船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器及船舶用脫硝設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】在脫硝反應(yīng)容器(11)內(nèi)，隔著隔壁(21)整體地配置向廢氣中噴入尿素水或氨水的蒸發(fā)室(23)和使廢氣與催化劑單元(24)接觸的反應(yīng)室(25)，設(shè)置在隔壁(21)上的熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)是將隔壁(21)做成由留出一定間隙配置的主隔板(52)和副隔板(53)組成的雙層壁結(jié)構(gòu)，吸收反應(yīng)容器(11)的橫截面方向的熱膨脹差，在機(jī)身殼體(20B)與主隔板(52)及副隔板(53)之間，設(shè)置軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(55)，吸收容器軸心(O)方向的熱膨脹差。此外，在主隔板(52)上設(shè)置具有彈性密封板的活動(dòng)密封部，所述彈性密封板追隨因熱膨脹導(dǎo)致的副隔板(53)的位移進(jìn)行滑接，防止對(duì)主隔板(52)與副隔板(53)之間的間隙(54)的廢氣竄氣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器及船舶用脫硝設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器及具備該脫硝反應(yīng)容器的船舶用廢氣脫硝設(shè)備，所述船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器具備蒸發(fā)室和反應(yīng)室，所述蒸發(fā)室向從裝載在船舶上的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中噴入尿素水或氨水，所述反應(yīng)室具有與廢氣接觸來(lái)去除氮氧化物的催化劑單元。

【背景技術(shù)】
[0002]專(zhuān)利文獻(xiàn)I等已提出，在為了去除從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中的氮氧化物(以下稱(chēng)為NOx)利用接觸還原(SCR)的脫硝裝置中，使用尿素水作為還原劑。
[0003]在船舶上裝載有大型的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。為了對(duì)從該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣進(jìn)行處理，出于有效利用有限的空間的目的，考慮在一個(gè)反應(yīng)容器中設(shè)置蒸發(fā)室和反應(yīng)室的脫硝反應(yīng)器，所述蒸發(fā)室向廢氣中噴入作為脫硝用還原劑的尿素水或氨水，所述反應(yīng)室配置有去除NOx的脫硝催化劑的催化劑元件。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利公開(kāi)2011-144765號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]可是，在一部分海域(NOx限制海域)，有實(shí)施從現(xiàn)行規(guī)定中大幅削減從船舶的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中的氮氧化物的規(guī)定的動(dòng)向。在這樣的NOx限制海域和沒(méi)有削減氮氧化物的規(guī)定的NOx非限制海域航行的情況下，在NOx非限制海域上，沒(méi)有必要將廢氣導(dǎo)入反應(yīng)室。因此，如前所述，在一個(gè)反應(yīng)容器中設(shè)置了蒸發(fā)室和反應(yīng)室的情況下，因蒸發(fā)室與反應(yīng)室的溫度差導(dǎo)致的熱膨脹差所產(chǎn)生的熱應(yīng)變，有反應(yīng)容器的結(jié)構(gòu)部件損壞的危險(xiǎn)。
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器及具備該脫硝反應(yīng)容器的船舶用廢氣脫硝設(shè)備，所述船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器在整體設(shè)置有蒸發(fā)室和反應(yīng)室的脫硝反應(yīng)器內(nèi)，有效地吸收因蒸發(fā)室與反應(yīng)室的溫度差導(dǎo)致的熱膨脹差，能夠防止因熱應(yīng)變導(dǎo)致的損壞。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011]技術(shù)方案I所述的發(fā)明的特征在于，其是在形成為筒狀的反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)室和反應(yīng)室的船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器，所述蒸發(fā)室向廢氣中噴入尿素水或氨水，所述反應(yīng)室設(shè)置有與噴入了尿素水或氨水的廢氣接觸的催化劑單元；
[0012]在所述反應(yīng)容器的容器主體內(nèi)，沿容器軸心方向設(shè)置劃分所述蒸發(fā)室和所述反應(yīng)室的隔壁，同時(shí)，在所述蒸發(fā)器上設(shè)置未處理氣體出口；
[0013]將所述隔壁做成這樣的熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)，在容器軸心及沿著所述反應(yīng)容器橫截面的方向上伸縮，能夠吸收所述蒸發(fā)室與所述反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)部件的熱膨脹差；
[0014]該熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)是由在隔壁基材上安裝在所述蒸發(fā)室側(cè)的主隔板和安裝在所述反應(yīng)室側(cè)的副隔板組成的雙層壁結(jié)構(gòu)，所述隔壁基材在所述容器主體的機(jī)身殼體內(nèi)面沿著容器軸心方向，所述副隔板與所述主隔板之間留出一定間隙配置，并且安裝有所述催化劑單元，同時(shí)，在所述隔壁基材與所述主隔板及所述副隔板之間，具備沿容器軸心方向在規(guī)定范圍內(nèi)移動(dòng)自如的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)；進(jìn)而，在所述副隔板的廢氣流送方向的前后端部，在所述副隔板與所述主隔板之間設(shè)置活動(dòng)密封部，所述活動(dòng)密封部能夠追隨所述副隔板及所述主隔板的容器軸心方向及沿著所述反應(yīng)容器橫截面的方向的因熱膨脹導(dǎo)致的位移。
[0015]技術(shù)方案2所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案I的結(jié)構(gòu)中，
[0016]所述軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)具備導(dǎo)向部和被導(dǎo)向部件，所述導(dǎo)向部沿容器軸心方向形成在所述主隔板及所述副隔板與所述隔壁基材中的一方上，所述被導(dǎo)向部件形成在另一方上，滑動(dòng)自如地與所述導(dǎo)向部配合。
[0017]技術(shù)方案3所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案I或2所述的結(jié)構(gòu)中，
[0018]所述活動(dòng)密封部具備彈性密封板，所述彈性密封板的固定端安裝在所述主隔板及所述副隔板中一方的端部上，自由端側(cè)與另一方滑接。
[0019]技術(shù)方案4所述的發(fā)明的特征在于，具備技術(shù)方案I至3中任意一項(xiàng)所述的船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器、廢氣增壓器、旁通管、廢氣換向閥和氣體斷流閥；
[0020]所述廢氣增壓器將廢氣從所述反應(yīng)室通過(guò)脫硝氣體排出管供給進(jìn)氣口 ；
[0021]所述旁通管連接該廢氣增壓器的進(jìn)氣口與所述蒸發(fā)室的未處理氣體出口 ；
[0022]所述廢氣換向閥能夠開(kāi)閉該旁通管；
[0023]所述氣體斷流閥至少存在于所述脫硝氣體排出管上，能夠開(kāi)閉該脫硝氣體排出管；
[0024]將所述蒸發(fā)室兼用作歧管，其對(duì)從多個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣進(jìn)行合流，向所述廢氣增壓器供給廢氣。
[0025](三)有益效果
[0026]根據(jù)技術(shù)方案I所述的發(fā)明，在反應(yīng)容器內(nèi)，整體設(shè)置由隔壁劃分的蒸發(fā)室和反應(yīng)室。而且，在所述隔壁的熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)中，通過(guò)做成留出一定間隙配置主隔板和副隔板的雙層壁結(jié)構(gòu)，來(lái)吸收沿著容器橫截面的方向的伸縮。此外，通過(guò)設(shè)置在隔壁基材和主隔板及副隔板的安裝部上的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，來(lái)吸收容器軸向的伸縮。
[0027]因此，通過(guò)從未處理廢氣出口排出蒸發(fā)室的廢氣，在不向反應(yīng)室導(dǎo)入廢氣的非脫硝處理時(shí)，即使出現(xiàn)蒸發(fā)室成為高溫狀態(tài)，而反應(yīng)室成為低溫狀態(tài)的情況，通過(guò)隔壁的熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)，也能夠有效地吸收伸縮，能夠預(yù)防因熱應(yīng)變導(dǎo)致的反應(yīng)容器的結(jié)構(gòu)部件發(fā)生損壞。
[0028]根據(jù)技術(shù)方案2所述的發(fā)明，通過(guò)由導(dǎo)向部和滑動(dòng)自如地與該導(dǎo)向部配合的被導(dǎo)向部構(gòu)成軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠有效地吸收因主隔板和副隔板的熱膨脹差導(dǎo)致的軸心方向的伸縮。
[0029]根據(jù)技術(shù)方案3所述的發(fā)明，由于在副隔板的前后端部，且在副隔板與主隔板之間設(shè)置有彈性密封板，因此與副隔板及主隔板的容器軸心方向及沿著容器橫截面的方向的因熱膨脹導(dǎo)致的位移相對(duì)應(yīng)，彈性密封板變形，使其能夠追隨副隔板或主隔板的位移，能夠切實(shí)地密封主隔板與副隔板的間隙，能夠切實(shí)地防止廢氣的竄氣。
[0030]根據(jù)技術(shù)方案4所述的發(fā)明，在NOx非限制海域等不對(duì)廢氣進(jìn)行脫硝處理時(shí)，在打開(kāi)廢氣換向閥，連通旁通管的同時(shí)，關(guān)閉氣體斷流閥，隔斷連通部和脫硝氣體排出管。由此，能夠?qū)亩鄠€(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出，在蒸發(fā)室合流的廢氣，從蒸發(fā)室的未處理廢氣口通過(guò)旁通管導(dǎo)入廢氣增壓器。在這種情況下，在導(dǎo)入廢氣的蒸發(fā)室與沒(méi)有導(dǎo)入廢氣的反應(yīng)室之間產(chǎn)生溫度差。由于該溫度差，在隔壁的主隔板與副隔板間產(chǎn)生因熱膨脹導(dǎo)致的伸縮差。但是，通過(guò)隔壁的作為熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)的一部分的雙層壁結(jié)構(gòu)，能夠吸收隔壁沿著容器橫截面的方向的伸縮差。此外，通過(guò)隔壁的作為熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)的其余部分的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠吸收容器軸向的伸縮差。因此，能夠有效地吸收因蒸發(fā)室與反應(yīng)室間的溫度差導(dǎo)致的熱應(yīng)變，能夠預(yù)防因熱應(yīng)變導(dǎo)致反應(yīng)容器的結(jié)構(gòu)部件損壞。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是表示本發(fā)明的船舶用廢氣脫硝設(shè)備的實(shí)施例，是說(shuō)明脫硝時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖2是說(shuō)明非脫硝時(shí)的船舶用廢氣脫硝設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖3是表示船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器的橫剖視圖。
[0034]圖4是廢氣脫硝反應(yīng)容器的局部縱剖視圖。
[0035]圖5是脫硝單元的立體圖。
[0036]圖6是表示軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體圖。
[0037]圖7A是表示軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的變形例I的立體圖。
[0038]圖7B是表示軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的變形例2的立體圖。
[0039]圖7C是表示軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的變形例3的立體圖。
[0040]圖8是表示活動(dòng)密封部的縱剖視圖。
[0041]圖9是表示活動(dòng)密封部的其他實(shí)施例的縱剖視圖。
[0042]圖10是表示單元集合體的外周支承物的側(cè)視圖。
[0043]圖11表示單元集合體的保持器,左部表示擠壓件,右部表示夾具。
[0044]圖12是表示夾具局部立體圖。
[0045]圖13是表示廢氣脫硝反應(yīng)容器的第二實(shí)施例的橫剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]實(shí)施例1
[0047]下面參照?qǐng)D1?圖12對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1進(jìn)行說(shuō)明。
[0048]船舶用廢氣脫硝設(shè)備
[0049]圖1是表示本發(fā)明的用來(lái)對(duì)從船舶用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室排出的廢氣進(jìn)行脫硝處理的船舶用廢氣脫硝設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。圖中，11是脫硝反應(yīng)容器(反應(yīng)容器)、12是通過(guò)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的廢氣驅(qū)動(dòng)的廢氣增壓器。在脫硝反應(yīng)容器11的容器主體20中，設(shè)置有沿著容器軸心O方向的隔壁21，在容器主體20內(nèi)整體收容有蒸發(fā)室23和反應(yīng)室25。S卩，在所述隔壁21的下部，形成向廢氣中噴入尿素水(或氨水)的蒸發(fā)室23，在隔壁21的上部形成使噴入尿素水的廢氣與多個(gè)催化劑單元24接觸來(lái)還原NOx的反應(yīng)室25。
[0050]脫硝反應(yīng)容器11的容器主體20，例如形成為圓筒狀的機(jī)身殼體20B的兩端部被彎曲凸?fàn)畹哪蛪河枚税?0R、20L封閉的耐壓容器。在所述機(jī)身殼體20B的底部，形成有向蒸發(fā)室23導(dǎo)入廢氣的多個(gè)廢氣入口 26。于是，從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的多個(gè)(圖中為四室)燃燒室排出的廢氣通過(guò)所述廢氣入口 26分別導(dǎo)入蒸發(fā)室。此外，使該蒸發(fā)室23兼用作使從多個(gè)廢氣入口 26導(dǎo)入的廢氣合流的廢氣歧管。進(jìn)而，在機(jī)身殼體20B的一個(gè)端板20L的下部附近，形成有與蒸發(fā)室23連通的未處理氣體出口 27。并且，在機(jī)身殼體20B的一個(gè)端板20L的上部附近，形成有與反應(yīng)室25連通，排出脫硝廢氣的脫硝氣體出口 28。
[0051]廢氣增壓器12具備通過(guò)輸入輸出軸相互連接的渦輪部12T和壓縮機(jī)部12C。通過(guò)渦輪部12T，從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室通過(guò)脫硝反應(yīng)容器11排出的未處理廢氣或脫硝廢氣供給進(jìn)氣口 12i。從渦輪部12T的排氣口 12ο釋放的廢氣從排氣煙筒排出。此外，通過(guò)壓縮機(jī)部12C，從吸氣口吸引大氣進(jìn)行加壓，并將加壓的空氣作為燃燒用空氣從排氣口供給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室。
[0052]在脫硝反應(yīng)容器11的脫硝氣體出口 28與渦輪部12Τ的進(jìn)氣口 12i之間，連接有脫硝氣體排出管14。在該脫硝氣體排出管14的進(jìn)氣口 12i附近，連接有旁通管16，該旁通管16與脫硝反應(yīng)容器11的未處理氣體出口 27連接。而且，在該脫硝氣體排出管14與旁通管16的連接部的上游側(cè)的脫硝氣體排出管14上，設(shè)置有由蝶閥構(gòu)成的脫硝出口閥(氣體斷流閥)15。通過(guò)該脫硝出口閥15，能夠關(guān)閉地構(gòu)成脫硝氣體排出管14。此外，在旁通管16上，設(shè)置有由能夠開(kāi)閉旁通管16的蝶閥構(gòu)成的廢氣換向閥17。
[0053]脫硝反應(yīng)容器
[0054]在容器主體20的一個(gè)端板20L上，配置有向蒸發(fā)室23的廢氣中噴入尿素水或氨水的噴嘴22。此外，在容器主體20的另一個(gè)端板20R側(cè)形成連通部30。該連通部30由劃分壁31、中間通路32、蒸發(fā)室出口閥(氣體斷流閥)33和單個(gè)或多個(gè)調(diào)壓口 34構(gòu)成，所述分割壁31在隔壁21與蒸發(fā)室23的機(jī)身殼體20B之間，沿著反應(yīng)容器11的橫截面配置并封閉蒸發(fā)室23，所述中間通路32形成在隔壁21 (劃分壁31)與另一端板20R之間，所述蒸發(fā)室出口閥(氣體斷流閥)33設(shè)置在該劃分壁31的開(kāi)口部上，所述單個(gè)或多個(gè)調(diào)壓口 34形成在劃分壁31上，用來(lái)將蒸發(fā)室23與反應(yīng)室25調(diào)整為等壓。
[0055]另外，在這里，在去掉蒸發(fā)室出口閥33使開(kāi)口部開(kāi)放的狀態(tài)下，通過(guò)關(guān)閉脫硝氣體排出管14的脫硝出口閥15，能夠利用反應(yīng)室25和脫硝氣體排出管14的通氣阻力，將全部廢氣從蒸發(fā)室23導(dǎo)入廢氣增壓器12的渦輪部12T。在這種情況下，由于在蒸發(fā)室23與反應(yīng)室25之間不產(chǎn)生壓力差，因此沒(méi)有必要形成調(diào)壓口 34。
[0056]反應(yīng)室
[0057]如圖3、圖4所示，在反應(yīng)室25中設(shè)置有單元集合體41。該單元集合體41在隔壁21與機(jī)身殼體20B之間，多個(gè)催化劑單元24在上下、左右方向上堆積配置，并且在容器軸心O方向上連接。這些催化劑單元24例如如圖5所示，具備在相對(duì)的側(cè)面上形成有切口孔42a的收納框體42和在收納框體42內(nèi)收容的蜂窩狀截面的催化劑元件43。作為這些單元集合體41的截面形態(tài)，可以采用圖13所示的長(zhǎng)方形截面和梯形截面。
[0058]該單元集合體41在機(jī)身殼體20B內(nèi)通過(guò)調(diào)整機(jī)身殼體20B與單元集合體41的間隔的多個(gè)外周支承物44來(lái)支承。此外，在反應(yīng)室25的一端側(cè)(廢氣流的下游側(cè))，配置有夾具45和封閉機(jī)身殼體20B與單元集合體41間的空間的外周封閉板46。此外，在反應(yīng)室25的另一端側(cè)(廢氣流的上游側(cè))配置有擠壓件47。通過(guò)這些外周支承物44、夾具45、夕卜周封閉板46、擠壓件47，單元集合體41保持在機(jī)身殼體20B內(nèi)。另外，圖4所示的A-A剖面箭頭線(xiàn)表示圖3的剖面位置。
[0059]外周支承物44如圖10所示,具有一對(duì)錐套44a、44b,所述一對(duì)錐套44a、44b在相對(duì)與容器軸心O平行的軸心傾斜規(guī)定角度的傾斜面上切斷，并且在傾斜面上能夠滑動(dòng)。在這些錐套44a、44b中，一個(gè)錐套44a安裝在催化劑單元24的收納框體42上。此外，另一個(gè)錐套44b通過(guò)連接部件44c安裝在機(jī)身殼體20B上。而且，在錐套44a、44b的軸孔44e，44f上松弛地配合連接螺栓/螺母44d，通過(guò)連接螺栓/螺母44d來(lái)限制錐套44a、44b的滑動(dòng)極限。于是，在通過(guò)連接螺栓/螺母44d限制的錐套44a、44b的滑動(dòng)范圍內(nèi)，能夠吸收機(jī)身殼體20B和單元集合體41因熱膨脹導(dǎo)致的容器軸心O方向的伸縮差。而且，通過(guò)這些外周支承物44，在機(jī)身殼體20B與隔壁21之間的單元集合體41的外周部分被支承。
[0060]設(shè)置在單元集合體41的廢氣流的下游端的夾具45如圖11的右部及圖12所示，具備與催化劑單元24的配置模式(圖3)相對(duì)應(yīng)的大致呈格子狀的板狀框體45a。該板狀框體45a的經(jīng)過(guò)倒角的前端部與鄰接的催化劑單元24之間的接觸部頂觸。而且，通過(guò)安裝部件45b，板狀框體45a的外周端部分別連接固定在機(jī)身殼體20B上，限制單元集合體41向廢氣的下游側(cè)移動(dòng)。外周封閉板46設(shè)置在安裝部件45b的下游側(cè)來(lái)遮擋廢氣。另外，板狀框體45a的外邊緣部形成為對(duì)開(kāi)的截面形狀。
[0061]設(shè)置在單元集合體41的廢氣流的上游端的擠壓件47如圖11的左部所示，具備與催化劑單元24的配置模式(圖3)相對(duì)應(yīng)的整體的大致呈格子狀的線(xiàn)狀框體47a。該線(xiàn)狀框體47a形成為圓形截面的棒狀，與形成在鄰接的催化劑單元24之間的接觸部前面的錐形溝槽相配合。而且，在立設(shè)在機(jī)身殼體20B上的托架47b上，配合有容器軸心O方向的緊固螺栓47c。而且，緊固螺栓47c由鎖緊螺母47d在加壓狀態(tài)下固定，緊固螺栓47c的前端部通過(guò)擠壓板47e，將線(xiàn)狀框體47a擠壓在催化劑單元24上。通過(guò)該擠壓件47，單元集合體41在與夾具45之間在容器軸心O方向上定位并固定。另外，在上述實(shí)施例1中，將大致呈格子狀的線(xiàn)狀框體47做成了整體結(jié)構(gòu)，但也可以將線(xiàn)狀框體47a做成沿縱橫截面分割成多個(gè)的分割結(jié)構(gòu)，并組裝使用。
[0062]容器主體I
[0063]如圖3所示，在該容器主體20內(nèi)，設(shè)置在機(jī)身殼體20B內(nèi)的隔壁21由將大致容器軸心O附近作為拐角部，連接成L形的垂直壁部21V和水平壁部21H構(gòu)成，分別將由隔壁21劃分的圖中右下的大致1/4形成為蒸發(fā)室23，將其余3/4形成為反應(yīng)室25。這里，容器主體20形成為圓筒形，但也可以是四角筒或五角形以上的多角筒等筒形。
[0064]該隔壁21構(gòu)成為如下的熱膨脹吸收結(jié)構(gòu):在容器軸心O及沿著容器橫截面的方向上伸縮，能夠吸收因蒸發(fā)室23與反應(yīng)室25的溫度差導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)部件的熱膨脹差。
[0065]即，隔壁21在機(jī)身殼體20B的內(nèi)面上沿容器軸心O方向安裝有隔壁基材51。接著，在這些隔壁基材51上設(shè)置主隔板52和副隔板53，所述主隔板52安裝在蒸發(fā)室側(cè)，所述副隔板53安裝在隔壁基材51的反應(yīng)室25側(cè)，與主隔板52之間留出一定間隙54，形成為由主隔板52和副隔板53組成的雙層壁結(jié)構(gòu)。該雙層壁結(jié)構(gòu)通過(guò)隔壁基材51保持一定間隙54，能夠吸收主、副隔板52、53沿著容器橫截面的方向的熱膨脹(差)。而且，在隔壁基材51與這些主隔板52及副隔板53之間，設(shè)置有能夠在規(guī)定范圍內(nèi)吸收容器軸心O方向的熱膨脹的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)55。即，該軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)55如圖6所不,例如在隔壁基材51上，在容器軸心O方向上每隔一定間隔，沿容器切線(xiàn)方向貫通設(shè)置有多個(gè)調(diào)整螺栓(被導(dǎo)向部)55a。而且，在主、副隔板52、53上形成有與容器軸心O平行的長(zhǎng)孔(導(dǎo)向部)55b，調(diào)整螺栓55a分別滑動(dòng)自如地與該長(zhǎng)孔(導(dǎo)向部)55b配合。因此，通過(guò)這些調(diào)整螺栓55a和長(zhǎng)孔55b，能夠吸收主、副隔板52、53的容器軸心O方向的熱膨脹(差)。于是，由這些雙層壁結(jié)構(gòu)和軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)55構(gòu)成熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)。
[0066]另外，這里參照?qǐng)D7A?圖7C對(duì)軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)55的變形例I?3進(jìn)行說(shuō)明。
[0067]圖7A所示的變形例I的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)70被配置成，將調(diào)整螺栓(被導(dǎo)向部)55a固定在主、副隔板52、53上，將長(zhǎng)孔(導(dǎo)向部)55b設(shè)置在隔壁基材51上。
[0068]此外圖7B所示的變形例2是取代調(diào)整螺栓55a及長(zhǎng)孔55b，由突條部(被導(dǎo)向部)71a和引導(dǎo)其的導(dǎo)軌(導(dǎo)向部)71b構(gòu)成軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)71。即，在隔壁基材51上通過(guò)連接件(螺栓/螺母)或焊接等連接方法固定主、副隔板52、53，保持間隙54，使隔壁基材51從機(jī)身殼體20B分離。而且，在隔壁基材51的底部?jī)蓚?cè)，與容器軸心O平行地整體形成一對(duì)突條部(被導(dǎo)向部)71a，在機(jī)身殼體20B上固定分別滑動(dòng)自如地引導(dǎo)兩個(gè)突條部71a的導(dǎo)軌(導(dǎo)向部)71b，由此來(lái)構(gòu)成。
[0069]此外，圖7C所示的變形例3是使軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)72為，在主、副隔板52、53的邊緣部外面與容器軸心O平行地整體安裝突條部(被導(dǎo)向部)72a。而且，在機(jī)身殼體20B上固定分別滑動(dòng)自如地引導(dǎo)兩個(gè)突條部72a的導(dǎo)軌(導(dǎo)向部)72b。
[0070]這樣，圖7A?圖7C所示的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)70?72的變形例I?3能夠起到與前面的實(shí)施例相同的作用效果。
[0071]此外，副隔板53與單元集合體41的配置部位相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行配置，安裝有催化劑單元24。在該副隔板53的廢氣的上游側(cè)(另一端側(cè))及下游側(cè)(一端側(cè))，設(shè)置有防止副隔板53與主隔板52間的間隙54中的廢氣竄氣的活動(dòng)密封部56。該活動(dòng)密封部56能夠追隨副隔板53的容器軸心O方向及沿著容器橫截面的方向的位移,來(lái)密封廢氣。
[0072]S卩，如圖8所示，該活動(dòng)密封部56設(shè)置有耐熱性的彈性密封板56a，其固定端通過(guò)安裝螺釘56b安裝在主隔板52上，其自由端側(cè)與副隔板53的端部滑接。該彈性密封板56a的自由端側(cè)成為彎曲狀截面，壓接在副隔板53的端部上。因此，即使副隔板53相對(duì)主隔板52在容器軸心O方向的位移β及沿著容器橫截面的方向上的位移Y的范圍內(nèi)移動(dòng)，通過(guò)其彈性，也能夠追隨位移而與副隔板53的端部滑接，維持間隙54的密封狀態(tài)。
[0073]此外，也可以設(shè)置圖9所示的活動(dòng)密封部57。S卩，將彈性密封板57a的固定端通過(guò)安裝螺釘57b安裝在副隔板53的端板57c上，并使彈性密封板57a的自由端側(cè)與主隔板52的表面滑接。由此，能夠維持間隙54的密封狀態(tài)。
[0074]實(shí)施例1的使用方法
[0075]在上述結(jié)構(gòu)中，在NOx限制海域航行時(shí)，進(jìn)行廢氣換向閥17的關(guān)閉操作來(lái)關(guān)閉旁通管16，進(jìn)行脫硝出口閥15的打開(kāi)操作來(lái)開(kāi)放脫硝氣體排出管14。由此，進(jìn)行蒸發(fā)室出口閥33的打開(kāi)操作，使蒸發(fā)室23與反應(yīng)室25連通。接著，將從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室分別排出的廢氣導(dǎo)入脫硝反應(yīng)容器11的蒸發(fā)室23并混合。進(jìn)而，從噴嘴22向蒸發(fā)室23的廢氣中噴入尿素水(或氨水)。接著，將噴入了尿素水的廢氣從蒸發(fā)室23通過(guò)蒸發(fā)室出口閥
33、中間通路32導(dǎo)入反應(yīng)室25。通過(guò)廢氣經(jīng)過(guò)催化劑單元24與催化劑元件43接觸，來(lái)還原廢氣中的NOx。接著，脫硝廢氣從脫硝氣體出口 28經(jīng)過(guò)脫硝氣體排出管14導(dǎo)入廢氣增壓器12的渦輪部12T的進(jìn)氣口 12i，來(lái)驅(qū)動(dòng)廢氣增壓器12。之后，脫硝廢氣從排氣口 12ο經(jīng)排氣煙筒排出。通過(guò)廢氣增壓器12的壓縮機(jī)部12C，吸引燃燒用空氣(大氣)并壓縮，供給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室。
[0076]這樣，在廢氣脫硝設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于蒸發(fā)室23的結(jié)構(gòu)部件和反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)部件都分別暴露在高溫的廢氣中，因此進(jìn)行相同程度的熱膨脹，與停止(低溫)時(shí)相比變化小。
[0077]接著，在NOx非限制海域航行時(shí)，如圖2所示，停止從噴嘴22噴射尿素水，同時(shí)打開(kāi)廢氣換向閥17，連通旁通管16。進(jìn)而，關(guān)閉脫硝出口閥15來(lái)封閉脫硝氣體排出管14，關(guān)閉蒸發(fā)室出口閥33來(lái)隔斷蒸發(fā)室23與反應(yīng)室25。由此，從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室分別排出的廢氣導(dǎo)入脫硝反應(yīng)容器11的蒸發(fā)室23并混合后，從旁通管16導(dǎo)入渦輪部12T的進(jìn)氣口 12i，驅(qū)動(dòng)廢氣增壓器12后，從排氣口 12ο通過(guò)排氣煙筒排出。
[0078]此時(shí)，由于高溫的廢氣沒(méi)有導(dǎo)入反應(yīng)室25，因此導(dǎo)入廢氣的蒸發(fā)室23成為高溫，反應(yīng)室25成為低溫。由于該溫度差，隔壁21的主隔板52熱膨脹，副隔板53沒(méi)有像主隔板52那樣熱膨脹。但是，由于隔壁21是具有間隙54的雙層壁結(jié)構(gòu)，因此脫硝反應(yīng)容器11的橫截面方向的熱膨脹差被吸收。此外，通過(guò)軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，容器軸心O方向的熱膨脹差被吸收，不會(huì)因熱應(yīng)變導(dǎo)致脫硝反應(yīng)容器11破損。
[0079]實(shí)施例1的效果
[0080]根據(jù)上述實(shí)施例1，在可以不對(duì)廢氣進(jìn)行脫硝處理的NOx非限制海域，打開(kāi)廢氣換向閥17來(lái)連通旁通管16，關(guān)閉蒸發(fā)室出口閥33及脫硝出口閥15來(lái)封閉連通部30及脫硝氣體排出管14。接著，從多個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)13的燃燒室排出的廢氣在蒸發(fā)室23內(nèi)合流，不噴入尿素水(或氨水)，將未處理廢氣從旁通管16導(dǎo)入廢氣增壓器12的渦輪部12Τ。此時(shí)，即使由于導(dǎo)入廢氣的蒸發(fā)室23與沒(méi)有導(dǎo)入廢氣的反應(yīng)室25間的溫度差，在隔壁21的主隔板52與副隔板53間產(chǎn)生熱膨脹差，也能夠通過(guò)隔壁21的雙層壁結(jié)構(gòu)，吸收因熱膨脹導(dǎo)致的沿著容器橫截面的方向的伸縮差。進(jìn)而，通過(guò)隔壁21的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)55，吸收容器軸心O方向的因熱膨脹導(dǎo)致的伸縮差，能夠預(yù)防因熱應(yīng)變導(dǎo)致的脫硝反應(yīng)容器11的隔壁21等結(jié)構(gòu)部件損壞。
[0081]此外，通過(guò)由作為導(dǎo)向部的長(zhǎng)孔55b和與該長(zhǎng)孔55b滑動(dòng)自如地配合的作為被導(dǎo)向部的調(diào)整螺栓55a構(gòu)成軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)55，能夠有效地吸收隔壁21的軸心方向的因熱膨脹差導(dǎo)致的伸縮。
[0082]進(jìn)而，在隔壁21上，由于在主隔板52和副隔板53的開(kāi)口端設(shè)置了由彈性密封板56a構(gòu)成的活動(dòng)密封部56，因此即使副隔板53相對(duì)主隔板52位移，彈性密封板56a也會(huì)追隨而與副隔板53滑接。由此，能夠切實(shí)地密封主隔板52與副隔板53間的間隙，能夠防止因隔壁21的間隙54導(dǎo)致的廢氣竄氣。
[0083]實(shí)施例2
[0084]參照?qǐng)D13對(duì)容器主體20的實(shí)施例2進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)與前面的實(shí)施例相同的部件附上相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0085]在該容器主體80上，以使蒸發(fā)室83接近于能夠高效地混合廢氣和尿素水(或氨水)的圓形截面為目的。即，劃分蒸發(fā)室83和反應(yīng)室85的隔壁81形成為雙層壁結(jié)構(gòu)，其由隔著間隙54配置的主隔板52和副隔板53組成。進(jìn)而，該隔壁81在垂直設(shè)置于機(jī)身殼體80B上的外周垂直壁部81Vo及外周水平壁部81Ho的中間端部上，隔著分別向反應(yīng)室25側(cè)傾斜的傾斜壁部81Vg、81Hg，形成中間垂直壁部SlVm和中間水平壁部81Hm。由此，使蒸發(fā)室83的截面積向反應(yīng)室85側(cè)擴(kuò)大。進(jìn)而，在中間垂直壁部SlVm與中間水平壁部SlHm的拐角部，形成有去掉角部的倒角斜壁部81C。另外，也同樣地構(gòu)成隔壁81的雙層壁結(jié)構(gòu)、軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)55和活動(dòng)密封部56。
[0086]根據(jù)實(shí)施例2，除了實(shí)施例1的作用效果，還能夠通過(guò)形成接近大致圓形截面的擴(kuò)大了的蒸發(fā)室83，來(lái)消除成為氣體滯留部的角部，減少蒸發(fā)室83中的廢氣滯留，改善尿素水或氨水與廢氣間的混合狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器，其特征在于，在形成為筒狀的反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)室和反應(yīng)室，所述蒸發(fā)室向廢氣中噴入尿素水或氨水，所述反應(yīng)室設(shè)置有與噴入了尿素水或氨水的廢氣接觸的催化劑單元； 在所述反應(yīng)容器的容器主體內(nèi)，沿容器軸心方向設(shè)置劃分所述蒸發(fā)室和所述反應(yīng)室的隔壁，同時(shí)，在所述蒸發(fā)器上設(shè)置未處理氣體出口； 將所述隔壁做成這樣的熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)，在容器軸心及沿著所述反應(yīng)容器橫截面的方向上伸縮，能夠吸收所述蒸發(fā)室與所述反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)部件的熱膨脹差； 該熱膨脹吸收結(jié)構(gòu)是由在隔壁基材上安裝在所述蒸發(fā)室側(cè)的主隔板和安裝在所述反應(yīng)室側(cè)的副隔板組成的雙層壁結(jié)構(gòu)，所述隔壁基材在所述容器主體的機(jī)身殼體內(nèi)面沿著容器軸心方向，所述副隔板與所述主隔板之間留出一定間隙配置，并且安裝有所述催化劑單元，同時(shí)，在所述隔壁基材與所述主隔板及所述副隔板之間，具備沿容器軸心方向在規(guī)定范圍內(nèi)移動(dòng)自如的軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)；進(jìn)而，在所述副隔板的廢氣流送方向的前后端部，在所述副隔板與所述主隔板之間設(shè)置活動(dòng)密封部，所述活動(dòng)密封部能夠追隨所述副隔板及所述主隔板的容器軸心方向及沿著所述反應(yīng)容器橫截面的方向的因熱膨脹導(dǎo)致的位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器，其特征在于，所述軸心方向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)具備導(dǎo)向部和被導(dǎo)向部件，所述導(dǎo)向部沿容器軸心方向形成在所述主隔板及所述副隔板與所述隔壁基材中的一方上，所述被導(dǎo)向部件形成在另一方上，滑動(dòng)自如地與所述導(dǎo)向部配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器，其特征在于，所述活動(dòng)密封部具備彈性密封板，所述彈性密封板的固定端安裝在所述主隔板及所述副隔板中一方的端部上，自由端側(cè)與另一方滑接。
4.一種船舶用廢氣脫硝設(shè)備，其特征在于， 具備權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的船舶用廢氣脫硝反應(yīng)容器、廢氣增壓器、旁通管、廢氣換向閥和氣體斷流閥； 所述廢氣增壓器將廢氣從所述反應(yīng)室通過(guò)脫硝氣體排出管供給進(jìn)氣口 ； 所述旁通管連接該廢氣增壓器的進(jìn)氣口與所述蒸發(fā)室的未處理氣體出口 ； 所述廢氣換向閥能夠開(kāi)閉該旁通管； 所述氣體斷流閥至少存在于所述脫硝氣體排出管上，能夠開(kāi)閉該脫硝氣體排出管；將所述蒸發(fā)室兼用作歧管，其對(duì)從多個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣進(jìn)行合流，向所述廢氣增壓器供給廢氣。
【文檔編號(hào)】F01N3/08GK104081014SQ201380007359
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】田中博仲 申請(qǐng)人:日立造船株式會(huì)社