特許 5983802 排ガス処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5983802

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】排ガス処理装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/50 20060101AFI20160823BHJP

   B01D 53/18 20060101ALI20160823BHJP

   F01N 3/04 20060101ALI20160823BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20160823BHJP

   B63H 21/32 20060101ALI20160823BHJP

   B01D 53/75 20060101ALI20160823BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20160823BHJP

   B01D 53/79 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/50 270

   B01D53/18 150

   F01N3/04 A

   F01N3/08 A

   B63H21/32 Z

   B01D53/75

   B01D53/78

   B01D53/79

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-34389(P2015-34389)

(22)【出願日】2015年2月24日

(65)【公開番号】特開2016-155075(P2016-155075A)

(43)【公開日】2016年9月1日

【審査請求日】2015年12月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松岡 七絵

(72)【発明者】

【氏名】榎並 義晶

(72)【発明者】

【氏名】高橋 邦幸

(72)【発明者】

【氏名】乾 貴誌

【審査官】 岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１９２３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１０７８１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特公昭４７−０１３２３１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５９−０４９８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４９６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２２５５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１７３７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１７１３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１０５５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０９６９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４７−０５０７０３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特公昭４７−０１３２３２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特公昭４６−００５０９９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特公昭５６−０２８１６９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５１−０９９６６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／５０

Ｂ０１Ｄ ５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／７５

Ｂ０１Ｄ ５３／７８

Ｂ０１Ｄ ５３／７９

Ｂ０１Ｄ ４７／００

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排ガスを処理する排ガス処理装置であって、
排ガスが導入される底部側から排ガスが排出される上部側への高さ方向に延伸する内部空間を有する反応塔と、
前記反応塔の前記内部空間において前記高さ方向に延伸し、液体を搬送する幹管と、
前記幹管の外側側面から前記反応塔の内側側面に向けて延伸して設けられ、前記幹管から供給される液体を噴射する噴射部を各々有し、異なる高さ位置に設けられた、複数の枝管と、
前記反応塔内に前記排ガスを旋回するように流入させる排ガス導入部と
を備え、
前記高さ方向に隣接する枝管の各々の前記噴射部から噴射される前記液体の噴射領域同士が、前記高さ方向から見た上面図において部分的に重なり合う領域を有し、
前記高さ方向における前記複数の枝管の間隔は、前記排ガスが排出される前記反応塔の上部における間隔が、前記排ガスが流入する前記反応塔の底部における間隔よりも狭い排ガス処理装置。

【請求項2】

前記排ガスが排出される前記反応塔の上部における、前記幹管の前記液体の流路の断面積は、前記排ガスが導入される前記反応塔の底部における前記幹管の前記液体の流路の断面積よりも小さい
請求項１に記載の排ガス処理装置。

【請求項3】

排ガスを処理する排ガス処理装置であって、
排ガスが導入される底部側から排ガスが排出される上部側への高さ方向に延伸する内部空間を有する反応塔と、
前記反応塔の前記内部空間において前記高さ方向に延伸し、液体を搬送する幹管と、
前記幹管の外側側面から前記反応塔の内側側面に向けて延伸して設けられ、前記幹管から供給される液体を噴射する噴射部を各々有し、異なる高さ位置に設けられた、複数の枝管と、
前記反応塔内に前記排ガスを旋回するように流入させる排ガス導入部と
を備え、
前記高さ方向に隣接する枝管の各々の前記噴射部から噴射される前記液体の噴射領域同士が、前記高さ方向から見た上面図において部分的に重なり合う領域を有し、
前記複数の枝管のうち、前記高さ方向において隣接する枝管同士が成す角度は、前記排ガスが排出される前記反応塔の上部の方が、前記排ガスが流入する前記反応塔の底部よりも小さい排ガス処理装置。

【請求項4】

前記高さ方向から前記複数の枝管を見た上面図において、前記隣接する枝管が成す角度のうち、最も大きい角度は６０度よりも小さい
請求項１から３のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。

【請求項5】

前記上面図において、前記複数の枝管は前記幹管の周りを少なくとも一周するよう設けられている
請求項１から４のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。

【請求項6】

前記上面図において、前記複数の枝管は前記幹管の周りを少なくとも二周するよう設けられており、
二周目の前記枝管のそれぞれは、前記上面図において、一周目の前記枝管のうち隣接する２つの前記枝管の中央に配置される
請求項５に記載の排ガス処理装置。

【請求項7】

前記高さ方向における前記複数の枝管の間隔は、前記排ガスが排出される前記反応塔の上部で、前記排ガスが流入する前記反応塔の底部より密である
請求項３に記載の排ガス処理装置。

【請求項8】

前記複数の枝管は、前記反応塔に流入される排ガスの旋回方向と同じ回転方向を有する螺旋状に設けられる
請求項１から７のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。

【請求項9】

前記複数の枝管は、前記反応塔に流入される排ガスの旋回方向と逆向きの回転方向を有する逆向き螺旋状に設けられる
請求項１から７のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。

【請求項10】

前記複数の枝管は前記上面図において重ならないよう設けられている、
請求項８または９に記載の排ガス処理装置。

【請求項11】

前記枝管には噴射部が設けられ、前記噴射部が噴射する液体の粒径は、前記排ガスが排出される前記反応塔の上部の方が、前記排ガスが流入する前記反応塔の底部よりも小さい
請求項１から１０のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。

【請求項12】

単位体積当たりに噴射される液体の粒数が、前記排ガスが排出される前記反応塔の上部の方が、前記排ガスが流入する前記反応塔の底部よりも多い
請求項１から１１のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。

【請求項13】

前記排ガス処理装置は、船舶用の排ガス処理装置である
請求項１から１２のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。

【請求項14】

前記船舶は、高さ方向に複数の階層を有し、
前記反応塔は、前記船舶の２以上の階層に渡って設けられ、
前記高さ方向に対して垂直な平面における前記反応塔の前記内部空間の断面積は、前記船舶の階層に応じて異なる、
請求項１３に記載の排ガス処理装置。

【請求項15】

各々の前記階層に設けられる前記枝管の延伸長さは、前記内部空間の断面積に応じて異なる
請求項１４に記載の排ガス処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排ガス処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内部で海水等を噴霧している吸収塔の底部から上部に排ガスを通過させて、排ガス中の有害成分を除去する排ガス処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。吸収塔の内部では、排ガスを螺旋状に旋回させながら上部に移動させることで、排ガスが海水等と接触する時間を長くしている。
［特許文献］
特許文献１ 特開２０１４−１１７６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

吸収塔の内部において、排ガスが海水等と接触する時間を長くできるように、排ガスが高さ方向に直進することを妨げることが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一つの態様においては、排ガスを処理する排ガス処理装置であって、排ガスが導入される底部側から排ガスが排出される上部側への高さ方向に延伸する内部空間を有する反応塔と、反応塔の内部空間において高さ方向に延伸し、液体を搬送する幹管と、幹管の外側側面から反応塔の内側側面に向けて延伸して設けられ、幹管から供給される液体を噴射する噴射部を各々有し、異なる高さ位置に設けられた、複数の枝管と、反応塔内に排ガスを旋回するように流入させる排ガス導入部とを備え、高さ方向に隣接する枝管の各々の噴射部から噴射される液体の噴射領域同士が、高さ方向から見た上面図において部分的に重なり合う領域を有し、高さ方向における複数の枝管の間隔は、排ガスが排出される反応塔の上部における間隔が、排ガスが流入する反応塔の底部における間隔よりも狭い排ガス処理装置を提供する。

【0005】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態に係る排ガス処理装置１００の構造例を示す図である。

【図2】高さ方向から複数の枝管４０を見た上面図を示す。

【図3】それぞれの噴射部４２における噴射領域４３の一例を示す図である。

【図4】図４（ａ）は、噴射部４２において噴射口４４が設けられた面を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す。

【図5】図５（ａ）および図５（ｂ）は、反応塔１０および排ガス導入部２０の接続例を示す上面図である。

【図6】複数の枝管４０の他の配置例を示す図である。

【図7】複数の枝管４０の他の配置例を示す図である。

【図8】図８（ａ）は、高さ方向において隣接する枝管４０の角度を９０度にした場合の、反応塔１０内における排ガスの旋回例を示す。図８（ｂ）は、高さ方向において隣接する枝管４０の角度を２２．５度にした場合の、反応塔１０内における排ガスの旋回例を示す。

【図9】図８（ａ）に示した装置から外部への液体飛散量と、図８（ｂ）に示した装置から外部への液体飛散量の解析結果を示す図である。

【図10】船舶に設置された排ガス処理装置１００の反応塔１０の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0008】

図１は、実施形態に係る排ガス処理装置１００の構造例を示す図である。排ガス処理装置１００は、船舶のエンジン等から排出される排ガスに含まれる、硫黄成分等の有害物質を除去する。本例の排ガス処理装置１００は、反応塔１０、排ガス導入部２０、幹管３０および複数の枝管４０を備える。

【0009】

反応塔１０は、高さ方向に延伸する内部空間を有する。本例において高さ方向とは、反応塔１０において排ガスが導入される底部側から、排ガスが排出される上部側に延伸する方向を指す。図１に示すｚ軸方向が高さ方向に対応する。ｚ軸方向は、例えば船舶の床面と垂直な方向または重力方向と平行である。排ガス導入部２０は、反応塔１０の内部空間に排ガスを導入する。本例の排ガス導入部２０は、反応塔１０の底面近傍において反応塔１０に排ガスを流入させる。排ガス導入部２０は、反応塔１０の側面に沿って排ガスが螺旋状に旋回するように、反応塔１０に排ガスを流入させる。

【0010】

本例の反応塔１０は、内部で液体を噴霧して排ガスの有害物質を吸収する吸収部１４と、内部で液体が噴霧されない排出部１２とを有する。排出部１２は、吸収部１４を通過した排ガスを外部に排出する。液体が噴霧されない排出部１２を排出側に設けることで、排ガス処理装置１００から液体が排出されにくくする。排出部１２の内部空間のｘｙ平面における断面積は、吸収部１４の内部空間の面積よりも小さくてよい。なお本例においてｘｙ平面はｚ軸を法線とする面である。

【0011】

幹管３０は、反応塔１０の内部空間において高さ方向（すなわちｚ軸方向）に延伸して設けられる。幹管３０は、例えば内部に液体の流路を有しており、高さ方向に液体を搬送する。幹管３０は、吸収部１４の底面近傍において反応塔１０の側面から内部に導入され、吸収部１４の上端近傍まで延伸してよい。排ガス処理装置１００が船舶に設けられる場合、幹管３０に導入される液体は海水、湖水または川水やアルカリ化した処理水等であってよい。

【0012】

なお、高さ方向の位置に応じて、幹管３０における液体の流路の断面積が異なってよい。幹管３０は、上部における液体流路の断面積が、底部における液体流路の断面積より小さくてよい。本明細書において、底部とは反応塔１０に排ガスが導入される側の部分を指し、上部とは反応塔１０が排ガスを排出する側の部分を指す。

【0013】

本例の幹管３０は、底部側から順番に底部部分３２、中部部分３４および上部部分３６を有する。最も上部側の上部部分３６における液体流路の断面積は、最も底部側の底部部分３２における液体流路の断面積よりも小さい。本例では、中部部分３４における液体の経路の断面積は、底部部分３２における液体の経路の断面積よりも小さい。

【0014】

また、上部部分３６における液体の流路の断面積は、中部部分３４における液体の流路の断面積よりも更に小さい。幹管３０に流れる液体の量は、上部に進むにつれて少なくなるが、このような構成により、流量低下に伴う液体圧力の低下を小さくして、液体の噴出速度の低下を防ぐことができる。なお、本明細書において特に定義がない場合、液体の量は単位時間当たりの値を指す。

【0015】

複数の枝管４０は、幹管３０の外側側面から、反応塔１０の内側側面に向けて延伸して設けられる。枝管４０は、例えばｘｙ平面内において延伸して設けられる。それぞれの枝管４０は、反応塔１０の内側側面の近傍まで延伸してよい。反応塔１０の半径は０．３ｍから数ｍ程度であって、枝管４０の先端と反応塔１０の内側側面との間隔は、１０ｃｍから数１０ｃｍ程度であってよい。

【0016】

それぞれの枝管４０の内部には、幹管３０から分岐して液体が流れる流路が形成される。また、それぞれの枝管４０は、当該流路から液体を受け取り、反応塔１０の内部空間に液体を噴射する噴射部４２を有する。噴射部４２は、液体を霧状にして噴出してよい。また、それぞれの枝管４０は、複数の噴射部４２を有してよい。また、噴射部４２は、反応塔１０の高さ方向とは垂直な方向に向けて液体を噴射してよい。図１において、×印を付した噴射部４２の面に噴射口が設けられてよい。

【0017】

なお本例では、幹管３０を挟んで対向して枝管４０が延伸する。本例では、対向する枝管４０の組を、１つの枝管４０と称する。対向する枝管４０に設けられた各噴射部４２は、逆向きに液体を噴射する。また、複数の枝管４０のうち、少なくとも２つの枝管は、異なる高さ位置に設けられる。本例では、８個の枝管４０−１、４０−２、・・・、４０−８が、異なる高さ位置に設けられる。高さ方向に隣接する複数の枝管４０に設けられた各噴射部４２から噴射される液体の噴射領域が、高さ方向から見た上面図において部分的に重なり合う。

【0018】

噴射部４２から噴射された液体は、反応塔１０の内部を通過する排ガスと接触して、排ガスに含まれる有害物質を吸収する。有害物質の吸収に用いた液体は、反応塔１０の底部にたまり、外部に排出される。

【0019】

図２は、高さ方向から複数の枝管４０を見た上面図を示す。上述したように、それぞれの枝管４０は、高さ方向において隣接する枝管４０に設けられた噴射部４２の噴射領域が、互いに重なり合うように配置される。例えば、高さ方向において隣接する枝管４０が成す角度を小さくすることで、隣接する噴射領域を重なり合わせることができる。例えば高さ方向から複数の枝管４０を見た上面図において、高さ方向に隣接する枝管４０が成す角度のうち最も大きい角度は６０度よりも小さい。例えば図２の例において、それぞれの枝管４０と、隣接する枝管４０とが成す角度θは、２２．５度である。

【0020】

図３は、それぞれの噴射部４２における噴射領域４３の一例を示す図である。図３においては、枝管４０−１から枝管４０−５までの噴射領域４３を拡大して示すが、他の枝管４０の噴射領域４３も同様である。上述したように、高さ方向に隣接する複数の枝管４０に設けられた各噴射部４２から噴射される液体の噴射領域４３が、高さ方向から見た上面図において部分的に重なり合う領域を有する。なお、図３において噴射領域４３の範囲の境界を実線で示している。

【0021】

例えば、噴射部４２−３の噴射領域４３−３と、隣接する噴射部４２−４の噴射領域４３−４とは、少なくとも領域Ａにおいて重なり合っており、且つ、完全に重なり合ってはいない。隣接する全ての噴射領域４３が部分的に重なり合うことで、上面図において噴射領域４３の間の隙間が小さくなる。従って、高さ方向に隣接する液体の各噴射領域４３が重なり合わない場合に比べて、本例では高さ方向に隣接する液体の各噴射領域４３同士の隙間をなくすことができる。

【0022】

特に、排ガスが旋回時に主に移動する反応塔１０の側面近傍において、噴射領域４３の間の隙間が無くなる。このため、排ガスが旋回せずに高さ方向に直進するのを妨げ、吸収部１４を排ガスが通過する時間を長くすることができる。特に、船舶のエンジン等は、要求される負荷等に応じて排出する排ガスの流量が変動する。その場合でも、高さ方向に隣接する液体の各噴射領域４３同士の隙間をなくすことにより、排ガスが旋回せずに高さ方向に直進するのを妨げ、吸収部１４を排ガスが通過する時間を長くすることができる。

【0023】

なお、幹管３０の近傍の領域も、できるだけ噴射領域４３でカバーすることが好ましい。それぞれの枝管４０には、幹管３０寄りに配置した噴射部４２と、反応塔１０の側面寄りに配置した噴射部４２とを設けてよい。

【0024】

それぞれの枝管４０において反応塔１０の側面寄りに配置した噴射部４２は、高さ方向において隣接する噴射部４２同士の噴射領域４３が、部分的に重なり合うことが好ましい。反応塔１０の側面寄りに配置した噴射部４２が噴射する液体は、反応塔１０の側面まで到達することが好ましい。

【0025】

また、幹管３０寄りに配置したそれぞれの噴射部４２においても、高さ方向において隣接する噴射部４２同士の噴射領域４３は、部分的に重なり合うことが好ましい。幹管３０寄りに配置した噴射部４２が噴射する液体は、幹管３０の側面まで到達することが好ましい。また、上面図において、反応塔１０の内部空間における全ての領域は、少なくとも１つの噴射領域４３で覆われることが好ましい。

【0026】

また、それぞれの噴射領域４３は、２以上の噴射領域４３と部分的に重なり合ってもよい。例えば図３の例では、噴射領域４３−１は、少なくとも３つの噴射領域４３−２、４３−３、４３−４と部分的に重なっている。噴射領域４３−１は、図３には示していないが、枝管４０−８等の噴射部４２の噴射領域とも部分的に重なっている。それぞれの噴射領域４３は、３以上の噴射領域４３と部分的に重なり合ってよく、４以上の噴射領域４３と部分的に重なりあってもよい。

【0027】

また、それぞれの噴射領域４３は、半分以上の面積が隣接する噴射領域４３と重なってよく、１／４以上の面積が隣接する噴射領域４３と重なってもよい。また、それぞれの噴射部４２の噴射領域４３は、上面図において隣接する噴射部４２を含む領域であってもよい。

【0028】

このように、高さ方向に隣接する複数の枝管４０に設けられた各噴射部４２から噴射される液体の噴射領域４３が、高さ方向から見た上面図において部分的に重なり合う領域を有する。従って、高さ方向に隣接する液体の各噴射領域４３が重なり合わない場合に比べて、本例では高さ方向に隣接する液体の各噴射領域４３同士の隙間をなくすことができる。このため、排ガスとともに液体が上昇することを防ぐことができる。このため、有害物質を吸収した液体が、排ガスとともに外部に排出されるのを妨げることができる。従って、液体が排出されるのを防ぐ構造を別途設けなくともよいか、または、当該構造を小さくでき、排ガス処理装置１００を小型化できる。

【0029】

また、このように枝管４０を配置することで、上面図において幹管３０の周囲に枝管４０をまんべんなく配置することができる。このため、排ガスが旋回せずに高さ方向に直進するのを枝管４０自体が妨げ、吸収部１４を排ガスが通過する時間を長くすることができる。従って、排ガスから有害物質を効率よく除去することができる。

【0030】

また、枝管４０自体が排ガスの旋回を阻害しないので、液体は排ガスの流れに沿って反応塔１０の側面にぶつかりやすくなる。上面図において幹管３０の周囲に枝管４０をまんべんなく配置しているので、排ガスとともに液体が上昇することを防ぐことができる。このため、有害物質を吸収した液体が、排ガスとともに外部に排出されるのを妨げることができる。従って、液体が排出されるのを防ぐ構造を別途設けなくともよいか、または、当該構造を小さくでき、排ガス処理装置１００を小型化できる。

【0031】

船舶等において有害物質の排出規制が強化された場合、既存の船舶等の設備に排ガス処理装置を新たに搭載し、または、排ガス処理装置を交換することが考えられる。本例の排ガス処理装置１００は小型化が容易なので、船舶等の既存設備に設置することが容易である。

【0032】

なお、隣接する枝管４０同士が成す角度のうち、最も大きい角度は４５度よりも小さくてよい。この場合、排ガスが高さ方向に直進する成分よりも、ｘｙ平面において回転する成分を大きくしやすくなる。当該角度は３０度より小さくてよく、２０度より小さくてもよい。

【0033】

また、複数の枝管４０は、幹管３０の周りを少なくとも一周するように設けられる。複数の枝管４０は、上面図において幹管３０の周りにほぼ均等に配置されてよい。なお、図１および図２に示すように、幹管３０の対向する２つの側面から枝管４０が延伸する場合、枝管４０が幹管３０の周りを半周すれば、２つの側面から延伸する枝管４０が幹管３０の周りを一周することになる。

【0034】

また、複数の枝管４０は、幹管３０の周りに螺旋状に設けられてよい。この場合、図１および図２に示すように、高さ方向に隣接する枝管４０が、上面図においても隣接する。螺旋の回転方向は、反応塔１０の内部空間における排ガスの旋回方向と同一であってよい。これにより、反応塔１０の内部における排ガスの旋回を促進できる。

【0035】

旋回を促進することで、有害物質を吸収した液体が外部に排出されるのを更に防ぐことができる。なお排ガスの旋回方向は、排ガス導入部２０が排ガスを反応塔１０に流入させる方向により定まる。また、枝管４０の螺旋の回転方向は、排ガスの旋回方向とは逆向きであってもよい。この場合であっても、排ガスが高さ方向に直進することを妨げることができる。

【0036】

また、複数の枝管４０内部の液体流路の断面積は、高さ方向における位置に応じて異なってよい。本例では、最も上部側の上部部分３６における枝管４０の液体流路の断面積は、最も底部側の底部部分３２における枝管４０の液体流路の断面積よりも小さい。

【0037】

本例では、中部部分３４における枝管４０の液体流路の断面積は、底部部分３２における枝管４０の液体流路の断面積よりも細い。また、上部部分３６における枝管４０の液体流路の断面積は、中部部分３４における枝管４０の液体流路の断面積よりも更に細い。これにより、それぞれの枝管４０の内部における液体圧力の低下を小さくして、液体の噴出速度の低下を小さくすることができる。

【0038】

また、図１に示すように、高さ方向における複数の枝管４０の間隔は、反応塔１０の上部側のほうが、反応塔１０の底部側よりも狭い。例えば、幹管３０の液体流路の断面積が変化する複数の部分毎に、枝管４０の間隔が変化する。本例では、中部部分３４における枝管４０の間隔は、底部部分３２における枝管４０の間隔よりも狭い。また、上部部分３６における枝管４０の間隔は、中部部分３４における枝管４０の間隔よりも更に狭い。このように、排出部１２の近傍における枝管４０を密に配置することで、液体が排出部１２から排出されることを更に防ぐことができる。

【0039】

また、反応塔１０の底部側は排ガス導入部２０に近いので、排ガスの旋回力は上部側に比べて大きい。このため、反応塔１０の底部側の枝管４０を比較的にまばらに配置することで排ガスの旋回が阻害されるのを防ぐことができる。

【0040】

なお、噴射部４２が噴射する液体の粒径は、反応塔１０の上部側のほうが、反応塔１０の底部側よりも小さくてよい。ただし、単位体積当たりに噴射される液体の粒数は、反応塔１０の上部側のほうが、反応塔１０の底部側よりも多い。

【0041】

反応塔１０の上部では、単位体積当たりに含まれる有害物質の濃度が低くなっているので、粒径の大きい液体をまばらに配置するよりも、粒径の小さい液体を多数分散して配置するほうが、効率よく有害物質を吸収することができる。液体は、その液体の近傍の有害物質を吸収する。

【0042】

有害物質の濃度が高い場合には、粒径の大きい液体をまばらに配置しても、その液体の近傍の有害物質を吸収して、液体の飽和状態近くまで有害物質を吸収できる。一方、有害物質の濃度が低い場合には、粒径の大きい液体をまばらに配置しても、その液体の飽和状態近くまで有害物質を吸収できず、液体を効率よく使用することができない。これに対し、粒径の小さい液体を高密度に配置することで、有害物質の濃度が低い場合であっても、その液体の飽和状態近くまで有害物質を吸収でき、液体を効率よく使用することができる。

【0043】

なお、図３に示した噴射領域４３とは、反応塔１０に供給される液体の流量が定格流量の場合において噴射部４２が液体を噴射する領域であってよい。この場合において反応塔１０に供給される排ガスの流量も定格流量であってよい。また、反応塔１０に供給される液体等の定格流量が定まらない場合、排ガス処理装置１００の動作可能範囲の上限および下限の中央値を定格流量としてもよい。動作可能範囲は排ガス処理装置１００の仕様によって定めてよい。また、排ガス処理装置１００の動作仕様が定まらない場合、噴射領域４３は、噴射部４２の噴射口の形状から定めてもよい。

【0044】

図４は、噴射部４２の一例を示す図である。図４（ａ）は、噴射部４２において噴射口４４が設けられた面を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す。図４（ａ）および（ｂ）に示すように、本例の噴射部４２は、複数の噴射口４４および液体供給部５０を有する。液体供給部５０は、複数の噴射口４４に対して共通に設けられ、それぞれの噴射口４４に液体を供給する。液体供給部５０には、枝管４０から液体が供給される。

【0045】

図４（ｂ）に示すように、それぞれの噴射口４４は、一方の端部４６が反応塔１０の内部に向けて開口し、他方の端部が液体供給部５０に接続される。少なくとも一つの噴射口４４は、両端を結ぶ直線４８が、噴射部４２の面に対して傾き（例えば図４（ｂ）におけるθ１、θ２）を有する。ｘｙ平面において両端に設けられた２つの噴射口４４−１、４４−２の直線４８−１、４８−２を延長することで囲まれる領域を、図３において説明した噴射領域４３としてよい。

【0046】

また、直線４８は、噴射口４４の端部４６における、噴射口４４の傾きであってもよい。例えば噴射口４４の傾きが、液体供給部５０から端部４６までの間に変化する場合、直線４８は、噴射口４４の端部４６における接線で定義されてもよい。

【0047】

図５（ａ）および図５（ｂ）は、反応塔１０および排ガス導入部２０の接続例を示す上面図である。図５（ａ）の例においては、排ガス導入部２０は、反応塔１０と接続する接続部分近傍において直線状に設けられる。ただし、排ガス導入部２０の外側側壁２２が、反応塔１０の外形の接線方向に延伸し、外側側壁２２と対向する内側側壁２４が、反応塔１０の外形と交差する方向に延伸するように設けられる。

【0048】

図５（ｂ）の例においては、排ガス導入部２０は、反応塔１０と接続する接続部分近傍において曲線形状を有する。この場合、排ガスは反応塔１０の内部で旋回しやすくなる。図５（ａ）の例では、排ガス処理装置１００を小型化することができるが、反応塔１０に流入した排ガスの旋回力は、図５（ｂ）の例に比べて低下してしまう。係る場合であっても、上述したように枝管４０を螺旋状に配置することで、排ガスの旋回を補助することができる。従って、排ガス処理装置１００の小型化と、排ガスの良好な旋回を両立することができる。

【0049】

図６は、複数の枝管４０の他の配置例を示す図である。図６においては、幹管３０および複数の枝管４０のみを示し、他の構成を省略している。また、図６においては、複数の枝管４０の太さおよび高さ方向の間隔を同一にしているが、図１に示すように、上部側の枝管４０は細くなっていてよく、また、上部側の枝管４０の間隔は小さくなっていてよい。

【0050】

本例の複数の枝管４０は、幹管３０の周りを１周するように設けられる。つまり、枝管４０−１から４０−８において幹管３０の周りを半周して、枝管４０−９から４０−１６において幹管３０の周りを更に半周する。この場合、上面図において全ての枝管４０が重ならないように（すなわち、幹管３０に対する角度が重複しないように）配置してよい。

【0051】

例えば２周目の枝管４０−９から４０−１６のそれぞれは、１周目の枝管４０−１から４０−８の隣接する２つの枝管４０の略中央に配置される。より具体的には、枝管４０−１から４０−８において隣接する枝管４０同士の角度が２２．５度の場合に、枝管４０−９から４０−１６は、枝管４０−１から４０−８に対して１１．２５度ずつずれて配置されてよい。

【0052】

また、２周目の枝管４０−９から４０−１６は、１周目の枝管４０−１から４０−８と上面図において重なるように配置されてもよい。ただし、上面図において重なる２つの枝管４０の高さ方向における間隔は、ガス流の旋回を阻害しない程度に十分大きいことが好ましい。上面図において重なる２つの枝管４０の高さ方向における間隔は、０．５ｍ以上であってよく、２ｍ以上であってもよい。また、上面図において重なる２つの枝管４０の間には、高さ方向において３本以上の枝管４０が設けられてよく、７本以上の枝管４０が設けられてもよい。

【0053】

図７は、複数の枝管４０の他の配置例を示す図である。図７においては、幹管３０および複数の枝管４０のみを示し、他の構成を省略している。また、図７においては、複数の枝管４０の太さおよび高さ方向の間隔を同一にしているが、図１に示すように、上部側の枝管４０は細くなっていてよく、また、上部側の枝管４０の間隔は小さくなっていてよい。

【0054】

本例の複数の枝管４０のうち、高さ方向において隣接する枝管４０同士が成す角度は、反応塔１０の上部側の方が、反応塔１０の底部側よりも小さい。図７の例では、底部側の枝管４０−１から４０−５は、隣接する枝管４０の角度が９０度である。中間の枝管４０−５から４０−９は、隣接する枝管４０の角度が４５度である。上部側の枝管４０−９から４０−１６は、隣接する枝管４０の角度が２２．５度である。

【0055】

このように、排出部１２の近傍における枝管４０を密に配置することで、液体が排出部１２から排出されることを更に防ぐことができる。また、反応塔１０の底部側の枝管４０を比較的にまばらに配置することで排ガスの旋回が阻害されるのを防ぐことができる。

【0056】

なお、隣接する枝管４０の角度は、枝管４０が幹管３０を１周する毎に変化してよい。これにより、上面図において枝管４０を均等に配置することができる。また、図１に示したように、幹管３０の液体流路の断面積が変化する複数の部分毎に、隣接する枝管４０の成す角度を変化させてもよい。また、図７に示した例においても、全ての枝管４０が上面図において重ならないように配置してもよい。

【0057】

図８（ａ）は、高さ方向において隣接する枝管４０の角度を９０度にした場合の、反応塔１０内における排ガスの旋回例を示す。図８（ｂ）は、高さ方向において隣接する枝管４０の角度を２２．５度にした場合の、反応塔１０内における排ガスの旋回例を示す。図８（ａ）および図８（ｂ）において、反応塔１０の内部空間のサイズ、枝管４０の本数、排ガスの流入速度等の、枝管４０の角度以外の条件は全て同一として、シミュレーションにより排ガスの流跡を算出した。なお、図８（ａ）および図８（ｂ）においては、見易さの観点から排ガスの流跡を１本の線で近似して示している。

【0058】

図８（ａ）に示すように、隣接する枝管４０の角度を９０度にした場合、排ガスは反応塔１０内において１回程度旋回して排出される。これに対して、図８（ｂ）に示すように、隣接する枝管４０の角度を２２．５度にした場合、排ガスは反応塔１０内において２から３回程度旋回して排出される。このように、隣接する枝管４０の角度を６０度より小さくすることで、反応塔１０内における排ガスの旋回数を増加させることができる。

【0059】

図９は、図８（ａ）に示した装置から外部への液体飛散量と、図８（ｂ）に示した装置から外部への液体飛散量の解析結果を示す図である。図９では、図８（ａ）に示した装置から飛散する液体飛散量を１としている。図８（ｂ）の例では、液体飛散量が概ね半分程度に減少する。これは、図８（ｂ）に示したように、排ガスの旋回数が増加しているためと考えられる。

【0060】

例えば、排ガスの旋回数が増加することで、液体が排ガスの流れに沿って反応塔１０の内壁に付着する確率が増加する。特に、図８（ｂ）に示した例では、液体が外部に飛散しやすい反応塔１０の上部側でも排ガスの旋回が維持されている。このため、液体飛散量を低減できる。

【0061】

図１０は、船舶に設置された排ガス処理装置１００の反応塔１０の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置１００は、船舶の動力源からの排ガスを処理する。船舶は高さ方向に複数の階層１１２を有する。階層１１２は、床板１１０で区切られる。

【0062】

反応塔１０は、船舶の２以上の階層１１２に渡って設けられる。床板１１０には、反応塔１０が通過する開口が設けられる。高さ方向に対して垂直な平面における反応塔１０の内部空間の断面積は、船舶の階層１１２毎に異なってよい。また、反応塔１０の外形も、断面積に応じて変化する。本例では、より上層の階層１１２ほど、反応塔１０の内部空間の断面積および外形が小さくなっている。反応塔１０の断面積を上部側ほど小さくすることで、排ガスの旋回半径が小さくなり、旋回数の低下を防ぐことができる。また、反応塔１０の外形を小さくできるので、設置空間が制限される船舶においても容易に設置することができる。

【0063】

また、各々の階層１１２に設けられる枝管４０のｘｙ平面における延伸長さは、反応塔１０の内部空間の断面積に応じて異なる。つまり、枝管４０の延伸長さは、配置されている階層１１２における内部空間の断面積が小さくなるほど、短くなる。

【0064】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0065】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0066】

１０・・・反応塔、１２・・・排出部、１４・・・吸収部、２０・・・排ガス導入部、２２・・・外側側壁、２４・・・内側側壁、３０・・・幹管、３２・・・底部部分、３４・・・中部部分、３６・・・上部部分、４０・・・枝管、４２・・・噴射部、４３・・・噴射領域、４４・・・噴射口、４６・・・端部、４８・・・直線、５０・・・液体供給部、１００・・・排ガス処理装置、１１０・・・床板、１１２・・・階層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】