WO2018139023A1 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

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WO2018139023A1
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exhaust gas
catalyst
exhaust
backflow prevention
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亮太 小林
俊次 濱岡
井上　剛
横山　哲也
義典 福井
成太 秋本
健矢 大西
一貴 平井
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ヤンマー株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention mainly relates to an exhaust gas purification device that purifies nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas.
  • NOx nitrogen oxide
  • exhaust gas purification apparatuses that purify NOx contained in exhaust gas using selective catalytic reduction (SCR) are known.
  • This type of exhaust gas purification device includes a catalyst (hereinafter referred to as an SCR catalyst) used in selective catalytic reduction. NOx contained in the exhaust gas is reduced by touching the SCR catalyst, and changes into nitrogen and water. Thereby, the amount of NOx emission can be suppressed.
  • Patent Document 1 discloses an exhaust gas purification device that performs this type of selective catalytic reduction.
  • a main path where the SCR catalyst is arranged a bypass path that bypasses the main path, a path switching unit that switches whether the exhaust gas flows through the main path or the bypass path, Is provided.
  • the exhaust gas purifying apparatus includes a casing in which a part of the main path and a part of the bypass path are formed.
  • the main path and the bypass path merge on the exhaust downstream side.
  • Patent Document 1 a part of the exhaust gas flowing through the bypass path may flow back to the main path from the junction of the main path (catalyst path) and the bypass path.
  • the SCR catalyst may be deteriorated.
  • a backflow of exhaust gas may easily occur.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is an exhaust gas purification apparatus including a casing in which a catalyst path and a bypass path are formed.
  • An object of the present invention is to provide a configuration capable of preventing backflow.
  • an exhaust gas purification device having the following configuration. That is, this exhaust gas purifying device is a catalyst for selectively reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas, which is a first exhaust path through which exhaust gas of an engine mounted on a ship flows, and a path branched from the first exhaust path. A bypass path that bypasses the catalyst path and that branches from the first exhaust path, and a second exhaust path that is a path where the catalyst path and the bypass path merge on the exhaust downstream side. Composed.
  • the exhaust gas purification device includes a casing, an SCR catalyst, and a backflow prevention unit. At least a part of the catalyst path and at least a part of the bypass path are formed in the casing.
  • the SCR catalyst is disposed in the catalyst path, and selectively reduces nitrogen oxides contained in exhaust gas flowing through the catalyst path.
  • the backflow prevention unit prevents backflow of exhaust gas from the second exhaust path to the catalyst path.
  • this exhaust gas purification device has the following configuration. That is, this exhaust gas purification device includes a first backflow prevention unit and a second backflow prevention unit as the backflow prevention unit.
  • the second backflow prevention unit is disposed between the SCR catalyst and the first backflow prevention unit, and prevents backflow of exhaust gas.
  • the exhaust gas purification device has the following configuration. That is, the casing includes an inner wall part that partitions the catalyst path and the bypass path, and a catalyst outer wall part that partitions the catalyst path and the outside. At least one of the first backflow prevention portion and the second backflow prevention portion is disposed so as to connect the inner wall portion and the catalyst outer wall portion, and an opening is formed in a part thereof, and the catalyst outer wall The opening ratio on the part side is smaller than the opening ratio on the inner wall side.
  • the exhaust gas purification device has the following configuration. That is, this exhaust gas purification device is disposed on the exhaust upstream side of the SCR catalyst in the catalyst path, and the reducing agent used for selective reduction of nitrogen oxides contained in the exhaust gas is exhausted downstream with the compressed air.
  • a reducing agent injection unit that injects the fuel toward the side is provided. The reducing agent injection unit injects compressed air when the exhaust gas passes through either the catalyst path or the bypass path.
  • At least one of the first backflow prevention unit and the second backflow prevention unit is a backflow prevention catalyst.
  • At least one of the first backflow prevention unit and the second backflow prevention unit is disposed in the catalyst path and has a flow passage cross-sectional area of the exhaust gas that has passed through the SCR catalyst. It is preferable that the pipe in the catalyst path be made smaller.
  • the exhaust gas purification device has the following configuration. That is, a path connection opening for connecting the bypass path and the catalyst path to form the second exhaust path is formed in the bypass path.
  • the backflow prevention portion is formed at least at the edge of the exhaust path upstream of the path connection opening, and the backflow that guides the exhaust gas so that the exhaust gas flowing through the bypass path does not enter the path connection opening. It is a prevention guide part.
  • the backflow prevention unit is disposed on the exhaust downstream side of the SCR catalyst in the catalyst path, and the backflow of exhaust gas from the second exhaust path to the catalyst path is prevented. It is preferable that it is a compressed air injection part which injects the compressed air to prevent to the exhaust downstream side.
  • the exhaust gas purification device has the following configuration. That is, the backflow prevention part is formed at the end of the bypass path on the exhaust downstream side, and is a reduced diameter part for preventing the backflow of exhaust gas from the second exhaust path to the catalyst path.
  • the flow path cross-sectional area of the exhaust downstream side end of the reduced diameter portion is smaller than the flow path cross sectional area of the exhaust upstream side end of the reduced diameter portion.
  • the exhaust gas purification device has the following configuration.
  • the backflow prevention unit is disposed at the exhaust downstream side end of the catalyst path and the bypass path, and a double flow for preventing the backflow of exhaust gas from the second exhaust path to the catalyst path. It is a tube.
  • the catalyst path is an inner pipe
  • the bypass path is an outer pipe covering the outside of the inner pipe.
  • the exhaust gas flowing through the bypass path cannot reach the catalyst path unless the course is changed significantly, and therefore, the back flow of the exhaust gas can be prevented.
  • the bypass path is the outer pipe. It is possible to more reliably prevent the exhaust gas from flowing backward from the bypass path to the catalyst path.
  • the exhaust gas purification device has the following configuration.
  • the backflow prevention unit is disposed at the exhaust downstream side end of the catalyst path and the bypass path, and a double flow for preventing the backflow of exhaust gas from the second exhaust path to the catalyst path. It is a tube.
  • the bypass path is an inner pipe
  • the catalyst path is an outer pipe covering the outside of the inner pipe.
  • the exhaust gas purification device has the following configuration. That is, the casing includes an inner wall part that partitions the catalyst path and the bypass path, and a catalyst outer wall part that partitions the catalyst path and the outside.
  • the backflow prevention part is disposed so as to connect the inner wall part and the catalyst outer wall part and has an opening partly formed, and at least a part of the opening part is an end part on the exhaust downstream side. Is smaller than the opening area of the end portion on the exhaust upstream side.
  • the exhaust gas purification device it is preferable to provide three or more backflow prevention units.
  • the SCR catalyst cannot be reached unless it passes through another plurality of backflow prevention units. Therefore, the deterioration of the SCR catalyst due to the backflow of exhaust gas can be suppressed more reliably.
  • 1 is an external view of an exhaust gas purification device according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic side view of the ship 1.
  • terms describing the positional relationship, size, shape, etc. are not limited to a configuration in which the meaning of the term is completely established, but also a configuration in which the meaning of the term is substantially established. Shall point to.
  • the ship 1 includes an engine room 2, a funnel 3 that discharges exhaust gas generated in the engine room 2 to the outside, a propulsion device 6 that generates a propulsive force for moving the ship 1, Is provided.
  • the engine room 2 is provided inside the hull of the ship 1.
  • a propulsion engine 4 a speed reducer 5, a power generation engine 8, and a power generation device 9 are arranged.
  • the propulsion engine 4 is a diesel engine that generates a driving force for moving the ship 1.
  • the driving force generated by the propulsion engine 4 is transmitted to the propulsion device 6 (specifically, the rotation shaft of the screw) after being decelerated to a predetermined rotational speed by the speed reducer 5.
  • the power generation engine 8 is a diesel engine that generates a driving force for generating power on the ship.
  • the power generation device 9 generates power using the driving force generated by the power generation engine 8.
  • the exhaust gas generated by the power generation engine 8 is discharged to the outside from the funnel 3 through the exhaust path 50.
  • an exhaust gas purification device 100 is provided in the exhaust path 50.
  • the exhaust gas purification device 100 can purify NOx contained in the exhaust gas generated by the power generation engine 8 by selective catalytic reduction.
  • the exhaust path 50 is provided for each power generation engine 8, but the plurality of power generation engines 8 may include a common exhaust path 50.
  • the exhaust gas purification device 100 described below is connected to the power generation engine 8
  • the exhaust gas purification device connected to the propulsion engine 4 also adopts the same configuration as the exhaust gas purification device 100. be able to.
  • FIG. 2 is an external view of the exhaust gas purification device 100.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the casing 10 and the vicinity thereof.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the vicinity of the joining point of the catalyst path 52 and the bypass path 53.
  • exhaust upstream side the upstream side of the flow until exhaust gas generated by the power generation engine 8 is discharged to the outside (excluding the backflow of exhaust gas) is referred to as “exhaust upstream side”.
  • the downstream side of the flow is referred to as “exhaust downstream side”.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 is provided with a first exhaust path 51, a catalyst path 52 and a bypass path 53, and a second exhaust path 54 in order from the exhaust upstream side. ing.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 can switch between a configuration in which exhaust gas generated in the power generation engine 8 is exhausted by performing selective catalyst reduction and a configuration in which exhaust gas is exhausted without performing selective catalyst reduction.
  • selective catalytic reduction is performed in the exhaust gas purification device 100, exhaust gas generated in the power generation engine 8 flows in the order of the first exhaust path 51, the catalyst path 52, and the second exhaust path 54.
  • the exhaust gas generated in the power generation engine 8 flows in the order of the first exhaust path 51, the bypass path 53, and the second exhaust path 54.
  • each path will be specifically described.
  • the first exhaust path 51 is a path through which exhaust gas generated by the power generation engine 8 flows.
  • the first exhaust path 51 is a path through which exhaust gas flows both when the exhaust gas purification apparatus 100 performs selective catalytic reduction and when it does not.
  • the first exhaust path 51 branches into a catalyst path 52 and a bypass path 53 at an end portion on the exhaust downstream side.
  • the first exhaust path 51 is configured by a first exhaust pipe 61.
  • the catalyst path 52 is a path through which exhaust gas flows when selective catalyst reduction is performed in the exhaust gas purification apparatus 100, and is a path through which exhaust gas does not flow when selective catalyst reduction is not performed.
  • the catalyst path 52 includes a catalyst path pipe 62 and a part of the casing 10 (details will be described later).
  • the catalyst path 52 has a catalyst path valve 21, a urea water injection section (reducing agent injection section) 23, an exhaust mixer 24, and a first SCR in order from the exhaust upstream side.
  • a catalyst (SCR catalyst) 25 and a second SCR catalyst (SCR catalyst) 26 are arranged.
  • the catalyst path valve 21 is arranged in the catalyst path pipe 62 (specifically, the exhaust upstream end of the catalyst path pipe 62).
  • the catalyst path valve 21 is configured to be switchable between a state where the catalyst path pipe 62 is closed and no exhaust gas flows (closed state) and a state where the catalyst path pipe 62 is opened and the exhaust gas flows (open state). Has been.
  • the catalyst path valve 21 is switched between these states when a valve operating actuator is operated by a signal from a control unit (not shown).
  • the catalyst path valve 21 is controlled to be in an open state, and when the selective catalyst reduction is not performed in the exhaust gas purification apparatus 100, the catalyst path valve 21 is in a closed state. To be controlled.
  • the urea water injection unit 23 is disposed in the catalyst path pipe 62.
  • the urea water injection unit 23 is configured to be able to inject urea water as a reducing agent toward the exhaust downstream side together with compressed air.
  • the urea water injection unit 23 can inject only compressed air.
  • Urea contained in the urea water is thermally decomposed and hydrolyzed to ammonia by being exposed to high-temperature exhaust gas (see the following reaction formulas (1) and (2)).
  • the exhaust mixer 24 is disposed in the catalyst path pipe 62 (specifically, the exhaust downstream side end of the catalyst path pipe 62).
  • the exhaust mixer 24 mixes the exhaust gas and the urea water by generating a swirling flow around the direction in which the exhaust gas flows with respect to the mixture of the exhaust gas and the urea water.
  • the flow path cross-sectional area of the portion of the casing 10 where the catalyst path 52 is formed is larger than the flow path cross-sectional area of the catalyst path pipe 62.
  • the swirl flow is generated in the exhaust gas by the exhaust mixer 24 as described above, the exhaust gas spreads radially outward, and thus reaches the radial end of the portion of the casing 10 where the catalyst path 52 is formed. Exhaust gas flows.
  • the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 are disposed in the casing 10.
  • the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 are catalysts used in selective catalytic reduction, and are specifically composed of a material such as zeolite or ceramic that adsorbs ammonia.
  • the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 have a honeycomb structure composed of porous wall portions. Ammonia generated by the urea water injection unit 23 injecting the urea water is adsorbed by the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26. NOx contained in the exhaust gas is reduced by touching the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 that have adsorbed ammonia, and changes into nitrogen and water (see the following reaction formula (3)).
  • the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 also have a function of preventing ammonia from being discharged to the outside when excessive ammonia is generated (see the following reaction formula (4)).
  • the bypass path 53 is a path through which exhaust gas flows (bypasses the catalyst path 52) instead of the catalyst path 52 when the selective catalyst reduction is not performed in the exhaust gas purification device 100, and when the selective catalyst reduction is performed, the exhaust gas. Is a route that does not flow.
  • the catalyst path 52 includes a bypass path pipe 63 and a part of the casing 10 (details will be described later). As shown in FIGS. 2 and 3, the bypass route valve 22 is disposed in the bypass route pipe 63.
  • the bypass path valve 22 is disposed in a bypass path pipe 63 (specifically, an end of the bypass path pipe 63 on the exhaust upstream side).
  • the bypass path valve 22 is configured to be switchable between a state where the bypass path pipe 63 is closed and no exhaust gas flows (closed state) and a state where the bypass path pipe 63 is opened and the exhaust gas flows (open state). Has been.
  • the bypass path valve 22 is switched between these states when a valve operating actuator is operated by a signal from a control unit (not shown).
  • the bypass path valve 22 is controlled to be closed, and when the selective catalyst reduction is not performed in the exhaust gas purification apparatus 100, the bypass path valve 22 is opened. To be controlled.
  • the second exhaust path 54 is a path where the catalyst path 52 and the bypass path 53 merge on the exhaust downstream side. Therefore, the second exhaust path 54 is a path through which the exhaust gas flows both when the exhaust gas purification apparatus 100 performs selective catalytic reduction and when it does not.
  • the catalyst path 52 joins so as to be connected to the bypass path 53, but a configuration may be adopted in which the bypass path 53 joins so as to be connected to the catalyst path 52.
  • the exhaust gas that has passed through the second exhaust path 54 is discharged to the outside through the funnel 3 described above.
  • the second exhaust path 54 is configured by a second exhaust pipe 64.
  • the first exhaust path 51 to the second exhaust path 54 may be formed using members other than those described above.
  • the casing 10 includes a catalyst outer wall portion 11, a bypass outer wall portion 12, and an inner wall portion 13.
  • the catalyst outer wall portion 11 constitutes the outer wall of the casing 10 and partitions the catalyst path 52 and the outside (portions other than the exhaust path 50).
  • the catalyst outer wall portion 11 includes a main outer wall portion 11a and a connection outer wall portion 11b.
  • the main outer wall portion 11 a is a portion formed so as to be substantially parallel to the inner wall portion 13 and along the longitudinal direction of the catalyst path pipe 62.
  • the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 are disposed in the portion where the main outer wall portion 11a is formed.
  • connection outer wall portion 11 b is a portion inclined toward the bypass path 53 in order to bring the catalyst path 52 closer to the bypass path 53.
  • the bypass outer wall portion 12 constitutes the outer wall of the casing 10 and partitions the bypass path 53 and the outside (portions other than the exhaust path 50).
  • the inner wall portion 13 is a wall portion formed inside the casing 10 and partitions the catalyst path 52 and the bypass path 53.
  • the catalyst path 52 includes a path formed by the main outer wall portion 11a and the inner wall portion 13 (substantially straight path) and a path formed only by the connection outer wall portion 11b (bent or curved path). , Including.
  • the bypass path 53 includes a path (substantially linear path) formed by the bypass outer wall portion 12 and the inner wall portion 13.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the vicinity of the joining point of the catalyst path 52 and the bypass path 53.
  • the exhaust gas When the exhaust gas passes through the bypass path, a part of the exhaust gas may flow backward from the second exhaust path 54 to the catalyst path 52 as indicated by a chain line in FIG.
  • the backflow of the exhaust gas is generated at a high rate along the connection outer wall portion 11b, but may also occur so as to pass inside the connection outer wall portion 11b.
  • the exhaust gas containing a sulfur component or a product derived therefrom comes into contact with the first SCR catalyst 25, the second SCR catalyst 26, etc., so the first SCR catalyst 25, the second SCR catalyst 26, etc. deteriorate. Yes (sulfur poisoning).
  • first backflow prevention plate (first backflow prevention portion) 31, a second backflow prevention plate (second backflow prevention portion) 32 as a backflow prevention portion for preventing the backflow of the exhaust gas, Is arranged.
  • the first backflow prevention plate 31 and the second backflow prevention plate 32 are porous plate materials (punching metal) in which a plurality of openings are formed.
  • the first backflow prevention plate 31 is disposed so as to connect the exhaust downstream end of the connection outer wall 11b and the exhaust downstream end of the inner wall 13. Note that the end portion on the exhaust downstream side of the connection outer wall portion 11 b can also be expressed as between the connection outer wall portion 11 b and the second exhaust pipe 64.
  • the first backflow prevention plate 31 is disposed between the second exhaust path 54 and the first SCR catalyst 25 (second SCR catalyst 26). Further, the first backflow prevention plate 31 is formed so as to cover the entire boundary (path connection opening) between the catalyst path 52 and the second exhaust path 54.
  • the first backflow prevention plate 31 has a plurality of openings 31a.
  • the opening 31 a is a through-hole having a circular cross section, and is uniformly formed throughout the first backflow prevention plate 31.
  • the exhaust gas flowing along the catalyst path 52 can pass through the opening 31 a of the first backflow prevention plate 31. Therefore, the right side of the first backflow prevention plate 31 in FIG. 3 corresponds to the second exhaust path 54 because the catalyst path 52 and the bypass path 53 merge.
  • the first backflow prevention plate 31 By disposing the first backflow prevention plate 31, a part of the exhaust gas that flows back from the second exhaust path 54 to the catalyst path 52 can be received, so that the backflow of the exhaust gas is prevented (the ratio of backflow is reduced). )be able to.
  • the second backflow prevention plate 32 is disposed so as to connect the end of the connection outer wall 11b on the exhaust upstream side and the end of the inner wall 13 on the exhaust downstream side.
  • the end of the connection outer wall 11b on the exhaust upstream side can also be expressed as the end of the main outer wall 11a on the exhaust downstream side or between the main outer wall 11a and the connection outer wall 11b.
  • the second backflow prevention plate 32 is disposed between the first backflow prevention plate 31 and the second SCR catalyst 26. Further, the second backflow prevention plate 32 is formed so as to cover the entire catalyst path 52 at the boundary between the main outer wall portion 11a and the connection outer wall portion 11b.
  • the second backflow prevention plate 32 is formed with a plurality of small diameter openings 32a and a plurality of large diameter openings 32b.
  • the small diameter opening 32 a is formed closer to the catalyst outer wall 11 than the center of the second backflow prevention plate 32.
  • the large-diameter opening 32 b is formed closer to the inner wall 13 than the center of the second backflow prevention plate 32.
  • the small diameter opening 32a and the large diameter opening 32b are through holes having a circular cross section.
  • the diameter of the small diameter opening 32a is smaller than the diameter of the large diameter opening 32b.
  • the small-diameter opening 32a and the large-diameter opening 32b have the same interval (pitch) between the openings. Accordingly, the opening ratio of the small-diameter opening 32a (the ratio of the open area per predetermined area (unit area)) is smaller than the opening ratio of the large-diameter opening 32b.
  • the backflow of the exhaust gas is likely to occur along the catalyst outer wall portion 11. Accordingly, by making the opening ratio of the second backflow prevention plate 32 on the catalyst outer wall portion 11 side smaller than that on the inner wall portion 13 side, it becomes easier to receive the backflowed exhaust gas, so that the backflow of exhaust gas can be prevented more reliably. Can do.
  • the opening ratio is varied by varying the diameter of the opening of the second backflow prevention plate 32.
  • the aperture ratio may be varied by varying the interval between the apertures (that is, the number of apertures per predetermined area). Moreover, you may vary both the diameter of an opening part, and the space
  • the second backflow prevention plate 32 has two opening ratios (small diameter opening 32a and large diameter opening 32b), but the opening ratio gradually changes (for example, the catalyst outer wall portion). 11 may be configured such that the aperture ratio gradually decreases as the distance approaches 11.
  • the opening ratio of the first backflow prevention plate 31 is constant, but the opening ratio on the side close to the catalyst outer wall portion 11 may be configured to be smaller than the other like the second backflow prevention plate 32. good. In this case, the opening ratio of only the first backflow prevention plate 31 may be made different, or the opening ratios of both the first backflow prevention plate 31 and the second backflow prevention plate 32 may be made different.
  • the location where the first backflow prevention plate 31 and the second backflow prevention plate 32 are disposed is arbitrary, and may be disposed at a position different from the location described above as long as it is downstream of the second SCR catalyst 26.
  • the middle part of the connection outer wall part 11b and the end part on the exhaust downstream side of the inner wall part 13 may be connected, or the middle part of the main outer wall part 11a and the inner wall part 13 may be connected to each other. You may do it.
  • the 1st backflow prevention board 31 and the 2nd backflow prevention board 32 are plate shape, if an opening part is formed, it can also be set as a shape (block shape) larger thickness than a general board
  • the urea gas injection unit 23 prevents the backflow of the exhaust gas in addition to the first backflow prevention plate 31 and the second backflow prevention plate 32.
  • the urea water injection unit 23 injects urea water and compressed air toward the exhaust downstream side when the exhaust gas flows through the catalyst path 52. Therefore, the compressed air injected by the urea water injection unit 23 generates a flow from the catalyst path 52 toward the second exhaust path 54. Therefore, since this flow can prevent the backflow of the exhaust gas, in this embodiment, even when the exhaust gas flows through the bypass path 53, the urea water injection unit 23 injects the compressed air.
  • selective reduction by the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 is not performed, so that urea water injection is unnecessary. Therefore, the urea water injection unit 23 injects only compressed air.
  • the flow rate (injection flow rate) of the compressed air injected by the urea water injection unit 23 when the exhaust gas flows through the bypass path 53 is the same as that when the exhaust gas flows through the catalyst path 52. It is larger than the injection flow rate of the urea water injection unit 23. Thereby, the backflow of exhaust gas can be prevented more reliably.
  • the injection flow rate may be the same when exhaust gas flows through the catalyst path 52 and when it flows through the bypass path 53. Further, the injection flow rate may be larger when the exhaust gas flows through the catalyst path 52 than when the exhaust gas flows through the bypass path 53.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the casing 10 according to the second embodiment and the vicinity thereof.
  • the same or similar members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description may be omitted.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 of the second embodiment is configured to provide a backflow prevention catalyst (backflow prevention unit) 33 instead of the second backflow prevention plate 32 of the first embodiment.
  • the backflow prevention catalyst 33 has the same configuration as the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26. Therefore, since the backflow prevention catalyst 33 has a honeycomb structure, it is possible to prevent the backflow of exhaust gas as in the first backflow prevention plate 31 and the like. Note that the backflow prevention catalyst 33 is disposed not for reducing NOx but for preventing backflow of exhaust gas, and thus may be deteriorated by the backflowed exhaust gas. Therefore, for example, when obtaining the NOx emission amount by calculation, the catalyst capacity of the backflow prevention catalyst 33 is not taken into account.
  • the backflow prevention catalyst 33 is the same material and shape as the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26, but may be a different material or shape. Further, since the backflow prevention catalyst 33 uses what is generally used as a catalyst for preventing the backflow of exhaust gas, it does not have a function as a catalyst for exhaust gas. Also good.
  • the backflow prevention catalyst 33 is used as the second backflow prevention unit, but the backflow prevention catalyst 33 may be used as the first backflow prevention unit. In this case, a punching metal or the like as the second backflow prevention unit is disposed on the exhaust upstream side of the backflow prevention catalyst 33.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the casing 10 of the sixth embodiment and the vicinity thereof.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 of the third embodiment is configured to provide a catalyst path piping (backflow prevention unit) 34 instead of the second backflow prevention plate 32 of the first embodiment.
  • the catalyst passage internal pipe 34 includes a closing plate 34a and a pipe part 34b.
  • the closing plate 34a closes the catalyst path 52 at the end of the main outer wall 11a on the exhaust downstream side.
  • the piping portion 34b is a piping provided so as to protrude from the substantially center of the closing plate 34a (a position avoiding the end on the connection outer wall portion 11b side) to the exhaust downstream side.
  • the flow path cross-sectional area of the catalyst path 52 becomes small, so that backflow of exhaust gas can be prevented.
  • the piping part 34b is formed at a position avoiding the end on the connection outer wall part 11b side where the backflow of the exhaust gas is likely to occur, the backflow of the exhaust gas can be prevented more reliably.
  • the piping part 34b protrudes to the exhaust downstream side, it is possible to prevent, for example, exhaust gas flowing backward along the closing plate 34a from flowing to the second SCR catalyst 26 side.
  • the catalyst path piping 34 is used as the second backflow prevention unit, but the catalyst path piping 34 may be used as the first backflow prevention unit.
  • a punching metal or the like as a second backflow prevention unit is disposed on the exhaust upstream side of the catalyst path piping 34.
  • FIG. 7A is a side sectional view of the casing 10 on the side where the catalyst path 52 and the bypass path 53 are formed.
  • FIG. 7B is a side cross-sectional view of the casing 10 on the side where the bypass path 53 is formed.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in the catalyst path 52 and the bypass path 53.
  • the backflow of exhaust gas is prevented by using a backflow prevention guide portion (backflow prevention portion) 36 instead of the first backflow prevention plate 31 of the first embodiment.
  • a path connection opening 53 a is formed in the bypass path 53.
  • the catalyst path 52 and the bypass path 53 are merged by the path connection opening 53a to form a second exhaust path 54.
  • the path connection opening 53a is formed at a position avoiding the radial end of the bypass path 53, as shown in FIG.
  • the backflow prevention guide portion 36 is disposed at the edge portion of the path connection opening 53a (specifically, the edge portion other than the end portion on the exhaust downstream side).
  • the backflow prevention guide part 36 includes a branch part 36a and a guide part 36b.
  • the branch portion 36a is a portion constituting an end portion on the exhaust upstream side, and is formed in a tapered shape in which the interval becomes wider as it approaches the exhaust downstream side.
  • the branch part 36 a can branch the exhaust gas flowing through the bypass path 53.
  • the guide portion 36b is a portion that is connected to the end portion of the branch portion 36a on the exhaust downstream side and extends in parallel with the longitudinal direction of the second exhaust pipe 64 and the like. The guide part 36b prevents the exhaust gas branched by the branch part 36a from flowing back into the path connection opening 53a.
  • the exhaust gas flowing through the bypass path 53 does not flow into the catalyst path 52 unless the course is changed significantly (about 180 degrees). Further, since the path connection opening 53a is formed at a position avoiding the radial end, the exhaust gas does not flow into the catalyst path 52 along the outer wall. Therefore, the backflow of exhaust gas can be prevented more reliably.
  • the backflow prevention guide unit 36 is used as the second backflow prevention unit, but the backflow prevention guide unit 36 may be used as the first backflow prevention unit. Further, the backflow prevention guide portion 36 may be used alone (without other backflow prevention portions).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the casing 10 of the fifth embodiment and the vicinity thereof.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 of the fifth embodiment differs from that of the first embodiment in that the catalyst outer wall portion 11 is not directly connected to the second exhaust pipe 64 but is connected via the connection pipe 65. Different. Note that the connection pipe 65 is a part of the catalyst path 52 because the exhaust gas that has passed through the catalyst path passes therethrough. Moreover, the exhaust gas purification apparatus 100 of 5th Embodiment is the structure which provides the compressed air injection part (backflow prevention part) 37 instead of the 1st backflow prevention board 31 of 1st Embodiment.
  • the compressed air injection unit 37 is disposed on the connection pipe 65 (that is, on the exhaust gas downstream side of the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 in the catalyst path 52).
  • the compressed air injection unit 37 injects compressed air for preventing the backflow of exhaust gas from the second exhaust path 54 to the catalyst path 52 to the exhaust downstream side.
  • the compressed air injection part 37 injects compressed air so that it may spread radially.
  • connection pipe 65 Furthermore, by connecting to the second exhaust pipe 64 via the connection pipe 65, the flow path cross-sectional area of the catalyst path 52 can be reduced, so that the compressed air injected by the compressed air injection section 37 acts effectively. Therefore, the backflow of exhaust gas can be prevented more reliably.
  • the compressed air injection unit 37 is used as the first backflow prevention unit, but the compressed air injection unit 37 may be used as the second backflow prevention unit. Moreover, you may use the compressed air injection part 37 independently (without providing another backflow prevention part). Moreover, you may arrange
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the casing 10 of the sixth embodiment and the vicinity thereof.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 of the sixth embodiment is configured to provide a reduced diameter portion (backflow prevention portion) 38 instead of the first backflow prevention plate 31 of the first embodiment.
  • the reduced diameter portion 38 is disposed at the end of the bypass path 53 on the exhaust downstream side.
  • the reduced diameter portion 38 has a tapered shape in which the flow path cross-sectional area gradually decreases as it approaches the exhaust downstream side.
  • the reduced diameter portion 38 is used as the first backflow prevention portion, but the reduced diameter portion 38 may be used as the second backflow prevention portion.
  • the reduced diameter portion 38 may be used alone (without other backflow prevention portions).
  • the reduced diameter portion 38 is not limited to a tapered shape, and may be a stepped shape. That is, the flow path cross-sectional area at the end of the reduced diameter portion 38 on the exhaust downstream side only needs to be smaller than the flow path cross-sectional area at the end on the exhaust upstream side, and how it becomes smaller is arbitrary.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view of the vicinity of the casing 10 in a direction perpendicular to the flow of exhaust gas
  • FIG. 10B shows a double pipe (backflow prevention unit) 39 along the flow of exhaust gas
  • FIG. 11 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 10A) as viewed in a direction.
  • the exhaust gas purification apparatus 100 of the seventh embodiment is configured to provide a double pipe 39 instead of the first backflow prevention plate 31 of the first embodiment.
  • the double pipe 39 is disposed at the exhaust downstream end of the catalyst path 52 and the bypass path 53.
  • the double tube 39 includes an inner tube 39a and an outer tube 39b.
  • the inner pipe 39a is disposed on the exhaust downstream side of the catalyst path 52 formed by the catalyst outer wall portion 11, the inner wall portion 13, and the like. Therefore, the inner tube 39a is a part of the catalyst path 52.
  • the outer tube 39b is configured to cover the outer side of the inner tube 39a.
  • the outer tube 39b is disposed on the exhaust downstream side of the bypass passage 53 configured by the bypass outer wall portion 12, the inner wall portion 13, and the like. Therefore, the outer tube 39 b is the bypass path 53.
  • the inner tube 39a is shorter than the outer tube 39b. Therefore, the catalyst path 52 and the bypass path 53 merge at the exhaust downstream end of the inner pipe 39a to form the second exhaust path 54.
  • the double tube 39 is used as the first backflow prevention unit, but the double tube 39 may be used as the second backflow prevention unit. Alternatively, the double tube 39 may be used alone (without other backflow prevention units).
  • the bypass path 53 is uniformly formed outside the inner tube 39a. The position of the axis 39b does not have to coincide.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view of the vicinity of the casing 10 in a direction perpendicular to the flow of exhaust gas
  • FIG. 11B shows a double pipe (backflow prevention unit) 39 along the flow of exhaust gas
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the direction (AA cross-sectional view of FIG. 11A).
  • the exhaust gas purification apparatus 100 of the eighth embodiment has a configuration in which a double pipe 39 is provided, as in the seventh embodiment.
  • the inner pipe 39 c of the double pipe 39 is the bypass path 53 and the outer pipe 39 d is the catalyst path 52.
  • the inner pipe 39c is disposed on the exhaust downstream side of the bypass passage 53 configured by the bypass outer wall portion 12, the inner wall portion 13, and the like.
  • the outer tube 39d is disposed on the exhaust downstream side of the catalyst path 52 formed by the catalyst outer wall portion 11 and the inner wall portion 13.
  • the inner tube 39c is shorter than the outer tube 39d. Therefore, the catalyst path 52 and the bypass path 53 merge at the exhaust downstream end of the inner pipe 39c to form the second exhaust path 54. With this configuration, the exhaust gas flowing through the inner pipe 39c (bypass path 53) does not flow into the outer pipe 39d (catalyst path 52) unless the course is changed significantly (about 180 degrees).
  • the double tube 39 is used as the first backflow prevention unit, but the double tube 39 may be used as the second backflow prevention unit. Alternatively, the double tube 39 may be used alone (without other backflow prevention units). Further, in the eighth embodiment, since the positions of the axes of the inner tube 39c and the outer tube 39d do not coincide with each other, the catalyst path 52 is formed unevenly outside the inner tube 39c. The position of the axis of the tube 39d may coincide.
  • FIG. 12A is a perspective view of the first backflow prevention unit 311 of the ninth embodiment.
  • FIG. 12B is an enlarged cross-sectional view of the first backflow prevention unit 311.
  • the exhaust gas purifying device 100 of the ninth embodiment is configured to provide a first backflow prevention unit 311 instead of the first backflow prevention plate 31 of the first embodiment. Similar to the first backflow prevention plate 31, the first backflow prevention unit 311 is disposed so as to connect the end of the connection outer wall 11 b on the exhaust downstream side and the end of the inner wall 13 on the exhaust downstream side. ing.
  • the first backflow prevention unit 311 includes a base plate 311a.
  • the base plate 311a is formed with a plurality of protruding portions 311b protruding from the base plate 311a to the exhaust downstream side (one in the normal direction of the base plate 311a).
  • the protrusion 311b is a tapered cylindrical member, and has a reduced diameter opening (opening) 311c.
  • the reduced diameter opening 311c has an opening area at the end on the exhaust downstream side smaller than an opening area at the end on the exhaust upstream side.
  • the first backflow prevention unit 311 can prevent the backflow of the exhaust gas while passing the exhaust gas that has passed through the catalyst path to the exhaust downstream side. Further, since the protruding portion 311b is formed so as to protrude to the exhaust downstream side, it is possible to prevent the exhaust gas transmitted through the base plate 311a from entering the reduced diameter opening portion 311c toward the second SCR catalyst 26 (reverse flow). .
  • the first backflow prevention unit 311 of the ninth embodiment is a first backflow prevention unit, but a similar configuration may be used as the second backflow prevention unit. Moreover, you may use the 1st backflow prevention part 311 independently (without providing another backflow prevention part). Further, by increasing the thickness of the base plate 311a, the reduced diameter opening 311c can be formed while omitting the protruding portion 311b. In this case, since it is not necessary to form the protrusion 311b, the manufacturing cost of the first backflow prevention unit 311 can be reduced. Note that all the openings formed in the first backflow prevention unit 311 may not be the reduced-diameter opening 311c (the diameters of some of the openings may be constant).
  • the exhaust gas purification apparatus 100 is a first exhaust path 51 through which the exhaust gas of the power generation engine 8 mounted on the ship 1 flows, and a path branched from the first exhaust path 51.
  • a catalyst path 52 that selectively reduces the contained NOx
  • a bypass path 53 that branches from the first exhaust path 51 and bypasses the catalyst path 52
  • the exhaust gas purification apparatus 100 includes a casing 10, an SCR catalyst (first SCR catalyst 25 and second SCR catalyst 26), and two backflow prevention portions (a first backflow prevention plate 31, a second backflow prevention plate 32, and the like).
  • At least a part of the catalyst path 52 and at least a part of the bypass path 53 are formed in the casing 10.
  • the SCR catalyst is disposed in the catalyst path 52 and selectively reduces NOx contained in the exhaust gas flowing through the catalyst path 52.
  • the first backflow prevention unit prevents the backflow of exhaust gas from the second exhaust path 54 to the catalyst path 52.
  • the second backflow prevention unit is disposed between the SCR catalyst and the first backflow prevention unit, and prevents the backflow of the exhaust gas.
  • the first SCR catalyst 25 and the second SCR catalyst 26 are provided as the SCR catalyst.
  • the number of SCR catalysts may be one, or three or more.
  • the configurations of the first exhaust path 51, the catalyst path 52, the bypass path 53, and the second exhaust path 54 in the above embodiment are merely examples, and can be changed.
  • the catalyst path pipe 62 and the bypass path pipe 63 may be disposed in the casing 10.
  • the casing 10 may be configured to include the first exhaust path 51 or the second exhaust path 54.
  • two backflow prevention units are provided, but three or more backflow prevention units may be provided.
  • the features described in the first to ninth embodiments may be appropriately combined.
  • any two or three or more of the backflow prevention units described in the first to ninth embodiments can be used in combination.
  • the piping structure using the connection pipe 65 of the fifth embodiment can be applied to another embodiment.
  • the structure which varies the opening ratio of 1st Embodiment according to a position is applicable to the 1st backflow prevention part 311 of 9th Embodiment.
  • the backflow prevention unit of the above embodiment is an example, and another configuration may be adopted as long as the backflow of exhaust gas from the second exhaust path 54 to the catalyst path 52 is prevented.

Abstract

排気ガス浄化装置（１００）は、ケーシング（１０）と、ＳＣＲ触媒（第１ＳＣＲ触媒（２５）及び第２ＳＣＲ触媒（２６））と、第１逆流防止板（３１）と、第２逆流防止板（３２）と、を備える。ケーシング（１０）は、触媒経路（５２）の少なくとも一部及びバイパス経路（５３）の少なくとも一部が形成される。ＳＣＲ触媒は、触媒経路（５２）に配置されており、当該触媒経路（５２）を流れる排気ガスに含まれるＮＯｘを選択還元する。第１逆流防止板（３１）は、第２排気経路（５４）から触媒経路（５２）への排気ガスの逆流を防止する。

Description

排気ガス浄化装置
　本発明は、主として、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気ガス浄化装置に関する。
　従来から、選択触媒還元（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ、ＳＣＲ）を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化する排気ガス浄化装置が知られている。この種の排気ガス浄化装置は、選択触媒還元で用いられる触媒（以下、ＳＣＲ触媒）を備える。排気ガスに含まれるＮＯｘは、ＳＣＲ触媒に触れることで還元され、窒素と水に変化する。これにより、ＮＯｘの排出量を抑えることができる。特許文献１は、この種の選択触媒還元を行う排気ガス浄化装置を開示する。
　特許文献１の排気ガス浄化装置には、ＳＣＲ触媒が配置されるメイン経路と、メイン経路をバイパスするバイパス経路と、排気ガスがメイン経路を流れるかバイパス経路を流れるかを切り換える経路切換部と、が設けられている。経路切換部が動作することで、環境や条件に応じて選択触媒還元を行うか否かを切り換えることができる。また、この排気ガス浄化装置は、メイン経路の一部とバイパス経路の一部とが形成されたケーシングを備える。また、メイン経路とバイパス経路は、排気下流側において合流する。
特開２０１５－８６７２６号公報
　ここで、特許文献１において、バイパス経路を流れた排気ガスの一部は、メイン経路（触媒経路）とバイパス経路の合流箇所からメイン経路に逆流する可能性がある。この場合、排気ガスがメイン経路のＳＣＲ触媒に触れることで、ＳＣＲ触媒が劣化するおそれがある。特に、特許文献１のように内部にメイン経路とバイパス経路が形成されたケーシングを備える構成では、排気ガスの逆流が発生し易くなる可能性がある。
　本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、触媒経路とバイパス経路が形成されたケーシングを備える排気ガス浄化装置において、バイパス経路を流れた排気ガスが触媒経路へ逆流することを防止可能な構成を提供することにある。
課題を解決するための手段及び効果
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
　本発明の観点によれば、以下の構成の排気ガス浄化装置が提供される。即ち、この排気ガス浄化装置は、船舶に搭載されるエンジンの排気ガスが流れる第１排気経路と、前記第１排気経路から分岐する経路であり排気ガスに含まれる窒素酸化物を選択還元する触媒経路と、前記第１排気経路から分岐する経路であり前記触媒経路をバイパスするバイパス経路と、前記触媒経路及び前記バイパス経路が排気下流側で合流した経路である第２排気経路と、を含んで構成される。この排気ガス浄化装置は、ケーシングと、ＳＣＲ触媒と、逆流防止部と、を備える。前記ケーシングには、前記触媒経路の少なくとも一部及び前記バイパス経路の少なくとも一部が形成される。前記ＳＣＲ触媒は、前記触媒経路に配置されており、当該触媒経路を流れる排気ガスに含まれる窒素酸化物を選択還元する。前記逆流防止部は、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止する。
　これにより、触媒経路とバイパス経路が形成されたケーシングを備える排気ガス浄化装置において、バイパス経路を流れた排気ガスが触媒経路へ逆流することを防止できる。そのため、逆流した排気ガスがＳＣＲ触媒に流入しにくくなるため、ＳＣＲ触媒の劣化を抑制することができる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この排気ガス浄化装置は、前記逆流防止部としての第１逆流防止部と、第２逆流防止部と、を備える。前記第２逆流防止部は、前記ＳＣＲ触媒と前記第１逆流防止部の間に配置されており、排気ガスの逆流を防止する。
　これにより、逆流防止部が２つ配置されることとなるので、第２排気経路から触媒経路への排気ガスの逆流をより確実に防止できる。そのため、逆流した排気ガスがＳＣＲ触媒に流入しにくくなるため、ＳＣＲ触媒の劣化を一層確実に抑制することができる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記ケーシングは、前記触媒経路と前記バイパス経路を仕切る内壁部と、前記触媒経路と外部を仕切る触媒外壁部と、を含んで構成されている。前記第１逆流防止部及び前記第２逆流防止部の少なくとも一方は、前記内壁部と前記触媒外壁部とを接続するように配置されるとともに一部に開口部が形成されており、前記触媒外壁部側の開口割合が前記内壁部側の開口割合よりも小さい。
　これにより、排気ガスは触媒外壁部に沿って逆流し易いため、触媒外壁部側の開口割合を小さくすることで、排気ガスの逆流を一層確実に防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この排気ガス浄化装置は、前記触媒経路のうち前記ＳＣＲ触媒よりも排気上流側に配置されており、排気ガスに含まれる窒素酸化物の選択還元に用いられる還元剤を圧縮空気とともに排気下流側に向けて噴射する還元剤噴射部を備える。還元剤噴射部は、排気ガスが前記触媒経路及び前記バイパス経路の何れを通過する場合にも圧縮空気を噴射する。
　これにより、還元剤噴射部の噴射により発生する圧縮空気の流れを用いて排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、前記第１逆流防止部及び前記第２逆流防止部の少なくとも一方は、逆流防止用の触媒であることが好ましい。
　これにより、触媒を用いて排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、前記第１逆流防止部及び前記第２逆流防止部の少なくとも一方は、前記触媒経路内に配置されるとともに前記ＳＣＲ触媒を通過した排気ガスの流路断面積を小さくする触媒経路内配管であることが好ましい。
　これにより、流路断面積が小さくなることを利用して排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記バイパス経路には、当該バイパス経路と前記触媒経路を接続して前記第２排気経路とするための経路接続開口部が形成されている。前記逆流防止部は、前記経路接続開口部の少なくとも排気上流側の縁部に形成されており、前記バイパス経路を流れる排気ガスが前記経路接続開口部に入らないように当該排気ガスを案内する逆流防止案内部である。
　これにより、逆流防止案内部が形成されているためバイパス経路を流れる排気ガスが経路接続開口部に入らないため排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、前記逆流防止部が、前記触媒経路のうち前記ＳＣＲ触媒よりも排気下流側に配置されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止する圧縮空気を排気下流側へ噴射する圧縮空気噴射部であることが好ましい。
　これにより、圧縮空気を噴射することで、触媒経路から第２排気経路へ向かう流れを生成できるので、排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記逆流防止部は、前記バイパス経路の排気下流側の端部に形成されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止するための縮径部である。前記縮径部の排気下流側の端部の流路断面積が、前記縮径部の排気上流側の端部の流路断面積よりも小さい。
　これにより、バイパス経路の排気下流側の端部（即ち触媒経路と合流する箇所の近傍）において、排気ガスの圧力が低くくなるため触媒経路から第２排気経路への流れが発生するので、排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記逆流防止部は、前記触媒経路及び前記バイパス経路の排気下流側の端部に配置されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止するための２重管である。また、前記触媒経路が内管であり、前記バイパス経路が前記内管の外側を覆う外管である。
　これにより、バイパス経路を流れる排気ガスは、進路が大幅に変更されないと触媒経路に到達できないため、排気ガスの逆流を防止できる。また、２重管では内管の端部（触媒経路とバイパス経路の合流箇所）において、内管から外管を伝って逆流する可能性があるが、上記ではバイパス経路を外管としているため、排気ガスがバイパス経路から触媒経路に逆流することを一層確実に防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記逆流防止部は、前記触媒経路及び前記バイパス経路の排気下流側の端部に配置されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止するための２重管である。また、前記バイパス経路が内管であり、前記触媒経路が前記内管の外側を覆う外管である。
　これにより、バイパス経路を流れる排気ガスは、進路が大幅に変更されないと触媒経路に到達できないため、排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記ケーシングは、前記触媒経路と前記バイパス経路を仕切る内壁部と、前記触媒経路と外部を仕切る触媒外壁部と、を含んで構成されている。前記逆流防止部は、前記内壁部と前記触媒外壁部とを接続するように配置されるとともに一部に開口部が形成されており、少なくとも一部の前記開口部は、排気下流側の端部の開口面積が排気上流側の端部の開口面積よりも小さい。
　これにより、排気下流側の端部の開口面積を排気上流側の端部の開口面積よりも小さくすることで、排気ガスが逆流防止部を排気下流側から排気上流側へ通過しにくくなるため、排気ガスの逆流を防止できる。
　前記の排気ガス浄化装置においては、前記逆流防止部を３つ以上備えることが好ましい。
　これにより、逆流した排気ガスがある逆流防止部を通過した場合であっても、更に、他の複数の逆流防止部を通過しないとＳＣＲ触媒まで到達しない。従って、排気ガスの逆流によるＳＣＲ触媒の劣化を一層確実に抑制することができる。
各実施形態の排気ガス浄化装置が搭載される船舶の概略側面図。 第１実施形態の排気ガス浄化装置の外観図。 ケーシング及びその近傍の断面図。 触媒経路とバイパス経路の合流箇所の近傍の断面斜視図。 第２実施形態のケーシング及びその近傍の断面図。 第３実施形態のケーシング及びその近傍の断面図。 第４実施形態のケーシング及びその近傍の２つの側面断面図。 第５実施形態のケーシング及びその近傍の断面図。 第６実施形態のケーシング及びその近傍の断面図。 第７実施形態のケーシング及びその近傍の断面図及び２重管の断面図。 第８実施形態のケーシング及びその近傍の断面図及び２重管の断面図。 第９実施形態の第１逆流防止部の斜視図及び断面図。
　次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに図１を参照して、各実施形態の排気ガス浄化装置１００が設けられる船舶１について説明する。図１は、船舶１の概略側面図である。なお、以下の説明では、位置関係、大きさ、又は形状等を説明する用語は、その用語の意味が完全に成立している構成だけでなく、その用語の意味が略成立している構成も指すものとする。
　図１に示すように、船舶１は、機関室２と、機関室２で発生した排気ガスを外部に排出するファンネル３と、船舶１を移動させるための推進力を発生させる推進装置６と、を備える。機関室２は、船舶１の船体の内部に設けられている。機関室２には、推進用エンジン４と、減速機５と、発電用エンジン８と、発電装置９と、が配置されている。
　推進用エンジン４は、船舶１を移動させるための駆動力を発生させるディーゼルエンジンである。推進用エンジン４が発生させた駆動力は、減速機５によって所定の回転速度に減速された後に推進装置６（詳細にはスクリューの回転軸）へ伝達される。
　発電用エンジン８は、船内で発電を行うための駆動力を発生させるディーゼルエンジンである。発電装置９は、発電用エンジン８が発生させた駆動力を用いて発電を行う。また、発電用エンジン８で発生した排気ガスは、排気経路５０を介してファンネル３から外部へ排出される。また、この排気経路５０には、排気ガス浄化装置１００が設けられている。排気ガス浄化装置１００は、発電用エンジン８で発生した排気ガスに含まれるＮＯｘを選択触媒還元により浄化可能である。
　なお、発電用エンジン８は、船舶１に１台だけ搭載されていても良いし、複数台搭載されていても良い。発電用エンジン８が複数台搭載されている場合、排気経路５０は発電用エンジン８毎に設けられるが、複数の発電用エンジン８で共通の排気経路５０を含んでいても良い。また、以下で説明する排気ガス浄化装置１００は、発電用エンジン８に接続されているが、推進用エンジン４に接続される排気ガス浄化装置にも排気ガス浄化装置１００と同様の構成を採用することができる。
　次に、図２から図４を参照して、第１実施形態の排気ガス浄化装置１００について詳細に説明する。図２は、排気ガス浄化装置１００の外観図である。図３は、ケーシング１０及びその近傍の断面図である。図４は、触媒経路５２とバイパス経路５３の合流箇所の近傍の断面斜視図である。なお、以下の説明では、発電用エンジン８で発生した排気ガスが外部に排出されるまでの流れ（排気ガスの逆流は含まない）の上流側を「排気上流側」と称し、この排気ガスの流れの下流側を「排気下流側」と称する。
　図２及び図３に示すように、排気ガス浄化装置１００には、排気上流側から順に、第１排気経路５１と、触媒経路５２及びバイパス経路５３と、第２排気経路５４と、が設けられている。排気ガス浄化装置１００は、発電用エンジン８で発生した排気ガスに対して、選択触媒還元を行って排出する構成と、選択触媒還元を行わずに排出する構成と、を切換可能である。排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行う場合は、発電用エンジン８で発生した排気ガスは、第１排気経路５１、触媒経路５２、及び第２排気経路５４の順に流れる。一方、排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行わない場合は、発電用エンジン８で発生した排気ガスは、第１排気経路５１、バイパス経路５３、及び第２排気経路５４の順に流れる。以下、各径路について具体的に説明する。
　第１排気経路５１は、発電用エンジン８で発生した排気ガスが流れる経路である。第１排気経路５１は、排気ガス浄化装置１００が選択触媒還元を行う場合及び行わない場合の両方において、排気ガスが流れる経路である。第１排気経路５１は、排気下流側の端部において、触媒経路５２とバイパス経路５３に分岐する。第１排気経路５１は、具体的には第１排気管６１によって構成されている。
　触媒経路５２は、排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行う場合に排気ガスが流れる経路であり、選択触媒還元を行わない場合は排気ガスが流れない経路である。触媒経路５２は、具体的には、触媒経路管６２と、ケーシング１０の一部（詳細は後述）と、で構成されている。また、図２及び図３に示すように、触媒経路５２には、排気上流側から順に、触媒経路バルブ２１と、尿素水噴射部（還元剤噴射部）２３と、排気ミキサ２４と、第１ＳＣＲ触媒（ＳＣＲ触媒）２５と、第２ＳＣＲ触媒（ＳＣＲ触媒）２６と、が配置されている。
　触媒経路バルブ２１は、触媒経路管６２（詳細には触媒経路管６２の排気上流側の端部）に配置されている。触媒経路バルブ２１は、触媒経路管６２を閉鎖して排気ガスが流れない状態（閉鎖状態）と、触媒経路管６２を開放して排気ガスが流れる状態（開放状態）と、を切換可能に構成されている。触媒経路バルブ２１は、図略の制御部からの信号によってバルブ動作用のアクチュエータが動作されることで、これらの状態が切り換えられる。排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行う場合は触媒経路バルブ２１が開放状態となるように制御され、排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行わない場合は触媒経路バルブ２１が閉鎖状態となるように制御される。
　尿素水噴射部２３は、触媒経路管６２に配置されている。尿素水噴射部２３は、還元剤としての尿素水を圧縮空気とともに排気下流側に向けて噴射可能に構成されている。また、尿素水噴射部２３は、圧縮空気のみの噴射が可能である。尿素水に含まれる尿素は、高温の排気ガスに曝されることで、熱分解及び加水分解されてアンモニアとなる（以下の反応式（１）及び（２）を参照）。
　熱分解：（ＮＨ2）2ＣＯ　→　ＮＨ3＋ＨＮＣＯ　・・・（１）
　加水分解：ＨＮＣＯ＋Ｈ2Ｏ　→　ＮＨ3+ＣＯ2　・・・（２）
　排気ミキサ２４は、触媒経路管６２（詳細には触媒経路管６２の排気下流側の端部）に配置されている。排気ミキサ２４は、排気ガスと尿素水の混合体に対して、排気ガスの流れる方向を軸とした旋回流を発生させることで、排気ガスと尿素水を混合する。また、本実施形態では、ケーシング１０の触媒経路５２が形成されている部分の流路断面積は、触媒経路管６２の流路断面積よりも大きい。しかし、上述のように排気ミキサ２４により排気ガスに旋回流が発生しているため、排気ガスは径方向外側に広がるので、ケーシング１０の触媒経路５２が形成されている部分の径方向端部まで排気ガスが流れる。
　第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６は、ケーシング１０内に配置されている。第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６は、選択触媒還元で用いられる触媒であり、具体的にはアンモニアを吸着するゼオライト又はセラミック等の素材で構成されている。第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６は、多孔形状の壁部から構成されるハニカム構造を有している。尿素水噴射部２３が尿素水を噴射することで生成されたアンモニアは第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６に吸着する。排気ガスに含まれるＮＯｘは、アンモニアを吸着した第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６に触れることで還元され、窒素と水に変化する（以下の反応式（３）を参照）。また、第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６は、過剰にアンモニアが発生した場合に、アンモニアが外部に排出されることを防止する機能も有する（以下の反応式（４）を参照）。
　ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3　→　２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ　・・・（３）
　４ＮＨ3＋３Ｏ2　→　２Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ　　　　・・・（４）
　バイパス経路５３は、排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行わない場合に触媒経路５２の代わりに排気ガスが流れる（触媒経路５２をバイパスする）経路であり、選択触媒還元を行う場合は排気ガスが流れない経路である。触媒経路５２は、具体的には、バイパス経路管６３と、ケーシング１０の一部（詳細は後述）と、で構成されている。また、図２及び図３に示すように、バイパス経路管６３には、バイパス経路バルブ２２が配置されている。
　バイパス経路バルブ２２は、バイパス経路管６３（詳細にはバイパス経路管６３の排気上流側の端部）に配置されている。バイパス経路バルブ２２は、バイパス経路管６３を閉鎖して排気ガスが流れない状態（閉鎖状態）と、バイパス経路管６３を開放して排気ガスが流れる状態（開放状態）と、を切換可能に構成されている。バイパス経路バルブ２２は、図略の制御部からの信号によってバルブ動作用のアクチュエータが動作されることで、これらの状態が切り換えられる。排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行う場合はバイパス経路バルブ２２が閉鎖状態となるように制御され、排気ガス浄化装置１００において選択触媒還元を行わない場合はバイパス経路バルブ２２が開放状態となるように制御される。
　第２排気経路５４は、触媒経路５２及びバイパス経路５３が排気下流側で合流した経路である。従って、第２排気経路５４は、排気ガス浄化装置１００が選択触媒還元を行う場合及び行わない場合の両方において、排気ガスが流れる経路である。本実施形態では、触媒経路５２がバイパス経路５３に接続されるようにして合流するが、バイパス経路５３が触媒経路５２に接続されるようにして合流する構成であっても良い。第２排気経路５４を通過した排気ガスは、上述のファンネル３を介して外部に排出される。第２排気経路５４は、具体的には第２排気管６４によって構成されている。なお、第１排気経路５１～第２排気経路５４は、上記で説明した部材以外を用いて形成されていても良い。
　次に、図３を参照して、ケーシング１０に形成された触媒経路管６２及びバイパス経路管６３について説明する。ケーシング１０は、図３に示すように、触媒外壁部１１と、バイパス外壁部１２と、内壁部１３と、を備える。触媒外壁部１１は、ケーシング１０の外壁を構成しており、触媒経路５２と外部（排気経路５０以外の部分）とを仕切っている。触媒外壁部１１は、主外壁部１１ａと、接続外壁部１１ｂと、を有する。主外壁部１１ａは、内壁部１３と略平行に形成されるとともに、触媒経路管６２の長手方向に沿うように形成される部分である。また、主外壁部１１ａが形成されている部分には、第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６が配置されている。接続外壁部１１ｂは、触媒経路５２をバイパス経路５３に近づけるために、バイパス経路５３側に傾斜している部分である。バイパス外壁部１２は、ケーシング１０の外壁を構成しており、バイパス経路５３と外部（排気経路５０以外の部分）とを仕切っている。内壁部１３は、ケーシング１０の内部に形成された壁部であり、触媒経路５２とバイパス経路５３を仕切っている。
　以上の構成により、触媒経路５２は、主外壁部１１ａと内壁部１３で形成される経路（略直線状の経路）と、接続外壁部１１ｂのみで形成される経路（屈曲又は湾曲した経路）と、を含んでいる。また、バイパス経路５３は、バイパス外壁部１２と内壁部１３で形成される経路（略直線状の経路）を含んでいる。
　次に、図３及び図４を参照して、第２排気経路５４から触媒経路５２への排気ガスの逆流を防止する構成について説明する。図４は、触媒経路５２とバイパス経路５３の合流箇所の近傍の断面斜視図である。
　排気ガスがバイパス経路を通過している場合において、図３に鎖線で示すように、排気ガスの一部が第２排気経路５４から触媒経路５２へ逆流する可能性がある。排気ガスの逆流は、接続外壁部１１ｂに沿って生じる割合が高いが、接続外壁部１１ｂよりも内側を通るように生じる可能性もある。排気ガスが逆流した場合、硫黄成分やこれに由来する生成物を含む排気ガスが第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６等に触れることとなるため、第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６等が劣化する（硫黄被毒）。
　第１実施形態では、この排気ガスの逆流を防止する逆流防止部としての、第１逆流防止板（第１逆流防止部）３１と、第２逆流防止板（第２逆流防止部）３２と、が配置されている。第１逆流防止板３１及び第２逆流防止板３２は、複数の開口部が形成された多孔性の板材（パンチングメタル）である。
　第１逆流防止板３１は、接続外壁部１１ｂの排気下流側の端部と、内壁部１３の排気下流側の端部と、を接続するように配置されている。なお、接続外壁部１１ｂの排気下流側の端部は、接続外壁部１１ｂと第２排気管６４の間と表現することもできる。第１逆流防止板３１は、第２排気経路５４と第１ＳＣＲ触媒２５（第２ＳＣＲ触媒２６）との間に配置されている。また、第１逆流防止板３１は、触媒経路５２と第２排気経路５４の境界（経路接続開口）を全て覆うように形成されている。
　第１逆流防止板３１には、複数の開口部３１ａが形成されている。開口部３１ａは、断面円形の貫通孔であり、第１逆流防止板３１の全体にわたって均等に形成されている。触媒経路５２に沿って流れた排気ガスは第１逆流防止板３１の開口部３１ａを通ることができる。従って、図３において第１逆流防止板３１の右側においては、触媒経路５２とバイパス経路５３が合流しているため第２排気経路５４に相当する。
　この第１逆流防止板３１を配置することにより、第２排気経路５４から触媒経路５２へ逆流する排気ガスの一部を受け止めることができるので、排気ガスの逆流を防止する（逆流する割合を減らす）ことができる。
　第２逆流防止板３２は、接続外壁部１１ｂの排気上流側の端部と、内壁部１３の排気下流側の端部と、を接続するように配置されている。なお、接続外壁部１１ｂの排気上流側の端部は、主外壁部１１ａの排気下流側の端部、又は、主外壁部１１ａと接続外壁部１１ｂの間と表現することもできる。第２逆流防止板３２は、第１逆流防止板３１と第２ＳＣＲ触媒２６との間に配置されている。また、第２逆流防止板３２は、主外壁部１１ａと接続外壁部１１ｂの境界における触媒経路５２の全てを覆うように形成されている。
　第２逆流防止板３２には、複数の小径開口部３２ａと、複数の大径開口部３２ｂと、が形成されている。小径開口部３２ａは、第２逆流防止板３２の中央よりも触媒外壁部１１側に形成されている。また、大径開口部３２ｂは、第２逆流防止板３２の中央よりも内壁部１３側に形成されている。小径開口部３２ａ及び大径開口部３２ｂは、断面円形の貫通孔である。小径開口部３２ａの直径は大径開口部３２ｂの直径よりも小さい。また、小径開口部３２ａと大径開口部３２ｂは、開口部同士の間隔（ピッチ）は等しい。従って、小径開口部３２ａの開口割合（所定の面積（単位面積）あたりの開口している面積の割合）は、大径開口部３２ｂの開口割合よりも小さい。
　ここで、上述のように排気ガスの逆流は、触媒外壁部１１に沿うように生じ易い。従って、第２逆流防止板３２の触媒外壁部１１側の開口割合を内壁部１３側よりも小さくすることで、逆流した排気ガスを受け止め易くなるので、排気ガスの逆流を一層確実に防止することができる。
　本実施形態では、第２逆流防止板３２の開口部の径を異ならせることで開口割合を異ならせた。この構成に代えて、開口部同士の間隔（即ち、所定面積当たりの開口数）を異ならせることで開口割合を異ならせても良い。また、開口部の径と開口部同士の間隔の両方を異ならせても良い。また、本実施形態では、第２逆流防止板３２は、開口割合が２通り（小径開口部３２ａと大径開口部３２ｂ）であるが、開口割合が徐々に変化するように（例えば触媒外壁部１１に近づくに従って開口割合が徐々に小さくなるように）構成されていても良い。
　また、第１逆流防止板３１は、開口割合が一定であるが、第２逆流防止板３２のように、触媒外壁部１１に近い側の開口割合が他よりも小さくなるように構成しても良い。この場合、第１逆流防止板３１のみの開口割合を異ならせても良いし、第１逆流防止板３１と第２逆流防止板３２の両方の開口割合を異ならせても良い。
　第１逆流防止板３１及び第２逆流防止板３２が配置される箇所は任意であり、第２ＳＣＲ触媒２６よりも排気下流側であれば、上記で説明した箇所と異なる位置に配置しても良い。例えば、接続外壁部１１ｂの中途部と内壁部１３の排気下流側の端部を接続するように配置しても良いし、主外壁部１１ａと内壁部１３の中途部同士を接続するように配置しても良い。また、第１逆流防止板３１及び第２逆流防止板３２は板状であるが、開口部が形成されていれば、一般的な板材よりも厚みが大きい形状（ブロック状）とすることもできる。
　また、本実施形態では、第１逆流防止板３１及び第２逆流防止板３２に加え、尿素水噴射部２３によっても排気ガスの逆流を防止している。以下、具体的に説明する。上述のように、尿素水噴射部２３は、排気ガスが触媒経路５２を流れている場合において、尿素水と圧縮空気を排気下流側に向けて噴射している。そのため、尿素水噴射部２３が噴射する圧縮空気は、触媒経路５２から第２排気経路５４へ向かう流れを生成することとなる。従って、この流れは、排気ガスの逆流を防止することができるため、本実施形態では、排気ガスがバイパス経路５３を流れている場合においても、尿素水噴射部２３が圧縮空気の噴射を行う。また、排気ガスがバイパス経路５３を流れている場合は第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６による選択還元を行わないため、尿素水の噴射は不要である。従って、尿素水噴射部２３は、圧縮空気のみを噴射する。
　ここで、本実施形態では、排気ガスがバイパス経路５３を流れている場合における尿素水噴射部２３が噴射する圧縮空気の流量（噴射流量）は、排気ガスが触媒経路５２を流れている場合における尿素水噴射部２３の噴射流量よりも大きい。これにより、排気ガスの逆流を一層確実に防止できる。なお、噴射流量は、排気ガスが触媒経路５２を流れている場合とバイパス経路５３を流れている場合とで同じであっても良い。また、噴射流量は、排気ガスが触媒経路５２を流れている場合の方が排気ガスがバイパス経路５３を流れている場合よりも大きくても良い。
　次に、図５を参照して第２実施形態を説明する。図５は、第２実施形態のケーシング１０及びその近傍の断面図である。なお、第２実施形態以降の説明においては、第１実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
　第２実施形態の排気ガス浄化装置１００は、第１実施形態の第２逆流防止板３２の代わりに逆流防止用触媒（逆流防止部）３３を設ける構成である。逆流防止用触媒３３は、第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６と同じ構成である。従って、逆流防止用触媒３３は、ハニカム構造を有しているため、第１逆流防止板３１等と同様に、排気ガスの逆流を防止することができる。なお、逆流防止用触媒３３は、ＮＯｘの還元ではなく排気ガスの逆流防止を目的として配置されているため、逆流した排気ガスによって劣化する可能性がある。従って、例えばＮＯｘの排出量を計算により求める場合、逆流防止用触媒３３の触媒容量は加味しない。
　なお、本実施形態では、逆流防止用触媒３３は、第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６と同じ材質及び形状であるが、異なる材質又は形状であっても良い。また、逆流防止用触媒３３は、一般的に触媒として用いられている物を排気ガスの逆流の防止のために使用しているため、排気ガスに対して触媒としての機能を有していなくても良い。
　第２実施形態では、第２逆流防止部として逆流防止用触媒３３を用いたが、第１逆流防止部として逆流防止用触媒３３を用いても良い。この場合、逆流防止用触媒３３の排気上流側に、第２逆流防止部としてのパンチングメタル等が配置される。
　次に、図６を参照して第３実施形態を説明する。図６は、第６実施形態のケーシング１０及びその近傍の断面図である。
　第３実施形態の排気ガス浄化装置１００は、第１実施形態の第２逆流防止板３２の代わりに触媒経路内配管（逆流防止部）３４を設ける構成である。触媒経路内配管３４は、閉鎖板３４ａと配管部３４ｂとを備える。閉鎖板３４ａは、主外壁部１１ａの排気下流側の端部における触媒経路５２を閉鎖する。配管部３４ｂは、閉鎖板３４ａの略中央（接続外壁部１１ｂ側の端部を避けた位置）から排気下流側に突出するように設けられた配管である。
　触媒経路内配管３４を配置することにより、触媒経路５２の流路断面積が小さくなるため、排気ガスの逆流を防止できる。特に、排気ガスの逆流が発生し易い接続外壁部１１ｂ側の端部を避けた位置に配管部３４ｂが形成されているため、排気ガスの逆流を一層確実に防止できる。更に、配管部３４ｂが排気下流側に突出しているため、例えば閉鎖板３４ａに沿って逆流してきた排気ガスが第２ＳＣＲ触媒２６側に流れることを防止できる。
　第３実施形態では、第２逆流防止部として触媒経路内配管３４を用いたが、第１逆流防止部として触媒経路内配管３４を用いても良い。この場合、触媒経路内配管３４の排気上流側に、第２逆流防止部としてのパンチングメタル等が配置される。
　次に、図７を参照して第４実施形態を説明する。図７（ａ）は、ケーシング１０の触媒経路５２及びバイパス経路５３が形成される側の側面断面図である。図７（ｂ）は、ケーシング１０のバイパス経路５３が形成される側の側面断面図である。
　第４実施形態は、第１実施形態とは触媒経路５２及びバイパス経路５３が異なる。また、第４実施形態では、第１実施形態の第１逆流防止板３１の代わりに、逆流防止案内部（逆流防止部）３６を用いて排気ガスの逆流を防止する。第４実施形態では、バイパス経路５３に経路接続開口部５３ａが形成されている。触媒経路５２とバイパス経路５３は、この経路接続開口部５３ａにより合流して第２排気経路５４となる。また、この経路接続開口部５３ａは、図７（ｂ）に示すように、バイパス経路５３の径方向端部を避けた位置に形成されている。
　この経路接続開口部５３ａの縁部（詳細には排気下流側の端部以外の縁部）には、逆流防止案内部３６が配置されている。逆流防止案内部３６は、分岐部３６ａと、案内部３６ｂと、を備えている。分岐部３６ａは、排気上流側の端部を構成する部分であり、排気下流側に近づくに従って間隔が広くなるテーパ状に形成されている。分岐部３６ａは、バイパス経路５３を流れる排気ガスを分岐させることができる。案内部３６ｂは、分岐部３６ａの排気下流側の端部に接続されているとともに第２排気管６４等の長手方向と平行に延びる部分である。案内部３６ｂは、分岐部３６ａによって分岐された排気ガスが経路接続開口部５３ａに入って逆流することを防止する。
　この構成により、バイパス経路５３を流れる排気ガスは、進路が大幅に（約１８０度）変更しなければ触媒経路５２に流入しない。また、経路接続開口部５３ａが径方向端部を避けた位置に形成されているため、排気ガスが外壁に沿って触媒経路５２に流入することもない。従って、排気ガスの逆流を一層確実に防止できる。
　第４実施形態では、第２逆流防止部として逆流防止案内部３６を用いたが、第１逆流防止部として逆流防止案内部３６を用いても良い。また、逆流防止案内部３６を単独で（他の逆流防止部を備えずに）用いても良い。
　次に、図８を参照して第５実施形態を説明する。図８は、第５実施形態のケーシング１０及びその近傍の断面図である。
　第５実施形態の排気ガス浄化装置１００は、触媒外壁部１１が直接的に第２排気管６４に接続されるのではなく、接続管６５を介して接続される点において、第１実施形態と異なる。なお、接続管６５は、触媒経路を通過した排気ガスが通るため触媒経路５２の一部である。また、第５実施形態の排気ガス浄化装置１００は、第１実施形態の第１逆流防止板３１の代わりに圧縮空気噴射部（逆流防止部）３７を設ける構成である。
　圧縮空気噴射部３７は、接続管６５（即ち、触媒経路５２のうち第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６よりも排気下流側）に配置されている。圧縮空気噴射部３７は、第２排気経路５４から触媒経路５２への排気ガスの逆流を防止するための圧縮空気を排気下流側へ噴射する。また、圧縮空気噴射部３７は、放射状に広がるように圧縮空気を噴射する。
　これにより、接続管６５の断面の広い範囲において、排気ガスの逆流を防止できる。更に、接続管６５を介して第２排気管６４に接続することで、触媒経路５２の流路断面積を小さくすることができるので、圧縮空気噴射部３７が噴射する圧縮空気を効果的に作用させることができるので、排気ガスの逆流を一層確実に防止できる。
　第５実施形態では、第１逆流防止部として圧縮空気噴射部３７を用いたが、第２逆流防止部として圧縮空気噴射部３７を用いても良い。また、圧縮空気噴射部３７を単独で（他の逆流防止部を備えずに）用いても良い。また、接続管６５ではなく、ケーシング１０に圧縮空気噴射部３７を配置しても良い。
　次に、図９を参照して第６実施形態を説明する。図９は、第６実施形態のケーシング１０及びその近傍の断面図である。
　第６実施形態の排気ガス浄化装置１００は、第１実施形態の第１逆流防止板３１の代わりに縮径部（逆流防止部）３８を設ける構成である。縮径部３８は、バイパス経路５３の排気下流側の端部に配置されている。
　具体的には、バイパス外壁部１２及び内壁部１３で構成されるバイパス経路５３に接続するように形成されている。縮径部３８は、排気下流側に近づくに従って流路断面積が徐々に小さくなるテーパ形状である。この構成により、縮径部３８に沿って排気ガスが高速となるため、低圧の空間が形成される（ベンチュリ効果）。これにより、縮径部３８の排気下流側において、排気下流側へ向かう吸引流を発生させることができるので（エジェクタ効果）、排気ガスの逆流を防止することができる。
　第６実施形態では、第１逆流防止部として縮径部３８を用いたが、第２逆流防止部として縮径部３８を用いても良い。また、縮径部３８を単独で（他の逆流防止部を備えずに）用いても良い。また、縮径部３８はテーパ状に限られず、段差状であっても良い。つまり、縮径部３８の排気下流側の端部の流路断面積が、排気上流側の端部の流路断面積よりも小さければ良く、どのように小さくなるかは任意である。
　次に、図１０を参照して第７実施形態を説明する。図１０（ａ）は、ケーシング１０の近傍を排気ガスの流れに垂直な方向で見た断面図であり、図１０（ｂ）は２重管（逆流防止部）３９を排気ガスの流れに沿った方向で見た断面図（図１０（ａ）のＡ－Ａ断面図）である。
　第７実施形態の排気ガス浄化装置１００は、第１実施形態の第１逆流防止板３１の代わりに２重管３９を設ける構成である。２重管３９は、触媒経路５２及びバイパス経路５３の排気下流側の端部に配置されている。
　２重管３９は、内管３９ａ及び外管３９ｂから構成されている。内管３９ａは、触媒外壁部１１及び内壁部１３等で構成される触媒経路５２の排気下流側に配置されている。従って、内管３９ａは、触媒経路５２の一部である。外管３９ｂは、内管３９ａの外側を覆うように構成されている。外管３９ｂは、バイパス外壁部１２及び内壁部１３等で構成されるバイパス経路５３の排気下流側に配置されている。従って、外管３９ｂはバイパス経路５３である。なお、内管３９ａは外管３９ｂよりも短い。従って、内管３９ａの排気下流側端部において、触媒経路５２とバイパス経路５３が合流して第２排気経路５４となる。
　この構成により、外管３９ｂ（バイパス経路５３）を流れる排気ガスは、進路が大幅に（約１８０度）変更しなければ内管３９ａ（触媒経路５２）に流入しない。なお、２重管では合流箇所において、内管３９ａから外管３９ｂを伝って逆流する可能性があるが、上記ではバイパス経路５３を外管３９ｂとしているため、排気ガスがバイパス経路５３から触媒経路５２に逆流することを一層確実に防止できる。
　第７実施形態では、第１逆流防止部として２重管３９を用いたが、第２逆流防止部として２重管３９を用いても良い。また、２重管３９を単独で（他の逆流防止部を備えずに）用いても良い。また、第７実施形態では、内管３９ａと外管３９ｂの軸の位置が一致しているため、内管３９ａの外側に均一にバイパス経路５３が形成されているが、内管３９ａと外管３９ｂの軸の位置は一致していなくても良い。
　次に、図１１を参照して第８実施形態を説明する。図１１（ａ）は、ケーシング１０の近傍を排気ガスの流れに垂直な方向で見た断面図であり、図１１（ｂ）は２重管（逆流防止部）３９を排気ガスの流れに沿った方向で見た断面図（図１１（ａ）のＡ－Ａ断面図）である。
　第８実施形態の排気ガス浄化装置１００は、第７実施形態と同様に、２重管３９を設ける構成である。ただし、第８実施形態では、２重管３９の内管３９ｃがバイパス経路５３であり、外管３９ｄが触媒経路５２である。具体的には、内管３９ｃは、バイパス外壁部１２及び内壁部１３等で構成されるバイパス経路５３の排気下流側に配置されている。外管３９ｄは、触媒外壁部１１及び内壁部１３で構成される触媒経路５２の排気下流側に配置されている。
　第７実施形態と同様に、内管３９ｃは外管３９ｄよりも短い。従って、内管３９ｃの排気下流側端部において、触媒経路５２とバイパス経路５３が合流して第２排気経路５４となる。この構成により、内管３９ｃ（バイパス経路５３）を流れる排気ガスは、進路が大幅に（約１８０度）変更しなければ外管３９ｄ（触媒経路５２）に流入しない。
　第８実施形態では、第１逆流防止部として２重管３９を用いたが、第２逆流防止部として２重管３９を用いても良い。また、２重管３９を単独で（他の逆流防止部を備えずに）用いても良い。また、第８実施形態では、内管３９ｃと外管３９ｄの軸の位置が一致していないため、内管３９ｃの外側に不均一に触媒経路５２が形成されているが、内管３９ｃと外管３９ｄの軸の位置は一致していても良い。
　次に、図１２を参照して第９実施形態を説明する。図１２（ａ）は、第９実施形態の第１逆流防止部３１１の斜視図である。図１２（ｂ）は、第１逆流防止部３１１の拡大断面図である。
　第９実施形態の排気ガス浄化装置１００は、第１実施形態の第１逆流防止板３１の代わりに第１逆流防止部３１１を設ける構成である。第１逆流防止部３１１は、第１逆流防止板３１と同様に、接続外壁部１１ｂの排気下流側の端部と、内壁部１３の排気下流側の端部と、を接続するように配置されている。
　図１２（ａ）に示すように、第１逆流防止部３１１は、ベース板３１１ａを備える。ベース板３１１ａには、ベース板３１１ａから排気下流側に（ベース板３１１ａの法線方向の一方）に突出する複数の突出部３１１ｂが形成されている。突出部３１１ｂは、テーパ筒状の部材であり、縮径開口部（開口部）３１１ｃが形成されている。図１２（ｂ）に示すように、縮径開口部３１１ｃは、排気下流側の端部の開口面積が、排気上流側の端部の開口面積よりも小さい。
　このように開口面積を変化させることにより、第１逆流防止部３１１は、触媒経路を通過した排気ガスを排気下流側に通しつつ、排気ガスの逆流を防止できる。また、突出部３１１ｂは排気下流側に突出するように形成されているので、ベース板３１１ａを伝う排気ガスが縮径開口部３１１ｃに入って第２ＳＣＲ触媒２６に向かう（逆流する）ことを防止できる。
　第９実施形態の第１逆流防止部３１１は、第１逆流防止部であるが、同様の構成を第２逆流防止部として用いても良い。また、第１逆流防止部３１１を単独で（他の逆流防止部を備えずに）用いても良い。また、ベース板３１１ａの厚みを大きくすることで、突出部３１１ｂを省略しつつ縮径開口部３１１ｃを形成できる。この場合、突出部３１１ｂを形成する必要がないため、第１逆流防止部３１１の製造コストを低減することができる。なお、第１逆流防止部３１１に形成される全ての開口部が縮径開口部３１１ｃでなくても良い（一部の開口部の径が一定であっても良い）。
　以上に説明したように、排気ガス浄化装置１００は、船舶１に搭載される発電用エンジン８の排気ガスが流れる第１排気経路５１と、第１排気経路５１から分岐する経路であり排気ガスに含まれるＮＯｘを選択還元する触媒経路５２と、第１排気経路５１から分岐する経路であり触媒経路５２をバイパスするバイパス経路５３と、触媒経路５２及びバイパス経路５３が排気下流側で合流した経路である第２排気経路５４と、を含んで構成される。この排気ガス浄化装置１００は、ケーシング１０と、ＳＣＲ触媒（第１ＳＣＲ触媒２５及び第２ＳＣＲ触媒２６）と、２つの逆流防止部（第１逆流防止板３１及び第２逆流防止板３２等）を備える。ケーシング１０には、触媒経路５２の少なくとも一部及びバイパス経路５３の少なくとも一部が形成される。ＳＣＲ触媒は、触媒経路５２に配置されており、当該触媒経路５２を流れる排気ガスに含まれるＮＯｘを選択還元する。第１逆流防止部は、第２排気経路５４から触媒経路５２への排気ガスの逆流を防止する。第２逆流防止部は、ＳＣＲ触媒と第１逆流防止部の間に配置されており、排気ガスの逆流を防止する。
　これにより、逆流防止部が２つ配置されることとなるので、第２排気経路から触媒経路への排気ガスの逆流をより確実に防止できる。そのため、逆流した排気ガスがＳＣＲ触媒に流入しにくくなるため、ＳＣＲ触媒の劣化を抑制することができる。
　以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
　上記実施形態では、ＳＣＲ触媒として第１ＳＣＲ触媒２５と第２ＳＣＲ触媒２６の２つを備える構成であるが、ＳＣＲ触媒は、１つであっても良いし、３つ以上であっても良い。また、還元剤として尿素水以外を用いても良い。
　上記実施形態の第１排気経路５１、触媒経路５２、バイパス経路５３、及び第２排気経路５４の構成は一例であり、変更可能である。例えば、触媒経路管６２及びバイパス経路管６３をケーシング１０内に配置しても良い。また、ケーシング１０が第１排気経路５１又は第２排気経路５４を含んで構成されていても良い。
　上記実施形態では、逆流防止部が２つ設けられるが、３つ以上設けられていても良い。また、第１から第９の実施形態で説明した特徴を適宜組み合わせても良い。例えば、第１から第９実施形態で説明した逆流防止部の任意の２つ又は３つ以上を組み合わせて用いることができる。なお、第５実施形態の接続管６５を用いる配管構造を別の実施形態に適用することができる。また、第１実施形態の開口割合を位置に応じて異ならせる構成を、第９実施形態の第１逆流防止部３１１に適用することができる。
　上記実施形態の逆流防止部は一例であり、第２排気経路５４から触媒経路５２への排気ガスの逆流を防止する構成であれば、別の構成を採用することもできる。例えば、触媒経路バルブ２１等と同様に、触媒経路５２の開放と閉鎖を切換可能な構成であっても良い。
　１０　ケーシング
　２３　尿素水噴射部（還元剤噴射部）
　２５　第１ＳＣＲ触媒（ＳＣＲ触媒）
　２６　第２ＳＣＲ触媒（ＳＣＲ触媒）
　３１　第１逆流防止板（逆流防止部、第１逆流防止部）
　３１１　第１逆流防止部（逆流防止部）
　３２　第２逆流防止板（逆流防止部、第２逆流防止部）
　３３　逆流防止用触媒（逆流防止部）
　３４　触媒経路内配管（逆流防止部）
　３６　逆流防止案内部（逆流防止部）
　３７　圧縮空気噴射部（逆流防止部）
　３８　縮径部（逆流防止部）
　３９　２重管（逆流防止部）
　５１　第１排気経路
　５２　触媒経路
　５３　バイパス経路
　５４　第２排気経路
　１００　排気ガス浄化装置

Claims (13)

  1. 　船舶に搭載されるエンジンの排気ガスが流れる第１排気経路と、前記第１排気経路から分岐する経路であり排気ガスに含まれる窒素酸化物を選択還元する触媒経路と、前記第１排気経路から分岐する経路であり前記触媒経路をバイパスするバイパス経路と、前記触媒経路及び前記バイパス経路が排気下流側で合流した経路である第２排気経路と、を含んで構成される排気ガス浄化装置において、
    　前記触媒経路の少なくとも一部及び前記バイパス経路の少なくとも一部が形成されたケーシングと、
    　前記触媒経路に配置されており、当該触媒経路を流れる排気ガスに含まれる窒素酸化物を選択還元するＳＣＲ触媒と、
    　前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止する逆流防止部と、
    を備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  2. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記逆流防止部としての第１逆流防止部と、
    　前記ＳＣＲ触媒と前記第１逆流防止部の間に配置されており、排気ガスの逆流を防止する第２逆流防止部と、
    を備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  3. 　請求項２に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記ケーシングは、前記触媒経路と前記バイパス経路を仕切る内壁部と、前記触媒経路と外部を仕切る触媒外壁部と、を含んで構成されており、
    　前記第１逆流防止部及び前記第２逆流防止部の少なくとも一方は、前記内壁部と前記触媒外壁部とを接続するように配置されるとともに一部に開口部が形成されており、前記触媒外壁部側の開口割合が前記内壁部側の開口割合よりも小さいことを特徴とする排気ガス浄化装置。
  4. 　請求項２に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記触媒経路のうち前記ＳＣＲ触媒よりも排気上流側に配置されており、排気ガスに含まれる窒素酸化物の選択還元に用いられる還元剤を圧縮空気とともに排気下流側に向けて噴射する還元剤噴射部を備え、
    　前記還元剤噴射部は、排気ガスが前記触媒経路及び前記バイパス経路の何れを通過する場合にも圧縮空気を噴射することを特徴とする排気ガス浄化装置。
  5. 　請求項２に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記第１逆流防止部及び前記第２逆流防止部の少なくとも一方は、逆流防止用の触媒であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  6. 　請求項２に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記第１逆流防止部及び前記第２逆流防止部の少なくとも一方は、前記触媒経路内に配置されるとともに前記ＳＣＲ触媒を通過した排気ガスの流路断面積を小さくする触媒経路内配管であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  7. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記バイパス経路には、当該バイパス経路と前記触媒経路を接続して前記第２排気経路とするための経路接続開口部が形成されており、
    　前記逆流防止部は、前記経路接続開口部の少なくとも排気上流側の縁部に形成されており、前記バイパス経路を流れる排気ガスが前記経路接続開口部に入らないように当該排気ガスを案内する逆流防止案内部であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  8. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記逆流防止部は、前記触媒経路のうち前記ＳＣＲ触媒よりも排気下流側に配置されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止する圧縮空気を排気下流側へ噴射する圧縮空気噴射部であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  9. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記逆流防止部は、前記バイパス経路の排気下流側の端部に形成されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止するための縮径部であり、
    　前記縮径部の排気下流側の端部の流路断面積が、前記縮径部の排気上流側の端部の流路断面積よりも小さいことを特徴とする排気ガス浄化装置。
  10. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記逆流防止部は、前記触媒経路及び前記バイパス経路の排気下流側の端部に配置されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止するための２重管であり、前記触媒経路が内管であり、前記バイパス経路が前記内管の外側を覆う外管であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  11. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記逆流防止部は、前記触媒経路及び前記バイパス経路の排気下流側の端部に配置されており、前記第２排気経路から前記触媒経路への排気ガスの逆流を防止するための２重管であり、前記バイパス経路が内管であり、前記触媒経路が前記内管の外側を覆う外管であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  12. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記ケーシングは、前記触媒経路と前記バイパス経路を仕切る内壁部と、前記触媒経路と外部を仕切る触媒外壁部と、を含んで構成されており、
    　前記逆流防止部は、前記内壁部と前記触媒外壁部とを接続するように配置されるとともに一部に開口部が形成されており、少なくとも一部の前記開口部は、排気下流側の端部の開口面積が排気上流側の端部の開口面積よりも小さいことを特徴とする排気ガス浄化装置。
  13. 　請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
    　前記逆流防止部を３つ以上備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
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