JP6703899B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、船舶等において排出される排ガスを処理するための触媒ユニットを備える排ガス処理装置に関する。
この種の排ガス処理装置としては、例えば特許文献１では、触媒ユニットよりも下流側に下流側グリッドを設け、触媒ユニットよりも上流側に上流側グリッドを設け、下流側グリッドと上流側グリッドとで触媒ユニットを挟むことによって、触媒ユニットをガス流路の方向に押えるものが知られている。
特許第５２９５４０３号明細書
しかしながら、従来の排ガス処理装置においては、金属材料で形成された触媒ユニットと、金属材料で形成されたグリッドとが直接接触している。そのため、船舶の揺動やエンジンの振動によって、グリッドと触媒ユニットとの間に隙間が生じやすいという問題があった。特に下流側グリッドと触媒ユニットとの間に隙間が生じてしまうと、排ガス処理装置のガスシール性が低下してしまう。
本発明は、排ガス処理装置のガスシール性を向上させることを目的とする。
本発明の排ガス処理装置は、排ガスを処理するための触媒ユニットを、前記排ガスが流れるガス流路を形成する容器本体の内部で保持する排ガス処理装置であって、前記触媒ユニットよりも前記ガス流路の下流側に設けられる下流側グリッドと、前記触媒ユニットを挟んで下流側グリッドの反対側に設けられる上流側グリッドと、前記上流側グリッド及び下流側グリッドとの間で前記触媒ユニットを押える押え部材と、前記下流側グリッドと前記触媒ユニットとの間に介在する弾性シール部材と、を備える。前記弾性シール部材は、前記押え部材が前記触媒ユニットを押えることによって弾性変形し、前記下流側グリッドと前記触媒ユニットとの隙間をシールするように構成されている。前記触媒ユニットは、内部に触媒が充填された複数の筒状ケースと、前記筒状ケースの端部を保持するアタッチメントと、で構成される。前記筒状ケースは、前記アタッチメントを介して少なくとも２段に構成されている。前記排ガス処理装置は、前記排ガスが流れる方向と垂直な方向に前記アタッチメントを押える他の押え部材をさらに備える。前記アタッチメントの本体部の筒の厚さは、前記筒状ケースの筒の厚さよりも大きく形成されていることを特徴とする。
本発明の排ガス処理装置によれば、下流側グリッドと触媒ユニットとの間に介在する弾性シール部材が弾性変形して、船舶の揺動やエンジンの振動を吸収しつつ、下流側グリッドと触媒ユニットとの隙間をシールすることによって、触媒ユニットの内部にガスをシールすることが可能となる。これにより、船舶の揺動やエンジンの振動によって隙間が生じる事態を抑制することができ、ひいては、排ガス処理装置のガスシール性を向上させることができる。
本発明の実施の形態１に係る排ガス処理装置の側面断面図である。 同排ガス処理装置の断面平面図であって、図１におけるＶ１矢視図である。 同排ガス処理装置の触媒ユニットの平面図である。 同排ガス処理装置の触媒ユニットの分解側面図である。 同排ガス処理装置の触媒ユニットの筒状ケースの拡大斜視図である。 同排ガス処理装置の弾性シール部材が弾性変形する様子を示す図である。 同排ガス処理装置の触媒ユニットのアタッチメントの断面拡大斜視図である。 同排ガス処理装置の断面平面図であって、図１におけるＶ２矢視図である。 同排ガス処理装置の断面平面図であって、図１におけるＶ３矢視図である。 同排ガス処理装置のアングル材及びシール部材の側面拡大図である。 同排ガス処理装置の第２柱体の側面図である。 同排ガス処理装置の第２柱体の正面図である。 同排ガス処理装置の他の第２柱体の側面図である。 同排ガス処理装置の他の第２柱体の正面図である。 同排ガス処理装置の他の第２柱体の平面図である。 同排ガス処理装置の断面平面図であって、図１におけるＶ４矢視図である。 同排ガス処理装置の断面平面図であって、図１におけるＶ５矢視図である。 同排ガス処理装置及び従来の排ガス処理装置におけるエンジン負荷とＮＨ３スリップとの関係を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る排ガス処理装置の側面断面図である。 本発明の実施の形態２に係る触媒ユニットの筒状ケースの分解側面図である。 同排ガス処理装置の効果を説明する図である。 同排ガス処理装置の効果を説明する図である。 本発明の実施の形態３に係る排ガス処理装置の製造途中の側面断面図である。 同排ガス処理装置の断面平面図であって、図２０におけるＶ６矢視図である。 同排ガス処理装置の中間押込みツールの一部を拡大した平面図である。 同排ガス処理装置の中間押込みツールの一部を拡大した側面図である。 同排ガス処理装置の中間押込みツールの一部を拡大した平面図である。 同排ガス処理装置の中間押込みツールの一部を拡大した側面図である。 同排ガス処理装置の側面断面図である。
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る排ガス処理装置の構成について、図１〜１４を参照しながら説明する。排ガス処理装置１は、図１に示すように、容器本体１０と、保持部２０と、下流側グリッド３０と、触媒ユニット４０と、第１シールプレート５１と、第２シールプレート５２と、複数の第１柱体６１と、複数の第２柱体６２と、上流側グリッド７０と、グリッド押え８０とを備える。
容器本体１０は、船舶等から排出される排ガスが流れるガス流路Ｒを形成する。本実施の形態に係る排ガス処理装置１は、ガス流路Ｒが上下方向である、いわゆる縦置きの排ガス処理装置である。容器本体１０は、図１及び２に示すように、例えば円筒形状であって、保持部２０は、その内周に沿って設けられている。保持部２０は、例えば金属製の厚板状のリングであって、このリングの外周は、全周に渡って容器本体１０の内側と溶接されている。図１に示すように、ガス流路Ｒにおける容器本体１０よりも上流側には、その下端部が容器本体１０の径と同じ径であって、上流側にいくほど径が小さくなるキャップ１０ａが設けられている。
下流側グリッド３０は、図１に示すように、触媒ユニット４０を載置するための載置領域３１が上端面Ｓ１に形成されている。具体的には、下流側グリッド３０は、図２に示すように、複数のバー３３が縦横斜めに組み合わされて形成される。これらのバー３３は、載置領域３１を形成するとともに、バー３３のうちのいくつかは、載置領域３１からはみ出すように形成されている。載置領域３１からはみ出したバー３３の先端は、容器本体１０の内側の保持部２０と溶接されている。
触媒ユニット４０は、図３及び４に示すように、四角柱形状の複数の筒状ケース４１と、筒状ケース４１の内部に充填される触媒４２（図３参照）と、筒状ケース４１の端部を保持する筒状のアタッチメント４３（図４参照）とを有する。触媒４２は、例えばアンモニアを還元剤として排ガスに含まれるＮＯｘと反応して脱硝するものである。触媒４２は、水平方向の断面が、互いに平行な複数の平板と、その平板の間に設けられた波板とで構成されている、いわば、段ボールのような構造である。筒状ケース４１は、図４〜６に示すように、本体部４１ａと、本体部４１ａから下流側グリッド３０（図４および６参照）又は上流側グリッド７０（図４参照）に向かって突出する突出部４１ｂとを有する。突出部４１ｂは下流側グリッド３０又は上流側グリッド７０に嵌め込まれる。ここで、本体部４１ａと下流側グリッド３０との間には弾性シール部材３２が設けられている。具体的には、弾性シール部材３２は、下流側グリッド３０の上端面Ｓ１のうち、少なくとも載置領域３１（図１及び２参照）全体に貼り付けられ、具体的には、下流側グリッド３０の上端面Ｓ１と筒状ケース４１の端面Ｓ２との間に介在する。同様に、上流側グリッド７０の下端面Ｓ３には、弾性部材７２（図４参照）が貼り付けられており、本体部４１ａの端面Ｓ２と上流側グリッド７０の下端面Ｓ３との間に介在する。そして、複数の筒状ケース４１が下流側グリッド３０と上流側グリッド７０との間で並べられる。また、触媒ユニット４０は、筒状ケース４１がアタッチメント４３を介して上下に積み重ねられることによって２段構成になっている。
アタッチメント４３は、図４及び７に示すように、筒状ケース４１と同じ外寸の本体部４３ａと、その外寸よりも小さい２個の突出部４３ｂ、４３ｃとを有する。突出部４３ｂは、本体部４３ａから上方に突出して形成され、突出部４３ｃは、本体部４３ａから下方に突出して形成される。これらの突出部４３ｂ、４３ｃは、筒状ケース４１の本体部４１ａの内側と嵌合するように構成されている。なお、アタッチメント４３の内部には、触媒４２が充填されていない。また、図４に示すように、筒状ケース４１の筒の厚さＴ１は、アタッチメント４３の本体部４３ａの筒の厚さＴ２よりも小さい。これは、筒状ケース４１を下流側グリッド３０に載置するときに、人手で筒状ケース４１を運びやすいように、内部に触媒４２が充填される筒状ケース４１の重量を軽減してハンドリングを容易にするためである。
第１シールプレート５１は、図１及び８に示すように、載置領域３１と同じ平面形状にくり抜かれた円形の板状部材であって、その外径は容器本体１０の内径と略等しく、下流側グリッド３０の上端面Ｓ１からはみ出した位置に設けられている。そして、第１シールプレート５１の外周は、容器本体１０の内側に溶接されている。また、第１シールプレート５１は、下流側グリッド３０の載置領域３１を除く上端面Ｓ１上に寝かされた状態で配置されており、その状態で下流側グリッド３０と溶接されている。
複数の第１柱体６１は、図１に示すように、第１シールプレート５１上に起立した状態で配置され、その状態で第１シールプレート５１に溶接されている。第１柱体６１は、例えば、図８に示すように、断面が円形状の棒状部材であり、容器本体１０の内周に沿って分散した状態で配置されている。第１柱体６１の上端には、図１に示すように、第２シールプレート５２が寝かされた状態で配置されており、その状態で第１柱体６１と溶接されている。ここで、第１柱体６１が倒れないように、第１シールプレート５１及び第２シールプレート５２に第１柱体６１の断面と同じ形状の窪みを設けて、この窪みに第１柱体６１をはめ込むようにしても良い。
第２シールプレート５２は、図１及び９に示すように、第１シールプレート５１と同一形状である。第２シールプレート５２の外周も容器本体１０の内側と溶接されている。第２シールプレート５２上には、図９に示すように、複数のアングル材５３が周方向に沿って分散した状態で固定されている。複数のアングル材５３は、図１０に示すように、底板５３ａと側板５３ｂとで構成されている。底板５３ａは、第２シールプレート５２に溶接されている。側板５３ｂは、底板５３ａと垂直に形成される部分であって、ボルトＢ１を通すための貫通孔が設けられる。ボルトＢ１の先端には押圧プレート５４が取り付けられており、ボルトＢ１とナットＮ１とを締めることによって、押圧プレート５４を介して触媒ユニット４０のアタッチメント４３を触媒ユニット４０の外周側から押えることができる。これにより、触媒ユニット４０は、ガス流路Ｒ（図１参照）の方向と垂直な方向（水平方向）に固定される。
また、押圧プレート５４とアタッチメント４３との間には、シール部材５５が設けられている。シール部材５５は、例えば金属製であり、底板５５ａと側板５５ｂとで構成されるＬ字部材であって、図６に示すように、触媒ユニット４０の外周全周にわたって設けられている。底板５５ａは自重によって第２シールプレート５２と接触する。側板５５ｂは押圧プレート５４から押圧されることによって、アタッチメント４３と接触する。そのため、シール部材５５は、第２シールプレート５２及び触媒ユニット４０の両方に接触することとなり、これら第２シールプレート５２と触媒ユニット４０との間の隙間をシールする。
複数の第２柱体６２は、図１に示すように、第２シールプレート５２上に起立した状態で配置され、その状態で第２シールプレート５２と溶接されている。第２柱体６２は、第２柱体６２ａと、第２柱体６２ｂの２種類が使用されている。第２柱体６２ａは、図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、板状の本体部６２ａａと、板状のサポート６２ａｂとで構成されている。本体部６２ａａが倒れないようにするために、サポート６２ａｂは、本体部６２ａａに垂直に取り付けられる。同様に、第２柱体６２ｂは、図１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃに示すように、板状のサポート６２ｂｂが、板状の本体部６２ｂａに垂直に取り付けられている。また、第２柱体６２ｂの本体部６２ｂａの上端には、プレート６２ｂｃが本体部６２ｂａに対して垂直な水平方向に取り付けられる。
上流側グリッド７０は、図１に示すように、触媒ユニット４０を挟んで下流側グリッド３０の反対側、すなわち、触媒ユニット４０上に設けられる。上流側グリッド７０は、具体的には、図１３に示すように、複数のバー７１が縦横斜めに組み合わされることによって形成される。また、上流側グリッド７０は、複数のプレート７３を有しており、各プレート７３は、バー７１上、又はバー７１が交差する部分上に設けられる。
上流側グリッド７０上には、図１に示すように、さらにグリッド押え８０が設けられる。グリッド押え８０は、図１４に示すように、容器本体１０の中央で垂直に交差する２本のメインバー８１と、２本のメインバー８１から枝分かれしたブランチ８２とで構成される。メインバー８１は、その一方の端部及び他方の端部が一対の第２柱体６２ａによって挟み込まれた状態で支持されている。具体的には、図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、メインバー８１の端部と、一対の第２柱体６２ａの本体部６２ａａとが、ボルトＢ４及びナットＮ４で締結されている。一方、ブランチ８２は、その端部が第２柱体６２ｂによって支持される。具体的には、図１２Ｂに示すように、ブランチ８２の端部が、第２柱体６２ｂの水平方向のプレート６２ｂｃ上に載置され、ブランチ８２とプレート６２ｂｃとがボルトＢ５及びナットＮ５で締結される。これにより、グリッド押え８０は、複数の第２柱体６２ａ、６２ｂによって固定されることとなる。
また、図１４に示すグリッド押え８０のメインバー８１には、それぞれ上下方向の複数の内ネジが設けられており、ボルトＢ２は、これらの内ネジを通って、図１１Ｂ及び図１３に示す上流側グリッド７０の水平方向のプレート７３を上方から押える。さらに、第２柱体６２ｂのプレート６２ｂｃにも上下方向の内ネジが設けられており、ボルトＢ３は、この内ネジを通って、図１２Ａ及び図１３に示す上流側グリッド７０のプレート７３を上方から押える。これにより、ガス流路Ｒの方向において、触媒ユニット４０が下流側グリッド３０と上流側グリッド７０とで挟まれるとともに、図６に示すように、弾性シール部材３２が押圧されて弾性変形する。弾性シール部材３２は、弾性変形することによって下流側グリッド３０と触媒ユニット４０との間をシールする。また、同様に、弾性部材７２も押圧されて弾性変形する。
本実施の形態に係る排ガス処理装置１によれば、筒状ケース４１の本体部４１ａと下流側グリッド３０との間に弾性シール部材３２が設けられているとともに、筒状ケース４１の本体部４１ａと上流側グリッド７０との間に弾性部材７２が設けられており、これら弾性シール部材３２、弾性部材７２は、排ガスが流れる方向において押圧されて弾性変形している。これにより、排ガス処理装置１のガスシール性を向上させることができる。以下、詳細を説明する。
例えば、従来の排ガス処理装置においては、筒状ケースとグリッドとの間に弾性部材が使用されておらず、船舶の揺動やエンジンの振動によってグリッドと触媒ユニットとの間に隙間が生じやすく、ひいては排ガス処理装置のガスシール性が低下してしまうという問題があった。この点について、本実施の形態に係る排ガス処理装置１によれば、弾性シール部材３２および弾性部材７２が弾性変形するため、船舶の揺動やエンジンの振動を吸収しつつ、弾性シール部材３２が下流側グリッド３０と触媒ユニット４０との隙間をシールすることによって、触媒ユニット４０の内部にガスをシールすることが可能となる。これにより、船舶の揺動やエンジンの振動によって隙間が生じる事態を抑制することができ、ひいては、排ガス処理装置のガスシール性を向上させることができる。さらに、弾性シール部材３２及び弾性部材７２によって、筒状ケース４１の上下方向の寸法誤差を吸収できるという効果も期待できる。
また、ボルトＢ１によって触媒ユニット４０を外周側から押えることによって、ガス流路Ｒと垂直な方向（水平方向）に触媒ユニット４０を固定することができるため、船舶の揺動やエンジンの振動によって、下流側グリッドと触媒ケースとの間に隙間が生じる事態を抑制することができ、ひいては、排ガス処理装置１のガスシール性を向上させることができる。ここで、触媒ユニット４０を水平方向に固定するボルトＢ１は、触媒ユニット４０のアタッチメント４３の本体部４３ａ（図１０参照）を押える構成となっている。触媒ユニット４０をガス流路Ｒと垂直な方向に固定するためには、筒状ケース４１を押える構成であってもよいが、筒状ケース４１は、内部に触媒４２が充填されており、さらに、ハンドリングを容易にするために、その筒の厚さＴ１が小さく形成されている。そのため、筒状ケース４１に大きな力が加えられると、筒状ケース４１が大きく変形して触媒４２が破損するおそれがある。
一方で、アタッチメント４３の本体部４３ａの筒の厚さＴ２は、筒状ケース４１の筒の厚さＴ１よりも大きく形成されているため、アタッチメント４３の本体部４３ａにある程度の力を加えても容易に変形しない。さらに、アタッチメント４３の内部には触媒４２が充填されていないため、アタッチメント４３の本体部４３ａがある程度変形しても、触媒４２を破損することはない。また、図４及び７に示すように、アタッチメント４３は、その突出部４３ｂ、４３ｃが筒状ケース４１の本体部４１ａの内側と嵌合するように構成されているため、アタッチメント４３が押えられても、筒状ケース４１に力が加えられることはない。そのため、アタッチメント４３の本体部４３ａを押えることによって、触媒ユニット４０をより強固に固定することができる。
さらに、本実施の形態に係る排ガス処理装置１では、押圧プレート５４とアタッチメント４３との間に、シール部材５５が設けられており、シール部材５５が第２シールプレート５２と触媒ユニット４０との隙間をシールすることとしている。すなわち、本実施の形態では、弾性シール部材３２が下流側グリッド３０でガスをシールすることに加えて、さらにその上流側の第２シールプレート５２でシール部材５５がガスをシールすることとしている。そのため、ガスシールが２段階で行われることとなるため、高いガスシール性が得られる。
図１５は、従来の排ガス処理装置と、本実施の形態に係る排ガス処理装置１とを比較した結果を示す。ここで、従来の排ガス処理装置は、本実施の形態に係る排ガス処理装置１の構造と異なり、弾性シール部材３２、弾性部材７２及びシール部材５５が設けられていない構造である。横軸は、エンジン負荷である。縦軸は、還元剤としてアンモニアを用いた場合に、排ガス中のＮＯｘと反応せずに下流側グリッド３０の下流側で検出されたアンモニアの量（以下、ＮＨ３スリップと称す。）である。図１５によれば、本実施の形態の構造において、エンジン負荷に関わらず、従来の構造と比較してＮＨ３スリップを減少させることができた。ＮＨ３スリップが減少するということは、ＮＯｘと反応するＮＨ３の量が増加することとなり、その結果排ガス処理装置のガスシール性が向上したことを意味する。
弾性シール部材３２および弾性部材７２の例としては、縦糸に金属（ステンレス鋼）線を使用し、横糸に金属（ステンレス鋼）線入りセラミックヤーンを使用して織り込んだものに耐熱性の材料を含侵し、エンドレス加工して形成され、耐熱温度が例えば８００℃のガスケットが用いられ得る。また、弾性シール部材３２および弾性部材７２の形状としては、厚さが例えば３ｍｍであって、例えば５．９ＭＰａの圧力を加えたときの圧縮率が５８％のものが使用され得る。しかしながら、本発明の弾性シール部材および弾性部材は、上記のような具体的なものに限定されない。ただし、容器本体１０の内部は高温になるため、弾性シール部材および弾性部材としては、例えば５００℃以上の耐熱性を有することが好ましい。
なお、本実施の形態に係る排ガス処理装置１は、筒状ケース４１と下流側グリッド３０との間の弾性シール部材３２、及び筒状ケース４１と上流側グリッド７０との間の弾性部材７２が両方とも設けられる態様であるが、本発明はこの態様に限られない。すなわち、筒状ケース４１と下流側グリッド３０との間に設けられる弾性シール部材３２のみであっても、排ガス処理装置のガスシール性を向上させることが可能である。弾性シール部材３２に加えてさらに弾性部材７２が設けられる場合は、船舶等の揺動やエンジンの振動を吸収する効果を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る排ガス処理装置１では、触媒ユニット４０が２段構成の筒状ケース４１で形成される態様を述べたが、これに限られない。例えば、触媒ユニット４０が１段構成であってもよく、３段以上の構成であってもよい。ここで、触媒ユニット４０が複数段の構成である場合は、ガスシール性を向上させるため、触媒ユニット４０の段数と同じ数だけシールプレート及び柱体を互い違いに配置し、筒状ケース４１同士の間にアタッチメント４３を設け、アタッチメント４３を外周側から押えることが好ましい。
また、本実施の形態に係る排ガス処理装置１では、ボルトＢ１、Ｂ２、Ｂ３によって触媒ユニット４０を押えて固定する態様を述べたが、これに限られず、他の押え部材を使用してもよい。例えば、アングル材５３とアタッチメント４３との間にバネ等の押え部材を介在させることによっても触媒ユニット４０をガス流路Ｒと垂直な方向に固定することが可能である。同様に、グリッド押え８０と上流側グリッド７０との間に押え部材を介在させることによって、触媒ユニット４０をガス流路Ｒの方向に固定することが可能となる。
ところで、本実施の形態では、弾性シール部材３２とシール部材５５とで２段階にガスをシールする態様であるが、本発明はこの態様に限られない。すなわち、シール部材５５が設けられず、弾性シール部材３２のみによって容器本体１０の内部にガスをシールする態様であっても、弾性シール部材３２及びシール部材５５のいずれも設けられていない従来の排ガス処理装置の態様と比較すれば、ガスシール性を向上させることが可能である。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る排ガス処理装置について、実施の形態１に係る排ガス処理装置１と異なる点のみを説明する。実施の形態１に係る排ガス処理装置１では、図１及び４に示すように、筒状ケース４１同士の間にアタッチメント４３が設けられている。これに対して、実施の形態２に係る排ガス処理装置２では、図１６及び１７に示すように、筒状ケース４１同士の間にアタッチメント４３が設けられる他に、下流側グリッド３０と筒状ケース４１との間、及び上流側グリッド７０と筒状ケース４１との間にもアタッチメント４３が設けられている。すなわち、アタッチメント４３が３段構成になっている。
筒状ケース４１は、実施の形態１の態様と異なり、図１７に示すように、突出部を有しておらず、本体部４１ａのみで構成されている。ガス流路Ｒの下流側から１段目のアタッチメント４３は、下方に突出する突出部４３ｃが下流側グリッド３０に嵌め込まれており、上方に突出する突出部４３ｂが筒状ケース４１に嵌め込まれている。２段目のアタッチメント４３は、突出部４３ｂ、４３ｃがそれぞれ筒状ケース４１に嵌め込まれている。３段目のアタッチメント４３は、上方に突出する突出部４３ｂが上流側グリッド７０に嵌め込まれており、下方に突出する突出部４３ｃが筒状ケース４１に嵌め込まれている。
これらのアタッチメント４３の、各本体部４３ａは、触媒ユニット４０の外周側から押えられている。本体部４３ａを押えるための具体的な構成は、図１０を用いて説明した実施の形態１と同じ態様であるため省略する。
本実施の形態に係る排ガス処理装置２によれば、アタッチメント４３が３段に構成されており、それぞれが触媒ユニット４０の外周側から水平方向に押えられる構成となっているため、１段のみのアタッチメント４３を外周側から押える実施の形態１と比較して、より強固に触媒ユニット４０を固定することが可能となる。
また、本実施の形態に係る排ガス処理装置２によれば、筒状ケース４１の傾きを抑制することができる。例えば、船体が水平方向から２０°以上傾いた状態で筒状ケース４１を取り付ける場合がある。このような場合に、アタッチメント４３が筒状ケース４１と下流側グリッド３０との間になければ、図１８に示すように、筒状ケース４１を下流側グリッド３０に嵌めこむときに、筒状ケース４１が傾くおそれがある。この状態でガス流路Ｒの方向に筒状ケース４１が押えられても、弾性シール部材３２に対して均一に圧力を加えることができず、ひいては、排ガス処理装置のガスシール性が低下してしまうこととなる。
一方で、筒状ケース４１と下流側グリッド３０との間にアタッチメント４３が設けられる場合、図１９に示すように、船体が水平方向から２０°程度傾いた状態で、アタッチメント４３が下流側グリッド３０に嵌め込まれるときに、アタッチメント４３はほとんど位置ずれしない。これは、筒状ケース４１よりもアタッチメント４３の方が高さが小さく、重心が下流側グリッド３０に近いためである。筒状ケース４１は、下流側グリッド３０に嵌め込まれたアタッチメント４３をボルトＢ１で固定した後に、アタッチメント４３に最小限の隙間で嵌め込まれる。そのため、筒状ケース４１の位置ズレを抑制することができるため、弾性シール部材３２に対して均一に圧力を加えることができ、ひいては、排ガス処理装置のガスシール性を向上させることが可能となる。なお、この効果を奏するためには、少なくとも下流側グリッド３０と筒状ケース４１との間にアタッチメント４３が設けられていれば足りる。すなわち、上流側グリッド７０と筒状ケース４１との間にアタッチメント４３が設けられていなくともよい。
さらに、本実施の形態に係る排ガス処理装置２によれば、筒状ケース４１が突出部４１ｂを有さず、本体部４１ａのみとすることができる。例えば、触媒ユニット４０が３段構成である場合、実施の形態１のように筒状ケース４１同士の間にのみアタッチメント４３が設けられると、１段目及び３段目の筒状ケース４１は突出部４１ｂを有するが、２段目の筒状ケース４１はアタッチメント４３に挟まれるため突出部を有しない。このような場合、１段目及び３段目の筒状ケース４１と２段目の筒状ケース４１とで異なる部品を用意しなければならない。一方で、本実施の形態では、１段目〜３段目の筒状ケース４１について、本体部４１ａのみの筒状ケース４１を適用することができて、部品点数を削減することができる。
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３に係る排ガス処理装置３について図２０〜２４を参照しながら説明する。実施の形態１及び２に係る排ガス処理装置１、２は、いわゆる縦置きの排ガス処理装置であるが、実施の形態３に係る排ガス処理装置３は、ガス流路Ｒが水平方向である、いわゆる横置きの排ガス処理装置である。基本的な構成については、縦置きの排ガス処理装置１を寝かせたものと同様であるが、以下の点で異なる。
まず、本実施の形態に係る排ガス処理装置３は、実施の形態１で説明した第１柱体及び第２柱体を備えない。図２０、２４に示すように、第１柱体及び第２柱体の代わりに、触媒ユニット４０を下方から支持する複数の支持柱６３が設けられている。また、グリッド押え８０（図２４参照）は、例えば、容器本体１０の内側に取り付けられる。さらに、図２１に示すように、シール部材５５は、触媒ユニット４０の外周全周にわたって設けられる必要はない。具体的には、触媒ユニット４０の下方にはシール部材５５は設けられておらず、触媒ユニット４０の上方と側方にのみシール部材５５が設けられている。これは、触媒ユニット４０よりも下方においては、触媒ユニット４０の自重によって、第２シールプレート５２との隙間がほとんど生じないため、シール部材５５を設けてシールする必要がないためである。同じ理由で、触媒ユニット４０の下方には、アングル材５３及び押圧プレート５４も設けられていない。
さらに、実施の形態１や２のような縦置きの排ガス処理ユニットの場合は、触媒ユニット４０が下流側グリッド３０の載置領域３１に載置されたときに、触媒ユニット４０の自重によって、ある程度弾性シール部材３２が押圧されて触媒ユニット４０の上下方向の位置が略均一となる。一方で、横置きの場合は、触媒ユニット４０の自重が弾性シール部材３２に作用しないため、触媒ユニット４０の水平方向の位置は不均一になりやすい。そのため、実施の形態３では、筒状ケース４１が一段配置される毎に筒状ケース４１をガス流路Ｒの方向に押える構成となっている。
具体的には、図２０に示すように、下流側グリッド３０に嵌め込まれた１段目の筒状ケース４１の上流側から中間押込みツール９０を用いて１段目の筒状ケース４１を押し込む。中間押込みツール９０は、図２１に示すように、上下方向に長い２本の縦棒９１と、左右にそれぞれ２本ずつ設けられる４本の横棒９２と、２本の縦棒９１又は２本の横棒９２にわたって取り付けられる長板９３とを備える。
縦棒９１は、それぞれ容器本体１０の内周に取り付けられる。具体的には、図２２Ａ及び２２Ｂに示すように、縦棒９１の端部が容器本体１０の内周に設けられた一対の突出板１１に挟み込まれた状態でボルトＢ６及びナットＮ６によって締結されている。
横棒９２は、一端が容器本体１０の内周に取り付けられており、他端が縦棒９１に取り付けられている。具体的には、横棒９２の一端は、図２３Ａ及び２３Ｂに示すように、容器本体１０の内周に設けられた一対の突出板１２に挟み込まれた状態でボルトＢ７及びナットＮ７によって締結されている。また、横棒９２の他端は、縦棒９１の左右にそれぞれに設けられた突出板に挟み込まれた状態でボルト及びナットによって締結されている。
また、縦棒９１及び横棒９２には、それぞれ水平方向の内ネジが設けられており、図２０及び２１に示すように、この内ネジにボルトＢ９が通されており、このボルトＢ９の先端には、長板９３が固定されている。ボルトＢ９を調整することによって、長板９３は、筒状ケース４１をガス流路Ｒの方向に押える。これにより、筒状ケース４１と下流側グリッド３０との間に介在する弾性シール部材３２がガス流路Ｒの方向に押圧され、一段目の筒状ケース４１の水平方向の位置を均一化することが可能となる。
その後、中間押込みツール９０を取り外して、１段目の筒状ケース４１の上流側にアタッチメント４３を配置し、さらにその上流側に２段目の筒状ケース４１を配置する。図２４に示すように、２段目の筒状ケース４１のさらに上流側には上流側グリッド７０が設けられ、実施の形態１及び２と同様にグリッド押え８０によって押えられている。これにより、筒状ケース４１と上流側グリッド７０との間に介在する弾性部材７２がガス流路Ｒの方向に押圧される。グリッド押え８０を容器本体１０の内側に取り付ける具体的な方法は、例えば、図２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ及び２３Ｂを用いて説明したように、中間押込みツール９０を容器本体１０の内側に取り付ける方法と同じ方法であるため、詳細な説明を省略する。
本実施の形態に係る排ガス処理装置３によれば、中間押込みツール９０が一段毎に筒状ケース４１をガス流路Ｒの方向に押える構成としたため、筒状ケース４１の水平方向の位置を均一化することができる。これにより、実施の形態１で述べた効果と同様に、弾性シール部材３２および弾性部材７２が船舶の揺動やエンジンの振動を吸収しつつ、弾性シール部材３２が触媒ユニット４０の内部にガスをシールすることが可能となる。
なお、実施の形態１、２及び３に係る排ガス処理装置１、２、３は、船舶における排ガス処理に使用されることを述べたがこれに限られない。船舶に限られず、揺動するものや、エンジンを含むものであって、排ガスの処理が必要な車両等にも使用され得る。
１、２、３ 排ガス処理装置
１０ 容器本体
２０ 保持部
３０ 下流側グリッド
３１ 載置領域
３２ 弾性シール部材
７２ 弾性部材
４０ 触媒ユニット
４１ 筒状ケース
４２ 触媒
４３ アタッチメント
７０ 上流側グリッド
８０ グリッド押え
９０ 中間押込みツール

Claims (4)

  1. 排ガスを処理するための触媒ユニットを、前記排ガスが流れるガス流路を形成する容器本体の内部で保持する排ガス処理装置であって、
    前記触媒ユニットよりも前記ガス流路の下流側に設けられる下流側グリッドと、
    前記触媒ユニットを挟んで下流側グリッドの反対側に設けられる上流側グリッドと、
    前記上流側グリッド及び下流側グリッドとの間で前記触媒ユニットを押える押え部材と、
    前記下流側グリッドと前記触媒ユニットとの間に介在する弾性シール部材と、を備え、
    前記弾性シール部材は、前記押え部材が前記触媒ユニットを押えることによって弾性変形し、前記下流側グリッドと前記触媒ユニットとの隙間をシールするように構成されており、
    前記触媒ユニットは、
    内部に触媒が充填された複数の筒状ケースと、
    前記筒状ケースの端部を保持するアタッチメントと、で構成され、
    前記筒状ケースは、前記アタッチメントを介して少なくとも２段に構成されており、
    前記排ガスが流れる方向と垂直な方向に前記アタッチメントを押える他の押え部材をさらに備え、
    前記アタッチメントの本体部の筒の厚さは、前記筒状ケースの筒の厚さよりも大きく形成されている
    ことを特徴とする排ガス処理装置。
  2. 排ガスを処理するための触媒ユニットを、前記排ガスが流れるガス流路を形成する容器本体の内部で保持する排ガス処理装置であって、
    前記触媒ユニットよりも前記ガス流路の下流側に設けられる下流側グリッドと、
    前記触媒ユニットを挟んで下流側グリッドの反対側に設けられる上流側グリッドと、
    前記上流側グリッド及び下流側グリッドとの間で前記触媒ユニットを押える押え部材と、
    前記下流側グリッドと前記触媒ユニットとの間に介在する弾性シール部材と、を備え、
    前記弾性シール部材は、前記押え部材が前記触媒ユニットを押えることによって弾性変形し、前記下流側グリッドと前記触媒ユニットとの隙間をシールするように構成されており、
    前記触媒ユニットは、
    内部に触媒が充填された複数の筒状ケースと、
    前記筒状ケースの端部を保持するアタッチメントと、で構成され、
    前記筒状ケースは、前記アタッチメントを介して少なくとも２段に構成されており、
    前記排ガスが流れる方向と垂直な方向に前記アタッチメントを押える他の押え部材をさらに備え、
    前記容器本体の内側に固定されたシールプレートと、
    前記シールプレートと前記触媒ユニットとの両方に接触して、これらシールプレートと触媒ユニットとの隙間をシールするシール部材と、をさらに備え、
    前記他の押え部材は、前記シール部材を介して前記アタッチメントを押えるように構成されている
    ことを特徴とする排ガス処理装置。
  3. 前記上流側グリッドと前記触媒ユニットとの間に介在する弾性部材をさらに備え、
    前記弾性部材は、前記押え部材が前記触媒ユニットを押えることによって弾性変形するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス処理装置。
  4. 前記アタッチメントは、前記筒状ケースと前記下流側グリッドとの間にも介在する
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
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