CN107208514B - 船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，该船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器阻止船舶用柴油发动机的废气中的PM与洗涤器处理水的混合，对船体的摇晃、倾斜也可充分地应对。是湿润壁方式的洗涤器，使处理水(处理液)沿铅直管的内壁面呈膜状流下，且使废气流到铅直管内进行反应；其特征是，在筒管内垂直地配设许多的圆管，且将该圆管做成由冷却水冷却的构造，做成使处理水从圆管上部沿管内壁面呈膜状流下，使其与从圆管下部导入的废气反应的构造；即使船体摇晃、倾斜，也将沿圆管的内壁面流下的水膜的膜厚大体保持均匀，而且也没有废气与处理水剧烈冲撞而产生飞沫的情况，且没有在水膜产生膜破裂而导致废气与处理水成为非接触状态的情况。

Description

船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器
技术领域
本发明涉及一种将包含于船舶用柴油发动机的废气中的硫氧化物等有害气体除去进行净化的、船舶用、发电用、产业用等的特别是使用高浓度地含有硫成分的重油等低质燃料的大排气量船舶用柴油发动机的废气处理技术，重油(Fuel Oil)在船用工业界中被标记为柴油(Diesel Oil：DO)、船用柴油机燃料(Marine Diesel Fuel：MDF)或船用柴油(Marine Diesel Oil：MDO)、船用燃料油(Marine Fuel Oil：MFO)、重质燃料油(Heavy FuelOil：HFO)、残渣燃料油(Residual Fuel Oil：RFO)，但在本发明中将这些标记统称为重油。更详细地说，涉及排出高温废气的大排气量船舶用柴油发动机中的、配置了利用气体与粒子的扩散速度的差异的洗涤器的废气净化装置的上述洗涤器。
背景技术
虽然柴油发动机被作为各种船舶、发电机和大型施工机械以及各种机动车等的动力源广泛采用，但包含于从此柴油发动机排出的废气的以碳为主体的粒状物质(Particulate Matter：以下称为“PM”)、硫氧化物(以下称为“SOx”)、氮氧化物(以下称为“NOx”)，如周知的那样不仅导致大气污染，而且是对人体极其有害的物质，所以，该废气的净化极为重要。因此，关于柴油发动机的燃烧方式的改善、各种废气过滤器的采用、废气再循环(Exhaust Gas Recirculation：以下称为“EGR”。)法、选择性催化还原脱硝法(Selective Catalytic Ruduction：以下称为“SCR”。)、利用电晕放电而电气性地处理的方法等，已经提出了许多方案，其一部分被实际地利用。
在这里，柴油发动机的废气中的PM(粒状物质)的成分分为可溶性有机成分(SOF：Soluble Organic Fractions，以下称为“SOF”。)和不可溶性有机成分(ISF：InsolubleOrganic Fractions，以下称为“ISF”。)2种，其中SOF成分是燃料、润滑油的未燃成分为主的成分，包含具有致癌作用的多环芳香族等有害物质。另一方面，ISF成分以电阻率低的碳(碳黑)和硫酸盐(Sulfate)成分为主成分，此SOF成分及ISF成分从其对人体、环境的影响考虑，最好废气中的此SOF成分及ISF成分非常少。特别是关于在机体中的PM的不良影响的程度，在其粒子直径成为nm尺寸的场合被认为问题特别严重。
作为利用电晕放电进行电气性处理的方法，例如提出有以下记载的方法及装置(专利文献1～2)。
即，本申请人在专利文献1中提出了一种柴油发动机的废气用电气式处理方法及装置，该柴油发动机的废气用电气式处理方法及装置如在图9中概略地表示的那样采用了以下方式，即，在废气通路121上设置由电晕放电部122-1和带电部122-2构成的放电带电部122，由电晕放电的电子129使废气G1中的以碳为主体的PM128带电，由配置在该废气通路121上的捕集板123对上述带电的PM128进行捕集。并且，该柴油发动机的废气用电气式处理方法及装置具有以下构成，即，放电带电部122的电极针124的废气流的流动方向长度短，而且捕集板123相对于废气流的流动方向配设在直角方向。图中，附图标记125是密封气体管，附图标记126是高压电源装置，附图标记127是废气引导管。
然而，在利用上述电晕放电等而电气性地处理废气中的PM的柴油发动机的废气处理技术中，产生以下记载的课题。即，在船舶用柴油发动机中，在将例如前面的专利文献1记载的废气净化装置用于与使用硫分少的轻油的机动车用柴油发动机相比具有非常大的排气量而且使用重油以下的低质的、含有很多硫分的(重油相对于轻油含有100～3500倍左右的硫分，对于JIS K2204：2007“轻油”，是0.0010质量％以下，对于K2205-1990“重油”，是0.5～3.5质量％以下)燃料的大排气量船舶用柴油发动机的场合，不仅重油以下的低质燃料中的硫分作为SOF包含在废气及/或EGR气体中，而且成为硫酸盐，需要克服对发动机构成部件特别是排气相关部件进行腐蚀的课题。
作为相关的对策，本申请人提出了记载于专利文献2的船舶用柴油发动机的废气净化装置。此船舶用柴油发动机的废气净化装置，例如，如在图10中概略地表示的那样，在将高浓度地含有硫成分的重油等低质燃料用作燃料的柴油发动机(E)111的排气岐管(E/M)112下游的排气管的涡轮增压器(T/C)114的涡轮叶轮(未图示)下游配设废气冷却器(G/C)115，再在该废气冷却器的下游配设静电旋流废气净化装置(ESP/C/DPF(DieselParticulate Filter))116，在其下游配管配设将废气中的SOx溶解于其处理水但PM几乎不被处理水溶解/除去的洗涤器(以下称为“PM免处理的洗涤器”)113，构成为在空气过滤器(A/F)117下游的进气管使外部的空气经由涡轮增压器(T/C)114的压缩机叶轮(未图示)及中间冷却器(I/C)118进气到发动机的进气岐管(I/M)119。
作为此船舶用柴油发动机的废气净化装置中的PM免处理的洗涤器113，已知做成以下构成的洗涤器，该洗涤器如在图11中表示其一例的那样，在设置在废气或EGR气体通路上的洗涤器外壳(未图示)内，将纤维质的、具有吸水性的环形皮带120-1在处理水箱120-2内在设置于下部的驱动辊120-3及设置于上、下部的从动辊120-4之间配设成弯弯曲曲形状(曲折的山路状)，由配管(未图示)及利用马达(未图示)驱动的循环泵(未图示)使上述处理水箱120-2内的处理水经由供给喷嘴(未图示)，从设置于上述环形皮带120-1的表背两面的上部的从动辊120-4正下方使处理水W流下，使环形皮带表背的全部表面时常湿润。图中，附图标记120-5是废气流路。
另外，如在图12中表示另一例的那样，层叠蜂窝状构造的蜂窝状芯(例如尼奇阿斯(ニチアス)株式会社制，商品名：蜂窝状清洗器)，作为蜂窝状单元芯部121-1进行设置。该蜂窝状构造的蜂窝状芯交替地层叠将玻璃纤维、碳纤维、酰胺纤维等作为骨架的最好由多孔质的陶瓷制材料构成的波纹板和平板，由波纹板与平板之间的隧道状的微小截面的废气流路121-7构成蜂窝状构造。配置向该蜂窝状单元芯部大致均匀地供水的由供水喷嘴或供水管道构成的供水部121-2，构成为从该供水部121-2供水的洗涤器处理水(清洗水)W一面使上述蜂窝状单元芯部121-1的斜行的各微小流路的表面湿润一面流下，到达下托盘121-3，其后从处理水箱121-4由泵P送往供水部121-2，进行循环使用。图中，附图标记121-5是处理水箱，附图标记121-6是喷嘴孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2006/064805号公报
专利文献2：日本专利公开2014-224527号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，记载于上述专利文献2等的柴油发动机废气净化装置的PM免处理的洗涤器存在以下记载的问题点。
即，图11所示的PM免处理的洗涤器利用存在(一部分流下)于构成该洗涤器的皮带状的各壁面的处理水W的薄膜层，使得废气中的SOx在沿废气流路120-5的各壁面的处理水的表面附近流动的期间被处理水吸附和溶解，使其浓度剧减，然后将其排出，但废气中的PM仅是沿处理水的表面流动，废气相对于洗涤器处理水的表面几乎不剧烈冲撞，仅是一部分接触而且沿着PM免处理的洗涤器的处理水的表面附近平滑地流动，所以，不会相互混合。然而，因为在设置在处理水箱120-2内的下部的驱动辊120-3与分开地设置于上、下部的从动辊120-4之间将环形皮带120-1配设成弯弯曲曲形状，所以，在海上的暴风雨等使船体前后摇晃(纵荡)、左右摇晃(横荡)、上下摇晃(垂荡)、船首摇晃(艏摇)、横向摇晃(横摇)、纵向摇晃(纵摇)而产生摇晃的场合，分开地卷绕在上下辊之间的环形皮带120-1伴随着该船体的摇晃而动荡，在该环形皮带120-1的表面附近产生飞沫，此飞沫诱发废气与处理水的冲撞，存在促使PM粒子与处理水接触的担心。
另外，在使用图12所示的蜂窝状清洗器的PM免处理的洗涤器的场合，由于废气几乎不会相对于处理水的水薄膜层表面以接近垂直的角度剧烈地交叉/冲撞，不会相互混合，所以，废气中的SOx在废气流路121-7内被确实地除去，作为粒子的PM几乎都残留，以被含有的状态排出。然而，此PM免处理的洗涤器的洗涤器处理水的水流量范围幅度不太大，存在水流量不能与废气的流量增加(船舶用柴油发动机负荷的增大、旋转速度上升)、燃料油的硫含有量的增加、向航行海域的高限制海域的航行等对应地使洗涤器处理水的水流量大幅度地增减的难点。
另外，在洗涤器中，作为加压水式存在文丘里洗涤器、喷射洗涤器、旋流洗涤器、喷淋塔等，在填充层式中存在填充塔、流动层洗涤器等各种各样的形态的洗涤器，但因为哪一个洗涤器都是废气流相对于处理水的表面相互交叉地剧烈接触，所以，废气中的可溶性有机成分即来自燃料或润滑油的以正己烷提取物为主成分的油性混合物在处理水中的混合不能避免，在其排水处理中需要很多的工时和大规模装置(包含用于不将包含油分的处理排水向海洋排出的储存设备)。
另一方面，存在使液体以液膜的形式分散在气相中的液体分散型吸收装置，作为其代表例，已知使处理液在垂直地配置的圆管的内壁面呈膜状流下，从圆管下部将反应气体导入使其进行反应的湿润壁方式的吸收反应装置。然而，此湿润壁方式的吸收反应装置存在以下难点，即，因为是设置/固定在陆地上的设备用装置，不是船舶用，所以，完全没有考虑船体的摇晃、倾斜，在船体摇晃、倾斜的场合，圆管与船体同步地摇晃或倾斜，在位于倾斜的上部的圆管和位于下部的圆管，流入到圆管中的处理液的流量产生大的差，沿内壁面流下的水膜的膜厚变得不均匀，在极端的场合，剧烈地流入，产生飞沫，存在废气与处理液冲撞的担心，另外，还担心产生膜破裂(处理液破裂)，圆管的内壁面露出，废气与处理液成为非接触状态，有害物质的含有量没有减少就这样被排出。
本发明鉴于上述现有技术的问题，提供一种船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，该船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器不仅可一面阻止使用特别高浓度地含有硫成分的重油等低质燃料的大排气量的、高速及/或大流量的废气排出的船用柴油发动机的废气中的PM与处理水的混合，一面高效率地除去SOx将废气净化，阻止PM与洗涤器处理水的混合，而且对于因为海上的暴风雨等而产生的船体的摇晃、倾斜也可充分地应对，避免处理水与废气的冲撞，可防止PM粒子与处理水的接触、混合，还可容易地应对废气的流量(船舶用柴油发动机负荷)、燃料油的硫含有量、航行海域的限制值等。
用于解决课题的技术手段
本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，基本上是采用使处理水(处理液)在垂直地配置的管体的内壁面呈膜状流下，从管体下部将废气导入到管体内使其进行吸收反应的湿润壁方式(气液接触方式)的废气净化装置用洗涤器，其要旨是，为配设在与发动机的排气岐管相连的排气管或EGR配管上，使处理水沿铅直管的内壁面呈膜状流下，且使废气流到铅直管内进行反应的湿润壁方式的洗涤器；其特征为，筒管在两端附近具有冷却水流入管及冷却水流出管，在设置于该筒管的上下两端部的上部管板与下部管板之间垂直地间隔配设多根圆管(湿润壁流下管)，并且，在筒管上分别将具有处理水流入管的上部腔室设置于上述上部管板的上方、将具有处理水流出管的下部腔室设置于上述下部管板的下方；在上述上部腔室的上方设置上部导管管板，该上部导管管板在与各圆管对应的位置且不与上述上部腔室内连通地配设处理水导管，上述处理水导管具有比上述圆管内径小的外径而且在其下端开口端部与圆管内面之间保持与沿该圆管内壁面流下的水膜的膜厚相当的所期望间隔；在上述下部腔室的下方设置下部导管管板，该下部导管管板在与各圆管对应的位置配设气体导管，上述气体导管具有比上述圆管内径小的外径而且在其上端开口端部与圆管内面之间保持与沿该圆管内壁面流下的水膜的膜厚相当的所期望间隔；分别在上述上部导管管板的上方具有上部罩、在上述下部导管管板的下方具有下部罩；做成使经处理水导管供给的处理水沿圆管的内壁面呈膜状流下，与从气体导管导入到圆管内的废气反应的构造。
另外，本发明的上述处理水导管最好将下端开口端部扩径成喇叭状。并且，上述气体导管最好将上端开口端部缩径成口收缩状(喷嘴状)。
并且，本发明为了使上述圆管(湿润壁流下管)内的废气的流动产生涡流，最好在上述圆管的轴心部以所期望轴向间隔设置朝径向具有突出部的湍流器来构成，或者为了使上述圆管内的废气的流动产生涡流而且谋求处理水向上述圆管的内周面的周向分散以及在上述圆管的内周面的处理水的滞留时间的长期化和表面积增大，最好沿上述圆管的内周面将湍流促进构件或湍流控制构件配设成螺旋状来构成。
另外，本发明最好使上述圆管(湿润壁流下管)的上端从上部管板突出，在该突出部相互之间具备高度比上述突出部的高度高的隔板构造体，该隔板构造体在前端具有槽底位于比上述圆管前端高度高的位置的槽及/或在壁部具有贯通孔及/或在壁部下端具有槽。
并且，最好上述本发明的隔板构造体设置在与上述上部腔室同心的外筒内，而且在该外筒与上述上部腔室之间配备具有上述槽及/或上述贯通孔的堰堤。
并且，最好本发明是将上述废气净化装置用洗涤器在垂直方向串联地配置多个的多级构造或多层构造，将内径与上述上部或下部腔室内径相同且在上下具有适配器凸缘的适配器夹在上方配置的废气净化装置用洗涤器的上述下部导管管板与下方配置的废气净化装置用洗涤器的上述上部导管管板之间而构成。
发明的效果
本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器取得以下记载的效果。(1).构成为湿润壁方式，该湿润壁方式使处理水(处理液)在垂直地配置的圆管的内壁面呈膜状流下，该流下的水膜的膜厚被保持均匀，也没有产生膜破裂的情况，从圆管下部将废气导入到圆管内，废气与处理水不会剧烈冲撞地进行吸收反应，不仅可有效地防止PM与洗涤器处理水的混合，而且作为对于船体的摇晃、倾斜的考虑，即使在船体摇晃、产生倾斜的场合在流入到圆管(湿润壁流下管)中的处理水的流量产生差别，沿圆管的内壁面流下的水膜的膜厚也保持均匀，并且，也不会发生废气与处理水剧烈冲撞而产生飞沫的情况，还因为也不会在水膜产生膜破裂，所以，也完全没有圆管的内壁面露出、废气与处理液成为非接触状态的情况，因此，对于由海上的暴风雨等产生的船体的摇晃、倾斜也能够充分地应对。另外，由于与使用蜂窝状清洗器的PM免处理的洗涤器相比可大幅度地增加处理水的水量的范围幅度，所以，取得可通过与废气的流量增加(船舶用柴油发动机负荷的增大、旋转速度上升)、燃料油的硫含有量的增加、向航行海域的高限制海域的航行等对应地使水量增减容易地应对的优良的效果。
(2).通过在圆管的轴心部以所期望轴向间隔设置朝径向具有突出部的湍流器，使圆管内的废气的流动产生涡流，或者沿圆管的内周面将作为截面三角形的线状构件的湍流控制构件配设成螺旋状，使废气的流动产生涡流，而且谋求处理水向圆管的内周面的周向分散、在圆管的内周面的处理水的滞留时间的长期化和表面积增大，可进一步增大记载于上述(1)的效果。
(3).通过使圆管的上端从上部管板突出，在其突出部相互之间配设高度比上述突出高度高的隔板构造体，该隔板构造体具有位于前端的、槽底位于比圆管前端高度高的位置的槽及/或位于壁部的贯通孔或位于壁部下端的槽，在海上的暴风雨等使得船体因为前后摇晃(纵荡)、左右摇晃(横荡)、船首摇晃(艏摇)、横向摇晃(横摇)、纵向摇晃(纵摇)而摇晃、产生倾斜，在上部腔室内在处理水面产生摇晃的场合，因为隔板的存在，可防止流入到各隔板内的处理水的水量的偏差变大，使得偏差变小，因此，流入到圆管(湿润壁流下管)的处理水的流量的偏差也变小，即使因为圆管而产生一些差别，沿圆管的内壁面流下的水膜的膜厚也保持均匀，并且，也没有废气与处理水剧烈冲撞而产生飞沫的情况，还因为也不会在产生水膜膜破裂，所以，也没有圆管的内壁面露出、废气与处理液成为非接触状态的情况，由于对由海上的暴风雨等导致的船体的摇晃、倾斜也充分地应对，处理水沿圆管内面成为水膜流下，所以，可稳定地获得上述(1)记载的效果。
(4).通过将本发明的废气净化装置用洗涤器在垂直方向串联地配置多个，并且，在上方配置的废气净化装置用洗涤器的下部导管管板与下方配置的废气净化装置用洗涤器的上部导管管板之间以与上部或下部的各腔室内径大致相同内径配设在上下具有适配器凸缘的适配器，多级或多层的直列配置成为可能，可使SOx更多地溶解在其处理水中，进一步提高度SOx从废气的除去率。
附图说明
图1是表示本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的第1实施例的要部放大纵剖视图。
图2是表示本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的第2实施例的要部放大纵剖视图。
图3是本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的第1、第2实施例的包含配管状况的立体图。
图4是本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的第3实施例的包含配管状况的立体图。
图5是表示本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的第4实施例的要部放大纵剖视图，(a)是圆管的剖视图，(b)是圆管的俯视图。
图6是表示本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的第5实施例的要部放大纵剖视图，(a)是圆管的剖视图，(b)是圆管的俯视图。
图7是表示本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的第6实施例的要部放大纵剖视图。
图8是图7所示的第6实施例的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的要部放大图，(a)是表示隔板构造体的上部的一部分的俯视图，(b)是表示该隔板构造体的下部的一部分的横剖俯视图。
图9是表示以往的船舶用柴油发动机的废气净化装置的一例的概略图。
图10是表示以往的船舶用柴油发动机的废气净化装置的一例的框图。
图11是表示图10所示的船舶用柴油发动机的废气净化装置的PM免处理的洗涤器的一例的立体图。
图12是表示图10所示的船舶用柴油发动机的废气净化装置的PM免处理的洗涤器的另一例的立体图。
具体实施方式
在图1中作为第1实施例表示的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器是在配设在筒管(外壁管)内的多根圆管内使处理水(处理液)与废气进行吸收反应的方式的湿润壁多管式的洗涤器，其构造由构成洗涤器主体的筒管1、冷却水流入管2-1、冷却水流出管2-2、上部管板3、下部管板4、圆管5、上部腔室6、下部腔室7、处理水流入管8、处理水流出管9、上部导管管板10、下部导管管板11、处理水导管12、气体导管13、上部罩14、下部罩15构成。附图标记W是处理水，附图标记W-1是水膜，附图标记Wc是冷却水，附图标记G是废气。
即，筒管1在上下两端附近具有冷却水流入管2-1及冷却水流出管2-2，在筒管1的上下端部突设上凸缘3-1及下凸缘4-1，在上凸缘3-1设置上部管板(管板)3，在下凸缘4-1设置下部管板(管板)4。在此上部管板3与下部管板4之间垂直地配置使处理水W沿内壁面以膜状流下的圆管5，并且，相互保持所期望的间隔地配设多根。在那时，各圆管5使其上下端部分别从上部管板3及下部管板4向外侧突出地垂直配设。并且，在上述上部管板3的上方位置，与该上部管板3在上下方向上保持所期望的间隔地将上部导管管板10经上部腔室6安装于上述上凸缘3-1。在上部腔室6设置处理水流入管8，使得处理水流入到上部管板3与上部腔室6之间。在上部导管管板10，与各圆管对应位置且不与上述上部腔室6内连通地配设固定处理水导管12。处理水导管12具有比上述圆管5的内径小的外径，而且具有其下端内嵌于圆管5的长度，且最好其下端开口端部扩径成与圆管5内面保持所期望间隔(与沿圆管5内壁面流下的水膜的膜厚相当)那样的喇叭状。构成为流入到上部管板3与上部腔室6之间的处理水W最好经各处理水导管12流入到圆管5内，而且沿该管内面成为水膜W-1地流下。另外，在上述下部管板4的下方位置，下部导管管板11与该下部管板4在上下方向上保持所期望的间隔地经下部腔室7安装于上述下凸缘4-1，使积存在下部管板4与下部腔室7之间的处理水流出的处理水流出管9安装于下部腔室7。在下部导管管板11，与各圆管5对应位置地配设固定气体导管13。气体导管13具有比上述圆管5内径小的外径，而且具有其上端内嵌于圆管5的长度，且其上端开口端部缩径成与圆管5内面保持所期望间隔那样的口收缩状(喷嘴状)。在上述上部导管管板10的上方及下部导管管板11的下方分别固设上部罩14和下部罩15，构成为从下部罩15那一侧流入的废气G从气体导管13流入到各圆管5内，在该管内上升，经附着于上部导管管板10的各处理水导管12向上部罩14那一侧流出。
另外，将处理水导管12的下端开口部形成为喇叭状，是为了在圆管5内壁面形成所期望厚度的水膜使其流下。另外，将气体导管13的上部开口部形成口收缩状(喷嘴状)，是为了防止沿圆管5内壁面流下来的处理水的水膜与废气的冲撞导致飞沫的发生。
在上述图1所示的构成的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器中，处理水W从与设置于筒管1的上部的上部腔室6连接的处理水流入管8供给到上部管板3与上部导管管板10之间，经由不与上述上部腔室6连通地固定于上述上部导管管板10的处理水导管12沿圆管5的内壁面成为水膜W-1流下。另一方面，从下部罩15那一侧流入到筒管1内的废气G经安装于下部导管管板11的气体导管13导入到圆管5内，在圆管5内上升。此时，沿圆管5的内壁面流下的水膜W-1与在该圆管5内上升来到的废气G进行吸收反应，废气G中的SO2被水膜W-1吸收。另外，在圆管5内流下、积存在下部管板4与下部导管管板11之间的处理水从安装于下部腔室7的处理水流出管9排出。另一方面，冷却水Wc从设置于筒管1的侧壁的冷却水流入管2-1供给到筒管1内，一面对筒管1内部的圆管5群进行冷却，一面从冷却水流出管2-2流出。对圆管5群进行冷却的理由在于，因为废气G中的SOx在处理水W的吸收/溶解度随着处理水W的水温的上升而降低，所以，从外表面对各圆管5进行冷却，将处理水W的水膜W-1的温度维持成适温。
在这样表示于图1的构成的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的场合，由于构成为处理水W在垂直地配设在筒管1内的许多的圆管5内成为所期望膜厚的水膜W-1流下，与从该圆管5的下部经气体导管13导入、上升来到的废气进行吸收反应，所以，通过可在上部管板3与上部导管管板10之间储集处理水W，可使供给的处理水的水流量范围幅度大幅度地增加。因此，此PM免处理的洗涤器即使在船体摇晃、产生倾斜的场合在流入到圆管5中的处理水的流量产生差别，沿圆管5的内壁面流下的水膜W-1的膜厚也被保持得大体均匀，并且，废气G与处理水W剧烈冲撞而产生飞沫的情况也不会发生，还因为也不会在水膜W-1发生膜破裂，所以，也完全没有圆管5的内壁面露出、废气与处理水成为非接触状态的情况。另外，可容易地与废气的流量增加(船舶用柴油发动机负荷的增大、旋转速度上升)、燃料油的硫含有量的增加、向航行海域的高限制海域的航行等对应地使洗涤器处理水的水量增减进行应对。
作为第2实施例表示于图2的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器除了将上述第1实施例的上部管板3与上部导管管板10之间的处理水箱部和下部管板4与下部导管管板11之间的处理水箱部分别形成得比较大，将处理水导管12和气体导管13做成长尺寸以外，其它做成与上述第1实施例的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器同样的构成。
在图2所示的构成的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的场合，处理水W从设置于筒管1的上部的处理水流入管8供给到上部腔室6的上部管板3与上部导管管板10之间，经由不与上述上部腔室6内连通的长尺寸的处理水导管12沿圆管5的内壁面成为水膜W-1流下。另一方面，从下部罩15那一侧流入到筒管1内的废气G被经安装于下部导管管板11的长尺寸的气体导管13导入到圆管5内，在圆管5内上升。此时，沿圆管5的内壁面流下的水膜W-1与在该圆管5内上升来到的废气G进行吸收反应，废气G中的SO2被水膜W-1吸收。另外，在圆管5内流下、积存在下部管板4与下部导管管板11之间的处理水从安装于下部腔室7的处理水流出管9排出。另一方面，冷却水Wc从设置于筒管1的侧壁的冷却水流入管2-1供给到筒管1内，一面对筒管1内部的圆管5群进行冷却，一面从冷却水流出管2-2流出。
因此，在此图2所示的洗涤器的场合，由于也与上述图1所示的洗涤器同样地构成为处理水W在垂直地配设在筒管1内的许多的圆管5内成为所期望膜厚的水膜W-1流下，与从该圆管5的下部经长尺寸的气体导管13导入后上升来到废气进行反应，所以，通过可在上部管板3与上部导管管板10之间储集处理水，可使得供给的处理水的水头压力大，可大幅度地增加水流量范围幅度。因此，在此PM免处理的洗涤器的场合，即使在船体摇晃、产生倾斜的情况下流入到圆管5的处理水的流量产生差别，也将沿圆管5的内壁面流下的水膜W-1的膜厚保持得大体均匀，并且，也没有废气与处理水剧烈冲撞而产生飞沫的情况，还因为也不会在水膜W-1产生膜破裂，所以，也完全没有圆管5的内壁面露出、废气与处理水成为非接触状态的情况。另外，可容易地与废气的流量增加(船舶用柴油发动机负荷的增大、旋转速度上升)、燃料油的硫含有量的增加、向航行海域的高限制海域的航行等对应地使洗涤器处理水的水量增减进行应对。
另外，上述图1、图2所示的本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器如在图3中作为包含配管状况的立体图表示的那样，配管构成为从处理水箱21由马达驱动泵22压送处理水W，从该洗涤器的处理水流入管8供给到上部腔室6内，在圆管5内的反应处理后，从安装于下部腔室7的处理水流出管9排出，再次返回到处理水箱21。
另外，本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器不限于上述图3所示的那样的单一构成，也可根据需要经例如适配器在垂直方向上串联地配置多台单一构成的洗涤器，做成多级(多层)构造。图4是作为第3实施例表示其多级(多层)构造的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的图，通过例如在上方配置的废气净化装置用洗涤器的上述下部导管管板11与下方配置的废气净化装置用洗涤器的上述上部导管管板10之间以与上述下方配置的废气净化装置用洗涤器的上部腔室6或上述上方配置的废气净化装置用洗涤器的下部腔室7的内径大体相同内径配设在上下各自具有适配器凸缘16-1的适配器16，经该适配器16串联地使用，做成多级构造。通过此多级化(多层化)，可由洗涤器处理水使废气中的SOx多溶解，进一步提高SOx从废气的除去率，可进一步净化排出气体。
并且，本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器为了促进在圆管5内的处理水W与废气G的吸收反应，可设置湍流器(湍流促进构件或湍流控制构件)，该湍流器(湍流促进构件或湍流控制构件)在圆管5内的轴心附近使废气G的流动产生涡流，最好产生纵向涡。图5是作为第4实施例表示具备该湍流器的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器的图，可在设置于圆管5的轴心的轴18上在轴向以所期望间隔而且相对于轴心呈直角或具有倾斜或扭转地设置多片由向该轴的半径方向突出的圆板、十字/Y字/长方形叶片等构成的湍流器18-1。另外，作为湍流器18-1的上述倾斜角θ虽然不特别限定，但最好是90°～140°左右，另外，十字/Y字/长方形的各叶片的周向的配置相位角α与叶片的形状对应地适宜决定。
通过这些湍流器18-1的设置，可使在圆管5的轴心附近流动的废气和在流下的处理水的水膜附近流动的废气相互循环(交换/替换)，可由洗涤器处理水使废气中的SOx多溶解，进一步提高SOx从废气的除去率，可进一步净化排出气体。
另外，作为第5实施例表示于上述图6的本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器为了使圆管5内的废气G的流动产生涡流，最好产生纵向涡，而且谋求处理水向圆管5的周向分散和回旋、在圆管5内的处理水的滞留时间的长期化和接触表面积增大，也可在例如圆管5的内周面以螺旋状附设截面大致三角形状的湍流促进构件19。另外，此截面大致三角形状的湍流促进构件19由线状构件构成，与圆管5成一体(与母材一体成形、硬钎焊、焊接)或分立，半径方向的高度h最好是圆管5的内径的1/5～1/3左右的高度，最好废气流入侧的倾斜角θ1是15°～40°，流出侧的倾斜角θ2是10°～30°。通过这些截面大致三角形状的湍流促进构件19的设置，可使在圆管5的轴心附近流动的废气与在流下的处理水的水膜附近流动的废气相互循环(交换/替换)，并且，使处理水的表面积增大，而且通过处理水向湍流促进构件19的螺旋方向的分散化/回旋化，可使在圆管表面的滞留时间长期化，增加与废气的接触机会，由洗涤器处理水使废气中的SOx更多地溶解，进一步提高度SOx从废气的除去率，可进一步净化排出气体。
并且，作为第6实施例表示于上述图7、图8的本发明的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器使圆管5的上端从上部管板3突出，而且使不与上部腔室6连通地固定于上述上部导管管板10的处理水导管12与上述圆管5位置对应，并且在其突出部相互之间将隔板构造体20从上部腔室6的内壁离开地附设在上部管板3上。隔板构造体20通过将高度比上述突出部的突出高度高的隔板(分隔壁)20-1围绕各圆管或多个圆管5地配设在外筒20-5内来构成，隔板20-1在前端具有槽底位于比圆管前端高度高的位置的溢流用的槽20-2，并且具有位于壁部下端的通流槽20-3及/或位于壁部的贯通孔20-4。而且，在上部腔室6与外筒20-5之间间隔配设堰堤20-6，堰堤20-6设置有多个贯通孔20-4及/或位于壁部下端的通流槽20-3，并且在壁部上端具有溢流用的槽20-2。通过这样在上部腔室6的内侧经带有贯通孔20-4、通流槽20-3、溢流用的槽20-2的堰堤20-6设置隔板构造体20，因为该隔板构造体20的壁部的上述溢流用的槽20-2、壁部下端的通流槽20-3的存在，各隔板20-1内的处理水W的水面被保持于低位置，可使向圆管5的流下/流入均匀化，并且，即使在海上的暴风雨等使得船体因为前后摇晃(纵荡)、左右摇晃(横荡)、船首摇晃(艏摇)、横向摇晃(横摇)、纵向摇晃(纵摇)等而产生摇晃、倾斜，在上部腔室内在处理水面产生摇晃的场合，也因为隔板构造体20的存在，流入到隔板内的处理水从上述多个贯通孔20-4、壁部下端的通流槽20-3、壁部上端的溢流用的槽20-2慢慢地流入，可防止各隔板20-1之间的水量的偏差变大，由于偏差变小，所以，处理水W的水面在隔板构造体20内的压头差保持得小，可使向圆管5的流下/流入均匀化，即使由圆管5产生一些差别，沿圆管5的内壁面流下的水膜的膜厚也被保持均匀，并且，也没有废气与处理水剧烈冲撞而产生飞沫的情况，并且，由于也不会在水膜产生膜破裂，所以，也没有圆管5的内壁面露出、废气与处理液成为非接触状态的情况，可使洗涤器更稳定地运行。
另外，作为上述隔板构造体20，在将各圆管1根1根地包围的场合，如图8所示的那样一般是蜂窝状构造，可使向圆管5的流下/流入更均匀化，但在各将多根圆管5包围的场合，也可做成对隔板进行棋盘格子那样的配置的构造(图省略)。
附图标记说明：
1 筒管
2-1 冷却水流入管
2-2 冷却水流出管
3 上部管板
3-1 上凸缘
4 下部管板
4-1 下凸缘
5 圆管
6 上部腔室
7 下部腔室
8 处理水流入管
9 处理水流出管
10 上部导管管板
11 下部导管管板
12 处理水导管
13 气体导管
14 上部罩
15 下部罩
16 适配器
16-1 适配器凸缘
18 轴
18-1 湍流器
19 湍流促进构件
20 隔板构造体
20-1 隔板
20-2 槽
20-3 通流槽
20-4 贯通孔
20-5 外筒
20-6 堰堤
21 处理水箱
22 马达驱动泵
W 处理水
W-1 水膜
Wc 冷却水
G 废气
θ 湍流器的倾斜角
θ1 废气流入侧的倾斜角
θ2 废气流出侧的倾斜角
h 截面三角形状的湍流促进构件的半径方向的高度

Claims (8)

1.一种船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，是配设在与发动机的排气岐管相连的排气管或EGR配管上，使处理水沿铅直管的内壁面呈膜状流下，而且使废气流到铅直管内进行反应的湿润壁方式的洗涤器；其特征在于：筒管在两端附近具有冷却水流入管及冷却水流出管，在设置于该筒管的上下两端部的上部管板与下部管板之间垂直地间隔配设多根湿润壁流下圆管，并且，在筒管上分别将具有处理水流入管的上部腔室设置于上述上部管板的上方、将具有处理水流出管的下部腔室设置于上述下部管板的下方；在上述上部腔室的上方设置上部导管管板，该上部导管管板在与各湿润壁流下圆管对应的位置且不与上述上部腔室内连通地配设处理水导管，上述处理水导管具有比上述湿润壁流下圆管内径小的外径而且在其下端开口端部与湿润壁流下圆管内面之间保持与沿该湿润壁流下圆管内壁面流下的水膜的膜厚相当的所期望间隔；在上述下部腔室的下方设置下部导管管板，该下部导管管板在与各湿润壁流下圆管对应的位置配设气体导管，上述气体导管具有比上述湿润壁流下圆管内径小的外径而且在其上端开口端部与湿润壁流下圆管内面之间保持与沿该湿润壁流下圆管内壁面流下的水膜的膜厚相当的所期望间隔；分别在上述上部导管管板的上方具有上部罩、在上述下部导管管板的下方具有下部罩；做成使经处理水导管供给的处理水沿湿润壁流下圆管的内壁面呈膜状流下，与从气体导管导入到湿润壁流下圆管内的废气反应的构造。
2.根据权利要求1所述的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，其特征在于，上述处理水导管将下端开口端部扩径成喇叭状。
3.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，其特征在于，上述气体导管将上端开口端部缩径成口收缩状。
4.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，其特征在于，为了使上述湿润壁流下圆管内的废气的流动产生涡流，在上述湿润壁流下圆管的轴心部以所期望轴向间隔设置朝径向具有突出部的湍流器来构成。
5.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，其特征在于，为了使上述湿润壁流下圆管内的废气的流动产生涡流而且谋求处理水向上述湿润壁流下圆管的内周面的周向分散以及在上述湿润壁流下圆管的内周面的处理水的滞留时间的长期化和表面积增大，沿上述湿润壁流下圆管的内周面将湍流促进构件或湍流控制构件配设成螺旋状来构成。
6.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，其特征在于，使上述湿润壁流下圆管的上端从上部管板突出，在该突出部相互之间具备高度比上述突出部的高度高的隔板构造体，该隔板构造体在前端具有槽底位于比上述湿润壁流下圆管前端的高度高的位置的槽及/或在壁部具有贯通孔及/或在壁部下端具有槽。
7.根据权利要求6所述的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，其特征在于，上述隔板构造体设置在与上述上部腔室同心的外筒内，而且在该外筒与上述上部腔室之间配备具有上述槽及/或上述贯通孔的堰堤。
8.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机的废气净化装置用洗涤器，其特征在于，是将上述废气净化装置用洗涤器在垂直方向串联地配置多个构成的多级构造或多层构造，将内径与上述上部或下部腔室内径相同且在上下具有适配器凸缘的适配器夹在上方配置的废气净化装置用洗涤器的上述下部导管管板与下方配置的废气净化装置用洗涤器的上述上部导管管板之间而构成。
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