WO2016140169A1 - 船舶の機関室構造 - Google Patents

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香織 吉村
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三井造船株式会社
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    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]

Definitions

  • the present invention relates to an engine room structure suitable for a ship equipped with an exhaust gas purification device.
  • the sea area to which the NO X tertiary regulation is applied is only a limited regulation sea area (Emission Control area (ECA)), and the secondary regulation is applied to other sea areas. Therefore, even a technological ship on or after January 1, 2016 can enter service as a ship that complies only with the secondary regulations on the premise that it does not navigate the ECA sea area. However, even in such a ship, where the context must navigate the ECA waters occurs, it is necessary to take retrofit of an exhaust gas treatment apparatus that matches the NO X 3 primary regulation.
  • ECA Emission Control area
  • the present invention has an object to provide an engine room structure in which the piping for the exhaust gas purifying device is short, retrofit is easy, and the cost related to retrofit is reduced.
  • the present invention relates to a ship in which a main engine is disposed in an engine room, and the engine room and a cargo trough are partitioned by a partition perpendicular to the hull center line, and is a side of the main engine supercharger side in the engine room and on the bow side
  • the engine room structure of the ship characterized by providing the apparatus mounting area
  • the device mounting area is provided on the starboard side of the engine, and when the turbocharger is installed on the port side, the turbocharger is installed on the port side of the engine. When installed behind, it is provided behind the engine.
  • the device mounting area may be provided on an intermediate deck located between the double bottom and the upper deck. In the latter case, when the main machine is installed on the upper surface of the double bottom and the opening is formed at a position corresponding to the main machine of the intermediate deck, it is preferable that the device mounting area is provided along the edge of the opening.
  • the device provided in the device mounting area is an SCR reactor.
  • the devices provided in the device mounting area are a water treatment device and a neutralizer tank.
  • the piping for the exhaust gas purifying device can be shortened, and retrofit can be facilitated, and the cost related to retrofit can be reduced.
  • FIG. 1 shows an engine room 10 of a bulk carrier to which the first embodiment is applied.
  • the engine room 10 is provided at the stern portion, and a cargo ridge 20 is provided in front of the engine room 10, that is, at the bow side.
  • the engine room 10 and the cargo shed 20 are partitioned by a partition wall 30 orthogonal to the hull center line C.
  • One main engine 11 is arranged on the hull center line in the engine room 10, and a supercharger 13 is provided on the starboard side of the main engine 11.
  • a steering room 50 is provided on the stern side of the main engine 11.
  • On the starboard side of the main machine 11, a device mounting area 12 to be described later is provided.
  • a fuel tank 31 is provided on the starboard side of the device mounting region 12, and a void space 33 is formed between the fuel tank 31 and the starboard side hull outer plate 32.
  • a fuel tank 34 is provided on the port side side of the engine room, and a void space 36 is formed between the fuel tank 34 and the port side hull outer plate 35.
  • Main machine 11 is installed on the top of the double bottom.
  • the equipment mounting area 12 is provided in an intermediate deck 14 located between the double bottom and the upper deck.
  • An opening 15 is formed at a position corresponding to the main machine 11 of the intermediate deck 14.
  • the device mounting area 12 is provided on the starboard side of the opening 15.
  • An exhaust pipe 16 is connected to the starboard side of the main engine 11. The exhaust pipe 16 extends upward from the connection portion with the main engine 11 and passes through the opening 15, bends above the intermediate deck 14 and extends toward the stern side, further bends and extends upward, and reaches a smoke chamber (not shown).
  • the equipment mounting area 12 is provided on the side of the supercharger 13 side of the main engine 11 and on the bow side, that is, on the cargo rod 20 side, and is adjacent to the cargo rod 20 via the partition wall 30.
  • the equipment mounting area 12 is provided for arranging equipment constituting a part of the exhaust gas purification device.
  • the exhaust gas purification device is a selective catalytic reduction device, and an SCR reactor 17 is accommodated in the device mounting region 12. If there is enough space, related equipment other than the reactor such as a urea tank (or ammonia tank) or a urea spray pump (or ammonia spray pump) may be accommodated in the device mounting area 12.
  • the equipment provided in the equipment mounting region 12 is a water treatment device or a neutralizing agent (hydroxylation) for removing PM and SO x in the exhaust gas.
  • a neutralizing agent hydroxylation
  • these devices are provided close to the exhaust pipe 16 and are provided along the edge of the opening 15 on the supercharger 13 side.
  • the exhaust gas purification device is a selective catalytic reduction device, in which ammonia is directly injected into the exhaust gas or urea is injected into the exhaust gas, and the urea is decomposed into ammonia, whereby the exhaust gas and ammonia are separated.
  • the mixed gas is led to the SCR reactor 17.
  • the SCR reactor 17 contains a catalyst. When a mixed gas of ammonia and exhaust gas passes through, the NO x and ammonia in the exhaust gas react to decompose into nitrogen and water vapor. That is, the SCR reactor 17 is large in size so as to contain the catalyst, and the equipment mounting area 12 has a sufficient capacity to accommodate the SCR reactor 17.
  • the equipment mounting area 12 has a sufficient capacity to accommodate the water treatment device and the neutralizer tank of the exhaust gas recirculation device.
  • the bulk carrier having the engine room structure of the present embodiment does not navigate the sea area to which the NO X tertiary regulation is applied, it is not necessary to arrange the exhaust gas purification device in the equipment mounting area 12, but the tertiary regulation is
  • the SCR reactor 17 or the water treatment device and the neutralizer tank are mounted in the equipment mounting area 12 prior to the navigation.
  • a loading opening 37 for equipment mounting may be formed in the partition wall 30 on the cargo container 20 side of the equipment mounting area 12. That is, the SCR reactor 17 or the water treatment device and the neutralizing agent tank are carried into the equipment mounting area 12 through the loading opening 37 from the cargo tub 20 side.
  • the partition wall 30 is a boundary part between the equipment mounting area 12 and the cargo container 20 and is not a part in contact with the fuel, such as a wall part defining the fuel tank 31, so that the work for forming the opening 37 for carrying in and the equipment are carried in. The operation of carrying in from the opening 37 is easy.
  • the engine room 10 In the upper part of the engine room 10, there are superstructures such as a residential area, an engine casing, and a smoke room, and in the case of a bulk cargo ship, a steering machine room 50 is provided behind the engine room 10. Fuel tanks 31 and 34 are provided on the side of the engine room 10. Therefore, it is difficult to carry in equipment such as the SCR reactor 17 into the engine room 10 particularly when retrofit is performed. However, in this embodiment, since the equipment mounting area 12 is provided in a portion adjacent to the cargo container 20, large equipment such as the SCR reactor 17 can be easily carried in.
  • the SCR includes a high-pressure SCR installed before the supercharger 13 and a low-pressure SCR installed after the supercharger 13, both of which are arranged near the supercharger 13 and the exhaust pipe 16 of the main engine 11.
  • the piping can be shortened.
  • the exhaust gas purifying device is EGR
  • the water treatment device and the neutralizing agent tank are mounted in the equipment accommodating region 12, and the water treatment device and the neutralizing agent tank are also located near the supercharger 13 and the exhaust pipe 16. Since it is arranged in the pipe, the piping can be shortened.
  • retrofit becomes easy, and even a ship that is not applied to the NO x tertiary regulation can be modified so that it can be easily applied.
  • the equipment for NO x tertiary regulation can be installed near the supercharger 13 and the exhaust pipe 16 of the main engine 11, the piping can be made as short as possible, and the configuration for exhaust gas purification can be provided. It can be simplified and the cost of retrofit can be kept low.
  • the first embodiment is an example in which the present invention is applied to an engine room of a bulk cargo ship having a cargo tank on the bow side just before the engine room and the main engine supercharger arranged on the starboard side.
  • FIG. 2 shows an engine room 10 of a cargo ship to which a second embodiment of the present invention is applied.
  • a cargo tank 20 is provided on the bow side, and a supercharger 13 and an exhaust pipe 16 of the main engine 11 are arranged on the port side.
  • FIG. 3 shows an engine room 10 of a cargo ship to which a third embodiment of the present invention is applied.
  • a cargo tank 20 is provided on the stern side, and a supercharger 13 of the main engine 11 is arranged on the port side.
  • FIG. 4 shows an engine room 10 of a cargo ship to which a fourth embodiment of the present invention is applied.
  • a cargo tank 20 is provided on the stern side, and a supercharger 13 of the main engine 11 is arranged on the stern side.
  • FIG. 5 shows an engine room 10 of a cargo ship to which a fifth embodiment of the present invention is applied.
  • This cargo ship is a biaxial ship, and a cargo dock 20 is provided on the bow side.
  • FIG. 6 shows an engine room 10 of a cargo ship to which a sixth embodiment of the present invention is applied.
  • This cargo ship is a triaxial ship, and has cargo poles 20 on the bow side and the stern side.
  • the engine room structure of the present invention can also be applied to new ships, and even when equipment such as the SCR reactor 17 mounted in the equipment mounting area 12 needs to be replaced due to a failure or the like, 20 can be easily exchanged through an opening 37 formed in the partition wall 30 that partitions the device mounting area 12.

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Abstract

機関室１０内の船体中心線Ｃ上に主機１１を配置する。機関室１０と貨物艙２０は船体中心線Ｃに直交する隔壁３０によって区画される。機関室１０内の主機１１の過給機側であって船首側または船尾側に、排気ガス浄化装置の一部を構成する機器（例えばＳＣＲ反応器１７）を配置するための機器搭載領域１２を設ける。機器搭載領域１２は隔壁３０を介して貨物艙２０に隣接する。

Description

船舶の機関室構造
　本発明は、特に排気ガス浄化装置を搭載する船舶に適した機関室の構造に関する。
　近年船舶による環境汚染を削減するため、国際海事機関（ＩＭＯ）の海洋環境保護委員会はＮＯXやＳＯX等の有害物質の排出規制を定めており、２０１６年１月１日以降の起工船はＮＯX３次規制の適用対象となる。その対策としてＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction（選択触媒還元装置））やＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation（排気ガス再循環装置））等の装置が機関室内に新たに設置されることになる。しかし、これらの装置はいずれも大型であるため、現在の機関室容積を保ったまま機関室に配置することは容易ではなく、この問題を解決するために従来、舵機室に配置する構成が提案されている（特許文献１）。
　一方、ＮＯX３次規制が適用される海域は限定された規制海域（Emission Control area（ＥＣＡ））のみであり、その他の海域は２次規制が適用される。したがって２０１６年１月１日以降の起工船であっても、ＥＣＡ海域を航行しない前提で、２次規制のみに対応した船舶として就航することも可能である。しかし、このような船舶であっても、ＥＣＡ海域を航行しなければならない状況が生じた場合には、ＮＯX３次規制に合致した排ガス処理装置のレトロフィットを講じる必要がある。
特開２０１２－２４０４４６号公報
　上述のようにレトロフィットを前提として２次規制に対応した船舶を建造する場合、排気ガス浄化装置を舵機室に配置すると、主機との間を連結する配管が長くなり、構造が複雑になるので、レトロフィットが困難であるという問題がある。
　本発明は、排気ガス浄化装置のための配管が短くてすみ、レトロフィットが容易であり、レトロフィットに関わる費用が安くなる機関室構造を提供することを目的としている。
　本発明は、機関室内に主機が配置され、機関室と貨物艙が船体中心線に直交する隔壁によって区画された船舶であって、機関室内の主機過給機側の側方であって船首側または船尾側に、隔壁を介して貨物艙に隣接し、排気ガス浄化装置の一部を構成する機器を配置するための機器搭載領域が設けられることを特徴とする船舶の機関室構造である。
　機器搭載領域は例えば過給機がエンジンの右舷側に設置される場合、エンジンの右舷側に設けられ、過給機が左舷側に設置される場合はエンジンの左舷側に、過給機がエンジン後方に設置される場合はエンジンの後方に設けられる。また機器搭載領域は、二重底と上甲板の間に位置する中間デッキに設けられてもよい。後者の場合、主機が二重底の上面に設置され、中間デッキの主機に対応した位置に開口が形成されているとき、機器搭載領域は開口の縁部に沿って設けられることが好ましい。
　排気ガス浄化装置が選択触媒還元装置である場合、機器搭載領域に設けられる機器はＳＣＲ反応器である。排気ガス浄化装置が排気ガス再循環装置である場合、機器搭載領域に設けられる機器は水処理装置および中和剤タンクである。
　本発明の機関室構造によれば、排気ガス浄化装置のための配管が短くてすみ、レトロフィットが容易になるとともに、レトロフィットに関わる費用が安く済むという効果が得られる。
本発明の第１実施形態を適用したばら積み貨物船の機関室を模式的に示す平面図である。 本発明の第２実施形態を適用した貨物船の機関室を模式的に示す平面図である。 本発明の第３実施形態を適用した貨物船の機関室を模式的に示す平面図である。 本発明の第４実施形態を適用した貨物船の機関室を模式的に示す平面図である。 本発明の第５実施形態を適用した貨物船の機関室を模式的に示す平面図である。 本発明の第６実施形態を適用した貨物船の機関室を模式的に示す平面図である。
　以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
　図１は第１実施形態を適用したばら積み貨物船の機関室１０を示す。機関室１０は船尾部分に設けられ、機関室１０の前方すなわち船首側には貨物艙２０が設けられる。機関室１０と貨物艙２０は船体中心線Ｃに直交する隔壁３０によって区画される。機関室１０内の船体中心線上には１台の主機１１が配置され、主機１１の右舷側には過給機１３が設けられる。主機１１よりも船尾側には操舵機室５０が設けられる。主機１１の右舷側には、後述する機器搭載領域１２が設けられる。機器搭載領域１２よりも右舷側には燃料タンク３１が設けられ、燃料タンク３１と右舷側船体外板３２の間にはボイドスペース３３が形成される。同様に、左舷側の機関室側方には燃料タンク３４が設けられ、燃料タンク３４と左舷側船体外板３５の間にはボイドスペース３６が形成される。
　主機１１は二重底の上面に設置される。機器搭載領域１２は二重底と上甲板の間に位置する中間デッキ１４に設けられる。中間デッキ１４の主機１１に対応した位置には開口１５が形成される。機器搭載領域１２は開口１５の右舷側に設けられる。主機１１の右舷側には排気管１６が接続される。排気管１６は、主機１１との接続部分から上方へ延びて開口１５を通り、中間デッキ１４の上方において屈曲して船尾側に延び、さらに屈曲して上方へ延び、図示しない煙室に達する。
　機器搭載領域１２は主機１１の過給機１３側の側方であって船首側、すなわち貨物艙２０側に設けられ、隔壁３０を介して貨物艙２０に隣接する。機器搭載領域１２は排気ガス浄化装置の一部を構成する機器を配置するために設けられる。図示例では、排気ガス浄化装置は選択触媒還元装置であり、機器搭載領域１２にはＳＣＲ反応器１７が収容されている。スペースに余裕があれば尿素タンク（またはアンモニアタンク）や尿素噴霧ポンプ（またはアンモニア噴霧ポンプ）など反応器以外の関連機器が機器搭載領域１２に収容されてもよい。一方、排気ガス浄化装置が排気ガス再循環装置である場合には、機器搭載領域１２に設けられる機器は、排ガス中のＰＭやＳＯXを除去するための水処理装置や中和剤（水酸化ナトリウムなど）タンクなどである。いずれの場合であっても、これらの機器は排気管１６に近接して設けられ、開口１５の過給機１３側の縁部に沿って設けられる。
　本実施形態において排気ガス浄化装置は選択触媒還元装置であり、アンモニアを直接排気ガスに注入するか、尿素を排気ガス中に注入し、尿素がアンモニアに分解されることにより、排気ガスとアンモニアの混合ガスがＳＣＲ反応器１７に導かれる。ＳＣＲ反応器１７には触媒が内蔵されており、アンモニアと排気ガスの混合ガスが通過することにより、排気ガス中のＮＯXとアンモニアが反応して窒素と水蒸気に分解する。すなわちＳＣＲ反応器１７は触媒を内蔵するために大型であり、機器搭載領域１２はＳＣＲ反応器１７を収容するのに十分な容積を有している。また機器搭載領域１２は、排気ガス再循環装置の水処理装置および中和剤タンクを収容するためにも十分な容積を有している。
　本実施形態の機関室構造を有するばら積み貨物船は、ＮＯX３次規制が適用される海域を航行しない場合、機器搭載領域１２に排気ガス浄化装置を配置する必要はないが、３次規制が適用される海域を航行することになった場合、その航行に先立ち、機器搭載領域１２にＳＣＲ反応器１７または水処理装置および中和剤タンクが搭載される。このようなレトロフィットを実施するため、機器搭載領域１２の貨物艙２０側の隔壁３０に機器搭載のための搬入用開口３７を形成すればよい。すなわちＳＣＲ反応器１７または水処理装置および中和剤タンクは貨物艙２０側から搬入用開口３７を介して機器搭載領域１２に搬入される。隔壁３０は機器搭載領域１２と貨物艙２０の境界部分であり、燃料タンク３１を区画する壁部のように燃料に接触する部分ではないので、搬入用開口３７を形成する作業、および機器を搬入用開口３７から搬入する作業は容易である。
　機関室１０の上部には居住区、エンジンケーシング、煙室などの上部構造物があり、ばら積み貨物船であれば機関室１０の後方には操舵機室５０が設けられる。また機関室１０の側方には燃料タンク３１、３４が設けられる。したがって特にレトロフィットを実施する場合には機関室１０に対してＳＣＲ反応器１７等の機器を搬入することは困難である。しかし本実施形態では、機器搭載領域１２を貨物艙２０に隣接する部分に設けたので、ＳＣＲ反応器１７等の大型の機器を容易に搬入することができる。
　ＳＣＲには、過給機１３の前に設置される高圧ＳＣＲと過給機１３の後に設置される低圧ＳＣＲがあるが、いずれにおいても主機１１の過給機１３および排気管１６の近くに配置することにより配管を短くすることができる。一方排気ガス浄化装置がＥＧＲである場合、水処理装置および中和剤タンクが機器収容領域１２に搭載されるが、この水処理装置および中和剤タンクも過給機１３および排気管１６の近くに配置されるので配管を短くすることができる。
　以上のように本実施形態によれば、レトロフィットが容易になり、ＮＯX３次規制に適用していない船舶であっても簡単に適用できるように改造することができる。またＮＯX３次規制のための機器を搭載する際に主機１１の過給機１３および排気管１６の近くに配置できるので、配管をできるだけ短くすることができ、排気ガス浄化のための構成を単純にし、レトロフィットにかかる費用を安く抑えることができる。
　第１実施形態は、貨物艙を機関室の直前の船首側に有し、主機過給機が右舷側に配置されるばら積み貨物船の機関室に本発明を適用した例であるが、本発明はコンテナ船等、以下に説明する種々の船舶に適用することができる。
　図２は本発明の第２実施形態を適用した貨物船の機関室１０を示し、貨物艙２０は船首側に設けられ、主機１１の過給機１３および排気管１６は左舷側に配置されている。図３は本発明の第３実施形態を適用した貨物船の機関室１０を示し、貨物艙２０は船尾側に設けられ、主機１１の過給機１３は左舷側に配置されている。図４は本発明の第４実施形態を適用した貨物船の機関室１０を示し、貨物艙２０は船尾側に設けられ、主機１１の過給機１３は船尾側に配置されている。図５は本発明の第５実施形態を適用した貨物船の機関室１０を示す。この貨物船は２軸船であり、貨物艙２０は船首側に設けられている。図６は本発明の第６実施形態を適用した貨物船の機関室１０を示す。この貨物船は３軸船であり、貨物艙２０を船首側と船尾側に有している。
　また本発明の機関室構造は新造船にも応用可能であり、機器搭載領域１２に搭載されたＳＣＲ反応器１７等の機器が故障などによって交換する必要が生じた場合であっても、貨物艙２０と機器搭載領域１２を区画する隔壁３０に形成した開口３７を介して容易に交換することができる。
　１０　機関室
　１１　主機
　１２　機器搭載領域
　１３　過給機
　１７　ＳＣＲ反応器
　２０　貨物艙
　３０　隔壁

Claims (7)

  1. 　機関室内に主機が配置され、前記機関室と貨物艙が船体中心線に直交する隔壁によって区画された船舶であって、
    　前記機関室内の前記主機の側方であって船首側または船尾側に、前記隔壁を介して前記貨物艙に隣接し、排気ガス浄化装置の一部を構成する機器を配置するための機器搭載領域が設けられることを特徴とする船舶の機関室構造。
  2. 　前記機器搭載領域が前記主機の過給機側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の船舶の機関室構造。
  3. 　前記機器搭載領域が二重底と上甲板の間に位置する中間デッキに設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶の機関室構造。
  4. 　前記主機が前記二重底の上面に設置されるとともに、前記中間デッキの前記主機に対応した位置に開口が形成され、前記機器搭載領域が前記開口の縁部に沿って設けられることを特徴とする請求項３に記載の船舶の機関室構造。
  5. 　前記排気ガス浄化装置が選択触媒還元装置であり、前記機器がＳＣＲ反応器であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の船舶の機関室構造。
  6. 　前記排気ガス浄化装置が排気ガス再循環装置であり、前記機器が水処理装置および中和剤タンクであることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の船舶の機関室構造。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の船舶の機関室構造を備えたことを特徴とする貨物船。
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