JP6427103B2 - Marine exhaust gas purification device and ship engine system - Google Patents

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Description

本発明は、船舶用の二元燃料ディーゼルエンジンに使用する舶用排気ガス浄化装置、及びそれを備える船舶機関システムに関する。   The present invention relates to a marine exhaust gas purification apparatus used for a dual fuel diesel engine for ships, and a marine engine system provided with the same.

船舶用の二元燃料ディーゼルエンジンは、燃料ガスを燃料として駆動するガスモードと、燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切換えて運転することができる。   A dual fuel diesel engine for ships can be operated by switching between two operation modes, a gas mode in which fuel gas is driven by fuel and a diesel mode in which fuel oil is driven by fuel.

エンジンをガスモードで運転すると、ディーゼルモードで運転するときよりも窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度の低い排気ガスをエンジンから排出することができる。そして、エンジンをディーゼルモードで運転すると、ガスモードで運転するときよりも窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度の高い排気ガスがエンジンから排出され、このディーゼルモードでは、窒素酸化物の排出規定値（例えば、ＩＭＯ（国際海事機関）によるTier-３（３次規制）等）を超える場合がある。   Operating the engine in the gas mode allows the engine to emit exhaust gas having a lower concentration of nitrogen oxides (NOX) than when operating in the diesel mode. Then, when the engine is operated in the diesel mode, exhaust gas having a higher nitrogen oxide (NOX) concentration is discharged from the engine than when operating in the gas mode, and in this diesel mode, the emission regulation value of nitrogen oxides (for example, It may exceed Tier-3 (third regulation) etc. by IMO (International Maritime Organization).

よって、排気ガス中の窒素酸化物濃度が規制されている海域（例えばＥＣＡ）を航行するときは、窒素酸化物濃度が規定値以下の排気ガスを排出することができるガスモードで運転することが行われる。そして、排気ガス中の窒素酸化物濃度が規制されていない海域を航行するときは、ガスモード及びディーゼルモードを任意に選択して運転される。   Therefore, when traveling in a sea area (for example, ECA) in which the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is regulated, it is possible to operate in a gas mode capable of discharging the exhaust gas whose nitrogen oxide concentration is less than a specified value To be done. When traveling in a sea area where the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is not regulated, the gas mode and the diesel mode are arbitrarily selected and operated.

このように、二元燃料ディーゼルエンジンを装備する船では、排気ガス中の窒素酸化物濃度規制への対応は、主に燃料を使い分けることで行われているため、脱硝触媒等による窒素酸化物の低減のための排気ガス浄化装置は装備されない。   As described above, in a vessel equipped with a dual fuel diesel engine, the response to the regulation of nitrogen oxide concentration in exhaust gas is mainly performed by using different fuels. There is no exhaust gas purification system for reduction.

ところで、例えば燃料ガスの非搭載時等には、ガスモードで運転できない状況となることがある。   By the way, for example, when the fuel gas is not mounted, the gas mode may not be operated.

従って、排気ガス中の窒素酸化物濃度が規制されている海域でも、燃料の選択が自由となるように、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードで二元燃料ディーゼルエンジンを運転しても、窒素酸化物濃度が規定値以下の排気ガスを大気中に排出できるようにすることが望まれている。   Therefore, even in the sea area where the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is regulated, it is possible to operate the dual fuel diesel engine in either the gas mode or the diesel mode so that the choice of fuel becomes free, It is desirable to be able to discharge exhaust gas whose nitrogen oxide concentration is lower than a specified value into the atmosphere.

そこで、排気ガスを大気中に排出するための排気ラインに、窒素酸化物濃度を低減するための排気ガス浄化装置を設けることによって、ディーゼルモードで運転しても、窒素酸化物濃度が規定値以下の排気ガスが大気中に排出されるようにすることが考えられるが、後述するように、二元燃料ディーゼルエンジンをガスモードで運転した場合の排気ガスを排気ガス浄化装置に通すと、未燃焼の可燃ガスの爆発によって排気ガス浄化装置が損傷する可能性があり、適用することができない。   Therefore, by providing an exhaust gas purifier for reducing the concentration of nitrogen oxides in the exhaust line for discharging the exhaust gas to the atmosphere, the concentration of nitrogen oxides is below the specified value even when operating in the diesel mode It is conceivable that the exhaust gas from the diesel engine is discharged to the atmosphere, but as described later, when the exhaust gas when the dual fuel diesel engine is operated in the gas mode is passed through the exhaust gas purification device, The explosion of the combustible gas can damage the exhaust gas purification device and can not be applied.

また、排気ラインに排気ガス浄化装置（脱硝触媒部）が設けられている従来例として、特開２０１２―３６８８１号公報及び特開２０１３−３２７７７号公報に記載さているものがある。   Moreover, there exist some which are described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-36881 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-32777 as a prior art example by which the exhaust gas purification apparatus (deNOx catalyst part) is provided in the exhaust line.

特開２０１２―３６８８１号公報JP 2012-36881 A 特開２０１３−３２７７７号公報JP, 2013-32777, A

しかし、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードで二元燃料ディーゼルエンジンを運転しても、窒素酸化物濃度が規定値以下の排気ガスを大気中に排出できるようにするために、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの運転モードにおいても排気ガスが通る共通の排気ラインに排気ガス浄化装置を設けた場合、ガスモードで運転するときのみに、排気ガス中に含まれる未燃焼の可燃ガスが爆発することがあると、排気ガス浄化部が損傷する恐れがある。そして、この損傷を防止するために、排気ガス浄化装置を爆発に耐え得る程度の耐圧構造にすることが考えられる。   However, when operating a dual fuel diesel engine in either gas mode or diesel mode operation mode, the gas mode and the gas mode can be used so that exhaust gases with a nitrogen oxide concentration below the specified value can be discharged to the atmosphere. When an exhaust gas purifier is provided on a common exhaust line through which exhaust gas passes in any operation mode in the diesel mode, the unburned combustible gas contained in the exhaust gas explodes only when operating in the gas mode If this happens, the exhaust gas purification unit may be damaged. And in order to prevent this damage, it is possible to make an exhaust gas purification apparatus into a pressure-proof structure of the grade which can endure explosion.

しかし、排気ガス浄化部は、脱硝触媒部を耐圧構造とすることは難しく、現実的ではないと考えられる。   However, in the exhaust gas purification unit, it is difficult to make the NOx removal catalyst unit into a pressure-resistant structure, and it is considered to be impractical.

また、上記従来の特許公報に記載された発明では、二元燃料ディーゼルエンジンに使用されるものではないので、上記の問題を解決することはできない。   Moreover, in the invention described in the above-mentioned conventional patent publication, since it is not used for a dual fuel diesel engine, the above-mentioned problem can not be solved.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードで二元燃料ディーゼルエンジンを運転しても、窒素酸化物濃度が規定値以下である排気ガスを大気中に排出することができ、しかも、ガスモードで運転中に、排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発することがあったとしても、排気ガス浄化装置が損傷することを防止できる舶用排気ガス浄化装置及び船舶機関システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the problems as described above, and the nitrogen oxide concentration is less than the specified value regardless of whether the dual fuel diesel engine is operated in any operation mode of gas mode and diesel mode. The exhaust gas can be discharged to the atmosphere, and the exhaust gas purification device may be damaged even if unburned combustible gas in the exhaust gas may explode during operation in the gas mode. It is an object of the present invention to provide a marine exhaust gas purification device and a marine engine system capable of preventing the

本発明に係る舶用排気ガス浄化装置は、燃料ガスを燃料として駆動するガスモードと燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切換えて運転することができる二元燃料ディーゼルエンジンに使用する舶用排気ガス浄化装置において、前記エンジンから排出される排気ガスを大気中に排出するためのものであり、ガスモードで運転するときに排気ガスを通す第１排気ライン、及びディーゼルモードで運転するときに排気ガスを通す第２排気ラインを有する排気ラインと、前記第２排気ラインに設けられ、当該第２排気ラインを通る排気ガス中の窒素酸化物を低減するための排気ガス浄化部と、排気ガスを前記第１排気ラインに通す第１切換状態、及び排気ガスを前記第２排気ラインに通す第２切換状態に切換え可能な排気ライン切換部とを備えることを特徴とするものである。   The marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention is used for a dual fuel diesel engine that can be operated by switching between two operation modes, a gas mode driving fuel gas as fuel and a diesel mode driving fuel oil as fuel. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas discharged from the engine is discharged into the atmosphere, and the first exhaust line for passing the exhaust gas when operating in the gas mode and the diesel mode are operated. An exhaust line having a second exhaust line for passing exhaust gas, and an exhaust gas purification unit provided in the second exhaust line for reducing nitrogen oxides in the exhaust gas passing through the second exhaust line; It is switchable between a first switching state in which the exhaust gas is passed through the first exhaust line and a second switching state in which the exhaust gas is passed through the second exhaust line It is characterized in further comprising a gas line switching unit.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置によると、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードで二元燃料ディーゼルエンジンを運転しても、窒素酸化物濃度が規定値以下の排気ガスが大気中に排出されるようにすることができる。   According to the marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the exhaust gas having a nitrogen oxide concentration less than or equal to the specified value is discharged to the atmosphere regardless of whether the dual fuel diesel engine is operated in any operation mode of gas mode and diesel mode. It can be done.

エンジンをガスモードで運転するときは、排気ライン切換部を第１切換状態に切換える。これによって、窒素酸化物濃度が規定値以下の排気ガスを、排気ガス浄化部が設けられていない第１排気ラインに通して大気中に排出することができる。この第１排気ラインには、排気ガス浄化部が設けられていないので、この第１排気ライン内で排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発することがあっても、この爆発によって排気ガス浄化部が損傷することがない。   When the engine is operated in the gas mode, the exhaust line switching unit is switched to the first switching state. As a result, exhaust gas whose nitrogen oxide concentration is less than or equal to the specified value can be discharged into the atmosphere through the first exhaust line where the exhaust gas purification unit is not provided. Since the first exhaust line is not provided with the exhaust gas purification unit, even if the unburned combustible gas in the exhaust gas may explode in the first exhaust line, the exhaust gas purification is performed by this explosion. There is no damage to parts.

そして、エンジンをディーゼルモードで運転するときは、排気ライン切換部を第２切換状態に切換える。これによって、窒素酸化物濃度が規定値を超える排気ガスを、排気ガス浄化部が設けられている第２排気ラインに通して浄化して、その窒素酸化物濃度が規定値以下となった排気ガスを大気中に排出することができる。このディーゼルモードでは、第２排気ライン内で排気ガス浄化部を損傷させるほどの排気ガスの爆発が起こることが無いので、排気ガスの爆発によって排気ガス浄化部が損傷することがない。   Then, when operating the engine in the diesel mode, the exhaust line switching unit is switched to the second switching state. Thus, the exhaust gas whose nitrogen oxide concentration exceeds the specified value is purified through the second exhaust line provided with the exhaust gas purification unit, and the nitrogen oxide concentration becomes equal to or less than the specified value. Can be discharged into the atmosphere. In the diesel mode, since the explosion of the exhaust gas does not occur so as to damage the exhaust gas purification unit in the second exhaust line, the exhaust gas purification unit is not damaged by the explosion of the exhaust gas.

また、窒素酸化物濃度が規定値を超える排気ガスを大気中に排出することが許されている場合は、排気ライン切換部を第１切換状態に切換えて、ディーゼルモードで運転することができる。   When the exhaust gas whose nitrogen oxide concentration exceeds the specified value is allowed to be discharged to the atmosphere, the exhaust line switching unit can be switched to the first switching state to operate in the diesel mode.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置において、前記排気ライン切換部は、前記エンジンから排出されて前記第１排気ラインに向かう排気ガスが前記第２排気ライン側に漏洩することを抑制するための漏洩抑制機能を有するものとするとよい。   In the marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the exhaust line switching unit is a leak for suppressing leakage of exhaust gas discharged from the engine toward the first exhaust line to the second exhaust line side. It is preferable to have a suppression function.

この排気ライン切換部の漏洩抑制機能によると、例えばエンジンをガスモードで運転中であって排気ライン切換部が第１切換状態のときに、エンジンから排出されて第１排気ラインに向かう排気ガスが、第２排気ライン側に漏洩することを抑制することができる。これによって、排気ガスが第２排気ライン側に漏洩して、第２排気ライン内で排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発することを防止でき、爆発による排気ガス浄化部の損傷を防止できる。   According to the leakage suppression function of the exhaust line switching unit, for example, when the engine is operating in the gas mode and the exhaust line switching unit is in the first switching state, the exhaust gas discharged from the engine and directed to the first exhaust line is Leakage to the second exhaust line side can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas from leaking to the second exhaust line side and exploding the unburned combustible gas in the exhaust gas in the second exhaust line, and to prevent the exhaust gas purification portion from being damaged by the explosion. .

そして、前記排気ライン切換部が、前記エンジンから排出されて前記第１排気ラインに向かう排気ガスが前記第２排気ライン側に漏洩することを抑制するための漏洩抑制機能を有すれば、例えばエンジンをディーゼルモードで運転中であって排気ライン切換部が第２切換状態のときに、エンジンから排出されて第２排気ラインに向かう排気ガスが、第１排気ライン側に漏洩することを抑制することができる。これによって、排気ガスが第１排気ライン側に漏洩して、窒素酸化物濃度が規定値を超える排気ガスが大気中に排出されることを防止できる。   Then, if the exhaust line switching unit has a leakage suppressing function for suppressing the exhaust gas discharged from the engine and traveling toward the first exhaust line from leaking to the second exhaust line side, for example, the engine When the exhaust line switching unit is in the second switching state while the diesel engine is being operated in the diesel mode, the exhaust gas discharged from the engine toward the second exhaust line is prevented from leaking to the first exhaust line side. Can. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas from leaking to the first exhaust line side and discharging the exhaust gas whose nitrogen oxide concentration exceeds the specified value into the atmosphere.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置において、前記排気ライン切換部は、前記第１排気ラインの排気ガスの爆発が、前記第２排気ライン側に伝搬することを抑制するための耐圧機能を有するものとするよい。   In the marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the exhaust line switching unit has a pressure resistant function for suppressing propagation of explosion of exhaust gas of the first exhaust line to the second exhaust line side. Good to be with.

この排気ライン切換部の耐圧機能によると、ガスモードで運転中に、第１排気ラインの排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発することがあったとしても、この爆発が第２排気ライン側に伝搬しないため、この爆発により第２排気ライン内の排気ガス浄化部が損傷しないように保護することができる。   According to the pressure resistance function of the exhaust line switching unit, even if the unburned combustible gas in the exhaust gas of the first exhaust line may explode during operation in the gas mode, this explosion is caused on the second exhaust line side This explosion can protect the exhaust gas purification unit in the second exhaust line from being damaged by the explosion.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置において、前記エンジンをガスモードで運転中に、排気ガスが前記第１排気ラインを通って大気に排出されているときに、送風機による送風、船内の空気圧縮機からの加圧空気、又は前記エンジン用の給気を前記第２排気ライン内に流入させて、当該第２排気ライン内の空気を前記排気ライン切換部を介して前記第１排気ライン側に流出させるものとするとよい。   In the marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, when the exhaust gas is discharged to the atmosphere through the first exhaust line during operation of the engine in the gas mode, air blowing by a blower, an air compressor in the ship, and the like Compressed air from the engine or supply air for the engine flows into the second exhaust line, and the air in the second exhaust line flows out to the first exhaust line side via the exhaust line switching unit. You should do it.

このようにすると、エンジンをガスモードで運転中に、第１排気ラインを通って大気に排出される未燃焼の可燃ガスを含む排気ガスの一部が第２排気ライン内に侵入することを防止でき、第２排気ライン内で排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発して排気ガス浄化部が損傷することを防止できる。   In this way, during operation of the engine in the gas mode, a part of the exhaust gas containing unburned combustible gas exhausted to the atmosphere through the first exhaust line is prevented from entering the second exhaust line Thus, it is possible to prevent the unburned combustible gas in the exhaust gas from exploding and damaging the exhaust gas purification unit in the second exhaust line.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置において、前記エンジンをガスモードで運転中に、前記第２排気ライン内の圧力を、船内の空気圧縮機又はエンジン用の給気管からの加圧空気によって前記第１排気ライン内よりも高圧にするものとするとよい。   In the marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the pressure in the second exhaust line is set by the pressurized air from the air compressor in the ship or the air supply pipe for the engine while the engine is operating in the gas mode. (1) The pressure should be higher than in the exhaust line.

このようにすると、エンジンをガスモードで運転中に、第１排気ラインを通っている未燃焼の可燃ガスを含む排気ガスが第２排気ライン内に侵入することを防止できる。これによって、第２排気ライン内で排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発して排気ガス浄化部が損傷することを防止できる。   In this way, it is possible to prevent the exhaust gas containing unburned combustible gas passing through the first exhaust line from intruding into the second exhaust line while operating the engine in the gas mode. This can prevent the unburned combustible gas in the exhaust gas from exploding and damaging the exhaust gas purification unit in the second exhaust line.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置は、前記第１排気ラインに設けられた排熱回収装置、及び、前記排気ラインの出口ラインに設けられたサイレンサの少なくとも一方を備えるものとするとよい。   The marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention may include at least one of an exhaust heat recovery apparatus provided in the first exhaust line and a silencer provided in an outlet line of the exhaust line.

このようにすると、サイレンサによって排気音を和らげることができ、騒音の低減を図ることができる。そして、排熱回収装置によって回収された排熱を例えば船内のボイラに使用することができる。また、排熱回収装置を第２排気ラインではなく、第１排気ラインに設けることによって、熱回収効率を効果的に向上させることができる。   In this way, the exhaust noise can be mitigated by the silencer, and noise can be reduced. Then, the exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery device can be used, for example, in a boiler on the ship. Further, the heat recovery efficiency can be effectively improved by providing the exhaust heat recovery device not in the second exhaust line but in the first exhaust line.

その理由は、第２排気ラインでは、排気ガス浄化部の影響で排気ガスの温度が下がっているからであり、また、排気ガス浄化部を通った後の排気ガスを排熱回収装置に通すと、排気ガス浄化に用いる薬品（尿素等）の影響や、燃料油の排気ガスに含まれる硫酸成分（硫酸成分は、燃料ガスの排気ガスには含まれていない。）による腐食の恐れがあるからである。   The reason is that in the second exhaust line, the temperature of the exhaust gas is lowered due to the influence of the exhaust gas purification unit, and if the exhaust gas after passing through the exhaust gas purification unit is passed through the exhaust heat recovery device There is a risk of corrosion due to the effects of chemicals (urea and the like) used for exhaust gas purification and the sulfuric acid component (sulfuric acid component is not contained in the exhaust gas of fuel gas) contained in the exhaust gas of fuel oil. It is.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置において、前記第１及び第２排気ラインのそれぞれの入口が互いに接続すると共に、前記第１及び第２排気ラインのそれぞれの出口が互いに接続し、前記排気ライン切換部は、前記第１及び第２排気ラインのそれぞれの入口を開閉すると共に、前記第２排気ラインの出口を開閉する構成であるものとするとよい。また加えて、前記排気ライン切換部は、前記第１排気ラインの出口を開閉するものを装備してもよい。   In the marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the inlets of the first and second exhaust lines are connected to each other, and the outlets of the first and second exhaust lines are connected to each other, and the exhaust line is switched The unit may open and close the inlets of the first and second exhaust lines and open and close the outlet of the second exhaust line. In addition, the exhaust line switching unit may be equipped with one that opens and closes the outlet of the first exhaust line.

このようにすると、第１及び第２排気ラインを簡単な構成でコンパクトに設計することができ、これによって、安価でコンパクトな舶用排気ガス浄化装置を提供することができる。そして、排気ライン切換部によると、排気ガスを第１排気ラインに通して大気中に排出しつつ、排気ガスが第２排気ラインに侵入することを防止できる第１切換状態では、第１排気ラインの入口が開、第２排気ラインの入口が閉となる。このとき、第２排気ラインの出口が閉となる。また、排気ライン切換部が、第１排気ラインの出口を開閉することができるものである場合には、第１排気ラインの出口が開となる。   In this way, the first and second exhaust lines can be compactly designed with a simple configuration, whereby an inexpensive and compact marine exhaust gas purification device can be provided. Then, according to the exhaust line switching unit, while the exhaust gas is discharged to the atmosphere through the first exhaust line, the first exhaust line can prevent the exhaust gas from entering the second exhaust line. The inlet of the valve is open and the inlet of the second exhaust line is closed. At this time, the outlet of the second exhaust line is closed. When the exhaust line switching unit can open and close the outlet of the first exhaust line, the outlet of the first exhaust line is opened.

そして、排気ガスを第２排気ラインに通して大気中に排出する第２切換状態では、第１排気ラインの入口が閉、第２排気ラインの入口が開となる。このとき、第２排気ラインの出口が開となる。また、排気ライン切換部が、第１排気ラインの出口を開閉することができるものである場合には、第１排気ラインの出口が閉となる。   Then, in the second switching state in which the exhaust gas is discharged to the atmosphere through the second exhaust line, the inlet of the first exhaust line is closed and the inlet of the second exhaust line is opened. At this time, the outlet of the second exhaust line is opened. When the exhaust line switching unit can open and close the outlet of the first exhaust line, the outlet of the first exhaust line is closed.

本発明に係る船舶機関システムは、本発明に係る舶用排気ガス浄化装置と、それを使用する二元燃料ディーゼルエンジンとを備えることを特徴とするものである。   A marine engine system according to the present invention is characterized by including the marine exhaust gas purification device according to the present invention and a dual fueled diesel engine using the same.

本発明に係る船舶機関システムは、本発明に係る舶用排気ガス浄化装置を備えており、この舶用排気ガス浄化装置は、上記と同様の作用を奏する。   The ship engine system according to the present invention includes the marine exhaust gas purification device according to the present invention, and the marine exhaust gas purification device exhibits the same operation as described above.

この発明に係る舶用排気ガス浄化装置は、第２排気ラインに排気ガス浄化部を設けたことによって、ガスモードで運転中に、第１排気ライン内で排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発することがあったとしても、この爆発によって排気ガス浄化部が損傷しないように構成されている。   In the marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, by providing the exhaust gas purification unit in the second exhaust line, the unburned combustible gas in the exhaust gas is exploded in the first exhaust line during operation in the gas mode. Even if it does, it is comprised so that exhaust gas purification part may not be damaged by this explosion.

従って、二元燃料ディーゼルエンジンを運転するときに、大気中に排出される排気ガスの窒素酸化物濃度が規定値以下となるようにすることができる動作モードとして、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードでも選択することができる。これによって、排気ガス中の窒素酸化物濃度が規制されている海域を航行するときでも、ガスモード及びディーゼルモードを任意に選択して使用することができる。   Therefore, when operating a dual fuel diesel engine, any one of the gas mode and the diesel mode can be used as an operation mode that can make the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas discharged to the atmosphere be less than a specified value. It can also be selected in the operation mode. As a result, even when traveling in a sea area where the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is regulated, the gas mode and the diesel mode can be arbitrarily selected and used.

この発明の第１実施形態に係る船舶機関システムを示し、エンジンをディーゼルモードで運転中の構成図である。The ship engine system which concerns on 1st Embodiment of this invention is shown, and it is a block diagram in operation | use of an engine in diesel mode. 図１に示す船舶機関システムを示し、エンジンをガスモードで運転中の構成図である。The ship engine system shown in FIG. 1 is shown, and it is a block diagram in operation | use of an engine in gas mode. 同発明の第２実施形態に係る船舶機関システムを示し、エンジンをガスモードで運転中の構成図である。The ship engine system which concerns on 2nd Embodiment of the invention is shown, and it is a block diagram in operation | use of an engine in gas mode. 同発明の第３実施形態に係る船舶機関システムを示し、エンジンをガスモードで運転中の構成図である。The ship engine system which concerns on 3rd Embodiment of the invention is shown, and it is a block diagram in operation | use of an engine in gas mode. 同発明の第４実施形態に係る船舶機関システムを示し、エンジンをガスモードで運転中の構成図である。The ship engine system which concerns on 4th Embodiment of the invention is shown, and it is a block diagram in operation | use of an engine in gas mode.

以下、本発明に係る舶用排気ガス浄化装置、及びそれを備える船舶機関システムの第１実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。この図１に示す船舶機関システム１１は、二元燃料ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」と言うこともある。）１２に舶用排気ガス浄化装置１３を設けたものである。この舶用排気ガス浄化装置１３は、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードでエンジン１２を運転しても、窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度が規定値以下である排気ガス１４が大気中に排出されるようにすることができるものである。   Hereinafter, a first embodiment of a marine exhaust gas purification apparatus according to the present invention and a marine engine system provided with the same will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The marine engine system 11 shown in FIG. 1 is provided with a marine exhaust gas purification device 13 in a binary fueled diesel engine (hereinafter sometimes referred to simply as “engine”) 12. This marine exhaust gas purifier 13 discharges the exhaust gas 14 having a nitrogen oxide (NOx) concentration equal to or less than the specified value into the atmosphere, regardless of whether the engine 12 is operated in either the gas mode or the diesel mode. It is possible to make

図１に示すように、船舶の機関室内には船舶推進用のエンジン１２が搭載され、このエンジン１２から排出される排気ガス１４は舶用排気ガス浄化装置１３を通って出口ライン２０から大気へ排出される。   As shown in FIG. 1, an engine 12 for ship propulsion is mounted in the engine room of the ship, and exhaust gas 14 discharged from the engine 12 is discharged from the outlet line 20 to the atmosphere through the marine exhaust gas purification device 13 Be done.

二元燃料ディーゼルエンジン１２は、燃料ガスを燃料として駆動するガスモードと、燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切換えて運転することができるものである。燃料ガスは、例えば天然ガスであり、燃料油は、例えば重油である。   The dual fuel diesel engine 12 can be operated by switching between two operation modes, a gas mode in which fuel gas is driven as fuel and a diesel mode in which fuel oil is driven as fuel. The fuel gas is, for example, natural gas, and the fuel oil is, for example, heavy oil.

このエンジン１２をガスモードで運転すると、ディーゼルモードで運転するときよりも窒素酸化物濃度の低い排気ガス１４をエンジン１２から排出することができる。そして、エンジン１２をディーゼルモードで運転すると、ガスモードで運転するときよりも窒素酸化物濃度の高い排気ガス１４がエンジン１２から排出され、このディーゼルモードでは、窒素酸化物の排出規定値（例えば、ＩＭＯ（国際海事機関）によるTier-３（３次規制）等）を超える場合がある。   When the engine 12 is operated in the gas mode, the exhaust gas 14 having a nitrogen oxide concentration lower than that in the diesel mode can be discharged from the engine 12. Then, when the engine 12 is operated in the diesel mode, the exhaust gas 14 having a higher nitrogen oxide concentration than when operating in the gas mode is discharged from the engine 12. In this diesel mode, the emission regulation value of nitrogen oxides (for example, It may exceed Tier-3 (third regulation) etc. by IMO (International Maritime Organization).

また、図１に示すように、エンジン１２には、排気ガス１４を大気中に排出するための排気ライン１５の第１入口ライン１６が接続し、この第１入口ライン１６には、排気タービン過給機２１のタービン部２２が設けられている。   Further, as shown in FIG. 1, the engine 12 is connected to a first inlet line 16 of an exhaust line 15 for exhausting the exhaust gas 14 to the atmosphere, and the first inlet line 16 is connected to an exhaust turbine. A turbine portion 22 of the feeder 21 is provided.

排気タービン過給機２１は、排気ガス１４が保有するエネルギ（運動エネルギ及び熱エネルギ）を利用してタービン部２２を高速回転させて、その回転力で圧縮機部２３を回転駆動して給気（例えば新気）を圧縮する装置である。この圧縮機部２３で圧縮された加圧空気は、給気管２５を通ってエンジン１２に供給され、燃料の燃焼に使用される。なお、図中の符号２４は、タービン部２２と圧縮機部２３とを互いに連結する回転軸である。   The exhaust turbine turbocharger 21 rotates the turbine unit 22 at a high speed using energy (kinetic energy and thermal energy) held by the exhaust gas 14, and rotationally drives the compressor unit 23 by its rotational force to charge the air. It is a device that compresses (for example, fresh air). The compressed air compressed by the compressor unit 23 is supplied to the engine 12 through the air supply pipe 25 and used for fuel combustion. In addition, the code | symbol 24 in a figure is a rotating shaft which mutually connects the turbine part 22 and the compressor part 23. As shown in FIG.

舶用排気ガス浄化装置１３は、図１に示すように、排気ライン１５、排気ガス浄化部２６、及び排気ライン切換部２７を備えている。   As shown in FIG. 1, the marine exhaust gas purification device 13 includes an exhaust line 15, an exhaust gas purification unit 26, and an exhaust line switching unit 27.

排気ライン１５は、排気ダクトであり、エンジン１２から排出される排気ガス１４を大気中に排出するためのものである。この排気ライン１５は、エンジン１２をガスモードで運転のときに排気ガス１４を通す第１排気ライン１８と、ディーゼルモードで運転のときに排気ガス１４を通す第２排気ライン１９とを有している。   The exhaust line 15 is an exhaust duct for discharging the exhaust gas 14 discharged from the engine 12 to the atmosphere. The exhaust line 15 has a first exhaust line 18 for passing the exhaust gas 14 when the engine 12 is operated in the gas mode, and a second exhaust line 19 for passing the exhaust gas 14 in the diesel mode. There is.

そして、図１に示すように、第１及び第２排気ライン１８、１９のそれぞれの入口が第１接続部３１を介して互いに接続すると共に、第１及び第２排気ライン１８、１９のそれぞれの出口が第２接続部３２を介して互いに接続している。また、第１接続部３１は、第２入口ライン１７を介してタービン部２２の出口に接続している。更に、第２接続部３２には、出口ライン２０が接続している。   Then, as shown in FIG. 1, the respective inlets of the first and second exhaust lines 18, 19 are connected to each other through the first connection portion 31, and each of the first and second exhaust lines 18, 19 The outlets are connected to one another via a second connection 32. Further, the first connection portion 31 is connected to the outlet of the turbine portion 22 via the second inlet line 17. Further, an outlet line 20 is connected to the second connection portion 32.

排気ガス浄化部２６は、図１に示すように、第２排気ライン１９に設けられ、この第２排気ライン１９を通る排気ガス１４中の窒素酸化物濃度を低減するためのものである。この排気ガス浄化部２６は、例えば尿素ＳＣＲシステムである。   As shown in FIG. 1, the exhaust gas purification unit 26 is provided in the second exhaust line 19 and is for reducing the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas 14 passing through the second exhaust line 19. The exhaust gas purification unit 26 is, for example, a urea SCR system.

排気ライン切換部２７は、図２に示すように、エンジン１２から排出される排気ガス１４を第１排気ライン１８に通す第１切換状態、及び図１に示すように、排気ガス１４を第２排気ライン１９に通す第２切換状態に切換え可能なものであり、第１切換弁２８、第２切換弁２９、及び第３切換弁３０を有している。   The exhaust line switching unit 27 is, as shown in FIG. 2, a first switching state in which the exhaust gas 14 discharged from the engine 12 is passed through the first exhaust line 18, and as shown in FIG. The first switching valve 28, the second switching valve 29, and the third switching valve 30 are provided.

第１切換弁２８は、第１排気ライン１８の入口を開閉するためのものであり、第２切換弁２９は、第２排気ライン１９の入口を開閉するためのものである。そして、第３切換弁３０は、第２排気ライン１９の出口を開閉するためのものである。   The first switching valve 28 is for opening and closing the inlet of the first exhaust line 18, and the second switching valve 29 is for opening and closing the inlet of the second exhaust line 19. The third switching valve 30 is for opening and closing the outlet of the second exhaust line 19.

そして、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０は、エンジン１２から排出されて第１又は第２排気ライン１８又は１９に向かう排気ガス１４が、第２又は第１排気ライン１９又は１８側に漏洩することを抑制するための漏洩抑制機能を有している。少なくとも、第２および第３の各切換弁２９、３０は、エンジン１２から排出されて第１排気ライン１８に向かう排気ガス１４が第２排気ライン１９側に漏洩することを抑制するための漏洩抑制機能を有していることが好ましい。ここで、漏洩抑制機能とは、第１及び第２排気ライン１８、１９の一方を流れる排気ガス１４が第１及び第２排気ライン１８、１９の他方に漏洩することによって、他方の排気ライン（１８又は１９）中での可燃ガスの濃度が爆発下限界を超えるような漏洩が起きない機能をいう。なお、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０は、この漏洩抑制機能と共に後述する耐圧機能を有していてもよい。あるいは、漏洩抑制機能に代えて、耐圧機能を有していてもよい。   The first to third switching valves 28, 29, 30 are discharged from the engine 12 and directed to the first or second exhaust line 18 or 19, respectively. It has a leakage suppression function to suppress leakage to the 18 side. Leakage suppression for suppressing at least the second and third switching valves 29 and 30 from leaking the exhaust gas 14 discharged from the engine 12 toward the first exhaust line 18 to the second exhaust line 19 side It is preferable to have a function. Here, the leakage suppression function is defined by the exhaust gas 14 flowing through one of the first and second exhaust lines 18, 19 leaking to the other of the first and second exhaust lines 18, 19. 18 or 19) refers to a function that does not cause leakage where the concentration of combustible gas exceeds the lower explosion limit. The first to third switching valves 28, 29, 30 may have a pressure resistance function described later along with the leakage suppression function. Alternatively, instead of the leakage suppression function, a pressure resistance function may be provided.

例えば、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０は、弁体と弁座を有するポペット型の弁であってもよい。この場合、漏洩抑制機能は、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０が閉じているときに、弁体と弁座とが互いにシール部材を介して密着する構造によって実現されてもよい。また、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０は、ダンパであってもよい。この場合、漏洩抑制機能は、ダンパとこれを収容する配管との間の僅かな隙間によって実現されてもよい。また、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０は、複数のダンパを組み合わせ、ダンパの間に加圧空気を送り込むことによって漏洩を防止する切換え弁装置であってもよい。   For example, each of the first to third switching valves 28, 29, 30 may be a poppet type valve having a valve body and a valve seat. In this case, even if the leakage suppression function is realized by a structure in which the valve body and the valve seat are in close contact with each other through the seal member when the first to third switching valves 28, 29, 30 are closed. Good. The first to third switching valves 28, 29, 30 may be dampers. In this case, the leakage prevention function may be realized by a slight gap between the damper and the pipe that houses the damper. The first to third switching valves 28, 29, 30 may be switching valve devices that prevent leakage by combining a plurality of dampers and sending pressurized air between the dampers.

上述した耐圧機能は、エンジン１２から排出されて第１排気ライン１８に向かう排気ガス中の未燃焼の可燃ガスの爆発が、第２排気ライン１９側に伝搬することを抑制するための機能である。すなわち、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０の耐圧機能は、ガスモードで運転中に、第１排気ライン１８内で排気ガス１４中の未燃焼の可燃ガスが爆発することがあったとしても、この爆発によって、第２排気ライン１９内の排気ガス浄化部２６が損傷しないように保護することができる剛性を有する機能である。例えば、耐圧機能は、第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０に、第１排気ライン１８側で爆発があったとき、その爆発が第２排気ライン１９側に伝搬させない強度を持たせることによって実現できる。   The above-mentioned pressure resistance function is a function for suppressing the explosion of the unburned combustible gas in the exhaust gas discharged from the engine 12 toward the first exhaust line 18 from propagating to the second exhaust line 19 side. . That is, the pressure resistance function of each of the first to third switching valves 28, 29, and 30 is that the unburned combustible gas in the exhaust gas 14 explodes in the first exhaust line 18 during operation in the gas mode. Even if any, this function is a function having rigidity that can protect the exhaust gas purification unit 26 in the second exhaust line 19 from being damaged by this explosion. For example, when the first to third switching valves 28, 29, 30 have an explosion on the first exhaust line 18 side, the pressure resistance function has a strength that prevents the explosion from propagating to the second exhaust line 19 side. It can be realized by

次に、上記のように構成された舶用排気ガス浄化装置１３、及びそれを備える船舶機関システム１１の作用を説明する。図１及び図２に示す船舶機関システム１１によると、図２に示すガスモード及び図１に示すディーゼルモードのいずれの動作モードで二元燃料ディーゼルエンジン１２を運転しても、窒素酸化物濃度（ＮＯＸ濃度）が規定値以下の排気ガス１４が大気中に排出されるようにすることができる。   Next, the operation of the marine exhaust gas purification device 13 configured as described above and the marine engine system 11 including the same will be described. According to the ship engine system 11 shown in FIGS. 1 and 2, the nitrogen oxide concentration (whether the dual fuel diesel engine 12 is operated in any operation mode of the gas mode shown in FIG. 2 and the diesel mode shown in FIG. Exhaust gas 14 having an NOX concentration lower than a specified value can be discharged to the atmosphere.

図２に示すように、エンジン１２をガスモードで運転するときは、排気ライン切換部２７を第１切換状態（第１切換弁２８が開、第２切換弁２９が閉、第３切換弁３０が閉）に切換える。これによって、窒素酸化物濃度が規定値以下の排気ガス１４を、排気ガス浄化部２６が設けられていない第１排気ライン１８に通して大気中に排出することができる。この第１排気ライン１８には、排気ガス浄化部２６が設けられていないので、この第１排気ライン１８内で排気ガス１４中の未燃焼の可燃ガスが爆発することがあっても、この爆発によって排気ガス浄化部２６が損傷することがない。   As shown in FIG. 2, when the engine 12 is operated in the gas mode, the exhaust line switching unit 27 is in the first switching state (the first switching valve 28 is open, the second switching valve 29 is closed, the third switching valve 30 Switches to). Thus, the exhaust gas 14 having a nitrogen oxide concentration equal to or lower than the specified value can be discharged into the atmosphere through the first exhaust line 18 where the exhaust gas purification unit 26 is not provided. Since the first exhaust line 18 is not provided with the exhaust gas purification unit 26, even if the unburned combustible gas in the exhaust gas 14 may explode in the first exhaust line 18, the explosion may occur. As a result, the exhaust gas purification unit 26 is not damaged.

そして、図１に示すように、エンジン１２をディーゼルモードで運転するときは、排気ライン切換部２７を第２切換状態（第１切換弁２８が閉、第２切換弁２９が開、第３切換弁３０が開）に切換える。これによって、窒素酸化物濃度が規定値を超える排気ガス１４を、排気ガス浄化部２６が設けられている第２排気ライン１９に通して浄化して、その窒素酸化物濃度が規定値以下となった排気ガス１４を大気中に排出することができる。このディーゼルモードでは、第２排気ライン１９内で排気ガス浄化部２６を損傷させるほどの排気ガス１４の爆発が起こることが無いので、排気ガス１４の爆発によって排気ガス浄化部２６が損傷することがない。   Then, as shown in FIG. 1, when operating the engine 12 in the diesel mode, the exhaust line switching unit 27 is in the second switching state (the first switching valve 28 is closed, the second switching valve 29 is opened, the third switching Switch to valve 30). Thus, the exhaust gas 14 whose nitrogen oxide concentration exceeds the specified value is purified through the second exhaust line 19 provided with the exhaust gas purification unit 26, and the nitrogen oxide concentration becomes equal to or less than the specified value. The exhaust gas 14 can be exhausted to the atmosphere. In this diesel mode, the explosion of the exhaust gas 14 does not occur to the extent that the exhaust gas purification unit 26 is damaged in the second exhaust line 19, so the explosion of the exhaust gas 14 may damage the exhaust gas purification unit 26. Absent.

従って、この図１及び図２に示す船舶機関システム１１によると、二元燃料ディーゼルエンジン１２を運転するときに、大気中に排出される排気ガス１４の窒素酸化物濃度が規定値以下となるようにすることができる動作モードとして、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードでも選択することができる。   Therefore, according to the ship engine system 11 shown in FIGS. 1 and 2, when the dual fuel diesel engine 12 is operated, the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas 14 discharged into the atmosphere becomes equal to or less than the specified value. As an operation mode that can be selected, any operation mode of gas mode and diesel mode can be selected.

ただし、図には示さないが、窒素酸化物濃度が規定値を超える排気ガス１４を大気中に排出することが許されている場合は、排気ライン切換部２７を第１切換状態に切換えて、エンジン１２をディーゼルモードで運転することができる。   However, although not shown in the figure, when the exhaust gas 14 whose nitrogen oxide concentration exceeds the specified value is permitted to be discharged to the atmosphere, the exhaust line switching unit 27 is switched to the first switching state, The engine 12 can be operated in diesel mode.

そして、図１及び図２に示す排気ライン切換部２７の第１〜第３の各切換弁２８、２９、３０は、エンジン１２から排出されて第１又は第２排気ライン１８又は１９に向かう排気ガス１４が、第２又は第１排気ライン１９又は１８側に漏洩することを抑制するための密封機能を有している。   The first to third switching valves 28, 29, 30 of the exhaust line switching unit 27 shown in FIGS. 1 and 2 are exhausted from the engine 12 and directed to the first or second exhaust line 18 or 19, respectively. The gas 14 has a sealing function to suppress leakage to the second or first exhaust line 19 or 18 side.

このようにすると、例えばエンジン１２をガスモードで運転中であって排気ライン切換部２７が図２に示す第１切換状態のときに、エンジン１２から排出されて第１排気ライン１８に向かう排気ガス１４が、第２排気ライン１９側に漏洩することを抑制することができる。これによって、排気ガス１４が第２排気ライン１９側に漏洩して、第２排気ライン１９内で排気ガス１４中の未燃焼の可燃ガスが爆発することを防止でき、爆発による排気ガス浄化部２６の損傷を防止できる。   Thus, for example, when the engine 12 is operating in the gas mode and the exhaust line switching unit 27 is in the first switching state shown in FIG. 2, the exhaust gas discharged from the engine 12 and directed to the first exhaust line 18 It can suppress that 14 leaks to the 2nd exhaust line 19 side. As a result, the exhaust gas 14 leaks to the second exhaust line 19 side, and the unburned combustible gas in the exhaust gas 14 can be prevented from exploding in the second exhaust line 19. Can prevent damage.

そして、図１に示すように、例えばエンジン１２をディーゼルモードで運転中であって排気ライン切換部２７が第２切換状態のときに、エンジン１２から排出されて第２排気ライン１９に向かう排気ガス１４が、第１排気ライン１８側に漏洩することを抑制することができる。これによって、排気ガス１４が第１排気ライン１８側に漏洩して、窒素酸化物濃度が規定値を超える排気ガス１４が大気中に排出されることを防止できる。   Then, as shown in FIG. 1, for example, when the engine 12 is operating in the diesel mode and the exhaust line switching unit 27 is in the second switching state, exhaust gas discharged from the engine 12 and directed to the second exhaust line 19 It can suppress that 14 leaks to the 1st exhaust line 18 side. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas 14 from leaking to the first exhaust line 18 side and discharging the exhaust gas 14 whose nitrogen oxide concentration exceeds the specified value into the atmosphere.

また、図１に示すように、第１及び第２排気ライン１８、１９のそれぞれの入口が互いに接続すると共に、第１及び第２排気ライン１８、１９のそれぞれの出口が互いに接続する構造であるので、第１及び第２排気ライン１８、１９を簡単な構成でコンパクトに設計することができ、これによって、安価でコンパクトな舶用排気ガス浄化装置１３を提供することができる。   In addition, as shown in FIG. 1, the respective inlets of the first and second exhaust lines 18 and 19 are connected to each other, and the respective outlets of the first and second exhaust lines 18 and 19 are connected to each other. Therefore, the first and second exhaust lines 18 and 19 can be compactly designed with a simple configuration, whereby an inexpensive and compact marine exhaust gas purification device 13 can be provided.

次に、図３を参照して本発明に係る船舶機関システムの第２実施形態を説明する。この図３に示す第２実施形態の船舶機関システム３５と、図２に示す第１実施形態の船舶機関システム１１とが相違するところは、エンジン１２をガスモードで運転中に、図２に示す第１実施形態では、第２排気ライン１９内に送風していないのに対して、図３に示す第２実施形態では、第２排気ライン１９内に送風しているところである。   Next, a second embodiment of the ship engine system according to the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the ship engine system 35 of the second embodiment shown in FIG. 3 and the ship engine system 11 of the first embodiment shown in FIG. 2 is shown in FIG. 2 while the engine 12 is operating in the gas mode. In the first embodiment, air is not blown into the second exhaust line 19, whereas in the second embodiment shown in FIG. 3, air is blown into the second exhaust line 19.

この図３に示す第２実施形態において、第２排気ライン１９内に送風する構成は、エンジン１２をガスモードで運転中に、排気ガス１４が第１排気ライン１８を通って大気に排出されているときに、送風機による送風、船内の空気圧縮機からの加圧空気、又はエンジン１２用の給気管２５内の給気の一部を第２排気ライン１９内に流入させて、当該第２排気ライン１９内に未燃焼ガスが流入することを防止するためのものである。これにより、第２排気ライン１９内に流入された空気は、排気ライン切換部２７を介して第１排気ライン１８側に流出する。   In the second embodiment shown in FIG. 3, the configuration in which the air is blown into the second exhaust line 19 is such that the exhaust gas 14 is discharged to the atmosphere through the first exhaust line 18 while the engine 12 is operating in the gas mode. During the second exhaust line 19, a part of the air from the air compressor in the ship, the pressurized air from the air compressor in the ship, or the air supply in the air supply pipe 25 for the engine 12 flows into the second exhaust line 19. It is for preventing unburned gas from flowing into the line 19. As a result, the air flowing into the second exhaust line 19 flows out to the first exhaust line 18 side via the exhaust line switching unit 27.

このようにすると、エンジン１２をガスモードで運転中に、第１排気ライン１８を通って大気に排出される未燃焼の可燃ガスを含む排気ガス１４の一部が第２排気ライン１９内に侵入することを防止でき、第２排気ライン１９内で排気ガス１４中の未燃焼の可燃ガスが爆発して排気ガス浄化部２６が損傷することを防止できる。   In this way, part of exhaust gas 14 containing unburned combustible gas exhausted to the atmosphere through first exhaust line 18 penetrates into second exhaust line 19 while engine 12 is operating in the gas mode. It is possible to prevent the unburned combustible gas in the exhaust gas 14 from exploding and damaging the exhaust gas purification unit 26 in the second exhaust line 19.

次に、図４を参照して本発明に係る船舶機関システムの第３実施形態を説明する。この図４に示す第３実施形態の船舶機関システム３７と、図２に示す第１実施形態の船舶機関システム１１とが相違するところは、エンジン１２をガスモードで運転中に、図２に示す第１実施形態では、第２排気ライン１９内の圧力を第１排気ライン１８内よりも高めるように構成していないのに対して、図４に示す第３実施形態では、第２排気ライン１９内の圧力を、船内の空気圧縮機又はエンジン用給気管２５からの加圧空気によって第１排気ライン１８内よりも高圧にする構成としたところである。   Next, a third embodiment of the ship engine system according to the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the ship engine system 37 of the third embodiment shown in FIG. 4 and the ship engine system 11 of the first embodiment shown in FIG. 2 is shown in FIG. 2 while the engine 12 is operating in the gas mode. In the first embodiment, the pressure in the second exhaust line 19 is not configured to be higher than that in the first exhaust line 18, while in the third embodiment shown in FIG. The internal pressure is made higher than in the first exhaust line 18 by pressurized air from the air compressor in the ship or the air supply pipe 25 for the engine.

この図４に示す第３実施形態において、第２排気ライン１９内の圧力を第１排気ライン１８内よりも高圧にする構成は、エンジン１２をガスモードで運転中に、船内の空気圧縮機からの加圧空気の所定の空気圧（第１排気ライン１８内よりも高い圧力）を第２排気ライン１９内に付与するようにしたものである。図４において、太い斜線で示されている第２排気ライン１９が高圧となっている部分である。   In the third embodiment shown in FIG. 4, the configuration in which the pressure in the second exhaust line 19 is made higher than that in the first exhaust line 18 is that the engine 12 is operating in the gas mode from the air compressor in the ship. The predetermined air pressure (pressure higher than that in the first exhaust line 18) of the pressurized air is applied to the second exhaust line 19. In FIG. 4, the second exhaust line 19 indicated by thick diagonal lines is a portion at high pressure.

このようにすると、エンジン１２をガスモードで運転中に、第１排気ライン１８を通っている未燃焼の可燃ガスを含む排気ガス１４が第２排気ライン１９内に侵入することを防止できる。これによって、第２排気ライン１９内で排気ガス１４中の未燃焼の可燃ガスが爆発して排気ガス浄化部２６が損傷することを防止できる。   In this way, it is possible to prevent the exhaust gas 14 containing unburned combustible gas passing through the first exhaust line 18 from intruding into the second exhaust line 19 while the engine 12 is operating in the gas mode. This can prevent the unburned combustible gas in the exhaust gas 14 from exploding and damaging the exhaust gas purification unit 26 in the second exhaust line 19.

次に、図５を参照して本発明に係る船舶機関システムの第４実施形態を説明する。この図５に示す第４実施形態の船舶機関システム３９は、図２に示す第１実施形態の船舶機関システム１１において、第１排気ライン１８に排熱回収装置４０及び第４切換弁４２を設け、かつ、排気ライン１５の出口ライン２０にサイレンサ４１を設けたものである。   Next, a fourth embodiment of the ship engine system according to the present invention will be described with reference to FIG. The ship engine system 39 of the fourth embodiment shown in FIG. 5 is provided with an exhaust heat recovery device 40 and a fourth switching valve 42 in the first exhaust line 18 in the ship engine system 11 of the first embodiment shown in FIG. Also, the silencer 41 is provided at the outlet line 20 of the exhaust line 15.

このようにすると、サイレンサ４１によって排気音を和らげることができ、騒音の低減を図ることができる。そして、排熱回収装置４０によって回収された排熱を例えば船内のボイラに使用することができる。また、排熱回収装置４０を第２排気ライン１９ではなく、第１排気ライン１８に設けることによって、熱回収効率を向上させることができる。   By so doing, exhaust noise can be mitigated by the silencer 41, and noise can be reduced. Then, the exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery device 40 can be used, for example, in a boiler on the ship. Further, the heat recovery efficiency can be improved by providing the exhaust heat recovery apparatus 40 not in the second exhaust line 19 but in the first exhaust line 18.

その理由は、第２排気ライン１９では、排気ガス浄化部２６の影響で排気ガス１４の温度が下がっているからであり、また、排気ガス浄化部２６を通った後の排気ガス１４を排熱回収装置４０に通すと、排気ガス浄化に用いる薬品（尿素等）の影響や、燃料油の排気ガスに含まれる硫酸成分（硫酸成分は、燃料ガスの排気ガスには含まれていない。）による腐食の恐れがあるからである。   The reason is that in the second exhaust line 19, the temperature of the exhaust gas 14 is lowered due to the influence of the exhaust gas purification unit 26, and the exhaust gas 14 after passing through the exhaust gas purification unit 26 is exhausted If it passes through the recovery device 40, it is due to the influence of chemicals (urea etc.) used for exhaust gas purification and the sulfuric acid component (sulfuric acid component is not contained in the exhaust gas of fuel gas) contained in the exhaust gas of fuel oil. There is a risk of corrosion.

ただし、図５に示す第４実施形態では、排熱回収装置４０及びサイレンサ４１の両方を設けたが、これに代えていずれか一方を設けたものとしてもよい。そして、第４切換弁４２を設けたが、これを省略してもよい。   However, in the fourth embodiment shown in FIG. 5, both the exhaust heat recovery apparatus 40 and the silencer 41 are provided, but instead, either one may be provided. And although the 4th switching valve 42 was provided, this may be omitted.

以上のように、本発明に係る舶用排気ガス浄化装置及び船舶機関システムは、ガスモード及びディーゼルモードのいずれの動作モードで二元燃料ディーゼルエンジンを運転しても、窒素酸化物濃度が規定値以下である排気ガスが大気中に排出されるようにすることができ、しかも、ガスモードで運転中に、排気ガス中の未燃焼の可燃ガスが爆発することがあったとしても、排気ガス浄化装置が損傷することを防止できる優れた効果を有し、このような舶用排気ガス浄化装置及び船舶機関システムに適用するのに適している。   As described above, in the marine exhaust gas purification apparatus and the marine engine system according to the present invention, the nitrogen oxide concentration is less than or equal to the specified value when operating the dual fuel diesel engine in either gas mode or diesel mode operation mode. The exhaust gas can be discharged into the atmosphere, and the exhaust gas purification apparatus can be operated even if unburned combustible gas in the exhaust gas is exploded during operation in the gas mode. Has an excellent effect of preventing damage and is suitable for application to such a marine exhaust gas purification device and marine engine system.

１１ 船舶機関システム
１２ 二元燃料ディーゼルエンジン
１３ 舶用排気ガス浄化装置
１４ 排気ガス
１５ 排気ライン
１６ 第１入口ライン
１７ 第２入口ライン
１８ 第１排気ライン
１９ 第２排気ライン
２０ 出口ライン
２１ 排気タービン過給機
２２ タービン部
２３ 圧縮機部
２４ 回転軸
２５ 給気管
２６ 排気ガス浄化部
２７ 排気ライン切換部
２８ 第１切換弁
２９ 第２切換弁
３０ 第３切換弁
３１ 第１接続部
３２ 第２接続部
３５、３７、３９ 船舶機関システム
４０ 排熱回収装置
４１ サイレンサ
４２ 第４切換弁11 Marine engine system 12 Dual fuel diesel engine 13 Marine exhaust gas purification device 14 Exhaust gas 15 Exhaust line 16 First inlet line 17 Second inlet line 18 First exhaust line 19 Second exhaust line 20 Outlet line 21 Exhaust turbine supercharging Machine 22 Turbine part 23 Compressor part 24 Rotor shaft 25 Supply pipe 26 Exhaust gas purification part 27 Exhaust line switching part 28 1st switching valve 29 2nd switching valve 30 3rd switching valve 31 1st connection part 32 2nd connection part 35 , 37, 39 Marine engine system 40 Exhaust heat recovery device 41 Silencer 42 Fourth switching valve

Claims (7)

燃料ガスを燃料として駆動するガスモードと燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切換えて運転することができる二元燃料ディーゼルエンジンに使用する舶用排気ガス浄化装置において、
前記エンジンから排出される排気ガスを大気中に排出するためのものであり、ガスモードで運転するときに排気ガスを通す第１排気ライン、及びディーゼルモードで運転するときに排気ガスを通す第２排気ラインを有する排気ラインと、
前記第２排気ラインに設けられ、当該第２排気ラインを通る排気ガス中の窒素酸化物を低減するための排気ガス浄化部と、
排気ガスを前記第１排気ラインに通す第１切換状態、及び排気ガスを前記第２排気ラインに通す第２切換状態に切換え可能な排気ライン切換部とを備え、
前記エンジンをガスモードで運転中に、排気ガスが前記第１排気ラインを通って大気に排出されているときに、送風機による送風、船内の空気圧縮機からの加圧空気、又は前記エンジン用の給気を前記第２排気ライン内に流入させて、当該第２排気ライン内の空気を前記排気ライン切換部を介して前記第１排気ライン側に流出させることを特徴とする、舶用排気ガス浄化装置。 A marine exhaust gas purification apparatus for use in a dual fuel diesel engine capable of operating by switching between two operation modes of a gas mode driven by fuel gas and a diesel mode driven by fuel oil.
A first exhaust line for passing exhaust gas when operating in a gas mode, and a second for passing exhaust gas when operating in a diesel mode, for discharging exhaust gas discharged from the engine to the atmosphere An exhaust line having an exhaust line,
An exhaust gas purification unit provided in the second exhaust line and reducing nitrogen oxides in the exhaust gas passing through the second exhaust line;
An exhaust line switching unit switchable between a first switching state in which exhaust gas is passed through the first exhaust line and a second switching state in which exhaust gas is passed through the second exhaust line;
When the engine is operated in the gas mode, when the exhaust gas is discharged to the atmosphere through the first exhaust line, air blowing by a blower, pressurized air from an air compressor in the ship, or the engine and the supply air to flow into the second exhaust line, characterized in that the air of the second exhaust line via the exhaust line switching unit is caused to flow out to the first exhaust line side, marine exhaust gas purification apparatus. 燃料ガスを燃料として駆動するガスモードと燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切換えて運転することができる二元燃料ディーゼルエンジンに使用する舶用排気ガス浄化装置において、
前記エンジンから排出される排気ガスを大気中に排出するためのものであり、ガスモードで運転するときに排気ガスを通す第１排気ライン、及びディーゼルモードで運転するときに排気ガスを通す第２排気ラインを有する排気ラインと、
前記第２排気ラインに設けられ、当該第２排気ラインを通る排気ガス中の窒素酸化物を低減するための排気ガス浄化部と、
排気ガスを前記第１排気ラインに通す第１切換状態、及び排気ガスを前記第２排気ラインに通す第２切換状態に切換え可能な排気ライン切換部とを備え、
前記エンジンをガスモードで運転中に、前記第２排気ライン内の圧力を、船内の空気圧縮機又はエンジン用の給気管からの加圧空気によって前記第１排気ライン内よりも高圧にしたことを特徴とする、舶用排気ガス浄化装置。 A marine exhaust gas purification apparatus for use in a dual fuel diesel engine capable of operating by switching between two operation modes of a gas mode driven by fuel gas and a diesel mode driven by fuel oil.
A first exhaust line for passing exhaust gas when operating in a gas mode, and a second for passing exhaust gas when operating in a diesel mode, for discharging exhaust gas discharged from the engine to the atmosphere An exhaust line having an exhaust line,
An exhaust gas purification unit provided in the second exhaust line and reducing nitrogen oxides in the exhaust gas passing through the second exhaust line;
An exhaust line switching unit switchable between a first switching state in which exhaust gas is passed through the first exhaust line and a second switching state in which exhaust gas is passed through the second exhaust line;
The pressure in the second exhaust line was made higher than in the first exhaust line by pressurized air from the air compressor in the ship or the air supply pipe for the engine while the engine was operating in the gas mode wherein, marine exhaust gas purification device. 燃料ガスを燃料として駆動するガスモードと燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切換えて運転することができる二元燃料ディーゼルエンジンに使用する舶用排気ガス浄化装置において、
前記エンジンから排出される排気ガスを大気中に排出するためのものであり、ガスモードで運転するときに排気ガスを通す第１排気ライン、及びディーゼルモードで運転するときに排気ガスを通す第２排気ラインを有する排気ラインと、
前記第２排気ラインに設けられ、当該第２排気ラインを通る排気ガス中の窒素酸化物を低減するための排気ガス浄化部と、
排気ガスを前記第１排気ラインに通す第１切換状態、及び排気ガスを前記第２排気ラインに通す第２切換状態に切換え可能な排気ライン切換部とを備え、
前記第１及び第２排気ラインのそれぞれの入口が互いに接続すると共に、前記第１及び第２排気ラインのそれぞれの出口が互いに接続し、
前記排気ライン切換部は、前記第１及び第２排気ラインのそれぞれの入口を開閉すると共に、前記第１排気ラインの出口及び前記第２排気ラインの出口の一方又は両方を開閉する構成であることを特徴とする、舶用排気ガス浄化装置。 A marine exhaust gas purification apparatus for use in a dual fuel diesel engine capable of operating by switching between two operation modes of a gas mode driven by fuel gas and a diesel mode driven by fuel oil.
A first exhaust line for passing exhaust gas when operating in a gas mode, and a second for passing exhaust gas when operating in a diesel mode, for discharging exhaust gas discharged from the engine to the atmosphere An exhaust line having an exhaust line,
An exhaust gas purification unit provided in the second exhaust line and reducing nitrogen oxides in the exhaust gas passing through the second exhaust line;
An exhaust line switching unit switchable between a first switching state in which exhaust gas is passed through the first exhaust line and a second switching state in which exhaust gas is passed through the second exhaust line;
The inlets of the first and second exhaust lines are connected to each other, and the outlets of the first and second exhaust lines are connected to each other,
The exhaust line switching unit is configured to open and close each inlet of the first and second exhaust lines, and open and close one or both of an outlet of the first exhaust line and an outlet of the second exhaust line. wherein the marine exhaust gas purification device. 前記排気ライン切換部は、前記エンジンから排出されて前記第１排気ラインに向かう排気ガスが前記第２排気ライン側に漏洩することを抑制するための漏洩抑制機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の舶用排気ガス浄化装置。 The exhaust line switching unit is characterized in that it has a leakage suppressing function for suppressing leakage of exhaust gas discharged from the engine toward the first exhaust line to the second exhaust line side. The marine exhaust gas purification device according to any one of 1 to 3 . 前記排気ライン切換部は、前記第１排気ラインの排気ガスの爆発が、前記第２排気ライン側に伝搬することを抑制するための耐圧機能を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の舶用排気ガス浄化装置。 5. The exhaust line switching unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust line switching unit has a pressure-resistant function to suppress propagation of the exhaust gas of the first exhaust line to the second exhaust line side. marine exhaust gas purification device according to any. 前記第１排気ラインに設けられた排熱回収装置、及び、前記排気ラインの出口ラインに設けられたサイレンサの少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の舶用排気ガス浄化装置。   The exhaust gas recovery apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising at least one of an exhaust heat recovery device provided in the first exhaust line and a silencer provided in the outlet line of the exhaust line. Gas purification equipment. 請求項１乃至６のいずれかに記載の舶用排気ガス浄化装置と、それを使用する二元燃料ディーゼルエンジンとを備えることを特徴とする船舶機関システム。 A marine engine system comprising the marine exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 6 , and a dual fueled diesel engine using the same.
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