JP2015206304A - Exhaust emission control system of ship - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a passage changeover valve from being a closed state simultaneously even in a case where the passage changeover valve temporarily breaks down, and surely prevent an exhaust gas passage from being closed in a state where an engine is working, in an exhaust emission control system.SOLUTION: An exhaust emission control system of a ship 1 includes as an exhaust passage 30 of an engine 25 mounted on the ship 1: a main passage 31 communicating with the outside; and a bypass passage 32 branched from the middle part of the main passage 31. In the main passage 31 and the bypass passage 32, fluid operation type changeover valves 37, 38 for opening/closing each passage are arranged. Each of the changeover valves is a normally open type.

Description

本願発明は、船舶搭載用のエンジンから排出される排気ガス中の有害成分を除去する排気ガス浄化システムに関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification system that removes harmful components in exhaust gas discharged from a ship-mounted engine.

従来、例えばタンカーや輸送船等の船舶においては、各種補機、荷役装置、照明、空調その他の機器類の消費する電力量が膨大であり、これらの電気系統に電力を供給するために、ディーゼルエンジンと、当該ディーゼルエンジンの駆動にて発電する発電機とを組み合わせてなるディーゼル発電機を備えている(例えば特許文献1等参照)。ディーゼルエンジンは、内燃機関の中で最もエネルギー効率の高いものの1つであることが知られており、単位出力当りの排気ガスに含まれる二酸化炭素量が少ない。しかも、例えば重油のような低質の燃料を使用できるため経済的にも優れるという利点がある。   Conventionally, in a ship such as a tanker or a transport ship, the amount of electric power consumed by various auxiliary machines, cargo handling devices, lighting, air conditioning and other equipment is enormous. In order to supply electric power to these electric systems, diesel A diesel generator is provided that combines an engine and a generator that generates electricity by driving the diesel engine (see, for example, Patent Document 1). Diesel engines are known to be one of the most energy efficient types of internal combustion engines, and the amount of carbon dioxide contained in exhaust gas per unit output is small. In addition, since a low-quality fuel such as heavy oil can be used, there is an advantage that it is economically excellent.

ディーゼルエンジンの排気ガス中には、二酸化炭素以外に、窒素酸化物、硫黄酸化物及び粒子状物質等も多く含まれている。これらは、主に燃料である重油に由来して生成されるものであり、環境保全の妨げになる有害物質である。特に窒素酸化物(以下、NOxという)は、人体に有害で且つ強い酸性を呈するものであり、酸性雨の原因とも考えられている。従って、例えば船舶のように、ディーゼル発電機を駆動させる機械では、NOxの排出量が極めて多く、地球環境に与える負担が大きいと解される。   Diesel engine exhaust gas contains a large amount of nitrogen oxides, sulfur oxides, particulate matter and the like in addition to carbon dioxide. These are mainly derived from heavy oil, which is a fuel, and are harmful substances that hinder environmental conservation. In particular, nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) are harmful to human bodies and exhibit strong acidity, and are also considered to cause acid rain. Accordingly, it is understood that a machine that drives a diesel generator, such as a ship, has a very large amount of NOx emission and a large burden on the global environment.

NOxを大幅に浄化する後処理の手段としては、還元剤に尿素を使用した選択触媒還元法(以下、SCR法という)が一般化している。SCR法では一般に、Ti等の酸化物の担体にVやCr等の活性成分を担持させた材料からなるハニカム構造のNOx触媒を用いている。NOx触媒の上流側に還元剤水溶液としての尿素水を噴霧すると、尿素水が排気ガスの熱で加水分解されてアンモニアが生成し、アンモニアが還元剤としてNOxに作用し、NOxを無害な窒素と水とに分解する。   A selective catalytic reduction method (hereinafter referred to as an SCR method) using urea as a reducing agent has been generalized as a post-treatment means for greatly purifying NOx. In general, the SCR method uses a NOx catalyst having a honeycomb structure made of a material in which an active component such as V or Cr is supported on an oxide carrier such as Ti. When urea water as a reducing agent aqueous solution is sprayed on the upstream side of the NOx catalyst, the urea water is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas to generate ammonia, which acts on NOx as a reducing agent, and converts NOx into harmless nitrogen. Decomposes into water.

特開2006−341742号公報JP 2006-341742 A

地球環境に配慮すれば、排気ガス中のNOxを可及的に除去することが必要であり、公海領海を問わず一律に規制するのが好ましいが、現状では、ディーゼルエンジンに関する高次の排ガス規制が適用されるのに伴い、NOxに関して規制海域を設ける予定になっている。前述のように、NOx触媒はハニカム構造であるため、排気ガス中のすすや微粒子によって閉塞するおそれがある。また、NOx触媒は、排気ガス中の硫黄成分やこれに由来する生成物によって性能が劣化する。NOx触媒の寿命を可及的に延ばして、ランニングコスト低減と規制海域での確実な規制遵守とを図るには、規制海域外の航行中はNOx触媒を排気ガスに晒さないようにすることが考えられる。   In consideration of the global environment, it is necessary to remove NOx in the exhaust gas as much as possible, and it is preferable to regulate it uniformly regardless of the high seas territorial waters. As a result of this, a regulatory sea area will be established for NOx. As described above, since the NOx catalyst has a honeycomb structure, it may be clogged with soot and fine particles in the exhaust gas. Further, the performance of the NOx catalyst is degraded by sulfur components in the exhaust gas and products derived therefrom. In order to extend the life of the NOx catalyst as much as possible to reduce running costs and ensure compliance with regulations in the regulated sea area, it is necessary not to expose the NOx catalyst to exhaust gas during navigation outside the regulated sea area. Conceivable.

そこで、本願出願人は従前、エンジンの排気経路中に、NOx触媒を収容する浄化ケーシングを設け、排気経路のうち浄化ケーシングの上流側から、NOx触媒を通過せずに排気ガスを迂回させるバイパス経路を分岐させることを提案した(例えば特開2010−71149号公報等参照)。この場合、規制海域内の航行中は排気ガスを浄化ケーシング側に送り、規制海域外の航行中は排気ガスをバイパス経路側に送る。ここで、浄化ケーシン
グ側及びバイパス経路側のそれぞれに経路切換バルブを設けて排気ガスの経路を切換えるものがある。このため、NOx触媒を長寿命化させることが可能になり、ランニングコスト低減や長時間の浄化性能維持が可能という利点がある。
Therefore, the applicant of the present application has previously provided a purification casing that accommodates the NOx catalyst in the exhaust path of the engine, and bypasses the exhaust gas from the upstream side of the purification casing in the exhaust path without bypassing the NOx catalyst. Has been proposed (see, for example, JP 2010-71149 A). In this case, exhaust gas is sent to the purification casing side during navigation in the restricted sea area, and exhaust gas is sent to the bypass path side during navigation outside the restricted sea area. Here, there is one that switches a path of exhaust gas by providing a path switching valve on each of the purification casing side and the bypass path side. For this reason, it becomes possible to extend the life of the NOx catalyst, and there is an advantage that the running cost can be reduced and the purification performance can be maintained for a long time.

しかし、浄化ケーシング側及びバイパス経路側のそれぞれに経路切換バルブを設け、各経路切換バルブを単独で作動させる構成では、仮に前記経路切換バルブが故障した場合に、両方の経路切換バルブが同時に閉状態になって排気ガス経路を閉塞してしまう恐れがある。そして、もしエンジンが作動した状態で上記のように排気ガス経路が閉塞されてしまうと、排気ガスの逃げ道が無くなり、前記エンジンが停止してしまうという問題がある。   However, in the configuration in which a path switching valve is provided on each of the purification casing side and the bypass path side and each path switching valve is operated independently, if the path switching valve fails, both path switching valves are closed simultaneously. This may cause the exhaust gas path to be blocked. If the exhaust gas path is blocked as described above while the engine is operating, there is a problem that the exhaust gas escape path disappears and the engine stops.

本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施した船舶の排気ガス浄化システムを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a ship exhaust gas purification system which has been improved by examining the above-described present situation.

請求項1の発明に係る船舶の排気ガス浄化システムは、船舶搭載用のエンジンの排気経路として、外部に連通するメイン経路と、前記メイン経路の中途部から分岐したバイパス経路とを備える船舶の排気ガス浄化システムにおいて、前記メイン経路と前記バイパス経路とには、前記各経路を開閉する流体作動式の切換バルブを配置し、前記各切換バルブをノーマリーオープンタイプに構成しているというものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a ship exhaust gas purification system including a main path communicating with the outside and a bypass path branched from a midway portion of the main path as an exhaust path of a ship-mounted engine. In the gas purification system, a fluid-operated switching valve that opens and closes each path is disposed in the main path and the bypass path, and each switching valve is configured as a normally open type. .

請求項2の発明は、請求項1に記載した船舶の排気ガス浄化システムにおいて、排気ガス移動方向を前記両経路の一方に切り換える場合は、前記両切換バルブへの流体供給をオフにし、前記両切換バルブを開状態にしてから、閉状態にする一方の切換バルブに流体供給するように構成しているというものである。   According to a second aspect of the present invention, in the ship exhaust gas purification system according to the first aspect, when the exhaust gas movement direction is switched to one of the two paths, the fluid supply to the two switching valves is turned off, After the switching valve is opened, fluid is supplied to one switching valve that is closed.

本願発明によると、前記各経路を開閉する流体作動式の切換バルブをノーマリーオープンタイプに構成しているので、エンジンが作動している状態で、排気ガス経路の切換え時等において前記両切換えバルブへの流体供給が同時にオフになった場合でも、前記メイン経路及び前記バイパス経路が同時に閉状態になることがない。したがって、仮に前記切換バルブが故障した場合でも、エンジンが作動している状態で排気ガス経路が閉塞してしまうことがなく、前記エンジンが停止することを防止できる。   According to the present invention, since the fluid-operated switching valve that opens and closes each path is configured as a normally open type, the switching valve is used when the exhaust gas path is switched while the engine is operating. Even when the fluid supply to is simultaneously turned off, the main path and the bypass path are not simultaneously closed. Therefore, even if the switching valve fails, the exhaust gas path is not blocked while the engine is operating, and the engine can be prevented from stopping.

船舶の全体側面図である。It is the whole ship side view. 図1のII−II視正面断面図である。It is II-II front sectional drawing of FIG. 複合ケーシングの正面図である。It is a front view of a composite casing. 複合ケーシングの側面図である。It is a side view of a composite casing. 複合ケーシングの背面図である。It is a rear view of a composite casing. 複合ケーシングの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a composite casing. 排気ミキサーの内部構造を示す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view which shows the internal structure of an exhaust mixer. 排気ミキサーを排気ガス移動方向上流側から見た正面図である。It is the front view which looked at the exhaust mixer from the exhaust gas moving direction upstream. 排気ミキサーの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of an exhaust mixer. 排気ミキサーから複合ケーシングに向かう排気ガス流れを説明する側面断面図である。It is side surface sectional drawing explaining the exhaust gas flow which goes to a composite casing from an exhaust mixer. 切換バルブを作動させる流体流通配管の回路図である。It is a circuit diagram of the fluid circulation piping which operates a switching valve. 排気経路の切換動作を説明する概略図である。It is the schematic explaining the switching operation | movement of an exhaust path.

以下に、本願発明を具体化した実施形態を、船舶に搭載されたディーゼル発電機に適用
した場合の図面に基づいて説明する。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings when applied to a diesel generator mounted on a ship.

(1).船舶の概要
まず始めに、図1を参照しながら、第1実施形態における船舶1の概要について説明する。第1実施形態の船舶1は、船体2と、船体2の船尾側に設けたキャビン3(船橋)と、キャビン3の後方に配置したファンネル4(煙突)と、船体2の後方下部に設けたプロペラ5及び舵6とを備えている。この場合、船尾側の船底7にスケグ8を一体形成している。スケグ8には、プロペラ5を回転駆動させる推進軸9を軸支している。船体2内の船首側及び中央部には船倉10を設けている。船体2内の船尾側には機関室11を設けている。
(1). Outline of Ship First, an outline of the ship 1 in the first embodiment will be described with reference to FIG. The ship 1 according to the first embodiment is provided in a hull 2, a cabin 3 (bridge) provided on the stern side of the hull 2, a funnel 4 (chimney) arranged behind the cabin 3, and a lower rear part of the hull 2. A propeller 5 and a rudder 6 are provided. In this case, the skeg 8 is integrally formed on the bottom 7 of the stern side. A propeller shaft 9 that rotationally drives the propeller 5 is supported on the skeg 8. A hold 10 is provided on the bow side and the center in the hull 2. An engine room 11 is provided on the stern side in the hull 2.

機関室11には、プロペラ5の駆動源である主エンジン21(第1実施形態ではディーゼルエンジン)及び減速機22と、船体2内の電気系統に電力を供給するための発電装置23とを配置している。主エンジン21から減速機22を経由した回転動力によって、プロペラ5が回転駆動する。機関室11の内部は、上甲板13、第2甲板14、第3甲板15及び内底板16によって上下に仕切られている。第1実施形態では、機関室11最下段の内底板16上に主エンジン21及び減速機22を据え付け、機関室11中段の第3甲板15上に発電装置23を据え付けている。なお、詳細な図示は省略するが、船倉10は複数の区画に分割している。   In the engine room 11, a main engine 21 (diesel engine in the first embodiment) and a speed reducer 22 that are driving sources of the propeller 5, and a power generation device 23 for supplying electric power to the electrical system in the hull 2 are arranged. doing. The propeller 5 is rotationally driven by the rotational power from the main engine 21 via the speed reducer 22. The interior of the engine room 11 is partitioned vertically by an upper deck 13, a second deck 14, a third deck 15, and an inner bottom plate 16. In the first embodiment, the main engine 21 and the speed reducer 22 are installed on the inner bottom plate 16 at the lowest stage of the engine room 11, and the power generator 23 is installed on the third deck 15 at the middle stage of the engine room 11. Although detailed illustration is omitted, the hold 10 is divided into a plurality of sections.

図2に示すように、発電装置23は、ディーゼル発電機24を複数基(第1実施形態では3台)備えたものである。ディーゼル発電機24は、発電用エンジン25(第1実施形態ではディーゼルエンジン)と、発電用エンジン25の駆動によって発電する発電機26とを組み合わせて構成される。ディーゼル発電機24は基本的に、船体2内の必要電力量に対応して効率的に稼働するように構成している。例えば大量の電力を消費する出入航時等には、全てのディーゼル発電機24を稼働させ、比較的電力消費の少ない停泊時等には、任意の台数のディーゼル発電機24を稼働させる。各発電機26の作動によって生じた発電電力は船体2内の電気系統に供給される。詳細な図示は省略するが、電力トランスデューサが各発電機26に電気的に接続している。電力トランスデューサは各発電機26による発電電力を検出するものである。   As shown in FIG. 2, the power generator 23 includes a plurality of diesel generators 24 (three in the first embodiment). The diesel generator 24 is configured by combining a power generation engine 25 (a diesel engine in the first embodiment) and a power generator 26 that generates power by driving the power generation engine 25. The diesel generator 24 is basically configured to operate efficiently in accordance with the required power amount in the hull 2. For example, all the diesel generators 24 are operated at the time of entry / exit that consumes a large amount of power, and an arbitrary number of diesel generators 24 are operated at the time of berthing where the power consumption is relatively low. The generated power generated by the operation of each generator 26 is supplied to the electrical system in the hull 2. Although not shown in detail, a power transducer is electrically connected to each generator 26. The power transducer detects power generated by each generator 26.

(2).発電装置の排気系統
次に、図2〜図6を参照しながら、発電装置23の排気系統について説明する。各発電用エンジン25には、空気取り込み用の吸気経路(図示省略)と排気ガス排出用の排気経路30とを接続している。吸気経路を通じて取り込まれた空気は、発電用エンジン25の各気筒内(吸気行程の気筒内)に送られる。各気筒の圧縮行程完了時に、燃料タンクから吸い上げた燃料を燃料噴射装置によって気筒毎の燃焼室内に圧送し、各燃焼室によって混合気の自己着火燃焼に伴う膨張行程が行われる。
(2). Next, an exhaust system of the power generation device 23 will be described with reference to FIGS. Each power generation engine 25 is connected to an intake path (not shown) for air intake and an exhaust path 30 for exhaust gas discharge. The air taken in through the intake path is sent into each cylinder of the power generation engine 25 (inside the cylinder in the intake stroke). When the compression stroke of each cylinder is completed, the fuel sucked up from the fuel tank is pumped into the combustion chamber of each cylinder by the fuel injection device, and the expansion stroke accompanying the self-ignition combustion of the air-fuel mixture is performed by each combustion chamber.

各発電用エンジン25の排気経路30は、ファンネル4まで延びていて外部に直接連通している。前述の通り、発電用エンジン25は三基あるため、排気経路30は三本存在する。各発電用エンジン25の排気経路30は、ファンネル4まで延びたメイン経路31と、メイン経路31の中途部から分岐したバイパス経路32と、メイン経路31とバイパス経路32との両方に連通する複合ケーシング33とを備えている。すなわち、第1実施形態では発電用エンジン25を複数基搭載し、各発電用エンジン25に対して、メイン経路31、バイパス経路32及び複合ケーシング33等からなる排気ガス浄化システムを一対一対応させている。   The exhaust passage 30 of each power generation engine 25 extends to the funnel 4 and directly communicates with the outside. As described above, since there are three power generation engines 25, there are three exhaust paths 30. The exhaust path 30 of each power generation engine 25 includes a main path 31 extending to the funnel 4, a bypass path 32 branched from a middle portion of the main path 31, and a composite casing communicating with both the main path 31 and the bypass path 32. 33. That is, in the first embodiment, a plurality of power generation engines 25 are mounted, and an exhaust gas purification system including the main path 31, the bypass path 32, the composite casing 33, and the like is associated with each power generation engine 25 on a one-to-one basis. Yes.

複合ケーシング33は、耐熱金属材料製で略筒状(第1実施形態では角筒状)に構成していて、各発電用エンジン25を配置した第3甲板15よりも上方に配置している。この
場合、複合ケーシング33は機関室11の上部側(機関室11上段の第2甲板14上)に位置している。複合ケーシング33内のメイン経路31側には、発電用エンジン25の排気ガス中にあるNOxの還元を促す選択触媒還元装置としてのNOx触媒34及びスリップ処理触媒35(詳細は後述する)を収容している。バイパス経路32は、NOx触媒34及びスリップ処理触媒35を通さずに排気ガスを迂回させるための経路である。複合ケーシング33の排気出口部42(スリップ処理触媒35より排気ガス移動方向下流側(以下、単に下流側という))では、メイン経路31とバイパス経路32とを合流させている。なお、選択触媒還元装置としては、スリップ処理触媒35をなくしてNOx触媒34のみにしたものでもよい。
The composite casing 33 is made of a heat-resistant metal material and has a substantially cylindrical shape (in the first embodiment, a rectangular tube shape), and is disposed above the third deck 15 on which the power generation engines 25 are disposed. In this case, the composite casing 33 is located on the upper side of the engine room 11 (on the second deck 14 on the upper stage of the engine room 11). On the main path 31 side in the composite casing 33, a NOx catalyst 34 and a slip treatment catalyst 35 (details will be described later) serving as a selective catalyst reduction device that promotes reduction of NOx in the exhaust gas of the power generation engine 25 are accommodated. ing. The bypass path 32 is a path for bypassing the exhaust gas without passing through the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35. The main path 31 and the bypass path 32 are merged at the exhaust outlet portion 42 of the composite casing 33 (the downstream side in the exhaust gas movement direction (hereinafter simply referred to as the downstream side) from the slip treatment catalyst 35). As the selective catalyst reduction device, the NOx catalyst 34 may be used without the slip treatment catalyst 35.

複合ケーシング33外にあるメイン経路31とバイパス経路32との分岐部には、排気ガス移動方向をメイン経路31とバイパス経路32とに切り換える経路切換部材として、流体作動式の切換バルブであるメイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38を設けている。本実施形態のメイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38は、単作動式の切換えバルブにより構成している。流体作動式の単作動切換バルブの一例として、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38を空気作動式バタフライバルブにより構成することが考えられる。そして、メイン側切換バルブ37は、メイン経路31における複合ケーシング33への入口側に設けている。また、バイパス側切換バルブ38は、バイパス経路32における複合ケーシング33への入口側に設けている。   At the branch portion between the main path 31 and the bypass path 32 outside the composite casing 33, the main side which is a fluid-operated switching valve is used as a path switching member for switching the exhaust gas movement direction between the main path 31 and the bypass path 32. A switching valve 37 and a bypass side switching valve 38 are provided. The main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38 of the present embodiment are configured by a single-acting switching valve. As an example of the fluid-actuated single-acting switching valve, it is conceivable that the main-side switching valve 37 and the bypass-side switching valve 38 are composed of air-actuated butterfly valves. The main side switching valve 37 is provided on the inlet side to the composite casing 33 in the main path 31. The bypass side switching valve 38 is provided on the inlet side to the composite casing 33 in the bypass path 32.

次に、図3〜図6を参照しながら、複合ケーシング33の構造について説明する。前述の通り、複合ケーシング33はメイン経路31とバイパス経路32との両方に連通している。複合ケーシング33内のメイン経路31側は、排気ガス移動方向上流側(以下、単に上流側という)から順に、排気ガス中のNOxの還元を促進させるNOx触媒34と、余分に供給された還元剤(尿素水(尿素水溶液)、より詳しくは加水分解後のアンモニア)の酸化処理を促進させるスリップ処理触媒35とを直列に並べて収容している。各触媒34,35は、多孔質な(ろ過可能な)隔壁にて区画された多数個のセルからなるハニカム構造になっており、例えばアルミナ、ジルコニア、バナジア/チタニア又はゼオライト等の触媒金属を有している。   Next, the structure of the composite casing 33 will be described with reference to FIGS. As described above, the composite casing 33 communicates with both the main path 31 and the bypass path 32. The main path 31 side in the composite casing 33 includes, in order from the upstream side in the exhaust gas movement direction (hereinafter simply referred to as the upstream side), a NOx catalyst 34 that promotes reduction of NOx in the exhaust gas, and an excessively supplied reducing agent. A slip treatment catalyst 35 that promotes an oxidation treatment of (urea water (urea aqueous solution), more specifically, ammonia after hydrolysis) is accommodated in series. Each of the catalysts 34 and 35 has a honeycomb structure composed of a large number of cells partitioned by porous (filterable) partition walls, and has a catalytic metal such as alumina, zirconia, vanadia / titania or zeolite. doing.

NOx触媒34は、後述する尿素水噴射ノズル61からの尿素水の加水分解にて生じたアンモニアを還元剤として排気ガス中のNOxを選択還元することによって、複合ケーシング33内のメイン経路31側に送られた排気ガスを浄化する。また、スリップ処理触媒36は、NOx触媒34から流出した未反応(余剰)のアンモニアを酸化して無害な窒素にする。この場合、複合ケーシング33内のメイン経路31側では、下記の反応式:
(NHCO+HO → 2NH+CO(加水分解)
NO+NO+2NH → 2N+3HO(NOx触媒62での反応)
4NH+3O → 2N+6HO(スリップ処理触媒63での反応)
が生ずる。
The NOx catalyst 34 selectively reduces NOx in the exhaust gas to the main path 31 side in the composite casing 33 by using ammonia generated by hydrolysis of urea water from the urea water injection nozzle 61 described later as a reducing agent. The sent exhaust gas is purified. The slip treatment catalyst 36 oxidizes unreacted (surplus) ammonia flowing out of the NOx catalyst 34 to harmless nitrogen. In this case, on the main path 31 side in the composite casing 33, the following reaction formula:
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → 2NH 3 + CO 2 (hydrolysis)
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (reaction with NOx catalyst 62)
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (reaction at slip treatment catalyst 63)
Will occur.

図6に詳細に示すように、複合ケーシング33内には、メイン経路31とバイパス経路32との両方を並べて設けている。この場合、複合ケーシング33内には、排気ガス移動方向に沿って延びる仕切板40を配置している。仕切板40の存在によって、複合ケーシング内33をメイン経路31側とバイパス経路32側とに区画している。仕切板40で複合ケーシング33内を区画することによって、排気ガスがバイパス経路32を通過する際に、排気ガスの熱を用いて、メイン経路31側にあるNOx触媒34及びスリップ処理触媒35を暖機することが可能である。このため、排気ガスを浄化するか否かに拘らず、NOx触媒34及びスリップ処理触媒35を常時暖機して、活性化状態の維持を簡単に行える。メイン側経路31を排気ガスが通過する際は暖機運転が不要になるから、早急な排気ガス浄化が可能になる。   As shown in detail in FIG. 6, both the main path 31 and the bypass path 32 are provided side by side in the composite casing 33. In this case, a partition plate 40 extending along the exhaust gas movement direction is disposed in the composite casing 33. The presence of the partition plate 40 partitions the composite casing 33 into a main path 31 side and a bypass path 32 side. By partitioning the inside of the composite casing 33 with the partition plate 40, when the exhaust gas passes through the bypass path 32, the heat of the exhaust gas is used to warm the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35 on the main path 31 side. Is possible. For this reason, regardless of whether or not the exhaust gas is purified, the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35 can always be warmed up to easily maintain the activated state. When exhaust gas passes through the main-side path 31, warm-up operation is not necessary, so that exhaust gas purification can be performed quickly.

仕切板40の上流側端部は、複合ケーシング33内のメイン経路31側のうちNOx触媒62より上流側にある排気入口部41の前部内面に突き合わせて固着している。複合ケーシング33内のメイン経路31側の排気入口部41は、上流側に向かうに連れて断面積を縮小するような先窄まりのテーパー状(錐形状)に形成している。これに対して仕切板40の下流側端部は、複合ケーシング33のうちスリップ処理触媒35より下流側にある排気出口部42内で途切れている。このため、複合ケーシング33の排気出口部42において、メイン経路31側とバイパス経路32側とが合流する。   The upstream end of the partition plate 40 is abutted and fixed to the front inner surface of the exhaust inlet 41 located upstream of the NOx catalyst 62 in the main path 31 side in the composite casing 33. The exhaust inlet 41 on the main path 31 side in the composite casing 33 is formed in a tapered shape (conical shape) that decreases in cross-sectional area toward the upstream side. On the other hand, the downstream end portion of the partition plate 40 is interrupted in the exhaust outlet portion 42 on the downstream side of the slip treatment catalyst 35 in the composite casing 33. For this reason, in the exhaust outlet part 42 of the composite casing 33, the main path 31 side and the bypass path 32 side merge.

複合ケーシング33の一側面には、NOx触媒34の上流側とスリップ処理触媒35の上流側とに、噴気体としての噴気ノズル43を複数個取り付けている。第1実施形態では、NOx触媒34の上流側に三個の噴気ノズル43を複合ケーシング33の一側面に設け、スリップ処理触媒35の上流側にも三個の噴気ノズル43を複合ケーシング33の一側面に設けている。各噴気ノズル43によって、気体供給源(図示省略)からの圧縮気体(空気)をNOx触媒34やスリップ処理触媒35に向けて吹き付ける。噴気ノズル43の作用によって、使用中に複合ケーシング33内のメイン経路31側に溜まった煤塵を強制的に除去できる。   On one side of the composite casing 33, a plurality of jet nozzles 43 serving as jets are attached to the upstream side of the NOx catalyst 34 and the upstream side of the slip treatment catalyst 35. In the first embodiment, three jet nozzles 43 are provided on one side of the composite casing 33 on the upstream side of the NOx catalyst 34, and three jet nozzles 43 are provided on one side of the composite casing 33 on the upstream side of the slip treatment catalyst 35. It is provided on the side. Compressed gas (air) from a gas supply source (not shown) is blown toward the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35 by each blast nozzle 43. By the action of the blow nozzle 43, the dust accumulated on the main path 31 side in the composite casing 33 during use can be forcibly removed.

複合ケーシング33の他側面には、複数の点検開口窓44(第1実施形態では三箇所)を形成している。各点検開口窓44は、複合ケーシング33内部や、噴気ノズル43、NOx触媒34及びスリップ処理触媒35の点検、並びにメンテナンスのために形成したものである。各点検開口窓44は通常、蓋カバー45によって開閉可能に塞いでいる。各蓋カバー45は、対応する点検開口窓44の周縁部にボルトによって着脱可能に締結している。   A plurality of inspection opening windows 44 (three locations in the first embodiment) are formed on the other side surface of the composite casing 33. Each inspection opening window 44 is formed for the inspection and maintenance of the inside of the composite casing 33, the jet nozzle 43, the NOx catalyst 34, and the slip treatment catalyst 35. Each inspection opening window 44 is normally closed by a lid cover 45 so as to be opened and closed. Each lid cover 45 is detachably fastened to the peripheral edge of the corresponding inspection opening window 44 with a bolt.

複合ケーシング33の排気入口部41前面側には、メイン側流入口47とバイパス側流入口48とを形成している。メイン側流入口47が複合ケーシング33内のメイン経路31側に連通し、バイパス側流入口48が複合ケーシング33内のバイパス経路32側に連通している。複合ケーシング33の排気入口部41の前部外面側には、メイン側流入口47に連通するメイン側導入管51と、バイパス側流入口48に連通するバイパス側導入管52とを設けている。メイン側導入管51とバイパス側導入管52とは、それぞれ中継管55,56を介して二股配管53に連結している。この場合、二股配管53のメイン側出口部57に、フランジを介してメイン側中継管55の入口側を締結している。メイン側中継管55の他端側は、メイン側導入管51に連通している。二股配管53のバイパス側出口部58には、フランジを介してバイパス側中継管56の入口側を締結している。バイパス側中継管56の出口側は、長さ調節用である蛇腹構造の調節管69を介してバイパス側導入管52を締結している。   A main side inlet 47 and a bypass side inlet 48 are formed on the front side of the exhaust inlet 41 of the composite casing 33. The main side inlet 47 communicates with the main path 31 in the composite casing 33, and the bypass side inlet 48 communicates with the bypass path 32 in the composite casing 33. A main-side introduction pipe 51 that communicates with the main-side inlet 47 and a bypass-side introduction pipe 52 that communicates with the bypass-side inlet 48 are provided on the front outer surface side of the exhaust inlet 41 of the composite casing 33. The main side introduction pipe 51 and the bypass side introduction pipe 52 are connected to the bifurcated pipe 53 via relay pipes 55 and 56, respectively. In this case, the inlet side of the main relay pipe 55 is fastened to the main outlet part 57 of the bifurcated pipe 53 via a flange. The other end side of the main side relay pipe 55 communicates with the main side introduction pipe 51. An inlet side of the bypass side relay pipe 56 is fastened to the bypass side outlet portion 58 of the bifurcated pipe 53 via a flange. The outlet side of the bypass side relay pipe 56 is fastened with a bypass side introduction pipe 52 via an adjustment pipe 69 having a bellows structure for adjusting the length.

詳細な図示は省略するが、二股配管53の入口部59は、メイン経路31の上流側にフランジを介して連結している。二股配管53は、メイン経路31とバイパス経路32との分岐部に相当する。複合ケーシング33内のメイン経路31側に連通する二股配管53のメイン側出口部57内に、メイン側切換バルブ37を設けている。複合ケーシング33内のバイパス経路32側に連通する二股配管53のバイパス側出口部58内に、バイパス側切換バルブ38を設けている。複合ケーシング33の排気出口部42後面側に、流出口49をメイン経路31側に寄せて形成している。複合ケーシング33の排気出口部42の後部外面側に、流出口49に連通する排気排出管60を設けている。排気排出管60は、メイン経路31の下流側にフランジを介して連結している。   Although not shown in detail, the inlet 59 of the bifurcated pipe 53 is connected to the upstream side of the main path 31 via a flange. The bifurcated pipe 53 corresponds to a branch portion between the main path 31 and the bypass path 32. A main-side switching valve 37 is provided in the main-side outlet 57 of the bifurcated pipe 53 that communicates with the main path 31 side in the composite casing 33. A bypass-side switching valve 38 is provided in the bypass-side outlet 58 of the bifurcated pipe 53 that communicates with the bypass path 32 in the composite casing 33. On the rear surface side of the exhaust outlet portion 42 of the composite casing 33, an outlet 49 is formed close to the main path 31 side. An exhaust discharge pipe 60 communicating with the outflow port 49 is provided on the rear outer surface side of the exhaust outlet portion 42 of the composite casing 33. The exhaust discharge pipe 60 is connected to the downstream side of the main path 31 via a flange.

メイン経路31のうちメイン側切換バルブ37と複合ケーシング33に連結したメイン側導入管51との間には、上流側から順に、排気ガスに還元剤である尿素水を供給する還
元剤供給装置の還元剤噴射体としての尿素水噴射ノズル61と、排気ガスと尿素水とを混合させる排気ミキサー62とを配置している。還元剤供給装置は、尿素水を貯留する尿素水タンク(図示省略)と、尿素水タンクから尿素水を吸い上げるフィードポンプ(図示省略)と、メイン側中継管55に設けた尿素水噴射ノズル61とを備えている。フィードポンプの駆動によって尿素水タンクから尿素水噴射ノズル61に尿素水を送り、尿素水噴射ノズル61からメイン側中継管55内に尿素水を霧状に噴射するように構成している。
Between the main side switching valve 37 and the main side introduction pipe 51 connected to the composite casing 33 in the main path 31, a reducing agent supply device that supplies urea water as a reducing agent to exhaust gas in order from the upstream side. A urea water injection nozzle 61 as a reducing agent injection body and an exhaust mixer 62 for mixing exhaust gas and urea water are arranged. The reducing agent supply device includes a urea water tank (not shown) for storing urea water, a feed pump (not shown) for sucking urea water from the urea water tank, and a urea water injection nozzle 61 provided in the main-side relay pipe 55. It has. The urea water is sent from the urea water tank to the urea water injection nozzle 61 by driving the feed pump, and the urea water is injected from the urea water injection nozzle 61 into the main relay pipe 55 in the form of a mist.

なお、メイン側中継管55において尿素水噴射ノズル61の近傍には、尿素水噴射ノズル61の点検及びメンテナンス等のためのノズル点検窓63を設けている。ノズル点検窓63も、前述の各点検開口窓44と同様に、通常は蓋カバー64によって開閉可能に塞いでいる。蓋カバー64は、ノズル点検窓63の周縁部にボルトによって着脱可能に締結している。   A nozzle inspection window 63 for inspection and maintenance of the urea water injection nozzle 61 is provided in the vicinity of the urea water injection nozzle 61 in the main side relay pipe 55. The nozzle inspection window 63 is also normally closed with a lid cover 64 so that it can be opened and closed in the same manner as the inspection opening windows 44 described above. The lid cover 64 is detachably fastened to the peripheral edge of the nozzle inspection window 63 with bolts.

メイン側中継管55とメイン側導入管51との間に排気ミキサー62を設けている。排気ミキサー62は、メイン側中継管55に設けた尿素水噴射ノズル61から所定距離だけ下流側に位置している。この場合の所定距離は、尿素水噴射ノズル61から噴射した尿素水を、メイン側中継管55内でアンモニアに加水分解させるのに必要な距離である。図7〜図10に示すように、第1実施形態の排気ミキサー62は、メイン側中継管55及びメイン側導入管51と同一内径に形成した筒状のミキサー管体71と、ミキサー管体71の内周側に設けた複数枚の混合フィン72(第1実施形態では四枚)と、ミキサー管体71の軸芯に位置する軸芯体73とを備えていて、混合フィン72群及び軸芯体73によって、排気ミキサー62を通過する排気ガス及び霧状の尿素水に旋回流を生じさせるように構成している。   An exhaust mixer 62 is provided between the main side relay pipe 55 and the main side introduction pipe 51. The exhaust mixer 62 is located downstream from the urea water injection nozzle 61 provided in the main-side relay pipe 55 by a predetermined distance. The predetermined distance in this case is a distance necessary for hydrolyzing the urea water injected from the urea water injection nozzle 61 into ammonia in the main-side relay pipe 55. As shown in FIGS. 7 to 10, the exhaust mixer 62 according to the first embodiment includes a cylindrical mixer pipe 71 having the same inner diameter as the main-side relay pipe 55 and the main-side introduction pipe 51, and the mixer pipe 71. A plurality of mixing fins 72 (four in the first embodiment) provided on the inner peripheral side of the, and a shaft core body 73 located at the shaft core of the mixer tube 71. The core body 73 is configured to generate a swirling flow in the exhaust gas passing through the exhaust mixer 62 and the mist-like urea water.

各混合フィン72は、排気ガスの流れを旋回流にするための部材であり、ミキサー管体71の内周側に軸芯体73を中心として放射状に配置している。この場合、各混合フィン72の半径方向内側の側端面を軸芯体73に固着し、各混合フィン72の半径方向外側の側端面をミキサー管体71の内周面に固着している。各混合フィン72は、ミキサー管体71の円周方向に沿って等角度ごとに位置している(軸芯体73を中心とする点対称状に位置している)。なお、混合フィン72の枚数は第1実施形態の四枚に限るものではない。   Each mixing fin 72 is a member for turning the exhaust gas flow into a swirling flow, and is arranged radially on the inner peripheral side of the mixer tube 71 with the shaft core 73 as the center. In this case, the radially inner side end surface of each mixing fin 72 is fixed to the shaft core 73, and the radially outer side end surface of each mixing fin 72 is fixed to the inner peripheral surface of the mixer tube 71. Each mixing fin 72 is located at equal angles along the circumferential direction of the mixer tube 71 (positioned symmetrically about the shaft core 73). The number of mixing fins 72 is not limited to the four in the first embodiment.

各混合フィン72の上流側と下流側とは、排気ガス移動方向(ミキサー管体71等の軸芯方向)に対してそれぞれ所定角度をなすように構成している。すなわち、各混合フィン72は排気ガス移動方向の中途部で屈曲している。この場合、排気ガス移動方向に対する上流側フィン板部72aの角度を傾斜角θ1とし、排気ガス移動方向に対する下流側フィン板部72bの角度を傾斜角θ2とするように、各混合フィン72を屈曲させている。下流側フィン板部72bの傾斜角θ2を上流側フィン板部72aの傾斜角θ1よりも大きく設定している。すなわち、各フィン板部72a,72bの傾斜角θ1,θ2は、上流側よりも下流側のほうが大きくなっている。換言すると、各フィン板部72a,72bの傾斜角θ1,θ2は、上流側から下流側に向かうに連れて連続的又は段階的に大きくなっている。   The upstream side and the downstream side of each mixing fin 72 are configured to make a predetermined angle with respect to the exhaust gas movement direction (axial center direction of the mixer tube 71 etc.). That is, each mixing fin 72 is bent in the middle of the exhaust gas movement direction. In this case, each mixing fin 72 is bent so that the angle of the upstream fin plate portion 72a with respect to the exhaust gas movement direction is the inclination angle θ1, and the angle of the downstream fin plate portion 72b with respect to the exhaust gas movement direction is the inclination angle θ2. I am letting. The inclination angle θ2 of the downstream fin plate portion 72b is set larger than the inclination angle θ1 of the upstream fin plate portion 72a. That is, the inclination angles θ1 and θ2 of the fin plate portions 72a and 72b are larger on the downstream side than on the upstream side. In other words, the inclination angles θ1 and θ2 of the fin plate portions 72a and 72b increase continuously or stepwise from the upstream side toward the downstream side.

各混合フィン72の半径方向内側の側端面を支持する軸芯体73の上流側先端部は、上流側に向かうに連れて断面積を縮小するような先窄まりのテーパー状(錐形状)に形成している。また、軸芯体73の下流側基端部は、下流側に向かうに連れて断面積を縮小するような後窄まりのテーパー状(錐形状)に形成している。このため、ミキサー管体71の軸芯付近に流れ込む排気ガスは、軸芯体73のテーパー状の上流側先端部によって半径方向外側の各混合フィン72に向けて案内される。   The upstream tip portion of the shaft core 73 that supports the radially inner side end surface of each mixing fin 72 has a tapered shape (conical shape) that decreases in cross-sectional area toward the upstream side. Forming. Further, the downstream base end portion of the shaft core 73 is formed in a taper shape (cone shape) having a rear narrowing that reduces the cross-sectional area toward the downstream side. For this reason, the exhaust gas flowing into the vicinity of the shaft core of the mixer tube 71 is guided toward the mixing fins 72 on the radially outer side by the tapered upstream tip portion of the shaft core 73.

図4及び図5に示すように、複合ケーシング33のメイン経路31側の排気入口部41には、複合ケーシング33内のメイン経路31側に流入する排気ガスの温度を検出するメイン側入口温度センサ65aを配置している。バイパス側中継管56には、複合ケーシング33内のバイパス経路32側に流入する排気ガスの温度を検出するバイパス側入口温度センサ65bを配置している。複合ケーシング33の排気排出管60には、メイン経路31側又はバイパス経路32側を通過した排気ガスの温度を検出する出口温度センサ65cを配置している。   As shown in FIGS. 4 and 5, a main side inlet temperature sensor that detects the temperature of exhaust gas flowing into the main path 31 side in the composite casing 33 is provided in the exhaust path inlet 41 on the main path 31 side of the composite casing 33. 65a is arranged. A bypass side inlet temperature sensor 65 b that detects the temperature of the exhaust gas flowing into the bypass path 32 in the composite casing 33 is disposed in the bypass side relay pipe 56. An outlet temperature sensor 65 c that detects the temperature of the exhaust gas that has passed through the main path 31 side or the bypass path 32 side is disposed in the exhaust discharge pipe 60 of the composite casing 33.

図3〜図5に示すように、複合ケーシング33の上部外周側には、複数の吊り上げ用金具66を一体的に設けている。この場合、略角筒状である複合ケーシング33の互いに平行な位置関係にある二側面の上部側に、二個ずつの吊り上げ用金具66(計四個)を取り付けている。船舶1の組立工場等において、例えばチェンブロックのフック(図示省略)に吊り上げ用金具66群を係止し、チェンブロックによって複合ケーシング33を昇降させ、機関室11の上部側(機関室11上段の第2甲板14上)に複合ケーシング33を簡単に組み付けできる。   As shown in FIGS. 3 to 5, a plurality of lifting metal fittings 66 are integrally provided on the upper outer peripheral side of the composite casing 33. In this case, two lifting metal fittings 66 (four in total) are attached to the upper side of the two side surfaces of the composite casing 33 having a substantially rectangular tube shape in parallel with each other. In an assembly factory of the ship 1, for example, the lifting metal fitting 66 group is locked to a hook (not shown) of a chain block, and the composite casing 33 is moved up and down by the chain block. The composite casing 33 can be easily assembled on the second deck 14).

(3).排気経路切換動作
各排気経路30におけるメイン経路31とバイパス経路32には、それぞれを開閉する開閉部材として、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38が設けられている(実施形態では3組、計6個)。これらメイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38は、排気ガスの通過する経路を選択するために、一方を開けば他方を閉じるという関係になっている。また、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38は、それぞれ対応する発電用エンジン25の状態及び使用燃料の種類に応じて開閉させるように構成されている。
(3). Exhaust path switching operation The main path 31 and the bypass path 32 in each exhaust path 30 are provided with a main side switching valve 37 and a bypass side switching valve 38 as opening and closing members for opening and closing each (in the embodiment, three sets, 6 in total). The main-side switching valve 37 and the bypass-side switching valve 38 have a relationship that when one is opened, the other is closed in order to select a path through which the exhaust gas passes. Further, the main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38 are configured to open and close according to the state of the corresponding power generation engine 25 and the type of fuel used.

バイパス側切換バルブ38が閉じてメイン側切換バルブ37が開いた状態では、膨張行程後の排気行程において、複数台の発電用エンジン25から各メイン経路31に送られた排気ガスが、各メイン経路31を経由してNOx触媒34及びスリップ処理触媒35を経由して浄化処理をされた後、船舶1外に放出される。メイン側切換バルブ37が閉じてバイパス側切換バルブ38が開いた状態では、排気ガスが各バイパス経路32を経由して(NOx触媒34及びスリップ処理触媒35を通過せずに)、直接船舶1外に放出される。   In a state where the bypass side switching valve 38 is closed and the main side switching valve 37 is opened, the exhaust gas sent from the plurality of power generation engines 25 to the main paths 31 in the exhaust stroke after the expansion stroke is transferred to the main paths. After being purified via NOx catalyst 34 and slip treatment catalyst 35 via 31, it is discharged out of ship 1. In a state in which the main side switching valve 37 is closed and the bypass side switching valve 38 is opened, the exhaust gas passes through each bypass path 32 (without passing through the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35) and directly outside the ship 1. To be released.

このように、各排気経路30におけるメイン経路31とバイパス経路32とに、各排気路31,32を開閉する開閉部材としてのメイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38が設けられていると、例えば規制海域内の航行時と規制海域外の航行時のように、排気ガスの浄化処理が必要な場合と不要な場合とにおいて、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38の開閉状態を切り換えるだけで、排気ガスの通過する経路を適宜選択できる。従って、排気ガスの効率よい処理が可能になる。また、例えば排気ガスの浄化処理が不要な場合は、NOx触媒34及びスリップ処理触媒35を避けて外部に直接連通するバイパス経路32側に排気ガスを誘導できる。このため、排気効率のよい状態を維持でき、各発電用エンジン25の出力低下の回避が可能になる。更に、排気ガスの浄化処理が不要な場合は、NOx触媒34及びスリップ処理触媒35が排気ガスにさらされないから、NOx触媒34及びスリップ処理触媒35の寿命延長にも寄与するのである。   Thus, when the main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38 as the opening and closing members for opening and closing the exhaust paths 31 and 32 are provided in the main path 31 and the bypass path 32 in each exhaust path 30, For example, the main switching valve 37 and the bypass switching valve 38 are switched between open and closed states when the exhaust gas purification process is necessary and unnecessary, such as when navigating within the regulated sea area and when navigating outside the regulated sea area. The route through which the exhaust gas passes can be selected as appropriate. Therefore, the exhaust gas can be processed efficiently. For example, when the exhaust gas purification process is unnecessary, the exhaust gas can be guided to the bypass path 32 side that communicates directly with the outside while avoiding the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35. For this reason, a state with good exhaust efficiency can be maintained, and it is possible to avoid a decrease in output of each power generation engine 25. Further, when the exhaust gas purification process is unnecessary, the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35 are not exposed to the exhaust gas, which contributes to extending the life of the NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35.

停止中の発電用エンジン25に対するメイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38は、少なくともバイパス経路32側のバイパス側切換バルブ38が閉じるように構成されている。このため、停止中の発電用エンジン25に向けて他のエンジンから排出された排気ガスが逆流するのを簡単且つ確実に防止できる。   The main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38 for the power generation engine 25 being stopped are configured so that at least the bypass side switching valve 38 on the bypass path 32 side is closed. For this reason, it is possible to easily and reliably prevent the exhaust gas discharged from the other engine from flowing backward toward the power generation engine 25 that is stopped.

前述の通り、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38は流体作動式のも
のであり、流体の供給がない場合は開き状態に保持される(ノーマリーオープン形式)ものである。そして、それぞれ単作動型の空気圧式シリンダにより構成された、メイン側切換バルブ37を切換駆動させるメイン側バルブ駆動器67と、バイパス側切換バルブ38を切換駆動させるバイパス側バルブ駆動器68とが設けられている。メイン側バルブ駆動器67は、メイン側中継管55の外周側に、メイン側中継管55の長手方向に沿って並列状に並んで設けられている。バイパス側バルブ駆動器68は、バイパス側中継管56の外周側に、バイパス側中継管56の長手方向に沿って並列状に並んで設けられている。
As described above, the main-side switching valve 37 and the bypass-side switching valve 38 are fluid-operated, and are kept open (normally open type) when no fluid is supplied. A main-side valve driver 67 that switches and drives the main-side switching valve 37 and a bypass-side valve driver 68 that switches and drives the bypass-side switching valve 38, each composed of a single-acting pneumatic cylinder, are provided. It has been. The main side valve driver 67 is provided on the outer peripheral side of the main side relay pipe 55 in parallel along the longitudinal direction of the main side relay pipe 55. The bypass side valve driver 68 is provided on the outer peripheral side of the bypass side relay pipe 56 in parallel along the longitudinal direction of the bypass side relay pipe 56.

メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38のバルブ駆動器67,68は、図11に示すように、それぞれ流体流通配管80を介して流体供給源81に接続されている。流体供給源81は、バルブ駆動器67,68作動用(メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38作動用)の圧縮流体である空気(窒素ガスでもよい)を供給するためのものである。メイン側及びバイパス側それぞれの流体流通配管80の中途部には、上流側から順に、フィルタレギュレータ82と、バルブ駆動器67,68に流体を供給するか否かを切換える電磁弁83と、閉側調整部及び開側調整部を有する流量調整部84とが設けられている。各電磁弁83は、制御情報に基づいて作動し、対応する切換バルブ37、38のバルブ駆動器67,68に圧縮流体を供給したり停止したりするように構成されている。また、各バルブ駆動器67,68には、各電磁弁83が流体供給状態であるか、又は、流体停止状態であるかを検知するリミットスイッチ85が設けられており、各バルブ駆動器67,68にはサイレンサ86が接続され、各電磁弁83には、サイレンサ87が接続されている。   The valve drivers 67 and 68 of the main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38 are each connected to a fluid supply source 81 via a fluid circulation pipe 80 as shown in FIG. The fluid supply source 81 is for supplying air (which may be nitrogen gas) which is a compressed fluid for operating the valve drivers 67 and 68 (for operating the main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38). A filter regulator 82, an electromagnetic valve 83 for switching whether or not to supply fluid to the valve drivers 67 and 68, in order from the upstream side, and a closed side in the middle part of the fluid circulation pipe 80 on each of the main side and the bypass side A flow rate adjustment unit 84 having an adjustment unit and an open side adjustment unit is provided. Each electromagnetic valve 83 operates based on control information, and is configured to supply or stop the compressed fluid to the valve drivers 67 and 68 of the corresponding switching valves 37 and 38. Each valve driver 67, 68 is provided with a limit switch 85 for detecting whether each electromagnetic valve 83 is in a fluid supply state or in a fluid stop state. A silencer 86 is connected to 68, and a silencer 87 is connected to each solenoid valve 83.

そして、排気ガスの通過する経路を切り換える場合には、メイン側及びバイパス側両方の電磁弁83が流体供給停止状態となり、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38への流体供給を停止する。メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38は、前述したようにノーマリーオープン形式であるので、流体供給が停止すると、両バルブ駆動器67,68により駆動されて開状態になる。その後、排気ガスを通過させない側の電磁弁83が流体供給状態になり、流体が供給された側のバルブが閉状態になる。ここで、排気ガスを通過させたい側の電磁弁83は流体供給停止状態のままであり、切換バルブが開状態のままである。以上のように、排気ガスの通過する経路の切換えを行う。メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38の動作の一例としては、メイン側切換バルブ37を開いてバイパス側切換バルブ38を閉じた状態(図12(a)参照)から、一旦メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38の両方を開いた状態(図12(b)参照)にして、その後、バイパス側切換バルブ38を開いてメイン側切換バルブ37を閉じた状態(図12(c)参照)になる。   When switching the path through which the exhaust gas passes, both the main-side and bypass-side electromagnetic valves 83 are in a fluid supply stop state, and the fluid supply to the main-side switching valve 37 and the bypass-side switching valve 38 is stopped. Since the main-side switching valve 37 and the bypass-side switching valve 38 are normally open as described above, when the fluid supply is stopped, they are driven by both valve drivers 67 and 68 to be opened. Thereafter, the solenoid valve 83 on the side that does not allow the exhaust gas to pass is in a fluid supply state, and the valve on the side to which the fluid is supplied is closed. Here, the solenoid valve 83 on the side where the exhaust gas is desired to pass is still in the fluid supply stop state, and the switching valve is still in the open state. As described above, the path through which the exhaust gas passes is switched. As an example of the operation of the main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38, the main side switching valve is temporarily changed from the state in which the main side switching valve 37 is opened and the bypass side switching valve 38 is closed (see FIG. 12A). 37 and the bypass side switching valve 38 are both opened (see FIG. 12B), and then the bypass side switching valve 38 is opened and the main side switching valve 37 is closed (see FIG. 12C). )become.

以上の構成において、メイン側切換バルブ37を開いてバイパス側切換バルブ38を閉じた場合、排気ガスは、メイン経路31を通過する。すなわち、二股配管53のメイン側出口部57、メイン側中継管55、排気ミキサー62、メイン側導入管51及びメイン側流入口47を経由して複合ケーシング33内のメイン経路31側に流入し、NOx触媒34及びスリップ処理触媒35を通過して浄化処理をされる。   In the above configuration, when the main side switching valve 37 is opened and the bypass side switching valve 38 is closed, the exhaust gas passes through the main path 31. That is, it flows into the main path 31 side in the composite casing 33 via the main side outlet 57, the main side relay pipe 55, the exhaust mixer 62, the main side introduction pipe 51, and the main side inlet 47 of the bifurcated pipe 53, The NOx catalyst 34 and the slip treatment catalyst 35 are passed through for purification treatment.

この場合、尿素水噴射ノズル61から噴射した霧状の尿素水を含む排気ガスは、メイン側中継管55を通じて排気ミキサー62に案内される。各混合フィン72の上流側フィン板部72aが排気ガス移動方向を傾斜角θ1の方向に変更してから、下流側フィン板部72bが排気ガス移動方向を更に傾斜角θ2の方向に変更する結果、ミキサー管体71の内周面に向けて尿素水を含む排気ガスが流れ、ミキサー管体71の内周面に沿った円周方向に移動する。このため、複合ケーシング33内のメイン経路31側の排気入口部41に排気ガスの旋回流が形成され、排気ガスと尿素水とがスムーズに効率よく混合される。複合ケーシング33内のメイン経路31側の排気入口部41は、上流側に向かうに連れて断面
積を縮小するような先窄まりのテーパー状(錐形状)であるため、排気ガスの旋回流の旋回径が大きくなる。その結果、排気ガスは、尿素水とより一層均一に混合されながら、複合ケーシング33内のメイン経路31側にあるNOx触媒34に行き渡ることになる。
In this case, the exhaust gas containing the atomized urea water injected from the urea water injection nozzle 61 is guided to the exhaust mixer 62 through the main-side relay pipe 55. As a result of the upstream fin plate portion 72a of each mixing fin 72 changing the exhaust gas movement direction to the direction of the inclination angle θ1, and the downstream fin plate portion 72b further changing the exhaust gas movement direction to the direction of the inclination angle θ2. The exhaust gas containing urea water flows toward the inner peripheral surface of the mixer tube 71 and moves in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the mixer tube 71. For this reason, a swirling flow of the exhaust gas is formed at the exhaust inlet 41 on the main path 31 side in the composite casing 33, and the exhaust gas and the urea water are smoothly and efficiently mixed. The exhaust inlet 41 on the main path 31 side in the composite casing 33 has a tapered shape (conical shape) that reduces the cross-sectional area toward the upstream side. The turning diameter becomes large. As a result, the exhaust gas reaches the NOx catalyst 34 on the main path 31 side in the composite casing 33 while being more uniformly mixed with the urea water.

(4).第1実施形態の作用及び効果
以上の構成によると、メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38を、ノーマリーオープン式の単作動切換バルブにより構成しているので、エンジン25が作動している状態での排気ガス経路切換え時等、流体供給がオフの状態であっても、メイン経路31及びバイパス経路32の両経路が同時に閉状態になることがない。したがって、仮に経路切換バルブ37、38が故障した場合でも、エンジン25が作動している状態で両方の経路切換バルブ37、38が同時に閉状態になることを防止できる。
(4). Operation and Effect of First Embodiment According to the above configuration, the engine 25 is operating because the main-side switching valve 37 and the bypass-side switching valve 38 are configured by normally open type single-acting switching valves. Even when the fluid supply is off, such as when the exhaust gas path is switched in the state, both the main path 31 and the bypass path 32 are not simultaneously closed. Therefore, even if the path switching valves 37 and 38 break down, it is possible to prevent both the path switching valves 37 and 38 from being simultaneously closed while the engine 25 is operating.

また、第1実施形態では、排気ガスの通過する経路を各排気路31,32の一方から他方に切り換える場合は、一旦メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38への流体供給をオフにし、一度メイン側切換バルブ37及びバイパス側切換バルブ38を開状態にしてから、閉状態にする一方の単作動切換バルブに流体供給するように構成している。したがって、仮に経路切換バルブ37、38が故障した場合でも、排気ガスの経路切換え時にメイン経路31及びバイパス経路32の両経路が同時に閉状態になることがなく、エンジン25が作動している状態で排気ガス経路が閉塞してしまうことを確実に防止することができる。   In the first embodiment, when switching the path through which the exhaust gas passes from one of the exhaust paths 31 and 32 to the other, the fluid supply to the main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38 is once turned off, The main side switching valve 37 and the bypass side switching valve 38 are once opened, and then fluid is supplied to one single operation switching valve that is closed. Therefore, even if the path switching valves 37 and 38 fail, both the main path 31 and the bypass path 32 are not closed at the same time when the exhaust gas path is switched, and the engine 25 is operating. It is possible to reliably prevent the exhaust gas path from being blocked.

以上のように両方の経路切換バルブ37、38が同時に閉状態になることを防止できるので、発電用エンジン25が停止してディーゼル発電機24による発電が停止することを防止して、船舶1の電気系統に確実に電力が供給できるようになり、例えば各種補機、荷役装置、照明、空調その他の機器類が使用不能になることを確実に防止できる。   As described above, since both the path switching valves 37 and 38 can be prevented from being closed simultaneously, the power generation engine 25 is stopped and the power generation by the diesel generator 24 is prevented from being stopped. Electric power can be reliably supplied to the electric system, and for example, various auxiliary machines, cargo handling devices, lighting, air conditioning, and other devices can be reliably prevented from becoming unusable.

(5).その他
なお、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。上記の各実施形態では、発電用エンジン25の排気経路30中に設ける排気ガス浄化システムに、本願発明を適用したが、これに限らず、例えば主エンジン21の排気系統中の排気ガス浄化システムに適用してもよい。
(5). In addition, the structure of each part is not limited to embodiment of illustration, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to the exhaust gas purification system provided in the exhaust path 30 of the power generation engine 25. However, the present invention is not limited to this, for example, the exhaust gas purification system in the exhaust system of the main engine 21. You may apply.

1 船舶
11 機関室
21 主エンジン
22 減速機
23 発電装置
24 ディーゼル発電機
25 発電用エンジン
26 発電機
30 排気経路
31 メイン経路
32 バイパス経路
33 複合ケーシング
34 NOx触媒
35 スリップ処理触媒
37 メイン側切換バルブ
38 バイパス側切換バルブ
40 仕切板
61 尿素水噴射ノズル(還元剤噴射体)
62 排気ミキサー
80 流体流通配管
81 流体供給源
82 フィルタレギュレータ
83 電磁弁
84 流量調整部
85 リミットスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ship 11 Engine room 21 Main engine 22 Reduction gear 23 Electric power generation device 24 Diesel generator 25 Electric power generation engine 26 Generator 30 Exhaust path 31 Main path 32 Bypass path 33 Composite casing 34 NOx catalyst 35 Slip treatment catalyst 37 Main side switching valve 38 Bypass side switching valve 40 Partition plate 61 Urea water injection nozzle (reducing agent injection body)
62 Exhaust mixer 80 Fluid distribution pipe 81 Fluid supply source 82 Filter regulator 83 Solenoid valve 84 Flow rate adjusting unit 85 Limit switch

Claims (2)

船舶搭載用のエンジンの排気経路として、外部に連通するメイン経路と、前記メイン経路の中途部から分岐したバイパス経路とを備える船舶の排気ガス浄化システムにおいて、
前記メイン経路と前記バイパス経路とには、前記各経路を開閉する流体作動式の切換バルブを配置し、前記各切換バルブをノーマリーオープンタイプに構成している、
船舶の排気ガス浄化システム。
In an exhaust gas purification system for a ship provided with a main path communicating with the outside as an exhaust path of an engine for mounting on a ship, and a bypass path branched from a midway part of the main path,
In the main path and the bypass path, a fluid operated switching valve that opens and closes each path is arranged, and each switching valve is configured as a normally open type.
Ship exhaust gas purification system.
排気ガス移動方向を前記両経路の一方に切り換える場合は、前記両切換バルブへの流体供給をオフにし、前記両切換バルブを開状態にしてから、閉状態にする一方の切換バルブに流体供給するように構成している、
請求項1に記載の船舶の排気ガス浄化システム。
When the exhaust gas moving direction is switched to one of the two paths, the fluid supply to both switching valves is turned off, the fluid is supplied to one switching valve that is closed after both switching valves are opened. Configured as
The ship exhaust gas purification system according to claim 1.
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