JP6334809B2

JP6334809B2 - 複数の発生源のための排気ガス洗浄システム

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Publication number: JP6334809B2
Application number: JP2017503947A
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Inventors: ウェイン・エイ・パターソン; スコット・ティ・イーグルソン; ローレンス・ガーナリ; メラニー・デイビッドソン; マルコ・ディエリコ; ウェイ・リ
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Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2018-05-30
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Description

本開示は概して、環境内に導入する前に排気ガスを洗浄することに関し、より詳細には、単一の洗浄機を使用して複数の発生源からの排気ガスを洗浄するための洗浄システムに関する。

エンジンからの排気ガス内に排出される汚染物質の量を低減することの必要性がよく理解されている。このことは、環境基準がますます厳しくなっていることによって反映されている。たとえば、国際海運会議所（ＩＣＳ）は近年、海洋燃料内に含まれる硫黄の許容量を０．５％に低減するための規制を提案した。ヨーロッパの北西部及び北アメリカの海岸エリアにはすでに、硫黄の含有量が０．１％未満である燃料の使用を要求する排ガス規制エリアがある。しかし、そのような硫黄の含有量の低い燃料の有用性は十分に広がってはいない。硫黄含有量が大である燃料を使用する場合に排気ガスからＳＯ_２などの汚染物質を除去するために、排気を洗浄する洗浄機を使用することが１つの選択肢である。海洋船内の空間が重要である。新しい設備を取り付ける環境では、通常は１つまたは複数の洗浄機を収容するために設計上考慮すべき事項は存在しない。新規の船舶の設計においてさえも、エンジン及び任意の排気処理のための空間は最小のままにされなければならない。多くの場合、洗浄を必要とする排気ガスを放出する複数のエンジンが存在する。

一態様では、様々なエンジンからの排気ガスの受領及び洗浄のための洗浄システムは、少なくとの１つの構成成分を排気ガスから除去するための洗浄機を備えている。洗浄機は、洗浄機内への排気ガスを受領するための流入口、及び、洗浄機から洗浄された排気ガスを排出するための流出口を有するハウジングを含んでいる。排気ミキサは、様々なエンジンの各々から離れた位置にある様々なエンジンから排気ミキサに入る排気ガスを受領するように構成された複数の流入口、及び、排気ミキサからの排気ガスを排出するための流出口を有している。排気ミキサの流出口は、排気ミキサから洗浄機内へ排気ガスを搬送するために、洗浄機の流入口と流体連通して接続されるように構成されている。排気ミキサは、流入口を通って、排気ミキサの流出口を出る混合流れの中に入る排気ガスを混合するように構成されている。

他の態様では、単一の洗浄機を使用した、別々のエンジンからの排気ガスの洗浄方法には、別々の排気ガス発生源のそれぞれ１つからの排気パイプを排気ミキサに接続することが含まれる。排気ガスは排気ミキサ内で混合されて、集合ガス流となる。混合ガス流は洗浄機内に向けられる。混合ガス流は洗浄機内で洗浄される。そして、洗浄された混合ガス流は洗浄機から排出される。

別の態様では、別々のエンジンからの排気ガスを洗浄するための洗浄システムの海洋船舶への提供方法には、海洋船舶の煙突内へインライン洗浄機を配置することが含まれる。排気ミキサは海洋船舶内において、インライン洗浄機の下に位置づけられている。排気ミキサは、洗浄機の底部に位置する洗浄機の流入口に接続されている。別々のエンジンからの排気パイプは、排気ミキサに接続されている。

他の態様及び特徴は以下に指摘され、かつ／または明らかになる。

船舶の船尾に設置された洗浄システム及びエンジンを示す概略図である。洗浄システムの開ループのプロセスのフロー図である。洗浄システムの閉ループのプロセスのフロー図である。図１の洗浄システムのインライン洗浄機の概略図である。洗浄システムの排気ミキサの斜視図である。排気ミキサの頂部平面図である。排気ミキサの拡大側面図である。排気ミキサの底部平面図である。異なる配置の洗浄機及び排気ミキサを有する洗浄システムを示す立面図である。別の排気ミキサの斜視図である。図６Ａの排気ミキサの頂部平面図である。図６Ａの排気ミキサの側部立面図である。図６Ａの排気ミキサの底部平面図である。別の排気ミキサの斜視図である。図７Ａの排気ミキサの頂部平面図である。図７Ａの排気ミキサの側部立面図である。図７Ａの排気ミキサの底部平面図である。別の排気ミキサの斜視図である。図８Ａの排気ミキサの頂部平面図である。図８Ａの排気ミキサの側部立面図である。図８Ａの排気ミキサの底部平面図である。図８Ａの排気ミキサの側壁が取り除かれた斜視図である。別の排気ミキサの斜視図である。図９Ａの排気ミキサの頂部平面図である。図９Ａの排気ミキサの側部立面図である。図９Ａの排気ミキサの底部平面図である。別の排気ミキサの斜視図である。図１０Ａの排気ミキサの頂部平面図である。図１０Ａの排気ミキサの側部立面図である。図１０Ａの排気ミキサの底部平面図である。異なる配置の洗浄機及び排気ミキサを有する洗浄システムを示す立面図である。

図面を通して、対応する参照符号は対応する部分を示している。

ここで図面、特に図１を参照すると、本発明の原理に従って構成された洗浄システムが全体として参照符号１１で示された構造の船舶Ｓ（概略的には「海洋船舶」）の船尾セクションが概略的に示されている。船舶Ｓの図示の部分は、上部構造Ｕ、煙突Ｆ、状部構造の前方に向かって切り離された船体Ｈ、ラダーＲ、プロペラＰ、及び、船体Ｈにプロペラを取り付けるシャフトＳＨを含んでいる。船舶Ｓの発電システム１３は船体Ｈ内に取り付けられており、メインエンジン１５、第１の補助エンジン１７、及び第２の補助エンジン１９を含んでいる。メインエンジン１５はディーゼルエンジンであり、プロペラＰの回転駆動のためにシャフトＳＨに接続されている。第１の補助エンジン１７及び第２の補助エンジン１９もディーゼルエンジンであり、発電、バックアップ、または、当業者に理解される他の方法で使用され得る。排気ガスの他の発生源が、洗浄システム１１に取り付けられ得る。限定ではなく例として、内燃エンジンの代わりに、排気ガスの発生源はボイラである場合がある。内燃エンジン、ボイラ、及び他の熱エンジンは広く「エンジン」と解される。エンジン１５、１７、１９は、煙突Ｆにおいて大気に排出される前にエンジンの排気を洗浄するために、洗浄システム１１に接続されている。メインエンジン１５は、排気パイプ２１によって洗浄システム１１に接続されている。第１の補助エンジンは排気パイプ２３によって洗浄システム１１に接続されている。第２の補助エンジン１９は排気パイプ２５によって洗浄システム１１に接続されている。エンジンの数、タイプ、位置、及び／または使用は、本発明の範囲を逸脱することなく、記載した物と異なっていてもよいことを理解されたい。本発明の洗浄システム１１は、以下により詳細に説明するように、複数の発生源からの排気の洗浄のための特定の用途を有する。

洗浄システム１１は、船舶Ｓの煙突Ｆに位置するインラインの水による洗浄機２９を含んでいる。図３を参照すると、洗浄機２９は、洗浄機ハウジングの第１（底部）の長手方向端部における流入口フィッティング３３と、洗浄機ハウジングの第２（頂部）の長手方向端部における流出口フィッティング３５と、を有する略筒状ハウジング３１を含んでいる。ハウジング３１の部分は、図示のために、洗浄機２９の高さを低減するために破断されている。洗浄機２９の全体の形状とその通常の（垂直な）作動位置は、船舶Ｓにおける使用に理想的になっている。洗浄機２９の細長い構成は、煙突Ｆの構成に密接に対応するようになっている。洗浄機２９は、慣習的にサイレンサ（図示せず）のために使用されている位置にフィットさせることができる。洗浄機２９は、エンジンのノイズを抑えるように機能することができ、それにより、サイレンサの機能の代わりになっている。洗浄機２９及び、洗浄システム１１全体の細長い構成により、必要であるものとして、煙突Ｆ内の２つ以上の洗浄機の設置も促進される。３つの排気パイプ２１、２３、２５は、以下により完全に記載するように、排気ミキサ３７（図１）によって流入口フィッティング３３に取り付けられている。排気ミキサ３７は、洗浄機流入口フィッティング３３に直接取り付けられている。３つのエンジン１５、１７、１９すべては、１つの洗浄機２９の恩恵を受けている。この構成では、他の利点の内でも、各エンジンに別々の洗浄機を提供するのに比べ、煙突Ｆ内の空間が節約されている。流出口フィッティング３５は、洗浄された排気ガスを大気に放出するための排出スタック３６に接続され得る。

洗浄機２９の内部の構成要素は、図３に隠れ線で示されている。流入口フィッティング３３は、ハウジングの内部に延び、この内部でマウス３９において開いている。マウスは、洗浄機２９で使用された水がマウス３９に入ることを防止する分流加減器キャップ４１によって覆われている。下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７は各々が、水を洗浄機ハウジング３１内に噴霧するためのノズル（それぞれ４３Ａ、４５Ａ、及び４７Ａで示されている）を含んでいる。液滴セパレータ５１は、一緒に運ばれた水滴を捕まえるために、ハウジング３１の頂部付近に配置されている。液滴セパレータ５１は、洗浄機を出る洗浄された排気ガスの水滴の除去の促進のための湾曲した経路を規定する湾曲片（その全体的な形状について「シェブロン」と呼ばれる場合がある）の列を含んでいる。液滴セパレータ５１の下に位置する洗浄噴霧器５３は、液滴セパレータを形成するシェブロンの洗浄のために、水または他の溶液を、ノズル５３Ａを通して噴霧するために周期的に起動され得る。熱交換器（図示せず）または高熱空気インジェクタも、洗浄システムを出る水蒸気が吹き上がるのを低減するために、外に出る排気ガスを加熱するために流出口フィッティング３５付近に設けられている。一実施形態では、内部の構成要素は、洗浄機２９が乾燥した状態で駆動するように構成される。この実施形態における内部の構成要素は、洗浄機２９内を流れるいずれの水によっても冷却されない高温の排気ガスに耐えるように十分に強固になっている。しかし、洗浄機２９は、本発明の範囲内では、乾燥した状態で駆動するように構成しなくてもよい。一般に、洗浄機２９の構成及び動作は、本発明の範囲から逸脱することなく、記載と異なっていてもよいことを理解されたい。たとえば、限定ではないが、洗浄機は、水または他の液体を使用せず、汚染物質を排気流から除去するためのパッキングを含んでいる乾燥洗浄機（図示せず）であってもよい。

高温での使用においては、エンジン１５、１７、１９の１つまたは複数からの汚れた排気ガスが洗浄機２９の流入口フィッティング３３に入り、洗浄機ハウジング３１内のマウス３９を出る。いくつかの実施例では、流入する排気ガスは、３５０℃などである場合がある。分流加減器キャップ４１は、排気ガスの流れを略垂直方向から略水平方向に変更する。分流加減器キャップ４１は、下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７から落ちてくる水の方向をも、分流加減器キャップの側部から離して横方向に変える。分流加減器キャップ４１の下から外に出る高温の排気は、分流加減器キャップの周りの水のカーテンを通る。洗浄機２９に入る排気ガスの熱のほとんどが、洗浄機ハウジング３１の内部に入るとすぐに除去されるように、十分な量の水が蒸発する。水で冷やされたガスと混入した水は、ハウジング３１内を分流加減器キャップ４１から上方に流れる。排気ガスのさらなる冷却を提供するのに加え、水はガス内の微粒子を確保する。試薬が、特定の汚染物質の水による吸収を促進するために、下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７から噴霧される水に加えられ得る。たとえば、試薬はＳＯ_２の吸収を促進するために加えられ得る。微粒子及びＳＯ_２は、排気ガスの「構成成分」と解されることを理解されたい。上側吸収器スプレヘッド４７の上を通るガス流に入った水滴は液滴セパレータ５１にぶつかる。液滴セパレータ５１のシェブロンによって規定された湾曲路を通るガス流の方向の変更により、シェブロンの表面上のガス流からの水滴の収集が促進される。シェブロン上で収集された水は洗浄機ハウジング３１の底部に向かって落ちる場合がある。液滴セパレータ５１から、ならびに、下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７からの、微粒子及びＳＯ_２を含有する水は、洗浄機ハウジング３１内を、ハウジングの底部における傾斜したフロア５７に向かって落ちる。フロア５７は、ハウジングの底部において収集された水が流入口フィッティングに入るのを防止するために、流入口フィッティング３３のマウス３９の下に良好に配置されている。ドレイン出口５９は、汚れた液体が洗浄機２９を出ることを可能にするように、傾斜したフロア５７の最も下側に配置されている。

ここで図２Ａを参照すると、洗浄機２９から分けられた洗浄システム１１のさらなる詳細が示されている。図２Ａの洗浄システム１１は開ループのシステムとして図示されている。この実施形態では、エンジン１５、１７、１９は各々が、洗浄システム１１をバイパスすることを可能にするそれぞれのバルブ６３、６５、６７によって制御される任意選択のバイパスラインを有している。バルブ６９、７１、７３を閉じると、排気ミキサ３７が、エンジン１５、１７、１９を出る排気ガスから仕切られ、洗浄システム１１のバイパスを達成するためにバイパスバルブ６３、６５、６７と協同して動作する。エコノマイザまたは複数のエコノマイザ（図示せず）は、エンジン１５、１７、１９からの熱を回復するために、排気ミキサ３７からすぐ上流側に配置され得る。エコノマイザは追加的または代替的に、エンジン１５、１７、１９からの熱を回復するために、排気ミキサ３７の下流側に配置され得る。

可変流量循環ポンプ７５は、７７において概略的に示されているように、船舶の海水箱から、洗浄機２９によって使用されることになる水を引き上げることができる。海水箱は、海、川、湖、または他の水の本体からの水を有し得る。ポンプ７５は、下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７（図３参照）に、ならびに、ライン７９によって洗浄機２９内の洗浄噴霧器５３にも水を搬送する。タイマによって制御されるバルブ９９は、ライン７９から洗浄噴霧器５３に定期的に水を供給する（図３）。洗浄機２９の流出口フィッティング３５付近のセンサ８１は、ＣＯ_２に対するＳＯ_２の割合を測定する。この割合の測定は、センサ８１をポンプに接続する破線によって示されるように、ポンプ７５の流量の制御のために使用される。この割合が上がると、ポンプ７５の速度または流量が増大する。同様に、ＣＯ_２に対するＳＯ_２の割合が下がると、ポンプ７５からの流量が自動的に低減され得る。ｐＨセンサなどの他のセンサ（図示せず）も、洗浄システム１１の態様の制御下で使用され得る。ドレイン出口５９（図２Ａには図示せず）を通って洗浄機２９を出る、微粒子及び吸収されたＳＯ_２を含む水は、ドレイン導管８３を通って滞留タンク８５にわたる。液体サイクロンポンプ８７は滞留タンクから液体を抽出し、この液体を液体サイクロン分離容器８９に供給する。微粒子は液体サイクロン容器８９内で洗浄水から分離され、堆積物として凝縮され、液体サイクロン容器の底部から堆積物蓄積タンク９１にライン９３を介して搬送される。堆積物は、船舶が停泊している際に船舶Ｓから廃棄レセプタクル９２に下ろされ得る。洗浄水は、この洗浄水が処理され、ライン９５を通って、９７において海にもどされ得る、液体サイクロン容器８９の頂部を出る。海水はアルカリ性であり、この性質により、海水はＳＯ_２を除去するための良好な媒体となっている。したがって、特に海洋に戻されるまでに１回だけ海水が使用される場合に、ＳＯ_２を吸収するのに役立つ試薬は不要である。

図２Ｂに示す洗浄システム１１’は閉ループシステムである。図２Ａに示す洗浄システム１１の部分に対応する洗浄システム１１’の部分は、同じ参照符号とそれに続くプライムで示す。図２Ａの開ループの構成と実質的に同じ機能を有する部分は、図２Ｂの閉ループ構成については、再び詳細には記載しない。循環ポンプ７５’は洗浄機２９’のために、船の海水箱７７’の代わりに滞留タンク８５’から水を引き上げる。この実施形態では、循環ポンプ７５’が滞留タンク８５’から下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７（図２Ｂには図示せず）のみに水を供給する。洗浄噴霧器５３には、ポンプ（図示せず）を使用してライン９６を介して海水箱７７’から補給水が供給される。海水箱７７’からの補給水はオンデマンドで滞留タンク８５’にも供給される。バルブ９９’は、洗浄噴霧器５３に水を定期的に搬送するために、タイマによって制御される。滞留タンク８５’に対する補給水についての要求は、バルブ１３９を動かすのに使用される滞留タンク上のレベルセンサ１０１によって制御される。滞留タンク８５’内の液体は、洗浄機２９’内で排気ガスによって加熱され、洗浄機を通して再利用される場合、排気ガスからの熱の除去には効果が低い場合がある。したがって、滞留タンク８５’から下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７に、ライン７９’を通って循環する水は、ライン７９’が通過する熱交換器１０５内で冷却される場合がある。１０７で示される供給部からのクーラントは、海、川、湖、または他の水の本体の形態である場合がある。クーラントはライン１０９を通して熱交換器１０５に搬送され得、次いで冷却水出口１１１においてライン７９’内の水から熱が除去された後に排出される。熱交換器１０５に搬送される冷却水の量は、洗浄機２９’の温度センサ１１５によって制御されるバルブ１１３によって調整される。温度センサ１１５は、洗浄機２９’を出る洗浄された排気ガスの温度を検出する。温度センサ１１５によって測定される洗浄された排気ガスの温度が上がると、より多くの冷却水が熱交換器１０５に供給される。洗浄された排気ガスの温度が低下すると、使用される水がより少なくなる。

下側吸収器スプレヘッド４３、中間吸収器スプレヘッド４５、及び上側吸収器スプレヘッド４７に供給するためのドレイン導管８３’による洗浄機２９’を出る水の再使用は、再使用される水の監視を必要とする。ｐＨセンサ１１５は、ポンプ７５’によって滞留タンク８５’から引き上げられた水を監視する。ＳＯ_２の経時的な吸収により、水のｐＨが低下する。このことを相殺するために、ｐＨセンサ１１５が、ポンプ７５’によって滞留タンクから引き上げられた水の中において、ｐＨが十分に低いことを検出した場合、滞留タンク８５’内の水に試薬が加えられる。より具体的には、ｐＨセンサ１１６が試薬ポンプ１１７を機動して、蓄積タンク１１９からライン１２１を通して滞留タンク８５’に試薬を搬送する。任意の適切な試薬が使用され得、一例では、滞留タンク８５’から再利用される水による洗浄機２９’内のＳＯ_２の継続的吸収を促進するために、ＮａＯＨが試薬として使用される。ＳＯ_２の吸収及び試薬との反応によっても、水が再使用される場合、滞留タンク８５’の水の中に溶解した塩の総量が増大する。溶解した塩の総量のセンサ１２３により、滞留タンク８５’を出る水の中に溶解した塩の総量が検出され得、水をライン７９’から洗浄水処理ユニット１２７にパージするために、バルブ１２５を開かせ得る。洗浄水処理ユニット１２７内で水から微粒子が分離され、堆積物として凝縮される。堆積物は、洗浄水処理ユニット１２７から堆積物蓄積タンク９１’に搬送される。分離された水は洗浄され、次いで、海、川、湖、または他の水の本体に、排出流出口９７’によって排出される。閉ループの洗浄システム１１’では、作動時に、水の本体からより少ない水が取得され、水の本体に再び導入される。

別の洗浄システム１１’’の一部分が図５に示されている。図１に示した洗浄システム１１の部分に対応する洗浄システム１１’’の部分は、プライムを２つ付した同じ参照符号によって示されている。この実施形態では、排気ミキサ３７’’が、洗浄機２９’’の流入口フィッティング３３’’から離間し、オフセットしている。排気ミキサ３７’’は、図１の洗浄システム１１に関して上述したように、排気パイプ２１’’、２３’’、２５’’に接続されている。排気ミキサ３７’’の位置は、洗浄機２９’’とエンジン（図示せず）との間の利用可能な空間及び相対位置によって必要とされる場合がある。排気ミキサ３７’’が、異なる向きである場合があることを理解されたい。排気ミキサ３７’’は、接続パイプ１３１によって洗浄機２９’’の流入口フィッティング３３’’に接続され得る。パイプは、洗浄機の流入口と流体連通して、第１の端部において洗浄機２９’’に接続させるために構成されている。パイプ１３１の第２の端部は排気ミキサの流出口と流体連通して、排気ミキサ３７’’に接続されている。

別の洗浄システム１１’’’の一部分が図１１に示されている。図１に示す洗浄システム１１の部分に対応する洗浄システム１１’’’の部分は、３つのプライムを付した同じ参照符号で示されている。洗浄システム１１’’と同様に、洗浄システム１１’’’の排気ミキサ３７’’’は、洗浄機２９’’の流入口から離間している。３つの流入口が、上述のようにミキサを排気パイプ２１’’’、２３’’’、２５’’’に接続するために、ミキサ３７’’’の底端部に形成されている。流入口は、本発明の範囲から逸脱することなく、ミキサの頂端部または任意の側部にも形成され得る。ミキサ３７とは異なり、ミキサ３７’’’の流出口は、混合容器の側壁に形成されている。接続パイプ１３１’’’は排気ミキサ３７’’’を洗浄機２９’’’’の流入口フィッティング３３’’’に流体的に接続している。

洗浄システム１１、１１’、１１’’、１１’’’は単に例示的であることを理解されたい。本システムは、開ループと閉ループとの両方の方式で作動可能であるハイブリッドシステムを含む、他の形態を取る場合がある。

再び図１を参照すると、排気ミキサ３７が洗浄機２９の流入口フィッティング３３に直接取り付けられている。この方式では、洗浄機２９に入るすべてのガスが、洗浄機を通るガス流に平行な方向（垂直）でそのようにふるまう。図１に示すように、排気ミキサ３７を出る排気ガスの方向は通常、洗浄機２９の長手軸に一致する。しかし、排気ミキサ３７は洗浄機２９から離間し、図５の洗浄システム１１’’に関して示したような別のパイプによって流入口フィッティング３３に接続され得る。実際、排気ミキサ３７は船舶Ｓ内の実質的に任意の位置に配置することができる。図４Ａ及び４Ｂに示すように、排気ミキサ３７は、エンジン１５、１７、１９からの排気ガスの混合のための内部の体積を規定する混合容器１３７を含んでいる。混合容器１３７は、メインエンジン１５からの排気ガスのための第１の流入口１４１、第１の補助エンジン１７からの排気ガスのための第２の流入口１４３、及び、第２の補助エンジン１９からの排気ガスのための第３の流入口１４５を規定する流入口壁１３９を含んでいる。流入口１４１、１４３、１４５の各々は、エンジン１５、１７、１９から繋がっているパイプ２１、パイプ２３、２５のそれぞれとの接続のための関連するカラー１４１Ａ、１４３Ａ、１４５Ａを有する。図示の実施形態では、カラー１４１Ａ、１４３Ａ、１４５Ａは、ボルト接続を形成するように構成されるが、流入口１４１、１４３、１４５は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の方法（たとえば、溶接または他のタイプの締結など）でパイプ２１、２３、２５に接続され得る。流入口の数及び配置は、本発明の範囲内において、記載のものとは異なるものとしてもよい。換言すると、１、２、４、５、またはそれより多くの流入口が流入口壁１３９に存在してもよい。混合容器１３７は、流入口壁１３９とは反対側の混合容器の側部に流出口１４７を規定している。流出口１４７は、図示の実施形態では洗浄機２９の流入口フィッティング３３に直接取り付けられている関連するカラー１４７Ａを有している。側壁１４９は、流入口１４１、１４３、１４５と流出口１４７との間に延びている。混合容器１３７の単一の流出口１４７により、洗浄機に対する変更なしで、混合容器を洗浄機２９に取り付けることを可能にする。混合容器１０は、必要に応じて複数の排気ガス発生源及び利用可能な空間と協同するように、様々な方法（図示せず）で変更可能であることを理解されたい。たとえば、限定ではないが、１つまたは複数の流入口を以下に記載するように各側壁に形成することができる。さらに、排気ミキサは、流入口が別の面にあり、構成のために必要に応じて、排気パイプを受領するように適応するように角度が付けられるように構成することができる。その場合、２つ以上の流入口壁が存在し得る。

混合容器１３７は、流入口壁１３９から流出口カラー１４７Ａに向かってテーパが付けられている。図示のように、混合容器は略六角錐形状を有している。６つの側壁１４９の各々は、流入口壁１３９とのその交差部から流出口カラー１４７Ａとの交差部に、内側に傾斜している。混合容器１３７の内側の体積は、壁１４９と同じ方式で流出口１４７に向かってテーパが付けられている。このテーパ付けは、混合容器１３７を出る排気流が構成成分及び温度においてほぼ一様である混合流である範囲に、エンジン１５、１７、１９からの排気ガスの混合を促進するように構成されている。混合は、作動しているエンジン１５、１７、１９の数に関係なく行われる。混合容器１３７は、本発明の範囲内にある他の構成（図示せず）を有してもよいことを理解されたい。

たとえば、図６Ａから図６Ｄを参照すると、一実施形態では、混合容器２３７は外部が、混合を促進するために、角錐の代わりにほぼ円錐状である。混合容器２３７は、エンジン１５、１７、１９から繋がっているパイプ２１、２３、２５に接続するための関連するカラー２４１Ａ、２４３Ａ、２４５Ａを有する第１の流入口２４１、第２の流入口２４３、及び第３の流入口２４５を規定するほぼ円形の流入口壁２３９を含んでいる。混合容器２３７はまた、関連する流出口のカラー２４７Ａを有する流入口壁２３９とは反対側の混合容器の側部に単一の流出口２４７を規定している。略円錐状の側壁２４９は、流出口を通って洗浄機２９の流入口フィッティング３３または洗浄器に繋がる別の導管に入る混合ガス流の、混合容器２３７および煙突内での混合を促進するための略円錐状の混合チャンバを規定するために、略円形の流入口壁２３９から略円形の流出口２４７に延びている。

図７Ａから図７Ｄを参照すると、別の実施形態において、混合容器３３７には外部にテーパが付けられていない。混合容器１３７と同様に、混合容器３３７は、エンジン１５、１７、１９から繋がっているパイプ２１、２３、２５のそれぞれに接続するための関連するカラー３４１Ａ、３４３Ａ、３４５Ａを有する第１の流入口３４１、第２の流入口３４３、及び第３の流入口３４５を規定する流入口壁３３９を含んでいる。混合容器１３７とは異なり、混合容器３３７は、流入口壁３３９にほぼ水平に向けられ、流入口壁とほぼ同じサイズ及び形状の流出口壁３４６を有している。図示の実施形態では、流入口壁３３９と流出口壁３４６との各々は矩形形状である。４つの側壁３４９は、流入口壁と流出口壁との間の空間を包含するために、流入口壁３３９のそれぞれの側縁から流出口壁３４６の対応する側縁に延びている。関連するカラー３４７Ａを有する単一の流出口３４７は、混合容器３３７を洗浄機２９の流入口フィッティング３３に流体的に接続するために流出口壁に形成されている。

図８Ａから図８Ｅを参照すると、１つまたは複数の実施形態では、混合容器３３７’（限定ではないが、テーパが付されていない側壁３４９’を有する混合容器など）が混合を促進するように構成された１つまたは複数の内部の混合構造３５０’を含んでいる。本発明の範囲から逸脱することなく、任意の適切な混合構造が使用され得る。図示の実施形態では、混合容器３３７’は、流出口３４７’を通って排出される前に流入口３４１’、３４３’、３４５’を通って入る複数のガス流を混合するために、混合容器の内部に配置された複数の混合ベーン３５０’を含んでいる。各混合ベーン３５０’は、流入口壁３３９’に隣接する流入端部から流出口壁３４６’に隣接する流出端部に延びている。ベーン３５０’は、その端部において流入口壁３３９’及び流出口壁３４６’に締結されることによって、または任意の他の適切な支持具を使用することによって定位置に保持され得る。各混合ベーン３５０’の流入端部は、１つまたは複数のそれぞれの流入口３４１’、３４３’、３４５’の外に配置され、ベーンはそれぞれ、ベーンがその流出端部に向かって延びるように、内側に傾斜している。ベーン３５０’の流出端部は各々が径方向に隣接して、流出口３４７の外に位置している。図示の実施形態では、流入口壁３３９’と流出口壁３４６’との間を、流出口３４７’を通って延びる流れ軸ＦＡ（図８C）周りに周方向に相互に離間している６つのベーン２５０’が存在する。

各ベーン３５０’は、流入口３４１’、３４３’、３４５’に入るガス流に向かって径方向内側に面した主要な内側表面を有する剛体または半剛体の材料シートを適切に備えている。したがって、図示のベーン３５０’は、混合容器２３７’の内部に略六角錐形状の煙突構造を形成していることを理解できる。ガス流のこの煙突の部分は、流入口３４１’、３４３’、３４５から流出口３４７’に向かっている。しかし、混合容器１３７の六角錐状側壁１４９とは異なり、ギャップ３５２’は、さらなる乱流を生じることによってさらなる混合を促進するために、ガス流の一部が、ベーンによって提供される煙突構造に入るか出ることを可能にするように、各ベーン３５０’の側縁間に延びている。すなわち、ガス流の一部は、ベーン３５０周りのギャップ３５２’を通って、ギャップ及び流出口３４７’を通って流れて煙突構造に戻る前にさらなる混合が生じる、煙突構造の外部に向けられている。交差フィン３５０Ａ’は、ベーン３５０の各々の外側表面に取り付けられている。各フィン３５０Ａ’は、流入口壁３３９’に隣接する流入端部から流出口壁３４６’に隣接する流出端部に、それぞれのベーン３５０’の外側表面に沿って延びている。フィン３５０Ａ’は、ギャップ３５２’を通って、ベーン３５０’によって規定される煙突構造の外部に向かって流れるガスの混合をさらに促進する。他の実施形態では、ベーン、バッフルなどの他の数及び配置が使用され得ることを理解されたい。

図９Ａから図９Ｄを参照すると、排気混合容器３３７’’のさらに別の実施形態では、１つまたは複数の流入口３４３’’、３４５’’が、流出口壁３４６’’の反対側の底壁３３９’’の代わりに、ミキサの側壁３４９’’に形成されている。図示の実施形態では、関連するカラー３４１Ａ’’を有する第１の流入口３４１’’が底壁３３９’’に形成され、関連するカラー３４３Ａ’’を有する第２の流入口３４３’’が第１の側壁３４９’’に形成され、関連するカラー３４５Ａ’’を有する第３の流入口３４５’’が第２の隣接する側壁に形成されている。したがって、図示の実施形態では、底壁３３９’’ならびに、第１及び第２の側壁２４９’’は各々が、「流入口壁」となっている。たとえば、パイプ２１からのガス流は、第１の流入口３４１’’を垂直に通って混合容器３３７’’内に流れ得、一方、パイプ２３、２５からのガス流は、それぞれ第２の流入口３４３’’、第３の流入口３４５’’を通って横断方向に水平に流れる。これら３つのガス流は、流出口３４７’’を通って混合容器から流れ出る前にそれらが混合される混合容器３３７’’の中間部分で交わる。排気ミキサの側壁上に１つもしくは複数の流入口及び／または流出口を提供するさらに他の構成も、本発明の範囲から逸脱することなく、可能である。

排気ミキサ３７は、流入口フィッティング３３を通って洗浄機２９から流出し得る液体を確保するように、かつ、この液体が、エンジン１５、１７、１９、または液体が損傷を生じ得る他の設備に達するのを防止するようにも構成され得る。たとえば、混合容器の内部から確保された液体を除去するために、混合容器１３７、２３７、３３７、３３７’、３３７’’のいずれかにドレイン（図示せず）が備えられ得る。図１０Ａから１０Ｄに示す別の実施形態では、混合容器１３７’の流入口１４１’、１４３’、１４４’の各々が、関連するカラー１４１Ａ’、１４３Ａ’、１４５Ａ’、及び、流入口壁１３９’から排気ミキサの内部の体積に向かって内側に突出したそれぞれの典型的な筒状バリア１４１Ｂ’、１４３Ｂ’、１４５Ｂ’を有している。ドレイン１５４’は、流入口壁の内側壁上に集まったいずれの液体をも吸収するように、流入口壁１３９’の最下点に設けられている。図示の実施形態では、流入口１４１’、１４３’、１４５’は、洗浄機からの流出口１４７’から落ちる水のいずれも、筒状構造１４１Ｂ’、１４３Ｂ’、１４５Ｂ’間の混合容器１３７’の中央領域に落ち、また、流入口１４１’、１４３’、１４５’内には落ちないように、配置されている。すなわち、図１０Ｂ及び図１０Ｄに示すように、流入口１４１’、１４３’、１４４’のいずれにも、流出口１４７’のあらゆる部分の直下にある部分は存在しない。したがって、流入口１４１’、１４３’、１４４’は、流出口から流入口に流れる水の直接の経路が存在しないように、流出口１４７’からオフセットしている。バリア１４１Ｂ’、１４３Ｂ’、１４５Ｂ’は、底壁１３９’’の内部のあらゆる液体が開口１４１’、１４３’、１４５’内に流入することを防止している。他の実施形態では、バッファなどの構造が、混合容器の流出口から１つまたは複数の流入口への液体の流れを妨げるために提供され得る。

洗浄システム１１の排気ミキサ３７により、システムに、設置における良好な柔軟性が与えられる。たとえば、船舶Ｓにおいて、空間、特に、煙突Ｆ内の空間が重要である。洗浄システム１１が既存の船舶に新たに設置される場合、洗浄システム１１を収容するために船舶を再構成するための実際の選択肢は存在しない。たとえば、高く細長い洗浄機２９は、煙突に容易に収容され得るが、排気ガスを流入口フィッティング３３に伝送するための追加のパイプは容易には収容されない。たとえば、複数の様々な排気パイプを洗浄機２９周りの様々な位置で接続するか、洗浄機の側部の１つの位置において接続するための十分な空間が存在しない場合がある。新しい船舶を構成する場合では、排気が下から入ることを許容する洗浄システム１１を設けることにより、煙突Ｆをできるだけ小さくすることが可能になり、風の抵抗が低減され、重量を低減し、積載（及び／または乗員用の）空間が最大化される。排気ミキサ３７および関連するパイプは、煙突Ｆの下に位置され得、洗浄システム１１の重量の多くを船舶Ｓのより下方に維持する。また、排気ミキサ３７は、割り当てられた空間にフィットするほぼすべての位置に向けることができる。しかし、エンジン１５、１７、１９からの排気を収集すること、及び、それら排気を下方から洗浄機２９の流入口フィッティング３３に搬送することにより、通常は、排気ガスの経路は極めて少ないターンを経る。このことは、システム内における圧力低下を低く抑えることの助けになる。圧力低下は、洗浄機を通る排気ガスを引くためのファンを必要としないように十分低く、船内の電力消費を抑制する。さらにまた、洗浄機２９が、エンジン１５、１７、１９などの、排気ガスの複数の発生源の役に立つために使用される場合、動作は、流入口フィッティング３３を通って洗浄機２９に入る排気ガスが構成成分及び温度について実質的に一様であるように、排気ミキサ内で混合することによって向上されると考えられる。洗浄機２９内における温度の層形成は、たとえば、メインエンジン１５からの排気ガスの温度が、第１の補助エンジン１７からの排気ガスの温度（たとえば、２２０°）よりもかなり高い（たとえば、３８０°）場合に生じ得る。混合しない場合、これにより、異なる割合で洗浄機２９内の水が蒸発し得、洗浄機の異なるエリアにおいてＳＯ_２の吸収レベルが異なることになり得る。

本発明を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく、変更及び変形が可能であることを理解されたい。

本発明の範囲から逸脱することなく、上述の構成及び方法に様々な変更を行うことが可能であるため、上述の詳細な説明に含まれ、添付図面に示されたすべての要素は、説明的ものであり、限定的意味ではないと解釈されるものとする。
本願発明は以下の態様を含む。
（態様１）
様々なエンジンからの排気ガスの受領及び洗浄のための洗浄システムであって、
少なくとの１つの構成成分を前記排気ガスから除去するための洗浄機であって、前記洗浄機内への排気ガスを受領するための流入口、及び、前記洗浄機から洗浄された排気ガスを排出するための流出口を有するハウジングを含む、洗浄機と、
排気ミキサであって、前記様々なエンジンの各々から離れた位置にある前記様々なエンジンから前記排気ミキサに入る排気ガスを受領するように構成された複数の流入口、及び、前記排気ミキサからの排気ガスを排出するための流出口を有し、前記排気ミキサの流出口は、前記排気ミキサから前記洗浄機内へ排気ガスを搬送するために、前記洗浄機の前記流入口と流体連通して接続されるように構成され、前記排気ミキサは、前記流入口を通って、前記排気ミキサの流出口を出る、混合流れの中に入る前記排気ガスを混合するように構成されている、ミキサと、を備えた前記洗浄システム。
（態様２）
前記排気ミキサが、前記混合流れの中で、前記排気ミキサを出る前に前記排気ミキサの前記複数の流入口を通って入る前記排気ガスを混合するように構成された内部構造を有する、態様１に記載の洗浄システム。
（態様３）
前記排気ミキサが、前記複数の流入口からの前記排気ガスを受領するための内部体積を規定し、前記体積の断面積が、前記排気ミキサの前記内部体積内において、前記複数の流入口からの前記排気ガスの混合を促進するために、前記排気ミキサの流出口に向かって低減されている、態様１または２に記載の洗浄システム。
（態様４）
前記排気ミキサの前記内部構造が、前記排気ミキサを通る前記排気ガスを混合するための、少なくとも１つのバッフル及びベーンを備えている、態様２に記載の洗浄システム。
（態様５）
前記排気ミキサが前記洗浄機に直接接続されている、態様１から４のいずれか一つに記載の洗浄システム。
（態様６）
パイプであって、前記パイプの第１の端部において、前記洗浄機の前記流入口と流体連通して前記洗浄機と接続するように構成され、また、前記パイプの第２の端部において、前記排気ミキサの前記流出口と流体連通して前記排気ミキサと接続するように構成されたパイプをさらに備えた、態様１から４のいずれか一つに記載の洗浄システム。
（態様７）
前記洗浄機がインライン洗浄機である、態様１から６のいずれか一つに記載の洗浄システム。
（態様８）
前記洗浄機が水による洗浄機である、態様１から７のいずれか一つに記載の洗浄システム。
（態様９）
前記洗浄機ハウジングが細長く、前記洗浄機ハウジングの前記流入口が前記洗浄機ハウジングの第１の長手方向端部に位置し、前記洗浄機ハウジングの前記流出口が前記洗浄機ハウジングの第２の、反対側の端部に位置している、態様１から８のいずれか一つに記載の洗浄システム。
（態様１０）
前記排気ミキサは、前記排気ミキサの流出口を出る混合流れが、前記洗浄機ハウジングの長手方向軸と平行か、一致した軸に沿って向けられているように構成されている、態様９に記載の洗浄システム。
（態様１１）
前記流入口が、前記排気ミキサを通る前記流出口の突出部からオフセットしている、態様１から１０のいずれか一つに記載の洗浄システム。
（態様１２）
前記排気ミキサが、前記排気ミキサの外の液体を吸引するように配置されたドレインを備えた、態様１から１１のいずれか一つに記載の洗浄システム。
（態様１３）
単一の洗浄機を使用した、別々のエンジンからの排気ガスの洗浄方法であって、
前記別々の排気ガス発生源のそれぞれ１つからの排気パイプを排気ミキサに接続することと、
前記排気ミキサ内で前記排気ガスを混合して、集合ガス流とすることと、
前記集合ガス流を前記洗浄機内に向けることと、
前記洗浄機内で前記混合ガス流を洗浄することと、
洗浄された前記混合ガス流を前記洗浄機から排出することと、を含む、方法。
（態様１４）
前記排気ミキサ内で前記ガスを混合することは、前記排気ミキサを、前記排気ミキサに入る前記排気ガスのエネルギを使用して、前記排気ミキサ内の前記排気ガスを混合させるように構成することを含む、態様１３に記載の方法。
（態様１５）
前記混合ガス流を向けることは、前記ガス流が、前記排気ミキサと前記洗浄機との間で方向を変えることなく、前記排気ミキサの流出口から前記洗浄機の流入口に垂直に入るように、前記ガス流を垂直方向に向けることを含む、態様１３に記載の方法。
（態様１６）
別々のエンジンからの排気ガスを洗浄するための洗浄システムの海洋船舶への提供方法であって、
前記海洋船舶の煙突内にインライン洗浄機を配置することと、
前記インライン洗浄機の下の位置において、前記海洋船舶内に排気ミキサを位置づけることと、
前記洗浄機の底部に位置する前記洗浄機の流入口に前記排気ミキサを接続することと、
別々のエンジンからの排気パイプを前記排気ミキサに接続することと、を含む、前記方法。
（態様１７）
前記排気ミキサを位置づけることは、前記海洋船舶の前記煙突の外側に前記排気ミキサを位置づけることを含む、態様１６に記載の方法。
（態様１８）
前記洗浄機の前記流入口に前記排気ミキサを接続することは、前記洗浄機の前記流入口において、前記洗浄機に前記排気ミキサを取り付けることを含む、態様１６または１７に記載の方法。
（態様１９）
前記洗浄機の前記流入口に前記排気ミキサを接続することは、前記排気ミキサの流出口にパイプを取り付けることと、前記洗浄機の前記流入口に前記パイプを取り付けることとを含む、態様１６または１７に記載の方法。
（態様２０）
前記排気ミキサを位置づけることは、前記海洋船舶内の前記排気ミキサのために利用可能である空間がフィットするように前記排気ミキサを向けることを含む、態様１６から１９のいずれか一つに記載の方法。

Claims

様々なエンジンからの排気ガスの受領及び洗浄のための洗浄システムであって、
少なくとの１つの構成成分を前記排気ガスから除去するための洗浄機であって、前記洗浄機内への排気ガスを受領するための流入口、及び、前記洗浄機から洗浄された排気ガスを排出するための流出口を有するハウジングを含む、洗浄機と、
排気ミキサであって、前記様々なエンジンの各々から離れた位置にある前記様々なエンジンから前記排気ミキサに入る排気ガスを受領するように構成された第１及び第２の流入口を規定する流入口壁、ならびに、前記排気ミキサからの排気ガスを排出するための前記流入口壁とは反対側の単一の流出口を含み、前記排気ミキサの流出口は、前記排気ミキサから前記洗浄機内へ排気ガスを搬送するために、前記洗浄機の前記流入口と流体連通して接続されるように構成され、前記排気ミキサは、前記流入口を通って、前記排気ミキサの流出口を出る、混合流れの中に入る前記排気ガスを混合するように構成されている、ミキサと、を備え、
前記排気ミキサは、前記洗浄機の下に位置づけられている、前記洗浄システム。
前記排気ミキサが、前記混合流れの中で、前記排気ミキサを出る前に前記排気ミキサの前記複数の流入口を通って入る前記排気ガスを混合するように構成された内部構造を有する、請求項１に記載の洗浄システム。
前記排気ミキサが、前記複数の流入口からの前記排気ガスを受領するための内部体積を規定し、前記体積の断面積が、前記排気ミキサの前記内部体積内において、前記複数の流入口からの前記排気ガスの混合を促進するために、前記排気ミキサの流出口に向かって低減されている、請求項１に記載の洗浄システム。
前記排気ミキサの前記内部構造が、前記排気ミキサを通る前記排気ガスを混合するための、少なくとも１つのバッフル及びベーンを備えている、請求項２に記載の洗浄システム。
前記排気ミキサが前記洗浄機に直接接続されている、請求項１に記載の洗浄システム。
パイプであって、前記パイプの第１の端部において、前記洗浄機の前記流入口と流体連通して前記洗浄機と接続するように構成され、また、前記パイプの第２の端部において、前記排気ミキサの前記流出口と流体連通して前記排気ミキサと接続するように構成されたパイプをさらに備えた、請求項１に記載の洗浄システム。
前記洗浄機がインライン洗浄機である、請求項１に記載の洗浄システム。
前記洗浄機が水による洗浄機である、請求項１に記載の洗浄システム。
前記洗浄機ハウジングが細長く、前記洗浄機ハウジングの前記流入口が前記洗浄機ハウジングの第１の長手方向端部に位置し、前記洗浄機ハウジングの前記流出口が前記洗浄機ハウジングの第２の、反対側の端部に位置している、請求項１から８のいずれか一項に記載の洗浄システム。
前記排気ミキサは、前記排気ミキサの流出口を出る混合流れが、前記洗浄機ハウジングの長手方向軸と平行か、一致した軸に沿って向けられているように構成されている、請求項９に記載の洗浄システム。
前記流入口が、前記排気ミキサを通る前記流出口の突出部からオフセットしている、請求項１に記載の洗浄システム。
前記排気ミキサが、前記排気ミキサの外の液体を吸引するように配置されたドレインを備えた、請求項１に記載の洗浄システム。
単一の洗浄機を使用した、別々のエンジンからの排気ガスの洗浄方法であって、
前記別々の排気ガス発生源のそれぞれ１つからの排気パイプを、第１及び第２の流入口を規定する流入口壁ならびに前記流入口壁とは反対側の単一の流出口を含む排気ミキサに接続することと、
前記排気ミキサ内で前記排気ガスを混合して、集合ガス流とすることと、
前記集合ガス流を、前記流出口を通して前記洗浄機内に向けることと、
前記洗浄機内で前記混合ガス流を洗浄することと、
洗浄された前記混合ガス流を前記洗浄機から排出することと、を含み、
前記混合ガス流を向けることは、前記ガス流が、前記排気ミキサと前記洗浄機との間で方向を変えることなく、前記排気ミキサの流出口から前記洗浄機の流入口に垂直に入るように、前記ガス流を垂直方向に向けることを含む、方法。
前記排気ミキサ内で前記ガスを混合することは、前記排気ミキサを、前記排気ミキサに入る前記排気ガスのエネルギを使用して、前記排気ミキサ内の前記排気ガスを混合させるように構成することを含む、請求項１３に記載の方法。
別々のエンジンからの排気ガスを洗浄するための洗浄システムの海洋船舶への提供方法であって、
前記海洋船舶の煙突内にインライン洗浄機を配置することと、
前記インライン洗浄機の下の位置において、前記海洋船舶内に排気ミキサを位置づけることであって、前記排気ミキサは、第１及び第２の流入口を規定する流入口壁ならびに前記流入口壁とは反対側の単一の流出口を含む、ことと、
前記洗浄機の底部に位置する前記洗浄機の流入口に前記排気ミキサを接続することと、
別々のエンジンからの排気パイプを前記排気ミキサの前記流入口のそれぞれ１つに接続することと、を含む、前記方法。
前記排気ミキサを位置づけることは、前記海洋船舶の前記煙突の外側に前記排気ミキサを位置づけることを含む、請求項１５に記載の方法。
前記洗浄機の前記流入口に前記排気ミキサを接続することは、前記洗浄機の前記流入口において、前記洗浄機に前記排気ミキサを取り付けることを含む、請求項１５に記載の方法。
前記洗浄機の前記流入口に前記排気ミキサを接続することは、前記排気ミキサの流出口にパイプを取り付けることと、前記洗浄機の前記流入口に前記パイプを取り付けることとを含む、請求項１５に記載の方法。
前記排気ミキサを位置づけることは、前記海洋船舶内の前記排気ミキサのために利用可能である空間がフィットするように前記排気ミキサを向けることを含む、請求項１５に記載の方法。