JP5931498B2 - 排ガス再循環システム - Google Patents
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Description
しかしながら、デミスター32には捕集限界があり、粒径が数μm以下のミスト(SOxや煤塵等を含んだミスト)は、デミスター32で捕集することができない。そのため、デミスター32で捕集することができなかったミストが、デミスター32から過給機コンプレッサ部107に至る循環管路11−2,11−3内に進入し、循環管路11−2,11−3内を通過する間に冷やされて成長し、粒径の大きくなったミストが、過給機コンプレッサ部107に進入して、コンプレッサ翼107Aの表面にエロージョンを発生させたり、ミストに含まれる煤塵が過給機コンプレッサ部107の内周面に堆積して、過給機コンプレッサ部107の内周面と、コンプレッサ翼107Aの翼端とのクリアランスがなくなり、コンプレッサ翼107Aの翼端を損傷させてしまうおそれがある。
本発明に係る排ガス再循環システムは、舶用内燃機関から排出された排気ガスの一部を、再循環管を介して前記舶用内燃機関の上流舶用内燃機関から排出された排気ガスの一部を、再循環管を介して前記舶用内燃機関の上流側に配置されて、前記舶用内燃機関に燃焼用空気を圧送するコンプレッサの吸込口側に戻し、前記燃焼用空気とともに燃焼させる排ガス再循環システムであって、前記再循環管の途中には、上流側から下流側に向かって、EGRバルブ、スクラバー、蒸気供給部、第1のミスト分離器が接続されており、前記蒸気供給部では、前記再循環管を介して前記スクラバーから導かれた排気ガスに、蒸気供給管を介して導かれた蒸気が吹き付けられる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率を向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストを低減させることができる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
また、このような排ガス再循環システムによれば、エアクーラーを通過する際に、排気ガスが冷やされて、ミストの粒径が大きくなり、エアクーラーの下流側に位置するミスト分離器で捕集される確率がさらに高くなる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
また、このような排ガス再循環システムによれば、加熱器を通過する際に、排気ガス中のミスト(水分)が蒸発し、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
また、このような排ガス再循環システムによれば、加熱器を通過する際に、排気ガス中のミスト(水分)が蒸発し、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
また、このような排ガス再循環システムによれば、エアクーラーを通過する際に、排気ガスが冷やされて、ミストの粒径が大きくなり、エアクーラーの下流側に位置するミスト分離器で捕集される確率がさらに高くなる。
これにより、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
さらに、このような排ガス再循環システムによれば、加熱器を通過する際に、排気ガス中のミスト(水分)が蒸発し、排気タービン過給機のコンプレッサに進入するミストをさらに低減させることができる。
以下、本発明の第1実施形態に係る排ガス再循環システムについて、図1を参照しながら説明する。
図1は本実施形態に係る排ガス再循環システムを、船舶に適用した場合の概略の構成を示す図である。
舶用内燃機関2は、図示しないプロペラ軸および推進用プロペラを駆動(回転)させる推進用の機関、いわゆる「主機」と呼ばれるものである。
EGRバルブ23は、図示しない制御装置から送られてきた制御信号(指令信号)に基づいて開閉(操作)され、舶用内燃機関2の出力(負荷)に対応した排気ガス量が舶用内燃機関2に戻されるよう、EGRバルブ23を通過する排気ガスの流量が制御(調整)されるようになっている。
蒸気供給部25には、その一端(上流端)が、図示しない煙突内に設置された(第1の)排ガスエコノマイザーや、機関室内に設置されたボイラー等に接続され、その他端(下流端)が、蒸気供給部25に接続された(第1の)蒸気供給管27を介して、排ガスエコノマイザーやボイラー等で発生した蒸気が導かれ(供給され)、蒸気供給部25では、再循環管22を介してスクラバー24から導かれた排気ガスに、蒸気供給管27を介して導かれた(供給された)蒸気が吹き付けられる。
一方、ミスト分離器26で捕集分離除去されたミストは、ミスト分離器26の内部を底部に向かって落下していく際に、しだいに大きな液滴となり、底部に溜まった液は、排出管28を介して、図示しないスクラバー水処理装置へ輸送される。
これにより、ミスト分離器26における捕集効率を向上させて、排気タービン過給機3のコンプレッサ7に進入するミストを低減させることができる。
本発明の第2実施形態に係る排ガス再循環システムについて、図2を参照しながら説明する。
図2は本実施形態に係る排ガス再循環システムを、船舶に適用した場合の概略の構成を示す図である。
なお、上述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、ミスト分離器26における捕集効率を向上させて、排気タービン過給機3のコンプレッサ7に進入するミストを低減させることができる。
本発明の第3実施形態に係る排ガス再循環システムについて、図3を参照しながら説明する。
図3は本実施形態に係る排ガス再循環システムを、船舶に適用した場合の概略の構成を示す図である。
なお、上述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
一方、ミスト分離器44で捕集分離除去されたミストは、ミスト分離器44の内部を底部に向かって落下していく際に、しだいに大きな液滴となり、底部に溜まった液は、ミスト分離器26と同様、排出管28を介して、図示しないスクラバー水処理装置へ輸送される。
これにより、ミスト分離器26,44における捕集効率を向上させて、排気タービン過給機3のコンプレッサ7に進入するミストを低減させることができる。
これにより、ミスト分離器26,44における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機3のコンプレッサ7に進入するミストをさらに低減させることができる。
これにより、ミスト分離器44における捕集効率をさらに向上させて、排気タービン過給機3のコンプレッサ7に進入するミストをさらに低減させることができる。
例えば、上述した第3実施形態において、ミスト分離器44とミキサー12との間に位置する再循環管22の途中に加熱器(熱交換器)を接続し、当該加熱器において再循環管22を介してミスト分離器44から導かれた排気ガスを間接的に温めるようにしてもよい。
これにより、ミスト分離器44からミキサー12に向かう排気ガス中のミスト(水分)をさらに低減させることができて、排気タービン過給機3のコンプレッサ7に進入するミストをさらに低減させることができる。
なお、加熱器の熱源としては、蒸気供給管33を介して導かれた蒸気や、電気を使用することができる。
これにより、湿り度の高い蒸気をスクラバー24からベンチュリ管42に向かう排気ガスに吹き付けることができ、蒸気供給部25からミスト分離器26に向かうミストの粒径を大きくすることができて、ミスト分離器における捕集効率をさらに向上させることができる。
このような排ガス再循環システムによれば、EGRバルブ23の下流側に排ガスエコノマイザー32が配置されことになるため、EGRバルブ23を全閉にすると排ガスエコノマイザー32に排気ガスが流れなくなり(供給されなくなり)、排ガスエコノマイザー32における蒸気の発生を停止させることができ、かつ、排気ガスの熱による排ガスエコノマイザー32の焼損を回避することができる。
また、蒸気供給管27,33を介して蒸気供給部25に供給される蒸気量は、EGRバルブ23の開度および/または舶用内燃機関2の負荷に応じて(を指標として)増減(制御)される。
2 舶用内燃機関
3 排気タービン過給機
7 コンプレッサ
21 排ガス再循環システム
22 再循環管
23 EGRバルブ
24 スクラバー
25 蒸気供給部
26 (第1の)ミスト分離器
27 蒸気供給管
31 排ガス再循環システム
32 (第2の)排ガスエコノマイザー
33 蒸気供給管
41 排ガス再循環システム
42 ベンチュリ管
43 エアクーラー
44 (第2の)ミスト分離器
Claims (14)
- 舶用内燃機関から排出された排気ガスの一部を、再循環管を介して前記舶用内燃機関の上流側に配置されて、前記舶用内燃機関に燃焼用空気を圧送するコンプレッサの吸込口側に戻し、前記燃焼用空気とともに燃焼させる排ガス再循環システムであって、
前記再循環管の途中には、上流側から下流側に向かって、EGRバルブ、スクラバー、蒸気供給部、第1のミスト分離器が接続されており、
前記蒸気供給部では、前記再循環管を介して前記スクラバーから導かれた排気ガスに、蒸気供給管を介して導かれた蒸気が吹き付けられることを特徴とする排ガス再循環システム。 - 前記蒸気供給管は、前記EGRバルブよりも上流側に位置する前記再循環管の途中に接続された排ガスエコノマイザーで発生した蒸気を、前記蒸気供給部に導くものであることを特徴とする請求項1に記載の排ガス再循環システム。
- 前記蒸気供給管は、前記EGRバルブと前記スクラバーとの間に位置する前記再循環管の途中に接続された排ガスエコノマイザーで発生した蒸気を、前記蒸気供給部に導くものであることを特徴とする請求項1に記載の排ガス再循環システム。
- 前記蒸気供給部と第1のミスト分離器との間に位置する前記再循環管の途中には、ベンチュリ管が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。
- 前記第1のミスト分離器の下流側に位置する前記再循環管の途中には、上流側から下流側に向かって、エアクーラー、第2のミスト分離器が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。
- 前記第1のミスト分離器の下流側に位置する前記再循環管の途中には、加熱器が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。
- 前記蒸気供給部と第1のミスト分離器との間に位置する前記再循環管の途中には、ベンチュリ管が設けられており、
前記第1のミスト分離器の下流側に位置する前記再循環管の途中には、上流側から下流側に向かって、エアクーラー、第2のミスト分離器が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。 - 前記蒸気供給部と第1のミスト分離器との間に位置する前記再循環管の途中には、ベンチュリ管が設けられており、
前記第1のミスト分離器の下流側に位置する前記再循環管の途中には、加熱器が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。 - 前記第1のミスト分離器の下流側に位置する前記再循環管の途中には、上流側から下流側に向かって、エアクーラー、第2のミスト分離器、加熱器が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。
- 前記蒸気供給部と第1のミスト分離器との間に位置する前記再循環管の途中には、ベンチュリ管が設けられており、
前記第1のミスト分離器の下流側に位置する前記再循環管の途中には、上流側から下流側に向かって、エアクーラー、第2のミスト分離器、加熱器が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。 - 前記EGRバルブよりも上流側に位置する前記再循環管の途中に接続された排ガスエコノマイザーまたは前記EGRバルブと前記スクラバーとの間に位置する前記再循環管の途中に接続された排ガスエコノマイザーで発生した蒸気が、はじめに前記加熱器に導かれ、その後、前記蒸気供給部に導かれるように、前記蒸気供給管が配置されていることを特徴とする請求項6,8,9,10のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。
- 前記第1のミスト分離器は、デミスターであることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。
- 前記第2のミスト分離器は、デミスターであることを特徴とする請求項5,7,9,10のいずれか一項に記載の排ガス再循環システム。
- 請求項1から13のいずれか一項に記載の排ガス再循環システムを備えていることを特徴とする船舶。
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