CN102159455B - 船舶的发动机的废气净化系统 - Google Patents

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Abstract

在船舶上搭载一般燃料(C重油)箱(3)和低硫燃料(A重油)箱(4)。另外，在发动机(1)的排气系统配置尿素水喷雾方式的SCR催化剂(10)，且配置废气不经SCR催化剂(10)而通过的旁通排气管(16)。对照本船位置自动检测构件(B)和限制图谱，自动地演算到限制对象海域的距离，与向限制对象海域的到达相符地将燃料从一般燃料自动切换为低硫燃料，且废气向旁通排气管(16)流动，停止SCR催化剂(10)的功能。自动进行废气净化状态的切换。

Description

船舶的发动机的废气净化系统
技术领域
本申请发明涉及船舶的发动机(柴油发动机)的废气净化系统，更详细地说，涉及出入于废气的有害成分放出量受到限制的海域的船舶的废气净化系统。
背景技术
船舶一般搭载柴油发动机，但是与陆地车辆同样要求净化废气中所含的NOx(氧化氮)。另外，由于船舶用柴油发动机中以重油为燃料，所以，废气中含有SOx(氧化硫)的情况很多，因此，也要求净化SOx。
于是，作为NOx(氧化氮)的净化手段，将尿素作为还原剂使用的SCR催化剂净化法已经一般化。在该SCR催化剂净化法中，一般使用由使V、Cr等活性成分承载在Ti等氧化物的载体上的材料构成的蜂窝构造体，若向蜂窝构造体的上游侧喷雾作为还原剂水溶液的尿素水，则尿素水因废气的热而水解，生成氨气，该氨气作为还原剂作用于NOx，NOx被分解为无害的氮和水。
另一方面，在船舶中从成本面出发作为一般燃料大多使用C重油，但是，C重油具有硫成分的含有量多的性质，因此，作为SOx的对策，通过使用硫成分少的A重油来对应。虽然在环境方面看，无论公海·领海均统一地进行限制为好，但是，SOx的净化技术仍未确立、承担使用A重油的义务在运行成本、C重油的有效利用方面存在问题是实际情况，因此，作为协调策略，现状是针对SOx确定限制海域。
因此，出入于限制对象海域的船舶搭载硫成分的含有量高的C重油和硫成分的含有量少的A重油作为燃料，根据向限制对象海域的出入来切换所使用的燃料。而且，专利文献1公开了在运转初期使用流动性高的A重油，在发动机升温某种程度后切换为C重油的装置，在出入于SOx限制对象海域的船舶中像专利文献1公开的那样搭载切换装置，操作者(例如，轮机员)通过手工作业切换使用燃料。
另外，在柴油发动机中，作为废气中所含的NOx(氧化氮)的净化手段，将尿素作为还原剂使用的SCR催化剂净化法已经一般化。在该SCR催化剂净化法中，一般使用由使V、Cr等活性成分承载在Ti等氧化物的载体上的材料构成的蜂窝构造体，若向蜂窝构造体的上游侧喷雾作为还原剂水溶液的尿素水，则尿素水因废气的热而水解，生成氨气，该氨气作为还原剂作用于NOx，NOx被分解为无害的氮和水。
在SCR催化剂净化法中，需要持续向废气喷雾尿素水，因此，例如在卡车那样的陆地车辆中，将尿素水的箱安装在车辆上。另外，专利文献2中，作为用于向车辆供给尿素水的一种站台用设备，公开了将水和原料尿素投入箱中进行搅拌的台车方式的带供水枪的尿素水制造装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-227676号公报
专利文献2：日本特开2005-324134号公报
目前的船舶具备利用了GPS(global positioning system：全球定位系统)、卫星罗盘的本船位置自动检测构件，能够通过使用了这些本船位置自动检测构件的电子海图正确掌握本船的位置。但是，因为限制对象海域的边界是人为确定的，不仅这些必须作为信息被预先获知，而且，在例如为沿岸OO海里以内这样的限制时，若没有正确掌握海岸线，则不能正确理解限制海域的边界，这是实际情况，存在通过人工对应，正确性、迅速性欠缺的问题。当然，操作者的负担也大(因为在限制海域通过也有夜间、暴雨时，所以，负担非常大)。
另外，在作为直接作用于废气的净化装置，附加NOx净化用的SCR还原催化剂、粒子状物质除去用的清洗集尘装置的情况下，优选使它们也与燃料的切换对应地动作或停止动作，但是，在以往那样的手工作业方式中，正确性·可靠性·迅速性欠缺，存在不能遵守限制或浪费高价燃料的可能性。
顺便提及，在为卡车那样的陆地车辆的情况下，即使搭载在车辆上的尿素水箱容量小，也能够在加油站、车库等补给，所以，可以认为没有什么问题。但是，另一方面，在货船、远洋渔船那样的一出航就几天～几月不靠港(回港)的中型·大型船舶的情况下，由于海上没有站台那样的补给设备，所以，尿素水也必须在船内供应。
作为船舶的尿素水的供应手段之一，可以考虑搭载储存了从出航到靠港的使用量的尿素水箱，但是，由于一般船舶一旦出航就在海上持续运转发动机，所以，在每单位输出的尿素水使用量与陆地车辆相比大很多的情况的基础上，船舶用发动机与陆地车辆用发动机相比输出非常大，因此，存在所使用的尿素水的绝对量也多的情况，因此，不得不将尿素水箱做成巨大，因此，仅用箱储存尿素水的方式除近距离摆渡船那样的极其一部分的船舶以外，缺乏现实性。
作为船舶的尿素水的其它的供应手段之一，可以考虑将专利文献2记载的尿素水制造装置配置在发动机舱。由于这种方式不需要巨大的箱，所以，与仅仅为箱的方式相比现实性高，但是，通过人工用枪将制造出的尿素水向水溶液箱补给需要很多工时，难以被省力化发展的目前的船舶接受。
本申请发明是为改善这样的现状而做出的发明。
发明内容
本申请发明包括若干结构。第一发明是有关上位概念的发明，有关本发明的船舶搭载能够切换废气的净化状态的发动机和能够自动指明目前地点的本船位置自动检测构件，根据上述本船位置自动检测构件指明废气限制对象海域的边界和本船的位置关系，根据上述被指明的位置关系信息，将上述发动机的废气的净化状态切换为与限制相应的状态。
第二发明是在第一发明中，上述废气的净化状态的切换是燃料的种类的切换、一种或多种的净化装置的ON·OFF切换、有选择地使用多种净化装置的切换中的任意一种或多种。
第三发明是在第一或第二发明中，上述本船位置自动检测构件是根据从卫星或地面站或这两者发出的电波动作的构件，本船位置自动检测构件被组装在切换废气的净化状态的控制装置中。
第四发明是在第二发明中，一并设置一般燃料用箱和低硫燃料用箱，另一方面，上述发动机的排气系统具有连接有还原剂添加方式的NOx净化装置的主排气管和使废气不通过上述NOx净化装置而被排出的旁通排气管，以在使用一般燃料的状态下，旁通排气管关闭，向NOx净化装置添加还原剂，在使用低硫燃料的状态下，废气在旁通排气管流动，不向NOx净化装置添加添加剂的方式进行控制。
第五发明是在第一发明中，具有根据来自上述本船位置自动检测构件的信息切换发动机的废气的净化状态的控制构件，上述控制构件中还存储在哪个海域为怎样的废气限制这样的限制海域信息，以通过由上述本船位置自动检测构件检测到的位置信息与控制海域信息的对比，计算距限制海域的边界的距离，确定距边界的距离或航行时间的目标值，成为切换的准备状态这样的方式进行控制。
另外，本申请发明是以在搭载发动机、将海水纯水化的造水机、贮藏由上述造水机制造的纯水的水箱，通过向设置在上述发动机的排气管中的还原催化剂喷雾还原剂水溶液，净化上述发动机的废气中所含的NOx，进而，上述还原剂水溶液通过将粉状或颗粒状那样的固体状的原料还原剂混合于纯水而制造的这样的船舶为对象。
于是，在第六发明中，具有投入上述原料还原剂的原料料斗和用于将从上述原料料斗排出的原料还原剂掺入纯水，进行水溶液化的带搅拌构件的混合箱，上述水箱和混合箱由原水管路连接，且在上述混合箱上连接着将还原剂水溶液导入还原催化剂的水溶液管路。
第七发明是在第六发明的基础上，还具备探测上述发动机的输出的输出传感器或检测废气中的NOx浓度的浓度传感器，另一方面，在上述水溶液管路上夹装通过用纯水稀释从上述混合箱供给的还原剂水溶液来调节还原剂浓度的调节箱，根据来自上述输出传感器或浓度传感器的信号对调节箱中的还原剂的浓度进行调节，并也从水箱向上述调节箱供水。
第八发明是在第六或第七发明中，上述原料还原剂是尿素或其含有物，呈粉末状或颗粒状的外观，另一方面，在上述原料料斗设置干燥构件，在上述混合箱和调节箱设置加热构件。作为该第八发明的展开例，在第九发明中，上述加热构件以上述发动机的废气或使用完的冷却水为热源。
第十发明是在第六发明中，在上述混合箱设置水位传感器，另一方面，从上述原料料斗向混合箱的原料还原剂的投入由闸门构件控制，且在上述原水管路设置供水构件，而且，上述水位传感器、供水构件和闸门构件以如下这样的方式相关连：供水构件因由上述水位传感器产生的下限水平检测信号而动作，进行供水，供水构件因由上述水位传感器产生的上限水平检测信号而停止动作，闸门构件在向混合箱供水过程中或供水后或供水前打开，投入原料还原剂。
发明效果
在本申请发明中，能够以如下的方式进行控制：在船舶驶入或驶出废气限制对象海域时，自动判断限制对象海域的边界和本船的位置关系，在驶入限制对象海域的情况下将净化状态自动切换成限制被消除的状态，在从限制对象海域驶出的情况下，自动切换为限制消除状态被解除的状态。因此，能够正确且迅速地消除有关船废气的限制，且也能够节省船员的工时，对省力化和减轻负担做出贡献。
废气净化状态的切换因限制内容而不同，但有关SOx的限制目前可通过第二发明记载的方式中的燃料的切换对应处理。在由于使用低硫燃料而不需要NOx对策的情况下，也可以同时进行燃料的切换和NOx净化装置的功能ON·OFF，在本申请发明中，还能够简单且正确·迅速地进行这样的多种切换。
虽然本船位置自动检测构件具体地说可以使用GPS方式位置指明系统、卫星罗盘，但是，由于若像第三发明那样将本船位置自动检测构件组装在净化系统的控制装置中，则信号的传导系统单纯化，所以，具有动作的可靠性更高的优点。
而且，虽然NOx的净化使用了添加尿素那样的还原剂的还原催化剂，但是，NOx的产生量与燃料的种类也有关，也有若使用低硫成分的燃料，则针对NOx也不使用还原催化剂，就能消除限制值的情况。第四发明是与这样的实际情况对应的发明，通过在使用了高品质的燃料的状态下，使废气旁通并排出，能够抑制还原剂的使用量，抑制运行成本，且能够防止由于以废气在催化剂通过为起因的阻力而产生输出的损失。
一般，燃料的切换需要某种程度的准备时间，另外，就使用了还原剂的净化装置的运转开始或停止而言，还原剂的添加确认等也需要某种程度的准备时间。这点，因为若采用第五发明的结构，则在相对于限制海域进入、退出前预先准备净化构件的切换，所以，能够更可靠地实现确实地消除限制，承担责任且确保经济性。
而且，中·大型的船舶通常为了储存生活用水等而搭载将海水纯水化(淡水化)的造水机，由造水机制造的纯水被贮藏在水箱，由管路向各使用场所供给。于是，在本申请发明中，由于是通过将粉末状、颗粒状的原料还原剂在混合箱掺入纯水来制造还原剂水溶液，即，由于能够一面航海，一面随时制造还原剂水溶液，所以，不需要混合箱为巨大，能够对省空间做出贡献。而且，由于用于还原剂水溶液的原水从水箱供水，所以，没有必要新设置或追加设置用于还原剂水溶液的制造的造水机，因此，能够对降低成本做出贡献。
另外，由于在混合箱制造出的还原剂水溶液经水溶液管路自动向催化剂供给，所以，不需要人工。即，本申请发明还对省力化做出贡献，因此，适合现代的船舶。
另外，在柴油发动机中，废气中所含的NOx的浓度一般与输出成比例地增大。因此，优选向催化剂喷雾的还原剂水溶液的浓度与NOx的浓度成比例地增减(虽然也能够与浓度相应地增减喷雾量，但是存在水的产生量增加的弊端)。
而且，在本申请发明的第六发明的情况下，虽然也能够在混合箱调节浓度，但是，对原料还原剂、稀释水进行零星地浓度调节的情况控制麻烦，且存在不能正确进行浓度调整的可能性。对此，若采用第七发明的结构，则具有在混合箱制造与最高输出(NOx浓度)对应的(或其以上的)高浓度还原剂水溶液时，能够通过在调整箱添加稀释水来简单地制造所希望的还原剂浓度的水溶液的优点。另外，由于调整箱的稀释水也从水箱供给，所以，没有必要新设置、追加设置造水机，在成本方面也有利。
若像第八发明那样，作为原料还原剂使用尿素或其含有物，则具有安全性优异的优点。另外，尿素具有安全性高的优点，另一方面，具有吸湿性高的性质、若水溶液的温度降低，则溶解量(按水的每单位量溶解的摩尔数)降低的性质，但是，在第八发明中，由于在原料箱设置干燥构件，在混合箱和调整箱设置加热构件，所以，能够防止或抑制原料尿素的干燥，对实现自动混合做出贡献，且能够防止水溶液中的尿素的浓度降低，对有效地除去NOx做出贡献。另外，加热温度优选40℃左右。
在为第八发明的情况下，虽然作为混合箱以及调整箱的加热构件，也能够使用鞘加热器那样的电加热器，但是，若像第九发明那样，作为加热构件使用发动机的废气或使用完的冷却水，则具有能够抑制运转成本的优点。
作为在混合箱制造还原剂水溶液的具体的方法，虽然也可以例如一天一次以规定的时间间隔定期制造并贮藏，但是，这使得混合箱大型化，所以，在省空间这点不利，且因为需要人工，所以，在省力化这点也不利。对此，由于若采用第十发明的结构，则在水溶液的存量减少到规定量时，自动制造补给，所以，没有必要将混合箱以及调整箱大到超过需求，能够推进省空间，且节省人工，对省力化做出很大贡献。
附图说明
图1是表示本申请发明的实施方式的模式性的框图。
图2是表示排气切换阀的一例的剖视图。
图3是航行中的船舶的概念图。
图4是表示控制例的流程图。
图5(A)是混合箱的剖视图，(B)是(A)的B-B视俯视剖视图。
具体实施方式
接着，根据附图，说明本申请发明的实施方式。图1是表示与本申请发明相关的设备·装置的概念性的框图，图2是表示装置的具体构造的图，图3是航行中的船舶的概念图。首先，说明设备·装置的配置等。
(1).围绕发动机的基本结构
如图1所示，船舶具备柴油方式的发动机1，发电机2与发动机1连接。向发动机1供给来自一般燃料箱3和低硫燃料箱4中的任意一个的燃料。在图1中，为使说明简单化，描绘了在将两燃料箱3、4和发动机1连结的燃料管路5上夹装了切换阀(三通阀)6的状态，但是，实际上可以认为一般是将燃料喷射系统配管分别连接在两箱3、4上，有选择地使用任意的燃料喷射系统配管。与以往同样，作为一般燃料的例子，列举C重油，作为低硫燃料，列举A重油。
另外，虽然本实施方式的发电机是主要用于驱动船舶的推进用马达的部件，但是，也可以由发动机1直接驱动螺旋桨。当然，也可以将发动机1作为用于得到在船内使用的电力的专用的发动机，将发电机2连接于该发动机。在发电机2安装输出传感器7。由该输出传感器7直接检测发电机的输出(或负载)，但是，由于发动机1的输出和发电机2的输出基本相同，所以，输出传感器7也可以作为发动机1的输出检测构件发挥功能。
发动机1具有与排气歧管连接的主排气管8，在主排气管8上连接着NOx用的排气处理装置9。NOx用排气处理装置9从废气的流动方向看，从上游侧开始按顺序具有已阐述的SCR还原催化剂10、用于对在SCR还原催化剂10通过的NOx进行处理的逃逸催化剂(スリップ触媒：slip catalyst)11以及消音器12。在消音器12连接着放出管13。另外，能够将放出管13也认为是主排气管8的一部分，虽然在这种情况下，排气处理装置9被夹装在主排气管8的途中，但是，在本实施方式中，为了方便，将排气处理装置9的上游侧的部分作为主排气管8来定义。
在主排气管8的中途部设置用于将作为还原剂水溶液的一例的尿素水喷雾的喷雾口15。另外，在排气处理装置9上连接着使空气向SCR还原催化剂10喷出的鼓风机14。另外，在主排气管8中与喷雾口15相比的上游侧连接着旁通排气管16，旁通排气管16的终端连接在排气处理装置9中消音器12的部分。
虽然在图中进行了省略，但也可以在排气处理装置9的下游侧连接对粒子状物质进行修补的清洗集尘装置。或者也可以连接补燃器。
在排气切换阀17和旁通排气管16的连接部设置用于改变废气的流动方向的切换阀17。切换阀17的具体的构造例表示在图2中。即，在该例中，切换阀17为平板方式，以位于其一端部的支承轴为中心转动，若通过马达等执行器18旋转，则被切换为关闭旁通排气管16的入口的姿势和关闭主排气管8的姿势。
(2).尿素水的供给系统
船舶具有用第一泵20汲取海水并进行纯水化的造水机21和贮藏由造水机21制造出的纯水的水箱22。在水箱22上连接着许多用于向厨房、盥洗室等供水的一般水管路23。存在杂菌大量混入只被造水机21纯水化的水的情况。因此，作为饮用水、厨房用水也进行杀菌处理，在这种情况下，将杀菌前的杂水和杀菌后的饮用水分别贮藏在水箱。在这种情况下，在本实施方式中能够将任意的箱也作为水箱22使用(因为尿素水不是饮用，使用的是杂水，没有问题)。
在船舶上还搭载着将作为NOx净化用原料还原剂的一例的颗粒状尿素投入的原料料斗24、将从原料料斗24供给的原料尿素掺入水中，做成尿素水的混合箱25、对由混合箱25制造出的尿素水的浓度进行调节的调整箱26。
混合箱25和水箱22由原水管路27连接，在原料管路27上夹装使供水ON·OFF的第二泵28，混合箱25和调整箱26由第一水溶液管路29连接，在第一水溶液管路29上夹装第三泵30。调整箱26和喷雾口15由第二水溶液管路31连接，在第二水溶液管路31上夹装电磁式等的喷雾开闭阀32。
在原料料斗24上设置干燥装置34，且在原料料斗24和混合箱25之间的放出管36上设置开闭该放出管36的闸门构件37。干燥装置34可以使用暖风式、吸湿剂式等。在原料料斗24上设置探测原料尿素的量的容量传感器35。闸门构件37的具体的构造也在图5(A)中表示。闸门构件37由电磁螺线管等执行器远距离驱动。在混合箱25上设置旋转式搅拌装置38、水位传感器39和加热构件40。搅拌装置38由马达驱动。
另外，在由原料料斗24放出原料尿素中，能够有在闸门构件37打开的情况下持续流动的方式和若闸门构件37动作1次，则放出一定量的度量方式，本申请发明中可以采用任意一种(从控制的容易性方面，可以认为度量方式优异)。另外，也可以在原料料斗24上设置叶轮式等的搅拌装置，定期进行搅拌，将原料尿素总是保持为颗粒状或粉末状。
如图5(A)以及图5(B)所示，加热构件40以被卷绕成环状的形态配置在混合箱25的底附近。具体地说，加热构件40可以是通过电阻发热的鞘加热器。或者，能够由管构成加热构件40，使发动机1的废气、使用且热水化的冷却水在其内部通过。当然，也可以采用其它方式的加热构件。
在调整箱26上也设置搅拌装置41、加热构件42和水位传感器43。另外，调整箱26和水箱22由稀释水管路44连接，在稀释水管路44上夹装第四泵45(也可以替代第四泵45，配置切换阀)。再有，在调整箱26上设置探测尿素水的尿素浓度的浓度传感器46。另外，也可以将混合箱25、调整箱26做成隔热构造。在水箱22上也设置水位传感器47，若水位降低到下限，则第一泵20自动动作，若水位上升到上限，则第一泵20自动停止。
(3).控制系统的结构
在本实施方式中，作为废气净化系统的中枢装置，具有内置了中央计算装置(CPU)、存储器等的控制装置50。控制装置50可以作为专用品制造·配置，也可以使用市场销售的电脑、工作站。
控制装置50中装入有规定的程序，根据输入信号，输入输出信号。例如，从原料料斗24的容量传感器35、混合箱25的水位传感器39、调整箱26的水位传感器43、发电机2的输出传感器7将信号输入控制装置50。在两个燃料箱3、4上也设置容量传感器(水平计)51、52，也从这些容量传感器51、52向控制装置50传输信号。虽未图示出，但在燃料切换阀6、排气切换阀17上也设置探测打开状态的传感器，来自这些传感器的信号向控制装置50传输。
再有，如图3的概念图所示，在船舶C上搭载接收来自卫星D、地面站E的电波的天线A、根据由天线A接收的电波，指明本船位置的本船位置自动检测构件B，也从本船位置自动检测构件B向控制装置50传输控制信号。位置指明装置48被认为是控制装置50的一部分。
由控制装置50控制下述部件的驱动。即，控制第二泵28、混合箱25以及调整箱26的搅拌装置38、41和加热构件40、42、闸门构件37、稀释水管路44的第四泵45、第二水溶液管路31的喷雾开闭阀32、燃料切换阀6、排气切换阀17、鼓风机14的驱动。
若废气中的NOx的浓度高，则废气的单位量所必要的尿素的量也增多。因此，在混合箱25中，制造与设想的最高NOx浓度对应的尿素浓度的水溶液，根据来自输出传感器7的信号，驱动第四泵45，获取稀释水，以便尿素水达到净化所必须的尿素浓度。在达到规定的浓度后，停止第四泵45的驱动。在必须使尿素水的浓度变浓的情况下，驱动第三泵30，获取高浓度的尿素水。
NOx的浓度和尿素水的浓度可做成与NOx的微小的浓度变化对应地敏感地调节尿素浓度的微调方式，但是，认为现实的是将发动机1的输出范围分为例如低输出·中输出·高输出那样的多个区域，另一方面，将尿素浓度也与输出区域对应地分为低浓度·中浓度·高浓度那样的多个浓度区带，与输出区域的变更相应地改变浓度区带这样的区域调节方式。另外，在排气系统也设置温度传感器，在废气的温度过度上升了的情况下，从鼓风机14输送冷气。
在设置于控制装置50的存储器中，将在哪个海域进行怎样的废气限制这样的信息(限制图谱)作为数字数据存储。该信息可以包罗地球整体的信息，在航海范围被限定的情况下，也可以限定在该范围(例如，仅仅是太平洋、东京OO～△△度的范围)。因为存在限制内容变更的情况，所以，优选限制图谱数据能够更新。另外，限制图谱用存储器可以是CD那样的外部媒介方式，也可以是硬盘那样的内置方式。
另外，在本实施方式中，在混合箱25制造尿素水，将它向调整箱26输送，进行尿素调整，此后，从喷雾口15向废气喷雾，但是，首先需要不间断地供给尿素水。因此，从混合箱25的水位传感器39检测下限位置后，驱动第二泵28，从水箱22向混合箱25供给水，直至水位传感器39检测到上限位置，且打开闸门构件37，将原料尿素向混合箱25供给规定量，由搅拌装置38搅拌。原料尿素的投入、搅拌装置38的驱动开始可以与第二泵28的驱动同时，可以在前，也可以在后。
在调整箱26的水位传感器43探测到下限位置后，驱动第三泵30，在水位传感器43探测到上限位置后，停止第三泵30的驱动。在原料料斗24的干燥构件和混合箱25以及调整箱26的加热构件40、42为电子式的情况下，它们的ON·OFF也能够远距离控制，但是，通常没有必要在发动机的运转中切换。
另外，第二水溶液管路31的开闭阀32也通常为打开的状态，在废气在旁通排气管16流动，没有必要进行NOx净化时关闭。也可以将开闭阀32置换为流量调整阀，与NOx的产生量相应地(即，根据来自NOx的浓度传感器的信号)增减尿素水的喷出量，可以说这样更好。
也可以将调整箱26配置在比混合箱25低的位置，调整箱26总是被保持为装满状态。在该情况下，不需要第三泵30和水位传感器43。另外，也可以将调整箱26配置在比混合箱25低的位置，使尿素水从混合箱25向调整箱26自然流下，这种情况下，可以替代第三泵30，设置切换阀。
(4).控制的具体例
接着，根据图4的控制流程，说明与限制海域的关系的控制例。图4的流程是表示从限制对象海域驶入限制对象海域的情况。首先，若起动系统，则由本船位置自动检测构件将本船的位置作为纬度和经度的二维数据来指明。接着，对照(比较)本船位置和限制图谱，判断是限制对象海域之外还是之内。虽然在为限制对象海域内的情况下判断使用燃料的确认等，但是，本实施方式因为以限制对象海域外为前提，所以，省略说明。
在本船处于限制对象海域外的情况下，确认燃料是否使用一般燃料，废气是否是不通过旁通排气管16，而是通过主排气管8，是否进行尿素水的喷雾。是否使用一般燃料是根据来自设置在燃料切换阀6上的传感器的信号判断，废气是否在主排气管8通过是由来自因排气切换阀17的开闭运动而动作的传感器的信号进行判断，是否进行尿素水的喷雾根据来自设置在喷雾开闭阀32上的传感器的信号进行判断。
在没有使用一般燃料的情况下，在废气没有在主排气管8通过的情况下，在没有喷雾尿素水的情况下，分别作为异常状态发出警告，系统停止，直至对应处理完成。在使用一般燃料，排气处理装置9也正常动作，进行NOx的除去的情况下，比较本船位置和限制对象海域边界位置，演算到限制对象海域为止的到达距离，将该距离作为净化系统切换所需的距离(正确地说是时间)，判断是在预定的目标距离之内还是之外。目标距离根据切换所需要的时间和航行速度确定。也可以将目标距离设定成与航行速度成比例的变数(因为在高速的情况下，很快到达边界，所以，有必要使用于准备的目标距离变长)。
在到限制对象海域为止的距离比目标距离大的情况下，不采取特殊的措施，系统处于中断状态，若经过规定时间，则再次判断是在目标距离之内还是之外。在到限制对象海域为止的距离比目标距离小的情况下，进行燃料的切换、尿素水的喷雾停止切换的准备。作为准备，例如发出警报，针对需要人工作业的行为，使船员采取其措施。
在从切换准备处理开始经过规定时间后，判断切换准备是否完成。切换准备的完成例如通过负责的船员由按钮操作发出信号来进行。在经过规定时间前，按下了切换准备完成按钮的情况下，跳过判断切换准备是否完成的步骤，进入下一个步骤。
在进入目标距离后，以短的时间间隔或实时演算到限制对象海域的距离，若到达切换到达位置(例如，距限制对象海域和限制对象外海域的边界1～几海里前的位置)，则自动进行燃料的切换等净化装置的切换。
在本实施方式中，若燃料被切换为A重油，则废气向旁通排气管16流动，尿素水的喷雾停止。当然，也可以仅切换燃料，废气在主排气管8通过，继续进行NOx的净化。
若燃料的切换等系统变更完成，则通过来自设置在燃料切换阀6上的传感器的信号等，报告切换结束，系统结束。在没有收到切换完成信号的情况下，以明确了在哪个位置有故障的状态发出警告，通过人工作业除去故障的原因。
上面的说明表示了从限制对象外海域进入限制对象海域的情况下的控制，但是，在从限制对象海域驶出到限制对象外海域的情况下，仅仅是应判断的项目相反，基本流程与上述相同。另外，上述的说明是在驶入限制对象海域的情况下和在从限制对象海域驶出的情况下使系统不同的说明，但是，实际上可以认为是在指明了本船位置后，判断是限制对象海域之内还是之外，根据其判断结果，将系统粗略地分支成两个。
(5).其它
本申请发明除上述实施方式以外，还可以具体为各种方式。例如，在什么样的场所切换为什么样的废气对策可根据所搭载的装置·设备、限制内容变更，例如，在具备粒子状物捕集用的清洗集尘装置的情况下，也可以使清洗集尘装置与向限制对象海域的进入相匹配地工作。在具备像催化剂式净化装置、清洗集尘装置那样的作用于废气的净化装置的情况下，也可以使净化能力在限制对象海域的内外不同。
再有，也可以在搭载三种以上的燃料，与限制内容的强弱相应地灵活使用它们、在能够将多种燃料混合向发动机供给的情况下与相对于限制对象海域的出入相应地变更混合比例。
另外，例如，船舶上搭载多台发动机的情况也很多，但是，本申请发明以至少一台发动机为对象。在将混合箱配置在比水箱低的位置的情况下，也可以仅采用切换阀作为供水构件。
符号说明
A：天线；B：本船位置自动检测构件；1：发动机；2：发电机；3：一般燃料箱；4：低硫燃料箱；6：燃料切换阀；7：输出传感器；8：主排气管；9：排气处理装置；10：NOx净化用的SCR还原催化剂；11：逃逸催化剂；12：消音器；15：尿素水的喷雾口；16：旁通排气管；17：排气切换阀；21：造水机；22：水箱；24：原料料斗；25：尿素水制造用的混合箱；26：尿素水的浓度调整箱；27：原水管路；28：作为供水构件的一例的第二泵；29、31：水溶液管路；34：干燥构件(干燥装置)；38、41：搅拌构件(搅拌装置)；39、43：水位传感器；40、42：加热构件(加热装置)；50：控制装置。

Claims (2)

1.一种船舶的发动机的废气净化系统，其特征在于，
该船舶搭载能够切换废气的净化状态的发动机和能够自动指明目前地点的本船位置自动检测构件，
根据上述本船位置自动检测构件指明废气限制对象海域的边界和本船的位置关系，根据上述被指明了的位置关系信息，将上述发动机的废气的净化状态切换为与限制相应的状态，
上述废气的净化状态的切换是燃料的种类的切换、一种或多种的净化装置的ON·OFF切换、有选择地使用多种净化装置的切换中的任意一种或多种，
上述本船位置自动检测构件是根据从卫星或地面站或这两者发出的电波动作的构件，本船位置自动检测构件被组装在切换废气的净化状态的控制装置中，
一并设置一般燃料用箱和低硫燃料用箱，另一方面，上述发动机的排气系统具有连接有还原剂添加方式的NOx净化装置的主排气管和使废气不通过上述NOx净化装置而被排出的旁通排气管，以在使用一般燃料的状态下，旁通排气管关闭，向NOx净化装置添加还原剂，在使用低硫燃料的状态下，废气在旁通排气管流动，不向NOx净化装置添加添加剂的方式进行控制。
2.如权利要求1所述的船舶的发动机的废气净化系统，其特征在于，
具有根据来自上述本船位置自动检测构件的信息切换发动机的废气的净化状态的控制构件，上述控制构件中还存储在哪个海域为怎样的废气限制这样的限制海域信息，以通过由上述本船位置自动检测构件检测到的位置信息与控制海域信息的对比，计算距限制海域的边界的距离，确定距边界的距离或航行时间的目标值，成为切换的准备状态这样的方式进行控制。
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