JP6188033B2 - スクラバ、排ガス処理装置、船舶 - Google Patents

Description

本発明は、排ガスに水噴射を行うことで有害物質を除去するスクラバ、このスクラバが設けられて舶用のディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する排ガス処理装置、排ガス処理装置を備えた船舶に関するものである。

ディーゼルエンジンから排出される排ガスは、ＮＯｘやＳＯｘ、煤塵などの有害物質が含まれている。特に、低質な燃料が使用される舶用のディーゼルエンジンは、排ガスに含まれる有害物質の量も多くなる。そのため、舶用のディーゼルエンジンは、近年厳しくなる各種排ガス規制に対応するため、この有害物質を処理する技術や排ガス処理装置が必要となる。

排ガス中のＮＯｘを低減する方法としては、排ガス再循環（ＥＧＲ）がある。このＥＧＲは、ディーゼルエンジンの燃焼室から排出された排ガスの一部を、燃焼用空気に混入して燃焼用ガスとし、燃焼室に戻すものである。そのため、燃焼用ガスは、酸素濃度が低下し、燃料と酸素との反応である燃焼の速度を遅らせることで燃焼温度が低下し、ＮＯｘの発生量を減少させることができる。

そして、ディーゼルエンジンから排出される排ガスは、前述したように、エンジンに対しても有害なＳＯｘ、煤塵が含まれているため、ＥＧＲバルブを通ってスクラバによりＳＯｘや煤塵などの有害物質が除去された後、大気から吸入された燃焼用空気に混入されてからディーゼルエンジンに戻される。このとき、スクラバは、排ガスに対して水噴射を行うことで有害物質を除去している。このスクラバは、再循環ガスだけではなく、煙突から排出される排ガスのＳＯｘや煤塵を除去する装置としても有効である。

なお、排ガス再循環システムとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

特開２０１２−１２７２０５号公報

上述した従来の排ガス処理装置にて、排ガスの再循環ラインに設けられたスクラバは、排ガスに水噴射を行うことで有害物質を除去している。このとき、スクラバは、ベンチュリ部やその周辺の壁面にＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）が付着してしまう。

本発明は上述した課題を解決するものであり、ベンチュリ部への有害物質の付着を抑制するスクラバ、排ガス処理装置、船舶を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のスクラバは、排ガスが導入されるベンチュリ部と、前記ベンチュリ部に導入された排ガスに対して水を噴射することで含有する有害物質を除去する第１水噴射部と、前記ベンチュリ部の壁面に対して水を噴射することで付着した有害物質を除去する第２水噴射部と、を備えることを特徴とするものである。

従って、第１水噴射部は、ベンチュリ部に導入された排ガスに水を噴射することで、排ガス中の有害物質を除去することができ、第２水噴射部は、ベンチュリ部の壁面に水を噴射することで、排ガスから除去されてベンチュリ部の壁面に付着した有害物質を除去することができる。

本発明の排ガス処理装置は、エンジンから排出された排ガスの一部を燃焼用ガスの一部として前記エンジンに再循環する排ガス再循環ラインと、前記排ガス再循環ラインに設けられる請求項１のスクラバと、を備えることを特徴とするものである。

従って、エンジンから排出された排ガスの一部が排ガス再循環ラインを通るとき、第１水噴射部は、ベンチュリ部に導入された排ガスに水を噴射することで、排ガス中の有害物質を除去することができ、第２水噴射部は、ベンチュリ部の壁面に水を噴射することで、排ガスから除去されてベンチュリ部の壁面に付着した有害物質を除去することができる。

本発明の排ガス処理装置では、清水を前記スクラバに供給する清水供給装置と、前記清水供給装置の清水を前記第２水噴射部に供給する第１洗浄水ラインが設けられることを特徴としている。

従って、第２水噴射部は、スクラバに供給する清水の一部を噴射することとなり、ベンチュリ部の壁面に適正に水を噴射して有害物質を除去することができる。

本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス再循環ラインに設けられて空気と再循環ガスを混合した燃焼用ガスを冷却する冷却器と、前記冷却器により燃焼用ガスを冷却することで発生した凝縮水を前記スクラバに供給する凝縮水供給装置と、前記凝縮水供給装置の凝縮水を前記第２水噴射部に供給する第２洗浄水ラインが設けられることを特徴としている。

従って、第２水噴射部は、冷却器が燃焼用ガスを冷却して生成した凝縮水の一部を噴射することとなり、清水を使用することなく、低コスト化を可能としてベンチュリ部の壁面に付着した有害物質を適正に除去することができる。

本発明の排ガス処理装置では、清水を貯留すると共に、前記排ガス再循環ラインに設けられた冷却器により燃焼用ガスを冷却することで発生した凝縮水を貯留する給水タンクが設けられ、前記給水タンクの水を前記第２水噴射部に供給する第３洗浄水ラインが設けられることを特徴としている。

従って、給水タンクは、清水と、冷却器により燃焼用ガスを冷却することで生成した凝縮水を貯留し、第２水噴射部は、この貯留水を噴射することとなる。そのため、排ガスに噴射する水として供給する清水などの必要量が減少し、処理水を有効利用することで装置の大型化及び高コスト化を抑制することができる。

本発明の排ガス処理装置では、前記給水タンクの水を前記スクラバの貯水部に供給する給水ラインが設けられ、前記洗浄水ラインは、給水ラインの水を前記第２水噴射部に供給することを特徴としている。

従って、給水タンクは、清水と、冷却器により燃焼用ガスを冷却することで生成した凝縮水を貯留し、この貯留水がスクラバの貯水部に供給されると共に第２水噴射部に供給される。そのため、処理水を有効利用することで装置の大型化及び高コスト化を抑制することができる。

本発明の排ガス処理装置では、前記給水タンクの貯留水を循環する循環水ラインが設けられ、前記給水ラインは、前記循環水ラインの水を前記スクラバの貯水部に供給することを特徴としている。

従って、貯水部の貯水量が十分であるとき、貯水部の水は、スクラバに供給されずに循環水ラインを循環し、貯水部の貯水量が少なくなったとき、貯水部の水は、スクラバに供給される。そのため、貯水部の貯水量が低下すると、循環水ラインを循環している水を直ちにスクラバに供給することができ、貯水部の貯水量を早期に回復させることができる。

本発明の排ガス処理装置では、前記循環水ラインにおける前記給水ラインとの接続部より下流側に絞り部が設けられ、前記洗浄水ラインは、前記循環水ラインにおける前記給水ラインとの接続部より上流側に接続されることを特徴としている。

従って、貯水部の貯水量が十分であるとき、給水タンクの水は、スクラバに供給されずに循環水ラインを循環すると共に、一部が洗浄水ラインによりスクラバの排ガス導入部に供給されることで、排ガス導入部を洗浄することができる。このとき、循環水ラインに絞り部が設けられることで、この絞り部が抵抗となり、適正量の水を洗浄水ラインに流すことができる。そして、貯水部の貯水量が下限値よりも少なくなったときに、給水タンクの水が給水ラインにより貯水部に供給されるが、給水ラインの圧力損失と絞り部の抵抗を同様に設定することで、このときも適正量の水を洗浄水経路に流すことができる。

本発明の排ガス処理装置では、前記給水ラインに設けられる給水バルブと、前記貯水部の貯水量を計測する計測センサと、前記計測センサが計測した前記貯水部の貯水量が予め設定された下限値よりも少なくなったときに前記給水バルブを開放する制御装置とが設けられることを特徴としている。

従って、計測センサが貯水部の貯水量を計測し、この貯水部の貯水量が下限値よりも少なくなったときに、給水バルブを開放することで、スクラバにおける貯水部の貯水量を常時適正量に維持することができる。

本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス再循環ラインは、ＥＧＲバルブが設けられ、前記ＥＧＲバルブが開放されると、前記第２水噴射部に水が供給されることを特徴としている。

従って、必要時に、第２水噴射部に水を供給されることで、排ガスから除去されてベンチュリ部の壁面に付着した有害物質を適正に除去することができる。

また、本発明の船舶は、前記排ガス処理装置を備えるものである。

従って、スクラバにて、第１水噴射部は、ベンチュリ部に導入された排ガスに水を噴射することで、排ガス中の有害物質を除去することができ、第２水噴射部は、ベンチュリ部の壁面に水を噴射することで、排ガスから除去されてベンチュリ部の壁面に付着した有害物質を除去することができる。

本発明のスクラバ、排ガス処理装置、船舶によれば、排ガスから除去されてベンチュリ部の壁面に付着した有害物質を除去することができる。

図１は、第１実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。 図２は、第２実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。 図３は、排ガス処理装置による処理の流れを表すフローチャートである。 図４は、貯水部に対する水供給制御を説明するための概略図である。 図５は、第３実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。 図６は、貯水部における給水制御の処理の流れを表すフローチャートである。 図７は、メイクアップウォータタンクにおける給水制御の処理の流れを表すフローチャートである。 図８は、貯水部に対する給水制御を説明するための概略図である。 図９は、メイクアップウォータタンクに対する給水制御を説明するための概略図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るスクラバ、排ガス処理装置、船舶の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。

第１実施形態のスクラバは、舶用ディーゼルエンジンから排出された排ガスに対して水噴射を行うことで、排ガスに含有する有害物質を除去するものである。また、第１実施形態の排ガス処理装置は、このスクラバが設けられ、舶用ディーゼルエンジンから排出された排ガスの一部を空気と混合した後に過給機により圧縮して燃焼用ガスとして舶用ディーゼルエンジンに再循環するとき、この再循環する排ガスから有害物質を除去するものである。

第１実施形態の排ガス処理装置において、図１に示すように、舶用ディーゼルエンジン１１は、図示しないが、プロペラ軸を介して推進用プロペラを駆動回転させる推進用の機関（主機関）である。この舶用ディーゼルエンジン１１は、ユニフロー掃排気式のディーゼルエンジンであって、２ストロークディーゼルエンジンであり、シリンダ内の吸排気の流れを下方から上方への一方向とし、排気の残留を無くすようにしたものである。舶用ディーゼルエンジン１１は、ピストンが上下移動するシリンダ（燃焼室）１２と、シリンダ１２に連通する掃気チャンバ１３と、シリンダ１２に連通すると共に排気バルブが設けられる排気ポート１４とが設けられている。そして、舶用ディーゼルエンジン１１は、掃気チャンバ１３に給気ラインＧ１が連結され、排気ポート１４に排気ラインＧ２が連結されている。

過給機２１は、コンプレッサ２２とタービン２３とが回転軸２４により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機２１は、舶用ディーゼルエンジン１１の排気ラインＧ２から排出された排ガスによりタービン２３が回転し、タービン２３の回転が回転軸２４により伝達されてコンプレッサ２２が回転し、このコンプレッサ２２が空気及び／または再循環ガスを圧縮して給気ラインＧ１から舶用ディーゼルエンジン１１に供給する。

過給機２１は、タービン２３を回転した排ガスを排出する排気ラインＧ３が連結されており、この排気ラインＧ３は、図示しない煙突（ファンネル）に連結されている。また、排気ラインＧ３は、中途部から排ガス再循環ラインＧ４が分岐して設けられている。排ガス再循環ラインＧ４は、ＥＧＲバルブ（流量制御弁）３１が設けられており、スクラバ３２に連結されている。ＥＧＲバルブ３１は、排ガス再循環ラインＧ４を通過する排ガスの流量を調整するものであり、排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に分流する排ガス量を調整する。スクラバ３２は、排ガスに対して水を噴射することで、含有するＳＯｘや煤塵などの有害物質を除去するものである。本実施形態では、ベンチュリ式スクラバを採用しているが、この構成に限定されるものではない。

スクラバ３２は、中空形状をなす本体３３と、排ガスが導入されるベンチュリ部３４と、排水を貯留する貯水部３５とを備えている。スクラバ３２は、ベンチュリ部３４に導入された排ガスに対して水を噴射する第１水噴射部３６が設けられており、貯水部３５の排水をこの第１水噴射部３６に循環する排水循環ラインＷ１が設けられ、排水循環ラインＷ１にポンプ３７が設けられている。また、スクラバ３２は、ベンチュリ部３４の壁部に対して水を噴射する第２水噴射部３８が設けられている。そして、このスクラバ３２は、有害物質が除去された排ガスを排出するガス排出部３９が設けられ、ガス排出ラインＧ５が連結されている。ガス排出ラインＧ５は、ミスト分離機（ミストエリミネータ）４０とブロワ（送風機）４１が設けられ、混合機（ミキサ）４２に連結されている。

ブロワ４１は、スクラバ３２内の排ガスをガス排出部３９からガス排出ラインＧ５に排出するものである。ミスト分離機４０は、水噴射により有害物質が除去された排ガスに含有する小径粒子の液滴を分離するものであり、分離した分離水は、分離水ラインＷ２によりスクラバ３２の貯水部３５に戻される。混合機（ミキサ）４２は、外気から吸入した空気とガス排出ラインＧ５からの排ガス（再循環ガス）を混合して燃焼用ガスを生成するものであり、この燃焼用ガスを過給機２１のコンプレッサ２２に供給する燃焼用空気供給ラインＧ６が設けられている。そして、過給機２１は、コンプレッサ２２が圧縮した燃焼用ガスを給気ラインＧ１から舶用ディーゼルエンジン１１に供給可能であり、給気ラインＧ１にエアクーラ（冷却器）４３が設けられている。このエアクーラ４３は、コンプレッサ２２により圧縮されて高温となった燃焼用ガスと冷却水とを熱交換することで、燃焼用ガスを冷却するものである。

船舶は、清水を製造するための造水機５１が搭載されており、造水機５１により製造された清水を貯留する清水タンク５２が連結されている。そして、清水タンク５２は、清水供給ラインＷ３によりスクラバ３２に連結されており、清水供給ラインＷ３に清水ポンプ５３が設けられている。

洗浄水ライン（第１洗浄水ライン）Ｗ４は、基端部が清水供給ラインＷ３における清水ポンプ５３より下流側に連結され、先端部がスクラバ３２におけるベンチュリ部３４の第２水噴射部３８に連結されている。洗浄水ラインＷ４は、流量調整弁５４と流量計５５が設けられている。

制御装置６１は、ＥＧＲバルブ３１、清水ポンプ５３、流量調整弁５４を制御可能となっている。この制御装置６１は、船舶の運航状態（運行海域）に応じてＥＧＲバルブ３１を開閉制御する。即ち、制御装置６１は、現在の船舶の運行海域がＮＯｘの排出量を規制するＮＯｘ規制海域でなければ、ＥＧＲバルブ３１を閉止し、ＮＯｘ規制海域であれば、ＥＧＲバルブ３１を開放する。

制御装置６１は、スクラバ３２における排水の水量に応じて清水ポンプ５３を駆動制御する。即ち、スクラバ３２は、排ガスに水噴射を行うことで有害物質を除去することから、噴射水の一部が高温の排ガスにより水蒸気となり、排ガスに持ち去られる。また、スクラバ３２は、図示しないが、貯水部３５の排水をフィルタにより洗浄することから、一部の排水が廃棄物と一緒に持ち去られる。そのため、スクラバ３２は、噴射するための水を定期的に補給する必要がある。

スクラバ３２は、貯水部３５に貯留されている排水の水量を計測する水量センサ６２が設けられている。制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の水量が予め設定された下限値より少なくなったら、清水ポンプ５３を作動することで、清水タンク５２に貯留されている清水を清水供給ラインＷ３によりスクラバ３２の貯水部３５に供給する。その後、制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の水量が上限値より多くなったら、清水ポンプ５３の作動を停止することで、清水供給ラインＷ３によるスクラバ３２の貯水部３５への清水の供給を停止する。

また、ＥＧＲバルブ３１が開放されると、排ガスの一部が排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れることから、スクラバ３２が作動することとなり、第２水噴射部３８は、洗浄水ラインＷ４から供給された水をベンチュリ部３４に噴射する必要がある。そのため、制御装置６１は、ＥＧＲバルブ３１が開放されると、流量計５５の計測結果に基づいて清水ポンプ５３を駆動すると共に流量調整弁５４を所定開度だけ開放し、水を洗浄水ラインＷ４から第２水噴射部３８に供給する。

なお、本発明の清水供給装置は、造水機５１と清水タンク５２と清水ポンプ５３と清水供給ラインＷ３により構成される。

ここで、第１実施形態の排ガス処理装置の作用を説明する。

第１実施形態の排ガス処理装置において、舶用ディーゼルエンジン１１は、掃気チャンバ１３からシリンダ１２内に燃焼用空気が供給されると、ピストンによってこの燃焼用空気が圧縮され、この高温の空気に対して燃料が噴射することで自然着火し、燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気ポート１４から排気ラインＧ２に排出される。舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスは、過給機２１におけるタービン２３を回転した後、排気ラインＧ３に排出され、ＥＧＲバルブ３１が閉止しているときは、全量が排気ラインＧ３から外部に排出される。

一方、ＥＧＲバルブ３１が開放しているとき、排ガスは、その一部が排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れる。排ガス再循環ラインＧ４に流れた排ガスは、スクラバ３２により、含有するＮＯｘや煤塵などの有害物質が除去される。即ち、スクラバ３２にて、排ガスは、ベンチュリ部３４を高速で通過するとき、第１水噴射部３６から水が噴射されることで、この水により冷却されると共に、ＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）が水と共に落下して除去される。また、第２水噴射部３８は、洗浄水ラインＷ４から供給された水を噴射することで、この水によりベンチュリ部３４や第１水噴射部３６の壁面を冷却すると共に、ベンチュリ部３４に付着したＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）を水と共に落下させて除去する。また、循環水に起因して生じる析出物の発生も抑止することができる。そして、ＳＯｘや煤塵などを含んだ水は、貯水部３５に貯留され、ポンプ３７により排水循環ラインＷ１を通して再び第１水噴射部３６に戻される。

この第１水噴射部３６による水噴射を開始するタイミングは、ＥＧＲ運転の開始時（ＥＧＲバルブ３１の開放時）であり、水噴射を終了するタイミングは、ＥＧＲ運転の停止時（ＥＧＲバルブ３１の閉止時）である。一方、第２水噴射部３８は、ＥＧＲ運転が開始されてベンチュリ部３４における内部の温度が所定温度（例えば、８０℃）を超えてから水噴射を開始することが望ましく、ベンチュリ部３４における内部の温度が所定温度より低下すると、水噴射を停止することが望ましい。そのため、第２水噴射部３８が水噴射を開始するタイミングは、ＥＧＲ運転の開始時から所定時間を経過したときであり、水噴射を終了するタイミングは、ＥＧＲ運転の停止から所定時間が経過したときである。この場合、タイマを用いたり、温度センサを用いたりすればよい。

また、排水循環ラインＷ１を循環している循環水は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が添加されていることから、付着したままで乾燥すると塩（えん）が析出してしまう。そのため、水によりベンチュリ部３４や第１水噴射部３６の壁面に付いた循環水を洗い流すことで、塩の析出を抑止することができる。

スクラバ３２により有害物質が除去された排ガスは、ガス排出部３９からガス排出ラインＧ５に排出され、ミスト分離機４０により小径粒子の液滴が分離された後、混合機４２で吸入した空気と混合され、燃焼用ガスとなる。この燃焼用ガスは、燃焼用空気供給ラインＧ６を通り、過給機２１のコンプレッサ２２で圧縮された後、エアクーラ４３で冷却され、給気ラインＧ１からディーゼルエンジン１１に供給される。

このように第１実施形態のスクラバにあっては、中空形状をなすスクラバ本体３３と、排ガスが導入されるベンチュリ部３４と、ベンチュリ部３４に導入された排ガスに対して水を噴射することで含有する有害物質を除去する第１水噴射部３６と、ベンチュリ部３４の壁面に対して水を噴射することで付着した有害物質を除去する第２水噴射部３８とを設けている。

従って、第１水噴射部３６は、ベンチュリ部３４に導入された排ガスに水を噴射することで、排ガス中の有害物質を除去することができ、第２水噴射部３８は、ベンチュリ部３４の壁面に水を噴射することで、排ガスから除去されてベンチュリ部３４の壁面に付着した有害物質を除去することができる。その結果、排ガスから有害物質を効率的に除去することができる。

このように第１実施形態の排ガス処理装置にあっては、舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスの一部を燃焼用ガスの一部として再循環する排ガス再循環ラインＧ４と、排ガス再循環ラインＧ４に設けられるスクラバ３２とを備えている。

従って、舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスの一部が排ガス再循環ラインＧ４を通るとき、第１水噴射部３６は、ベンチュリ部３４に導入された排ガスに水を噴射して排ガス中の有害物質を除去することができ、第２水噴射部３８は、ベンチュリ部３４の壁面に水を噴射して排ガスから除去されてベンチュリ部３４の壁面に付着した有害物質を除去することができる。その結果、排ガスから有害物質を効率的に除去することができ、排ガス処理性能を向上することができる。

第１実施形態の排ガス処理装置では、清水をスクラバ３２に供給する清水供給ラインＷ３と、清水供給ラインＷ３の清水を第２水噴射部３８に供給する洗浄水ラインＷ４を設けている。従って、第２水噴射部３６は、スクラバ３２に供給する清水の一部を噴射することとなり、ベンチュリ部３４の壁面に適正に水を噴射して有害物質を除去することができる。

［第２実施形態］
図２は、第２実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図、図３は、排ガス処理装置による処理の流れを表すフローチャート、図４は、貯水部に対する水供給制御を説明するための概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態の排ガス処理装置において、図２に示すように、過給機２１は、コンプレッサ２２とタービン２３とが回転軸２４により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機２１は、コンプレッサ２２が空気と排ガス（再循環ガス）を混合した燃焼用ガスを圧縮し、燃焼用ガスを給気ラインＧ１から舶用ディーゼルエンジン１１に供給する。この給気ラインＧ１に設けられたエアクーラ４３は、コンプレッサ２２により圧縮されて高温となった燃焼用ガスと冷却水とを熱交換することで、燃焼用ガスを冷却する。

エアクーラ４３は、高温の燃焼用ガスを冷却することで温度と圧力が低下することから、含有する水蒸気が凝縮して凝縮水（ドレン水）が発生する。エアクーラ４３は、発生したドレン水を排出するドレン水排出ラインＷ５が設けられ、ドレン水排出ラインＷ５にドレン水ポンプ７１が設けられている。そして、このドレン水排出ラインＷ５は、ドレンバルブ７２を介してドレン水供給ライン（凝縮水供給ライン）Ｗ６とドレン水処理ラインＷ７が連結されている。

ドレン水供給ラインＷ６は、スクラバ３２に連結されている。また、ドレン水処理ラインＷ７は、ドレン水タンク７３とポンプ７４が設けられ、処理装置７５に連結されている。この処理装置７５は、ドレン水から舶用ディーゼルエンジン１１の潤滑油やシステム油などの油分を除去するものであり、処理水はそのまま排水し、分離した廃棄物は図示しない廃棄物容器に収容する。

また、洗浄水ライン（第１洗浄水ライン、第２洗浄水ライン）Ｗ４は、基端部が清水供給ラインＷ３における清水ポンプ５３より下流側に連結されると共に、ドレン水供給ラインＷ６に連結されている。そして、洗浄水ラインＷ４は、先端部がスクラバ３２におけるベンチュリ部３４の第２水噴射部３８に連結され、流量調整弁５４と流量計５５が設けられている。そのため、洗浄水ラインＷ４は、第１洗浄水ラインを用いて清水を第２水噴射部３８に供給可能であると共に、第２洗浄水ラインを用いてドレン水を第２水噴射部３８に供給可能である。

制御装置６１は、ＥＧＲバルブ３１、ドレンバルブ７２、ポンプ７４、清水ポンプ５３、流量調整弁５４を制御可能となっている。制御装置６１は、スクラバ３２における排水の水量に応じてドレンバルブ７２と清水ポンプ５３を制御する。スクラバ３２は、貯水部３５に貯留されている排水の水量を計測する水量センサ６２が設けられている。制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の水量が予め設定された下限値より少なくなったら、ドレンバルブ７２を切替えることで、エアクーラ４３からドレン水排出ラインＷ５に排出されたドレン水をドレン水供給ラインＷ６によりスクラバ３２の貯水部３５に供給する。一方、制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の水量が予め設定された上限値より多くなったら、ドレンバルブ７２を切替えることで、エアクーラ４３からドレン水排出ラインＷ５に排出されたドレン水をドレン水処理ラインＷ７によりドレン水タンク７３（処理装置７５）に供給する。

また、制御装置６１は、ドレンバルブ７２を切替えてドレン水をドレン水供給ラインＷ６によりスクラバ３２の貯水部３５に供給しても、計測した貯水部３５の水量が増加しないときは、清水ポンプ５３を作動することで、清水タンク５２に貯留されている清水を清水供給ラインＷ３によりスクラバ３２の貯水部３５に供給する。その後、制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の水量が上限値より多くなったら、清水ポンプ５３の作動を停止することで、清水供給ラインＷ３によるスクラバ３２の貯水部３５への清水の供給を停止する。このとき、ドレンバルブ７２を切替えることで、ドレン水供給ラインＷ６による貯水部３５へのドレン水の供給も停止する。

また、ＥＧＲバルブ３１が開放されると、排ガスの一部が排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れることから、スクラバ３２が作動することとなり、第２水噴射部３８は、洗浄水ラインＷ４から供給された水をベンチュリ部３４に噴射する必要がある。そのため、制御装置６１は、ＥＧＲバルブ３１が開放されると、流量計５５の計測結果に基づいて清水ポンプ５３を駆動すると共に流量調整弁５４を所定開度だけ開放し、水を洗浄水ラインＷ４から第２水噴射部３８に供給する。

このとき、ドレンバルブ７２の切替えにより、エアクーラ４３からドレン水排出ラインＷ５に排出されたドレン水がドレン水供給ラインＷ６によりスクラバ３２の貯水部３５に供給されていれば、このドレン水がドレン水供給ラインＷ６から洗浄水ラインＷ４を通って第２水噴射部３８に供給され、清水ポンプ５３が停止する。また、制御装置６１は、流量計５５の計測結果に基づいて第２水噴射部３８への水の供給量が足りないと、清水ポンプ５３を駆動して第２水噴射部３８への水の供給量を増加させる。

なお、本発明の凝縮水供給装置は、ドレン水排出ラインＷ５とドレン水ポンプ７１とドレンバルブ７２とドレン水供給ラインＷ６などにより構成される。

ここで、第２実施形態の排ガス処理装置の作用を説明する。

第２実施形態の排ガス処理装置において、舶用ディーゼルエンジン１１は、掃気チャンバ１３からシリンダ１２内に燃焼用空気が供給されると、ピストンによってこの燃焼用空気が圧縮され、この高温の空気に対して燃料が噴射することで自然着火し、燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気ポート１４から排気ラインＧ２に排出される。舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスは、過給機２１におけるタービン２３を回転した後、排気ラインＧ３に排出され、ＥＧＲバルブ３１が閉止しているときは、全量が排気ラインＧ３から外部に排出される。

一方、ＥＧＲバルブ３１が開放しているとき、排ガスは、その一部が排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れる。排ガス再循環ラインＧ４に流れた排ガスは、スクラバ３２により、含有するＮＯｘや煤塵などの有害物質が除去される。即ち、スクラバ３２にて、排ガスは、ベンチュリ部３４を高速で通過するとき、第１水噴射部３６から水が噴射されることで、この水により冷却されると共に、ＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）が水と共に落下して除去される。また、第２水噴射部３８は、洗浄水ラインＷ４から供給された水を噴射することで、この水によりベンチュリ部３４や第１水噴射部３６の壁面を冷却すると共に、ベンチュリ部３４に付着したＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）を水と共に落下させて除去する。また、循環水に起因して生じる析出物の発生も抑止することができる。そして、ＳＯｘや煤塵などを含んだ水は、貯水部３５に貯留され、ポンプ３７により排水循環ラインＷ１を通して再び第１水噴射部３６に戻される。

スクラバ５２により有害物質が除去された排ガスは、ガス排出部３９からガス排出ラインＧ５に排出され、ミスト分離機４０により小径粒子の液滴が分離された後、混合機４２で吸入した空気と混合され、燃焼用ガスとなる。この燃焼用ガスは、燃焼用空気供給ラインＧ６を通り、過給機２１のコンプレッサ２２で圧縮された後、エアクーラ４３で冷却され、給気ラインＧ１から舶用ディーゼルエンジン１１に供給される。

エアクーラ４３は、高温の燃焼用ガスを冷却することで、水蒸気が凝縮してドレン水が発生し、このドレン水は、ドレン水排出ラインＷ５に排出される。このドレン水は、油分を含んでいることから、通常、ドレン水排出ラインＷ５からドレン水処理ラインＷ７に流れてドレン水タンク７３に溜まり、処理装置７５がこのドレン水を浄化処理する。

制御装置６１は、スクラバ３２における排水量に応じてドレンバルブ７２と清水ポンプ５３を制御する。ここで、制御装置６１によるスクラバ３２における貯留水量の制御について、フローチャートを用いて詳細に説明する。

図２及び図３に示すように、ステップＳ１１にて、船舶がＮＯｘ規制海域を航行しているかどうかを判定する。ここで、船舶がＮＯｘ規制海域を航行していると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１２にて、ＥＧＲバルブ３１を開放し、ステップＳ１３にて、スクラバ３２を作動する。一方、船舶がＮＯｘ規制海域を航行していないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ２０にて、ＥＧＲバルブ３１を閉止し、ステップＳ２１にて、スクラバ３２を停止する。

ステップＳ１４にて、水量センサ６２が計測したスクラバ３２における貯水部３５の水量が所定水位にある（下限値以上）かどうかを判定する。ここで、スクラバ３２における貯水部３５の水量が所定水位にある（下限値以上）と判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１５にて、ドレンバルブ７２によりドレン水排出ラインＷ５とドレン水処理ラインＷ７を連通し、ステップＳ１６にて、清水ポンプ５３を停止する。一方、スクラバ３２における貯水部３５の水量が所定水位にない（下限値より少ない）と判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ１７にて、ドレンバルブ７２によりドレン水排出ラインＷ５とドレン水供給ラインＷ６を連通する。

すると、ドレンバルブ７２を切替えてドレン水排出ラインＷ５とドレン水供給ラインＷ６が連通することで、エアクーラ４３からドレン水排出ラインＷ５に排出されたドレン水は、ドレン水供給ラインＷ６を通してスクラバ３２の貯水部３５に供給される。そのため、貯水部３５の水量が増加する。

また、ステップＳ１８にて、再び、水量センサ６２が計測したスクラバ３２における貯水部３５の水量が所定水位にある（下限値以上）かどうかを判定する。即ち、エアクーラ４３からのドレン水をドレン水供給ラインＷ６から貯水部３５に供給しても、スクラバ３２における水の消費量が多いときは、貯水部３５の水量が増加しない。そのため、スクラバ３２における貯水部３５の水量が所定水位にある（下限値以上）と判定（Ｙｅｓ）されたら、この処理を終了する。一方、スクラバ３２における貯水部３５の水量が所定水位にない（下限値より少ない）と判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ１９にて、清水ポンプ５３を作動する。すると、清水ポンプ５３により清水タンク５２に貯留されている清水が清水供給ラインＷ３を通してスクラバ３２の貯水部３５に供給される。そのため、貯水部３５の水量が増加する。

その後、ステップＳ１４にて、貯水部３５の水量が増加して所定水位にあると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１５にて、ドレンバルブ７２によりドレン水排出ラインＷ５とドレン水処理ラインＷ７を連通し、ステップＳ１６にて、清水ポンプ５３を停止する。また、ステップＳ１１にて、船舶がＮＯｘ規制海域を外れたと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ２０にて、ＥＧＲバルブ３１を閉止し、ステップＳ２１にて、スクラバ３２を停止する。

なお、実際は、貯水部３５の水量に対する上限値と下限値が設定されており、制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の水量が上限値より多くなったら、ドレンバルブ３２を切替えたり、清水ポンプ５３の作動を停止したりしている。

例えば、図４に示すように、貯水部３５の水位に対して上限値Ｈ１，Ｈ２と下限値Ｌ１，Ｌ２が設定されている。上限値Ｈ１＜Ｈ２、下限値Ｌ１＜Ｌ２であり、水位は、Ｈ２＞Ｈ１＞Ｌ１＞Ｌ２である。ここで、貯水部３５の初期水位は、下限値Ｌ１〜上限値Ｈ１の間にあるとき、ドレン水や静水の供給が停止している。

再循環ガスに持ち去られることで、水位は下限値Ｌ１まで低下すると、水位が下限値Ｌ１より下がった時点（Ｌ１〜Ｌ２）でドレン水の供給を開始する。そして、持ち去り量よりドレン水の供給量が多いと、水位が上昇して上限値Ｈ２に達した時点（Ｈ１〜Ｈ２）でドレン水の供給を停止する。一方、持ち去り量よりドレン水供給量が少ないと、水位が低下して下限値Ｌ２に達した時点（Ｌ１〜Ｌ２）で清水の供給を開始する。そして、水位が上昇して上限値Ｈ１に達した時点（Ｌ１〜Ｈ１）でドレン水の供給を停止する。また、運転条件、温度、湿度が変わっていた場合、持ち去り量とドレン水量も変化する。この時点で、持ち去り量＞ドレン水とは判断できないためにドレン水を供給する。そして、持ち去り量よりドレン水供給量が多いとき、水位が上昇して上限値Ｈ２まで上昇したとき、ドレン水の供給を停止する。一方、持ち去り量よりドレン水供給量が少ないとき、水位低下する。

上述した制御装置６１による制御方法であれば、ドレン水及び清水の供給及び停止の制御が簡単となる。下限値が１つしか設定されていないと、ドレン水だけで足りるかどうか判断する必要があり、持ち去り量とドレン水量を比較しなければならないが、持ち去られる水は水蒸気の状態なので計測が困難である。また、水位を計測する方法もあるが、水位を高精度に計測して減少か増加かを判断しなければならず、制御が複雑になる。本実施形態では、上限値Ｈ１，Ｈ２と下限値Ｌ１，Ｌ２を設定することで、ＯＮ／ＯＦＦ制御するだけでよく、判定や制御が容易となる。

このように第２実施形態の排ガス処理装置にあっては、舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスの一部を空気と混合して過給機２１により圧縮して燃焼用ガスとして舶用ディーゼルエンジン１１に再循環する排ガス再循環ラインＧ４と、排ガス再循環ラインＧ４を流れる排ガスに対して水を噴射することで有害物質を除去するスクラバ３２と、スクラバ３２により有害物質が除去された後にコンプレッサ２２により圧縮された燃焼用ガスを冷却するエアクーラ４３と、エアクーラ４３により燃焼用ガスを冷却することで発生したドレン水をスクラバ３２に供給するドレン水供給ラインＷ６を設けている。

従って、舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスは、その一部が排ガス再循環ラインＧ４を通り、過給機２１により圧縮されて燃焼用ガスとして舶用ディーゼルエンジン１１に再循環される。スクラバ３２は、排ガス再循環ラインＧ４を流れる排ガスに対して水を噴射することで有害物質を除去する。また、エアクーラ４３は、有害物質が除去された後にコンプレッサ２２により圧縮された燃焼用ガスを冷却する。このとき、エアクーラ４３が燃焼用ガスを冷却することで、ドレン水が発生することから、このドレン水をドレン水供給ラインＷ６によりスクラバ３２に供給する。そのため、スクラバ３２は、ドレン水が供給されることで水不足が緩和され、処理水を有効利用することで装置の大型化及び高コスト化を抑制することができる。

第２実施形態の排ガス処理装置では、ドレン水供給ラインＷ６のドレン水を第２水噴射部３８に供給する洗浄水ラインＷ４を設けている。従って、第２水噴射部３８は、エアクーラ４３が燃焼用ガスを冷却して生成したドレン水の一部を噴射することとなり、清水の使用量を低減して低コスト化を可能とすることができると共に、ベンチュリ部３４の壁面に付着した有害物質を適正に除去することができる。

また、洗浄水ラインＷ４は、基端部がドレン水供給ラインＷ６と清水供給ラインＷ３に連結されることで、ドレン水が十分であるときは、このドレン水を噴射し、ドレン水が不十分であるときは、清水を噴射することとなり、ベンチュリ部３４の壁面に対して適正に水を噴射することができる。

［第３実施形態］
図５は、第３実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。

第３実施形態の排ガス処理装置において、図５に示すように、過給機２１は、コンプレッサ２２とタービン２３とが回転軸２４により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機２１は、コンプレッサ２２が空気と排ガス（再循環ガス）を混合した燃焼用ガスを圧縮し、燃焼用ガスを給気ラインＧ１から舶用ディーゼルエンジン１１に供給する。この給気ラインＧ１に設けられたエアクーラ４３は、コンプレッサ２２により圧縮されて高温となった燃焼用ガスと冷却水とを熱交換することで、燃焼用ガスを冷却する。

エアクーラ４３は、高温の燃焼用ガスを冷却すると、この燃焼用ガスの温度と圧力が低下することから、燃焼用ガスに含有する水蒸気が凝縮することで、凝縮水（ドレン水）が発生する。エアクーラ４３は、発生したドレン水を排出するドレン水排出ラインＷ５が設けられ、このドレン水排出ラインＷ５は、メイクアップウォータタンク（給水タンク）８０に連結されている。

メイクアップウォータタンク８０は、タンク本体８１と、ドレン水排出ライン（ドレン水供給管）Ｗ５と、清水供給ライン（清水供給管）Ｗ３と、給水ライン（給水管）Ｗ８と、オーバーフローライン（排水管）Ｗ９を備えている。

タンク本体８１は、中空形状をなし、所定量の水（ドレン水と清水）を貯留することができる。タンク本体８１は、上部にドレン水排出ラインＷ５を構成する配管が接続されており、エアクーラ４３で発生したドレン水がこのドレン水排出ラインＷ５を通して供給される。また、タンク本体８１は、側部に清水供給ラインＷ３を構成する配管が接続されており、清水がこの清水供給ラインＷ３を通して供給される。この清水供給ラインＷ３は、造水機５１、清水タンク５２、清水ポンプ５３、清水バルブ８２が設けられている。

タンク本体８１は、側部にオーバーフローラインＷ９を構成する配管が接続されており、タンク本体８１の貯水量が予め設定された上限値を超えると、貯留水がこのオーバーフローラインＷ９を通して排出される。ドレン水処理ラインＷ７は、ドレン水タンク７３とポンプ７４が設けられ、処理装置７５に連結されている。

タンク本体８１は、下部に給水ラインＷ８を構成する配管が接続され、この給水ラインＷ８は、スクラバ３２に連結されており、タンク本体８１の貯留水がこの給水ラインＷ８を通してスクラバ３２に供給される。給水ラインＷ８は、給水ポンプ８３と給水バルブ８４が設けられており、給水ポンプ８３は、給水ラインＷ８におけるタンク本体８１側に設けられ、給水バルブ８４は、スクラバ３２側、つまり、給水ポンプ８３より下流側に設けられている。

タンク本体８１は、給水ラインＷ８を含んだ循環水ラインＷ１０が設けられている。この循環水ラインＷ１０は、基端部がタンク本体８１の下部に連結され、先端部がタンク本体８１の側部に連結されている。そのため、給水ラインＷ８は、基端部がこの循環水ラインＷ１０に連結され、先端部がスクラバ３２の貯水部３５に接続されることとなる。給水ポンプ８３は、循環水ラインＷ１０における給水ラインＷ８との連結部より上流側に設けられている。給水バルブ８４は、給水ポンプ８３より下流側の給水ラインＷ８に設けられている。また、循環水ラインＷ１０における給水ラインＷ８との連結部より下流側に循環バルブ８５が設けられている。

ここで、給水バルブ８４と循環バルブ８５は、タンク本体８１の貯留水の供給先を循環水ラインＷ１０と給水ラインＷ８との間で切替えることができる。即ち、給水バルブ８４を閉止して循環バルブ８５を開放すると、タンク本体８１の貯留水を循環水ラインＷ１０に流すことができる。一方、給水バルブ８４を開放して循環バルブ８５を閉止すると、タンク本体８１の貯留水を給水ラインＷ６に流すことができる。

洗浄水ライン（第３洗浄水ライン）Ｗ４は、基端部が循環水ラインＷ１０における給水ラインＷ８との連結部より上流側に連結され、先端部がスクラバ３２におけるベンチュリ部３４に連結されている。洗浄水ラインＷ４は、流量調整弁５４と流量計５５が設けられている。ベンチュリ部３４は、第２水噴射部３８が設けられており、第２水噴射部３８は、洗浄水ラインＷ４から供給された水を噴射することで、この水によりベンチュリ部３４や第１水噴射部３６の壁面を冷却すると共に、ベンチュリ部３４に付着したＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）を水と共に落下させて除去する。また、循環水に起因して生じる析出物の発生も抑止することができる。

また、循環水ラインＷ１０は、循環バルブ８５より下流側にオリフィス（絞り部）８６
が設けられている。このオリフィス８６は、循環水ラインＷ１０における抵抗体であり、
循環水ラインＷ１０を流れる水に対して圧力損失を与えている。循環水ラインＷ１０でオ
リフィス８６により発生する圧力損失の大きさは、洗浄水ラインＷ４を通して第２水噴射
部３８に供給する給水量に応じて設定される。即ち、タンク本体８１の貯留水は、給水ポ
ンプ８３により循環水ラインＷ１０を循環する。ここで、循環水ラインＷ１０に洗浄水ラ
インＷ４が連結されていることから、オリフィス８６の抵抗（圧力損失）が大きければ、
洗浄水ラインＷ４に流れる水量が大きくなる。

制御装置６１は、ＥＧＲバルブ３１、流量調整弁５４、給水バルブ８４を開閉制御可能であり、ポンプ３７、ブロワ４０、清水ポンプ５３、ポンプ７４、給水ポンプ８３を駆動制御可能となっている。この制御装置６１は、船舶の運航状態（運行海域）に応じてＥＧＲバルブ３１を開閉制御する。即ち、制御装置６１は、現在の船舶の運行海域がＮＯｘの排出量を規制するＮＯｘ規制海域外であれば、ＥＧＲ作動信号が出力されず、ＥＧＲバルブ３１を閉止する。一方、制御装置６１は、現在の船舶の運行海域がＮＯｘの排出量を規制するＮＯｘ規制海域内であれば、ＥＧＲ作動信号が出力され、ＥＧＲバルブ３１を開放する。なお、後述するが、ＥＧＲ作動信号は、乗組員がＮＯｘ規制海域を判断し、ＥＧＲ作動スイッチを操作して出力してもよいし、制御装置６１がＮＯｘ規制海域を判定して出力してもよい。

そして、制御装置６１は、現在の船舶の運行海域がＮＯｘ規制海域内であって、ＥＧＲ作動信号によりＥＧＲバルブ３１が開放されると、スクラバ３２を作動する。即ち、制御装置６１は、ＥＧＲバルブ３１を開放し、ポンプ３７及びブロワ４１を駆動する。そのため、排気ラインＧ３の排ガスが排ガス再循環ラインＧ４に流れ込んだとき、スクラバ３２は、排ガスに対して水を噴射することで、含有するＳＯｘや煤塵などの有害物質を除去することができる。

また、制御装置６１は、スクラバ３２を作動するとき、給水ポンプ８３を駆動し、給水バルブ８４を閉止して循環バルブ８５を開放する。すると、給水ポンプ８３によりタンク本体８１の貯留水を循環水ラインＷ１０により循環する。そして、制御装置６１は、スクラバ３２の貯水部３５における貯水量に応じて、給水バルブ８４と循環バルブ８５を開閉制御する。

スクラバ３２は、貯水部３５に貯留されている貯水量を計測する水量センサ（第２計測センサ）６２が設けられている。制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の貯水量が予め設定された下限値より少なくなったら、循環バルブ８５を閉止し、給水バルブ８４を開放することで、メイクアップウォータタンク８０の貯留水を給水ラインＷ８によりスクラバ３２の貯水部３５に供給する。給水ポンプ８３によりタンク本体８１から循環水ラインＷ１０に流出する貯留水は、オリフィス８６により一部が洗浄水ラインＷ４に流れ、残りが循環水ラインＷ１０によりタンク本体８１に戻される。循環バルブ８５を閉止して給水バルブ８４を開放すると、給水ポンプ８３によりタンク本体８１から循環水ラインＷ１０に流出する貯留水は、循環水ラインＷ１０によりタンク本体８１に戻されていた量の水が給水ラインＷ８からスクラバ３２の貯水部３５に供給され、洗浄水ラインＷ４から第２水噴射部３８に供給される水量はほとんど変わらない。即ち、循環水ラインＷ１０と給水ラインＷ８の圧力損失が同等なので、循環水ラインＷ１０と給水ラインＷ８のうちのどちらに導通していても、洗浄水ラインＷ４から第２水噴射部３８に供給される水量を維持することができる。

そして、制御装置６１は、水量センサ６２が計測した貯水部３５の貯水量が予め設定された基準値（上限値）より多くなったら、循環バルブ８５を開放し、給水バルブ８４を閉止することで、メイクアップウォータタンク８０から給水ラインＷ８を通した貯水部３５への給水を停止する。

また、制御装置６１は、メイクアップウォータタンク８０のタンク本体８１における貯水量に応じて、清水ポンプ５３を駆動制御すると共に清水バルブ８２を開閉制御する。即ち、エアクーラ４３は、燃焼用ガスを冷却することでドレン水を生成し、このドレン水をドレン水排出ラインＷ５からメイクアップウォータタンク８０に供給する。しかし、舶用ディーゼルエンジン１１は、運転状態（例えば、出力）に応じて排ガス量が変動することから、発生するドレン水の量も変動する。また、上述したように、スクラバ３２は、貯水部３５の貯水量が減少すると、メイクアップウォータタンク８０の貯留水を給水ラインＷ８から貯水部３５に供給することから、タンク本体８１の貯水量が減少する。そのため、メイクアップウォータタンク８０は、タンク本体８１に貯留されている水を定期的に補給する必要がある。

メイクアップウォータタンク８０は、タンク本体８１に貯留されている貯水量を計測する水量センサ（第１計測センサ）６３が設けられている。制御装置６１は、水量センサ６３が計測したタンク本体８１の貯水量が予め設定された下限値より少なくなったら、清水ポンプ５３を駆動し、清水バルブ８２を開放することで、清水タンク５２の貯留水を清水供給ラインＷ３によりメイクアップウォータタンク８０のタンク本体８１に供給する。一方、制御装置６１は、水量センサ６３が計測したタンク本体８１の貯水量が予め設定された上限値より多くなったら、清水ポンプ５３の駆動を停止し、清水バルブ８２を閉止することで、清水タンク５２から清水供給ラインＷ３を通したタンク本体８１への清水の供給を停止する。

ここで、第３実施形態の排ガス処理装置の作用を説明する。図６は、貯水部における給水制御の処理の流れを表すフローチャート、図７は、メイクアップウォータタンクにおける給水制御の処理の流れを表すフローチャート、図８は、貯水部に対する給水制御を説明するための概略図、図９は、メイクアップウォータタンクに対する給水制御を説明するための概略図である。

第３実施形態の排ガス処理装置において、舶用ディーゼルエンジン１１は、掃気チャンバ１３からシリンダ１２内に燃焼用空気が供給されると、ピストンによってこの燃焼用空気が圧縮され、この高温の空気に対して燃料が噴射することで自然着火し、燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気ポート１４から排気ラインＧ２に排出される。舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスは、過給機２１におけるタービン２３を回転した後、排気ラインＧ３に排出され、ＥＧＲバルブ３１が閉止しているときは、全量が排気ラインＧ３から外部に排出される。

一方、ＥＧＲバルブ３１が開放しているとき、排ガスは、その一部が排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れる。排ガス再循環ラインＧ４に流れた排ガスは、スクラバ３２により、含有するＮＯｘや煤塵などの有害物質が除去される。即ち、スクラバ３２は、排ガスがベンチュリ部３４を通過するとき、第１水噴射部３６から水を噴射することで、この水により排ガスを冷却すると共に、ＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）を水と共に落下させて除去する。また、第２水噴射部３８は、洗浄水ラインＷ４から供給された水を噴射することで、この水によりベンチュリ部３４や第１水噴射部３６の壁面を冷却すると共に、ベンチュリ部３４に付着したＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）を水と共に落下させて除去する。また、循環水に起因して生じる析出物の発生も抑止することができる。そして、ＳＯｘや煤塵などを含んだ水は、貯水部３５に貯留され、ポンプ３７により排水循環ラインＷ１を通して再び水噴射部３６に戻される。

スクラバ３２により有害物質が除去された排ガスは、ガス排出部３９からガス排出ラインＧ５に排出され、ミスト分離機４０により小径粒子の液滴が分離された後、混合機４２で吸入した空気と混合され、燃焼用ガスとなる。この燃焼用ガスは、燃焼用空気供給ラインＧ６を通り、過給機２１のコンプレッサ２２で圧縮された後、エアクーラ４３で冷却され、給気ラインＧ１から舶用ディーゼルエンジン１１に供給される。

エアクーラ４３は、高温の燃焼用ガスを冷却することで、燃焼用ガス中の水蒸気が凝縮してドレン水を発生し、このドレン水がドレン水排出ラインＷ５に排出される。このドレン水は、ドレン水排出ラインＷ５を通してメイクアップウォータタンク８０に供給され、ここに貯留される。

制御装置６１は、スクラバ３２における貯水部３５の貯水量に応じて給水ポンプ８３と給水バルブ８４と循環バルブ８５を制御する。ここで、制御装置６１によるスクラバ３２における貯水量の制御について、フローチャートを用いて詳細に説明する。

図５及び図６に示すように、ステップＳ３１にて、船舶がＮＯｘ規制海域を航行しているかどうかを判定する。ここで、船舶がＮＯｘ規制海域を航行していると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ３２にて、ＥＧＲバルブ３１を開放し、ステップＳ３３にて、スクラバ３２を作動する。一方、船舶がＮＯｘ規制海域を航行していないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ４０にて、ＥＧＲバルブ３１を閉止し、ステップＳ４１にて、スクラバ３２を停止する。

この場合、船舶がＮＯｘ規制海域を航行しているかどうかの判定は、乗組員が判断しており、船舶がＮＯｘ規制海域に入ると、乗組員がＥＧＲ作動スイッチを操作（ＯＮ）するため、制御装置６１は、ＥＧＲ作動信号を受けてＥＧＲバルブ３１を開放する。一方、船舶がＮＯｘ規制海域から出ると、乗組員がＥＧＲ作動スイッチを操作（ＯＦＦ）するため、制御装置６１は、ＥＧＲ作動信号の停止を受けてＥＧＲバルブ３１を閉止する。なお、制御装置６１が船舶のＮＯｘ規制海域での航行状態を判定してＥＧＲバルブ３１を開閉してもよい。

ステップＳ３１で船舶がＮＯｘ規制海域を航行していると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ３２でＥＧＲバルブ３１を開放し、ステップＳ３３でスクラバ３２を作動した後、ステップＳ３４にて、給水ポンプ８３を作動する。そして、ステップＳ３５にて、水量センサ６２が計測したスクラバ３２における貯水部３５の水量が所定水位にある（下限値以上）かどうかを判定する。ここで、スクラバ３２における貯水部３５の貯水量が所定水位にある（下限値以上）と判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ３６にて、給水バルブ８４を閉止し、ステップＳ３７にて、循環バルブ８５を開放する。一方、スクラバ３２における貯水部３５の貯水量が所定水位にない（下限値より少ない）と判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ３８にて、給水バルブ８４を開放し、ステップＳ３９にて、循環バルブ８５を閉止する。

スクラバ３２における貯水部３５の貯水量が所定水位にないと、給水バルブ８４を開放して循環バルブ８５を閉止することで、メイクアップウォータタンク８０におけるタンク本体８１の貯留水が給水ラインＷ８を通してスクラバ３２の貯水部３５に供給される。そのため、貯水部３５の貯水量が増加する。

その後、ステップＳ３５にて、貯水部３５の貯水量が増加して所定水位にあると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ３６にて、給水バルブ８４を閉止し、ステップＳ３７にて、循環バルブ８５を開放する。そのため、メイクアップウォータタンク８０から給水ラインＷ８を通した貯水部３５への給水が停止し、メイクアップウォータタンク８０の水が循環水ラインＷ１０を循環する。また、ステップＳ３１にて、船舶がＮＯｘ規制海域を外れたと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ４０にて、ＥＧＲバルブ３１を閉止し、ステップＳ４１にて、スクラバ３２を停止し、ステップＳ４２にて、給水ポンプ８３を停止する。

なお、図６のフローチャートは、ＥＧＲバルブ３１の制御と給水バルブ８４と給水ポンプ８３と循環バルブ８５の制御を纏めて記載したが、実際には、別々に処理される。即ち、ステップＳ３１で、船舶がＮＯｘ規制海域を航行していると判定し、ステップＳ３２以降の処理に入ったら、リターンした後、ステップＳ３５に戻り、ステップＳ３５〜Ｓ３９の処理を繰り返す。一方で、ステップＳ３１で、船舶がＮＯｘ規制海域から出たら、ステップＳ４０に移行する。

また、制御装置６１は、メイクアップウォータタンク８０におけるタンク本体８１の貯水量に応じて清水ポンプ５３と清水バルブ８２を制御する。ここで、制御装置６１によるメイクアップウォータタンク８０における貯水量の制御について、フローチャートを用いて詳細に説明する。

図５及び図７に示すように、ステップＳ５１にて、水量センサ６３が計測したメイクアップウォータタンク８０におけるタンク本体８１の水量が所定水位にある（下限値以上）かどうかを判定する。ここで、メイクアップウォータタンク８０におけるタンク本体８１の貯水量が所定水位にある（下限値以上）と判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ５２にて、清水バルブ８２を閉止し、ステップＳ５３にて、清水ポンプ５３を停止する。一方、メイクアップウォータタンク８０におけるタンク本体８１の貯水量が所定水位にない（下限値より少ない）と判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ５４にて、清水バルブ８２を開放し、ステップＳ５５にて、清水ポンプ５３を駆動する。

すると、清水供給ラインＷ３にて、清水バルブ８２を開放して清水ポンプ５３を駆動することで、清水タンク５２の清水が清水供給ラインＷ３を通してメイクアップウォータタンク８０におけるタンク本体８１に供給される。そのため、タンク本体８１の貯水量が増加する。その後、ステップＳ５１にて、タンク本体８１の貯水量が増加して所定水位にあると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ５２にて、清水バルブ８２を閉止し、ステップＳ５３にて、清水ポンプ５３を停止する。そのため、清水タンク５２から清水供給ラインＷ３を通したタンク本体８１への清水の供給が停止する。

なお、上述した各給水制御にて、貯水部３５及びタンク本体８１の貯水量に対する上限値と下限値が設定されており、制御装置６１は、水量センサ６２，６３が計測した貯水部３５及びタンク本体８１の貯水量が上限値より多くなったら、各バルブ８２，８４を閉止し、各ポンプ５３，８３の作動を停止したりしている。

例えば、図８に示すように、貯水部３５の水位に対して上限値Ｈ１と下限値Ｌ１が設定されている。ここで、貯水部３５の初期水位は、下限値Ｌ１と上限値Ｈ１の間にあり、このときに給水バルブ８４が閉止しており、タンク本体８１から貯水部３５への給水が停止している。再循環ガスに水分が持ち去られることで、貯水部３５の水位が下限値Ｌ１まで低下すると、水位が下限値Ｌ１より下がった時点で、給水バルブ８４を開放することで、タンク本体８１から貯水部３５への給水を開始する。そして、貯水部３５の水位が上昇し、上限値Ｈ１に達した時点で、給水バルブ８４を閉止することで、タンク本体８１から貯水部３５への給水を停止する。

また、図９に示すように、タンク本体８１の水位に対して上限値Ｈ２と下限値Ｌ２が設定されている。ここで、タンク本体８１の初期水位は、下限値Ｌ２と上限値Ｈ２の間にあり、このときに清水バルブ８２が閉止し、清水ポンプ５３が停止しており、清水タンク５２からタンク本体８１への給水が停止している。タンク本体８１にドレン水が供給されるものの、貯水部３５に供給される水量が増加することで、タンク本体８１の水位が下限値Ｌ２まで低下すると、水位が下限値Ｌ２より下がった時点で、清水バルブ８２を開放して清水ポンプ５３を駆動することで、清水タンク５２からタンク本体８１への清水の供給を開始する。そして、タンク本体８１の水位が上昇し、上限値Ｈ２に達した時点で、清水バルブ８２を閉止して清水ポンプ５３を停止することで、清水タンク５２からタンク本体８１への清水の供給を停止する。

また、タンク本体８１における水位の上限値Ｈ２は、オーバーフロー値Ｈ０より若干低い値に設定されている。そのため、清水タンク５２からタンク本体８１へ清水を供給するとき、タンク本体８１の水位がオーバーフロー値Ｈ０に達する直前の上限値Ｈ２に達した時点で、清水の供給が停止される。そして、タンク本体８１に供給されるドレン水水量が、貯水部３５に供給される水量より多くなると、タンク本体８１の水位が下限値Ｌ２を超える。ここで、タンク本体８１の水位がオーバーフロー値Ｈ０を超えると、超えた水量がオーバーフローラインＷ９に排出される。タンク本体８１からオーバーフローした水は、油分を含んでいることから、ドレン水処理ラインＷ７に流れてドレン水タンク７３に溜まり、処理装置７５がこのドレン水を浄化処理する。

なお、この第３実施形態にて、タンク本体８１の貯留水の供給先を循環水ラインＷ１０と給水ラインＷ８との間で切替可能な給水バルブとして、循環水ラインＷ１０に設けられた循環バルブ８５と給水ラインＷ８に設けられた給水バルブ８４を適用したが、この構成に限定されるものではない。例えば、循環水ラインＷ１０と給水ラインＷ８との連結部に給水バルブとして三方弁を設けてもよい。

また、第３実施形態にて、メイクアップウォータタンク８０に対して、タンク本体８１の貯留水を循環する循環水ラインＷ１０と、循環水ラインＷ１０の循環水をスクラバ３２に供給する給水ラインＷ８を設け、循環バルブ８５と給水バルブ８４の開閉切替によりスクラバ３２への給水を制御したが、この構成に限定されるものではない。例えば、メイクアップウォータタンク８０に対して、循環水ラインＷ１０を廃止し、タンク本体８１の貯留水をスクラバ３２に供給する給水ラインＷ８だけを設け、給水ポンプ８３の駆動制御と給水バルブ８４の開閉制御によりスクラバ３２への給水を制御してもよい。

また、清水タンク５２の清水をタンク本体８１に供給する清水供給ラインＷ３に清水ポンプ５３と清水バルブ８２を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、清水タンク５２とタンク本体８１との間に高度差（ヘッド差）が発生するように、清水タンク５２をタンク本体８１より高い位置に配置し、清水供給ラインＷ３に清水バルブ８２だけを設けて構成してもよい。

また、タンク本体８１の貯水量を計測する第１計測センサとして、タンク本体８１に水量センサ６３を設けて構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、タンク本体８１の貯水量は、エアクーラ４３からドレン水排出ラインＷ５を通って供給されるドレン水の供給量に応じて変動することから、第１計測センサとして、ドレン水排出ラインＷ５に流量センサを設けて構成してもよい。また、このエアクーラ４３からドレン水排出ラインＷ５を通って供給されるドレン水の供給量は、舶用ディーゼルエンジン１１の負荷（出力、燃料供給量、給気量など）に応じて変動することから、第１計測センサとして、エンジンの負荷センサを設けて構成してもよい。

このように第３実施形態の給水タンクにあっては、排ガス再循環ラインＧ４と、スクラバ３２と、エアクーラ４３と、エアクーラ４３により燃焼用ガスを冷却することで発生したドレン水を貯留すると共に貯留水をスクラバ３２に供給するメイクアップウォータタンク８０とを設けている。

従って、舶用ディーゼルエンジン１１から排出された排ガスは、その一部が排ガス再循環ラインＧ４を通り、過給機２１により圧縮されて燃焼用ガスとして舶用ディーゼルエンジン１１に再循環される。スクラバ３２は、排ガス再循環ラインＧ４を流れる排ガスに対して水を噴射することで有害物質を除去する。また、エアクーラ４３は、有害物質が除去された後にコンプレッサ２２により圧縮された燃焼用ガスを冷却する。このとき、エアクーラ４３が燃焼用ガスを冷却することで、ドレン水が発生することから、このドレン水を給水ラインＷ８によりスクラバ３２に供給する。そのため、スクラバ３２は、ドレン水が供給されることで水不足が緩和され、処理水を有効利用することで装置の大型化及び高コスト化を抑制することができる。

第３実施形態の排ガス処理装置では、タンク本体８１の貯留水を循環する循環水ラインＷ１０を設け、給水ラインＷ８の基端部を循環水ラインＷ１０に連結し、先端部をスクラバ３２の貯水部３５に連結し、循環水ラインＷ１０の循環バルブ８５を設け、給水ラインＷ８に給水バルブ８４を設け、制御装置６１は、貯水部３５の貯水量が下限値よりも少なくなったときに、循環バルブ８５を閉止して給水バルブ８４を開放することで、タンク本体８１の貯留水の供給先を循環水ラインＷ１０から給水ラインＷ８に切替えている。

従って、貯水部３５の貯水量が十分であるときは、循環バルブ８５を開放して給水バルブ８４を閉止することで、タンク本体８１の貯留水の供給先を循環水ラインＷ１０とし、貯水部３５の貯水量が減少したときには、循環バルブ８５を閉止して給水バルブ８４を開放することで、タンク本体８１の貯留水の供給先を給水ラインＷ８としている。そのため、貯水部３５の貯水量が低下すると、循環水ラインＷ１０を循環している水を直ちにスクラバ３２に供給することができ、貯水部３５の貯水量を早期に回復させることができる。即ち、タンク本体８１の貯留水を給水ラインＷ５から貯水部３５に送るためには、給水ポンプ８３が必要となり、給水ポンプ８３を停止状態から所定の吐出圧まで上昇させるまでには、所定の時間を要してしまう。本実施形態では、常時、この給水ポンプ８３を駆動して水を循環水ラインＷ１０に循環しておくことで、貯水部３５の貯水量が低下したとき、循環水ラインＷ１０の循環水を早期に給水ラインＷ８からスクラバ３２に供給することができ、給水遅れを解消することができる。

第３実施形態の排ガス処理装置では、循環水ラインＷ１０（給水ラインＷ８）に洗浄水ラインＷ４の基端部を連結している。従って、タンク本体８１は、清水とドレン水を貯留し、第２水噴射部は、循環水ラインＷ１０の循環水を洗浄水ラインＷ４から受け取って噴射することとなる。そのため、排ガスに噴射する水として清水またはドレン水を用いることで、第２水噴射部が噴射する水によりベンチュリ部３４を適正に洗浄することができる。

第３実施形態の排ガス処理装置では、循環水ラインＷ１０における給水ラインＷ８との連結部より下流側にオリフィス８６を設けると共に、循環水ラインＷ１０における給水ラインＷ８との連結部より上流側から分岐してスクラバ３２の第２噴射部３８に給水する洗浄水ラインＷ４を設けている。

従って、貯水部３５の貯水量が十分であるとき、タンク本体８１の貯留水は、スクラバ３２に供給されずに循環水ラインＷ１０を循環すると共に、一部が洗浄水ラインＷ４により第２噴射部３８に給水されることで、この水によりベンチュリ部３４を洗浄することができる。このとき、循環水ラインＷ１０にオリフィス８６が設けられることで、このオリフィス８６が流路抵抗（圧力損失）となり、その分に相当する量の水を洗浄水ラインＷ４に流すことができ、適正量の水を洗浄水ラインＷ４に流すことができる。そして、貯水部３５の貯水量が下限値よりも少なくなったときに、タンク本体８１の貯留水が給水ラインＷ８によりスクラバ３２の貯水部３５に供給されるが、給水ラインＷ８の圧力損失とオリフィス８６の抵抗（圧力損失）が同様になるように設定することで、このときであっても、適正量の水を洗浄水ラインＷ４に流すことができる。

なお、上述した各実施形態で説明したスクラバ３２の構成は、一例であって、他の構成であってもよい。例えば、スクラバ３２を有害物質としてのＳＯｘや煤塵を除去するものとしたが、この構成に限定されるものではない。例えば、スクラバを、ＳＯｘや煤塵などの有害物質を除去する第１スクラバと、煤塵などの有害物質を除去する第２スクラバとにより構成し、各スクラバの貯水部に排水ラインを介して貯水部を連結して構成してもよい。

また、上述した各実施形態では、舶用ディーゼルエンジンとして、主機関を用いて説明したが、発電機として用いられるディーゼルエンジンにも適用することができる。

１１ 舶用ディーゼルエンジン
２１ 過給機
３１ ＥＧＲバルブ
３２ スクラバ
３４ ベンチュリ部
３５ 貯水部
３６ 第１水噴射部
３８ 第２水噴射部
４３ エアクーラ（冷却器）
５１ 造水機
５２ 清水タンク
５３ 清水ポンプ
５４ 流量調整弁
５５ 流量計
６１ 制御装置
６２ 水量センサ（第２計測センサ）
６３ 水量センサ（第１計測センサ）
７１ ドレン水ポンプ
８０ メイクアップウォータタンク（給水タンク）
８１ タンク本体
８２ 清水バルブ
８３ 給水ポンプ
８４ 給水バルブ
８５ 循環バルブ
８６ オリフィス（絞り部）
Ｇ４ 排ガス再循環ライン
Ｗ３ 清水供給ライン
Ｗ４ 洗浄水ライン（第１洗浄水ライン、第２洗浄水ライン、第３洗浄水ライン）
Ｗ５ ドレン水排出ライン（ドレン水供給管）
Ｗ６ ドレン水供給ライン
Ｗ７ ドレン水処理ライン
Ｗ８ 給水ライン
Ｗ９ オーバーフローライン
Ｗ１０ 循環水ライン

Claims (11)

1. 排ガスが導入されるベンチュリ部と、
   前記ベンチュリ部に導入された排ガスに対して有害物質を除去した後に循環する循環水を噴射することで含有する有害物質を除去する第１水噴射部と、
   前記ベンチュリ部の壁面に対して前記循環水と異なる水を噴射することで付着した有害物質を除去する第２水噴射部と、
   を備えることを特徴とするスクラバ。
   
2. エンジンから排出された排ガスの一部を燃焼用ガスの一部として前記エンジンに再循環する排ガス再循環ラインと、
   前記排ガス再循環ラインに設けられる請求項１のスクラバと、
   を備えることを特徴とする排ガス処理装置。
3. 清水を前記スクラバに供給する清水供給装置と、前記清水供給装置の清水を前記第２水噴射部に供給する第１洗浄水ラインが設けられることを特徴とする請求項２に記載の排ガス処理装置。
4. 前記排ガス再循環ラインに設けられて空気と再循環ガスを混合した燃焼用ガスを冷却する冷却器と、前記冷却器により燃焼用ガスを冷却することで発生した凝縮水を前記スクラバに供給する凝縮水供給装置と、前記凝縮水供給装置の凝縮水を前記第２水噴射部に供給する第２洗浄水ラインが設けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の排ガス処理装置。
5. 清水を貯留すると共に、前記排ガス再循環ラインに設けられた冷却器により燃焼用ガスを冷却することで発生した凝縮水を貯留する給水タンクが設けられ、前記給水タンクの水を前記第２水噴射部に供給する第３洗浄水ラインが設けられることを特徴とする請求項２に記載の排ガス処理装置。
6. 前記給水タンクの水を前記スクラバの貯水部に供給する給水ラインが設けられ、前記洗浄水ラインは、給水ラインの水を前記第２水噴射部に供給することを特徴とする請求項５に記載の排ガス処理装置。
7. 前記給水タンクの貯留水を循環する循環水ラインが設けられ、前記給水ラインは、前記循環水ラインの水を前記スクラバの貯水部に供給することを特徴とする請求項６に記載の排ガス処理装置。
8. 前記循環水ラインにおける前記給水ラインとの接続部より下流側に絞り部が設けられ、前記洗浄水ラインは、前記循環水ラインにおける前記給水ラインとの接続部より上流側に接続されることを特徴とする請求項７に記載の排ガス処理装置。
9. 前記給水ラインに設けられる給水バルブと、前記貯水部の貯水量を計測する計測センサと、前記計測センサが計測した前記貯水部の貯水量が予め設定された下限値よりも少なくなったときに前記給水バルブを開放する制御装置とが設けられることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
10. 前記排ガス再循環ラインは、ＥＧＲバルブが設けられ、前記ＥＧＲバルブが開放されると、前記第２水噴射部に水が供給されることを特徴とする請求項２から請求項９のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
11. 請求項２から請求項１０のいずれか一項に記載の排ガス処理装置を備えることを特徴とする船舶。

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