特許 7349899 排ガス処理部の防熱構造

(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】

(24)【登録日】2023-09-14

(45)【発行日】2023-09-25

(54)【発明の名称】排ガス処理部の防熱構造

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/24 20060101AFI20230915BHJP

   B63H 21/14 20060101ALI20230915BHJP

   B63H 21/32 20060101ALI20230915BHJP

【ＦＩ】

F01N3/24 L ZAB

B63H21/14

B63H21/32 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019232036

(22)【出願日】2019-12-23

(65)【公開番号】P2021099085

(43)【公開日】2021-07-01

【審査請求日】2022-05-18

(73)【特許権者】

【識別番号】503218067

【氏名又は名称】住友重機械マリンエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】角田 勇人

(72)【発明者】

【氏名】太田 克哉

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３２８２５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０８５１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７６８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５５７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６３４４８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／２４

Ｂ６３Ｈ ２１／１４

Ｂ６３Ｈ ２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶のエンジンからの排ガスを処理する円筒状の排ガス処理部と、
前記排ガス処理部を覆う外殻部材と、
前記外殻部材を外周から覆う防熱部材と、を備え、
前記外殻部材の周壁部は、平面状に広がる平面部を有し、
前記平面部に防熱部材が取り付けられ、
前記外殻部材の内周面は、前記排ガス処理部の外周面から径方向に離間することで、当該排ガス処理部との間に内部空間を形成し、
前記内部空間に配置された加熱手段を更に備える、排ガス処理部の防熱構造。

【請求項2】

前記排ガス処理部から離間した位置に前記加熱手段を備える、請求項１に記載の防熱構造。

【請求項3】

前記外殻部材は、外面側の表面積の半分以上を前記平面部が占める、請求項１又は２に記載の排ガス処理部の防熱構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排ガス処理部の防熱構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、船舶の排ガス処理部として、特許文献１に記載されたものが知られている。この船舶の排ガス処理部は、エンジンからの排ガスの配管に接続され、当該排ガスを還元剤などで処理を行った後、煙突から排気している。当該排ガス処理部は、円筒状の形状を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２４０４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上述の特許文献１に記載の排ガス処理部は、外周面に対して、防熱構造を設ける必要がある。従来は、円筒状の外周面に直接防熱部材を施工していた。このように、円筒状の外周面は、防熱部材の取り付けが難しく、施工性が低下していた。従って、排ガス処理部に対する防熱構造の施工を容易にすることが求められていた。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、施工を容易に行うことができる排ガス処理部の防熱構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る排ガス処理部の防熱構造は、船舶のエンジンからの排ガスを処理する円筒状の排ガス処理部と、排ガス処理部を覆う外殻部材と、を備え、外殻部材の周壁部は、平面状に広がる平面部を有する。

【0007】

排ガス処理部の防熱構造は、排ガス処理部を覆う外殻部材を備えている。従って、作業者は、防熱部材を排ガス処理部に直接取り付けることに代えて、外殻部材に取り付けることが可能となる。ここで、外殻部材の周壁部は、平面状に広がる平面部を有する。このような平面部は、平面状に広がっているため、防熱部材を取り付け易くなる。以上より、排ガス処理部の防熱構造の施工を容易に行うことができる。

【0008】

平面部に防熱部材が取り付けられてよい。これにより、防熱部材を外殻部材に容易に取り付けることができる。

【0009】

外殻部材の内周面は、排ガス処理部の外周面から径方向に離間することで、当該排ガス処理部との間に内部空間を形成してよい。この場合、例えば、排ガス処理部を直接加熱するためにヒータを巻き付けるような施工性の低い作業を行わなくとも、内部空間を利用した加熱が可能となる。

【0010】

外殻部材は、外面側の表面積の半分以上を平面部が占めてよい。この場合、外殻部材の外面の多くの部分が、防熱部材を取り付け易い平面部となっている。従って、排ガス処理部の防熱構造の施工を容易に行うことができる。

【0011】

排ガス処理部の防熱構造は、内部空間に配置された加熱手段を更に備えてよい。この場合、加熱手段は、内部空間の空気を加熱することによって、排ガス処理部を加熱することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、施工を容易に行うことができる排ガス処理部の防熱構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る排ガス処理部の防熱構造を備える船舶を示す概略側面図である。

【図2】排ガス処理部及び防熱構造の側面図である。

【図3】排ガス処理部及び防熱構造を上方から見た図である。

【図4】比較例に係る防熱構造を示す側面図である。

【図5】実施形態と比較例の防熱構造の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明による船舶の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排ガス処理部の防熱構造を備える船舶を示す概略側面図である。なお、ここでの船舶１００はタンカーである。

【0015】

図１に示すように、この船舶１００にあっては、船体１９内の船尾側（図１の左側）に機関室１が設けられ、この機関室１より船首側（図１の右側）に隔壁４を隔ててポンプ室２が設けられ、このポンプ室２より船首側に隔壁５を隔ててカーゴスペース３が複数設けられる。船体１９内の船首側には船首部１３が設けられ、この船首部１３より船尾側に船首隔壁１４を隔ててカーゴスペース３が設けられる。また、船舶１００におけるカーゴスペース３側にはバラスト水を貯留するバラストタンク６が複数設けられる。また、機関室１より船尾側には船尾部１５が設けられる。船尾部１５の下部にはバラストタンク６とは異なるタンク７が設けられる。船体１９の上側には甲板１０が設けられる。機関室１、ポンプ室２、カーゴスペース３、及び船首部１３の天井面は甲板１０で構成され、床面側は、図１に示すように、船体１９の外殻を形成する船底外板１１と、この船底外板１１の船体１９内側に設けられた内底板１２とによって２重船底構造とされている。また、隔壁４は、船幅方向に延びると共に、船底外板１１から甲板１０まで延びるように設けられている。また、隔壁５は、船幅方向に延びると共に、内底板１２から甲板１０まで延びるように設けられている。

【0016】

機関室１には、メインエンジン１６が設けられている。このメインエンジン１６は運転に伴って排ガスを排出する。船舶１００は、このような排ガスのＮＯｘを低減するために、ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：選択触媒還元）システム２０を有している。ＳＣＲシステム２０は、尿素から生成されるアンモニアなどを還元剤として用いることによって、排ガス中のＮＯｘを処理する。ＳＣＲシステム２０は、配管２１を介してメインエンジン１６と接続された排ガス処理部３０を有している。排ガス処理部３０は、内部に触媒を複数個備えており、これら触媒の中を排気ガスが通過する際に、ＮＯｘが窒素と水に分解され、排気ガス中のＮＯｘが除去されることになる。そして、ＮＯｘが除去された排気ガスは、煙突から大気中に排出される。

【0017】

次に、図２及び図３を参照して、排ガス処理部３０及び当該排ガス処理部３０の防熱構造５０について説明する。図２は、排ガス処理部３０及び防熱構造５０の側面図である。なお、図２では、防熱構造５０の断面が示されている。図３は、排ガス処理部３０及び防熱構造５０を上方から見た図である。なお、図３の防熱構造５０は、防熱部材５２を取り付ける前の外殻部材５１が示されている。

【0018】

図２に示すように、排ガス処理部３０は、本体部３１と、上部３２と、上側管部３３と、下部３４と、下側管部３６と、を備える。本体部３１は、中心線ＣＬに沿って上下方向に延びる円筒状をなしている。上部３２は、本体部３１の上端から中心線ＣＬに沿って上方へ向かうに従って径が小さくなるような円錐状をなしている。上側管部３３は、上部３２の上端から中心線ＣＬに沿って延びて上側に開口する管状部である。下部３４は、本体部３１の下端から下方へ向かってドーム状へ張り出す。下側管部３６は、下部３４の下端から中心線ＣＬに沿って延びて下側に開口する管状部材である。下側管部３６は、メインエンジン１６からの配管２１（図１参照）と接続される。上側管部３３は、メインエンジン１６へと接続されている。以上のような構成により、排ガス処理部３０は、全体として上下方向に延びる円筒状の形状を有している。なお、排ガス処理部３０は、圧力に対する強度を確保する観点などから、角形の形状とすることができず、円筒状の形状となっている。

【0019】

図３に示すように、排ガス処理部３０の本体部３１の外周面３０ａからは、様々な部材が張り出している。具体的には、本体部３１の外周面３０ａには、上下方向に互いに離間した一対のマンホール４１が設けられる（図２も参照）。また、本体部３１の外周面３０ａには、周方向に等間隔に複数の足部４２が設けられている。足部４２は、本体部３１の上下方向における略中央位置に設けられている。これにより、排ガス処理部３０は、足部４２を介して周囲の構造物に固定される。ここでは、足部４２は、六方向へ向かって径方向へ延びる。また、本体部３１の外周面３０ａからは、複数本の配管４３が延びている。なお、構成の理解を容易とするため、図２では、マンホール４１以外の足部４２及び配管４３が省略されている。

【0020】

次に、排ガス処理部３０の防熱構造５０について説明する。図２に示すように、防熱構造５０は、外殻部材５１と、防熱部材５２と、を備える。

【0021】

図２及び図３に示すように、外殻部材５１は、排ガス処理部３０を覆う部材である。外殻部材５１は、排ガス処理部３０を全方向から取り囲んでいる。外殻部材５１の材料として、例えば、鋼材などを採用してよい。

【0022】

具体的に、外殻部材５１は、上壁部６１と、下壁部６２と、周壁部６３と、を備える。上壁部６１は、排ガス処理部３０を上側から覆う壁部である。上壁部６１は、上側管部３３から外周側へ向かって平板状に広がっている。上壁部６１は、中心線ＣＬと垂直をなすように広がる。上壁部６１の一部からは、上側管部３３の開口部が露出している。下壁部６２は、下側管部３６から外周側へ向かって平板状に広がっている。下壁部６２は、中心線ＣＬと垂直をなすように広がる。下壁部６２の一部からは、下側管部３６の開口部が露出している。以上より、外殻部材５１の上壁部６１は、上面が平面状に広がる平面部６５となっている。また、外殻部材５１の下壁部６２は、下面が平面状に広がる平面部６５となっている。

【0023】

周壁部６３は、中心線ＣＬに沿って上下方向に延びる多角形筒状をなす（図３参照）。ここでは、周壁部６３は、八角形をなしているが、形状は特に限定されず、六角形などであってもよく、八角よりも多い多角形でもよい。あるいは、周壁部６３は、複数の足部４２（図３参照）の数に合わせた多角形でもよい。従って、周壁部６３は、中心線ＣＬと平行に延びる複数の平板が、排ガス処理部３０を取り囲むように互いに接続されたような構成となる。平板同士の接続部は、角部となっている。従って、周壁部６３は、平面状に広がる平面部６５を有する。なお、本図においては、周壁部６３のうち、マンホール４１に対応する箇所には、当該マンホール４１を挿通させる貫通部が形成されるが、外殻部材５１の壁部がマンホール４１より外側に配置される場合は、そのような貫通部は不要となる。足部４２及び配管４３についても同様である。

【0024】

外殻部材５１は、外面側の表面積の半分以上を平面部６５が占める。本実施形態の外殻部材５１は、上壁部６１及び下壁部６２の外面の略全域が平面部６５である。また、周壁部６３も略全周及び上下方向の略全域が平面部６５である。従って、外面側の表面積の略全域を平面部６５が締めている。ただし、平板同士の接続部分を湾曲させてもよく、周壁部６３の一部の辺を湾曲壁としてもよい。

【0025】

外殻部材５１の内周面６３ａは、排ガス処理部３０の外周面３０ａから径方向に離間することで、当該排ガス処理部３０との間に内部空間ＳＰを形成する。なお、内部空間ＳＰは、排ガス処理部３０の上部３２及び下部３４と、外殻部材５１との間にも形成される。内部空間ＳＰの大きさは特に限定されないが、例えば、メンテナンスのために作業者が内部空間ＳＰに入れる程度の大きさ（径方向の大きさが外周面３０ａから５００ｍｍ程度）としてよい。この内部空間ＳＰは、外殻部材５１によって密閉されている事が好ましい。

【0026】

防熱構造５０は、内部空間ＳＰに配置された加熱手段５３を更に備える加熱手段５３は、内部空間ＳＰ内の空気を加熱することで、排ガス処理部３０を加熱することができる。加熱手段５３として、例えば上記ヒータ、電気ヒータ等が採用されてよい。

【0027】

防熱部材５２は、排ガス処理部３０を高温に保つため、熱が逃げることを防止する部材である。防熱部材５２は、外殻部材５１の外面に防熱シートなどを取り付けることによって構成される。防熱部材５２は、外殻部材５１の全方向における平面部６５に対して取り付けられる。これにより、防熱部材５２は、全周及び全方向にわたって外殻部材５１及び排ガス処理部３０を覆う。防熱部材５２の材料として、例えばロックウールなどを採用してよい。

【0028】

次に、本実施形態に係る防熱構造５０の施工性について説明するが、比較のために、比較例に係る防熱構造２００について、図４及び図５（ｂ）を参照して説明する。図４に示すように、比較例に係る防熱構造２００は、排ガス処理部３０の外周面３０ａに直接、防熱部材５２を取り付けることによって構成される。また、排ガス処理部３０を加熱するために、防熱部材５２を取り付ける前に、排ガス処理部３０の外周面３０ａに直接、電気ヒータ１０１を巻き付ける必要がある。更に、防熱部材５２の外側には、金属板１０２を設ける必要がある。このように、金属板１０２を設ける目的は、輸送中にぶつけた時などに生じる衝撃から排ガス処理部３０を保護するためである。また、防熱部材５２の剥がれ落ちを防止する目的や、見た目の向上の目的によっても、金属板１０２を設けている。

【0029】

比較例に係る防熱構造２００を施工する場合、作業者は、排ガス処理部３０の外周面の円筒形状に沿わせるようにして、当該外周面に防熱部材５２を取り付けなくてはならない。このように湾曲した面に防熱部材５２を取り付ける作業は、平面に対して取り付ける作業に比して難易度が高く、施工性が低下するという問題がある。特に、排ガス処理部３０は、マンホール４１、足部４２、及び配管４３などの構造物を有しているため、作業者は、取り付けの難しい湾曲面への施工に加え、これらの構造物に沿わせるように防熱部材５２を取り付ける必要があった。更に、作業者は、防熱部材５２を取り付けた後には、その上から更に金属板１０２を設けなくてはならなかった。従って、比較例に係る防熱構造２００は、施工性が低く、防熱費用が高価になるという問題があった。そして、電気ヒータ１０１は、金属板１０２及び防熱部材５２に覆われた状態となっている（図５（ｂ）参照）。従って、電気ヒータ１０１をメンテナンスする際には、金属板１０２及び防熱部材５２を剥がさなくてはならず、メンテナンスが終了したら、作業者は、同様の手間をかけて防熱部材５２及び金属板１０２を取り付けなくてはならない。

【0030】

これに対し、本実施形態に係る排ガス処理部３０の防熱構造５０は、排ガス処理部３０を覆う外殻部材５１を備えている。従って、作業者は、防熱部材５２を排ガス処理部３０に直接取り付けることに代えて、外殻部材５１に取り付けることが可能となる。ここで、外殻部材５１の周壁部６３は、平面状に広がる平面部６５を有する。このような平面部６５は、平面状に広がっているため、防熱部材５２を取り付け易くなる（図５（ａ）参照）。以上より、排ガス処理部３０の防熱構造５０の施工を容易に行うことができる。

【0031】

ここで、排ガス処理部３０は、外殻部材５１で覆われた状態となっている。すると、輸送中にぶつけたとしても外殻部材５１が排ガス処理部３０を衝撃から保護する。また、防熱部材５２は外殻部材５１の平面部６５に取り付けられているため、剥がれ落ちにくくなる。これらの理由から、本実施形態に係る防熱構造５０では、比較例のように金属板１０２を設ける必要性がないため、当該金属板１０２の取り付けを省略することができる。従って、金属板１０２を取り付ける手間を省略できるので、施工性が大幅に向上する。なお、見た目だけの目的で金属板１０２を施工する必要はない。

【0032】

なお、排ガス処理部３０を外殻部材５１で覆う作業については、当該外殻部材５１と排ガス処理部３０とが、一つの構造物として取り扱うことができるため、現場の外部にて、外殻部材５１で排ガス処理部３０を覆ったアセンブリを作成した上で、現場に搬入することができる。従って、現場の作業者は、マンホール４１を回避して外殻部材５１を配置するような手間をかける必要なく、外殻部材５１に防熱部材５２を取り付ける所から、施工をスタートすることができる。

【0033】

平面部６５に防熱部材５２が取り付けられてよい。これにより、防熱部材５２を外殻部材５１に容易に取り付けることができる。

【0034】

外殻部材５１の内周面６３ａは、排ガス処理部３０の外周面３０ａから径方向に離間することで、当該排ガス処理部３０との間に内部空間ＳＰを形成してよい。この場合、例えば、排ガス処理部３０を直接加熱するために電気ヒータ１０１を巻き付けるような施工性の低い作業を行わなくとも、内部空間ＳＰを利用した加熱が可能となる。

【0035】

外殻部材５１は、外面側の表面積の半分以上を平面部６５が占めてよい。この場合、外殻部材５１の外面の多くの部分が、防熱部材５２を取り付け易い平面部６５となっている。従って、排ガス処理部３０の防熱構造５０の施工を容易に行うことができる。

【0036】

排ガス処理部３０の防熱構造５０は、内部空間ＳＰに配置された加熱手段５３を更に備えてよい。この場合、加熱手段５３は、内部空間ＳＰの空気を加熱することによって、排ガス処理部３０を加熱することができる。加熱手段５３は、比較例のように、排ガス処理部３０に直接巻き付ける必要がないので、施工もメンテナンスも非常に容易になる。

【0037】

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

【0038】

例えば、排ガス処理部３０の詳細な形状については、特に限定されるものではないため、適宜変更してもよい。同様に、外殻部材５１の細かい形状についても特に限定されないため、適宜変更してもよい。

【0039】

また、上述の実施形態では、排ガス処理部３０が、上下方向に中心軸が延びるような縦置き型の配置で構成されていた。しかし、排ガス処理部３０の設置時の姿勢は特に限定されず、水平方向に中心軸が延びるような横置き型の配置で構成されてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１６…メインエンジン（エンジン）、３０…排ガス処理部、５０…防熱構造、５１…外殻部材、５３…加熱手段、６３…周壁部、６５…平面部、１００…船舶。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】