JP2005199985A - 船舶排ガス排出設備 - Google Patents

Abstract

【課題】
部品点数や製造工数の低減を図るとともに排気管などの設置面積を減少させ、スパークアレスタなどの専用の部品の設置をなくした船舶排ガス排出設備の提供。
【解決手段】
船舶排ガス排出設備１は、船舶３内に設置された原動機等から排出される燃焼排気ガスを外気に排出させるものである。船舶排ガス排出設備１は、船舶３の船尾３１の後面３２に設けられ、船尾３１の後面３２に外気開放面５１を有し船体内部側に中空箱状体に形成された排出空間部５と、外気開放面５１を有する排出空間部５の内部に連通され、燃焼排気ガスを排出空間部５の外気開放面５１に向けて排出させる排気管７と、排出空間部５の内部に配設された排気管７の端面近傍に設けられ、排気管７の端面に水を噴霧する水噴霧スプレー９とを備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、船舶内に設置された原動機等から排出される燃焼排気ガスを外気に排出させる船舶排ガス排出設備であって、特に排気ガス設備のための専用空間や部品点数を無くするとともに排出ガスの処理も従前と同様に行うことができる船舶排ガス排出設備に関するものである。

この種の船舶には、船舶を航行させるために、内燃機関や原動機を駆動するためのボイラーなどが設備されていることは周知のとおりである。これら内燃機関や原動機を駆動するためのボイラーなどから燃焼排気ガスを排出するため、前記船舶には、煙突が設けられている。

前述した煙突には、当該煙突から排出される燃焼排気ガスの排煙などの落下を防止する構造のものが提案されている（特許文献１参照）。この煙突は、当該煙突の前面と後面に開口を設けるとともに、当該煙突内の前記開口間に整流板を設け、燃焼排気ガス排出口より下側の空気の流れを整流して排煙などの落下を防止するようにしたものである。

また、上記煙突の構造とは若干異なるが、排煙などの排出を抑えることができる従来の他の船舶排ガス排出設備が提案されているので、図７および図８を示して説明する。

図７は、従来の他の船舶排ガス排出設備を示す後面図である。図８は、図７の平面図である。

この種の船舶における従来の他の排ガス排出設備（第１の従来技術）１０１は、図７および図８に示すように、船舶１０３の上部甲板や船舶の建屋上部に化粧煙突１０５を設け、その化粧煙突１０５の中に複数の排気管１０７、１０７、…を図示の如く配置し、かつ、前記化粧煙突１０５の中において前記各排気管１０７、１０７、…の途中にスパークアレスタ１０９、１０９、…をそれぞれ配置した構造になっている。

上記従来の他の排ガス排出設備１０１において、各排気管１０７、１０７、…の一方の端部は、図示の如く、化粧煙突１０５の上部において外気に開放されている。さらに、前記各排気管１０７、１０７、…の他方の端部は、図示しない原動機等の排気排出口に連通されている。また、前記各スパークアレスタ１０９、１０９、…は、所定の大きさ以上の火の粉が煙突１０５の周囲に飛散しないようにするための火の粉止め装置である。

このような構造をした船舶における従来の排ガス排出設備によれば、外部より見て美観に優れており、しかも、確実に火の粉の飛散を防止して火災等の発生を防止できるようになっている。

なお、さらに他の船舶排ガス排出設備（第２の従来技術）として、船舶の船尾に燃焼排気ガスを導いて水中に排出する構造のものが提案されている（特許文献２および特許文献３参照）。

また、燃焼排気ガスの廃熱の有効利用を図る従来の例として、船舶排ガス排出設備に廃熱回収機構を備えた船舶（第３の従来技術）がある。図９は、この従来の廃熱回収機構の例として、実開昭６１−８６５５４号公報に開示された系統図の概要を示す図である。この従来の廃熱回収機構を備えた船舶は、図８に示すように、主機関２０１の排ガス管２０２と発電機エンジン２０５の排ガス管２０６とにそれぞれダンパ２０３、２０７を設け、前記２つの排ガス管２０２、２０６を排ガス廃熱回収装置２０４に接続されている。
ところが、この従来の船舶に使用する排ガス廃熱回収装置２０４においては、図９に示すように、排ガス廃熱回収装置２０４の下部に連設する排ガス管２０２から燃焼排気ガスを導入して、排ガス廃熱回収装置２０４の上部に連設する排ガス管２０８から熱交換後の燃焼排気ガスを排出する縦型式であり、主機関２０１の上部には排ガス廃熱回収装置２０４を設置するための設置スペースが必要であるばかりでなく、排ガス廃熱回収装置２０４の上部には排ガス管２０８を収納するための所定のスペースが必要である（特許文献４参照）。

特開平６−２９４５０９号公報の明細書および図面。 特開平９−８６４９５号公報の明細書および図面。 特開２００１−２３３２９２号公報の明細書および図面。 実開昭６１−８６５５４号公報の明細書および図面。

しかしながら、上述した他の船舶排ガス排出設備（第１の従来技術）によれば、上述したような構造をしているため、次のような不都合があった。
（１）煙突１０５を設置するために、船舶の上部甲板や船舶の建屋の上に専用の設置占有面積を必要とする。
（２）煙突１０５を設置したり、排気管１０７、１０７、…を煙突１０５の上部端部まで配管するなど、余分な鋼材を必要とするほか、これを製造するために所要の工数を必要とする。
（３）火の粉の飛散を防止するために、専用のスパークアレスタ１０９を排気管１０７の数だけ設置しなければならず、それに伴って重量が増加するほか、船舶そのものの重心が上昇していた。

また、上述したさらに他の船舶排ガス排出設備（第２の従来技術）によれば、水中に燃焼排気ガスを排出させるため、特殊な燃焼排気ガス排出機構を必要とし、部品点数の増加やそれを組み立てるための工数が増加するなどの不都合があった。

さらに、船舶排ガス排出設備（第２の従来技術）に従来の廃熱回収機構を備えた場合（第３の従来技術）には、排ガス廃熱回収装置からの排ガス排出位置が排ガス廃熱回収装置の上部にあるため、喫水線よりもかなり高くなる。そのため、たとえば、喫水線下に設けた排気口に海水逆流防止装置を設け、さらに、排ガス廃熱回収装置を経由した排ガスを喫水線下に設けた排気口へ導くことは、配管内を流れる排ガスが受ける抵抗も大きくなり、排ガスを船外に排出するためには多大なエネルギーが必要とされるばかりでなく、排ガス廃熱回収装置の上部および排ガス廃熱回収装置の周辺には、配管のための大きなスペースを必要とする。

本発明は、上述した第１、２および３の従来技術の不都合を解消し、部品点数や製造工数の低減を図るとともに排気管などの設置面積を減少させ、かつ、スパークアレスタや水中排気用ガス排出設備などの専用の部品の設置をなくし、さらに、前記要件を満足させながら排ガスの廃熱を有効利用する船舶排ガス排出設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、前記請求項１の発明に係る船舶排ガス排出設備は、船舶内に設置された原動機等から排出される燃焼排気ガスを外気に排出させる船舶排ガス排出設備において、 前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面に外気開放面を有し船体内部側に中空箱状体に形成された排出空間部と、前記外気開放面を有する排出空間部の内部に連通され、前記燃焼排気ガスを前記排出空間部の外気開放面に向けて排出させる排気管と、前記排出空間部の内部に配設された前記排気管の端面近傍に設けられ、前記排気管の端面に水を噴霧する水噴霧スプレーと、を備えたことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、前記請求項２の発明に係る船舶排ガス排出設備は、船舶内に設置された原動機等から排出される燃焼排気ガスを外気に排出させる船舶排ガス排出設備において、 前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面に外気開放面を有し船体内部側に中空箱状体に形成された排出空間部と、前記外気開放面を有する排出空間部の内部に連通され、前記燃焼排気ガスを前記排出空間部の外気開放面に向けて排出させる排気管と、前記排出空間部の内部に配設された前記排気管の端面近傍に設けられ、前記排気管の端面に水を噴霧する水噴霧スプレーと、前記原動機が運転中には前記水噴霧スプレーに水を供給する水供給手段と、を備えたことを特徴とするものである。
本願請求項３の発明では、前記請求項１または２に係る発明において、前記排出空間部は、前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面であって喫水より上の部分に外気開放面を有し船体内部側に凹状の中空箱状体に形成されてなるボックス構造体と、前記ボックス構造体の下面の最下面と前記ボックス構造体より下で喫水より上の部分に形成された排水孔を連通するドレン配管と、を備えたことを特徴とするものである。
本願請求項４の発明では、前記請求項１または２に係る発明において、前記水供給手段は、原動機等の運転／停止情報を受けて運転／停止をし、かつ、海水等当該船舶が浮かんでいるところの液体を吸い込んで前記水噴霧スプレーに供給できるようにしてなることを特徴とするものである。
本願請求項５の発明では、前記請求項１または２に係る発明において、前記水噴霧スプレーは、前記排気管の端面の所定の内部側に配置されたことを特徴とするものである。
本願請求項６の発明では、前記請求項１ないし５に係る発明において、前記排気管が、前記原動機等から略垂直方向に配設される第１の排気管と、前記排出空間部へ略水平方向に配設される第２の排気管と、から構成され、前記第２の排気管が、その中間域において、側断面が逆Ｕ字状に垂直方向に曲折している曲折部を具備していることを特徴とするものである。
本願請求項７の発明では、前記請求項６に係る発明において、前記第１の排気管と前記第２の排気管との間に横置式廃熱回収装置を介装させ、前記燃焼排気ガスの前記原動機等から前記排出空間部までの燃焼排気ガス経路を、前記横置式廃熱回収装置を経由して前記排出空間部に送出する経路と、前記横置式廃熱回収装置を経由せずに直接前記排出空間部に送出する経路と、を選択可能に接続したことを特徴とするものである。

以上のように請求項１記載の発明によれば、前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面に外気開放面を有し船体内部側に中空箱状体に形成された排出空間部と、前記外気開放面を有する排出空間部の内部に連通され、前記燃焼排気ガスを前記排出空間部の外気開放面に向けて排出させる排気管と、前記排出空間部の内部に配設された前記排気管の端面近傍に設けられ、前記排気管の端面に水を噴霧する水噴霧スプレーとを備えたので、次のような効果がある。

（１）化粧煙突の廃止しかつ排気管を船尾後面に設けられた排出空間部に連通させたことにより、部品点数が少なくてよくなるほか、船舶の重量、グロストンおよび重心位置を低減することができる。
（２）また、専用のスパークアレスタを必要としなくなったため、重量が低減し、かつ、水噴霧スプレーから燃焼排気ガスに対して水を噴霧できるようにしたので、燃焼ガスの再着火を防止することができるようになる。
（３）化粧煙突の設置や排気管の配管等の部品点数や製造工数を減少できるので、製造原価を小さくすることができる。
（４）また、専用のスパークアレスタや水中へのガス排出設備が不要となったため、部品点数が減少し、専用機器を組み立てるための組立工数を低減することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面に外気開放面を有し船体内部側に中空箱状体に形成された排出空間部と、前記外気開放面を有する排出空間部の内部に連通され、前記燃焼排気ガスを前記排出空間部の外気開放面に向けて排出させる排気管と、前記排出空間部の内部に配設された前記排気管の端面近傍に設けられ、前記排気管の端面に水を噴霧する水噴霧スプレーと、前記原動機が運転中には前記水噴霧スプレーに水を供給する水供給手段と、を備えたので、次のような効果がある。
（１）化粧煙突の廃止しかつ排気管を船尾後面に設けられた排出空間部に連通させたことにより、部品点数が少なくてよくなるほか、船舶の重量、グロストンおよび重心位置を低減することができる。
（２）また、専用のスパークアレスタを必要としなくなったため、重量が低減し、かつ、水供給手段から水噴霧スプレーに水を供給することにより前記水噴霧スプレーから燃焼排気ガスに対して水を噴霧するようにしたので、確実に燃焼ガスの再着火を防止することができる。
（３）化粧煙突の設置や排気管の配管等の部品点数や製造工数を減少できるので、製造原価を小さくすることができる。
（４）また、専用のスパークアレスタや水中へのガス排出機構が不要となったため、部品点数が減少し、専用機器を組み立てるための組立工数を低減することができる。

さらに、請求項６記載の発明によれば、前記排気管を構成する第２の排気管はその中間域において、側断面が逆Ｕ字状に垂直方向に曲折している曲折部を具備していることから、次のような効果がある。
（１）前記船尾後面の外気開放面から浸水した海水が排気管を通って機関室へ浸入することを、前記の曲折部により完全に防止できるため、船尾排ガス排気方式において設置が義務付けられている機関室への浸水防止用ダンパの代替設備となる。
（２）浸水防止用ダンパが不要となることにより、従来必要であった浸水防止用ダンパに係るスペースが不要となるとともに、浸水防止用ダンパを含む複雑な構成の浸水防止装置が不要となる。

そして、請求項７記載の発明によれば、前記排気管に横置式廃熱回収装置を介装させ、前記燃焼排気ガスの前記原動機等から前記排出空間部までの燃焼排気ガス経路を、前記横置式廃熱回収装置を経由する経路と前記横置式廃熱回収装置を経由しない経路の二通りの経路を選択可能としているため、次のような効果がある。
（１）燃焼排気ガス経路を横置式廃熱回収装置を経由する経路とした場合には、廃熱の有効利用を図ることができ、経済的であるばかりでなく、船外に排出される燃焼排気ガスの温度を下げることができる。
（２）また、始動時のように原動機等の出力が低く排ガスの温度が低いときには、燃焼排気ガス経路を横置式廃熱回収装置を経由しない経路としたほうが有効的である。すなわち、ショートカットで排出空間部まで燃焼排気ガスを送り込むことができることから、排ガスを船外に排出するエネルギーが軽減される。
（３）従来、原動機の排ガス廃熱回収装置は縦型式であるため、排ガス廃熱回収装置を配置するためには、原動機が設置される機関室内の上部に配置用スペースを確保する必要がある上、熱交換後の排ガスを上部から排出するための配管用スペースを確保する必要があった。しかし、本願では横置式としたため、上記配置用スペースおよび配管用スペースが不要となるほか、熱交換後の排ガスは横方向から排出するため、船尾後面の外気開放面からの排ガスの船外放出、すなわち、船尾排ガス排気方式の採用を容易にした。
（４）さらに、横置式廃熱回収装置は設置場所の選択の自由度が広がることから、所定の甲板上の余裕のあるスペースに設置することができ、燃焼排気ガス配管に関する周辺機器も同一甲板上の横置式廃熱回収装置の近傍に配置することができる。そのため、配管、ダクト、ファンおよびポンプ等の周辺機器のフィルタの目詰まり、およびチューブに付着したスケールの除去作業等が同一の甲板上ででき、燃焼排気ガス配管に関する周辺機器のメンテナンス作業の効率化を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１ないし図４は、本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備の構造ついて説明するための図である。ここに、図１は、本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を一部断面で示す後面図である。図２は、本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を示す背面図である。図３は、本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を一部断面で示す平面図である。図４は、本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備で使用する水噴霧スプレー部分の構造を示す図であって、図４（ａ）は後面図であり、図４（ｂ）は背面図である。

これらの図において、本発明に係る船舶排ガス排出設備１は、船舶３の内部に設置された原動機４１（図５参照）等から排出される燃焼排気ガスを外気に排出させる設備であって、大別すると、排出空間部５と、排気管７と、水噴霧スプレー９と、水供給手段（図示せず）とを備えている。

上述した船舶排ガス排出設備１を構成する各要素について、さらに詳細に説明する。
まず、前記排出空間部５は、前記船舶３の船尾３１の後面３２に設けられていて、前記船舶３の船尾３１の後面３２の一部に図１、図２および図３に示すような長方形状の角を丸めた透孔形状に形成した外気開放面５１を有し、かつ、前記船体内部側に中空箱状体に形成された構造になっている。前記排出空間部５は、船舶３の船尾３１の後面３２であって、喫水線３３より上の部分における一部分に外気開放面５１、５１を有し、船舶３の船体３４の内部側にステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ）によって凹形状に前記外気開放面５１、５１を除く五つの面に壁面を有する箱型形状に形成されてなるボックス構造体５２と、前記ボックス構造体５２の下面５３の最下面５３ａと前記ボックス構造体５２より下で喫水線３３より上の部分に形成された排水孔５４とを連通するドレン配管５５とから構成されている。なお、ボックス構造体５２は、図２および図３に示すように、船舶３の船体３４の幅と同一に構成してあり、また、このボックス構造体５２には二つの外気開放面５１、５１が設けられた状態で表示されている。

前記各排気管７、７、…の各一端は、図１ないし図３に示すように、前記外気開放面５１、５１を有する排出空間部５の内部に連通されている。前記各排気管７、７、…の各一端は、図１、図２、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、開放面がやや図示下方向に向けて配置されている。また、前記各排気管７、７、…の各他端は、原動機４１（図５参照）などの排気排出口に連通されている。
前記各排気管７、７、…により、原動機などから排出された燃焼排気ガスは、前記排出空間部５の内部に導かれて、前記排出空間部５の各外気開放面５１、５１から外気に向ってそれぞれ排出されるようになっている。

前記水噴霧スプレー９は、前記排出空間部５の外気開放面５１の近くに配置された前記排気管７の端面近傍に設けられていて、前記排気管７の端面に水を噴霧することができるような配置関係に設置されている。前記水噴霧スプレー９は排気管７一つに対して一つ設けられている。したがって、複数の排気管７、７、…に対しては、それぞれ複数の水噴霧スプレー９、９、…がそれぞれに配置されている。また、前記水噴霧スプレー９、９、…は、図１および図４に示すように、前記各排気管７、７、…の端面の所定の内部側に配置されている。前記各水噴霧スプレー９に設けられた多数の水噴出し口は、図４（ａ）および図４（ｂ）の矢印に示すように、前記各排気管７、７、…の燃焼排気ガスの流れに対して直角方向に排出されるように配置されている。加えて、前記各水噴霧スプレー９、９、…は、前記水供給手段（図示せず）に枝配管１１ａを介して接続されている。

前記水供給手段（図示せず）は、原動機が運転中には、水源から水を吸込み所定の圧力に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧した水を前記各水噴霧スプレー９、９、…近くまで導く主配管と、前記主配管から分岐され各水噴霧スプレー９、９、…に接続される枝配管１１ａ、１１ａ、…と、前記枝配管１１ａ、１１ａ、…の途中に設けられた電磁弁１１ｂ、１１ｂ、…と、前記ポンプの運転および電磁弁１１ｂ、１１ｂ、…開閉を制御する制御装置とを備えている。

なお、上記水供給手段では、符号の付してないものは図示していない。また、枝配管１１ａと、前記枝配管１１ａの途中に設けられた電磁弁１１ｂとは、図１に示すように、一つのみ表示してある。また、制御装置は、原動機等の運転状況に応じてポンプの運転と、当該原動機等が使用する排気管７の水噴霧スプレー９に対して水を供給するために、当該水噴霧スプレー９用の枝配管１１ａの電磁弁１１ｂを開放する制御ができるようになっている。したがって、前記水供給手段（図示せず）は、原動機等の運転／停止情報を受けて運転／停止されることになり、かつ、海水等当該船舶が浮かんでいるところの液体（海水、真水）を水源として当該液体（海水、真水）を吸い込んで前記水噴霧スプレーに供給できるようになっている。
なお、符号１３は係船スペース、符号１５は船底、符号１７Ｒは右舷、符号１７Ｌは左舷である。

このような船舶排ガス排出設備１によれば、原動機４１（図５参照）等から排出された燃焼排気ガスは、前記各排気管７、７、…に導かれて、図３の矢印Ｊに示すように前記各排気管７、７、…の開口部に向けて導かれ、前記各排気管７、７、…の開口部から前記排出空間部５の外気開放面５１に向けて排出される。これにより、燃焼排気ガスは、図３の矢印Ｋに示すように、排出空間部５の外気開放面５１から外気に排出されることになる。

このときに、図示しない水供給手段の水制御装置によって、図示しないポンプが運転され、かつ、当該原動機等が使用する排気管７の水噴霧スプレー９に対して水を供給するために、当該水噴霧スプレー９の枝配管１１ａの電磁弁１１ｂが開放される。これにより、ポンプから供給された加圧水が主配管、当該電磁弁１１ｂを備えた枝配管１１ａを通って水噴霧スプレー９に供給される。

前記水噴霧スプレー９では、図４（ｂ）の矢印Ｌに示すように、燃焼排気ガスの流れに対して直角方向に水がスプレーされる。これにより、燃焼排気ガスは、水スプレーにより、火の粉が排除される。

前記水噴霧スプレー９からスプレーされた水は、前記排出空間部５のボックス構造体５２の下面５３に落下し、下面５３の最下面５３ａに向って流れる。前記最下面５３ａに溜まった水は、ドレン配管５５を通って排水孔５４から船外に排出されることになる。

このようにして排気管７から排出空間部５の外気開放面５１を通って外気に向って排出された燃焼排気ガス中の火の粉は、水噴霧スプレー９から噴霧された水スプレーで確実に排除されることになる。

上述したように本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備１によれば、前記船舶３の船尾３１の後面３２に設けられ、前記船尾３１の後面３２に外気開放面５１を有し船体３４内部側に中空箱状体に形成された排出空間部５と、前記外気開放面５１を有する排出空間部５の内部に連通され、前記燃焼排気ガスを前記排出空間部５の外気開放面５１に向けて排出させる排気管７と、前記排出空間部５の内部に配設された前記排気管７の端面近傍に設けられ、前記排気管７の端面に水を噴霧する水噴霧スプレー９と、前記原動機が運転中には前記水噴霧スプレー９に水を供給する水供給手段とから構成されているので、次のような効果がある。

（１）化粧煙突の廃止しかつ排気管を船尾後面に設けられた排出空間部に連通させたことにより、部品点数が少なくてよくなるほか、船舶の重量、グロストンおよび重心位置を低減することができる。
（２）また、専用のスパークアレスタを必要としなくなったため、重量が低減し、かつ、水供給手段から水噴霧スプレーに水を供給することにより前記水噴霧スプレーから燃焼排気ガスに対して水を噴霧するようにしたので、確実に燃焼ガスの再着火を防止することができる。
（３）化粧煙突の設置や排気管の配管等の部品点数や製造工数を減少できるので、製造原価を小さくすることができる。
（４）また、専用のスパークアレスタや水中へのガス排出機構が不要となったため、部品点数が減少し、専用機器を組み立てるための組立工数を低減することができる。
（５）スパークアレスタや水中へのガス排出機構など特殊な機器のメンテナンスが不要となる。

なお、本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備１によれば、船尾３１の後面３２に外気開放面５１、５１を有するボックス構造体５２を設けた構造で説明したが、船尾３１に限定されるものではなく、例えば船尾３１側の右舷後面、左舷後面に外気開放面を有するボックス構造体を一方側あるいは双方側に設けるようにしてもよい。

また、本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備１において、ボックス構造体５２は、船体３４の内部側の構造が六面体のうちの５面体を有する構造のもので説明したが、これに限定されるものではなく、外気開放面５１、５１を有し船体３４の内部側が船体３４の内部側と外部側とを確実に隔離できる構造であれば、例えば球形、楕円形など、どのような形状構造をしていてもよい。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態に係る第２の実施例の船舶排ガス排出設備について、図５に基づいて説明する。図５は、前述した第１の実施例に新たな構成要素である船舶排ガス排出設備を付加した第３の実施例の概略構造を示す図であり、ここに、新たな構成要素である船舶排ガス排出設備は、燃焼排気ガス経路からみて第１の実施例の船舶排ガス排出設備の上流側、すなわち原動機側に位置している。そのため、本実施例においては、第１の実施例とは異なる新たな構成要素についてのみ説明し、第１の実施例の構成要素については、その説明を省略するとともに、図５において、図１ないし図４と同一の要素は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図５は、本発明を実施するための最良の形態に係る第２の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を説明するための図である。ここに、図５は、本発明を実施するための最良の形態に係る第２の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を断面で示す後面図である。

本実施例に係る船舶排ガス排出設備２は、船舶３の内部に設置された原動機４１から排出される燃焼排気ガスを、船外に排出させる船舶排ガス排出設備であって、第１の実施例の船舶排ガス排出設備１と、排気管７ａ、７ｂおよび７ｃから構成される排気管７と、横置式廃熱回収装置２１とを備えている。

図５に示すように、原動機４１に一端が接続された排気管７ａは、原動機４１から上方向に向かって延伸して横置式廃熱回収装置２１が設置されている甲板を貫通した後、曲折して横置式廃熱回収装置２１の下部に横方向から接続されている。
横置式廃熱回収装置２１の上部側面に一端が接続された排気管７ｂは、船尾方向に水平に延伸した後、上方向に曲折した後さらにＵターンするように下方向に延伸している。したがって、この曲折部分は側面視において、逆Ｕ字状を呈している。そして、排気管７ｂは、その後、水平方向に曲折して、前述の第１の実施例における排出空間部５の内部に連通している。

排気管７ａが曲折して横置式廃熱回収装置２１の下部に横方向から接続される手前には、第１の開閉弁２２ａが介装されていて、第１の開閉弁２２ａの開／閉操作により燃焼排ガス流路の開放／閉鎖がおこなわれるようになっている。また、前記排気管７ａの曲折部近傍からは排気管７ｃが分岐していて、排気管７ｃの先端は排気管７ｂに連接している。そして、排気管７ｃの中間部には第２の開閉弁２２ｂが介装されていて、第２の開閉弁２２ｂの開／閉操作により燃焼排ガス流路の開放／閉鎖がおこなわれるようになっている。
なお、第１の開閉弁２２ａおよび第２の開閉弁２２ｂの開／閉操作は、図示外の制御装置によりおこなわれ、第１の開閉弁２２ａが「開」のときには、第２の開閉弁２２ｂが「閉」となり、第１の開閉弁２２ａが「閉」のときには、第２の開閉弁２２ｂが「開」となるように制御されている。

また、図５においては、横置式廃熱回収装置２１の上部側面から突設された排気管７ｂは、船尾方向に水平に延伸した後、一旦、下方向に延伸した後に上方向に曲折するようになっているが、図５は燃焼排ガス配管の経路を模式的に示した図であり、排気管７ｂは横置式廃熱回収装置２１と排出空間部５の内部とを連通する配管であり、排気管７ｃは、排気管７ａと排気管７ｂとを連通する配管であって、その経路は図５に示す経路に限定されるものではない。

つぎに、本実施例に係る船舶排ガス排出設備２の作用について説明する。
原動機４１の稼働により排出される燃焼排ガスは、矢印Mのように排気管７ａ内を通って上昇し、排気管７ａの曲折部に突き当たる。この曲折部近傍に介装された第１の開閉弁２２ａと第２の開閉弁２２ｂは、通常は第１の開閉弁２２ａが「開」、第２の開閉弁２２ｂが「閉」となっていて、排気管７ａ内を上昇してきた燃焼排ガスは横置式廃熱回収装置２１の下部の横方向から横置式廃熱回収装置２１内に導入される。そして、燃焼排ガスは横置式廃熱回収装置２１内において熱交換がおこなわれた後、横置式廃熱回収装置２１の上部側面から排出され、排気管７ｂを通って排出空間部５の内部に排出される。この排気管７ｂを通って排出空間部５の内部に排出される過程については、第１の実施例において説明したので、その説明を省略する。
また、横置式廃熱回収装置２１を使用しない場合、たとえば、原動機４１の始動時や試運転時などの場合は、第１の開閉弁２２ａを「閉」、第２の開閉弁２２ｂを「開」とすると、排気管７ａ内を上昇してきた燃焼排ガスは、排気管７ａおよび排気管７ｂを連通するバイパス管である排気管７ｃを通って排気管７ｂに導かれ、排出空間部５の内部に排出される。この第１の開閉弁２２ａの開閉および第２の開閉弁２２ｂの開閉は、通常は、遠隔操作により自動的におこなわれるが、手動によってもおこなうことができるようになっている。

ここで、排気管７ｂを特徴付ける逆Ｕ字状の曲折部の作用について説明する。
燃焼排ガス管を船尾に配置する場合には、船外排気位置から機関室への海水の侵入を防止するため、海水侵入防止装置の設置が義務付けられている。
海水が船尾後面の外気開放面５１から入り込んでも、通常は排出空間部５の床面に設置されたドレン配管５５を通って排水孔５４から船外に排出されることになるが、海水の排出空間部５への浸水量が多い場合には、排水孔５４から船外に排出しきれない事態も生じ得る。かかる場合には、海水は排気管７ｂに浸入するが、排気管７ｂの曲折部の頂部は、排出空間部５の天井面よりも上部に位置するため、海水が排気管７ｂの曲折部の頂部を超えて原動機４１へ、すなわち機関室へ侵入することはない。
したがって、排気管７ｂの逆Ｕ字状の曲折部は、海水侵入防止装置の役割を完全に果たすことになる。

ここでは、図６および図９を基に、第２の実施例に使用される横置式廃熱回収装置２１の作用および効果について、従来の排ガス廃熱回収装置と対比して説明する。
図６は、第２の実施例の船舶排ガス排出設備において使用される横置式廃熱回収装置の構成図であり、図９は、従来の排ガス廃熱回収機構を示す系統図である。なお、図６においては、横置式廃熱回収装置の構成をわかりやすくするために、第１の開閉弁２２ａの図示は省略している。

従来の廃熱回収装置、すなわち、縦型式の廃熱回収装置２０４は、排ガス廃熱回収装置２０４の下部に連設される排ガス管２０２から燃焼排気ガスを導入し、熱交換後の燃焼排気ガスは、排ガス廃熱回収装置２０４の上部に配設された排ガス管２０８から排出されるようになっている。そして、熱交換の媒体としての冷水を側面下部から取り込み、熱交換後、暖まった温水を側面上部から排出している。
一方、第２の実施例において使用される横置式廃熱回収装置２１においては、燃焼排気ガスは、横置式廃熱回収装置２１の側面下部に接続している排ガス管７ａを通って矢印Ｐに示す方向から導入され、熱交換後の燃焼排気ガスは、横置式廃熱回収装置２１の側面上部に接続される排ガス管７ｂを通って矢印Ｑに示す方向へと排出されるようになっている。そして、熱交換の媒体としての冷水は、縦型式廃熱回収装置２０４と同様に、横置式廃熱回収装置２１の側面下部から取り込まれ、熱交換後、暖まった温水は側面上部から排出されるようになっている。なお、本実施例においては、熱交換の媒体として真水を使用しているが、公知の他の液体や気体でも構わないことは勿論である。

上記の構成から縦型式の排ガス廃熱回収装置２０４は、必然的に原動機の上部、すなわち、原動機が設置される機関室内の上部に配置する必要があり、原動機が設置される機関室内の上部に排ガス廃熱回収装置２０４の配置用スペースを確保する必要がある。したがって、排ガス廃熱回収装置２０４が配置される機関室は、その上部にかなり広いスペースを必要とする。
一方、横置式廃熱回収装置２１は、機関室内の上部に配置する必要性はなく、機関室の上の甲板５６上に床置式として配置することができる。このため、機関室の天井高は、従来よりも低く抑えることができる。
また、横置式廃熱回収装置２１は、側面横方向に排ガス管７ａおよび７ｂを連設していることから、排ガス管７ａおよび７ｂの長さを調整することにより甲板５６上の何処にでも設置可能であり、設置場所の選択の自由度が広がることになる。さらに、横置式廃熱回収装置２１から排出される燃焼排ガスの流路である排ガス管７ｂは、横置式廃熱回収装置２１の側面上部に連設される横引き管である。
そのため、本願発明に係る船尾排ガス排気方式にとっては、従来の排ガス廃熱回収装置２０４と異なり熱交換後の排ガスの流路を確保するための排ガス管用の上部スペースが不要であり、船尾への配管も曲折部を減らすことができるため、横置式廃熱回収装置２１は、船尾排ガス排気方式に最適の排ガス廃熱回収装置と言うことができる。

本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を一部断面で示す後面図である。 本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を示す背面図である。 本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を一部断面で示す平面図である。 本発明を実施するための最良の形態に係る第１の実施例の船舶排ガス排出設備で使用する水噴霧スプレー部分の構造を示す図である。 本発明を実施するための最良の形態に係る第２の実施例の船舶排ガス排出設備の構造を断面で示す後面図である。 本発明を実施するための最良の形態に係る第２の実施例の船舶排ガス排出設備における横置式廃熱回収装置の構成図である。 従来の船舶排ガス排出設備を示す後面図である。 図７の平面図である。 従来の排ガス廃熱回収機構を示す系統図である。

符号の説明

１ 第１の実施例に係る船舶排ガス排出設備
２ 第２の実施例に係る船舶排ガス排出設備
３ 船舶
５ 排出空間部
７ 排気管
９ 水噴霧スプレー
１１ａ 枝配管
１１ｂ 電磁弁
２１ 横置式廃熱回収装置
２２ａ 第１の開閉弁
２２ｂ 第２の開閉弁
３１ 船尾
３２ 後面
３３ 喫水線
３４ 船体
４１ 原動機
５１ 外気開放面
５２ ボックス構造体
５３ 下面
５３ａ 最下面
５４ 排水孔
５５ ドレン配管

Claims (7)

1. 船舶内に設置された原動機等から排出される燃焼排気ガスを外気に排出させる船舶排ガス排出設備において、
   前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面に外気開放面を有し船体内部側に中空箱状体に形成された排出空間部と、
   前記外気開放面を有する排出空間部の内部に連通され、前記燃焼排気ガスを前記排出空間部の外気開放面に向けて排出させる排気管と、
   前記排出空間部の内部に配設された前記排気管の端面近傍に設けられ、前記排気管の端面に水を噴霧する水噴霧スプレーと、
   を備えたことを特徴とする船舶排ガス排出設備。
2. 船舶内に設置された原動機等から排出される燃焼排気ガスを外気に排出させる船舶排ガス排出設備において、
   前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面に外気開放面を有し船体内部側に中空箱状体に形成された排出空間部と、
   前記外気開放面を有する排出空間部の内部に連通され、前記燃焼排気ガスを前記排出空間部の外気開放面に向けて排出させる排気管と、
   前記排出空間部の内部に配設された前記排気管の端面近傍に設けられ、前記排気管の端面に水を噴霧する水噴霧スプレーと、
   前記原動機が運転中には前記水噴霧スプレーに水を供給する水供給手段と
   を備えたことを特徴とする船舶排ガス排出設備。
3. 前記排出空間部は、前記船舶の船尾後面に設けられ、前記船尾後面であって喫水より上の部分に外気開放面を有し船体内部側に凹状の中空箱状体に形成されてなるボックス構造体と、
   前記ボックス構造体の下面の最下面と前記ボックス構造体より下で喫水より上の部分に形成された排水孔を連通するドレン配管と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の船舶排ガス排出設備。
4. 前記水供給手段は、原動機等の運転／停止情報を受けて運転／停止をし、かつ、海水等当該船舶が浮かんでいるところの液体を吸い込んで前記水噴霧スプレーに供給できるようにしてなることを特徴とする請求項１または２記載の船舶排ガス排出設備。
5. 前記水噴霧スプレーは、前記排気管の端面の所定の内部側に配置されたことを特徴とする請求項１または２記載の船舶排ガス排出設備。
6. 前記排気管は主として、前記原動機等から略垂直方向に配設される第１の排気管と、前記排出空間部へ略水平方向に配設される第２の排気管と、から構成され、
   前記第２の排気管はその中間域において、側断面が逆Ｕ字状に垂直方向に曲折している曲折部を具備していることを特徴とする請求項１ないし５記載の船舶排ガス排出設備。
7. 前記第１の排気管と前記第２の排気管との間に横置式廃熱回収装置を介設させ、
   前記燃焼排気ガスの前記原動機等から前記排出空間部までの燃焼排気ガス経路を、
   前記横置式廃熱回収装置を経由して前記排出空間部に送出する経路と、
   前記横置式廃熱回収装置を経由せずに直接前記排出空間部に送出する経路と、
   を選択可能に接続したことを特徴とする請求項６記載の船舶排ガス排出設備。

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