JPH0861050A - 大型ディーゼル機関の消音器ユニットの使用方法および排気ガス装置並びにその消音器ユニット - Google Patents

大型ディーゼル機関の消音器ユニットの使用方法および排気ガス装置並びにその消音器ユニット

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JPH0861050A
JPH0861050A JP7164118A JP16411895A JPH0861050A JP H0861050 A JPH0861050 A JP H0861050A JP 7164118 A JP7164118 A JP 7164118A JP 16411895 A JP16411895 A JP 16411895A JP H0861050 A JPH0861050 A JP H0861050A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 消音を達成でき且つ排気ガスの浄化に対する
様々なニーズを考慮して容易に修正できる簡単な構造の
大型ディーゼル機関用消音器ユニットとその使用方法の
提供。 【構成】 消音器ユニット１は中空円筒形の本体部材１
ａの内部に、排気ガスの流路を有する一群の多孔性の消
音素子４が長手方向に排気ガスの流れ方向に順次配列さ
れており、排気ガスが各素子の流路を通して順々に導か
れる。素子は本体部材内にその一端から軸方向に一度に
１つずつ据付けられて案内兼支持部材３によって支持さ
れている。排気管２には触媒浄化に使用できるアンモニ
ウム、尿素または同様の試薬を含有する媒体を排気ガス
中に供給する手段１０が本体部材の流れ方向上流に設け
られている。さらに、本体部材内の素子の少なくとも１
つは、それが本体部材の横断面において排気ガスの全流
れ区域をカバーし且つ特に排気ガスのＮＯｘ含有量を減
少させるために排気ガス浄化触媒反応を生じるように選
択されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大型ディーゼル機関の排
気管に取り付けられる消音器ユニットを使用するための
請求項１の前文に記載の方法および、該方法を実施する
ための請求項３に記載の排気ガス装置に関するものであ
る。
【０００２】ここで大型ディーゼル機関とは例えば船舶
の主または補助機関或いは熱および／または電気を発生
させるための動力装置に使用されるそのような機関をい
う。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、ディーゼル機関においては、排気管に結合された何
らかの種類の消音器が機関によって発生される騒音を減
少させるために使用されている。多くの国において環境
基準はより厳しくなってきており、排気ガスの浄化に対
するニーズも生じている。使用される燃料に依存して、
特に排気ガスのＮＯｘ含有量を減少させるための措置が
とられている。多分、ＮＯｘ問題に対する最良の解決策
はアンモニウムによる窒素酸化物の還元に基づくいわゆ
るＳＣＲ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒ
ｅｄｕｃｔｉｏｎ：選択的触媒還元）法である。この場
合供給されるアンモニウムは液体形態であってもまたは
無水で圧力下にあってもよく、例えば２５％のアンモニ
ウムを含有する水溶液として標準気圧下にある。また、
尿素もこの目的のために使用できる。
【０００４】実際上、騒音削減および排気ガスの浄化は
従来は消音器および別個のＳＣＲユニットを通して排気
ガスが連続的に導かれるようにされていた。このことは
高価で大きな空間を必要とする構造に帰着し、特に狭い
空間に配置された機関内に浄化装置がその後に据付けら
れる場合に問題を生じていた。
【０００５】ある程度まで、これら機能を組み合せるこ
とも考えられている。一例として国際公開公報ＷＯ９３
／２４７４４に開示されている解決策が役立ち、これに
おいては２つの固定消音器ユニットが同一ハウジング内
に組み入れられており、それらの間に排気ガスの触媒に
よる浄化（触媒浄化）を行う別個の素子が配置されてい
る。この解決策はその構造および据付けに関してかなり
複雑であり、従ってそれは排気ガスの浄化に対する様々
なニーズのために容易に修正され得ない。
【０００６】本発明の目的は、一方において消音を達成
することを可能にし他方において排気ガスの浄化に対す
る様々なニーズを考慮して簡単に修正され得る新規な解
決策を提供することである。もう一つの目的は特に排気
ガスの浄化に対する後で生ずるニーズに従って修正がそ
の後においても容易になされ得るようにすることであ
る。さらなる目的は、複雑でない構造を有すると共に費
用および可能なかぎり小さな空間要求に関して有利な解
決策を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は請求
項１および３並びに他の請求項に記載されているように
してかなえられる。一方において本発明は、消音に加え
て、排気ガスの浄化に対するニーズが生じた場合に消音
器ユニットを使用する方法に関する。それ故、本発明に
よれば、消音素子は本体部材内にその一端から軸方向に
一度に１つずつ据付けられて本体部材の内マントル面に
支持されている。排気管には触媒による浄化（触媒浄
化）に使用できるアンモニウム、尿素または同様の試薬
を含有する媒体を排気ガス中に供給する手段が本体部材
の流れ方向上流に設けられている。さらに本体部材内の
前記素子の少なくとも１つは、それが本体部材の横断面
において排気ガスの全流れ区域をカバーして特に排気ガ
スのＮＯｘ含有量を減少させるために排気ガス浄化触媒
反応を生じるように選択されている。
【０００８】従って、本発明は排気ガスを浄化するため
のＳＣＲ素子が実質的な消音特性も有し、それにより浄
化のニーズが生じた場合に在来消音素子が空間要求を増
すことまたは消音を弱めることなしに排気ガス浄化素子
と容易に取り替えられ得るという知見に基づいている。
それ故、排気ガスに対する増大された浄化要求において
は幾つかの好ましくは全ての当初の消音素子が触媒浄化
素子と取り替えられる。
【０００９】他方において本発明は、上に説明された方
法および基本的知見を実際に適用するための大型ディー
ゼル機関の排気ガス装置にも関する。該装置は機関の排
気管に結合され且つ中空の本体部材を有する消音器ユニ
ットを含んでおり、この本体部材にはその内マントル面
に棒状の案内兼支持部材が設けられていて、この部材に
対して消音素子がその所定位置へ本体部材の一端から軸
方向に一度に１つずつ順々に据付けられると共に取り替
えのためにその所定位置から取り出されるように支持さ
れ得る。本排気ガス装置に含まれている前記素子は一方
において排気ガスの組成に本質的影響を及ぼさない消音
素子を有し他方において排気ガスの触媒浄化に使用でき
る素子を有している。排気ガスの浄化が必要とされる場
合には、排気管には触媒浄化に使用できるアンモニウ
ム、尿素または同様の試薬を排気ガス中に供給する手段
が本体部材の流れ方向上流に設けられ、さらに、本体部
材内の前記素子の少なくとも１つはそれが特に排気ガス
のＮＯｘ含有量を減少させるために排気ガス浄化触媒反
応を生じるように前記触媒浄化素子から選択されてい
る。かくて、前記本体部材および素子に本発明による構
成および支持体を備えることによって、前記素子は各場
合におけるニーズに従って選択され得る。さらに、それ
らは相互に容易に交換されると共にその後の据付けとし
てその後においても取り替えられることができ、従って
排気ガスに対する増大された浄化要求においては幾つか
の好ましくは全ての本質的に単なる消音素子が前記触媒
浄化素子と取り替えられるようにされている。
【００１０】前記本体部材はその構成および排気ガス流
の効果的処理の観点において有利である円筒に形成にさ
れるのがよい。
【００１１】排気ガスの浄化には本質的に作用しない本
排気ガス装置の消音素子は排気ガスのための流路を有す
る。さらに本体部材にはフレームアレスタ（逆火防止装
置）として知られているものが設けられ、それは前記流
路をカバーするように前記消音素子の流れ方向上流に位
置されている。前記フレームアレスタは多くの様々な仕
方で実施され得、それは流れ方向における最初の消音素
子の一部であるようにも構成され得る。
【００１２】触媒浄化素子自体は本体部材の横断面にお
いて排気ガスの全流れ区域をカバーしている。さらに、
それらは互いに小間隔を保って配列されている。その場
合、それに対応して本体部材にはそのマントルを貫通し
且つ触媒浄化素子間に開口すべく配置された一群の孔が
設けられており従って、作動中に煤やダストおよび他の
不純物が触媒浄化素子のハニカム構造体上に蓄積されて
層を成して堆積すると浄化作用を低下させるので、該素
子の清掃を達成するために圧縮空気を前記孔を通して供
給することができる。これに関連して、これらの孔の幾
つかは圧縮空気によって本体部材から除去された前記不
純物の吸引のために役立てることができる。
【００１３】以下に本発明は添付図面を参照して実施例
によって説明される。
【００１４】
【実施例】図面において、１は大型ディーゼル機関の排
気管２に取り付けられる消音器ユニットを示し、該消音
器ユニット１は中空の本体部材１ａおよび取り外し可能
のカバー素子１ｂを有する。本体部材１ａの内面は棒状
の案内兼支持部材３を有する。本体部材１ａは一群の消
音素子４または７を有し、これら消音素子は案内兼支持
部材３を使用して本体部材１ａの内マントル面に支持さ
れている。排気ガスの流れは図面に矢印によって示され
ている。
【００１５】本発明による排気ガス装置の範囲内におい
て、消音器ユニット１には図１に示されるように排気ガ
スのための流路５を有し且つ排気ガスの浄化には本質的
に作用しない消音素子４が配置され得る。従って、それ
らは排気ガスの浄化が不必要である機関の用途に対して
費用に関して有利な消音解決策を提供する。この実施例
においては、流路５と連携した多孔ダクトの下方部分
は、その閉鎖端と共に、排気ガスが流路５内に直接入る
のを阻止するためのフレームアレスタ素子として役立
つ。前記多孔ダクトは消音素子４が取り外されるのと同
時に容易に取り外され得る。
【００１６】カバー素子１ｂを取り外すことによって、
消音素子４は例えば修理または取り替えのために本体部
材１ａの端から容易に引き出され得る。しかし、特に排
気ガスのＮＯｘ含有量を減少させるために排気ガスの浄
化も行うことに対するニーズがある場合には、消音素子
４は利点を有するいわゆるＳＣＲ素子である排気ガス浄
化素子７と取り替えられ得る。この場合が図４によって
例示されている。それについて述べると、排気管２には
触媒浄化に使用できるアンモニウム、尿素または同様の
試薬を含有する媒体を排気ガス中に供給する手段１０が
本体部材１ａの流れ方向上流に設けられている。従っ
て、排気ガスの浄化に対する変化したニーズが、本発明
による装置の範囲内で消音器ユニット１を装備し直すこ
とによって、消音に対する目的と妥協せずに簡単な方法
で考慮に入れられ得る。実際上、試薬の供給は消音器ユ
ニット１から相当な距離、例えば数メートル、を以て行
うこともできる。
【００１７】図３および図４に見られるように、排気ガ
ス浄化素子７と本体部材１ａとの間の空間（図５も参
照）に排気ガスが入るのを防止するためにリング素子１
１が本体部材１ａの下方部分に配置され得る。同時にこ
のリング素子１１は前記素子７を軸方向に支持してい
る。
【００１８】排気ガス浄化素子７はそれらの間に小さな
スロット８が残されるように配置されている。スペーサ
リング６が前記素子７を互いに離して保持するために使
用され得る。本体部材１ａにはそのマントルを貫通し且
つ触媒浄化素子７間に開口すべく配置された一群の孔９
が設けられており従って機関の作動中に前記素子７上に
堆積する不純物を除去するために圧縮空気を前記孔を通
して供給することができる。その場合、幾つかの前記孔
９例えば本体部材１ａの互いに反対側にある孔は圧縮空
気によって本体部材１ａから除去された前記不純物の吸
引のために利点を有して役立てることができる。
【００１９】本体部材１ａは円筒形であることを要せ
ず、他の形状、即ち触媒浄化素子７の形状に対する製作
技術によって規定されて起こりうる実際的問題に依存し
て例えば正方形に形成された横断面を有する本体部材も
同様に役立つであろうことは明らかである。
【００２０】本発明は示された実施例に限定されるもの
ではなく、幾つかの修正が前掲特許請求の範囲内で実行
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一群の消音素子を内部に有する本発明による消
音器ユニットの縦断面図。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った横断面図。
【図３】消音素子を除いた図１の消音器ユニットの縦断
面図。
【図４】排気ガス浄化ために図１の消音素子が排気ガス
浄化素子と取り替えられ且つ排気管にアンモニウムまた
は尿素のための供給手段を設けることによって修正され
ている図１の消音器ユニットの縦断面図。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿った横断面図。
【符号の説明】
１ 消音器ユニット １ａ 本体部材 １ｂ カバー素子 ２ 排気管 ３ 案内兼支持部材 ４ 消音素子 ５ 流路 ６ スペーサリング ７ 触媒浄化素子（または排気ガス浄化素子） ８ スロット ９ 孔 １０ 触媒含有媒体供給手段 １１ リング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/28 ＺＡＢ ３０１ Ｃ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大型ディ−ゼル機関の排気管に取り付け
    られる消音器ユニットを使用するための方法であって、
    前記消音器ユニットは実質的に中空の本体部材を有し、
    該本体部材の内部には一群の多孔性消音素子が備えられ
    ることができ、前記素子は排気ガスのための流路を有し
    且つ排気ガスが前記各素子の流路を通して順々に導かれ
    るように前記本体部材の長手方向に排気ガスの流れ方向
    に順次連続して配置されている方法において、該方法は
    前記素子を前記本体部材の内部にその一端から軸方向に
    一度に１つずつ据付けてそれらを該本体部材の内マント
    ル面に支持する段階と、触媒浄化に使用できるアンモニ
    ウム、尿素または同様の試薬を含有する媒体を排気ガス
    中に供給する手段を前記本体部材の流れ方向上流におい
    て前記排気管に設ける段階と、前記本体部材内の前記素
    子の少なくとも１つを、それが前記本体部材の横断面に
    おいて排気ガスの全流れ区域をカバーし且つ特に排気ガ
    スのＮＯｘ含有量を減少させるために排気ガス浄化触媒
    反応を生じるように選択する段階とを有する方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、排気ガ
    スに対する増大された浄化要求においては幾つかの好ま
    しくは全ての当初の前記消音素子を触媒浄化素子と取り
    替える段階を有する方法。
  3. 【請求項３】 大型ディーゼル機関の排気ガス装置であ
    って、前記機関の排気管（２）に結合され且つ中空の本
    体部材（１ａ）と、該本体部材の内部に排気ガスの流れ
    方向に順次連続して据付けられることができ且つそれを
    通して排気ガスが導かれるようにされている一群の消音
    素子とを有する消音器ユニット（１）を含んでいる排気
    ガス装置において、前記本体部材（１ａ）にはその内マ
    ントル面に棒状の案内兼支持部材（３）が設けられてお
    り、該部材に対して前記素子がその所定位置へ前記本体
    部材（１ａ）の一端から軸方向に一度に１つずつ順々に
    据付けられると共に取り替えのためにその所定位置から
    取り出されるように支持されることができ、当該排気ガ
    ス装置に含まれている前記素子は一方において排気ガス
    の組成に本質的影響を及ぼさない消音素子（４）を有し
    他方において排気ガスの触媒浄化に使用できる素子
    （７）を有し、そして前記本体部材の流れ方向上流にお
    ける排気ガスの浄化のために前記排気管には触媒浄化に
    使用できるアンモニウム、尿素または同様の試薬を含有
    する媒体を排気ガス中に供給する手段が設けられ、さら
    に、前記本体部材内の前記素子の少なくとも１つはそれ
    が特に排気ガスのＮＯｘ含有量を減少させるために排気
    ガス浄化触媒反応を生じるように前記触媒浄化素子
    （７）から選択されている排気ガス装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の排気ガス装置におい
    て、前記本体部材（１ａ）は円筒に形成されている排気
    ガス装置。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の排気ガス装置におい
    て、排気ガスの増大された浄化要求においては、大多数
    の前記本質的に単なる消音素子（４）は前記触媒浄化素
    子（７）と取り替えられるようにされている排気ガス装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項３に記載の排気ガス装置におい
    て、前記消音素子（４）は排気ガスのための流路（５）
    を含んでいる排気ガス装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の排気ガス装置におい
    て、前記本体部材（１ａ）にはフレームアレスタとして
    知られているものが前記流路（５）をカバーするように
    前記素子（４）の流れ方向上流に位置されて設けられて
    いる排気ガス装置。
  8. 【請求項８】 請求項３に記載の排気ガス装置におい
    て、前記触媒浄化素子（７）は前記本体部材（１ａ）の
    横断面において排気ガスの全流れ区域をカバーしている
    排気ガス装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の排気ガス装置におい
    て、前記素子（７）は互いに小間隔を保って配置されて
    おり、前記本体部材（１ａ）にはそのマントルを貫通し
    且つ前記触媒浄化素子（７）間に開口すべく配置された
    一群の孔（９）が設けられており従って前記機関の作動
    中に前記素子（７）上に堆積する不純物を除去するため
    に圧縮空気を前記孔を通して供給することができる排気
    ガス装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の排気ガス装置におい
    て、幾つかの前記孔（９）は圧縮空気によって前記本体
    部材（１ａ）から除去された前記不純物の吸引のために
    役立つ排気ガス装置。
  11. 【請求項１１】 大型ディーゼル機関の排気ガス装置の
    ための消音器ユニット（１）であって、排気ガスの流れ
    方向に順次連続して本体部材（１ａ）の長手方向に配置
    された一群の消音素子を包囲しており且つ排気ガスが該
    素子を通して導かれるようにされている中空の本体部材
    （１ａ）を有する消音器ユニットにおいて、前記本体部
    材（１ａ）にはその内マントル面に棒状の案内兼支持部
    材（３）が設けられており、該部材に対して前記素子が
    その所定位置へ前記本体部材（１ａ）の一端から軸方向
    に一度に１つずつ順々に据付けられると共に支持されて
    おり、前記素子は排気ガスの触媒浄化に使用できる種類
    のもの（７）であり、前記本体部材（１ａ）の横断面に
    おいて排気ガスの全流れ区域をカバーしており、そして
    触媒浄化に使用できるアンモニウム、尿素または同様の
    試薬を含有し且つ排気ガスの浄化のため特に排気ガスの
    ＮＯｘ含有量を減少させるために前記本体部材の流れ方
    向上流において排気ガス中に供給される媒体と反応する
    ようにされている消音器ユニット。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の消音器ユニット
    （１）において、前記本体部材（１ａ）は円筒に形成さ
    れている消音器ユニット。
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