile der neuen Abscheiderprofilform ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, das nachfolgend Anhand der Zeichnung näher erläutert wird, in deren
1 einen Ausschnitt aus dem Abscheiderprofil,
2 eine Darstellung von zwei parallel angeordneten Abscheiderprofilen mit Ein- und Ausströmteil
3 eine Darstellung von zwei parallel angeordneten Abscheiderprofilen in isometrisher Darstellung
schematisch erläutert sind.
1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Querschnitt des Abscheiderprofils 1. Das ausgetragene Profil weist eines wellenartige Profilform zur Umlenkung der Strömung auf. In die Profilstärke sind Drainagehohlräume 2 eingearbeitet, in denen das abgeschiedene Wasser von der Gasströmung getrennt ablaufen kann. Der Zugang zu diesen Drainagehohlräumen erfolgt durch Aussparungen 3 in der Profiloberfläche. Die hier dargestellte Ausführungsform mit einzelnen wechselseitig verbundenen Elementen 4 kann zur Verbesserung von Strömungseigenschaften und Abscheidegrad mit Einströmsegmenten 5 und Ausströmsegmenten 6 erweitert werden. Durch die parallele Anordnung von mindestens 2 Abscheiderprofilen (2 und 3) entsteht ein Spalt 7, in den der partikelbeladene Gasstrom 8 eingeleitet wird. Der Gasstrom 9 wird zwischen den Abscheiderlamellen wiederholt umgelenkt. Aufgrund der höheren Dichte kann die Tropfenbeladung dem Gasstromverlauf nicht folgen, und wird durch die Drainageöffnungen 3 in die Drainagehohlräume 2 geschleudert 10 und dort abgeschieden.

Claims

Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine wellenartige Querschnittsform aufweist.
Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in seiner Profilstärke Drainagehohlräume eingebracht sind zur Aufnahme und Ableitung der abgeschiedenen Flüssigkeit.
Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in seiner Oberfläche Durchbrüche aufweist, durch die die Flüssigkeit in die Drainagehohlräume eindringen kann.
Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geometrische Ort der Drainagedurchbrüche so gelegt ist, daß aus dem Gasstrom geschleuderte Flüssigkeit direkt in den Drainagehohlraum geworfen wird.
Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es aus sich wiederholenden Einzelsegmenten zusammengefügt werden kann und somit in seiner Länge angepaßt werden kann.
Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es durch besondere Einströmsegmente und Ausströmsegmente erweitert werden kann zur Optimierung von Strömung und Abscheidung.
Wasserabscheiderprofil spezieller Form, wie dargestellt in 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch parallele Anordnung von Profilkörpern ein Spalt entsteht, in die der beladene Gasstrom eingeleitet wird.