專利名稱：用于船舶的機(jī)械裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及用于船舶的機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置包括 燃燒單元；排氣管道組件，該排氣管道組件包括第一分支管和第二分支管，并且與所述燃燒 單元連接，以接收排氣流并用于將所述排氣流引向大氣；以及排氣凈化系統(tǒng)，該排氣凈化系 統(tǒng)沿所述排氣的流動方向布置，借此，所述第二分支管與所述燃燒單元連接，所述第一分支 管與所述第二分支管連接。根據(jù)權(quán)利要求14的前序部分，本發(fā)明還涉及用于操作船舶的機(jī) 械裝置的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，用于船舶的機(jī)械裝置包括一個或更多個燃燒單元，諸如柴油機(jī)、燃油鍋 爐、焚化爐等。所述燃燒單元通常具有獨(dú)立的排氣管道組件，借此還針對每個燃燒單元分別 進(jìn)行排氣凈化。來自燃油鍋爐的氣體有時被稱作煙道氣。來自柴油機(jī)的氣體經(jīng)常被稱作排氣。下 面，術(shù)語排氣將針對來自所有相關(guān)類型的燃燒單元的氣體使用。可以通過改進(jìn)燃燒單元的性能、通過使用較清潔的燃料或者通過凈化排氣來獲得 排氣排放的減少。在以前的已知方案中，關(guān)于排氣凈化，機(jī)械裝置設(shè)置有用于氮氧化物(NOx)的排氣 凈化系統(tǒng)。然而，目前由于尤其是在港口情況下和海岸附近對于減少排氣排放的要求提高， 因此，有必要凈化從富硫燃料(諸如傳統(tǒng)的重質(zhì)燃料油)放出的硫氧化物(SOx)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了避免上述問題，并且為了提供一種有效減少排氣排放的機(jī)械 裝置。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置和根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的基本思路是避免由凈化裝置造成的排氣背壓增大，減少用于凈化排氣的 設(shè)備并且使與燃燒單元的操作程度有關(guān)的凈化性能最佳。首先，所述排氣管道組件被分成 第一分支管和第二分支管，所述第一分支管通向所述排氣凈化系統(tǒng)，所述第二分支管與所 述燃燒單元連接并從該燃燒單元延伸，并且還通向大氣。其次，風(fēng)扇單元被設(shè)置成與所述第 一分支管流動連通，第一閥裝置被設(shè)置在所述第一分支管中。有利的是，來自與對應(yīng)的第一 分支管和第二分支管連接的多個燃燒單元的排氣由相同的排氣凈化系統(tǒng)凈化。在正常的航海條件下，當(dāng)所述燃燒單元以具有給定排氣流的給定水平驅(qū)動時，所 述排氣凈化系統(tǒng)可以具有用于所述燃燒單元的對應(yīng)組合負(fù)載的設(shè)計性能。從而，在港口條 件下或者海岸附近，當(dāng)所述燃燒單元通常以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常航海條件的所述水平的水平驅(qū)動 并且所述排氣流較小時，所述排氣凈化系統(tǒng)將提供與針對港口條件較嚴(yán)格的要求相對應(yīng)且 與海岸附近的區(qū)域相對應(yīng)的較高凈化性能。為了與所述第一分支管流動連通，可有利地將所述風(fēng)扇單元布置在所述第一分支 管和所述排氣凈化系統(tǒng)之間?？蛇x的是，可以將所述風(fēng)扇單元沿所述排氣的流動方向布置在所述排氣凈化系統(tǒng)之后。另外有利的布置方式是將所述風(fēng)扇單元布置在所述第一分支管 中。所述第一分支管有利地設(shè)置有第一閥裝置，該第一閥裝置用于調(diào)節(jié)或者關(guān)閉所述 第一分支管中的排氣流和可能的空氣流。在包括多個燃燒單元的機(jī)械裝置中，所述每個燃燒單元均有利地與對應(yīng)的第一分 支管和第二分支管分別連接。在該情況下，有利的是，所述各個第一分支管與公共收集分支連接，該公共收集分 支與所述排氣凈化系統(tǒng)連接。作為一個選擇例，有利的是，所述風(fēng)扇單元被布置在所述公共收集分支中。有利的是，所述排氣凈化系統(tǒng)包括用于硫氧化物(SOx)的凈化裝置。所述裝置有 利地包括設(shè)置有排氣管的洗滌器單元。在其中所述燃燒單元布置在發(fā)動機(jī)室中的船舶中，所述發(fā)動機(jī)室優(yōu)選地包括發(fā)動 機(jī)室殼體，該發(fā)動機(jī)室殼體具有通向排氣罩(enclosure)的發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口，該排氣罩位 于所述發(fā)動機(jī)室殼體的煙囪部的外部。在其中所述排氣凈化系統(tǒng)包括具有排氣管的洗滌器單元的船舶中，有利的是，所 述排氣管被有利地布置在所述排氣罩中。所述洗滌器單元被有利地布置在所述排氣罩外 部。這增強(qiáng)了從所述排氣管排放的所述排氣的處理。還通過將所述第一分支管布置在所述排氣罩中，可以更加有效地處理所述排氣。另外，有利的是，所述排氣罩端部開放，并且設(shè)置有圍繞所述排氣管的至少一部分 的護(hù)套部。權(quán)利要求2至13中給出了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械裝置的有利特征，權(quán)利要求15中給 出了根據(jù)本發(fā)明的方法的有利特征。


下面，將參照所附的示意圖，僅通過實(shí)施例來描述本發(fā)明，附圖中
圖1示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式；
圖2示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式；
圖3示出了本發(fā)明的第三實(shí)施方式；
圖4示出了本發(fā)明的第四實(shí)施方式；以及
圖5示出了本發(fā)明的第五實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式在圖1中，用于船舶1的機(jī)械裝置總體上用附圖標(biāo)記2表示。該機(jī)械裝置包括燃 燒單元3，在該實(shí)施方式中有多個燃燒單元。燃燒單元可以包括柴油機(jī)、燃油鍋爐、焚化爐寸。另外，該機(jī)械裝置2包括排氣管道組件4，該排氣管道組件4用于接收來自燃燒單 元的排氣流并用于將該排氣流導(dǎo)向大氣。由沿排氣的流動方向(用空箭頭表示排氣的主要 預(yù)期流動方向)布置的排氣凈化系統(tǒng)5處理排氣。該排氣凈化系統(tǒng)包括用于硫氧化物(SOx) 的凈化裝置，例如，洗滌器單元51，該洗滌器單元51設(shè)置有排氣管52。
排氣管道組件4包括第一分支管41，該第一分支管41通向排氣凈化系統(tǒng)5 ；以及 第二分支管42，該第二分支管42與燃燒單元3連接，并且從該燃燒單元3延伸，并且還通向 大氣。來自燃燒單元3的排氣流首先被導(dǎo)入第二分支管42中，并被進(jìn)一步導(dǎo)入大氣中，或 者可選的是，從第二分支管2導(dǎo)向第一分支管41，通過排氣凈化系統(tǒng)5并被進(jìn)一步導(dǎo)向大 氣。這將在下面更詳細(xì)地討論。在包括多個燃燒單元的該實(shí)施方式中，每個燃燒單元3均通過第二分支管42分別 與第一分支管41連接。風(fēng)扇單元6設(shè)置成與針對每個燃燒單元3的第一分支管41流動連 通。在該實(shí)施方式中，風(fēng)扇單元6被布置在第一分支管41與排氣凈化系統(tǒng)5之間的公共收 集分支公共收集分支411中，該公共收集分支411連接各個第一分支管與洗滌器單元51。每個第一分支管41均設(shè)置有第一閥裝置7，該第一閥裝置7被有利地布置成用作 切斷閥和流量控制閥。下面，將簡短地描述根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械裝置的操作。在操作中，當(dāng)一個或更多個燃燒單元3被驅(qū)動時，產(chǎn)生排氣并且該排氣被導(dǎo)入排 氣管道組件4中。目的是通過風(fēng)扇單元6基本引導(dǎo)所有排氣穿過第一分支管41，并且通過 公共收集分支411將排氣推到洗滌器單元51中，以凈化該排氣。第二分支管42主要被用 作相應(yīng)燃燒單元3的備用排氣管，優(yōu)選的是，使得向洗滌器單元51提供最少量的新鮮空氣， 以防止未被凈化的排氣逸出。風(fēng)扇單元6有利地配備有變頻器和/或?qū)蛉~片，用于針對相應(yīng)的燃燒單元3的 驅(qū)動模式靈活地控制其合適的功能。排氣從公共收集分支411向其它燃燒單元的回流由設(shè) 置在各第一分支管41中的第一閥裝置7控制。布置第一閥裝置7來平衡作用的第一分支 管41中的流動，即，與被驅(qū)動的燃燒單元3連接的第一分支管中的流動。另一方面，第一閥 裝置7還布置成切斷非作用的第一分支管41中的流動，即，與非操作的燃燒單元3連接的 第一分支管。該布置還確保相對于各燃燒單元3的排氣背壓保持成與傳統(tǒng)機(jī)械裝置中的大約 相同或者比其略低。在例如洗滌器單元51發(fā)生故障的情況下，第一閥裝置7可用于防止熱的排氣流向 洗滌器單元。在類似這樣的情況下，排氣可以通過第二分支管42直接被導(dǎo)向大氣，借此通 過使用具有較低硫含量的燃料可以實(shí)現(xiàn)排氣的排放控制。每個第二分支管42均有利地設(shè)置有第二閥裝置(未示出)、溫度傳感器(未示出) 以及流量傳感器(未示出)。第二分支管42中的溫度傳感器可以用于控制沒有熱的、未被凈化的排氣意外地 流入大氣中。第二分支管42中的流量傳感器可相應(yīng)地被用于控制提供到洗滌器單元51的 新鮮空氣的流量，即，上述的所述最少量的新鮮空氣。第二閥裝置可以將流量調(diào)節(jié)成與第二 分支管中的相同。為了使排氣凈化系統(tǒng)的總體操作最佳，風(fēng)扇單元6、第一閥裝置7以及適當(dāng)時的第 二閥裝置、溫度傳感器以及流量傳感器連接到中央控制單元(未示出)，以監(jiān)控排氣流。總之，這樣的中央控制單元提供這樣的手段，S卩，確保可以從作用的第二分支管連 續(xù)地抽回最少量的新鮮空氣，確保流向洗滌器單元的空氣流以及因此引起的排氣負(fù)載(組 合的空氣和排氣流)最小，并且確保功率消耗可以最優(yōu)。另外，通過使來自第二分支管的冷空氣的流量最小，可以避免在混合所述冷空氣和熱排氣時冷凝硫酸的任何風(fēng)險。中央控制單元的配置屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍，因此，關(guān)于該點(diǎn)不再更詳 細(xì)地討論。在圖2中，用于船舶1的機(jī)械裝置總體上用附圖標(biāo)記2表示。該機(jī)械裝置包括燃 燒單元3，在該實(shí)施方式中有多個燃燒單元。燃燒單元可以包括柴油機(jī)、燃油鍋爐、焚化爐寸。另外，機(jī)械裝置2包括排氣管道組件4，該排氣管道組件4用于接收來自燃燒單元 的排氣流并用于將該排氣流導(dǎo)向大氣。由沿排氣的流動方向(用空箭頭表示排氣的主要預(yù) 期流動方向)布置的排氣凈化系統(tǒng)5處理排氣。該排氣凈化系統(tǒng)包括用于硫氧化物(SOx) 的凈化裝置，例如，洗滌器單元51，該洗滌器單元51設(shè)置有排氣管52。排氣管道組件4包括第一分支管41，該第一分支管41通向排氣凈化系統(tǒng)5 ；以及 第二分支管42，該第二分支管42與燃燒單元3連接，并且從該燃燒單元3延伸，并且還通向 大氣。來自燃燒單元3的排氣流首先被導(dǎo)入第二分支管42中，并被進(jìn)一步導(dǎo)入大氣中，或 者可選的是，從第二分支管2導(dǎo)向第一分支管41，通過排氣凈化系統(tǒng)5并被進(jìn)一步導(dǎo)向大 氣。這將在下面更詳細(xì)地討論。在包括多個燃燒單元的該實(shí)施方式中，每個燃燒單元3均分別與第一分支管41和 第二分支管42連接。第一分支管41會聚在公共收集分支411中，該公共收集分支411連 接各個第一分支管與洗滌器單元51。風(fēng)扇單元6設(shè)置成與每個燃燒單元3的第一分支管41流動連通。風(fēng)扇單元6沿 排氣的流動方向(空箭頭)被布置在排氣凈化系統(tǒng)5之后，在該實(shí)施方式中，風(fēng)扇單元6布 置在洗滌器單元51的排氣管52中。每個第一分支管41均設(shè)置有第一閥裝置7，該第一閥裝置7被有利地布置成用作 切斷閥和流量控制閥。下面，將簡短地描述根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械裝置的操作。在操作中，當(dāng)一個或更多個燃燒單元3被驅(qū)動時，產(chǎn)生排氣并且該排氣被導(dǎo)入排 氣管道組件4中。目的是通過風(fēng)扇單元6基本引導(dǎo)所有排氣穿過第一分支管41，并且通過 公共收集分支411穿過洗滌器單元51，以凈化該排氣。第二分支管42主要被用作相應(yīng)燃燒 單元3的備用排氣管，優(yōu)選的是，使得向洗滌器單元51提供最少量的新鮮空氣，以防止未被 凈化的排氣逸出。風(fēng)扇單元6有利地配備有變頻器和/或?qū)蛉~片，用于針對相應(yīng)的燃燒單元3的 驅(qū)動模式靈活地控制其合適的功能。排氣從公共收集分支411向其它燃燒單元的回流由設(shè) 置在各第一分支管41中的第一閥裝置7控制。布置第一閥裝置7來平衡作用的第一分支 管41中的流動，即，與被驅(qū)動的燃燒單元3連接的第一分支管中的流動。另一方面，第一閥 裝置7還布置成切斷非主動的第一分支管41中的流動，即，與非操作的燃燒單元3連接的 第一分支管中的流動。該布置還確保相對于各燃燒單元3的排氣背壓保持成與傳統(tǒng)機(jī)械裝置中的大約 相同或者比其略低。在例如洗滌器單元51發(fā)生故障的情況下，第一閥裝置7可用于防止熱的排氣流向 洗滌器單元。在類似這樣的情況下，排氣可以通過第二分支管42直接被導(dǎo)向大氣，借此通過使用具有較低硫含量的燃料可以實(shí)現(xiàn)排氣的排放控制。每個第二分支管42均有利地設(shè)置有第二閥裝置(未示出)、溫度傳感器(未示出) 以及流量傳感器(未示出)。第二分支管42中的溫度傳感器可以用于控制沒有熱的、未被凈化的排氣意外地 流入大氣中。第二分支管42中的流量傳感器可相應(yīng)地被用于控制提供到洗滌器單元51的 新鮮空氣的流量，即，上述的所述最少量的新鮮空氣。第二閥裝置可以將第二分支管中的流 量調(diào)節(jié)成相同。為了使排氣凈化系統(tǒng)的總體操作最佳，風(fēng)扇單元6、第一閥裝置7以及適當(dāng)時的第 二閥裝置、溫度傳感器以及流量傳感器連接到中央控制單元(未示出)，以監(jiān)控排氣流?？傊@樣的中央控制單元提供這樣的手段，即，確?？梢詮淖饔玫牡诙种Ч苓B 續(xù)地抽回最少量的新鮮空氣，確保流向洗滌器單元的空氣流以及因此引起的排氣負(fù)載(組 合的空氣和排氣流)最小，并且確保功率消耗可以最優(yōu)。另外，通過使來自第二分支管的冷 空氣的流量最小，可以避免在混合所述冷空氣和熱排氣時冷凝硫酸的任何風(fēng)險。中央控制單元的配置屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍，因此，關(guān)于該點(diǎn)不再更詳 細(xì)地討論。在圖3中，用于船舶1的機(jī)械裝置總體上用附圖標(biāo)記2表示。該機(jī)械裝置包括燃 燒單元3，在該實(shí)施方式中有多個燃燒單元。燃燒單元可以包括柴油機(jī)、燃油鍋爐、焚化爐寸。另外，機(jī)械裝置2包括排氣管道組件4，該排氣管道組件4用于接收來自燃燒單元 的排氣流并用于將該排氣流導(dǎo)向大氣。由沿排氣的流動方向(用空箭頭表示排氣的主要預(yù) 期流動方向)布置的排氣凈化系統(tǒng)5處理排氣。該排氣凈化系統(tǒng)包括用于硫氧化物(SOx) 的凈化裝置，例如，洗滌器單元51，該洗滌器單元51設(shè)置有排氣管52。排氣管道組件4包括第一分支管41，該第一分支管41通向排氣凈化系統(tǒng)5 ；以及 第二分支管42，該第二分支管42與燃燒單元3連接，并且從該燃燒單元3延伸，并且還通向 大氣。來自燃燒單元3的排氣流首先被導(dǎo)入第二分支管42中，并被進(jìn)一步導(dǎo)入大氣中，或 者可選的是，從第二分支管2導(dǎo)向第一分支管41，通過排氣凈化系統(tǒng)5并被進(jìn)一步導(dǎo)向大 氣。這將在下面更詳細(xì)地討論。在包括多個燃燒單元的該實(shí)施方式中，每個燃燒單元3均分別與第一分支管41和 第二分支管42連接。風(fēng)扇單元6設(shè)置成與針對每個燃燒單元3的第一分支管41流動連通。 在該實(shí)施方式中，風(fēng)扇單元6被布置在每個第一分支管41中。第一分支管41通過公共收 集分支411與洗滌器單元51連接。每個第一分支管41還設(shè)置有第一閥裝置7，該第一閥裝置7被有利地布置成用作 切斷閥和流量控制閥。每個第一分支管41中的風(fēng)扇單元6沿排氣的流動方向(空箭頭) 被布置在相應(yīng)的第一閥裝置7之前或下游。下面，將簡短地描述根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械裝置的操作。在操作中，當(dāng)一個或更多個燃燒單元3被驅(qū)動時，產(chǎn)生排氣并且該排氣被導(dǎo)入排 氣管道組件4中。目的是通過風(fēng)扇單元6從燃燒單元3大體引導(dǎo)所有排氣，并且通過第一 分支管41經(jīng)由公共收集分支411將排氣推到洗滌器單元51中，以凈化該排氣。第二分支 管42主要被用作相應(yīng)燃燒單元3的備用排氣管，優(yōu)選的是，使得向洗滌器單元51提供最少量的新鮮空氣，以防止未被凈化的排氣逸出。風(fēng)扇單元6有利地配備有變頻器和/或?qū)蛉~片，用于針對相應(yīng)的燃燒單元3的 驅(qū)動模式靈活地控制其合適的功能。排氣從公共收集分支411向其它燃燒單元的回流由設(shè) 置在各第一分支管41中的第一閥裝置7控制。布置第一閥裝置7來平衡作用的第一分支 管41中的流動，即，與被驅(qū)動的燃燒單元3連接的第一分支管中的流動。另一方面，第一閥 裝置7還布置成切斷非作用的第一分支管41中的流動，即，與非操作的燃燒單元3連接的 第一分支管中的流動。該布置還確保相對于各燃燒單元3的排氣背壓保持成與傳統(tǒng)機(jī)械裝置中的大約 相同或者比其略低。在例如洗滌器單元51發(fā)生故障的情況下，第一閥裝置7可用于防止熱的排氣流向 洗滌器單元。在類似這樣的情況下，排氣可以通過第二分支管42直接被導(dǎo)向大氣，借此通 過使用具有較低硫含量的燃料可以實(shí)現(xiàn)排氣的排放控制。每個第二分支管42均有利地設(shè)置有第二閥裝置(未示出)、溫度傳感器(未示出) 以及流量傳感器(未示出)。第二分支管42中的溫度傳感器因此可以用于控制沒有熱的、未被凈化的排氣意 外地流入大氣中。第二分支管42中的流量傳感器可相應(yīng)地被用于控制提供到洗滌器單元 51的新鮮空氣的流量，S卩，上述的所述最少量的新鮮空氣。第二閥裝置同樣可以調(diào)節(jié)第二分 支管中的流量。為了使排氣凈化系統(tǒng)的總體操作最佳，風(fēng)扇單元6、第一閥裝置7以及適當(dāng)時的第 二閥裝置、溫度傳感器以及流量傳感器連接到中央控制單元(未示出)，以監(jiān)控排氣流?？傊?，這樣的中央控制單元提供這樣的手段，S卩，確?？梢詮淖饔玫牡诙种Ч苓B 續(xù)地抽回最少量的新鮮空氣，確保流向洗滌器單元的空氣流以及因此引起的排氣負(fù)載(組 合的空氣和排氣流)最小，并且確保功率消耗可以最優(yōu)。另外，通過使來自第二分支管的冷 空氣的流量最小，可以避免在混合所述冷空氣和熱排氣時冷凝硫酸的任何風(fēng)險。中央控制 單元的配置屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍，因此，關(guān)于該點(diǎn)不再更詳細(xì)地討論。在圖4中，用于船舶1的機(jī)械裝置總體上用附圖標(biāo)記2表示。該機(jī)械裝置與以上結(jié) 合圖1所討論的機(jī)械裝置相對應(yīng)，并且包括燃燒單元3，在該實(shí)施方式中有多個燃燒單元。 燃燒單元可以包括柴油機(jī)、燃油鍋爐、焚化爐等。本實(shí)施方式作為可選實(shí)施方式而提供附加 特征。燃燒單元布置在總體由附圖標(biāo)記11表示的發(fā)動機(jī)室中(以下將更詳細(xì)地討論)。機(jī)械裝置2包括排氣管道組件4，該排氣管道組件4用于接收來自燃燒單元的排氣 流并用于將該排氣流導(dǎo)向大氣。由沿排氣的流動方向(用空箭頭表示排氣的主要預(yù)期流動 方向)布置的排氣凈化系統(tǒng)5處理排氣。排氣凈化系統(tǒng)包括用于硫氧化物(SOx)的凈化裝 置，例如，洗滌器單元51，該洗滌器單元51設(shè)置有排氣管52。排氣管道組件4包括第一分支管41，該第一分支管41通向排氣凈化系統(tǒng)5 ；以及 第二分支管42，該第二分支管42與燃燒單元3連接，并且從該燃燒單元3延伸，并且還通向 大氣。來自燃燒單元3的排氣流首先被導(dǎo)入第二分支管42中，并被進(jìn)一步導(dǎo)入大氣中，或 者可選的是，從第二分支管2導(dǎo)向第一分支管41，通過排氣凈化系統(tǒng)5并被進(jìn)一步導(dǎo)向大 氣。這將在下面更詳細(xì)地討論。
在包括多個燃燒單元的該實(shí)施方式中，每個燃燒單元3均分別與第一分支管41和 第二分支管42連接。風(fēng)扇單元6設(shè)置成與每個燃燒單元3的第一分支管41流動連通。在 該實(shí)施方式中，風(fēng)扇單元6被布置在第一分支管41和排氣凈化系統(tǒng)5之間的公共收集分支 411中，該公共收集分支411連接各個第一分支管與洗滌器單元51。每個第一分支管41均設(shè)置有第一閥裝置7，該第一閥裝置7被有利地布置成用作 切斷閥和流量控制閥。下面，將簡短地描述根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械裝置的操作。在操作中，當(dāng)一個或更多個燃燒單元3被驅(qū)動時，產(chǎn)生排氣并且該排氣被導(dǎo)入排 氣管道組件4中。目的是通過風(fēng)扇單元6基本引導(dǎo)所有排氣穿過第一分支管41，并且經(jīng)由 公共收集分支411將排氣推到洗滌器單元51中，以凈化該排氣。第二分支管42主要被用 作相應(yīng)燃燒單元3的備用排氣管，優(yōu)選的是，使得向洗滌器單元51提供最少量的新鮮空氣， 以防止未被凈化的排氣逸出。風(fēng)扇單元6有利地配備有變頻器和/或?qū)蛉~片，用于針對相應(yīng)的燃燒單元3的 驅(qū)動模式靈活地控制其合適的功能。排氣從公共收集分支411向其它燃燒單元的回流由設(shè) 置在各第一分支管41中的第一閥裝置7控制。布置第一閥裝置7來平衡作用的第一分支 管41中的流動，即，與被驅(qū)動的燃燒單元3連接的第一分支管中的流動。另一方面，第一閥 裝置7還布置成切斷非作用的第一分支管41中的流動，即，與非操作的燃燒單元3連接的 第一分支管中的流動。該布置還確保相對于各燃燒單元3的排氣背壓保持成與傳統(tǒng)機(jī)械裝置中的大約 相同或者比其略低。在例如洗滌器單元51發(fā)生故障的情況下，第一閥裝置7可用于防止熱的排氣流向 洗滌器單元。在類似這樣的情況下，排氣可以通過第二分支管42直接被導(dǎo)向大氣，借此通 過使用具有較低硫含量的燃料可以實(shí)現(xiàn)排氣的排放控制。每個第二分支管42均有利地設(shè)置有第二閥裝置(未示出)、溫度傳感器(未示出) 以及流量傳感器(未示出)。第二分支管42中的溫度傳感器因此可以用于控制沒有熱的、未被凈化的排氣意 外地流入大氣中。第二分支管42中的流量傳感器可相應(yīng)地被用于控制提供到洗滌器單元 51的新鮮空氣的流量，S卩，上述的所述最少量的新鮮空氣。第二閥裝置同樣可以調(diào)節(jié)第二分 支管中的流量。為了使排氣凈化系統(tǒng)的總體操作最佳，風(fēng)扇單元6、第一閥裝置7以及適當(dāng)時的第 二閥裝置、溫度傳感器以及流量傳感器連接到中央控制單元(未示出)，以監(jiān)控排氣流。總之，這樣的中央控制單元提供這樣的手段，即，確?？梢詮淖饔玫牡诙种Ч苓B 續(xù)地抽回最少量的新鮮空氣，確保流向洗滌器單元的空氣流以及因此引起的排氣負(fù)載(組 合的空氣和排氣流)最小，并且確保功率消耗可以最優(yōu)。另外，通過使來自第二分支管的冷 空氣的流量最小，可以避免在混合所述冷空氣和熱排氣時冷凝硫酸的任何風(fēng)險。中央控制 單元的配置屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍，因此，關(guān)于該點(diǎn)不再更詳細(xì)地討論。另外，如結(jié)合該實(shí)施方式所示，發(fā)動機(jī)室11包括發(fā)動機(jī)室殼體111，該發(fā)動機(jī)室殼 體111設(shè)置有發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口 112，該發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口 112具有可以被關(guān)閉(例如在失火的 情況下)的防火閘113。發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口 112與排氣罩114流動連通，換言之，通向該排氣罩114，排氣罩114圍繞洗滌器單元51的排氣管52。排氣罩114有利地位于發(fā)動機(jī)室殼體 111的防火閘113外部。該排氣罩端部開放并且通過設(shè)置護(hù)套部115來圍繞洗滌器單元51 的排氣管52的至少一部分。洗滌器單元51位于排氣罩114外部。第二分支管42位于發(fā)動機(jī)室殼體111的煙 囪部116中，第一分支管41至少部分地位于發(fā)動機(jī)室殼體111外部。在操作中，加熱空氣流由來自發(fā)動機(jī)室11、通過通風(fēng)口 112而進(jìn)入排氣罩114中的 通風(fēng)空氣來提供。通過排氣罩114流向護(hù)套部115的加熱空氣流加熱洗滌器單元51的排 氣管52。因此加熱空氣流與來自排氣管52的、被排放到大氣中的濕排氣接觸并與該濕排氣 混合。從而，所形成的混合物相對濕度降低，凝結(jié)成液滴的風(fēng)險降低，不透明度減小并且浮 力提高。加熱空氣流還防止冷卻排氣管52的內(nèi)部，因此避免不期望的冷凝?；趤碜园l(fā)動機(jī)室11的加熱空氣的期望效果，護(hù)套部15圍繞排氣管52的至少一 部分，即，有利地終止在排氣管52的出口的略下方、位于一水平或者其略上方。護(hù)套部115 還可以被構(gòu)造成排氣管52的側(cè)向支撐。盡管僅結(jié)合該具體的實(shí)施方式(與圖1的實(shí)施方式對應(yīng))討論了該排氣罩裝置， 但是應(yīng)清楚，該排氣罩還可以結(jié)合針對圖2和3描述的實(shí)施方式進(jìn)行配置。在圖5中，用于船舶1的機(jī)械裝置總體上用附圖標(biāo)記2表示。該機(jī)械裝置與以上結(jié) 合圖1所討論的機(jī)械裝置相對應(yīng)，并且包括燃燒單元3，在該實(shí)施方式中有多個燃燒單元。 燃燒單元可以包括柴油機(jī)、燃油鍋爐、焚化爐等。本實(shí)施方式提供附加特征而作為可選的實(shí) 施方式。燃燒單元布置在總體上由附圖標(biāo)記11表示的發(fā)動機(jī)室中(以下將更詳細(xì)地討 論)。另外，機(jī)械裝置2包括排氣管道組件4，該排氣管道組件4用于接收來自燃燒單元 的排氣流并用于將該排氣流導(dǎo)向大氣。由沿排氣的流動方向(用空箭頭表示排氣的主要預(yù) 期流動方向)布置的排氣凈化系統(tǒng)5處理排氣。排氣凈化系統(tǒng)包括用于硫氧化物(SOx)的 凈化裝置，例如，洗滌器單元51，該洗滌器單元51設(shè)置有排氣管52。排氣管道組件4包括第一分支管41，該第一分支管41通向排氣凈化系統(tǒng)5 ；以及 第二分支管42，該第二分支管42與燃燒單元3連接，并且從該燃燒單元3延伸，并且還通向 大氣。來自燃燒單元3的排氣流首先被導(dǎo)入第二分支管42中，并被進(jìn)一步導(dǎo)入大氣中，或 者可選的是，從第二分支管2導(dǎo)向第一分支管41，通過排氣凈化系統(tǒng)5并被進(jìn)一步導(dǎo)向大 氣。這將在下面更詳細(xì)地討論。在包括多個燃燒單元的該實(shí)施方式中，每個燃燒單元3均分別與第一分支管41和 第二分支管42連接。風(fēng)扇單元6設(shè)置成與每個燃燒單元3的第一分支管41流動連通。在 該實(shí)施方式中，風(fēng)扇單元6被布置在第一分支管41和排氣凈化系統(tǒng)5之間的公共收集分支 411中，該公共收集分支411連接各個第一分支管與洗滌器單元51。每個第一分支管41均設(shè)置有第一閥裝置7，該第一閥裝置7被有利地布置成用作 切斷閥和流量控制閥。下面，將簡短地描述根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械裝置的操作。在操作中，當(dāng)一個或更多個燃燒單元3被驅(qū)動時，產(chǎn)生排氣并且該排氣被導(dǎo)入排 氣管道組件4中。目的是通過風(fēng)扇單元6基本引導(dǎo)所有排氣穿過第一分支管41，并且經(jīng)由公共收集分支411將排氣推到洗滌器單元51中，以凈化該排氣。第二分支管42主要被用 作相應(yīng)燃燒單元3的備用排氣管，優(yōu)選的是，使得向洗滌器單元51提供最少量的新鮮空氣， 以防止未被凈化的排氣逸出。風(fēng)扇單元6有利地配備有變頻器和/或?qū)蛉~片，用于針對相應(yīng)的燃燒單元3的 驅(qū)動模式靈活地控制其合適的功能。排氣從公共收集分支411向其它燃燒單元的回流由設(shè) 置在各第一分支管41中的第一閥裝置7控制。布置第一閥裝置7來平衡作用的第一分支 管41中的流動，即，與被驅(qū)動的燃燒單元3連接的第一分支管中的流動。另一方面，第一閥 裝置7還布置成切斷非作用的第一分支管41中的流動，即，與非操作的燃燒單元3連接的 第一分支管中的流動。該布置還確保相對于各燃燒單元3的排氣背壓保持成與傳統(tǒng)機(jī)械裝置中的大約 相同或者比其略低。在例如洗滌器單元51發(fā)生故障的情況下，第一閥裝置7可用于防止熱的排氣流向 洗滌器單元。在類似這樣的情況下，排氣可以通過第二分支管42直接被導(dǎo)向大氣，借此通 過使用具有較低硫含量的燃料可以實(shí)現(xiàn)排氣的排放控制。每個第二分支管42均有利地設(shè)置有第二閥裝置(未示出)、溫度傳感器(未示出) 以及流量傳感器(未示出)。第二分支管42中的溫度傳感器因此可以用于控制沒有熱的、未被凈化的排氣意 外地流入大氣中。第二分支管42中的流量傳感器可相應(yīng)地被用于控制提供到洗滌器單元 51的新鮮空氣的流量，S卩，上述的所述最少量的新鮮空氣。第二閥裝置同樣可以調(diào)節(jié)第二分 支管中的流量。為了使排氣凈化系統(tǒng)的總體操作最佳，風(fēng)扇單元6、第一閥裝置7以及適當(dāng)時的第 二閥裝置、溫度傳感器以及流量傳感器連接到中央控制單元(未示出)，以監(jiān)控排氣流。總之，這樣的中央控制單元提供這樣的手段，即，確?？梢詮淖饔玫牡诙种Ч苓B 續(xù)地抽回最少量的新鮮空氣，確保流向洗滌器單元的空氣流以及因此引起的排氣負(fù)載(組 合的空氣和排氣流)最小，并且確保功率消耗可以最優(yōu)。另外，通過使來自第二分支管的冷 空氣的流量最小，可以避免在混合所述冷空氣和熱排氣時冷凝硫酸的任何風(fēng)險。中央控制 單元的配置屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍，因此，關(guān)于該點(diǎn)不再更詳細(xì)地討論。另外，如結(jié)合該實(shí)施方式所示，發(fā)動機(jī)室11包括發(fā)動機(jī)室殼體111，該發(fā)動機(jī)室殼 體111設(shè)置有發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口 112，該發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口 112具有可以被關(guān)閉(例如在失火的 情況下)的防火閘113。發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口 112與排氣罩114流動連通，換言之，通向該排氣 罩114，排氣罩114圍繞燃燒單元3的相應(yīng)的第一分支管41以及洗滌器單元51的排氣管 52。該排氣罩端部開放并且通過設(shè)置護(hù)套部115來圍繞洗滌器單元51的排氣管52的至少 一部分。在該實(shí)施方式中，風(fēng)扇單元6還布置在排氣罩114內(nèi)。洗滌器單元51位于排氣罩 114外部。第二分支管42位于發(fā)動機(jī)室殼體111的煙囪部116中。排氣罩114的橫截面面積比從發(fā)動機(jī)室111通向排氣罩114的發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口 12 大。這使得對發(fā)動機(jī)室通風(fēng)的流動阻力和沖擊力最小。排氣罩114有利地位于發(fā)動機(jī)室殼 體111的防火閘113外部。在操作中，有利的是，未被隔離的第一分支管41通過附加熱來通風(fēng)，并且將該附 加熱提供至由通過通風(fēng)口 112從發(fā)動機(jī)室11供應(yīng)的通風(fēng)空氣提供的加熱空氣流。朝護(hù)套部115流動的加熱空氣流還加熱洗滌器單元51的排氣管52。加熱空氣流還與來自排氣管 52的、被排放到大氣中的濕排氣接觸，并與之混合。從而，所形成的混合物相對濕度降低，凝 結(jié)成液滴的風(fēng)險降低，不透明度減小并且浮力提高。加熱空氣流還防止冷卻排氣管52的內(nèi) 部，因此避免不期望的冷凝?；趤碜园l(fā)動機(jī)室11的加熱空氣流的期望效果，護(hù)套部15圍繞排氣管52的至少 一部分，即，有利地終止在排氣管52的出口的略下方、位于同一水平或者其略上方。護(hù)套部 115還可以被構(gòu)造成排氣管52的側(cè)向支撐。盡管僅結(jié)合該具體的實(shí)施方式(與圖1的實(shí)施方式對應(yīng))討論了該排氣罩裝置， 但應(yīng)清楚，該排氣罩還可結(jié)合針對圖2和3所述的實(shí)施方式進(jìn)行配置。應(yīng)清楚，燃燒單元的數(shù)量和類型可以改變，借此，它們可以與相同的排氣凈化系統(tǒng) 連接。燃燒單元還可以設(shè)置有排氣鍋爐。鑒于燃燒單元在船舶上的位置，還可以具有一個 以上的排氣凈化系統(tǒng)。排氣凈化系統(tǒng)可以使用洗滌器單元，該洗滌器單元利用海水、淡水或 者兩者的結(jié)合來運(yùn)行。洗滌器單元的材料可以是耐腐蝕金屬或者玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GRP)， 借此，玻璃纖維增強(qiáng)塑料具有鑒于其質(zhì)輕而位于船舶中較高位置的優(yōu)點(diǎn)。所述說明和與其相關(guān)的附圖僅旨在闡明本發(fā)明的基本原理。本發(fā)明可在確保權(quán)利 要求的范圍內(nèi)具體地進(jìn)行變形。
權(quán)利要求
一種用于船舶的機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置(2)包括燃燒單元(3)；排氣管道組件(4)，該排氣管道組件包括第一分支管(41)和第二分支管(42)，并且與所述燃燒單元(3)連接，以用于接收排氣流，并且用于將所述排氣流引向大氣；以及排氣凈化系統(tǒng)(5)，該排氣凈化系統(tǒng)沿所述排氣的流動方向布置，借此，所述第二分支管(42)與所述燃燒單元(3)連接，所述第一分支管(41)與所述第二分支管(42)連接，該機(jī)械裝置的特征在于所述第一分支管(41)被布置成將所述排氣流引向所述排氣凈化系統(tǒng)(5)，并且進(jìn)一步引向大氣，風(fēng)扇單元(6)設(shè)置成與所述第一分支管(41)流動連通，第一閥裝置(7)設(shè)置在所述第一分支管(41)中，所述機(jī)械裝置的特征還在于，所述第二分支管(42)被布置成用作備用排氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述燃燒單元(3)被布置在發(fā)動機(jī) 室(11)中，該發(fā)動機(jī)室設(shè)置有發(fā)動機(jī)室通風(fēng)口(112)，所述機(jī)械裝置的特征還在于，所述發(fā) 動機(jī)室通風(fēng)口(112)與排氣罩(114)流動連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述風(fēng)扇單元(6)被布置在所述第一 分支管(41)和所述排氣凈化系統(tǒng)(5)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述風(fēng)扇單元(6)沿所述排氣的流動 方向布置在所述排氣凈化系統(tǒng)(5)之后。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述風(fēng)扇單元(6)布置在所述第一分 支管(41)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述機(jī)械裝置(2)包括多個與對應(yīng)的 第一分支管(41)和第二分支管(42)連接的燃燒單元(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述第一分支管(41)與公共收集分 支(411)連接，該公共收集分支與所述排氣凈化系統(tǒng)(5)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)械裝置，其特征在于，風(fēng)扇單元(6)被布置在所述公共收集 分支(411)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述排氣凈化系統(tǒng)(5)包括洗滌器單 元(51)，該洗滌器單元設(shè)置有排氣管(52)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2和9所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述排氣管(52)被布置在所述 排氣罩(114)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求2和9所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述洗滌器單元(51)被布置在 所述排氣罩(114)外部。
12.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述第一分支管(41)被布置在 所述排氣罩(114)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械裝置，其特征在于，所述排氣罩(114)端部開放，并且設(shè) 置有圍繞所述排氣管(52)的至少一部分的護(hù)套部(115)。
14.一種用于操作船舶的機(jī)械裝置的方法，在該方法中，將來自燃燒單元(3)的排氣流 通過排氣管道組件(4)引向排氣凈化系統(tǒng)(5)，所述排氣管道組件包括第一分支管(41)和 第二分支管(42)，借此，所述第二分支管(42)與所述燃燒單元(3)連接，所述第一分支管 (41)與所述第二分支管(42)連接，并且在該方法中，所述排氣流被引向大氣，該方法的特 征在于，將所述排氣流通過所述第一分支管(41)引向所述排氣凈化系統(tǒng)(5)，通過配置成 與所述第一分支管(41)流動連通的風(fēng)扇單元(6)和配置在所述第一分支管(41)中的第一閥裝置(7)控制所述排氣流，并且所述第二分支管(42)被配置成備用排氣管。
15.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，通過所述第二分支管(42)將空氣提供 到所述第一分支管(41)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于船舶(1)的機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置(2)包括燃燒單元(3)；排氣管道組件(4)，該排氣管道組件包括第一分支管(41)和第二分支管(42)，并且與燃燒單元連接，以用于接收排氣流，并且用于將排氣流引向大氣；以及排氣凈化系統(tǒng)(5)，該排氣凈化系統(tǒng)沿排氣的流動方向布置。為了實(shí)現(xiàn)排氣凈化改善，風(fēng)扇單元(6)和第一閥裝置(7)被設(shè)置成與第一分支管(41)流動連通，該第一分支管與排氣凈化系統(tǒng)(5)連接。
文檔編號F01N3/04GK101981287SQ200980111318
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者托爾比約恩·亨利克松, 馬考·萊希科伊寧 申請人:瓦錫蘭芬蘭有限公司