專利名稱：船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顆粒狀物質(zhì)減少裝置，特別涉及一種有效減少船舶中排出的各種 大小的顆粒及有害氣體的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置。
背景技術(shù)：
最近，由于人們對(duì)環(huán)境的關(guān)心增加，對(duì)工廠或汽車排出的廢氣的制約正在得到強(qiáng) 化，且目前對(duì)船舶廢氣制約的必要性也正在增加。目前，船舶特別是大型船舶主要使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，而作為燃料使用的是丙級(jí)鍋爐 油等低價(jià)燃料，所以廢氣中含有大量的有害成分，需要開發(fā)一種能夠有效去除該有害成分 的方法。但是，就船舶特別是大型船舶而言，由于大量排出廢氣，而為了有效去除該廢氣， 需要與發(fā)動(dòng)機(jī)大小相稱的高價(jià)大型設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決如上所述的技術(shù)問題而作，其目的在于提供一種以簡單的結(jié)構(gòu)可 有效去除船舶排出的廢氣中顆粒狀物質(zhì)及有害氣體的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減 少裝置可以包括氣旋殼體；入口單元，其設(shè)置在所述氣旋殼體上，使由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣 流入所述氣旋殼體內(nèi)；出口單元，其設(shè)置在所述氣旋殼體的上部，以排出所述氣旋殼體內(nèi)的 所述廢氣；以及過濾單元，其在所述氣旋殼體內(nèi)與所述出口單元連接，以過濾流入所述氣旋 殼體內(nèi)的廢氣。所述氣旋殼體的下部可以具有漏斗，其用于捕集從所述廢氣中分離出來的顆粒狀 物質(zhì)。所述氣旋殼體可以包括圓筒形主體及圓錐單元，所述圓錐單元設(shè)置在所述主體的 下部。所述過濾單元設(shè)置在所述氣旋殼體的中央上部，所述入口單元可以沿所述主體的 圓周方向設(shè)置，從而使所述廢氣環(huán)繞所述過濾單元而旋轉(zhuǎn)。所述過濾單元可以包括過濾器殼體，其上形成有排出孔，并且所述排出孔沿著所 述出口單元方向形成；以及過濾器，其設(shè)置在所述過濾器殼體內(nèi)。 所述過濾器可以是形成有氣孔的泡沫金屬。所述過濾單元還包括多孔管，所述泡沫金屬可圍繞所述多孔管。所述泡沫金屬可以是圓筒狀結(jié)構(gòu)，沿所述多孔管的長度方向設(shè)置有多個(gè)所述泡沫金屬。所述過濾器可以包括貴金屬催化劑或者沸石催化劑。所述貴金屬催化劑可以包含選自由鉬、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅組成的組中的至少一種。所述沸石催化劑可以是銅、鉬、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰、鎵中至少一個(gè)元素被離子 交換的催化劑。所述船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置還可以包括燃燒器，其設(shè)置在所述氣 旋殼體上，用于燃燒所述氣旋殼體內(nèi)的顆粒狀物質(zhì)。船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置還可以包括燃燒器，其設(shè)置在所述過濾單 元上，用于燃燒所述過濾單元捕集的顆粒狀物質(zhì)。所述船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置還可以包括加熱器，其設(shè)置在所述過 濾單元上，用于燃燒所述過濾單元捕集的顆粒狀物質(zhì)。所述船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置為多個(gè)，并且還可以包括閥門，其用 于選擇性地開合流入到所述各顆粒狀物質(zhì)減少裝置的廢氣。如上所述，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，利 用氣旋初步去除船舶所排出的廢氣中的顆粒狀物質(zhì)后，再利用過濾器進(jìn)行第二次去除，從 而可以有效去除顆粒狀物質(zhì)。并且，過濾器中包含有催化劑，從而可有成本效益地去除THC、 CO等有害氣體。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的立體 圖。圖2是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視 圖。圖3是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的局部展 開圖。圖4是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置中過濾器 的示意圖。圖5A及圖5B是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置 中過濾器結(jié)合方法的示意圖。圖6是本發(fā)明第2實(shí)施例的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視圖。圖7是本發(fā)明第2實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的結(jié)構(gòu) 圖。圖8是本發(fā)明第3實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視 圖。圖9是本發(fā)明第4實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視 圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的立體 圖。圖2是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視圖。圖3是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的局部展開圖。圖4是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置中過濾器 的示意圖。圖5A及圖5B是本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝 置中過濾器結(jié)合方法的示意圖。參照?qǐng)D1至圖5A及圖5B，本發(fā)明的第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害 氣體減少裝置包括氣旋殼體10 ；入口單元20，其設(shè)置在所述氣旋殼體10上，使由發(fā)動(dòng)機(jī) 排出的廢氣流入氣旋殼體10內(nèi)；出口單元30，其設(shè)置在所述氣旋殼體10的上部，以排出所 述氣旋殼體10內(nèi)的廢氣；以及過濾單元40，其在所述氣旋殼體10內(nèi)與所述出口單元30連 接，以過濾流入所述氣旋殼體10內(nèi)的廢氣。所述氣旋殼體10通過固定托架96固定于船體上。所述氣旋殼體10的下部具有漏斗16 (hopper)，其用于捕集從所述廢氣分離出來 的顆粒狀物質(zhì)(PM, particulate matter)。所述氣旋殼體10包括圓筒形主體12及設(shè)置于所述主體12下部的圓錐單元14。所述過濾單元40設(shè)置于所述氣旋殼體10的中央上部，所述入口單元20沿所述主 體12的圓周方向設(shè)置，從而使所述廢氣環(huán)繞所述過濾單元40而旋轉(zhuǎn)。所述過濾單元40包括沿所述出口單元30方向形成有排出孔46的過濾器殼體42 和所述過濾器殼體42內(nèi)設(shè)置的過濾器48。如圖3所示，所述過濾器殼體42可以與形成有所述排出孔46的過濾器殼體墊板 44相結(jié)合，也可以與所述過濾器殼體墊板44形成一體。所述過濾器48可以使用陶瓷過濾器等，還可以使用耐熱變形好、容易加工并形成 有氣孔的泡沫金屬48。所述過濾單元40還包括多孔管50，所述泡沫金屬48圍繞所述多孔管50。所述多 孔管50支撐所述泡沫金屬48，所以即使長時(shí)間使用仍然可以防止其變形。所述過濾單元40通過過濾器固定墊板98固定于所述過濾器殼體42 (或過濾器殼 體墊板44)上。圖中示出的所述過濾單元40具有三個(gè)過濾器48，但并不局限于此，可以具有一個(gè) 或多個(gè)。這可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排出氣體的排出量或者過濾器的形狀或大小進(jìn)行不同選擇。如圖5A所示，所述泡沫金屬48也可以是沿所述多孔管50的長度方向設(shè)置的多個(gè) 圓筒狀結(jié)構(gòu)。并且，如圖5B所示，泡沫金屬49還可以沿所述多孔管50的長度方向設(shè)置成 多個(gè)層。若設(shè)成這種結(jié)構(gòu)，可以使所述泡沫金屬48、49的氣孔沿廢氣的流入方向具有不同 大小。例如，沿廢氣的流入方向使氣孔的大小逐漸變小，從而可以使顆粒狀物質(zhì)的捕集效率 保持均勻。所述船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置還可以包括所述入口單元20上設(shè)置 的壓力傳感器90和所述出口單元30上設(shè)置的壓力傳感器92。通過所述壓力傳感器90、92 的壓力檢測(cè)來預(yù)測(cè)所述船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置捕集的顆粒狀物質(zhì)的捕集 量，從而可以決定是否通過燃燒等來去除所捕集的顆粒狀物質(zhì)。如此通過傳感器來決定是否通過燃燒等去除被捕集的顆粒狀物質(zhì)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說是顯而易見的，故在此省略其詳細(xì)說明。
所述過濾器可以包含貴金屬催化劑或者沸石催化劑。所述貴金屬催化劑可以包含選自由鉬、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅組成 的組中的至少一種。所述沸石催化劑可以是銅、鉬、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰、鎵中至少一個(gè)元素被離子 交換的催化劑。所述催化劑以顆粒狀或者以涂敷等各種形態(tài)包含在所述過濾單元40上，并且氧 化廢氣中的總烴(Total Hydrocarbon :THC)和一氧化碳(Carbon Monoxide ；CO)。下面，參照?qǐng)D1至圖5A及圖5B說明本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì) 及有害氣體減少裝置的操作過程。從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口 94流入的廢氣沿所述入口單元20并環(huán)繞所述過濾單元40進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)，且所述廢氣朝著所述圓錐單元14方向流入。然后，所述廢氣再從所述過濾單元40排 出到所述出口單元30。在此過程中，尺寸大的顆粒狀物質(zhì)(例如，2微米以上的顆粒狀物 質(zhì))從所述廢氣中分離，并被所述漏斗16捕集。所述漏斗16捕集從所述廢氣中分離的顆粒狀物質(zhì)。捕集到的顆粒狀物質(zhì)可通過 把所述漏斗從所述氣旋殼體10分離后去除，還可以通過燃燒來去除顆粒狀物質(zhì)。在所述氣旋殼體10內(nèi)通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)去除排氣中的大顆粒物質(zhì)，例如粒度為2微米 以上的顆粒狀物質(zhì)，而去除大顆粒物質(zhì)后的排氣再次經(jīng)過所述過濾單元40過濾掉顆粒狀 物質(zhì)后通過所述出口單元30排出。在此，大顆粒物質(zhì)在氣旋殼體10內(nèi)通過離心力被第一次分離，然后在所述過濾單 元40上得到過濾，從而減少了所述過濾單元40的過濾負(fù)擔(dān)，并能延長所述過濾單元40的 操作時(shí)間。S卩，如果所述過濾器48捕集到一定水平以上的煤煙等顆粒狀物質(zhì)，則由于廢氣排 出部分被堵塞，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常操作，但如果在所述氣旋殼體10內(nèi)通過離心力對(duì)顆粒 狀物質(zhì)進(jìn)行第一次分離，就能延長所述過濾器48的使用時(shí)間。被捕集到所述過濾單元40和所述漏斗16上的顆粒狀物質(zhì)可以通過施加約600°C 以上的熱量來去除。并且，如果根據(jù)所述壓力傳感器90、92的壓力檢測(cè)認(rèn)為需要去除顆粒 狀物質(zhì)，則可以再生(regeneration)所述過濾單元40的過濾器48。圖6是本發(fā)明第2實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視 圖，圖7是本發(fā)明第2實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖6和圖7中，為了便于說明，對(duì)與本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì) 及有害氣體減少裝置相同的組成部分，賦予了相同的附圖標(biāo)記。在此不再重復(fù)說明。本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置設(shè)置在所述 氣旋殼體10內(nèi)，并進(jìn)一步包括用于燃燒所述氣旋殼體10內(nèi)顆粒狀物質(zhì)的燃燒器60。所述燃燒器60向所述氣旋殼體10內(nèi)施加熱量，可以同時(shí)去除所述過濾單元40和 所述漏斗16上捕集到的顆粒狀物質(zhì)。如圖7所示，所述船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置為多個(gè)，并且還包括閥 門80，其用于選擇性地開合向所述各顆粒狀物質(zhì)減少裝置流入的廢氣。在此，所述閥門80是各顆粒狀物質(zhì)減少裝置中需要再生的裝置，用于阻擋廢氣供 給，從而可以提高所述過濾器48、49等再生效率。
圖8是本發(fā)明第3實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視 圖。在圖8中，為了便于說明，對(duì)與本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害 氣體減少裝置相同的組成部分，用相同的附圖標(biāo)記來表示。對(duì)于相同的內(nèi)容在此不再重復(fù) 說明。本發(fā)明第3實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置設(shè)置在所述過 濾單元40上，并進(jìn)一步包括燃燒器62，其用于燃燒所述過濾單元40上捕集的顆粒狀物質(zhì)。所述燃燒器62設(shè)置在所述過濾單元40上，從而可以直接供給所述過濾器48、49 的再生所需要的熱量。圖9是本發(fā)明第4實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置的剖視 圖。在圖9中，為了便于說明，對(duì)與本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害 氣體減少裝置相同的組成部分，賦予了相同的附圖標(biāo)記。對(duì)于相同的內(nèi)容在此不再重復(fù)說 明。本發(fā)明第4實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置設(shè)置在所述過 濾單元40上，并進(jìn)一步包括加熱器70 (heater)，其用于燃燒所述過濾單元40上捕集的顆粒 狀物質(zhì)。所述加熱器可以是電加熱器，其與本發(fā)明第3實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及 有害氣體減少裝置一樣，設(shè)置在所述過濾單元40上，從而可以直接供給所述過濾器48、49 的再生所需要的熱量。如上所述，本發(fā)明實(shí)施例涉及的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置在所述氣 旋殼體10內(nèi)通過離心力第一次去除煤煙等顆粒狀物質(zhì)，并利用所述過濾器48、49進(jìn)行第二 次去除，從而可以延長所述過濾器48、49的使用時(shí)間。通過再生所述過濾器48、49在船舶 運(yùn)航過程中可以持續(xù)分離顆粒狀物質(zhì)，并且其結(jié)構(gòu)簡單，從而制作及維修變得容易。而且，利用過濾器中包含的催化劑可以同時(shí)去除THC和CO。以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于所述實(shí)施例，凡不 脫離本發(fā)明精神的情況下所做的各種變更或修飾均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于，包括 氣旋殼體；入口單元，其設(shè)置在所述氣旋殼體上，使由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣流入所述氣旋殼體內(nèi)； 出口單元，其形成在所述氣旋殼體的上部，以排出所述氣旋殼體內(nèi)的廢氣；以及 過濾單元，其在所述氣旋殼體內(nèi)與所述出口單元連接，以過濾流入所述氣旋殼體內(nèi)的廢氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述氣旋殼體的下部具有漏斗，其用于捕集從所述廢氣中分離出來的顆粒狀物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于，所述 氣旋殼體包括圓筒形主體；以及 圓錐單元，其形成在所述主體下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述過濾單元設(shè)置在所述氣旋殼體的中央上部，所述入口單元沿所述主體的圓周方向設(shè)置，從而使所述廢氣環(huán)繞所述過濾單元而旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于，所述 過濾單元包括過濾器殼體，其上形成有排出孔，所述排氣孔沿著所述出口單元方向設(shè)置；以及 過濾器，其設(shè)置在所述過濾器殼體內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述過濾器是形成有氣孔的泡沫金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述過濾單元還包括多孔管，所述泡沫金屬圍繞所述多孔管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述泡沫金屬是圓筒狀結(jié)構(gòu)，沿所述多孔管的長度方向設(shè)置有多個(gè)所述泡沫金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述泡沫金屬沿所述多孔管的長度方向設(shè)置為多個(gè)層。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述過濾器包含貴金屬催化劑或者沸石催化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述貴金屬催化劑包含選自由鉬、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅組成的組中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其特征在于 所述沸石催化劑是銅、鉬、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰、鎵中至少一個(gè)元素被離子交換的催化劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置， 其特征在于還包括燃燒器，其設(shè)置在所述氣旋殼體上，用于燃燒所述氣旋殼體內(nèi)的顆粒狀 物質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置， 其特征在于還包括燃燒器，其設(shè)置在所述過濾單元上，用于燃燒過濾單元捕集的顆粒狀物質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置， 其特征在于還包括加熱器，其設(shè)置在所述過濾單元上，用于燃燒所述過濾單元捕集的顆粒狀物質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置， 其特征在于所述船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置為多個(gè)，并且還包括閥門，其用于選擇性 地開合流入到所述各顆粒狀物質(zhì)減少裝置的廢氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船舶用顆粒狀物質(zhì)及有害氣體減少裝置，其包括氣旋殼體；入口單元，其設(shè)置在所述氣旋殼體上，使由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣流入；出口單元，其設(shè)置在所述氣旋殼體的上部，以排出所述氣旋殼體內(nèi)的所述廢氣；以及過濾單元，其在所述氣旋殼體內(nèi)與所述出口單元連接，以過濾流入到所述氣旋殼體的廢氣。
文檔編號(hào)B01D53/94GK102107109SQ20101050712
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者全宇宙, 樸商權(quán), 李性旿, 金基榮, 金鐘光 申請(qǐng)人:阿蘭圖姆公司