CN110249117B - 废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

废气净化装置(100)具有壳体(10)、SCR催化器(第1SCR催化器(25)以及第2SCR催化器(26))、第1倒流防止板(31)、以及第2倒流防止板(32)。壳体(10)形成催化路径(52)的至少一部分以及旁通路径(53)的至少一部分。SCR催化器配置于催化路径(52)，且对在该催化路径(52)流动的废气所含有的NOx进行选择还原。第1倒流防止板(31)防止废气从第2排气路径(54)向催化路径(52)倒流。

Description

废气净化装置
技术领域
本发明主要涉及对废气所含有的氮氧化物(NOx)进行净化的废气净化装置。
背景技术
目前为止，已知利用选择催化还原(Selective Catalytic Reduction、SCR)的方式来对废气所含有的NOx进行净化的废气净化装置。这种废气净化装置具有在选择催化还原的过程中所使用的催化器(以下称为SCR催化器)。废气所含有的NOx与SCR催化器接触而被还原，从而变成氮和水。由此，能够抑制NOx的排出量。专利文献1公开了这种进行选择催化还原的废气净化装置。
专利文献1的废气净化装置中设置有：供SCR催化器配置的主路径；绕过主路径的旁通路径；以及对废气流经主路径还是流经旁通路径进行切换的路径切换部。路径切换部进行动作而能够根据环境、条件来切换是否进行选择催化还原。另外，该废气净化装置具有形成主路径的一部分和旁通路径的一部分的壳体。另外，主路径和旁通路径在排气下游侧汇合。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-86726号公报
发明内容
在此，在专利文献1中，在旁通路径流动的废气的一部分有可能从主路径(催化路径)和旁通路径的汇合部位向主路径倒流。此时，由于废气与主路径的SCR催化器接触而有可能使得SCR催化器劣化。特别是对于如专利文献1那样具备内部形成有主路径和旁通路径的壳体的结构而言，有可能容易发生废气倒流。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要目的在于提供具备形成有催化路径和旁通路径的壳体的废气净化装置，该废气净化装置具有能够防止在旁通路径流动的废气向催化路径倒流的结构。
本发明要解决的问题如上所述，下面，对解决该问题的手段及其效果进行说明。
根据本发明的观点，提供以下结构的废气净化装置。即，该废气净化装置构成为包括：第1排气路径，搭载于船舶的发动机的废气在该第1排气路径流动；催化路径，其是从所述第1排气路径分支出的路径，且对废气所含有的氮氧化物进行选择还原；旁通路径，其是从所述第1排气路径分支出的路径，且绕过所述催化路径；以及第2排气路径，其是所述催化路径和所述旁通路径在排气下游侧汇合而形成的路径。该废气净化装置具备壳体、SCR催化器以及倒流防止部。所述催化路径的至少一部分以及所述旁通路径的至少一部分形成于所述壳体。所述SCR催化器配置于所述催化路径，对在该催化路径流动的废气所含有的氮氧化物进行选择还原。所述倒流防止部防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流。
由此，在具备形成有催化路径和旁通路径的壳体的废气净化装置中，能够防止在旁通路径流动的废气向催化路径倒流。因此，倒流的废气难以流入到SCR催化器，因此，能够抑制SCR催化器的劣化。
在所述废气净化装置中优选采用以下结构。即，该废气净化装置具有作为所述倒流防止部的第1倒流防止部、以及第2倒流防止部。所述第2倒流防止部配置于所述SCR催化器与所述第1倒流防止部之间而防止废气倒流。
由此，倒流防止部配置有2个，因此能够更加可靠地防止废气从第2排气路径向催化路径倒流。因此，倒流的废气难以流入到SCR催化器，因此，能够进一步可靠地抑制SCR催化器的劣化。
在所述废气净化装置中优选采用以下结构。即，所述壳体构成为包括：将所述催化路径与所述旁通路径隔开的内壁部；以及将所述催化路径与外部隔开的催化器外壁部。所述第1倒流防止部和所述第2倒流防止部的至少一方配置成将所述内壁部和所述催化器外壁部连接、且在一部分形成有开口部，所述催化器外壁部侧的开口比例小于所述内壁部侧的开口比例。
由此，废气容易沿着催化器外壁部倒流，因此，通过减小催化器外壁部侧的开口比例，能够进一步可靠地防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选采用以下结构。即，该废气净化装置具有还原剂喷射部，该还原剂喷射部在所述催化路径中配置为比所述SCR催化器靠排气上游侧，将用于对废气所含有的氮氧化物进行选择还原的还原剂与压缩空气一同向排气下游侧喷射。还原剂喷射部在废气从所述催化路径和所述旁通路径中的任一路径通过时都喷射压缩空气。
由此，能够利用还原剂喷射部进行喷射而产生的压缩空气的气流来防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选所述第1倒流防止部和所述第2倒流防止部的至少一方是倒流防止用催化器。
由此，能够利用催化器来防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选所述第1倒流防止部及所述第2倒流防止部的至少一方是配置于所述催化路径内、且使得从所述SCR催化器通过的废气的流路截面积减小的催化路径内配管。
由此，能够利用流路截面积的减小来防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选采用以下结构。即，在所述旁通路径形成有路径连接开口部，该路径连接开口部用于将所述旁通路径与所述催化路径连接而形成所述第2排气路径。所述倒流防止部是形成于所述路径连接开口部的至少排气上游侧的边缘部，且以使得在所述旁通路径流动的废气不进入所述路径连接开口部的方式对该废气进行引导的倒流防止引导部。
由此，由于形成有倒流防止引导部，因此在旁通路径流动的废气不会进入路径连接开口部，从而能够防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选所述倒流防止部是在所述催化路径中配置为比所述SCR催化器靠排气下游侧，且将防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的压缩空气向排气下游侧喷射的压缩空气喷射部。
由此，通过喷射压缩空气，能够生成从催化路径朝向第2排气路径的气流，因此能够防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选采用以下结构。即，所述倒流防止部是形成于所述旁通路径的排气下游侧的端部，且用于防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的缩径部。所述缩径部的排气下游侧的端部的流路截面积小于所述缩径部的排气上游侧的端部的流路截面积。
由此，在旁通路径的排气下游侧的端部(即，与催化路径汇合的部位附近)，废气的压力降低，故而产生从催化路径向第2排气路径流动的气流，因此能够防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选采用以下结构。即，所述倒流防止部是配置于所述催化路径和所述旁通路径的排气下游侧的端部，且用于防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的双重管。另外，所述催化路径是内管，所述旁通路径是将所述内管的外侧覆盖的外管。
由此，若行进路线不大幅变更，则在旁通路径流动的废气无法到达催化路径，因此能够防止废气倒流。另外，对于双重管而言，在内管的端部(催化路径与旁通路径的汇合部位)有可能从内管顺着外管而倒流，但是，如上所述，由于将旁通路径作为外管，因此，能够进一步可靠地防止废气从旁通路径向催化路径倒流。
在所述废气净化装置中，优选采用以下结构。即，所述倒流防止部是配置于所述催化路径和所述旁通路径的排气下游侧的端部，且用于防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的双重管。另外，所述旁通路径是内管，所述催化路径是将所述内管的外侧覆盖的外管。
由此，若行进路线不大幅变更，则在旁通路径流动的废气无法到达催化路径，因此，能够防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选采用以下结构。即，所述壳体构成为包括：将所述催化路径与所述旁通路径隔开的内壁部；以及将所述催化路径与外部隔开的催化器外壁部。所述倒流防止部配置成将所述内壁部与所述催化器外壁部连接、且在一部分形成有开口部，至少一部分的所述开口部的排气下游侧的端部的开口面积小于排气上游侧的端部的开口面积。
由此，由于使得排气下游侧的端部的开口面积小于排气上游侧的端部的开口面积，因此废气难以从排气下游侧朝向排气上游侧而从倒流防止部通过，因此能够防止废气倒流。
在所述废气净化装置中，优选具有3个以上的所述倒流防止部。
由此，即使在倒流的废气从某个倒流防止部通过的情况下，也不会进一步从其他多个倒流防止部通过，从而不会到达SCR催化器。因此，能够进一步可靠地防止废气倒流所导致的SCR催化器的劣化。
附图说明
图1是供各实施方式的废气净化装置搭载的船舶的概要侧视图。
图2是第1实施方式的废气净化装置的外观图。
图3是壳体及其附近的截面图。
图4是催化路径和旁通路径的汇合部位附近的剖视立体图。
图5是第2实施方式的壳体及其附近的截面图。
图6是第3实施方式的壳体及其附近的截面图。
图7是第4实施方式的壳体及其附近的2个侧视截面图。
图8是第5实施方式的壳体及其附近的截面图。
图9是第6实施方式的壳体及其附近的截面图。
图10是第7实施方式的壳体及其附近的截面图和双重管的截面图。
图11是第8实施方式的壳体及其附近的截面图和双重管的截面图。
图12是第9实施方式的第1倒流防止部的立体图和截面图。
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1对供各实施方式的废气净化装置100设置的船舶1进行说明。图1是船舶1的概要侧视图。此外，在以下说明中，对位置关系、大小或者形状等进行说明的用语不仅是指该用语的含义完全成立的结构，还指该用语的含义大致成立的结构。
如图1所示，船舶1具有：发动机室2；烟囱3，其将在发动机室2产生的废气向外部排出；以及推进装置6，其产生用于使船舶1移动的推进力。发动机室2设置于船舶1的船体内部。发动机室2中配置有推进用发动机4、减速器5、发电用发动机8以及发电装置9。
推进用发动机4是产生用于使船舶1移动的驱动力的柴油发动机。推进用发动机4所产生的驱动力在被减速器5减速至规定的旋转速度之后向推进装置6(详细而言为螺杆式的旋转轴)传递。
发电用发动机8是产生用于在船内进行发电的驱动力的柴油发动机。发电装置9利用发电用发动机8所产生的驱动力进行发电。另外，由发电用发动机8产生的废气经由排气路径50而从烟囱3向外部排出。另外，在该排气路径50设置有废气净化装置100。废气净化装置100能够通过选择催化还原的方式而对发电用发动机8产生的废气所含有的NOx进行净化。
此外，船舶1可以仅搭载1台发电用发动机8，也可以搭载多台。在发电用发动机8搭载有多台的情况下，针对每台发电用发动机8都设置排气路径50，但是，也可以针对多台发电用发动机8而具备通用的排气路径50。另外，以下说明的废气净化装置100与发电用发动机8连接，但是，针对与推进用发动机4连接的废气净化装置也可以采用与废气净化装置100一样的结构。
接下来，参照图2至图4而详细地说明第1实施方式的废气净化装置100。图2是废气净化装置100的外观图。图3是壳体10及其附近的截面图。图4是催化路径52和旁通路径53的汇合部位附近的剖视立体图。此外，在以下说明中，将发电用发动机8产生的废气排出到外部为止的气流(不包括倒流的废气)的上游侧称为“排气上游侧”，将该废气的气流的下游侧称为“排气下游侧”。
如图2及图3所示，废气净化装置100中从排气上游侧起按顺序依次设置有第1排气路径51、催化路径52和旁通路径53、以及第2排气路径54。废气净化装置100能够在针对发电用发动机8产生的废气进行选择催化还原并排出的结构、和不进行选择催化还原便排出的结构之间进行切换。在废气净化装置100中进行选择催化还原的情况下，发电用发动机8产生的废气按照第1排气路径51、催化路径52以及第2排气路径54的顺序流动。另一方面，在废气净化装置100中不进行选择催化还原的情况下，发电用发动机8产生的废气按照第1排气路径51、旁通路径53以及第2排气路径54的顺序流动。以下对各路径进行具体说明。
第1排气路径51是供发电用发动机8产生的废气流通的路径。第1排气路径51在废气净化装置100进行选择催化还原和不进行选择催化还原这两种情况下都是供废气流通的路径。第1排气路径51在排气下游侧的端部分支出催化路径52和旁通路径53。具体而言，第1排气路径51由第1排气管61构成。
当在废气净化装置100中进行选择催化还原时，催化路径52是供废气流通的路径，当不进行选择催化还原时，催化路径52是废气未流经的路径。具体而言，催化路径52构成为包括催化路径管62和壳体10的一部分(详情后述)。另外，如图2及图3所示，在催化路径52，从排气上游侧起按顺序依次配置有催化路径阀21、尿素水喷射部(还原剂喷射部)23、排气混合器24、第1SCR催化器(SCR催化器)25以及第2SCR催化器(SCR催化器)26。
催化路径阀21配置于催化路径管62(详细而言，催化路径管62的排气上游侧的端部)。催化路径阀21构成为：能够在催化路径管62封闭而不使废气流通的状态(封闭状态)和催化路径管62敞开而使得废气流通的状态(敞开状态)之间进行切换。利用来自省略图示的控制部的信号而使得阀动作用致动器执行动作，由此对催化路径阀21的上述状态进行切换。当在废气净化装置100中进行选择催化还原时，将催化路径阀21控制为敞开状态，当在废气净化装置100中不进行选择催化还原时，将催化路径阀21控制为封闭状态。
尿素水喷射部23配置于催化路径管62。尿素水喷射部23构成为：将作为还原剂的尿素水与压缩空气一同向排气下游侧喷射。另外，尿素水喷射部23可以仅喷射压缩空气。尿素水所含有的尿素暴露于高温的废气中，由此，通过热分解及加水分解而变为氨(参照以下的反应式(1)及(2))。
热分解：(NH2)2CO→NH3+HNCO···(1)
加水分解：HNCO+H2O→NH3+CO2···(2)
排气混合器24配置于催化路径管62(详细而言，催化路径管62的排气下游侧的端部)。排气混合器24针对废气和尿素水的混合体而产生以废气流动的方向为轴的回旋流，由此使得废气和尿素水混合。另外，在本实施方式中，壳体10的形成有催化路径52的部分的流路截面积大于催化路径管62的流路截面积。但是，如上所述，利用排气混合器24使废气产生回旋流，因此，废气向径向外侧扩散，从而，废气会流动至壳体10的形成有催化路径52的部分的径向端部。
第1SCR催化器25及第2SCR催化器26配置于壳体10内。第1SCR催化器25及第2SCR催化器26是在选择催化还原中使用的催化器，具体而言，由吸附氨的沸石或者陶瓷等材料构成。第1SCR催化器25及第2SCR催化器26具有由多孔形状的壁部构成的蜂窝结构。尿素水喷射部23喷射尿素水而生成的氨吸附于第1SCR催化器25及第2SCR催化器26。废气所含有的NOx与吸附有氨的第1SCR催化器25及第2SCR催化器26接触而被还原，从而变成氮和水(参照以下的反应式(3))。另外，第1SCR催化器25及第2SCR催化器26还具有在产生过量的氨的情况下防止氨向外部排出的功能(参照以下的反应式(4))。
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O···(3)
4NH3+3O2→2N2+6H2O···(4)
旁通路径53是在废气净化装置100中不进行选择催化还原时取代催化路径52而供废气流通(绕过催化路径52)的路径，且是在进行选择催化还原的情况下废气未流经的路径。具体而言，催化路径52构成为包括旁通路径管63和壳体10的一部分(详情后述)。另外，如图2及图3所示，在旁通路径管63配置有旁通路径阀22。
旁通路径阀22配置于旁通路径管63(详细而言，旁通路径管63的排气上游侧的端部)。旁通路径阀22构成为：能够在旁通路径管63封闭而不使废气流通的状态(封闭状态)和旁通路径管63敞开而使得废气流通的状态(敞开状态)之间进行切换。利用来自省略图示的控制部的信号而使得阀动作用致动器执行动作，由此能够使旁通路径阀22在上述状态之间进行切换。在废气净化装置100中进行选择催化还原时，将旁通路径阀22控制为封闭状态，在废气净化装置100中不进行选择催化还原时，将旁通路径阀22控制为敞开状态。
第2排气路径54是催化路径52与旁通路径53在排气下游侧汇合而形成的路径。因此，第2排气路径54在废气净化装置100进行选择催化还原和不进行选择催化还原这两种情况下都是供废气流通的路径。在本实施方式中，催化路径52与旁通路径53连接汇合，但是，也可以是旁通路径53与催化路径52连接汇合的结构。从第2排气路径54通过的废气经由上述烟囱3而向外部排出。具体而言，第2排气路径54由第2排气管64构成。此外，第1排气路径51～第2排气路径54也可以利用上述说明的部件以外的部件而形成。
接下来，参照图3对形成于壳体10的催化路径管62及旁通路径管63进行说明。如图3所示，壳体10具有催化器外壁部11、旁通外壁部12以及内壁部13。催化器外壁部11构成壳体10的外壁，并将催化路径52与外部(排气路径50以外的部分)隔开。催化器外壁部11具有主外壁部11a和连接外壁部11b。主外壁部11a是形成为与内壁部13大致平行、且形成为沿着催化路径管62的长度方向的部分。另外，在形成有主外壁部11a的部分配置有第1SCR催化器25及第2SCR催化器26。连接外壁部11b是为了使催化路径52接近旁通路径53而向旁通路径53侧倾斜的部分。旁通外壁部12构成壳体10的外壁，并将旁通路径53与外部(排气路径50以外的部分)隔开。内壁部13是形成于壳体10的内部的壁部，并将催化路径52与旁通路径53隔开。
根据上述结构，催化路径52包括：由主外壁部11a和内壁部13形成的路径(近似直线状的路径)；以及仅由连接外壁部11b形成的路径(弯折或者弯曲的路径)。另外，旁通路径53包括由旁通外壁部12和内壁部13形成的路径(近似直线状的路径)。
接下来，参照图3及图4对防止废气从第2排气路径54向催化路径52倒流的结构进行说明。图4是催化路径52和旁通路径53的汇合部位附近的剖视立体图。
在废气从旁通路径通过的情况下，如图3中的点划线所示，废气的一部分有可能从第2排气路径54向催化路径52倒流。沿着连接外壁部11而产生废气的倒流的比例较高，但是，也有可能以从比连接外壁部11b靠内侧的位置通过的方式产生废气的倒流。在废气倒流的情况下，含有硫成分、由该硫成分产生的生成物的废气与第1SCR催化器25及第2SCR催化器26等接触，因此，第1SCR催化器25及第2SCR催化器26等会劣化(硫中毒)。
第1实施方式中，配置有作为防止该废气倒流的倒流防止部的第1倒流防止板(第1倒流防止部)31和第2倒流防止板(第2倒流防止部)32。第1倒流防止板31和第2倒流防止板32是形成有多个开口部的多孔性板材(冲孔金属件)。
第1倒流防止板31配置成：将连接外壁部11b的排气下游侧的端部与内壁部13的排气下游侧的端部连接。此外，连接外壁部11b的排气下游侧的端部也可以表现为连接外壁部11b与第2排气管64之间的部分。第1倒流防止板31配置于第2排气路径54与第1SCR催化器25(第2SCR催化器26)之间。另外，第1倒流防止板31形成为将催化路径52和第2排气路径54的边界(路径连接开口)完全覆盖。
在第1倒流防止板31形成有多个开口部31a。开口部31a是截面呈圆形的贯通孔，并遍及整个第1倒流防止板31而均匀地形成。沿着催化路径52流动的废气能够从第1倒流防止板31的开口部31a通过。因此，在图3中的第1倒流防止板31的右侧，催化路径52与旁通路径53汇合而相当于第2排气路径54。
通过配置该第1倒流防止板31而能够阻挡从第2排气路径54向催化路径52倒流的废气的一部分，因此，能够防止废气倒流(减小倒流的比例)。
第2倒流防止板32配置成：将连接外壁部11b的排气上游侧的端部与内壁部13的排气下游侧的端部连接。此外，连接外壁部11b的排气上游侧的端部也可以表现为主外壁部11a的排气下游侧的端部、或者主外壁部11a与连接外壁部11b之间的部分。第2倒流防止板32配置于第1倒流防止板31与第2SCR催化器26之间。另外，第2倒流防止板32形成为将主外壁部11a与连接外壁部11b的边界处的整个催化路径52覆盖。
在第2倒流防止板32形成有多个小径开口部32a、以及多个大径开口部32b。小径开口部32a形成为比第2倒流防止板32的中央更靠催化器外壁部11侧。另外，大径开口部32b形成为比第2倒流防止板32的中央更靠内壁部13侧。小径开口部32a及大径开口部32b是截面呈圆形的贯通孔。小径开口部32a的直径小于大径开口部32b的直径。另外，小径开口部32a和大径开口部32b的开口部彼此的间隔(间距)相等。因此，小径开口部32a的开口比例(每规定面积(单位面积)的开口的面积的比例)小于大径开口部32b的开口比例。
在此，如上所述，容易以沿着催化器外壁部11的方式而产生废气的倒流。因此，通过使第2倒流防止板32的催化器外壁部11侧的开口比例小于内壁部13侧，容易阻挡倒流的废气，因此能够进一步可靠地防止废气倒流。
在本实施方式中，通过使第2倒流防止板32的开口部的直径不同而使得开口比例不同。也可以取代该结构地使开口部彼此的间隔(即，每规定面积的开口数)不同而使得开口比例不同。另外，也可以使开口部的直径和开口部彼此的间隔的双方都不同。另外，在本实施方式中，第2倒流防止板32的开口比例为2种(小径开口部32a和大径开口部32b)，但是，也可以构成为开口比例逐渐变化(例如随着接近催化器外壁部11而开口比例逐渐减小)。
另外，虽然第1倒流防止板31的开口比例恒定，但是，也可以如第2倒流防止板32那样构成为：靠近催化器外壁部11的那侧的开口比例小于其他部分的开口比例。此时，可以仅使第1倒流防止板31的开口比例不同，也可以使第1倒流防止板31和第2倒流防止板32双方的开口比例都不同。
配置第1倒流防止板31及第2倒流防止板32的部位是任意的，只要比第2SCR催化器26靠排气下游侧即可，也可以配置于与上述说明的部位不同的位置。例如，可以配置为将连接外壁部11b的中途部与内壁部13的排气下游侧的端部连接，也可以配置为将主外壁部11a与内壁部13的中途部彼此连接。另外，第1倒流防止板31及第2倒流防止板32为板状，但是，只要形成有开口部即可，也可以设为厚度大于一般板材的厚度的形状(块状)。
另外，在本实施方式中，除了第1倒流防止板31及第2倒流防止板32以外，还通过尿素水喷射部23来防止废气倒流。以下进行具体说明。如上所述，当废气在催化路径52流动时，尿素水喷射部23将尿素水和压缩空气向排气下游侧喷射。因此，尿素水喷射部23喷射的压缩空气生成从催化路径52朝向第2排气路径54的气流。因此，该气流能够防止废气倒流，在本实施方式中，当废气在旁通路径53流动时，尿素水喷射部23也进行压缩空气的喷射。另外，当废气在旁通路径53流动时，不利用第1SCR催化器25及第2SCR催化器26而进行选择还原，因此不需要喷射尿素水。因此，尿素水喷射部23仅喷射压缩空气。
在此，在本实施方式中，废气在旁通路径53流动时由尿素水喷射部23喷射的压缩空气的流量(喷射流量)，大于废气在催化路径52流动时的尿素水喷射部23的喷射流量。由此，能够进一步可靠地防止废气倒流。此外，喷射流量也可以在废气流经催化路径52的情况下和流经旁通路径53的情况下相同。另外，废气流经催化路径52的情况下的喷射流量也可以大于废气流经旁通路径53的情况下的喷射流量。
接下来，参照图5对第2实施方式进行说明。图5是第2实施方式的壳体10及其附近的截面图。此外，在第2实施方式以后的说明中，对于与第1实施方式相同或者相似的部件，有时在附图中标注相同的附图标记并省略说明。
第2实施方式的废气净化装置100构成为：取代第1实施方式中的第2倒流防止板32而设置有倒流防止用催化器(倒流防止部)33。倒流防止用催化器33的结构与第1SCR催化器25及第2SCR催化器26的结构相同。因此，倒流防止用催化器33具有蜂窝结构，从而与第1倒流防止板31等一样，能够防止废气倒流。此外，配置倒流防止用催化器33的目的不是进行NOx的还原，而是防止废气倒流，因此，有可能因倒流的废气而发生劣化。因此，例如在通过计算而求解NOx的排出量的情况下，不考虑倒流防止用催化器33的催化器容量。
此外，在本实施方式中，倒流防止用催化器33的材质及形状与第1SCR催化器25及第2SCR催化器26的材质及形状相同，但是，也可以为不同的材质或者形状。另外，由于将通常用作催化器的物质用于防止废气倒流，因此，倒流防止用催化器33也可以不具有针对废气的催化器的功能。
在第2实施方式中，作为第2倒流防止部而使用了倒流防止用催化器33，但是，作为第1倒流防止部也可以使用倒流防止用催化器33。此时，在倒流防止用催化器33的排气上游侧配置作为第2倒流防止部的冲孔金属件等。
接下来，参照图6对第3实施方式进行说明。图6是第6实施方式的壳体10及其附近的截面图。
第3实施方式的废气净化装置100构成为：取代第1实施方式中的第2倒流防止板32而设置有催化路径内配管(倒流防止部)34。催化路径内配管34具备封闭板34a和配管部34b。封闭板34a将主外壁部11a的排气下游侧的端部的催化路径52封闭。配管部34b是设置为从封闭板34a的大致中央(避开连接外壁部11b侧的端部的位置)向排气下游侧突出的配管。
通过配置催化路径内配管34而使得催化路径52的流路截面积变小，因此，能够防止废气倒流。特别是由于在避开了容易发生废气倒流的连接外壁部11b侧的端部的位置形成有配管部34b，因此能够进一步可靠地防止废气倒流。此外，由于配管部34b向排气下游侧突出，因此，能够防止例如沿着封闭板34a而倒流的废气向第2SCR催化器26侧流动。
在第3实施方式中，作为第2倒流防止部而使用了催化路径内配管34，但是，作为第1倒流防止部也可以使用催化路径内配管34。此时，在催化路径内配管34的排气上游侧配置作为第2倒流防止部的冲孔金属件等。
接下来，参照图7对第4实施方式进行说明。图7(a)是壳体10的供催化路径52及旁通路径53形成的那侧的侧视截面图。图7(b)是壳体10的供旁通路径53形成的那侧的侧视截面图。
第4实施方式中的催化路径52及旁通路径53与第1实施方式不同。另外，在第4实施方式中，取代第1实施方式中的第1倒流防止板31而使用倒流防止引导部(倒流防止部)36来防止废气倒流。在第4实施方式中，在旁通路径53形成有路径连接开口部53a。催化路径52和旁通路径53因该路径连接开口部53a而汇合并形成第2排气路径54。另外，如图7(b)所示，该路径连接开口部53a形成于避开旁通路径53的径向端部的位置。
在该路径连接开口部53a的边缘部(详细而言，排气下游侧的端部以外的边缘部)配置有倒流防止引导部36。倒流防止引导部36具备分支部36a和引导部36b。分支部36a是构成排气上游侧的端部的部分，形成为随着接近排气下游侧而间隔增大的锥状。分支部36a能够使在旁通路径53流动的废气分流。引导部36b是与分支部36a的排气下游侧的端部连接、且与第2排气管64等的长度方向平行地延伸的部分。引导部36b防止因分支部36a而分流的废气进入路径连接开口部53a并倒流。
根据该结构，若行进路线不大幅变更(大约180度)，则在旁通路径53流动的废气不会流入催化路径52。另外，由于路径连接开口部53a形成于避开径向端部的位置，因此，废气不会沿着外壁而流入到催化路径52。因此，能够进一步可靠地防止废气倒流。
在第4实施方式中，作为第2倒流防止部而使用了倒流防止引导部36，但是，作为第1倒流防止部也可以使用倒流防止引导部36。另外，也可以单独使用倒流防止引导部36(不具备其他倒流防止部)。
接下来，参照图8对第5实施方式进行说明。图8是第5实施方式的壳体10及其附近的截面图。
第5实施方式的废气净化装置100与第1实施方式的不同点在于：催化器外壁部11不直接与第2排气管64连接，而是经由连接管65而与第2排气管64连接。此外，连接管65供通过催化路径的废气流通，因此构成催化路径52的一部分。另外，第5实施方式的废气净化装置100构成为：取代第1实施方式中的第1倒流防止板31而设置有压缩空气喷射部(倒流防止部)37。
压缩空气喷射部37配置于连接管65(即，催化路径52中比第1SCR催化器25及第2SCR催化器26靠排气下游侧的位置)。压缩空气喷射部37将用于防止废气从第2排气路径54向催化路径52倒流的压缩空气向排气下游侧喷射。另外，压缩空气喷射部37以放射状地扩展的方式喷射压缩空气。
由此，能够在连接管65的截面的大范围内防止废气倒流。此外，经由连接管65与第2排气管64连接而能够减小催化路径52的流路截面积，因此，能够有效地使压缩空气喷射部37喷射的压缩空气发挥作用，因此，能够进一步可靠地防止废气倒流。
在第5实施方式中，作为第1倒流防止部而使用了压缩空气喷射部37，但是，作为第2倒流防止部也可以使用压缩空气喷射部37。另外，也可以单独使用压缩空气喷射部37(不具备其他倒流防止部)。另外，也可以将压缩空气喷射部37配置于壳体10而不是配置于连接管65。
接下来，参照图9对第6实施方式进行说明。图9是第6实施方式的壳体10及其附近的截面图。
第6实施方式的废气净化装置100构成为：取代第1实施方式中的第1倒流防止板31而设置有缩径部(倒流防止部)38。缩径部38配置于旁通路径53的排气下游侧的端部。
具体而言，形成为与由旁通外壁部12及内壁部13构成的旁通路径53连接。缩径部38是随着接近排气下游侧而流路截面积逐渐减小的锥形。根据该结构，废气沿着缩径部38而变为高速，因此，形成低压空间(文丘里效应)。由此，在缩径部38的排气下游侧能够产生朝向排气下游侧的吸引流(引射效应)，因此，能够防止废气倒流。
在第6实施方式中，作为第1倒流防止部而使用了缩径部38，但是，作为第2倒流防止部也可以使用缩径部38。另外，也可以单独使用缩径部38(不具备其他倒流防止部)。另外，缩径部38不限于锥状，也可以为台阶状。即，缩径部38的排气下游侧的端部的流路截面积只要小于排气上游侧的端部的流路截面积即可，小到何种程度是任意的。
接下来，参照图10对第7实施方式进行说明。图10(a)是在与废气的气流垂直的方向上观察壳体10附近的截面图，图10(b)是在沿着废气的气流的方向上观察双重管(倒流防止部)39的截面图(图10(a)的A-A截面图)。
第7实施方式的废气净化装置100构成为：取代第1实施方式中的第1倒流防止板31而设置有双重管39。双重管39配置于催化路径52及旁通路径53的排气下游侧的端部。
双重管39由内管39a及外管39b构成。内管39a配置于由催化器外壁部11及内壁部13等构成的催化路径52的排气下游侧。因此，内管39a是催化路径52的一部分。外管39b构成为将内管39a的外侧覆盖。外管39b配置于由旁通外壁部12及内壁部13等构成的旁通路径53的排气下游侧。因此，外管39b是旁通路径53。此外，内管39a比外管39b短。因此，在内管39a的排气下游侧端部，催化路径52与旁通路径53汇合而形成第2排气路径54。
根据该结构，若行进路线不大幅(大约180度)变更，则在外管39b(旁通路径53)流动的废气不会流入到内管39a(催化路径52)。此外，在双重管的汇合部位，有可能从内管39a顺着外管39b而倒流，但是，如上所述，由于将旁通路径53设为外管39b，因此，能够进一步可靠地防止废气从旁通路径53倒流至催化路径52。
在第7实施方式中，作为第1倒流防止部而使用了双重管39，但是，作为第2倒流防止部也可以使用双重管39。另外，也可以单独使用双重管39(不具备其他倒流防止部)。另外，在第7实施方式中，内管39a与外管39b的轴的位置一致，因此，在内管39a的外侧均匀地形成有旁通路径53，但是，内管39a与外管39b的轴的位置也可以不一致。
接下来，参照图11对第8实施方式进行说明。图11(a)是在与废气的气流垂直的方向上观察壳体10附近的截面图，图11(b)是在沿着废气的气流的方向上观察双重管(倒流防止部)39的截面图(图11(a)的A-A截面图)。
与第7实施方式相同，第8实施方式的废气净化装置100构成为设置有双重管39。但是，在第8实施方式中，双重管39的内管39c是旁通路径53，外管39d是催化路径52。具体而言，内管39c配置于由旁通外壁部12及内壁部13等构成的旁通路径53的排气下游侧。外管39d配置于由催化器外壁部11及内壁部13构成的催化路径52的排气下游侧。
与第7实施方式相同，内管39c比外管39d短。因此，在内管39c的排气下游侧端部，催化路径52与旁通路径53汇合而形成第2排气路径54。根据该结构，若行进路线不大幅(大约180度)变更，则在内管39c(旁通路径53)流动的废气不会流入到外管39d(催化路径52)。
在第8实施方式中，作为第1倒流防止部而使用了双重管39，但是，作为第2倒流防止部也可以使用双重管39。另外，也可以单独使用双重管39(不具备其他倒流防止部)。另外，在第8实施方式中，内管39c与外管39d的轴的位置不一致，因此，在内管39c的外侧不均匀地形成有催化路径52，但是，内管39c与外管39d的轴的位置也可以一致。
接下来，参照图12对第9实施方式进行说明。图12(a)是第9实施方式中的第1倒流防止部311的立体图。图12(b)是第1倒流防止部311的放大截面图。
第9实施方式的废气净化装置100构成为：取代第1实施方式中的第1倒流防止板31而设置有第1倒流防止部311。与第1倒流防止板31相同，第1倒流防止部311配置成：将连接外壁部11b的排气下游侧的端部与内壁部13的排气下游侧的端部连接。
如图12(a)所示，第1倒流防止部311具有基板311a。在基板311a形成有从基板311a向排气下游侧(基板311a的法线方向的一侧)突出的多个突出部311b。突出部311b是锥筒状的部件，并形成有缩径开口部(开口部)311c。如图12(b)所示，缩径开口部311c的排气下游侧的端部的开口面积小于排气上游侧的端部的开口面积。
通过使开口面积这样变化，第1倒流防止部311能够使通过催化路径的废气向排气下游侧流通，并能够防止废气倒流。另外，突出部311b形成为向排气下游侧突出，因此，能够防止顺着基板311a流动的废气进入缩径开口部311c而流向第2SCR催化器26(倒流)。
第9实施方式中的第1倒流防止部311是第1倒流防止部，但是，作为第2倒流防止部也可以使用同样的结构。另外，也可以单独使用第1倒流防止部311(不具备其他倒流防止部)。另外，通过增大基板311a的厚度，能够省略突出部311b地形成缩径开口部311c。此时，由于无需形成突出部311b，因此，能够降低第1倒流防止部311的制造成本。此外，也可以不是形成于第1倒流防止部311的所有开口部均为缩径开口部311c(也可以是一部分开口部的直径恒定)。
如上述说明，废气净化装置100构成为包括：第1排气路径51，搭载于船舶1的发电用发动机8的废气在该第1排气路径51流动；催化路径52，其是从第1排气路径51分支出的路径，并对废气所含有的NOx进行选择还原；旁通路径53，其是从第1排气路径51分支出的路径并绕过催化路径52；以及第2排气路径54，其是催化路径52与旁通路径53在排气下游侧汇合而形成的路径。该废气净化装置100具备壳体10、SCR催化器(第1SCR催化器25及第2SCR催化器26)、以及2个倒流防止部(第1倒流防止板31及第2倒流防止板32等)。催化路径52的至少一部分及旁通路径53的至少一部分形成于壳体10。SCR催化器配置于催化路径52，对流经该催化路径52的废气所含有的NOx进行选择还原。第1倒流防止部防止废气从第2排气路径54向催化路径52倒流。第2倒流防止部配置于SCR催化器与第1倒流防止部之间而防止废气倒流。
由此，倒流防止部配置有2个，因此，能够更可靠地防止废气从第2排气路径向催化路径倒流。因此，倒流的废气难以流入到SCR催化器，因此，能够抑制SCR催化器的劣化。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但是，上述结构例如可以以下述方式加以变更。
在上述实施方式中，构成为作为SCR催化器而具有第1SCR催化器25和第2SCR催化器26这2个催化器，但是，SCR催化器可以为1个，也可以为3个以上。另外，作为还原剂，也可以使用尿素水之外的还原剂。
上述实施方式中的第1排气路径51、催化路径52、旁通路径53以及第2排气路径54的结构是一个例子，可以进行变更。例如，也可以将催化路径管62及旁通路径管63配置于壳体10内。另外，壳体10也可以构成为包括第1排气路径51或者第2排气路径54。
在上述实施方式中，倒流防止部设置有2个，但是，也可以设置3个以上。另外，也可以适当地对第1实施方式至第9实施方式中说明的特征进行组合。例如，可以将第1实施方式至第9实施方式中说明的倒流防止部的任意2个或者3个以上加以组合来使用。此外，也可以将第5实施方式的使用连接管65的配管结构应用于其他实施方式。另外，也可以将第1实施方式的根据位置而使得开口比例不同的结构应用于第9实施方式中的第1倒流防止部311。
上述实施方式的倒流防止部是一个例子，只要是防止废气从第2排气路径54向催化路径52倒流的结构即可，也可以采用其他结构。例如，也可以与催化路径阀21等同样地采用能够对催化路径52的敞开和封闭的状态进行切换的结构。
附图标记说明
10 壳体
23 尿素水喷射部(还原剂喷射部)
25 第1SCR催化器(SCR催化器)
26 第2SCR催化器(SCR催化器)
31 第1倒流防止板(倒流防止部、第1倒流防止部)
311 第1倒流防止部(倒流防止部)
32 第2倒流防止板(倒流防止部、第2倒流防止部)
33 倒流防止用催化器(倒流防止部)
34 催化路径内配管(倒流防止部)
36 倒流防止引导部(倒流防止部)
37 压缩空气喷射部(倒流防止部)
38 缩径部(倒流防止部)
39 双重管(倒流防止部)
51 第1排气路径
52 催化路径
53 旁通路径
54 第2排气路径
100 废气净化装置

Claims (11)

1.一种废气净化装置，构成为包括：第1排气路径，搭载于船舶的发动机的废气在该第1排气路径流动；催化路径，其是从所述第1排气路径分支出的路径，且对废气所含有的氮氧化物进行选择还原；旁通路径，其是从所述第1排气路径分支出的路径，且绕过所述催化路径；以及第2排气路径，其是所述催化路径与所述旁通路径在排气下游侧汇合而形成的路径，
所述废气净化装置的特征在于，具备：
壳体，其形成所述催化路径的至少一部分和所述旁通路径的至少一部分；
SCR催化器，其配置于所述催化路径，对在该催化路径流动的废气所含有的氮氧化物进行选择还原；
第1倒流防止部，其防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流；以及
第2倒流防止部，其配置于所述SCR催化器与所述第1倒流防止部之间而防止废气倒流，
所述壳体构成为包括：将所述催化路径与所述旁通路径隔开的内壁部；以及将所述催化路径与外部隔开的催化器外壁部，
所述第1倒流防止部和所述第2倒流防止部中的至少一方配置成将所述内壁部与所述催化器外壁部连接、且在一部分形成有开口部，所述催化器外壁部侧的开口比例小于所述内壁部侧的开口比例。
2.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述废气净化装置具备还原剂喷射部，该还原剂喷射部在所述催化路径中配置为比所述SCR催化器靠排气上游侧，将用于对废气所含有的氮氧化物进行选择还原的还原剂与压缩空气一同向排气下游侧喷射，
所述还原剂喷射部在废气从所述催化路径和所述旁通路径中的任一路径通过的情况下都喷射压缩空气。
3.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述第1倒流防止部和所述第2倒流防止部中的至少一方是倒流防止用的催化器。
4.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述第1倒流防止部和所述第2倒流防止部中的至少一方是配置于所述催化路径内、且使得从所述SCR催化器通过的废气的流路截面积减小的催化路径内配管。
5.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
在所述旁通路径形成有路径连接开口部，该路径连接开口部用于将该旁通路径与所述催化路径连接而形成所述第2排气路径，
所述第1倒流防止部是形成于所述路径连接开口部的至少排气上游侧的边缘部，且以使得在所述旁通路径流动的废气不进入所述路径连接开口部的方式对该废气进行引导的倒流防止引导部。
6.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述第1倒流防止部是在所述催化路径中配置为比所述SCR催化器靠排气下游侧，且将防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的压缩空气向排气下游侧喷射的压缩空气喷射部。
7.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述第1倒流防止部是形成于所述旁通路径的排气下游侧的端部，且用于防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的缩径部，
所述缩径部的排气下游侧的端部的流路截面积小于所述缩径部的排气上游侧的端部的流路截面积。
8.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述第1倒流防止部是配置于所述催化路径及所述旁通路径的排气下游侧的端部，且用于防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的双重管，所述催化路径是内管，所述旁通路径是将所述内管的外侧覆盖的外管。
9.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述第1倒流防止部是配置于所述催化路径及所述旁通路径的排气下游侧的端部，且用于防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流的双重管，所述旁通路径是内管，所述催化路径是将所述内管的外侧覆盖的外管。
10.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述废气净化装置还具备与所述第1倒流防止部及所述第2倒流防止部不同的第3倒流防止部，该第3倒流防止部防止废气从所述第2排气路径向所述催化路径倒流，
所述壳体构成为包括：将所述催化路径与所述旁通路径隔开的内壁部；以及将所述催化路径与外部隔开的催化器外壁部，
所述第3倒流防止部配置成将所述内壁部与所述催化器外壁部连接、且在一部分形成有开口部，至少一部分的所述开口部的排气下游侧的端部的开口面积小于排气上游侧的端部的开口面积。
11.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，
所述废气净化装置具备3个以上的倒流防止部。
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