本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括：產(chǎn)生排氣的內(nèi)燃機(jī)、構(gòu)造成接收排氣的排氣接收器、和氣體處理裝置。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生不同量的污染物，所述污染物可以很多種方式減少。一個(gè)方法是再循環(huán)給定量的排氣并借此在燃燒過(guò)程中減少nox的形成。

在排氣再循環(huán)之前，必須降低溫度并且必須對(duì)顆粒和硫進(jìn)行處理以防止損害內(nèi)燃機(jī)。處理排氣的一個(gè)方式是借助預(yù)洗滌器處理，其中naoh/水被注入該排氣再循環(huán)(egr)氣體中。在蒸發(fā)過(guò)程中，形成so3氣溶膠、碳煙顆粒和鹽顆粒，它們之后在氣體作為凈化氣體被送入內(nèi)燃機(jī)之前在隨后的洗滌器中被除去。為了改進(jìn)這一過(guò)程，需要這樣的一種替代方案，即該替代方案能夠補(bǔ)充或甚者代替已知的洗滌器/過(guò)濾器，因?yàn)橐阎倪^(guò)濾器技術(shù)因在預(yù)洗滌器處理期間形成的高顆粒含量而將時(shí)間定的非常短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是完全或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)和不足。更特別地，一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的氣體處理裝置，該氣體處理裝置比已知洗滌器更高效地去除和防止形成so3氣溶膠、鹽顆粒和碳煙顆粒。

從下面的描述中將變得顯而易見(jiàn)的上述目的以及眾多的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征由根據(jù)本發(fā)明的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括：

-產(chǎn)生排氣的內(nèi)燃機(jī)；

-構(gòu)造成接收排氣的排氣接收器；以及

-氣體處理裝置，該氣體處理裝置包括具有頂面、排氣入口和出口的殼體，該氣體處理裝置布置在該排氣接收器的下游并且包括板形元件，所述板形元件垂直于所述殼體的頂面布置并具有在板形元件的頂端處的頂部邊緣、底端、面向排氣入口的第一邊緣和面向所述出口的第二邊緣，所述板形元件具有在所述排氣入口與所述出口之間的用以確保排氣沿所述板形元件從所述排氣入口流至所述出口的板延伸部和布置在所述板形元件的第二邊緣處的液滴捕集部件，

其中，所述氣體處理裝置包括液體供應(yīng)裝置，該液體供應(yīng)裝置構(gòu)造成沿所述板形元件的頂部邊緣的一部分供應(yīng)液體以確保液體從所述板形元件的頂端流向所述板形元件的底端。

上述氣體處理裝置可與所述排氣接收器流體連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述板形元件可具有第一面和第二面，所述液體供應(yīng)裝置構(gòu)造成向所述第一面和所述第二面二者供應(yīng)液體。

在另一實(shí)施例中，可在所述殼體中布置多個(gè)板形元件，所述多個(gè)板形元件之間具有相互距離以形成用于所述排氣的流動(dòng)路徑。

上述距離可取決于氣流速度和可接受的壓降并且可取決于內(nèi)燃機(jī)構(gòu)型。

此外，所述殼體可具有垂直于所述板延伸部的橫截面，并且所述板形元件可沿所述橫截面均勻分布。

進(jìn)一步地，每隔一個(gè)板形元件可具有比相鄰的板形元件更長(zhǎng)的板延伸部，從而液滴捕集部件是沿從所述排氣入口至所述出口的殼體延伸部錯(cuò)位的。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述液體供應(yīng)裝置可沿所述頂部邊緣的至少25％，優(yōu)選沿所述頂部邊緣的至少50％，更優(yōu)選沿所述頂部邊緣的至少75％供應(yīng)液體。

在另一實(shí)施例中，所述殼體的所述頂面可以是液體容器的一部分。

上述頂面還可具有與所述板形元件相對(duì)布置的通槽。

所述通槽可形成液體分配通道。

此外，所述板形元件可突伸至所述通槽中。

此外，所述通槽可具有寬度且所述板形元件可具有厚度，所述寬度大于所述厚度，從而在所述板形元件與所述通槽之間提供液體流動(dòng)通路。

所述通槽還可對(duì)著所述板形元件的頂部邊緣布置。

進(jìn)一步地，可設(shè)置多個(gè)導(dǎo)管，所述導(dǎo)管具有孔，所述孔布置成使得所述孔面向所述板形元件的頂部邊緣。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述液體供應(yīng)裝置可以預(yù)定液體速率將液體遞送至所述板形元件，所述液體速率根據(jù)所述排氣的速度調(diào)節(jié)。

在另一實(shí)施例中，液體冷卻單元可構(gòu)造成在所述液體被給送至所述液體供應(yīng)裝置之前冷卻所述液體。

在又一實(shí)施例中，可在所述板形元件的底部邊緣下方布置收集容器。

此外，所述液體可以是水與氫氧化鈉的混合物。

此外，一個(gè)或多個(gè)所述板形元件可沿所述板延伸部設(shè)置一個(gè)或多個(gè)彎曲部。

所述彎曲部可在最靠近所述板形元件的第二端處最大。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述板形元件的所述第一邊緣可限定出入口面積，所述入口面積在0.5-20m²之間，優(yōu)選在1.5-5.0m²之間。

在另一實(shí)施例中，所述液滴捕集部件可沿所述第二邊緣的至少75％布置。

所述液滴捕集部件還可從所述底部邊緣起沿所述第二邊緣向上布置。通過(guò)將所述液滴捕集部件從底部邊緣起沿第二邊緣向上布置，確保了所有的功能。

上述液滴捕集部件可具有v形或u形橫截面。

此外，所述排氣可包含so3氣凝膠、鹽顆粒和碳煙顆粒。

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還可包括預(yù)洗滌器。

此外，所述氣體處理裝置可布置在所述預(yù)洗滌器的下游。

此外，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)可包括水霧捕集器。

此外，所述氣體處理裝置可布置在所述水霧捕集器的上游。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)可包括冷卻單元。

所述氣體處理裝置還可臨近所述冷卻單元地布置在所述冷卻單元的上游或下游。

在另一實(shí)施例中，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還可包括布置在所述冷卻單元下游的洗滌器。

在又一實(shí)施例中，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)可包括渦輪增壓器。

此外，所述氣體處理裝置可布置在所述渦輪增壓器的下游。

此外，可在所述渦輪增壓器的下游布置冷卻單元，并且所述氣體處理裝置可分別布置在所述冷卻單元和所述渦輪增壓器的下游。

此外，所述排氣可在所述排氣接收器的下游被分成排氣再循環(huán)支路和渦輪增壓器支路。

另外，所述氣體處理裝置可與所述排氣再循環(huán)支路和/或所述渦輪增壓器支路流體連接。

所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還可包括凈化氣體接收器。

上述凈化氣體接收器可與所述內(nèi)燃機(jī)流體連接。

此外，所述氣體處理裝置可布置在所述凈化氣體接收器的上游。

此外，可在所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中布置多個(gè)氣體處理裝置。

此外，可串聯(lián)布置兩個(gè)氣體處理裝置。

最后，所述內(nèi)燃機(jī)可以是二沖程內(nèi)燃機(jī)。

附圖說(shuō)明

下面將參考后附的示意圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明及其許多優(yōu)點(diǎn)，所述示意圖出于示例目的僅示出了一些非限制性的實(shí)施例，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的示意圖；

圖2示出了氣體處理裝置的透視圖；

圖3示出了氣體處理裝置的板形元件的透視圖；

圖4示出了不帶頂面的圖1的氣體處理裝置；

圖5-9示出了內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)其它實(shí)施例的示意圖；

圖10示出了另一氣體處理裝置的透視圖；以及

圖11示出了具有氣體處理裝置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的透視圖。

所有的附圖是高度示意性的，未必按比例繪制，并且它們僅示出了闡明本發(fā)明所必需的那些部件，省略或僅暗示了其它部件。

具體實(shí)施方式

圖1示出了具有內(nèi)燃機(jī)2的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100，該內(nèi)燃機(jī)2通過(guò)燃料如重燃料油、氣體或柴油提供動(dòng)力并產(chǎn)生排氣。該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100還包括構(gòu)造成接收排氣的排氣接收器3和用于處理排氣的氣體處理裝置4。氣體處理裝置4布置在排氣接收器3的下游，該排氣接收器接收的一部分排氣用于排氣再循環(huán)過(guò)程，而另一部分排氣用于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器50，該渦輪增壓器具有由排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)51，用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)52。因此，排氣在排氣接收器3的下游被分成排氣再循環(huán)支路48和渦輪增壓器支路49。

內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100還包括預(yù)洗滌器31，在該預(yù)洗滌器中，通過(guò)向氣體中噴射水(h2o)和氫氧化鈉(naoh)的混合物來(lái)對(duì)排氣進(jìn)行處理以形成氣溶膠、鹽顆粒、液滴和so3顆粒。氣體處理裝置4布置在預(yù)洗滌器31的下游，用于除去在預(yù)洗滌器31中形成的氣溶膠、鹽顆粒、液滴和so3顆粒。在氣體處理裝置4的下游，使氣體在冷卻單元32中冷卻，之后使氣體流入洗滌器33中并隨后進(jìn)入水霧捕集器(wmc)34，以捕集氣體中剩余的液滴，之后氣體在凈化氣體接收器37中被接收?？稍O(shè)置風(fēng)機(jī)35，以用于在氣體被接收在凈化氣體接收器37中并再次送入內(nèi)燃機(jī)2之前增大氣體的壓力。來(lái)自渦輪增壓器50的壓縮機(jī)52的氣體也在第二冷卻單元38中的被冷卻，并且在氣體被送入凈化氣體接收器37之前在第二水霧捕集器39中捕集液滴。設(shè)置第一閥41來(lái)重新引導(dǎo)來(lái)自壓縮機(jī)52的一部分氣體。第二閥42是轉(zhuǎn)換閥。在預(yù)洗滌器33上游設(shè)置有第三閥43，該第三閥是關(guān)閉閥。

圖2的氣體處理裝置4包括具有頂面6、排氣入口7和出口8的殼體5。氣體處理裝置4還包括多個(gè)板形元件9，所述多個(gè)板形元件垂直于殼體5的頂面6地布置在直立位置。如在圖3中所示，每個(gè)板形元件9均具有第一面21和第二面22，它們?yōu)榘逍卧?的主表面。板形元件9具有在板形元件9的頂端11處的頂部邊緣10、底端12、面向圖2中的殼體5的排氣入口7的第一邊緣14、和面向殼體5的出口8的第二邊緣15。如在圖2中所示，板形元件9具有在排氣入口7與出口8之間的板延伸部16，以確保排氣沿著板形元件9從排氣入口7流動(dòng)至出口8，并且在板形元件9的第二邊緣15處設(shè)置有液滴捕集部件17，以捕集沿板形元件9流動(dòng)的液滴，從而確保液滴不會(huì)在第二邊緣15處再次進(jìn)入氣體中。氣體處理裝置4還包括液體供應(yīng)裝置18，該液體供應(yīng)裝置可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)凸緣19(在圖2中示出)進(jìn)給naoh水溶液，所述一個(gè)或多個(gè)凸緣19構(gòu)造成沿圖3中示出的板形元件9的頂部邊緣10的一部分供應(yīng)液體以確保液體垂直于排氣的沿板延伸部16的流動(dòng)方向地從板形元件9的頂端11流向板形元件9的底端12。液體供應(yīng)裝置18構(gòu)造成將液體供應(yīng)至各板形元件9的第一面21和第二面22，并且液體供應(yīng)裝置18沿頂部邊緣的至少25％，優(yōu)選沿頂部邊緣的至少50％，更優(yōu)選沿頂部邊緣的至少75％供應(yīng)液體，以提供沿板形元件9的第一面21和第二面22向下流動(dòng)的薄液層。如可在圖2中看到的，殼體5的頂面6形成為液體供應(yīng)裝置18的液體容器24的一部分，并且頂面6形成為液體容器24的底部的一部分。

在圖3中，板形元件9沿板延伸部16設(shè)置有多個(gè)彎曲部26，并且彎曲部26沿所述板延伸部16和流動(dòng)方向增大，從而在最靠近板形元件9的第二端處的彎曲部26最大。以這種方式，最大的顆粒和液滴在板形元件9的最靠近第一邊緣14的第一部分27中被捕集而不會(huì)被射出并撞擊板形元件9并且借此在氣體流動(dòng)前行的同時(shí)被捕集。如果板形元件9在第一部分27中也具有較大的彎曲部26，則排氣中的液滴和顆粒將更直接流動(dòng)進(jìn)入板形元件9并因此撞擊板形元件9，從而導(dǎo)致液滴和/或顆粒被分細(xì)并重新進(jìn)入氣體中的高風(fēng)險(xiǎn)，而不是滯留在板形元件9上并流入液滴捕集部件17中。較小的液滴、顆粒和/或氣溶膠在下游被進(jìn)一步捕集在位于板形元件9的第二部分28處的較大彎曲部26中。液滴捕集部件17沿第二邊緣15的至少75％布置，從底端12開(kāi)始并沿第二邊緣15向上延伸。液滴捕集部件17具有v形或u形的橫截面。

圖4的氣體處理裝置4包括布置在殼體5中的多個(gè)板形元件9，所述多個(gè)板形元件之間具有相互距離d，以形成用于排氣的流動(dòng)路徑23。以這種方式，排氣被迫沿每個(gè)板形元件9流動(dòng)并跟隨板形元件的彎曲部26。殼體5具有垂直于板延伸部16的橫截面，并且板形元件9沿該橫截面均勻分布。每隔一個(gè)板形元件9具有比相鄰的板形元件9更長(zhǎng)的板延伸部16，以確保液滴捕集部件17是沿從排氣入口7至出口8的殼體延伸部29錯(cuò)位的。

在圖10中，氣體處理裝置4的殼體5的頂面6具有與板形元件9相對(duì)布置的通槽25，并且通槽25形成液體分配通道30。槽25對(duì)著板形元件9的頂部邊緣10布置。槽25具有寬度w且板形元件9具有厚度t，并且寬度w大于厚度t以確保在板形元件9與槽25之間提供出液體分配通道30。因此，液體供應(yīng)裝置18的液體容器24中的液體流動(dòng)經(jīng)過(guò)在槽25與突伸到槽25中的板形元件9之間形成的液體分配通道30并沿板形元件9向下流。收集容器44布置在板形元件9的底端12的下方。在另一實(shí)施例中，氣體處理裝置4可替代地具有多個(gè)導(dǎo)管，所述多個(gè)導(dǎo)管具有孔，所述孔布置成面向板形元件9的頂部邊緣10。導(dǎo)管然后被流體連接至液體供應(yīng)裝置18。

在圖10，板形元件9的第一邊緣14限定出入口面積ai，該入口面積可大于排氣入口7。入口面積ai在0.5-20m²之間，優(yōu)選在1.5-5.0m²之間。

液體供應(yīng)裝置18以預(yù)定液體速率將液體遞送至板形元件9，所述液體速率根據(jù)排氣的速度調(diào)節(jié)。液體是水(h2o)和氫氧化鈉(naoh)的混合物。

在圖1和5中，氣體處理裝置4布置在水霧捕集器34的上游。在圖5中，氣體處理器4布置成與排氣接收器3直接流體連通，而不是與預(yù)洗滌器31或洗滌器33(在圖1中示出)直接流體連通。因此，氣體處理裝置4通過(guò)僅一個(gè)過(guò)程步驟凈化排氣，之后氣體流入冷卻單元32并且進(jìn)一步流到水霧捕集器34上。氣體處理裝置4臨近冷卻單元32地布置在冷卻單元32的上游。

在圖6中，氣體處理裝置4與冷卻單元32相鄰地布置在該冷卻單元的下游。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100包括在冷卻單元32上游的預(yù)洗滌器31，從而排氣在進(jìn)入氣體處理裝置4之前在預(yù)洗滌器31中被預(yù)處理并且在冷卻單元32中被冷卻。因此，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100沿排氣再循環(huán)支路48不需要水霧捕集器34(在圖1中示出)，因?yàn)樗F在氣體處理裝置4中被捕集。

當(dāng)通過(guò)某些燃料提供動(dòng)力時(shí)，在圖7中示出的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100沿排氣再循環(huán)支路48僅包括氣體處理裝置4和風(fēng)機(jī)35，因?yàn)闅怏w處理裝置4足以能夠凈化排氣中的所有顆粒、液滴、氣溶膠。當(dāng)以某些種類的燃料運(yùn)行時(shí)，顆粒、液滴和氣溶膠的量相比于例如重燃料油被顯著減少。此外，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100僅包括氣體處理裝置4時(shí)，在預(yù)洗滌器31中形成的顆粒也不再需要除去。如在圖7中所示，設(shè)置有液體冷卻單元45，以便在液體被給送至氣體處理裝置4的液體供應(yīng)裝置之前冷卻所述液體。

在圖8中，氣體處理裝置4與渦輪增壓器支路49流體連接并布置在渦輪增壓器50的下游。在渦輪增壓器50的下游布置有冷卻單元38，并且氣體處理裝置4布置在冷卻單元38和渦輪增壓器50二者的下游。

在圖9中，在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100中設(shè)置有兩個(gè)氣體處理裝置4。一個(gè)氣體處理裝置4與渦輪增壓器支路49流體連接，而另一個(gè)氣體處理裝置與排氣再循環(huán)支路48流體連接。氣體處理裝置4與渦輪增壓器支路49流體連接，以起到冷卻器和水霧捕集器二者的功能。在另一實(shí)施例中，沿排氣再循環(huán)支路48或渦輪增壓器支路49中的一個(gè)串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)氣體處理裝置4。

內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100的內(nèi)燃機(jī)2是二沖程內(nèi)燃機(jī)或四沖程內(nèi)燃機(jī)2。

在圖11中以透視圖示出了內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100，其具有排氣接收器3、氣體處理裝置4和內(nèi)燃機(jī)2。

盡管上面已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不背離如下面的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的情況下可想到的若干變型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。