CN108138622B - 船舶的废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本申请发明的目的在于提供一种能够抑制还原作用(脱硝作用)的效率降低的废气净化装置。本申请发明所涉及的船舶(1)的废气净化装置具备：还原剂供给装置的还原剂喷射体(61)，该还原剂供给装置对从搭载于船舶用的发动机(21)的排气管内通过的废气供给还原剂；排气混合器(62)，其在还原剂喷射体(61)的废气移动方向下游侧使废气和还原剂混合；以及选择性催化剂还原装置(34、35)，它们在排气混合器(62)的废气移动方向下游侧促进发动机(21)的废气中的NOx的还原。具有多个所述还原剂喷射体(61)，还原剂喷射体(61)的喷射口沿着排气管的周向以等间隔而配置。

Description

船舶的废气净化装置
技术领域
本申请发明涉及将从搭载于船舶用的发动机排出的废气中的有害成分除去的废气净化装置。
背景技术
以往，例如在油轮、运输船等船舶中，各种辅机、装卸装置、照明、空调、其他设备类所消耗的电量庞大，为了对这些电气系统供给电力而配备有柴油发电机，该柴油发电机由柴油发动机、和通过该柴油发动机的驱动进行发电的发电机组合而成(例如参照专利文献1等)。已知柴油发动机是内燃机中能量效率最高的装置之一，每单位输出的废气中所含有的二氧化碳量较少。而且，由于例如能够使用重油之类的低质燃料，因此，还具有经济性优异的优点。
在柴油发动机的废气中，除了二氧化碳以外，还含有大量的氮氧化物、硫氧化物以及粒子状物质等。特别是氮氧化物(以下称为NOx)对人体有害、且呈现出较强的酸性，从而被认为是酸雨的成因。因此，例如船舶那样在使柴油发电机进行驱动的机械中，NOx的排出量极多，对地球环境所造成的负担较大。
作为对NOx进行大幅净化的后处理的方法，一般是在还原剂中使用尿素的选择性催化剂还原法(以下称为SCR法)(参照专利文献2及3等)。在SCR法中，一般是使用了由在Ti等的氧化物的载体担载有V、Cr等活性成分的材料构成的蜂窝构造的NOx催化剂。若在NOx催化剂的上游侧以雾状喷射作为还原剂水溶液的尿素水，则利用废气的热对尿素水进行热分解并进行加水分解而生成氨，将氨作为还原剂而作用于NOx，从而使得NOx分解为无害的氮和水。而且，在专利文献2中，提出了：为了提高NOx催化剂的还原作用的效率，设置有对废气和尿素水进行混合的混合器(排气混合器)的废气净化装置。
另外，若考虑到地球环境，则需要尽量除去废气中的NOx，从而希望无论公海领海一律加以限制，然而现实中，随着与柴油发动机相关的高水准的废气限制的应用，预计针对NOx而设置限制海域。如前所述，NOx催化剂为蜂窝构造，因此，有可能因废气中的煤烟、微粒而堵塞。另外，因废气中的硫磺成分、或者源自该硫磺成分的生成物而使得NOx催化剂的性能变差。为了尽量延长NOx催化剂的寿命而实现运营成本的降低以及限制海域内对限制的切实的遵守，希望在限制海域外的航行中不使NOx催化剂暴露于废气中。
因此，专利文献3中提出了如下废气净化装置：在发动机的排气路径中设置对NOx催化剂进行收纳的净化箱(casing)，并且，在净化箱内配置：使得废气不从NOx催化剂通过而是绕过该NOx催化剂的旁通路径。在该情况下，在限制海域内的航行中，将废气向净化箱内的NOx催化剂侧输送，在限制海域外的航行中，将废气向净化箱内的旁通路径侧输送。
专利文献
专利文献1：日本特开2006-341742号公报
专利文献2：日本特开2015-075042号公报
专利文献3：日本特许第5129400号公报
发明内容
当形成为：利用废气移动方向下游侧的排气混合器而对在废气移动方向上游侧从尿素水喷嘴喷射的尿素水、和废气进行混合的结构时，为了使尿素水充分扩散，尿素水喷嘴与排气混合器之间的距离需要达到某种程度。在尿素水喷嘴过度接近排气混合器的情况下，尿素水不会充分扩散，因此，尿素水相对于排气混合器而言呈局部集中，从而导致排气混合器的局部的温度降低而产生尿素的析出。而且，若尿素水未充分扩散，则还原作用(脱硝作用)的效率也会降低。另一方面，为了确保尿素水喷嘴与排气混合器之间的距离，在加长排气管的情况下，会导致废气净化装置的大型化。
另外，在净化箱内构成有旁通路径的情况下，在净化箱下游侧，设置有：使得具有发挥脱硝作用的NOx催化剂的主路径和旁通路径汇合的汇合室。因此，当使废气从旁通路径通过时，在净化箱内，从旁通路径通过的废气会通过汇合室流入至主路径内而向NOx催化剂倒流。由此，使得NOx催化剂的脱硝性能下降。
本申请发明的目的在于提供通过研究如上现状而实施了改善的船舶的废气净化装置。
本申请发明的船舶的废气净化装置具备：还原剂供给装置的还原剂喷射体，该还原剂供给装置对从搭载于船舶用的发动机的排气管内通过的废气供给还原剂；排气混合器，其在所述还原剂喷射体的废气移动方向下游侧，使废气和还原剂混合；以及选择性催化剂还原装置，其在所述排气混合器的废气移动方向下游侧，促进所述发动机的废气中的NOx的还原，其中，所述船舶的废气净化装置具有多个所述还原剂喷射体，所述还原剂喷射体的喷射口沿着所述排气管的周向以等间隔而配置。
在上述废气净化装置中，所述排气混合器具备多个混合翅片，这些混合翅片沿着所述排气管的周向以等间隔而配置，沿着所述排气管的周向而使得所述还原剂喷射体的喷射口的设置位置与所述混合翅片的设置位置同步。
在上述废气净化装置中，所述还原剂喷射体的喷射口可以配置于在沿着废气移动方向的直线上与所述混合翅片的上游侧前端重叠的位置。另外，还原剂喷射体的喷射口可以配置于所述排气管的中心与内周面之间的中央区域。
发明效果
根据本申请发明，利用多个还原剂喷射体对还原剂进行分散喷射，由此能够对还原剂进行扩散喷射，在此基础上，还能够利用下游侧的排气混合器，使还原剂在排气管内进一步分散。因此，能够使从排气混合器通过的废气与还原剂充分混合，从而能够提高催化剂的还原效率。
另外，根据本申请发明，当还原剂喷射体从喷射口朝向下游侧喷射还原剂时，能够朝向排气混合器的混合翅片而喷射还原剂。因此，通过利用多个还原剂喷射体对还原剂进行分散喷射，能够对还原剂进行扩散喷射，在此基础上，喷射后的还原剂因与混合翅片接触而进一步分散。因此，能够使排气混合器中的还原剂的分布量实现均匀化，能够提高废气与尿素水的混合效率，并且能够抑制排气混合器中的局部的温度降低而提高催化剂的还原效率。
附图说明
图1是船舶的整体侧视图。
图2是图1的II-II处的主视剖视图。
图3是复合箱的主视图。
图4是复合箱的侧视图。
图5是复合箱的后视图。
图6是复合箱的侧视图。
图7是复合箱的出口部剖视图。
图8是示出排气混合器的内部构造的剖视立体图。
图9是从废气移动方向上游侧观察排气混合器的主视图。
图10是排气混合器的侧视剖视图。
图11是对从排气混合器朝向复合箱的废气流进行说明的侧视剖视图。
图12是示出其他结构的排气混合器的内部构造的剖视立体图。
图13是使切换阀工作的流体流通配管的回路图。
图14是对排气路径的切换动作进行说明的概要图。
图15是示出尿素水喷射喷嘴和排气混合器的关系的、从废气移动方向上游侧观察的主视图。
图16是示出尿素水喷射喷嘴和排气混合器的关系的侧视剖视图。
图17是示出尿素水喷射喷嘴和排气混合器的其他配置例的、从废气移动方向上游侧观察的概要主视图。
具体实施方式
以下，基于在搭载于船舶的柴油发电机中应用的情况下的附图，对本申请发明的具体的实施方式进行说明。
(船舶的概况)
首先，参照图1，对第一实施方式的船舶1的概况进行说明。第一实施方式的船舶1具备：船体2；舱室3(驾驶台)，其设置于船体2的船尾侧；烟囱4(烟筒)，其配置于舱室3的后方；以及螺旋桨5和舵6，它们设置于船体2的后方下部。在该情况下，在船尾侧的船底7一体地形成有艉鳍8。在艉鳍8轴支承有：使螺旋桨5进行旋转驱动的推进轴9。在船体2内的船首侧以及中央部设置有船舱10。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(第一实施方式中为柴油发动机)和减速器22、以及用于对船体2内的电气系统供给电力的发电装置23。螺旋桨5利用从主发动机21经由减速器22的旋转动力而进行旋转驱动。机舱11的内部由上甲板13、第二甲板14、第三甲板15以及内底板16分隔成上下。在第一实施方式中，主发动机21以及减速器22安装于机舱11最下层的内底板16上，发电装置23安装于机舱11中层的第三甲板15上。此外，虽然将详细的图示省略，但船舱10被分割为多个区域。
如图2所示，发电装置23具备多台(第一实施方式中为3台)柴油发电机24。将发电用发动机25(第一实施方式中为柴油发动机)、和通过发电用发动机25的驱动而发电的发电机26组合而构成柴油发电机24。柴油发电机24基本上构成为：与船体2内的所需电量对应且有效地运转。例如，在消耗大量电力的出航归航时等，使全部柴油发电机24都运转，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。对船体2内的电气系统供给：通过各发电机26的工作而产生的发电电力。虽然将详细的图示省略，但电力转换器与各发电机26电连接。电力转换器对各发电机26的发电电力进行检测。
(发电装置的排气系统)
接下来，参照图2～图7对发电装置23的排气系统进行说明。在各发电用发动机25连接有取入空气用的进气路径(省略图示)以及排出废气用的排气路径30。将通过进气路径而取入的空气向发电用发动机25的各气缸内(进气行程的气缸内)输送。在各气缸的压缩行程完毕时，利用燃料喷射装置将从燃料箱汲取来的燃料向每个气缸的燃烧室内压送，根据各燃烧室而进行伴随着混合气体的自点火燃烧的膨胀行程。
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。如前所述，具有三台发电用发动机25，因此，存在三条排气路径30。各发电用发动机25的排气路径30具备：主路径31，其延伸至烟囱4；旁通路径32，其是从主路径31的中途部分支出来的；以及复合箱(净化箱)33，其与主路径31和旁通路径32的双方连通。即，在第一实施方式中，搭载有多台发电用发动机25，并使得包括主路径31、旁通路径32以及复合箱33等的废气净化系统相对于各发电用发动机25一一对应。
复合箱33由耐热金属材料制成且构成为近似筒状(第一实施方式中为方筒状)，并配置在：比配置有各发电用发动机25的第三甲板15靠上方的位置。在该情况下，复合箱33位于机舱11的上部侧(机舱11上层的第二甲板14上)。在复合箱33内的主路径31侧，收纳有：促进发电用发动机25的废气中的NOx的还原的、作为选择性催化剂还原装置的NOx催化剂34以及滑脱(slip)处理催化剂35(后文中进行详细叙述)。旁通路径32是用于使废气绕过而不经过NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35的路径。在复合箱33的排气出口部42(比滑脱处理催化剂35靠废气移动方向下游侧(以下，简称为下游侧))，使得主路径31和旁通路径32汇合。此外，作为选择性催化剂还原装置，可以省略滑脱处理催化剂35而仅设为NOx催化剂34。
在处于复合箱33外的主路径31和旁通路径32分支的分支部，作为将废气移动方向朝着主路径31和旁通路径32切换的路径切换部件，设置有作为流体工作式的切换阀的主路径侧切换阀37、以及旁通路径侧切换阀38。本实施方式中的主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38由单独工作式的切换阀构成。作为流体工作式的单独工作切换阀的一个例子，可以考虑由空气工作式蝶阀来构成主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38。而且，主路径侧切换阀37设置于主路径31的朝向复合箱33的入口侧。另外，旁通路径侧切换阀38设置于旁通路径32的朝向复合箱33的入口侧。
接下来，参照图3～图7对复合箱33的构造进行说明。如前所述，复合箱33与主路径31和旁通路径32的双方连通。在复合箱33内的主路径31侧，自废气移动方向上游侧(以下，简称为上游侧)起按顺序串联排列收纳有：促进废气中的NOx的还原的NOx催化剂34、以及促进过度供给的还原剂(尿素水(尿素水溶液)，更详细而言为加水分解后的氨)的氧化处理的滑脱处理催化剂35。各催化剂34、35形成为：由多孔质的(可过滤的)间隔壁划分出的多个单元构成的蜂窝构造，例如，具有：氧化铝、氧化锆、氧化钒/二氧化钛或者沸石等催化剂金属。
NOx催化剂34将通过来自后述的尿素水喷射喷嘴61的尿素水的加水分解所产生的氨作为还原剂，而对废气中的NOx进行选择性还原，由此将输送至复合箱33内的主路径31侧的废气净化。另外，滑脱处理催化剂35使从NOx催化剂34流出的未反应(剩余)的氨氧化而变为无害的氮。在该情况下，在复合箱33内的主路径31侧产生下述反应式：
(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2(加水分解)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O(利用NOx催化剂34的反应)
4NH3+3O2→2N2+6H2O(利用滑脱处理催化剂35的反应)。
如图7详细所示，在复合箱33内排列设置有：主路径31和旁通路径32的双方。在该情况下，在复合箱33内配置有：沿废气移动方向延伸的分隔板40。因分隔板40的存在而将复合箱33内划分为主路径31侧和旁通路径32侧。由分隔板40对复合箱33内进行划分，从而，当废气从旁通路径32通过时，能够利用废气的热将处于主路径31侧的NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35进行加热。因此，无论是否对废气进行净化，都始终能够对NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35进行加热。当废气从主路径31通过时，有助于缩短暖机运转的时间，根据情况的不同，有时不需要暖机运转。
复合箱33内的主路径31侧的排气入口部41形成为：随着趋向上游侧而截面积减小的前端缩小的锥状(锥形)。与此相对，分隔板40的下游侧端部400延伸设置至复合箱33中的、比滑脱处理催化剂35靠下游侧的排气出口部42，并设置有开口部401。因此，主路径31侧和旁通路径32侧在复合箱33的排气出口部42汇合。
复合箱33的排气出口部42在下游侧端部具有流出口(排气流出口)49，排气排出管60与该流出口49连通。另外，排气出口部42具有：朝向下游侧的流出口49而截面积减小的前端缩小的锥状(锥形)，流出口49设置于复合箱33的下游侧端部的中心位置。即，在复合箱33中，流出口49设置于与主路径31的排气侧重叠的位置。
分隔板40的下游侧端部400被延伸设置于将主路径31的出口侧遮蔽的位置并被固接于复合箱33的内壁面。该分隔板40的下游侧端部400被设置为防止倒流板(以下，将分隔板40的下游侧端部400称为防止倒流板400)，该防止倒流板用于防止从旁通路径32流出至排气出口部42的废气向主路径31流入。防止倒流板400是从主路径31与旁通路径32的临界位置亦即处于滑脱处理催化剂35下游侧的位置朝向流出口49的周缘亦即从旁通路径32离开了的位置而被延伸设置的。而且，防止倒流板400具备开口部401，从而使得主路径31侧和旁通路径32侧在排气出口部42汇合。
从主路径31通过的废气经由防止倒流板400的开口部401而到达排气出口部42的流出口49，由此将净化后的废气从排气排出管60排出。另一方面，从旁通路径32通过的废气由防止倒流板400引导而到达排气出口部42的流出口49，从而降低了向主路径31的流入量(向主路径31倒流的废气流量)，并将较多的废气从排气排出管60排出。因此，能够抑制使用旁通路径32时的、主路径31内的NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35的劣化。
在复合箱33的一侧面安装有多个作为喷气体的喷气喷嘴43。利用各喷气喷嘴43，将来自气体供给源(省略图示)的压缩气体(空气)朝向NOx催化剂34、滑脱处理催化剂35喷射。通过喷气喷嘴43的作用而能够强制地将使用过程中滞留于复合箱33内的主路径31侧的煤尘除去。
在复合箱33的排气入口部41前表面侧形成有主路径侧流入口以及旁通路径侧流入口。主路径侧流入口与复合箱33内的主路径31侧连通，旁通路径侧流入口与复合箱33内的旁通路径32侧连通。在复合箱33的排气入口部41的前部外表面侧设置有：主路径侧导入管51，其与主路径侧流入口连通；以及旁通路径侧导入管52，其与旁通路径侧流入口连通。主路径侧导入管51和旁通路径侧导入管52分别经由中继管55、56而与两岔配管53连结。在该情况下，借助法兰(flange)而将主路径侧中继管55的入口侧与两岔配管53的主路径侧出口部57紧固连结。主路径侧中继管55的另一端侧与主路径侧导入管51连通。借助法兰而将旁通路径侧中继管56的入口侧与两岔配管53的旁通路径侧出口部58紧固连结。借助调节长度用的波纹构造的调节管69而将旁通路径侧导入管52与旁通路径侧中继管56的出口侧紧固连结。
虽然将详细的图示省略，但两岔配管53的入口部59借助法兰而与主路径31的上游侧连结。两岔配管53相当于主路径31和旁通路径32分支的分支部。在与复合箱33内的主路径31侧连通的两岔配管53的主路径侧出口部57内，设置有主路径侧切换阀37。在与复合箱33内的旁通路径32侧连通的两岔配管53的旁通路径侧出口部58内，设置有旁通路径侧切换阀38。在复合箱33的排气出口部42后表面侧，靠近主路径31侧而形成有流出口49。在复合箱33的排气出口部42的后部外表面侧，设置有：与流出口49连通的排气排出管60。排气排出管60借助法兰而与主路径31的下游侧连结。
在主路径31中的、主路径侧切换阀37与连结于复合箱33的主路径侧导入管51之间，自上游侧起按顺序配置有：尿素水喷射喷嘴61，其对废气喷射作为还原剂的尿素水；以及排气混合器62，其使废气和尿素水混合。在主路径侧中继管55具备多个尿素水喷射喷嘴61(第一实施方式中为2个)。构成为：从尿素水喷射喷嘴61向主路径侧中继管55内以雾状而喷射尿素水。
在主路径侧中继管55与主路径侧导入管51之间设置有排气混合器62。排气混合器62位于：距离设置在主路径侧中继管55的尿素水喷射喷嘴61有规定距离的下游侧的位置。该情况下的规定距离是：在主路径侧中继管55内对从尿素水喷射喷嘴61喷射的尿素水进行加水分解而生成氨所需的距离。如图8～图11所示，第一实施方式中的排气混合器62具备：筒状的混合器管体71，其形成为与主路径侧中继管55以及主路径侧导入管51相同的内径；多个混合翅片72(第一实施方式中为四个)，它们设置于混合器管体71的内周侧；以及轴芯体73，其位于混合器管体71的轴芯，并构成为：利用混合翅片72组以及轴芯体73而使从排气混合器62通过的废气以及雾状的尿素水产生回旋流。
各混合翅片72是用于使废气流形成为回旋流的部件，并从混合器管体71中心朝向混合器管体71的内周面，配置为放射状。在该情况下，各混合翅片72的半径方向内侧的侧端面固接于轴芯体73，并且，各混合翅片72的半径方向外侧的侧端面固接于混合器管体71的内周面。各混合翅片72沿着混合器管体71的圆周方向而位于隔开相等角度的位置(位于以轴芯体73为中心的点对称状的位置)。此外，混合翅片72的个数并不局限于第一实施方式中的四个。
各混合翅片72的上游侧和下游侧构成为：相对于废气移动方向(混合器管体71等的轴芯方向)而分别形成规定角度。即，各混合翅片72在废气移动方向的中途部弯曲。在该情况下，以使得相对于废气移动方向的上游侧翅片板部72a的角度形成为倾斜角θ1、且使得相对于废气移动方向的下游侧翅片板部72b的角度形成为倾斜角θ2的方式，使各混合翅片72弯曲。下游侧翅片板部72b的倾斜角θ2设定为：大于上游侧翅片板部72a的倾斜角θ1。即，关于各翅片板部72a、72b的倾斜角θ1、θ2，下游侧的倾斜角大于上游侧的倾斜角。换言之，各翅片板部72a、72b的倾斜角θ1、θ2随着从上游侧趋向下游侧而连续地或者阶段性地增大。
对各混合翅片72的半径方向内侧的侧端面进行支承的轴芯体73的上游侧前端部形成为：随着趋向上游侧而截面积减小的前端缩小的锥状(锥形)。另外，轴芯体73的下游侧基端部形成为：随着趋向下游侧而截面积减小的后端缩小的锥状(锥形)。因此，利用轴芯体73的锥状的上游侧前端部，将流入至混合器管体71的轴芯附近的废气朝向半径方向外侧的各混合翅片72进行引导。
在本实施方式中，排气混合器62形成为混合翅片72固接于轴芯体73的结构，但也可以如图12那样形成为不具备轴芯体73的结构。即，将支承拉条73x配置为：使得棒状的多个支承拉条73x(本实施方式中为2个)相互交叉地固接，并且使得支承拉条73x的交叉位置成为混合器管体71的中心。而且，2个混合翅片72以支承拉条73x彼此的交叉位置为中心而被固接于各支承拉条73x。混合翅片72的上游侧前端由下述的边缘构成，该边缘是：从混合器管体71的中心朝向混合器管体71的内周面，朝上游侧延伸至中途部之后，与混合器管体71的开口面平行地弯曲。
尿素水喷射喷嘴61在主路径31(主路径侧中继管55)的截面中，在与下游侧的排气混合器62的混合翅片72重叠的位置处，配置有尿素水喷射口611。尿素水喷射喷嘴61的尿素水喷射口611沿主路径31(主路径侧中继管55)的周向以等间隔(等角度)而配置。尿素水喷射喷嘴61以成为混合翅片72的个数的约数的个数而设置，各尿素水喷射口611沿主路径31(主路径侧中继管55以及混合器管体71)的周向而配置于与排气混合器62的混合翅片72的设置位置同步的位置。此外，尿素水喷射喷嘴61的个数并不局限于第一实施方式中的2个。
(气体路径切换动作)
在各排气路径30的主路径31和旁通路径32，作为分别对它们进行开闭的开闭部件而设置有：主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38(实施方式中为3组，共计6个)。上述主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38为了选择废气通过的路径而形成为如下关系：若一方打开，则另一方关闭。另外，主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38构成为：根据限制海域等而进行开闭。
在旁通路径侧切换阀38关闭且主路径侧切换阀37打开的状态下，在膨胀行程后的排气行程中，从多台发电用发动机25向各主路径31输送的废气在经由各主路径31并且又经由NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35而被进行了净化处理之后向船舶1外部释放。在主路径侧切换阀37关闭且旁通路径侧切换阀38打开的状态下，废气经由各旁通路径32(不从NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35通过)而直接向船舶1外部释放。
这样，若在各排气路径30的主路径31和旁通路径32设置有：作为对各排气路31、32进行开闭的开闭部件的主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38，则例如在限制海域内的航行时和限制海域外的航行时那样需要废气的净化处理的情况下以及不需要废气的净化处理的情况下，仅通过对主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38的开闭状态进行切换便能够适当地选择废气通过的路径。因此，能够进行废气的高效的处理。另外，例如在不需要废气的净化处理的情况下，能够避开NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35而将废气引向直接与外部连通的旁通路径32侧。因此，能够维持排气效率的良好状态，能够避免各发电用发动机25的输出降低。并且，在无需废气的净化处理的情况下，由于NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35未暴露于废气中，因此，还有助于NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35的寿命的延长。
发电用发动机25处于停止中的的主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38则构成为：至少将旁通路径32侧的旁通路径侧切换阀38关闭。因此，能够简单且可靠地防止从其他发动机排出的废气朝向停止中的发电用发动机25倒流。
如前所述，主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38为流体工作式的阀，在未供给流体的情况下保持为打开状态(常开形式)。而且，设置有：分别由单独工作型的气压式缸体构成的、对主路径侧切换阀37进行切换驱动的主路径侧阀驱动器67、以及对旁通路径侧切换阀38进行切换驱动的旁通路径侧阀驱动器68。主路径侧阀驱动器67在主路径侧中继管55的外周侧，沿主路径侧中继管55的长度方向排列设置为并列状。旁通路径侧阀驱动器68在旁通路径侧中继管56的外周侧，沿旁通路径侧中继管56的长度方向排列设置为并列状。
如图13所示，主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38的阀驱动器67、68分别经由流体流通配管80而与流体供给源81连接。流体供给源81用于供给作为阀驱动器67、68工作用(主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38的工作用)的压缩流体的空气(可以是氮气)。在主路径侧以及旁通路径侧各自的流体流通配管80的中途部，自上游侧起按顺序设置有：过滤调压器82；电磁阀83，其切换是否向阀驱动器67、68供给流体；以及流量调整部84，其具有关闭侧调整部以及打开侧调整部。各电磁阀83构成为：基于控制信息而工作，向对应的切换阀37、38的阀驱动器67、68供给压缩流体或者停止供给压缩流体。另外，在各阀驱动器67、68设置有限位开关85，该限位开关85对各电磁阀83是处于流体供给状态、还是处于流体停止状态进行检测，消音器86与各阀驱动器67、68连接，消音器87与各电磁阀83连接。
而且，在对废气通过的路径进行切换的情况下，主路径侧以及旁通路径侧双方的电磁阀83处于流体供给停止状态，从而停止：向主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38的流体的供给。如前所述，由于主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38是常开形式的阀，因此，若停止流体的供给，则被两个阀驱动器67、68驱动而变为打开状态。然后，废气未通过的那侧的电磁阀83变为流体供给状态，供给流体的那侧的阀变为关闭状态。这里，废气未通过的那侧的电磁阀83保持流体供给停止状态不变，切换阀保持打开状态不变。对废气通过的路径进行如上切换。作为主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38的动作的一个例子，自主路径侧切换阀37打开且旁通路径侧切换阀38关闭的状态(参照图14(a))起，使主路径侧切换阀37以及旁通路径侧切换阀38的双方暂时处于打开的状态(参照图14(b))，然后，变为旁通路径侧切换阀38打开且主路径侧切换阀37关闭的状态(参照图14(c))
在以上结构中，在主路径侧切换阀37打开且旁通路径侧切换阀38关闭的情况下，废气从主路径31通过。即，经由两岔配管53的主路径侧出口部57、主路径侧中继管55、排气混合器62、主路径侧导入管51以及主路径侧流入口47而向复合箱33内的主路径31侧流入，并通过NOx催化剂34以及滑脱处理催化剂35而进行净化处理。
在该情况下，含有从尿素水喷射喷嘴61喷射的雾状的尿素水的废气通过主路径侧中继管55而被向排气混合器62引导。在各混合翅片72的上游侧翅片板部72a将废气移动方向变更为倾斜角θ1的方向之后，下游侧翅片板部72b使得废气移动方向进一步向倾斜角θ2的方向变更，其结果，含有尿素水的废气朝向混合器管体71的内周面流动，并在沿着混合器管体71的内周面的圆周方向上移动。因此，在复合箱33内的主路径31侧的排气入口部41形成有废气的回旋流，从而能够顺畅且高效地使废气和尿素水混合。复合箱33内的主路径31侧的排气入口部41为：随着趋向上游侧而截面积减小的前端缩小的锥状(锥形)，因此，废气的回旋流的回旋直径增大。其结果，废气更进一步均匀地与尿素水混合，并向处于复合箱33内的主路径31侧的NOx催化剂34蔓延。
(尿素水喷射喷嘴)
如图9所示，尿素水喷射喷嘴61插入于主路径侧中继管55内，并将前端的尿素水喷射口611配置为朝向下游侧。尿素水喷射口611沿主路径侧中继管55的周向以等间隔而配置，并配置于与设置于下游侧的排气混合器62的混合翅片72重叠的位置。由此，当尿素水喷射喷嘴61从尿素水喷射口611朝向下游侧喷射尿素水时，能够朝向排气混合器62的混合翅片72喷射尿素水。
因此，利用多个尿素水喷射喷嘴61，对尿素水进行分散喷射，由此能够对尿素水进行扩散喷射，在此基础上，喷射后的尿素水与混合翅片72接触而进一步分散。因此，能够使排气混合器62中的尿素水的分布量实现均匀化，能够提高废气与尿素水的混合效率，并且能够抑制排气混合器62中的局部的温度降低而抑制产生尿素的析出。另外，由于尿素水的扩散效率得到提高，因此，能够缩短尿素水喷射喷嘴61与排气混合器62之间的距离，从而能够减小主路径侧中继管55的尺寸。
尿素水喷射口611设置于：在沿着废气移动方向的直线上与混合翅片72的上游侧前端重叠的位置，尿素水喷射口611朝向混合翅片72的上游侧前端喷射尿素水。由此，从尿素水喷射喷嘴61喷射的尿素水与混合翅片72的上游侧前端的边缘接触，从而在排气混合器62内对尿素水进行扩散引导。因此，排气混合器62内的尿素水的分散效率得到提高，从而能够提高废气的净化效率。
尿素水喷射喷嘴61的尿素水喷射口611配置于：主路径31(主路径侧中继管55)的中心与内周面之间的中央区域。即，尿素水喷射口611配置于与混合翅片72的上游侧前端重叠的位置、且配置于混合翅片72的上游侧前端的中央区域。由此，从尿素水喷射喷嘴61喷射的尿素水容易在主路径31内无偏差地扩散，因此，能够抑制主路径31以及排气混合器62等中的尿素的析出。另外，如图15所示，在图12所示的结构的排气混合器62中，在与混合翅片72的上游侧前端的弯曲部重叠的位置处，配置有尿素水喷射口611。
如图16所示，各尿素水喷射喷嘴61的尿素水喷射口611可以沿着废气移动方向而配置于距排气混合器62的距离不同的位置。即，通过设置多个尿素水喷射喷嘴61而提高了尿素水的扩散效率，因此，能够缩短尿素水喷射喷嘴61至排气混合器62的距离，因此，能够沿废气移动方向而使尿素水喷射喷嘴61的配置位置不同。另外，多个尿素水喷射喷嘴61构成为：从同一方向插入于主路径侧中继管55，能够从同一方向对复合箱33进行维护。
如图17所示，与排气混合器62的混合翅片72的个数相应地设定尿素水喷射喷嘴61的个数。即，以与排气混合器62的混合翅片72的个数的约数相当的个数而设置尿素水喷射喷嘴61，沿主路径31(主路径侧中继管55)以等间隔而配置尿素水喷射喷嘴61的尿素水喷射口611。例如，在将排气混合器62的混合翅片72设为4个的情况下，配置2个或者4个尿素水喷射喷嘴61。另外，在将排气混合器62的混合翅片72设为6个的情况下，配置2个、3个或者4个尿素水喷射喷嘴61。
(其他)
此外，各部分的结构并不限定于图示的实施方式，能够在不脱离本申请发明的主旨的范围内进行各种变更。在上述各实施方式中，将本申请发明应用于在发电用发动机25的排气路径30中设置的废气净化系统，但并不局限于此，例如也可以应用于主发动机21的排气系统中的废气净化系统。
附图标记说明
1 船舶
11 机舱
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 主路径
32 旁通路径
33 复合箱
34 NOx催化剂
35 滑脱处理催化剂
37 主路径侧切换阀
38 旁通路径侧切换阀
40 分隔板
61 尿素水喷射喷嘴(还原剂喷射体)
62 排气混合器
71 混合器管体
72 混合翅片
400 防止倒流板
401 开口部

Claims (3)

1.一种船舶的废气净化装置，其具备：还原剂供给装置的还原剂喷射体，该还原剂供给装置对从搭载于船舶用的发动机的排气管内通过的废气供给还原剂；排气混合器，其在所述还原剂喷射体的废气移动方向下游侧，使废气和还原剂混合；以及选择性催化剂还原装置，其在所述排气混合器的废气移动方向下游侧，促进所述发动机的废气中的NOx的还原，
所述船舶的废气净化装置的特征在于，
所述排气混合器具备多个混合翅片，这些混合翅片沿着所述排气管的周向以等间隔而配置，
具有多个所述还原剂喷射体，所述还原剂喷射体的喷射口朝向废气移动方向下游侧开口、且配置于与所述混合翅片的上游侧前端重叠的位置，并沿所述排气管的周向以等间隔而配置。
2.根据权利要求1所述的船舶的废气净化装置，其特征在于，
沿着所述排气管的周向而使得所述还原剂喷射体的喷射口的设置位置与所述混合翅片的设置位置同步。
3.根据权利要求1所述的船舶的废气净化装置，其特征在于，
所述还原剂喷射体的喷射口配置于所述排气管的中心与内周面之间的中央区域。
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