JPWO2015056452A1 - 舶用排気ガス浄化装置及び船舶機関システム - Google Patents

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Abstract

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、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濃度を低減するための排気ガス浄化部と、排気ガスを第１排気ラインに通す第１切換状態、及び排気ガスを第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舶用排気ガス浄化装置。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
特開２０１２―３６８８１号公報 特開２０１３−３２７７７号公報
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。 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。 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。 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。 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

Claims (8)

  1. 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舶用排気ガス浄化装置。
  2. 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に記載の舶用排気ガス浄化装置。
  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又は２に記載の舶用排気ガス浄化装置。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 請求項１乃至７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。
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