[发明专利]一种船用气液分离装置

说明书

本发明公开了一种船用气液分离装置，包括：气液旋流单元，其由上至下设置有气相出口、气液混合进口以及第一液相出口，储液单元，位于所述气液旋流单元下方，且与所述第一液相出口连通，所述储液单元下部设置有第二液相出口，所述第二液相出口上设置有控制阀，液位传感器，设置在所述储液单元上以感测储液单元内的液位，以及控制单元，与所述控制阀以及所述液位传感器通讯连接，其通过所述液位传感器的液位数据反馈控制所述控制阀的开闭和/或开度，以使所述船用气液分离装置内的气相空间同液相空间的比例维持在设定值附近。该装置安装紧凑，可降低排气系统噪声，提高全船声隐身能力；提高排气系统气液分离效率，保护下游排气压缩机长期连续可靠运行。

技术领域

本发明涉及船用动力系统，特别指一种船用气液分离装置。

背景技术

大多数船用发动机的燃烧产物在排气系统(或管道)中为气相两相流，为减少排气系统流动阻力，保护下游压缩机长期连续可靠运行，需气液分离装置对其进行处理。传统上一般使用沉降式气液分离装置，其结构为在沉降室内设置孔板结构的过滤片，为了保证液滴的沉降效果，这种沉降室针对额定工况点设计，体积庞大。但由于船上空间有限，设备体积过大增加了安装难度；而且船用发动机的工况变化较复杂，在工作过程中气液两相流的流量、质量比率均会发生变化，而传统的沉降式装置需在额定工况点才能实现最优的气液分离效果。因此，传统的沉降装置很难适应船用动力系统的实际运行情况，分离效率偏低。除此以外，当排气系统压力波动较大时，传统的沉降式装置内孔板结构还存在过流噪声偏大的问题，严重时还会发出一段连续尖锐的高频噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种船用气液分离装置，体积小，分离效率高，产生噪声小。

本发明提供的技术方案如下：一种船用气液分离装置，包括：

气液旋流单元，其由上至下设置有气相出口、气液混合进口以及第一液相出口，

储液单元，位于所述气液旋流单元下方，且与所述第一液相出口连通，所述储液单元下部设置有第二液相出口，所述第二液相出口上设置有控制阀，

液位传感器，设置在所述储液单元上以感测储液单元内的液位，以及，

控制单元，与所述控制阀以及所述液位传感器通讯连接，其通过所述液位传感器的液位数据反馈控制所述控制阀的开闭和/或开度，以使所述船用气液分离装置内的气相空间与液相空间的比例维持在设定值附近。

本技术方案，船用气液分离装置内除了下部储液单元中沉积的液体处为液相空间外，其余空间绝大部分为气相空间。控制单元配合液位传感器和控制阀可调整储液单元内的液位，也即调整液相空间的容积，相应的气相空间的容积就是可变的，可以缓冲压力波动，降低了排气噪声。同时液相空间内液体可实现对第二液相出口的液封，液相密封空间将容积可变的气相空间与下游隔离，减少下游气体或液体在压力波动时产生回流对分离单元的影响。提高了气液分离效率。

优选的，所述气液旋流单元包括溢流管以及主管体，所述主管体由上之下包括圆柱段和圆锥段；

所述圆柱段上端设置有第一开口以穿设固定所述溢流管，即为所述气相出口；且所述圆柱段的侧壁上设置有所述气液混合进口，所述圆锥段下端开设所述第一液相出口；

所述储液单元上端包括有第二开口以将所述圆锥段的全部或部分容纳于其内部，所述储液单元与所述气液旋流单元一体成型或经由所述第二开口固定连接。

本技术方案，储液单元容纳气液旋流单元的部分于其内部，整体结构占据较小的容积，适用于紧凑的安装空间。

优选的，所述溢流管下端包括有裙边结构，并且所述裙边结构与所述气液混合进口高度大致相同或者低于所述气液混合进口的高度。

本技术方案，可减少气液混合进口进入的气液两相流未经充分旋流就从气相出口中逃逸。