(57)【要約】【課題】還元剤または還元剤前駆体の気化または加水分解が進行する時間を十分に確保すること。【解決手段】排ガス浄化装置１０は、容器状の本体２１と、本体２１に設けられ、エンジンの排ガスが本体２１内に流入する流入部２２と、本体２１に設けられ、本体２１内の排ガスが排出される排出部２３とを有する排ガス受け２０と、本体２１内に還元剤を供給する供給部３０と、排出部２３から排出された排ガスが流入する脱硝反応器４０とを備える。供給部３０は、本体２１内における排出部よりも上流側の空間と連通する噴霧室３１と、噴霧室３１内に設けられ、還元剤および還元剤前駆体の少なくとも一方を含む水溶液を噴霧するノズル３２と、圧力が本体２１内の圧力よりも高い圧縮空気を噴霧室３１に導入する圧力導入部３３とを備える。【選択図】図２
2019183665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器状の本体と、該本体に設けられ、エンジンの排ガスが前記本体内に流入する流入部と、前記本体に設けられ、前記本体内の排ガスが排出される排出部とを有する排ガス受けと、
前記本体内に還元剤を供給する供給部と、
前記排出部から排出された排ガスが流入する脱硝反応器とを備え、
前記供給部は、
前記本体内における前記排出部よりも上流側の空間と連通する噴霧室と、
前記噴霧室内に設けられ、還元剤および還元剤前駆体の少なくとも一方を含む水溶液を噴霧するノズルと、
圧力が前記本体内の圧力よりも高い高圧流体を前記噴霧室に導入する圧力導入部とを備えている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス浄化装置において、
前記圧力導入部は、ターボチャージャーによって圧縮され前記エンジンに供給される圧縮空気の一部が前記高圧流体として前記噴霧室に導入される導入通路を有している
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排ガス浄化装置において、
前記供給部は、前記噴霧室の壁部を加熱する加熱部を備えている
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の排ガス浄化装置において、
前記圧力導入部は、前記本体内に流入する排ガスの一部が前記高圧流体として前記噴霧室に導入される導入通路と、該導入通路に設けられ、排ガスを昇圧する昇圧部とを有している
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、排ガス中の窒素酸化物を無害化する排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば特許文献１に開示されているように、ディーゼルエンジンから排出された排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化する排ガス浄化装置が提案されている。この特許文献１に開示のものは、排気ガス受けと、排気ガス受けの下流側に設けられたＳＣＲリアクターと、排気ガス受け内に液体還元剤を噴霧する噴射弁とを備えている。この特許文献１に開示のものでは、排気ガス受けにおいて、エンジンの排ガスが集合する一方、噴射弁から噴霧された液体還元剤が加水分解されて還元剤が発生する。排ガスは、還元剤と共に排気ガス受けから排出され、ＳＣＲリアクターに流入する。ＳＣＲリアクターでは、脱硝触媒下で、排ガス中のＮＯｘが還元剤と反応（脱硝反応）して還元除去される。これにより、ＮＯｘは無害化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８７８８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような排ガス浄化装置では、ＳＣＲリアクターに流入するまでに液体還元剤を加水分解して還元剤を発生させるために、加水分解の反応時間を十分に確保する必要がある。しかしながら、特許文献１のものでは、液体還元剤が排気ガス受け内に直接噴霧されており、液体還元剤の流動空間は実質排気ガス受け内に制限されてしまうことから、加水分解反応が進行する時間をより確実に確保することが望まれる。
【０００５】
本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、還元剤または還元剤前駆体の気化または加水分解が進行する時間を十分に確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の排ガス浄化装置は、排ガス受けと、供給部と、脱硝反応器とを備えている。前記排ガス受けは、容器状の本体と、流入部と、排出部とを有している。前記流入部は、前記本体に設けられ、エンジンの排ガスが前記本体内に流入する。前記排出部は、前記本体に設けられ、前記本体内の排ガスが排出される。前記供給部は、前記本体内に還元剤を供給するものである。前記脱硝反応器は、前記排出部から排出された排ガスが流入する。
【０００７】
そして、前記供給部は、噴霧室と、ノズルと、圧力導入部とを備えている。前記噴霧室は、前記本体内における前記排出部よりも上流側の空間と連通している。前記ノズルは、前記噴霧室内に設けられ、還元剤および還元剤前駆体の少なくとも一方を含む水溶液を噴霧するものである。前記圧力導入部は、圧力が前記本体内の圧力よりも高い高圧流体を前記噴霧室に導入するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願の排ガス浄化装置によれば、還元剤または還元剤前駆体の気化または加水分解が進行する時間を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１に係る排ガス浄化装置が設けられたディーゼルエンジンの設備の概略構成を示す配管系統図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る排ガス受けおよび供給部の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示す排ガス受けおよび供給部を上流側から視て示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る排ガス浄化装置が設けられたディーゼルエンジンの設備の概略構成を示す図１相当図である。
【図５】図５は、実施形態３に係る排ガス受けおよび供給部の概略構成を示す図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１１】
（実施形態１）
本願の実施形態１について図１〜図３を参照しながら説明する。本実施形態の排ガス浄化装置１０は、例えば４気筒の舶用ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという。）の設備に設けられている。排ガス浄化装置１０は、エンジン１から排出された排ガス中の窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という。）を、脱硝触媒下で還元剤と脱硝反応させて無害化するものである。
【００１２】
図１に示すように、エンジン１（舶用ディーゼルエンジン）は、各気筒（シリンダ）で発生した排ガスが排出される４つの排気ポート１ａを有している。排気ポート１ａには、排気通路２が接続されており、排気通路２に本実施形態の排ガス浄化装置１０が設けられている。具体的に、４つの排気ポート１ａにはそれぞれ、排気通路２の一部を構成する上流側通路３が接続されている。
【００１３】
排ガス浄化装置１０は、排ガス受け２０と、供給部３０と、脱硝反応器４０とを備えている。排ガス受け２０には、４つの上流側通路３が接続されている。つまり、エンジン１の排気ポート１ａと排ガス受け２０とは４つの上流側通路３を介して接続されている。また、排ガス受け２０には、排気通路２の一部を構成する下流側通路４が接続されている。下流側通路４には、上流側から順に、脱硝反応器４０およびターボチャージャー５が設けられている。つまり、本実施形態では、脱硝反応器４０の上流側に排ガス受け２０が設けられ、脱硝反応器４０の下流側にターボチャージャー５が設けられている。
【００１４】
ターボチャージャー５は、タービン６およびコンプレッサ７を有している。タービン６には上述した下流側通路４が接続されており、コンプレッサ７には給気通路８が接続されている。コンプレッサ７は、下流側通路４（排気通路２）の排ガスがタービン６に流れることによって回転駆動される。コンプレッサ７は、回転駆動されることにより、給気通路８から供給された空気を圧縮し、その圧縮空気を給気通路８を介してエンジン１の４つの給気ポート（図示省略）に供給する。
【００１５】
排ガス受け２０は、エンジン１で発生した排ガスが流入（集合）するものである。図２および図３にも示すように、排ガス受け２０は、本体２１と、４つの流入部２２と、１つの排出部２３とを備えている。本体２１は、両端が閉塞された円筒状に形成されている。本体２１は、図２において、左側端部が上流側端部２１ａとなっており、右側端部が下流側端部２１ｂとなっている。つまり、図２では左側が上流側であり右側が下流側であり、本体２１は上下流方向に延びている。
【００１６】
流入部２２は、エンジン１の排ガスが本体２１内に流入し本体２１の軸芯Ｘまわりに旋回するように構成されている。具体的に、４つの流入部２２は、本体２１の側部に設けられており、軸芯Ｘ方向（即ち、上下流方向）に沿って順に配列されている。流入部２２は、管状に形成され、本体２１を貫通している。流入部２２は、径が内方端にいくに従って大きくなる円錐形状に形成されている。４つの流入部２２の外方端には、それぞれ上流側通路３が接続されている。
【００１７】
そして、流入部２２は、図３に示すように、内方端の開口軸Ｘ１が本体２１の軸芯Ｘからずれるように設けられている。このように、流入部２２の開口軸Ｘ１が本体２１の軸芯Ｘとずれることにより、流入部２２から本体２１内に流入した排ガスは軸芯Ｘまわりに旋回する。排出部２３は、円管であり、本体２１における下流側端部２１ｂに設けられている。排出部２３は、本体２１と同軸に設けられており、本体２１内の排ガスが排出される。排出部２３には、下流側通路４が接続されている。
【００１８】
図２および図３に示すように、供給部３０は、噴霧室３１と、ノズル３２と、圧力導入部３３と、加熱部３５と、開閉部３６とを備えている。供給部３０は、本体２１内の排ガス中に還元剤を供給するものである。
【００１９】
噴霧室３１は、本体２１内における排出部２３よりも上流側の空間と連通するものである。具体的に、噴霧室３１は、直線状に延びる円管であり、一定の長さを有している。噴霧室３１は、本体２１の上流側端部２１ａの側部（近傍）において、本体２１の径方向に貫通している。噴霧室３１は、外方端３１ａが閉塞されており、内方端３１ｂが開放されている。噴霧室３１の内方端３１ｂは、本体２１内に突出し且つ本体２１の径方向中央部付近において開口している。また、噴霧室３１の内方端３１ｂは、本体２１内において最も上流側（図２における最も左側）に位置する流入部２２よりも上流側の空間に開口している。
【００２０】
こうして、噴霧室３１は、本体２１の外部に設けられ、開放端である内方端３１ｂを通じて本体２１内における上流側端部２１ａ近傍の空間と連通している。つまり、内方端３１ｂは噴霧室３１と本体２１内との連通部となっている。図３に示すように、噴霧室３１はその軸芯Ｘ２方向が鉛直方向と一致する状態で本体２１に貫通している。つまり、流入部２２の開口軸Ｘ１と噴霧室３１の軸芯Ｘ２とはずれている。
【００２１】
ノズル３２は、噴霧室３１内に設けられ、還元剤および還元剤前駆体の少なくとも一方を含む水溶液を噴霧するものである。具体的に、ノズル３２は、噴霧室３１内において外方端３１ａ側に設けられている。ノズル３２は、噴霧室３１の軸芯Ｘ２上に位置し、内方端３１ｂへ向かって還元剤等の水溶液を噴霧するように構成されている。
【００２２】
ノズル３２は、後述する脱硝反応器４０において脱硝反応が行われるために必要なアンモニア等の還元剤を、本体２１内の排ガス中に供給する役割を有している。しかしながら、アンモニア水は慎重な管理が要求される。そのため、本実施形態では、ノズル３２に供給管を介して接続されたタンク（図示省略）に、還元剤前駆体としての尿素が水溶液の状態で貯蔵されている。そして、本実施形態では、ノズル３２によって尿素水を噴霧室３１内に噴霧し、尿素を加水分解してアンモニアを発生させるようにしている。つまり、本実施形態のノズル３２は還元剤前駆体である尿素を含む水溶液を噴霧する。
【００２３】
圧力導入部３３は、圧力が本体２１内の圧力よりも高い高圧流体を噴霧室３１に導入するものである。具体的に、圧力導入部３３は、高圧流体が噴霧室３１に導入される導入通路３４を有している。図１に示すように、導入通路３４は、流入端である一端が給気通路８におけるコンプレッサ７よりも下流側に接続され、流出端である他端が噴霧室３１の外方端３１ａに接続されている。導入通路３４は、ターボチャージャー５のコンプレッサ７によって圧縮されエンジン１に供給される圧縮空気の一部が高圧流体として噴霧室３１に導入される。圧力導入部３３は、圧縮空気を噴霧室３１に導入することによって噴霧室３１の圧力を本体２１内の圧力よりも高くし、噴霧室３１に噴霧された尿素水が本体２１内に流れるようにしている。
【００２４】
加熱部３５は、噴霧室３１の壁部を加熱するものであり、例えばヒータが用いられる。具体的に、加熱部３５は、噴霧室３１のうち本体２１の外方に位置する部分（外方部）の外周面に設けられている。加熱部３５は、噴霧室３１の外方部の略全長に亘って設けられている。こうして設けられた加熱部３５は、噴霧室３１の外方部の側壁部を加熱するように構成されている。噴霧室３１では、ノズル３２から噴霧された尿素水が壁面に付着し続けると、尿素由来の物質が生成されて壁面に堆積してしまう。この尿素由来の物質は、所定温度以上の環境下では生成され難くなる。したがって、本実施形態では、加熱部３５は噴霧室３１の外方部の側壁部を上述した所定温度以上まで加熱するように構成されている。
【００２５】
ノズル３２は、所定時に噴霧動作を行うように構成されている。つまり、ノズル３２は、常時尿素水を噴霧し続けるものではなく、必要な時に尿素水を噴霧するようになっている。ＮＯｘの排出規制量は、船舶が通過する海域によって異なる。したがって、ＮＯｘを無害化せずに排出してもよい海域では、ノズル３２は尿素水を噴霧する必要がなく噴霧動作が停止（噴霧停止）される。
【００２６】
開閉部３６は、ノズル３２の噴霧動作時には噴霧室３１と本体２１内との連通部（内方端３１ｂ）を開くものである。また、開閉部３６は、ノズル３２の噴霧停止時には上述した連通部（内方端３１ｂ）を閉じるものである。開閉部３６は、噴霧室３１の内方端３１ｂに設けられ、内方端３１ｂを開閉するように構成されている。なお、開閉部３６は、内方端３１ｂに限らず、噴霧室３１においてノズル３２よりも下流側であれば如何なる位置に設けてもよい。
【００２７】
脱硝反応器４０は、排ガス受け２０の排出部２３から排出された排ガスおよび還元剤が流入し、脱硝反応が行われるものである。具体的に、脱硝反応器４０は、脱硝触媒が設けられており、脱硝触媒下で排ガス中のＮＯｘを還元剤と反応させて還元除去するように構成されている。本実施形態では、脱硝触媒としてＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）触媒が用いられている。ＳＣＲ触媒は、排ガス中のＮＯｘを還元剤と選択的に還元反応させる。ＳＣＲ触媒としては、例えばアルミナ、ジルコニア、バナジア等の金属酸化物系触媒やゼオライト系触媒など所望の触媒を使用することができ、これらの触媒を組み合わせてもよい。
【００２８】
〈動作〉
上記のように構成された排ガス浄化装置１０の動作について説明する。排ガス浄化装置１０では、エンジン１の各排気ポート１ａから排出された排ガスが、上流側通路３を介して排ガス受け２０に流入（集合）する。具体的に、排ガス受け２０では、排ガスが４つの流入部２２から本体２１内に流入する。その際、流入部２２は内方端にいくに従って径が大きくなる円錐形状に形成されているため、排ガスは本体２１内の広範にわたって流入する。
【００２９】
そして、流入部２２から本体２１内に流入した排ガスは、軸芯Ｘまわりに旋回しながら排出部２３側（下流側）へ流れる。つまり、本体２１内において排ガスのスワール流れ（軸芯Ｘまわりの横渦）が生じる。こうして、スワール流れが生じるように排ガスを流入させることにより、本体２１内への排ガスの流入効率が向上する。仮に、流入部の開口軸が本体の径方向に延びるように流入部を設けた場合、本体において流入した排ガスは流入部と対向する壁面に衝突するため、排ガスが流入し難くなり流入効率が低下してしまう。
【００３０】
一方、供給部３０では、ノズル３２の噴霧動作と圧力導入部３３による導入動作とが行われる。つまり、噴霧室３１では、ノズル３２によって尿素水が噴霧されると共に、導入通路３４から圧縮空気が導入される。噴霧室３１では、圧縮空気が導入されることによって圧力が本体２１内の圧力よりも高くなるため、ノズル３２から噴霧された尿素水は本体２１内に流入する。その際、噴霧室３１に導入された圧縮空気も本体２１内に流入するが、導入通路３４から噴霧室３１に圧縮空気が導入され続けるため噴霧室３１の圧力は維持される。また、噴霧室３１の圧力が本体２１内の圧力よりも高くなることで、本体２１内から噴霧室３１への排ガスの進入が阻止される。
【００３１】
ノズル３２から噴霧された尿素水の一部は、噴霧室３１を流動する間、下記の式（１）に示すように加水分解され、還元剤としてのアンモニアガス（ＮＨ３）が発生する。
（ＮＨ２）２ＣＯ ＋ Ｈ２Ｏ  →  ２ＮＨ３ ＋ ＣＯ２     ・・・・式（１）
【００３２】
本体２１内では上述した尿素水の加水分解反応が促進される。つまり、噴霧室３１から本体２１内に流入した尿素水は、排ガスと混合される。そして、尿素水は、排ガスの高温熱を利用して、上記の式（１）に示すように加水分解され、アンモニアガスが発生する。このように、ノズル３２から噴霧された尿素水は、噴霧室３１および本体２１内を流動する間に亘って加水分解反応が進行する。こうして、本実施形態の供給部３０は還元剤であるアンモニアガスを本体２１内に供給する。なお、本体２１内において排ガスは旋回しているため、尿素水と排ガスとの混合が促進され、尿素水の加水分解反応が促進される。
【００３３】
また、噴霧室３１は本体２１内における最も上流側に位置する流入部２２よりも上流側の空間と連通しているため、噴霧室３１から本体２１内に流入した尿素水は、排出部２３に至るまでに、４つの流入部２２の開口付近を順に通過する。尿素水は、流入部２２の開口付近を通過する際、流入部２２から吹き出した排ガスと接触し混合される。こうして、尿素水を流入部２２の開口付近を通過させることによっても、尿素水と排ガスとの混合が促進され、尿素水の加水分解反応が促進される。
【００３４】
本体２１内で発生したアンモニアガスは排ガスと共に、排出部２３から排出され、脱硝反応器４０に流入する。脱硝反応器４０では、ＳＣＲ触媒下で、排ガス中のＮＯｘがアンモニアガスと反応して還元除去される。具体的には、排ガス中のＮＯｘとアンモニアガスとの間に下記の式（２）および式（３）に示すような脱硝反応が行われ、ＮＯｘは窒素と水に分解されて無害化される。
４ＮＨ３ ＋ ４ＮＯ ＋ Ｏ２  →  ４Ｎ２ ＋ ６Ｈ２Ｏ    ・・・・式（２）
２ＮＨ３ ＋ ＮＯ ＋ ＮＯ２  →  ２Ｎ２ ＋ ３Ｈ２Ｏ    ・・・・式（３）
こうして、脱硝反応器４０においてＮＯｘが除去された排ガスは、下流側通路４を介してタービン６に供給される。
【００３５】
また、供給部３０では、噴霧室３１における外方部の側壁部が加熱部３５によって所定温度以上に加熱される。そのため、噴霧室３１における側壁部の内面に尿素水が付着し続けても、尿素由来の物質は生成され難くなる。また、船舶がＮＯｘを無害化せずに排出してもよい海域を通過する際は、ノズル３２が噴霧停止となると共に、噴霧室３１の内方端３１ｂが開閉部３６によって閉じられる。これにより、噴霧室３１から本体２１内への尿素水および圧縮空気の流入が阻止される。
【００３６】
以上のように、上記実施形態の排ガス浄化装置１０によれば、本体２１内に還元剤（アンモニアガス）を供給する供給部３０は、噴霧室３１と、ノズル３２と、圧力導入部３３とを備えている。噴霧室３１は、本体２１内における排出部２３よりも上流側の空間と連通するものである。ノズル３２は、噴霧室３１内に設けられ、還元剤前駆体を含む水溶液（尿素水）を噴霧するものである。圧力導入部３３は、圧力が本体２１内の圧力よりも高い高圧流体（圧縮空気）を噴霧室３１に導入するものである。
【００３７】
上記の構成によれば、還元剤前駆体が噴霧室３１および本体２１内を流動する間に亘って還元剤前駆体の加水分解反応を進行させることができる。つまり、上記の構成によれば、ノズル３２から噴霧された還元剤前駆体の流動距離を稼ぐことができる。そのため、還元剤前駆体の加水分解反応が進行する時間を十分に確保することができる。
【００３８】
特に、噴霧室３１は、本体２１内における上流側端部２１ａ近傍の空間と連通しているため、即ち本体２１における上流側端部２１ａの側部に接続されているため、本体２１内の上流側から下流側（排出部２３）までの全域に亘って還元剤前躯体の加水分解反応を進行させることができる。つまり、ノズル３２から噴霧された還元剤前駆体の流動距離をできるだけ稼ぐことができる。
【００３９】
また、噴霧室３１は本体２１の外部に設けられていることもあり、噴霧室３１の全長を所望の長さに容易に設定することができる。つまり、噴霧室３１について、ノズル３２から噴霧された還元剤前駆体の加水分解反応が進行する時間を十分に確保できる長さに設定することが容易である。
【００４０】
また、噴霧室３１は、本体２１内における４つの流入部２２のうち最も下流側（図２における最も右側）に位置する流入部２２よりも上流側の空間と連通している。つまり、噴霧室３１は、本体２１内における最も排出部２３に近い流入部２２よりも上流側の空間と連通している。そのため、噴霧室３１から本体２１内に流入した還元剤前駆体を、排出部２３に至るまでに、１つ以上の流入部２２を通過させることができる。これにより、還元剤前駆体と排ガスとの混合を促進し、還元剤前駆体の加水分解反応を促進することができる。特に、上記実施形態では、還元剤前駆体が全て（４つ）の流入部２２を順に通過するので、還元剤前駆体と排ガスとの混合をできるだけ促進することができる。
【００４１】
また、圧力導入部３３によって噴霧室３１の圧力が本体２１内の圧力よりも高くなるため、本体２１内から噴霧室３１への排ガスの進入を阻止することができる。そのため、排ガス中のＳＯｘとアンモニアとが反応して生じる中間生成物（例えば、硫酸アンモニウムや酸性硫安）や煤によってノズル３２が詰まるのを防止することができる。
【００４２】
また、上記実施形態の排ガス浄化装置１０によれば、圧力導入部３３は、ターボチャージャー５によって圧縮されエンジン１に供給される圧縮空気の一部が高圧流体として噴霧室３１に導入される導入通路３４を有している。この構成によれば、ターボチャージャー５からエンジン１に供給される圧縮空気を利用することができる。
【００４３】
また、上記実施形態の排ガス浄化装置１０によれば、供給部３０は、噴霧室３１の壁部（側壁部）を加熱する加熱部３５を備えている。この構成によれば、噴霧室３１における壁部の内面に尿素水が付着し続けても、尿素由来の物質は生成され難くなる。そのため、噴霧室３１の壁面に尿素由来の物質が堆積するのを防止することができる。
【００４４】
また、上記実施形態の排ガス浄化装置１０によれば、ノズル３２は所定時に噴霧動作を行うように構成されている。そして、供給部３０は、ノズル３２の噴霧動作時には噴霧室３１と本体２１内との連通部（内方端３１ｂ）を開き、ノズル３２の噴霧停止時には連通部（内方端３１ｂ）を閉じる開閉部３６を有している。この構成によれば、ノズル３２の噴霧停止時において、噴霧室３１に導入された高圧流体（圧縮空気）が無駄に本体２１内に流入して排出されるのを防止することができる。
【００４５】
（実施形態２）
本願の実施形態２について図４を参照しながら説明する。本実施形態は、上記実施形態１の圧力導入部３３の構成を変更したものである。ここでは、上記実施形態１と異なる点について説明する。
【００４６】
本実施形態の圧力導入部３３は、上記実施形態１と同様、圧力が本体２１内の圧力よりも高い高圧流体を噴霧室３１に導入するものである。具体的に、圧力導入部３３は、高圧流体が噴霧室３１に導入される導入通路３７を有している。図４に示すように、導入通路３７は、流入端である一端が上流側通路３に接続され、流出端である他端が噴霧室３１の外方端３１ａに接続されている。なお、導入通路３７の流入端は、全ての上流側通路３に接続してもよいし、一部の上流側通路３に接続してもよい。導入通路３７は、本体２１内に流入する排ガスの一部が高圧流体として噴霧室３１に導入される。また、本実施形態の圧力導入部３３は、導入通路３７に設けられ、排ガスを昇圧する昇圧部３８を有している。
【００４７】
本実施形態の供給部３０では、導入通路３７を流れる排ガスの圧力が昇圧部３８によって本体２１内の圧力よりも高い圧力まで昇圧される。これにより、本体２１内の圧力よりも高い圧力の排ガスが高圧流体として噴霧室３１に導入される。これにより、本実施形態においても、噴霧室３１の圧力を本体２１内の圧力よりも高くし、噴霧室３１に噴霧された尿素水を本体２１内に流入させることができる。
【００４８】
また、導入通路３７から噴霧室３１に導入される排ガスにはＳＯｘが含まれているが、排ガスの温度が高温であるため、噴霧室３１においてＳＯｘに起因して引き起こされる腐食を防止することができる。また、排ガスの温度が高温であるため、噴霧室３１においてＳＯｘとアンモニアとの化合物である硫安や酸性硫安の析出も防止することができる。その他の構成、作用および効果は、上記実施形態１と同様である。
【００４９】
（実施形態３）
本願の実施形態３について図５を参照しながら説明する。本実施形態は、上記実施形態１の本体２１内における噴霧室の連通位置、即ち本体２１における噴霧室の接続位置を変更したものである。ここでは、上記実施形態１と異なる点について説明する。
【００５０】
本実施形態の噴霧室５１は、上記実施形態１と同様、本体２１内における排出部２３よりも上流側の空間と連通している。具体的に、噴霧室５１は、Ｌ字状の円管であり、一定の長さを有している。噴霧室５１は、本体２１の側部において、本体２１の径方向に貫通している。より詳しくは、噴霧室５１は、本体２１の側部において、下流側（図５における右側）から１つ目の流入部２２と２つ目の流入部２２との間に対応する位置に接続されている。噴霧室５１は、外方端５１ａが閉塞されており、内方端５１ｂが開放されている。噴霧室５１の内方端５１ｂは、本体２１内に突出し且つ本体２１の径方向中央部付近において開口している。そして、噴霧室５１の内方端５１ｂは、本体２１内において下流側から１つ目の流入部２２と２つ目の流入部２２との間の空間に開口している。つまり、噴霧室５１は、本体２１内における最も下流側（図５における最も右側）に位置する流入部２２よりも上流側の空間と連通している。
【００５１】
こうして、噴霧室５１は、本体２１の外部に設けられ、開放端である内方端５１ｂを通じて本体２１内における排出部２３よりも上流側の空間と連通している。つまり、内方端５１ｂは噴霧室５１と本体２１内との連通部となっている。噴霧室５１は、水平方向に延びる横室５２と、鉛直方向に延びる縦室５３とで構成されている。噴霧室５１では、上流側に横室５２が設けられ、横室５２の下流側に連続して縦室５３が設けられ、横室５２および縦室５３は互いに連通している。なお、本実施形態においても、上記実施形態１と同様、流入部２２の開口軸と噴霧室５１の縦室５３の軸芯Ｘ４とはずれている。
【００５２】
噴霧室５１内には、上記実施形態１と同様、還元剤および還元剤前駆体の少なくとも一方を含む水溶液を噴霧するノズル５４が設けられている。具体的に、ノズル５４は、噴霧室５１の横室５２内において外方端５１ａ側に設けられ、横室５２の軸芯Ｘ３上に位置し、縦室５３へ向かって還元剤前駆体である尿素を含む水溶液を噴霧するように構成されている。また、噴霧室５１の外周面には、上記実施形態１と同様、噴霧室５１の外方部の側壁部を加熱する加熱部５５が設けられている。また、上記実施形態１と同様、噴霧室５１の外方端５１ａには導入通路３４が接続され、噴霧室５１の内方端５１ｂには開閉部５６が設けられている。
【００５３】
本実施形態において、噴霧室５１の全長は、上記実施形態１の噴霧室よりも長く設定されている。つまり、噴霧室５１は本体２１内における上記実施形態１よりも排出部２３側へ寄った位置に連通しているため、本体２１内における還元剤前駆体の流動距離が上記実施形態１よりも短くなる。そのため、噴霧室５１の全長を長くすることにより、還元剤前駆体の流動距離を稼ぐようにしている。つまり、噴霧室５１の全長は、還元剤前駆体の加水分解反応が進行する時間を十分に確保することができる長さに設定されている。したがって、本実施形態においても、ノズル５４から噴霧された還元剤前駆体が噴霧室５１および本体２１内を流動する間に亘って還元剤前駆体の加水分解反応を十分に進行させることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、噴霧室５１から本体２１内に流入した還元剤前駆体は、排出部２３に至るまでに、１つの流入部２２（最も下流側に位置する流入部２２）を通過する。そのため、本実施形態においても、還元剤前駆体が流入部２２を通過することによって、還元剤前駆体と排ガスとの混合を促進し、還元剤前駆体の加水分解反応を促進することができる。その他の構成、作用および効果は、上記実施形態１と同様である。
【００５５】
なお、本願に開示の技術は、上記各実施形態において以下のような構成としてもよい。
【００５６】
例えば、上記実施形態２では、導入通路３７から噴霧室３１に導入される排ガスの温度は高温であるため、噴霧室３１の壁部の温度は上述した所定温度以上になる。そのため、供給部３０において加熱部３５を省略するようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態２では、元々排出されるエンジン１の排ガスを高圧流体として利用しているため、ノズル３２の噴霧停止時においても噴霧室３１の内方端３１ｂを閉じて噴霧室３１から本体２１内への排ガスの流入を阻止する必要はない。そのため、供給部３０において開閉部３６を省略するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記各実施形態では、ノズルから還元剤前駆体として尿素水を噴霧する構成について説明したが、本願に開示の技術はこれに限らず、例えば、高濃度の尿素と低濃度のアンモニアガスの混合水溶液を還元剤前駆体として用いるようにしてもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態において、流入部２２は上述した数量に限らず、１つ、または４つ以外の複数であってもよい。
【００６０】
また、上記各実施形態では、脱硝反応器４０をタービン６（ターボチャージャー５）の上流側に設けるようにしたが、タービン６の下流側に設けるようにしてもよい。つまり、その場合、排ガス受け２０から排出された排ガスおよびアンモニアガス（還元剤）はタービン６を介して脱硝反応器に流入する。
【００６１】
また、上記各実施形態では、排ガス浄化装置１０を舶用ディーゼルエンジンに適用した構成について説明したが、本願の排ガス浄化装置はこれに限らず、その他のエンジンについても適用することができる。
【００６２】
また、上記実施形態２において、噴霧室を上記実施形態３の噴霧室５１に変更するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、噴霧室が本体２１内における最も下流側に位置する流入部２２よりも上流側の空間と連通する形態について説明したが、噴霧室の連通位置（接続位置）はこれに限らず、噴霧室が本体２１内における排出部２３よりも上流側の空間と連通する位置であれば如何なる位置であってもよい。
【００６４】
例えば、最も下流側に位置する流入部２２と排出部２３との距離が長く、十分に加水分解反応した後の還元剤前駆体と排ガスとの混合を十分に促進することができる距離が確保できる場合は、噴霧室は本体２１内における最も下流側に位置する流入部２２と排出部２３との間の空間と連通する位置に設けてもよい。なお、上述した「最も下流側に位置する流入部」とは、流入部が１つだけ設けられる場合は、その流入部を意味する。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本願に開示の技術は、排ガス浄化装置について有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１        舶用ディーゼルエンジン
５        ターボチャージャー
１０      排ガス浄化装置
２０      排ガス受け
２１      本体
２２      流入部
２３      排出部
３０      供給部
３１，５１      噴霧室
３２，５４      ノズル
３３      圧力導入部
３４      導入通路
３５，５５      加熱部
３６，５６      開閉部
３７      導入通路
３８      昇圧部
４０      脱硝反応器
【図１】
2019183665.tif 000003
【図２】
2019183665.tif 000004
【図３】
2019183665.tif 000005
【図４】
2019183665.tif 000006
【図５】
2019183665.tif 000007