JP2001260987A - 船舶における排ガスの水中排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中の炭酸ガスを海水に吸収させるとと
もに、前記排ガス混入海水により船舶の推進力を得るに
あたり、排ガスのエネルギー及び船舶の航行に伴うエネ
ルギーを有効利用することにより、格別な装置を必要と
せず、簡単かつ低コストの手段で以って船舶の推進効率
を上昇させ得る船舶における排ガスの水中排出装置を提
供する。 【解決手段】 船舶に搭載される排ガス源から排出さ
れる排ガスを、排ガス管を通して海水中に排出するよう
にした船舶における排ガスの水中排出装置において、船
体の浸水部外板に開口された海水取入口から船体内を貫
通され船体後部に開口される海水管と、海水管に設けら
れて管内の海水を船体後部開口へ向けて圧送する圧送手
段とを備えるとともに、圧送手段の下流部位に前記排ガ
ス管を合流させ、該合流部に海水管内の海水の通流によ
るベンチュリ作用によって排ガス管内の排ガスを吸引す
るエジェクタ装置を設けてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶に搭載される
内燃機関等の排ガス源から排出される排ガスを、排ガス
管を通して、海水管内を流れる海水と混合させて、前記
船体後部の開口から海中に放出するようにした船舶にお
ける排ガスの水中排出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、船舶に搭載されるデイーゼル機関
から排出される排ガス中の炭酸ガス（二酸化炭素）を海
水に吸収させて海中に排出する際に、該排ガス混入海水
を船体の前部近傍から放出して気泡を形成し、この気泡
で船体を包むことにより航行の摩擦抵抗を低減し、船舶
の推進効率を上昇せしめる技術が提供されてきている。
かかる技術の１つに、特開昭６２−２８６８８６号の発
明がある。この発明においては、船舶推進機関からの排
ガスを冷却装置において冷却した後、圧縮機で高圧に加
圧し、これを混合器にて水と混合させて、船体前部の噴
射ノズルから船体周りに噴射して微小気泡を形成し、該
微小気泡により船体全域を包み航行の摩擦抵抗を低減し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】排ガス中の炭酸ガスを
海水に吸収させて海中に排出する際に、該排ガス混入海
水を船体後部から放出して推進力を得る手段、あるいは
前記排ガス混入海水を船体の前部近傍から放出して気泡
を形成し、この気泡で船体を包むことにより航行の摩擦
抵抗を低減し船舶の推進力を得る手段を用いた船舶にお
いては、前記排ガス混入海水を船体後部から放出し、あ
るいは前記気泡を形成するために格別な装置を必要とせ
ず、かつ排ガスに加えるエネルギーを最少限にして、排
ガスのエネルギーを有効に利用し、船舶の推進効率を上
昇させつつ、炭酸ガスを海水に効率良く吸収させること
が要求される。

【０００４】しかるに、特開昭６２−２８６８８６号の
発明にあっては、排ガスを海水に混入させ炭酸ガスを海
水に吸収させる作用を促進するため、排ガスを冷却装置
において海水あるいは清水と熱交換させて冷却し、さら
に、この排ガスを、海面下にあって圧力の高い海水が流
れている海水管内に放出して該海水と混合させるため、
該排ガスを、圧縮機を用いて高圧に加圧している。この
ため、かかる従来技術にあっては、排ガス中の炭酸ガス
を海水に吸収させるとともに、前記排ガス混入海水によ
り船舶の推進力を得るために、熱交換器としての冷却装
置及び加圧用の圧縮機を設置するという格別な装置を必
要とし、装置が複雑化するとともに高コストとなり、排
ガスのエネルギーの利用率が低下する。

【０００５】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、排
ガス中の炭酸ガスを海水に吸収させるとともに、前記排
ガス混入海水により船舶の推進力を得るにあたり、排ガ
スのエネルギー及び船舶の航行に伴うエネルギーを有効
利用することにより、格別な装置を必要とせず、簡単か
つ低コストの手段で以って船舶の推進効率を上昇させ得
る船舶における排ガスの水中排出装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明として、船舶に搭載さ
れる内燃機関等の排ガス源から排出される排ガスを、排
ガス管を通して海水中に排出するようにした船舶におい
て、船体の船底を含む浸水部外板に開口された海水取入
口と、該海水取入口から前記船体内を貫通され船体後部
に開口される海水管と、海水管に設けられて該海水管内
の海水を前記船体後部の開口へ向けて圧送する圧送手段
とを備えるとともに、該海水管の圧送手段の下流部位に
前記排ガス管を合流させ、該合流部に前記海水管内の海
水の通流によるベンチュリ作用によって前記排ガス管内
の排ガスを吸引するエジェクタ装置を設けてなることを
特徴とする船舶における排ガスの水中排出装置を提案す
る。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記圧送手段の具
体的構成に係り、請求項１において、前記圧送手段は、
回転駆動される羽根付きロータにより前記海水を圧送す
るロータリポンプからなることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１におい
て、前記海水管の前記エジェクタ装置の後流側に、該エ
ジェクタ装置にて排ガスと混合された海水を整流して前
記船体後部の開口に送るデイフューザを設けたことを特
徴とする。

【０００９】請求項４ないし５記載の発明は、排ガスの
水中排出装置の配置構造に係り、請求項４記載の発明
は、請求項１において、前記海水取入口及びこれに接続
される海水管を前記船体の幅方向に複数設けるととも
に、各海水管に前記エジェクタ装置を設け、各エジェク
タ装置に前記排ガス管を接続したことを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項１におい
て、前記海水取入口、海水管、圧送手段及びエジェクタ
装置からなる排ガス噴出装置と、前記船舶の推進機関に
より駆動されるプロペラ軸とを並設したことを特徴とす
る。

【００１１】かかる発明によれば、排ガスをエジェクタ
装置にて負圧に圧力低下した海水流中にベンチュリ作用
によって吸引せしめるので、該排ガスを容易に微細気泡
化して海水と接触させることができ、排ガス中の炭酸ガ
スを効率良く海水中に溶解させることができる。また、
エジェクタ装置にて負圧に圧力低下した海水流中に排ガ
スを吸引させるので、排ガスを、エンジン等の排ガス源
から排出された圧力状態のままで、圧縮機等で加圧する
ことなく、容易に海水中に混入させることができる。こ
れにより、従来技術のように、排ガスを海水中に溶解さ
せるのに、圧縮機等のような格別な動力や装置を必要と
せず、簡単かつ低コストの手段で以って船舶の推進効率
を上昇させることができる。

【００１２】また、かかる発明によれば、海水をロータ
リポンプ等よりなる圧送手段によって加圧、増速して前
記エジェクタ装置に送るので、該エジェクタ装置におけ
る海水流速が高速化され圧力低下が大きくなって、排ガ
スの吸引作用が増大し、排ガスを高効率で以って吸引で
き、海水中での排ガスの微細気泡化が促進され、排ガス
混入海水の見かけ容積が取り入れ海水よりも大きくなっ
て、船舶の航行速度よりも大きな速度で後方へ噴出させ
ることができる。これにより、前記排ガス混入海水の噴
出による船舶推進動力の増大が実現できる。また、前記
海水中での排ガスの微細気泡化が促進されることによ
り、請求項３に係るデイフューザによって整流され、排
水口から噴出される排ガス混入海水中の微細気泡による
船体の摩擦抵抗の低減効果が増大する。以上により、船
舶の推進効率が上昇する。

【００１３】さらに、請求項４ないし５記載の発明によ
れば、前記海水取入口及びこれに接続される海水管を前
記船体の幅方向に複数組設け、各海水管に前記ロータリ
ポンプ等の圧送手段及びエジェクタ装置を設け、各エジ
ェクタ装置に前記排ガス管を接続し、前記海水取入口、
海水管、圧送手段及びエジェクタ装置からなる排ガス噴
出装置を、前記船舶推進用のエンジンにより駆動される
プロペラ軸に並設することにより、該プロペラ軸の推進
動力に前記排ガス混入海水の噴出による推進動力が重畳
され、さらなる推進効率の上昇が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。

【００１５】図１は本発明の実施形態に係る船舶におけ
る排ガスの水中排出装置の配置構造を示す側面図、図２
は図１のＡ―Ａ矢視図、図３はロータリポンプ及びエジ
ェクタ装着部の縦断面図である。

【００１６】本発明に係る船舶における排ガスの水中排
出装置の配置構造を示す図１ないし図２において、１は
船舶の船体、２は該船体の船底、４は前記船体１の中央
部あるいは後部寄りの部位に設置されたデイーゼル機関
（以下エンジンという）、８は前記エンジン４の出力軸
に連結されるプロペラ軸、３は該エンジン４の排ガスを
排出するための排ガス管である。また１００は海面であ
る。前記排ガス管３は、前記エンジン４から船体１内を
船首方向に延び、後述するエジェクタ３０に接続されて
いる。１１は海水管で、これの海水取入口１０は前記船
底２に開口されている。該海水管１１は前記海水取入口
１０から船尾方向に延設され、その途中に、後述するロ
ータリポンプ２０、エジェクタ３０、デイフューザ１２
等が設けられ、船尾の海中に設けられた排水口１３に開
口している。

【００１７】この実施例においては、図２に示すよう
に、前記エンジン４は船体１の幅方向中央に設置され、
排ガス管３も前記幅方向中央部を船尾方向に延設されて
いる。一方前記海水管１１は、前記船体１の幅方向にお
いて、前記排ガス管３の両側に各１個該排ガス管３と並
行して船尾方向に延設され、夫々に前記ロータリポンプ
２０、エジェクタ３０、デイフューザ１２等が設けられ
ている。そして、前記排ガス管３は後部にて２つに分岐
され、夫々左右のエジェクタ３０、３０に夫々接続され
ている。尚、前記海水管１１は１個、あるいは３個以上
設けても良い。

【００１８】前記ロータリポンプ及びエジェクタ装着部
の詳細を示す図３において、２０はロータリポンプで次
のように構成されている。２１はロータで、外周に複数
の羽根２２が円周方向等間隔に固設されている。２４は
該ロータ２１の最外周部に固定された従動歯車、２３は
該従動歯車２４に噛み合う駆動歯車で駆動軸２７に固定
されている。該駆動軸２７は電動モータ（図示省略）あ
るいは前記エンジン４に連結されて、回転駆動されてい
る。２５、２５は前記ロータ２１をケース０２０に軸支
する軸受、２６、２６は前記駆動軸２７をケース０２０
に軸支する軸受である。また、前記海水管１１の外周と
前記ケース０２０との間にはシール部材２８、２８が介
装されて、海水のシールを行っている。

【００１９】３０はエジェクタで、その中心部に前記海
水管１１の端部が縮径されたノズル部３１が開口し、外
周部の環状空間０３０に前記排ガス管３が開口してい
る。１２は前記エジェクタ３０の下流側に設けられたデ
イフューザで、前記エジェクタ３０の出口から徐々に通
路面積が拡大されて、排水口１３に接続されている。

【００２０】かかる構成からなる排ガスの水中排出装置
を備えた船舶の航行時において、エンジン４からの排ガ
スは排ガス管３に入り、該排ガス管３から左右に分流し
てエジェクタ３０の環状空間０３０に入る。一方、船舶
の航行に伴うスクープ作用により、海水が海水取入口１
０から海水管１１に導入されて、前記ロータリポンプ２
０に送られる。該ロータリポンプ２０においては、電動
モータ等の駆動源により駆動軸２７、駆動歯車２３、及
び従動歯車２４を介してロータ２１が回転駆動され、前
記海水管１１を通流してきた海水を加圧、増速し、前記
エジェクタ３０のノズル部３１に送る。

【００２１】該ノズル部３１においては、通路面積が絞
られるとともに、海水が前記ロータリポンプ２０によっ
て加圧されているため、該海水が高速で下流のデイフュ
ーザ１２側に向けて噴出せしめられる。かかるノズル部
３１からの海水の高速噴出により、該ノズル部３１の周
囲に形成された環状空間０３０内の圧力が負圧まで低下
し、この圧力低下によるベンチュリ作用によって、前記
排ガス管３から環状空間０３０内に導入されている排ガ
スは、図３の矢印のように高速で吸引されて海水と混合
せしめられる。そして、前記排ガス混入海水は、前記デ
イフューザ１２に送られ、該デイフューザ１２にて整流
されるとともに圧力が回復されて、排水口から船体１の
後部に噴出される。

【００２２】前記エジェクタ３０において、排ガスは、
前記ベンチュリ作用によって海水中に吸引される際に微
細気泡にされて海水と効率良く接触し、該排ガス中の炭
酸ガスは海水中に溶解せしめられる。即ちかかる実施例
によれば、排ガスをエジェクタ３０にて負圧に圧力低下
した海水流中にベンチュリ作用によって吸引せしめるの
で、排ガスを容易に微細気泡化して海水と接触させるこ
とができ、排ガス中の炭酸ガスを効率良く海水中に溶解
させることができる。また、エジェクタ３０にて負圧に
圧力低下した海水流中に排ガスを吸引させるので、排ガ
スを、エンジン４から排出された圧力状態のままで、圧
縮機等で加圧することなく、容易に海水中に混入させる
ことができる。

【００２３】殊に、かかる実施例によれば、海水を前記
ロータリポンプ２０によって加圧、増速して前記エジェ
クタ３０に送るので、該エジェクタ３０における海水流
速が高速化され圧力低下が大きくなって、排ガスの吸引
作用が増大し、排ガスを高効率で以って吸引でき、海水
中での排ガスの微細気泡化が促進され、排ガス混入海水
の見かけ容積が取り入れ海水よりも大きくなって、船舶
の航行速度よりも大きな速度で後方へ噴出させることが
できる。これにより、前記排ガス混入海水の噴出による
船舶推進動力の増大が実現できる。また、前記海水中で
の排ガスの微細気泡化が促進されることにより、デイフ
ューザ１２を経て排水口１３から噴出される排ガス混入
海水中の微細気泡による船体１の摩擦抵抗の低減効果が
増大する。以上により、船舶の推進効率が上昇する。

【００２４】また、かかる実施例によれば、前記海水取
入口１０及びこれに接続される海水管１１、１１を前記
船体１の幅方向に２組（複数組であれば良い）設け、各
海水管１１、１１に前記ロータリポンプ２０、２０及び
エジェクタ３０、３０を設け、各エジェクタ３０、３０
に前記排ガス管３を接続し、前記海水取入口１０、海水
管１１、ロータリポンプ２０及びエジェクタ３０からな
る排ガス噴出装置を、前記船舶推進用のエンジン４によ
り駆動されるプロペラ軸８の両側に並設することによ
り、該プロペラ軸８の推進動力に前記排ガス混入海水の
噴出による推進動力が重畳され、さらなる推進効率の上
昇が得られる。

【００２５】

【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、エジェ
クタ装置にて負圧に圧力低下した海水流中に排ガスを吸
引させるので、排ガスを、排ガス源から排出された圧力
状態のままで、圧縮機等で加圧することなく、容易に海
水中に混入させることができる。これにより、従来技術
のように、排ガスを海水中に溶解させるのに、圧縮機等
のような格別な動力や装置を必要とせず、簡単かつ低コ
ストの手段で以って船舶の推進効率を上昇させることが
できる。

【００２６】また、本発明によれば、海水を手段によっ
て加圧、増速して前記エジェクタ装置に送るので、該エ
ジェクタ装置における排ガスの吸引作用が増大し、排ガ
スを高効率で以って吸引でき、海水中での排ガスの微細
気泡化が促進され、排ガス混入海水の見かけ容積が取り
入れ海水よりも大きくなって、船舶の航行速度よりも大
きな速度で後方へ噴出させることができる。これによ
り、前記排ガス混入海水の噴出による船舶推進動力の増
大が実現できる。また、前記海水中での排ガスの微細気
泡化が促進されることにより、請求項３に係るデイフュ
ーザによって整流され、排水口から噴出される排ガス混
入海水中の微細気泡による船体の摩擦抵抗の低減効果が
増大する。

【００２７】さらに、排ガスをエジェクタ装置にて負圧
に圧力低下した海水流中にベンチュリ作用によって吸引
せしめるので、該排ガスを容易に微細気泡化して海水と
接触させることができ、排ガス中の炭酸ガスを効率良く
海水中に溶解させることができる。

【００２８】請求項４乃至５のように構成すれば、前記
海水取入口及びこれに接続される海水管を前記船体の幅
方向に複数組設け、各海水管に前記ロータリポンプ等の
圧送手段及びエジェクタ装置を設け、各エジェクタ装置
に前記排ガス管を接続し、前記海水取入口、海水管、圧
送手段及びエジェクタ装置からなる排ガス噴出装置を、
前記船舶推進用のエンジンにより駆動されるプロペラ軸
に並設することにより、該プロペラ軸の推進動力に前記
排ガス混入海水の噴出による推進動力が重畳され、さら
なる推進効率の上昇が得られる。

【００２９】以上、要するに本発明によれば、排ガスの
エネルギー及び船舶の航行に伴うエネルギーを有効利用
することにより、格別な動力や装置を必要とせず、簡単
かつ低コストの手段で以って船舶の推進効率を上昇させ
得るとともに、排ガス中の炭酸ガスを効率良く海水中に
溶解させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る船舶における排ガス
の水中排出装置の配置構造を示す側面図である。

【図２】 図１のＡ―Ａ矢視図である。

【図３】 ロータリポンプ及びエジェクタ装着部の縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 船体 ２ 船底 ３ 排ガス管 ４ エンジン ８ プロペラ軸 １０ 海水取入口 １１ 海水管 １２ デイフューザ １３ 排水口 ２０ ロータリポンプ ２１ ロータ ２２ 羽根 ２３ 駆動歯車 ２４ 従動歯車 ２７ 駆動軸 ３０ エジェクタ ０３０ 環状空間 ３１ ノズル部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 船舶に搭載される内燃機関等の排ガス源
   から排出される排ガスを、排ガス管を通して海水中に排
   出するようにした船舶において、船体の船底を含む浸水
   部外板に開口された海水取入口と、該海水取入口から前
   記船体内を貫通され船体後部に開口される海水管と、海
   水管に設けられて該海水管内の海水を前記船体後部の開
   口へ向けて圧送する圧送手段とを備えるとともに、該海
   水管の圧送手段の下流部位に前記排ガス管を合流させ、
   該合流部に前記海水管内の海水の通流によるベンチュリ
   作用によって前記排ガス管内の排ガスを吸引するエジェ
   クタ装置を設けてなることを特徴とする船舶における排
   ガスの水中排出装置。
2. 【請求項２】 前記圧送手段は、回転駆動される羽根付
   きロータにより前記海水を圧送するロータリポンプから
   なることを特徴とする請求項１記載の船舶における排ガ
   スの水中排出装置。
3. 【請求項３】 前記海水管の前記エジェクタ装置の後流
   側に、該エジェクタ装置にて排ガスと混合された海水を
   整流して前記船体後部の開口に送るデイフューザを設け
   たことを特徴とする請求項１記載の船舶における排ガス
   の水中排出装置。
4. 【請求項４】 前記海水取入口及びこれに接続される海
   水管を前記船体の幅方向に複数設けるとともに、各海水
   管に前記エジェクタ装置を設け、各エジェクタ装置に前
   記排ガス管を接続したことを特徴とする請求項１記載の
   船舶における排ガスの水中排出装置。
5. 【請求項５】 前記海水取入口、海水管、圧送手段及び
   エジェクタ装置からなる排ガス噴出装置と、前記船舶の
   推進機関により駆動されるプロペラ軸とを並設したこと
   を特徴とする請求項１記載の船舶における排ガスの水中
   排出装置。