JP6419672B2 - 船舶の排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
排気ガス移動方向下流側で前記エンジンの排気ガス中にあるNOxの還元を促す選択触媒還元装置とを備えた排気ガス浄化装置であって、複数の前記還元剤噴射体を有しており、前記還元剤噴射体の噴射口が前記排気管の周方向に沿って等間隔に配置されているものとすることで、複数の還元剤噴射体により還元剤を分散して噴射することで、還元剤を拡散して噴射できる上に、下流側の排気ミキサーで還元剤を更に排気管内で分散できる。従って、排気ミキサーを通過した排気ガスと還元剤とを十分に混合できるため、触媒における還元効率を向上できる。
止できる。
まず始めに、図1を参照しながら、第1実施形態における船舶1の概要について説明する。第1実施形態の船舶1は、船体2と、船体2の船尾側に設けたキャビン3(船橋)と、キャビン3の後方に配置したファンネル4(煙突)と、船体2の後方下部に設けたプロペラ5及び舵6とを備えている。この場合、船尾側の船底7にスケグ8を一体形成している。スケグ8には、プロペラ5を回転駆動させる推進軸9を軸支している。船体2内の船首側及び中央部には船倉10を設けている。船体2内の船尾側には機関室11を設けている。
次に、図2〜図7を参照しながら、発電装置23の排気系統について説明する。各発電用エンジン25には、空気取り込み用の吸気経路(図示省略)と排気ガス排出用の排気経路30とを接続している。吸気経路を通じて取り込まれた空気は、発電用エンジン25の各気筒内(吸気行程の気筒内)に送られる。各気筒の圧縮行程完了時に、燃料タンクから吸い上げた燃料を燃料噴射装置によって気筒毎の燃焼室内に圧送し、各燃焼室によって混合気の自己着火燃焼に伴う膨張行程が行われる。
アンモニアを還元剤として排気ガス中のNOxを選択還元することによって、複合ケーシング33内のメイン経路31側に送られた排気ガスを浄化する。また、スリップ処理触媒35は、NOx触媒34から流出した未反応(余剰)のアンモニアを酸化して無害な窒素にする。この場合、複合ケーシング33内のメイン経路31側では、下記の反応式:
(NH2)2CO+H2O → 2NH3+CO2(加水分解)
NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O(NOx触媒34での反応)
4NH3+3O2 → 2N2+6H2O(スリップ処理触媒35での反応)
が生ずる。
ップ処理触媒35の劣化を抑制できる。
成している。
各排気経路30におけるメイン経路31とバイパス経路32には、それぞれを開閉する開閉部材として、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38が設けられている(実施形態では3組、計6個)。これらメイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バ
ルブ38は、排気ガスの通過する経路を選択するために、一方を開けば他方を閉じるという関係になっている。また、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38は、規制海域などに応じて開閉させるように構成されている。
図9に示す如く、尿素水噴射ノズル61は、メイン側中継管55内に挿入されており、先端の尿素水噴射口611を下流側に向けて配置する。尿素水噴射口611は、メイン側中継管55の周方向に沿って等間隔に配置されており、下流側に設置される排気ミキサー62の混合フィン72と重なる位置に配置される。これにより、尿素水噴射ノズル61が尿素水噴射口611より下流側に向けて尿素水を噴射させた際、排気ミキサー62の混合フィン72に向けて尿素水を噴射できる。
と重なる位置に設けられており、尿素水噴射口611は、混合フィン72の上流側先端に向けて尿素水を噴射する。これにより、尿素水噴射ノズル61から噴射された尿素水が、混合フィン72の上流側先端の辺縁に当たることで、排気ミキサー62内に尿素水が拡散されて誘導される。そのため、排気ミキサー62内における尿素水の分散効率が高まるため、排気ガスの浄化効率を向上できる。
図18に示す如く、仕切板40の下流側端部が、複合ケーシング33の排気出口部42において、メイン経路31の下流出口側から流出口49の周縁に向かって延設されて、逆流防止板400が構成されている。流出口49は、メイン経路31と重なる位置に配置されており、逆流防止板400は、スリップ処理触媒35下流側で、仕切板40から流出口49周縁に向けて斜行するように設置されている。逆流防止板400の周縁が、複合ケーシング33の内壁面に固着されている。
成することにより、メイン経路31の出口側において、逆流防止板400による圧力抵抗を低減できるため、メイン経路31における圧力損失を抑制できる。
本発明の第2実施形態となる複合ケーシング33における逆流防止板400の構成について、図19を参照して、以下に説明する。本実施形態では、図19に示す如く、仕切板40の下流側端部に設けられた逆流防止板400が、多孔状の開口部401を有している。すなわち、逆流防止板400は、複数の穴を開口部401とした多孔板により構成され、排気出口部42におけるメイン経路31と排気排出管60との間に設置される。逆流防止板400の周縁(側縁及び下流側端縁)が、複合ケーシング33の内壁面に固着されている。逆流防止板400は、複合ケーシング33の内壁面に固着させた両辺縁側には、穴が設けられておらず、内側に開口部401となる穴が設けられている。多孔状の開口部はほぼ均等間隔で設けられており、開口部形状は丸形だけでなく三角や四角等の形状でも良い。
本発明の第3実施形態となる複合ケーシング33における逆流防止板400の構成について、図21を参照して、以下に説明する。本実施形態では、図21に示す如く、仕切板40の下流側端部は、複合ケーシング33のうちスリップ処理触媒35より下流側にある排気出口部42内で途切れており、スリップ処理触媒35の下流側を多孔状の逆流防止板400で覆う。
リップ処理触媒35の浄化効率を維持できる。
本発明の第4実施形態となる複合ケーシング33における逆流防止板400の構成について、図22を参照して、以下に説明する。本実施形態では、図22に示す如く、複合ケーシング33の排気出口部42に設けられる流出口49が、バイパス経路32側に設けられている。排気出口部42は、下流側の流出口49に向かって断面積を縮小するようにメイン経路31側を傾斜させた先窄まりの形状を有しており、流出口49が、メイン経路31の排気側と重なる位置に設けられている。
なお、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。上記の各実施形態では、発電用エンジン25の排気経路30中に設ける排気ガス浄化システムに、本願発明を適用したが、これに限らず、例えば主エンジン21の排気系統中の排気ガス浄化システムに適用してもよい。
11 機関室
21 主エンジン
22 減速機
23 発電装置
24 ディーゼル発電機
25 発電用エンジン
26 発電機
30 排気経路
31 メイン経路
32 バイパス経路
33 複合ケーシング
34 NOx触媒
35 スリップ処理触媒
37 メイン側切換バルブ
38 バイパス側切換バルブ
40 仕切板
61 尿素水噴射ノズル(還元剤噴射体)
62 排気ミキサー
71 ミキサー管体
72 混合フィン
400 逆流防止板
401 開口部
Claims (4)
- 船舶搭載用のエンジンの排気経路であって触媒を設けたメイン経路と、前記メイン経路の中途部から分岐したバイパス経路とを浄化ケーシング内に設け、前記メイン経路及び前記バイパス経路の排気ガス移動方向下流側を合流させて前記浄化ケーシング外部に排気させるとともに、前記浄化ケーシング内において、排気ガス移動方向上流側から下流側まで前記メイン経路と前記バイパス経路とを区画する仕切板を排気ガス移動方向に沿って延設しており、
前記仕切板の下流側端部が前記浄化ケーシングの排気流出口と前記メイン経路の排気出口との間を通るように設置された排気ガス浄化装置において、
前記排気流出口が、前記メイン経路側で前記メイン経路と重なる位置に配置されており、前記仕切板の下流側端部が、前記浄化ケーシングの排気出口部において、前記メイン経路の下流出口側から前記排気流出口の周縁に向かって斜行するように延設される逆流防止板が設けられ、前記逆流防止板の側縁及び下流側端縁が、前記浄化ケーシングの内壁面に固着されるとともに、前記逆流防止板の前記浄化ケーシングの内壁面に固着させた両辺縁側には、穴が設けられておられず、前記逆流防止板の内側に多孔状の開口部が設けられている、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 船舶搭載用のエンジンの排気経路であって触媒を設けたメイン経路と、前記メイン経路の中途部から分岐したバイパス経路とを浄化ケーシング内に設け、前記メイン経路及び前記バイパス経路の排気ガス移動方向下流側を合流させて前記浄化ケーシング外部に排気させるとともに、前記浄化ケーシング内において、排気ガス移動方向上流側から下流側まで前記メイン経路と前記バイパス経路とを区画する仕切板を排気ガス移動方向に沿って延設しており、
前記仕切板の下流側端部が前記浄化ケーシングの排気流出口と前記メイン経路の排気出口との間を通るように設置された排気ガス浄化装置において、
前記浄化ケーシングの前記排気流出口が、前記バイパス経路側に設けられるとともに、前記浄化ケーシングの排気出口部が、下流側の前記排気流出口に向かって断面積を縮小するように前記メイン経路側を傾斜させた先窄まりの形状とし、前記排気流出口が、前記メイン経路の排気側と重なる位置に設けられ、前記仕切板の下流側端部を前記浄化ケーシングの前記排気出口部における前記排気流出口周縁に向けて延設して逆流防止板が構成されるとともに、前記逆流防止板全体に多孔状の穴を設けた、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 船舶搭載用のエンジンの排気経路であって触媒を設けたメイン経路と、前記メイン経路の中途部から分岐したバイパス経路とを浄化ケーシング内に設け、前記メイン経路及び前記バイパス経路の排気ガス移動方向下流側を合流させて前記浄化ケーシング外部に排気させるとともに、前記浄化ケーシング内において、排気ガス移動方向上流側から下流側まで前記メイン経路と前記バイパス経路とを区画する仕切板を排気ガス移動方向に沿って延設しており、
前記仕切板の下流側端部が前記浄化ケーシングの排気流出口と前記メイン経路の排気出口との間を通るように設置された排気ガス浄化装置において、
前記仕切板の下流で、前記浄化ケーシングのうち処理触媒の下流側を多孔状の開口部を有する逆流防止板で覆うとともに、前記メイン経路を通過した排気ガスが、多孔状の前記開口部を通じて、排気下流側に流出される、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 前記メイン経路において、排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置の還元剤噴射体が、前記触媒より排気ガス移動方向上流側に配置されており、
前記排気ガスが前記バイパス経路を通過している際、前記還元剤噴射体に冷却空気が供給されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の排気ガス浄化装置。
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