(57)【要約】本出願は、燃焼ユニット、排気ガス浄化システム、浄化ガス排気管、およびプルーム制御システムを備えた海洋船舶用の装置に関する。燃焼ユニットは、船舶のエンジンルームに配置されている。排気ガス浄化システムは、燃焼ユニットと流れ接続されており、燃焼ユニットからの排気ガスを受け取り、浄化された排気ガスに浄化するように配置されている。浄化ガス排気管は、排ガス浄化システムと流れ接続されており、浄化された排気ガスを受け取るように配置されている。プルーム制御システムは、周囲の空気を取り入れるための吸気口、周囲の空気を加熱して加熱された空気を生成するヒーター、および浄化ガス排気管内の浄化された排気ガスと加熱された空気とを混合して排気ガス混合物を生成するために設置されたガスミキサーを備え、その混合物は、1つ以上の排気口から大気中に吹き出される。本出願はさらに、排気ガスが海洋船舶および／または他の隣接する領域上に下降して着地するのを回避する方法に関する。排気ガスは船舶のエンジンルームの燃焼ユニットで生成され、排気ガス浄化システムで浄化される。排気ガス浄化システムは、浄化ガス排気管と流れ接続しており、浄化ガス排気管は、1つ以上の排気ガス出口と流れ接続されている。排気ガス出口は、好ましくはケーシング内に配置され、排気ガスを大気中に吹き出すように配置される。
2020521080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ユニット（2）、排気ガス浄化システム（3）、浄化ガス排気管（4）、およびプルーム制御システム（5）を備える海洋船舶用の装置（1）であって、
燃焼ユニット（2）は海洋船舶のエンジンルームに配置され、排気ガス浄化システム（3）はスクラバー（31）を備え、スクラバー（31）は選択的に垂直に配置され、排気ガス浄化システム（３）は燃焼ユニット（２）と流れ接続され燃焼ユニット（２）からの排気ガスを受け取って浄化して浄化された排気ガスにするように配置され、浄化ガス排気管（4）は排ガス浄化システム（3）と流れ接続され浄化された排気ガスを受け取るように配置され、プルーム制御システム（5）は周囲の空気を取り入れるための吸気口（54）、周囲の空気を加熱して加熱された空気を生成するヒーター（63）、および浄化ガス排気管（4）内に設置されて浄化ガス排気管（4）内の浄化された排気ガスに加熱された空気を混合して排気ガス混合物にするように配置されたガスミキサー（7）を備え、排気ガス混合物が、1つ以上の浄化ガス排気管出口を介して大気中に吹き出される装置（１）。
【請求項２】
プルーム制御システム（5）は、ヒーター（63）の前に設置され、周囲の空気をヒーター（63）に吹き込み、加熱された空気をさらにガスミキサー（7）に吹き付けるように配置されたファン装置（51）を備える請求項１記載の装置（１）。
【請求項３】
プルーム制御システム（5）は、ファンの振動を低減するためにファン装置（51）の後に配置された可撓性連結部（53）、吸気口（54）とファン配置（51）の間に配置された消音器（52）、排気ガス洗浄システム（3）が使用されない場合に排気ガス洗浄システム（3）を迂回するために閉じられるように配置されたバルブ（９）、および/またはデミスター（32）とガスミキサー（7）の間の浄化ガス排気管（4）に設置されたスロットルバルブ（8）を備え、スロットルバルブ（8）が浄化ガス排気管（4）の直径よりも小さい直径を有する請求項２記載の装置（１）。
【請求項４】
加熱された空気は70°Cと80°Cの間の温度を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項５】
ヒーター（63）は電気ヒーターまたは蒸気ヒーターであり、蒸気ヒーターは蒸気を使用して吸気口（54）を介して取り込まれた空気を加熱し、プルーム制御システム（５）はヒーター（63）が蒸気ヒーターである場合に蒸気を取り入れる蒸気入口（61）をさらに備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項６】
プルーム制御システム（5）は、ヒーター（63）の上流に設置され加熱された空気の温度を測定する温度センサー（90）、および温度センサーによる温度の測定値に基づいてヒーター（63）を通る蒸気の流れを調節する調節バルブ（64）を備える請求項５記載の装置（１）。
【請求項７】
プルーム制御システム（5）は、第１の蒸気トラップ（65）を備え、第１の蒸気トラップ（65）は、蒸気入口（61）と蒸気流量調節バルブとの間に設置される請求項６記載の装置（１）。
【請求項８】
プルーム制御システム（5）は、蒸気ヒーター（63）の後に設置された第2の蒸気トラップ（69）を備える請求項５〜７のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項９】
プルーム制御システム（5）は、蒸気流量調節バルブと蒸気ヒーター（63）の間に位置する、真空安全バルブ（67）と通気口（68）とを備える請求項５〜８のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項１０】
プルーム制御システム(5)は、蒸気入口（61）の近くにボールバルブ（72）を備え, ボールバルブ（72）は通常の操作中は閉じられ、起動時または必要に応じて開くように配置されている請求項５〜９のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項１１】
プルーム制御システム（5）は、電気ヒーターの後に設置され、加熱された空気の温度を測定する温度センサーを備え、 電気ヒーターは、複数のヒーターロッドを備え、 複数のヒーターロッドは、温度センサーによって測定される温度に基づく請求項５〜１０のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項１２】
請求項1から11のいずれか１項に記載の装置を備えた海洋船舶。
【請求項１３】
海洋船舶からの浄化された排気ガスが、海洋船舶および/または他の隣接する領域上に降下して着地するのを避ける方法であって、
吸気口から周囲の空気を取り込むステップと、
電気ヒーターまたは蒸気ヒーターからなるヒーターへ周囲の空気を導き、それによって加熱された空気を生成し、ファン装置によってヒーターに吹き付けることにより、その空気を70°Cから80°Cの間の温度に加熱するステップと、
加熱された空気をファン装置（５１）によってガスミキサー（７）に吹き付けることにより、加熱された空気を浄化ガス排気管に配置されたガスミキサー（７）に導くステップと、
浄化された排気ガスと加熱された空気とをガスミキサー内で混合し、浄化排気ガス混合物を生成するステップと、
浄化排気ガス混合物を１つ以上の浄化ガス排気管出口を介して大気中に吹き出すステップ、を備える方法。
【請求項１４】
吸気口からヒーターへ空気を導き、それによって加熱された空気を生成するステップが、蒸気を蒸気入口からヒーター(63)に導入するステップと、吸気口からヒーター（63）へ空気を導き、それによって加熱された空気を生成するステップとを備える請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１１のいずれか1項に記載の装置（１）を使用する請求項１３から１４のいずれか1項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、海洋船舶のエンジンルームに燃焼ユニットが配置され、その排気ガスが排気ガス浄化システムによって浄化される場合の、排気ガスプルーム（exhaust gas plume）の調節による、燃焼ユニットから大気への排気ガスの最終排出の制御に関する。 
【背景技術】
【０００２】
海洋船舶は、通常、ディーゼルエンジン、石油燃焼ボイラー、焼却炉などの１つ以上の燃焼ユニットを備える。燃焼ユニットは、通常、独立した排気ダクトアセンブリを有する。 そのアセンブリでは、排気ガスの浄化は各燃焼ユニットで個別に行われる。 石油燃焼ボイラーに由来するガスは一般に「煙道ガス」と呼ばれ、ディーゼルエンジンからのガスは一般に「排気ガス」と呼ばれる。 この特許出願では、「排気ガス」という一般用語は、関連するすべてのタイプの燃焼ユニットからのガスに使用される。
【０００３】
所与の量の排気ガスは、排気ガス管内で水を含むことができる。つまり、温度が高いほど、飽和に達するまでに保持できる水の量が大きくなる。温度は、水の量を決定する重要なパラメーターである。エンジンと排気ガス浄化（EGC）ユニット（例えば、スクラバー）の間では、排気温度は約300°Cになるが、EGCユニットを通過した後では、温度は非常に大幅に低下する（おそらく85％まで）。低温の飽和排気ガスがスクラバーを出て大気に導入されると、排気ガスは通常高い相対湿度を有し、湿気が凝縮して排気管の近くおよび外側で目に見える白いプルーム（白煙）を形成する。排気ガスは相対湿度が高いことに加えて、かなり冷温であるため、高温の排気ガスの通常の浮力を欠いている。その結果、プルームまたはその一部、すなわち、低温で多湿の排気ガスが、問題の海洋船舶、他の船舶、港湾施設または他の隣接領域の上に降下して着地するという大きなリスクが存在することになる。
【０００４】
現在、海洋船舶用の装置が既に存在し、海洋船舶では、低温の浄化された排気ガスが再加熱され、白煙の形成を回避し、大気に放出される排気ガスの浮力を高め、それによって、排気ガスは、下降したり着地したりせず、また、スクラバーユニットに関連する望ましくない凝縮液を減少させる。
【０００５】
例えば、国際公開第２００９／０２２０５０号には、海洋船舶の機械装置が開示されている。開示された機械装置は、内燃機関、内燃機関の排気ガスから廃熱を回収するための熱回収装置、スクラバーユニット、および海洋船舶に乗っているホテル消費者のために熱を生成するための別個の加熱システムを備える。作動中に、内燃機関からの排気ガスは熱回収装置に導かれ、さらにスクラバーユニットに導かれる。一次給水は分離された加熱システムに供給され、さらに循環水として熱回収装置に導かれる。一次給水は、排気ガスによって生成された熱の結果として部分的に蒸発し、水と蒸気の混合物として加熱システムの蒸気ドラムに戻される。蒸気は、船内で消費するために蒸気ドラムから送られる。消費用に供給される蒸気に関して過剰な熱は、熱回収装置によって生成され、蒸気ドラムを通って導かれ、過剰な熱は、スクラバーユニット（3）の排気ガス流出端に配置された再加熱装置（30）を介して循環される（第55〜56行参照）。この蒸気流は、スクラバーユニット（3）で排気ガス流を再加熱するために使用され、大気中（流路31）に放出される浄化済み排気ガスの温度を上昇させる。
【０００６】
しかしながら、この装置の欠点は、排気ガスが蒸気と混合された際、海洋船舶外で凝縮が生じ、その凝縮物が下降または着地することである。
【０００７】
国際公開第 2009/125050号には、機械装置が記載されている。記載された機械装置は、エンジンルームに配置された燃焼ユニットと、燃焼ユニットに接続された排気ガスダクトアセンブリとを備える。
排気ガスダクトアセンブリは、排気ガスの流れを受け取り、排気ガスの流れを、排気ガス浄化システムを通して大気に導く。排気ガス浄化システムには、排気ガス管が装備されている。排気ガス管はエンクロージャー内に配置されている。エンクロージャーは、エンジンルームと流れ接続(flow connection)するように配置され、エンジンルームからの加熱された空気の流れによって排気ガス管用の熱を供給する。
動作中、加熱された空気の流れは、エンジンルームから換気口を通ってエンクロージャーに通じる換気空気によって提供される。加熱された空気の流れは、エンクロージャーを通ってジャケット部分に向かって流れ、スクラバーユニットの排気ガス管を加熱する。したがって、加熱された空気流は、排気管からの湿った排気ガスと接触して混合され、加熱された空気流は大気中に放出される。
しかしながら、この装置の欠点は、燃焼エンジンによって生成される排気ガスの温度が約45°C、又はそれより低いことである。それは、海洋船舶が非常に寒い場所で動作している場合に生じる。これは、スクラバーから出てくる排気ガスの温度をわずかに加熱するのに役立つが、煙突から吹き出された排気ガスが下降して着地しないようにするには十分ではない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、浄化された排気ガスが海洋船舶のエンジンルームの燃焼ユニットから出て、排気ガス浄化システムを、排気ガス管へ、および大気中に浄化された排気ガスを吹き出す１つ以上の浄化排気ガス管の出口へ通過するとき、その浄化された排気ガスが、海洋船舶および／または他の隣接する領域に下降して着地することを回避することである。
【０００９】
概要
本願の第１の観点によれば、海洋船舶用の装置が提供される。
その装置は、海洋船舶のエンジンルームに配置された燃焼ユニットと、燃焼ユニットに流れ接続される排気ガス浄化システムとを備える。排気ガス浄化システムは、燃焼ユニットからの排気ガスを受け取って浄化し、結果として、浄化された排気ガスを生じるように配置されている。
この装置はさらに、浄化ガス排気管とプルーム(plume)制御システムを備える。浄化ガス排気管は、排気ガス浄化システムと流れ接続しており、浄化された排気ガスを受け入れるように配置されている。
プルーム制御システムは、周囲の空気を取り込むための吸気口、周囲の空気を加熱して加熱された空気を生成するヒーター、およびガスミキサーを備えている。ガスミキサーは、浄化ガス排気管に設置され、浄化ガス排気管内の浄化された排気ガスを加熱された空気と混合して排気ガス混合物をも生じるように配置される。
排気ガス混合物は、1つ以上の浄化ガス排気管出口から大気中に吹き出される。
【００１０】
特定の実施形態では、排気ガス浄化システムはスクラバー(scrubber)を備える。スクラバーは、好ましくは、燃焼ユニットによって生成される排気ガスに存在するSOxを低減するように構成される。好ましくは、スクラバーは、排気ガス浄化システム内に垂直に配置される。
【００１１】
特定の実施形態では、ここに記載の装置はケーシングを備える。海洋船舶のケーシングは構造物であり、その構造物はエンジンルームの上部を覆い、洗浄ガス排気管の出口を備える。ほとんどの場合、ケーシングは大気に開放されている。ここに記載の装置の特定の実施形態では、吸気口は、ケーシングから外気を取り入れる。
【００１２】
ここに記載の吸気口は、通常は、周囲の領域から外気を取り入れる。当業者であれば、外気はその自然状態における大気と見なされることを理解するであろう。大気は通常、窒素が78％、酸素が21％である。大気の組成は、海抜からの標高や汚染レベルのような人的要因によって変化する。大気が排気ガスや浄化された排気ガスで汚染されないように注意する必要があるが、それは、排気ガスや浄化された排気ガスが、ヒーターを不必要に汚染し、潜在的な望ましくない影響を生じさせるからである。
【００１３】
加熱された空気を、浄化ガス排気管を通して排気ガス清浄システムから出てくる低温の浄化された排気ガスと混合することにより、浄化された排気ガスの温度が上昇し、浄化された排気ガスが浄化ガス排気管を介して膨張する。膨張した排気ガス混合物の増加体積によって、その速度が増加する。浄化ガス排気管を通して、排気ガス混合物が、1つ以上の浄化ガス排気管の出口から海洋船舶の上の大気中に高く吹き上げられ、吹き出された排ガス混合物が海洋船舶上に、および/または他の隣接領域上に降下するのを防ぐ。この装置は、１つ以上の浄化ガス排気管の出口から出る排気ガスプルームの可視性をさらに低下させる。
【００１４】
本出願によるシステムの一実施形態によれば、効果を最適化するために、浄化ガス排気管は実質的に一定の直径を有する。直径の増加は、通常は、効果を少なくとも部分的に減少させるが、実質的に一定の直径または直径の減少は、排気ガス混合物の吹き出しを改善する。
【００１５】
本出願による装置の一実施形態によれば、プルーム制御システムは、ヒーターの前に設置され、ヒーターに空気を吹き込み、加熱された空気をガスミキサーに吹き付けるように配置されたファン装置を備える。
【００１６】
本出願による装置の一実施形態では、ファンの振動を低減するために、ファン装置の後に可撓性連結部が設置される。
【００１７】
本出願による装置の一実施形態では、プルーム制御システムは、吸気口とファン装置との間に設置された消音器を備え、吸気口を介して取り込まれる空気の騒音を減衰させる。
【００１８】
本出願による装置の可能な実施形態では、加熱された空気は70℃〜80℃の温度を有する。
【００１９】
本出願による装置の一実施形態では、プルーム制御システムはバルブを備え、非使用時には、そのバルブは閉じられて排気ガス浄化システムを迂回するように配置される。
【００２０】
本出願による装置の可能な実施形態では、プルーム制御システムは、デミスター(demister)とガスミキサーとの間の浄化ガス排気管に設置されたスロットルバルブを備える。その場合、そのスロットルバルブは、浄化ガス排気管の直径よりも小さい直径を有する。これのスロットルは、浄化ガス排気管を完全には閉じず、浄化ガス排気管を通る排気ガス流のスロットルとして機能し、そのスロットルは下流の排気ガス処理システムの圧力を制御する。さらに、このスロットルバルブは、デミスターがスクラバー液を通過させないように処理する。
【００２１】
本出願による装置の可能な実施形態では、ヒーターは、蒸気を使用する蒸気ヒーターであり、吸気口を介して取り込まれた空気を加熱する。プルーム制御システムは、蒸気を入れる蒸気入口をさらに備える。
【００２２】
本出願による装置の実施形態では、プルーム制御システムは温度センサーを備える。その温度センサーは、加熱された空気の温度を測定する。温度センサーは蒸気ヒーターの後に配置される。プルーム制御システムは、蒸気流量調節バルブを備える。蒸気流量調節バルブは、温度センサーによる温度の測定値に基づいて、蒸気ヒーターを通る蒸気の流量を調節する。
【００２３】
本出願による装置の特定の実施形態では、プルーム制御システムは第1の蒸気トラップを備える。第１の蒸気トラップは、蒸気入口と蒸気流量調節バルブの間に設置される。これにより、凝縮した蒸気が蒸気流量調節バルブに流れ込むのを回避される。
【００２４】
本出願による装置の実施形態では、プルーム制御システムは第2の蒸気トラップをそなえる。 第2の蒸気トラップは、蒸気ヒーターの後に設置される。この第2の蒸気トラップは、凝縮液のみが蒸気ヒーターから排出されることを確実にする。
【００２５】
本出願による装置の可能な実施形態では、プルーム制御システムは、真空安全バルブと通気口を備えている。通気口は、蒸気流量調節バルブと蒸気ヒーターの間にある。
【００２６】
本出願による装置の実施形態では、プルーム制御システムは、蒸気入口の近くにボールバルブを備える。ボールバルブは通常の操作中は閉じられ、ボールバルブは起動時または要求に応じて開くようになっている。このボールバルブによって、蒸気回路は、起動時または必要なときにはいつでも汚れが除去される。
【００２７】
本出願による装置の可能な実施形態では、海洋船舶の船上に十分な蒸気がない場合、ヒーターは電気ヒーターである。
【００２８】
本出願による配置の実施形態では、プルーム制御システムは温度センサーを備える。温度センサーは、加熱された空気の温度を測定する。温度センサーは電気ヒーターの後に設置される。電気ヒーターは、複数の加熱ロッドを備えている。加熱ロッドの数は、温度センサーによって測定された温度に基づいている。
【００２９】
本出願の第２の観点によれば、上述のような本出願による装置用のプルーム制御システムが開示される。
【００３０】
本出願の第３の観点によれば、上述のような本出願による装置を備えた海洋船舶が開示される。
【００３１】
本願の第４の観点によれば、船舶からの浄化された排気ガスが、海洋船舶および／または他の隣接領域に下降して着地することを回避するための方法が、開示される。この方法は、吸気口を介して周囲の空気を取り入れるステップと、周囲の空気を吸気口からヒーターに導くステップとを含み、ヒーターは、好ましくは電気ヒーターまたは蒸気ヒーターであり、ヒーターは加熱された空気を生成する。
この方法は、加熱された空気を浄化ガス排気管に配置されたガスミキサーに導くステップ、浄化された排気ガスを加熱された空気とガスミキサーで混合して浄化排気ガス混合物を得るステップ、および浄化排気ガス混合物を1つ以上の浄化ガス排気管の出口から大気中に吹き出すステップを備える。
【００３２】
本出願による可能な方法では、この方法は、空気を70℃と80℃の間の温度に加熱するステップを含む。
【００３３】
本出願による任意の方法では、吸気口からヒーターに空気を導き、それによって加熱された空気を生成するステップは、より具体的には、ファン装置によってヒーターに空気を吹き付けることによって行われる。
【００３４】
本出願による可能な方法では、排気管に配置されたガスミキサーに加熱された空気を導くステップは、特に、加熱された空気をファン装置によってガスミキサーに吹き付けることにより行われる。 。
【００３５】
本出願による可能な方法では、空気をヒーターに導き、それによって加熱された空気を生成するステップは、蒸気入口を介して蒸気を蒸気ヒーターに導入し、それによって加熱された空気を生成するステップである。
【００３６】
本出願による別の可能な方法では、海洋船舶の船上で利用可能な十分な蒸気がない場合に、空気をヒーターに導き、それによって加熱された空気を生成するステップが、空気を 電気ヒーターに導き、それにより、加熱された空気を生成するステップからなる。
【００３７】
本出願による可能な方法では、上述の本出願による装置が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】蒸気ヒーターを使用する用途に係る装置の一実施形態を示す。
【００３９】
【図２】図１に示す装置の一部を形成する蒸気回路の一実施形態を示す。
【００４０】
【図３】図１に示す装置の一部を形成するプルーム制御システムの一実施形態を示す。
【００４１】
(詳細な説明)
本出願による海洋船舶用の装置（１）の一実施形態が図１に示されている。 この実施形態は蒸気を使用すると共に、燃焼ユニット（２）、排気ガス浄化システム（３）、および浄化ガス排気管（４）を備える。燃焼ユニット（2）はエンジンルームに配置されている。排気ガス浄化システム（3）は、燃焼ユニット（2）と流れ接続されている。排気ガス浄化システム（３）は、燃焼ユニット（2）からの排気ガスを受け取って浄化し、浄化された排気ガスを生成するように配置されている。浄化ガス排気管（4）は、排気ガス浄化システム（3）と流れ接続されている。浄化排気ガス管（4）は、浄化された排気ガスを受け取るように配置されている。浄化ガス排気管（4）は選択的に、実質的に一定の直径を有する。排気ガス浄化システム（3）から排出される浄化された排気ガスの温度は約25°Cである。燃焼ユニット（2）は、自動車、トラック、飛行機、列車など、他の輸送システムには通常見られない海洋燃焼ユニットである。例えば、その海洋燃焼ユニットは、高硫黄燃料油で作動するように構成されてもよい。高硫黄燃料油は通常、他の輸送システムには適していない。
【００４２】
実施形態では、排気ガス浄化システム（３）はスクラバー（３１）を備える。スクラバー（31）は、有毒ガス、特にSOx（硫黄酸化物）の排出量を削減する。有毒ガスの排出は、通常、特に高硫黄燃料油を使用している場合、海洋船舶の燃焼ユニット（２）によって発生する。スクラバー（31）は、汚れた排気ガスの流れを1つ以上のチャンバーに通すことで機能する。そのチャンバーは、ガス流に存在する浮遊粒子を捕捉するように構成されている。スクラバー技術のさらなる詳細（例えば、異なるモード又はループ、オープン、クローズドおよびハイブリッドシステム）は、当技術分野で公知である考えられる。そのスクラバーは、自動車、トラック、飛行機、列車などの他の輸送システムには通常見られない海洋船舶スクラバーである。
【００４３】
いくつかの実施形態では、スクラバー（31）は排気ガス浄化システム（3）内に垂直に設置される。 その垂直方向は、排気ガスの流れに対して決定される。 換言すれば、スクラバーが垂直に設置されると、ガスはスクラバー（31）全体にわたって上方および/または下方に流れる。 場合によっては、ガスはスクラバー（31）全体に上向きに流れ、スクラバーの浄化効率の改善を可能にする。 ガスは入口点からスクラバーに入り、出口点からスクラバーを出る。 その場合、出口点は、入口点から軸方向に離れていることが好ましい。 排気ガスが上方に流れるように誘導されるときには、スクラバーの出口点はスクラバーの入口点よりも高い位置になり、 下方に誘導されるときには、その逆になる。 入口点と出口点は、選択的に同じ直径を有する。 スクラバーを出る排気ガスの温度は約25°Cである。
【００４４】
装置（１）は、プルーム制御システム（５）をさらに備える。プルーム制御システム（5）は、浄化ガス排気管（4）内の浄化された排気ガスの流速を上げるように配置され、それにより、浄化された排気ガスが1つ以上の排気ガス排出口から海洋船舶の上方に吹き上げられる。 １つ以上の排気ガス排出口が、ケーシング（図には示されていない）内に任意に配置される。 1つ以上の排気ガス排出口は、浄化ガス排気管（4）に流れ接続されている。場合によっては、排気ガス排出口は、浄化された排気ガスの流れをガス排出口全体にわたって垂直方向、好ましくは上方向に導くように配置される。浄化された排気ガスは、選択的に、排気ガス排出口へ入口点から入り、垂直に流れて出口点から出る。出口点は、入口点から軸方向に離れている。浄化された排気ガスが上方に流れるように誘導されるときには、排気ガス排出口の出口点は、排気ガス排出口の入口点よりも上に位置する。このプルーム制御システム（5）は、排出された排気ガスが、デッキのような海洋船舶上および/または他の船舶や港湾施設のような隣接領域上に下降して着地することを防止する。
【００４５】
図１に示すプルーム制御システム（５）は、蒸気回路（６）を備える。その実施形態は、図２により詳細に示されており、蒸気を生成する。蒸気は、必要に応じて吸気口（54）を介して海洋船舶のケーシングから取り入れられた周囲の空気を加熱するために使用され、加熱された空気を生成する。さらに、ガスミキサー（7）が浄化ガス排気管（4）内に設置され、ガスミキサー（7）は、排ガス浄化システム（3）から出てくる浄化された排気ガスと加熱された空気とを混合して排気ガス混合物を生成するために配置されている。一実施形態では、加熱された空気は、７０℃から８０℃の間の温度を有する。
【００４６】
本出願による装置の図１に示す実施形態において、排気ガス浄化システム（３）はスクラバー（３１）を備え、燃焼ユニット（２）によって生成される排気ガスに存在するＳＯｘを低減する。なお、スクラバーは当技術分野で一般的に知られているため、スクラバーについてはここではさらに詳細に説明しない。スクラバー（31）はデミスター（32）を備える。デミスター（32）は、浄化された排気ガスから余分なスクラバー液を除去するように配置されている。デミスター（32）とガスミキサー（7）の間に、スロットルバルブ（8）が設けられ、浄化された排気ガスが加熱された空気と混合されたときに速度の増加により、デミスター（32）がスクラバー液滴を発生させないようにする。より詳細には、スロットルバルブ（８）は、浄化ガス排気管（４）の直径よりも小さい直径を有する。浄化ガス排気管（4）は完全には閉じられず、スロットルバルブ（8）は、浄化ガス排気管（4）を通る排気ガス流のスロットルとして機能する。
【００４７】
さらに、バルブ（9）が設けられている。バルブ（9）は、海洋船舶がスクラバーモードで動作しているときに開くように配置され、海洋船舶がドライモードで動作しているときに閉じるように配置されている。前者の場合、排気ガス浄化システム（3）は迂回される。後者の場合、スロットルバルブ（8）は開放状態になり、それによってスクラバー（31）によって引き起こされる圧力降下は最小限に保たれる。
【００４８】
図２に示す蒸気回路の実施形態では、蒸気回路（６）は蒸気入口（６１）を備える。蒸気入口（61）は、海洋船舶の船上で生成された蒸気を取り入れる。蒸気は、蒸気入口（61）から蒸気ヒーター（63）に流れる。蒸気ヒーター（６３）は、蒸気入口（６１）を介して取り入れられた蒸気によって、吸気口（５４）からの周囲の空気を加熱するように配置されている。蒸気入口（６１）は、蒸気ダクト（６０）を介して蒸気ヒーター（６３）に接続され、蒸気ダクト（６０）は蒸気加熱器（６３）の後方へ続いている。一実施形態では、蒸気ヒーター（６３）は１つ以上の熱交換器を備え、熱交換器は蒸気によって周囲の空気を加熱する。図３に示すように、一実施形態では、蒸気ヒーター（６３）の前後の蒸気ダクト（６０）は、蒸気ヒーター（６３）に向かって広がる形状を有し、表面積が増大して熱交換が良好になる。蒸気ヒーター（63）の後方に、温度センサー（90）が設けられている。温度センサー（90）は、加熱された空気の温度を測定するように配置されている。蒸気入口（６１）から蒸気ヒーター（６３）に向かう蒸気の流れは、加熱された空気の温度に基づいて調節バルブ（６４）によって調節される。調節バルブ（64）はさらに、蒸気の動作圧力を設定する。一実施形態では、蒸気は約７バールの動作圧力を有する。蒸気が調節バルブ（64）に流入するのを避けるために、蒸気入口（61）に第１の蒸気トラップ（65）が設けられている。
【００４９】
蒸気入口（61）と調節バルブ（64）の間に円錐バルブ（70）が設けられ、円錐バルブ（70）は開閉して蒸気入口（61）と調節バルブ（64）の間の流路（71）の蒸気の流れを調節するように配置されている。 これは、流路（71）に接続されている海洋船舶の主流路（図示されていない）に常に蒸気が存在するためである。
【００５０】
蒸気ヒーターへの蒸気の供給が停止された後に真空が生成されることを防止する、従って、超過圧力を防止するために、調節バルブ（64）、真空安全バルブ（67）、通気口（68 ）およびボールバルブ（72）が、真空が形成された後、蒸気ヒーター（63）内の1つ以上の熱交換器の適切な排水を確保するために配置されている。 ボールバルブ（72）は、真空安全バルブ（67）の前に設置されている。 ボールバルブ（72）は通常、動作中は開いており、ボールバルブ（72）は真空安全バルブ（67）を開くように配置されている。
【００５１】
蒸気ヒーター（63）の後に、第2の蒸気トラップ（69）が設けられている。第2の蒸気トラップ（69）は、凝縮液のみが蒸気ヒーター（63）から出て、凝縮液のみが第2の蒸気トラップ（69）を通過できるようにする。両方の蒸気トラップ（65、69）からの凝縮液は、1つ以上の凝縮タンク（80）に戻すことができる。より具体的には、蒸気トラップ（65、69）から凝縮液を収集するために、共通の凝縮タンク（80）が使用される。蒸気トラップ（65、69）は、さまざまな蒸気の消費に迅速かつ信頼性の高い応答を提供するように設計されている。
【００５２】
第１の蒸気トラップ（６５）の前後に、ボールバルブ（７３）が設けられている。ボールバルブ（73）は通常、運転中は開いているが、蒸気回路（6）をそれぞれの凝縮タンク（80）から隔離するために閉じることができる。第１の蒸気トラップ（６５）の後に、逆止弁（７６）が設けられている。逆止弁（76）は、水がそれぞれの凝縮タンク（80）から蒸気回路（6）に流れ込むのを防ぐ。また、第２の蒸気トラップ（６９）の前に、逆止弁（７４）が設けられている。逆止弁（74）は、水が蒸気ヒーター（63）に向かって流れるのを防ぐ。逆止弁（74）の前に、ボールバルブ（75）が設けられている。ボールバルブ（75）は通常、運転中は開いているが、蒸気ヒーター（63）をそれぞれの凝縮タンク（80）から隔離するために閉じることができる。
【００５３】
蒸気入口（61）には、ボールバルブ（66）が設置されている。通常、ボールバルブ（66）は閉じた状態にある。始動時、または必要なときはいつでも、ボールバルブ（66）が開き、蒸気回路（6）の汚れを清掃する。
【００５４】
図３に示すように、プルーム制御システム（５）は、さらにファン装置（５１）を備える。より具体的には、プルーム制御システム（5）は1つ以上の軸流ファンを備え、軸流ファンは吸気口（５４）からの周囲の空気を蒸気ヒーター（63）に吹き付け、続いて加熱された空気をガスミキサー（7）に吹き付ける。ファン装置（51）の前には、消音器（52）が設置されている。消音器（52）は、排気マニフォールドの騒音レベルを低減するために使用される。ファン装置（51）の後に、ファン装置（51）の振動を補償する可撓性連結部（53）、つまりフランジが設けられている。
【００５５】
海洋船舶の船上に十分な量の蒸気がない場合、吸気口（54）から、場合によってはケーシングから取り入れられた空気が、電気ヒーター（図示せず）によって加熱することもできる。より具体的には、電気ヒーターは多数のヒーターロッドを備えている。電気ヒーターを使用する場合、蒸気トラップと凝縮タンクは存在しない。図１に示されている残りの構成要素および動作原理には変わりがない。 図３において 、蒸気ヒーター（６３）は電気ヒーターに置き換えられる。
【００５６】
排気ガスが海洋船舶上および/または他の隣接領域上に下降して着地することを回避するための、本出願による方法において、排気ガスは、海洋船舶のエンジンルームの燃焼ユニット（2）で生成され、排気ガス浄化システム（3）で浄化される。排気ガス浄化システム（３）は、任意に実質的に一定の直径を有する浄化ガス排気管（４）と流れ接続している。浄化ガス排気管（4）は、1つ以上の排気ガス出口と流れ接続している。選択的にケーシングに配置される排気ガス出口は、浄化された排気ガスを大気中に吹き飛ばす。
この方法は、
吸気口（５４）から周囲の空気を取り込むステップと、
周囲の空気をヒーターに導き、それによって加熱された空気を生成するステップと、
加熱された空気を浄化ガス排気管（４）に配置されたガスミキサー（７）に導き、
浄化された排気ガスと加熱された空気をガスミキサー（7）で混合し、混合ガスを生成するステップと、
混合ガスを1つ以上の排気口から大気中に吹き出すステップを備える。
【００５７】
ある実施形態では、排気ガス浄化システム（３）はスクラバーを備える。選択的に、スクラバーは、燃焼ユニットによって生成された排気ガスに存在するSOxを低減するように構成されている。これにより、スクラバーの排気はヒーターからの加熱された空気で希釈される。
【００５８】
吸気口（54）からの周囲の空気は、特にファン装置（51）によって蒸気ヒーター（63）に向かって吹き付けられる。そして、加熱された空気は、ファン装置（51）を使用してガスミキサー（7）に向かって吹き付けられる。
【００５９】
ある実施形態では、外部の周囲の空気が、ヒーター（６３）によって７０℃と８０℃の間の温度に加熱される。吸気口（54）から空気を加熱するために蒸気ヒーター（63）が使用される場合、この方法は、蒸気を蒸気入口（61）に導き、この蒸気を蒸気ヒーター（63）に導いて吸気口（54）から空気を加熱し、加熱された空気を生成するステップを含む。選択的に、蒸気の温度は、約8バールの圧力下で約170℃である。選択的に、混合ガス中の蒸気/空気/排気ガス間の相対重量比は、1:27:81である。
【００６０】
一実施形態において、混合ガスの温度、すなわち、浄化された排気と加熱された空気との混合後の温度は、浄化された排気ガスの温度よりも約20℃高い。
【００６１】
海洋船舶の船上に十分な蒸気がない場合、加熱する必要がある吸気口（54）からの空気は電気ヒーターに導かれ、そこで加熱されることができる。
【図１】
2020521080.tif 000003
【図２】
2020521080.tif 000004
【図３】
2020521080.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月28日(2019.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ユニット（2）、排気ガス浄化システム（3）、浄化ガス排気管（4）、およびプルーム制御システム（5）を備える海洋船舶用の装置（1）であって、
燃焼ユニット（2）は海洋船舶のエンジンルームに配置され、排気ガス浄化システム（3）はスクラバー（31）を備え、スクラバー（31）は選択的に垂直に配置され、排気ガス浄化システム（３）は燃焼ユニット（２）と流れ接続され燃焼ユニット（２）からの排気ガスを受け取って浄化して浄化された排気ガスにするように配置され、浄化ガス排気管（4）は排ガス浄化システム（3）と流れ接続され浄化された排気ガスを受け取るように配置され、プルーム制御システム（5）は周囲の空気を取り入れるための吸気口（54）、周囲の空気を加熱して加熱された空気を生成するヒーター（63）、および浄化ガス排気管（4）内に設置されて浄化ガス排気管（4）内の浄化された排気ガスに加熱された空気を混合して排気ガス混合物にするように配置されたガスミキサー（7）を備え、排気ガス混合物が、1つ以上の浄化ガス排気管出口を介して大気中に吹き出され、
プルーム制御システム（5）は、ヒーター（63）の前に設置され、周囲の空気をヒーター（63）に吹き込み、加熱された空気をさらにガスミキサー（7）に吹き付けるように配置されたファン装置（51）を備え、
プルーム制御システム（5）は、ファンの振動を低減するためにファン装置（51）の後に配置された可撓性連結部（53）、吸気口（54）とファン配置（51）の間に配置された消音器（52）、排気ガス洗浄システム（3）が使用されない場合に排気ガス洗浄システム（3）を迂回するために閉じられるように配置されたバルブ（９）、および/またはデミスター（32）とガスミキサー（7）の間の浄化ガス排気管（4）に設置されたスロットルバルブ（8）を備え、スロットルバルブ（8）が浄化ガス排気管（4）の直径よりも小さい直径を有する装置（１）。
【請求項２】
加熱された空気は70°Cと80°Cの間の温度を有する請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
ヒーター（63）は電気ヒーターまたは蒸気ヒーターであり、蒸気ヒーターは蒸気を使用して吸気口（54）を介して取り込まれた空気を加熱し、プルーム制御システム（５）はヒーター（63）が蒸気ヒーターである場合に蒸気を取り入れる蒸気入口（61）をさらに備える請求項１又は２に記載の装置（１）。
【請求項４】
プルーム制御システム（5）は、ヒーター（63）の上流に設置され加熱された空気の温度を測定する温度センサー（90）、および温度センサーによる温度の測定値に基づいてヒーター（63）を通る蒸気の流れを調節する調節バルブ（64）を備える請求項3記載の装置（１）。
【請求項５】
プルーム制御システム（5）は、第１の蒸気トラップ（65）を備え、第１の蒸気トラップ（65）は、蒸気入口（61）と蒸気流量調節バルブとの間に設置される請求項4記載の装置（１）。
【請求項６】
プルーム制御システム（5）は、蒸気ヒーター（63）の後に設置された第2の蒸気トラップ（69）を備える請求項3〜5のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項７】
プルーム制御システム（5）は、蒸気流量調節バルブと蒸気ヒーター（63）の間に位置する、真空安全バルブ（67）と通気口（68）とを備える請求項3〜6のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項８】
プルーム制御システム(5)は、蒸気入口（61）の近くにボールバルブ（72）を備え, ボールバルブ（72）は通常の操作中は閉じられ、起動時または必要に応じて開くように配置されている請求項3〜7のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項９】
プルーム制御システム（5）は、電気ヒーターの後に設置され、加熱された空気の温度を測定する温度センサーを備え、 電気ヒーターは、複数のヒーターロッドを備え、 複数のヒーターロッドは、温度センサーによって測定される温度に基づく請求項3〜8のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項１０】
請求項1から9のいずれか１項に記載の装置を備えた海洋船舶。
【請求項１１】
海洋船舶からの浄化された排気ガスが、海洋船舶および/または他の隣接する領域上に降下して着地するのを避ける方法であって、
吸気口から周囲の空気を取り込むステップと、
電気ヒーターまたは蒸気ヒーターからなるヒーターへ周囲の空気を導き、それによって加熱された空気を生成し、ファン装置によってヒーターに吹き付けることにより、その空気を70°Cから80°Cの間の温度に加熱するステップと、
加熱された空気をファン装置（５１）によってガスミキサー（７）に吹き付けることにより、加熱された空気を浄化ガス排気管に配置されたガスミキサー（７）に導くステップと、
浄化された排気ガスと加熱された空気とをガスミキサー内で混合し、浄化排気ガス混合物を生成するステップと、
浄化排気ガス混合物を１つ以上の浄化ガス排気管出口を介して大気中に吹き出すステップを備え、
請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置（１）を用いる方法。
【請求項１２】
吸気口からヒーターへ空気を導き、それによって加熱された空気を生成するステップが、蒸気を蒸気入口からヒーター(63)に導入するステップと、吸気口からヒーター（63）へ空気を導き、それによって加熱された空気を生成するステップとを備える請求項11に記載の方法。
【国際調査報告】
2020521080.tif 000006
2020521080.tif 000007
2020521080.tif 000008