特許 7549970 排ガス脱硝装置

(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】

(24)【登録日】2024-09-04

(45)【発行日】2024-09-12

(54)【発明の名称】排ガス脱硝装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20240905BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20240905BHJP

   F01N 5/02 20060101ALI20240905BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

F01N3/08 B

F01N3/24 C

F01N5/02 Z

B01D53/94 222

B01D53/94 ZAB

B01D53/94 400

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020059391

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021156250

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-12-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100131200

【弁理士】

【氏名又は名称】河部 大輔

(72)【発明者】

【氏名】小玉 哲男

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１２－５０３７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３６０１７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－４７４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－６６２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８１４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５３１１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１５２７６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の容器と、
前記容器内を前記容器の軸心方向と直交する方向に２つに区画したうちの一方が、前記容器の前記軸心方向の一端側から前記軸心方向の途中まで延びてなり、エンジンの複数の排気ポートから延びる複数の通路が接続されてエンジンの排ガスが流入する複数の流入部が前記軸心方向に並んで設けられ、触媒が配置されておらず、前記流入部から流入する排ガスと還元剤とが混合される混合室と、
前記２つに区画したうちの他方が、前記容器の前記軸心方向の一端側から前記軸心方向の途中まで延びてなり、前記混合室から流入した排ガスが通過する触媒が設けられた前段側反応室と、
前記容器内の前記軸心方向の他端側に形成され、前記軸心方向と直交する断面の面積が、前記前段側反応室の前記軸心方向と直交する断面の面積よりも大きく形成され、前記前段側反応室から流入した排ガスが通過する触媒が設けられた後段側反応室とを備えている
ことを特徴とする排ガス脱硝装置。

【請求項2】

請求項１に記載の排ガス脱硝装置において、
前記後段側反応室は、前記前段側反応室の前記軸心方向の他端側と連通しており、
前記前段側反応室の前記他端側は、前記後段側反応室にいくに従って漸次拡がっている
ことを特徴とする排ガス脱硝装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の排ガス脱硝装置において、
前記前段側反応室の触媒は、前記軸心方向に所定の間隔を置いて複数配置されている
ことを特徴とする排ガス脱硝装置。

【請求項4】

請求項１に記載の排ガス脱硝装置において、
前記後段側反応室の触媒は、前記容器における前記軸心方向と直交する断面の略全体に設けられている
ことを特徴とする排ガス脱硝装置。

【請求項5】

筒状の容器と、
前記容器内を前記容器の軸心方向と直交する方向に２つに区画したうちの一方が、前記容器の前記軸心方向の一端側から前記軸心方向の途中まで延びてなり、エンジンの排ガスが流入し還元剤と混合される混合室と、
前記２つに区画したうちの他方が、前記容器の前記軸心方向の一端側から前記軸心方向の途中まで延びてなり、前記混合室から流入した排ガスが通過する触媒が設けられた前段側反応室と、
前記容器内の前記軸心方向の他端側に形成され、前記軸心方向と直交する断面の面積が、前記前段側反応室の前記軸心方向と直交する断面の面積よりも大きく形成され、前記前段側反応室から流入した排ガスが通過する触媒が設けられた後段側反応室と、
前記混合室よりも前記軸心方向の他端側に配置され、前記混合室と連通し、隔壁を介して前記後段側反応室と仕切られた予熱空間とを備え、
前記後段側反応室における前記触媒は、前記隔壁に隣接して配置され、前記予熱空間の排ガスによって予熱される
ことを特徴とする排ガス脱硝装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、排ガスを脱硝する排ガス脱硝装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば特許文献１に開示されているように、ディーゼルエンジンから排出された排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化する技術が提案されている。この特許文献１に開示のものは、排気管（排気ガス受け）と、排気管の下流側に設けられたＳＣＲリアクターと、排気管内に還元剤を噴霧する噴射弁とを備えている。この特許文献１に開示のものでは、エンジンの排ガスが排気管に集合し、還元剤と混合される。還元剤と混合された排ガスは、排気管から排出され、ＳＣＲリアクターに流入する。ＳＣＲリアクターでは、脱硝触媒下で、排ガス中のＮＯｘが還元剤と反応（脱硝反応）して還元除去される。これにより、ＮＯｘは無害化される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５８７８８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に開示のものでは、排気管、ＳＣＲリアクターおよびこれらを接続する接続配管を含む排ガス脱硝装置全体をエンジン室内で引き回すため、設置スペースが嵩張ってしまうことから、特に狭いエンジン室においては配置が困難になる場合がある。この配置の困難性を緩和するために、接続配管の管径を小さくして容積を減少させることが考えられるが、その場合は、排ガス脱硝装置全体の圧力損失が増加してしまい、エンジンの運転に制限や支障を来す虞がある。

【0005】

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排ガス脱硝装置全体の圧力損失増加を生じさせることなく、設置スペースを削減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願の排ガス脱硝装置は、容器と、混合室と、前段側反応室と、後段側反応室とを備えている。前記容器は、筒状のものである。前記混合室は、前記容器内を前記容器の軸心方向と直交する方向に２つに区画したうちの一方が、前記容器の前記軸心方向の一端側から前記軸心方向の途中まで延びてなるものである。前記混合室は、エンジンの排ガスが流入し還元剤と混合されるものである。前記前段側反応室は、前記２つに区画したうちの他方が、前記容器の前記軸心方向の一端側から前記軸心方向の途中まで延びてなるものである。前記前段側反応室は、前記混合室から流入した排ガスが通過する触媒が設けられているものである。前記後段側反応室は、前記容器内の前記軸心方向の他端側に形成され、前記軸心方向と直交する断面の面積が、前記前段側反応室の前記軸心方向と直交する断面の面積よりも大きく形成されている。前記後段側反応室は、前記前段側反応室から流入した排ガスが通過する触媒が設けられているものである。

【発明の効果】

【0007】

本願の排ガス脱硝装置によれば、装置全体の圧力損失増加を生じさせることなく、設置スペースを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る排ガス脱硝装置が設けられた舶用ディーゼルエンジンの設備の概略構成を示す配管系統図である。

【図2】図２は、実施形態に係る排ガス脱硝装置の概略構成を示す図である。

【図3】図３は、図２におけるＡ－Ａ線の断面図である。

【図4】図４は、図２におけるＢ－Ｂ線の断面図である。

【図5】図５は、実施形態の変形例に係る排ガス脱硝装置の概略構成を示す図である。

【図6】図６は、図５におけるＣ－Ｃ線の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

【0010】

本実施形態の排ガス脱硝装置１０は、例えば４気筒の２ストローク舶用ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという。）の設備に設けられている。排ガス脱硝装置１０は、エンジン１から排出された排ガス中の窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という。）を、脱硝触媒下で還元剤と脱硝反応させて無害化するものである。

【0011】

図１に示すように、エンジン１（舶用ディーゼルエンジン）は、各気筒（シリンダ）で発生した排ガスが排出される４つの排気ポート１ａを有している。排気ポート１ａには、排気通路２が接続されており、排気通路２に本実施形態の排ガス脱硝装置１０が設けられている。具体的に、４つの排気ポート１ａにはそれぞれ、排気通路２の一部を構成する上流側通路３が接続されている。

【0012】

なお、エンジン１の気筒の数量および排気ポート１ａの数量は上述したものに限られない。

【0013】

排ガス脱硝装置１０には、４つの上流側通路３が接続されている。つまり、エンジン１の排気ポート１ａと排ガス脱硝装置１０とは４つの上流側通路３を介して接続されている。また、排ガス脱硝装置１０には、排気通路２の一部を構成する下流側通路４が接続されている。下流側通路４には、ターボチャージャー５が設けられている。

【0014】

ターボチャージャー５は、タービン６およびコンプレッサ７を有している。タービン６には上述した下流側通路４が接続されており、コンプレッサ７には給気通路８が接続されている。コンプレッサ７は、下流側通路４（排気通路２）の排ガスがタービン６に流れることによって回転駆動される。コンプレッサ７は、回転駆動されることにより、給気通路８から供給された空気を圧縮する。こうして圧縮された空気は、給気通路８を介してエンジン１の４つの給気ポート（図示省略）に供給される。

【0015】

〈排ガス脱硝装置〉
本実施形態の排ガス脱硝装置１０の構成について、図２～図４も参照しながら詳細に説明する。排ガス脱硝装置１０は、容器１１と、容器１１内に設けられる混合室２０および反応室２５とを備えている。排ガス脱硝装置１０は、排ガスを還元剤と混合させる部分と、還元剤と混合した排ガスを脱硝する部分とを一つの容器１１内に設けたものである。

【0016】

図２に示すように、容器１１は、耐圧容器であり、両端が閉塞された筒状に形成されている。容器１１は、例えばエンジン１の上に設けられており、軸心Ｘが水平方向に延びる状態で設けられている。つまり、容器１１は、水平方向に延びる円筒状に形成されている。なお、容器１１は、軸心Ｘが鉛直方向に延びる状態で設けられてもよい。

【0017】

容器１１には、複数（本実施形態では、４つ）の流入部１２と、１つの排出部１３とが設けられている。流入部１２は、上流側通路３が接続されており、エンジンの排ガスが容器１１内（混合室２０）に流入するものである。排出部１３は、下流側通路４が接続されており、容器１１内（反応室２５）の排ガスが下流側通路４に排出されるものである。

【0018】

混合室２０は、容器１１内を容器１１の軸心Ｘ方向と直交する方向（即ち、容器１１の径方向）に２つに区画したうちの一方が、容器１１の軸心Ｘ方向の一端側（図２において左側の端部）から軸心Ｘ方向の途中まで延びてなる空間である。混合室２０は、エンジンの排ガスが流入し還元剤と混合される空間である。

【0019】

反応室２５は、互いに連通する前段側反応室２６および後段側反応室２７を有している。

【0020】

前段側反応室２６は、容器１１内を容器１１の軸心Ｘ方向と直交する方向（即ち、容器１１の径方向）に２つに区画したうちの他方が、容器１１の軸心Ｘ方向の一端側（図２において左側の端部、以下、容器１１の一端側ともいう）から軸心Ｘ方向の途中まで延びてなる空間である。前段側反応室２６は、混合室２０から流入した排ガスが通過する触媒２８が設けられた空間である。

【0021】

後段側反応室２７は、容器１１内の軸心Ｘ方向の他端側（図２において右側の端部、以下、容器１１の他端側ともいう）に形成された空間である。後段側反応室２７は、横断面（軸心Ｘ方向と直交する断面）の面積が、前段側反応室２６の横断面の面積よりも大きく形成されている。後段側反応室２７は、前段側反応室２６から流入した排ガスが通過する触媒２９が設けられた空間である。

【0022】

具体的には、容器１１の内部は、隔壁１５，１６によって混合室２０と反応室２５（前段側反応室２６、後段側反応室２７）とに区画されている。混合室２０、前段側反応室２６および後段側反応室２７は、排ガスが順に通過する排ガスの通路として構成されている。

【0023】

隔壁１５は、容器１１内における径方向中央に設けられ、軸心Ｘに沿って延びる板状のものである。隔壁１５は、容器１１の軸心Ｘ方向の一端側から軸心Ｘ方向の途中まで延びている。

【0024】

隔壁１５は、容器１１の内部を、軸芯Ｘ方向と直交する方向（容器１１の径方向）において混合室２０と前段側反応室２６とに区画している。より詳しくは、隔壁１５は、容器１１における軸心Ｘ方向の一端側から軸心Ｘ方向の途中までの内部を上下に区画している。隔壁１５によって区画された上側の空間は混合室２０となっており、下側の空間は前段側反応室２６となっている。

【0025】

隔壁１６は、軸心Ｘ方向の途中まで延びた隔壁１５の端部（図２において右側の端部）から上方へ向かって延びる板状のものである。隔壁１６は、容器１１の内周面（容器１１の円筒部の内面）に接するまで延びている。隔壁１６は、混合室２０の一端（上流端）を閉塞している。

【0026】

こうして区画された混合室２０は、容器１１の一端側から水平方向に延びて形成されている。混合室２０は、図２において右側の端部が上流端であり、図２において左側の端部が下流端である。混合室２０の下流端は、連通路２２を介して前段側反応室２６と連通している。連通路２２は、隔壁１５を容器１１の一端側の内面と所定の間隔を置いて設けることで形成されている。

【0027】

混合室２０には、４つの流入部１２が位置している。４つの流入部１２は、容器１１の側部に設けられており、軸心Ｘ方向に沿って順に配列されている。つまり、流入部１２は、混合室２０が延びる方向に配列されている。混合室２０では、流入部１２から排ガスが流入する。

【0028】

図３に示すように、流入部１２は、管状に形成され、容器１１を貫通している。流入部１２は、径が内方端にいくに従って大きくなる円錐形状に形成されている。流入部１２は、内方端の開口軸Ｘ１が水平に延びる状態で設けられている。

【0029】

排ガス脱硝装置１０は、混合室２０に設けられるノズル２１を備えている。ノズル２１は、混合室２０の排ガス中に、還元剤および還元剤前駆体の少なくとも一方を噴霧するものである。具体的に、ノズル２１は、混合室２０における上流端の近傍に設けられ、下流端側へ向かって還元剤等を噴霧する。

【0030】

ノズル２１は、反応室２５において脱硝反応が行われるために必要なアンモニア等の還元剤を、混合室２０の排ガス中に供給する役割を有している。しかしながら、アンモニア水は慎重な管理が要求される。そのため、本実施形態では、ノズル２１に供給管を介して接続されたタンク（図示省略）に、還元剤前駆体としての尿素が水溶液の状態で貯蔵されている。

【0031】

そして、本実施形態では、ノズル２１によって尿素水を混合室２０の排ガス中に噴霧し、排ガスの高温熱を利用して尿素を加水分解しアンモニアを発生させるようにしている。つまり、本実施形態のノズル２１は還元剤前駆体である尿素の水溶液を噴霧する。こうして、混合室２０では、排ガスが還元剤（アンモニア）と混合される。

【0032】

隔壁１５によって区画された前段側反応室２６は、混合室２０と同様、容器１１の一端側から水平方向に延びて形成されている。前段側反応室２６は、図２において左側の端部が上流端であり、図２において右側の端部が下流端である。前段側反応室２６の一端側（上流端）は、連通路２２を介して混合室２０と連通している。

【0033】

前段側反応室２６には、ユニット化された複数の触媒２８が設けられている。複数の触媒２８は、前段側反応室２６が延びる方向に順に配置されている。つまり、複数の触媒２８は、軸心Ｘ方向に所定の間隔を置いて配置されている。触媒２８は、前段側反応室２６における横断面の略全体に亘って設けられている（図３参照）。

【0034】

触媒２８には、脱硝触媒および加水分解触媒の少なくとも一方が用いられる。つまり、複数の触媒２８は、全てが脱硝触媒であってもよいし、全てが加水分解触媒であってもよいし、または、脱硝触媒と加水分解触媒とが混在していてもよい。脱硝触媒と加水分解触媒とが混在する場合、上流側の触媒２８には加水分解触媒が用いられ、下流側の触媒２８には脱硝触媒が用いられる。

【0035】

前段側反応室２６は、混合室２０からの排ガスが脱硝触媒を通過することで、主として、排ガスの脱硝反応が行われるように構成されている。つまり、前段側反応室２６の脱硝触媒下では、排ガス中のＮＯｘが還元剤と反応して還元除去される。

【0036】

また、前段側反応室２６は、混合室２０からの排ガスが加水分解触媒を通過することで、主として、尿素（還元剤前駆体）の加水分解反応が行われるように構成されている。つまり、前段側反応室２６の加水分解触媒下では、混合室２０および連通路２２において加水分解し切れなかった尿素が加水分解されてアンモニア（還元剤）になる。

【0037】

後段側反応室２７は、容器１１の他端側に形成されている。後段側反応室２７は、容器１１の横断面（軸心Ｘ方向と直交する断面）の全体に亘って形成されている。つまり、後段側反応室２７の通路断面積は、前段側反応室２６の通路断面積よりも大きい。後段側反応室２７は、前段側反応室２６の他端側（下流端）と連通している。

【0038】

後段側反応室２７には、ユニット化された触媒２９が設けられている。この触媒２９は、図４に示すように、後段側反応室２７における横断面の略全体に亘って設けられている。触媒２９には、脱硝触媒が用いられる。

【0039】

後段側反応室２７には、排出部１３が位置している。排出部１３は、容器１１の他端に設けられており、後段側反応室２７に開口する排出口である。排出部１３は、軸心Ｘと同軸に設けられている。

【0040】

後段側反応室２７は、前段側反応室２６からの排ガスが脱硝触媒を通過することで、排ガスの脱硝反応が行われ、その後、排ガスが排出部１３から排出されるように構成されている。つまり、後段側反応室２７では、排ガス中のＮＯｘが還元剤と反応して還元除去され、その後の排ガスが排出される。

【0041】

また、前段側反応室２６の他端側（下流端）は、後段側反応室２７にいくに従って漸次拡がっている。具体的には、隔壁１６は、隔壁１５の端部から容器１１の内周面にいくに従って、容器１１の他端側へ傾く傾斜壁となっている。こうすることで、前段側反応室２６からの排ガスを、後段側反応室２７における上部へ案内される。つまり、前段側反応室２６からの排ガスが後段側反応室２７の通路全体（即ち、触媒２９の全体）に満遍なく流れる。

【0042】

脱硝触媒としては、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）触媒が用いられている。ＳＣＲ触媒は、排ガス中のＮＯｘを還元剤と選択的に還元反応させる。ＳＣＲ触媒としては、例えばアルミナ、ジルコニア、バナジア等の金属酸化物系触媒やゼオライト系触媒など所望の触媒を使用することができ、これらの触媒を組み合わせてもよい。

【0043】

〈動作〉
上記のように構成された排ガス脱硝装置１０の動作について説明する。排ガス脱硝装置１０では、エンジン１の各排気ポート１ａから排出された排ガスが、上流側通路３および流入部１２を介して容器１１内の混合室２０に流入（集合）する。その際、流入部１２は内方端にいくに従って径が大きくなる円錐形状に形成されているため、排ガスは混合室２０の広範にわたって流入する。

【0044】

流入部１２から混合室２０に流入した排ガスは、ノズル２１から噴霧された尿素水と混合される。そして、尿素水は、排ガスの高温熱を利用して、下記の式（１）に示すように加水分解され、還元剤としてのアンモニアガス（ＮＨ_３）が発生する。
（ＮＨ_２）_２ＣＯ ＋ Ｈ_２Ｏ → ２ＮＨ_３ ＋ ＣＯ_２ ・・・・式（１）

【0045】

混合室２０で発生したアンモニアガスは排ガスと共に、混合室２０から連通路２２を介して、前段側反応室２６および後段側反応室２７の順に通過する（図２に示す太線の矢印参照）。前段側反応室２６および後段側反応室２７の脱硝触媒下では、排ガス中のＮＯｘがアンモニアガスと反応して還元除去される。具体的には、排ガス中のＮＯｘとアンモニアガスとの間に下記の式（２）および式（３）に示すような脱硝反応が行われ、ＮＯｘは窒素と水に分解されて無害化される。
４ＮＨ_３ ＋ ４ＮＯ ＋ Ｏ_２ → ４Ｎ_２ ＋ ６Ｈ_２Ｏ ・・・・式（２）
２ＮＨ_３ ＋ ＮＯ ＋ ＮＯ_２ → ２Ｎ_２ ＋ ３Ｈ_２Ｏ ・・・・式（３）

【0046】

なお、前段側反応室２６に加水分解触媒が設けられている場合、その加水分解触媒下で、上記の式（１）に示すように、尿素水が加水分解される。

【0047】

こうして、反応室２５（前段側反応室２６および後段側反応室２７）においてＮＯｘが除去された排ガスは、排出部１３から下流側通路４に排出され、タービン６に供給される。

【0048】

以上のように、上記実施形態の排ガス脱硝装置１０では、混合室２０と反応室２５（前段側反応室２６および後段側反応室２７）とが1つの容器１１内に設けられている。そのため、排気管とＳＣＲリアクターとを接続配管によって接続する従来の形態に比べて、装置全体の小型化を図ることができ、設置スペースを削減することができる。

【0049】

さらに、上記実施形態の反応室２５は、容器１１内を容器１１の軸心Ｘ方向と直交する方向（容器１１の径方向）に２つに区画したうちの一方が容器１１の軸心Ｘ方向の一端側から軸心Ｘ方向の途中まで延びてなる前段側反応室２６に加え、容器１１内の軸心Ｘ方向の他端側において横断面が前段側反応室２６よりも大きい後段側反応室２７を有している。

【0050】

上記の構成によれば、反応室２５の一部として、排ガスの通路断面積が大きい後段側反応室２７を設けることができる。つまり、排ガスの圧力損失を低減し得る後段側反応室２７を設けることができる。そのため、通路断面積をそれ程大きく稼げない前段側反応室２６において圧力損失が増加するものの、反応室２５全体としての圧力損失は従来形態の同等以下に抑えることができる。

【0051】

このように、上記実施形態の排ガス脱硝装置１０によれば、装置全体として、圧力損失の増加を生じさせることなく、設置スペースを削減することができる。

【0052】

また、上記実施形態の排ガス脱硝装置１０において、前段側反応室２６の他端側（下流端）は、後段側反応室２７にいくに従って漸次拡がっている。

【0053】

上記の構成によれば、前段側反応室２６の他端側は後段側反応室２７の下部に連通しているところ、前段側反応室２６からの排ガスを後段側反応室２７の全体（即ち、触媒２９の全体）に満遍なく流すことができる。そのため、後段側反応室２７における脱硝反応を効果的に行うことができる。

【0054】

また、上記実施形態の排ガス脱硝装置１０において、前段側反応室２６の触媒２８は、容器１１の軸心Ｘ方向に所定の間隔を置いて複数配置されている。

【0055】

上記の構成によれば、脱硝触媒２８のメンテナンス時に、脱硝触媒２８を軸心Ｘ方向に取り出しおよび取り付けが容易となる。

【0056】

また、上記実施形態の排ガス脱硝装置１０において、後段側反応室２７の触媒２９は、容器１１における軸心Ｘ方向と直交する断面の略全体に設けられている。

【0057】

上記の構成によれば、後段側反応室２７において触媒２９の量を稼ぐことができるので、その分、前段側反応室２６における触媒２８の量を低減することができる。そうすると、前段側反応室２６において、触媒２８を通過することによって生じる圧力損失を低減することができる。

【0058】

（実施形態の変形例）
本変形例の排ガス脱硝装置１０は、上記実施形態において混合室および後段側反応室の構成を図５および図６に示すように変更したものである。ここでは、上記実施形態と異なる点について説明する。

【0059】

容器１１の内部は、隔壁１５，１７，１８によって混合室２０と反応室２５（前段側反応室２６、後段側反応室３１）とに区画されている。

【0060】

本変形例の混合室２０は、上記実施形態の混合室において、予熱空間２０ａが追加されたものである。つまり、予熱空間２０ａは混合室２０の一部として形成されている。予熱空間２０ａは、後述する後段側反応室３１の触媒３２を予熱するための空間である。

【0061】

予熱空間２０ａは、上記実施形態の混合室の上流端から容器１１の他端側（即ち、後段側反応室３１側）へ張り出した空間である。予熱空間２０ａは、後段側反応室３１の上部に位置し、軸心Ｘに沿って延びている。予熱空間２０ａは、後段側反応室３１の軸心Ｘ方向に亘って形成されている。予熱空間２０ａの横断面（軸心Ｘ方向と直交する断面）の面積は、上記実施形態の混合室の横断面の面積よりも小さい。

【0062】

本変形例の後段側反応室３１は、上記実施形態と同様、容器１１内の軸心Ｘ方向の他端側（図５において右側の端部）に形成され、横断面（軸心Ｘ方向と直交する断面）の面積が、前段側反応室２６の横断面の面積よりも大きい。後段側反応室３１には、上記実施形態と同様、ユニット化された脱硝触媒である触媒３２が設けられている。この触媒３２は、図６に示すように、後段側反応室３１における横断面の略全体に亘って設けられている。

【0063】

隔壁１５は、上記実施形態と同様である。隔壁１７は、軸心Ｘ方向の途中まで延びた隔壁１５の端部（図５において右側の端部）から上方へ向かって延びる板状のものである。隔壁１７は、容器１１の内周面の手前まで延びており、容器１１の内周面とは接していない。隔壁１７は、上記実施形態と同様、隔壁１５の端部から容器１１の内周面にいくに従って、容器１１の他端側（図５において右側の端部）へ傾く傾斜壁となっている。

【0064】

隔壁１８は、容器１１の内周面の手前まで延びた隔壁１７の端部（図５において上側の端部）から容器１１の他端側へ向かって延びる板状のものである。隔壁１８は、軸心Ｘに沿って延びている。隔壁１８は、容器１１の内部を、軸芯Ｘ方向と直交する方向（容器１１の径方向）において予熱空間２０ａと後段側反応室３１とに区画している。

【0065】

こうして区画された後段側反応室３１では、例えばエンジン１の運転開始時に、予熱空間２０ａに流入した排ガスの高温熱によって触媒３２が予熱される。つまり、触媒３２は、隔壁１８を介して予熱空間２０ａと接しているので、予熱空間２０ａの排ガスの高温熱によって効果的に加熱される。そのため、触媒３２を脱硝反応に最適な温度まで速やかに昇温することができる。これにより、運転開始時に、後段側反応室３１における脱硝反応を促進することができる。

【0066】

（その他の実施形態）
なお、本願に開示の技術は、上記実施形態およびその変形例において以下のような構成としてもよい。

【0067】

例えば、上記実施形態および変形例において、混合室２０と前段側反応室２６の位置を逆にしてもよい。つまり、容器１１内を上下に区画したうちの上側の空間を前段側反応室２６とし、下側の空間を混合室２０としてもよい。

【0068】

また、上記実施形態および変形例では、容器１１内を上下に区画して混合室２０および前段側反応室２６を形成するようにしたが、本願に開示の技術はこれに限らず、例えば、容器１１内を軸心Ｘ方向に視て左右に区画して形成するようにしてもよい。

【0069】

また、上記実施形態および変形例において、還元剤前駆体（尿素水）の加水分解を促進するための加水分解触媒を、混合室２０または連通路２２に設けるようにしてもよい。そうすることで、還元剤前駆体（尿素水）が前段側反応室２６に流入するまでに還元剤（アンモニアガス）を十分に発生させることができる。これにより、反応室２５（前段側反応室２６および後段側反応室２７，３１）における脱硝反応を促進することができる。

【0070】

また、上記実施形態および変形例では、ノズル２１から還元剤前駆体として尿素水を噴霧する構成について説明したが、本願に開示の技術はこれに限らず、例えば、高濃度の尿素と低濃度のアンモニアガスの混合水溶液を還元剤前駆体として用いるようにしてもよい。

【0071】

また、上記実施形態および変形例において、流入部１２は上述した数量に限らず、１つ、または４つ以外の複数であってもよい。

【0072】

また、上記実施形態および変形例では、ノズルは混合室２０の排ガス中に還元剤等を噴霧するものとしたが、本願に開示の技術はこれに限らず、ノズルは容器１１内（混合室２０）に流入する前の排ガス中に還元剤等を噴霧する構成としてもよい。

【0073】

また、上記実施形態の変形例において、容器１１は、円筒状以外に、例えば、角形や楕円形の筒状に形成されたものでもよいし、または、これらを組み合わせた断面形状の筒状に形成されたものでもよい。

【0074】

また、上記実施形態および変形例において、容器１１内に、排ガスを触媒２８，２９，３２の全体に満遍なく通過させるための整流板を設けるようにしてもよい。整流板は、例えば、連通路２２、前段側反応室２６の上流端、前段側反応室２６と後段側反応室２７，３１との間に設けられる。

【0075】

また、上記実施形態では、排ガス脱硝装置１０を舶用ディーゼルエンジンに適用した構成について説明したが、本願の排ガス脱硝装置はこれに限らず、その他のエンジンについても適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0076】

以上のように、本願に開示の技術は、排ガス脱硝装置について有用である。

【符号の説明】

【0077】

１ 舶用ディーゼルエンジン
１０ 排ガス脱硝装置
１１ 容器
２０ 混合室
２６ 前段側反応室（反応室）
２７ 後段側反応室（反応室）
２８ 触媒
２９ 触媒
３１ 後段側反応室（反応室）
３２ 触媒
Ｘ 軸心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】