JP2016133091A

JP2016133091A - Exhaust gas duct and vessel

Info

Publication number: JP2016133091A
Application number: JP2015009571A
Authority: JP
Inventors: 慎輔佐藤; Shinsuke Sato; 千春川北; Chiharu Kawakita; 吉田　豊; Yutaka Yoshida; 豊吉田; 浩司石田; Koji Ishida
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-07-25
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: JP6308472B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas duct and a vessel capable of achieving temperature reduction effect as desired by uniformly mixing cooling liquid to exhaust gas and improving uniformity of an exhaust gas temperature.SOLUTION: An exhaust gas duct 2 includes: an injection duct part 3 forming a first flow passage 5 through which exhaust gas G flows and having an injection part 6 for injecting cooling liquid W in the halfway of the first flow passage 5; and a bent duct part 4 provided on an upstream side of the injection duct part 3, forming a second flow passage 7 communicated with the first flow passage 5 and curved at least in part, and having a swirl promoting part 10 for promoting swirling of the exhaust gas G flowing through the second flow passage 7.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、排気ガスダクト、船舶に関する。 The present invention relates to an exhaust gas duct and a ship.

船舶には、主機関としてはガスタービンなどの内燃機関を備えたものがある。このような内燃機関からは、一般に高温の排気ガスが排出される。高温の排気ガスを大気中などに放出すると、環境に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、排気ガスを冷却する排ガス冷却促進装置が知られている。 Some ships have an internal combustion engine such as a gas turbine as a main engine. From such an internal combustion engine, generally hot exhaust gas is discharged. If hot exhaust gas is released into the atmosphere, etc., there is a possibility of adverse effects on the environment. Therefore, an exhaust gas cooling promotion device that cools the exhaust gas is known.

特許文献１には、排気ガスの配管の中に冷却水を噴霧することで、冷却水の気化熱により排気ガスの温度を低下させる技術が記載されている。この特許文献１においては、さらに螺旋状の一対のガイド板を設けることで、排気ガスを旋回させて、この旋回させた排気ガスの流れの中に冷却水を噴霧することで、冷却水を排気ガスに対して均一に混合させることが可能となっている。 Patent Document 1 describes a technique for reducing the temperature of exhaust gas by the heat of vaporization of the cooling water by spraying the cooling water into the exhaust gas piping. In Patent Document 1, a pair of spiral guide plates is further provided to swirl the exhaust gas, and spray the cooling water into the swirled exhaust gas flow to exhaust the cooling water. It is possible to uniformly mix the gas.

特開２００９−１６８３８１号公報JP 2009-168381 A

しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術を用いたとしても、排気ガスに対する冷却水の混合が十分ではなく、例えば、排気ガス中に高温の部分が残存して、排気ガスに温度分布が生じてしまう場合がある。更に、排気ガスに温度分布が生じてしまうと冷却水が蒸発するまでの蒸発距離が長くなる部分が生じ、意図した通りの温度低減効果が得られない場合がある。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、排気ガスに対して冷却液をより均一に混合させて、排ガス温度の均一度を向上して、意図した通りの温度低減効果を得られる排気ガスダクト、船舶を提供することを目的とする。 However, even if the technique described in Patent Document 1 described above is used, the cooling water is not sufficiently mixed with the exhaust gas. For example, a high-temperature portion remains in the exhaust gas, and the temperature distribution in the exhaust gas is large. May occur. Furthermore, if the temperature distribution occurs in the exhaust gas, a part where the evaporation distance until the cooling water evaporates becomes longer, and the intended temperature reduction effect may not be obtained.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a temperature reduction effect as intended by improving the uniformity of the exhaust gas temperature by more uniformly mixing the coolant with the exhaust gas. An object is to provide an exhaust gas duct and a ship.

この発明の第一態様によれば、排気ガスダクトは、排気ガスが流れる第一流路を形成するとともに、前記第一流路の途中に冷却液を噴射する噴射部を有する噴射ダクト部と、前記噴射ダクト部の上流側に設けられて、前記第一流路に連通されて少なくとも一部が湾曲する第二流路を形成するとともに、前記第二流路を流れる排気ガスの旋回を促進させる旋回促進部を具備する湾曲ダクト部と、を備える。
ここで、湾曲した第二流路に流入する排気ガスは、その遠心力により湾曲ダクト部の外周側の内面に衝突して周方向成分を含む流れである旋回流（二次流れ）となるが、上記第一態様のように構成することで、第二流路に流れる排気ガスの旋回を更に旋回促進部によって促進させることができる。また、旋回が促進された排気ガスに対して噴射部から冷却液を噴射して、排気ガスと冷却液とを混合させることができる。その結果、排気ガスに対して冷却液をより均一に混合させて、排ガス温度の均一度を向上して、意図した通りの温度低減効果を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the exhaust gas duct forms a first flow path through which exhaust gas flows, and has an injection duct section having an injection section for injecting a coolant in the middle of the first flow path, and the injection duct. A swirl promoting portion that is provided on the upstream side of the section and that communicates with the first flow path to form a second flow path that is at least partially curved and promotes swirling of exhaust gas flowing through the second flow path. A curved duct portion provided.
Here, the exhaust gas flowing into the curved second flow path collides with the inner surface on the outer peripheral side of the curved duct portion due to the centrifugal force and becomes a swirl flow (secondary flow) that is a flow including a circumferential component. By configuring as in the first aspect, the turning of the exhaust gas flowing in the second flow path can be further promoted by the turning promotion unit. Further, it is possible to mix the exhaust gas and the cooling liquid by injecting the cooling liquid from the injection unit to the exhaust gas whose turning is promoted. As a result, the coolant can be mixed more uniformly with the exhaust gas, the uniformity of the exhaust gas temperature can be improved, and the intended temperature reduction effect can be obtained.

この発明の第二態様によれば、排気ガスダクトは、第一態様における旋回促進部が、前記湾曲ダクト部のうち前記第二流路が湾曲する外周側に配されていてもよい。
このように構成することで、湾曲ダクト部に形成される第二流路の流路断面を、周方向で非対称形状とすることができる。その結果、周方向の非対称形状により旋回流を生じさせることができるとともに、上述した第二流路の湾曲によって生じる旋回流と、非対称形状による旋回流との旋回する方向をずらすことができるため、これら複数の旋回流によって第二流路から第一流路に流入する排気ガスの流れを乱すことができる。その結果、排気ガスに対する冷却液の混合を、より均一化させることができる。 According to the second aspect of the present invention, in the exhaust gas duct, the turning promotion part in the first aspect may be disposed on the outer peripheral side where the second flow path is curved in the curved duct part.
By comprising in this way, the flow-path cross section of the 2nd flow path formed in a curved duct part can be made into an asymmetrical shape in the circumferential direction. As a result, it is possible to generate a swirling flow due to the asymmetric shape in the circumferential direction, and to shift the swirling direction between the swirling flow caused by the curvature of the second flow path described above and the swirling flow due to the asymmetric shape, The plurality of swirling flows can disturb the flow of exhaust gas flowing from the second flow path into the first flow path. As a result, the mixing of the coolant with the exhaust gas can be made more uniform.

この発明の第三態様によれば、排気ガスダクトは、第二態様における旋回促進部が、前記湾曲ダクト部の内周面から突出する凸部を備えていてもよい。
このように構成することで、排気ガスを凸部に衝突させることができる。これにより、排気ガスを凸部の両側に分かれさせて、それぞれ旋回流とすることができる。 According to the third aspect of the present invention, in the exhaust gas duct, the turning promotion part in the second aspect may include a convex part protruding from the inner peripheral surface of the curved duct part.
By comprising in this way, exhaust gas can be made to collide with a convex part. Thereby, exhaust gas can be divided into the both sides of a convex part, and can each be made into a swirl flow.

この発明の第四態様によれば、排気ガスダクトは、第三態様における凸部が、前記排気ガスの流れる方向における下流側に向かうに従って、その断面積が減少するようにしてもよい。
このように構成することで、第二流路の下流側に向かうに従って、流路断面積が増加する。そのため、第二流路をディフューザとして機能させることができる。その結果、旋回流を形成しつつ、流路断面積が排気ガスの流れる方向で変化しない場合と比較して圧力損失を低減することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the exhaust gas duct may be configured such that the cross-sectional area of the exhaust gas duct decreases as the convex portion in the third aspect moves downstream in the flow direction of the exhaust gas.
By comprising in this way, a flow-path cross-sectional area increases as it goes to the downstream of a 2nd flow path. Therefore, the second flow path can function as a diffuser. As a result, the pressure loss can be reduced while forming a swirling flow as compared with the case where the flow path cross-sectional area does not change in the direction in which the exhaust gas flows.

この発明の第五態様によれば、排気ガスダクトは、第一又は第二態様における旋回促進部が、前記湾曲ダクト部の内周面から突出するとともに、前記排気ガスを旋回させる旋回方向に延びる案内壁部を有していてもよい。
このように構成することで、湾曲ダクト部が形成する第二流路の内部に流入した排気ガスを案内壁部によって旋回方向に案内することができる。その結果、効率よく旋回流を発生させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the exhaust gas duct has a guide that extends in a swirl direction in which the swirl promoting portion in the first or second aspect projects from the inner peripheral surface of the curved duct portion and swirls the exhaust gas. You may have a wall part.
By comprising in this way, the exhaust gas which flowed into the inside of the 2nd flow path which a curved duct part forms can be guided to a turning direction with a guide wall part. As a result, a swirl flow can be generated efficiently.

この発明の第六態様によれば、排気ガスダクトは、第一から第五態様の何れか一つの態様において、前記第一流路と前記第二流路との少なくとも一方に流れる排気ガスに対して、他の排気ガスを合流させるノズル部を備えていてもよい。
このように構成することで、ノズル部から他の排気ガスを合流させて、第一流路又は第二流路を流れる排気ガスの流れを乱すことができる。その結果、排気ガスに対する冷却液の混合を、より一層均一にすることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the exhaust gas duct is adapted to exhaust gas flowing in at least one of the first flow path and the second flow path. You may provide the nozzle part which merges other exhaust gas.
By comprising in this way, another exhaust gas can be merged from a nozzle part, and the flow of the exhaust gas which flows through a 1st flow path or a 2nd flow path can be disturbed. As a result, the coolant can be more uniformly mixed with the exhaust gas.

この発明の第七態様によれば、排気ガスダクトは、第六態様におけるノズル部が、前記第一流路と前記第二流路との少なくとも一方の周方向に向かって前記他の排気ガスを噴射するようにしてもよい。
このように構成することで、ノズル部から合流する他の排気ガスによって、第一流路と第二流路との少なくとも一方に流れる排気ガスの流れの向きを周方向に変更することができる。その結果、旋回流をより積極的に促進させることができるため、排気ガスに対する冷却液の混合を、更に均一化することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, in the exhaust gas duct, the nozzle portion in the sixth aspect injects the other exhaust gas toward the circumferential direction of at least one of the first flow path and the second flow path. You may do it.
By comprising in this way, the direction of the flow of the exhaust gas which flows into at least one of a 1st flow path and a 2nd flow path can be changed into the circumferential direction by the other exhaust gas which joins from a nozzle part. As a result, the swirl flow can be more actively promoted, so that the mixing of the coolant with the exhaust gas can be made more uniform.

この発明の第八態様によれば、排気ガスダクトは、第六または第七態様におけるノズル部が、前記第一流路と第二流路との少なくとも一方の軸線方向の下流側に向かって前記他の排気ガスを噴射するようにしてもよい。
このように構成することで、軸線方向に流れる排気ガスに対して速度分布を形成させることができる。この速度分布によって第一流路と第二流との少なくとも一方の排気ガスの流れを乱すことができる。その結果、排気ガスに対して冷却液を均一に混合することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, in the exhaust gas duct, the nozzle part in the sixth or seventh aspect is arranged in the other direction toward the downstream side in the axial direction of at least one of the first flow path and the second flow path. Exhaust gas may be injected.
With this configuration, a velocity distribution can be formed for the exhaust gas flowing in the axial direction. This velocity distribution can disturb the flow of at least one of the first flow path and the second flow. As a result, the coolant can be uniformly mixed with the exhaust gas.

この発明の第九態様によれば、排気ガスダクトは、第八態様におけるノズル部が、前記軸線方向の下流側で、且つ、前記軸線に対して傾斜する方向に向かって前記他の排気ガスを噴射するようにしてもよい。
このように構成することで、軸線方向に対して傾斜する方向に他の排気ガスを噴射することができるため、軸線方向に流れる排気ガスに対して速度分布を形成させつつ、軸線方向に流れる排気ガスの流れを大きく乱すことができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the exhaust gas duct injects the other exhaust gas toward the direction in which the nozzle portion in the eighth aspect is inclined downstream with respect to the axial direction and with respect to the axial line. You may make it do.
By configuring in this way, other exhaust gas can be injected in a direction inclined with respect to the axial direction, so that exhaust gas flowing in the axial direction while forming a velocity distribution for the exhaust gas flowing in the axial direction. The gas flow can be greatly disturbed.

この発明の第十態様によれば、排気ガスダクトは、第一から第九態様の何れか一つの態様において、前記噴射部の上流側に、ボルテックスジェネレータを備えていてもよい。
このように構成することで、噴射部の上流側における第一流路と第二流路との少なくとも一方の内周面近傍に小さな渦流を形成することができる。その結果、境界層領域を小さくして、冷却液の液滴が内周面に衝突することによる熱衝撃を緩和することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the exhaust gas duct may include a vortex generator upstream of the injection unit.
By comprising in this way, a small eddy current can be formed in the vicinities of at least one of the first flow path and the second flow path on the upstream side of the injection section. As a result, the boundary layer region can be reduced, and the thermal shock caused by the cooling liquid droplets colliding with the inner peripheral surface can be mitigated.

この発明の第十一態様によれば、排気ガスダクトは、排気ガスが流れる第一流路を形成するとともに、前記第一流路の途中に冷却液を噴射する噴射部を有する噴射ダクト部と、
前記噴射部の上流側に配され、前記排気ガスに対して、他の排気ガスを合流させるノズル部を備える。
このように構成することで、ノズル部から他の排気ガスを合流させて、第一流路又は第二流路を流れる排気ガスの流れを乱すことができる。その結果、排気ガスに対する冷却液の混合を、均一にすることができる。その結果、排気ガスに対して冷却液をより均一に混合させて、排ガス温度の均一度を向上して、意図した通りの温度低減効果を得ることができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the exhaust gas duct forms a first flow path through which exhaust gas flows, and an injection duct section having an injection section for injecting a coolant in the middle of the first flow path;
A nozzle unit is provided on the upstream side of the injection unit, and joins another exhaust gas to the exhaust gas.
By comprising in this way, another exhaust gas can be merged from a nozzle part, and the flow of the exhaust gas which flows through a 1st flow path or a 2nd flow path can be disturbed. As a result, the coolant can be mixed with the exhaust gas uniformly. As a result, the coolant can be mixed more uniformly with the exhaust gas, the uniformity of the exhaust gas temperature can be improved, and the intended temperature reduction effect can be obtained.

この発明の第十二態様によれば、排気ガスダクトは、第十一態様におけるノズル部が、前記第一流路の周方向に向かって前記他の排気ガスを噴射するようにしてもよい。
このように構成することで、ノズル部から合流する他の排気ガスによって、第一流路に流れる排気ガスの流れの向きを周方向に変更することができる。その結果、旋回流をより一層促進させることができるため、排気ガスに対する冷却液の混合を、更に均一化することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, in the exhaust gas duct, the nozzle part in the eleventh aspect may inject the other exhaust gas toward the circumferential direction of the first flow path.
By comprising in this way, the direction of the flow of the exhaust gas which flows into a 1st flow path can be changed into the circumferential direction with the other exhaust gas which joins from a nozzle part. As a result, the swirl flow can be further promoted, so that the mixing of the coolant with the exhaust gas can be made more uniform.

この発明の第十三態様によれば、排気ガスダクトは、第十一又は第十二態様におけるノズル部が、前記第一流路の軸線方向の下流側に向かって前記他の排気ガスを噴射するようにしてもよい。
このように構成することで、軸線方向に流れる排気ガスに対して速度分布を形成させることができる。この速度分布によって第一流路の排気ガスの流れを乱すことができる。その結果、排気ガスに対して冷却液を均一に混合することができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, in the exhaust gas duct, the nozzle part in the eleventh or twelfth aspect injects the other exhaust gas toward the downstream side in the axial direction of the first flow path. It may be.
With this configuration, a velocity distribution can be formed for the exhaust gas flowing in the axial direction. This velocity distribution can disturb the flow of exhaust gas in the first flow path. As a result, the coolant can be uniformly mixed with the exhaust gas.

この発明の第十四態様によれば、排気ガスダクトは、第十三態様におけるノズル部が、前記軸線方向の下流側で、且つ、前記軸線に対して傾斜する方向に向かって前記他の排気ガスを噴射するようにしてもよい。
このように構成することで、軸線方向に対して傾斜する方向に他の排気ガスを噴射することができるため、軸線方向に流れる排気ガスに対して速度分布を形成させつつ、軸線方向に流れる排気ガスの流れを大きく乱すことができる。 According to a fourteenth aspect of the present invention, the exhaust gas duct is configured such that the nozzle portion in the thirteenth aspect is on the downstream side in the axial direction and in the direction inclined with respect to the axial line. May be injected.
By configuring in this way, other exhaust gas can be injected in a direction inclined with respect to the axial direction, so that exhaust gas flowing in the axial direction while forming a velocity distribution for the exhaust gas flowing in the axial direction. The gas flow can be greatly disturbed.

この発明の第十五態様によれば、排気ガスダクトは、排気ガスが流れる第一流路を形成するとともに、前記第一流路の途中に冷却液を噴射する噴射部を有する噴射ダクト部と、前記噴射部の上流側の内周面に配され、前記第一流路を流れる排気ガスに乱流を生じさせるボルテックスジェネレータと、を備える。
このように構成することで、噴射部の上流側における内周面近傍に小さな渦流を形成することができる。その結果、境界層領域を小さくして、冷却液の液滴が内周面に衝突することによる熱衝撃を緩和することができる。 According to the fifteenth aspect of the present invention, the exhaust gas duct forms a first flow path through which the exhaust gas flows, and has an injection duct section having an injection section for injecting coolant in the middle of the first flow path, and the injection And a vortex generator that is arranged on the inner peripheral surface on the upstream side of the section and generates turbulent flow in the exhaust gas flowing through the first flow path.
With this configuration, a small vortex can be formed in the vicinity of the inner peripheral surface on the upstream side of the injection unit. As a result, the boundary layer region can be reduced, and the thermal shock caused by the cooling liquid droplets colliding with the inner peripheral surface can be mitigated.

この発明の第十六態様によれば、船舶は、内燃機関と、前記内燃機関から排出される排気ガスを導く第一から第十五態様の何れか一つの態様における排気ガスダクトと、を備える。
このように構成することで、排ガス温度の均一度を向上して、意図した通りの温度低減効果を得ることができるため、周囲環境の負担軽減を図ることができる。 According to a sixteenth aspect of the present invention, a ship includes an internal combustion engine and the exhaust gas duct according to any one of the first to fifteenth aspects for guiding exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
By configuring in this way, the uniformity of the exhaust gas temperature can be improved and the intended temperature reduction effect can be obtained, so the burden on the surrounding environment can be reduced.

上記排気ガスダクト、船舶によれば、排気ガスに対して冷却液をより均一に混合させて、排ガス温度の均一度を向上して、意図した通りの温度低減効果を得ることが可能となる。 According to the exhaust gas duct and the ship described above, the coolant can be mixed more uniformly with the exhaust gas, the uniformity of the exhaust gas temperature can be improved, and the intended temperature reduction effect can be obtained.

この発明の第一実施形態における船舶の模式図である。It is a schematic diagram of the ship in 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態における排気ガスダクトを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the exhaust gas duct in 1st embodiment of this invention. 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. この発明の実施形態における排気ガスダクトの軸線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axis line of the exhaust gas duct in embodiment of this invention. この発明の第二実施形態における図２に相当する模式図である。It is a schematic diagram equivalent to FIG. 2 in 2nd embodiment of this invention. この発明の第二実施形態における図６に相当する断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 6 in 2nd embodiment of this invention. 図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IX-IX line of FIG. この発明の第三実施形態における図２に相当する模式図である。It is a schematic diagram equivalent to FIG. 2 in 3rd embodiment of this invention. 図１０のノズル部近傍の速度分布を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the velocity distribution of the nozzle part vicinity of FIG. この発明の第三実施形態の第一変形例における図１１に相当する断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 11 in the 1st modification of 3rd embodiment of this invention. この発明の第三実施形態の第二変形例における図１１に相当する断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 11 in the 2nd modification of 3rd embodiment of this invention. この発明の第四実施形態における図２に相当する模式図である。It is a schematic diagram equivalent to FIG. 2 in 4th embodiment of this invention. この発明の第四実施形態におけるボルテックスジェネレータによる境界層の状態を示すコンター図である。It is a contour figure which shows the state of the boundary layer by the vortex generator in 4th embodiment of this invention.

以下、この発明の一実施形態に係る排気ガスダクト、および、船舶を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、この発明の第一実施形態における船舶の模式図である。
この第一実施形態における船舶１１０は、推力を得るための推力源として、ガスタービンエンジン１を備えている。ガスタービンエンジン１は、燃料を燃焼したエネルギーを回転エネルギーに変換して出力する。この回転エネルギーは、プロペラ軸を介してプロペラ（図示せず）に伝達される。これにより船舶１１０は、船首１０２側すなわち図１中矢印Ｄで示す前方側に向かって進むことができる。ガスタービンエンジン１は、船体１００の内部に設けられており、使用済みの燃焼ガスである排気ガスＧを、排気ガスダクト２を介して船尾側から大気中に排出するようになっている。ここで、ガスタービンエンジン１から排出される排気ガスＧは非常に高温になっている。 Hereinafter, an exhaust gas duct and a ship according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a ship in the first embodiment of the present invention.
The ship 110 in the first embodiment includes a gas turbine engine 1 as a thrust source for obtaining thrust. The gas turbine engine 1 converts the energy obtained by burning the fuel into rotational energy and outputs it. This rotational energy is transmitted to a propeller (not shown) via a propeller shaft. Thereby, the ship 110 can advance toward the bow 102 side, ie, the front side shown by the arrow D in FIG. The gas turbine engine 1 is provided inside the hull 100 and discharges exhaust gas G, which is used combustion gas, from the stern side to the atmosphere via the exhaust gas duct 2. Here, the exhaust gas G discharged from the gas turbine engine 1 is very hot.

図２は、この発明の第一実施形態における排気ガスダクトを示す模式図である。
排気ガスダクト２は、噴射ダクト部３と、湾曲ダクト部４とを備えている。
噴射ダクト部３は、排気ガスＧが流れる第一流路５を形成する。この噴射ダクト部３により形成される第一流路５は、湾曲ダクト部４と排気ガスダクト２の船尾側の開口部２ａとの間に配索されている。この第一実施形態における噴射ダクト部３は、直線状に延びる断面円形の配管からなる。この噴射ダクト部３は、第一流路５の途中に冷却液Ｗを噴射する噴射部６を有している。この第一実施形態における冷却液は、例えば、船底等から導入される海水Ｗ（図１参照、以下冷却液Ｗと称する）であり、噴射部６によって第一流路５の内部に噴霧される。 FIG. 2 is a schematic view showing an exhaust gas duct in the first embodiment of the present invention.
The exhaust gas duct 2 includes an injection duct portion 3 and a curved duct portion 4.
The injection duct portion 3 forms a first flow path 5 through which the exhaust gas G flows. The first flow path 5 formed by the injection duct portion 3 is routed between the curved duct portion 4 and the opening 2 a on the stern side of the exhaust gas duct 2. The injection duct portion 3 in the first embodiment is a pipe having a circular cross section that extends linearly. The injection duct portion 3 has an injection portion 6 that injects the coolant W in the middle of the first flow path 5. The coolant in the first embodiment is, for example, seawater W introduced from the ship bottom or the like (see FIG. 1, hereinafter referred to as coolant W), and is sprayed into the first flow path 5 by the injection unit 6.

湾曲ダクト部４は、噴射ダクト部の上流側に設けられている。この湾曲ダクト部４は、第二流路７を形成している。この第二流路７は、第一流路５に連通されて少なくともその一部が湾曲している。この実施形態における第二流路７は、全体が一定な曲率半径で湾曲する円弧状に形成されている。さらに、この実施形態における湾曲ダクト部４は、断面円環状で、入口部４ａの向きと出口部４ｂの向きとが９０°異なる、いわゆる９０°エルボの形状となっている。 The curved duct portion 4 is provided on the upstream side of the injection duct portion. The curved duct portion 4 forms a second flow path 7. The second flow path 7 communicates with the first flow path 5 and at least a part thereof is curved. The second flow path 7 in this embodiment is formed in an arc shape that is curved with a constant curvature radius as a whole. Further, the curved duct portion 4 in this embodiment has an annular cross section, and has a so-called 90 ° elbow shape in which the direction of the inlet portion 4a and the direction of the outlet portion 4b are different by 90 °.

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、この発明の実施形態における排気ガスダクトの軸線に沿う断面図である。
図２から図５に示すように、湾曲ダクト部４は、旋回促進部１０を有している。この旋回促進部１０は、第二流路７を流れる排気ガスＧの旋回を促進させる。ここで、湾曲ダクト部４の第二流路７においては、入口部４ａから流入した排気ガスＧが、湾曲ダクト部４を直進すると外周側の内壁部４ｃに衝突する。すると、排気ガスＧは、衝突点から内壁部４ｃに沿って周方向両側に流れる２つの旋回流（二次流れ；図３中、破線で示す）となる。上述した旋回促進部１０は、この第二流路７を流れる排気ガスＧの旋回を促進させる機能を有している。 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the axis of the exhaust gas duct according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 2 to 5, the curved duct portion 4 has a turning promotion portion 10. This turning promotion unit 10 promotes turning of the exhaust gas G flowing through the second flow path 7. Here, in the second flow path 7 of the curved duct portion 4, the exhaust gas G flowing in from the inlet portion 4 a collides with the inner wall portion 4 c on the outer peripheral side when going straight through the curved duct portion 4. Then, the exhaust gas G becomes two swirl flows (secondary flows; indicated by broken lines in FIG. 3) that flow from the collision point to both sides in the circumferential direction along the inner wall portion 4c. The turning promotion unit 10 described above has a function of promoting the turning of the exhaust gas G flowing through the second flow path 7.

第一実施形態における旋回促進部１０は、湾曲ダクト部４のうち第二流路７が湾曲する外周側に配されている。この旋回促進部１０は、湾曲ダクト部４の内壁部４ｃから湾曲ダクト部４の中心に向かって突出する凸部１１を備えている。すなわち、旋回促進部１０は、湾曲ダクト部４の中心軸Ｃ周りに非対称に配されている。より具体的には、凸部１１は、第二流路７が湾曲する外周側のうち、第二流路７の湾曲により生じる２つの旋回流のうちの一方と重なる位置に配されている。 The turning promotion part 10 in the first embodiment is arranged on the outer peripheral side of the curved duct part 4 where the second flow path 7 is curved. The turning promoting portion 10 includes a convex portion 11 that protrudes from the inner wall portion 4 c of the curved duct portion 4 toward the center of the curved duct portion 4. That is, the turning promotion unit 10 is disposed asymmetrically around the central axis C of the curved duct unit 4. More specifically, the convex portion 11 is arranged at a position overlapping one of two swirling flows generated by the curvature of the second flow path 7 on the outer peripheral side where the second flow path 7 is curved.

図３に示す入口部４ａの近傍の断面において、凸部１１の内側面１２は、湾曲ダクト部４の周方向における両端部１１ｂから中心部１１ａに向かう凸状の緩やかな第一曲面１２ａを備えている。さらに、凸部１１の内側面１２は、その中心部１１ａに、第一曲面１２ａよりも曲率半径が小さい第二曲面１２ｂを有している。つまり、凸部１１は、入口部４ａの近傍においては、中心部１１ａが、最も湾曲ダクト部４の中心（軸線Ｃ）に向かって突出する部分となっている。 In the cross section in the vicinity of the inlet portion 4a shown in FIG. 3, the inner surface 12 of the convex portion 11 includes a convex gentle first curved surface 12a from the both end portions 11b in the circumferential direction of the curved duct portion 4 toward the central portion 11a. ing. Furthermore, the inner side surface 12 of the convex part 11 has the 2nd curved surface 12b whose curvature radius is smaller than the 1st curved surface 12a in the center part 11a. That is, the convex portion 11 is a portion where the central portion 11a protrudes most toward the center (axis C) of the curved duct portion 4 in the vicinity of the inlet portion 4a.

また、図４に示す湾曲ダクト部４の長さ方向の中間部の断面において、凸部１１の内側面１２は、両端部１１ｂを渡るように形成されて実質的に一様な曲率半径を有した凸状の第三曲面１２ｃを備えている。この第三曲面１２ｃの曲率半径は、上述した第二曲面１２ｂの曲率半径よりも大きくなるように形成されている。 Further, in the cross section of the intermediate portion in the longitudinal direction of the curved duct portion 4 shown in FIG. 4, the inner side surface 12 of the convex portion 11 is formed so as to cross both end portions 11b and has a substantially uniform radius of curvature. The convex third curved surface 12c is provided. The curvature radius of the third curved surface 12c is formed to be larger than the curvature radius of the second curved surface 12b described above.

さらに、図５に示す出口部４ｂ近傍の断面において、凸部１１の内側面１２は、凹状に形成された第四曲面１２ｄを有している。この第四曲面１２ｄの曲率半径は、湾曲ダクト部４の内壁部４ｃの曲率半径よりも僅かに大きくなるように形成されている。
つまり、凸部１１は、入口部４ａから出口部４ｂに向かうに従って、その断面積が徐々に減少するように形成されている。言い換えれば、図６に示すように、湾曲ダクト部４の流路断面積は、入口部４ａから出口部４ｂに向かうに従って拡大している。 Further, in the cross section in the vicinity of the outlet portion 4b shown in FIG. 5, the inner side surface 12 of the convex portion 11 has a fourth curved surface 12d formed in a concave shape. The radius of curvature of the fourth curved surface 12d is formed to be slightly larger than the radius of curvature of the inner wall portion 4c of the curved duct portion 4.
That is, the convex part 11 is formed so that the cross-sectional area gradually decreases as it goes from the inlet part 4a to the outlet part 4b. In other words, as shown in FIG. 6, the flow path cross-sectional area of the curved duct portion 4 increases from the inlet portion 4a toward the outlet portion 4b.

図３に示すように、第二流路７に流入した排気ガスＧは、周方向で非対称形状な旋回促進部１０の凸部１１に衝突して旋回流Ｓ１（図３中、実線で示す）となる。さらに排気ガスＧは、湾曲ダクト部４の第二流路７の湾曲によって旋回流Ｓ２（図３中、破線で示す）となる。これら２つの旋回流Ｓ１，Ｓ２は、それぞれ旋回する方向が異なるため、湾曲ダクト部４の第二流路７の湾曲による旋回流Ｓ２のみが生じている場合と比較して、より排気ガスＧの流れを乱すことができる。さらに、これら２つの旋回流Ｓ１，Ｓ２の向きの重なる部分Ｂにおいては、その部分Ｂの旋回方向への排気ガスＧの流速を増加させることができる。つまり旋回流を促進することができる。 As shown in FIG. 3, the exhaust gas G that has flowed into the second flow path 7 collides with the convex portion 11 of the swirl promoting portion 10 that is asymmetric in the circumferential direction and swirl flow S1 (shown by a solid line in FIG. 3). It becomes. Further, the exhaust gas G becomes a swirl flow S <b> 2 (indicated by a broken line in FIG. 3) due to the curvature of the second flow path 7 of the curved duct portion 4. Since these two swirl flows S1 and S2 have different swirling directions, compared to the case where only the swirl flow S2 due to the curvature of the second flow path 7 of the curved duct portion 4 is generated, more exhaust gas G is generated. Can disturb the flow. Further, in the portion B where the directions of the two swirl flows S1 and S2 overlap, the flow velocity of the exhaust gas G in the swirl direction of the portion B can be increased. That is, a swirl flow can be promoted.

したがって、上述した第一実施形態によれば、周方向で非対称形状な旋回促進部１０の凸部１１によって旋回流Ｓ１を形成することができる。そのため、第二流路７に流れる排気ガスＧの旋回を促進させることができる。さらに、この旋回が促進された排気ガスＧに対して噴射部６から冷却液Ｗを噴射して、排気ガスＧと冷却液Ｗとを混合させることができるため、排気ガスＧに対して冷却液Ｗをより均一に混合させることができる。その結果、排ガス温度の均一度を向上して、意図した通りの温度低減効果を得ることができる。 Therefore, according to the first embodiment described above, the swirl flow S1 can be formed by the convex portion 11 of the swirl promoting portion 10 that is asymmetric in the circumferential direction. Therefore, the turning of the exhaust gas G flowing through the second flow path 7 can be promoted. Further, since the coolant W can be injected from the injection unit 6 to the exhaust gas G whose swirl is promoted, the exhaust gas G and the coolant W can be mixed. W can be mixed more uniformly. As a result, the uniformity of the exhaust gas temperature can be improved and the intended temperature reduction effect can be obtained.

また、湾曲ダクト部４に形成される第二流路７の流路断面を、周方向で非対称形状とすることができるため、流れる向きが異なる旋回流Ｓ１と旋回流Ｓ２とを生じさせることができる。そのため、排気ガスＧの流れを乱すことができる。その結果、排気ガスＧに対する冷却液Ｗの混合を、より均一化させることができる。 Further, since the cross section of the second flow path 7 formed in the curved duct portion 4 can be asymmetrical in the circumferential direction, the swirl flow S1 and the swirl flow S2 having different flow directions can be generated. it can. Therefore, the flow of the exhaust gas G can be disturbed. As a result, the mixing of the coolant W with the exhaust gas G can be made more uniform.

さらに、湾曲ダクト部４の外周側に凸部１１を形成すればよいため、単純な形状で、効果的に排気ガスＧの温度を低減することができる。
また、第二流路７の下流側に向かうに従って、流路断面積を増加させることができるため、第二流路７をディフューザとして機能させることができる。その結果、旋回流を形成しつつ、流路断面積が排気ガスＧの流れる方向で変化しない場合と比較して、圧力損失を低減することができる。 Furthermore, since the convex part 11 should just be formed in the outer peripheral side of the curved duct part 4, the temperature of the exhaust gas G can be reduced effectively with a simple shape.
Moreover, since a flow-path cross-sectional area can be increased as it goes to the downstream of the 2nd flow path 7, the 2nd flow path 7 can be functioned as a diffuser. As a result, the pressure loss can be reduced as compared with the case where the flow passage cross-sectional area does not change in the flow direction of the exhaust gas G while forming the swirl flow.

（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態に係る排気ガスダクト、および、船舶を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態と旋回促進部の構成が異なるだけである。そのため、同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。 (Second embodiment)
Next, an exhaust gas duct and a ship according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This 2nd embodiment differs only in the structure of 1st embodiment mentioned above and a rotation promotion part. For this reason, the same portions are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.

図７は、この発明の第二実施形態における図２に相当する模式図である。図８は、この発明の第二実施形態における図６に相当する断面図である。図９は、図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
図７に示すように、この第二実施形態の排気ガスダクト２は、第一実施形態と同様に、噴射ダクト部３と、湾曲ダクト部４と、を備えている。 FIG. 7 is a schematic diagram corresponding to FIG. 2 in the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6 in the second embodiment of the present invention. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
As shown in FIG. 7, the exhaust gas duct 2 of the second embodiment includes an injection duct portion 3 and a curved duct portion 4 as in the first embodiment.

湾曲ダクト部４は、旋回促進部１０を有している。この第二実施形態における旋回促進部１０は、排気ガスＧの旋回流を促進するための案内壁部２０を有している。
案内壁部２０は、湾曲ダクト部４に流入した排気ガスＧを、内壁部４ｃに沿って上流側から下流側に向かって螺旋状に流れるように導く。 The curved duct part 4 has a turning promotion part 10. The swirl promoting portion 10 in the second embodiment has a guide wall portion 20 for promoting the swirl flow of the exhaust gas G.
The guide wall portion 20 guides the exhaust gas G flowing into the curved duct portion 4 so as to flow spirally from the upstream side toward the downstream side along the inner wall portion 4c.

図８に示すように、案内壁部２０は、内壁部４ｃから軸線Ｃに向かって径方向に突出する平板状に形成されている。案内壁部２０は、軸線Ｃ方向に間隔をあけて複数形成されている。これら案内壁部２０の全ては、軸線Ｃに垂直な仮想平面に対して、周方向の第一端部が、周方向で第一端部と反対側に配される第二端部よりも上流側又は下流側にずれるように配されることで傾斜している。つまり、湾曲ダクト部４の第二流路７に流入した排気ガスＧは、案内壁部２０に衝突することで、案内壁部２０に沿って流れる。言い換えれば排気ガスＧは、案内壁部２０の第一端部から第二端部、又は、第二端部から第一端部に向かって流れる。これにより、排気ガスＧは、軸線Ｃ周りに旋回しながら上流側から下流側に向かって流れる。ここで、案内壁部２０の第一端部が第二端部よりも上流側に配される場合と、下流側に配される場合とは、軸線Ｃ周りに旋回する方向が異なるだけである。 As shown in FIG. 8, the guide wall 20 is formed in a flat plate shape that protrudes in the radial direction from the inner wall 4 c toward the axis C. A plurality of guide wall portions 20 are formed at intervals in the axis C direction. All of these guide wall portions 20 are upstream of the second end portion in which the first end portion in the circumferential direction is arranged on the opposite side of the first end portion in the circumferential direction with respect to the virtual plane perpendicular to the axis C. It inclines by being arranged so that it may shift to the side or the downstream side. That is, the exhaust gas G flowing into the second flow path 7 of the curved duct portion 4 flows along the guide wall portion 20 by colliding with the guide wall portion 20. In other words, the exhaust gas G flows from the first end portion of the guide wall portion 20 toward the second end portion, or from the second end portion toward the first end portion. Thereby, the exhaust gas G flows from the upstream side toward the downstream side while turning around the axis C. Here, the case where the first end portion of the guide wall portion 20 is arranged on the upstream side of the second end portion and the case where the first end portion is arranged on the downstream side differ only in the direction of turning around the axis C. .

この第二実施形態の案内壁部２０は、第一実施形態の凸部１１と同様に、湾曲ダクト部４における第二流路７の湾曲の外周側にのみ形成されている。 The guide wall portion 20 of the second embodiment is formed only on the outer peripheral side of the curve of the second flow path 7 in the curved duct portion 4, similarly to the convex portion 11 of the first embodiment.

図９に示すように、第二流路７に流入した排気ガスＧは、周方向で非対称形状な旋回促進部１０の案内壁部２０に衝突して案内され旋回流Ｓ３（図９中、実線で示す）となる。さらに排気ガスＧは、第一実施形態と同様に、湾曲ダクト部４の第二流路７の湾曲によって旋回流Ｓ２（図９中、破線で示す）となる。これら２つの旋回流Ｓ１，Ｓ３は、それぞれ旋回する方向が異なるため、湾曲ダクト部４の第二流路７の湾曲による旋回流Ｓ２のみが生じている場合と比較して、より排気ガスＧの流れを乱すことができる。さらに、これら２つの旋回流Ｓ１，Ｓ３の向きの重なる部分Ｂ２においては、その部分Ｂ２の旋回方向への排気ガスＧの流速を増加させることができる。つまり旋回流を促進することができる。 As shown in FIG. 9, the exhaust gas G that has flowed into the second flow path 7 collides with the guide wall 20 of the swirl promoting portion 10 that is asymmetric in the circumferential direction and is guided to swirl flow S3 (solid line in FIG. 9). Is shown). Furthermore, the exhaust gas G becomes a swirl flow S2 (indicated by a broken line in FIG. 9) due to the curvature of the second flow path 7 of the curved duct portion 4 as in the first embodiment. Since these two swirl flows S1 and S3 have different swirling directions, compared to the case where only the swirl flow S2 due to the curvature of the second flow path 7 of the curved duct portion 4 is generated, more exhaust gas G is generated. Can disturb the flow. Further, in the portion B2 where the directions of the two swirl flows S1 and S3 overlap, the flow velocity of the exhaust gas G in the swirl direction of the portion B2 can be increased. That is, a swirl flow can be promoted.

したがって、上述した第二実施形態によれば、湾曲ダクト部４が形成する第二流路７の内部に流入した排気ガスＧを案内壁部２０によって旋回方向に案内することができる。その結果、効率よく旋回流Ｓ３を発生させることができる。
また、湾曲ダクト部４のうち第二流路７が湾曲する外周側に旋回促進部１０が設けられていることで、第二流路７の湾曲によって生じる旋回流Ｓ２と、案内壁部２０による旋回流Ｓ３との旋回方向をずらすことができる。そのため、これら複数の旋回流Ｓ２，Ｓ３によって第二流路７から第一流路５に流入する排気ガスＧの流れを乱すことができる。その結果、排気ガスＧに対する冷却液Ｗの混合を、より均一化させることができる。 Therefore, according to the second embodiment described above, the exhaust gas G that has flowed into the second flow path 7 formed by the curved duct portion 4 can be guided in the turning direction by the guide wall portion 20. As a result, the swirl flow S3 can be generated efficiently.
Further, the swirl promoting portion 10 is provided on the outer peripheral side of the curved duct portion 4 where the second flow path 7 is curved, so that the swirl flow S <b> 2 generated by the curvature of the second flow path 7 and the guide wall portion 20. The direction of swirl with swirl flow S3 can be shifted. Therefore, the flow of the exhaust gas G flowing into the first flow path 5 from the second flow path 7 can be disturbed by the plurality of swirl flows S2 and S3. As a result, the mixing of the coolant W with the exhaust gas G can be made more uniform.

（第三実施形態）
次に、この発明の第三実施形態における排気ガスダクト、および、船舶を図面に基づき説明する。この第三実施形態は、上述した第一、第二実施形態と、旋回流を生じさせる構成が異なる。そのため、第一、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図１０は、この発明の第三実施形態における図２に相当する模式図である。図１１は、図１０のノズル部近傍の速度分布を示す拡大図である。 (Third embodiment)
Next, an exhaust gas duct and a ship according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is different from the first and second embodiments described above in the configuration that generates the swirling flow. For this reason, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 10 is a schematic diagram corresponding to FIG. 2 in the third embodiment of the present invention. FIG. 11 is an enlarged view showing a velocity distribution in the vicinity of the nozzle portion of FIG.

図１０に示すように、この第三実施形態における排気ガスダクト２は、噴射ダクト部３と、湾曲ダクト部４と、を備えている。噴射ダクト部３は、ノズル部３０を備えている。
ノズル部３０は、噴射ダクト部３の第一流路５を流れる排気ガスＧに対して、他の排気ガスＧ２を噴射して合流させる。この第三実施形態の他の排気ガスＧ２は、例えば、発電機を駆動するためのディーゼル機関等の排気ガスを用いている。このノズル部３０は、噴射部６の上流側に配置されている。第三実施形態におけるノズル部３０は、噴射ダクト部３の周方向に間を空けて複数配置され、それぞれ軸線Ｃに沿って下流側を向いている。これらノズル部３０から噴射される他の排気ガスＧ２は、第一流路５を流れる排気ガスＧよりも流速が高い状態とされている。 As shown in FIG. 10, the exhaust gas duct 2 in the third embodiment includes an injection duct portion 3 and a curved duct portion 4. The injection duct unit 3 includes a nozzle unit 30.
The nozzle part 30 injects and joins the other exhaust gas G2 to the exhaust gas G flowing through the first flow path 5 of the injection duct part 3. As another exhaust gas G2 of the third embodiment, for example, an exhaust gas of a diesel engine or the like for driving a generator is used. The nozzle unit 30 is disposed on the upstream side of the injection unit 6. The nozzle part 30 in 3rd embodiment is arrange | positioned at intervals in the circumferential direction of the injection duct part 3, and has faced the downstream side along the axis C, respectively. The other exhaust gas G <b> 2 injected from these nozzle portions 30 is in a state where the flow velocity is higher than that of the exhaust gas G flowing through the first flow path 5.

したがって、上述した第三実施形態によれば、図１１に示すように、軸線Ｃ方向に第一流路５を流れる排気ガスＧに対して、流速の高い他の排気ガスＧ２を合流させていることで、噴射部６の上流側において速度分布（図１１中、細線で示す。）を形成することができる。この速度分布によって、湾曲ダクト部４で生じた排気ガスＧの旋回流に、例えば、小さな渦流等を生じさせて更に乱すことができる。その結果、排気ガスＧ（合流した他の排気ガスＧ２を含む）に対して冷却液Ｗを均一に混合することができる。 Therefore, according to the third embodiment described above, as shown in FIG. 11, the exhaust gas G2 flowing in the first flow path 5 in the direction of the axis C is combined with another exhaust gas G2 having a high flow velocity. Thus, a velocity distribution (indicated by a thin line in FIG. 11) can be formed on the upstream side of the injection unit 6. Due to this velocity distribution, the swirling flow of the exhaust gas G generated in the curved duct portion 4 can be further disturbed by, for example, generating a small vortex or the like. As a result, the coolant W can be uniformly mixed with the exhaust gas G (including the other exhaust gas G2 that has joined).

（第三実施形態の変形例）
図１２は、この発明の第三実施形態の第一変形例における図１１に相当する断面図である。図１３は、この発明の第三実施形態の第二変形例における図１１に相当する断面図である。
ここで、上述した第三実施形態においては、ノズル部３０の向きを軸線Ｃに沿って下流側に向ける場合について説明した。しかし、ノズル部３０の向きは、第三実施形態で例示した向きに限られない。 (Modification of the third embodiment)
FIG. 12 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 11 in a first modification of the third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 11 in a second modification of the third embodiment of the present invention.
Here, in the third embodiment described above, the case where the direction of the nozzle portion 30 is directed to the downstream side along the axis C has been described. However, the direction of the nozzle unit 30 is not limited to the direction illustrated in the third embodiment.

例えば、図１２に示す第三実施形態の第一変形例のように、ノズル部３０は、軸線Ｃ方向の下流側で、且つ、軸線Ｃに対して傾斜する方向に向かって他の排気ガスＧ２を噴射するようにしても良い。併せて、ノズル部３０を周方向に傾斜させるようにしても良い。 For example, as in the first modification of the third embodiment shown in FIG. 12, the nozzle portion 30 is another exhaust gas G2 on the downstream side in the direction of the axis C and in the direction inclined with respect to the axis C. May be injected. In addition, the nozzle part 30 may be inclined in the circumferential direction.

この第三実施形態の第一変形例のように構成することで、軸線Ｃ方向に対して傾斜する方向に他の排気ガスＧ２を噴射することができるため、軸線Ｃ方向に流れる排気ガスＧに対して速度分布を形成させつつ、ノズル部３０が向く方向に流れる旋回流を形成することができるため、噴射部６の上流側で軸線Ｃ方向に流れる排気ガスＧの流れを大きく乱すことができる。 By configuring as in the first modified example of the third embodiment, it is possible to inject other exhaust gas G2 in a direction inclined with respect to the axis C direction. Therefore, the exhaust gas G flowing in the axis C direction On the other hand, the swirl flow that flows in the direction in which the nozzle portion 30 faces can be formed while the velocity distribution is formed, so that the flow of the exhaust gas G that flows in the direction of the axis C on the upstream side of the injection portion 6 can be greatly disturbed. .

また、図１３に示す第三実施形態の第二変形例のように、ノズル部３０の向きを、軸線Ｃと垂直な方向、言い換えれば排気ガスダクト２の周方向の一方に向けるようにしても良い。
この第三実施形態の第二変形例のように構成することで、湾曲ダクト部４の第二流路７の湾曲により生じる旋回流に対して、軸線Ｃ周りの旋回流を更に加えることができる。その結果、噴射部６の上流側で軸線Ｃ方向に流れる排気ガスＧの流れを大きく乱すことができる。また、軸線Ｃ周りの旋回流を加えることで、第二実施形態と同様に、部分的に排気ガスＧの旋回を促進することができる。 Further, as in the second modification of the third embodiment shown in FIG. 13, the direction of the nozzle portion 30 may be directed in a direction perpendicular to the axis C, in other words, in one circumferential direction of the exhaust gas duct 2. .
By configuring as in the second modification of the third embodiment, the swirl flow around the axis C can be further added to the swirl flow generated by the bending of the second flow path 7 of the curved duct portion 4. . As a result, the flow of the exhaust gas G flowing in the direction of the axis C on the upstream side of the injection unit 6 can be greatly disturbed. Further, by adding a swirl flow around the axis C, swirling of the exhaust gas G can be partially promoted as in the second embodiment.

（第四実施形態）
次に、この発明の第四実施形態の排気ガスダクト、および、船舶を図面に基づき説明する。この第四実施形態は、上述した第三実施形態のノズル部３０の代わりに、ボルテックスジェネレータを設けたものである。そのため、第三実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。 (Fourth embodiment)
Next, an exhaust gas duct and a ship according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the fourth embodiment, a vortex generator is provided instead of the nozzle unit 30 of the third embodiment described above. For this reason, the same parts as those in the third embodiment are described with the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１４は、この発明の第四実施形態における図２に相当する模式図である。図１５は、この発明の第四実施形態におけるボルテックスジェネレータによる境界層の状態を示すコンター図である。
図１４に示すように、この第四実施形態における排気ガスダクト２は、噴射部６の上流側にボルテックスジェネレータ４０を有している。このボルテックスジェネレータ４０は、第一流路５を流れる排気ガスＧに乱流を生じさせる。 FIG. 14 is a schematic view corresponding to FIG. 2 in the fourth embodiment of the present invention. FIG. 15 is a contour diagram showing the state of the boundary layer by the vortex generator in the fourth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 14, the exhaust gas duct 2 in the fourth embodiment has a vortex generator 40 on the upstream side of the injection unit 6. The vortex generator 40 generates turbulent flow in the exhaust gas G flowing through the first flow path 5.

ボルテックスジェネレータ４０は、噴射ダクト部３のうち噴射部６の上流側の内壁面３ｃに形成されている。ボルテックスジェネレータ４０は、内壁面３ｃの周方向に間隔をあけて複数設けられている。図１４に示すように、これらボルテックスジェネレータ４０は、それぞれ三角形、より具体的には直角三角形の板状に形成されている。ボルテックスジェネレータ４０の三角形の対辺４１は、第一流路５の下流側を向き、隣辺４２が上流側から下流側に向かって延びている。これらボルテックスジェネレータ４０は、隣り合う２つを一組として、上流側から下流側に向かうに従って隙間Ｌ１が徐々に狭くなるように形成されている。 The vortex generator 40 is formed on the inner wall surface 3 c on the upstream side of the injection unit 6 in the injection duct unit 3. A plurality of vortex generators 40 are provided at intervals in the circumferential direction of the inner wall surface 3c. As shown in FIG. 14, each of these vortex generators 40 is formed in a triangular shape, more specifically, a right triangular plate shape. The triangular opposite side 41 of the vortex generator 40 faces the downstream side of the first flow path 5, and the adjacent side 42 extends from the upstream side toward the downstream side. These vortex generators 40 are formed so that two adjacent pairs form a gap L1 gradually narrowing from the upstream side toward the downstream side.

したがって、上述した第四実施形態によれば、図１５に示すように、噴射部６の上流側における第一流路５の内周面（内壁面３ｃ）近傍に、小さな渦流を形成することができる。この小さな渦流は、ボルテックスジェネレータ４０の対辺４１側において一組のボルテックスジェネレータ４０の並ぶ方向の外側で内壁面３ｃに向かう渦流となる。その結果、渦流により境界層領域を圧縮して内壁面３ｃの表面に形成される境界層領域を小さくすることができる。そのため、冷却液Ｗの液滴が内壁面３ｃに衝突することによる熱衝撃を緩和することができる。 Therefore, according to the above-described fourth embodiment, as shown in FIG. 15, a small vortex can be formed in the vicinity of the inner peripheral surface (inner wall surface 3 c) of the first flow path 5 on the upstream side of the injection unit 6. . This small vortex flow becomes a vortex flow toward the inner wall surface 3 c outside the direction in which the pair of vortex generators 40 are arranged on the opposite side 41 side of the vortex generator 40. As a result, it is possible to reduce the boundary layer region formed on the surface of the inner wall surface 3c by compressing the boundary layer region by eddy current. Therefore, the thermal shock caused by the droplet of the cooling liquid W colliding with the inner wall surface 3c can be mitigated.

この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific shapes, configurations, and the like given in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.

例えば、上述した各実施形態においては、湾曲ダクト部４の第二流路７の全体が湾曲するように形成される場合について説明した。しかし、湾曲ダクト部４は、全体が湾曲するものに限られず、例えば、軸線Ｃ方向の一部のみが湾曲するように形成するようにしても良い。また、噴射ダクト部３は直線状に限られない。 For example, in each embodiment mentioned above, the case where it formed so that the whole 2nd flow path 7 of the curved duct part 4 might curve was demonstrated. However, the curved duct portion 4 is not limited to the one that is curved as a whole, and may be formed, for example, such that only a part in the direction of the axis C is curved. Moreover, the injection duct part 3 is not restricted to linear form.

上述した第二実施形態においては、湾曲ダクト部４のうち第二流路７の湾曲する方向における外周側に案内壁部２０を設ける場合について説明した。しかし、案内壁部２０は、軸線Ｃ周りの全周に連続するように設けるようにしても良い。この場合案内壁部２０は、らせん状に形成される。 In 2nd embodiment mentioned above, the case where the guide wall part 20 was provided in the outer peripheral side in the direction where the 2nd flow path 7 curves among the curved duct parts 4 was demonstrated. However, the guide wall portion 20 may be provided so as to be continuous over the entire circumference around the axis C. In this case, the guide wall 20 is formed in a spiral shape.

また、上述した第三実施形態、その各変形例、および、第四実施形態、においては、湾曲ダクト部４に、旋回促進部１０を備えていない場合について説明したが、第一実施形態や第二実施形態の旋回促進部１０を組み合わせて用いるようにしても良い。 Moreover, in 3rd embodiment mentioned above, each modification, and 4th embodiment, although the case where the curved duct part 4 was not equipped with the turning promotion part 10 was demonstrated, 1st embodiment or 1st You may make it use combining the rotation promotion part 10 of 2 embodiment.

さらに、第三実施形態においては、他の排気ガスＧ２がディーゼル機関など、第二流路７に流入する排気ガスＧとは異なる内燃機関から排出される排気ガスを用いる場合について説明した。しかし、この構成に限られるものではなく、例えば、同一の内燃機関から排出される排気ガスＧを分流させて、ノズル部３０に供給するようにしても良い。 Furthermore, in 3rd embodiment, the case where the exhaust gas discharged | emitted from the internal combustion engine from which the other exhaust gas G2 differs from the exhaust gas G which flows into the 2nd flow path 7, such as a diesel engine, was demonstrated. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the exhaust gas G discharged from the same internal combustion engine may be divided and supplied to the nozzle unit 30.

また、第三実施形態においては、噴射ダクト部３にノズル部３０を設ける場合について説明した。さらに、第四実施形態においては、噴射ダクト部３にボルテックスジェネレータ４０を設ける場合について説明した。しかし、ノズル部３０、および、ボルテックスジェネレータ４０は、噴射部６の上流側に配置されていればよく、例えば、湾曲ダクト部４の途中に設けても良い。また、第三実施形態、および、第四実施形態においては、湾曲ダクト部４に対して、旋回促進部１０を設けない場合を一例にして説明した。しかし、例えば、第一実施形態や第二実施形態の旋回促進部１０を備える排気ガスダクト２に対して、ノズル部３０や、ボルテックスジェネレータ４０を設けるようにしても良い。 Moreover, in 3rd embodiment, the case where the nozzle part 30 was provided in the injection duct part 3 was demonstrated. Furthermore, in 4th embodiment, the case where the vortex generator 40 was provided in the injection duct part 3 was demonstrated. However, the nozzle part 30 and the vortex generator 40 should just be arrange | positioned in the upstream of the injection part 6, and may be provided in the middle of the curved duct part 4, for example. Moreover, in 3rd embodiment and 4th embodiment, the case where the turning promotion part 10 was not provided with respect to the curved duct part 4 was demonstrated as an example. However, for example, the nozzle unit 30 and the vortex generator 40 may be provided for the exhaust gas duct 2 including the turning promotion unit 10 of the first embodiment or the second embodiment.

さらに、ノズル部３０とボルテックスジェネレータ４０を併用するなど、上述した第一実施形態から第四実施形態の構成を適宜組み合わせて用いるようにしても良い。 Furthermore, you may make it use combining the structure of 1st Embodiment mentioned above to 4th embodiment suitably, such as using the nozzle part 30 and the vortex generator 40 together.

１ガスタービンエンジン
２排気ガスダクト
２ａ開口部
３噴射ダクト部
３ｃ内壁面
４湾曲ダクト部
４ａ入口部
４ｂ出口部
４ｃ内壁部
５第一流路
６噴射部
７第二流路
１０旋回促進部
１１凸部
１１ａ中心部
１１ｂ端部
１２内側面
１２ａ第一曲面
１２ｂ第二曲面
１２ｃ第三曲面
１２ｄ第四曲面
２０案内壁部
３０ノズル部
４０ボルテックスジェネレータ
４１対辺
４２隣辺
１００船体
１１０船舶
Ｃ中心軸
Ｇ排気ガス
Ｇ２他の排気ガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine engine 2 Exhaust gas duct 2a Opening part 3 Injection duct part 3c Inner wall surface 4 Curved duct part 4a Inlet part 4b Outlet part 4c Inner wall part 5 1st flow path 6 Injection part 7 Second flow path 10 Turning promotion part 11 Protrusion part 11a Center portion 11b End portion 12 Inner side surface 12a First curved surface 12b Second curved surface 12c Third curved surface 12d Fourth curved surface 20 Guide wall portion 30 Nozzle portion 40 Vortex generator 41 Opposite side 42 Adjacent side 100 Hull 110 Ship C Center axis G Exhaust gas G2 Other exhaust gas

Claims

An injection duct part having an injection part for injecting a coolant in the middle of the first flow path while forming a first flow path through which exhaust gas flows;
A swirl provided on the upstream side of the injection duct portion to form a second flow path that is communicated with the first flow path and is at least partially curved, and that promotes swirling of exhaust gas flowing through the second flow path. A curved duct portion having a promoting portion;
An exhaust gas duct comprising:

The turning promotion unit is
The exhaust gas duct according to claim 1, wherein the second duct is arranged on an outer peripheral side of the curved duct portion where the second flow path is curved.

The turning promotion unit is
The exhaust gas duct according to claim 2, further comprising a convex portion protruding from an inner peripheral surface of the curved duct portion.

The convex portion is
The exhaust gas duct according to claim 3, wherein a cross-sectional area thereof decreases toward a downstream side in a direction in which the exhaust gas flows.

The turning promotion unit is
The exhaust gas duct according to claim 1, further comprising a guide wall portion that protrudes from an inner peripheral surface of the curved duct portion and extends in a turning direction for turning the exhaust gas.

The exhaust gas duct according to any one of claims 1 to 5, further comprising a nozzle portion that joins another exhaust gas to the exhaust gas flowing through at least one of the first flow path and the second flow path.

The nozzle part is
The exhaust gas duct according to claim 6, wherein the other exhaust gas is ejected in a circumferential direction of at least one of the first flow path and the second flow path.

The nozzle part is
The exhaust gas duct according to claim 6 or 7, wherein the other exhaust gas is injected toward the downstream side in the axial direction of at least one of the first flow path and the second flow path.

The nozzle part is
The exhaust gas duct according to claim 8, wherein the other exhaust gas is ejected downstream in the axial direction and in a direction inclined with respect to the axial line.

The exhaust gas duct according to any one of claims 1 to 9, further comprising a vortex generator upstream of the injection unit.

An injection duct part having an injection part for injecting a coolant in the middle of the first flow path while forming a first flow path through which exhaust gas flows;
An exhaust gas duct comprising a nozzle portion that is arranged on the upstream side of the injection unit and joins another exhaust gas to the exhaust gas.

The nozzle part is
The exhaust gas duct according to claim 11, wherein the other exhaust gas is injected toward a circumferential direction of the first flow path.

The nozzle part is
The exhaust gas duct according to claim 11 or 12, wherein the other exhaust gas is injected toward the downstream side in the axial direction of the first flow path.

The nozzle part is
The exhaust gas duct according to claim 13, wherein the other exhaust gas is injected downstream in the axial direction and in a direction inclined with respect to the axial line.

An injection duct part having an injection part for injecting a coolant in the middle of the first flow path while forming a first flow path through which exhaust gas flows;
A vortex generator that is disposed on the inner peripheral surface on the upstream side of the injection unit and generates turbulence in the exhaust gas flowing through the first flow path;
An exhaust gas duct comprising:

An internal combustion engine;
The exhaust gas duct according to any one of claims 1 to 15, which guides exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
Ship equipped with.