船舶用排气净化装置以及船舶发动机系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用于船舶用二元燃料柴油发动机的船舶用排气净化装置、以及具备该船舶用排气净化装置的船舶发动机系统。
【背景技术】
[0002]船舶用二元燃料柴油发动机能够切换运行以燃料气体作为燃料驱动的气体模式和以燃料油作为燃料驱动的柴油模式这两个工作模式。
[0003]在发动机以气体模式运行时，能够从发动机排出氮氧化物(NOX)浓度低于以柴油模式运行时的氮氧化物浓度的排气。而在发动机以柴油模式运行时，从发动机排出氮氧化物(NOX)浓度比以气体模式运行时的氮氧化物浓度高的排气，在该柴油模式中，存在超出氮氧化物的排放规定值(例如，由頂O (国际海事组织)规定的T i er-3 (第三次标准)等)的情况。
[0004]因此，在排气中的氮氧化物浓度被限制的海域(例如ECA)航行时，以能够排出氮氧化物浓度为规定值以下的排气的气体模式运行。而在排气中的氮氧化物浓度未被限制的海域航行时，在气体模式以及柴油模式中任意选择并运行。
[0005]像这样，在配备二元燃料柴油发动机的船舶中，应对排气中的氮氧化物浓度标准时，主要通过灵活使用燃料来实现，因此未配备有脱硝催化器等减少氮氧化物的排气净化
目.ο
[0006]然而，例如在未搭载燃料气体时等情况下，存在无法以气体模式运行的情况。
[0007]因此，为了在排气中的氮氧化物浓度被限制的海域也能够自由选择燃料，而希望无论是以气体模式还是以柴油模式哪一种工作模式运行二元燃料柴油发动机都能够使氮氧化物浓度为规定值以下的排气排出至大气。
[0008]因此，能够想到在向大气中排出排气的排气管路中设置用于降低氮氧化物浓度的排气净化装置，以此以柴油模式运行时也能够使氮氧化物浓度为规定值以下的排气排出至大气，但是，如后文所述，如果使二元燃料柴油发动机以气体模式运行时的排气通过排气净化装置，则有可能因未燃烧的可燃气体的爆炸而导致排气净化装置损伤，无法应用。
[0009]又，作为在排气管路中设置排气净化装置(脱硝催化部)的现有示例，有记载于日本特开2012-36881号公报以及日本特开2013-32777号公报的示例。
[0010]现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2012-36881号公报；
专利文献2:日本特开2013-32777号公报。
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题:
然而，为了无论是以气体模式还是以柴油模式哪一种工作模式运行二元燃料柴油发动机都能够使氮氧化物浓度为规定值以下的排气排出至大气，而在气体模式和柴油模式中的任意运行模式下均能够使排气通过的共通的排气管路上设置排气净化装置，在该情况下，如果仅以气体模式运行时排气中含有的未燃烧的可燃气体会发生爆炸，则存在排气净化部损伤的担忧。于是，为了防止该损伤，能够想到使排气净化装置形成为能承受爆炸的程度的耐压结构。
[0012]然而，认为排气净化部中使脱硝催化部形成为耐压结构是较困难的，并不现实。
[0013]又，记载于上述现有的专利公报的发明并不使用于二元燃料柴油发动机，因此无法解决上述问题。
[0014]本发明是为了解决如上所述的问题而形成的，其目的是提供一种无论是以气体模式还是以柴油模式哪一种工作模式运行二元燃料柴油发动机都能够使氮氧化物浓度为规定值以下的排气排出至大气，此外在以气体模式运行时，即便排气中未燃烧的可燃气体发生爆炸也能够防止排气净化装置损伤的船舶用排气净化装置以及船舶发动机系统。
[0015]解决问题的手段:
根据本发明的船舶用排气净化装置是使用于能够切换运行以燃料气体作为燃料驱动的气体模式和以燃料油作为燃料驱动的柴油模式这两种工作模式的二元燃料柴油发动机的船舶用排气净化装置，具备:用于使从所述发动机排出的排气排出至大气，且具有以气体模式运行时使排气通过的第一排气管路和以柴油模式运行时使排气通过的第二排气管路的排气管路;设置于所述第二排气管路，用于减少通过该第二排气管路的排气中的氮氧化物的排气净化部;和能够切换为使排气通过所述第一排气管路的第一切换状态以及使排气通过所述第二排气管路的第二切换状态的排气管路切换部。
[0016]根据本发明的船舶用排气净化装置，无论是以气体模式还是柴油模式哪一种工作模式运行二元燃料柴油发动机，都能够使氮氧化物浓度为规定值以下的排气排出至大气。
[0017]在使发动机以气体模式运行时，将排气管路切换部切换为第一切换状态。借助于此，能够使氮氧化物浓度为规定值以下的排气通过未设置有排气净化部的第一排气管路排出至大气。在该第一排气管路上未设置有排气净化部，因此即便在该第一排气管路内发生排气中未燃烧的可燃气体爆炸，也不发生该爆炸所导致的排气净化部的损伤。
[0018]而且，在使发动机以柴油模式运行时，将排气管路切换部切换为第二切换状态。借助于此，能够使氮氧化物浓度超过规定值的排气通过设置有排气净化部的第二排气管路进行净化，并且将该氮氧化物浓度达到规定值以下的排气排出至大气。在该柴油模式下，在第二排气管路内不发生引起排气净化部损伤的程度的排气的爆炸，因此不会因排气发生爆炸而导致排气净化部损伤。
[0019]在允许使氮氧化物浓度超过规定值的排气排出至大气的情况下，可以将排气管路切换部切换为第一切换状态，并且以柴油模式运行。
[0020]优选的是在根据本发明的船舶用排气净化装置中，所述排气管路切换部具有用于抑制从所述发动机排出并朝向所述第一排气管路的排气泄漏至所述第二排气管路侧的泄漏抑制功能。
[0021]根据该排气管路切换部的泄漏抑制功能，例如在发动机以气体模式运行中且排气管路切换部处于第一切换状态时，能够抑制从发动机排出并朝向第一排气管路的排气泄漏至第二排气管路侧。借助于此，能够防止排气泄漏至第二排气管路侧导致在第二排气管路内发生排气中的未燃烧可燃气体爆炸，能够防止因爆炸而导致排气净化部的损伤。
[0022]而且，如果所述排气管路切换部具有用于抑制从所述发动机排出并朝向所述第一排气管路的排气泄漏至所述第二排气管路侧的泄漏抑制功能，则例如在发动机以柴油模式运行中且排气管路切换部处于第二切换状态时，能够抑制从发动机排出并朝向第二排气管路的排气泄漏至第一排气管路侧。借助于此，能够防止排气泄漏至第一排气管路侧导致氮氧化物浓度超过规定值的排气排出至大气。
[0023]优选的是在根据本发明的船舶用排气净化装置中，所述排气管路切换部具有用于抑制所述第一排气管路的排气的爆炸传播至所述第二排气管路侧的耐压功能。
[0024]根据该排气管路切换部的耐压功能，即便在以气体模式运行中第一排气管路的排气中的未燃烧可燃气体发生爆炸，该爆炸也不传播至第二排气管路侧，因此能够保护第二排气管路内的排气净化部以免由于该爆炸受到损伤。
[0025]优选的是在根据本发明的船舶用排气净化装置中，在所述发动机以气体模式运行中排气通过所述第一排气管路排出至大气时，使由送风机的送风、来自于船舶内的空气压缩机的加压空气、或者所