JP7375929B2 - 船舶用排ガス処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、船舶用排ガス処理装置に関する。
従来、排ガスを処理する液体の流量を制御する排ガス処理装置が知られている(例えば、特許文献1~4参照)。
特許文献1 特許第5958563号
特許文献2 特許第5939366号
特許文献3 特許第5979269号
特許文献4 特許第5999228号
解決しようとする課題
船舶用排ガス処理装置においては、船舶の喫水に応じて、排ガスを処理する液体の流量を制御することが好ましい。
一般的開示
本発明の第1の態様においては、船舶用排ガス処理装置を提供する。船舶用排ガス処理装置は、船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、排ガスを処理する液体を反応塔に導入する第1ポンプと、第1ポンプの出力を制御する制御部と、船舶の喫水を取得する喫水取得部と、を備える。制御部は、喫水取得部により取得された船舶の喫水に基づいて、第1ポンプの出力を制御する。
喫水取得部は、第1時刻に船舶の第1喫水を取得し、第1時刻よりも後の第2時刻において船舶の第2喫水を取得してよい。制御部は、船舶の喫水が第1喫水の場合に、第1ポンプの出力を第1出力に制御してよく、船舶の喫水が第2喫水の場合に、第1ポンプの出力を第1出力とは異なる第2出力に制御してよい。
制御部は、第2喫水が第1喫水よりも高い場合、第2出力を第1出力よりも小さく制御してよい。
船舶用が排ガス処理装置は、第1ポンプに導入される液体の導入圧力、および、第1ポンプから導出される液体の導出圧力の少なくとも一方を測定する圧力測定部をさらに備えてよい。喫水取得部は、圧力測定部により測定された導入圧力および導出圧力の少なくとも一方に基づいて、船舶の喫水を取得してよい。
船舶用排ガス処理装置は、船舶における水面の位置を検知する喫水センサをさらに備えてよい。喫水取得部は、喫水センサにより検知された水面の位置に基づいて、船舶の喫水を取得してよい。
制御部は、第1ポンプの出力を段階的に制御してよい。
船舶の喫水が予め定められた喫水閾値未満である場合、制御部は、第1ポンプの出力を、予め定められた一定の出力に制御してよい。
反応塔は、液体を噴出する複数の噴出部を有してよい。鉛直方向において、一の噴出部の位置と他の噴出部の位置とは異なっていてよい。制御部は、船舶の喫水に基づいて、一の噴出部が噴出する液体の量と、他の噴出部が噴出する液体の量とを制御してよい。
船舶用排ガス処理装置は、船舶に設けられ、排ガスが導入され、排ガスを処理する液体を噴出する複数の噴出部を有する反応塔と、船舶の喫水を取得する喫水取得部と、噴出部が噴出する液体の量を制御する制御部と、を備える。鉛直方向において、一の噴出部の位置と他の噴出部の位置とは異なる。制御部は、喫水取得部により取得された船舶の喫水に基づいて、一の噴出部が噴出する液体の量と、他の噴出部が噴出する液体の量とを制御する。
船舶用排ガス処理装置は、反応塔に導入される排ガスに、排ガスを処理した排液を噴霧する噴霧部と、噴霧部に排液を供給する第2ポンプと、をさらに備えてよい。制御部は、第2ポンプの出力を制御してよい。
第2ポンプは、鉛直方向において、船舶の最も低い喫水である最低喫水と、船舶の最も高い喫水である最高喫水との間に設けられていてよい。
鉛直方向において、第2ポンプの位置が船舶における水面の位置と同じであるか、または、水面の位置よりも低い場合、制御部は、第2ポンプの出力を制御してよい。
船舶用排ガス処理装置は、液体を反応塔に導入させるか、または、排ガスを処理した排液を反応塔から排出させる第3ポンプをさらに備えてよい。制御部は、船舶の喫水に基づいて、第3ポンプにより液体を反応塔に導入させるか、または、第3ポンプにより排液を反応塔から排出させるかを制御してよい。
第3ポンプは、鉛直方向において、船舶の最も低い喫水である最低喫水である場合に船舶における水面の位置よりも上方に配置され、船舶の最も高い喫水である最高喫水である場合に船舶における水面の位置よりも下方に配置されてよい。
鉛直方向において、第3ポンプの位置が船舶における水面の位置よりも低い場合、制御部は、第3ポンプにより排液を反応塔から排出させてよい。鉛直方向において、第3ポンプの位置が船舶における水面の位置と同じであるか、または、水面の位置よりも高い場合、制御部は、第3ポンプにより液体を反応塔に導入させてよい。
制御部は、船舶の喫水に基づいて、第3ポンプの出力を制御してよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な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。
本発明の一つの実施形態に係る船舶200の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の一例を示す図である。 第1ポンプ60の揚程Hと、第1ポンプ60から供給される単位時間当たりの液体40の供給量Qとの関係を示す図である。 第1ポンプ60を駆動する電動機の周波数fと、第1ポンプ60から供給される単位時間当たりの液体40の供給量Qとの関係を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 時間Tと船舶200の喫水dとの関係の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 第1ポンプ60の出力Pと船舶200の喫水dとの関係の一例を示す図である。 第1ポンプ60の出力Pと、反応塔10に単位時間当たりに導入される液体40の流量Q'との関係の一例を示す図である。 図2Aに示される船舶用排ガス処理装置100の一例における他の図である。 図2Aに示される船舶用排ガス処理装置100の一例における他の図である。 図2Bに示される船舶用排ガス処理装置100の一例における他の図である。 図2Bに示される船舶用排ガス処理装置100の一例における他の図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 図15に示される船舶用排ガス処理装置100における船舶200の喫水dが第1喫水d1である場合における、喫水dと第2ポンプ62の位置関係を示す図である。 図15に示される船舶用排ガス処理装置100における船舶200の喫水dが第2喫水d2である場合における、喫水dと第2ポンプ62の位置関係を示す図である。 鉛直方向における第2ポンプ62の位置と喫水dとの関係を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 鉛直方向における第3ポンプ64の位置と喫水dとの関係を示す図である。
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、本発明の一つの実施形態に係る船舶200の一例を示す図である。本例の船舶200は、船舶用排ガス処理装置100を備える。図1において、船舶用排ガス処理装置100の範囲が一点鎖線にて示されている。本例において、船舶200は海洋300を航行している。
船舶用排ガス処理装置100は、反応塔10、第1ポンプ60、制御部74および喫水取得部76を備える。船舶用排ガス処理装置100は、動力装置50を備えてよい。動力装置50は、例えばエンジン、ボイラー等である。動力装置50は、排ガス30を排出する。排ガス30には、硫黄酸化物(SO)、窒素酸化物(NO)等の有害物質が含まれる。
反応塔10は、船舶200に設けられている。反応塔10には、排ガス30が導入される。第1ポンプ60は、排ガス30を処理する液体40を、反応塔10に導入する。液体40は、海水であってよい。液体40は、アルカリ性の液体であってもよい。本例においては、液体40は、反応塔10の内部において排ガス30を処理する。排ガス30を処理するとは、排ガス30に含まれる有害物質を除去することを指す。
制御部74は、第1ポンプ60の出力を制御する。第1ポンプ60の出力とは、第1ポンプ60を駆動する電動機の単位時間当たりの回転数であってよく、当該電動機の周波数であってもよい。制御部74は、第1ポンプ60の出力を制御することにより、反応塔10に導入される液体40の流量を制御してよい。反応塔10に導入される液体40の流量とは、反応塔10に単位時間当たりに導入される液体40の量であってよい。
喫水取得部76は、船舶200の喫水dを取得する。船舶200の喫水dとは、船舶200の船底220から水面210までの高さである。図1において、船舶200の喫水dが両矢印にて示されている。本例において、水面210は海洋300の海面である。
船舶用排ガス処理装置100は、喫水センサ31をさらに備えてよい。喫水センサ31は、船舶200の船体230に設けられてよい。喫水センサ31は、船舶200における水面210の位置を検知する。本例においては、喫水取得部76は、喫水センサ31により検知された水面210(本例においては海面)の位置に基づいて、船舶200の喫水を取得する。
制御部74は、船舶200の喫水dに基づいて、第1ポンプ60の出力を制御する。船舶200の喫水dは、船舶200の積載物等の質量に応じて変化しやすい。船舶200の喫水dが変化した場合、液体40を反応塔10に導入するために必要とされる第1ポンプ60の出力は、変化しやすい。本例の船舶用排ガス処理装置100においては、制御部74が船舶200の喫水dに基づいて第1ポンプ60の出力を制御するので、制御部74は、第1ポンプ60の出力を喫水dに応じた最適な出力に制御できる。なお、船舶200の喫水dが船舶200の積載物等の質量に応じて変化する場合、制御部74は、船舶200の当該積載物の質量に基づいて第1ポンプ60の出力を制御してもよい。
制御部74は、船舶200の喫水dに基づいて、動力装置50の動力を制御してよい。船舶200が積載物等を積載している場合の喫水dは、船舶200が積載物等を積載していない場合の喫水dよりも高くなりやすい。船舶200の喫水dが高いほど、船体230が海洋300から受ける抵抗力が増加しやすい。このため、制御部74は、喫水dが高くなるほど、動力装置50の動力を大きく制御してよい。
図2Aは、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の一例を示す図である。船舶用排ガス処理装置100は、排ガス導入管32および液体導入管24をさらに備えてよい。
排ガス導入管32は、動力装置50と反応塔10とを接続する。本例において、動力装置50から排出された排ガス30は、排ガス導入管32を通った後、反応塔10に導入される。液体導入管24は、第1ポンプ60と反応塔10とを接続する。本例において、第1ポンプ60から供給された液体40は、液体導入管24を通った後、反応塔10に導入される。
反応塔10は、排ガス30が導入される排ガス導入口11を有してよい。反応塔10には、排ガス30を処理する液体40が導入される。液体40は、排ガス30を処理した後、排液46となる。排ガス30は、液体40により処理された後、浄化ガス34となる。反応塔10は、浄化ガス34が排出される排ガス排出口17を有してよい。浄化ガス34は、大気に放出されてよい。
本例の反応塔10は、側壁15、底面16、ガス処理部18および液体排出口19を有する。本例の反応塔10は、円柱状である。本例において、排ガス排出口17は、円柱状の反応塔10の中心軸と平行な方向において底面16と対向する位置に配置されている。本例において、側壁15および底面16は、それぞれ円柱状の反応塔10の内側面および底面である。排ガス導入口11は、側壁15に設けられてよい。本例において、排ガス30は排ガス導入管32から排ガス導入口11を通った後、ガス処理部18に導入される。
側壁15および底面16は、排ガス30および浄化ガス34、並びに液体40および排液46に対して耐久性を有する材料で形成される。当該材料は、SS400、S-TEN(登録商標)等の鉄材とコーティング剤および塗装剤の少なくとも一方との組合せ、ネバール黄銅等の銅合金、アルミニウムブラス等のアルミニウム合金、キュープロニッケル等のニッケル合金、ハステロイ(登録商標)、SUS316L、SUS329J4LまたはSUS312等のステンレスであってよい。
本明細書においては、X軸、Y軸およびZ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書においては、反応塔10の底面16と平行な面をXY面とし、底面16から排ガス排出口17へ向かう方向(底面16に垂直な方向)をZ軸とする。本明細書において、XY面内における所定の方向をX軸方向とし、XY面内においてX軸に直交する方向をY軸方向とする。
Z軸方向は鉛直方向に平行であってよい。Z軸方向が鉛直方向に平行である場合、XY面は水平面であってよい。Z軸方向は水平方向に平行であってもよい。Z軸方向が水平方向に平行である場合、XY面は鉛直方向に平行であってよい。
船舶用排ガス処理装置100は、例えば船舶向けサイクロン式スクラバである。サイクロン式スクラバにおいては、反応塔10に導入された排ガス30は、反応塔10の内部を旋回しながら、排ガス導入口11から排ガス排出口17への方向(本例においてはZ軸方向)に進む。本例においては、排ガス30は、排ガス排出口17から底面16への方向に見た場合において、XY面内を旋回する。
反応塔10の内部における、排ガス導入口11から排ガス排出口17への排ガス30の進行方向を、進行方向E1とする。排ガス30が進行方向E1に進行するとは、排ガス30が排ガス導入口11から排ガス排出口17への方向に進行することを指す。本例において、排ガス30の進行方向E1はZ軸に平行である。図2Aにおいて、排ガス30の進行方向E1が実線の矢印にて示されている。
反応塔10は、液体40が供給される一または複数の幹管12、および、一または複数の枝管13を有してよい。反応塔10は、液体40を噴出する一または複数の噴出部14を有してよい。本例において、噴出部14は枝管13に接続され、枝管13は幹管12に接続されている。
本例の反応塔10は、3つの幹管12(幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3)を有する。本例において、幹管12-1および幹管12-3は、Z軸に平行な方向において、それぞれ最も排ガス導入口11側および最も排ガス排出口17側に設けられている幹管12である。本例において、幹管12-2は、幹管12-1と幹管12-3とのZ軸方向における間に設けられている幹管12である。
本例の反応塔10は、枝管13-1~枝管13-12を備える。本例において、枝管13-1および枝管13-12は、Z軸に平行な方向において、それぞれ最も排ガス導入口11側および最も排ガス排出口17側に設けられている枝管13である。本例において、枝管13-1、枝管13-3、枝管13-5、枝管13-7、枝管13-9および枝管13-11はY軸方向に延伸し、枝管13-2、枝管13-4、枝管13-6、枝管13-8、枝管13-10および枝管13-12はX軸方向に延伸している。
本例において、枝管13-1~枝管13-4は幹管12-1に接続され、枝管13-5~枝管13-8は幹管12-2に接続され、枝管13-9~枝管13-12は幹管12-3に接続されている。枝管13-1、枝管13-3、枝管13-5、枝管13-7、枝管13-9および枝管13-11は、Y軸に平行な方向において、幹管12の両側に配置されてよい。枝管13-2、枝管13-4、枝管13-6、枝管13-8、枝管13-10および枝管13-12は、X軸に平行な方向において、幹管12の両側に配置されてよい。
枝管13-1を例に説明すると、枝管13-1Aおよび枝管13-1Bは、Y軸に平行な方向において、それぞれ幹管12-1の一方側および他方側に配置される枝管13-1である。Y軸に平行な方向において、枝管13-1Aおよび枝管13-1Bは、幹管12-1を挟むように設けられてよい。なお、図2Aにおいて枝管13-1Aおよび枝管13-3Aは、幹管12-1と重なる位置に配置されているので図示されていない。
枝管13-2を例に説明すると、枝管13-2Aおよび枝管13-2Bは、X軸に平行な方向において、それぞれ幹管12-1の一方側および他方側に配置される枝管13-2である。X軸に平行な方向において、枝管13-2Aおよび枝管13-2Bは、幹管12-1を挟むように設けられてよい。
本例の反応塔10は、噴出部14-1~噴出部14-12を備える。本例において、噴出部14-1および噴出部14-12は、Z軸に平行な方向において、それぞれ最も排ガス導入口11側および最も排ガス排出口17側に設けられている噴出部14である。本例の噴出部14-1~噴出部14-12は、それぞれ枝管13-1~枝管13-12に接続されている。Y軸方向に延伸する1つの枝管13において、Y軸に平行な方向における幹管12の一方側に複数の噴出部14が設けられてよく、且つ、他方側に複数の噴出部14が設けられてよい。X軸方向に延伸する1つの枝管13において、X軸に平行な方向における幹管12の一方側に複数の噴出部14が設けられてよく、且つ、他方側に複数の噴出部14が設けられてよい。なお、図2Aにおいて、噴出部14-1A、噴出部14-3A、噴出部14-5A、噴出部14-7A、噴出部14-9Aおよび噴出部14-11Aは、幹管12と重なる位置に配置されているので図示されていない。
噴出部14は、液体40を噴出する開口面を有する。図2Aにおいて、当該開口面は「×」印にて示されている。1つの枝管13において、幹管12の一方側および他方側に配置される噴出部14のそれぞれの開口面は、枝管13の延伸方向と所定の角度をなす一方の方向および他方の方向を指してよい。噴出部14-2を例に説明すると、本例においては、幹管12-1の一方側に配置される噴出部14-2Aの開口面は、枝管13-2Aと所定の角度をなす一方の方向を指し、幹管12-1の他方側に配置される噴出部14-2Bの開口面は、枝管13-2Bと所定の角度をなす一方の方向を指している。
船舶用排ガス処理装置100は、流量制御部70をさらに備えてよい。流量制御部70は、反応塔10に供給される液体40の流量を制御する。流量制御部70は、バルブ72を有してよい。本例においては、流量制御部70は第1ポンプ60から噴出部14に供給される液体40の流量を、バルブ72により制御する。本例の流量制御部70は、3つのバルブ72(バルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3)を備える。本例の流量制御部70は、バルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3により、それぞれ幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3に供給される液体40の流量を制御する。幹管12に供給された液体40は、枝管13を通過した後、噴出部14から反応塔10の内部(ガス処理部18)に噴出される。
制御部74は、噴出部14が噴出する液体40の量を制御する。制御部74は、噴出部14が単位時間当たりに噴出する液体40の量を制御してよい。本例においては、制御部74は、流量制御部70を制御することにより、噴出部14が噴出する液体40の量を制御する。
流量制御部70は、噴出部14が噴出する液体40の量を、バルブ72の開度を制御することにより、制御してよい。流量制御部70は、噴出部14が単位時間当たりに噴出する液体40の量を、バルブ72の開度を制御することにより、制御してよい。反応塔10が複数の噴出部14を備える場合、流量制御部70は、複数の噴出部14のそれぞれが噴出する液体40の量を、バルブ72-1~バルブ72-3のそれぞれの開度を制御することにより、制御してよい。
流量制御部70は、幹管12-1に供給される液体40の流量が幹管12-2に供給される液体40の流量よりも多くなるように、液体40の流量を制御してよい。流量制御部70は、幹管12-2に供給される液体40の流量が幹管12-3に供給される液体40の流量よりも多くなるように、液体40の流量を制御してよい。幹管12-3に供給される液体40の流量と、幹管12-2に供給される液体40の流量と、幹管12-1に供給される液体40の流量との比は、例えば1:2:9である。
上述したとおり、液体40は例えば海水またはアルカリ性の液体である。液体40がアルカリ性の液体である場合、液体40は水酸化ナトリウム(NaOH)および炭酸水素ナトリウム(NaCO)の少なくとも一方を添加したアルカリ性の液体であってよい。
排ガス30には硫黄酸化物(SO)等の有害物質が含まれる。硫黄酸化物(SO)は、例えば亜硫酸ガス(SO)である。液体40が水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液の場合、排ガス30に含まれる亜硫酸ガス(SO)と水酸化ナトリウム(NaOH)との反応は、下記の化学式1で示される。
[化学式1]
SO+Na+OH→Na+HSO
化学式1に示されるように、亜硫酸ガス(SO)は化学反応により亜硫酸水素イオン(HSO )となる。液体40は、この化学反応により亜硫酸水素イオン(HSO )を含む排液46となる。排液46は、排水管20から船舶用排ガス処理装置100の外部に排出されてよい。排ガス30は、この化学反応により硫黄酸化物(SO)等の有害物質の少なくとも一部が除去された浄化ガス34となる。
図2Bは、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。本例の船舶用排ガス処理装置100は、流量制御部70およびバルブ72を備えない点で、図2Aに示される船舶用排ガス処理装置100と異なる。
本例において、制御部74は、噴出部14が噴出する液体40の量を、噴出部14の開口面の開度を制御することにより、制御する。反応塔10が複数の噴出部14を備える場合、制御部74は、複数の噴出部14のそれぞれが噴出する液体40の量を、複数の噴出部14のぞれぞれの開口における開度を制御することにより、制御してよい。図2Bにおいては、制御部74から、3つの噴出部14-4Bのうちの1つの噴出部14-4Bへの矢印が示されている。図2Bにおいては、制御部74から、3つの噴出部14-4Bのうちの1つの噴出部14-4B以外への矢印は省略されている。
反応塔10が複数の噴出部14を備える場合、制御部74は、複数の噴出部14のそれぞれが噴出する液体40の量を、独立に制御してもよい。制御部74による噴出部14の制御については、後述する。
図3および図4は、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の一例を示す図である。図3および図4には、図1、図2Aおよび図2Bに示される船舶用排ガス処理装置100における船舶200の喫水dと第1ポンプ60の揚程Hとの関係が示されている。ただし、図3および図4において、図1に示される動力装置50、喫水取得部76および喫水センサ31は省略されている。本例において、液体導入管24を流れる液体40は、海洋300(図1参照)の海水である。
本例において、第1ポンプ60の揚程Hとは、第1ポンプ60が液体40を反応塔10に導入するために必要とされる、液体40の吐出高さを指す。図3および図4は、喫水dがそれぞれ第1喫水d1の場合および第2喫水d2の場合である。本例においては、第2喫水d2は第1喫水d1よりも高い。第2喫水d2の場合における水面210から船底220までの距離は、第1喫水d1の場合における水面210から船底220までの距離よりも、離間している。
図3に示される例において、喫水dが第1喫水d1の場合における第1ポンプ60は、水面210と同じ高さに配置されている。第1喫水d1の場合において、第1ポンプ60に必要とされる実質的揚程を実揚程H1とする。第1喫水d1の場合、実揚程H1は揚程Hに等しい。
図4に示される例において、喫水dが第2喫水d2の場合における水面210からの第1ポンプ60の深さを深さduとする。喫水dが第2喫水d2である場合、液体導入管24を流れる液体40は、第1ポンプ60による圧力が無い場合においても、鉛直方向において水面210の位置まで達しやすい。
喫水dが第2喫水d2の場合において、第1ポンプ60に必要とされる実質的揚程を実揚程H2とする。喫水dが第2喫水d2の場合、第1ポンプ60の揚程Hは、実揚程H2(揚程H-深さdu)に等しくなりやすい。実揚程H2は、実揚程H1よりも小さい。
喫水dが第1喫水d1および第2喫水d2の場合における第1ポンプ60の出力Pを、それぞれ第1出力P1および第2出力P2とする。喫水dが第1喫水d1および第2喫水d2の場合における第1ポンプ60からの単位時間当たりの液体40の供給量Qを、それぞれ第1供給量Q1および第2供給量Q2とする。制御部74は、第2喫水d2が第1喫水d1よりも高い場合、第2出力P2を第1出力P1よりも小さく制御してよい。
図5は、第1ポンプ60の揚程Hと、第1ポンプ60から供給される単位時間当たりの液体40の供給量Qとの関係を示す図である。第1ポンプ60がターボ型である場合、出力P、供給量Qおよび揚程Hは、P=kQHの関係を満たす。ここで、kは比例定数である。図5において、第1ポンプ60の出力Pが第1出力P1の場合が実線で、第2出力P2の場合が粗い破線で、それぞれ示されている。
第1ポンプ60が単位時間当たり供給量Q0の液体40を供給する場合において、第2出力P2の場合の揚程H2'は、第1出力P1の場合の揚程H1'よりも小さい。第1ポンプ60が供給する液体40の揚程が揚程H2'である場合において、第2出力P2の場合の供給量Q0は、第1出力P1の場合の供給量Q0'よりも小さい。
図3および図4に示される例において、第2喫水d2の場合の実揚程H2は、第1喫水d1の場合の実揚程H1よりも小さくなりやすい。このため、第1供給量Q1と第2供給量Q2とが等しい場合(例えば第1供給量Q1と第2供給量Q2とが供給量Q0である場合)、第2出力P2は第1出力P1よりも小さくてよい。鉛直方向において第1ポンプ60が水面210よりも低い位置に配置される場合、第1ポンプ60が水面210の位置に配置される場合よりも、第1ポンプの出力Pは、深さduに相当する揚程の分、小さくてよい。
本例の船舶用排ガス処理装置100においては、第2喫水d2が第1喫水d1よりも高い場合、制御部74は第1ポンプ60の第2出力P2を第1出力P1よりも小さく制御する。このため、本例の船舶用排ガス処理装置100は、第1ポンプ60の出力Pが喫水dにかかわらず一定に制御される場合と比較して、第1ポンプ60の消費電力を小さくできる。本例の船舶用排ガス処理装置100においては、第2喫水d2が第1喫水d1よりも高い場合、制御部74は、第1ポンプ60の出力Pを第1出力P1よりも小さい出力(第2出力P2)のポンプに疑似的に制御する。これにより、本例の船舶用排ガス処理装置100は、第1ポンプ60の消費電力を小さくできる。
喫水dが第1喫水d1から第2喫水d2に変化した場合、制御部74は、第1ポンプ60の出力Pを第1出力P1から、第1出力P1よりも小さい第2出力P2に制御してよい。喫水dが第2喫水d2から第1喫水d1に変化した場合、制御部74は、第1ポンプ60の出力Pを第2出力P2から、第2出力P2よりも大きい第1出力P1に制御してよい。
図6は、第1ポンプ60を駆動する電動機の周波数fと、第1ポンプ60から供給される単位時間当たりの液体40の供給量Qとの関係を示す図である。第1ポンプ60を駆動する電動機を電動機Mとする。第1ポンプ60がターボ型である場合、供給量Qは周波数fの増加に伴い増加しやすい。第1ポンプ60が単位時間当たり供給量Qおよび供給量Q'の液体40を供給する場合における電動機Mの周波数fを、それぞれ周波数f0および周波数f0'とする。周波数f0および周波数f0'は、第1ポンプ60の出力Pがそれぞれ第2出力P2および第1出力P1の場合における、電動機Mの周波数fである。
図6および図5に示されるとおり、第1ポンプ60の出力Pが第1出力P1に維持されたまま、揚程Hが揚程H1'から揚程H2'に変化した場合、第1ポンプ60の液体40の供給量はQ0よりも大きいQ0'となる。このため、図3および図4に示される例において、制御部74が第1ポンプ60の出力Pを第1出力P1に維持したまま、喫水dが第1喫水d1から第2喫水d2に変化した場合、第1ポンプ60から単位時間当たりに供給される液体40の量が過剰になりやすい。
本例の船舶用排ガス処理装置100においては、第2喫水d2が第1喫水d1よりも高い場合、制御部74は第1ポンプ60の出力Pを、第1出力P1よりも小さい第2出力P2に制御する。このため、本例の船舶用排ガス処理装置100は、第1ポンプ60の出力Pが喫水dにかかわらず一定に制御される場合と比較して、液体40が第1ポンプ60により反応塔10に過剰に供給されることを抑制しやすくなる。
図7Aおよび図7Bは、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。本例の船舶用排ガス処理装置100は、圧力測定部78をさらに備える点で、図2A、図2B、図3および図4に示される船舶用排ガス処理装置100と異なる。図7Aおよび図7Bには、それぞれ船舶200の喫水dが第1喫水d1の場合および第2喫水d2の場合の一例が示されている。
船舶用排ガス処理装置100は、圧力センサ26を備えてよい。本例の圧力センサ26は、液体導入管24に設けられている。本例において、船舶用排ガス処理装置100は、2つの圧力センサ26(圧力センサ26-1および圧力センサ26-2)を備える。圧力センサ26-1は、液体導入管24における液体40の流路において、第1ポンプ60の前に設けられている。圧力センサ26-2は、液体導入管24における液体40の流路において、第1ポンプ60の後に設けられている。本例において、圧力センサ26-1は、第1ポンプ60に入力される液体40の導入圧力を検知する。当該導入圧力を、導入圧力Pinとする。本例において、圧力センサ26-2は、第1ポンプ60から出力される液体40の導出圧力を検知する。当該導出圧力を、導出圧力Poutとする。
圧力測定部78は、第1ポンプ60に入力される液体40の導入圧力Pin、および、第1ポンプ60から出力される液体40の導出圧力Poutの少なくとも一方を測定する。本例においては、圧力測定部78は、圧力センサ26-1により検知された液体40の導入圧力Pin、および、圧力センサ26-2により検知された液体40の導出圧力Poutの少なくとも一方を測定する。
喫水取得部76は、導入圧力Pinおよび導出圧力Poutの少なくとも一方に基づいて、船舶200の喫水dを取得してよい。水面210から第1ポンプ60までの鉛直方向における距離は、喫水dが高いほど、大きくなりやすい。このため、導入圧力Pinおよび導出圧力Poutは、喫水dが高いほど、大きくなりやすい。このため、喫水取得部76は、導入圧力Pinおよび導出圧力Poutの少なくとも一方に基づいて、船舶200の喫水dを取得できる。制御部74は、当該喫水dに基づいて、第1ポンプ60の出力を制御してよい。
喫水dが第1喫水d1の場合における導入圧力Pinおよび導出圧力Poutを、それぞれ導入圧力Pin1および導出圧力Pout1とする。喫水dが第2喫水d2の場合における導入圧力Pinおよび導出圧力Poutを、それぞれ導入圧力Pin2および導出圧力Pout2とする。本例において、喫水取得部76は、導入圧力Pin1および導出圧力Pout1の少なくとも一方に基づいて、船舶200の第1喫水d1を取得する。本例において、喫水取得部76は、導入圧力Pin2および導出圧力Pout2の少なくとも一方に基づいて、船舶200の第2喫水d2を取得する。
図8Aおよび図8Bは、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。本例の船舶用排ガス処理装置100において、制御部74は、導入圧力Pinおよび導出圧力Poutの少なくとも一方に基づいて、第1ポンプ60の出力Pを制御する。本例の船舶用排ガス処理装置100は、係る点で図7Aおよび図7Bに示される船舶用排ガス処理装置100と異なる。制御部74は、喫水dに基づかずに、導入圧力Pinおよび導出圧力Poutの少なくとも一方から直接に、第1ポンプ60の出力Pを制御してもよい。
鉛直方向において、喫水dが第2喫水d2の場合における水面210から第1ポンプ60までの距離は、喫水dが第1喫水d1の場合における水面210から第1ポンプ60までの距離よりも大きい。このため、導入圧力Pin2は、導入圧力Pin1よりも大きくなりやすい。第2喫水d2の場合において第1ポンプ60に入力される液体40には、第1喫水d1の場合において第1ポンプ60に入力される液体40よりも、距離du分に相当する鉛直方向上向きの圧力が印加されやすい。このため、制御部74は、第2喫水d2の場合における第1ポンプ60の第2出力Pを、第1喫水d1の場合における第1ポンプ60の第1出力P1よりも小さく制御してよい。
喫水dが第2喫水d2の場合、第1ポンプ60の上方には深さdu分の液体40が存在しやすい。このため、導出圧力Pout2は、導出圧力Pout1よりも大きくなりやすい。このため、制御部74は、第2喫水d2の場合における第1ポンプ60の第2出力Pを、第1喫水d1の場合における第1ポンプ60の第1出力P1よりも大きく制御してよい。
制御部74は、導入圧力Pinおよび導出圧力Poutの両方に基づいて、第1ポンプの出力を制御してもよい。制御部74は、導入圧力Pin1および導出圧力Pout1、並びに導入圧力Pin2および導出圧力Pout2に基づいて、第1ポンプ60の第2出力P2を第1出力P1よりも小さくするか、または大きくしてよい。
図9は、時間Tと船舶200の喫水dとの関係の一例を示す図である。本例において、船舶200の喫水dは時間Tの経過とともに変化している。本例において、第1喫水d1は第1時刻t1における喫水dであるとし、第2喫水d2は第2時刻t2における喫水dであるとする。本例において、第2時刻t2は、第1時刻t1よりも予め定められた時間Ti経過後の時刻である。
喫水取得部76(図1、図2A、図2B、図7A、図7B、図8Aおよび図8B参照)は、第1時刻t1に第1喫水d1を取得してよく、第2時刻t2に第2喫水d2を取得してよい。制御部74は、喫水dが第1喫水d1の場合に第1ポンプ60の出力Pを第1出力P1に制御してよく、喫水dが第2喫水d2の場合に第1ポンプ60の出力Pを第2出力P2に制御してよい。第2出力P2は、第1出力P1と異なっていてよい。
本例においては、制御部74は、第1時刻t1において第1ポンプ60の出力Pを第1出力P1に制御し、第2時刻t2において第1ポンプ60の出力Pを第2出力P2に制御する。このため、本例の船舶用排ガス処理装置100は、第1時刻t1および第2時刻t2のそれぞれにおいて、反応塔10に液体40を供給するために必要な揚程Hを確保しつつ、反応塔10への単位時間当たりの液体40の供給量が過剰とならないように、第1ポンプ60の出力Pを制御しやすくなる。
喫水取得部76(図1、図2A、図2B、図7A、図7B、図8Aおよび図8B参照)は、時間Tの経過とともに喫水dを継続的に取得してもよい。制御部74は、時間Tの経過とともに継続的に変化する喫水dに応じて、第1ポンプ60の出力Pを継続的に制御してもよい。制御部74が、時間Tの経過とともに継続的に変化する喫水dに応じて第1ポンプ60の出力Pを継続的に制御することにより、本例の船舶用排ガス処理装置100は、反応塔10に液体40を供給するために必要な揚程Hを継続的に確保しつつ、反応塔10への単位時間当たりの液体40の供給量が継続的に過剰とならないように、第1ポンプ60の出力Pを継続的に制御しやすくなる。
図10は、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。本例の船舶用排ガス処理装置100は、濃度測定部79をさらに備える点で、図7Aおよび図7Bに示される船舶用排ガス処理装置100と異なる。図10には、船舶200の喫水dが第1喫水d1の場合が示されている。
排ガス30の二酸化硫黄(SO)の濃度および二酸化炭素(CO)の濃度の少なくとも一方を、濃度Cとする。排ガス30の二酸化硫黄(SO)濃度[ppm]と二酸化炭素(CO)濃度[%]との比(二酸化硫黄(SO)濃度[ppm]/二酸化炭素(CO)濃度[%])を、比Rとする。当該排ガス30は、排ガス導入管32(図2Aおよび図2B参照)を通過する排ガス30であってよい。
浄化ガス34の二酸化硫黄(SO)の濃度および二酸化炭素(CO)の濃度の少なくとも一方を、濃度C'とする。浄化ガス34の二酸化硫黄(SO)濃度[ppm]と二酸化炭素(CO)濃度[%]との比を、比R'とする。上述したとおり、浄化ガス34は、排ガス30が液体40により処理された後のガスである。
濃度測定部79は、濃度Cおよび濃度C'の少なくとも一方を測定する。濃度測定部79は、例えばレーザー式ガス分析計である。濃度測定部79は、比Rおよび比R'の少なくとも一方を算出してもよい。
制御部74は、濃度測定部79により測定された濃度Cおよび濃度C'の少なくとも一方に基づいて、第1ポンプ60の出力Pを制御してよい。制御部74は、濃度測定部79により算出された比Rおよび比R'の少なくとも一方に基づいて、第1ポンプ60の出力Pを制御してもよい。
船舶200が海洋300(図1参照)を航行する場合において、船体230(図1参照)が海洋300から受ける抵抗力を抵抗力Frとする。抵抗力Frは喫水dにより変化しやすい。抵抗力Frは、喫水dが高いほど大きくなりやすい。喫水dが第1喫水d1(図7A参照)の場合における抵抗力Frを抵抗力Fr1とし、喫水dが第2喫水d2(図7B参照)の場合における抵抗力Frを抵抗力Fr2する。船舶200の喫水dが第1喫水d1である場合の航行速度と、喫水dが第2喫水d2である場合の航行速度とが等しい場合、抵抗力Fr2は、抵抗力Fr1よりも大きくなりやすい。
船舶200が海洋300を航行する場合において、喫水dが第1喫水d1の場合に動力装置50から排出される排ガス30の二酸化硫黄(SO)の濃度および二酸化炭素(CO)の濃度の少なくとも一方を濃度C1とし、喫水dが第2喫水d2の場合に動力装置50から排出される排ガス30の二酸化硫黄(SO)の濃度および二酸化炭素(CO)の濃度の少なくとも一方を濃度C2とする。船舶200が海洋300を航行する場合において、喫水dが第1喫水d1の場合における浄化ガス34の二酸化硫黄(SO)の濃度および二酸化炭素(CO)の濃度の少なくとも一方を濃度C1'とし、喫水dが第2喫水d2の場合における浄化ガス34の二酸化硫黄(SO)の濃度および二酸化炭素(CO)の濃度の少なくとも一方を濃度C2'とする。
動力装置50から排出される排ガス30に含まれる有害物質の濃度は、抵抗力Frにより変化しやすい。当該有害物質の濃度は、抵抗力Frが大きいほど、大きくなりやすい。このため、濃度C2は濃度C1よりも大きくなりやすい。濃度C2が濃度C1よりも大きい場合、濃度C2'は濃度C1'よりも大きくなりやすい。
船舶で使用できる燃料中の硫黄(S)濃度、および、上述した浄化ガス34の比R'(SO/CO)には、海洋汚染防止条約により規制値が定められている。硫黄(S)濃度および比R'の当該規制値は海域によって異なるが、最も厳しい海域においては、硫黄(S)濃度の規制値は0.1重量%以下であり、比R'の規制値は4.3以下である(以上2020年現在)。
制御部74は、濃度測定部79により測定された濃度C、および、喫水取得部76により取得された船舶200の喫水dに基づいて、第1ポンプ60の出力Pを制御してよい。制御部74は、濃度Cおよび船舶200の喫水dに基づいて、動力装置50の動力を制御してよい。
図3および図4において説明したとおり、喫水dが第2喫水d2の場合における実揚程H2は、喫水dが第1喫水d1の場合における実揚程H1よりも小さい。このため、第1ポンプ60から単位時間当たりに供給される液体40の供給量Qを一定とした場合、第1ポンプ60の第2出力P2は第1出力P1よりも小さくてよい。
しかしながら、上述したとおり、第2喫水d2の場合における濃度C2は、第1喫水d1の場合における濃度C1よりも大きくなりやすい。このため、第1ポンプ60による液体40の供給量Qを、第1喫水d1の場合および第2喫水d2の場合において一定とした場合、排ガス30に含まれる有害物質が液体40により除去されにくくなる。排ガス30に含まれる有害物質が除去されにくくなると、浄化ガス34の比R'が、上述した規制値を満たさなくなる場合がある。このため、第2喫水d2の場合における第2供給量Q2(図3および図4参照)は、第1喫水d1の場合における第1供給量Q1(図3および図4参照)よりも大きいことが好ましい。
本例においては、制御部74は第1ポンプ60の第2出力P2を第1出力P1よりも小さく制御してよく、第2出力P2を第1出力P1よりも大きく制御してよく、第2出力P2を第1出力P1と等しい出力に制御してもよい。即ち、本例においては、制御部74は、実揚程H1と実揚程H2との大小関係と、濃度C1と濃度C2との大小関係とのバランスから、第1出力P1と第2出力P2との大小関係を制御してよい。
制御部74は、濃度測定部79により測定された濃度C'、および、喫水取得部76により取得された船舶200の喫水dに基づいて、第1ポンプ60の出力Pを制御してもよい。これにより、本例の船舶用排ガス処理装置100は、反応塔10に液体40を供給するために必要な揚程Hを確保し、且つ、反応塔10への単位時間当たりの液体40の供給量が過剰とならないようにし、且つ、浄化ガス34の比R'が上述した規制値を満たすように、第1ポンプ60の出力Pを制御しやすくなる。制御部74は、濃度C、濃度C'および船舶200の喫水dに基づいて、第1ポンプ60の出力Pを制御してもよい。
制御部74は、濃度C'および船舶200の喫水dに基づいて、動力装置50の動力を制御してもよい。これにより、本例の船舶用排ガス処理装置100は、浄化ガス34の比R'が上述した規制値を満たすように、第1ポンプ60の出力Pを制御しやすくなる。制御部74は、濃度C、濃度C'および船舶200の喫水dに基づいて、動力装置50の動力を制御してもよい。
濃度測定部79は、時間Tの経過とともに濃度Cおよび濃度C'の少なくとも一方を継続的に測定してもよい。濃度測定部79は、時間Tの経過とともに比Rおよび比R'の少なくとも一方を継続的に算出してもよい。これにより、本例の船舶用排ガス処理装置100は、反応塔10に液体40を供給するために必要な揚程Hを継続的に確保し、且つ、反応塔10への単位時間当たりの液体40の供給量が継続的に過剰とならないようにし、且つ、浄化ガス34の比R'が上述した規制値を継続的に満たすように、第1ポンプ60の出力Pを継続的に制御しやすくなる。
図11は、第1ポンプ60の出力Pと船舶200の喫水dとの関係の一例を示す図である。図11において、実線は船舶200の喫水dおよび浄化ガス34の濃度C'に基づいて第1ポンプ60の出力Pが制御される場合の一例である。図11において、粗い破線は船舶200の喫水dのみに基づいて第1ポンプ60の出力Pが制御される場合の一例である。制御部74(図7A、図7B、図8Aおよび図8B参照)は、喫水dが低くなるほど第1ポンプ60の出力Pを小さく制御してよい。
本例において、第1喫水d1は船舶200の最も低い喫水である最低喫水であり、第2喫水d2は船舶200の最も高い喫水である最高喫水であるとする。当該最低喫水と当該最高喫水との差(図7Bにおけるd2と図7Aにおけるd1との差)は、4m以上8m以下であってよく、5m以上7m以下であってもよい。当該最低喫水と当該最高喫水との差は、例えば6mである。
図10において説明したように、船体230(図1参照)が海洋300(図1参照)から受ける抵抗力Frは、船舶200の喫水dにより変化しやすい。抵抗力Frは、喫水dが低いほど小さくなりやすい。このため、船舶200の喫水dが第1喫水d1である場合の航行速度と、喫水dが第2喫水d2である場合の航行速度とが等しい場合、喫水dが第1喫水d1である場合の動力装置50の動力は、喫水dが第2喫水d2である場合の動力装置50の動力よりも、小さくなりやすい。このため、喫水dが第1喫水d1である場合の航行速度と、喫水dが第2喫水d2である場合の航行速度とが等しい場合、上述した濃度Cおよび濃度C'は、抵抗力Frが小さいほど小さくなりやすい。濃度Cが小さいほど、第1ポンプ60により単位時間当たり供給される液体40の量Qは、小さくてよい。
制御部74(図7A、図7B、図8Aおよび図8B参照)は、喫水dが予め定められた喫水閾値dth未満である場合、第1ポンプ60の出力Pを、予め定められた一定の出力Pthに制御してよい。図11において、喫水閾値dth未満において第1ポンプの出力Pが当該出力Pthに制御される場合が実線にて示されている。
上述したとおり、濃度Cが小さいほど、第1ポンプ60により単位時間当たり供給される液体40の量Qは小さくてよい。このため、制御部74が濃度C'および船舶200の喫水dに基づいて第1ポンプ60の出力Pを制御する場合、喫水dのみに基づいて第1ポンプ60の出力Pを制御する場合よりも、当該液体40の量Qは小さくなりやすい。このため、制御部74が濃度C'および喫水dに基づいて第1ポンプ60の出力Pを制御する場合の第1ポンプの出力Pは、喫水dのみに基づいて第1ポンプ60の出力Pを制御する場合の第1ポンプ60の出力Pよりも小さくなりやすい。
本例においては、制御部74(図7A、図7B、図8Aおよび図8B参照)は、喫水dが予め定められた喫水閾値dth未満である場合、第1ポンプ60の出力Pを一定の出力Pthに制御する。このため、本例の船舶用排ガス処理装置100は、喫水dが第1喫水d1と喫水閾値dth未満の間において、第1ポンプ60の出力Pが喫水dのみに基づいて制御される場合(図11における粗い破線の場合)よりも、第1ポンプ60の出力Pを小さくできる。このため、本例の船舶用排ガス処理装置100は、第1ポンプ60の出力Pが喫水dのみに基づいて制御される場合よりも、第1ポンプ60の消費電力を小さくできる。
図12は、第1ポンプ60の出力Pと、反応塔10に単位時間当たりに導入される液体40の流量Q'との関係の一例を示す図である。制御部74は、第1ポンプ60の出力Pを段階的に制御してよい。制御部74が第1ポンプ60の出力Pを段階的に制御するとは、制御部74が第1ポンプ60の出力Pの大きさを、予め定められた複数の一定値のいずれかに制御することを指す。即ち、本例においては、制御部74は第1ポンプ60の出力Pの大きさを連続的に制御しない。制御部74は、第1ポンプ60を駆動する電動機の周波数fを段階的に制御することにより、第1ポンプ60の出力Pを段階的に制御してよい。
第1ポンプ60の最大出力を、出力Pmとする。本例においては、制御部74は、第1ポンプ60の出力Pを出力Pa1~出力Pa6および出力Pmの7段階に制御する。本例においては、出力P1~出力P6は、それぞれ(3/12)Pm、(6/12)Pm、(7/12)Pm、(9/12)Pm、(10/12)Pmおよび(11/12)Pmである。本例においては、第1ポンプ60の出力Pが出力Pa1~出力Pa6および出力Pmである場合、反応塔10に単位時間当たりに導入される液体40の流量Q'は、それぞれQa1とQa2との間、Qa2とQa3との間、Qa3とQa4との間、Qa4とQa5との間、Qa5とQa6との間、Qa6とQa7との間、および、Qa7とQmとの間に制御される。
流量制御部70(図2A参照)は、第1ポンプ60により出力された液体40の流量を制御してよい。本例においては、流量制御部70は、第1ポンプ60により液体導入管24に供給された液体40の流量を、バルブ72(図2A参照)により制御する。当該流量は、単位時間当たりに液体導入管24を流れる液体40の量であってよい。
本例においては、第1ポンプ60の出力Pは、制御部74により出力Pa1~出力Pmのいずれかに制御されている。流量制御部70は、当該第1ポンプ60により供給された液体40の流量を制御してよい。例えば、第1ポンプ60の出力Pが出力Pa1に制御されている場合、流量制御部70は、当該第1ポンプ60により供給された液体40の流量を、流量Qa1と流量Qaとの間に制御してよい。
船舶200に積載可能な積載物の質量には、上限が存在する。船舶200の積載容量にも、上限が存在する。このため、第1ポンプ60を駆動する電動機Mの大きさおよび質量は、小さいことが好ましい。電動機Mの出力は、インバーターIVで制御される場合がある。船舶200には、電動機M以外に、例えば空調用のエアコンやボイラー等を駆動する電源M'が積載されている場合がある。電源M'およびインバーターIVは、ノイズを発生する場合がある。
陸上と異なり、船舶200の内部の電源系統は、閉鎖されている場合がある。このため、船舶200の内部に設けられた他の電気機器は、電源M'およびインバーターIVが発生するノイズの影響を受けやすい。当該他の電気機器が当該ノイズの影響を受けた場合、当該他の電気機器は、誤動作する場合がある。電源M'およびインバーターIVが特定の周波数で動作する場合に生じるノイズが、当該他の電気機器の動作に影響を及ぼす場合、電源M'およびインバーターIVの周波数fが段階的に制御されることで、電源M'およびインバーターIVにおいて、その特定の周波数が使用されない様にすることが可能である。
本例の船舶用排ガス処理装置100においては、制御部74は、第1ポンプ60の出力Pの大きさを段階的に制御する。このため、本例においては、第1ポンプ60を駆動する電動機は、制御部74が第1ポンプ60の出力Pの大きさを連続的に制御する場合よりも、上述のノイズの影響を受けにくくなる。このため、本例においては、制御部74は、第1ポンプ60の出力Pの大きさを連続的に制御する場合よりも、第1ポンプ60の出力Pの大きさを正確に制御しやすくなる。また、本例においては、流量制御部70が、第1ポンプ60により液体導入管24に供給された液体40の流量をバルブ72(図2A参照)により制御するので、流量制御部70が液体40の当該流量を制御しない場合よりも、液体40の当該流量を、より正確に制御しやすくなる。
制御部74が、第1ポンプ60の出力Pを一の段階の出力Pi(例えば出力Pa3)と、当該一の段階に隣り合う他の段階の出力Pi'(例えば出力Pa4)であって当該一の段階の出力Piよりも大きい他の段階の出力Pi'とに制御する場合について説明する。当該場合において、第1ポンプ60の出力Pが出力Pi(例えば出力Pa3)から出力Pi'(例えば出力Pa4)に制御される場合を正方向の制御と称する。当該場合において、第1ポンプ60の出力Pが出力Pi'(例えば出力Pa4)から出力Pi(例えば出力Pa3)に制御される場合を負方向の制御と称する。
流量制御部70は、第1ポンプ60の出力Pが正方向に制御される場合における液体40の流量Q'と、第1ポンプ60の出力Pが負方向に制御される場合における液体40の流量Q'とを、異ならせてよい。本例において、出力Pが正方向および負方向に制御される場合における流量Q'を、それぞれ流量Qa4'および流量Qa4''とする。本例において、流量Qa4'は流量Qa4よりも大きく、流量Qa4''は流量Qa4よりも小さい。これにより、流量Q'が流量Qa4'と流量Qa4''との間である場合、流量Q'は、第1ポンプ60の出力Pが出力Pa3の場合と出力Pa4の場合との両方において、制御され得る。流量Q'が流量Qa4'と流量Qa4''との間、且つ、第1ポンプ60の出力Pが出力Pa3と出力Pa4との間の領域を、重複領域Dpとする。図12において、重複領域Dpがハッチングで示されている。
本例においては、液体40の流量Q'と第1ポンプ60の出力Pとの関係に重複領域Dpが存在するので、制御部74が、第1ポンプ60の出力Pを一の段階の出力Pi(例えば出力Pa3)から、当該一の段階に隣り合う他の段階の出力Pi'(例えば出力Pa4)に制御する場合であっても、液体40の流量Q'は連続的に制御されやすくなる。本例においては、液体40の流量Q'と第1ポンプ60の出力Pとの関係に重複領域Dpが存在するので、図12に示される流量Q'軸において、流量Q'が制御されない範囲が生じにくくなる。
船舶用排ガス処理装置100は、流量制御部70を備えなくてもよい。船舶用排ガス処理装置100が流量制御部70を備えない場合、制御部74が、第1ポンプ60により出力された液体40の流量を制御してよい。船舶用排ガス処理装置100が流量制御部70を備えない場合、制御部74が、第1ポンプ60により液体導入管24に供給された液体40の単位時間当たりの流量を、バルブ72(図2A参照)により制御してよい。
図13Aおよび図13Bは、図2Aに示される船舶用排ガス処理装置100の一例における他の図である。図13Aおよび図13Bは、それぞれ図3および図4に噴出部141~噴出部143を示した図である。図13Aおよび図13Bは、それぞれ船舶200の喫水dが第1喫水d1の場合および第2喫水d2の場合である。
図13Aおよび図13Bにおいて、噴出部141~噴出部143は、鉛直方向(本例においてはZ軸方向)における船底220からの高さが、それぞれ高さh1、高さh2および高さh3である噴出部14である。噴出部141は、図2Aに示される噴出部14-1~噴出部14-4のいずれかであってよい。噴出部142は、図2Aに示される噴出部14-5~噴出部14-7のいずれかであってよい。噴出部143は、図2Aに示される噴出部14-8~噴出部14-12のいずれかであってよい。本例において、一の噴出部14(例えば噴出部141)の鉛直方向における位置と、他の噴出部14(例えば噴出部142)の鉛直方向における位置とは異なる。
船舶200の喫水dが第1喫水d1の場合(図13Aの場合)において、船底220からの高さh1~高さh3の場合における第1ポンプ60の揚程Hを、それぞれ揚程H1-1~揚程H1-3とする。船舶200の喫水dが第2喫水d2の場合(図13Bの場合)において、船底220からの高さh1~高さh3の場合における第1ポンプ60の揚程Hを、それぞれ揚程H2-1~揚程H2-3とする。
制御部74は、船舶200の喫水dに基づいて、一の噴出部14(例えば噴出部141)が噴出する液体40の量と、他の噴出部14(例えば噴出部142)が噴出する液体40の量とを制御してよい。本例においては、制御部74は、喫水dに基づいて流量制御部70を制御することにより、一の噴出部14が噴出する液体40の量と他の噴出部14が噴出する液体40の量とを制御する。流量制御部70は、喫水dに基づいて、一の噴出部14が噴出する液体40の量と他の噴出部14が噴出する液体40の量とを、バルブ72の開度を制御することにより、制御してよい。制御部74は、一の噴出部14が単位時間当たりに噴出する液体40の量と、他の噴出部14が単位時間当たりに噴出する液体40の量とを、それぞれ独立に制御してよい。
第1ポンプ60が吐出する液体40の揚程Hは、船舶200の喫水dが低くなるほど、高くなる。本例においては、第1喫水d1は第2喫水d2よりも低いので、実揚程H1-1は実揚程H2-1よりも高く、実揚程H1-2は実揚程H2-2よりも高く、実揚程H1-3は実揚程H2-3よりも高い。
液体導入管24を単位時間当たりに流れる液体40の量を流量Qetとする。噴出部141~噴出部143から単位時間当たりに噴出される液体40の量を、それぞれ噴出量Qe1~噴出量Qe3とする。噴出量Qe1~噴出量Qe3の合計は、流量Qetに等しくてよい。
制御部74は、噴出量Qe1~噴出量Qe3の割合を制御してよい。制御部74は、船舶200の喫水dに基づいて、噴出量Qe1~噴出量Qe3の割合を制御してよい。喫水dが第1喫水d1の場合における噴出量Qe1~噴出量Qe3の割合を、第1割合Pc1とする。喫水dが第2喫水d2の場合における噴出量Qe1~噴出量Qe3の割合を、第2割合Pc2とする。
制御部74は、第1割合Pc1と第2割合Pc2とが異なるように、噴出量Qe1~噴出量Qe3を制御してよい。制御部74は、第1割合Pc1において流量Qetに占めるQe1の割合を、第2割合Pc2において流量Qetに占めるQe1の割合よりも、大きくしてよい。
本例において、第1喫水d1は第2喫水d2よりも低いので、喫水dが第1喫水d1である場合には、喫水dが第2喫水d2である場合よりも、鉛直方向において下方に配置される噴出部14(本例においては噴出部141)から噴出される液体40の量の割合を、増加させる。これにより、第1ポンプ60の出力Pは低下しやすくなる。これにより、第1ポンプ60の消費電力が抑制されやすくなる。
本例においては、制御部74は、第1ポンプ60の出力Pを制御しなくてもよい。本例において、第1ポンプ60の出力Pは予め定められた一定値であってもよい。第1ポンプ60の出力Pが予め定められた一定値である場合、第1ポンプ60から単位時間当たりに供給される液体40の量は、予め定められた一定量であってもよい。噴出部141~噴出部143から噴出される液体40の量は、制御部74により制御されてよい。噴出部141~噴出部143から噴出される液体40の量は、流量制御部70により制御されてよい。
図14Aおよび図14Bは、図2Bに示される船舶用排ガス処理装置100の一例における他の図である。図14Aおよび図14Bは、それぞれ図3および図4に噴出部141~噴出部143を示した図である。図14Aおよび図14Bは、それぞれ船舶200の喫水dが第1喫水d1の場合および第2喫水d2の場合である。図14Aおよび図14Bに示される船舶用排ガス処理装置100は、流量制御部70およびバルブ72を備えない点で、それぞれ図13Aおよび図13Bと異なる。
本例において、制御部74は、噴出部14が噴出する液体40の量を、噴出部14の開口面の開度を制御することにより、制御する。本例において、制御部74は、喫水dに基づいて当該開口面の開度を制御することにより、一の噴出部14が噴出する液体40の量と他の噴出部14が噴出する液体40の量とを制御する。制御部74は、当該開口面の開度を制御することにより、噴出量Qe1~噴出量Qe3の割合を制御してよい。制御部74は、当該開口面の開度を制御することにより、第1割合Pc1と第2割合Pc2とが異なるように、噴出量Qe1~噴出量Qe3を制御してよい。
図15は、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。図15は、図2Aおよび図2Bに示される船舶用排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の一例が示されている。図15においては、排ガス導入口11および液体排出口19を含む反応塔10の一部、排ガス導入管32、並びに排水管20が示されている。図15において、第1ポンプ60、喫水取得部76および流量制御部70は省略されている。
本例の船舶用排ガス処理装置100は、回収管23、導入管25、噴霧部38および第2ポンプ62をさらに備える。本例において、回収管23の一端および他端は、それぞれ排水管20および第2ポンプ62に接続されている。回収管23は、排水管20に排出された排液46の一部を回収する。反応塔10から排出された排液46の一部は、回収管23を通過した後、第2ポンプ62に導入される。排水管20に排出された排液46の他の一部は、船舶用排ガス処理装置100の外部に排出されてよい。
導入管25の一端および他端は、それぞれ第2ポンプ62および噴霧部38に接続されている。第2ポンプ62は、噴霧部38に排液46を供給する。第2ポンプ62により供給された排液46は、導入管25を通過した後、噴霧部38に導入される。
噴霧部38は、反応塔10に導入される排ガス30に、排液46を噴霧する。排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)は、反応塔10の内部において液体40により化学吸収される。化学吸収とは、上述した化学式1に示される、亜硫酸ガス(SO)を亜硫酸水素イオン(HSO )とする化学反応を指す。これにより、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質が除去される。亜硫酸水素イオン(HSO )は、化学式1に示される化学反応後の排液46に含まれる。
噴霧部38は、液体40により化学吸収される前の排ガス30に排液46を噴霧してよい。本例においては、噴霧部38は反応塔10に導入される前の排ガス30に排液46を噴霧する。本例においては、噴霧部38は、排ガス導入管32を通過する排ガス30に、排液46を噴霧する。噴霧部38は、排ガス導入管32における排ガス30の進行方向に、排液46を噴霧してよい。これにより、噴霧部38から噴霧される排液46は、反応塔10から動力装置50に逆流しにくくなる。本例においては、噴霧部38は、排液46を鉛直方向(Z軸方向)における上方から下方に噴霧する。
排ガス30に排液46が噴霧されることにより、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の少なくとも一部は、排液46に物理吸収される。物理吸収とは、硫黄酸化物(SO)を硫黄酸化物(SO)のまま、液体中に溶解させることにより硫黄酸化物(SO)を除去する反応を指す。本例においては、噴霧部38が排液46を排ガス30に噴霧することにより、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の少なくとも一部が除去される。
反応塔10に導入される前の排ガス30に排液46が噴霧されることにより、船舶用排ガス処理装置100は、当該排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の少なくとも一部を除去できる。これにより、船舶用排ガス処理装置100は、反応塔10の内部において液体40により化学吸収される硫黄酸化物(SO)の量を減少させることができる。
反応塔10の内部に導入された排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の量が減少した場合、硫黄酸化物(SO)の当該量を中和するために必要な、液体40の化学当量は減少する。このため、船舶用排ガス処理装置100は、反応塔10の内部に単位時間当たりに供給される液体40の量を減少させることができる。これにより、第1ポンプ60が小型化されやすくなる。これにより、船舶用排ガス処理装置100を船舶200に設置する場合、船舶用排ガス処理装置100は、船舶200における第1ポンプ60の設置の自由度を向上できる。
制御部74は、第2ポンプ62の出力を制御してよい。制御部74は、喫水取得部76(図2Aおよび図2B参照)により取得された船舶200の喫水dに基づいて、第2ポンプ62の出力を制御してよい。喫水dが第1喫水d1(図3および図4参照)の場合における第2ポンプ62の出力を第3出力P3とする。喫水dが第2喫水d2(図3および図4参照)の場合における第2ポンプ62の出力P'を第4出力P4とする。第1喫水d1が第2喫水d2よりも高い場合、制御部74は、第2ポンプ62の第3出力P3を第4出力P4よりも大きく制御してよい。
第2ポンプ62の出力P'が第3出力P3及び第4出力P4である場合において、第2ポンプ62から単位時間当たり供給される排液46の供給量を、それぞれ第3供給量Q3および第4供給量Q4とする。制御部74が、第2ポンプ62の第3出力P3を第4出力P4よりも大きく制御した場合、第3供給量Q3は第4供給量Q4よりも大きくなりやすい。
図11に示されるとおり、第喫水dが第喫水dよりも高い場合、第1ポンプ60の第1出力P1は第2出力P2よりも高くなりやすい。第3供給量Q3の場合において排液46に単位時間当たり物理吸収される硫黄酸化物(SO)の量は、第供給量Qの場合において排液46に単位時間当たり物理吸収される硫黄酸化物(SO)の量よりも多くなりやすい。このため、第喫水dが第喫水dよりも高い場合に、第2ポンプ62の第3出力P3が第4出力P4よりも大きく制御されることにより、第3出力P3が第4出力P4よりも大きく制御されない場合よりも、化学吸収される硫黄酸化物(SO)の量は減少しやすい。このため、第2ポンプ62の第3出力P3が第4出力P4よりも大きく制御されることにより、第1ポンプ60は小型化されやすくなる。
排水管20は、滞留部27を有してよい。滞留部27は、排水管20に排出された排液46を滞留させる。図15において、X軸方向およびZ軸方向における滞留部27の範囲が、両矢印にて示されている。回収管23は、滞留部27に接続されてよい。回収管23は、水平方向に延伸していてよい。鉛直方向において、滞留部27の内部において排液46が接する底面の位置と、回収管23の内部において排液46が接する底面の位置とは、同じであってよい。
図16は、図15に示される船舶用排ガス処理装置100における船舶200の喫水dが第1喫水d1である場合における、喫水dと第2ポンプ62の位置関係を示す図である。図17は、図15に示される船舶用排ガス処理装置100における船舶200の喫水dが第2喫水d2である場合における、喫水dと第2ポンプ62の位置関係を示す図である。ただし、図16および図17において、図15に示される制御部74および噴霧部38は省略されている。
鉛直方向において、船舶200の最も低い喫水および最も高い喫水を、それぞれ最低喫水および最高喫水とする。本例において、第1喫水d1を最低喫水とし、第2喫水d2を最高喫水とする。第2ポンプ62は、鉛直方向において第1喫水d1と第2喫水d2との間に設けられてよい。滞留部27および回収管23は、鉛直方向において第1喫水d1と第2喫水d2との間に設けられてよい。
排水管20に排出された排液46は、鉛直方向において、水面210と同じ位置まで排水管20の内部に滞留しやすい。このため、第2ポンプ62が鉛直方向において第1喫水d1と第2喫水d2との間に設けられている場合、第2ポンプ62は排水管20の内部に滞留した排液46を、噴霧部38に供給できる。
図18は、鉛直方向における第2ポンプ62の位置と喫水dとの関係を示す図である。図18においては、図16および図17に示される反応塔10、動力装置50、排ガス導入管32が省略されている。図18においては、最低喫水(第1喫水d1)、最高喫水(第2喫水d2)および中間喫水の場合における第2ポンプ62の位置が、模式的に示されている。中間喫水とは、鉛直方向において最高喫水と最低喫水との間の喫水dを指す。本例において、当該中間喫水を第3喫水d3とする。
本例において、第2ポンプ62は鉛直方向において、最低喫水(第1喫水d1)における水面210の位置よりも上方に設けられ、且つ、最高喫水(第2喫水d2)における水面210の位置よりも下方に設けられている。本例において、第2ポンプ62は第3喫水d3の場合に、鉛直方向において水面210の位置に配置されている。
鉛直方向において、第2ポンプ62の位置が船舶200における水面210の位置と同じであるか、または、水面210の位置よりも低い場合、制御部74は、第2ポンプ62の出力P'を制御してよい。本例において、喫水dが第3喫水d3以上第2喫水d2以下である場合、制御部74は、第2ポンプ62の出力P'を制御してよい。
鉛直方向において、第2ポンプ62の位置が船舶200における水面210の位置よりも高い場合、第2ポンプ62は、滞留部27に滞留している排液46を、噴霧部38(図15参照)に供給してよい。制御部74は、当該第2ポンプ62を制御してよい。本例において、喫水dが第1喫水d1以上第3喫水d3未満である場合、第2ポンプ62は、滞留部27に滞留している排液46を、噴霧部38(図15参照)に供給してよい。
排水管20に排出された排液46は、鉛直方向において、水面210と同じ位置まで排水管20の内部に滞留しやすい。このため、喫水dが第3喫水d3よりも高い場合、鉛直方向における第2ポンプ62の位置は、水面210の位置よりも低くなりやすい。このため、喫水dが第3喫水d3であるか、または、第3喫水d3よりも高い場合、第2ポンプ62には排液46が供給されやすい。
喫水dが第3喫水d3であるか、または、第3喫水d3よりも高い場合、第2ポンプ62は、滞留部27に滞留している排液46を噴霧部38(図15参照)に供給してよい。喫水dが第3喫水d3の場合において、回収管23の鉛直方向における位置は、水面210の位置と同じであってよい。回収管23の鉛直方向における位置とは、回収管23の内部であって排液46が通過する当該内部における下端の位置を指してよい。
図19は、本発明の一つの実施形態に係る船舶用排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。本例の船舶用排ガス処理装置100は、第3ポンプ64、噴出部140および第2ポンプ62をさらに備える点で、図13Aに示される船舶用排ガス処理装置100と異なる。本例の船舶用排ガス処理装置100は、導入管28、管29および管36、並びに切替部33および切替部35をさらに備える。切替部33および切替部35は、例えば三方弁である。
導入管25の一端および他端は、図15~図17に示される例と同様に、それぞれ第2ポンプ62および噴霧部38に接続されている。第2ポンプ62は、噴霧部38に排液46を供給する。
本例において、排水管20は、排液46の流路における切替部33および第2ポンプ62よりも上流において、2つの排水管20(排水管20-1および排水管20-2)に分岐する。本例において、排水管20は反応塔10に接続され、排水管20-2は切替部33に接続され、排水管20-1は回収管23に接続される。本例において、導入管28の一端および他端は、それぞれ切替部33および反応塔10に接続される。
本例において、液体導入管24は、液体40の流路における切替部35および第1ポンプ60よりも上流において、2つの液体導入管24(液体導入管24-1および液体導入管24-2)に分岐する。本例において、液体導入管24-1は反応塔10に接続され、液体導入管24-2は切替部35に接続される。本例において、管36の一端および他端は、それぞれ切替部35および排水管20-1に接続される。
本例において、管29の一端および他端は、それぞれ切替部33および切替部35に接続される。本例において、第3ポンプ64は管29に設けられる。本例において、第1ポンプ60は液体導入管24-1に設けられる。管29には、後述するとおり、液体40または排液46が流れる。
本例において、第3ポンプ64は、液体40を反応塔10に導入させるか、または、排液46を反応塔10から排出させる。本例においては、制御部74は、第3ポンプ64により液体40を反応塔10に導入させるか、または、排液46を反応塔10から排出させるかを制御する。
本例において、制御部74は切替部33を制御することにより、管29を流れる液体40が導入管28に流れるか、または、排水管20-2を流れる排液46が管29に流れるかを制御する。本例において、制御部74は切替部35を制御することにより、液体導入管24-2を流れる液体40が管29に流れるか、または、管29を流れる排液46が管36に流れるかを制御する。
本明細書において、液体導入管24-2を流れる液体40が管29に流れるように切替部35が制御され、且つ、管29を流れる液体40が導入管28に流れるように切替部35が制御される場合を、導入様式と称する。本明細書において、排水管20-2を流れる排液46が管29に流れるように切替部33が制御され、管29を流れる排液46が管36に流れるように切替部35が制御される場合を、排出様式と称する。
制御部74は、第3ポンプ64の出力P''を制御してよい。制御部74は、切替部33および切替部35を導入様式に制御する場合、第3ポンプ64の出力P''を制御することにより、第3ポンプ64から単位時間に供給する液体40の量を制御してよい。当該液体40は、導入管28を通過した後、噴出部140から反応塔10の内部に噴出されてよい。
制御部74は、切替部33および切替部35を排出様式に制御する場合、第3ポンプ64の出力P''を制御することにより、第3ポンプ64から単位時間に供給する排液46の量を制御してよい。当該排液46は、管36を通過した後、排水管20から排出されてよい。
図20は、鉛直方向における第3ポンプ64の位置と喫水dとの関係を示す図である。図20においては、図19に示される反応塔10、制御部74、第1ポンプ60、液体導入管24-1、第2ポンプ62、回収管23および導入管25が省略されている。図20においては、第1喫水d1(例えば最低喫水)、第2喫水d2(例えば最高喫水)および第3喫水d3(中間喫水)の場合における第3ポンプ64の位置が、模式的に示されている。
制御部74は、船舶200の喫水dに基づいて、切替部33および切替部35を導入様式に制御するか、または、排出様式に制御するかを制御してよい。本例において、第3ポンプ64は、喫水dが第1喫水d1である場合に、鉛直方向において水面210よりも上方に配置され、喫水dが第2喫水d2である場合に、鉛直方向において水面210よりも下方に配置されている。本例において、第3ポンプ64は喫水dが第3喫水d3の場合に、鉛直方向において水面210の位置に配置されている。
鉛直方向において、第3ポンプ64の位置が水面210の位置よりも低い場合(第2喫水d2の場合)、制御部74は、第3ポンプ64により排液46を反応塔10から排出させてよい。喫水dが第2喫水d2である場合、排液46は、鉛直方向において水面210よりも下方に配置されやすいので、排水管20-1を流れにくい。このため、本例においては、喫水dが第2喫水d2である場合、制御部74は切替部33および切替部35を排出様式に制御する。切替部33および切替部35が排出様式に制御されることにより、第3ポンプ64は、排液46を、排液46の流路における上流から下流への方向へ出力する。即ち、排出様式の場合、本例の第3ポンプ64は排出ポンプとして機能する。
喫水dが第2喫水d2である場合、液体40は、喫水dが第1喫水d1または第3喫水d3である場合よりも、鉛直方向において水面210よりも下方に配置されやすい。このため、第1ポンプ60(図19参照)の揚程Hは、喫水dが第1喫水d1または第3喫水d3である場合よりも、小さくなりやすい。このため、喫水dが第2喫水d2である場合、液体40は第1ポンプ60により反応塔10(図19参照)に供給されてよく、第3ポンプ64により反応塔10(図19参照)に供給されなくてよい。
鉛直方向において、第3ポンプ64の位置が水面210の位置と同じである(例えば第3喫水d3の場合)か、または、水面210の位置よりも高い場合(例えば第1喫水d1の場合)、制御部74は、第3ポンプ64により液体40を反応塔10に導入させてよい。喫水dが第1喫水d1または第3喫水である場合、液体40は、鉛直方向において水面210よりも上方に配置されやすいので、導入管28を流れにくい。このため、本例においては、喫水dが第1喫水d1または第3喫水である場合、制御部74は切替部33および切替部35を導入様式に制御する。切替部33および切替部35が導入様式に制御されることにより、第3ポンプ64は、液体40を、液体40の流路における上流から下流への方向へ出力する。即ち、導入様式の場合、本例の第3ポンプ64は導入ポンプとして機能する。
喫水dが第1喫水d1または第3喫水d3である場合、排液46は、喫水dが第2喫水d2である場合よりも、鉛直方向において水面210よりも上方に配置されやすい。このため、喫水dが第1喫水d1または第3喫水d3である場合、排液46は、喫水dが第2喫水d2である場合よりも、排水管20-1を流れやすい。このため、喫水dが第1喫水d1または第3喫水d3である場合、排液46は第3ポンプ64により排出されなくてよい。
制御部74は、船舶200の喫水dに基づいて、第3ポンプ64の出力P''を制御してよい。制御部74は、喫水dが第2喫水d2の場合、第3ポンプ64の出力P''を制御することにより、第3ポンプ64が単位時間当たりに供給する排液46の量を制御してよい。制御部74は、喫水dが第1喫水d1または第3喫水d3の場合、第3ポンプ64の出力P''を制御することにより、第3ポンプ64が単位時間当たりに供給する液体40の量を制御してよい。
鉛直方向において、第3ポンプ64の位置は、第2ポンプ62(図19参照)の位置と同じであってよく、異なっていてもよい。鉛直方向において、第2ポンプ62が第3ポンプ64よりも下方に配置され、且つ、第2ポンプ62が水面210よりも下方に配置される場合、船舶用排ガス処理装置100は、第3ポンプ64により液体40を反応塔に供給しつつ、第2ポンプ62により排液46を噴霧部38(図15参照)に供給しやすくなる。
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、請求の範囲の記載から明らかである。
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。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。
[項目1-1]
二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方を測定する濃度測定部をさらに備え、
前記濃度測定部は、前記排ガスの二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方を測定し、
前記制御部は、前記船舶の喫水と、前記排ガスの二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方とに基づいて、前記第1ポンプの出力を制御する。
[項目1-2]
二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方を測定する濃度測定部をさらに備え、
前記濃度測定部は、前記排ガスが前記液体により処理された浄化ガスの二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方を測定し、
前記制御部は、前記船舶の喫水と、前記浄化ガスの二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度との少なくとも一方に基づいて、前記第1ポンプの出力を制御する。
[項目1-3]
前記濃度測定部は、前記排ガスの二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方をさらに測定し、
前記制御部は、前記排ガスの二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方と、前記浄化ガスの二酸化硫黄の濃度および二酸化炭素の濃度の少なくとも一方と、の少なくとも一方に基づいて、前記第1ポンプの出力を制御する、
項目1-2に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目1-4]
前記制御部は、前記第1ポンプの出力を一の段階の出力と、前記一の段階に隣り合う他の段階の出力であって前記一の段階の出力よりも大きい他の段階の出力とに制御し、
前記制御部は、前記第1ポンプの出力を前記一の段階から前記他の段階に制御する場合における前記第1ポンプの出力を、前記第1ポンプの出力を前記他の段階から前記一の段階に制御する場合における前記第1ポンプの出力よりも、大きく制御する。
[項目1-5]
前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、前記第2ポンプの出力を制御する。
[項目2-1]
船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、
前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
前記第1ポンプの出力を制御する制御部と、
前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
を備え、
前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に基づいて、前記第1ポンプの出力を制御する、
船舶用排ガス処理装置。
[項目2-2]
前記喫水取得部は、第1時刻に前記船舶の第1喫水を取得し、前記第1時刻よりも後の第2時刻において前記船舶の第2喫水を取得し、
前記制御部は、前記船舶の喫水が前記第1喫水の場合に、前記第1ポンプの出力を第1出力に制御し、前記船舶の喫水が前記第2喫水の場合に、前記第1ポンプの出力を前記第1出力とは異なる第2出力に制御する、
項目2-1に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-3]
前記制御部は、前記第2喫水が前記第1喫水よりも高い場合、前記第2出力を前記第1出力よりも小さく制御する、項目2-2に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-4]
前記第1ポンプに導入される前記液体の導入圧力、および、前記第1ポンプから導出される前記液体の導出圧力の少なくとも一方を測定する圧力測定部をさらに備え、
前記喫水取得部は、前記圧力測定部により測定された前記導入圧力および前記導出圧力の少なくとも一方に基づいて、前記船舶の喫水を取得する、
項目2-1から2-3のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-5]
前記船舶における水面の位置を検知する喫水センサをさらに備え、
前記喫水取得部は、前記喫水センサにより検知された前記水面の位置に基づいて、前記船舶の喫水を取得する、
項目2-1から2-4のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-6]
前記制御部は、前記第1ポンプの出力を段階的に制御する、項目2-1から5のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-7]
前記船舶の喫水が予め定められた喫水閾値未満である場合、前記制御部は、前記第1ポンプの出力を、予め定められた一定の出力に制御する、項目2-1から2-6のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-8]
前記反応塔は、前記液体を噴出する複数の噴出部を有し、
鉛直方向において、一の前記噴出部の位置と他の前記噴出部の位置とは異なり、
前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、一の前記噴出部が噴出する前記液体の量と、他の前記噴出部が噴出する前記液体の量とを制御する、
項目2-1から2-7のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-9]
船舶に設けられ、排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体を噴出する複数の噴出部を有する反応塔と、
前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
前記噴出部が噴出する前記液体の量を制御する制御部と、
を備え、
鉛直方向において、一の前記噴出部の位置と他の前記噴出部の位置とは異なり、
前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に基づいて、一の前記噴出部が噴出する前記液体の量と、他の前記噴出部が噴出する前記液体の量とを制御する、
船舶用排ガス処理装置。
[項目2-10]
前記反応塔に導入される排ガスに、前記排ガスを処理した排液を噴霧する噴霧部と、
前記噴霧部に前記排液を供給する第2ポンプと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第2ポンプの出力を制御する、
項目2-1から2-9のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-11]
前記第2ポンプは、鉛直方向において、前記船舶の最も低い喫水である最低喫水と、前記船舶の最も高い喫水である最高喫水との間に設けられている、項目2-10に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-12]
鉛直方向において、前記第2ポンプの位置が前記船舶における水面の位置と同じであるか、または、前記水面の位置よりも低い場合、前記制御部は、前記第2ポンプの出力を制御する、項目2-10または2-11に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-13]
前記液体を前記反応塔に導入させるか、または、前記排ガスを処理した排液を前記反応塔から排出させる第3ポンプをさらに備え、
前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、前記第3ポンプにより前記液体を前記反応塔に導入させるか、または、前記第3ポンプにより前記排液を前記反応塔から排出させるかを制御する、
項目2-1から2-12のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-14]
前記第3ポンプは、鉛直方向において、前記船舶の最も低い喫水である最低喫水である場合に前記船舶における水面の位置よりも上方に配置され、前記船舶の最も高い喫水である最高喫水である場合に前記船舶における水面の位置よりも下方に配置される、項目2-13に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-15]
鉛直方向において、前記第3ポンプの位置が前記船舶における水面の位置よりも低い場合、前記制御部は、前記第3ポンプにより前記排液を前記反応塔から排出させ、
鉛直方向において、前記第3ポンプの位置が前記船舶における水面の位置と同じであるか、または、前記水面の位置よりも高い場合、前記制御部は、前記第3ポンプにより前記液体を前記反応塔に導入させる、
項目2-13または2-14に記載の船舶用排ガス処理装置。
[項目2-16]
前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、前記第3ポンプの出力を制御する、項目2-13から2-15のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
10・・・反応塔、11・・・排ガス導入口、12・・・幹管、13・・・枝管、14・・・噴出部、15・・・側壁、16・・・底面、17・・・排ガス排出口、18・・・ガス処理部、19・・・液体排出口、20・・・排水管、23・・・回収管、24・・・液体導入管、25・・・導入管、26・・・圧力センサ、27・・・滞留部、28・・・導入管、29・・・管、30・・・排ガス、31・・・喫水センサ、32・・・排ガス導入管、33・・・切替部、34・・・浄化ガス、35・・・切替部、36・・・管、38・・・噴霧部、40・・・液体、46・・・排液、50・・・動力装置、60・・・第1ポンプ、62・・・第2ポンプ、64・・・第3ポンプ、70・・・流量制御部、72・・・バルブ、74・・・制御部、76・・・喫水取得部、78・・・圧力測定部、79・・・濃度測定部、100・・・船舶用排ガス処理装置、140・・・噴出部、141・・・噴出部、142・・・噴出部、143・・・噴出部、200・・・船舶、210・・・水面、220・・・船底、230・・・船体、300・・・海洋

Claims (15)

  1. 船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、
    前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
    前記第1ポンプの出力を制御する制御部と、
    前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
    前記船舶における水面の位置を検知する喫水センサと、
    を備え、
    前記喫水取得部は、前記喫水センサにより検知された前記水面の位置に基づいて、前記船舶の喫水を取得し、
    前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に対応する前記水面の位置からの、前記第1ポンプの深さに基づいて、前記第1ポンプの出力を制御する、
    船舶用排ガス処理装置。
  2. 前記制御部は、前記深さが大きいほど、前記第1ポンプの出力を小さく制御する、請求項1に記載の船舶用排ガス処理装置。
  3. 船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、
    前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
    前記第1ポンプの出力を制御する制御部と、
    前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
    を備え、
    前記喫水取得部は、第1時刻に前記船舶の第1喫水を取得し、第2時刻に前記第1喫水よりも高い、前記船舶の第2喫水を取得し、
    前記制御部は、前記第1喫水の場合に前記第1ポンプの出力を第1出力に制御し、前記第2喫水の場合に前記第1ポンプの出力を前記第1出力よりも小さい第2出力に制御する、
    船舶用排ガス処理装置。
  4. 船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、
    前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
    前記第1ポンプの出力を制御する制御部と、
    前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に基づいて、前記第1ポンプの出力を段階的に制御し、
    前記制御部は、一の段階における前記第1ポンプの出力を一の出力に制御し、前記一の段階に隣り合う他の段階における前記第1ポンプの出力を、前記一の出力よりも大きい他の出力に制御し、
    前記制御部が前記第1ポンプの出力を前記一の出力から前記他の出力に制御する場合、前記流量制御部は前記液体の流量を一の流量に制御し、前記制御部が前記第1ポンプの出力を前記他の出力から前記一の出力に制御する場合、前記流量制御部は前記液体の流量を前記一の流量と異なる他の流量に制御する、
    船舶用排ガス処理装置。
  5. 前記他の流量は、前記一の流量よりも小さい、請求項4に記載の船舶用排ガス処理装置。
  6. 船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、
    前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
    前記反応塔に導入される排ガスに、前記排ガスを処理した排液を噴霧する噴霧部と、
    前記噴霧部に前記排液を供給する第2ポンプと、
    前記第1ポンプと前記第2ポンプの出力を制御する制御部と、
    前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に基づいて、前記第1ポンプの出力を制御し、
    鉛直方向において、前記第2ポンプの位置が前記船舶における水面の位置と同じであるか、または、前記水面の位置よりも低い場合、前記制御部は、前記第2ポンプの出力を制御する、
    船舶用排ガス処理装置。
  7. 前記第2ポンプは、鉛直方向において、前記船舶の最も低い喫水である最低喫水と、前記船舶の最も高い喫水である最高喫水との間に設けられている、請求項に記載の船舶用排ガス処理装置。
  8. 船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、
    前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
    前記第1ポンプの出力を制御する制御部と、
    前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
    前記液体を前記反応塔に導入させるか、または、前記排ガスを処理した排液を前記反応塔から排出させる第3ポンプと、
    を備え、
    前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に基づいて、前記第1ポンプの出力を制御し、
    前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、前記第3ポンプにより前記液体を前記反応塔に導入させるか、または、前記第3ポンプにより前記排液を前記反応塔から排出させるかを制御し、
    前記第3ポンプは、鉛直方向において、前記船舶の最も低い喫水である最低喫水である場合に前記船舶における水面の位置よりも上方に配置され、前記船舶の最も高い喫水である最高喫水である場合に前記船舶における水面の位置よりも下方に配置される、
    船舶用排ガス処理装置。
  9. 船舶に設けられ、排ガスが導入される反応塔と、
    前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
    前記第1ポンプの出力を制御する制御部と、
    前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
    前記液体を前記反応塔に導入させるか、または、前記排ガスを処理した排液を前記反応塔から排出させる第3ポンプと、
    を備え、
    前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に基づいて、前記第1ポンプの出力を制御し、
    前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、前記第3ポンプにより前記液体を前記反応塔に導入させるか、または、前記第3ポンプにより前記排液を前記反応塔から排出させるかを制御し、
    鉛直方向において、前記第3ポンプの位置が前記船舶における水面の位置よりも低い場合、前記制御部は、前記第3ポンプにより前記排液を前記反応塔から排出させ、
    鉛直方向において、前記第3ポンプの位置が前記船舶における水面の位置と同じであるか、または、前記水面の位置よりも高い場合、前記制御部は、前記第3ポンプにより前記液体を前記反応塔に導入させる、
    船舶用排ガス処理装置。
  10. 前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、前記第3ポンプの出力を制御する、請求項8または9に記載の船舶用排ガス処理装置。
  11. 前記第1ポンプに導入される前記液体の導入圧力、および、前記第1ポンプから導出される前記液体の導出圧力の少なくとも一方を測定する圧力測定部をさらに備え、
    前記喫水取得部は、前記圧力測定部により測定された前記導入圧力および前記導出圧力の少なくとも一方に基づいて、前記船舶の喫水を取得する、
    請求項1から10のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
  12. 前記船舶の喫水が予め定められた喫水閾値未満である場合、前記制御部は、前記第1ポンプの出力を、予め定められた一定の出力に制御する、請求項1から11のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
  13. 前記反応塔は、前記液体を噴出する複数の噴出部を有し、
    鉛直方向において、一の前記噴出部の位置と他の前記噴出部の位置とは異なり、
    前記制御部は、前記船舶の喫水に基づいて、一の前記噴出部が噴出する前記液体の量と、他の前記噴出部が噴出する前記液体の量とを制御する、
    請求項1から12のいずれか一項に記載の船舶用排ガス処理装置。
  14. 船舶に設けられ、排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体を噴出する複数の噴出部を有する反応塔と、
    前記排ガスを処理する液体を前記反応塔に導入する第1ポンプと、
    前記船舶の喫水を取得する喫水取得部と、
    前記船舶における水面の位置を検知する喫水センサと、
    前記噴出部が噴出する前記液体の量を制御する制御部と、
    を備え、
    前記喫水取得部は、前記喫水センサにより検知された前記水面の位置に基づいて、前記船舶の喫水を取得し、
    鉛直方向において、一の前記噴出部の位置と他の前記噴出部の位置とは異なり、
    前記制御部は、前記喫水取得部により取得された前記船舶の喫水に対応する前記水面の位置からの、前記第1ポンプの深さに基づいて、一の前記噴出部が噴出する前記液体の量と、他の前記噴出部が噴出する前記液体の量とを制御する、
    船舶用排ガス処理装置。
  15. 鉛直方向において、一の前記噴出部は他の前記噴出部よりも下方に配置され、
    前記喫水取得部は、第1時刻に前記船舶の第1喫水を取得し、第2時刻に前記第1喫水よりも高い、前記船舶の第2喫水を取得し、
    前記制御部は、前記第1喫水の場合に一の前記噴出部が噴出する前記液体の量を、前記第2喫水の場合に一の前記噴出部が噴出する前記液体の量よりも増加させる、
    請求項14に記載の船舶用排ガス処理装置。
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