WO2024075552A1 - エンジンシステム、船舶 - Google Patents

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WO2024075552A1
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exhaust gas
turbocharger
exhaust
engine
oxidation treatment
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弘友希 ▲柳▼澤
芳幸 小野
章生 上田
聡信 安武
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present disclosure relates to an engine system, a marine vessel.
  • This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-159920, filed in Japan on October 4, 2022, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Catalytic converters are known that oxidize the methane contained in engine exhaust gas. In engine systems equipped with a turbocharger, such catalytic converters are often placed downstream of the turbocharger in the exhaust gas discharge direction.
  • Patent Document 1 discloses an engine system (reciprocating piston internal combustion engine) that includes an engine, a supercharger (exhaust gas turbocharger), and a catalytic converter.
  • the supercharger is driven by exhaust gas from the engine and supplies air to the engine.
  • a line equipped with a catalytic converter is provided between the engine and the supercharger. Exhaust gas from the engine is passed through the line equipped with the catalytic converter.
  • the catalytic converter is a methane oxidation catalytic converter, and oxidizes methane contained in the exhaust gas.
  • the exhaust gas When methane is used as engine fuel, the exhaust gas may contain unburned methane. For this reason, before the exhaust gas is discharged into the atmosphere, the unburned methane contained in the exhaust gas must be oxidized using a methane oxidation catalyst. On the other hand, in engine systems equipped with a turbocharger, it is desirable to efficiently drive the turbocharger using exhaust gas discharged from the engine.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide an engine system and ship that can effectively oxidize the unburned methane contained in exhaust gas and prevent a decrease in the drive efficiency of the turbocharger.
  • the engine system includes an engine, a turbocharger, an exhaust pipe, a first oxidation treatment unit, a turbocharger bypass pipe, and a second oxidation treatment unit.
  • the engine is driven by methane as fuel.
  • the turbocharger is driven by exhaust gas discharged from an exhaust section of the engine to supply air to the engine. Exhaust gas discharged from the turbocharger flows through the exhaust pipe.
  • the first oxidation treatment unit is introduced with the exhaust gas via the exhaust pipe.
  • the first oxidation treatment unit contains a first methane oxidation catalyst.
  • the turbocharger bypass pipe causes a portion of the exhaust gas discharged from the exhaust section to bypass the turbocharger and merge with the exhaust pipe.
  • the second oxidation treatment unit is provided midway through the turbocharger bypass pipe.
  • the second oxidation treatment unit contains a second methane oxidation catalyst.
  • the vessel disclosed herein is equipped with an engine system as described above.
  • the engine system and ship disclosed herein can effectively oxidize the unburned methane contained in the exhaust gas and prevent a decrease in the drive efficiency of the turbocharger.
  • FIG. 1 is a side view of a vessel including an engine system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a diagram showing a configuration of an engine system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the temperature of exhaust gas and the methane oxidation rate in the first methane oxidation catalyst and the second methane oxidation catalyst provided in the engine system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing the flow of exhaust gas when methane is used as fuel in the engine system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 2 is a diagram showing the flow of exhaust gas when heavy oil is used as fuel in the engine system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an engine system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the ship 1 of the first embodiment includes at least a hull 2 and an engine system 10A.
  • Examples of the type of ship 1 include a bulk carrier, a carrier for liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG), carbon dioxide, or ammonia, a ferry, a roll-on/roll-off ship (RO-RO ship), a pure car & truck carrier (PCTC), and a passenger ship.
  • LNG liquefied natural gas
  • CO-RO ship roll-on/roll-off ship
  • PCTC pure car & truck carrier
  • the hull 2 has a pair of side walls 3A, 3B, a bottom wall 4, an upper deck 5, and a bottom deck 6, which form the outer hull of the hull.
  • the side walls 3A, 3B have a pair of side wall shells that form the left and right sides, respectively.
  • the bottom wall 4 has a bottom wall shell that connects the side walls 3A, 3B.
  • the pair of side walls 3A, 3B and the bottom wall 4 form the outer hull of the hull 2 in a U-shape in a cross section perpendicular to the bow-stern direction Da.
  • the upper deck 5 illustrated in the first embodiment is a full-length deck exposed to the outside.
  • the bottom wall 6 is provided inside the hull 2 and forms a double bottom together with the bottom wall shell.
  • the hull 2 has a superstructure 7 having a living area formed on the upper deck 5 on the stern 2b side, for example. The position and size of the superstructure 7 can be changed as appropriate.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an engine system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the engine system 10A is provided within the hull 2.
  • the engine system 10A mainly includes an engine 20A, a turbocharger 30, a first oxidation treatment unit 40, and a second oxidation treatment unit 50.
  • the engine 20A is provided within the hull 2.
  • Examples of the engine 20A include a main engine that generates driving force to propel the hull 2, and an engine that drives a generator that supplies power to the hull 2.
  • the engine 20A is driven by burning fuel.
  • the engine 20A emits exhaust gas generated by burning fuel.
  • the engine 20A used in this first embodiment is capable of switching between methane and heavy oil as fuel.
  • Examples of heavy oil include heavy oil A and heavy oil C.
  • Engine 20A includes an engine body 21 and an exhaust section 22.
  • Engine body 21 has, for example, multiple cylinders (not shown). A mixture of fuel and air is introduced from the outside into each cylinder of engine body 21 via an intake section (not shown). The mixture is combusted in each cylinder. The engine body 21 is driven by the combustion of the mixture in each cylinder. In addition, engine body 21 exhausts exhaust gas generated by the combustion of the mixture in each cylinder to the outside via exhaust section 22.
  • the exhaust section 22 discharges exhaust gas from each cylinder of the engine body 21 to the turbocharger 30 and the first oxidation treatment section 40.
  • the exhaust section 22 is equipped with a connecting pipe 23 and a manifold 24.
  • the connecting pipes 23 are provided corresponding to each of the multiple cylinders.
  • Each connecting pipe 23 connects the exhaust port (not shown) of each cylinder to the manifold 24.
  • Exhaust gas flows into the manifold 24 from the multiple connecting pipes 23.
  • the manifold 24 collects the exhaust gas discharged from the multiple connecting pipes 23 and sends it to the turbocharger 30 and the first oxidation treatment section 40.
  • the turbocharger 30 is connected to the end of the manifold 24 downstream in the exhaust gas flow direction. A portion of the exhaust gas flowing through the manifold 24 is introduced into the turbocharger 30.
  • the turbocharger 30 has a compressor (not shown) that supplies air to the engine 20A, and an exhaust turbine (not shown).
  • the exhaust turbine (not shown) of the turbocharger 30 converts the energy of the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 into rotational energy.
  • the compressor (not shown) is driven by this rotational energy.
  • the exhaust gas that has passed through the turbocharger 30 is discharged into the exhaust pipe 102.
  • the exhaust pipe 102 forms a flow path that guides the exhaust gas discharged from the turbocharger 30. In other words, the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 flows through the exhaust pipe 102.
  • One end of the exhaust pipe 102 is connected to the discharge port (not shown) of the turbocharger 30.
  • the exhaust pipe 102 illustrated in this first embodiment extends upward from the turbocharger 30 in the vertical direction Dv. The other end of the exhaust pipe 102 is connected to the first oxidation treatment unit 40.
  • the first oxidation treatment unit 40 performs a process to oxidize the methane contained in the exhaust gas.
  • the exhaust gas is introduced into the first oxidation treatment unit 40 via an exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas introduced into the first oxidation treatment unit 40 includes at least the exhaust gas discharged from the turbocharger 30.
  • the first oxidation treatment unit 40 has a housing 41 and a first methane oxidation catalyst 42.
  • the housing 41 forms the outer shell of the first oxidation treatment unit 40.
  • the housing 41 extends in the vertical direction Dv.
  • the other end of the exhaust pipe 102 is connected to the lower end of the housing 41.
  • the exhaust duct 43 is connected to the upper end of the housing 41.
  • the exhaust duct 43 leads to the funnel 9 shown in FIG. 1.
  • the funnel 9 in this first embodiment is provided on the upper deck 5 on the stern 2b side of the hull 2, has a cylindrical shape extending in the vertical direction Dv, and extends so as to protrude upward from the upper deck 5.
  • the first methane oxidation catalyst 42 is housed in a housing 41.
  • This first methane oxidation catalyst 42 oxidizes the unburned methane contained in the exhaust gas.
  • the first methane oxidation catalyst 42 includes, for example, a catalyst carrier and an active component made of palladium particles or the like fixed to the catalyst carrier.
  • the second oxidation treatment unit 50 is provided midway through the turbocharger bypass pipe 103.
  • the second oxidation treatment unit 50 performs a process to oxidize the methane contained in the exhaust gas flowing through the turbocharger bypass pipe 103.
  • the turbocharger bypass pipe 103 allows a portion of the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 to bypass the turbocharger 30 and merge with the exhaust pipe 102.
  • a first end 103a of the turbocharger bypass pipe 103 is connected to the exhaust section 22.
  • the first end 103a is connected downstream in the exhaust gas flow direction within the manifold 24 from the position where the multiple connection pipes 23 are connected to the manifold 24 of the exhaust section 22.
  • a second end 103b of the turbocharger bypass pipe 103 is connected to the exhaust pipe 102.
  • the pipe diameter (inner diameter) D2 of the turbocharger bypass pipe 103 is set based on the exhaust gas flow rate required to drive the turbocharger 30 to feed air to the engine 20A.
  • the exhaust gas flow rate required to drive the turbocharger 30 is determined based on the set value (design value) of the air flow rate to be fed to the engine 20A.
  • the turbocharger bypass pipe 103 is introduced with exhaust gas at a flow rate that is the difference between the exhaust gas flow rate discharged from the engine 20A and the exhaust gas flow rate required to drive the turbocharger 30. In other words, the turbocharger bypass pipe 103 is introduced with the surplus exhaust gas required by the turbocharger 30 out of the exhaust gas discharged from the engine 20A. For this reason, the pipe diameter (inner diameter) D2 of the turbocharger bypass pipe 103 is smaller than the pipe diameter D1 of the exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 of the engine 20A is introduced into the second oxidation treatment section 50 via the turbocharger bypass pipe 103.
  • the second oxidation treatment section 50 has a housing 51 and a second methane oxidation catalyst 52.
  • the housing 51 forms the outer shell of the second oxidation treatment unit 50.
  • the housing 51 extends in the vertical direction Dv.
  • the upstream portion 103p of the turbocharger bypass pipe 103 is connected to the lower end of the housing 51.
  • the downstream portion 103q of the turbocharger bypass pipe 103 is connected to the upper end of the housing 51.
  • the second methane oxidation catalyst 52 is accommodated in the housing 51.
  • the second methane oxidation catalyst 52 oxidizes the unburned methane contained in the exhaust gas.
  • the second methane oxidation catalyst 52 comprises, for example, a catalyst carrier and an active component made of palladium particles or the like fixed to the catalyst carrier.
  • the first methane oxidation catalyst 42 and the second methane oxidation catalyst 52 contain the same active component.
  • FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the temperature of exhaust gas and the methane oxidation rate in the first methane oxidation catalyst and the second methane oxidation catalyst provided in the engine system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the higher the exhaust gas temperature the higher the methane oxidation rate. For this reason, it is preferable to oxidize unburned methane in a region where the exhaust gas temperature is as high as possible.
  • the efficiency of the methane oxidation treatment can be further improved, and the total amount of active components in the first methane oxidation catalyst 42 and the second methane oxidation catalyst 52 combined can be reduced.
  • a valve 60A is provided in the upstream portion 103p of the turbocharger bypass pipe 103, which is located upstream of the second oxidation treatment unit 50 in the exhaust gas flow direction.
  • the valve 60A opens and closes the flow path of the exhaust gas from the exhaust unit 22 to the turbocharger bypass pipe 103.
  • the opening of the valve 60A is adjusted according to the amount of exhaust gas required for the turbocharger 30.
  • the engine system 10A in this first embodiment further includes a first oxidation treatment unit bypass pipe 105 and a switching unit 110.
  • the first oxidation treatment unit bypass pipe 105 forms a flow path for exhaust gas that bypasses the first oxidation treatment unit 40.
  • One end of the first oxidation treatment unit bypass pipe 105 branches off from the exhaust pipe 102.
  • the other end of the first oxidation treatment unit bypass pipe 105 merges with the exhaust duct 43.
  • the switching unit 110 switches the introduction destination of the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 between the exhaust pipe 102 and the first oxidizer bypass pipe 105.
  • the switching unit 110 has a first switching valve 111 and a second switching valve 112.
  • the first switching valve 111 is disposed in the exhaust pipe 102 between a portion to which one end of the first oxidizer bypass pipe 105 is connected and the first oxidizer 40.
  • the second switching valve 112 is disposed in the first oxidizer bypass pipe 105.
  • the first switching valve 111 and the second switching valve 112 may be opened and closed by remote control or the like.
  • the engine system 10A in the first embodiment is equipped with the first oxidation treatment unit bypass pipe 105 and the switching unit 110 as described above, so that the destination of the exhaust gas can be switched from the first oxidation treatment unit 40 to the first oxidation treatment unit bypass pipe 105.
  • the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 to the exhaust pipe 102 can bypass the first oxidation treatment unit 40 and reach the exhaust duct 43.
  • the engine 20A, turbocharger 30, and second oxidation treatment unit 50 of the engine system 10A are housed, for example, in an engine room 2k provided in the hull 2.
  • the exhaust pipe 102 and the downstream portion 103q of the turbocharger bypass pipe 103 extending upward from the second oxidation treatment unit 50 penetrate the deck 8 provided above the engine room 2k and extend to the upper layer within the hull 2.
  • the first oxidation treatment unit 40 illustrated in this embodiment is disposed in the upper engine room 2j formed above the deck 8. However, the location of the first oxidation treatment unit 40 is not limited to being disposed in the upper engine room 2j.
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of exhaust gas when methane is used as fuel in the engine system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the valve 60A and the first changeover valve 111 are opened, and the second changeover valve 112 is closed.
  • a part of the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 of the engine 20A is introduced into the turbocharger 30 from the manifold 24 of the exhaust section 22.
  • the turbocharger 30 is driven by the exhaust gas introduced into the turbocharger 30, and air is supplied to the engine 20A.
  • the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 to the exhaust pipe 102 is lowered in temperature by performing work to supply air to the engine 20A.
  • the exhaust gas that flows into the turbocharger bypass pipe 103 is introduced into the second oxidation treatment section 50.
  • the second methane oxidation catalyst 52 oxidizes the unburned methane contained in the introduced exhaust gas.
  • the temperature of the exhaust gas that has passed through the second oxidation treatment section 50 rises due to the oxidation of the unburned methane in the second oxidation treatment section 50.
  • the exhaust gas whose temperature has been raised in this way is introduced into the first oxidation treatment unit 40 from the exhaust pipe 102.
  • the unburned methane contained in the exhaust gas is oxidized by the first methane oxidation catalyst 42.
  • the exhaust gas that has passed through the first oxidation treatment unit 40 is released into the atmosphere from the funnel 9 through the exhaust duct 43.
  • FIG. 5 is a diagram showing the flow of exhaust gas when heavy oil is used as fuel in the engine system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the valve 60A and the first switching valve 111 are closed, and the second switching valve 112 is opened.
  • All exhaust gas discharged from the exhaust section 22 of the engine 20A is introduced into the turbocharger 30 from the manifold 24 of the exhaust section 22.
  • the turbocharger 30 is driven by the exhaust gas introduced into the turbocharger 30, and air is supplied to the engine 20A.
  • the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 flows from the exhaust pipe 102 into the first oxidizer bypass pipe 105, bypasses the first oxidizer 40, and is released into the atmosphere from the funnel 9 through the exhaust duct 43.
  • exhaust gas discharged from the exhaust section 22 of the engine 20A is sent to the turbocharger 30 and the turbocharger bypass pipe 103.
  • the turbocharger 30 is driven by the exhaust gas and supplies air to the engine 20A.
  • the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 flows through the exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 to the exhaust pipe 102 is lowered in temperature by performing work to supply air to the engine 20A.
  • the exhaust gas sent to the turbocharger bypass pipe 103 is introduced into the second oxidation treatment unit 50.
  • the second oxidation treatment unit 50 oxidizes the unburned methane contained in the introduced exhaust gas using the second methane oxidation catalyst 52.
  • the exhaust gas sent out from the second oxidation treatment unit 50 has a higher temperature than the exhaust gas introduced into the second oxidation treatment unit 50.
  • the exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50 passes through the turbocharger bypass pipe 103 and merges with the exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas is introduced into the first oxidation treatment unit 40 through the exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas introduced into the first oxidation treatment unit 40 is a mixture of the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 and the exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50, which join together in the exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50 is hotter than the exhaust gas discharged from the turbocharger 30, so the exhaust gas mixed with the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 and the exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50 is hotter than the exhaust gas discharged from the turbocharger 30. This makes it possible to increase the temperature of the exhaust gas introduced into the first oxidation treatment unit 40 compared to a case in which the turbocharger bypass pipe 103 and the second oxidation treatment unit 50 are not provided.
  • the second oxidation treatment unit 50 is provided midway through the turbocharger bypass pipe 103, and is not provided between the exhaust section 22 and the turbocharger 30. Therefore, the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 is directly fed to the turbocharger 30. Therefore, a decrease in the drive efficiency of the turbocharger 30 is suppressed. As a result, it is possible to satisfactorily oxidize the unburned methane contained in the exhaust gas, and to suppress a decrease in the drive efficiency of the turbocharger 30.
  • the engine is further provided with a valve 60A that opens and closes the flow path of the exhaust gas from the exhaust section 22 to the turbocharger bypass pipe 103.
  • a valve 60A that opens and closes the flow path of the exhaust gas from the exhaust section 22 to the turbocharger bypass pipe 103.
  • the engine 20A can be fueled by switching between methane and heavy oil.
  • methane when used as fuel, by opening the valve 60A, the unburned methane contained in the exhaust gas can be oxidized sequentially by the second oxidation treatment unit 50 and the first oxidation treatment unit 40.
  • valve 60A when heavy oil is used as fuel and the exhaust gas does not contain unburned methane, the valve 60A can be closed and the exhaust gas can be sent only to the turbocharger 30 without being sent to the second oxidation treatment unit 50. This allows the turbocharger 30 to be driven efficiently.
  • the sulfur contained in the exhaust gas when heavy oil is used as fuel, the sulfur contained in the exhaust gas can be prevented from reaching the second oxidation treatment unit 50, and the impact on the second methane oxidation catalyst 52 can be reduced.
  • the switching unit 110 can switch the introduction destination of the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 between the exhaust pipe 102 and the first oxidizer bypass pipe 105 .
  • the switching unit 110 causes the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 to be introduced into the first oxidation treatment unit 40 via the exhaust pipe 102, so that the unburned methane contained in the exhaust gas can be oxidized in the first oxidation treatment unit 40, as described above.
  • the switching unit 110 causes the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 to be introduced into the first oxidation treatment unit bypass pipe 105, so that the exhaust gas is not introduced into the first oxidation treatment unit 40 and can be efficiently discharged through the first oxidation treatment unit bypass pipe 105.
  • the capacity of the turbocharger 30 is set according to the flow rate of air to be supplied to the engine 20A.
  • the surplus exhaust gas discharged from the exhaust section 22 that is not supplied to the turbocharger 30 is introduced into the turbocharger bypass pipe 103.
  • the pipe diameter (inner diameter) D2 of the turbocharger bypass pipe 103 smaller than the pipe diameter (inner diameter) D1 of the exhaust pipe 102, it can be made to correspond to the flow rate of exhaust gas introduced into the turbocharger bypass pipe 103. This ensures the capacity of the turbocharger 30 while efficiently oxidizing the unburned methane contained in the exhaust gas.
  • the temperature of the exhaust gas introduced into the first oxidation treatment unit 40 is lower than the temperature of the exhaust gas introduced into the second oxidation treatment unit 50, and the efficiency of oxidation treatment of the unburned methane contained in the exhaust gas is higher in the second oxidation treatment unit 50 than in the first oxidation treatment unit 40.
  • the efficiency of the methane oxidation treatment can be further increased, and the total amount of active components in the first methane oxidation catalyst 42 and the second methane oxidation catalyst 52 combined can be reduced.
  • the first methane oxidation catalyst 42 and the second methane oxidation catalyst 52 contain the same active component. This allows the first oxidation treatment unit 40 and the second oxidation treatment unit 50 to be manufactured efficiently.
  • the engine system 10A is provided in the boat 1, but the engine system 10A is not limited to being provided in the boat 1.
  • the engine system 10A can also be applied to engine systems used in various facilities on land, for example.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an engine system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • an engine system 10B illustrated in the second embodiment includes an engine 20B, a turbocharger 30, a first oxidation treatment unit 40, and a second oxidation treatment unit 50.
  • Engine 20B emits exhaust gases generated by burning fuel.
  • the engine 20B illustrated in this embodiment uses only methane as fuel.
  • the turbocharger 30 is connected to an end of the manifold 24 on the downstream side in the flow direction of the exhaust gas. A portion of the exhaust gas flowing through the manifold 24 is introduced into the turbocharger 30.
  • the turbocharger 30 in this second embodiment is a high-efficiency turbocharger that is more efficient than a turbocharger used in a general engine system that uses only methane as fuel. As a result, the flow rate of the exhaust gas from the engine 20B exceeds the flow rate of the exhaust gas required by the turbocharger 30, and as in the first embodiment, an excess of exhaust gas may occur. Exhaust gas discharged from the turbocharger 30 flows through the exhaust pipe 102 .
  • the exhaust gas is introduced into the first oxidation treatment unit 40 via the exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas introduced into the first oxidation treatment unit 40 is a mixture of the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 and the exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50.
  • the second oxidation treatment section 50 is provided midway through the turbocharger bypass pipe 103.
  • the turbocharger bypass pipe 103 allows a portion of the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 to bypass the turbocharger 30 and merge with the exhaust pipe 102.
  • Exhaust gas is introduced into the second oxidation treatment unit 50 via a turbocharger bypass pipe 103 .
  • the turbocharger bypass pipe 103 is provided with a valve 60B in an upstream portion 103p located upstream of the second oxidation treatment unit 50 in the exhaust gas flow direction.
  • the engine system 10B in this second embodiment does not include the first oxidation treatment unit bypass pipe 105 and the switching unit 110 of the engine system 10A exemplified in the first embodiment above.
  • the valve 60B is adjusted in opening depending on the rotation speed of the engine 20B, the rotation speed of the turbocharger 30, etc. Specifically, when the flow rate of exhaust gas from the engine 20B exceeds the flow rate of exhaust gas required by the turbocharger 30 and an excess of exhaust gas is generated, the valve 60B is opened at an opening according to the excess.
  • the valve 60B may be always open while the engine 20B is operating, or when no excess of exhaust gas is generated, the valve 60B may be fully closed. When the valve 60B is open, the remaining part (excess) of the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 of the engine 20B flows from the manifold 24 into the turbocharger bypass pipe 103.
  • the exhaust gas that flows into the turbocharger bypass pipe 103 is introduced into the second oxidation treatment unit 50.
  • the second methane oxidation catalyst 52 oxidizes the unburned methane contained in the introduced exhaust gas.
  • the exhaust gas that has passed through the second oxidation treatment unit 50 has a higher temperature due to the oxidation process than the exhaust gas introduced into the second oxidation treatment unit 50. Therefore, the temperature of the mixed gas (exhaust gas) in which the exhaust gas that has passed through the turbocharger 30 and the exhaust gas that has passed through the second oxidation treatment unit 50 are mixed is higher than the temperature of the exhaust gas that has passed through the turbocharger 30.
  • the exhaust gas with the increased temperature is introduced from the exhaust pipe 102 to the first oxidation treatment unit 40.
  • the first methane oxidation catalyst 42 oxidizes the unburned methane contained in the introduced exhaust gas.
  • the exhaust gas that has passed through the first oxidation treatment unit 40 is released into the atmosphere from the funnel 9 through the exhaust duct 43.
  • the engine system 10A, 10B includes an engine 20A, 20B driven by methane as fuel, a turbocharger 30 that is driven by exhaust gas discharged from the exhaust section 22 of the engine 20A, 20B to supply air to the engine 20A, 20B, an exhaust pipe 102 through which the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 flows, a first oxidation treatment section 40 into which the exhaust gas is introduced via the exhaust pipe 102 and which contains a first methane oxidation catalyst 42, a turbocharger bypass pipe 103 that causes a portion of the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 to bypass the turbocharger 30 and merge with the exhaust pipe 102, and a second oxidation treatment section 50 that is provided midway through the turbocharger bypass pipe 103 and contains a second methane oxidation catalyst 52.
  • exhaust gas discharged from the exhaust section 22 of the engine 20A, 20B is sent to a turbocharger 30 and a turbocharger bypass pipe 103.
  • the turbocharger 30 is driven by the exhaust gas and supplies air to the engines 20A, 20B.
  • the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 flows through an exhaust pipe 102.
  • the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 to the exhaust pipe 102 has a lowered temperature by performing work to supply air to the engines 20A, 20B.
  • the exhaust gas sent to the turbocharger bypass pipe 103 is introduced into the second oxidation treatment unit 50.
  • the second oxidation treatment unit 50 oxidizes the unburned methane contained in the introduced exhaust gas by a second methane oxidation catalyst 52.
  • the temperature of the exhaust gas sent out from the second oxidation treatment unit 50 is increased.
  • the exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50 is passed through the turbocharger bypass pipe 103 and merges with the exhaust pipe 102.
  • a mixture of exhaust gas discharged from the turbocharger 30 and exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50, which have joined together inside the exhaust pipe 102, is introduced into the first oxidation treatment unit 40 through an exhaust pipe 102. Since the exhaust gas discharged from the second oxidation treatment unit 50 has a higher temperature than the exhaust gas discharged from the turbocharger 30, the temperature of the exhaust gas introduced into the first oxidation treatment unit 40 is higher.
  • the first methane oxidation catalyst 42 has a higher oxidation rate of methane as the temperature of the exhaust gas introduced therein is higher. Therefore, methane can be efficiently oxidized in the first oxidation treatment unit 40.
  • the second oxidation treatment unit 50 is provided midway through the turbocharger bypass pipe 103, and is not provided between the exhaust section 22 and the turbocharger 30. Therefore, the exhaust gas discharged from the exhaust section 22 is directly fed to the turbocharger 30. Therefore, a decrease in the drive efficiency of the turbocharger 30 is suppressed. As a result, it is possible to satisfactorily oxidize the unburned methane contained in the exhaust gas, and to suppress a decrease in the drive efficiency of the turbocharger 30.
  • the engine system 10A, 10B according to the second aspect is the engine system 10A, 10B of (1), further comprising a valve 60A, 60B that opens and closes the flow path of the exhaust gas from the exhaust section 22 to the turbocharger bypass pipe 103.
  • the flow path of the exhaust gas from the exhaust section 22 to the turbocharger bypass pipe 103 is opened and closed, and the supply of exhaust gas from the exhaust section 22 to the second oxidation treatment section 50 can be interrupted. Therefore, when oxidation treatment of the unburned methane contained in the exhaust gas in the second oxidation treatment section 50 is not necessary, the supply of exhaust gas to the second oxidation treatment section 50 can be stopped.
  • the engine system 10A according to the third aspect is the engine system 10A of (2), in which the engine 20A switches between using methane and heavy oil as fuel.
  • the unburned methane contained in the exhaust gas can be oxidized sequentially in the second oxidation treatment unit 50 and the first oxidation treatment unit 40.
  • the exhaust gas does not contain unburned methane. Therefore, by closing the valve 60A, the exhaust gas can be sent only to the turbocharger 30 without being sent to the second oxidation treatment unit 50. This allows the turbocharger 30 to be driven efficiently.
  • the sulfur content contained in the exhaust gas can be prevented from reaching the second oxidation treatment unit 50, and the second methane oxidation catalyst 52 can be prevented from being adversely affected.
  • the engine system 10A according to the fourth aspect is the engine system 10A according to (3), further comprising a first oxidation treatment unit bypass pipe 105 that causes the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 to bypass the first oxidation treatment unit 40, and a switching unit 110 that switches the introduction destination of the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 between the exhaust pipe 102 and the first oxidation treatment unit bypass pipe 105.
  • the switching unit 110 allows the switching unit 110 to switch the introduction destination of the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 between the exhaust pipe 102 and the first oxidizer bypass pipe 105 .
  • the switching unit 110 introduces the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 into the exhaust pipe 102, whereby the unburned methane contained in the exhaust gas can be oxidized sequentially in the second oxidation treatment unit 50 and the first oxidation treatment unit 40.
  • the exhaust gas does not contain unburned methane. Therefore, by using the switching unit 110 to introduce the exhaust gas discharged from the turbocharger 30 into the first oxidizer bypass pipe 105, the exhaust gas can be efficiently discharged through the first oxidizer bypass pipe 105 without being sent to the first oxidizer 40.
  • the engine system 10A, 10B according to the fifth aspect is any one of the engine systems 10A, 10B of (1) to (4), in which the pipe diameter D2 of the turbocharger bypass pipe 103 is smaller than the pipe diameter D1 of the exhaust pipe 102.
  • the capacity of the turbocharger 30 is set according to the flow rate of air to be supplied to the engines 20A, 20B.
  • the turbocharger bypass pipe 103 is introduced with the surplus exhaust gas discharged from the exhaust section 22 that is not supplied to the turbocharger 30.
  • the pipe diameter D2 of the turbocharger bypass pipe 103 smaller than the pipe diameter D1 of the exhaust pipe 102, it is possible to make it correspond to the flow rate of exhaust gas introduced into the turbocharger bypass pipe 103. This ensures the capacity of the turbocharger 30 while efficiently oxidizing the unburned methane contained in the exhaust gas.
  • the engine system 10A, 10B according to the sixth aspect is any one of the engine systems 10A, 10B according to (1) to (5), in which the second methane oxidation catalyst 52 has a higher concentration of catalytic components than the first methane oxidation catalyst 42.
  • the temperature of the exhaust gas introduced into the first oxidation treatment unit 40 is lower than the temperature of the exhaust gas introduced into the second oxidation treatment unit 50.
  • the efficiency of the oxidation treatment of the unburned methane contained in the exhaust gas is higher in the second oxidation treatment unit 50 than in the first oxidation treatment unit 40.
  • the seventh aspect of the engine system 10A, 10B is any one of the engine systems 10A, 10B of (1) to (6), in which the first methane oxidation catalyst 42 and the second methane oxidation catalyst 52 contain the same active component.
  • the vessel 1 according to the eighth aspect is equipped with any one of the engine systems 10A described in (1) to (7).
  • the engine system and ship disclosed herein can effectively oxidize the unburned methane contained in the exhaust gas and prevent a decrease in the drive efficiency of the turbocharger.

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Abstract

エンジンシステムは、メタンを燃料として駆動されるエンジンと、エンジンの排気部から排出される排出ガスによって駆動されることで、エンジンに空気を供給する過給機と、過給機から排出される排出ガスが流通する排出管と、排出管を介して排出ガスが導入されるとともに、第一メタン酸化触媒が収容された第一酸化処理部と、排気部から排出される排出ガスの一部を、過給機を迂回して排出管に合流させる過給機バイパス管と、過給機バイパス管の中途に設けられ、第二メタン酸化触媒が収容された第二酸化処理部と、を備える。

Description

エンジンシステム、船舶
　本開示は、エンジンシステム、船舶に関する。
　本願は、２０２２年１０月４日に日本に出願された特願２０２２－１５９９２０号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　エンジンの排出ガスに含まれるメタンを酸化処理する触媒コンバータが知られている。このような触媒コンバータは、過給機を備えるエンジンシステムの場合、過給機よりも、排出ガスの排出方向の下流側に配置されることが多い。
　特許文献１には、エンジンと、過給機（排ガスターボチャージャ）と、触媒コンバータと、を備えるエンジンシステム（往復動ピストン内燃機関）が開示されている。過給機は、エンジンの排出ガスにより駆動され、エンジンに空気を供給する。エンジンと過給機との間には、触媒コンバータを備えるラインが設けられている。エンジンの排出ガスは、触媒コンバータを備えるラインに通されている。触媒コンバータは、メタン酸化触媒コンバータであり、排気ガスに含まれるメタンを酸化させている。
特開２０１５－２１４９７０号公報
　ところで、エンジンの燃料としてメタンを用いる場合、排出ガスにメタンの未燃分が含まれることがある。このため、排出ガスを大気中に排出するに先立ち、排出ガスに含まれるメタンの未燃分をメタン酸化触媒によって酸化処理する必要がある。一方で、過給機を備えるエンジンシステムにおいては、エンジンから排出される排出ガスによって、過給機を効率良く駆動することが望まれる。
　これに対し、特許文献１に記載の構成では、燃料としてガスを用いる場合、エンジンから排出される排出ガスは、触媒コンバータを経て、過給機に供給される。排出ガスが触媒コンバータを通過する際には、排出ガスが触媒コンバータ内のメタン酸化触媒に接触することで、排出ガスに含まれるメタンの酸化処理が行われる。触媒コンバータは、排出ガスの流れに対する流路抵抗となるため、触媒コンバータを経て過給機に到達する排出ガスに圧力損失が生じ、過給機の駆動効率の低下に繋がってしまう。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を良好に酸化処理するとともに、過給機の駆動効率の低下を抑えることができるエンジンシステム、船舶を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係るエンジンシステムは、エンジンと、過給機と、排出管と、第一酸化処理部と、過給機バイパス管と、第二酸化処理部と、を備える。前記エンジンは、メタンを燃料として駆動される。前記過給機は、前記エンジンの排気部から排出される排出ガスによって駆動されることで、前記エンジンに空気を供給する。前記排出管は、前記過給機から排出される排出ガスが流通する。前記第一酸化処理部は、前記排出管を介して前記排出ガスが導入される。前記第一酸化処理部は、第一メタン酸化触媒が収容されている。前記過給機バイパス管は、前記排気部から排出される前記排出ガスの一部を、前記過給機を迂回して前記排出管に合流させる。前記第二酸化処理部は、前記過給機バイパス管の中途に設けられている。前記第二酸化処理部は、第二メタン酸化触媒が収容されている。
　本開示に係る船舶は、上記したようなエンジンシステムを備える。
　本開示のエンジンシステム、船舶によれば、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を良好に酸化処理するとともに、過給機の駆動効率の低下を抑えることができる。
本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムを備えた船舶の側面図である。 本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムの構成を示す図である。 本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムに備えられた第一メタン酸化触媒、第二メタン酸化触媒における、排出ガスの温度とメタン酸化率との関係の一例を示す図である。 本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムにおいて、燃料としてメタンを用いる場合の排出ガスの流れを示す図である。 本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムにおいて、燃料として重油を用いる場合の排出ガスの流れを示す図である。 本開示の第二実施形態に係るエンジンシステムの構成を示す図である。
＜第一実施形態＞
　以下、本開示の実施形態に係るエンジンシステム、船舶について、図１～図６を参照して説明する。
（船舶の構成）
　図１に示すように、この第一実施形態の船舶１は、船体２と、エンジンシステム１０Ａと、を少なくとも備えている。船舶１の船種は、例えば、ばら積み貨物船、液化天然ガス（ＬＮＧ）、二酸化炭素、アンモニア等の液化ガスの運搬船、フェリー、ＲＯ－ＲＯ船（Ｒｏｌｌ－ｏｎ／Ｒｏｌｌ－ｏｆｆ船）、ＰＣＴＣ（Ｐｕｒｅ　Ｃａｒ　＆　Ｔｒｕｃｋ　Ｃａｒｒｉｅｒ）、客船等を例示できる。
（船体の構成）
　船体２は、その外殻をなす、一対の舷側３Ａ，３Ｂと、船底４と、上甲板５と、底部甲板６と、を有している。舷側３Ａ，３Ｂは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を有する。船底４は、これら舷側３Ａ，３Ｂを接続する船底外板を有する。これら一対の舷側３Ａ，３Ｂ及び船底４により、船体２の外殻は、船首尾方向Ｄａに直交する断面において、Ｕ字状を成している。この第一実施形態で例示する上甲板５は、外部に露出する全通甲板である。底部甲板６は、船体２内に設けられ、船底外板と共に二重底を構成している。船体２には、例えば船尾２ｂ側の上甲板５上に、居住区を有する上部構造７が形成されている。なお、上部構造７の位置や大きさは、適宜変更可能である。
（エンジンシステムの構成）
　図２は、本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムの構成を示す図である。
　エンジンシステム１０Ａは、船体２内に設けられている。
　図２に示すように、エンジンシステム１０Ａは、エンジン２０Ａと、過給機３０と、第一酸化処理部４０と、第二酸化処理部５０と、を主に備えている。
　エンジン２０Ａは、船体２内に設けられている。エンジン２０Ａは、船体２を推進させるため駆動力を発生する主機や、船体２内に電力を供給する発電機を駆動するもの等を例示できる。エンジン２０Ａは、燃料を燃焼させることで駆動される。エンジン２０Ａは、燃料を燃焼させることで生成される排出ガスを排出する。この第一実施形態で用いられるエンジン２０Ａは、燃料として、メタンと、重油とを切り換えて利用することが可能となっている。重油としては、Ａ重油、Ｃ重油等が例示できる。
　エンジン２０Ａは、エンジン本体２１と、排気部２２と、を備えている。エンジン本体２１は、例えば、複数の気筒（図示せず）を有している。エンジン本体２１の各気筒内には、吸気部（図示せず）を介して外部から燃料と空気との混合気が導入される。混合気は、各気筒内で燃焼される。各気筒内で混合気が燃焼されることで、エンジン本体２１が駆動される。また、エンジン本体２１は、各気筒内で混合気を燃焼させることによって生じた排出ガスを、排気部２２を介して外部に排出する。
　排気部２２は、エンジン本体２１の各気筒からの排出ガスを、過給機３０、第一酸化処理部４０に排出する。排気部２２は、接続管２３と、マニホールド２４と、を備えている。接続管２３は、複数の気筒のそれぞれに対応して設けられている。各接続管２３は、各気筒の排気ポート（図示せず）とマニホールド２４とを接続している。マニホールド２４には、複数の接続管２３から排出ガスが流入する。マニホールド２４は、複数の接続管２３から排出された排出ガスを集合させ、過給機３０、及び第一酸化処理部４０に送り込む。
　過給機３０は、マニホールド２４における排出ガスの流通方向下流側の端部に接続されている。過給機３０には、マニホールド２４を流通する排出ガスのうちの一部の排出ガスが導入される。過給機３０は、エンジン２０Ａに空気を供給するコンプレッサ（図示せず）と、排気タービン（図示せず）とを有している。過給機３０の排気タービン（図示せず）は、排気部２２から排出される排出ガスのエネルギーを回転エネルギーに変換する。コンプレッサ（図示せず）は、この回転エネルギーによって駆動される。過給機３０を経た排出ガスは、排出管１０２に吐出される。
　排出管１０２は、過給機３０から排出された排出ガスを導く流路を形成している。つまり、排出管１０２には、過給機３０から排出される排出ガスが流通する。排出管１０２の一端は、過給機３０の吐出口（図示せず）に接続されている。この第一実施形態で例示する排出管１０２は、過給機３０から上下方向Ｄｖの上方に向かって延びている。排出管１０２の他端は、第一酸化処理部４０に接続されている。
　第一酸化処理部４０は、排出ガスに含まれるメタンを酸化させる処理を行う。この第一酸化処理部４０には、排出管１０２を介して排出ガスが導入される。第一酸化処理部４０に導入される排出ガスは、少なくとも過給機３０から排出される排出ガスを含む。第一酸化処理部４０は、ハウジング４１と、第一メタン酸化触媒４２と、を有している。
　ハウジング４１は、第一酸化処理部４０の外殻を形成している。この第一実施形態では、ハウジング４１が上下方向Ｄｖに延びている場合を例示している。ハウジング４１の下端には、排出管１０２の他端が接続されている。一方で、ハウジング４１の上端には、排気ダクト４３が接続されている。排気ダクト４３は、図１に示すファンネル９に至る。この第一実施形態のファンネル９は、船体２の船尾２ｂ側の上甲板５上に設けられ、上下方向Ｄｖに延びる筒状をなし、上甲板５から上方に突出するように延びている。
　図２に示すように、第一メタン酸化触媒４２は、ハウジング４１内に収容されている。この第一メタン酸化触媒４２は、排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理を行う。第一メタン酸化触媒４２は、例えば、触媒担体と触媒担体に固定されたパラジウムの粒子等からなる活性成分とを備えている。
　第二酸化処理部５０は、過給機バイパス管１０３の途中に設けられている。第二酸化処理部５０は、過給機バイパス管１０３に流通する排出ガスに含まれたメタンを酸化させる処理を行う。
　過給機バイパス管１０３は、排気部２２から排出される排出ガスの一部を、過給機３０を迂回して排出管１０２に合流させる。過給機バイパス管１０３の第一端１０３ａは、排気部２２に接続されている。第一端１０３ａは、排気部２２のマニホールド２４に対して複数の接続管２３が接続されている位置よりも、マニホールド２４内における排出ガスの流れ方向下流側に接続されている。過給機バイパス管１０３の第二端１０３ｂは、排出管１０２に接続されている。
　過給機バイパス管１０３の配管径（内径）Ｄ２は、エンジン２０Ａに空気を送り込むために過給機３０を駆動するのに必要な排出ガスの流量に基づいて設定される。過給機３０を駆動するのに必要な排出ガスの流量は、エンジン２０Ａに送り込むべき空気の流量の設定値（設計値）に基づいて定められる。過給機バイパス管１０３には、エンジン２０Ａから排出される排出ガスの流量と、過給機３０を駆動するのに必要な排出ガスの流量との、差分の流量の排出ガスが導入される。つまり、過給機バイパス管１０３には、エンジン２０Ａから排出される排出ガスのうち、過給機３０で必要とされる排出ガスの余剰分が導入される。このため、過給機バイパス管１０３の配管径（内径）Ｄ２は、排出管１０２の配管径Ｄ１よりも小さい。
　第二酸化処理部５０には、過給機バイパス管１０３を介して、エンジン２０Ａの排気部２２から排出される排出ガスが導入される。第二酸化処理部５０は、ハウジング５１と、第二メタン酸化触媒５２と、を有している。
　ハウジング５１は、第二酸化処理部５０の外殻を形成している。この第一実施形態では、ハウジング５１が上下方向Ｄｖに延びている場合を例示している。ハウジング５１の下端には、過給機バイパス管１０３の上流部１０３ｐが接続されている。ハウジング５１の上端には、過給機バイパス管１０３の下流部１０３ｑが接続されている。
　第二メタン酸化触媒５２は、ハウジング５１内に収容されている。第二メタン酸化触媒５２は、排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理を行う。第二メタン酸化触媒５２は、例えば、触媒担体と触媒担体に固定されたパラジウムの粒子等からなる活性成分とを備えている。この第一実施形態において、第一メタン酸化触媒４２と、第二メタン酸化触媒５２とは、同一の活性成分を含んでいる。
　図３は、本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムに備えられた第一メタン酸化触媒、第二メタン酸化触媒における、排出ガスの温度とメタン酸化率との関係の一例を示す図である。
　図３に示すように、第一メタン酸化触媒４２、及び第二メタン酸化触媒５２においては、排出ガスの温度が高いほど、メタンの酸化率が高くなる。このため、排出ガスの温度がなるべく高い領域で、メタンの未燃分の酸化処理を行うのが好ましい。この第一実施形態では、第二メタン酸化触媒５２の触媒成分の濃度を、第一メタン酸化触媒４２の触媒成分の濃度よりも高くすることで、メタンの酸化処理効率を、より高めることができ、且つ第一メタン酸化触媒４２と第二メタン酸化触媒５２とを合計した全体の活性成分の量を低減させることができる。
　また、図２に示すように、過給機バイパス管１０３のうち、第二酸化処理部５０よりも排出ガスの流れ方向上流側に位置する上流部１０３ｐには、弁６０Ａが設けられている。弁６０Ａは、排気部２２から過給機バイパス管１０３への排出ガスの流路を開閉する。弁６０Ａは、過給機３０への排ガス必要量にあわせて、開度調整される。
　また、この第一実施形態におけるエンジンシステム１０Ａは、第一酸化処理部バイパス管１０５と、切替部１１０と、を更に備えている。第一酸化処理部バイパス管１０５は、第一酸化処理部４０を迂回する排出ガスの流路を形成している。第一酸化処理部バイパス管１０５の一端は、排出管１０２から分岐している。第一酸化処理部バイパス管１０５の他端は、排気ダクト４３に合流している。
　切替部１１０は、過給機３０から排出される排出ガスの導入先を、排出管１０２と第一酸化処理部バイパス管１０５との間で切り替える。切替部１１０は、第一切換弁１１１と、第二切換弁１１２と、を有している。第一切換弁１１１は、排出管１０２において、第一酸化処理部バイパス管１０５の一端が接続された部分と、第一酸化処理部４０との間に配置されている。第二切換弁１１２は、第一酸化処理部バイパス管１０５に設けられている。第一切換弁１１１、第二切換弁１１２は、遠隔操作等により開閉可能としてもよい。
　この第一実施形態におけるエンジンシステム１０Ａは、上記のような第一酸化処理部バイパス管１０５及び切替部１１０を備えることで、排出ガスの導入先を第一酸化処理部４０では無く第一酸化処理部バイパス管１０５に切り替えることが可能となり、その結果、過給機３０から排出管１０２に排出された排出ガスを、第一酸化処理部４０を迂回して、排気ダクト４３に至るようにすることができる。
　図１、図２に示すように、上記エンジンシステム１０Ａのうち、エンジン２０Ａ、過給機３０、及び第二酸化処理部５０は、例えば、船体２内に設けられた機関室２ｋ内に収容されている。排出管１０２、及び第二酸化処理部５０から上方に延びる過給機バイパス管１０３の下流部１０３ｑは、機関室２ｋの上方に設けられた甲板８を貫通して、船体２内の上層に延びている。本実施形態で例示する第一酸化処理部４０は、甲板８の上側に形成された上部機関室２ｊ内に配置されている。しかし、第一酸化処理部４０の配置は、上部機関室２ｊ内に配置される場合に限られない。
　図４は、本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムにおいて、燃料としてメタンを用いる場合の排出ガスの流れを示す図である。
　図４に示すように、上記エンジンシステム１０Ａでは、エンジン２０Ａの燃料としてメタンを用いる場合、弁６０Ａ、及び第一切換弁１１１を開き、第二切換弁１１２を閉じる。エンジン２０Ａの排気部２２から排出される排出ガスの一部は、排気部２２のマニホールド２４から過給機３０に導入される。過給機３０に導入された排出ガスにより、過給機３０が駆動され、エンジン２０Ａに空気が供給される。過給機３０から排出管１０２に排出される排出ガスは、エンジン２０Ａに空気を供給するための仕事をすることで、温度低下する。
　また、エンジン２０Ａの排気部２２から排出される排出ガスの残部（余剰分）は、マニホールド２４から過給機バイパス管１０３に流入する。過給機バイパス管１０３に流入した排出ガスは、第二酸化処理部５０に導入される。第二酸化処理部５０では、第二メタン酸化触媒５２により、導入された排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理がなされる。第二酸化処理部５０におけるメタンの未燃分の酸化処理により、第二酸化処理部５０を経た排出ガスの温度は上昇する。
　過給機３０を経た排出ガスと、第二酸化処理部５０を経た排出ガスとは、排出管１０２内で合流する。第二酸化処理部５０を経た排出ガスは、酸化処理によって温度上昇しているため、過給機３０を経た排出ガスと、第二酸化処理部５０を経た排出ガスとが混合された混合ガス（排出ガス）の温度は、過給機３０から排出された排出ガス単体の温度よりも高まる。
　このように温度が高められた排出ガスは、排出管１０２から第一酸化処理部４０に導入される。第一酸化処理部４０では、第一メタン酸化触媒４２により、導入された排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理がなされる。第一酸化処理部４０を経た排出ガスは、排気ダクト４３を通じてファンネル９から大気中に放出される。
　図５は、本開示の第一実施形態に係るエンジンシステムにおいて、燃料として重油を用いる場合の排出ガスの流れを示す図である。
　図５に示すように、エンジンシステム１０Ａでは、エンジン２０Ａの燃料として重油を用いる場合、弁６０Ａ、及び第一切換弁１１１を閉じ、第二切換弁１１２を開く。エンジン２０Ａの排気部２２から排出される排出ガスの全てが、排気部２２のマニホールド２４から過給機３０に導入される。過給機３０に導入された排出ガスにより、過給機３０が駆動され、エンジン２０Ａに空気が供給される。過給機３０から排出された排出ガスは、排出管１０２から第一酸化処理部バイパス管１０５に流入し、第一酸化処理部４０を迂回して、排気ダクト４３を通じてファンネル９から大気中に放出される。
（作用効果）
　上記第一実施形態のエンジンシステム１０Ａ、船舶１では、エンジン２０Ａの排気部２２から排出される排出ガスが、過給機３０と、過給機バイパス管１０３とに送り出される。過給機３０は、排出ガスによって駆動され、エンジン２０Ａに空気を供給する。過給機３０から排出される排出ガスは、排出管１０２を流通する。過給機３０から排出管１０２に排出される排出ガスは、エンジン２０Ａに空気を供給するための仕事をすることで、温度低下する。
　一方で、過給機バイパス管１０３に送り出された排出ガスは、第二酸化処理部５０に導入される。第二酸化処理部５０は、導入された排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、第二メタン酸化触媒５２により酸化処理する。メタンの未燃分が酸化処理されることで、第二酸化処理部５０から送り出される排出ガスは、第二酸化処理部５０に導入される排出ガスよりも温度上昇する。第二酸化処理部５０から排出された排出ガスは、過給機バイパス管１０３を通して、排出管１０２に合流する。
　第一酸化処理部４０には、排出管１０２を通して排出ガスが導入される。この第一酸化処理部４０に導入される排出ガスは、過給機３０から排出された排出ガスと、第二酸化処理部５０から排出された排出ガスとが排出管１０２内で合流して混合された排出ガスとなる。そして、第二酸化処理部５０から排出された排出ガスは、過給機３０から排出された排出ガスよりも高温であるため、過給機３０から排出された排出ガスと、第二酸化処理部５０から排出された排出ガスとが混合された排出ガスは、過給機３０から排出された排出ガスよりも高温となる。これにより、過給機バイパス管１０３、及び第二酸化処理部５０を備えていない場合と比較して、第一酸化処理部４０に導入される排出ガスの温度を高くすることができる。
　そして、第一メタン酸化触媒４２は、導入される排出ガスの温度が高いほど、メタンの酸化率が高まるため、第一酸化処理部４０で、メタンを効率良く酸化処理することが可能となる。
　また、第二酸化処理部５０は、過給機バイパス管１０３の途中に設けられており、排気部２２と過給機３０との間には設けられていない。このため、過給機３０には、排気部２２から排出される排出ガスがダイレクトに送り込まれる。したがって、過給機３０の駆動効率の低下が抑えられている。
　その結果、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を良好に酸化処理するとともに、過給機３０の駆動効率の低下を抑えることが可能となる。
　また、上記第一実施形態では、排気部２２から過給機バイパス管１０３への排出ガスの流路を開閉する弁６０Ａを更に備えている。
　これにより、弁６０Ａを開閉することで、排気部２２から第二酸化処理部５０への排出ガスの供給を断続することができる。したがって、エンジン２０Ａの燃料として重油を用い、第二酸化処理部５０においてメタンの未燃分の酸化処理が不必要な場合、第二酸化処理部５０への排出ガスの供給を停止することができる。
　また、上記第一実施形態では、エンジン２０Ａの燃料として、メタンと重油とを切り換えて利用することが可能となっている。
　これにより、燃料としてメタンを利用する場合、弁６０Ａを開くことによって、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、第二酸化処理部５０と、第一酸化処理部４０とによって、順次酸化処理することができる。
　また、燃料として、排出ガスにメタンの未燃分が含まれない重油を用いる場合、弁６０Ａを閉じ、排出ガスを第二酸化処理部５０に送らず、過給機３０のみに送り込むことができる。これにより、過給機３０を効率良く駆動することができる。また、重油を燃料として利用した場合に排出ガスに含まれる硫黄分が、第二酸化処理部５０に及ぶのを抑えることができ、第二メタン酸化触媒５２への影響を抑えることができる。
　また、上記第一実施形態では、切替部１１０により、過給機３０から排出される排出ガスの導入先を、排出管１０２と第一酸化処理部バイパス管１０５との間で切り替えることができる。
　これにより、例えば、燃料としてメタンを利用する場合には、切替部１１０により、過給機３０から排出される排出ガスを、排出管１０２を介して第一酸化処理部４０に導入させることによって、上記したように、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、第一酸化処理部４０で酸化処理することができる。
　その一方で、燃料として、排出ガスにメタンの未燃分が含まれていない重油を用いる場合には、切替部１１０により、過給機３０から排出される排出ガスを、第一酸化処理部バイパス管１０５に導入させることで、排出ガスを第一酸化処理部４０に導入させず、第一酸化処理部バイパス管１０５を通して効率良く排出することができる。
　さらに、上記第一実施形態では、過給機３０の能力は、エンジン２０Ａに供給すべき空気の流量に応じて設定されている。メタンを燃料とする場合、過給機バイパス管１０３には、排気部２２から排出される排出ガスのうち、過給機３０に供給されない余剰分が導入される。また、過給機バイパス管１０３の配管径（内径）Ｄ２を、排出管１０２の配管径（内径）Ｄ１よりも小さくすることで、過給機バイパス管１０３に導入される排出ガスの流量に応じたものとすることができる。これにより、過給機３０の能力を確保しつつ、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、効率良く酸化処理することができる。
　また、上記第一実施形態では、第一酸化処理部４０に導入される排出ガスの温度は、第二酸化処理部５０に導入される排出ガスの温度よりも低くなり、排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理の効率は、第一酸化処理部４０よりも第二酸化処理部５０の方が高い。しかし、上記第一実施形態では、第二メタン酸化触媒５２の触媒成分の濃度を、第一メタン酸化触媒４２の触媒成分の濃度よりも高くすることで、メタン酸化処理効率を、より高めることができ、且つ第一メタン酸化触媒４２と第二メタン酸化触媒５２とを合計した全体の活性成分の量を低減させることができる。
　さらに、上記第一実施形態では、第一メタン酸化触媒４２と、第二メタン酸化触媒５２とは、同一の活性成分を含んでいる。これにより、第一酸化処理部４０、及び第二酸化処理部５０を、効率良く製作することができる。
（第一実施形態の変形例）
　なお、上記第一実施形態では、エンジンシステム１０Ａが、船舶１に設けられている場合を一例にして説明したが、エンジンシステム１０Ａは、船舶１に設けられる構成に限られない。エンジンシステム１０Ａは、例えば、陸上における各種設備で用いられるエンジンシステムにも適用可能である。
＜第二実施形態＞
　次に、本開示に係るエンジンシステムの第二実施形態について説明する。この第二実施形態は、第一実施形態とエンジンシステムの一部の構成のみが異なるため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
（エンジンシステムの構成）
　図６は、本開示の第二実施形態に係るエンジンシステムの構成を示す図である。
　図６に示すように、この第二実施形態に例示するエンジンシステム１０Ｂは、エンジン２０Ｂと、過給機３０と、第一酸化処理部４０と、第二酸化処理部５０と、を備えている。
　エンジン２０Ｂは、燃料を燃焼させることで生成される排出ガスを排出する。この実施形態で例示するエンジン２０Ｂは、燃料としてメタンのみを用いる。
　過給機３０は、マニホールド２４における排出ガスの流通方向下流側の端部に接続されている。過給機３０には、マニホールド２４を流通する排出ガスのうちの一部の排出ガスが導入される。この第二実施形態の過給機３０は、メタンのみを燃料とする一般的なエンジンシステムで用いられる過給機よりも高効率な高効率過給機が用いられており、これにより、エンジン２０Ｂからの排出ガスの流量が過給機３０で必要とされる排出ガスの流量を上回り、第一実施形態と同様に、排出ガスの余剰分が生じ得るものとなっている。
　排出管１０２は、過給機３０から排出される排出ガスが流通する。
　第一酸化処理部４０には、排出管１０２を介して、排出ガスが導入される。第一酸化処理部４０に導入される排出ガスは、過給機３０から排出される排出ガスと、第二酸化処理部５０から排出される排出ガスとの混合されたものとなる。
　第二酸化処理部５０は、過給機バイパス管１０３の途中に設けられている。過給機バイパス管１０３は、排気部２２から排出された排出ガスの一部を、過給機３０を迂回して排出管１０２に合流させる。
　第二酸化処理部５０には、過給機バイパス管１０３を介して、排出ガスが導入される。
　過給機バイパス管１０３のうち、第二酸化処理部５０よりも排出ガスの流れ方向上流側に位置する上流部１０３ｐには、弁６０Ｂが設けられている。
なお、この第二実施形態におけるエンジンシステム１０Ｂは、上記第一実施形態で例示したエンジンシステム１０Ａの第一酸化処理部バイパス管１０５と、切替部１１０と、を備えていない。
　このようなエンジンシステム１０Ｂでは、エンジン２０Ｂの排気部２２から排出される排出ガスの一部は、排気部２２のマニホールド２４から過給機３０に導入される。過給機３０に導入された排出ガスにより、過給機３０が駆動され、エンジン２０Ｂに空気が供給される。
　弁６０Ｂは、エンジン２０Ｂの回転数、過給機３０の回転数等に応じて開度調整される。具体的には、エンジン２０Ｂからの排出ガスの流量が、過給機３０で必要とされる排出ガスの流量を上回り、排出ガスの余剰分が生じる場合には、余剰分に応じた開度で弁６０Ｂが開かれる。弁６０Ｂは、エンジン２０Ｂの作動中に常時開いていてもよいし、排出ガスの余剰分が生じない場合、弁６０Ｂを全閉状態としてもよい。弁６０Ｂが開いている場合、エンジン２０Ｂの排気部２２から排出される排出ガスの残部（余剰分）は、マニホールド２４から過給機バイパス管１０３に流入する。過給機バイパス管１０３に流入した排出ガスは、第二酸化処理部５０に導入される。第二酸化処理部５０では、第二メタン酸化触媒５２により、導入された排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理がなされる。
　過給機３０を経た排出ガスと、第二酸化処理部５０を経た排出ガスとは、排出管１０２内で合流する。第二酸化処理部５０を経た排出ガスは、酸化処理によって、第二酸化処理部５０に導入される排出ガスよりも温度上昇している。このため、過給機３０を経た排出ガスと、第二酸化処理部５０を経た排出ガスとが混合された混合ガス（排出ガス）の温度は、過給機３０を経た排出ガスの温度よりも高まる。温度が高められた排出ガスは、排出管１０２から第一酸化処理部４０に導入される。第一酸化処理部４０では、第一メタン酸化触媒４２により、導入された排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理がなされる。第一酸化処理部４０を経た排出ガスは、排気ダクト４３を通じてファンネル９から大気中に放出される。
（作用効果）
　上記第二実施形態のエンジンシステム１０Ｂにおいても、上記第一実施形態と同様、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を良好に酸化処理するとともに、過給機３０の駆動効率の低下を抑えることが可能となる。
（その他の実施形態）
　以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　上記各実施形態で示したエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂの構成は一例であって、各部の構成は適宜変更可能である。
　また、エンジンシステム１０Ａ，１０Ｂの用途については、何ら限定するものではなく、様々な用途に利用可能である。
＜付記＞
　各実施形態に記載のエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂ、船舶１は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係るエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂは、メタンを燃料として駆動されるエンジン２０Ａ，２０Ｂと、前記エンジン２０Ａ，２０Ｂの排気部２２から排出される排出ガスによって駆動されることで、前記エンジン２０Ａ，２０Ｂに空気を供給する過給機３０と、前記過給機３０から排出される排出ガスが流通する排出管１０２と、前記排出管１０２を介して前記排出ガスが導入されるとともに、第一メタン酸化触媒４２が収容された第一酸化処理部４０と、前記排気部２２から排出される前記排出ガスの一部を、前記過給機３０を迂回して前記排出管１０２に合流させる過給機バイパス管１０３と、前記過給機バイパス管１０３の中途に設けられ、第二メタン酸化触媒５２が収容された第二酸化処理部５０と、を備える。
　このエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂでは、エンジン２０Ａ，２０Ｂの排気部２２から排出される排出ガスは、過給機３０と、過給機バイパス管１０３とに送り出される。過給機３０は、排出ガスによって駆動され、エンジン２０Ａ，２０Ｂに空気を供給する。過給機３０から排出される排出ガスは、排出管１０２を流通する。過給機３０から排出管１０２に排出される排出ガスは、エンジン２０Ａ，２０Ｂに空気を供給するための仕事をすることで、温度低下している。
　過給機バイパス管１０３に送り出された排出ガスは、第二酸化処理部５０に導入される。第二酸化処理部５０は、導入された排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、第二メタン酸化触媒５２により酸化処理する。メタンの未燃分が酸化処理されることで、第二酸化処理部５０から送り出される排出ガスは、温度上昇している。第二酸化処理部５０から排出された排出ガスは、過給機バイパス管１０３を通して、排出管１０２に合流させる。
　第一酸化処理部４０には、排出管１０２を通して、排出管１０２内で合流した、過給機３０から排出された排出ガスと、第二酸化処理部５０から排出された排出ガスとが混合された排出ガスが導入される。第二酸化処理部５０から排出された排出ガスは、過給機３０から排出された排出ガスよりも高温であるため、第一酸化処理部４０に導入される排出ガスの温度が高くなる。第一メタン酸化触媒４２は、導入される排出ガスの温度が高いほど、メタンの酸化率が高まる。このため、第一酸化処理部４０で、メタンを効率良く酸化処理することができる。
　また、第二酸化処理部５０は、過給機バイパス管１０３の中途に設けられており、排気部２２と過給機３０との間には設けられていない。このため、過給機３０には、排気部２２から排出される排出ガスがダイレクトに送り込まれる。したがって、過給機３０の駆動効率の低下が抑えられている。
　その結果、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を良好に酸化処理するとともに、過給機３０の駆動効率の低下を抑えることが可能となる。
（２）第２の態様に係るエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂは、（１）のエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂであって、前記排気部２２から前記過給機バイパス管１０３への前記排出ガスの流路を開閉する弁６０Ａ，６０Ｂを更に備える。
　これにより、弁６０Ａ，６０Ｂを開閉することで、排気部２２から過給機バイパス管１０３への排出ガスの流路が開閉され、排気部２２から第二酸化処理部５０への排出ガスの供給を断続することができる。したがって、第二酸化処理部５０における、排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理が不必要な場合、第二酸化処理部５０への排出ガスの供給を停止することができる。
（３）第３の態様に係るエンジンシステム１０Ａは、（２）のエンジンシステム１０Ａであって、前記エンジン２０Ａは、燃料として、メタンと重油とを切り換えて利用する。
　これにより、燃料としてメタンを利用する場合、弁６０Ａを開くことによって、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、第二酸化処理部５０と、第一酸化処理部４０とで、順次酸化処理することができる。
　また、燃料として重油を用いる場合、排出ガスにメタンの未燃分が含まれていない。このため、弁６０Ａを閉じることで、排出ガスを第二酸化処理部５０に送らず、過給機３０のみに送り込むことができる。これにより、過給機３０を効率良く駆動できる。また、重油を燃料として利用した場合に排出ガスに含まれる硫黄分が、第二酸化処理部５０に及ぶのを抑え、第二メタン酸化触媒５２に悪影響が及ぶのを抑えることができる。
（４）第４の態様に係るエンジンシステム１０Ａは、（３）のエンジンシステム１０Ａであって、前記過給機３０から排出される前記排出ガスを、前記第一酸化処理部４０を迂回させる第一酸化処理部バイパス管１０５と、前記過給機３０から排出される前記排出ガスの導入先を、前記排出管１０２と前記第一酸化処理部バイパス管１０５との間で切り替える切替部１１０と、を更に備える。
　これにより、切替部１１０により、過給機３０から排出される排出ガスの導入先を、排出管１０２と第一酸化処理部バイパス管１０５との間で切り替えることができる。
　燃料としてメタンを利用する場合、切替部１１０により、過給機３０から排出される排出ガスを、排出管１０２に導入させることによって、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、第二酸化処理部５０と、第一酸化処理部４０とで、順次酸化処理することができる。
　また、燃料として重油を用いる場合、排出ガスにメタンの未燃分が含まれていない。このため、切替部１１０により、過給機３０から排出される排出ガスを、第一酸化処理部バイパス管１０５に導入させることで、排出ガスを第一酸化処理部４０に送らず、第一酸化処理部バイパス管１０５を通して効率良く排出することができる。
（５）第５の態様に係るエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂは、（１）から（４）の何れか一つのエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂであって、前記過給機バイパス管１０３の配管径Ｄ２は、前記排出管１０２の配管径Ｄ１よりも小さい。
　このような構成において、過給機３０の能力は、エンジン２０Ａ，２０Ｂに供給すべき空気の流量に応じて設定される。この場合、過給機バイパス管１０３には、排気部２２から排出される排出ガスのうち、過給機３０に供給されない余剰分が導入される。過給機バイパス管１０３の配管径Ｄ２を、排出管１０２の配管径Ｄ１よりも小さくすることで、過給機バイパス管１０３に導入される排出ガスの流量に応じたものとすることができる。これにより、過給機３０の能力を確保しつつ、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を、効率良く酸化処理することができる。
（６）第６の態様に係るエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂは、（１）から（５）の何れか一つのエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂであって、前記第二メタン酸化触媒５２は、前記第一メタン酸化触媒４２よりも触媒成分の濃度が高い。
　このような構成において、第一酸化処理部４０に導入される排出ガスの温度は、第二酸化処理部５０に導入される排出ガスの温度よりも低い。これにより、排出ガスに含まれるメタンの未燃分の酸化処理の効率は、第二酸化処理部５０の方が、第一酸化処理部４０よりも高い。第二メタン酸化触媒５２の触媒成分の濃度を、第一メタン酸化触媒４２の触媒成分の濃度よりも高くすることで、メタンの酸化処理効率を、より高めることができ、且つ第一メタン酸化触媒４２と第二メタン酸化触媒５２とを合計した全体の活性成分の量を低減させることができる。
（７）第７の態様に係るエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂは、（１）から（６）の何れか一つのエンジンシステム１０Ａ，１０Ｂであって、前記第一メタン酸化触媒４２と、前記第二メタン酸化触媒５２とは、同一の活性成分を含む。
　これにより、第一酸化処理部４０、及び第二酸化処理部５０を、効率良く製作することができる。
（８）第８の態様に係る船舶１は、（１）から（７）の何れか一つのエンジンシステム１０Ａを備える。
　これにより、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を良好に酸化処理するとともに、過給機３０の駆動効率の低下を抑えることができるエンジンシステム１０Ａを備えた船舶１を提供することができる。
　本開示のエンジンシステム、船舶によれば、排出ガスに含まれるメタンの未燃分を良好に酸化処理するとともに、過給機の駆動効率の低下を抑えることができる。
１…船舶　２…船体　２ｂ…船尾　２ｊ…上部機関室　２ｋ…機関室　３Ａ，３Ｂ…舷側　４…船底　５…上甲板　６…底部甲板　７…上部構造　８…甲板　９…ファンネル　１０Ａ，１０Ｂ…エンジンシステム　２０Ａ，２０Ｂ…エンジン　２１…エンジン本体　２２…排気部　２３…接続管　２４…マニホールド　３０…過給機　４０…第一酸化処理部　４１…ハウジング　４２…第一メタン酸化触媒　４３…排気ダクト　５０…第二酸化処理部　５１…ハウジング　５２…第二メタン酸化触媒　６０Ａ，６０Ｂ…弁　１０２…排出管　１０３…過給機バイパス管　１０３ａ…第一端　１０３ｂ…第二端　１０３ｃ…中間位置　１０３ｐ…上流部　１０３ｑ…下流部　１０５…第一酸化処理部バイパス管
１１０…切替部　１１１…第一切換弁　１１２…第二切換弁　Ｄ１，Ｄ２…配管径　Ｄａ…船首尾方向　Ｄｖ…上下方向

Claims (8)

  1. 　メタンを燃料として駆動されるエンジンと、
    　前記エンジンの排気部から排出される排出ガスによって駆動されることで、前記エンジンに空気を供給する過給機と、
    　前記過給機から排出される排出ガスが流通する排出管と、
    　前記排出管を介して前記排出ガスが導入されるとともに、第一メタン酸化触媒が収容された第一酸化処理部と、
    　前記排気部から排出される前記排出ガスの一部を、前記過給機を迂回して前記排出管に合流させる過給機バイパス管と、
    　前記過給機バイパス管の中途に設けられ、第二メタン酸化触媒が収容された第二酸化処理部と、
    を備えるエンジンシステム。
  2. 　前記排気部から前記過給機バイパス管への前記排出ガスの流路を開閉する弁を更に備える
    請求項１に記載のエンジンシステム。
  3. 　前記エンジンは、燃料として、メタンと重油とを切り換えて利用する
    請求項２に記載のエンジンシステム。
  4. 　前記過給機から排出される前記排出ガスを、前記第一酸化処理部を迂回させる第一酸化処理部バイパス管と、
    　前記過給機から排出される前記排出ガスの導入先を、前記排出管と前記第一酸化処理部バイパス管との間で切り替える切替部と、を更に備える
    請求項３に記載のエンジンシステム。
  5. 　前記過給機バイパス管の配管径は、前記排出管の配管径よりも小さい
    請求項１又は２に記載のエンジンシステム。
  6. 　前記第二メタン酸化触媒は、前記第一メタン酸化触媒よりも触媒成分の濃度が高い
    請求項１又は２に記載のエンジンシステム。
  7. 　前記第一メタン酸化触媒と、前記第二メタン酸化触媒とは、同一の活性成分を含む
    請求項１又は２に記載のエンジンシステム。
  8. 　請求項１又は２に記載のエンジンシステムを備える
    船舶。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006512523A (ja) * 2002-10-02 2006-04-13 ウエストポート リサーチ インコーポレイテッド Ｎｏｘ吸着装置を再生する方法および装置
JP2010156208A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Iseki & Co Ltd ディーゼルエンジン
JP2012180765A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンの排ガス浄化装置
US20140230433A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with exhaust-gas aftertreatment arrangement and method for operating an internal combustion engine of said type
JP2022080264A (ja) * 2020-11-17 2022-05-27 ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル リミテッド 内燃機関、排気システム、及び内燃機関を運転する方法
EP4036386A1 (de) * 2021-01-29 2022-08-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbrennungskraftmaschine für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug, insbesondere kraftwagen

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010043327A1 (de) * 2010-11-03 2012-05-03 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Brennkraftmaschine, Turbine, Abgasturbolader
JP6427103B2 (ja) * 2013-10-17 2018-11-21 川崎重工業株式会社 舶用排気ガス浄化装置及び船舶機関システム
DK2942504T3 (en) 2014-05-09 2019-02-25 Winterthur Gas & Diesel Ag Piston internal combustion engine and method of operating a piston internal combustion engine
JP6343232B2 (ja) * 2014-12-11 2018-06-13 ヤンマー株式会社 エンジン装置
JP7022792B2 (ja) * 2020-08-03 2022-02-18 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 エンジン
CN112377294B (zh) * 2020-11-30 2025-06-24 中船动力研究院有限公司 一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006512523A (ja) * 2002-10-02 2006-04-13 ウエストポート リサーチ インコーポレイテッド Ｎｏｘ吸着装置を再生する方法および装置
JP2010156208A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Iseki & Co Ltd ディーゼルエンジン
JP2012180765A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンの排ガス浄化装置
US20140230433A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with exhaust-gas aftertreatment arrangement and method for operating an internal combustion engine of said type
JP2022080264A (ja) * 2020-11-17 2022-05-27 ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル リミテッド 内燃機関、排気システム、及び内燃機関を運転する方法
EP4036386A1 (de) * 2021-01-29 2022-08-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbrennungskraftmaschine für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug, insbesondere kraftwagen

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