JP2023102904A - 排ガス処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排ガス処理装置においては、排ガス処理装置が振動した場合に、排ガス処理装置に設けられた枝管の共振が抑制されることが好ましい。【解決手段】排ガスが導入され、排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、反応塔の内部に設けられ、液体が供給される幹管と、反応塔の内部に設けられ、液体が供給され、幹管と接続され、反応塔の側壁に固定される固定部を有する枝管とを備え、反応塔の上面視において、固定部における反応塔の側壁に接する幅が、枝管の幹管に接する幅よりも大きい排ガス処理装置を提供する。【選択図】図3
Description
本発明は、排ガス処理装置に関する。
特許文献1には、「防振性能を確保した上で、設置スペースを小さくできる配管の継手構造の提供」と記載されている(要約書)。
特許文献2には、「固定部材に対する固定度合いのばらつきを抑えることで防振機能に対する信頼性を高める」と記載されている(要約書)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2004-176849号公報
[特許文献2] 特開2021-107722号公報
特許文献2には、「固定部材に対する固定度合いのばらつきを抑えることで防振機能に対する信頼性を高める」と記載されている(要約書)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2004-176849号公報
[特許文献2] 特開2021-107722号公報
排ガス処理装置においては、排ガス処理装置が振動した場合に、排ガス処理装置に設けられた枝管の共振が抑制されることが好ましい。
本発明の第1の態様においては、排ガス処理装置を提供する。排ガス処理装置は、排ガスが導入され、排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、反応塔の内部に設けられ、液体が供給される幹管と、反応塔の内部に設けられ、液体が供給され、幹管と接続され、反応塔の側壁に固定される固定部を有する枝管とを備える。反応塔の上面視において、固定部における反応塔の側壁に接する幅は、枝管の幹管に接する幅よりも大きい。
枝管は、固定部を除く本体部を有してよい。反応塔の上面視において、枝管の幅は、本体部から固定部にかけてステップ状に増加していてよい。
固定部は、本体部が接続される開口が設けられた基部と、基部と反応塔の側壁とを接続する第1接続部とを含んでよい。第1接続部は、本体部よりも上側および下側の少なくとも一方に配置されてよい。
第1接続部は、反応塔の上面視において、本体部と重なるように配置されてよい。
固定部は、反応塔の側壁および第1接続部と接続され第1接続部と交差する第2接続部をさらに含んでよい。
第2接続部における反応塔の側壁に接する幅は、第1接続部における反応塔の側壁に接する幅よりも大きくてよい。
固定部は、複数の第1接続部および複数の第2接続部を含んでよい。一の第1接続部および他の第1接続部が、本体部よりも上側および下側にそれぞれ配置されてよい。一の第2接続部および他の第2接続部が、本体部の延伸方向から見た場合における本体部の一方側および他方側にそれぞれ配置されてよい。一の第1接続部および他の第1接続部が、本体部の一方側において一の第2接続部により接続されてよい。一の第1接続部および他の第1接続部が、本体部の他方側において他の第2接続部により接続されてよい。
第2接続部は、一の第1接続部よりも上方まで延伸しているか、または、他の第1接続部よりも下方まで延伸していてよい。
一の第2接続部は、一の第1接続部よりも上方まで延伸していてよい。他の第2接続部は、一の第1接続部よりも上方まで延伸していなくてよい。
一の第2接続部は、一の第1接続部よりも上方まで延伸していてよい。他の第2接続部は、他の第1接続部よりも下方まで延伸していてよい。
排ガスは、反応塔の上面視において反応塔の内部を旋回してよい。反応塔の上面視における排ガスの旋回方向において、他の第2接続部が排ガスの旋回方向の上流側に配置され、一の第2接続部が排ガスの旋回方向の下流側に配置されてよい。
一の第2接続部および他の第2接続部は、他の第1接続部よりも下方まで延伸していてよく、一の第1接続部よりも上方まで延伸していなくてよい。
一の第1接続部の上面は、鉛直方向に対して傾斜していてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の一例を示す図である。排ガス処理装置100は、反応塔10、幹管12および枝管13を備える。排ガス処理装置100は、噴出部14、排ガス導入管32、排管20、動力装置50、ポンプ60および流量制御部70を備えてよい。
動力装置50は、例えばエンジン、ボイラー等である。動力装置50は、排ガス30を排出する。排ガス導入管32は、動力装置50と反応塔10とを接続する。反応塔10には、排ガス30が導入される。本例においては、動力装置50から排出された排ガス30は、排ガス導入管32を通った後、反応塔10に導入される。
反応塔10には、排ガス30を処理する液体40が供給される。本例においては、液体40は、ポンプ60により反応塔10に供給される。反応塔10に供給された液体40は、反応塔10の内部において排ガス30を処理する。排ガス30を処理するとは、排ガス30に含まれる有害物質を除去することを指す。液体40は、排ガス30を処理した後、排液46となる。
反応塔10は、側壁15、底面16、排ガス排出口17および内部空間18を有してよい。反応塔10は、円柱状または多角形状であってよい。本例の反応塔10は、円柱状である。内部空間18は、排ガス30が通過する空間である。内部空間18は、排ガス30が液体40により処理される空間である。
本例において、側壁15および底面16は、それぞれ円柱状の反応塔10における側壁および底面である。底面16は、排液46が落下する面である。底面16は、反応塔10の内部において内部空間18に接する面である。側壁15の内側面は、内部空間18に接する。
本明細書においては、X軸、Y軸およびZ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書においては、反応塔10の底面16と平行な面をXY面とし、底面16から排ガス排出口17へ向かう方向(底面16に直交する方向)をZ軸とする。本明細書において、XY面内における所定の方向をX軸方向とし、XY面内においてX軸に直交する方向をY軸方向とする。図1は、反応塔10をY軸方向から見た場合の図である。
Z軸方向は鉛直方向であってよく、XY面は水平面であってよい。Z軸方向が鉛直方向であるとは、Z軸方向が鉛直方向の成分を有する場合を含んでよい。Z軸方向が鉛直方向であるとは、Z軸方向が鉛直方向に直交する方向でなければよい。XY面が水平であるとは、XY面が水平方向の成分を有する場合を含んでよい。XY面が水平であるとは、ZY面が水平方向に直交する方向でなければよい。
本明細書においては、排ガス排出口17の側を「上」、底面16の側を「下」と称する。本明細書において、排ガス30の排出側(排ガス排出口17側)から導入側(底面16側)への方向に見た場合を、上面視と称する。
幹管12は、反応塔10の内部に設けられる。幹管12には、液体40が供給される。本例においては、幹管12にはポンプ60により液体40が供給される。
幹管12は、排ガス30の導入側から排出側への方向に延伸している。排ガス30の導入側とは、内部空間18における底面16側を指す。排ガス30の排出側とは、内部空間18における排ガス排出口17側を指す。排ガス30の導入側から排出側への方向とは、内部空間18における排ガス30の進行方向を指す。排ガス30の当該進行方向を、進行方向Eとする。本例において、進行方向EはZ軸方向である。図1において、進行方向Eが反応塔10の外部に示されている。本例においては、進行方向EはZ軸に平行である。
排ガス処理装置100は、複数の幹管12を備えてよい。本例においては、排ガス処理装置100は、3つの幹管(幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3)を備える。本例において、幹管12-1は幹管12-2よりもZ軸方向における底面16側に設けられ、幹管12-2は幹管12-3よりもZ軸方向における底面16側に設けられている。
枝管13は、反応塔10の内部に設けられる。枝管13は、進行方向Eに交差する方向に延伸してよい。本例においては、枝管13は進行方向Eに直交する方向に延伸している。枝管13は、幹管12に接続される。枝管13は、本体部22(後述)と固定部23とを有してよい。後述するとおり、本体部22は枝管13における固定部23を除く部分である。
固定部23は、側壁15に固定される。本例において、本体部22(後述)は一端E1および他端E2(後述)を有する。本例においては、一端E1が幹管12に接続される。
枝管13には、液体40が供給される。本例においては、幹管12に供給された液体40が枝管13に供給される。
噴出部14は、反応塔10の内部に設けられてよい。本例においては、噴出部14は枝管13に接続されている。本例においては、噴出部14は枝管13に供給された液体40を反応塔10の内部に噴出する。
流量制御部70は、反応塔10に供給される液体40の流量を制御する。流量制御部70は、バルブ72を有してよい。本例においては、流量制御部70は、幹管12に供給される液体40の流量をバルブ72により制御する。本例の流量制御部70は、3つのバルブ72(バルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3)を有する。本例の流量制御部70は、バルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3により、それぞれ幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3に供給される液体40の流量を制御する。
本例において、反応塔10の中心軸方向はZ軸方向である。排ガス排出口17は、反応塔10の当該中心軸方向において、底面16と対向する位置に配置されてよい。内部空間18は、側壁15、底面16および排ガス排出口17に囲まれた空間である。
反応塔10は、排ガス導入口11を有してよい。本例において、排ガス導入管32を通過した排ガス30は、排ガス導入口11を通った後、内部空間18に導入される。排ガス導入口11は、側壁15に設けられてよい。
側壁15、底面16、幹管12および枝管13は、排ガス30、液体40および排液46に対して耐久性を有する材料で形成される。当該材料は、SS400、S-TEN(登録商標)等の鉄材とコーティング剤および塗装剤の少なくとも一方との組合せであってよい。当該材料は、ネバール黄銅等の銅合金、アルミニウムブラス等のアルミニウム合金、キュープロニッケル等のニッケル合金、ハステロイ(登録商標)、SUS316L、SUS329J4LまたはSUS312等のステンレスであってもよい。
排ガス処理装置100は、船舶向けスクラバであってよい。排ガス処理装置100が船舶向けスクラバである場合、動力装置50は例えば当該船舶のエンジン、ボイラー等であり、排ガス30は例えば当該エンジン、当該ボイラーから排出される排ガスであり、排ガス30を処理する液体40は例えば海水である。液体40は、水酸化ナトリウム(NaOH)および炭酸水素ナトリウム(Na2CO3)の少なくとも一方を添加したアルカリ性の水であってもよい。
排ガス30には硫黄酸化物(SOx)等の有害物質が含まれる。硫黄酸化物(SOx)は、例えば亜硫酸ガス(SO2)である。液体40が水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液の場合、排ガス30に含まれる亜硫酸ガス(SO2)と水酸化ナトリウム(NaOH)との反応は、下記の化学式1で示される。
[化学式1]
SO2+Na++OH-→Na+HSO3 -
[化学式1]
SO2+Na++OH-→Na+HSO3 -
化学式1に示されるように、亜硫酸ガス(SO2)は化学反応により亜硫酸水素イオン(HSO3
-)となる。液体40は、化学反応により亜硫酸水素イオン(HSO3
-)を含む排液46となる。排液46は、排管20を通過した後、排ガス処理装置100の外部に排出されてよい。
排ガス処理装置100は、複数の枝管13を備えてよい。図1においては、枝管13-1~枝管13-12が図示されている。本例において、枝管13-1、枝管13-3、枝管13-5、枝管13-7、枝管13-9および枝管13-11の延伸方向はY軸方向であり、枝管13-2、枝管13-4、枝管13-6、枝管13-8、枝管13-10および枝管13-12の延伸方向はX軸方向である。
枝管13-1を例に説明すると、枝管13-1Aおよび枝管13-1Bは、Y軸方向において、それぞれ幹管12-1の一方側および他方側に配置される枝管13-1である。Y軸方向において、枝管13-1Aおよび枝管13-1Bは、幹管12-1を挟むように設けられてよい。なお、図2において枝管13-1Aおよび枝管13-3Aは、幹管12-1と重なる位置に配置されているので図示されていない。
枝管13-2を例に説明すると、枝管13-2Aおよび枝管13-2Bは、X軸方向において、それぞれ幹管12-1の一方側および他方側に配置される枝管13-2である。X軸方向において、枝管13-2Aおよび枝管13-2Bは、幹管12-1を挟むように設けられてよい。
排ガス処理装置100は、複数の噴出部14を備えてよい。本例においては、噴出部14-1~噴出部14-12が、それぞれ枝管13-1~枝管13-12に接続されている。排ガス導入口11は、噴出部14-1よりも底面16側に設けられていてよい。
図2は、図1に示される排ガス処理装置100の上面視における一例を示す図である。図2において、動力装置50、ポンプ60、流量制御部70および排ガス排出口17は省略されている。
反応塔10の上面視で、排ガス導入管32は、排ガス導入管32の延伸方向における延長線が反応塔10の中心と重ならない位置に設けられてよい。排ガス導入管32の延伸方向とは、排ガス導入口11を通る排ガス30の進行方向を指す。
排ガス30は、反応塔10の上面視において反応塔10の内部を旋回してよい。排ガス導入管32が上述の位置に設けられることで、排ガス30は、反応塔10の上面視で内部空間18を旋回しやすくなる。排ガス30の当該旋回方向を、旋回方向Fとする。本例においては、旋回方向Fは、反応塔10の上面視で時計回りである。本例においては、排ガス30は、反応塔10の上面視で内部空間18を予め定められた旋回方向に螺旋状(サイクロン状)に旋回しながら、排ガス導入口11から排ガス排出口17に向けて進行する。
噴出部14は、反応塔10の内部に液体40を噴出する。噴出部14は、液体40を枝管13の延伸方向と所定の角度θをなす方向に噴出してよい。図2において、噴出部14-11および噴出部14-12から内部空間18に噴出される液体40の向きが破線矢印にて示されている。
図3は、図2に示される枝管13-12Aの、上面視における拡大図である。ただし、図3において、枝管13-12Aに接続される噴出部14-12Aは省略されている。枝管13は、本体部22と固定部23とを有してよい。本体部22は、固定部23を除く、枝管13の一部であってよい。本体部22は、枝管13において噴出部14が設けられる部分であってよい。
固定部23における反応塔10の側壁15に接する幅を、幅W1とする。枝管13の幹管12に接する幅を、幅W2とする。幅W1は、幅W2よりも大きい。
本体部22は、一端E1および他端E2を含む。一端E1は、幹管12に接続される、本体部22の端部である。他端E2は、枝管13の延伸方向における一端E1とは反対側の、本体部22の端部である。他端E2は、側壁15から離隔して配置されてよい。他端E2は、側壁15に接していなくてよい。後述するとおり、枝管13は振動し得るので、他端E2は、側壁15に接していないことが好ましい。
固定部23は、基部80、第1接続部82および第2接続部84を含んでよい。基部80は、YZ面に平行な面を有する板状の部材であってよい。第1接続部82は、XY面に平行な面を有する板状の部材であってよい。第2接続部84はXZ面に平行な面を有する板状の部材であってよい。図3において、第1接続部82は本体部22の上方に配置されている。
上面視において、第1接続部82は本体部22の少なくとも一部と重なるように配置されてよい。本体部22は、枝管13の延伸方向に基部80を貫通していてよい。上面視において、本体部22の一部と固定部23の一部とは重なっていてよい。図3の例においては、本体部22の他端E2は、上面視において固定部23と重なっている。図3において、固定部23と重なる本体部22の一部が破線にて示されている。
枝管13は、一端E1から他端E2への方向に延伸している。当該方向を、枝管13の延伸方向とする。図3の例においては、枝管13の延伸方向は、X軸方向である。枝管13の延伸方向に交差する方向における枝管13の幅は、本体部22から固定部23にかけてステップ状に増加していてよい。上面視における本体部22と基部80とのなす角度θを、角度θとする。枝管13の当該幅がステップ状に増加しているとは、上面視において角度θが60度以上90度以下であることを指してよく、70度以上90度以下であることを指してもよく、80度以上90度以下であることを指してもよい。
図4は、比較例の枝管113の上面視における図である。枝管113は、固定部23を有さない。比較例においては、枝管113の側壁15に接する幅と、枝管113の幹管12に接する幅とは、等しい。
図5は、図3および図4に示される幹管12-3の周波数fと応答変位Dとの関係を示す図である。枝管113は、Z軸方向において枝管13と同じ位置(底面16からの高さ)に配置されているとする。図3に示される枝管13の場合における幹管12-3の共振周波数を周波数fu1とし、最大応答変位を応答変位Du1とする。図4に示される枝管113の場合における共振周波数を周波数fu1'とし、最大応答変位を応答変位Du1'とする。
応答変位Du1は、応答変位Du1'よりも小さい。周波数fu1は、周波数fu1'よりも大きい。枝管13においては、幅W1(図3参照)が幅W2(図3参照)よりも大きいので、応答変位Du1は応答変位Du1'よりも小さくなりやすい。
排ガス処理装置100が船舶に搭載される場合、当該船舶は、航行中に海洋の状態に応じた鉛直方向の振動を受けやすい。当該船舶が鉛直方向の振動を受けた場合、排ガス処理装置100は鉛直方向に振動しやすい。排ガス処理装置100が鉛直方向に振動した場合、幹管12および枝管13は、排ガス処理装置100の振動に伴って過渡的に共振しやすい。幹管12および枝管13が過渡的に共振した場合、枝管13の一端E1と幹管12との接続部分が破損しやすい。上述したとおり、応答変位Du1は応答変位Du1'よりも小さくなりやすいので、枝管13の一端E1と幹管12との接続部分は、枝管113の一端E1と幹管12との接続部分よりも、破損しにくい。
枝管13の延伸方向に交差する方向における枝管13の幅は、本体部22から固定部23にかけてステップ状に増加していることが望ましい。当該幅がステップ状に増加している場合の応答変位Du1は、当該幅がステップ状に増加していない場合の応答変位Du1よりも小さくなりやすい。
上面視において、第1接続部82は本体部22と重なるように配置されることが好ましい。これにより、本体部22と基部80との接続部分の強度が向上しやすくなる。
図6は、幹管12-2の周波数fと応答変位Dとの関係を示す図である。幹管12-2は、図1に示されるとおりZ軸方向において幹管12-3の下方に配置される幹管12である。本例において、枝管13は枝管13-8A(図1参照)である。図6において、枝管113はZ軸方向において枝管13-8Aと同じ位置に配置されているとする。
枝管13の場合における幹管12-2の共振周波数を周波数fd1とし、最大応答変位を応答変位Dd1とする。図4に示される枝管113の場合における共振周波数を周波数fd1'とし、最大応答変位を応答変位Dd1'とする。応答変位Dd1は、応答変位Dd1'よりも小さい。周波数fd1は、周波数fd1'よりも大きい。枝管13においては、幅W1(図3参照)が幅W2(図3参照)よりも大きいので、応答変位Dd1は応答変位Dd1'よりも小さくなりやすい。
本例においては、上面視における幹管12-2の径は、上面視における幹管12-3の径よりも大きい。このため、幹管12-2における応答変位Dの低下率(=Dd1/Dd1')は、幹管12-3における応答変位Dの低下率(=Du1/Du1')よりも大きくなりやすい。
図7は、固定部23の近傍を示す斜視図である。図7には、図2および図3に示される固定部23-12Aの近傍の斜視図が示されている。基部80には、開口85が設けられている。開口85には、本体部22が接続される。本体部22は、開口85を通じてX軸方向に基部80を貫通していてよい。
第1接続部82は、基部80と側壁15とを接続する。第1接続部82は、本体部22よりも上側および下側の少なくとも一方に設けられてよい。本体部22よりも上側とは、枝管13の延伸方向(本例においてはX軸方向)における本体部22と基部80との接続位置において、第1接続部82が本体部22の上端よりも上方に配置されることを指す。本体部22よりも下側についても同様である。第1接続部82が本体部22よりも上側および下側の少なくとも一方に設けられることにより、他端E2(図3参照)が側壁15に接続される場合よりも、枝管13と側壁15との接続部分の強度が向上しやすくなる。
固定部23は、複数の第1接続部82を含んでよい。本例においては、固定部23は二つの第1接続部82(第1接続部82-1および第1接続部82-2)を含む。本例においては、第1接続部82は、本体部22よりも上側および下側の両方に設けられている。本例においては、本体部22よりも上側に第1接続部82-1が設けられ、本体部22よりも下側に第1接続部82-2が設けられている。
第2接続部84は、側壁15および第1接続部82と接続される。第2接続部84は、第1接続部82と交差してよい。本例においては、枝管13の延伸方向から見て、第2接続部84は第1接続部82と直交している。図3に示されるとおり、第2接続部84は、上面視において本体部22と重ならない位置に配置されてよい。
固定部23は、複数の第2接続部84を含んでよい。本例においては、固定部23は二つの第2接続部84(第2接続部84-1および第2接続部84-2)を含む。本例においては、第2接続部84は、Y軸方向における本体部22の一方側および他方側の両方に設けられている。本例においては、Y軸方向における本体部22の一方側に第2接続部84-1が設けられ、他方側に第2接続部84-2が設けられている。
固定部23は、第1接続部82および第2接続部84の両方を含むことが好ましい。これにより、固定部23が第1接続部82を含み第2接続部84を含まない場合よりも、枝管13と側壁15との接続部分の強度が向上しやすくなる。
図8は、図2、図3および図7に示される固定部23を枝管13の延伸方向から見た平面図である。本例においては、枝管13の延伸方向はX軸方向である。図8において、第1接続部82および第2接続部84が太い実線で示されている。第1接続部82のY軸方向における幅は、上述した幅W1である。幅W1は、第1接続部82における側壁15(図2、図3および図7参照)に接する幅である。第2接続部84のZ軸方向における幅を、幅aとする。幅aは、第2接続部84における側壁15(図2、図3および図7参照)に接する幅である。本例においては、幅aと幅W1とは等しい。
本体部22の上端の位置を位置buとし、下端の位置を位置bdとする。一の第1接続部82および他の第1接続部82は、本体部22よりも上側および下側にそれぞれ配置されてよい。本例においては、第1接続部82-1が位置buよりも上側に配置され、第2接続部84-2が位置bdよりも下側に配置されている。
枝管13の延伸方向から見た場合において、一の第2接続部84および他の第2接続部84は、それぞれ本体部22の一方側および他方側に配置されてよい。本例においては、第2接続部84-1が本体部22からY軸方向に離隔して配置され、第2接続部84-2が本体部22からY軸方向とは反対方向に離隔して配置されている。
枝管13の延伸方向から見た場合において、一の第1接続部82および他の第1接続部82は、本体部22の一方側において一の第2接続部84により接続されてよく、本体部22の他方側において他の第2接続部84により接続されてよい。本例においては、第1接続部82-1および第1接続部82-2は、本体部22の一方側において第2接続部84-1により接続され、本体部22の他方側において第2接続部84-2により接続されている。
図9は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例において、第2接続部84のZ軸方向における幅を幅a'とする。本例においては、幅a'は幅W1よりも大きい。本例の固定部23は、係る点で図8に示される固定部23と異なる。幅a'は、幅W1の2倍であってよい。
第2接続部84は、一の第1接続部82よりも上方まで延伸しているか、または、他の第1接続部82よりも下方まで延伸していてよい。本例においては、一の第2接続部84-1および第2接続部84-2が、一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し、且つ、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸している。
第2接続部84-1の上端を上端Eu1とし、下端を下端Ed1とする。第2接続部84-2の上端を上端Eu2とし、下端を下端Ed2とする。本例においては、第1接続部82-1は上端Eu1および上端Eu2よりも下方に設けられ、第1接続部82-2は下端Ed1および下端Ed2よりも上方に設けられる。
図10は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、第1接続部82-1がZ軸方向において上端Eu1および上端Eu2と同じ位置に配置され、第1接続部82-2がZ軸方向において下端Ed1および下端Ed2と同じ位置に配置される。本例は、係る点で図9に示される例と異なる。
図11は、幹管12-3の周波数fと応答変位Dとの関係を枝管13および枝管113について示す図である。図11には、図5に示される枝管13および枝管113の応答変位に加え、固定部23が図9の場合(第2接続部84が幅a'の場合)の幹管12の応答変位が合わせて示されている。第2接続部84が幅a'の場合における幹管12-3の共振周波数を周波数fu2とし、最大応答変位を応答変位Du2とする。
応答変位Du2は、応答変位Du1よりもさらに小さい。周波数fu2は、周波数fu1よりも大きい。幅a'は幅aよりも大きいので、応答変位Du2は、応答変位Du1よりも小さくなりやすい。
図12は、幹管12-2の周波数fと応答変位Dとの関係を枝管13および枝管113について示す図である。図12には、図6に示される枝管13および枝管113の応答変位に加え、固定部23が図9の場合(第2接続部84が幅a'の場合)の幹管12の応答変位が合わせて示されている。第2接続部84が幅a'の場合における幹管12-3の共振周波数を周波数fd2とし、最大応答変位を応答変位Dd2とする。
応答変位Dd2は、応答変位Dd1よりもさらに小さい。周波数fd2は、周波数fd1よりも大きい。幅a'は幅aよりも大きいので、応答変位Dd2は、応答変位Dd1よりも小さくなりやすい。
図13は、幹管12-3の周波数fと応答変位Dとの関係を、固定部23が図9の場合と図10の場合とについて示す図である。固定部23が図10の場合における幹管12-3の共振周波数を周波数fu2'とし、最大応答変位を応答変位Du2'とする。
応答変位Du2'は、応答変位Du2よりもさらに小さい。周波数fu2'は、周波数fu2よりも大きい。上述したとおり、図9の例では、第1接続部82-1は上端Eu1および上端Eu2よりも下方に設けられ、第1接続部82-2は下端Ed1および下端Ed2よりも上方に設けられる。図10の例では、第1接続部82-1がZ軸方向において上端Eu1および上端Eu2と同じ位置に配置され、第1接続部82-2がZ軸方向において下端Ed1および下端Ed2と同じ位置に配置される。このため、図10の例は図10の例よりも、Z軸方向の振動に対する強度が大きくなりやすい。このため、応答変位Du2'は、応答変位Du2よりも小さくなりやすい。
図14は、幹管12-2の周波数fと応答変位Dとの関係を、固定部23が図9の場合と図10の場合とについて示す図である。固定部23が図10の場合における幹管12-2の共振周波数を周波数fd2'とし、最大応答変位を応答変位Dd2'とする。応答変位Dd2'は、応答変位Dd2よりもさらに小さい。周波数fd2'は、周波数fd2よりも大きい。図13と同様の理由により、応答変位Dd2'は、応答変位Dd2よりも小さくなりやすい。
図15は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、一の第2接続部84-1および他の第2接続部84-2が他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸し、且つ、一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸していない。本例においては、一の第1接続部82-1がZ軸方向における上端Eu1および上端Eu2の位置に設けられている。
図16は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、一の第2接続部84-1および他の第2接続部84-2が一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し、且つ、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸していない。本例においては、他の第1接続部82-2がZ軸方向における下端Ed1および下端Ed2の位置に設けられている。
図17は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、一の第2接続部84-1は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し、他の第2接続部84-2は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸していない。本例においては、他の第2接続部84-2は、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸している。
図18は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、一の第2接続部84-1は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸せず、他の第2接続部84-2は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸している。本例においては、一の第2接続部84-1は、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸している。
図19は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。第2接続部84は、一の第1接続部82よりも上方まで延伸し且つ下方まで延伸していてよい。本例においては、一の第2接続部84-1が、一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し且つ下方まで延伸している。本例においては、他の第2接続部84-2は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸せず、且つ、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸している。
図20は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、他の第2接続部84-2が、一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し且つ下方まで延伸している。本例においては、一の第2接続部84-1は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸せず、且つ、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸している。
図21は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、一の第2接続部84-1は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し、且つ、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸していない。本例においては、他の第2接続部84-2は、一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し且つ下方まで延伸している。
図22は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、他の第2接続部84-1は一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し、且つ、他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸していない。本例においては、一の第2接続部84-1は、一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し且つ下方まで延伸している。
図23は、固定部23を枝管13の延伸方向から見た他の平面図の一例である。本例においては、一の第1接続部82-1のY軸方向の幅が、図5の例における一の第1接続部82-1のY軸方向の幅よりも大きい。本例において、一の第1接続部82-1のY軸方向における幅を幅W1'とする。幅W1'は、図5の例における幅W1よりも大きい。
図24は、幹管12-3の周波数fと応答変位Dとの関係を枝管13および枝管113について示す図である。図24には、図5に示される枝管13および枝管113の応答変位に加え、固定部23が図15、図17および図20の場合の幹管12の応答変位が合わせて示されている。図15、図17および図20の場合の幹管12の応答変位は同様であるので、図24においては、三つの場合の応答変位が一つの一点鎖線で示されている。
固定部23が図15、図17および図20の場合における幹管12-3の共振周波数を周波数fu2''とし、最大応答変位を応答変位Du2''とする。応答変位Du2''は、応答変位Du1よりもさらに小さい。周波数fu2''は、周波数fu1よりも大きい。図15、17および図20の場合における第2接続部84のZ軸方向における幅は、図9の例と同様に幅a'である。このため、応答変位Du2''は、応答変位Du1よりも小さくなりやすい。
図8~図10、図15~図23に示される例においては、旋回方向F(図2参照)はY軸方向である。図17、図19および図21に示される固定部23においては、一の第2接続部84-1が一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸し、且つ、旋回方向Fの下流側に配置され、他の第2接続部84-2が他の第1接続部82-2よりも下方まで延伸し、且つ、旋回方向Fの上流側に配置されている。
上述したとおり、排ガス30は、反応塔10(図1参照)の内部を旋回方向F(図2参照)に旋回しながら進行方向E(図1参照)に進行する。このため、図17、図19および図21に示される固定部23は、例えば図18に示される固定部23と比較して、排ガス30の旋回方向Fへの旋回を妨げにくい。
上述したとおり、噴出部14(図1および図2参照)は、反応塔10の内部に液体40を噴出する。当該液体40は、霧状になりやすい。霧状の液体40は、旋回方向Fに旋回する排ガス30(図1および図2参照)に同伴されることにより、排ガス30と同様に旋回しやすい。当該霧状の液体40は、側壁15(図1および図2参照)および固定部23に接触することにより、液滴化しやすい。
図8、図10、図15、図17、図18~図20に示される固定部においては、一の第2接続部84-1および他の第2接続部84-2の少なくとも一方が、一の第1接続部82-1よりも上方まで延伸していない。このため、霧状の液体40が液滴化した液体40が、一の第1接続部82-1の上面に滞留しにくい。
図25は、固定部23を枝管13の延伸方向に直交する方向から見た平面図の一例である。本例において、Z軸方向は鉛直方向に平行な方向であるとする。図25は、図8に示される固定部23を枝管13の延伸方向に直交する方向から見た図である。一の第1接続部82-1の上面は、鉛直方向に対して傾斜していてよい。これにより、上述した液滴化した液体40が、一の第1接続部82の上面に滞留しにくくなる。
一の第1接続部82-1と側壁15との交点の位置は、一の第1接続部82-1と基部80との交点の位置よりも、鉛直方向において上方に配置されてよい。これにより、上述した液滴化した液体40は、一の第1接続部82-1の上面において、一の第1接続部82-1と側壁15との間に滞留することなく、反応塔10の底面16(図1参照)に落下しやすくなる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10・・・反応塔、11・・・排ガス導入口、12・・・幹管、13・・・枝管、14・・・噴出部、15・・・側壁、16・・・底面、17・・・排ガス排出口、18・・・内部空間、20・・・排管、22・・・本体部、23・・・固定部、30・・・排ガス、32・・・排ガス導入管、40・・・液体、46・・・排液、50・・・動力装置、60・・・ポンプ、70・・・流量制御部、72・・・バルブ、80・・・基部、82・・・第1接続部、84・・・第2接続部、85・・・開口、100・・・排ガス処理装置、113・・・枝管
Claims (13)
- 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
前記反応塔の内部に設けられ、前記液体が供給される幹管と、
前記反応塔の内部に設けられ、前記液体が供給され、前記幹管と接続され、前記反応塔の側壁に固定される固定部を有する枝管と、
を備え、
前記反応塔の上面視において、前記固定部における前記反応塔の側壁に接する幅が、前記枝管の前記幹管に接する幅よりも大きい、
排ガス処理装置。 - 前記枝管は、前記固定部を除く本体部を有し、
前記反応塔の上面視において、前記枝管の幅が、前記本体部から前記固定部にかけてステップ状に増加している、
請求項1に記載の排ガス処理装置。 - 前記固定部は、前記本体部が接続される開口が設けられた基部と、前記基部と前記反応塔の側壁とを接続する第1接続部とを含み、
前記第1接続部は、前記本体部よりも上側および下側の少なくとも一方に配置される、
請求項2に記載の排ガス処理装置。 - 前記第1接続部は、前記反応塔の上面視において、前記本体部の少なくとも一部と重なるように配置される、請求項3に記載の排ガス処理装置。
- 前記固定部は、前記反応塔の側壁および前記第1接続部と接続され前記第1接続部と交差する第2接続部をさらに含む、請求項3または4に記載の排ガス処理装置。
- 前記第2接続部における前記反応塔の側壁に接する幅が、前記第1接続部における前記反応塔の側壁に接する幅よりも大きい、請求項5に記載の排ガス処理装置。
- 前記固定部は、複数の前記第1接続部および複数の前記第2接続部を含み、
一の前記第1接続部および他の前記第1接続部が、前記本体部よりも上側および下側にそれぞれ配置され、
一の前記第2接続部および他の前記第2接続部が、前記本体部の延伸方向から見た場合における前記本体部の一方側および他方側にそれぞれ配置され、
一の前記第1接続部および他の前記第1接続部が、前記本体部の前記一方側において一の前記第2接続部により接続され、
一の前記第1接続部および他の前記第1接続部が、前記本体部の前記他方側において他の前記第2接続部により接続される、
請求項5または6に記載の排ガス処理装置。 - 前記第2接続部が、一の前記第1接続部よりも上方まで延伸しているか、または、他の前記第1接続部よりも下方まで延伸している、請求項7に記載の排ガス処理装置。
- 一の前記第2接続部は、一の前記第1接続部よりも上方まで延伸し、
他の前記第2接続部は、一の前記第1接続部よりも上方まで延伸していない、
請求項8に記載の排ガス処理装置。 - 一の前記第2接続部は、一の前記第1接続部よりも上方まで延伸し、
他の前記第2接続部は、他の前記第1接続部よりも下方まで延伸している、
請求項8に記載の排ガス処理装置。 - 前記排ガスは、前記反応塔の上面視において前記反応塔の内部を旋回し、
前記反応塔の上面視における前記排ガスの旋回方向において、他の前記第2接続部が前記排ガスの旋回方向の上流側に配置され、一の前記第2接続部が前記排ガスの旋回方向の下流側に配置される、
請求項10に記載の排ガス処理装置。 - 一の前記第2接続部および他の前記第2接続部は、他の前記第1接続部よりも下方まで延伸し、一の前記第1接続部よりも上方まで延伸していない、請求項8に記載の排ガス処理装置。
- 一の前記第1接続部の上面が、鉛直方向に対して傾斜している、請求項7から12のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
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