排气处理装置、船舶、水供给方法

文档序号:10494077
排气处理装置、船舶、水供给方法
【专利摘要】在排气处理装置、船舶、水供给方法中,设有:排气再循环线路(G4),使从船舶用柴油发动机(11)排出的排气的一部分被涡轮增压器(21)压缩而作为燃烧用空气再循环至船舶用柴油发动机(11);洗涤器(42),通过对在排气再循环线路(G4)中流动的排气喷射水而去除有害物质;空气冷却器(52),在通过洗涤器(42)而去除了有害物质后对空气与再循环气体进行混合,并对被压缩机(22)压缩后的燃烧用混合气体进行冷却;以及排出水供给线路(W4),将利用空气冷却器(52)冷却排气而产生的排出水供给至洗涤器(42),由此有效利用处理水而能够抑制装置的大型化以及高成本化。
【专利说明】
排气处理装置、船舶、水供给方法
技术领域
[0001]本发明涉及处理例如从船舶用的柴油发动机排出的排气的排气处理装置、具有排气处理装置的船舶、水供给方法。
【背景技术】
[0002]从柴油发动机排出的排气包含N0x、S0x、煤尘等有害物质。尤其是,使用低质量的燃料的船舶用的柴油发动机的排气所包含的有害物质的量也变多。因此,船舶用的柴油发动机为了应对近年来变严格的各种排气限制,需要处理该有害物质的技术、排气处理装置。
[0003]作为减少排气中的NOx的方法,有排气再循环(EGR)。该EGR使从柴油发动机的燃烧室排出的排气的一部分混入燃烧用空气而成为燃烧用混合气体,并使其返回燃烧室。因此,燃烧用混合气体的氧浓度下降,使燃料与氧的反应即燃烧的速度变慢,由此燃烧温度下降,能够减少NOx的产生量。
[0004]然而,从柴油发动机排出的排气如上所述包含对于发动机也有害的SOx、煤尘,因此通过EGR阀并利用洗涤器去除SOx、煤尘等有害物质后,混入从大气吸入的燃烧用空气,然后返回柴油发动机。此时,洗涤器对排气喷射水,由此去除有害物质。该洗涤器不仅对再循环气体有效,作为去除从烟囱排出的排气的SOx、煤尘的装置也有效。
[0005]另外,作为排气再循环系统,例如有记载于下述专利文献I的结构。另外,作为处理所产生的排出水的排出水处理装置,例如有记载于专利文献2的结构。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特开2012-127205号公报
[0009]专利文献2:日本特开平04-139302号公报
[0010]发明要解决的课题
[0011]在上述以往的排气处理装置中,设于排气的再循环线路的洗涤器通过对排气喷射水而去除有害物质。在该情况下,对为了去除有害物质而喷射的水进行回收并使其通过过滤器,由此进行再处理,然后再次用于有害物质去除。另一方面,排气是高温的,所以由于喷射水而产生水蒸气,该水蒸气被排气带走,因此用于有害物质的去除处理的水因过滤器的水处理、高温的排气的蒸发而逐渐减少。因此,以往将存储于清水罐的清水向洗涤器补给。该清水通过搭载于船舶的造水器制造,当对洗涤器的补给水增加时,会引起造水器的大型化,对于船舶设备的负担变大。

【发明内容】

[0012]本发明用于解决上述课题,其目的是提供一种通过能够有效利用处理水而抑制装置的大型化以及高成本化的排气处理装置、船舶、水供给方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]用于达到上述目的的本发明的排气处理装置的特征是具有:排气再循环线路,所述排气再循环线路将从发动机排出的排气的一部分作为燃烧用混合气体的一部分而再循环至所述发动机;洗涤器,所述洗涤器通过对在所述排气再循环线路中流动的排气喷射水而去除有害物质;冷却器,所述冷却器对空气和再循环气体混合而成的燃烧用混合气体进行冷却;以及冷凝水供给装置,所述冷凝水供给装置将冷凝水供给至所述洗涤器,所述冷凝水是利用所述冷却器冷却燃烧用混合气体而产生的。
[0015]因此,在从发动机排出的排气的一部分通过排气再循环线路时,洗涤器通过对在排气再循环线路中流动的排气喷射水而去除有害物质,冷却器对空气与再循环气体混合而成的燃烧用混合气体进行冷却。此时,冷凝水供给装置将利用冷却器冷却燃烧用混合气体而产生冷凝水作为向排气喷射的水而供给至洗涤器。因此,洗涤器的作为向排气喷射的水而供给清水等的需要量减少,能够通过有效利用处理水而抑制装置的大型化以及高成本化。
[0016]在本发明的排气处理装置中,其特征是设有:储水罐,所述储水罐存储对排气喷射后的水;水量传感器,所述水量传感器对所述储水罐的水量进行测量;以及控制装置,在所述水量传感器测量出的所述储水罐的水量超过预先设定的值时,所述控制装置从所述冷凝水供给装置供给凝集水或停止供给凝集水。
[0017]因此,在洗涤器中的储水罐的水量超过预先设定的值时,控制装置使冷凝水供给装置工作,由此将由冷却器产生的冷凝水供给至洗涤器,在洗涤器中的储水罐的水量超过预先设定的值时,控制装置使冷凝水供给装置停止,由此能够将洗涤器中的储水罐的水量始终维持为适量。
[0018]在本发明的排气处理装置中,其特征是设有将清水供给至所述洗涤器的清水供给装置,在即使所述冷凝水供给装置工作,所述水量传感器测量出的所述储水罐的水量也不增加时,所述控制装置使所述清水供给装置工作。
[0019]因此,在洗涤器中的储水罐的水量超过预先设定的值,并且储水罐的水量不增加时,使清水供给装置工作,在大于预先设定的值时,使清水供给装置停止,由此能够将洗涤器中的储水罐的水量始终维持为适量。
[0020]在本发明的排气处理装置中,其特征是所述洗涤器是能够去除排气中的煤尘的洗涤器或能够去除排气中的SOx的洗涤器。
[0021]因此,能够通过洗涤器适当地去除排气中的煤尘、SOx。
[0022]在本发明的排气处理装置中,其特征是所述洗涤器具有:去除排气中的煤尘的煤尘去除用洗涤器、以及去除排气中的SOx的SOx去除用洗涤器,所述储水罐存储来自所述煤尘去除用洗涤器以及所述SOx去除用洗涤器的排水。
[0023]因此,通过共用煤尘去除用洗涤器和SOx去除用洗涤器的储水罐,能够实现装置的小型化以及低成本化。
[0024]另外,本发明的船舶具有上述排气处理装置。
[0025]因此,能够通过有效利用处理水而抑制装置的大型化以及高成本化。
[0026]另外,本发明的水供给方法是供给对从发动机排出的排气喷射的水的方法,其特征是,将冷凝水作为对所述排气喷射的水而进行供给,所述冷凝水是冷却向所述发动机供给的燃烧用混合气体而得到的。
[0027]因此,能够通过有效利用处理水而抑制装置的大型化以及高成本化。
[0028]发明效果
[0029]根据本发明的排气处理装置、船舶、水供给方法,设有将利用冷却器冷却燃烧用混合气体而产生的冷凝水供给至洗涤器的冷凝水供给装置,因此能够通过有效利用处理水而抑制装置的大型化以及高成本化。
【附图说明】
[0030]图1是表示第I实施方式的排气处理装置的概略结构图。
[0031]图2是表示第I实施方式的排气处理装置的处理流程的流程图。
[0032]图3是用于声明对储水部的水供给控制的概略图。
[0033]图4是表示第2实施方式的排气处理装置的概略结构图。
[0034]符号说明
[0035]11船舶用柴油发动机
[0036]21涡轮增压器
[0037]41 EGR 阀
[0038]42洗涤器、第2洗涤器
[0039]45储水部(储水罐)
[0040]52空气冷却器(冷却器)
[0041 ]62排出水阀(冷凝水供给装置)
[0042]66造水机
[0043]67清水罐
[0044]68清水栗(清水供给装置)
[0045]71控制装置
[0046]72水量传感器
[0047]81第I洗涤器
[0048]G4排气再循环线路
[0049]W3排出水排出线路(冷凝水供给装置)
[0050]W4排出水供给线路(冷凝水供给装置)
[0051 ]W6清水供给线路(清水供给装置)
[0052]W11、W12、W13 排水线路
【具体实施方式】
[0053]以下参照附图,对本发明的排气处理装置、船舶、水供给方法的优选的实施方式详细地进行说明。另外,本发明不限定于该实施方式,另外,在有多个实施方式的情况下,包含组合各实施方式而构成的结构。
[0054][第I实施方式]
[0055]图1是表示第I实施方式的排气处理装置的概略结构图,图2是表示第I实施方式的排气处理装置的处理流程的流程图,图3用于声明对储水部的水供给控制的概略图。
[0056]第I实施方式的排气处理装置是在使从船舶用柴油发动机排出的排气的一部分与空气混合后被涡轮增压器压缩而作为燃烧用混合气体再循环至船舶用柴油发动机时,从该再循环的排气去除有害物质的装置。
[0057]如图1所示,在第I实施方式的排气处理装置中,虽未图示,但船舶用柴油发动机11是经由推进器轴而使推进用推进器驱动旋转的推进用的发动机(主发动机)。该船舶用柴油发动机11是单流扫气式柴油发动机,是二冲程柴油发动机,使气缸内的吸排气的流动为从下方向上方的单方向,使排气没有残留。柴油发动机11具有:活塞上下移动的气缸(燃烧室)12、与气缸12连通的扫气腔13、以及与气缸12连通并且设有排气阀的排气口 14。并且,柴油发动机11在扫气腔13连结有供气线路Gl,在排气口 14连结有排气线路G2。
[0058]涡轮增压器21构成为压缩机22与涡轮23以通过旋转轴24而一体地旋转的方式连结。该涡轮增压器21通过从柴油发动机11的排气线路G2排出的排气而使涡轮23旋转,涡轮23的旋转通过旋转轴24传递而使压缩机22旋转,该压缩机22对空气以及/或再循环气体进行压缩,并从供气线路Gl向柴油发动机11供给。
[0059]涡轮增压器21与排出使涡轮23旋转的排气的排气线路G3连结,该排气线路G3与未图示的烟囱(通风筒)连结。另外,排气线路G3分支有排气再循环线路G4。排气再循环线路G4设有EGR阀(流量控制阀)41,并与洗涤器(能够去除SOx、煤尘的洗涤器)42连结。EGR阀41对通过排气再循环线路G4的排气的流量进行调整。洗涤器42通过对排气喷射水,从而去除所含有的SOx、煤尘等有害物质。在本实施例中,采用文丘里式洗涤器,但不限定于该结构。
[0060]洗涤器42具有:呈中空形状的主体43、导入排气的文丘里部44、以及储存排水的储水部(储水罐)45。洗涤器42具有对导入文丘里部44的排气喷射水的水喷射部46,并设有将储水部45的排水循环至该水喷射部46的排水循环线路Wl,在排水循环线路Wl设有栗47。洗涤器42设有排出去除了有害物质的排气的气体排出部48,并与气体排出线路G5连结。气体排出线路G5设有雾分离机(除雾器)49和鼓风机(送风机)50,并与混合机(搅拌机)51连结。[0061 ]鼓风机50将洗涤器42内的排气从气体排出部48排出至气体排出线路G5。雾分离机49对通过水喷射去除了有害物质的排气所含有的小径粒子的液滴进行分离,分离出分离水通过分离水线路W2而返回至洗涤器42的储水部45。混合机(搅拌机)51对从外部气体吸入的空气和来自气体排出线路G5的排气(再循环气体)进行混合而生成燃烧用混合气体,并设有将该燃烧用混合气体供给至涡轮增压器21的压缩机22的燃烧用空气供给线路G6。并且,涡轮增压器21能够将由压缩机22压缩后的燃烧用混合气体从供气线路Gl供给至柴油发动机11,供气线路Gl设有空气冷却器(冷却器)52。该空气冷却器52使被压缩机22压缩而成为高温的燃烧用混合气体与冷却水进行热交换,由此进行冷却。
[0062]空气冷却器52通过对高温的燃烧用混合气体进行冷却而使温度和压力下降,所以所含有的水蒸气冷凝而产生冷凝水(排出水)。空气冷却器52设有排出所产生的排出水的排出水排出线路W3,并在排出水排出线路W3上设有排出水栗61。并且,该排出水排出线路W3经由排出水阀62而与排出水供给线路(冷凝水供给线路)W4和排出水处理线路W5连结。
[0063]排出水供给线路W4与洗涤器42连结。另外,排出水处理线路W5设有排出水罐63和栗64,并与处理装置65连结。该处理装置65从排出水中去除柴油发动机11的润滑油、系统油等油分,就那样排出处理水,并将分离出废弃物收纳于未图示的废弃物容器。
[0064]船舶搭载有用于制造清水的造水机66,并连结有用于存储由造水机66制造的清水的清水罐67。并且,清水罐67通过清水供给线路W6与洗涤器42连结,在清水供给线路W6设有清水栗68 ο
[0065]控制装置71能够控制EGR阀41、排出水阀62、清水栗68。该控制装置71根据船舶的航运状态(航行海域)来对EGR阀41进行开闭控制。即,若当前船舶的航行海域不是限制NOx的排出量的NOx限$1」海域,则控制装置71关闭EGR阀41,若是NOx限$1」海域,则控制装置71打开EGR阀41。
[0066]控制装置71根据洗涤器42中的排水的水量来控制排出水阀62和清水栗68。即,洗涤器42通过对排气喷射水而去除有害物质,所以喷射水的一部分由于高温的排气而成为水蒸气,并被排气带走。另外,虽未图示,但洗涤器42通过过滤器清洗储水部45的排水,所以一部分排水与废弃物一起被带走。因此,洗涤器42需要定期地补给用于喷射的水。
[0067]洗涤器42设有测量存储于储水部45的排水的水量的水量传感器72。在水量传感器72测量出的储水部45的水量小于预先设定的下限值时,控制装置71对排出水阀62进行切换,由此将从空气冷却器52排出至排出水排出线路W3的排出水通过排出水供给线路W4而供给至洗涤器42的储水部45。另一方面,当水量传感器72测量出的储水部45的水量大于预先设定的上限值时,控制装置71对排出水阀62进行切换,由此将从空气冷却器52排出至排出水排出线路W3的排出水通过排出水处理线路W5而供给至排出水罐63(处理装置65)。
[0068]另外,控制装置71在即使对排出水阀62进行切换而将排出水通过排出水供给线路W4供给至洗涤器42的储水部45,测量出的储水部45的水量也不增加时,通过使清水栗68工作,从而将存储于清水罐67的清水通过清水供给线路W6供给至洗涤器42的储水部45。然后,在水量传感器72测量出的储水部45的水量大于上限值时,控制装置71通过使清水栗68的工作停止,从而使基于清水供给线路W6的清水对洗涤器42的储水部45的供给停止。此时,通过对排出水阀62进行切换,从而使基于排出水供给线路W4的排出水对储水部45的供给也停止。
[0069]另外,本发明的冷凝水供给装置由排出水排出线路W3、排出水栗61、排出水阀62、排出水供给线路W4等构成。另外,本发明的清水供给装置由清水供给线路W6和清水栗68构成。
[0070]在此,对第I实施方式的排气处理装置的作用进行说明。
[0071]在第I实施方式的排气处理装置中,当船舶用柴油发动机11从扫气腔13向气缸12内供给燃烧用空气时,通过活塞而使该燃烧用空气压缩,通过对该高温的空气喷射燃料而自然点火并燃烧。然后,产生的燃烧气体作为排气从排气口 14排出至排气线路G2。从船舶用柴油发动机11排出的排气在使涡轮增压器21的涡轮23旋转后,被排出至排气线路G3,在EGR阀41关闭时,全部排气量从排气线路G3排出至外部。
[0072]另外,在EGR阀41打开时,排气的一部分从排气线路G3流至排气再循环线路G4。流入排气再循环线路G4的排气通过洗涤器42而去除所含有的NOx、煤尘等有害物质。即,在洗涤器42中,在排气以高速通过文丘里部44时,从水喷射部46喷射水,由此通过该水进行冷却,并且SOx、煤尘等微粒子(PM)与水一起落下而被去除。并且,包含SOx、煤尘等的水存储于储水部45,利用栗47并通过排水循环线路Wl而再次返回水喷射部46。
[0073]通过洗涤器42去除了有害物质的排气从气体排出部48排出至气体排出线路G5,在通过雾分离机49分离了小径粒子的液滴后,与由混合机51吸入的空气混合,成为燃烧用混合气体。该燃烧用混合气体通过燃烧用空气供给线路G6,被涡轮增压器21的压缩机22压缩后,被空气冷却器52冷却,从供气线路Gl供给至柴油发动机11。
[0074]空气冷却器52通过对高温的燃烧用混合气体进行冷却,从而使水蒸气冷凝并产生排出水,该排出水被排出至排出水排出线路W3。该排出水包含油分,所以通常从排出水排出线路W3流到排出水处理线路W5并积存于排出水罐63,处理装置65对该排出水进行净化处理。
[0075]控制装置71根据洗涤器42中的排水量对排出水阀62和清水栗68进行控制。在此,使用流程图对基于控制装置71的洗涤器42中的存储水量的控制详细地进行说明。
[0076]如图1以及图2所示,在步骤Sll中,对船舶是否在NOx限制海域航行进行判定。在此,在判定为船舶在NOx限制海域航行(是)时,在步骤SI 2中打开EGR阀41,在步骤SI 3中使洗涤器42工作。另一方面,在判定为船舶未在NOx限$1」海域航行(否)时,在步骤S20中关闭EGR阀41,在步骤S21中使洗涤器42停止。
[0077]在步骤S14中,对水量传感器72测量出的洗涤器42中的储水部45的水量是否处于规定水位(下限值以上)进行判定。在此,在判定为洗涤器42中的储水部45的水量处于规定水位(下限值以上)(是)时,在步骤S15中通过排出水阀62将排出水排出线路W3与排出水处理线路W5连通,在步骤S16中使清水栗67停止。另一方面,在判定为洗涤器42中的储水部45的水量未处于规定水位(小于下限值)(否)时,在步骤S17通过排出水阀62将排出水排出线路W3与排出水供给线路W4连通。
[0078]这样,切换排出水阀62而使排出水排出线路W3与排出水供给线路W4连通,由此从空气冷却器52排出至排出水排出线路W3的排出水通过排出水供给线路W4而供给至洗涤器42的储水部45。因此,储水部45的水量增加。
[0079]另外,在步骤S18中,再次对水量传感器72测量出的洗涤器42中的储水部45的水量是否处于规定水位(下限值以上)进行判定。即,即使将来自空气冷却器52的排出水从排出水供给线路W4供给至储水部45,当洗涤器42中的水的消耗量较多时,储水部45的水量也不增加。因此,在判定为洗涤器42中的储水部45的水量处于规定水位(下限值以上)(是)时,终止该处理。另一方面,在判定为洗涤器42中的储水部45的水量未处于规定水位(小于下限值)(否)时,在步骤S19中使清水栗68工作。这样,利用清水栗68将存储于清水罐67的清水通过清水供给线路W6而供给至洗涤器42的储水部45。因此,储水部45的水量增加。
[0080]然后,在步骤S14中,在判定为储水部45的水量增加而处于规定水位(是)时,在步骤SI5中,通过排出水阀62连通排出水排出线路W3与排出水处理线路W5,在步骤S16中使清水栗67停止。另外,在步骤Sll中判定为船舶离开了NOx限制海域(否)时,在步骤S20中关闭EGR阀41,在步骤S21中使洗涤器42停止。
[0081]另外,实际上,对于储水部45的水量设有上限值和下限值,在水量传感器72测量出的储水部45的水量大于上限值时,控制装置71对排出水阀62进行切换或使清水栗68的工作停止。
[0082]例如如图3所示,对储水部45的水位设有上限值Hl、Η2和下限值L1、L2。上限值Hl<Η2,下限值LI <L2,水位是H2>H1>L1>L2。在此,在储水部45的初始水位处于下限值LI?上限值Hl之间时,排出水、静水的供给停止。
[0083]当被再循环气体带走,从而水位下降至下限值LI时,在水位从下限值LI下降的时亥|J(L1?L2)开始排出水的供给。然后,当排出水的供给量多于带走量时,在水位上升而达到上限值H2的时刻(Hl?H2)停止排出水的供给。另一方面,当排出水供给量少于带走量时,在水位下降而达到下限值L2的时刻(LI?L2)开始清水的供给。然后,在水位上升而达到上限值Hl的时刻(LI?Hl)停止排出水的供给。另外,在运转条件、温度、湿度变化的情况下,带走量和排出水量也变化。在该时刻,无法判断为带走量〉排出水,因此供给排出水。然后,在排出水供给量多于带走量时,在水位上升而上升至上限值H2时,停止排出水的供给。另一方面,在排出水供给量少于带走量时,水位下降。
[0084]根据这样的控制方法,排出水和清水的供给和静止的控制变得简单。当只设定I个下限值时,需要判断只有排出水是否足够,必须对带走量与排出水量进行比较,但被带走的水是水蒸气的状态,因此难以测量。另外,也有测量水位的方法,但必须高精度地测量水位并对是减少还是增加进行判断,控制变得复杂。在本实施方式中,通过设定上限值H1、H2和下限值L1、L2,仅进行0N/0FF控制即可,判定、控制变得容易。
[0085]这样,第I实施方式的排气处理装置设有:排气再循环线路G4,该排气再循环线路G4使从船舶用柴油发动机11排出的排气的一部分与空气混合,并被涡轮增压器21压缩而作为燃烧用混合气体再循环至船舶用柴油发动机11;洗涤器42,该洗涤器42通过对在排气再循环线路G4中流动的排气喷射水来去除有害物质;空气冷却器52,该空气冷却器52对通过洗涤器42去除了有害物质后被压缩机22压缩了的燃烧用混合气体进行冷却;以及排出水供给线路W4,该排出水供给线路W4将通过空气冷却器52冷却燃烧用混合气体而产生的排出水供给至洗涤器42。
[0086]因此,从船舶用柴油发动机11排出的排气的一部分通过排气再循环线路G4,被涡轮增压器21压缩而作为燃烧用混合气体再循环至船舶用柴油发动机11。洗涤器42通过对在排气再循环线路G4流动的排气喷射水来去除有害物质。另外,空气冷却器52对去除了有害物质后被压缩机22压缩了的燃烧用混合气体进行冷却。此时,空气冷却器52因对燃烧用混合气体进行冷却而产生排出水,所以将该排出水通过排出水供给线路W4而供给至洗涤器42。因此,洗涤器42通过供给排出水而缓和了水不足,能够通过有效利用处理水而抑制装置的大型化以及高成本化。
[0087]在第I实施方式的排气处理装置中,设有存储通过洗涤器42对排气喷射的水的储水部45,并且设有测量储水部45的水量的水量传感器72、以及控制装置71,在水量传感器72测量出的储水部45的水量少于预先设定的下限值时,该控制装置71对排出水阀62进行切换,由此将排出水从排出水供给线路W4供给至储水部45。因此,能够将洗涤器42中的储水部45的水量维持为始终适量。
[0088]在第I实施方式的排气处理装置中,设有将清水供给至洗涤器42的清水供给线路W6以及清水栗68,在即使将排出水从排出水供给线路W4供给至储水部45,储水部45的水量也不增加时,控制装置71使清水栗68工作而将清水从清水供给线路W6供给至储水部45。因此,即使排出水的水量不充分,也能够通过使用清水来将洗涤器42中的储水部45的水量始终维持为适量。
[0089][第2实施方式]
[0090]图4是表示第2实施方式的排气处理装置的概略结构图。另外,对于具有与上述实施方式相同的功能的部件附以相同的符号并省略详细的说明。
[0091]如图4所示,在第2实施方式的排气处理装置中,船舶用柴油发动机11在扫气腔13连结有供气线路Gl,排气口 14与排气线路G2连结。涡轮增压器21具有压缩机22和涡轮23,涡轮23与排气线路G3连结。该排气线路G3设有节能器(节煤器)80,并连结于第I洗涤器(SOx去除用洗涤器)81。该第I洗涤器81通过对排气喷射水而去除所含有的SOx、煤尘等有害物质。
[0092]第I洗涤器81具有:呈中空形状的主体82、导入排气的导入部83、以及存储排水的储水部84。第I洗涤器81具有:对导入至主体82的排气喷射水的水喷射部85以及多个喷嘴86。第I洗涤器42设有排出去除了有害物质的排气的气体排出部48,并与气体排出线路G5连结。
[0093]排气线路G3的第I洗涤器81的下游侧与未图示的烟囱(通风筒)连结。另外,排气线路G3分支有排气再循环线路G4。排气再循环线路G4设有EGR阀41,并与第2洗涤器(煤尘去除用洗涤器)42连结。第2洗涤器42通过对排气喷射水而去除所含有的SOx、煤尘等有害物质。
[0094]第2洗涤器42具有:主体43、文丘里部44、储水部45、以及水喷射部46。第2洗涤器42在气体排出部48连结有气体排出线路G5,该气体排出线路G5设有雾分离机49和鼓风机50,并与混合机51连结。混合机51将从外部气体吸入的空气与排气(再循环气体)混合而生成燃烧用混合气体,并通过燃烧用空气供给线路G6而与压缩机22连结。压缩机22能够将压缩后的燃烧用空气从供气线路Gl供给至柴油发动机11,供气线路Gl设有空气冷却器(冷却器)52。该空气冷却器52使被压缩机22压缩而成为高温的燃烧用混合气体与冷却水进行热交换,由此进行冷却。
[0095]储水罐91存储第1、第2洗涤器81、42的排水。即,第I洗涤器81与排出储水部84的排水的排水线路Wll连结,并且第2洗涤器42与排出储水部45的排水的排水线路W12连结。各排水线路Wl 1、W12通过排水线路W13而集合,该排水线路W13与储水罐91连结。因此,第I洗涤器81的储水部84的排水排出至排水线路Wll,第2洗涤器42的储水部45的排水排出至排水线路W12,各排水线路Wll、W12的排水通过排水线路W13而排出并存储至储水罐91。并且,第I洗涤器81设有使储水罐91的排水循环至水喷射部85的排水循环线路W14,并在排水循环线路W14设有栗87。另外,第2洗涤器42设有使储水罐91的排水循环至水喷射部46的排水循环线路Wl,并在排水循环线路Wl设有栗47。
[0096]上述空气冷却器52通过对高温的燃烧用混合气体进行冷却而使温度和压力下降,所以所含有的水蒸气冷凝而产生冷凝水(排出水)。空气冷却器52设有排出所产生的排出水的排出水排出线路W3,并在排出水排出线路W3设有排出水栗61。并且,该排出水排出线路W3经由排出水阀62而与排出水供给线路W4和排出水处理线路W5连结。
[0097]排出水供给线路W4与储水罐91连结。另外,排出水处理线路W5设有排出水罐63和阀64,并与处理装置65连结。另外,船舶搭载有用于制造清水的造水机66,并连结有存储由造水机66制造的清水的清水罐67。并且,清水罐67通过清水供给线路W6而与储水罐91连结,在清水供给线路W6设有清水栗68。
[0098]控制装置71能够对排出水阀62、清水栗68进行控制。该控制装置71根据储水罐91中的排水的水量来对排出水阀62和清水栗68进行控制。即,各洗涤器81、42通过对排气喷射水而去除有害物质,所以喷射水的一部分由于高温的排气而成为水蒸气,并被排气带走。另夕卜,虽未图示,但各洗涤器81、42通过过滤器对储水部84、45的排水进行清洗,所以一部分排水与废弃物一起被带走。因此,各洗涤器81、42需要定期地补给用于喷射的水。
[0099]储水罐91设有对所存储的排水的水量进行测量的水量传感器72。在水量传感器72测量出的储水罐91的水量小于预先设定的下限值时,控制装置71对排出水阀62进行切换,由此将从空气冷却器52排出至排出水排出线路W3的排出水通过排出水供给线路W4而供给至第2洗涤器42的储水部45。另一方面,在水量传感器72测量出的储水罐91的水量大于预先设定的上限值时,控制装置71对排出水阀62进行切换,由此将从空气冷却器52排出至排出水排出线路W3的排出水通过排出水处理线路W5而供给至排出水罐63(处理装置65)。
[0100]另外,控制装置71在即使对排出水阀62进行切换而将排出水通过排出水供给线路W4供给至洗涤器42的储水罐91,测量出的储水罐91的水量也不增加时,使清水栗68工作,由此将存储于清水罐67的清水通过清水供给线路W6而供给至储水罐91。然后,在水量传感器72测量出的储水罐91的水量大于上限值时,控制装置71使清水栗68的工作停止,由此使基于清水供给线路W6的清水向储水罐91的供给停止。此时,通过对排出水阀62进行切换,由此使基于排出水供给线路W4的排出水向储水罐91的供给也停止。
[0101]在此,对第2实施方式的排气处理装置的作用进行说明。
[0102]在第2实施方式的排气处理装置中,从船舶用柴油发动机11排出的排气在使涡轮增压器21中的涡轮23旋转后,排出至排气线路G3,在EGR阀41关闭时,全部排气量从排气线路G3排出至外部。
[0103]另一方面,在EGR阀41打开时,排气通过第I洗涤器81而去除所含有的SOx、煤尘等有害物质。即,在第I洗涤器81中,当排气在主体中上升时,从水喷射部85的各喷嘴86喷射水,由此通过该水进行冷却,并且SOx、煤尘等微粒子(PM)与水一起落下而被去除。并且,包含SOx、煤尘等的水存储于储水部84。
[0104]通过第I洗涤器81而去除了SOx、煤尘等的排气的一部分从排气线路G3流至排气再循环线路G4。流至排气再循环线路G4的排气通过第2洗涤器42而去除所含有的煤尘等有害物质。即,在第2洗涤器42中,排气以高速通过文丘里部44时,从水喷射部46喷射水,由此通过该水进行冷却,并且煤尘等微粒子(PM)与水一起落下而被去除。
[0105]此时,第I洗涤器81的储水部84的排水排出至排水线路Wll,第2洗涤器42的储水部45的排水排出至排水线路W12,并通过排水线路W13而排出并存储至储水罐91。因此,第I洗涤器81利用栗47使储水罐91的水通过排水循环线路Wl而再次返回至水喷射部46,第2洗涤器42利用栗47使储水罐91的水通过排水循环线路Wl再次返回至水喷射部46。
[0106]通过第2洗涤器42而去除了有害物质的排气排出至气体排出线路G5,在通过雾分离机49分离了水分后,与由混合机51吸入的空气混合而成为燃烧用空气。该燃烧用空气通过燃烧用空气供给线路G6,被涡轮增压器21的压缩机22压缩后被空气冷却器52冷却,并从供气线路Gl供给至柴油发动机11。
[0107]空气冷却器52对高温的燃烧用混合气体进行冷却,由此水蒸气冷凝而产生排出水,该排出水排出至排出水排出线路W3 ο该排出水从排出水排出线路W3流至排出水处理线路W5并积存于排出水罐63,处理装置65对该排出水进行净化处理。
[0108]控制装置71根据储水罐91中的排水量来对排出水阀62和清水栗68进行控制。即,在水量传感器72测量出的储水罐91的水量未处于规定水位(小于下限值)时,通过排出水阀62将排出水排出线路W3与排出水供给线路W4连通。这样,对排出水阀62进行切换而连通排出水排出线路W3与排出水供给线路W4,由此从空气冷却器52排出至排出水排出线路W3的排出水通过排出水供给线路W4而供给至储水罐91。因此,储水罐91的水量增加。
[0109]另外,即使将来自空气冷却器52的排出水从排出水供给线路W4供给至储水罐91,当各洗涤器81、42中的水的消耗量较多时,储水罐91的水量也不增加。因此,此时,使清水栗68工作。这样,利用清水栗68而将存储于清水罐67的清水通过清水供给线路W6供给至储水罐91。因此,储水部45的水量增加。
[0110]然后,在储水罐91的水量大于上限值时,对排出水阀62进行切换,并且使清水栗68的工作停止,由此使排出水和清水向储水罐91的供给停止。
[0111]这样,在第2实施方式的排气处理装置中,设有去除SOx、煤尘等有害物质的第I洗涤器81和去除煤尘等有害物质的第2洗涤器42,通过排水线路Wll、W12、W1 3而将各储水部84、45与储水罐91连结,在水量传感器72测量出的储水罐91的水量小于预先设定的下限值时,对排出水阀62进行切换,由此将排出水从排出水供给线路W4供给至储水罐91。因此,能够将储水罐91的水量始终维持为适量。另外,通过共用存储SOx去除用的第I洗涤器81和煤尘去除用的第2洗涤器42的排水的储水罐91,能够实现装置的小型化以及低成本化。
[0112]另外,在上述实施方式中,作为船舶用柴油发动机而使用主发动机进行了说明,但也能够应用于作为发电机使用的柴油发动机。
[0113]另外,在上述实施方式中说明的各洗涤器42、81的结构是一例,也可以是其他结构。
[0114]另外,在上述实施方式中,在排出水排出线路W3设有排出水栗61,但燃烧用空气是高压的,所以也可以不设排出水栗61。
[0115]另外,在上述第2实施方式中,共用存储SOx去除用的第I洗涤器81和煤尘去除用的第2洗涤器42的排水的储水罐91,但也可以分别设置。
【主权项】
1.一种排气处理装置,其特征在于,具有: 排气再循环线路,所述排气再循环线路将从发动机排出的排气的一部分作为燃烧用混合气体的一部分而再循环至所述发动机;洗涤器,所述洗涤器通过对在所述排气再循环线路中流动的排气喷射水而去除有害物质; 冷却器,所述冷却器对空气和再循环气体混合而成的燃烧用混合气体进行冷却;以及冷凝水供给装置,所述冷凝水供给装置将冷凝水供给至所述洗涤器,所述冷凝水是利用所述冷却器冷却燃烧用混合气体而产生的。2.根据权利要求1所述的排气处理装置,其特征在于,设有: 储水罐,所述储水罐存储对排气喷射后的水;水量传感器,所述水量传感器对所述储水罐的水量进行测量;以及控制装置,在所述水量传感器测量出的所述储水罐的水量超过预先设定的值时,所述控制装置从所述冷凝水供给装置供给凝集水或停止供给凝集水。3.根据权利要求2所述的排气处理装置,其特征在于, 设有将清水供给至所述洗涤器的清水供给装置,在即使所述冷凝水供给装置工作,所述水量传感器测量出的所述储水罐的水量也不增加时,所述控制装置使所述清水供给装置工作。4.根据权利要求1至3中任一项所述的排气处理装置,其特征在于, 所述洗涤器是能够去除排气中的煤尘的洗涤器或能够去除排气中的SOx的洗涤器。5.根据权利要求2或3所述的排气处理装置,其特征在于, 所述洗涤器具有:去除排气中的煤尘的煤尘去除用洗涤器、以及去除排气中的SOx的SOx去除用洗涤器,所述储水罐存储来自所述煤尘去除用洗涤器以及所述SOx去除用洗涤器的排水。6.—种船舶,其特征在于, 具有权利要求1至5中任一项所述的排气处理装置。7.一种水供给方法,供给对从发动机排出的排气喷射的水,该水供给方法的特征在于, 将冷凝水作为对所述排气喷射的水而进行供给,所述冷凝水是冷却向所述发动机供给的燃烧用混合气体而得到的。
【文档编号】F01N3/04GK105849375SQ201580002752
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月5日
【发明人】大场启道, 平冈直大, 上田哲司
【申请人】三菱重工业株式会社
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