(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶搭載用であるエンジンの排気管内を通過する排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置の還元剤噴射体と、前記還元剤噴射体の排気ガス移動方向下流側で排気ガスと還元剤とを混合させる排気ミキサーと、前記排気ミキサーの排気ガス移動方向下流側で前記エンジンの排気ガス中にあるＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置とを備えた排気ガス浄化装置であって、
前記排気ミキサーが、前記排気管の周方向に沿って等間隔に配置された複数の混合フィンを備えており、
複数の前記還元剤噴射体を有しており、前記還元剤噴射体の噴射口が、排気ガス移動方向下流側に向けて開口するとともに前記混合フィンの上流側先端と重なる位置に配置され、前記排気管の周方向に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする船舶の排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記排気管の周方向に沿って、前記還元剤噴射体の噴射口の設置位置を、前記混合フィンの設置位置と同期させたことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記還元剤噴射体の噴射口が、前記排気管の中心と内周面との間となる中央領域に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、船舶搭載用のエンジンから排出される排気ガス中の有害成分を除去する排気ガス浄化装置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、空調その他の機器類の消費する電力量が膨大であり、これらの電気系統に電力を供給するために、ディーゼルエンジンと、当該ディーゼルエンジンの駆動にて発電する発電機とを組み合わせてなるディーゼル発電機を備えている（例えば特許文献１等参照）。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つであることが知られており、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。
【０００３】
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。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。従って、例えば船舶のように、ディーゼル発電機を駆動させる機械では、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。
【０００４】
ＮＯｘを大幅に浄化する後処理の手段としては、還元剤に尿素を使用した選択触媒還元法（以下、ＳＣＲ法という）が一般化している（特許文献２及び３等参照）。ＳＣＲ法では一般に、Ｔｉ等の酸化物の担体にＶやＣｒ等の活性成分を担持させた材料からなるハニカム構造のＮＯｘ触媒を用いている。ＮＯｘ触媒の上流側に還元剤水溶液としての尿素水を噴霧すると、尿素水が排気ガスの熱で熱分解及び加水分解されてアンモニアが生成し、アンモニアが還元剤としてＮＯｘに作用し、ＮＯｘを無害な窒素と水とに分解する。そして、特許文献２では、ＮＯｘ触媒による還元作用の効率を向上させるために、排気ガスと尿素水とを混合する混合器（排気ミキサー）が設けられた排気ガス浄化装置が提案されている。
【０００５】
また、地球環境に配慮すれば、排気ガス中のＮＯｘを可及的に除去することが必要であり、公海領海を問わず一律に規制するのが好ましいが、現状では、ディーゼルエンジンに関する高次の排ガス規制が適用されるのに伴い、ＮＯｘに関して規制海域を設ける予定になっている。前述のように、ＮＯｘ触媒はハニカム構造であるため、排気ガス中のすすや微粒子によって閉塞するおそれがある。また、ＮＯｘ触媒は、排気ガス中の硫黄成分やこれに由来する生成物によって性能が劣化する。ＮＯｘ触媒の寿命を可及的に延ばして、ランニングコスト低減と規制海域での確実な規制遵守とを図るには、規制海域外の航行中はＮＯｘ触媒を排気ガスに晒さないようにすることが望ましい。
【０００６】
そこで、特許文献３では、エンジンの排気経路中に、ＮＯｘ触媒を収容する浄化ケーシングを設けるとともに、ＮＯｘ触媒を通過せずに排気ガスを迂回させるバイパス経路を浄化ケーシング内に配置させる排気ガス浄化装置が提案されている。この場合、規制海域内の航行中は排気ガスを浄化ケーシング内のＮＯｘ触媒側に送り、規制海域外の航行中は排気ガスを浄化ケーシング内のバイパス経路側に送る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４１７４２号公報
【特許文献２】特開２０１５−０７５０４２号公報
【特許文献３】特許第５１２９４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
排気ガス移動方向上流側で尿素水ノズルから噴射された尿素水を、排気ガス移動方向下流側の排気ミキサーで排気ガスを混合する構成としたとき、尿素水を十分に拡散させるべく、尿素水ノズルと排気ミキサーの距離がある程度必要となる。尿素水ノズルが排気ミキサーに近づきすぎた場合、尿素水が十分に拡散されていないことから、排気ミキサーに対して局所的に尿素水が集中することにより、排気ミキサーの部分的な温度低下を招き、尿素析出が発生する。そして、尿素水が十分に拡散されないと、還元作用（脱硝作用）の効率も低下してしまう。一方、尿素水ノズルと排気ミキサーの距離を確保すべく、排気管を長くした場合は、排気ガス浄化装置の大型化につながる。
【０００９】
また、浄化ケーシング内にバイパス経路を構成した場合、浄化ケーシング下流側に、脱硝作用を行うＮＯｘ触媒を有するメイン経路とバイパス経路とを合流させる合流室を設けている。そのため、バイパス経路に排気ガスを通過させたとき、浄化ケーシング内において、バイパス経路を通過した排気ガスが合流室を通じてメイン経路内に流入し、ＮＯｘ触媒に逆流してしまう。これにより、ＮＯｘ触媒の脱硝性能が低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施した船舶の排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【００１１】
本願発明の船舶の排気ガス浄化装置は、船舶搭載用であるエンジンの排気管内を通過する排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置の還元剤噴射体と、前記還元剤噴射体の排気ガス移動方向下流側で排気ガスと還元剤とを混合させる排気ミキサーと、前記排気ミキサーの排気ガス移動方向下流側で前記エンジンの排気ガス中にあるＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置とを備えた排気ガス浄化装置であって、前記排気ミキサーが、前記排気管の周方向に沿って等間隔に配置された複数の混合フィンを備えており、複数の前記還元剤噴射体を有しており、前記還元剤噴射体の噴射口が、排気ガス移動方向下流側に向けて開口するとともに前記混合フィンの上流側先端と重なる位置に配置され、前記排気管の周方向に沿って等間隔に配置されているものである。
【００１２】
上記排気ガス浄化装置において、前記排気管の周方向に沿って、前記還元剤噴射体の噴射口の設置位置を、前記混合フィンの設置位置と同期させたものとする。
【００１３】
上記排気ガス浄化装置において、還元剤噴射体の噴射口が、前記排気管の中心と内周面との間となる中央領域に配置されているものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明によると、複数の還元剤噴射体により還元剤を分散して噴射することで、還元剤を拡散して噴射できる上に、下流側の排気ミキサーで還元剤を更に排気管内で分散できる。従って、排気ミキサーを通過した排気ガスと還元剤とを十分に混合できるため、触媒における還元効率を向上できる。
【００１５】
また、本願発明によると、還元剤噴射体が噴射口より下流側に向けて還元剤を噴射させた際、排気ミキサーの混合フィンに向けて還元剤を噴射できる。従って、複数の還元剤噴射体により還元剤を分散して噴射することで、還元剤を拡散して噴射できる上に、噴射後
の還元剤が混合フィンに当たることで更に分散される。そのため、排気ミキサーにおける還元剤の分布量を均一化でき、排気ガスと尿素水との混合効率を高めるとともに、排気ミキサーにおける部分的な温度低下を抑制して、触媒における還元効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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】複合ケーシングの正面図である。
【図４】複合ケーシングの側面図である。
【図５】複合ケーシングの背面図である。
【図６】複合ケーシングの側面図である。
【図７】複合ケーシングの出口部断面図である。
【図８】排気ミキサーの内部構造を示す断面斜視図である。
【図９】排気ミキサーを排気ガス移動方向上流側から見た正面図である。
【図１０】排気ミキサーの側面断面図である。
【図１１】排気ミキサーから複合ケーシングに向かう排気ガス流れを説明する側面断面図である。
【図１２】別の構成となる排気ミキサーの内部構造を示す断面斜視図である。
【図１３】切換バルブを作動させる流体流通配管の回路図である。
【図１４】排気経路の切換動作を説明する概略図である。
【図１５】尿素水噴射ノズルと排気ミキサーの関係を示す排気ガス移動方向上流側から見た正面図である。
【図１６】尿素水噴射ノズルと排気ミキサーの関係を示す側面断面図である。
【図１７】尿素水噴射ノズルと排気ミキサーの別の配置例を示す排気ガス移動方向上流側から見た概略正面図である。
【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、船舶に搭載されたディーゼル発電機に適用した場合の図面に基づいて説明する。
【００１８】
（船舶の概要）
まず始めに、図１を参照しながら、第１実施形態における船舶１の概要について説明する。第１実施形態の船舶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（第１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。第１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、ディーゼル発電機２４を複数基（第１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、発電用エンジン２５（第１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とを組み合わせて構成される。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。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。
【００２１】
（発電装置の排気系統）
次に、図２〜図７を参照しながら、発電装置２３の排気系統について説明する。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３０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。
【００２２】
各発電用エンジン２５の排気経路３０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３０は三本存在する。各発電用エンジン２５の排気経路３０は、ファンネル４まで延びたメイン経路３１と、メイン経路３１の中途部から分岐したバイパス経路３２と、メイン経路３１とバイパス経路３２との両方に連通する複合ケーシング（浄化ケーシング）３３とを備えている。すなわち、第１実施形態では発電用エンジン２５を複数基搭載し、各発電用エンジン２５に対して、メイン経路３１、バイパス経路３２及び複合ケーシング３３等からなる排気ガス浄化システムを一対一対応させている。
【００２３】
複合ケーシング３３は、耐熱金属材料製で略筒状（第１実施形態では角筒状）に構成していて、各発電用エンジン２５を配置した第３甲板１５よりも上方に配置している。この場合、複合ケーシング３３は機関室１１の上部側（機関室１１上段の第２甲板１４上）に位置している。複合ケーシング３３内のメイン経路３１側には、発電用エンジン２５の排気ガス中にあるＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置としてのＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５（詳細は後述する）を収容している。バイパス経路３２は、ＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５を通さずに排気ガスを迂回させるための経路である。複合ケーシング３３の排気出口部４２（スリップ処理触媒３５より排気ガス移動方向下流側（以下、単に下流側という））では、メイン経路３１とバイパス経路３２とを合流させている。なお、選択触媒還元装置としては、スリップ処理触媒３５をなくしてＮＯｘ触媒３４のみにしたものでもよい。
【００２４】
複合ケーシング３３外にあるメイン経路３１とバイパス経路３２との分岐部には、排気ガス移動方向をメイン経路３１とバイパス経路３２とに切り換える経路切換部材として、流体作動式の切換バルブであるメイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８を設けている。本実施形態のメイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８は、単作動式の切換えバルブにより構成している。流体作動式の単作動切換バルブの一例として、メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８を空気作動式バタフライバルブにより構成することが考えられる。そして、メイン側切換バルブ３７は、メイン経路３１における複合ケーシング３３への入口側に設けている。また、バイパス側切換バルブ３８は、バイパス経路３２における複合ケーシング３３への入口側に設けている。
【００２５】
次に、図３〜図７を参照しながら、複合ケーシング３３の構造について説明する。前述の通り、複合ケーシング３３はメイン経路３１とバイパス経路３２との両方に連通してい
る。複合ケーシング３３内のメイン経路３１側は、排気ガス移動方向上流側（以下、単に上流側という）から順に、排気ガス中のＮＯｘの還元を促進させるＮＯｘ触媒３４と、余分に供給された還元剤（尿素水（尿素水溶液）、より詳しく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３５とを直列に並べて収容している。各触媒３４，３５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おり、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。
【００２６】
ＮＯｘ触媒３４は、後述する尿素水噴射ノズル６１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、複合ケーシング３３内のメイン経路３１側に送られた排気ガスを浄化する。また、スリップ処理触媒３５は、ＮＯｘ触媒３４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。この場合、複合ケーシング３３内のメイン経路３１側では、下記の反応式：
（ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ → ２ＮＨ３＋ＣＯ２（加水分解）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３ → ２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ（ＮＯｘ触媒３４での反応）
４ＮＨ３＋３Ｏ２ → ２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ（スリップ処理触媒３５での反応）
が生ずる。
【００２７】
図７に詳細に示すように、複合ケーシング３３内には、メイン経路３１とバイパス経路３２との両方を並べて設けている。この場合、複合ケーシング３３内には、排気ガス移動方向に沿って延びる仕切板４０を配置している。仕切板４０の存在によって、複合ケーシング３３内をメイン経路３１側とバイパス経路３２側とに区画している。仕切板４０で複合ケーシング３３内を区画することによって、排気ガスがバイパス経路３２を通過する際に、排気ガスの熱を用いて、メイン経路３１側にあるＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５を暖機することが可能である。このため、排気ガスを浄化するか否かに拘らず、ＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５を常時暖機できる。メイン側経路３１を排気ガスが通過する際は暖機運転の短縮に寄与し、場合によっては暖機運転が不要になる。 
【００２８】
複合ケーシング３３内のメイン経路３１側の排気入口部４１は、上流側に向かうに連れて断面積を縮小するような先窄まりのテーパー状（錐形状）に形成している。これに対して、仕切板４０の下流側端部４００は、複合ケーシング３３のうちスリップ処理触媒３５より下流側にある排気出口部４２まで延設されており、開口部４０１が設けられている。このため、複合ケーシング３３の排気出口部４２において、メイン経路３１側とバイパス経路３２側とが合流する。
【００２９】
複合ケーシング３３の排気出口部４２は、下流側端部に流出口（排気流出口）４９を有し、この流出口４９に排気排出管６０が連通される。また、排気出口部４２は、下流側の流出口４９に向かって断面積を縮小するような先窄まりのテーパー状（錐形状）を有しており、流出口４９が、複合ケーシング３３の下流側端部の中心位置に設けられている。すなわち、複合ケーシング３３において、流出口４９は、メイン経路３１の排気側と重なる位置に設けられている。
【００３０】
仕切板４０の下流側端部４００は、メイン経路３１の出口側を遮蔽する位置に延設されて複合ケーシング３３の内壁面に固着されている。この仕切板４０の下流側端部４００は、バイパス経路３２から排気出口部４２に流出した排気ガスがメイン経路３１に流れ込むことを防止する逆流防止板として設けられている（以下、仕切板４００の下流側端部４００を逆流防止板４００と呼ぶ）。逆流防止板４００は、メイン経路３１及びバイパス経路３２の境界位置であってスリップ処理触媒３５下流側となる位置から、流出口４９の周縁であってバイパス経路３２から離れた位置に向かって延設されている。そして、逆流防止
板４００が開口部４０１を備えることにより、排気出口部４２において、メイン経路３１側とバイパス経路３２側とを合流させる。
【００３１】
メイン経路３１を通過した排気ガスは、逆流防止板４００の開口部４０１を通じて、排気出口部４２の流出口４９に到達して、浄化された排気ガスが排気排出管６０より排気される。一方、バイパス経路３２を通過した排気ガスは、逆流防止板４００により案内されて排気出口部４２流出口４９に到達することで、メイン経路３１への流入量（メイン経路３１へ逆流する排気ガス流量）が低減され、その多くが排気排出管６０より排気される。従って、バイパス経路３２使用時における、メイン経路３１内のＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５の劣化を抑制できる。
【００３２】
複合ケーシング３３の一側面には、噴気体としての噴気ノズル４３を複数個取り付けている。各噴気ノズル４３によって、気体供給源（図示省略）からの圧縮気体（空気）をＮＯｘ触媒３４やスリップ処理触媒３５に向けて吹き付ける。噴気ノズル４３の作用によって、使用中に複合ケーシング３３内のメイン経路３１側に溜まった煤塵を強制的に除去できる。
【００３３】
複合ケーシング３３の排気入口部４１前面側には、メイン側流入口４７とバイパス側流入口４８とを形成している。メイン側流入口４７が複合ケーシング３３内のメイン経路３１側に連通し、バイパス側流入口４８が複合ケーシング３３内のバイパス経路３２側に連通している。複合ケーシング３３の排気入口部４１の前部外面側には、メイン側流入口４７に連通するメイン側導入管５１と、バイパス側流入口４８に連通するバイパス側導入管５２とを設けている。メイン側導入管５１とバイパス側導入管５２とは、それぞれ中継管５５，５６を介して二股配管５３に連結している。この場合、二股配管５３のメイン側出口部５７に、フランジを介してメイン側中継管５５の入口側を締結している。メイン側中継管５５の他端側は、メイン側導入管５１に連通している。二股配管５３のバイパス側出口部５８には、フランジを介してバイパス側中継管５６の入口側を締結している。バイパス側中継管５６の出口側は、長さ調節用である蛇腹構造の調節管６９を介してバイパス側導入管５２を締結している。
【００３４】
詳細な図示は省略するが、二股配管５３の入口部５９は、メイン経路３１の上流側にフランジを介して連結している。二股配管５３は、メイン経路３１とバイパス経路３２との分岐部に相当する。複合ケーシング３３内のメイン経路３１側に連通する二股配管５３のメイン側出口部５７内に、メイン側切換バルブ３７を設けている。複合ケーシング３３内のバイパス経路３２側に連通する二股配管５３のバイパス側出口部５８内に、バイパス側切換バルブ３８を設けている。複合ケーシング３３の排気出口部４２後面側に、流出口４９をメイン経路３１側に寄せて形成している。複合ケーシング３３の排気出口部４２の後部外面側に、流出口４９に連通する排気排出管６０を設けている。排気排出管６０は、メイン経路３１の下流側にフランジを介して連結している。
【００３５】
メイン経路３１のうちメイン側切換バルブ３７と複合ケーシング３３に連結したメイン側導入管５１との間には、上流側から順に、排気ガスに還元剤である尿素水を噴射する尿素水噴射ノズル６１と、排気ガスと尿素水とを混合させる排気ミキサー６２とを配置している。メイン側中継管５５に複数本の尿素水噴射ノズル６１（第１実施形態では２本）を備えている。尿素水噴射ノズル６１からメイン側中継管５５内に尿素水を霧状に噴射するように構成している。
【００３６】
メイン側中継管５５とメイン側導入管５１との間に排気ミキサー６２を設けている。排気ミキサー６２は、メイン側中継管５５に設けた尿素水噴射ノズル６１から所定距離だけ下流側に位置している。この場合の所定距離は、尿素水噴射ノズル６１から噴射した尿素水を、メイン側中継管５５内でアンモニアに加水分解させるのに必要な距離である。図８〜図１１に示すように、第１実施形態の排気ミキサー６２は、メイン側中継管５５及びメイン側導入管５１と同一内径に形成した筒状のミキサー管体７１と、ミキサー管体７１の内周側に設けた複数枚の混合フィン７２（第１実施形態では四枚）と、ミキサー管体７１の軸芯に位置する軸芯体７３とを備えていて、混合フィン７２群及び軸芯体７３によって、排気ミキサー６２を通過する排気ガス及び霧状の尿素水に旋回流を生じさせるように構成している。
【００３７】
各混合フィン７２は、排気ガスの流れを旋回流にするための部材であり、ミキサー管体７１中心からミキサー管体７１の内周面に向かって放射状に配置している。この場合、各混合フィン７２の半径方向内側の側端面を軸芯体７３に固着し、各混合フィン７２の半径方向外側の側端面をミキサー管体７１の内周面に固着している。各混合フィン７２は、ミキサー管体７２の円周方向に沿って等角度ごとに位置している（軸芯体７３を中心とする点対称状に位置している）。なお、混合フィン７２の枚数は第１実施形態の四枚に限るものではない。
【００３８】
各混合フィン７２の上流側と下流側とは、排気ガス移動方向（ミキサー管体７１等の軸芯方向）に対してそれぞれ所定角度をなすように構成している。すなわち、各混合フィン７２は排気ガス移動方向の中途部で屈曲している。この場合、排気ガス移動方向に対する上流側フィン板部７２ａの角度を傾斜角θ１とし、排気ガス移動方向に対する下流側フィン板部７２ｂの角度を傾斜角θ２とするように、各混合フィン７２を屈曲させている。下流側フィン板部７２ｂの傾斜角θ２を上流側フィン板部７２ａの傾斜角θ１よりも大きく設定している。すなわち、各フィン板部７２ａ，７２ｂの傾斜角θ１，θ２は、上流側よりも下流側のほうが大きくなっている。換言すると、各フィン板部７２ａ，７２ｂの傾斜角θ１，θ２は、上流側から下流側に向かうに連れて連続的又は段階的に大きくなっている。
【００３９】
各混合フィン７２の半径方向内側の側端面を支持する軸芯体７３の上流側先端部は、上流側に向かうに連れて断面積を縮小するような先窄まりのテーパー状（錐形状）に形成している。また、軸芯体７３の下流側基端部は、下流側に向かうに連れて断面積を縮小するような後窄まりのテーパー状（錐形状）に形成している。このため、ミキサー管体７１の軸芯付近に流れ込む排気ガスは、軸芯体７３のテーパー状の上流側先端部によって半径方向外側の各混合フィン７２に向けて案内される。
【００４０】
本実施形態では、排気ミキサー６２を軸芯体７３に混合フィン７２を固着させた構成としたが、図１２のように、軸芯体７３を具備しない構成としても構わない。すなわち、棒状となる複数の支持ステー７３ｘ（本実施形態では２本）を互いに交差させて固着させるとともに、支持ステー７３ｘの交差位置がミキサー管体７１中心となるように支持ステー７３ｘを配置する。そして、各支持ステー７３ｘには、支持ステー７３ｘ同士の交差位置を中心として２枚混合フィン７２が固着されている。混合フィン７２の上流側先端は、ミキサー管体７１中心からミキサー管体７１内周面に向かって、中途部まで上流側に伸びた後にミキサー管体７１開口面と平行になるように屈曲させた縁辺で構成されている。
【００４１】
尿素水噴射ノズル６１は、メイン経路３１（メイン側中継管５５）断面において下流側の排気ミキサー６２の混合フィン７２と重なる位置に、尿素水噴射口６１１を配置している。尿素水噴射ノズル６１の尿素水噴射口６１１は、メイン経路３１（メイン側中継管５５）の周方向に沿って等間隔（等角度）に配置されている。尿素水噴射ノズル６１は、混
合フィン７２の枚数の公約数となる本数分設置されており、それぞれの尿素水噴射口６１１が、メイン経路３１（メイン側中継管５５及びミキサー管体７１）の周方向に沿って、排気ミキサー６２の混合フィン７２の設置位置に同期する位置に配置される。なお、尿素水噴射ノズル６１の本数は第１実施形態の２本に限るものではない。
【００４２】
（気経路切換動作）
各排気経路３０におけるメイン経路３１とバイパス経路３２には、それぞれを開閉する開閉部材として、メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８が設けられている（実施形態では３組、計６個）。これらメイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８は、排気ガスの通過する経路を選択するために、一方を開けば他方を閉じるという関係になっている。また、メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８は、規制海域などに応じて開閉させるように構成されている。
【００４３】
バイパス側切換バルブ３８が閉じてメイン側切換バルブ３７が開いた状態では、膨張行程後の排気行程において、複数台の発電用エンジン２５から各メイン経路３１に送られた排気ガスが、各メイン経路３１を経由してＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５を経由して浄化処理をされた後、船舶１外に放出される。メイン側切換バルブ３７が閉じてバイパス側切換バルブ３８が開いた状態では、排気ガスが各バイパス経路３２を経由して（ＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５を通過せずに）、直接船舶１外に放出される。
【００４４】
このように、各排気経路３０におけるメイン経路３１とバイパス経路３２とに、各排気路３１，３２を開閉する開閉部材としてのメイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８が設けられていると、例えば規制海域内の航行時と規制海域外の航行時のように、排気ガスの浄化処理が必要な場合と不要な場合とにおいて、メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８の開閉状態を切り換えるだけで、排気ガスの通過する経路を適宜選択できる。従って、排気ガスの効率よい処理が可能になる。また、例えば排気ガスの浄化処理が不要な場合は、ＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５を避けて外部に直接連通するバイパス経路３２側に排気ガスを誘導できる。このため、排気効率のよい状態を維持でき、各発電用エンジン２５の出力低下の回避が可能になる。更に、排気ガスの浄化処理が不要な場合は、ＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５が排気ガスにさらされないから、ＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５の寿命延長にも寄与するのである。
【００４５】
停止中の発電用エンジン２５に対するメイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８は、少なくともバイパス経路３２側のバイパス側切換バルブ３８が閉じるように構成されている。このため、停止中の発電用エンジン２５に向けて他のエンジンから排出された排気ガスが逆流するのを簡単且つ確実に防止できる。
【００４６】
前述の通り、メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８は流体作動式のものであり、流体の供給がない場合は開き状態に保持される（ノーマリーオープン形式）ものである。そして、それぞれ単作動型の空気圧式シリンダにより構成された、メイン側切換バルブ３７を切換駆動させるメイン側バルブ駆動器６７と、バイパス側切換バルブ３８を切換駆動させるバイパス側バルブ駆動器６８とが設けられている。メイン側バルブ駆動器６７は、メイン側中継管５５の外周側に、メイン側中継管５５の長手方向に沿って並列状に並んで設けられている。バイパス側バルブ駆動器６８は、バイパス側中継管５６の外周側に、バイパス側中継管５６の長手方向に沿って並列状に並んで設けられている。
【００４７】
メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８のバルブ駆動器６７，６８は、図１３に示すように、それぞれ流体流通配管８０を介して流体供給源８１に接続されている。流体供給源８１は、バルブ駆動器６７，６８作動用（メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８作動用）の圧縮流体である空気（窒素ガスでもよい）を供給する
ためのものである。メイン側及びバイパス側それぞれの流体流通配管８０の中途部には、上流側から順に、フィルタレギュレータ８２と、バルブ駆動器６７，６８に流体を供給するか否かを切換える電磁弁８３と、閉側調整部及び開側調整部を有する流量調整部８４とが設けられている。各電磁弁８３は、制御情報に基づいて作動し、対応する切換バルブ３７、３８のバルブ駆動器６７，６８に圧縮流体を供給したり停止したりするように構成されている。また、各バルブ駆動器６７，６８には、各電磁弁８３が流体供給状態であるか、又は、流体停止状態であるかを検知するリミットスイッチ８５が設けられており、各バルブ駆動器６７，６８にはサイレンサ８６が接続され、各電磁弁８３には、サイレンサ８７が接続されている。
【００４８】
そして、排気ガスの通過する経路を切り換える場合には、メイン側及びバイパス側両方の電磁弁８３が流体供給停止状態となり、メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８への流体供給を停止する。メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８は、前述したようにノーマリーオープン形式であるので、流体供給が停止すると、両バルブ駆動器６７，６８により駆動されて開状態になる。その後、排気ガスを通過させない側の電磁弁８３が流体供給状態になり、流体が供給された側のバルブが閉状態になる。ここで、排気ガスを通過させたい側の電磁弁８３は流体供給停止状態のままであり、切換バルブが開状態のままである。以上のように、排気ガスの通過する経路の切換えを行う。メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８の動作の一例としては、メイン側切換バルブ３７を開いてバイパス側切換バルブ３８を閉じた状態（図１４（ａ）参照）から、一旦メイン側切換バルブ３７及びバイパス側切換バルブ３８の両方を開いた状態（図１４（ｂ）参照）にして、その後、バイパス側切換バルブ３８を開いてメイン側切換バルブ３７を閉じた状態（図１４（ｃ）参照）になる。
【００４９】
以上の構成において、メイン側切換バルブ３７を開いてバイパス側切換バルブ３８を閉じた場合、排気ガスは、メイン経路３１を通過する。すなわち、二股配管５３のメイン側出口部５７、メイン側中継管５５、排気ミキサー６２、メイン側導入管５１及びメイン側流入口４７を経由して複合ケーシング３３内のメイン経路３１側に流入し、ＮＯｘ触媒３４及びスリップ処理触媒３５を通過して浄化処理をされる。
【００５０】
この場合、尿素水噴射ノズル６１から噴射した霧状の尿素水を含む排気ガスは、メイン側中継管５５を通じて排気ミキサー６２に案内される。各混合フィン７２の上流側フィン板部７２ａが排気ガス移動方向を傾斜角θ１の方向に変更してから、下流側フィン板部７２ｂが排気ガス移動方向を更に傾斜角θ２の方向に変更する結果、ミキサー管体７１の内周面に向けて尿素水を含む排気ガスが流れ、ミキサー管体７１の内周面に沿った円周方向に移動する。このため、複合ケーシング３３内のメイン経路３１側の排気入口部４１に排気ガスの旋回流が形成され、排気ガスと尿素水とがスムーズに効率よく混合される。複合ケーシング３３内のメイン経路３１側の排気入口部４１は、上流側に向かうに連れて断面積を縮小するような先窄まりのテーパー状（錐形状）であるため、排気ガスの旋回流の旋回径が大きくなる。その結果、排気ガスは、尿素水とより一層均一に混合されながら、複合ケーシング３３内のメイン経路３１側にあるＮＯｘ触媒３４に行き渡ることになる。
【００５１】
（尿素水噴射ノズル）
図９に示す如く、尿素水噴射ノズル６１は、メイン側中継管５５内に挿入されており、先端の尿素水噴射口６１１を下流側に向けて配置する。尿素水噴射口６１１は、メイン側中継管５５の周方向に沿って等間隔に配置されており、下流側に設置される排気ミキサー６２の混合フィン７２と重なる位置に配置される。これにより、尿素水噴射ノズル６１が尿素水噴射口６１１より下流側に向けて尿素水を噴射させた際、排気ミキサー６２の混合フィン７２に向けて尿素水を噴射できる。
【００５２】
従って、複数の尿素水噴射ノズル６１により尿素水を分散して噴射することで、尿素水を拡散して噴射できる上に、噴射後の尿素水が混合フィン７２に当たることで更に分散される。そのため、排気ミキサー６２における尿素水の分布量を均一化でき、排気ガスと尿素水との混合効率を高めるとともに、排気ミキサー６２における部分的な温度低下を抑制して、尿素析出の発生を抑える。また、尿素水の拡散効率が高まることから、尿素水噴射ノズル６１と排気ミキサー６２との距離を短くできるため、メイン側中継管５５を短尺化できる。
【００５３】
尿素水噴射口６１１は、排気ガス移動方向に沿う直線上で混合フィン７２の上流側先端と重なる位置に設けられており、尿素水噴射口６１１は、混合フィン７２の上流側先端に向けて尿素水を噴射する。これにより、尿素水噴射ノズル６１から噴射された尿素水が、混合フィン７２の上流側先端の辺縁に当たることで、排気ミキサー６２内に尿素水が拡散されて誘導される。そのため、排気ミキサー６２内における尿素水の分散効率が高まるため、排気ガスの浄化効率を向上できる。
【００５４】
尿素水噴射ノズル６１の尿素水噴射口６１１は、メイン経路３１（メイン側中継管５５）の中心と内周面との間の中央領域に配置されている。すなわち、尿素水噴射口６１１は、混合フィン７２の上流側先端と重なる位置であって、混合フィン７２の上流側先端の中央領域に配置されている。これにより、尿素水噴射ノズル６１から噴射された尿素水が、メイン経路３１内で偏りなく拡散されやすくなるため、メイン経路３１及び排気ミキサー６２などにおける尿素析出を抑制できる。また、図１５に示す如く、図１２に示す構成の排気ミキサー６２においては、混合フィン７２の上流側先端の屈曲部に重なる位置に、尿素水噴射口６１１が配置されている。
【００５５】
図１６に示す如く、各尿素水噴射ノズル６１の尿素水噴射口６１１は、排気ガス移動方向に沿って、排気ミキサー６２までの距離が異なる位置に配置するものとしてもよい。すなわち、複数の尿素水噴射ノズル６１を設けることで尿素水の拡散効率が高まったことから、尿素水噴射ノズル６１から排気ミキサー６２までの距離を短距離化できるため、排気ガス移動方向に沿って、尿素水噴射ノズル６１の配置位置を異なるものとできる。また、複数の尿素水噴射ノズル６１は、メイン側中継管５５に対して同一方向から挿入されており、複合ケーシング３３に対して同一方向からメンテナンス可能に構成されている。
【００５６】
図１７に示す如く、尿素水噴射ノズル６１は、排気ミキサー６２の混合フィン７２の枚数に合わせて、その本数が設定される。すなわち、排気ミキサー６２の混合フィン７２を枚数の公約数に当たる本数分だけ、尿素水噴射ノズル６１を設けており、尿素水噴射ノズル６１の尿素水噴射口６１１を、メイン経路３１（メイン側中継管５５）に沿って等間隔に配置する。例えば、排気ミキサー６２の混合フィン７２を４枚とした場合、２本又は４本の尿素水噴射ノズル６１を配置する。また、排気ミキサー６２の混合フィン７２を６枚とした場合、２本、３本、又は４本の尿素水噴射ノズル６１を配置する。
【００５７】
（その他）
なお、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。上記の各実施形態では、発電用エンジン２５の排気経路３０中に設ける排気ガス浄化システムに、本願発明を適用したが、これに限らず、例えば主エンジン２１の排気系統中の排気ガス浄化システムに適用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  船舶
１１  機関室
２１  主エンジン
２２  減速機
２３  発電装置
２４  ディーゼル発電機
２５  発電用エンジン
２６  発電機
３０  排気経路
３１  メイン経路
３２  バイパス経路
３３  複合ケーシング
３４  ＮＯｘ触媒
３５  スリップ処理触媒
３７  メイン側切換バルブ
３８  バイパス側切換バルブ
４０  仕切板
６１  尿素水噴射ノズル（還元剤噴射体）
６２  排気ミキサー
７１  ミキサー管体
７２  混合フィン
４００  逆流防止板
４０１  開口部
【図１】
0006560093.tif 000002
【図２】
0006560093.tif 000003
【図３】
0006560093.tif 000004
【図４】
0006560093.tif 000005
【図５】
0006560093.tif 000006
【図６】
0006560093.tif 000007
【図７】
0006560093.tif 000008
【図８】
0006560093.tif 000009
【図９】
0006560093.tif 000010
【図１０】
0006560093.tif 000011
【図１１】
0006560093.tif 000012
【図１２】
0006560093.tif 000013
【図１３】
0006560093.tif 000014
【図１４】
0006560093.tif 000015
【図１５】
0006560093.tif 000016
【図１６】
0006560093.tif 000017
【図１７】
0006560093.tif 000018