(57)【要約】      （修正有）【課題】船舶用エンジンまたはボイラーの排ガスからイナートガスを生成してエンジンおよびタンクに供給するイナートガス供給システムである。【解決手段】イナートガス供給システム２０は、船舶駆動用のエンジンＤＥまたはボイラーの排気管ＤＥ１に接続される排気管に排ガス導入流路７と、排ガスを浄化する排ガス浄化装置１０と、排ガス浄化装置で生成されたイナートガスを貨物タンク１７ａ内に供給するイナートガス供給流路ａと、を有し、排ガス浄化装置１０は、有害物を吸収する吸収液２を貯留する排ガス浄化塔１と、排ガス導入流路７に接続され、吸収液２に浸漬されて排ガス浄化塔１に回転自在に配設された散気管３と、散気管３に形成された散気孔３ａと、散気管３を回転する回転駆動装置４と、を備えた。【選択図】図１
2013193653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排ガスを浄化したイナートガスを前記船舶の貨物タンク内に供給するイナートガス供給システムであって、
前記船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排気管に接続される前記排気管に排ガス導入流路と、
前記排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置で生成されたイナートガスを前記貨物タンク内に供給するイナートガス供給流路と、を有し、
前記排ガス浄化装置は、
有害物を吸収する吸収液を貯留する排ガス浄化塔と、
前記排ガス導入流路に接続され、前記吸収液に浸漬されて前記排ガス浄化塔に回転自在に配設された散気管と、
前記散気管に形成された散気孔と、
前記散気管を回転する回転駆動装置と、
を備えたことを特徴とするイナートガス供給システム。
【請求項２】
船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排ガスからイナートガスを生成して前記船舶駆動用エンジンの排ガス循環方式用ガスとして供給するイナートガス供給システムであって、
前記船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排気管に接続される前記排気管に排ガス導入流路と、
前記排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置で生成されたイナートガスを前記船舶駆動用のエンジンの排ガス循環方式用ガスの吸込口に供給するイナートガス供給流路と、を有し、
前記排ガス浄化装置は、
有害物を吸収する吸収液を貯留する排ガス浄化塔と、
前記排ガス導入流路に接続され、前記吸収液に浸漬されて前記排ガス浄化塔に回転自在に配設された散気管と、
前記散気管に形成された散気孔と、
前記散気管を回転する回転駆動装置と、
を備えたことを特徴とするイナートガス供給システム。
【請求項３】
前記吸収液を吸収液回収流路より回収して、吸収液中に分散した粒子状物質および油分を粒子状物質および油分分離機により吸収液から分離し、また、前記吸収液に溶け込んだＳＯｘを中和して無害化し、浄化した吸収液を吸収液循環流路から前記排ガス浄化塔に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイナートガス供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶エンジンやボイラーの排ガスに含まれる不純物を効率よく除去し、排ガスを浄化してイナートガスに生成し、このイナートガスを少なくとも船舶のエンジンまたは船舶の貨物タンクに供給するイナートガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＰＧ、ＬＮＧ、原油、精製油、アルコール、メタンハイドレード、石炭、穀物、木材、粉体等は空気と触れると爆発を引き起こす恐れがあり、これら貨物を積載する船舶の貨物タンクの防爆対策として貨物タンク内の空気をイナートガス（不活性ガス）に置き換える必要がある。そのため、船舶にはイナートガス発生装置が装備されている（特許文献１参照）。
特許文献１によれば、イナートガス発生方法には、（１）ボイラー等の燃焼排ガスを利用する方式（Ｉｎｅｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＩＳ）、（２）専用のオイルバーナーにより燃焼排ガスを作り、イナートガスとする方式（Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＩＧＧ），（３）窒素ガス生成装置を用いて、電力を利用して大気から窒素を得る方式（Ｎｉｔｒｏｇｅｎ  Ｇａｓ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＮＧＧ）がある。
また、特許文献２に開示されているように、船舶、特に、原油タンカー等の大型の船舶では、前述の（１）の方式が採用され、荷役に使用する電力の供給用に設置された発電用のボイラー及び主機関の排ガスを使用し、イナートガス発生のための余分な電力や燃料を使用することなく、極めて経済的にイナートガスを生成している。
【０００３】
もう一つは、特許文献３及び特許文献４に開示されているように、船舶駆動のディーゼルエンジンには、排ガス循環方式（ＥＧＲ：exhaust gas recirculation）が採用されている。この排ガス循環方式（ＥＧＲ）は酸素濃度を下げた燃焼用空気を使用することで燃焼速度を遅らせて火炎の最高温度を低下させ、サーマルＮＯｘの発生を抑制する。
そのため、船舶駆動用エンジンの排ガスを燃焼用空気の希釈ガスとして供給する。
【０００４】
しかし、ディーゼルエンジンやボイラーによる排ガスには、燃料の性状、燃焼の条件により粒子状物質（Particulate Matter：ＰＭ）、油分、ＳＯｘ等のイナートガスとして使用するには不適な不純物が含まれており、イナートガスを生成するにはこれらの不純物を除去する必要がある。
これらの不純物を除去する方法および装置としては、特許文献３、４及び特許文献５で開示されているスクラバー型の洗浄機か又は洗浄液中に排ガスをバブリングさせながら通過させる気液接触型の装置が用いられている。
図１１は、特許文献３に開示されたスクラバー方式の排ガス洗浄装置を示す構成図である。図１１に示すように、気液接触型のスクラバー方式の排ガス洗浄装置であるスクラバー２１は、装置の中間部のノズル３９から吸収液を噴出させ、その噴水に排ガスを矢印方向に通して、例えばＰＭ、油分、ＳＯｘ等を捕捉、除去する。
【０００５】
また、図１２は、特許文献４に開示されたバブリング方式による排ガス洗浄装置２２の構成図である。図１２に示すように、洗浄槽２３はバブリングにより気液接触の構成をとり、排ガスをバブリングさせながら通過させることでＰＭ、油分、Ｓｏｘ等を除去する。
【０００６】
しかしながら、特許文献３，５に開示されたスクラバー方式及び特許文献４に開示されたバブリング方式のガス洗浄装置には、下記の問題があった。
１．気中散液方式の場合、液（水、海水等）と気体との接触面積が小さいため、大量の液が必要である。
２．スクラバー方式のガス洗浄装置の設備は比較的大型になる。
３．気中散液方式の場合、ガスの流速等の条件によって除去性能に大きな変動が生じる。
４．気中散液方式の場合、液ポンプ駆動動力、装置圧損等が大きく、エネルギーの使用量が多い。
５．気中散液方式の場合、使用する液量が大量であるため、大型の不純物の回収装置が必要となる。
６．液中散気方式の場合、ガス中の不純物を短時間に完全に除去するには一定以下の気泡径にする必要があり、比較的温度の高いエンジン排ガスの処理には多くのエネルギーが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１７８２５０号公報
【特許文献２】特開平５−１４６６６７号公報
【特許文献３】特開２００２−３３２９１９号公報
【特許文献４】特開平１０−３０６７１９号公報
【特許文献５】実用新案登録第３１２４３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、船舶の貨物タンク内に供給されるイナートガスを、高効率のガス浄化装置を使用してボイラー排ガス又はエンジン排ガスから直接生成し、船舶の貨物タンクに供給する。
もう一つの本発明は、船舶駆動用エンジンの排ガス循環方式用ガスとして供給するガスを、高効率のガス浄化装置を使用してエンジン排ガスから生成し、船舶駆動用のディーゼルエンジンにこのガスを供給する。
さらに、船内においても省スペースで設置でき、消費エネルギーを含む運転コスト、メンテナンスコストを最小限に抑えて運転可能な構成にしたイナートガス供給システム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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排ガスを浄化したイナートガスを前記船舶の貨物タンク(17a)内に供給するイナートガス供給システム(20)であって、前記船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排気管に接続される前記排気管に排ガス導入流路(7)と、前記排ガスを浄化する排ガス浄化装置(10)と、前記排ガス浄化装置で生成されたイナートガスを前記貨物タンク(17a)内に供給するイナートガス供給流路(a）と、を有し、前記排ガス浄化装置(10)は、有害物を吸収する吸収液(2)を貯留する排ガス浄化塔(1)と、前記排ガス導入流路(7)に接続され、前記吸収液(2)に浸漬されて前記排ガス浄化塔(1)に回転自在に配設された散気管(3)と、前記散気管(3)に形成された散気孔(3a)と、前記散気管(3)を回転する回転駆動装置(4)と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排ガスからイナートガスを生成して前記船舶駆動用エンジンの排ガス循環方式用ガスとして供給するイナートガス供給システム(20)であって、前記船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排気管に接続される前記排気管に排ガス導入流路(7)と、
前記排ガスを浄化する排ガス浄化装置(10)と、前記排ガス浄化装置で生成されたイナートガスを前記船舶駆動用のエンジンの排ガス循環方式用ガスの吸込口に供給するイナートガス供給流路(b）と、を有し、前記排ガス浄化装置(10)は、有害物を吸収する吸収液(2)を貯留する排ガス浄化塔(1)と、前記排ガス導入流路(7)に接続され、前記吸収液(2)に浸漬されて前記排ガス浄化塔(1)に回転自在に配設された散気管(3)と、前記散気管(3)に形成された散気孔(3a)と、前記散気管(3)を回転する回転駆動装置(4)と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のイナートガス供給システム(20)であって、前記吸収液(2)を吸収液回収流路(c）より回収して、吸収液(2)中に分散した粒子状物質および油分を粒子状物質および油分分離機により吸収液(2)から分離し、また、前記吸収液(2)に溶け込んだＳＯｘを中和して無害化し、浄化した吸収液(2)を吸収液循環流路(d）から前記排ガス浄化塔(1)に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排気管に接続される排気管に排ガス導入流路と、排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、排ガス浄化装置で生成されたイナートガスを前記タンク内に供給するイナートガス供給流路と、を有し、排ガス浄化装置は、有害物を吸収する吸収液を貯留する排ガス浄化塔と、ガス導入流路に接続され、吸収液に浸漬されて排ガス浄化塔に回転自在に配設された散気管と、散気管に形成された散気孔と、散気管を回転する回転駆動装置と、を備えたことにより、船舶駆動用のエンジンまたはボイラーの排ガスを浄化したイナートガスを船舶の貨物タンク内に供給するイナートガス供給システムを提供することができる。
さらに、船内においても省スペースで設置ができ、消費エネルギーを含む運転コスト、メンテナンスコストを最小限に抑えて運転可能な構成にしたイナートガス供給システムを提供することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、このイナートガス（低酸素ガス）を船舶用エンジンの排ガス循環方式用ガスとして供給することができる。また、前記同様に船内においても省スペースで設置ができ、消費エネルギーを含む運転コスト、メンテナンスコストを最小限に抑えて運転可能な構成にしたイナートガス供給システムを提供することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、吸収液を吸収液回収流路より回収して、ガスから分離され吸収液(2)中に分散した粒子状物質および油分を粒子状物質および油分分離機により吸収液(2)から分離し、吸収液に溶け込んだＳＯｘを中和して無害化し、浄化した吸収液を吸収液循環流路から排ガス浄化塔に供給することにより、吸収液の回収、浄化して再生、供給の循環ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】排ガス浄化装置とディーゼルエンジン（ボイラー）とタンカーとを示すイナートガス供給システムの構成図である。
【図２】図１に示す排ガス浄化装置の拡大図であり、（ａ）はエンジンまたはボイラーの排ガスを浄化してイナートガスを生成する排ガス浄化装置の断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図、（ｃ）は機械式可変速装置を示す構成図である。
【図３】排ガス浄化装置の変形例１，２を示す摸式図であり、（ａ）は、回転式の散気管を立形にし、排ガスの供給と回収を上端部にした摸式図である。  （ｂ）は、回転式の散気管を立形にし、回転式の散気管の下面から排ガスを供給し、上端部から排ガスを回収するようにした摸式図である。
【図４】（ａ）は変形例３を示す排ガス浄化装置であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線の断面図である。
【図５】排ガス浄化装置の変形例３を示す摸式図である。
【図６】排ガス浄化装置の変形例４を示す摸式図である。
【図７】散気ノズル回転数比と気泡径との関係を示すグラフである。
【図８】気泡径と単位容量当りの接触面積比との関係を示すグラフである。
【図９】単位容量当りの接触面積比と物質移動容量係数比の関係を示すグラフである。
【図１０】物質移動容量係数比と脱硫率比の関係を示すグラフである。
【図１１】従来のスクラバー方式の排ガス洗浄装置の構成図である。
【図１２】従来のバブリング方式のガス洗浄槽の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
＜イナートガス供給システムの構成＞
図１に示すように、イナートガス供給システム２０は、排ガス浄化装置１０と、ディーゼルエンジンＤＥと、タンカー１７とから主に構成されている。（ボイラーは図示せず）  ディーゼルエンジンＤＥと排ガス浄化装置１０との接続は、船舶用ディーゼルエンジンＤＥの排気管ＤＥ１と排ガス浄化装置１０の排ガス導入流路７のフランジ部によって接続されている。
なお、ディーゼルエンジンＤＥは、ディーゼルエンジンＤＥと排ガス導入流路７との間に、ターボチャージャー（過給機）ＴＣを設けた構成でもよい。
また、排ガス浄化装置１０の排ガス浄化塔１に充満された吸収液２を回収して無害化する無害化装置８が設けられている。無害化装置８は、吸収液２中に分散したＰＭおよび油分を遠心分離器等のＰＭおよび油分分離機で分離、回収し、吸収液２のＳＯｘを中和して無害化する。この吸収液２は、無害化装置８のタンク８ａに吸収液回収流路（第３流路）ｃにより回収され、無害化処理後に第５流路ｅにより海洋に排出してもよいが、無害化処理後の吸収液２を吸収液循環流路（第４流路）ｄにより排ガス浄化塔１に戻して再循環させる。
【００１７】
＜排ガス浄化装置の構成＞
図２の（ａ）に示すように、排ガス浄化装置１０は、船舶駆動用エンジンまたはボイラーの排ガスからイナートガスを生成する排ガスの浄化装置である。
排ガス浄化装置１０は、吸収液２を貯留する排ガス浄化塔１と、この吸収液２に浸漬され、排ガス浄化塔１に回転自在に配設された散気管３と、この散気管３に形成された散気孔３ａと、散気管３を回転させる回転駆動装置４と、この散気管３に排ガスを導入する排ガス導入流路７とを備えている。
さらに、吸収液２の温度上昇により発生する熱を回収する熱交換器５と、吸収液２を排ガス浄化塔１に供給する無害化装置８（図１参照）、散気管３の回転数を制御する制御装置１８を備えている。
【００１８】
＜排ガス浄化塔の構成＞
排ガス浄化塔１は、図２の（ａ）に示すように、四角柱または円筒状に形成され、下方に排液ノズル１ａを配置した状態に図示しない４本のレッグにより立設されており、上下両端部内の端面が四角錐または円錐形に形成されている。排ガス浄化塔１の上端部には、有害物を除去した後、排ガスをイナートガス（不活性ガス）として排出する排ガス出口（gas outlet）１ｂが設けられている。例えば、排ガス循環方式（ＥＧＲ）のディーゼルエンジンＤＥの場合、洗浄し浄化した排ガスの一部は、図１に示すイナートガス供給流路（第２流路）ｂの経路で送られてディーゼルエンジンＤＥに再循環させる。
【００１９】
排ガス浄化塔１は、吸収液２が所定の水位高さである塔内吸収液高さＨ１で貯留されている。
また、排ガス浄化塔１内の下部には、吸収液２に浸漬された回転式の散気管３が横向けに配置され、回転自在に支持されている。また、散気管３の上部には、整流板９（図２（ｂ）参照）と熱交換器５も吸収液２に浸漬された状態で排ガス浄化塔１内に配置されている。
さらに、排ガス浄化塔１の外側の一側面の下部、例えば、図２に示す左側下部には排ガスを散気管３に導入する排ガス導入流路（gas inlet）７が設けられている。排ガス導入流路７には、排ガス圧力Ｈｇを測定する図示しない圧力センサが装着されている。
【００２０】
船舶駆動用ディーゼルエンジンＤＥから排出される排ガスの排ガス圧力Ｈｇは、塔内吸収液高さＨ１の水圧より高い圧力である。つまり、排ガス圧力Ｈｇ＞塔内吸収液高さＨ１の水圧、となるため、ディーゼルエンジンＤＥが起動すれば、排ガス導入流路７と散気管３は排ガスで充満され、散気管３の散気孔３ａから排ガスが噴射される。また、ディーゼルエンジンＤＥが停止した状態では、吸収液２が散気管３内を満たし、排ガス導入流路７の上部まで吸収液２の水位が上昇して回転軸３ｃからの高さＨ１で同一の水面に釣り合い、静止する。
排ガス浄化塔１の外には、回転軸３ｃからの吸収液２の高さＨ１の供給量が調整できるようにバルブ６ａが配置されている。また、排液ノズル１ａの下方には、排出量が調整できるようにバルブ６ｂが配置されている。
【００２１】
＜吸収液＞
吸収液２は、排ガス中の不純物であるＳＯｘ、ＰＭ、油分等を吸収または分散するための液体であり、例えば、海水、電解海水、水、水酸化マグネシウム溶液等が好適である。
吸収液２は、バルブ６ａを経由して給水口６ｃから排ガス浄化塔１内に配置された給水管６へ給水される。また、排ガスの不純物を捕捉した使用済みの吸収液２は、排ガス浄化塔１の下端部の底に設けられた排液ノズル１ａからバルブ６ｂを経由して、無害化装置８（図１参照）のタンク８ａに回収される。
【００２２】
＜無害化装置＞
図１に示すように、無害化装置８は、散気管３の回転による気泡３ｄと粒子状物質（ＰＭ）の粒子径および比重の差異による分散作用により粒子状物質（ＰＭ）および油分を粒子状物質および図示しない油分分離機により吸収液２から分離した後、図示しない遠心分離機、フィルタープレス等により、吸収液２から再分離し、回収する。
吸収液２中のＳＯｘ（硫黄酸化物の総称）は、亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）または硫酸（Ｈ２ＳＯ４）になるため、亜硫酸は酸化処理後、例えば、水酸化マグネシウム等のアルカリ性物質で中和し、無害化する。無害化した吸収液２は、海洋に第５流路ｅにより排出される。または、無害化した吸収液２を再利用して、吸収液２を吸収液循環流路（第４流路）ｄにて再循環させる。
なお、ＳＯｘとは、硫黄酸化物の総称である。
【００２３】
＜散気管の構成＞
図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、散気管３は回転式であり、回転式の散気管３が排ガス浄化塔１の下部に回転軸３ｃを横にして吸収液２に浸漬された状態で配置されている。回転式の散気管３は、一端（左側）が６枚のリブ３ｅ（図２（ｂ）参照）によって回転軸３ｃに固定され、他端（右側）が有底円筒状に形成され、回転軸３ｃに固定さている。また、その円筒状の外周には複数の散気ノズルとなる散気孔３ａ，３ａ…が穿設されており、散気管３の一端に配置された排ガス導入流路７から供給される。
なお、排ガスの供給は、左側の一端に限定せず、両端から供給してもよい。
散気管３の左右両端部には縮径した回転軸３ｃ，３ｃが突設されている。この突設された回転軸３ｃは、排ガス入口部７の外壁に設けられたベアリング３ｂと、排ガス浄化塔１の外壁に図示しないシールを介して設けられたベアリング３ｂとによって両端支持されている。
【００２４】
これにより、散気管３はベアリング３ｂ,３ｂによって回転自在に回転するから、散気孔３ａは回転し、回転式ノズルとなる。
なお、散気孔３ａはノズルのような出っ張りがないため、少しの出っ張りを設けて回転式ノズルとしても構わない。
散気管３の高速回転では、ノズルが出っ張るより出っ張りのない方が、吸収液２の回転抵抗を受けにくいため、高速回転には有利であるが、散気孔３ａに出っ張りを設けて攪拌機能を持たせた回転式ノズルとしてもよい。
回転式の散気管３は円筒状に形成され、直径は約φ１００〜５００ｍｍ、長さは１，０００〜２，０００ｍｍ、材質はステンレス薄板で形成されており、散気孔３ａ，３ａ…の孔径は約φ１〜３０ｍｍ、孔間隔は１０〜１００ｍｍが好適である。なお、散気孔３ａの形状は、丸形が好適であるが、楕円、長穴、これ以外の形状であってもよい。
また、散気管３の形状は、後記する図４に示す形状であってもよい。
【００２５】
本発明の特徴は、回転式ノズルから噴出する排ガスの気泡３ｄを散気管３の回転により散気管３の外周の薄板（ノズル）でせん断して微細化する。このせん断作用で所望の微細なサイズの気泡３ｄを作り出す。所望の微細な気泡３ｄの径は、散気管３の高速回転により容易に作り出すことができる。散気管３は、排ガス圧力Ｈｇの高低およびガス量に合わせて、回転数が制御装置１８によって制御されている。また、気泡分散する気泡３ｄの径が１〜５０００μｍになるように、散気管３の回転数が制御装置１８によって制御されている。
散気孔３ａにより気泡３ｄとなって吸収液２の液中に気泡分散された排ガスの気泡３ｄは、整流板９を介して一定時間を要して吸収液２中を上昇し、その間、不純物が吸収液２に分散または吸収される洗浄作用を経て、きれいになった排ガスは、排ガス浄化塔１内の上部の排ガス出口１ｂから排出される。
【００２６】
＜回転駆動装置の構成＞
回転駆動装置４は、機外に設けられた制御装置１８により、散気管３を予め設定した回転数に可変して回転するインバータ制御で制御されている。
図２の（ａ）に示すように、この回転駆動装置４は、すでに公開されているインバータ制御による可変速制御により行う。インバータモータ４ａの回転数は、周波数の制御により、容易に変えることができる。インバータモータ４ａは、散気管３の回転軸３ｃにカップリングを介して直結してもよいし、図示のようにプーリ４ｃ，４ｃとＶベルト４ｅを介して増速または減速させて構成してもよい。
ここでは、散気管３は、ノズルの周速が２．５〜１０ｍ／ｓとなる範囲で回転数が制御される。この周速を達成する回転数にすると、気泡３ｄが微細化するため、ＰＭおよび油分のガスからの分離が容易となり、また、気泡３ｄの接触面積が増加し、後記する物質移動容量係数が高まり、排ガス中のＳＯｘの規程値以上の削減が可能になる。
【００２７】
＜熱交換器の構成＞
熱交換器５は、図２に示すように、排ガス浄化塔１内の液面と散気管３の間の液中に配置されている。熱交換器５は、アンモニア、二酸化炭素、水蒸気等の代替フロンガスと、排ガスの熱により高温になる吸収液２の熱とを熱交換して吸収液２の冷却をする。
熱交換器５は、ディーゼルエンジンまたはボイラーの排ガスが高温で高圧であるため、冷却することにより、吸収液２が沸騰するのを防止するとともに、排ガスの顕熱を回収し、回収した熱は、例えば、廃熱発電に供するか、燃料の加熱スチーム用等に供する。
【００２８】
上部のミストキャッチャー１ｃは、別名ヒュームキャッチャーであり、気泡３ｄが吸収液２から分離されるときに水分を巻き上げるミストを捕捉する装置、もしくは、吸収液２の蒸発により発生したミストを気体から分離回収する装置である。
【００２９】
整流板９は、図２の（ｂ）に示すように、散気管３の上部に配置され、散気管３と熱交換器５の間に設けられている。
分散板９は、平面視では図示しない格子状に形成され、格子状の四角形の孔が複数個設けられている。一つに固まりかけた微小の気泡の集団は、この整流板９の四角形の格子により分散される。また、整流板９の下面には、邪魔板９ａが縦方向に平行に複数枚配列され、接続されている。
邪魔板９ａは、分散板９の下面に直交して固定されている。邪魔板９ａは、散気管３の気泡３ｄの上昇方向に平行に配置されている。散気管３から離間するにしたがい、全長が短い分散板９は、徐々に全長が長くなり、邪魔板９ａの下端部はＲの曲げが施されている。このＲの曲げにより、気泡３ｄの収集が容易になり、また、排ガス浄化塔１内の気泡３ｄが一箇所に固まらないように案内されている。
【００３０】
制御装置１８は、排ガス浄化塔１の機外に設けられており、エンジン回転計（図示せず）または排ガス導入流路７に装着されたガス流量計（図示せず）及び圧力センサ（図示せず）による排ガス圧力Ｈｇの数値と散気管３の回転数から、気泡３ｄの径が推定できるため、排ガス量および圧力Ｈｇの高低に合わせて、所定の回転数に制御する。なお、気泡３ｄの径を測定して制御装置１８にフィードバックし、回転数を制御しても構わない。
回転駆動装置４のインバータモータ４ａは、インバータ制御され、散気管３を所望の回転数に可変して回転する。その結果、気泡３ｄの径を１〜５０００μｍとなるように制御されている。
【００３１】
この結果、図１に示すように、回転自在の散気管３等を設けた排ガス浄化塔１にディーゼルエンジンＤＥまたはボイラーの排ガスを直接通すことにより、不純物を取り除くことによって容易にイナートガスを生成することができることから、タンカー１７の貨物タンクの防爆対策として、排ガス浄化塔１の排ガス出口１ｂのイナートガス供給流路（第１流路）ａから貨物タンク１７ａにイナートガスを供給することができる。なお、イナートガス供給流路（第１流路）ａには、タンカー１７の貨物タンクへ供給するためのファンＦが配置されている。
また、図１の下図に示すように、排ガス浄化塔１の排ガス出口１ｂのイナートガス供給流路（第２流路）ｂからディーゼルエンジンＤＥにイナートガスを供給することができる。なお、イナートガス供給流路（第２流路）ｂにも、ディーゼルエンジンＤＥにイナートガスを供給するためのファンＦが配置されている。
このように、船舶エンジンやボイラーの排気ガスを排ガス浄化塔１に通すことで、極めて経済的にイナートガスに生成できる排ガス浄化装置１０を使用したイナートガス供給システム２０の提供ができる。
さらに、船内においても省スペースで設置でき、消費エネルギーを含む運転コスト、メンテナンスコストを最小限に抑えて運転可能な構成にしたイナートガス供給システム２０を提供することができる。
【００３２】
ここで、排ガス浄化装置１０の変形例を説明する。
図２に示す排ガス浄化装置１０の排ガス浄化塔１および散気管３の構造や配管は、装置の設置場所等により、図３〜図６に示す構成に変更してもよい。
図３の（ａ）の変形例１の排ガス浄化装置１１は、本体となる排ガス浄化塔１は同じ立形であるが、散気管３も立形にしている。回転式の散気管３への排ガスの供給は、排ガス浄化塔１の上端部に設けた排ガス導入流路７から供給する。
なお、散気管３の形状が円筒状から、断面が台形にした円錐台の形状になっている。このような形状にした構成にしても構わない。
図３の（ｂ）に示す変形例２の排ガス浄化装置１２は、回転式の散気管３を立形にし、かつ、排ガスの供給は回転式の散気管３の下面３ｆから導入するものである。
【００３３】
図４の（ａ）は変形例３の排ガス浄化装置３１であり、図４の（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線の断面図であり、散気管を示す平面図である。
図４の（ａ）に示すように、本体となる排ガス浄化塔１は同じ立形であるが
排ガスは排ガス浄化塔１の下部から二重円筒管を構成する排ガス導入流路７を通して供給し、円盤状の散気管３に供給される。
図４の（ｂ）に示すように、二重円板状の上面にノズル３ａを配置した形状になっている。
ひとたび、上部に配置されたモータ３２が回転駆動すると、ベルト３３を介して回転軸３４が回転し、この回転軸３４に接続された二重円筒管の外側の円筒部材３５に一体に接続された散気管３が回転する。
排ガス浄化塔１の底部に配置された回転自在の散気管３から吸収液２に向かって微細な気泡が散気される。このような構成にしても構わない。
【００３４】
図５に示すように、変形例３の排ガス浄化装置１３は、排ガス浄化塔１が横向きであり、この中に軸心を同じ横向きにした散気管３が配置され、散気管３が回転している。散気管３への排ガスの供給は、回転式の散気管３の一方側または両方から図示しない排ガス導入流路７から供給する。吸収液２の供給は、手前左下の供給口１３ａから排ガス浄化装置１３に供給され、排ガス浄化装置１３内の吸収液２の排出は、手前右上の排出口１３ｂから外部へ排出される。排ガス浄化装置１０は、このような構成にしても構わない。
【００３５】
図６に示すように、変形例４の排ガス浄化装置１４は、略円筒状の排ガス浄化塔１は立形であり、立設された排ガス浄化塔１の内部を２分割するように一枚の仕切板１４ｃが配置されている。これにより、吸収液２は左右に２分割される。
したがって、排ガス浄化装置１４への吸収液２の供給は供給口１４ａから供給され、排ガス浄化装置１４内の吸収液２の排出は排出口１４ｂから外部へ排出される。このように、吸収液２は一旦仕切板１４ｃの下部をくぐり抜けてから排出口１４ｂから排出されることになり、吸収液２が移動する流路を２倍に長くすることができる。排ガス浄化装置１０は、このような構成にしても構わない。
【実施例】
【００３６】
図７は、本願発明の排ガス浄化装置１０の散気ノズル回転数比と気泡径との関係を示すグラフである。
図７に示すように、横軸の回転式の散気管の回転数比を上げると、縦軸の気泡径が反比例して２次曲線で微細化される関係が判る。
図８は、本願発明の排ガス浄化装置の気泡径と単位容量当りの接触面積比との関係を示すグラフである。
図８に示すように、横軸の気泡径を微細化すると、縦軸の接触面積比が急激に増大する、反比例の関係があることが判る。
【００３７】
図９は本願発明の排ガス浄化装置の、単位容量当りの接触面積比と物質移動容量係数比の関係を示すグラフである。横軸の接触面積比が増加すると、縦軸の物質移動容量係数比も２次曲線で増加することが判る。
すなわち、本発明では、洗浄性能を一定以上に維持するために、排ガス条件の変化に対応して散気管３の回転数を変更し、好適な径の気泡３ｄを発生させ、適正な気液接触面積を確保することで所望の物質移動容量係数を高め、また、排ガス中のＰＭは、気泡が少なくともＰＭの粒子径以下になるよう微細化することで容易に液中に分散させることで分離可能となる。
【００３８】
図１０は、物質移動容量係数比と脱硫率比の関係を示すグラフである。図１０に示すように、横軸の物質移動容量係数比と縦軸の脱硫率比の関係は、２次曲線で比例しているのが判る。
この結果、排ガス浄化装置１０は、回転式の散気管３による微細な気泡３ｄにより、気泡３ｄの接触面積を増やし、物質移動容量係数を高めることができるので、排ガスのＳＯｘを規程値以上まで削減することができる。
また、排ガス浄化装置１０を、よりコンパクトな装置にすることができる。
【００３９】
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。
回転駆動装置４は、電気式可変速制御により行うが、機械式の可変速装置を用いてもよい。
例えば、図２の（ｃ）に示すように、モータ４ｂはベルト式の無段変速機構を有し、可変速が可能である。つまり、回転数は、手動の可変ハンドル４ｇを回し、所望の回転数の目盛りに合わせてプーリ４ｄ,４ｄの幅を変更するとともに、変更されたベルト幅に合わせてベルト４ｆが移動して所望の回転数に変速される構成としてもよいし、この可変ハンドル４ｇを自動旋回にしても構わない。
【符号の説明】
【００４０】
１    排ガス浄化塔
１ａ  排液ノズル
１ｂ  排ガス出口
１ｃ  ミストキャッチャー（ヒュームキャッチャー）
２    吸収液
３    散気管（回転式の散気管）
３ａ  散気孔（回転式ノズル）
３ｂ  ベアリング
３ｃ  回転軸
３ｄ  気泡
３ｅ  リブ
３ｆ  底板
４    回転駆動装置
４ａ  インバータモータ
４ｂ  モータ
４ｃ，４ｄ  プーリ
４ｅ，４ｆ  Ｖベルト
４ｇ  可変ハンドル
５    熱交換器
６    給水管
６ａ，６ｂ  バルブ
６ｃ  給水口
７    排ガス導入流路
８    無害化装置
９    整流板
９ａ  邪魔板
１０，１１，１２，１３，１４，３１  排ガス浄化装置
１３ａ,１４ａ  供給口
１３ｂ,１４ｂ  排出口
１４ｃ  仕切板
１６  スクラバー
１７  タンカー
１７ａ  タンク
１７ｂ  バラストタンク
１８  制御装置
２０  イナートガス供給システム
ＤＥ  ディーゼルエンジン
ＤＥ１  排気管
Ｆ  ファン
ＴＣ  ターボチャージャー
Ｈｇ  排ガス圧力
Ｈ１  塔内吸収液高さ
ａ  イナートガス供給流路（第１流路）
ｂ  イナートガス供給流路（第２流路）
ｃ  吸収液回収流路（第３流路）
ｄ  吸収液循環流路（第４流路）
ｅ  第５流路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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