一種防止水倒灌的水下排氣口結構制造技術

本發明專利技術提供了一種防止水倒灌的水下排氣口結構，在采用水下排氣的船舶中防止位于水面以下的動力裝置在排氣時發生水倒灌，其特征在于，包括：直管部，水平設置，所述直管部的一端與所述動力裝置的廢氣排氣管路相連通；以及漸變管部，水平設置，其中，所述漸變管部具有始端和末端，所述漸變管部始端與所述直管部相連通，所述漸變管部末端即排氣口，所述漸變管部的垂直高度從所述始端到所述末端逐漸減小，所述漸變管的橫向寬度從所述始端到所述末端逐漸增大，因此在漸變管部末端橫截面為扁平狀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種排氣管，特別涉及一種防倒灌的水下排氣管口結構，屬于機械領域。
技術介紹
在動力、化工和核能等場合中，存在許多對氣液兩相逆向流動的應用，如柴油機水下排氣、立管式凝結器、冷卻塔、降膜式化學反應器、重力熱管以及核反應堆事故注水過程中。在氣液兩相逆向流動過程中存在兩種在工程應用中具有重要意義的極限現象，即倒流和淹沒。這些流動現象極大地影響著工業設備，如在核能發電系統中回路熱段的氣液逆向流動特性對反應堆失水事故下的安全性分析至關重要；又如在柴油機水下排氣中，柴油機在啟動、停機和空載運行過程中，海水有可能通過排氣管倒灌進柴油機，從而造成柴油機嚴重損壞，合理選擇排氣管路上舌閥的開啟壓力和空載時最低不倒灌轉速是水下排氣柴油機防止海水倒灌，從而安全高效工作的重要保障。因此，對于類似于柴油機水下排氣的氣液兩相逆向流動，防止淹沒和倒流現象，為設備的安全運行起著重要作用。目前，實現水下排氣方式可以通過負壓區排氣或水下動力增壓排氣。形成負壓區的排氣方式是通過在排氣口處加裝導流板，形成漩渦，從而降低排氣背壓，實現廢氣的水下排放，但是由于負壓區的范圍和壓強大小均受航速、水深等影響，因此負壓區排氣方式難以普遍適用；水下動力增壓排氣則利用空壓機排出的高壓氣體為柴油機排氣打通通路，克服排氣背壓，實現水下排氣，但是由于增加了空壓機，排氣系統的能耗和重量也隨之增加。
技術實現思路
本專利技術是為解決上述問題而提出的，目的在于提供一種能防止動力裝置在排氣時發生水倒灌的水下排氣口結構。本專利技術采用了以下技術方案：本專利技術提供了一種防倒灌的水下排氣口結構，在采用水下排氣的船舶中防止位于水面以下的動力裝置在排氣時發生水倒灌，其特征在于，包括：直管部，水平設置，所述直管部的一端與所述動力裝置的廢氣排氣管路相連通；以及漸變管部，水平設置，其中，所述漸變管部具有始端和末端，所述漸變管部始端與所述直管部相連通，所述漸變管部末端即排氣口，所述漸變管部的垂直高度從所述始端到所述末端逐漸減小，所述漸變管的橫向寬度從所述始端到所述末端逐漸增大，因此在漸變管部末端橫截面為扁平狀。本專利技術提供的防倒灌的水下排氣管，還可以具有這樣的特征：其中，所述排氣口的橫截面呈橢圓形或矩形。專利技術作用與效果根據本實施例的防倒灌的水下排氣口結構，由于漸變管部的垂直高度從始端至末端逐漸減小，因此減小了流道垂直高度，根據對水下排氣倒流界限的試驗研究，表明降低流道垂直高度能大幅度降低發生水倒灌的臨界氣速，因此所述水下排氣口結構保證了動力裝置在低轉速、低排氣量的運行工況下不發生水倒灌現象，大幅減小了動力裝置為了防止水倒灌而需要的空載轉速，減小了事故風險并提高了動力裝置運行的經濟性能；同時由于漸變管部的橫向寬度從始端至末端逐漸增大，排氣口處的橫截面積相對于原管道變化較小，所以不會在排氣口處帶來排氣壓力損失和噴注噪聲的增大。附圖說明圖1為本專利技術的實施例中的防倒灌的水下排氣口在實際使用中的示意圖；圖2為本專利技術的實施例的防倒灌的水下排氣口三維結構示意圖；圖3為圖2的排氣管主視圖；圖4為圖2的排氣管右視圖；以及圖5為本專利技術的防倒灌的水下排氣口呈矩形時的三維結構示意圖。具體實施方式實施例以下結合附圖來說明本專利技術的實施例的具體實施方式。圖1為本專利技術的實施例中的防倒灌的水下排氣口在實際使用中的示意圖。以下船舶的水下排氣為例說明。如圖1所示，船舶200的防倒灌的水下排氣管100水平設置，與船舶200的動力裝置210的廢氣排氣管路211相連通，防倒灌的水下排氣管100包括在同一橫軸上設置的直管部10以及漸變管部20。船舶200在水300上行駛，水下排氣管100位于水300中。圖2為本專利技術的實施例的防倒灌的水下排氣管三維結構示意圖；圖3為圖2的排氣管主視圖；圖4為圖2的排氣管右視圖。圖中虛線X為排氣管100的橫截面的橫向，虛線Y為該橫截面的縱向。如圖1、如圖2、圖3和圖4所示，水下排氣管100的橫截面呈圓形，包括直管部10和漸變管部20。直管部10，其橫截面呈圓形，水平設置，其一端與動力裝置的排氣管路211相連通。漸變管部20，其橫截面呈橢圓形，水平設置，具有漸變管21和排氣口22。漸變管21具有始端211和末端212。始端211與直管部10的另一端相連通。漸變管21的垂直高度從始端211到末端212逐漸減小，而橫向寬度從始端211到末端212逐漸增大，相應的漸變管21的橫截面積從始端到末端逐漸減小。排氣口22設置在末端212上，其橫向的最大長度大于其在縱向的最大長度，且該橫向的最大長度大于直管部10的管徑。本實施例中，排氣口22的橫截面為橢圓形，理所當然的，其橫軸就為長軸，縱軸就為短軸。水下排氣過程：下面具體說明本實施例的防倒灌的水下排氣管100在水下排氣時的排氣過程。首先，從動力裝置210排出的氣體，通過廢氣排氣管路211，經過直管部10后，其氣體流速得到了一定的平穩；然后，氣體通過漸變管21，在漸變管21中流道高度逐漸減小，到達排氣口22時流道高度達到最小；最后，氣體從排氣口22排出。實施例的作用與效果根據本實施例的防倒灌的水下排氣口，由于漸變管部的垂直高度從始端至末端逐漸減小，因此減小了流道垂直高度，根據對水下排氣倒流界限的試驗研究，表明降低流道垂直高度能大幅度降低發生水倒灌的臨界氣速，因此所述排氣口結構保證了動力裝置在低轉速、低排氣量的運行工況下不發生水倒灌現象，大幅減小了動力裝置為了防止水倒灌而需要的空載轉速，減小了事故風險并提高了動力裝置運行的經濟性能；同時由于漸變管部的橫向寬度從始端至末端逐漸增大，排氣口處的橫截面積相對于原管道變化較小，所以不會在排氣口處帶來排氣壓力損失和噴注噪聲的增大。本實施例的水下排氣管的橫截面呈圓形，作為本專利技術的水下排氣管，橫截面也可以呈矩形，如圖5所示，該水下排氣口300呈矩形，包括矩形的直管部310和矩形的漸變管部320，相應的排氣口322的形狀也呈矩形。盡管上面對本專利技術說明書的具體實施方式進行了描述，以便于本
的技術人員理解本專利技術，但應該清楚，本專利技術不限于具體實施方式的范圍，對本
的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本專利技術的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本專利技術構思的專利技術創造均在保護之列。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種防止水倒灌的水下排氣口結構，在采用水下排氣的船舶中防止位于水面以下的動力裝置在排氣時發生水倒灌，其特征在于，包括：直管部，水平設置，所述直管部的一端與所述動力裝置的廢氣排氣管路相連通；以及漸變管部，水平設置，其中，所述漸變管部具有始端和末端，所述漸變管部始端與所述直管部相連通，所述漸變管部末端即排氣口，所述漸變管部的垂直高度從所述始端到所述末端逐漸減小，所述漸變管部的橫向最大寬度從所述始端到所述末端逐漸增大，所述排氣口的橫向寬度大于其垂直高度，呈扁平狀。

【技術特征摘要】
1.一種防止水倒灌的水下排氣口結構，在采用水下排氣的船舶中防止位于水面以下的動力裝置在排氣時發生水倒灌，其特征在于，包括：直管部，水平設置，所述直管部的一端與所述動力裝置的廢氣排氣管路相連通；以及漸變管部，水平設置，其中，所述漸變管部具有始端和末端，所述漸變管部始端與所述直管部相連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬有福，彭杰偉，岳榮，焦乾峰，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：發明
國別省市：上海;31