CN107407174B - 废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的废气净化装置50具备如下功能：通过喷射加压空气而将附着于在筒状的壳体部74的内部配置的NOx催化剂75的烟尘除去。该废气净化装置50具备多个空气喷射喷嘴82，该多个空气喷射喷嘴82配置于比NOx催化剂75靠上游侧的壳体部74的侧壁，向壳体部74内喷射加压空气而产生冲击波，各空气喷射喷嘴82逐个依次隔开规定的时间间隔而在时间t1的期间内喷射相同流量的加压空气。

Description

废气净化装置
技术领域
本发明涉及内燃机的废气净化装置。
背景技术
来自内燃机的废气中含有二氧化碳、氮氧化物以及微粒状物质等。其中，氮氧化物(以下称为NOx)对人体有害、且构成酸雨的成因。因此，有时在内燃机的排气路径配备将NOx从废气中除去的废气净化装置。
目前，在用于除去NOx的废气净化装置中，一般采用将尿素、氨用作还原剂的选择性催化还原法(以下称为SCR法)。该SCR法中，使用由在Ti等的氧化物的载体担载有V、Cr等活性成分的材料形成的蜂窝构造的NOx催化剂。
在将尿素水用作还原剂的情况下，在NOx催化剂的上游侧喷射尿素水，因废气的热使得该尿素水解而形成氨。并且，氨与NOx催化剂接触而对NOx产生作用，从而将NOx分解为无害的氮和水。
此处，上述的蜂窝构造的NOx催化剂具有多个贯通孔。因此，在废气从该贯通孔通过时，废气中含有的烟尘有时会附着于NOx催化剂而将孔堵塞，从而导致还原反应减弱。因此，研究了如下技术：向NOx催化剂喷射加压空气而将附着于NOx催化剂的烟尘除去。
作为将附着于NOx催化剂的烟尘除去的以往的废气净化装置，研究了例如在5分钟～10分钟的期间连续地喷射加压空气的装置、例如以几分钟的间隔而在5秒钟～10秒钟的期间间歇地喷射加压空气的装置。另外，加压空气的喷射速度例如为20m/s～40m/s左右。在使得这样喷射出的加压空气与附着于NOx催化剂的烟尘碰撞而将烟尘除去的情况下，喷射时间越长，除去率越高。
专利文献
专利文献1：日本特开昭59－129320号公报
发明内容
在上述的以往的废气净化装置中，由于通过使喷射出的加压空气与附着于NOx催化剂的烟尘碰撞而将烟尘除去，因此需要较多的空气量。另外，为了提高除去率，需要延长加压空气的喷射时间，因此，需要更多的空气量。
另外，在具备多个同时喷射出等量的加压空气的空气喷射喷嘴的情况下，在喷射时需要较多的空气量。在该情况下，随着空气喷射喷嘴数的增加，使用的空气量也增加。
这样，在以往的废气净化装置中，由于在喷射时需要较多的空气量，因此，使用具有较大能力的空气源。因此，空气源变得大型化。例如，在搭载于船舶的废气净化装置中，作为空气源的压缩机、空气容器(air tank)、减压阀等变得大型化。在装载量有限的船舶中，运输物的装载量因空气源的大型化而减小。另外，在以往的废气净化装置中，由于在喷射时需要较多的空气量，因此空气的配管系统为较大口径。因此，在装载量有限的船舶中，会导致运输物的装载量减小、设备成本增加。
本发明所要解决的课题在于，提供一种废气净化装置，其能够实现喷射的加压空气的空气源的小能力化，并且能够可靠地将附着于NOx催化剂的烟尘除去。
实施方式的废气净化装置具备如下功能：通过喷射加压空气而将附着于在筒状的壳体的内部配置的催化剂的烟尘除去。并且，废气净化装置具备多个空气喷射喷嘴，该多个空气喷射喷嘴配置于所述壳体的侧壁，向所述壳体内喷射加压空气而产生冲击波，各所述空气喷射喷嘴逐个依次隔开规定的时间间隔而在时间t1的期间内喷射相同流量的加压空气。
根据本发明，能够实现喷射的加压空气的空气源的小能力化，并且，能够可靠地将附着于NOx催化剂的烟尘除去。
附图说明
图1是示出具备实施方式的废气净化装置的船舶的概况的图。
图2是示出图1的A－A截面的图。
图3是示意性地示出具有实施方式的废气净化装置的排气系统的整体结构的图。
图4是示出图3的B－B截面的图。
图5是实施方式的废气净化装置的立体图。
图6是示出实施方式的废气净化装置的各负载率下的差压随时间的变化的图。
图7是示出实施方式的废气净化装置的废气流速与差压的降低率的关系的图。
图8是示出实施方式的废气净化装置的差压升高量与脱硝率的降低率的关系的图。
图9是示出实施方式的废气净化装置的各初始差压下的基准差压升高量的图。
图10是示出实施方式的废气净化装置的标准模式的加压空气的喷射流程(sequence)的图。
图11是示出以往的废气净化装置的标准模式的加压空气的喷射流程的图。
图12是示出实施方式的废气净化装置的催化反应部内的烟尘吹除(soot blow)处理的方式的示意图。
图13是示出实施方式的废气净化装置中的附着有烟尘的NOx催化剂的照片的图。
图14是示出在实施方式的废气净化装置中执行了一次标准模式的基本流程之后的NOx催化剂的照片的图。
图15是示出在以往的废气净化装置中执行了以往的烟尘吹除处理之后的NOx催化剂的照片的图。
图16是示出用于对实施方式的废气净化装置的烟尘吹除部的烟尘吹除控制进行说明的流程图的图。
图17是示出用于对实施方式的废气净化装置的烟尘吹除部的烟尘吹除控制进行说明的流程图的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
(船舶1的概况)
图1是示出具备实施方式的废气净化装置50的船舶1的概况的图。另外，此处示出了将实施方式的废气净化装置50应用于搭载在船舶1的柴油发电机24的一例。
首先，参照图1，对船舶1的概况进行说明。船舶1具备：船体2；舱室3(cabin，船桥)，该舱室3设置于船体2的船尾侧；烟囱4(funnel)，该烟囱4配置于舱室3的后方；以及螺旋桨5和舵6，该螺旋桨5和舵6设置于船体2的后方下部。在该情况下，在船尾侧的船底7一体形成有艉鳍(skeg)8。在该艉鳍8轴支承有驱动螺旋桨5旋转的推进轴9。
在船体2内的船首侧及中央部设置有被区划成多个的船舱10。另外，在船体2内的船尾侧设置有机舱11。
在机舱11配置有作为螺旋桨5的驱动源的主发动机21(例如柴油发动机)、减速器22、以及用于对船体2内的电气系统供电的发电装置23。螺旋桨5被从主发动机21经由减速器22的旋转动力驱动而旋转。
机舱11的内部被上甲板13、第二甲板14、第三甲板15以及内底板16上下分隔。此处，在机舱11的最下层的内底板16上具备主发动机21以及减速器22，在机舱11的中层的第三甲板15上具备发电装置23。
(发电装置23的排气系统的概况)
接下来，对发电装置23的排气系统的概况进行说明。
图2是示出图1的A－A截面的图。如图2所示，发电装置23具备多个柴油发电机24。另外，此处示出了具备3台柴油发电机24的一例。柴油发电机24具备发电用发动机25、以及通过发电用发动机25的驱动而发电的发电机26。另外，此处，作为发电用发动机25，示出了使用柴油发动机的一例。另外，以下，上游侧是指流体的流动方向的上游侧，下游侧是指流体的流动方向的下游侧。
基本上与船体2内的所需电力量相对应地使柴油发电机24高效地运转。例如，在消耗大量电力的出航归航时等，使得所有柴油发电机24运转。另一方面，在电力消耗较少的停泊时等，使任意台数的柴油发电机24运转。将因各发电机26的工作而产生的发电电力向船体2内的电气系统供给。
如图2所示，各发电用发动机25的排气路径30延伸至烟囱4并与外部直接连通。例如，针对一台发电用发动机25而配备一条排气路径30。此处，由于具备3台发电用发动机25，因此，配备有3条排气路径30。另外，各排气路径30的结构相同。
排气路径30例如分别具备：旁通路径31，该旁通路径31延伸至烟囱4；主路径32，该主路径32从旁通路径31的中途部分支；以及复合壳体33，该复合壳体33以并列设置的方式配备有旁通路径31和主路径32。另外，排气路径30具备排气出口部，该排气出口部形成于复合壳体33内的下游侧，旁通路径31和主路径32在该排气出口部汇合。另外，后文中对排气出口部进行叙述。并且，排气路径30还具备从排气出口部延伸至烟囱4的合流路径34。
复合壳体33配置于比配置有发电用发动机25的第三甲板15靠上方的位置。另外，后文中对复合壳体33的结构进行详细说明。
另外，从发电用发动机25至复合壳体33的排气路径30例如由圆筒状的配管构成。另外，比复合壳体33靠下游侧的合流路径34例如也由圆筒状的配管构成。
(废气净化装置50的结构)
接下来，对实施方式的废气净化装置50的结构进行说明。
图3是示意性地示出具备实施方式的废气净化装置50的排气系统的整体结构的图。图4是示出图3的B－B截面的图。图5是实施方式的废气净化装置50的立体图。
此处，首先，对具备废气净化装置50的复合壳体33的结构进行说明。复合壳体33例如由方筒构成，该方筒由耐热金属材料构成。如上所述，复合壳体33以并列设置的方式配备有旁通路径31和主路径32。
如图3及图4所示，在复合壳体33内配置有沿废气流动的方向延伸的隔板40。复合壳体33内由该隔板40划分为旁通路径31侧和主路径32侧。并且，如图4所示，旁通路径31及主路径32均构成流路截面为矩形(四边形)的通路。具体而言，如图4所示，利用构成复合壳体33的外部轮廓的外壳体33a的一部分和隔板40而构成壳体部76和壳体部74，其中，壳体部76形成旁通路径31，壳体部74形成主路径32。另外，在复合壳体33内的主路径32、即壳体部74内具备废气净化装置50。
如图3所示，隔板40的上游侧端部固接于固定有旁通路径31的主路径侧导入管41和主路径32的旁通路径侧导入管42的复合壳体33的上游侧端面43。旁通路径侧导入管42的下游侧的主路径32形成为截面积随着趋向下游侧而增大的张开状(扩散器形状)。
另一方面，隔板40的下游侧端部在排气出口部44内形成终端，该排气出口部44形成于复合壳体33内的下游侧，旁通路径31和主路径32在该排气出口部44汇合。并且，排气出口部44侧的主路径32形成为截面积随着趋向下游侧而减小的前端缩细的锥状。另外，排气出口部44具备与合流路径34连结在一起的导出管45。
此处，利用第一开闭阀36及第二开闭阀37来进行用于使废气在旁通路径31或主路径32中流动的切换。如图3所示，第一开闭阀36设置于比相对于主路径32的分支靠下游侧的旁通路径31。另外，第一开闭阀36设置为比复合壳体33靠上游侧。第二开闭阀37设置于分支部附近的主路径32。另外，第二开闭阀37例如设置为比尿素水喷射喷嘴51靠上游侧。
第一开闭阀36、第二开闭阀37构成为能够彼此联动地开闭。具体而言，第一开闭阀36、第二开闭阀37构成为：在第二开闭阀37处于打开状态时，第一开闭阀36处于关闭状态，在第二开闭阀37处于关闭状态时，第一开闭阀36处于打开状态。
由此，在第二开闭阀37处于打开状态且第一开闭阀36处于关闭状态的情况下，构成向废气净化装置50供给废气的路径(图3的状态)。另一方面，在第二开闭阀37处于关闭状态且第一开闭阀36处于打开状态的情况下，构成未由废气净化装置50对废气进行净化而是将该废气向外部(大气)释放的路径。
接下来，对废气净化装置50进行说明。
废气净化装置50对从驱动发电机26的发电用发动机25排出的废气进行净化。另外，废气净化装置50具备烟尘吹除部。该烟尘吹除部通过喷射加压空气而将在催化反应部70的NOx催化剂75附着的烟尘除去。另外，NOx催化剂75配备于复合壳体33内的主路径32。
如图3所示，废气净化装置50主要设置于主路径32。废气净化装置50具备：尿素水喷射喷嘴51、尿素供给流路52、尿素水容器59、第一空气供给流路53、加压空气供给泵54(压缩机)、空气容器55、尿素用空气阀56、尿素水供给泵57、切换阀58、催化反应部70、烟尘吹除部80、差压传感器60以及废气温度传感器61。
另外，废气净化装置50例如具备控制装置90、GPS(全球定位系统)装置91、通报装置92、ECU(Engine Control Unit)93。并且，废气净化装置50例如在尿素水喷射喷嘴51与复合壳体33之间具备混合器35。
尿素水喷射喷嘴51将尿素水向主路径32的内部供给。尿素水喷射喷嘴51由管状部件构成。尿素水喷射喷嘴51设置为比催化反应部70靠上游侧。具体而言，例如图3所示，尿素水喷射喷嘴51配置于比混合器35靠上游侧的主路径32的内部。在尿素水喷射喷嘴51连接有作为尿素水的流路的尿素供给流路52。另外，在尿素水喷射喷嘴51连接有作为加压空气的流路的第一空气供给流路53。另外，在空气容器55的下游侧，加压空气的流路分支为第一空气供给流路53和后述的第二空气供给流路85。
加压空气供给泵54供给加压空气。加压空气供给泵54例如对空气进行加压(压缩)并供给加压后的空气。在空气容器55(蓄积容器81)的压力低于规定压力的情况下，加压空气供给泵54将空气向空气容器55(蓄积容器81)供给。并且，当空气容器55(蓄积容器81)的压力达到规定压力时，加压空气供给泵54停止。另外，加压空气供给泵54并未被特别限定，只要能够将空气容器55(蓄积容器81)的压力维持为规定压力即可。
尿素用空气阀56将加压空气的流路连通或切断。尿素用空气阀56设置于第一空气供给流路53。尿素用空气阀56例如由电磁阀等构成。尿素用空气阀56通过使第一空气供给流路53形成为连通状态而向尿素水喷射喷嘴51供给加压空气。
尿素水供给泵57供给尿素水。尿素水供给泵57设置于尿素供给流路52。尿素水供给泵57将尿素水容器59内的尿素水以规定的流量经由尿素供给流路52而向尿素水喷射喷嘴51供给。
切换阀58将尿素供给流路52切断或连通。切换阀58设置于尿素供给流路52的尿素水供给泵57的下游侧。切换阀58例如由电磁阀构成。切换阀58使尿素供给流路52形成为连通状态，由此向尿素水喷射喷嘴51供给尿素水。
催化反应部70利用NOx催化剂75而对废气中的NOx进行选择性还原。催化反应部70配备于复合壳体33内的主路径32。如图3及图4所示，催化反应部70具备筒状的壳体部74、以及配置于该壳体部74内部的NOx催化剂75。另外，壳体部74还构成沿废气的流动方向延伸设置的复合壳体33内的主路径32的一部分。该壳体部74例如由方筒构成。
在壳体部74，例如自上游侧开始按顺序在废气的流动方向上以规定的间隔而配置有第一NOx催化剂71、第二NOx催化剂72、第三NOx催化剂73。壳体部74构成为：在其内部能够将第一NOx催化剂71、第二NOx催化剂72以及第三NOx催化剂73密封、且能够对这些催化剂进行拆装。另外，此处，示出了具备3层NOx催化剂的一例，不过，并不局限于该结构。NOx催化剂例如可以为1层，也可以为多层。
NOx催化剂75例如由氧化铝、氧化锆、氧化钒/二氧化钛或沸石等含有金属的材料形成。NOx催化剂75由具有形成有多个贯通孔的蜂窝构造的近似长方体构成。NOx催化剂75以贯通孔的轴向与废气的流动方向一致的方式配置于壳体部74的内部。因此，从壳体部74的上游侧供给的废气按照第一NOx催化剂71、第二NOx催化剂72、第三NOx催化剂73的顺序依次通过各NOx催化剂75的贯通孔而流动，并从催化反应部70向排气出口部44排出。
烟尘吹除部80喷射加压空气而产生冲击波，从而将附着于NOx催化剂75的烟尘除去。烟尘吹除部80具备空气喷射喷嘴82、喷射阀83、压力控制阀84以及第二空气供给流路85。
空气喷射喷嘴82将加压空气向壳体部74内喷射而产生冲击波。该空气喷射喷嘴82例如由无定向性喷嘴构成。换言之，从空气喷射喷嘴82的出口产生的冲击波不具有定向性。因此，冲击波从空气喷射喷嘴82的出口向上下左右等所有方向均匀地传播。
空气喷射喷嘴82例如配置于比最上游侧的第一NOx催化剂71靠上游侧的壳体部74的侧壁。例如图4及图5所示，以插通壳体部74的方式配置于由方筒构成的壳体部74的一个侧壁。此处，多个空气喷射喷嘴82在壳体部74的一个侧壁的宽度方向上例如以等间隔而配置。此时，各空气喷射喷嘴82的喷射口的朝向并未特别限定，优选朝向相同方向。空气喷射喷嘴82的喷射口的朝向例如可以设为与废气流动的方向垂直的方向。
这样，由于空气喷射喷嘴82配置于壳体部74的侧壁，因此，在将空气喷射喷嘴82从侧壁向后方拉出而拆下时，在壳体部74的侧壁的后方不需要较大的空间。
另外，如图3所示，空气喷射喷嘴82借助作为加压空气的流路的第二空气供给流路85而与蓄积容器81连接。另外，蓄积容器81与配置于分离的位置的空气容器55连接。
喷射阀83将加压空气的流路连通或切断。喷射阀83由利用先导空气的电磁式开闭阀构成。喷射阀83设置于与空气喷射喷嘴82连接的第二空气供给流路85。喷射阀83构成为：对是否将加压空气从蓄积容器81向空气喷射喷嘴82供给进行切换。
本实施方式中，使多个空气喷射喷嘴82逐个进行工作，因此，针对各空气喷射喷嘴82分别配备一个喷射阀83。另外，喷射阀83通过使得第二空气供给流路85和空气喷射喷嘴82连通而将加压空气向空气喷射喷嘴82供给。
压力控制阀84对加压空气的压力进行变更。如图3所示，压力控制阀84例如设置于比蓄积容器81靠上游侧、且比第一空气供给流路53与第二空气供给流路85的分支部靠下游侧的第二空气供给流路85。压力控制阀84可以根据来自控制装置90的信号而对蓄积容器81内的加压空气的压力进行变更。由此，在烟尘吹除部80中，例如还可以根据NOx催化剂75的状态而对加压空气的压力进行变更。
第二空气供给流路85供给加压空气。第二空气供给流路85将蓄积容器81和空气喷射喷嘴82连接。如图4及图5所示，第二空气供给流路85例如具备喷吹配管85a、以及从该喷吹配管85a分支的喷嘴配管85b。
喷吹配管85a是与蓄积容器81直接连结的配管。压力控制阀84配置于该喷吹配管85a。喷嘴配管85b是将加压空气向各空气喷射喷嘴82供给的配管。因此，根据空气喷射喷嘴82的数量而设置喷嘴配管85b。如图5所示，喷射阀83分别配置于各喷嘴配管85b。在喷嘴配管85b的下游端安装有空气喷射喷嘴82。
在以往的喷吹配管中，由于需要确保向多个喷嘴配管供给的加压空气的流量，因此，配管直径比喷嘴配管的配管直径大。与此相对，本实施方式中的喷吹配管85a的配管直径与喷嘴配管85b的配管直径相同。
此处，如图5所示，喷嘴配管85b例如在喷射阀83所配置的位置处弯曲而面对壳体部74的侧壁。另一方面，比该弯曲部靠上游侧的喷嘴配管85b、喷吹配管85a配置于与比弯曲部靠下游侧的喷嘴配管85b的配管方向不同的方向上。即，比弯曲部靠上游侧的喷嘴配管85b、喷吹配管85a并未配置于与壳体部74的侧壁垂直的方向上。通过这样配置第二空气供给流路85，在将空气喷射喷嘴82从侧壁向后方拉出而拆下时，在壳体部74的侧壁的后方不需要较大的空间。
如图3所示，差压传感器60对催化反应部70的上游侧的废气压力和催化反应部70的下游侧的废气压力的差压ΔP进行检测。差压传感器60具备上游侧压力检测部60a以及下游侧压力检测部60b。上游侧压力检测部60a配置于催化反应部70的上游侧，下游侧压力检测部60b配置于催化反应部70的下游侧。即，差压传感器60对第一NOx催化剂71的上游侧的废气压力与第三NOx催化剂73的下游侧的废气压力的差压ΔP进行检测。因具备该差压传感器60而能够根据差压ΔP的值对NOx催化剂75的贯通孔有无堵塞以及堵塞的程度进行检测。
废气温度传感器61对废气温度T进行检测。废气温度传感器61例如配置于旁通路径31(例如发电用发动机25的正下游的旁通路径31的入口)。因具备废气温度传感器61而能够对在发电用发动机25中刚燃烧之后的废气温度T进行检测。
ECU93对发电用发动机25进行控制。ECU93例如可以是由总线将CPU、ROM、RAM、HDD等连接的结构，或者可以是由单芯片的LSI等构成的结构。ECU93例如能够获取与发动机旋转速度N以及燃料喷射量F相关的信息。
通报装置92将废气净化装置50的状态通报给操作者。通报装置例如设置于收纳有控制装置90的控制台。通报装置92具备对废气净化装置50的状态进行显示的显示画面、发出警报声的扬声器以及使警报的发送停止的开关等。
控制装置90对尿素用空气阀56、尿素水供给泵57、切换阀58、喷射阀83、压力控制阀84、第一开闭阀36以及第二开闭阀37等进行控制。在控制装置90存储有用于对尿素用空气阀56、尿素水供给泵57、切换阀58、喷射阀83、压力控制阀84、第一开闭阀36以及第二开闭阀37等进行控制的各种程序及数据、对排气的限制区域进行计算的限制区域对应图M1、基于发动机旋转速度N、燃料喷射量F、发电机输出以及废气温度T而对废气流速进行计算的废气流速对应图M2、对各废气流速的初始状态下的催化反应部70的差压亦即初始差压ΔPi进行计算的初始差压对应图M3。此外，在控制装置90存储有对各初始差压ΔPi下催化剂因长期使用而劣化所导致的需要更换等的第一基准差压升高量ΔPt1、以及条件与通常的规定条件下的烟尘吹除处理不同且需要清洁效果更高的烟尘吹除处理的第二基准差压升高量ΔPt2进行计算的基准差压升高量对应图M4等。
控制装置90可以是由总线将CPU、ROM、RAM、HDD等连接的结构，或者也可以是由单芯片的LSI等构成的结构。另外，控制装置90可以与对发电用发动机25进行控制的ECU93一体地构成。
此处，以下示出控制装置90的控制的一例。
控制装置90与尿素用空气阀56的螺线管连接而对尿素用空气阀56的开闭进行控制。控制装置90与尿素水供给泵57的驱动马达连接而对尿素水供给泵57的运转状态进行控制。即，控制装置90对尿素水供给泵57的运转状态进行控制，由此能够任意地变更向废气中添加的尿素水的添加量。控制装置90与切换阀58连接而对切换阀58的开闭进行控制。
控制装置90与喷射阀83连接而对喷射阀83的开闭进行控制。控制装置90与压力控制阀84连接而对压力控制阀84的开闭进行控制。控制装置90与差压传感器60连接而获取由差压传感器60检测出的、有关催化反应部70的上游侧的废气压力与下游侧的废气压力的差压ΔP的信号。
控制装置90与第一开闭阀36、第二开闭阀37连接而对第一开闭阀36、第二开闭阀37的开闭进行控制。另外，控制装置90还可以获取基于手动方式的第一开闭阀36、第二开闭阀37的开闭信号，并基于开闭信号而对第一开闭阀36、第二开闭阀37进行控制。
控制装置90与ECU93连接，并分别获取由ECU93获取的发动机旋转速度N以及燃料喷射量F、与发电用发动机25相关的各种信息。另外，控制装置90还有时不经由ECU93而直接获取与发电用发动机25相关的各信息。
控制装置90与GPS装置91连接而获取由GPS装置91检测出的位置。另外，控制装置90还能够与输入装置(未图示)连接而获取与由输入装置输入的目标净化率以及尿素水的浓度相关的信号。另外，可以预先将目标净化率及尿素水的浓度的信息存储于控制装置90。控制装置90与通报装置92连接而进行废气净化装置50的状态的通知、表示NOx催化剂75的异常劣化的催化剂异常警报的发送。
(对废气流速Ve、基准废气流速Vt、差压ΔP与初始差压ΔPi之差的基准值的说明)
此处，在废气净化装置50中，基于计算出的废气流速Ve与基准废气流速Vt的比较、以及催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差的基准值，改变由空气喷射喷嘴82喷射加压空气的条件。
此处，对废气流速Ve、基准废气流速Vt、差压ΔP与初始差压ΔPi之差的基准值进行说明。
首先，对废气流速Ve以及基准废气流速Vt进行说明。图6是示出实施方式的废气净化装置50的各负载率下的差压随时间的变化的图。图7是示出实施方式的废气净化装置50的废气流速与差压的降低率的关系的图。
如图6所示，当在规定的发动机旋转速度N下使发电用发动机25以100％的负载率以及75％的负载率而运转时，催化反应部70的差压升高量(ΔP－ΔPi)随着运转时间的流逝而缓慢增大。
另一方面，当在规定的发动机旋转速度N下使发电用发动机25以25％的负载率而运转时，与以100％的负载率以及75％的负载率运转的情形相比，催化反应部70的差压升高量(ΔP－ΔPi)急剧增大。此处，催化反应部70的差压ΔP因烟尘附着于NOx催化剂75且NOx催化剂75堵塞而升高。
即，发电用发动机25的负载率Wr越低，烟尘越容易附着于NOx催化剂75。这是因为：在发电用发动机25的负载率Wr较低的情况下，废气流速Ve降低，因此，通过排气力发挥作用而从NOx催化剂75除去的烟尘的量减少。
因此，如图7所示，对于废气净化装置50而言，废气流速Ve越慢(负载率Wr越低)，通过烟尘吹除处理而从NOx催化剂75除去烟尘所引起的催化反应部70的差压ΔP的降低率越大。由此，废气净化装置50以由烟尘吹除处理所引起的催化反应部70的差压ΔP的降低率α达到规定值以上时的基准废气流速Vt以下的废气流速Ve实施烟尘吹除处理，由此能够有效地除去烟尘。这样，能够规定基准废气流速Vt并判定实施烟尘吹除处理的废气流速Ve。
接下来，对催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差的基准值进行说明。
图8是示出实施方式的废气净化装置50的差压升高量与脱硝率的降低率的关系的图。图9是示出实施方式的废气净化装置50的各初始差压下的基准差压升高量的图。另外，图8中，示出了规定的发动机旋转速度N时的各负载率Wr下的差压ΔP的升高量和脱硝率的降低率。图9是示出各初始差压ΔPi下的第一基准差压升高量ΔPt1和第二基准差压升高量ΔPt2的基准差压升高量对应图M4。
不论发电用发动机25的负载率如何，废气净化装置50都因长期的运转而在NOx催化剂75堆积有残留烟尘。从而，如图8所示，催化反应部70的初始差压ΔPi与目前的差压ΔP之差增加、且脱硝率降低。因此，在废气净化装置50中，根据任意的废气流速Ve时的催化反应部70的初始差压ΔPi与目前的差压ΔP之差而对脱硝率的降低量进行推测。
由此，在废气净化装置50中，在判定为达到各负载率Wr下的脱硝率的降低率为规定值β以上的催化反应部70的初始差压ΔPi与目前的差压ΔP之差的基准值、亦即第一基准差压升高量ΔPt1以上时，更换催化剂、或者以手动方式进行清扫。由此，即便在长期的运转中，也能够抑制NOx催化剂75的脱硝率的降低。
另外，在废气净化装置50中，在判定为达到各负载率Wr下的脱硝率的降低率为规定值γ以上的催化反应部70的初始差压ΔPi与目前的差压ΔP之差的基准值、亦即第二基准差压升高量ΔPt2以上时，进行与通常的烟尘吹除处理(标准模式)相比而清洁效果更高的烟尘吹除处理(清洁模式)。由此，即便在长期的运转中，也能够抑制NOx催化剂75的脱硝率的降低。
另外，例如在废气净化装置50具备NOx浓度传感器等的情况下，在各负载率Wr下对根据差压升高量而计算出的脱硝率的降低率和获取到的NOx浓度进行比较，由此能够检测出NOx催化剂75的异常劣化(图8中的虚线部分)。
因此，在废气净化装置50中，基于规定各初始差压ΔPi下的NOx催化剂75因长期使用变得劣化而需要更换等的第一基准差压升高量ΔPt1、和需要与通常的烟尘吹除处理相比而更高的清洁效果的烟尘吹除处理的第二基准差压升高量ΔPt2的基准差压升高量对应图M4(参照图9)，并根据初始差压ΔPi和差压升高量(ΔP－ΔPi)而确定烟尘吹除部80的控制模式。
(烟尘吹除部80的流程的说明)
接下来，对废气净化装置50的烟尘吹除部80的流程进行说明。
图10是示出实施方式的废气净化装置50的标准模式的加压空气的喷射流程的图。图11是示出以往的废气净化装置的标准模式的加压空气的喷射流程的图。图10及图11中，横轴表示时间，纵轴表示加压空气的喷射流量。
另外，图10及图11中示出了具备4个空气喷射喷嘴82时的喷射流程。另外，对4个空气喷射喷嘴82分别标注i～iv的编号，在图10及图11中，明确了任意空气喷射喷嘴82的喷射。例如，在图10中，标注有i的加压空气的喷射表示利用标注有i的空气喷射喷嘴82所进行的喷射。
另一方面，为了比较而示出的、以往的喷射流程中，由于从4个空气喷射喷嘴同时喷射加压空气，因此，图11中表示为“i～iv”。另外，以往的喷射流程中的空气喷射喷嘴与实施方式的废气净化装置50中的空气喷射喷嘴82相同。另外，无论在以往及实施方式的任何喷射流程中，从一个空气喷射喷嘴喷射出的加压空气的流量均相同。
此处，在前述的差压升高量(ΔP－ΔPi)小于第一基准差压升高量ΔPt1以及第二基准差压升高量ΔPt2、且废气流速Ve小于基准废气流速Vt时，执行标准模式的喷射流程。
如图10所示，在实施方式的废气净化装置50的喷射流程中，各空气喷射喷嘴82逐个依次以时间t2的间隔在时间t1的期间内喷射相同流量的加压空气。即，各空气喷射喷嘴82并不同时喷射加压空气。例如，在一个空气喷射喷嘴82喷射加压空气之后，不同的下一个空气喷射喷嘴82隔开时间t2的间隔而喷射加压空气。
并且，在最后的空气喷射喷嘴82(此处为iv的空气喷射喷嘴82)喷射加压空气之后，在时间t3的期间内，从任何空气喷射喷嘴82都不喷射加压空气。并且，在经过时间t3之后，各空气喷射喷嘴82再次逐个依次以时间t2的间隔在时间t1的期间内喷射相同流量的加压空气。
此处，将自最初的空气喷射喷嘴82(此处为i的空气喷射喷嘴82)的喷射开始起直至经过时间t3之后称为基本流程。该基本流程从废气开始在废气净化装置50中流动之后、或使发电用发动机25工作之后开始，在满足上述的标准模式的条件的期间反复执行。即，在满足上述的标准模式的条件期间，无论NOx催化剂75的烟尘的堆积量如何，都反复执行基本流程。
此处，空气喷射喷嘴82喷射加压空气的时间、亦即时间t1为0.1秒～0.5秒。此处，将时间t1设为该范围的目的在于：将加压空气的消耗量维持为最小，并且形成对于烟尘的除去有效的冲击波。
时间t2只要为30秒～5分钟即可，例如为1分钟左右。另外，时间t2并不局限于该时间。例如以在1个空气喷射喷嘴82喷射加压空气之后能使得空气容器55(蓄积容器81)的压力升高至规定的压力的时间等而任意地设定时间t2。
时间t3只要为20分钟以上便足矣，例如为30分钟左右。另外，时间t3并不局限于该时间。例如，基于NOx催化剂75的烟尘的堆积量而设定时间t3，换言之，基于前述的差压升高量(ΔP－ΔPi)而设定时间t3。
此处，当在标准模式下执行1次基本流程时，前述的差压升高量(ΔP－ΔPi)变为“0”。并且，在从任何空气喷射喷嘴82都未喷射加压空气的时间t3的期间内，烟尘堆积于NOx催化剂75，前述的差压升高量(ΔP－ΔPi)增加。即便在该时间t3之后，也优选在1次基本流程中将差压升高量(ΔP－ΔPi)设为“0”。因此，时间t3优选设定为例如直至在1次基本流程中能使得差压升高量(ΔP－ΔPi)变为“0”的时间以下。
另一方面，如图11所示，在以往的废气净化装置的喷射流程中，从4个空气喷射喷嘴同时喷射加压空气。此时，从4个空气喷射喷嘴分别喷射相同流量的加压空气。因此，在时间t1内喷射出的加压空气的流量为图10所示的从一个空气喷射喷嘴82喷射出的加压空气的流量的4倍。另外，在以往的喷射流程中，具备在喷射加压空气之后、即在时间t1之后从任何空气喷射喷嘴都不喷射加压空气的时间t4。并且，在以往的喷射流程中，由时间t1和时间t4构成基本流程。
另外，在实施方式的基本流程中喷射出的加压空气的总流量与在以往的基本流程中喷射出的加压空气的总流量相同。
此处，在催化反应部70的壳体部74内的流路截面恒定的情况下，在一个基本流程中喷射出的加压空气的总流量恒定。因此，例如通过增加空气喷射喷嘴82的数量，能够减少在时间t1的期间内从一个空气喷射喷嘴82喷射出的加压空气的流量。即，从一个空气喷射喷嘴82喷射出的加压空气的流量根据配置的空气喷射喷嘴82的数量而不同。
此处，在表1中，与空气喷射喷嘴数相应地示出了执行实施方式的废气净化装置50的喷射流程以及以往的废气净化装置的喷射流程时的参数规格。此处，示出了使用2个、3个、4个空气喷射喷嘴时的各规格。
另外，在表1中，将具备2个空气喷射喷嘴时的催化反应部70的壳体部74内的流路截面的面积设为1A，并以面积比来表示。例如，具备4个空气喷射喷嘴时的催化反应部70的壳体部74内的流路截面的面积表示为具备2个空气喷射喷嘴时的流路截面的面积的2.8倍(2.8A)。另外，在各空气喷射喷嘴数的条件下，将实施方式的时间t1内的加压空气的流量设为1M1、1M2、1M3，并以流量比来表示以往的方式的时间t1内的加压空气的流量。例如，在具备2个空气喷射喷嘴时，以往的方式的时间t1内的加压空气的流量表示为实施方式的时间t1内的加压空气的流量(1M1)的2倍(2M1)。
[表1]
Figure BDA0001360487640000171
如表1所示，在实施方式的喷射流程中，各空气喷射喷嘴82逐个依次喷射相同流量的加压空气，因此，与以往的喷射流程相比，1次(时间t1的期间内)喷射出的加压空气的流量较少。因此，可以使实施方式中的喷吹配管85a的直径(公称直径)小于以往的喷吹配管的直径(公称直径)。由此，能够缩小供配管配置的空间。另外，由于能够使用公称直径比以往的公称直径小的配管，因此能够削减制造成本。
此外，在实施方式的喷射流程中，与以往的喷射流程相比，1次喷射出的加压空气的流量较少，因此，能够降低加压空气供给泵54的负载。由此，能够实现加压空气供给泵54的小型化等。另外，能够削减空气容器55(蓄积容器81)的容量。
另外，随着催化反应部70的壳体部74内的流路截面的面积的增加，例如能够使空气喷射喷嘴82的数量增加。另外，在催化反应部70的壳体部74内的流路截面的面积恒定的情况下，如上所述，通过增加空气喷射喷嘴82的数量，能够减少在时间t1期间内从一个空气喷射喷嘴82喷射出的加压空气的流量。例如，在表1中的流路截面的面积为1A的条件下，例如，通过将空气喷射喷嘴82的数量设为4个，在时间t1的期间内从一个空气喷射喷嘴82喷射出的加压空气的流量为1/2M1。
(对烟尘吹除部80的瞬间加压喷射方式的说明)
接下来，对实施方式的废气净化装置50的烟尘吹除部80的加压空气的喷射方式、亦即瞬间加压进行说明。
图12是示出实施方式的废气净化装置50的催化反应部70内的烟尘吹除处理的方式的示意图。图13是示出实施方式的废气净化装置50中的、附着有烟尘的NOx催化剂75的照片的图。图14是示出实施方式的废气净化装置50中的、执行了1次标准模式的基本流程之后的NOx催化剂75的照片的图。另外，图14中示出了对图13所示的状态的NOx催化剂75执行了1次标准模式的基本流程之后的状态。
另外，图15是示出在以往的废气净化装置中进行了以往的烟尘吹除处理之后的NOx催化剂的照片的图。另外，图15中示出了对图13所示的状态的NOx催化剂进行了以往的烟尘吹除处理之后的状态。
另外，图13～图15中示出了位于最上游侧的NOx催化剂的上游侧的端面。
在实施方式的废气净化装置50中，利用烟尘吹除部80在时间t1的期间内将加压空气向内压为压力P的催化反应部70的壳体部74内供给。此时，以下述方式供给加压空气：如下式(1)所示那样使得供给后的壳体部74内的压力(P+ΔIP)达到规定值x以上，并且如下式(2)所示那样使得每单位时间的压力增加率ΔIP/t1达到规定值y以上。另外，时间t1设为如参照图10说明的那样。
(P+ΔIP)≥x…式(1)
ΔIP/t1≥y…式(2)
由此，如图12所示，在壳体部74内因压力急剧上升而产生冲击波IW。该冲击波IW以壳体部74内的废气为介质而从空气喷射喷嘴82向壳体部74内呈球状地传播。由于壳体部74内充满废气，因此，无论空气喷射喷嘴82的朝向以及在壳体部74中的位置如何，冲击波IW都以空气喷射喷嘴82为中心而向壳体部74内的所有方向传播。即，冲击波IW到达与壳体部74内的废气接触的NOx催化剂75的所有表面。
因此，在采用瞬间加压方式的实施方式的废气净化装置50中，由冲击波IW引起的力相等地作用于与壳体部74内的废气接触的NOx催化剂75的表面所附着的烟尘。由此，如图14所示，通过因冲击波IW产生的力的作用而在整体上均匀地将图13所示的附着于NOx催化剂75的烟尘除去。另外，在废气的流动方向上配置有多个NOx催化剂的情况下，由于在各NOx催化剂之间不具备空气喷射喷嘴82，而是在比最上游侧的第一NOx催化剂71靠上游侧的位置具备空气喷射喷嘴82，从而也能够整体上均匀地将附着于各NOx催化剂的烟尘除去。
这样，在采用瞬间加压方式的实施方式的废气净化装置50中，能够通过因冲击波IW所产生的力的作用而将烟尘除去。
另一方面，在使加压空气与NOx催化剂接触而将烟尘除去的以往的烟尘吹除处理中，加压空气的力仅作用于在加压空气所接触的NOx催化剂的部分附着的烟尘。因此，如图15所示，在未处于加压空气的喷射范围中的NOx催化剂的部分所附着的烟尘并未受到加压空气的力的作用，因此未被除去(图15的堵塞部分)。
(对废气净化装置50的烟尘吹除控制的说明)
接下来，参照图3、图16及图17，对实施方式的废气净化装置50的烟尘吹除部80的烟尘吹除控制进行说明。
图16及图17是示出用于对实施方式的废气净化装置50的烟尘吹除部80的烟尘吹除控制进行说明的流程图的图。另外，此处，举例示出废气净化装置50搭载于船舶的情形而进行说明。
首先，对废气净化装置50的烟尘吹除部80的动作的概况进行说明。
在搭载有废气净化装置50的船舶的目前位置处于废气的限制区域内、且催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差小于第一基准差压升高量ΔPt1的情况下，控制装置90开始进行烟尘吹除控制。另外，烟尘吹除控制具备进行通常的烟尘吹除处理的标准模式、以及进行与该标准模式相比而清洁效果更高的烟尘吹除处理的清洁模式。
另一方面，在催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差达到第一基准差压升高量ΔPt1以上的情况下，控制装置90发出差压异常的警报。
在烟尘吹除控制中，当催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差小于第二基准差压升高量ΔPt2、且计算出的废气流速Ve小于基准废气流速Vt时，控制装置90基于标准模式而进行烟尘吹除处理。
另一方面，在催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差达到第二基准差压升高量ΔPt2以上的情况下，控制装置90基于清洁模式而进行烟尘吹除处理。另外，在计算出的废气流速Ve达到基准废气流速Vt以上的情况下，控制装置90不进行烟尘吹除处理。
此处，在清洁模式下的喷射流程中，与标准模式相同，各空气喷射喷嘴82逐个依次以时间t2的间隔在时间t1的期间内喷射相同流量的加压空气。此时，清洁模式下的喷吹压力例如设定为比标准模式下的喷吹压力(例如0.5MPa)高(例如0.8MPa)。另外，可以考虑空气容器55(蓄积容器81)的压力恢复而使得清洁模式下的时间t2(参照图10)比标准模式下的时间t2短。此外，可以考虑烟尘的堆积量而使得清洁模式下的时间t3(参照图10)比标准模式下的时间t3短。
接下来，对实施方式的废气净化装置50的烟尘吹除部80的烟尘吹除控制进行具体说明。另外，控制装置90例如与发电用发动机25的启动停止联动地进行烟尘吹除控制。
如图16所示，控制装置90获取由GPS装置91检测出的船舶的目前位置(步骤S110)。
接着，控制装置90判定基于限制区域对应图M1而获取的船舶的目前位置是否处于限制区域内(步骤S120)。
在步骤S120的判定中，在判定为获取到的船舶的目前位置未处于限制区域内的情况下(步骤S120的NO)，控制装置90将第一开闭阀36切换为打开状态，并将第二开闭阀37切换为关闭状态(步骤S230)。并且，控制装置90执行步骤S110。另外，在该情况下，废气未从废气净化装置50通过而是直接向大气中排出。
另一方面，在步骤S120的判定中，在判定为获取到的船舶的目前位置处于限制区域内的情况下(步骤S120的YES)，控制装置90将第一开闭阀36切换为关闭状态，并将第二开闭阀37切换为打开状态(步骤S130)。另外，在该情况下，废气在被废气净化装置50净化之后向大气中排出。
接着，控制装置90从ECU93获取发动机旋转速度N、燃料喷射量F以及发电机输出，从差压传感器60获取催化反应部70的差压ΔP，并从废气温度传感器61获取废气温度T(步骤S140)。
接着，控制装置90根据获取到的发动机旋转速度N、燃料喷射量F以及废气温度T并基于废气流速对应图M2而对废气流速Ve进行计算(步骤S150)。
接着，控制装置90根据计算出的废气流速Ve并基于初始差压对应图M3而对废气流速Ve时的催化反应部70的初始差压ΔPi进行计算(步骤S160)。
接着，控制装置90根据计算出的ΔPi并基于基准差压升高量对应图M4，对因催化剂的长期使用引起劣化而判断为需要更换催化剂等的第一基准差压升高量ΔPt1、和需要清洁模式下的处理的第二基准差压升高量ΔPt2进行计算(步骤S170)。
接着，控制装置90判定获取到的催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差是否小于计算出的第一基准差压升高量ΔPt1(步骤S180)。
在步骤S180的判定中，在判定为差压ΔP与初始差压ΔPi之差小于第一基准差压升高量ΔPt1的情况下(步骤S180的YES)，控制装置90开始进行烟尘吹除控制A(步骤S300)。
另一方面，在步骤S180的判定中，在判定为差压ΔP与初始差压ΔPi之差不小于第一基准差压升高量ΔPt1(差压ΔP与初始差压ΔPi之差为第一基准差压升高量ΔPt1以上)的情况下(步骤S180的NO)，控制装置90利用通报装置92而发出差压异常警报(步骤S290)。并且，控制装置90在发出差压异常警报之后执行步骤S110。
接下来，对步骤S300、亦即烟尘吹除控制A进行说明。
如图17所示，控制装置90判定获取到的催化反应部70的差压ΔP与计算出的催化反应部70的初始差压ΔPi之差是否小于计算出的第二基准差压升高量ΔPt2(步骤S310)。
在步骤S310的判定中，在判定为差压ΔP与初始差压ΔPi之差不小于第二基准差压升高量ΔPt2(差压ΔP与初始差压ΔPi之差为第二基准差压升高量ΔPt2以上)的情况下(步骤S310的NO)，控制装置90以清洁模式而进行烟尘吹除处理(步骤S340)。然后，控制装置90结束烟尘吹除控制A并执行步骤S110(参照图16)。
另一方面，在步骤S310的判定中，在判定为差压ΔP与初始差压ΔPi之差小于第二基准差压升高量ΔPt2的情况下(步骤S310的YES)，控制装置90判定计算出的废气流速Ve是否小于基准废气流速Vt(步骤S320)。
在步骤S320的判定中，在判定为废气流速Ve不小于基准废气流速Vt(废气流速Ve为基准废气流速Vt以上)的情况下(步骤S320的NO)，控制装置90结束烟尘吹除控制A并执行步骤S110(参照图16)。
另一方面，在步骤S320的判定中，在判定为废气流速Ve小于基准废气流速Vt的情况下(步骤S320的YES)，控制装置90以标准模式而进行烟尘吹除处理(步骤S330)。然后，控制装置90结束烟尘吹除控制A并执行步骤S110(参照图16)。另外，参照图10对标准模式下的喷射流程进行说明。
如上所述，根据实施方式的废气净化装置50，具备多个空气喷射喷嘴82，各空气喷射喷嘴82能够逐个依次喷射相同流量的加压空气而将附着于NOx催化剂的表面的烟尘除去。因此，与由多个空气喷射喷嘴同时喷射相同流量的加压空气的以往的喷射流程相比，能够减少1次喷射出的加压空气的流量。因此，可以使实施方式中的喷吹配管85a的直径(公称直径)小于以往的喷吹配管的直径(公称直径)。由此，能够缩小供配管设置的空间。另外，能够削减制造成本。
在实施方式的废气净化装置50的喷射流程中，与以往的废气净化装置的喷射流程相比，1次喷射出的加压空气的流量较少，因此，能够降低加压空气供给泵54的负载。由此，能够实现加压空气供给泵54的小能力化、小型化等。另外，能够削减空气容器55(蓄积容器81)的容量。
实施方式的废气净化装置50使利用了加压空气的冲击波IW以废气为介质而传播，由此，能够使冲击波IW的力作用于与废气接触的NOx催化剂75的表面的整个区域。即，因催化反应部70内的压力变动而从NOx催化剂75均匀地除去烟尘。由此，废气净化装置50能够使NOx催化剂75的净化率(脱硝率)和差压ΔP恢复至初始状态。
实施方式的废气净化装置50基于发电用发动机25的运转状态并以能够有效将烟尘除去的方式而进行烟尘吹除处理。由此，废气净化装置50能够兼顾基于烟尘吹除处理的烟尘除去率的提高、对在烟尘吹除处理中所使用的加压空气量的抑制。
对于实施方式的废气净化装置50而言，即便在废气的流动方向上配置有多个NOx催化剂的情况下，由于在各NOx催化剂之间不具备空气喷射喷嘴82，而是在比最上游侧的第一NOx催化剂71靠上游侧的位置具备空气喷射喷嘴82，从而也能够在整体上均匀地将附着于NOx催化剂75的烟尘除去。因此，能够削减空气喷射喷嘴82的总数。
实施方式的废气净化装置50能够根据催化反应部70的差压ΔP的增加而对随时间变化的残留烟尘向NOx催化剂75的堆积状况进行推测。另外，废气净化装置50能够基于差压升高量(ΔP－ΔPi)并利用通报装置92而发出差压异常警报、并以标准模式或清洁模式而进行烟尘吹除处理。
另外，在上述实施方式中，示出了将空气喷射喷嘴82配置于比最上游侧的第一NOx催化剂71靠上游侧的壳体部74的侧壁的一例，但是，并不局限于该结构。壳体部74的供空气喷射喷嘴82配置的位置可以是比第一NOx催化剂71靠上游侧的位置以外的位置。
例如，在图3中，空气喷射喷嘴82可以配置于第一NOx催化剂71与第二NOx催化剂72之间的壳体部74的侧壁。在该情况下，例如，从第一NOx催化剂71的表面除去的烟尘的一部分还有时暂时分散到第一NOx催化剂71的上游侧。但是，该分散的烟尘因废气的流动而被向下游侧引导，进而从NOx催化剂75的贯通孔通过并被向下游侧引导。
这样，无论空气喷射喷嘴82配置于壳体部74的侧壁的任何位置，都能够使冲击波IW的力作用于与废气接触的NOx催化剂75的表面的整个区域。由此，从NOx催化剂75将烟尘均匀地除去。即，即便在将壳体部74的供空气喷射喷嘴82配置的位置设为比第一NOx催化剂71靠上游侧的位置以外的位置时，也能够获得与前述的在比第一NOx催化剂71靠上游侧的壳体部74的侧壁具备空气喷射喷嘴82时同样的作用效果。
另外，在上述实施方式中，示出了在由方筒构成的壳体部74的一个侧壁配置有空气喷射喷嘴82的一例，但是，也可以将空气喷射喷嘴82配置于多个侧壁。在该情况下，也能够获得与将空气喷射喷嘴82配置于一个侧壁时同样的作用效果。
另外，在本实施方式中，示出了将废气净化装置50配备于发电用发动机25的排气系统的一例，但是，并不限定于此。实施方式的废气净化装置50例如可以设置于船舶的主发动机等的排气系统、陆地上设置的发电机用发动机等的排气系统。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是，这些实施方式是作为例子而提出的，并不意欲由此对发明的范围加以限定。这些新的实施方式可以以其他各种方式而实施，也可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且还包含在权利要求书中记载的发明及其同等的范围中。
附图标记的说明
1…船舶、2…船体、3…舱室、4…烟囱、5…螺旋桨、6…舵、7…船底、8…艉鳍、9…推进轴、10…船舱、11…机舱、13…上甲板、14…第二甲板、15…第三甲板、16…内底板、21…主发动机、22…减速器、23…发电装置、24…柴油发电机、25…发电用发动机、26…发电机、30…排气路径、31…旁通路径、32…主路径、33…复合壳体、33a…外壳体、34…合流路径、35…混合器、36…第一开闭阀、37…第二开闭阀、40…隔板、41…主路径侧导入管、42…旁通路径侧导入管、43…上游侧端面、44…排气出口部、45…导出管、50…废气净化装置、51…尿素水喷射喷嘴、52…尿素供给流路、53…空气供给流路、54…加压空气供给泵、55…空气容器、56…尿素用空气阀、57…尿素水供给泵、58…切换阀、59…尿素水容器、60…差压传感器、60a…上游侧压力检测部、60b…下游侧压力检测部、61…废气温度传感器、70…催化反应部、71…第一NOx催化剂、72…第二NOx催化剂、73…第三NOx催化剂、74、76…壳体部、75…NOx催化剂、80…烟尘吹除部、81…蓄积容器、82…空气喷射喷嘴、83…喷射阀、84…压力控制阀、85…空气供给流路、85a…喷吹配管、85b…喷嘴配管、90…控制装置、91…GPS装置、92…通报装置。

Claims (8)

1.一种船舶用废气净化装置，其具备如下功能：通过喷射加压空气而将附着于在筒状的壳体的内部配置的催化剂的烟尘除去，
所述船舶用废气净化装置的特征在于，
具备多个空气喷射喷嘴，该多个空气喷射喷嘴配置于所述壳体的侧壁，向所述壳体内喷射加压空气而产生冲击波，
使利用了加压空气的冲击波以废气为介质而传播，由此使得冲击波的力作用于与废气接触的所述催化剂的表面的整个区域，通过所述壳体内的压力变动而从所述催化剂除去烟尘，
各所述空气喷射喷嘴逐个依次隔开规定的时间t2的间隔而在时间t1的期间内喷射相同流量的加压空气，
所述时间t1设定为0.1秒～0.5秒，
所述时间t2设定为30秒～5分钟，
从一个所述空气喷射喷嘴喷射出的加压空气的流量根据所述空气喷射喷嘴的数量而不同。
2.根据权利要求1所述的船舶用废气净化装置，其特征在于，
在从多个所述空气喷射喷嘴中的、最后一个所述空气喷射喷嘴喷射加压空气之后的规定时间的期间内，从任何所述空气喷射喷嘴都不喷射加压空气。
3.根据权利要求1所述的船舶用废气净化装置，其特征在于，
所述壳体由方筒构成，
所有的所述空气喷射喷嘴均配备于所述方筒的一个侧壁。
4.根据权利要求2所述的船舶用废气净化装置，其特征在于，
所述壳体由方筒构成，
所有的所述空气喷射喷嘴均配备于所述方筒的一个侧壁。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的船舶用废气净化装置，其特征在于，
从一个所述空气喷射喷嘴喷射出的加压空气的流量随着所述空气喷射喷嘴的数量的增加而减少。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的船舶用废气净化装置，其特征在于，
多个所述催化剂配置于废气的流动方向上。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的船舶用废气净化装置，其特征在于，
多个所述空气喷射喷嘴配置于比所述催化剂靠上游侧的所述壳体的侧壁。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的船舶用废气净化装置，其特征在于，
从所述空气喷射喷嘴的出口产生的冲击波不具有定向性。
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