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JPH11200837A - 高温ガスと冷却水の混合装置 - Google Patents

高温ガスと冷却水の混合装置

Info

Publication number
JPH11200837A
JPH11200837A JP10033478A JP3347898A JPH11200837A JP H11200837 A JPH11200837 A JP H11200837A JP 10033478 A JP10033478 A JP 10033478A JP 3347898 A JP3347898 A JP 3347898A JP H11200837 A JPH11200837 A JP H11200837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
exhaust pipe
exhaust gas
exhaust
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10033478A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Suzuki
正躬 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP10033478A priority Critical patent/JPH11200837A/ja
Publication of JPH11200837A publication Critical patent/JPH11200837A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/004—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for marine propulsion, i.e. for receiving simultaneously engine exhaust gases and engine cooling water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却水の量の変化に伴う、水圧の変化を少な
くし、高温の排気ガスを均等に冷却することを目的とす
る。 【構成】 排気管端部に、弾性のある隔壁を持った冷却
水室を設け、排気管端面と弾性隔壁の間にリング状隙間
を設け、排気ガスに冷却水を噴出し冷却する。弾性隔壁
が弾性によって冷却水の水量の増減に伴い、リング状隙
間の間隔を増減することで、水量の変化による水圧の変
化を少なくする。また冷却水室への冷却水供給管は排気
管と適当な角度を持たせ、冷却水に旋回運動をさせる働
きをするように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】ガソリンエンジンやディーゼルエ
ンジンあるいはガスタービン、ボイラー等（以後機関装
置という）の燃焼した高温排気ガス（以後排気ガスとい
う）に冷却水を噴射し、排気ガスを冷却する装置に関す
る発明である。
【０００２】
【従来の技術】従来排気ガスを直接外部に排気すること
ができない場合、水と混合して冷却した排気ガスを排出
する場合がある。特に船舶用機関では水面上に排気する
事が多く、高温ガスは危険でもあり排気管内に水を噴射
し排気温度を下げることがふつうに行われている。これ
ら排気ガスは機関装置の出力変化に伴い、その流量に大
きな変動があり、これを冷却する冷却水もガス量に合わ
せて変化させる必要がある。排気ガスを効果的に冷却す
るためには、冷却水の噴射ノズルを用いる必要がある
が、流量の大きい場合に合わせて大きなノズルを設計す
れば、流量の少ないときには冷却水の噴射が均等になら
ず、部分的に高温のガスが流れて排気管が焼けたり、外
部に高温のガスが流れ出し危険であった。また、流量の
少ない場合に合わせて小さなノズルを設計すれば、流量
の多いときに水圧が高くなり、装置が破損したり、高い
水圧に対抗して大きなポンプが必要となったりして問題
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の様
な排気ガス量の変化する条件に対応して、冷却水流量を
変化させた場合にも水圧変化を少なくし、常に均等な噴
射条件を作り、排気ガスと冷却水を均一に混合させ、効
率よく冷却出来るようにすることを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の高温ガスと冷却水の混合装置（以後混合
装置という）の一つは、排気管の排気出口端部の排気管
外周に排気管を囲む冷却水室を設け、排気管端面側の冷
却水室隔壁内端に排気管に接して、リング状間隙を設け
ることを特徴とする。この発明の装置の一つは、上記排
気管端面側のリング状間隙を持つ隔壁に弾力性を持たせ
る事を特徴とする。この発明の混合装置の他の一つは、
排気管端面と、この端面側冷却水室隔壁内端のリング状
間隙部は近接しており、弾力による隔壁の動きによって
隔壁内端のリング状間隙が排気管壁あるいは、排気管端
面と干渉出来るようにしたことを特徴とする。この発明
の混合装置の他の一つは、冷却水室への冷却水入口を排
気管の方向と任意に交差する様にして、冷却水に旋回運
動をあたえる様にしたことを特徴とする。
【０００５】
【作用】この発明の混合装置は、排気管端面部に設けら
れた冷却水室隔壁の排気管と接する内端のリング状間隙
から、排気ガスの全外周に冷却水を円筒膜状に噴射する
から、冷却水は排気管からでる排気ガスを囲むように噴
出し、膨張する排気ガスと十分に混合する。また冷却水
量が増加すると弾力性のある隔壁はわずかな水圧により
膨らみ、隔壁内端のリング状間隙は押し広げられ、面積
を増大するから、噴出流量が増え水圧が異常に上昇する
ことはない。さらに排気管端面と隔壁内端を十分接近し
て設ける事により、少しの水圧でも隔壁が排気管端面よ
り先に出るため、リング状間隙はさらに広がり、水圧の
上昇を防ぐことが出来る。このように排気管端面より隔
壁内端が先に出た場合には、冷却水は排気管の中心に向
かって噴出するから、混合し易くなる。しかし、あまり
急激に高温の排気ガスに冷却水を混合することは、爆発
的に水が蒸発するため、好ましくない場合もある。この
ような場合には、冷却水の入り口管を適当な角度で排気
管と交差させることによって、冷却水に適当な旋回速度
を持たせ、噴出流を旋回の遠心力によって円錐状に外側
に広げることで、急激な排気ガスとの混合を防ぐことも
出来る。
【０００６】
【実施例】添付図面で図１は混合装置一例の斜横断面図
であり、１は排気管、２はその排気管端部に設けられた
冷却水室、３は弾力性のある材料によって構成される弾
性隔壁であって、４は隔壁内側の排気管と接する部分に
設けられたリング状間隙である。５は冷却水入り口管で
ある。６は冷却水の流れであり、７は排気ガスの膨張す
る膨張室で、８は排気ガスの流れである。冷却水室に充
満した冷却水６はリング状隙間４を通って排気ガスの膨
張する膨張室７に円筒状の水幕となって噴射される。図
２は縦断面図であり、図３に示すＹ方向から見た断面を
示す。５の冷却水入り口管より入った水６は、冷却水の
流れで示すように旋回運動を発生し、リング状隙間より
膨張室に噴出する。図３は図２のＸ−Ｘで切断した縦断
面図である。冷却水６の旋回速度は５の入り口管の向き
や角度によって変化する。図４は図２のＡ部の拡大図で
あり、少ない水量の場合の冷却水の流れを示し、３の弾
性隔壁のなすリング状間隙４と排気管端部の干渉位置及
びそのときの冷却水の流れ６を示す横断面図であり、少
ない水量における隔壁の状態を示す。図５は図２のＡ部
の拡大図であり、中程度の水量の場合の冷却水の流れを
示し、３の弾性隔壁は水圧によって図４よりさらに、た
わんだ状態を示している。冷却水６は排気ガス８の流れ
の中心に向かって旋回しながら噴き出す。図６は図２の
Ａ部の拡大図であり、図５よりさらに水量の多い場合に
おける冷却水の流れを示す。３の隔壁はさらに多い水量
によって大きく移動し、この隔壁３の大きな移動によっ
て、リング状間隙４は広くなり、大量の冷却水が排気ガ
ス８の中心に向かって旋回しながら流れ込む。この発明
は次のような形態をとることもできる。 （１） 弾性のある隔壁としてゴム、プラスチックの
板、金属の板等を用いることが出来る。
【０００７】
【発明の効果】この発明は前記のように構成され、広い
冷却水量の変動範囲で排気ガスの流れに対し、その外周
に均等に噴出し、冷却の偏りや水圧の異常な上昇も防
ぎ、かつ均一に排気ガスと混合し、効率よく排気ガスを
冷却する。
【０００８】
【図面の簡単な説明】
【図１】 高温ガスと冷却水の混合装置一例の斜視図
【図２】 高温ガスと冷却水の混合装置一例の横断面図
【図３】 高温ガスと冷却水の混合装置一例の縦断面図
【図４】 少ない冷却水量における、弾性隔壁と噴出水
の関係を示す図
【図５】 中程度の冷却水量における、弾性隔壁の動き
と噴出水の関係を示す図。
【図６】 多量の冷却水量における、弾性隔壁の動きと
噴出水の関係を示す図。
【符号の説明】
１・・・排気管 ２・・・冷却水室 ３・・・弾性
隔壁 ４・・・リング状隙間 ５・・・冷却水入り口管
６・・・冷却水の流れ ７・・・膨張室 ８・・・排気ガスの流れ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｌ 53/00 Ｆ１６Ｌ 53/00 Ａ 55/00 55/00 Ｇ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気管の出口側端部の外周に設けた水室
    の排気出口側の水室隔壁に弾力性を持たせ、排気管の排
    気出口管と弾力性のある隔壁の間に、排気管端部と相互
    に干渉できるような、リング状の冷却水噴出口を設けた
    高温ガスと冷却水の混合装置。
JP10033478A 1998-01-07 1998-01-07 高温ガスと冷却水の混合装置 Pending JPH11200837A (ja)

Priority Applications (1)

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JP10033478A JPH11200837A (ja) 1998-01-07 1998-01-07 高温ガスと冷却水の混合装置

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JP10033478A JPH11200837A (ja) 1998-01-07 1998-01-07 高温ガスと冷却水の混合装置

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JPH11200837A true JPH11200837A (ja) 1999-07-27

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10033478A Pending JPH11200837A (ja) 1998-01-07 1998-01-07 高温ガスと冷却水の混合装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002018752A1 (en) * 2000-08-28 2002-03-07 Ingenjörsfirma Jan Lindholm Ab A water cooled exhaust tube
CN102251839A (zh) * 2011-06-21 2011-11-23 潍柴动力股份有限公司 一种水套排气管
CN107035933A (zh) * 2017-02-28 2017-08-11 中国十七冶集团有限公司 一种长距离输送热力管升温升压的加热装置及使用方法

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