JP5979269B1 - 排ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス量が低下しても、排ガスの旋回力を維持する。【解決手段】排ガスが導入される１以上の開口を有する反応塔と、１以上の開口に対応して設けられ、排ガスを搬送する１以上の排ガス導入管とを備え、１以上の開口において、排ガスを反応塔に導入するのに寄与する開口面積が可変である排ガス処理装置を提供する。反応塔は面積が異なる２以上の開口を有し、面積が異なる２以上の開口に対応するそれぞれの排ガス導入管は、反応塔に排ガスを導入するか否かを選択する選択部を有してよい。【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス処理装置に関する。

従来、内部で海水等を噴霧している円筒状の吸収塔の底部から上部に排ガスを通過させて、排ガス中の有害成分を除去する排ガス処理装置が知られている（特許文献参照）。吸収塔の内部では、排ガスを螺旋状に旋回させながら上部に移動させることで、排ガスが海水等と接触する時間を長くしている。
［特許文献］
特許文献１ 特開平６−１９０２４０号公報
特許文献２ 特開平８−２８１０５５号公報
特許文献３ 特許第３０７３９７２号
特許文献４ 実用新案登録第３１６０７９２号公報
特許文献５ 米国特許公開第２０１３−０２１３２３１号
特許文献６ 特開２００９−２４０９０８号公報

排ガスの発生源として、船舶推進用のメインエンジン、発電用の補機エンジン、蒸気供給用のボイラ等が考えられる。これらの機器は、一定の排ガスを発生するわけではなく、エンジン等の負荷に応じて排ガス量が変動する。

排ガスは、円筒状の吸収部の壁面に沿って導入されることで、螺旋状に旋回する。しかし、排ガス量が小さくなると、排ガスが吸収塔に導入される速度が小さくなり、十分に旋回できなくなる。このため、有害物質を効率的に吸収することができなくなってしまう。

本発明の一つの態様においては、高さ方向に伸びる筒形状を有し、排ガスが導入される２以上の開口を有し、排ガスを処理する液体を内部空間において噴射する反応塔と、２以上の開口に対応して設けられ、排ガスを搬送する２以上の排ガス導入管とを備え、２以上の排ガス導入管は、導入する排ガスが反応塔の前記内部空間で旋回するように２以上の開口へ接続され、２以上の開口に対応するそれぞれの排ガス導入管は、反応塔に排ガスを導入する総開口面積を可変にする開口可変部を有し、開口可変部は、反応塔に導入する排ガスの流量に応じて、反応塔に排ガスを導入する排ガス導入管を選択する排ガス処理装置を提供する。

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。

実施形態に係る排ガス処理装置１００の構造例を示す図である。 図２（ａ）は、反応塔１０の側面における開口１２の一例を示す図である。図２（ｂ）は、反応塔１０の上部方向から見た、反応塔１０および排ガス導入管２０の一例を示す図である。 図３Ａ（ａ）は、反応塔１０の側面における開口１２の他の例を示す図である。図３Ａ（ｂ）は、反応塔１０の上部方向から見た、反応塔１０および排ガス導入管２０の他の例を示す図である。 図３Ｂ（ａ）は、反応塔１０の側面における開口１２の他の例を示す図である。図３Ｂ（ｂ）は、反応塔１０の上部方向から見た、反応塔１０および排ガス導入管２０の他の例を示す図である。 開口面積が可変な排ガス導入管２０の一例を示す図である。 排ガス処理装置１００の他の構成例を示す図である。 排ガス処理装置１００の他の構成例を示す図である。 排ガス処理装置１００の他の構成例を示す図である。 反応塔１０、液体導入管３０および排ガス導入管２０の構成例を示す図である。 反応塔１０の他の構成例を示す図である。 反応塔１０、幹管１４および排ガス導入管２０の他の構成例を示す図である。 船舶に設置された排ガス処理装置１００の反応塔１０の一例を示す図である。

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、実施形態に係る排ガス処理装置１００の構造例を示す図である。排ガス処理装置１００は、船舶のエンジン等である１以上の排ガス源１１０から排出される排ガスに含まれる、硫黄成分等の有害物質を除去する。本例の排ガス処理装置１００は、反応塔１０、１以上の排ガス導入管２０、１以上のバルブ２２、開口制御部２６、ガス流量測定部２４、１以上の液体導入管３０、１以上のバルブ３２、液体流量測定部３４およびポンプ３６を備える。

１以上の排ガス導入管２０は、排ガス源１１０が排出した排ガスを反応塔１０に搬送する。反応塔１０は、側面に１以上の開口１２を有する。それぞれの排ガス導入管２０の端部は、対応する開口１２に接続される。それぞれの排ガス導入管２０は、導入する排ガスが反応塔１０の内部で螺旋状に旋回するように、反応塔１０に接続される。

反応塔１０は、高さ方向に延伸する内部空間を有する。高さ方向は、例えば地面または水面と垂直な方向である。反応塔１０の高さ方向における底部側から排ガスが導入され、高さ方向における上部側から排ガスが排出される。本例の反応塔１０の内部空間には、液体を噴射するための幹管１４が設けられる。

幹管１４は、反応塔１０の内部において高さ方向に延伸して設けられ、噴射用の液体を高さ方向に搬送する。幹管１４は、複数の高さ位置において液体を噴射する。幹管１４には、高さ方向と直交する水平方向に延伸して液体を噴射する枝管を有してもよい。バルブ２２は、それぞれの排ガス導入管２０に設けられ、対応する排ガス導入管２０を閉じるか否かを選択する選択部として機能する。

１以上の開口１２は、排ガスを反応塔１０に導入するのに寄与する総開口面積が可変なように設けられる。例えば図１の例では、反応塔１０には３つの開口１２が設けられており、バルブ２２により排ガスを導入するのに寄与する開口１２が選択可能である。これにより、排ガスを反応塔１０に導入するのに寄与する総開口面積が可変となる。

他の例では、反応塔１０には、開口面積が可変な開口１２が１つ以上設けられてもよい。例えば開口１２は、シャッター等の機構により、反応塔１０の側面における開口を可変にできる。

１以上の排ガス源１１０は、要求される負荷等に応じて、排出する排ガス量が変動する。本明細書において特に定義がない場合、排ガス量は単位時間当たりの値を指す。また、後述する液体の流量も、特に定義がない場合、単位時間当たりの値を指す。これに対し、本例の反応塔１０は、開口面積が可変なので、排ガス量に応じた開口面積を選択できる。

一般に、開口面積（または排ガス導入管２０の断面積）を小さくすることで、当該開口から導入される排ガスの速度は向上する。このため、排ガス量が少ない場合であっても、開口面積を小さく制御することで、反応塔１０に導入される排ガスの流速を所定値以上に維持することができる。このため、反応塔１０において排ガスを十分に旋回させることができ、排ガスに含まれる有害物質を効率よく除去することができる。従って、装置規模を小さくすることができる。

船舶等において有害物質の排出規制が強化された場合、既存の船舶等の設備に排ガス処理装置を新たに搭載し、または、排ガス処理装置を交換することが考えられる。本例の排ガス処理装置１００は小型化が容易なので、船舶等の既存設備に排ガス処理装置を設置することが容易である。

開口制御部２６は、反応塔１０に導入する排ガスの流量に応じて、開口面積を制御する。本例の開口制御部２６は、それぞれの排ガス導入管２０に設けたバルブ２２を制御することで、反応塔１０に排ガスを導入するのに寄与する開口面積を制御する。開口制御部２６は、排ガスの流量が少ないほど、開口面積を小さく制御してよい。開口制御部２６は、排ガス流量測定部２４により排ガス流量を直接測定してよく、それぞれの排ガス源１１０の動作制御情報等に基づいて排ガス流量を推定してもよい。動作制御情報とは、例えば排ガス源１１０を、定格に対してどの程度の負荷で動作させるかを制御する駆動率等を含む。

ポンプ３６は、反応塔１０の内部に供給するための液体を取得する。排ガス処理装置１００が船舶に設けられる場合、ポンプ３６は海水、湖水または川水等を汲み上げてよい。１以上の液体導入管３０は、ポンプ３６が汲み上げた液体を搬送して、反応塔１０内部の幹管１４に供給する。バルブ３２は、それぞれの液体導入管３０に設けられ、対応する液体導入管３０を閉じるか否かを制御する。液体流量測定部３４は、ポンプ３６が出力する液体の流量を測定する。

図２（ａ）は、反応塔１０の側面における開口１２の一例を示す図である。図２（ｂ）は、反応塔１０の上部方向から見た、反応塔１０および排ガス導入管２０の一例を示す図である。本例において複数の開口１２は、高さ方向において異なる位置に設けられる。開口１２の高さ方向における間隔は同一であってよい。開口１２の間隔とは、開口１２の中心点の間隔であってよい。

また、それぞれの開口１２の面積は異なっていてよい。本例の開口１２は、反応塔１０から排ガスが排出される上部側に近いほど面積が小さくてよい。隣接する開口１２の面積は、２倍から１０倍程度異なっていてよく、１０倍以上異なっていてもよい。本例において最も底部側の開口１２−３に対して、隣接する開口１２−２の面積は１０〜２０％程度であってよい。また、最も底部側の開口１２−３に対して、最も上部側の開口１２−１の面積は１〜１０％程度であってよい。開口制御部２６は、排ガス量に応じて１つの排ガス導入管２０を選択してよく、２以上の排ガス導入管２０を選択してもよい。

また、開口制御部２６は、排ガス流量の異なる排ガス源１１０に対して、対応する開口１２および排ガス導入管２０を予め選択してよい。例えば、開口制御部２６は、排ガス流量の大きい船舶の推進用メインエンジンである排ガス源１１０に対して、最も底部側の開口１２−３を選択し、排ガス処理装置１００は排ガス流量定格（１００％）から２０％程度までを処理してよい。また、開口制御部２６は、排ガス流量の比較的少ない発電用補機エンジンである排ガス源１１０に対して開口１２−２を選択し、排ガス処理装置１００は排ガス流量２０％から１０％程度までを処理してよい。また、開口制御部２６は、排ガス流量が発電用補機エンジンよりも更に少ないボイラである排ガス源１１０に対して最も上部側の開口１２−１を選択し、排ガス処理装置１００は排ガス流量１０％から１％程度を処理してよい。

また、図２（ｂ）に示すように、排ガス導入管２０は、反応塔１０と接続する接続部分近傍において直線状に設けられる。ただし、排ガス導入管２０の外側の側壁が、反応塔１０の外形の接線方向に延伸する。また、排ガス導入管２０の内側の側壁が、反応塔１０の外形と交差する方向に延伸するように設けられる。これにより、排ガスを反応塔１０の内壁に沿って導入して、排ガスを螺旋状に旋回させることができる。

それぞれの排ガス導入管２０は、図２（ｂ）に示した上面図において重なるように設けられてよい。これにより、排ガス導入管２０が放射状に広がることを防ぐことができる。本例の排ガス処理装置１００は、排ガス処理装置１００を設置する船舶等において、水平方向の設置領域に余裕がない場合に適している。

図３Ａ（ａ）は、反応塔１０の側面における開口１２の他の例を示す図である。図３Ａ（ｂ）は、反応塔１０の上部方向から見た、反応塔１０および排ガス導入管２０の他の例を示す図である。本例において複数の開口１２は、同一の高さ位置における反応塔１０の側面の周方向において所定の間隔で設けられる。複数の開口１２は、反応塔１０の底部側に設けられる。開口１２の周方向における間隔は同一であってよい。開口１２の間隔とは、開口１２の中心点の間隔であってよい。

また、それぞれの開口１２の面積は異なっていてよい。それぞれの開口１２の面積は、２倍から１０倍程度異なっていてよく、１０倍以上異なっていてもよい。本例において最も大きい開口１２−３に対して、次に大きい開口１２−２の面積は１０％程度であってよい。また、最も大きい開口１２−３に対して、最も小さい開口１２−１の面積は１％程度であってよい。

また、図３Ａ（ｂ）に示すように、それぞれの排ガス導入管２０は、反応塔１０と接続する接続部分近傍において直線状に設けられる。ただし、排ガス導入管２０の外側の側壁が、反応塔１０の外形の接線方向に延伸する。また、排ガス導入管２０の内側の側壁が、反応塔１０の外形と交差する方向に延伸するように設けられる。これにより、排ガスを反応塔１０の内壁に沿って導入して、排ガスを螺旋状に旋回させることができる。

それぞれの排ガス導入管２０は、図３Ａ（ａ）に示したように、同一の高さ位置に設けられる。本例の排ガス処理装置１００は、排ガス処理装置１００を設置する船舶等において、反応塔１０の上部側において設置領域に余裕がない場合に適している。

図３Ｂ（ａ）は、反応塔１０の側面における開口１２の他の例を示す図である。図３Ｂ（ｂ）は、反応塔１０の上部方向から見た、反応塔１０および排ガス導入管２０の他の例を示す図である。本例の反応塔１０は、それぞれの開口１２の面積が同一であり、且つ、それぞれの排ガス導入管２０の断面積が同一である点で、図３Ａに示した反応塔１０と異なる。他の構成は、図３Ａに示した反応塔１０と同一であってよい。

本例においては、排ガスの流量が多いときは、排ガスを３つの開口１２に分散して反応塔１０へ導入することにより、排ガスの導入効率を上げることができる。排ガスの流量が少ないときは、排ガスの導入に用いる開口１２の数を少なくすること（例えば一つの開口１２のみを用いること）により、反応塔１０に導入される排ガスの流速を所定値以上に維持することができる。

図４は、開口面積が可変な排ガス導入管２０の一例を示す図である。本例の排ガス導入管２０は、可動部２８を有する。可動部２８は、反応塔１０の近傍の排ガス導入管２０内において、ガスが流れる流路の断面積を可変する。例えば可動部２８は、排ガス導入管２０におけるガス流路の一部分を遮断することで、ガス流路の断面積を制御する。排ガス処理装置１００は、断面積が可変な排ガス導入管２０を１以上備えてよい。

図５は、排ガス処理装置１００の他の構成例を示す図である。本例の排ガス処理装置１００は、図１に示した排ガス処理装置１００に対して、ポンプ３６および液体流量測定部３４をそれぞれ複数備える点で相違する。他の構成は、図１に関連して説明した排ガス処理装置１００と同一であってよい。

ポンプ３６および液体流量測定部３４は、液体導入管３０毎に設けられる。それぞれのポンプ３６は、取水口から汲み上げた液体を、対応する液体導入管３０に供給する。それぞれの液体流量測定部３４は、対応するポンプ３６が排出する液体の流量を測定する。ポンプ３６は、対応する液体流量測定部３４が測定した流量が所定の流量となるように動作してよい。

図６は、排ガス処理装置１００の他の構成例を示す図である。本例の排ガス処理装置１００は、図１から図５に関連して説明したそれぞれの排ガス処理装置１００に対して、主ガス源遮断部２９を更に備える点で相違する。他の構成は、図１から図５に関連して説明したいずれかの排ガス処理装置１００と同一であってよい。図６では、図５に示した排ガス処理装置１００に、主ガス源遮断部２９を追加した構成を示している。

主ガス源遮断部２９は、複数の排ガス源１１０のうち、最も排ガス量が大きい排ガス源１１０−１に対応して設けられる。ここで最も排ガス量が大きいとは、定格動作時の排ガス量が最も大きいことを指してよい。主ガス源遮断部２９は、船舶の推進用のエンジンに対して設けられてよい。

複数の排ガス源１１０の排ガスは、一旦共通の排ガス導入管にまとめられる。つまり、複数の排ガス源１１０に接続された複数の排ガス導入管２０は、一旦共通の排ガス導入管にまとめられた後に下流側で再度分岐して、対応する開口１２に接続する。主ガス源遮断部２９は、排ガス源１１０−１を、当該共通の排ガス導入管に接続するか否かを切り替える。本例の主ガス源遮断部２９は、排ガス源１１０−１と、当該共通の排ガス導入管とを接続する排ガス導入管２０−１に設けられる。つまり、主ガス源遮断部２９は、排ガス導入管２０−１において、共通の排ガス導入管よりも上流側に設けられる。

主ガス源遮断部２９は、例えば排ガス源１１０−１が動作していない場合に、排ガス源１１０−１を共通の排ガス導入管から遮断する。これにより、他の排ガス源１１０の排ガスが、重要な排ガス源１１０−１に流れることを防ぐ。なお、それぞれの排ガス源１１０に対して遮断部を設けてもよい。

図７は、排ガス処理装置１００の他の構成例を示す図である。本例の排ガス処理装置１００は、図１から図６に関連して説明したそれぞれの排ガス処理装置１００に対して、流量制御部３８を更に備える点で相違する。他の構成は、図１から図６に関連して説明したいずれかの排ガス処理装置１００と同一であってよい。なお図７では、液体流量測定部３４を省略しているが、本例の排ガス処理装置１００も液体流量測定部３４を有してよい。

流量制御部３８は、排ガスを処理するために反応塔１０の内部に供給する液体の供給量を、排ガスを反応塔１０に導入するのに寄与する開口面積に応じて制御する。本例の流量制御部３８は、開口制御部２６が開口面積を制御するために出力する制御信号に基づいて、液体の供給量を制御する。他の例では、流量制御部３８は、複数の排ガス源１１０の排ガス量に基づいて、液体の供給量を制御してもよい。

具体的には、流量制御部３８は、排ガス中の有害物質濃度が一定の場合、開口面積が小さくなるほど（すなわち、排ガス量が少なくなるほど）、反応塔１０に供給する液体の量を減少させる。排ガス量が少ないほど有害物質の量は少なくなるので、有害物質を吸収するための液体量も少なくてよい。液体量を適切に制御することで、ポンプ３６等において消費するエネルギーを低減することができる。排ガス中の有害物質濃度は主に燃料中に含まれる有害物質濃度と燃料消費量、燃料燃焼時の空気比によって決まる。

本例の流量制御部３８は、複数の液体導入管３０のうち、反応塔１０に液体を供給する液体導入管３０を選択することで、液体の供給量を制御する。流量制御部３８は、開口制御部２６が選択した開口１２に対応するバルブ３２と、当該バルブ３２よりも上部側にあるバルブ３２を選択してよい。

例えば、流量制御部３８は、開口１２−３のみから排ガスを反応塔１０に導入する場合には、バルブ３２−１、３２−２および３２−３を選択し、液体導入管３０−１、３０−２および３０−３に液体を供給する。開口１２−２からのみ排ガスを反応塔１０に導入する場合には、バルブ３２−１および３２−２を選択し、液体導入管３０−１および３０−２に液体を供給する。開口１２−１からのみ排ガスを反応塔１０に導入する場合には、バルブ３２−１を選択し、液体導入管３０−１に液体を供給する。また、それぞれの液体導入管３０は、内部の液体流路の断面積が異なってよい。例えば反応塔１０の上部側に接続される液体導入管３０−１は、より底部側に接続される液体導入管３０−２および液体導入管３０−３よりも液体流路の断面積が小さくてよい。また、反応塔１０の底部側に接続される液体導入管３０−３は、より上部側に接続される液体導入管３０−２よりも液体流路の断面積が大きくてよい。

流量制御部３８は、開口１２の面積（すなわち排ガス量）によらず、最上部側の液体導入管３０−１を常に選択してよい。そして、排ガス量が増加するほど、より底部側の液体導入管３０を追加選択してよい。他の例では、流量制御部３８は、それぞれのポンプ３６が排出する液体の流量を制御してもよい。

図８は、反応塔１０、液体導入管３０および排ガス導入管２０の構成例を示す図である。反応塔１０は、高さ方向に複数に分割された幹管１４を有する。本例では、反応塔１０の上部側から順番に配置された上部幹管１４−１、中間幹管１４−２および底部幹管１４−３を有する。それぞれの幹管１４は、対応する液体導入管３０から導入された液体を、反応塔の高さ方向に搬送する。

それぞれの幹管１４には、１以上の枝管１６が設けられる。それぞれの枝管１６は、幹管１４の外側側面から、反応塔１０の内側側面に向けて延伸して設けられる。枝管１６は、例えば反応塔１０の高さ方向とは垂直な方向に延伸して設けられる。

それぞれの枝管１６の内部には、幹管１４から分岐して液体が流れる流路が形成される。また、それぞれの枝管１６は、当該流路から液体を受け取り、反応塔１０の内部空間に液体を噴射する噴射部１８を有する。噴射部１８は、液体を霧状にして噴出してよい。また、それぞれの枝管１６は、複数の噴射部１８を有してよい。

また、噴射部１８は、反応塔１０の高さ方向とは垂直な方向に向けて液体を噴出してよい。図８において、×印を付した噴射部１８の面に噴射口が設けられてよい。なお本例では、幹管１４を挟んで対向して枝管１６が延伸する。対向する枝管１６に設けられた各噴射部１８は、逆向きに液体を噴射する。

噴射部１８から噴射された液体は、反応塔１０の内部を通過する排ガスと接触して、排ガスに含まれる有害物質を吸収する。有害物質の吸収に用いた液体は、反応塔１０の底部にたまり、外部に排出される。

本例の反応塔１０には、高さ方向において異なる位置に複数の開口１２が設けられる。最も上部側の開口１２−１は最も面積が小さく、最も底部側の開口１２−３は最も開口面積が大きい。そして、開口制御部２６は、排ガス量に応じて一つの開口１２を選択する。従って、排ガス量がより少ないほど、反応塔１０の上部側から排ガスが導入される。

それぞれの幹管１４は、それぞれの開口１２に対応して設けられる。それぞれの幹管１４から延伸する枝管１６は、対応する開口１２に対して、高さ方向において同一の位置またはより高い位置に設けられる。

反応塔１０の上部側ほど、排ガスに含まれる不純物の量が少なくなるので、上部側の幹管１４ほど、搬送する液体の流量は小さくてよい。これにより、過剰な液体の使用を防ぐことができる。また、上部側の幹管１４ほど、液体流路の断面積が小さくてよい。これにより、液体流量の低下に伴う液体圧力の低下を小さくして、液体の噴出速度の低下を防ぐことができる。

また、反応塔１０の底部側に設けられる噴射部１８が噴射する液体の粒径は、上部側に配置される噴射部１８が噴射する液体の粒径よりも大きいことが好ましい。つまり、反応塔１０の上部側ほど、液体の粒径が小さくなる。なお、単位体積当たりに噴射される液体の粒数は、反応塔１０の上部側のほうが、反応塔１０の底部側よりも多くてよい。

反応塔１０の上部では、単位体積当たりに含まれる有害物質の濃度が低くなっているので、粒径の大きい液体をまばらに配置するよりも、粒径の小さい液体を多数分散して配置するほうが、効率よく有害物質を吸収することができる。液体は、その液体の近傍の有害物質を吸収する。

有害物質の濃度が高い場合には、粒径の大きい液体をまばらに配置しても、その液体の近傍の有害物質を吸収して、液体の飽和状態近くまで有害物質を吸収できる。一方、有害物質の濃度が低い場合には、粒径の大きい液体をまばらに配置しても、その液体の飽和状態近くまで有害物質を吸収できず、液体を効率よく使用することができない。これに対し、粒径の小さい液体を高密度に配置することで、有害物質の濃度が低い場合であっても、その液体の飽和状態近くまで有害物質を吸収でき、液体を効率よく使用することができる。

図９は、反応塔１０の他の構成例を示す図である。本例の反応塔１０は、第１部分１０−１、第２部分１０−２および第３部分１０−３を有する。第１部分１０−１は、最も上部側に設けられる。第３部分１０−３は、最も底部側に設けられる。また、第２部分１０−２は、第１部分１０−１と第３部分１０−３の間に設けられる。第１部分１０−１の水平方向における断面積は、第２部分１０−２および第３部分１０−３のいずれの断面積よりも大きい。また、第３部分１０−３の断面積は、第２部分１０−２の断面積よりも大きい。

第１部分１０−１には、上部幹管１４−１および開口１２−１が設けられる。また、第２部分１０−２には、中間幹管１４−２および開口１２−２が設けられる。また、第３部分１０−３には、底部幹管１４−３および開口１２−３が設けられる。つまり、反応塔１０の各部分の断面積は、対応する開口１２の面積が小さいほど小さい。なおそれぞれの開口１２は、反応塔１０の各部分の底部側に設けられる。

開口１２の面積が小さいと、導入される排ガス量は小さくなる。この場合、反応塔１０の断面積が大きいと、排ガスが拡散しやすくなり、排ガスが旋回しづらくなる。これに対し、本例の反応塔１０の各部分は、開口１２の面積に応じた断面積を有するので、排ガス量が少ない場合であっても、排ガスの旋回を維持することができる。このため、排ガスに含まれる有害物質を効率よく除去することができ、また、液体が反応塔１０の上部から排出されることを妨げることができる。なお、反応塔１０のそれぞれの部分における枝管１６は、当該部分における反応塔１０の半径に応じた長さを有してよい。

図１０は、反応塔１０、幹管１４および排ガス導入管２０の他の構成例を示す図である。本例では枝管１６を省略しているが、それぞれの幹管１４の側面には枝管１６が設けられてよい。本例の反応塔１０は、第１部分１０−１、第２部分１０−２および第３部分１０−３を有する。

第１部分１０−１は、側面に開口１２−１が設けられる。第２部分１０−２は、第１部分１０−１の外側に設けられ、側面に開口１２−２が設けられる。第３部分１０−３は、第２部分１０−２の外側に設けられ、側面に開口１２−３が設けられる。つまり、第３部分１０−３は、第１部分１０−１および第２部分１０−２を内包する。また、第２部分１０−２は、第１部分１０−１を内包する。

なお、第１部分１０−１および第２部分１０−２の上部端は開放されている。つまり、第３部分１０−３、第２部分１０−２および第１部分１０−１の内部空間は接続されている。第３部分１０−３の水平方向における直径は、第２部分１０−２および第１部分１０−１のいずれの直径よりも大きい。また、開口１２−３は、開口１２−２および開口１２−１のいずれよりも大きい。また、第２部分１０−２の直径は、第１部分１０−１の直径よりも大きく、開口１２−２は、開口１２−１よりも大きい。

なお、第２部分１０−２は、第３部分１０−３の底部側に設けられてよい。第２部分１０−２は、第３部分１０−３の底面に接して設けられてもよい。また、第１部分１０−１は、第２部分１０−２の底部側に設けられてよい。第１部分１０−１は、第２部分１０−２の底面に接して設けられてもよい。

開口１２−１は、第１部分１０−１の底部側に形成される。開口１２−２は、第２部分１０−２の側面において、第１部分１０−１の先端とほぼ同一の高さ位置に設けられてよい。また、開口１２−３は、第３部分１０−３の側面において、第２部分１０−２の先端とほぼ同一の高さ位置に設けられてよい。また、それぞれの開口１２は、反応塔１０のそれぞれの部分の底部側に形成されてもよい。また、開口１２−１に接続する排ガス導入管２０−１は、第２部分１０−２および第３部分１０−３を貫通して設けられる。また、開口１２−２に接続する排ガス導入管２０−２は、第３部分１０−３を貫通して設けられる。

本例の構成によれば、反応塔１０の各部分の断面積は、対応する開口１２の面積が小さいほど小さい。従って、排ガス量が少ない場合であっても、排ガスの旋回を維持することができる。

図１１は、船舶に設置された排ガス処理装置１００の反応塔１０の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置１００は、船舶の動力源からの排ガスを処理する。船舶は高さ方向に複数の階層１１２を有する。階層１１２は、床板１１１で区切られる。本例において、反応塔１０の構造は、図９に示した例と同一である。また本例では、排ガス導入管２０および液体導入管３０を省略しているが、図９の例と同様に反応塔１０に接続されてよい。

反応塔１０は、船舶の２以上の階層１１２に渡って設けられる。床板１１１には、反応塔１０が通過する開口が設けられる。高さ方向に対して垂直な平面における反応塔１０の内部空間の断面積は、船舶の階層１１２毎に異なってよい。また、反応塔１０の外形も、断面積に応じて変化する。本例では、より上層の階層１１２ほど、反応塔１０の内部空間の断面積および外形が小さくなっている。反応塔１０の断面積を上部側ほど小さくすることで、排ガスの回転半径が小さくなり、回転数の低下を防ぐことができる。また、反応塔１０の外形を小さくできるので、設置空間が制限される船舶においても容易に設置することができる。

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、１２・・・開口、１４・・・幹管、１６・・・枝管、１８・・・噴射部、２０・・・排ガス導入管、２２・・・バルブ、２４・・・ガス流量測定部、２６・・・開口制御部、２８・・・可動部、２９・・・主ガス源遮断部、３０・・・液体導入管、３２・・・バルブ、３４・・・液体流量測定部、３６・・・ポンプ、３８・・・流量制御部、１００・・・排ガス処理装置、１１０・・・排ガス源、１１１・・・床板、１１２・・・階層

Claims (14)

1. 高さ方向に伸びる筒形状を有し、排ガスが導入される２以上の開口を有し、前記排ガスを処理する液体を内部空間において噴射する反応塔と、
   前記２以上の開口に対応して設けられ、前記排ガスを搬送する２以上の排ガス導入管と
   を備え、
   前記２以上の排ガス導入管は、導入する前記排ガスが前記反応塔の前記内部空間で旋回するように前記２以上の開口へ接続され、
   前記２以上の開口に対応するそれぞれの前記排ガス導入管は、前記反応塔に前記排ガスを導入する総開口面積を可変にする開口可変部を有し、
   前記開口可変部は、前記反応塔に導入する前記排ガスの流量に応じて、前記反応塔に前記排ガスを導入する前記排ガス導入管を選択する
   排ガス処理装置。
2. 高さ方向に伸びる筒形状を有し、排ガスが導入される２以上の開口を有し、前記排ガスを処理する液体を内部空間において噴射する反応塔と、
   前記２以上の開口に対応して設けられ、前記排ガスを搬送する２以上の排ガス導入管と
   を備え、
   前記排ガスは、前記反応塔の高さ方向における底部側から導入され、上部側へ排出され、
   前記２以上の排ガス導入管は、導入する前記排ガスが前記反応塔の前記内部空間で旋回するように前記２以上の開口へ接続され、
   前記２以上の開口に対応するそれぞれの前記排ガス導入管は、前記反応塔に前記排ガスを導入する総開口面積を可変にする開口可変部を有し、
   前記開口可変部は、前記反応塔に導入する前記排ガスの流量に応じて、前記反応塔に前記排ガスを導入する前記排ガス導入管の断面積を可変する
   排ガス処理装置。
3. 前記反応塔に導入する前記排ガスの流量が少なくなるほど、前記総開口面積が小さくなるように制御する開口制御部を更に備えた、
   請求項１または２に記載の排ガス処理装置。
4. 前記反応塔は面積が異なる前記２以上の開口を有する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
5. 前記２以上の開口は、前記反応塔において前記排ガスが導入される底部側から、前記排ガスが排出される上部側への高さ方向の異なる位置にそれぞれ設けられ、
   前記反応塔の底部側に配置される開口の開口面積は、前記反応塔の上部側に配置される開口の開口面積よりも大きい
   請求項４に記載の排ガス処理装置。
6. 前記２以上の排ガス導入管は、上面図において重なるように設けられている
   請求項５に記載の排ガス処理装置。
7. 前記反応塔の上部側の断面積は、底部側の断面積よりも小さい
   請求項５または６に記載の排ガス処理装置。
8. 前記２以上の開口は、前記反応塔において前記排ガスが導入される底部側から、前記排ガスが排出される上部側への高さ方向の同じ位置にそれぞれ設けられる
   請求項４に記載の排ガス処理装置。
9. 前記反応塔は面積が同じである前記２以上の開口を有し、
   前記２以上の開口は、前記反応塔において前記排ガスが導入される底部側から、前記排ガスが排出される上部側への高さ方向の同じ位置にそれぞれ設けられる
   請求項１から３のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
10. 前記２以上の排ガス導入管は、前記反応塔へ導入される前に共通の排ガス導入管にまとめられ、下流側において再度分岐して対応する前記開口に接続され、
    前記２以上の排ガス導入管のうちの少なくとも１つの前記排ガス導入管において、前記共通の排ガス導入管よりも上流側に設けられ、当該排ガス導入管を当該共通の排ガス導入管に接続するか否かを切り替える、主ガス源遮断部を更に備える
    請求項１から９のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
11. 前記反応塔の前記高さ方向に垂直な水平断面は円形状であり、
    前記排ガス導入管は、前記水平断面の前記円形状の接線方向に接続する
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
12. 高さ方向に伸びる筒形状を有し、排ガスが導入される１以上の開口を有し、前記排ガスを処理する液体を内部空間において噴射する反応塔と、
    前記１以上の開口に対応して設けられ、前記排ガスを搬送する１以上の排ガス導入管と、
    前記反応塔の内部において、前記反応塔の高さ方向に前記液体が通る幹管と
    高さ方向の異なる位置において、幹管に前記液体を供給する複数の液体導入管と、
    を備え、
    前記１以上の排ガス導入管は、導入する前記排ガスが前記反応塔の内部で旋回するように前記１以上の開口へ接続され、
    前記排ガスを前記反応塔に導入する開口面積が可変であり、
    前記排ガスを処理する前記液体を前記反応塔の内部に供給する供給量を、前記排ガスを前記反応塔に導入する前記開口面積に応じて制御する流量制御部を更に備え、
    前記流量制御部は、前記複数の液体導入管を選択することにより、前記反応塔への前記液体の供給量を制御する
    排ガス処理装置。
13. 前記流量制御部は、前記開口面積が小さくなるほど、前記反応塔の内部に供給する前記液体の供給量も小さくなるように制御する
    請求項１２に記載の排ガス処理装置。
14. 高さ方向に伸びる筒形状を有し、排ガスが導入される開口を有し、前記排ガスを処理する液体を内部空間において噴射する反応塔と、
    前記開口に対応して設けられ、前記排ガスを搬送する排ガス導入管と
    を備え、
    前記排ガス導入管は、導入する前記排ガスが前記反応塔の内部で旋回するように前記開口へ接続され、前記排ガスを前記反応塔に導入する総開口面積または断面積が可変であり、
    前記反応塔は、
    前記排ガスが導入される第１の開口を有し、高さ方向に伸びる筒形状の第１部分と、
    前記第１部分よりも径が大きく、前記第１部分の外側に設けられて前記第１部分を内包し、前記排ガスが導入される第２の開口を有し、高さ方向に伸びる筒形状の第２部分と
    を有し、
    前記第１部分の上部端が前記第２部分内で開放されて、前記第１部分および前記第２部分において前記排ガスが導入される空間は接続されており、
    前記第１部分に設けられる前記第１の開口は、前記第２部分に設けられる前記第２の開口よりも小さい
    排ガス処理装置。

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