NL2002308C2 - EXHAUST GAS DAMPER AND WATER CAPITAL FOR USE IN AN EXHAUST GAS SYSTEM FOR VESSELS. - Google Patents

Description

- 1 -- 1 -

UITLAATGAS DEMPER EN WATER OPVANGEENHEID VOOR TOEPASSING IN EEN UITLAATGAS SYSTEEM VOOR VAARTUIGENEXHAUST GAS DAMPER AND WATER COLLECTION UNIT FOR APPLICATION IN AN EXHAUST GAS SYSTEM FOR VESSELS

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.The present invention relates to an exhaust gas system for a vessel, comprising: - a water collection unit, - an associated damping unit which is provided with an input to be coupled to the manifold of a combustion engine, and - an output for dispensing combustion gases.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een behuizing voor toepassing in een dergelijk systeem en 15 op een desbetreffende werkwijze.The present invention also relates to a housing for use in such a system and to a relevant method.

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.Such an exhaust gas system is known from US-6, 224, 440. The known system comprises a water collection unit which is connected to the combustion chamber (s) of an internal combustion engine via an out-running and narrowly damping, specially designed manifold. From the water collection unit, a drain pipe runs vertically upwards to a damping unit that functions as a muffler. The damping unit, whose input is coupled to the special damping manifold via the water collection unit, opens out behind a propeller coupled to the combustion engine, which serves as a propulsion device for the vessel. Multiple damping takes place in this way.

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.The disadvantage of the known exhaust gas system is that it takes up 30-2 space. On the one hand, damping is applied before the water collection unit, namely in the manifold to be specially designed for this purpose and, on the other hand, annoying higher frequencies are damped behind the water collection unit in the muffler 5. Furthermore, the vertical drainage pipe required for water separation ensures an additional attachment at the required height in the engine compartment of the vessel.

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.The object of the present invention is to provide an improved, compact, universal exhaust gas system that can also be applied to existing vessels with conventional engines.

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.To that end, the exhaust gas system according to the invention is characterized in that the damping unit is arranged in the same housing as the water collection unit, and the water collection unit is arranged downstream of the damping unit for direct water to the outlet via the collected water from the collection unit. directing the combustion gas.

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.Advantage of the system according to the invention that the systems of vessels 25 can be applied to normally used exhaust gas, and can be coupled to conventional manifolds. The water collection unit and the damping unit accommodated in the same housing provide a compact and effective sound-damping exhaust gas system. A housing has deliberately been chosen in which the combustion gas coming from the combustion space or spaces passes through the damping unit in the housing, the entrance of the derap unit being coupled to the manifold. The gases then generally having a relatively high temperature and pressure are thereby given the opportunity to expand freely and not impeded in the damping unit in the damping unit, for example. It has been found that damping of the turbulent hot gases at such high pressures and associated high-frequency pressure wavelengths within the limited space of the damping unit is so effective that multiple and more volume-absorbing damping would in principle be omitted. can stay. Only after that damping does effective dewatering take place in the same housing of the thus compact exhaust gas system at a lower temperature and pressure of the gases that are then somewhat quieter. In this case, the water extracted from the exhaust gases also functions as an additional damping member for in particular the lower frequencies and the low-frequency pressure waves, which appear to be better able to be damped in water.

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.The exhaust gas system, the housing to be used therein and the relevant method according to the present invention will now be further elucidated with reference to the figures below, in which corresponding parts are provided with the same reference numerals.

25 Daarbij toont:25 shows:

Figuur 1 een perspectivische weergave van de behuizing voor toepassing in een uitlaatgas systeem volgens de uitvinding; enFigure 1 is a perspective view of the housing for use in an exhaust gas system according to the invention; and

Figuur 2 een gedeeltelijke langsdoorsnede van de 30 behuizing van figuur 1.Figure 2 shows a partial longitudinal section of the housing of Figure 1.

- 4 -- 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.Figure 1 shows a perspective view and Figure 2 shows a partial longitudinal section of a housing 1 that forms part of a well-known and therefore not shown exhaust gas system of a vehicle or vessel.

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.At the top, the circumference of a series, for example three - in the case shown four - or, if desired, a different number of combustion gas expansion-connected compression segments 2-1, ... 2-4 of a direct and without intervention of other components to be connected to the manifold or the manifold of an internal combustion engine. The damping unit 3 has an input 4 to which the exhaust gases are supplied. The system will in practice comprise a water injection unit not shown in the figures, which is connected between the manifold of the combustion engine and the input 4 of the damping unit 3. Of the exhaust gasses flowing through the unit, in here successively series-connected segments are generally indicated by reference numeral 3, the kinetic (pressure, temperature) and audio energy are further damped. In this embodiment, the input 4 is arranged on the one end face 5 of an elongate housing 1. On the other hand, the damping unit 3 flows through an internal inlet 6 into a water collecting unit 7 arranged downstream of the damping unit 3 and arranged in the same housing 1, whereby water is captured from the gases. The internal inlet 6 is designed such that water that forms in the damping unit 3 can flow therefrom to the underlying collecting unit 7, so that the damping unit 3 remains relatively dry and the aforementioned damping cannot take place therein impeded by water. The outlet 8 is arranged at the bottom of the housing 1 on its other end face 9 in a manner in which a kind of airlock or water barrier is formed, as a result of which the expanded gases from the damping unit 3 are subsequently forced to travel to the outlet 8. to pass the also damping water into the collecting unit 7. The output 8 designed as a flood defense also prevents water from entering the engine from outside via input 4.

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. 15An exhaust gas system for a vessel, comprising: - a water collection unit, 5. a corresponding damping unit which is provided with an input to be coupled to the manifold of a combustion engine, and - an output for the emission of combustion gases, characterized in that the damping unit is arranged in the same housing as the water collection unit, and the water collection unit is arranged downstream of the damping unit for directing the combustion gases via the collected water from the collection unit to the outlet. 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. 20A system according to claim 1, characterized in that the system comprises a water injection unit connected between the manifold of the combustion engine and the input of the damping unit. 20 3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de dempeenheid boven de water opvangeenheid is gelegen.A system according to claim 1 or 2, characterized in that the damping unit is located above the water collection unit. 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.4. System as claimed in any of the claims 1-3, characterized in that the damping unit is composed of a series of combustion gas expansion compression segments connected one behind the other and arranged between its entrance and the internal inlet of the water collection unit. 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.5. System as claimed in claim 4, characterized in that the internal inlet opens into the water collection unit situated below for collecting water from the damping unit and from the combustion gases. 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.6. System as claimed in any of the claims 1-5, characterized in that the input of the damping unit is arranged on one side of the housing and the output of the system arranged on the housing is arranged on the opposite side. 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.System according to claim 6, characterized in that the housing has an elongated longitudinal section, the entrance and the exit being arranged on opposite sides of the housing. 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. 258. Housing suitable for use in the exhaust gas system as claimed in any of the claims 1-7, characterized in that both a damping unit and a water collection unit are arranged in the same housing, the damping unit having an input which is connected to the manifold of an internal combustion engine is coupled, and the water collection unit which is arranged downstream of the damping unit, below the damping unit, guides the combustion gases via water collected therein from those gases to an outlet on the housing. 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. 59. Method in which combustion gases from a combustion engine are fed to a dry damping unit mounted in a housing in which segments of the unit, pressure and sound waves are damped in a series of successive expansion segments, wherein water released from the gases is enabled during damping to walk from the damping unit to an underlying water collection unit arranged in the same housing in which water is extracted from the gases and in which low-frequency pressure and sound waves are damped. 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.A method according to claim 9, characterized in that after combustion in the combustion engine, the combustion gases are subjected to injection with water before being supplied to the damping unit.