CN112639260A - 废气净化装置以及具备废气净化装置的船舶 - Google Patents

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Abstract

一种废气净化装置，该废气净化装置设置在发动机的排气流路上，且构成为从自发动机排出的废气中至少除去氮氧化物，发动机设置在划分于船体的内部的发动机室中，其中，废气净化装置具备：催化剂部，其包含用于对氮氧化物进行选择性还原的选择性还原催化剂；还原剂添加装置，其构成为向比催化剂部更靠废气的流动方向的上游侧的废气中添加还原剂；壳体，其构成为收纳催化剂部，且至少一部分配置在发动机室内。

Description

废气净化装置以及具备废气净化装置的船舶
技术领域
本公开涉及用于从自发动机排出的废气中除去NOx(氮氧化物)的废气净化装置、以及具备该废气净化装置的船舶。
背景技术
作为用于净化从发动机(柴油发动机)排出的废气中含有的NOx(氮氧化物)的废气净化装置，已知有尿素SCR系统(参照专利文献1)。尿素SCR系统以喷射到废气中的尿素水在废气热的作用下水解而生成的氨为还原剂，在SCR催化剂的存在下使NOx与氨进行化学反应而还原为氮以及水，从而净化NOx。尿素SCR系统具备收纳SCR催化剂的壳体。
尿素SCR系统以往就已经导入到了汽车等中，但在船舶中很少被导入。近年来，由于对船舶的NOx排放限制的强化，在船舶上导入了随后安装的尿素SCR系统(参照专利文献1)。如专利文献1所示，在船舶、特别是随后安装尿素SCR系统的船舶中，由于搭载发动机的发动机室存在空间限制，因此通常将收纳SCR催化剂的壳体设置在发动机室的外部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-217982号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明人发现，如果比SCR催化剂更靠上游侧的废气、即在发动机的排气流路中流动的废气或导入上述壳体内部的废气的温度为规定温度以下的低温，则会从喷射(添加)了尿素水的废气中产生析出物(尿素析出物)，上述析出物有可能堆积在发动机的排气流路或壳体的内部。
如果析出物堆积在壳体的内部而堵塞SCR催化剂，则尿素SCR系统(废气净化装置)的净化性能有可能降低。另外，如果析出物堆积在排气流路中而导致排气流路变窄，则废气的流动受阻，在排气流路中流动的废气的压力上升，因此发动机的燃烧效率有可能降低。
鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供这样一种废气净化装置：该废气净化装置能够抑制析出物的产生，能够抑制由析出物引起的废气净化装置和发动机的性能降低。
用于解决技术问题的手段
(1)本发明的至少一实施方式的废气净化装置设置在发动机的排气流路上，且构成为从自上述发动机排出的废气中至少除去氮氧化物，上述发动机设置在划分于船体的内部的发动机室中，其中，
上述废气净化装置具备：
催化剂部，其包含用于对上述氮氧化物进行选择性还原的选择性还原催化剂；
还原剂添加装置，其构成为向比上述催化剂部更靠上述废气的流动方向的上游侧的废气中添加还原剂；
壳体，其构成为收纳上述催化剂部，且至少一部分配置在上述发动机室内。
根据上述(1)的结构，废气净化装置具备：催化剂部，其包含用于对氮氧化物进行选择性还原的选择性还原催化剂；还原剂添加装置，其构成为向比催化剂部更靠废气的流动方向的上游侧的废气中添加还原剂；壳体，其构成为收纳催化剂部。上述壳体的至少一部分被配置在设置有发动机的发动机室的内部。也就是说，壳体被配置在发动机的附近，因此能够在从发动机排出的废气达到规定温度以下之前将其导入到壳体的内部。而且，通过将在发动机的排气流路中流动的废气以及导入到壳体的内部的废气的温度保持为比规定温度高的高温，能够抑制在发动机的排气流路和壳体的内部产生析出物。通过抑制析出物的产生，能够抑制排气流路中的析出物的堆积和催化剂部的堵塞，因此能够抑制由析出物引起的废气净化装置的净化性能的降低和发动机的燃烧效率的降低。
(2)在几个实施方式中，上述(1)所述的废气净化装置还具备废气管，该废气管将上述发动机的排出口和上述壳体的进气口连接，在将从上述发动机的上述排出口到上述壳体的上述进气口为止的上述废气管的长度设为L，且将上述废气管的内径设为D时，上述废气管满足L/D＜10的条件。
根据上述(2)的结构，将发动机的排出口和壳体的进气口连接的废气管的长度L比废气管的内径D的10倍短。通过缩短废气管的长度，能够缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离，因此能够抑制被导入壳体之前的废气的温度降低。
(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)所述的废气净化装置中，上述壳体配置在船用齿轮箱的上方，上述船用齿轮箱设置于上述发动机室，将上述发动机的曲轴的转速变速并向螺旋桨轴传递。
根据上述(3)的结构，壳体被配置在设置于发动机室的船用齿轮箱的上方。在发动机室内，在发动机的上方，有时设置发动机的附属装置，例如用于供用于冷却发动机的冷却水流动的冷却水配管等。因此，通过将壳体配置在与发动机的上方相比在空间上更有富余的船用齿轮箱的上方的空间中，能够提高废气净化装置的布局性。另外，由于能够将壳体配置在远离上述冷却水配管的位置，因此能够抑制由于来自冷却水配管的传热而导致在排气流路中流动的废气的温度降低。另外，通过不将壳体配置在发动机的上方，能够确保维修发动机时的作业性。
(4)在几个实施方式中，在上述(3)所述的废气净化装置中，上述壳体具有长度方向，且上述壳体以上述长度方向沿着上述船体的船首船尾方向的方式配置。
根据上述(4)的结构，壳体具有长度方向，且壳体以长度方向沿着船体的船首船尾方向的方式配置。在此，由于螺旋桨轴沿着船首船尾方向延伸，因此在螺旋桨轴以及连接有螺旋桨轴的船用齿轮箱的上方，容易沿着船首船尾方向产生死区空间。通过在上述死区空间中配置壳体，能够提高废气净化装置的布局性。另外，由于壳体以长度方向沿着船体的船首船尾方向的方式配置，因此，即使在发动机室内的船用齿轮箱的上方的空间在高度方向上没有富余的情况下，也能够将壳体配置在上述空间中。
(5)在几个实施方式中，在上述(3)或(4)所述的废气净化装置中，上述船用齿轮箱的高度尺寸比发动机的高度尺寸小。
根据上述(5)的结构，船用齿轮箱的高度尺寸比发动机的高度尺寸小，因此发动机室内的船用齿轮箱的上方的空间的高度尺寸比发动机的上方的空间大。因此，即使在发动机室内的发动机的上方的空间在高度方向上没有富余的情况下，由于船用齿轮箱的上方的空间在高度方向上有富余，因此能够将壳体配置在船用齿轮箱的上方的空间中。
(6)在几个实施方式中，在上述(3)～(4)中任一项所述的废气净化装置中，在上述船体的船首船尾方向上，在将上述发动机的从位于上述船用齿轮箱的附近的一端到位于远离上述船用齿轮箱的一侧的另一端为止的长度设为L1，且将从上述一端到上述发动机的排出口为止的长度设为L2时，满足L2＜L1/2的条件。
根据上述(6)的结构，在船体的船首船尾方向上，在将发动机的从位于船用齿轮箱的附近的一端到位于远离船用齿轮箱的一侧的另一端为止的长度设为L1，且将从上述一端到发动机的排出口为止的长度设为L2时，满足L2＜L1/2的条件。也就是说，发动机的排出口在船首船尾方向上设置在比发动机的中心更靠近船用齿轮箱附近的位置，因此能够缩短配置在船用齿轮箱的上方的壳体的进气口与发动机的排出口之间的距离。通过缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离，能够抑制被导入壳体之前的废气的温度降低。
(7)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)所述的废气净化装置中，上述壳体具有长度方向，上述壳体以上述长度方向沿着铅垂方向的方式配置，且配置在上述发动机的上方。
根据上述(7)的结构，壳体具有长度方向，壳体以长度方向沿着铅垂方向的方式配置，且配置在发动机的上方，因此能够缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离。通过缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离，能够抑制被导入壳体之前的废气的温度降低。
(8)在几个实施方式中，在上述(7)所述的废气净化装置中，上述壳体的一部分位于上述发动机室的内部，且上述壳体的其他部分位于上述发动机室的外部。
根据上述(8)的结构，由于配置在发动机的上方的壳体的一部分位于设置有发动机的发动机室的内部，因此能够缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离。通过缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离，能够抑制被导入壳体之前的废气的温度降低。另外，由于壳体的其他部分位于发动机室的外部，因此即使在发动机室内的发动机的上方的空间在高度方向上没有富余的情况下，也能够将壳体以长度方向沿着铅垂方向的方式配置。
(9)在几个实施方式中，在上述(7)或(8)所述的废气净化装置中，上述壳体配置在用于将上述废气从上述排气流路向外部排出的烟囱的下方。
根据上述(9)的结构，在用于将废气从排气流路排出到外部的烟囱的下方配置有壳体。由于壳体以长度方向沿着铅垂方向的方式配置，因此能够缩短壳体的排气口与烟囱之间的距离。通过缩短壳体的排气口与烟囱之间的距离，能够将废气净化装置紧凑地配置在船舶上。
(10)在几个实施方式中，在上述(3)～(9)中任一项所述的废气净化装置中，上述发动机的排出口设置在上述发动机的上部。
根据上述(10)的结构，发动机的排出口设置在发动机的上部。由于壳体配置在船用齿轮箱或发动机的上方，因此能够缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离。通过缩短发动机的排出口与壳体的进气口之间的距离，能够抑制被导入壳体之前的废气的温度降低。
(11)在几个实施方式中，在上述(1)～(10)中任一项所述的废气净化装置中，上述还原剂添加装置包含喷射喷嘴，该喷射喷嘴安装在上述壳体上并且该喷射喷嘴的喷孔插入到上述壳体的内部，且该喷射喷嘴构成为向上述壳体内喷射上述还原剂。
根据上述(11)的结构，喷射喷嘴安装在壳体上，因此能够将喷射喷嘴配置在催化剂部的附近。通过将喷射喷嘴配置在催化剂部的附近，能够使排气流路中的供包含还原剂的废气流动的区域变窄。而且，能够抑制在排气流路的比上述区域更靠废气的流动方向的上游侧的位置产生析出物。另外，由于喷射喷嘴安装在壳体上，因此能够使还原剂添加装置的结构变得简单，能够使将还原剂添加装置安装在船舶上的作业变得容易。
(12)在几个实施方式中，在上述(11)所述的废气净化装置中，上述喷射喷嘴构成为将上述还原剂沿着与上述废气的流动方向交叉的方向喷雾。
根据上述(12)的结构，通过利用喷射喷嘴将还原剂沿着与废气的流动方向交叉的方向喷雾，能够在壳体的从安装有喷射喷嘴的一侧的内壁部到与安装有喷射喷嘴的一侧相反的一侧的内壁部的整个范围无遗漏地使还原剂与废气混合，因此能够高效地净化氮氧化物。
(13)本发明的至少一实施方式的船舶具备：船体；发动机，其设置在划分于上述船体的内部的发动机室；上述发动机的排气流路；上述(1)～(12)中任一项所述的废气净化装置。
根据上述(13)的结构，船舶能够利用废气净化装置从自发动机排出的废气中除去氮氧化物。另外，上述船舶通过将在发动机的排气流路中流动的废气以及导入到壳体的内部的废气的温度保持为比规定温度高的高温，能够抑制在发动机的排气流路和壳体的内部产生析出物。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，可提供一种能够抑制析出物的产生且能够抑制由析出物引起的废气净化装置和发动机的性能降低的废气净化装置。
附图说明
图1是概略地示出从侧面对具备本发明的一实施方式的废气净化装置的船舶进行观察的状态的概略图。
图2是用于说明本发明的一实施方式的废气净化装置的图，是示出从侧面对船舶的一部分进行观察的状态的概略图。
图3是用于说明将发动机的排出口和壳体的进气口连接的废气管的概略剖视图。
图4是用于说明将发动机的排出口和壳体的进气口连接的废气管的概略剖视图。
图5是图2所示的废气净化装置的立体图。
图6是用于说明本发明的另一实施方式的废气净化装置的图，是示出从侧面对船舶的一部分进行观察的状态的概略图。
图7是用于说明本发明的另一实施方式的废气净化装置的图，是示出从侧面对船舶的一部分进行观察的状态的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。不过，作为实施方式记载的或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过是说明例。
例如，“在某一方向(上)”、“沿(着)某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对配置或者绝对配置的表达不仅严密地表示这样的配置，还表示以公差、或者能够获得相同功能的程度的角度或距离而相对地发生了位移的状态。
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物为相等状态的表达不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者能够获得相同功能的程度的偏差的状态。
例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格意义下的四边形状或圆筒形状等形状，还表示在能够获得相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。
另一方面，“包括”、“含有”、“具备”、“包含”或“具有”一构成要素这样的表达并不是排除其他构成要素的存在的排他性表达。
注意，对于相同的结构，有时标注相同的附图标记并省略说明。
图1是概略地示出从侧面对具备本发明的一实施方式的废气净化装置的船舶进行观察的状态的概略图。废气净化装置6搭载于如图1所示的船舶1。如图1所示，船舶1具备：船体11，其具有包括船舷14及上甲板15的船壳；上部构造物12，其设置在船体11上；烟囱13，其设置在船体11上。而且，在船体11的内部形成有发动机室16。在此，如图1所示，将船体11的前后方向设为船首船尾方向，将设有船首17的船体11的前侧设为船首侧，将设有船尾18的船体11的后侧设为船尾侧。
在图示的实施方式中，如图1所示，上部构造物12包括：一层第一上部构造物12A，其从船体11的上甲板15突出并且以沿着船首船尾方向延伸的方式设置；三层构造的第二上部构造物12B，其从第一上部构造物12A突出地设置。第二上部构造物12B设置在比船首船尾方向的中心更靠船首侧的位置。而且，上述烟囱13位于比第二上部构造物12B更靠船尾侧的位置，且从第一上部构造物12A突出地设置。
如图1所示，船舶1具备发动机2(柴油发动机)、螺旋桨3、螺旋桨轴4、船用齿轮箱5和上述废气净化装置6。在此，螺旋桨轴4以及船用齿轮箱5构成为将发动机2的动力传递到螺旋桨3。螺旋桨3构成为利用经由螺旋桨轴4以及船用齿轮箱5传递来的发动机2的动力进行旋转驱动，从而对船舶1施加推进力。另外，船用齿轮箱5构成为将发动机2的曲轴的转速变速并向螺旋桨轴4传递。该船用齿轮箱5具有齿轮等，该船用齿轮箱5通过使发动机2的动力的转速减速，输出与减速比对应的转矩。
图2是用于说明本发明的一实施方式的废气净化装置的图，是示出从侧面对船舶的一部分进行观察的状态的概略图。在图示的实施方式中，如图2所示，在船体11的内部利用沿着水平方向延伸的上板部161、位于比上板部161更靠下方的位置且沿着水平方向延伸的底板部162和沿着铅垂方向延伸以将上板部161和底板部162连接的多个侧板部163划分发动机室16。而且，如图1、图2所示，发动机2以及船用齿轮箱5设置在发动机室16的内部。发动机2沿着船首船尾方向具有长度方向。船用齿轮箱5以与发动机2邻接的方式配置在发动机2的附近，且配置在比发动机2更靠船尾侧的位置。螺旋桨轴4的一端与船用齿轮箱5连接，且螺旋桨轴4的另一端向船尾侧延伸。螺旋桨3安装在螺旋桨轴4的位于船尾侧的另一端。
如图2所示，发动机2至少具备：发动机主体20，其具有在其内部划分出的未图示的燃烧室；排气流路22，其是用于将从发动机主体20的燃烧室排出的废气排出到发动机2的外部的流路。如图2所示，排气流路22将发动机主体20的排出口21和烟囱13连接。注意，发动机2也可以具备进气流路、燃料喷射阀等发动机所具备的一般结构，其中，进气流路是用于将发动机2的外部的空气(燃烧用气体)输送到燃烧室的流路，燃料喷射阀用于向燃烧室喷射未燃燃料。注意，在发动机2为单缸的情况下，可以将排气口的出口作为上述的发动机主体20的排出口21。在发动机2为多缸的情况下，可以将位于比上述排气口更靠废气的流动方向的下游侧的位置的排气歧管的出口作为上述的发动机主体20的排出口21。
如图2所示，上述废气净化装置6的至少一部分设置在发动机2的排气流路22上。废气净化装置6构成为从自发动机主体20的排出口21排出的废气中至少除去NOx(氮氧化物)。通过发动机主体20的排出口21而在排气流路22中流动的废气被废气净化装置6净化，之后从烟囱13向船舶1的外部排出。
如图2所示，废气净化装置6具备：催化剂部7，其包含用于对NOx进行选择性还原的选择性还原催化剂71；还原剂添加装置8，其构成为向比催化剂部7更靠废气的流动方向的上游侧的废气中添加还原剂；壳体9，其构成为收纳催化剂部7。
在图示的实施方式中，如图2所示，废气净化装置6由使用尿素水作为还原剂的SCR装置(选择性催化还原脱硝装置)构成。上述选择性还原催化剂71是在催化剂上将尿素水转化为氨并且还原NOx的尿素水吸附型SCR催化剂。上述还原剂添加装置8具备：喷射喷嘴81，其构成为向比催化剂部7更靠废气的流动方向的上游侧的废气喷雾(添加)还原剂；未图示的还原剂箱，其储存还原剂；未图示的还原剂供给路，其用于将还原剂从还原剂箱输送到喷射喷嘴81。储存在还原剂箱中的还原剂可经由还原剂供给路向比催化剂部7更靠废气的流动方向的上游侧的废气喷雾。在图2所示的实施方式中，喷射喷嘴81安装在壳体9上，并且其未图示的喷孔插入到壳体9的内部。而且，喷射喷嘴81构成为向壳体9内喷射尿素水作为还原剂。
另外，在图示的实施方式中，如图2所示，壳体9具有：筒状部91，其具有长度方向；内部空间92，其划分在筒状部91的内部；进气口93，其设在筒状部91的长度方向的一端并与内部空间92连通；排气口94，其设在筒状部91的长度方向的另一端并与内部空间92连通。在内部空间92，收纳有上述催化剂部7。上述喷射喷嘴81安装在壳体9的比内置催化剂部7的部分更靠进气口93侧的位置。
而且，壳体9设置在发动机2的排气流路22的中途。如图2所示，发动机2的排气流路22包括将发动机主体20的排出口21和壳体9的进气口93连接的第一废气管61和将壳体9的排气口94和烟囱13连接的第二废气管62。
废气净化装置6构成为将喷射到废气中的尿素水在废气热的作用下水解而生成的氨(氨气)作为还原剂，在SCR催化剂的存在下使NOx与氨发生化学反应而还原成为氮以及水，从而净化NOx。在此，由尿素水生成的氨吸附在SCR催化剂上，在SCR催化剂的作用下与NOx反应而净化NOx。
注意，尿素水净化NOx的化学反应典型地如以下的化学反应式(1)～(3)所示。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O……式(1)
2NO2+4NH3→3N2+6H2O……式(2)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O……式(3)
在上述船舶1中，如果在发动机2的排气流路22中流动的废气或导入到壳体9的内部的废气的温度变为规定温度以下的低温，则由还原剂添加装置8向比催化剂部7更靠上游侧的废气喷雾(添加)的还原剂产生析出物(尿素析出物)，上述析出物有可能堆积在发动机2的排气流路22和壳体9的内部。注意，在几个实施方式中，上述规定温度为180℃±5℃。
而且，如果析出物堆积在催化剂部7上而堵塞催化剂部7，则废气净化装置6的净化性能有可能降低。另外，如果析出物堆积在喷射喷嘴81的喷孔附近的表面，则会阻碍从喷射喷嘴81喷雾的尿素水与废气的混合，由此也有可能降低废气净化装置6的净化性能。另外，如果析出物堆积在排气流路22中而导致排气流路22变窄，则废气的流动受阻，在排气流路22中流动的废气的压力上升，因此发动机2的燃烧效率有可能降低。
如上所述，几个实施方式的废气净化装置6具备：上述催化剂部7，其包含用于对NOx(氮氧化物)进行选择性还原的选择性还原催化剂71；上述还原剂添加装置8，其构成为向比催化剂部7更靠废气的流动方向的上游侧的废气中添加还原剂；上述壳体9，其构成为收纳催化剂部7。而且，如图1、图2所示，壳体9的至少一部分配置在设有发动机2的发动机室16的内部。在该情况下，由于壳体9配置在发动机2的附近，因此能够在从发动机2排出的废气达到规定温度以下之前将其导入壳体9的内部。而且，通过将在发动机2的排气流路中流动的废气以及导入到壳体9的内部的废气的温度保持为比规定温度高的高温，能够抑制在发动机2的排气流路22和壳体9的内部产生析出物。通过抑制析出物的产生，能够抑制排气流路22中的析出物的堆积和催化剂部7的堵塞，因此能够抑制由析出物引起的废气净化装置6的净化性能的降低和发动机2的燃烧效率的降低。
注意，在没有设置废气净化装置6的船舶中，在排气流路22上设置有用于对发动机2的驱动音进行消音的未图示的消音器，但由于废气净化装置6发挥消音功能，因此在船舶1上也可以不设置消音器。
图3以及图4是用于说明将发动机的排出口和壳体的进气口连接的废气管的概略剖视图。在几个实施方式中，上述废气净化装置6还具备将发动机2的排出口21和壳体9的进气口93连接的第一废气管61(废气管)。而且，在将从发动机2的排出口21到壳体9的进气口93为止的第一废气管61的长度设为L、且将第一废气管61的内径设为D时，第一废气管61满足L/D＜10的条件。注意，第一废气管61可以通过将多个废气管分别串联地连接而构成。
在图3所示的实施方式中，发动机2的排出口21和壳体9的进气口93对置地配置。而且，将发动机2的排出口21和壳体9的进气口93连接的第一废气管61是形成为沿着长度方向延伸的直管状的第一废气管61B。在该情况下，第一废气管61B的全长为第一废气管61B的长度L。
在图4所示的实施方式中，将发动机2的排出口21和壳体9的进气口93连接的第一废气管61是在长度中途具有规定角度的弯曲部的第一废气管61A。更具体而言，第一废气管61A是长度中途弯曲成直角的弯头。在该情况下，第一废气管61A的中心线CL的总和为第一废气管61A的长度L。也就是说，在图4中，第一废气管61A的与发动机2的排出口21连接的部分的中心线CL的长度LA和第一废气管61A的与壳体9的进气口93连接的部分的中心线CL的长度LB之和为第一废气管61A的长度L。
能够与将发动机2的排出口21和壳体9的进气口93连接的第一废气管61的长度L的缩短相应地进一步减少在第一废气管61中流动的废气的温度损失，因此能够避免导入到壳体9的内部的废气的温度变为低温。根据上述结构，将发动机2的排出口21和壳体9的进气口93连接的第一废气管61的长度L比第一废气管61的内径D的10倍短。也就是说，壳体9的进气口93经由第一废气管61配置在发动机2的排出口21附近，因此能够减少在第一废气管61中流动的废气的温度损失，进而能够在从发动机2排出的废气变为规定温度以下之前将其导入到壳体9的内部。由此，能够将在发动机2的排气流路22中流动的废气以及导入到壳体9的内部的废气的温度保持为比规定温度高的高温，因此能够抑制在发动机2的排气流路22和壳体9的内部产生析出物。
图5是图2所示的废气净化装置的立体图。图6是用于说明本发明的另一实施方式的废气净化装置的图，是示出从侧面对船舶的一部分进行观察的状态的概略图。在此，图6所示的船舶1在烟囱13(13B)设置在比发动机主体20上方更偏向船尾侧的位置这一方面与烟囱13(13A)设置在发动机主体20上方的船舶1不同。在此，“上方”是指烟囱13位于发动机主体20的铅垂方向上的上方的情况、以及在从上方观察发动机主体20和烟囱13时烟囱13的至少一部分与发动机主体20重叠的位置的情况。
如图2、图5、图6所示，在几个实施方式中，上述壳体9配置在设置于发动机室16的上述船用齿轮箱5的上方。在此，“上方”是指壳体9位于船用齿轮箱5的铅垂方向上的上方的情况、以及在从上方观察壳体9和船用齿轮箱5时壳体9的至少一部分与船用齿轮箱5重叠的位置的情况。另外，在图示的实施方式中，所有的壳体9都配置在发动机室16内。
根据上述结构，壳体9配置在设置于发动机室16的船用齿轮箱5的上方。在发动机室16内，在发动机2(发动机主体20)的上方，有时设置发动机的附属装置(未图示)，例如用于供用于冷却发动机2的冷却水流动的冷却水配管等。因此，通过将壳体9配置在与发动机2的上方相比在空间上更有富余的船用齿轮箱5的上方的空间中，能够提高废气净化装置6的布局性。另外，由于能够将壳体9配置在远离上述冷却水配管的位置，因此能够抑制由于来自冷却水配管的传热而导致在排气流路22中流动的废气的温度降低。另外，通过不将壳体9配置在发动机2的上方，能够确保维修发动机2时的作业性。
如图2、图5、图6所示，在几个实施方式中，上述壳体9具有长度方向，且上述壳体9以该长度方向沿着船体11的船首船尾方向的方式配置。壳体9配置为长度方向上的设有进气口93的一侧位于船首侧，且长度方向上的设有排气口94的一侧位于船尾侧。而且，在发动机2的排出口21和壳体9的进气口93连接有上述第一废气管61A。在该情况下，壳体9具有长度方向，且壳体9以该长度方向沿着船体11的船首船尾方向的方式配置。在此，由于螺旋桨轴4沿着船首船尾方向延伸，因此在螺旋桨轴4以及连接有螺旋桨轴4的船用齿轮箱5的上方，容易沿着船首船尾方向产生死区空间。通过在上述死区空间中配置壳体9，能够提高废气净化装置6的布局性。另外，由于壳体9以长度方向沿着船体11的船首船尾方向的方式配置，因此，即使在发动机室16内的船用齿轮箱5的上方的空间在高度方向上没有富余的情况下，也能够将壳体9配置在上述空间中。
如图2、图5、图6所示，在几个实施方式中，上述船用齿轮箱5的高度尺寸比发动机2(发动机主体20)的高度尺寸小。在该情况下，由于船用齿轮箱5的高度尺寸比发动机2的高度尺寸小，因此发动机室16内的船用齿轮箱5的上方的空间的高度尺寸比发动机2的上方的空间大。因此，即使在发动机室16内的发动机2的上方的空间在高度方向上没有富余的情况下，由于船用齿轮箱5的上方的空间在高度方向上有富余，因此能够将壳体9配置在船用齿轮箱5的上方的空间中。
如图5所示，在几个实施方式中，在船体11的船首船尾方向上，在将发动机2(发动机主体20)的从位于船用齿轮箱5的附近的一端23到位于远离船用齿轮箱5的一侧的另一端24为止的长度设为L1，且将从上述一端23到发动机2的排出口21为止的长度设为L2时，满足L2＜L1/2的条件。在图示的实施方式中，上述长度L2是从上述一端23到发动机2的排出口21的离一端23最远的边缘为止的长度。在该情况下，上述L2满足L2＜L1/2的条件。也就是说，发动机2的排出口21在船首船尾方向上设置在比发动机2(发动机主体20)的中心更靠近船用齿轮箱5附近的位置，因此能够缩短配置在船用齿轮箱5的上方的壳体9的进气口93与发动机2的排出口21之间的距离。通过缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离，能够抑制被导入壳体9之前的废气的温度降低。
另外，如图5所示，在几个实施方式中，上述L2满足L2＜L1/4的条件。在该情况下，能够进一步缩短配置在船用齿轮箱5的上方的壳体9的进气口93与发动机2的排出口21之间的距离。
如图6所示，在几个实施方式中，上述壳体9具有长度方向，上述壳体9以该长度方向沿着船体11的船首船尾方向的方式配置，且配置在设置于上述发动机室16中的船用齿轮箱5的上方。而且，烟囱13(13B)设置在比发动机主体20的上方更偏向船尾侧的位置。在图示的实施方式中，如图5所示，烟囱13(13B)设置在船用齿轮箱5或螺旋桨轴4中的至少一方的上方。在此，“上方”是指烟囱13(13B)位于船用齿轮箱5或螺旋桨轴4的铅垂方向上的上方的情况、以及在从上方观察船用齿轮箱5或螺旋桨轴4和烟囱13时烟囱13的至少一部分与船用齿轮箱5或螺旋桨轴4重叠的位置的情况。
根据上述结构，与烟囱13(13A)设置在发动机主体20的上方的情况相比，能够缩短壳体9的排气口94与烟囱13(13B)之间的距离。另外，能够使将壳体9的排气口94和烟囱13B连接的第二废气管62B的长度比将壳体9的排气口94和烟囱13A连接的第二废气管62A短。另外，通过缩短壳体9的排气口94与烟囱13(13B)之间的距离，能够将废气净化装置6紧凑地配置在船舶1上。
图7是用于说明本发明的另一实施方式的废气净化装置的图，是示出从侧面对船舶的一部分进行观察的状态的概略图。
如图7所示，在几个实施方式中，上述壳体9具有长度方向，上述壳体9以该长度方向沿着铅垂方向的方式配置，且配置在发动机2(发动机主体20)的上方。在此，“上方”是指壳体9位于发动机2的铅垂方向上的上方的情况、以及在从上方观察壳体9和发动机2时壳体9的至少一部分与发动机2重叠的位置的情况。
在图示的实施方式中，壳体9配置为长度方向上的设有进气口93的一侧位于下侧，且长度方向上的设有排气口94的一侧位于上侧。而且，发动机2的排出口21和壳体9的进气口93对置地配置，在发动机2的排出口21和外壳9的进气口93连接有上述第一废气管61A。
根据上述结构，壳体9具有长度方向，壳体9以长度方向沿着铅垂方向的方式配置，且配置在发动机2的上方，因此能够缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离。通过缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离，能够抑制被导入壳体9之前的废气的温度降低。
如图7所示，在几个实施方式中，上述壳体9的一部分位于发动机室16的内部，且上述壳体9的其他部分位于发动机室16的外部。在图示的实施方式中，上述壳体9的包括壳体9的进气口93的长度方向的一端位于发动机室16的内部，上述壳体9的长度方向上的另一端朝上甲板15的上方向发动机室16(船体11)的外部突出地设置。在图7所示的实施方式中，壳体9的另一端位于第一上部构造物12A的内部。在该情况下，由于配置在发动机2的上方的壳体9的一部分位于设置有发动机2的发动机室16的内部，因此能够缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离。通过缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离，能够抑制被导入壳体9之前的废气的温度降低。另外，由于壳体9的其他部分位于发动机室16的外部，因此即使在发动机室16内的发动机2(发动机主体20)的上方的空间在高度方向上没有富余的情况下，也能够将壳体9以长度方向沿着铅垂方向的方式配置。
如图7所示，在几个实施方式中，上述壳体9具有长度方向，上述壳体9以该长度方向沿着铅垂方向的方式配置，且配置在发动机2(发动机主体20)的上方。而且，壳体9配置在用于将废气从排气流路22向外部排出的烟囱13(13A)的下方。在此，“下方”是指壳体9位于烟囱13A的铅垂方向上的下方的情况、以及在从上方观察壳体9和烟囱13A时烟囱13A的至少一部分与壳体9重叠的位置的情况。在图示的实施方式中，与图2、图5所示的实施方式相比，能够缩短壳体9的排气口94与烟囱13A之间的距离。另外，能够使将壳体9的排气口94和烟囱13A连接的第二废气管62C的长度比上述第二废气管62A及62B的长度短。在图7所示的实施方式中，壳体9的排气口94和烟囱13A的设置在下端的未图示的进气口对置地配置。而且，第二废气管62C形成为沿着长度方向延伸的直管状。
根据上述结构，在用于将废气从排气流路22向外部排出的烟囱13A的下方配置有壳体9。由于壳体9以长度方向沿着铅垂方向的方式配置，因此能够缩短壳体9的排气口94与烟囱13A之间的距离。通过缩短壳体9的排气口94与烟囱13A之间的距离，能够将废气净化装置6紧凑地配置在船舶1上。
如图2～图7所示，在上述几个实施方式中，上述发动机2的排出口21设置在发动机2(发动机主体20)的上部。在图示的实施方式中，发动机2的排出口21以朝向上方开口的方式形成。根据上述结构，发动机2的排出口21设置在发动机2的上部。在此，由于壳体9配置在船用齿轮箱5或发动机2的上方，因此能够缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离。通过缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离，能够抑制被导入壳体9之前的废气的温度降低。
注意，在其他实施方式中，发动机2的排出口21也可以以朝向侧面开口的方式形成。特别是，在壳体9配置在船用齿轮箱5的上方、且以壳体9的长度方向沿着船首船尾方向的方式配置情况下，通过在图5所示的一端23设置发动机2的排出口21，能够缩短发动机2的排出口21与壳体9的进气口93之间的距离。
如上所述，在几个实施方式中，上述还原剂添加装置8包括上述喷射喷嘴81。在图2～图4、图6、图7所示，喷射喷嘴81安装在壳体9上，并且喷射喷嘴81的未图示的喷孔插入到壳体9的内部。而且，喷射喷嘴81构成为向壳体9内喷射还原剂。根据上述结构，由于喷射喷嘴81安装在壳体9上，因此能够将喷射喷嘴81配置在催化剂部7的附近。通过将喷射喷嘴81配置在催化剂部7的附近，能够使排气流路22中的供包含还原剂的废气流动的区域变窄。而且，能够抑制在排气流路22的比上述区域更靠废气的流动方向的上游侧的位置产生析出物。另外，由于喷射喷嘴81安装在壳体9上，因此能够使还原剂添加装置8的结构变得简单，能够使将还原剂添加装置8安装在船舶1上的作业变得容易。
如图2～图4、图6、图7所示，在几个实施方式中，喷射喷嘴81构成为将还原剂沿着与废气的流动方向交叉的方向喷雾。如图2～图4、图6、图7所示，在图示的实施方式中，喷射喷嘴81构成为将还原剂沿着与废气的流动方向正交的方向喷雾。
在图2、图4、图6所示的实施方式中，壳体9以长度方向沿着船首船尾方向的方式配置。因此，废气在壳体9的内部空间92中以沿着船首船尾方向的方式从船首侧向船尾侧流动。喷射喷嘴81安装在筒状部91的铅垂方向上的上方或下方，构成为将还原剂沿与上述船首船尾方向正交的方向即上下方向喷雾。
另一方面，在图3、图7所示的实施方式中，壳体9以长度方向沿着铅垂方向的方式配置。因此，废气在壳体9的内部空间92中以沿着铅垂方向的方式从下方向上方流动。喷射喷嘴81安装在筒状部91的靠下方的位置，构成为将还原剂沿与上述铅垂方向正交的方向即水平方向(包括船首船尾方向)喷雾。
根据上述结构，通过利用喷射喷嘴81将还原剂沿着与废气的流动方向交叉的方向喷雾，能够在壳体9的从安装有喷射喷嘴81的一侧的内壁部到与安装有喷射喷嘴81的一侧相反的一侧的内壁部的整个范围无遗漏地使还原剂与废气混合，因此能够高效地净化NOx(氮氧化物)。注意，在喷射喷嘴81使还原剂相对于在长度方向沿船首船尾方向配置的壳体9的内部空间92中流动的废气沿上下方向喷雾的情况下，与喷射喷嘴81使还原剂相对于在长度方向沿铅垂方向配置的壳体9的内部空间92中流动的废气沿水平方向喷雾的情况相比，能够使还原剂与废气更无遗漏地混合。
如上所述，几个实施方式的船舶1具备：船体11；发动机2，其设置在划分于船体11的内部的发动机室16；发动机2的排气流路22；上述废气净化装置6。在该情况下，船舶1能够利用废气净化装置6从自发动机2排出的废气中除去NOx(氮氧化物)。另外，船舶1通过将在发动机2的排气流路22中流动的废气以及导入到壳体9的内部的废气的温度保持为比规定温度高的高温，能够抑制在发动机2的排气流路22和壳体9的内部产生析出物。
上述几个实施方式的船舶1是用于在河川或运河中运送物资或旅客的内航船。注意，本发明也可以应用于内航船以外的船舶。
本发明不限定于上述实施方式，还包括对上述实施方式加以变形的方式和将这些方式适当组合的方式。例如，在上述几个实施方式中，由还原剂添加装置8添加的还原剂是尿素水，但上述还原剂也可以是氨水、氨气等。
附图标记说明
1 船舶
11 船体
12 上部构造物
12A 第一上部构造部
12B 第二上部构造部
13、13A、13B 烟囱
14 船舷
15 上甲板
16 发动机室
17 船首
18 船尾
2 发动机
20 发动机本体
21 排出口
22 排气流路
23 一端
24 另一端
3 螺旋桨
4 螺旋桨轴
5 船用齿轮箱
6 废气净化装置
61、61A、61B 第一废气管
62、62A～62C 第二废气管
7 催化剂部
71 选择性还原催化剂
8 还原剂添加装置
81 喷射喷嘴
9 壳体
91 筒状部
92 内部空间
93 进气口
94 排气口
161 上板部
162 底板部
163 侧板部
CL 中心线
D 废气管的内径
L 废气管的长度

Claims (13)

1.一种废气净化装置，该废气净化装置设置在发动机的排气流路上，且构成为从自所述发动机排出的废气中至少除去氮氧化物，所述发动机设置在划分于船体的内部的发动机室中，其中，
所述废气净化装置具备：
催化剂部，其包含用于对所述氮氧化物进行选择性还原的选择性还原催化剂；
还原剂添加装置，其构成为向比所述催化剂部更靠所述废气的流动方向的上游侧的废气中添加还原剂；
壳体，其构成为收纳所述催化剂部，且至少一部分配置在所述发动机室内。
2.如权利要求1所述的废气净化装置，其中，
所述废气净化装置还具备废气管，该废气管将所述发动机的排出口和所述壳体的进气口连接，在将从所述发动机的所述排出口到所述壳体的所述进气口为止的所述废气管的长度设为L，且将所述废气管的内径设为D时，所述废气管满足L/D＜10的条件。
3.如权利要求1或2所述的废气净化装置，其中，
所述壳体配置在船用齿轮箱的上方，所述船用齿轮箱设置于所述发动机室，将所述发动机的曲轴的转速变速并向螺旋桨轴传递。
4.如权利要求3所述的废气净化装置，其中，
所述壳体具有长度方向，且所述壳体以所述长度方向沿着所述船体的船首船尾方向的方式配置。
5.如权利要求3或4所述的废气净化装置，其中，
所述船用齿轮箱的高度尺寸比所述发动机的高度尺寸小。
6.如权利要求3至5中任一项所述的废气净化装置，其中，
在所述船体的船首船尾方向上，在将所述发动机的从位于所述船用齿轮箱的附近的一端到位于远离所述船用齿轮箱的一侧的另一端为止的长度设为L1，且将从所述一端到所述发动机的排出口为止的长度设为L2时，满足L2＜L1/2的条件。
7.如权利要求1或2所述的废气净化装置，其中，
所述壳体具有长度方向，所述壳体以所述长度方向沿着铅垂方向的方式配置，且配置在所述发动机的上方。
8.如权利要求7所述的废气净化装置，其中，
所述壳体的一部分位于所述发动机室的内部，且所述壳体的其他部分位于所述发动机室的外部。
9.如权利要求7或8所述的废气净化装置，其中，
所述壳体配置在用于将所述废气从所述排气流路向外部排出的烟囱的下方。
10.如权利要求3至9中任一项所述的废气净化装置，其中，
所述发动机的排出口设置在所述发动机的上部。
11.如权利要求1至10中任一项所述的废气净化装置，其中，
所述还原剂添加装置包含喷射喷嘴，该喷射喷嘴安装在所述壳体上并且该喷射喷嘴的喷孔插入到所述壳体的内部，且该喷射喷嘴构成为向所述壳体内喷射所述还原剂。
12.如权利要求11所述的废气净化装置，其中，
所述喷射喷嘴构成为将所述还原剂沿着与所述废气的流动方向交叉的方向喷雾。
13.一种船舶，其中，所述船舶具备：
船体；
发动机，其设置在划分于所述船体的内部的发动机室；
所述发动机的排气流路；
权利要求1至12中任一项所述的废气净化装置。
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10203487A (ja) * 1997-01-22 1998-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用還元剤供給設備
US6212885B1 (en) * 1998-04-28 2001-04-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission control system of internal combustion engine
WO2009007060A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-15 Yamaha Motor Research & Development Europe S.R.L. Motor vehicle, in particular motorcycle
JP2011057211A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Nanni Industries Sas 船舶構造に搭載する発電装置および／または電動装置
JP2011207364A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ＮＯｘ低減装置を配備した船舶
CN102448812A (zh) * 2009-06-04 2012-05-09 双环公司 船舶动力分流变速箱
JP2012240446A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering Co Ltd 船舶
JP2014091368A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Yanmar Co Ltd 船舶用原動機装置及びこれを備えた船舶
CN103842622A (zh) * 2011-09-29 2014-06-04 卡特彼勒发动机有限及两合公司 增压内燃发动机的涡轮机清洗
JP2016137766A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 三井造船株式会社 船舶
CN107269351A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 带有排气后处理系统的内燃机
CN107407174A (zh) * 2015-03-18 2017-11-28 洋马株式会社 废气净化装置
CN107787395A (zh) * 2015-04-13 2018-03-09 伊利诺维利有限公司 引擎废气排放处理系统
CN110799733A (zh) * 2017-07-05 2020-02-14 洋马株式会社 尿素水供给装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140047167A (ko) * 2008-04-01 2014-04-21 내셔널 매리타임 리서치 인스티튜트 선박의 마찰 저항 저감 장치
CN106030060B (zh) * 2014-03-20 2019-01-15 洋马株式会社 船舶的排气净化系统
KR20150111281A (ko) * 2014-03-25 2015-10-05 현대중공업 주식회사 선박 및 유해물질 저감기기 예열장치 그리고, 유해물질 저감기기 예열방법
JP6560093B2 (ja) * 2015-10-16 2019-08-14 ヤンマー株式会社 船舶の排気ガス浄化装置
US9657618B1 (en) * 2015-11-03 2017-05-23 Electro-Motive Diesel, Inc. Aftertreatment system for engine
JP2017217982A (ja) 2016-06-06 2017-12-14 三井造船株式会社 船体構造
JP6104491B1 (ja) * 2017-01-20 2017-03-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 船舶用脱硫装置および該船舶用脱硫装置を搭載した船舶

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10203487A (ja) * 1997-01-22 1998-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用還元剤供給設備
US6212885B1 (en) * 1998-04-28 2001-04-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission control system of internal combustion engine
WO2009007060A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-15 Yamaha Motor Research & Development Europe S.R.L. Motor vehicle, in particular motorcycle
CN102448812A (zh) * 2009-06-04 2012-05-09 双环公司 船舶动力分流变速箱
JP2011057211A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Nanni Industries Sas 船舶構造に搭載する発電装置および／または電動装置
JP2011207364A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ＮＯｘ低減装置を配備した船舶
JP2012240446A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering Co Ltd 船舶
CN103842622A (zh) * 2011-09-29 2014-06-04 卡特彼勒发动机有限及两合公司 增压内燃发动机的涡轮机清洗
JP2014091368A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Yanmar Co Ltd 船舶用原動機装置及びこれを備えた船舶
JP2016137766A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 三井造船株式会社 船舶
CN107407174A (zh) * 2015-03-18 2017-11-28 洋马株式会社 废气净化装置
CN107787395A (zh) * 2015-04-13 2018-03-09 伊利诺维利有限公司 引擎废气排放处理系统
CN107269351A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 带有排气后处理系统的内燃机
CN110799733A (zh) * 2017-07-05 2020-02-14 洋马株式会社 尿素水供给装置

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