(57)【要約】【課題】船舶において、排気ガス中のＮＯｘを処理して無害化することと、発電用エンジン２５の廃熱を電気エネルギーとして回収することとを、簡単な構成で且つ効率よく両立できるようにする。【解決手段】船舶１に搭載した内燃機関２５の排気経路２７に、排気ガス移動方向上流側から順に、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集する排気フィルタ装置６２、前記排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置６０、前記排気ガス中のＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置６１、前記排気ガスの熱を利用した温度差によって発電する熱電発電装置３０を配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶に搭載した内燃機関の排気経路に、排気ガス移動方向上流側から順に、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集する排気フィルタ装置、前記排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置、前記排気ガス中のＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置、前記排気ガスの熱を利用した温度差によって発電する熱電発電装置を配置している、
船舶における排気ガス浄化システム。
【請求項２】
前記排気フィルタ装置に対して、前記還元剤供給装置の供給口部から前記排気ガス移動方向に沿う鉛直方向に向けて還元剤を供給するように構成している、
請求項１に記載の船舶における排気ガス浄化システム。
【請求項３】
前記船舶の船体内に設けた機関室及びファンネルを複数の甲板にて上下に仕切り、前記内燃機関を配置した甲板より上方側に、前記排気フィルタ装置、前記還元剤供給装置、前記選択触媒還元装置及び前記熱電発電装置を配置している、
請求項１又は２に記載の船舶における排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、船舶に搭載したディーゼルエンジンのような内燃機関において、排気ガス中の有害成分を除去する排気ガス浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばタンカーや輸送船等の船舶においては、各種補機、荷役装置、照明、空調その他機器類の消費する電力量が膨大であり、これら電気系統に電力を供給するため、発電用ディーゼルエンジン（以下、発電用エンジンという）と、発電用エンジンの駆動によって発電する発電機とを組み合わせたディーゼル発電機を複数備えている（例えば特許文献１等参照）。また、船舶の主ディーゼルエンジン（以下、主エンジンという）から放出される廃熱を回収して高温高圧の蒸気を生成し、当該蒸気を発電用の動力源に用いたり、給湯用の熱源に用いたりする廃熱回収システムはよく知られている（例えば特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４１７４２号公報
【特許文献２】特開２００７−１３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、ディーゼルエンジンは、内燃機関の中で最もエネルギー効率の高いものの１つであり、単位出力当りの排気ガスに含まれる二酸化炭素量が少ない。しかも、例えば重油のような低質の燃料を使用できるため経済的にも優れるという利点がある。
【０００５】
しかし、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、二酸化炭素以外に、窒素酸化物、硫黄酸化物及び粒子状物質等も多く含まれている。これらは、環境保全の妨げになる有害物質である。特に、窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）は人体に有害で且つ強い酸性を呈するものであり、酸性雨の原因とも考えられている。
【０００６】
従って、ディーゼルエンジンを駆動させる船舶においては、ＮＯｘの排出量が極めて多く、地球環境に与える負担が大きいと解される。地球環境に配慮すれば、排気ガス中のＮＯｘをできるだけ取り除くことが必要であり、このためには、簡単な構成で且つ効率よく、ＮＯｘを処理して無害化することが要請される。
【０００７】
一方、各種エンジンの廃熱を電気エネルギーとして効率よく回収することは、エネルギーコストの削減だけでなく、環境負荷の低減という点からも重要である。しかし、特許文献１及び２に記載の技術では、発電用エンジンからの廃熱を電気エネルギーとして回収することを考慮していない。仮に、主エンジンに対する廃熱回収システムを各発電用エンジンに適用したとしても、廃熱回収システム全体として構造の大型化を招来するだけでなく、構造も複雑化して製造工数及び部品点数が増大し、製造コストが嵩むことになると考えられる。
【０００８】
上記の点を解消する方策として、環境負荷の低いエネルギー変換技術の一つである熱電発電技術を、発電用エンジンに対する廃熱回収システムに適用することが挙げられる。熱電発電技術は、金属又は半導体等からなる熱電モジュールの両端側に温度差を与えて起電力を生じさせるゼーベック効果を利用したものであり、熱エネルギーを直接的に電気エネルギーに変換できる。
【０００９】
本願発明は、以上のような現状を検討して改善を施した船舶における排気ガス浄化システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係る船舶における排気ガス浄化システムは、船舶に搭載した内燃機関の排気経路に、排気ガス移動方向上流側から順に、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集する排気フィルタ装置、前記排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置、前記排気ガス中のＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置、前記排気ガスの熱を利用した温度差によって発電する熱電発電装置を配置しているというものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の船舶における排気ガス浄化システムにおいて、前記排気フィルタ装置に対して、前記還元剤供給装置の供給口部から前記排気ガス移動方向に沿う鉛直方向に向けて還元剤を供給するように構成しているというものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の船舶における排気ガス浄化システムにおいて、前記船舶の船体内に設けた機関室及びファンネルを複数の甲板にて上下に仕切り、前記内燃機関を配置した甲板より上方側に、前記排気フィルタ装置、前記還元剤供給装置、前記選択触媒還元装置及び前記熱電発電装置を配置しているというものである。
【発明の効果】
【００１３】
一般に、排気ガス中で還元剤を拡散させるには、還元剤供給装置から選択触媒還元装置までの排気経路距離を十分に取る必要があるが、請求項１の構成を採用すると、一般的な船舶の内燃機関搭載構造を踏襲した上で、前記排気経路距離を簡単に確保できる。熱電発電装置に利用する排気ガスの温度は前記熱電発電装置の種類によってはあまり高過ぎてもいけないが、前記熱電発電装置を最下流側に配置して前記内燃機関からある程度離すことによって、適温の排気ガスを利用でき、前記熱電発電装置の構造を簡単化できる。前記選択触媒還元装置よりも排気ガス移動方向上流側に前記排気フィルタ装置を位置させるから、前記選択触媒還元装置の目の粗さを小さくでき、前記選択触媒還元装置のコンパクト化を図れる。
【００１４】
請求項２の発明によると、前記排気フィルタ装置に対して、前記還元剤供給装置の供給口部から前記排気ガス移動方向に沿う鉛直方向に向けて還元剤を供給するように構成しているので、例えば排気フィルタ装置と選択触媒還元装置とをつなぐ配管内に還元剤を供給する場合に比べて、前記配管を延長させたりすることなく、還元剤が拡散、蒸発、熱分解するだけの排気経路距離を十分且つ確実に確保できる。
【００１５】
請求項３の発明によると、前記船舶の船体内に設けた機関室及びファンネルを複数の甲板にて上下に仕切り、前記内燃機関を配置した甲板より上方側に、前記排気フィルタ装置、前記還元剤供給装置、前記選択触媒還元装置及び前記熱電発電装置を配置しているから、前記還元剤供給装置から前記選択触媒還元装置までの排気経路距離を十分に確保した上で、前記内燃機関から前記ファンネルまでの間に、前記排気フィルタ装置、前記還元剤供給装置、前記選択触媒還元装置及び前記熱電発電装置を効率よく配置できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態における船舶の全体側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視正面断面図である。
【図３】排気経路に設けた熱電発電装置を示す概略正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ視横断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ視縦断面図である。
【図６】排気フィルタ装置と還元剤供給装置との関係を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本願発明を具体化した実施形態を、船舶に搭載される熱電発電装置に適用した場合の図面（図１〜図５）に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示すように、実施形態における船舶１は、船体２と、船体２の船尾側に設けたキャビン３（船橋）と、キャビン３の後方に配置したファンネル４（煙突）と、船体２の後方下部に設けたプロペラ５及び舵６とを備えている。この場合、船尾側の船底７にスケグ８を一体形成している。スケグ８には、プロペラ５を回転駆動させる推進軸９を軸支している。船体２内の船首側及び中央部には船倉１０を設けている。船体２内の船尾側には機関室１１を設けている。
【００１９】
機関室１１には、プロペラ５の駆動源である主エンジン２１（実施形態ではディーゼルエンジン）及び減速機２２と、船体２内の電気系統に電力を供給するための発電装置２３とを配置している。主エンジン２１から減速機２２を経由した回転動力によって、プロペラ５が回転駆動する。機関室１１の内部は、上甲板１３、第２甲板１４、第３甲板１５及び内底板１６によって上下に仕切られている。実施形態では、機関室１１最下段の内底板１６上に主エンジン２１及び減速機２２を据え付け、機関室１１中段の第３甲板１５上に発電装置２３を据え付けている。なお、詳細な図示は省略するが、船倉１０は複数の区画に分割している。
【００２０】
図２に示すように、発電装置２３は、発電用エンジン２５（実施形態ではディーゼルエンジン）と、発電用エンジン２５の駆動によって発電する発電機２６とを組み合わせたディーゼル発電機２４を複数台（実施形態では３台）備えたものである。ディーゼル発電機２４は基本的に、船体２内の必要電力量に対応して効率的に稼働するように構成している。例えば大量の電力を消費する出入航時等には、全てのディーゼル発電機２４を稼働させ、比較的電力消費の少ない停泊時等には、任意の台数のディーゼル発電機２４を稼働させる。
【００２１】
各発電機２６の作動によって生じた発電電力は船体２内の電気系統に供給される。詳細な図示は省略するが、電力トランスデューサが各発電機２６に電気的に接続している。電力トランスデューサは各発電機２６による発電電力を検出するものである。
【００２２】
各発電用エンジン２５には、空気取り込み用の吸気経路（図示省略）と排気ガス排出用の排気経路２７とを接続している。吸気経路を通じて取り込まれた空気は、発電用エンジン２５の各気筒内（吸気行程の気筒内）に送られる。各気筒の圧縮行程完了時に、燃料タンクから吸い上げた燃料を燃料噴射装置によって気筒毎の燃焼室内に圧送し、各燃焼室によって混合気の自己着火燃焼に伴う膨張行程が行われる。
【００２３】
各発電用エンジン２５の排気経路２７は、ファンネル４まで延びていて外部に直接連通している。前述の通り、発電用エンジン２５は三基あるため、排気経路２７は三本存在する。各排気経路２７には、排気ガス移動方向上流側から順に、排気ガス中の粒子状物質を捕集する排気フィルタ装置６２、排気ガスにＮＯｘ還元用の還元剤を供給する還元剤供給装置６０、排気ガス中のＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置６１、並びに、発電用エンジン２５からの廃熱（熱媒体である排気ガスの熱）を電気エネルギーに変換する熱電発電装置３０を配置している。各発電用エンジン２５から放出された排気ガスは、排気フィルタ装置６２、還元剤供給装置６０、選択触媒還元装置６１及び熱電発電装置３０を介して船舶１外に放出される。各発電用エンジン２５を配置した第３甲板１５よりも上方に、排気フィルタ装置６２、選択触媒還元装置６１、還元剤供給装置６０及び熱電発電装置３０を配置している。この場合、排気フィルタ装置６２及び還元剤供給装置６０は、機関室１１の上部側（機関室１１上段の第２甲板１４上）に配置している。選択触媒還元装置６１及び熱電発電装置３０は、上甲板１３よりも上方のファンネル４内に配置している。
【００２４】
排気フィルタ装置６２は、ハニカム構造のスートフィルタ６８を耐熱金属材料製で略筒状のフィルタケーシング７０内に複数内蔵したものである。図６に詳細に示すように、フィルタケーシング７０の内部は、左右一対の仕切り壁７１，７２によって三室７３，７４，７５に区画している。フィルタケーシング７０の内面と上流仕切り壁７１との間の空間は、発電用エンジン２５の排気ガスが流入する流入室７３になっている。上流仕切り壁７１と下流仕切り壁７２との間の空間は、スートフィルタ６８を配置する浄化室７４になっている。下流仕切り壁７２とフィルタケーシング７０の内面との間の空間は、浄化室７４を通過した排気ガスが通過する流出室７５になっている。
【００２５】
流入室７３の排気ガス移動方向最上流側には、排気経路２７のうち発電用エンジン２５から延びる浄化入口管７６を連結している一方、流出室７５の排気ガス移動方向最下流側（上端側）には、排気経路２７のうち選択触媒還元装置６１に向けて延びる浄化出口管７７を連結している。左右両仕切り壁７１，７２の間には、流入室７３と流出室７５とをつなぐ複数の連通管７８を設けている。各連通管７８の排気ガス移動方向上流側は上流仕切り壁７１を貫通し、各連通管７８の排気ガス移動方向下流側は下流仕切り壁７２を貫通している。スートフィルタ６８は各連通管７８内に収容している。
【００２６】
フィルタケーシング７０の流入室７３の下端側には、スート排出管８６を介して粒子状物質を収集するダストボックス８７を連結している。フィルタケーシング７０の流出室７５側には、各スートフィルタ６８の排気ガス移動方向下流側の端面に対峙する逆洗用ノズル８９を取り付けている。各逆洗用ノズル８９はエアチャンバー８８に接続している。エアチャンバー８８には送風機（図示省略）を接続している。送風機からの高圧空気をエアチャンバー８８経由で各逆洗用ノズル８９に供給し、各スートフィルタ６８の排気ガス移動方向下流側に吹き付けるように構成している。発電用エンジン２５の排気ガス中に含まれる粒子状物質は、スートフィルタ６８に捕集され、各逆洗用ノズル８９からの高圧空気逆洗によって断続的にダストボックス８７に捕集される。
【００２７】
還元剤供給装置６０は、還元剤としての尿素水溶液（以下、尿素水という）を貯留する尿素水タンク８０と、尿素水タンク８０から尿素水を吸い上げるフィードポンプ８１と、フィードポンプ８１を駆動させる電動モータ８２と、フィードポンプ８１に尿素水噴射管８３を介して接続した供給口部としての尿素水噴射ノズル６４とを備えている（図６参照）。尿素水噴射ノズル６４は、フィルタケーシング７０における流出室７５の排気ガス移動方向最上流側（下端側）に、噴射台座８４を介して取り付けている。フィードポンプ８１の駆動によって尿素水タンク８０から尿素水噴射ノズル６４に尿素水を送り、尿素水噴射ノズル６４からフィルタケーシング７０の流出室７５内に尿素水を噴射するように構成している。この場合、尿素水噴射ノズル６４の取付位置から明らかなように、尿素水は、尿素水噴射ノズル６４から、排気ガス移動方向に沿う鉛直方向（下から上方向）に向けて噴射される。つまり、フィルタケーシング７０における流出室７５の排気ガス移動方向長さＬを、少なくとも尿素水を拡散、蒸発、熱分解させる排気経路距離として利用している。
【００２８】
選択触媒還元装置６１は、耐熱金属材料製で略筒状の触媒ケーシング内に、排気ガス中のＮＯｘの還元を促進させるＮＯｘ触媒６５と、余分に供給された還元剤（この場合は加水分解後のアンモニア）の酸化処理を促進させるスリップ処理触媒６６とを、排気ガス移動方向に直列に並べて収容したものである。ＮＯｘ触媒６５及びスリップ処理触媒６６は、多孔質な（ろ過可能な）隔壁にて区画された多数個のセルからなるハニカム構造になっていて、例えばアルミナ、ジルコニア、バナジア／チタニア又はゼオライト等の触媒金属を有している。ＮＯｘ触媒６５は、尿素水噴射ノズル６４からの尿素水の加水分解にて生じたアンモニアを還元剤として排気ガス中のＮＯｘを選択還元することによって、選択触媒還元装置６１内に送られた排気ガスを浄化する。また、スリップ処理触媒６６は、ＮＯｘ触媒６５から流出した未反応（余剰）のアンモニアを酸化して無害な窒素にする。従って、各発電用エンジン２５から放出された排気ガスは、排気フィルタ装置６２を経由して浄化処理されたのち、還元剤供給装置６０及び選択触媒還元装置６１を経由して浄化処理された上で、熱電発電装置３０経由で船舶１外に放出される。
【００２９】
図３〜図５に示すように、各排気経路２７の中途部に設けた熱電発電装置３０は、熱媒体としての排気ガスが内部を流れる略筒状の配管３１と、低温側と高温側との温度差によって発電する平板状の熱電モジュール３３を有する複数の熱電ユニット３２とを備えていて、各熱電モジュール３３の高温側を排気ガスで加熱するように構成している。熱電発電装置３０の配管３１を挟んだ両側に、排気経路２７を構成する上流側排気管３４と下流側排気管３５とが振り分けて位置している。上流側排気管３４の排気下流側の開口端部に、外周方向に突出する上流フランジ３６を取り付けている。下流側排気管の排気上流側の開口端部に、外周方向に突出する下流フランジ３７を取り付けている。配管３１の排気方向両端側の開口端部には、外周方向に突出する連結フランジ３８を取り付けている。
【００３０】
上流側排気管３４と下流側排気管３５との間に配管３１を介挿している。ガスケット（図示省略）を介して上流フランジ３６と排気上流側の連結フランジ３８とを突き合わせ、両フランジ３６，３８をボルト３９及びナット４０の複数組で締結している。また、ガスケット（図示省略）を介して下流フランジ３７と排気下流側の連結フランジ３８とを突き合わせ、両フランジ３７，３８をボルト３９及びナット４０の複数組で締結している。その結果、上流側排気管３４、配管３１及び下流側排気管３５が着脱可能に連結される。各発電用エンジン２５から放出された熱媒体としての排気ガスは、排気経路２７において上流側排気管３４から熱電発電装置３０の配管３１を経て下流側排気管３５に流れる。
【００３１】
図４に示すように、各熱電発電装置３０の配管３１は断面多角形状に形成している。実施形態の配管３１は、断面四角形状の筒体のコーナ部を面取りしたような断面八角形状の形態である。換言すると、実施形態の配管３１は、広幅の平面部４１と面取り部４２とを交互に連ねた断面八角形の筒形状になっている。配管３１の各平面部４１には熱電ユニット３２群を取り付けている。
【００３２】
この場合、各平面部４１には、板厚方向に貫通する矩形状の開口穴４３を、排気方向に長い二列並列のマトリクス状に並べて形成している。各平面部４１の外面側には、各開口穴４３の外周側を取り囲む取付枠４４を溶接等によって設けている。実施形態の取付枠４４は、周方向に隣り合う二つの開口穴４３の外周側を取り囲むように８字形状に形成している。そして、平面部４１の各開口穴４３を塞ぐように、熱電ユニット３２を各取付枠４４に装着している。
【００３３】
実施形態では、二列並列の開口穴４３を各平面部４１に形成し、一つの平面部４１に複数の取付枠４４を固定している。取付枠４４に熱電ユニット３２を装着している。従って、四平面に配置された熱電ユニット３２によって、熱電発電装置３０を構成している。各熱電ユニット３２は、低温側と高温側との温度差によって発電する熱電モジュール３３と、低温側部材としての冷却ケース４５と、高温側部材としての集熱フィン４６とを備えている。冷却ケース４５は内部に冷却水等の冷媒を循環させる通路を有している。各熱電ユニットの冷却ケース４５は、冷却パイプ（図示省略）を介して例えば各発電用エンジン２５の熱交換器に接続している。冷却ケース４５内の通路に熱交換器からの冷媒を流通させることによって、冷却ケース４５が冷却される。
【００３４】
熱電モジュール３３は、例えばＢｉ２Ｔｅ３等からなるｐ型とｎ型との二種類の半導体を電極によって交互に電気的に直列接続し、隣り合う電極間を絶縁したものである。各熱電モジュール３３は並列又は直列に接続され、そして、電気配線を介して電気的負荷に接続される。熱電モジュール３３の広幅一側面を冷却ケース４５内の冷媒で冷却し、熱電モジュール３３の広幅他側面を排気ガスに接触する集熱フィン４６からの熱で加熱することによって、熱電モジュール３３に起電力が発生し発電電力が取り出される。
【００３５】
集熱フィン４６は、取付枠４４における開口穴４３との対応箇所に被さる広幅な矩形平板状の基台４７に多数のフィン部４８を突設したものである。実施形態の集熱フィン４６は、アルミ合金、銅合金又はステンレス鋼等の熱伝導性が良好な金属の他、ＡｌＮやＳｉＣといった高熱伝導性のセラミクスで形成される。熱電モジュール３３と集熱フィン４６との間には、必要に応じて矩形平板状の断熱部材４９を介在させている。実施形態の断熱部材４９は、金属板又はセラミクス板を複数枚重ねて形成したものであり、例えば平均して３５０〜４００℃程度の排気ガスが当たる集熱フィン４６から熱電モジュール３３に伝達される熱を２００℃以下に抑制するように構成している。
【００３６】
各熱電ユニット３２を配管３１に装着する際は、取付枠４４を介して各熱電ユニット３２の集熱フィン４６のフィン部４８を開口穴４３に挿入して、配管３１内に集熱フィン４６のフィン部４８を突出させる。そして、集熱フィン４６の基台４７を取付枠４４に重ね合わせてボルト締結する。配管３１内に排気ガスが流入すると、各集熱フィン４６における配管３１内のフィン部４８に排気ガスが接触して、廃熱（排気ガスの熱）が集熱フィン４６で集熱される。各集熱フィン４６からの熱移動によって、各熱電モジュール３３の広幅他側面（高温側）が加熱される。各冷却ケース４５内には冷媒が流入して各熱電モジュール３３の広幅一側面（低温側）を冷却する。その結果、各熱電モジュール３３の低温側と高温側との間に温度差が生じて、各熱電モジュール３３に起電力が発生し発電する。
【００３７】
図４及び図５に示すように、配管３１内には、熱媒体である排気ガスを各集熱フィン４６側に送り込む熱媒体案内部材としての遮蔽体５０を配管３１の内周面から適宜離して配置している。実施形態の遮蔽体５０は、配管３１内部の断面積を狭める役割を担っていて、遮蔽体５０の基部を断面四角状に形成している。遮蔽体５０基部における四つの平坦部５１の外周面は、配管３１の四つの平面部４１の内周面にそれぞれ対峙している。配管３１と遮蔽体５０とは、両者３１，５０間の狭隘通路５２内に適宜隔てて配置した複数のブリッジ体５３を介して一体的に連設している。すなわち、配管３１と遮蔽体５０とは二重筒構造になっている。配管３１の各平面部４１の内周面とこれに対峙する遮蔽体５０基部の平坦部５１の外周面とは排気方向に沿って平行状に並んでいる。配管３１の各平面部４１の内周面とこれに対峙する遮蔽体５０基部の平坦部５１の外周面との間に、各集熱フィン４６のフィン部４８を位置させている。
【００３８】
この場合、配管３１の各平面部４１の内周面とこれに対峙する遮蔽体５０基部の平坦部５１の外周面とを排気方向に沿って平行状に並べているため、各熱電ユニット３２の集熱フィン４６の突出長さを一定にする場合に、配管３１の各平面部４１の内周面とこれに対峙する遮蔽体５０基部の平坦部５１の外周面との間で各集熱フィン４６のフィン部４８をできるだけ延ばして密に配置し易い。換言すると、各集熱フィン４６ひいては各熱電ユニット３２の構造を簡単に共通化できる。なお、遮蔽体５０の断面形状は配管３１の断面形状に対応させるのが好ましい。配管３１の各平面部４１の内周面とこれに対峙する遮蔽体５０基部の平坦部５１の外周面とを排気方向に沿って平行状に設定し易いからである。
【００３９】
遮蔽体５０の排気上流側は、上流先端部に近付くに連れて先窄まり状の錐体部５４になっている。実施形態の遮蔽体５０の錐体部５４は、基部が断面四角形状であるため、四角錐状である。配管３１内に単に遮蔽体５０を配置しただけでは、排気ガスの流れ抵抗が増加するが、遮蔽体５０の排気上流側に錐体部５４を形成しているため、錐体部５４によって配管３１と遮蔽体５０との間の狭隘通路５２に排気ガスをスムーズに案内でき、遮蔽体５０による排気ガスの流れ抵抗の増加が抑制される。錐体部５４の形状は遮蔽体５０の断面形状に対応させれば足りる。つまり、錐体部５４は四角錐状に限らず、その他多角錐状でも構わない。なお、遮蔽体５０の排気上流側は錐体部５４に構成するに限らず、狭隘通路５２に排気ガスをスムーズに案内できるものであれば、静翼や可動翼を設けてもよいし、螺旋形状のスクリュー体を設けてもよい。
【００４０】
以上の説明から明らかなように、実施形態では、排気ガスが流れる配管３１と、低温側と高温側との温度差によって発電する平板状の熱電モジュール３３を有する複数の熱電ユニット３２とを備え、前記各熱電モジュール３３の高温側を前記排気ガスで加熱する熱電発電装置３０において、前記配管３１を断面多角形状に形成し、前記配管３１の各平面部４１に前記熱電ユニット３２群を取り付けているから、断面多角形状の前記配管３１の外周面に前記複数の熱電ユニット３２を密に配置できる。このため、前記排気ガスからの集熱効率を向上でき、ひいては、前記熱電発電装置３０全体での発電効率を向上できる。
【００４１】
また、前記配管３１内には、前記各熱電モジュール３３の高温側に設けた集熱フィン４６を突出させると共に、前記排気ガスを前記各集熱フィン４６側に送り込む熱媒体案内部材としての遮蔽体５０を配置しているから、前記遮蔽体５０の存在によって、前記各集熱フィン４６側に前記排気ガスを積極的に供給でき、前記排気ガスの熱（廃熱）を効率よく前記各集熱フィン４６に伝達できる。前記排気ガスから前記各集熱フィン４６への集熱効率が高く、発電効率を向上できる。
【００４２】
また、前記配管３１内には、前記各熱電モジュール３３の高温側に設けた集熱フィン４６を突出させると共に、前記配管３１内部の断面積を狭める遮蔽体５０を前記配管３１の内周面から適宜離して配置し、前記配管３１の内周面と前記遮蔽体５０の外周面との間に前記各集熱フィン４６を位置させるから、前記配管３１の内周面と前記遮蔽体５０の外周面との間に前記排気ガスを積極的に送ることになり、簡単な構成でコスト抑制を可能でありながら、前記排気ガスから前記各集熱フィン４６への集熱効率をより一層向上でき、発電効率向上に貢献する。
【００４３】
その上、前記配管３１の前記各平面部４１の内周面とこれに対峙する前記遮蔽体５０の外周面とを平行状に設定しているから、前記各熱電ユニット３２の前記集熱フィン４６の突出長さを一定にする場合に、前記配管３１の前記各平面部４１の内周面とこれに対峙する前記遮蔽体５０の外周面との間で、前記各集熱フィン４６をできるだけ延ばして密に配置し易い。すなわち、前記各集熱フィン４６ひいては前記各熱電ユニット３２の構造を共通化でき、前記各熱電ユニット３２の汎用性向上に貢献する。
【００４４】
しかも、前記遮蔽体５０の上流側を上流先端部に近付くに連れて先窄まり状の錐体部５４に形成しているから、前記錐体部５４によって前記配管３１と前記遮蔽体５０との間の狭隘通路５２に前記排気ガスをスムーズに案内でき、前記遮蔽体５０による前記排気ガスの流れ抵抗の増加を抑制できる。
【００４５】
ところで、一般に排気ガス中で還元剤（尿素水の加水分解で生じたアンモニア）を拡散させるには、還元剤供給装置６０から選択触媒還元装置６１までの排気経路距離を十分に取る必要がある。この点、実施形態のように、船舶１に搭載した内燃機関２５の排気経路２７に、排気ガス移動方向上流側から順に、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集する排気フィルタ装置６２、前記排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置６０、前記排気ガス中のＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置６１、前記排気ガスの熱を利用した温度差によって発電する熱電発電装置３０を配置する構成を採用すると、一般的な船舶１の内燃機関２５搭載構造を踏襲した上で、前記排気経路距離（フィルタケーシング７０の流出室７５）を簡単に確保できる。熱電発電装置３０に利用する排気ガスの温度は前記熱電発電装置３０の種類によってはあまり高過ぎてもいけないが、前記熱電発電装置３０を最下流側に配置して前記内燃機関２５からある程度離すことによって、適温の排気ガスを利用でき、前記熱電発電装置３０の構造を簡単化できる。前記選択触媒還元装置６１よりも排気ガス移動方向上流側に前記排気フィルタ装置６２を位置させるから、前記選択触媒還元装置６１の目の粗さを小さくでき、前記選択触媒還元装置６１のコンパクト化を図れる。
【００４６】
また、前記排気フィルタ装置６２に対して、前記還元剤供給装置６０の供給口部６４から前記排気ガス移動方向に沿う鉛直方向に向けて還元剤を供給するように構成しているので、例えば排気フィルタ装置６２と選択触媒還元装置６１とをつなぐ配管７７内に還元剤を供給する場合に比べて、前記配管７７を延長させたりすることなく、還元剤が拡散、蒸発、熱分解するだけの排気経路距離（フィルタケーシング７０の流出室７５）を十分且つ確実に確保できる。
【００４７】
特に実施形態によると、前記船舶１の船体２内に設けた機関室１１及びファンネル４を複数の甲板１３〜１６にて上下に仕切り、前記内燃機関２５を配置した甲板１５より上方側に、前記排気フィルタ装置６２、前記還元剤供給装置６０、前記選択触媒還元装置６１及び前記熱電発電装置３０を配置しているから、前記還元剤供給装置６０から前記選択触媒還元装置６１までの排気経路距離（フィルタケーシング７０の流出室７５）を十分に確保した上で、前記内燃機関２５から前記ファンネル４までの間に、前記排気フィルタ装置６２、前記還元剤供給装置６０、前記選択触媒還元装置６１及び前記熱電発電装置３０を効率よく配置できる。
【００４８】
その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば本願の熱電発電装置３０を主エンジン２１の排気経路に配置してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  船舶
２  船体
４  ファンネル
１１  機関室
２１  主エンジン
２３  発電装置
２４  ディーゼル発電機
２５  発電用エンジン
２７  排気経路
３０  熱電発電装置
６０  還元剤供給装置
６１  選択触媒還元装置
６２  排気フィルタ装置
６４  尿素水噴射ノズル
６５  ＮＯｘ触媒
６６  スリップ処理触媒
６８  スートフィルタ
７０  フィルタケーシング
７３  流入室
７４  浄化室
７５  流出室
８０  尿素水タンク
８１  フィードポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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