(57)【要約】【課題】ポンプを設けることなく排水分析用配管内の排水をドレン管に戻すことができる排水分析部を備える船舶を提供すること。【解決手段】排ガスを洗浄する排ガス洗浄システム７と、排水の成分分析を行う排水分析部１００とを備えた船舶であって、排ガス洗浄システム７は、排ガスを洗浄するスクラバー本体２１と、スクラバー本体２１から排水を排出するドレン管２４と、を備え、排水分析部１００は、ドレン管２４から分岐して再びドレン管２４に合流する排水分析用配管１０１と、排水分析用配管１０１内の排水を成分分析する排水分析装置１０２と、を備え、排水分析用配管１０１の流入口側端部１０５は、ドレン管２４を貫通して流入口１０３がドレン管２４内に配置され、流入口１０３は、ドレン管２４の軸方向上流側を向いていて開口している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを洗浄する排ガス洗浄システムと、前記排ガス洗浄システムから排出される排水の成分分析を行う排水分析部と、を備えた船舶であって、
前記排ガス洗浄システムは、
前記排ガスを洗浄するスクラバー本体と、前記スクラバー本体から排水を排出するドレン管と、を備え、
前記排水分析部は、
前記ドレン管から分岐して再び前記ドレン管に合流する排水分析用配管と、前記排水分析用配管内の排水を成分分析する排水分析装置と、を備え、
前記排水分析用配管の流入口側端部は、前記ドレン管を貫通して流入口が前記ドレン管内に配置され、
前記流入口は、前記ドレン管の軸方向上流側を向いて開口していることを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記流入口は、前記ドレン管の軸方向に対し垂直となっていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス洗浄システム及び排水分析装置を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、排ガスの環境規制への対応として、排ガス洗浄システム（以下、「ＥＧＣＳ」とも言う。「ＥＧＣＳ」＝Exhaust Gas Cleaning System」）を備えた船舶が知られている（特許文献１）。ＥＧＣＳは、内燃機関や外燃機関等から排出される排ガスを洗浄するスクラバー本体と、スクラバー本体から排水を排出するドレン管とを少なくとも含んで構成されている。
【０００３】
また、船舶では、前記排水が所定基準を満たしていることを検査している。よって、船舶は、排水を成分分析する排水分析部を備えている。このような排水分析部は、ドレン管から排水の一部を抜き取る排水分析用配管と、排水分析用配管内の排水を成分分析する排水分析装置とを少なくとも含んで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７２６４７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記排水分析用配管は、抜き取った排水をドレン管に戻すように構成されているが、排水分析装置を通過しドレン管に戻るまでの様々な抵抗を受ける。よって、従来の排水分析用配管には、排水を送り出すためのポンプが設置されている。
しかしながら、排水分析用配管にポンプを設置すると、船舶においてポンプが占有するスペースが大きくレイアウトが制限されたり、コストが嵩んだりするという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ポンプを設置することなく排水分析用配管内の排水をドレン管に戻すことができる排水分析部を備える船舶を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明は、排ガスを洗浄する排ガス洗浄システムと、前記排ガス洗浄システムから排出される排水の成分分析を行う排水分析部と、を備えた船舶であって、前記排ガス洗浄システムは、前記排ガスを洗浄するスクラバー本体と、前記スクラバー本体から排水を排出するドレン管と、を備え、前記排水分析部は、前記ドレン管から分岐して再び前記ドレン管に合流する排水分析用配管と、前記排水分析用配管内の排水を成分分析する排水分析装置と、を備え、前記排水分析用配管の流入口側端部は、前記ドレン管を貫通して流入口が前記ドレン管内に配置され、前記流入口は、前記ドレン管の軸方向上流側を向いて開口している。
【０００８】
かかる構成によれば、ドレン管内を流れる排水の圧力（動圧）が流入口内に作用する。よって、ポンプを設置することなく、排水分析用配管内の排水をドレン管に戻すことができる。
【０００９】
また、上記船舶において、前記流入口は、前記ドレン管の軸方向に対し垂直となっていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の船舶によれば、ポンプを設置することなく排水分析用配管内の排水をドレン管に戻すことができる排水分析部を備える船舶を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る船舶を船尾側から見た横断面図である。
【図２】本実施形態に係る船舶を右舷側から見た部分側面図である。
【図３】排ガス洗浄システムと供給水分析部と排水分析部を模式的に示した模式図である。
【図４】ドレン管と排水分析用配管の流入口側端部との接続部分を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜全体構成＞
本発明の実施形態に係る船舶について、図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る船舶１は、船尾部の内部に設けられた機関室２と、機関３と、エンジンケーシング４と、煙突５と、居住区６（図２参照）と、排ガス洗浄システム７と、供給水分析部９０（図３参照）と、排水分析部１００（図３参照）と、を主に含んで構成されている。
【００１３】
機関（例えば、主機関）３は、船舶１を推進させるための動力源であって、機関室２に設置されている。船舶１の上甲板１０の上にはエンジンケーシング４が設けられている。エンジンケーシング４の上には、煙突５が設けられている。エンジンケーシング４の船首側には居住区６（図２参照）が設けられている。また、エンジンケーシング４の側方には排ガス洗浄システム７が設けられている。
なお、機関３は、本実施形態では主機関を例示しているが、例えば、補機関、発電機用の内燃機関、その他の用途の内燃機関、主ボイラ又は補助ボイラ等の外燃機関等、種々のエネルギーを機械的力又は運動に変換するするとともに排ガスを発生する機械を広く意味する。
【００１４】
煙突５の内部には、機関３の排ガスを船外に排出する機関用排ガス管１１が設けられている。機関用排ガス管１１は、機関室２、エンジンケーシング４及び煙突５の内部を通って煙突５の上方まで延設されている。煙突５の内部において、機関用排ガス管１１に機関用ダンパー１２が設けられている。
【００１５】
＜排ガス洗浄システム＞
排ガス洗浄システム（ＥＧＣＳ）７は、機関３から排出される排ガスを洗浄するとともに、洗浄後の排ガス及び排水を船外に排出する装置である。また、排ガス洗浄システム７は、洗浄後の排水を船外に排出するか、又は、排水を中和して再利用する装置である。図３に示すように、排ガス洗浄システム７は、スクラバー本体２１と、排ガス引込管２２と、スクラバー用排ガス管２３と、ドレン管２４と、スクラバー用供給管１１０とを少なくとも含んで構成されている。なお、本実施形態では、スクラバー本体２１に供給する液体として海水を用いる場合を例示する。スクラバー本体２１に供給する液体は、海水以外にも真水、洗浄水等を用いることができる。
【００１６】
スクラバー本体２１は、機関３から排出される排ガスを洗浄する装置である。
図１、図２に示すように、スクラバー本体２１は、船舶１の上甲板１０上に設置されたスクラバー室Ｓ内に収容されている。また、スクラバー本体２１は、Ａデッキ２０の上に設置されている。
図３に示すように、スクラバー本体２１は、上部が開口する有底筒状の部品であり、スクラバー本体２１の底部には後述する排水が溜まるようになっている。また、スクラバー本体２１の底部には、ドレン管２４と連通するための開口１２０が形成され、スクラバー本体２１の底部に溜まった排水がドレン管２４に流れるようになっている。さらに、スクラバー本体２１内には、微細な液滴を噴霧するスプレーノズル１２１と、ミストセパレータ１２２とが設置されている。
【００１７】
図１に示すように、排ガス引込管２２は、煙突５とスクラバー本体２１との間を連結し、機関用排ガス管１１とスクラバー本体２１とを排ガスが流通可能に接続する配管である。排ガス引込管２２の一端は、煙突５の内部において機関用排ガス管１１の中間部分に接続されている。排ガス引込管２２の他端は、スクラバー本体２１の下部に接続されている。また、排ガス引込管２２の一端寄りにスクラバー用ダンパー２７が設けられている。機関用ダンパー１２を開けて、スクラバー用ダンパー２７を閉じることにより、排ガスを機関用排ガス管１１から船外に排出することができる。一方、機関用ダンパー１２を閉じて、スクラバー用ダンパー２７を開けることにより、排ガスをスクラバー本体２１に流入させることができる。機関用ダンパー１２及びスクラバー用ダンパー２７は、スクラバー室Ｓに設置された制御部Ｖからの制御信号に基づいて開閉可能になっている。
【００１８】
図１に示すように、排ガス引込管２２は、機関用排ガス管１１から右方に延出する水平部３２と、水平部３２の右端から下方に延出する鉛直部３４とを備える。水平部３２には、上記したスクラバー用ダンパー２７が設置されている。図３に示すように、鉛直部３４内には、微細な液滴を噴霧するスプレーノズル１２１が設けられている。
【００１９】
スクラバー用排ガス管２３は、図１及び図２に示すように、スクラバー本体２１で洗浄された後の排ガスを、船外に排出する筒状部材である。スクラバー用排ガス管２３の基端側はスクラバー本体２１に接続されており、先端側は機関用排ガス管１１と概ね同じ高さまで鉛直上方に延設されている。スクラバー用排ガス管２３は、スクラバー室Ｓの上壁Ｃの開口部を貫通している。当該開口部はスクラバー用排ガス管２３よりも一回り大きな直径で形成されている。スクラバー用排ガス管２３の先端側は、上壁Ｃの上に形成された支持構造体Ｘに支持されている。支持構造体Ｘの構造は、スクラバー用排ガス管２３の先端側を支持可能であればどのような構造でもよいが、本実施形態ではトラス構造になっている。
【００２０】
図３に示すように、ドレン管２４は、スクラバー本体２１の底部に溜まった排水を排出するための配管である。図１、図２に示すように、ドレン管２４は、Ａデッキ２０及び上甲板１０を貫通して、船体内に延設されている。ドレン管２４は、ポンプ等は用いない重力排水方式で排水するものである。
ここで、排ガス洗浄システム７には、排水を船外に排出するオープンタイプと、排水を戦内で洗浄して循環させ、洗浄水として再利用するクローズラタイプと、オープン／クローズ双方選択可能なハイブリッドタイプがある。請求項に示す「ドレン管」には、クローズタイプ及びハイブリッドタイプの循環用のタイプを含み得る。排水の形態は特に制限されないが、本実施形態では、ドレン管２４の下端側が船底の排出口に接続するオープンタイプを例示する。
【００２１】
図３に示すように、スクラバー用供給管１１０は、シーチェスト１１１とスプレーノズル１２１とを接続し、シーチェスト１１１内の海水をスプレーノズル１２１に供給するための配管である。
スクラバー用供給管１１０には、シーチェスト１１１内の海水を引き込んで、スプレーノズル１２１に送り込むためのポンプ１１２が設置されている。また、スプレーノズル１２１は、スクラバー本体２１と排ガス引込管２２とに設置されているため、スクラバー用供給管１１０は途中で分岐している。
【００２２】
以上から、機関用排ガス管１１内の排ガスは、排ガス引込管２２を通過してスクラバー本体２１の下部に流入した後、スクラバー本体２１に沿って上昇し（図３の矢印参照）。排ガスは、スクラバー本体２１内を上昇する過程でスプレーノズル１２１から噴霧された液滴と接触する。これにより、排ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）が液滴に吸収され、排ガスが浄化される。そして、浄化された排ガスは、スクラバー用排ガス管２３を通過して船外に排出される。よって、船外に排出される排ガスは、硫黄酸化物（ＳＯｘ）が低減している。
【００２３】
一方で、硫黄酸化物（ＳＯｘ）を吸収した液滴は、落下してスクラバー本体２１の底部に溜まる（図３の破線矢印参照）。そして、スクラバー本体２１の底部の開口１２０を通過してドレン管２４に流入する。また、排ガスと同伴してスクラバー本体２１内を上昇する液滴は、ミストセパレータ１２２と接触し、排ガスから分離して落下する。よって、硫黄酸化物（ＳＯｘ）を吸収した液滴が船外に排出されるおそれが少ない。
さらに、排ガス引込管２２内に設置されたスプレーノズル１２１も液滴を噴射しており、硫黄酸化物（ＳＯｘ）を吸収した液滴は、スクラバー本体２１内に流入する。このため、硫黄酸化物（ＳＯｘ）を吸収した液滴が機関用排ガス管１１に逆流するおそれがない。
【００２４】
＜供給水分析部＞
図３に示すように、供給水分析部９０は、スクラバー本体２１に供給する海水が所定基準を満たしていることを検査するためのものである。供給水分析部９０は、供給水分析用配管９１と、供給水分析装置９２と、を備えている。
【００２５】
供給水分析用配管９１は、スクラバー用供給管１１０から分岐してドレン管２４に合流する配管である。供給水分析用配管９１は、スクラバー用供給管１１０に接続し供給水分析装置９２に海水を供給する供給部９３と、供給水分析装置９２から排出された海水が流れる排出部９４と、排出部９４とドレン管２４とを接続する合流部９５と、を備える。
【００２６】
供給部９３は、スクラバー用供給管１１０に対し、ポンプ１１２よりも下流側に接続している。また、供給部９３と排出部９４と合流部９５は連続している。このため、供給水分析用配管９１（供給部９３、排出部９４及び合流部９５）内の海水には、ポンプ１１２の圧力が作用するようになっている。
【００２７】
合流部９５は、ドレン管２４に対し、排水分析部１００における後述する排水分析用配管１０１の流出口１０４より下流側に接続している。よって、供給水分析用配管９１から排出された海水は、排水分析用配管１０１内に入り込まないようになっている。
【００２８】
供給水分析装置９２は、海水の成分を分析するための装置である。なお、供給水分析装置９２は、供給水分析用配管９１を閉じることなく海水を分析しており、ポンプ１１２の圧力が供給水分析用配管９１の合流部９５まで作用している。
【００２９】
＜排水分析部＞
排水分析部１００は、ドレン管２４を通じて船外に排出される排水が所定基準を満たしていることを検査するためのものである。排水分析部１００は、排水分析用配管１０１と、排水分析装置１０２と、を備えている。
【００３０】
排水分析用配管１０１は、ドレン管２４から分岐して再びドレン管２４に合流するように構成されている。つまり、排水分析用配管１０１は、ドレン管２４を流れる排水の一部を抜き取り、その抜き取った排水を再びドレン管２４に戻すように構成されている。
排水分析用配管１０１は、筒状を呈しており、一端に流入口１０３が形成され、他端に流出口１０４が形成されている。また、流入口１０３は、流出口１０４よりもドレン管２４の上流側に設けられている。
【００３１】
排水分析装置１０２は、排水の水素イオン指数やｐＨ、turbidity等を検出するための装置である。また、排水分析装置１０２は、排水分析用配管１０１を閉じることなく排水を分析している。よって、排水分析用配管１０１は、流入口１０３から流出口１０４にかけて連続した流路となっている。
【００３２】
図４に示すように、排水分析用配管１０１には、先端に流入口１０３が形成された流入口側端部１０５が設けられている。流入口側端部１０５は、ドレン管２４において鉛直方向に延在する部分に接続している。
詳細には、流入口側端部１０５は、ドレン管２４の壁部を貫通し、流入口１０３がドレン管２４内に配置されている。また、流入口側端部１０５は、ドレン管２４を貫通した後にドレン管２４内において上方に屈曲し、流入口１０３が上方を向いて開口している。このため、流入口１０３は、ドレン管２４の軸方向上流側（排水の流れ方向の上流側）を向いて開口している。
【００３３】
また、流入口１０３は、直径が例えば約８０ｍｍとなっている。一方で、ドレン管２４の鉛直部分は、円筒状を呈し、直径が例えば約５００ｍｍとなっている。よって、ドレン管を流れる排水の一部が入り込むようになっている。流入口１０３を含む仮想平面１０６（開口面）は、水平方向に延在し、ドレン管２４の軸方向に対し垂直となっている。
【００３４】
＜本実施形態の作用効果＞
実施形態の排水分析用配管１０１内には、ドレン管２４内を流れる排水の水圧（動圧）が作用する。よって、ポンプを利用しなくとも排水分析用配管１０１内の排水は、排水分析装置１０２に流入するとともに、分析後の排水は流出口１０４側に押し出されてドレン管２４に戻る。
また、流入口１０３がドレン管２４の軸方向に対し垂直となっていることから、流入口１０３側に作用する水圧も高くなるため、好ましい。
【００３５】
以上本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。
例えば、実施形態の流入口側端部１０５は、ドレン管２４に鉛直方向に延在している部分に接続しているが、本発明はこれに限定されず、ドレン管２４の水平方向に延在している部分に接続してもよい。また、流入口側端部１０５がドレン管２４の水平方向に延在している部分に接続する場合には、流入口１０３は、上方でなく、ドレン管２４の軸方向上流側（排水の流れ方向の上流側）を向いて開口するようにする必要がある。
また、本発明の流入口１０３を含む仮想平面１０６は、水平方向に延在している形状に限定されず、鉛直方向に対して傾斜してもよい。
また、本実施形態において排水分析部１００は、排水分析装置１０２を利用して排水のＳＯｘ濃度を分析しているが、ＮＯｘ濃度などを分析してもよい。排ガス洗浄システム７における排ガスの洗浄方法も実施形態の洗浄方法に限定されない。
【符号の説明】
【００３６】
１      船舶
２      機関室
３      機関（主機関）
４      エンジンケーシング
５      煙突
６      居住区
７      排ガス洗浄システム（ＥＧＣＳ）
１０    上甲板
１１    機関用排ガス管
２０    Ａデッキ
２１    スクラバー本体
２２    排ガス引込管
２３    スクラバー用排ガス管
２４    ドレン管
１００  排水分析部
１０１  排水分析用配管
１０２  排水分析装置
１０３  流入口
１０４  流出口
１０５  流入口側端部
Ｓ      スクラバー室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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