Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2024214360A1 - 酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法 - Google Patents

酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024214360A1
WO2024214360A1 PCT/JP2024/001879 JP2024001879W WO2024214360A1 WO 2024214360 A1 WO2024214360 A1 WO 2024214360A1 JP 2024001879 W JP2024001879 W JP 2024001879W WO 2024214360 A1 WO2024214360 A1 WO 2024214360A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oxidation catalyst
exhaust gas
gas
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/001879
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭三 小林
芳幸 小野
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Publication of WO2024214360A1 publication Critical patent/WO2024214360A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the present disclosure relates to an oxidation catalyst temperature-raising system for raising the temperature of an oxidation catalyst device, an internal combustion engine system including the oxidation catalyst temperature-raising system, and a method for raising the temperature of an oxidation catalyst device.
  • An oxidation catalyst device contains an oxidation catalyst for oxidizing exhaust gas emitted from an internal combustion engine.
  • an oxidation catalyst for oxidizing exhaust gas emitted from an internal combustion engine.
  • the oxidation catalyst e.g., methane oxidation catalyst
  • the thermal energy of the exhaust gas introduced into the oxidation catalyst device and the thermal energy generated by the oxidation reaction of the exhaust gas are transferred to the oxidation catalyst device, so the oxidation catalyst device is kept at a relatively high temperature.
  • the oxidation catalyst device is cooled by the surrounding outside air, and may reach a temperature similar to that of the outside air. In this case, when the oxidation catalyst device is first used, it may take a long time for the catalyst to heat up before the oxidation catalyst can perform its functions.
  • Patent Document 1 discloses that a catalyst for treating ammonia and nitrogen oxides is housed in a casing, and a bypass flow path for exhaust gas is provided on the outer periphery of the casing in the direction of the flow of exhaust gas inside the casing.
  • the outer periphery of the catalyst can be kept warm by the exhaust gas flowing through the bypass flow path, but the inner periphery of the catalyst is not kept warm enough, and there is a risk that a long period of time will be required for the catalyst to heat up before the inner periphery of the catalyst can demonstrate its performance.
  • At least one embodiment of the present disclosure aims to provide an oxidation catalyst heating system, an internal combustion engine system, and an oxidation catalyst device heating method that can effectively heat an oxidation catalyst device while the oxidation catalyst device is out of use.
  • An oxidation catalyst warming system includes: an exhaust gas line through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows; a catalyst casing that is provided in the exhaust gas line and that houses an oxidation catalyst device including a plurality of oxidation catalyst elements configured to oxidize the exhaust gas; and at least one heated gas pipe through which heated gas flows for heating the oxidation catalyst device, the at least one heated gas pipe being arranged inside the catalyst casing and between a pair of adjacently arranged oxidation catalyst elements among the plurality of oxidation catalyst elements.
  • an internal combustion engine system includes: The oxidation catalyst heating system; The internal combustion engine; An internal combustion engine system including: a first exhaust gas path switching device configured to be able to switch a path of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine, the oxidation catalyst device includes a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas, the internal combustion engine includes a dual fuel engine capable of switching between a first fuel containing methane as an exhaust gas component and a second fuel containing no methane as an exhaust gas component,
  • the first exhaust gas path switching device is The exhaust gas discharged from the internal combustion engine while the internal combustion engine is operating using the first fuel as fuel is guided to the catalyst casing, and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine while the internal combustion engine is operating using the second fuel as fuel is guided to the at least one heated gas pipe.
  • a method for increasing the temperature of an oxidation catalyst device includes: 1.
  • a method for increasing the temperature of an oxidation catalyst device configured to oxidize exhaust gas discharged from an internal combustion engine comprising: the oxidation catalyst device includes a plurality of oxidation catalyst elements each including a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas; the internal combustion engine includes a dual fuel engine capable of switching between a first fuel containing methane as an exhaust gas component and a second fuel containing no methane as an exhaust gas component,
  • the oxidation catalyst device temperature increasing method includes the steps of: a first operating step of introducing the exhaust gas discharged from the internal combustion engine into a catalyst casing that houses the oxidation catalyst device while the internal combustion engine is operating using the first fuel; and a second operating step of introducing the exhaust gas discharged from the internal combustion engine into at least one heated gas pipe that is disposed inside the catalyst casing and between a pair of adjacently disposed oxidation catalyst elements among the pluralit
  • At least one embodiment of the present disclosure provides an oxidation catalyst heating system, an internal combustion engine system, and an oxidation catalyst device heating method that can effectively heat up an oxidation catalyst device while the oxidation catalyst device is out of use.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a catalyst casing of an oxidation catalyst warming system according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing shown in FIG. 3 taken along line AB.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing shown in FIG. 3 taken along line CD.
  • 4 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing shown in FIG. 3 taken along line EF.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a catalyst casing of an oxidation catalyst warming system according to an embodiment of the present disclosure.
  • 8 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing shown in FIG. 7 taken along line GH.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine system 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the internal combustion engine system 1 includes an oxidation catalyst temperature increase system 2 and a first internal combustion engine 11.
  • the oxidation catalyst temperature increase system 2 includes a first exhaust gas line 12 through which a first exhaust gas, which is exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11, flows.
  • the first exhaust gas line 12 forms a flow path for circulating the first exhaust gas, and is formed by, for example, piping.
  • the internal combustion engine system 1 may further include a first generator 110 connected to the first internal combustion engine 11 and generating electricity using power generated by the first internal combustion engine 11.
  • An oxidation catalyst warming system 2 is mounted on an internal combustion engine system 1. As shown in Figures 1 and 2, the oxidation catalyst warming system 2 includes the above-mentioned first exhaust gas line 12, an oxidation catalyst device 3, and a catalyst casing 4. The catalyst casing 4 is provided in the first exhaust gas line 12 and is configured to house the oxidation catalyst device 3.
  • the upstream side when simply referring to the upstream side, it refers to the upstream side along the main flow direction of the fluid in the part or area to which the directional description is applied.
  • the downstream side when simply referring to the downstream side, it refers to the downstream side along the main flow direction of the fluid in the part or area to which the directional description is applied.
  • the flow direction of the first exhaust gas flowing through the catalyst casing 4 is defined as a first direction RD1.
  • the first exhaust gas flows from the bottom to the top in the vertical direction through the catalyst casing 4. That is, in the illustrated embodiment, the first direction RD1 means a direction from the vertical bottom to the vertical top.
  • FIG. 3 and 7 are schematic cross-sectional views of the catalyst casing 4 of the oxidation catalyst heating system 2 according to one embodiment of the present disclosure.
  • Figs. 3 and 7 show a cross-section of the catalyst casing 4 along the first direction RD1.
  • Fig. 4 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing 4 shown in Fig. 3 taken along line A-B.
  • Fig. 5 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing 4 shown in Fig. 3 taken along line C-D.
  • Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing 4 shown in Fig. 3 taken along line E-F.
  • Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of the catalyst casing 4 shown in Fig. 7 taken along line G-H.
  • the catalyst casing 4 is formed in a rectangular tube shape extending along a first direction (vertical direction) as shown in Figures 3 and 7, and includes a casing main body 41 having a first internal space 40 through which the first exhaust gas flows from the upstream side to the downstream side in the first direction.
  • the oxidation catalyst device 3 is disposed in the first internal space 40 and extends along a direction intersecting the first direction (in the illustrated example, a horizontal direction perpendicular to the first direction).
  • the first internal space 40 is divided by the oxidation catalyst device 3 into an upstream side and a downstream side in the first direction.
  • the casing body 41 is formed with a first exhaust gas inlet 42 at its upstream end in the first direction for introducing the first exhaust gas from outside the casing body 41 into the first internal space 40.
  • the casing body 41 is formed with a first exhaust gas outlet 43 at its downstream end in the first direction for discharging the first exhaust gas from the first internal space 40 to outside the casing body 41.
  • the first exhaust gas line 12 includes a first upstream exhaust gas line 12A for guiding the first exhaust gas from the internal combustion engine 11 to the catalyst casing 4, and a first downstream exhaust gas line 12B for guiding the first exhaust gas from the catalyst casing 4 to the downstream side in the flow direction of the first exhaust gas.
  • the first upstream exhaust gas line 12A has an upstream end connected to the internal combustion engine 11, and a downstream end connected to the first exhaust gas inlet 42 of the catalyst casing 4.
  • the first downstream exhaust gas line 12B has an upstream end connected to the first exhaust gas outlet 43 of the catalyst casing 4.
  • the first exhaust gas flows through the first exhaust gas line 12 and is guided from the first exhaust gas inlet 42 to the first internal space 40.
  • the oxidation of at least one of the exhaust gas components e.g., methane
  • the first exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst device 3 is discharged from the first exhaust gas outlet 43 to the outside of the casing main body 41 (the first downstream exhaust gas line 12B).
  • the oxidation catalyst device 3 includes a plurality of oxidation catalyst elements 31 configured to oxidize the first exhaust gas.
  • Each of the plurality of oxidation catalyst elements 31 includes an oxidation catalyst that promotes the oxidation of at least one of components (exhaust gas components) included in the exhaust gas.
  • each of the plurality of oxidation catalyst elements 31 is formed as a hexahedron (e.g., a cube or a rectangular parallelepiped) having six quadrangular faces.
  • Each of the plurality of oxidation catalyst elements 31 includes a methane oxidation catalyst that promotes the oxidation of methane included in the exhaust gas.
  • the oxidation catalyst e.g., methane oxidation catalyst contained in the oxidation catalyst device 3
  • the thermal energy of the first exhaust gas flowing through the first internal space 40 of the catalyst casing 4 and the thermal energy generated by the oxidation reaction of the first exhaust gas are transferred to the oxidation catalyst device 3, so that the oxidation catalyst device 3 is kept at a relatively high temperature.
  • the oxidation catalyst device 3 is not in use, the oxidation catalyst device 3 is cooled by the outside air around the catalyst casing 4, and may reach a temperature similar to that of the outside air. In this case, when starting to use the oxidation catalyst device 3, it may take a long time for the catalyst to heat up before the oxidation catalyst can maximize its performance.
  • the oxidation catalyst heating system 2 further includes at least one (in the illustrated example, a plurality of) heating gas pipes 5.
  • the oxidation catalyst heating system 2 is configured to heat the oxidation catalyst included in the oxidation catalyst device 3 by the heating gas flowing through the at least one heating gas pipe 5.
  • each of the plurality of heating gas pipes 5 is configured to allow the first exhaust gas discharged from the first internal combustion engine 11 to flow as the heating gas.
  • the internal combustion engine system 1 further includes a second internal combustion engine 13 different from the first internal combustion engine 11, and a second exhaust gas line 14 through which a second exhaust gas, which is an exhaust gas discharged from the internal combustion engine 13, flows.
  • the internal combustion engine system 1 may further include a second generator 130 connected to the second internal combustion engine 13 and generating electricity using the power generated by the second internal combustion engine 13.
  • each of the plurality of heating gas pipes 5 is configured to allow the second exhaust gas discharged from the second internal combustion engine 13 to flow as the heating gas.
  • the heating gas may be any gaseous heat medium capable of heating the oxidation catalyst device 3, and is not limited to the first exhaust gas or the second exhaust gas.
  • the heated gas may be exhaust gas discharged from the main engine, which is the internal combustion engine used to propel the ship.
  • the multiple heated gas pipes 5 are arranged inside the catalyst casing 4 and are arranged between a pair of adjacent oxidation catalyst elements 31 among the multiple oxidation catalyst elements 31.
  • each of the multiple heated gas pipes 5 extends in the same direction as the other heated gas pipes 5.
  • each of the multiple heated gas pipes 5 is arranged at intervals in a direction intersecting (orthogonal in the illustrated example) the extending direction of the heated gas pipes 5 (left-right direction in the figure) when viewed from the first direction RD1.
  • each of the multiple oxidation catalyst elements 31 is arranged between a pair of adjacent heated gas pipes 5 in a direction intersecting the extending direction of the heated gas pipes 5 when viewed from the first direction RD1. It is preferable that each of the multiple oxidation catalyst elements 31 is arranged to abut against the pair of adjacent heated gas pipes 5.
  • the oxidation catalyst element 31 may be arranged between a pair of heated gas pipes 5 arranged at an interval in the first direction.
  • the oxidation catalyst device 3 can be heated by the heating gas flowing through the at least one heating gas pipe 5 while the oxidation catalyst device 3 is not in use.
  • the at least one heating gas pipe 5 is disposed between a pair of oxidation catalyst elements 31 disposed adjacent to each other inside the catalyst casing 4, so that the thermal energy of the heating gas flowing through the heating gas pipe 5 can be efficiently transferred to each of the pair of oxidation catalyst elements 31 sandwiching the heating gas pipe 5. This allows the entire oxidation catalyst device 3 to be effectively heated, and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device 3 starts to be used.
  • the oxidation catalyst device 3 (oxidation catalyst element 31) described above includes a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas.
  • a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas.
  • the methane oxidation catalyst in order to make the methane oxidation catalyst perform its function, it is necessary to keep the methane oxidation catalyst (oxidation catalyst device 3) at a relatively high temperature, but the methane oxidation catalyst can be heated by the heating gas flowing through at least one heating gas pipe 5 described above. This makes it possible to shorten the catalyst heating time required for the methane oxidation catalyst to perform its function when the oxidation catalyst device 3 is first used.
  • each of the multiple heated gas pipes 5 described above extends in a direction intersecting with the first direction RD1 described above.
  • each of the multiple heated gas pipes 5 extends in a direction intersecting with the flow direction (first direction RD1) of the exhaust gas flowing inside the catalyst casing 4, so that the thermal energy of the heated gas flowing through these heated gas pipes 5 can be efficiently transmitted throughout the entire oxidation catalyst device 3 arranged inside the catalyst casing 4. This allows the temperature of the oxidation catalyst device 3 to be effectively raised.
  • each of the above-mentioned multiple heated gas pipes 5 is made of a rectangular duct having a cross-sectional shape formed into a rectangle having a pair of long sides and a pair of short sides. As shown in FIG. 5, each of the above-mentioned multiple heated gas pipes 5 has a pair of long side portions 51, 52 having the above-mentioned long sides of the heated gas pipe 5 abutting a pair of oxidation catalyst elements 31 arranged adjacent to the heated gas pipe 5.
  • each of the outer surfaces of a pair of long sides 51, 52, which have a relatively large area, of each of the above-mentioned multiple heated gas pipes 5 abuts the oxidation catalyst element 31.
  • the thermal energy of the heated gas flowing through the heated gas pipe 5 having the pair of long sides 51, 52 can be directly and efficiently transferred to each of the oxidation catalyst elements 31 facing the pair of long sides 51, 52. This allows the oxidation catalyst device 3 to be effectively heated.
  • the at least one heated gas pipe 5 includes a plurality of heated gas pipes 5 arranged at intervals in a direction intersecting the extension direction of the heated gas pipe 5 (left-right direction in the figure) when viewed from the first direction RD1, as shown in Figures 4 and 8.
  • the oxidation catalyst heating system 2 described above further includes a plurality of partition plates 6 whose both ends are connected to a pair of heated gas pipes 5 arranged adjacent to each other in a direction intersecting the extension direction of the heated gas pipe 5 among the plurality of heated gas pipes 5 when viewed from the first direction RD1.
  • the plurality of partition plates 6 are arranged at intervals in the extension direction of the heated gas pipe 5.
  • Each of the plurality of partition plates 6 has one end connected to one heated gas pipe 5 of the pair of heated gas pipes 5 and the other end connected to the other heated gas pipe 5.
  • each of the multiple partition plates 6 is made of a metal plate extending in a direction intersecting (orthogonal in the illustrated example) the extension direction of the heated gas pipes 5.
  • Each of the multiple partition plates 6 has one end (one end) in the direction intersecting the extension direction of the heated gas pipes 5 fixed to one of the pair of heated gas pipes 5 by welding or the like, and the other end (the other end) in the direction intersecting the extension direction of the heated gas pipes 5 fixed to the other of the pair of heated gas pipes 5 by welding or the like.
  • a plurality of spaces 400 are formed, partitioned by the pair of heated gas pipes 5 and a plurality of partition plates 6 connected at both ends to the pair of heated gas pipes 5.
  • a plurality of spaces 400 may be formed at intervals in the extension direction of the heated gas pipes 5, or a plurality of spaces 400 may be formed at intervals in a direction intersecting the extension direction of the heated gas pipes 5.
  • Each of the oxidation catalyst elements 31 is accommodated in one of the spaces 400 described above.
  • Each of the oxidation catalyst elements 31 is supported by at least one of the pair of heated gas pipes 5 or the pair of partition plates 6 that define the space 400 that accommodates the oxidation catalyst element 31. It is preferable that each of the oxidation catalyst elements 31 is in contact with each of the pair of partition plates 6 that define the space 400 that accommodates the oxidation catalyst element 31.
  • the thermal energy of the heated gas flowing through the pair of heated gas pipes 5 is transferred from the pair of heated gas pipes 5 to the pair of partition plates 6, and then transferred from the pair of partition plates 6 to the oxidation catalyst element 31 that abuts against the pair of partition plates 6.
  • the oxidation catalyst element 31 can be heated by the thermal energy transferred from the pair of partition plates 6, so that the oxidation catalyst element 31 can be effectively heated.
  • the oxidation catalyst element 31 can be accommodated in each of the spaces 400 partitioned by the pair of heated gas pipes 5 and the multiple partition plates 6, making it easy to position the oxidation catalyst element 31.
  • the thermal energy of the heated gas flowing through the pair of heated gas pipes 5 is transferred to the oxidation catalyst element 31 accommodated in the space 400 via the pair of heated gas pipes 5 and the multiple partition plates 6 that surround the oxidation catalyst element 31. This allows the temperature to be effectively increased throughout the entire oxidation catalyst element 31 accommodated in the space 400.
  • the oxidation catalyst heating system 2 may have a combination of multiple stages arranged side by side in the first direction as shown in FIG. 5.
  • each of the plurality of heating gas pipes 5 is configured so that the heating gas flows from one side (right side in the figure) to the other side (left side in the figure) in the extension direction (left-right direction in the figure) of the heating gas pipe 5.
  • RD2 in Fig. 4 indicates the flow direction of the heating gas flowing through the heating gas pipe 5.
  • each of the above-mentioned multiple heated gas pipes 5 includes at least one (in the illustrated example, multiple) first heated gas pipes 5A through which heated gas flows from one side (right side in the figure) to the other side (left side in the figure) in the extension direction (left-right direction in the figure) of the heated gas pipe 5, and at least one (in the illustrated example, multiple) second heated gas pipes 5B through which heated gas flows from the other side (left side in the figure) to the one side (right side in the figure) in the extension direction of the heated gas pipe 5.
  • RD2 in FIG. 7 and FIG. 8 indicates the flow direction of heated gas flowing through the first heated gas pipe 5A
  • RD3 in FIG. 7 and FIG. 8 indicates the flow direction of heated gas flowing through the second heated gas pipe 5B.
  • the heated gas pipes 5 (5A) of each stage have a heated gas flow direction opposite to that of the heated gas pipes 5 (5B) of the adjacent stage in the first direction.
  • the heated gas pipes 5 (5A) of each stage have a heated gas flow direction opposite to that of the adjacent heated gas pipes 5 (5B) of the same stage.
  • the heated gas pipes 5 constituting one stage may have the same heated gas flow direction
  • the heated gas pipes 5 constituting another stage adjacent to the first stage may have a heated gas flow direction opposite to that of the heated gas pipes 5 constituting the first stage.
  • the flow directions of the exhaust gas flowing through the at least one first heated gas pipe 5A and the exhaust gas flowing through the at least one second heated gas pipe 5B are opposite to each other, so that the heat transfer from the heated gas flowing through the multiple heated gas pipes 5A and 5B to the oxidation catalyst device 3 can be prevented from being biased in the extension direction of the heated gas pipes 5.
  • This allows the entire oxidation catalyst device 3 to be heated uniformly, and the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device 3 begins to be used can be shortened.
  • a heated gas inlet for introducing heated gas from the outside into the heated gas pipe 5 is formed at one end in the extending direction of the plurality of heated gas pipes 5 (5A, 5B) described above.
  • a heated gas outlet for discharging heated gas from the heated gas pipe 5 to the outside is formed at the other end in the extending direction of the plurality of heated gas pipes 5 (5A, 5B) described above.
  • the oxidation catalyst heating system 2 described above further includes an inlet gas duct 21 attached to the catalyst casing 4 and an outlet gas duct 22 attached to the catalyst casing 4.
  • Each of the multiple heated gas pipes 5 has a heated gas inlet connected to the common inlet gas duct 21 and a heated gas outlet connected to the common outlet gas duct 22.
  • the inlet gas duct 21 has an internal space 210 between it and the catalyst casing 4 through which the heated gas flows before being introduced into the heated gas pipes 5.
  • the inlet gas duct 21 has an inlet 211 for introducing heated gas into the inside of the inlet gas duct 21 (internal space 210), and a number of communication holes 212 that respectively connect the internal space 210 of the inlet gas duct 21 to each of the heated gas inlets of the multiple heated gas pipes 5.
  • the outlet gas duct 22 has an internal space 220 between it and the catalyst casing 4, through which the heated gas that has passed through the heated gas pipes 5 flows.
  • the outlet gas duct 22 has an exhaust port 221 for exhausting the heated gas from the inside (internal space 220) of the outlet gas duct 22, and a number of communication holes 222 that respectively connect the internal space 220 of the outlet gas duct 22 to each of the heated gas exhaust ports of the multiple heated gas pipes 5.
  • the inlet gas duct 21 is attached to one end of the catalyst casing 4 (the end on one side (right side in the figure) in the extension direction (left-right direction in the figure) of the heated gas piping 5).
  • the outlet gas duct 22 is attached to the other end of the catalyst casing 4 (the end on the other side (left side in the figure) in the extension direction (left-right direction in the figure) of the heated gas piping 5).
  • the inlet gas duct 21 includes a first inlet gas duct 21A in which an internal space 210A is formed through which the heated gas flows before being introduced into the first heated gas pipe 5A, and a second inlet gas duct 21B in which an internal space 210B is formed through which the heated gas flows before being introduced into the second heated gas pipe 5B.
  • the outlet gas duct 22 includes a first outlet gas duct 22A in which an internal space 220A is formed through which the heated gas that has passed through the first heated gas pipe 5A flows, and a second outlet gas duct 22B in which an internal space 220B is formed through which the heated gas that has passed through the second heated gas pipe 5B flows.
  • Each of the multiple first heated gas pipes 5A has a heated gas inlet connected to a common first inlet gas duct 21A, and a heated gas outlet connected to a common first outlet gas duct 22A.
  • Each of the multiple second heated gas pipes 5B has a heated gas inlet connected to a common second inlet gas duct 21B, and a heated gas outlet connected to a common second outlet gas duct 22B.
  • the first inlet gas duct 21A and the second outlet gas duct 22B are provided on the one side (right side in the figure) of the heated gas duct 5 in the extension direction of the heated gas duct 5.
  • the second outlet gas duct 22B is provided on the one side of the first inlet gas duct 21A, but it may be provided on the other side (left side in the figure) of the first inlet gas duct 21A.
  • the first inlet gas duct 21A and the second outlet gas duct 22B are formed by a first gas duct body 44 that forms an internal space including the internal space 210A and the internal space 220B, and a partition wall 45 that divides the internal space of the first gas duct body 44 into the internal space 210A and the internal space 220B.
  • the partition wall 45 extends along a direction that intersects (orthogonal in the illustrated example) with the extension direction of the heating gas pipe 5.
  • the second inlet gas duct 21B and the first outlet gas duct 22A are provided on the other side (left side in the figure) of the heated gas duct 5 in the extension direction of the heated gas duct 5.
  • the first outlet gas duct 22A is provided on the other side of the second inlet gas duct 21B, but it may be provided on the one side (right side in the figure) of the second inlet gas duct 21B.
  • the second inlet gas duct 21B and the first outlet gas duct 22A are formed by a second gas duct body 46 that forms an internal space including the internal space 210B and the internal space 220A, and a partition wall 47 that divides the internal space of the second gas duct body 46 into the internal space 210B and the internal space 220A.
  • the partition wall 47 extends along a direction that intersects (orthogonal in the illustrated example) with the extension direction of the heating gas pipe 5.
  • the inlet gas ducts 21A and 21B are provided with inlets 211A and 211B for introducing heated gas into the interiors of the inlet gas ducts 21A and 21B (internal spaces 210A and 210B), and multiple communication holes 212A and 212B that connect the internal spaces 210A and 210B of the inlet gas ducts 21A and 21B to the heated gas inlets of the multiple heated gas pipes 5.
  • the outlet gas ducts 22A, 22B are formed with exhaust ports 221A, 221B for discharging heated gas from the insides (internal spaces 220A, 220B) of the outlet gas ducts 22A, 22B, and with a number of communication holes 222A, 222B that respectively connect the internal spaces 220A, 220B of the outlet gas ducts 22A, 22B to the heated gas exhaust ports of the plurality of heated gas pipes 5.
  • the first gas duct body 44 is formed with the inlet 211A, the outlet 221B, and the plurality of communication holes 212A described above, as shown in FIG. 7.
  • the first gas duct body 44 is formed with a plurality of insertion holes 441 through which the second heating gas pipes 5B are respectively inserted.
  • the partition wall 45 is formed with the plurality of communication holes 222B described above.
  • the second gas duct body 46 is formed with the inlet 211B, outlet 221A, and multiple communication holes 212B as shown in FIG. 7.
  • the second gas duct body 46 is formed with multiple insertion holes 461 through which the first heating gas pipes 5A are respectively inserted.
  • the partition wall 47 is formed with the multiple communication holes 222A as described above.
  • the inlets 211A, 211B and outlets 221A, 221B as described above open vertically upward.
  • the difference in temperature and flow rate of the exhaust gas introduced from the inlet gas duct 21 to the multiple heating gas pipes 5 can be reduced.
  • the difference in temperature and flow rate of the exhaust gas discharged from the multiple heating gas pipes 5 to the outlet gas duct 22 can be reduced.
  • the plurality of heating gas pipes 5 connected to the common inlet gas duct 21 described above include a near side heating gas pipe 5C connected to the inlet gas duct 21 at a position relatively close to the inlet 211 of the inlet gas duct 21, and a far side heating gas pipe 5D connected to the inlet gas duct 21 at a position farther from the inlet 211 than the near side heating gas pipe 5C, as shown in Fig. 7.
  • the near side heating gas pipe 5C has a shorter distance from the inlet 211 to the heating gas inlet than the far side heating gas pipe 5D.
  • the far side heating gas pipe 5D is disposed at a position farther from the inlet 211 of the inlet gas duct 21 than the near side heating gas pipe 5C in the vertical direction.
  • the far side heating gas pipe 5D is disposed at a position farther from the inlet 211 of the inlet gas duct 21 than the near side heating gas pipe 5C in the horizontal direction.
  • an orifice 81 having an opening area 50C smaller than the opening area 50D of the far-side heating gas pipe 5D is provided in either the near-side heating gas pipe 5C, the connection C1 between the near-side heating gas pipe 5C and the inlet gas duct 21, or the connection C2 between the near-side heating gas pipe 5C and the outlet gas duct 22.
  • the opening area 50C of the near-side heating gas pipe 5C means the minimum area of the flow path of the heating gas flowing through the near-side heating gas pipe 5C from the communication hole 212 of the inlet gas duct 21 to the communication hole 222 of the outlet gas duct 22.
  • the opening area 50D of the far-side heating gas pipe 5D means the minimum area of the flow path of the heating gas flowing through the far-side heating gas pipe 5D from the communication hole 212 of the inlet gas duct 21 to the communication hole 222 of the outlet gas duct 22.
  • the cross-sectional area of the near-side heating gas pipe 5C is the same as the cross-sectional area of the far-side heating gas pipe 5D (within a range of ⁇ 5% of the cross-sectional area of the near-side heating gas pipe 5C).
  • an orifice (restriction) 81 smaller than the cross-sectional areas of the near-side heating gas pipe 5C and the far-side heating gas pipe 5D at the connection C1 between the near-side heating gas pipe 5C and the inlet gas duct 21, the opening area 50C of the near-side heating gas pipe 5C is smaller than the opening area 50D of the far-side heating gas pipe 5D.
  • the orifice 81 is an opening formed in the orifice plate 8.
  • the orifice plate 8 is disposed at the connection C1 between the inlet gas duct 21 and the nearby heated gas pipe 5C such that the orifice 81 closes a portion of the communication hole 212 of the inlet gas duct 21.
  • the orifice plate 8 is disposed in the internal space 210A formed inside the inlet gas duct 21 and is fixed to the inlet gas duct 21 by welding or the like.
  • the opening area of the orifice 81 of the orifice plate 8 is smaller than the flow path cross-sectional area of the nearby heated gas pipe 5C.
  • the orifice 81 increases the pressure loss in the near-side heating gas pipe 5C, making it easier for exhaust gas to be introduced from the inlet gas duct 21 to the far-side heating gas pipe 5D.
  • thermal energy is uniformly transferred from the near-side heating gas pipe 5C and the far-side heating gas pipe 5D to the oxidation catalyst device 3. This allows the entire oxidation catalyst device 3 to be heated uniformly, and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device 3 begins to be used.
  • the installation manner of the orifice 81 is not limited to the embodiment shown in FIG. 7.
  • the orifice plate 8 may be fixed inside the near-side heated gas pipe 5C.
  • the orifice plate 8 may be disposed in the internal space 220A formed inside the outlet gas duct 22 so that the orifice 81, which is an opening hole, blocks a part of the communication hole 222 of the outlet gas duct 22, and may be fixed to the outlet gas duct 22 by welding or the like.
  • the orifice plate 8 may be disposed between either the inlet gas duct 21 or the outlet gas duct 22 and the near-side heated gas pipe 5C, and may be fixed thereto by welding or the like.
  • an orifice may be provided in at least a portion of the near side heating gas pipe 5C to make the flow path cross-sectional area smaller than the flow path cross-sectional area of the far side heating gas pipe 5D.
  • the flow path cross-sectional area of the near side heating gas pipe 5C may be smaller than the flow path cross-sectional area of the far side heating gas pipe 5D.
  • the communication hole 212 to which the near side heating gas pipe 5C is connected may be smaller than the communication hole 212 to which the far side heating gas pipe 5D is connected, and the communication hole 222 to which the near side heating gas pipe 5C is connected may be smaller than the communication hole 222 to which the far side heating gas pipe 5D is connected.
  • the present disclosure is also applicable to the embodiment shown in FIG. 4.
  • an orifice may be provided that makes the opening area of the heated gas pipe 5 that has a short distance from the inlet 211 to the heated gas inlet smaller than the opening area of the heated gas pipe 5 that has a longer distance from the inlet 211 to the heated gas inlet than the heated gas pipe 5.
  • An oxidation catalyst device temperature increasing method is a method for increasing the temperature of an oxidation catalyst device 3 configured to oxidize exhaust gas discharged from an internal combustion engine 11 of the above-mentioned internal combustion engine system 1.
  • the above-mentioned oxidation catalyst device 3 includes a plurality of oxidation catalyst elements 31 each including a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas.
  • the internal combustion engine 11 includes a dual fuel engine capable of operating by switching between a first fuel FU1 containing methane as an exhaust gas component and a second fuel FU2 not containing methane as an exhaust gas component.
  • the first fuel FU1 for example, liquefied natural gas or the like can be used.
  • the second fuel FU2 for example, fuel oil such as diesel or marine gas oil can be used.
  • the above-mentioned oxidation catalyst device heating method includes a first operating step of introducing a first exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 into a catalyst casing 4 housing an oxidation catalyst device 3 while the internal combustion engine 11 is operating using a first fuel FU1 as fuel, and a second operating step of introducing the first exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 into at least one heating gas pipe 5 disposed inside the catalyst casing 4 and disposed between a pair of adjacently disposed oxidation catalyst elements 31 among the multiple oxidation catalyst elements 31 while the internal combustion engine 11 is operating using a second fuel FU2 as fuel.
  • the first operation step allows the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 to be introduced into the catalyst casing 4 while the internal combustion engine 11 is operating using the first fuel FU1 as fuel, thereby allowing the methane contained in the exhaust gas to be oxidized by the methane oxidation catalyst.
  • the second operation step allows exhaust gas not containing methane in the exhaust gas components discharged from the internal combustion engine 11 to be introduced into at least one of the heating gas pipes 5 while the internal combustion engine 11 is operating using the second fuel FU2 as fuel.
  • the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 that does not require oxidation by the oxidation catalyst device 3 can be used as the heating gas for heating the oxidation catalyst device 3, so that there is no need to provide a separate device such as a heater for keeping the oxidation catalyst device 3 warm.
  • This embodiment can reduce the space required by the equipment for heating the oxidation catalyst device 3 and the internal combustion engine system 1, making it suitable for use on ships and other vessels with limited space.
  • the at least one heated gas pipe 5 is disposed between a pair of oxidation catalyst elements 31 disposed adjacent to each other inside the catalyst casing 4, so that the thermal energy of the heated gas flowing through the heated gas pipe 5 can be efficiently transferred to each of the pair of oxidation catalyst elements 31 that sandwich the heated gas pipe 5.
  • This makes it possible to effectively heat the entire oxidation catalyst device 3, and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device 3 starts to be used.
  • the oxidation catalyst heating system 2 further includes an exhaust gas branch line 23 that branches off from the exhaust gas line 12 upstream of the catalyst casing 4.
  • Each of the above-mentioned multiple heating gas pipes 5 is configured to introduce exhaust gas through the exhaust gas branch line 23.
  • the oxidation catalyst heating system 2 includes the exhaust gas branch line 23 and an exhaust gas return line 24 for returning exhaust gas from each of the plurality of heating gas pipes 5 to the downstream side of the catalyst casing 4 of the exhaust gas line 12.
  • the upstream end of the exhaust gas branch line 23 is connected to the branching portion P1 of the first upstream exhaust gas line 12A, and the downstream end is connected to the inlet 211 of the inlet gas duct 21.
  • the upstream end of the exhaust gas return line 24 is connected to the exhaust outlet 221 of the outlet gas duct, and the downstream end is connected to the junction portion P2 of the first downstream exhaust gas line 12B.
  • the first exhaust gas guided to the plurality of heating gas pipes 5 via the exhaust gas branch line 23 is guided to the downstream side of the catalyst casing 4 of the exhaust gas line 12 via the exhaust gas return line 24.
  • the relatively high-temperature first exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 can be used as the heating gas.
  • the size and complexity of the structure of the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 equipped with the oxidation catalyst heating system 2 can be suppressed, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 can be reduced.
  • an internal combustion engine system 1 includes an oxidation catalyst warming system 2 including the above-mentioned oxidation catalyst device 3, a catalyst casing 4, and at least one warming gas pipe 5, and a first exhaust gas path switching device 7 configured to be able to switch the path of exhaust gas discharged from the above-mentioned internal combustion engine 11.
  • the above-mentioned oxidation catalyst device 3 includes a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas.
  • the above-mentioned internal combustion engine 11 includes a dual fuel engine capable of operating by switching between a first fuel FU1 containing methane as an exhaust gas component and a second fuel FU2 not containing methane as an exhaust gas component.
  • the first exhaust gas path switching device 7 is configured to guide the first exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 to the catalyst casing 4 while the internal combustion engine 11 is operating using the first fuel FU1 as fuel, and is configured to guide the first exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 to at least one of the above-mentioned heated gas pipes 5 while the internal combustion engine 11 is operating using the second fuel FU2 as fuel.
  • the first exhaust gas path switching device 7 includes a first on-off valve 71 provided downstream of the branch point P1 of the first upstream exhaust gas line 12A, and a second on-off valve 72 provided in the exhaust gas branch line 23.
  • the first exhaust gas path switching device 7 may further include a control device (controller) 70 that controls the opening and closing of the first on-off valve 71 and the second on-off valve 72. Note that in the above-mentioned oxidation catalyst device temperature raising method, the opening and closing of the first on-off valve 71 and the second on-off valve 72 may be changed manually.
  • the first exhaust gas path switching device 7 allows exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 to be introduced into the catalyst casing 4 while the internal combustion engine 11 is operating using the first fuel FU1 as fuel, thereby allowing methane contained in the exhaust gas to be oxidized by the methane oxidation catalyst.
  • the first exhaust gas path switching device 7 allows exhaust gas that does not contain methane in the exhaust gas components discharged from the internal combustion engine 11 to be introduced into at least one heating gas pipe 5 while the internal combustion engine 11 is operating using the second fuel FU2 as fuel.
  • exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 that does not require oxidation by the oxidation catalyst device 3 can be used as heating gas for heating the oxidation catalyst device 3, so that the structure of the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 including the oxidation catalyst heating system 2 can be prevented from becoming large and complicated, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 can be reduced.
  • An oxidation catalyst device warming method is a method for warming an oxidation catalyst device 3 configured to oxidize exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 of the above-described internal combustion engine system 1.
  • the above-described oxidation catalyst device 3 includes a plurality of oxidation catalyst elements 31, each of which includes a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas.
  • the above-mentioned oxidation catalyst device heating method includes an exhaust gas introduction step of introducing a second exhaust gas, which does not contain methane among the exhaust gas components emitted from an internal combustion engine 13 other than the internal combustion engine 11, into at least one heating gas pipe 5 that is arranged inside a catalyst casing 4 that houses the oxidation catalyst device 3 and is arranged between a pair of adjacently arranged oxidation catalyst elements 31 among the multiple oxidation catalyst elements 31 while the above-mentioned internal combustion engine 11 is stopped.
  • the internal combustion engine 11 and the internal combustion engine 13 include a dual fuel engine that can be operated by switching between a first fuel FU1 that contains methane as an exhaust gas component and a second fuel FU2 that does not contain methane as an exhaust gas component, as shown in FIG. 2.
  • the solid arrows in FIG. 2 indicate the flow of the first exhaust gas and the second exhaust gas when the internal combustion engine 11 and the internal combustion engine 13 are operating using the first fuel FU1 as fuel
  • the dotted arrows in FIG. 2 indicate the flow of the second exhaust gas when the internal combustion engine 11 is stopped and the internal combustion engine 13 is operating using the second fuel FU2 as fuel.
  • the exhaust gas introduction step allows the second exhaust gas, which does not contain methane among the exhaust gas components discharged from the other internal combustion engine 13, to be introduced into the at least one heating gas pipe 5 while the internal combustion engine 11 is stopped.
  • the exhaust gas discharged from the other internal combustion engine 13 and which does not require oxidation by the oxidation catalyst device 3 can be used as the heating gas for heating the oxidation catalyst device 3, so that the size and complexity of the device for heating the oxidation catalyst device 3 and the structure of the internal combustion engine system 1 including the device can be suppressed, and the space occupied by the device and the internal combustion engine system 1 can be reduced.
  • the present embodiment can reduce the space occupied by the device for heating the oxidation catalyst device 3 and the internal combustion engine system 1, it is suitable for use in ships and the like with limited space.
  • exhaust gas can be introduced into the at least one heating gas pipe 5, and the oxidation catalyst device 3 can be heated by the exhaust gas flowing through the heating gas pipe 5.
  • the at least one heated gas pipe 5 is disposed between a pair of oxidation catalyst elements 31 disposed adjacent to each other inside the catalyst casing 4, so that the thermal energy of the heated gas flowing through the heated gas pipe 5 can be efficiently transferred to each of the pair of oxidation catalyst elements 31 that sandwich the heated gas pipe 5.
  • This makes it possible to effectively heat the entire oxidation catalyst device 3, and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device 3 starts to be used.
  • the oxidation catalyst heating system 2 further includes another exhaust gas line 14A, 27 different from the exhaust gas line 12 through which the second exhaust gas discharged from the second internal combustion engine 13 flows.
  • Each of the multiple heating gas pipes 5 described above is configured so that exhaust gas is introduced through the other exhaust gas line 14A, 27 described above.
  • the oxidation catalyst heating system 2 further includes an oxidation catalyst device 3A, a catalyst casing 4A, a plurality of heating gas pipes 5E, an inlet gas duct 21C attached to the catalyst casing 4A, and an outlet gas duct 22C attached to the catalyst casing 4A.
  • the oxidation catalyst device 3A, the catalyst casing 4A, the heating gas pipe 5E, the inlet gas duct 21C, and the outlet gas duct 22C may have the same structure as the oxidation catalyst device 3, the catalyst casing 4, the heating gas pipe 5, the inlet gas duct 21, and the outlet gas duct 22 described above.
  • the catalyst casing 4A is provided in the second exhaust gas line 14, and is adapted to accommodate the oxidation catalyst device 3A and the plurality of heating gas pipes 5E.
  • the second exhaust gas line 14 includes a second upstream exhaust gas line 14A for guiding the second exhaust gas from the internal combustion engine 13 to the catalyst casing 4A, and a second downstream exhaust gas line 14B for guiding the second exhaust gas from the catalyst casing 4A to the downstream side in the flow direction of the second exhaust gas.
  • the oxidation catalyst heating system 2 includes a first exhaust gas branch line 25 that branches off from the upstream side of the catalyst casing 4A of the second exhaust gas line 14 and directs the second exhaust gas to a plurality of heating gas pipes 5E, and a first exhaust gas return line 26 that returns the exhaust gas from each of the plurality of heating gas pipes 5E to the downstream side of the catalyst casing 4A of the exhaust gas line 14.
  • the first exhaust gas branch line 25 has an upstream end connected to the branch point P3 of the second upstream exhaust gas line 14A, and a downstream end connected to the inlet gas duct 21C.
  • the first exhaust gas return line 26 has an upstream end connected to the outlet gas duct 22C, and a downstream end connected to the junction P4 of the second downstream exhaust gas line 14B.
  • the second exhaust gas that is guided to the multiple heated gas pipes 5E via the first exhaust gas branch line 25 is guided downstream of the catalyst casing 4A of the exhaust gas line 14 via the first exhaust gas return line 26.
  • the oxidation catalyst heating system 2 includes a second exhaust gas branch line 27 that branches off from the first exhaust gas branch line 25 and guides the second exhaust gas to the multiple heating gas pipes 5, and a second exhaust gas return line 28 that returns the exhaust gas from each of the multiple heating gas pipes 5E to the downstream side of the catalyst casing 4A of the exhaust gas line 14.
  • the upstream end of the second exhaust gas branch line 27 is connected to the branch point P5 of the first exhaust gas branch line 25, and the downstream end is connected to the inlet gas duct 21.
  • the upstream end of the second exhaust gas return line 28 is connected to the outlet gas duct 22, and the downstream end is connected to the junction point P6 of the second downstream exhaust gas line 14B.
  • the second exhaust gas guided to the multiple heating gas pipes 5 via the second exhaust gas branch line 27 is guided downstream of the catalyst casing 4A of the exhaust gas line 14 via the second exhaust gas return line 28.
  • the above configuration allows the use of the relatively high-temperature second exhaust gas discharged from the second internal combustion engine 13 as the heating gas.
  • the structure of the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 equipped with the oxidation catalyst heating system 2 can be prevented from becoming large and complicated, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 can be reduced.
  • the above configuration allows the second exhaust gas to be introduced into at least one heating gas pipe 5 even when the internal combustion engine 11 is not operating, and the oxidation catalyst device 3 can be heated by the second exhaust gas flowing through the heating gas pipe 5.
  • the oxidation catalyst heating system 2 may include a second exhaust gas branch line whose upstream end is connected upstream of the junction P4 and the junction P6 of the second downstream exhaust gas line 14B and whose downstream end is connected to the inlet gas duct 21, instead of the second exhaust gas branch line 27 described above.
  • the exhaust gas containing methane in the exhaust gas components discharged from the second internal combustion engine 13 can be oxidized by the oxidation catalyst device 3 and then introduced into the at least one heating gas pipe 5.
  • the exhaust gas after the oxidation process from the other internal combustion engine (the second internal combustion engine 13) can be used as a warming gas.
  • the exhaust gas after the oxidation process from the second internal combustion engine 13 can be used as a warming gas.
  • an internal combustion engine system 1 includes an oxidation catalyst heating system 2 including the above-mentioned oxidation catalyst device 3, 3A, catalyst casing 4, 4A, and heating gas pipe 5, 5E, and a second exhaust gas path switching device 7A configured to be able to switch the path of the second exhaust gas discharged from the above-mentioned internal combustion engine 13.
  • the above-mentioned oxidation catalyst device 3 includes a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas.
  • the above-mentioned internal combustion engine 13 includes a dual fuel engine that can be operated by switching between a first fuel FU1 containing methane as an exhaust gas component and a second fuel FU2 not containing methane as an exhaust gas component.
  • the second exhaust gas path switching device 7A is configured to guide the second exhaust gas to the catalyst casing 4A while the internal combustion engine 13 is operating using the first fuel FU1 as fuel, and is configured to guide the second exhaust gas to the heated gas pipes 5, 5E while the internal combustion engine 11 is stopped and the internal combustion engine 13 is operating using the second fuel FU2 as fuel.
  • the second exhaust gas path switching device 7A includes a first on-off valve 71A provided downstream of the branch point P3 of the second upstream exhaust gas line 14A, and a second on-off valve 72A provided upstream of the branch point P5 of the first exhaust gas branch line 25.
  • the second exhaust gas path switching device 7A may further include a control device (controller) 70A that controls the opening and closing of the first on-off valve 71A and the second on-off valve 72A.
  • the opening and closing of the first on-off valve 71A and the second on-off valve 72A may be changed manually.
  • the second exhaust gas path switching device 7A allows exhaust gas that does not contain methane among the exhaust gas components emitted from the other internal combustion engine 13 to be introduced into the at least one heating gas pipe 5 while the other internal combustion engine 13 is operating using the second fuel FU2 as fuel.
  • exhaust gas that does not require oxidation by the oxidation catalyst device 3 and is emitted from the other internal combustion engine 13 can be used as heating gas for heating the oxidation catalyst device 3, so that the structure of the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 equipped with the oxidation catalyst heating system 2 can be prevented from becoming large and complicated, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system 2 and the internal combustion engine system 1 can be reduced.
  • expressions expressing relative or absolute configuration do not only strictly represent such a configuration, but also represent a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
  • expressions indicating that things are in an equal state such as “identical,””equal,” and “homogeneous,” not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
  • expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
  • the expressions "comprise,””include,” or “have” a certain element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.
  • An oxidation catalyst heating system (2) according to at least one embodiment of the present disclosure, an exhaust gas line (12) through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine (11) flows; a catalyst casing (4) that houses an oxidation catalyst device (3) that includes a plurality of oxidation catalyst elements (31) that are provided in the exhaust gas line (12) and configured to oxidize the exhaust gas; and at least one heated gas pipe (5) through which a heated gas flows for heating the oxidation catalyst device (3), the at least one heated gas pipe (5) being disposed inside the catalyst casing (4) and between a pair of adjacently disposed oxidation catalyst elements (31) among the plurality of oxidation catalyst elements (31).
  • the above configuration 1) allows the oxidation catalyst device (3) to be heated by the heating gas flowing through the at least one heating gas pipe (5) while the oxidation catalyst device (3) is not in use.
  • the at least one heating gas pipe (5) is disposed between a pair of oxidation catalyst elements (31) disposed adjacent to each other inside the catalyst casing (4), so that the thermal energy of the heating gas flowing through the heating gas pipe (5) can be efficiently transferred to each of the pair of oxidation catalyst elements (31) sandwiching the heating gas pipe (5). This allows the entire oxidation catalyst device (3) to be effectively heated, and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device (3) begins to be used.
  • the at least one heated gas pipe (5) extends in a direction intersecting a flow direction (first direction RD1) of the exhaust gas flowing inside the catalyst casing (4).
  • the at least one heated gas pipe (5) extends in a direction intersecting the flow direction (first direction RD1) of the exhaust gas flowing inside the catalyst casing (4), so that the thermal energy of the heated gas flowing through the heated gas pipe (5) can be efficiently transmitted throughout the entire oxidation catalyst device (3) arranged inside the catalyst casing (4). This allows the temperature of the oxidation catalyst device (3) to be effectively increased.
  • the oxidation catalyst heating system (2) described in 2) above The at least one heated gas pipe (5)
  • the cross-sectional shape is formed in a rectangular shape having a pair of long sides and a pair of short sides, A pair of long side portions (51, 52) having the long sides of the warm-up gas pipe (5) are in contact with the pair of oxidation catalyst elements (31), respectively.
  • each of a pair of long sides (51, 52) having a relatively large area of the at least one heated gas pipe (5) abuts against an oxidation catalyst element (31).
  • the thermal energy of the heated gas flowing through the heated gas pipe (5) can be directly and efficiently transferred to each of the oxidation catalyst elements (31) facing the pair of long sides (51, 52) via the pair of long sides (51, 52) having a large heat transfer area. This allows the oxidation catalyst device (3) to be effectively heated.
  • the oxidation catalyst heating system (2) described in 3) above The at least one heated gas pipe (5)
  • the heating gas pipes (5) are arranged at intervals in a direction intersecting an extension direction of the heating gas pipes (5)
  • the oxidation catalyst temperature increasing system (2) has The heating gas pipe (5) is disposed adjacent to one another in a direction intersecting the extending direction of the heating gas pipe (5), and the heating gas pipe (5) is connected at one end to one of the pair of heating gas pipes (5) and at the other end to the other heating gas pipe, the heating gas pipe (5) being disposed at intervals in the extending direction of the heating gas pipe (5);
  • Each of the plurality of oxidation catalyst elements (31) is accommodated in a space partitioned by the pair of heated gas pipes (5) and the plurality of partition plates (6).
  • the above configuration 4) allows the oxidation catalyst element (31) to be accommodated in each of the spaces partitioned by the pair of heated gas pipes (5) and the multiple partition plates (6), making it easy to position the oxidation catalyst element (31).
  • the thermal energy of the heated gas flowing through the pair of heated gas pipes (5) is transferred to the oxidation catalyst element (31) accommodated in the space via the pair of heated gas pipes (5) and the multiple partition plates (6) that surround the oxidation catalyst element (31). This allows the temperature to be effectively increased throughout the entire oxidation catalyst element (31) accommodated in the space.
  • the oxidation catalyst heating system (2) according to any one of 1) to 3) above, an exhaust gas branch line (23) branching off from the exhaust gas line (12) on an upstream side of the catalyst casing (4);
  • the at least one warm-up gas pipe (5) is configured so that the exhaust gas is introduced via the exhaust gas branch line (23).
  • the relatively high-temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) can be used as the heating gas.
  • the size and complexity of the structure of the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) equipped with the oxidation catalyst heating system (2) can be suppressed, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) can be reduced.
  • the oxidation catalyst heating system (2) according to any one of 1) to 3) above,
  • the engine (11) further includes an exhaust gas line (14A, 27) different from the exhaust gas line (12) through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine (13) different from the internal combustion engine (11) flows,
  • the at least one warm-up gas pipe (5) is configured so that the exhaust gas is introduced via the other exhaust gas line (14A, 27).
  • a relatively high-temperature exhaust gas discharged from another internal combustion engine (13) can be used as the heating gas.
  • the size and complexity of the structure of the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) equipped with the oxidation catalyst heating system (2) can be suppressed, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) can be reduced.
  • exhaust gas can be introduced into at least one heating gas pipe (5), and the oxidation catalyst device (3) can be heated by the exhaust gas flowing through the heating gas pipe (5).
  • the oxidation catalyst heating system (2) according to any one of 2) to 4) above,
  • the at least one heated gas pipe (5) At least one first heated gas pipe (5A) through which the heated gas flows from one side to the other side in the extending direction of the heated gas pipe (5); and at least one second heated gas pipe (5B) through which the heated gas flows from the other side to the one side in the extending direction of the heated gas pipe (5).
  • the at least one heated gas pipe (5) includes a plurality of heated gas pipes (5) each having a heated gas inlet for introducing the heated gas from the outside into the heated gas pipe (5) connected to a common inlet gas duct (21).
  • the difference in temperature and flow rate of the exhaust gas introduced from the inlet gas duct (21) to the multiple heated gas pipes (5) can be made small.
  • thermal energy is uniformly transferred from the heated gas flowing through the multiple heated gas pipes (5) to the oxidation catalyst device (3). This allows the entire oxidation catalyst device (3) to be heated uniformly, and the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device (3) begins to be used can be shortened.
  • the inlet gas duct (21) has an inlet (211) for introducing the warm-up gas into the inlet gas duct (21),
  • the plurality of heated gas pipes (5) connected to the inlet gas duct (21) are Near-side heating gas piping (5C); a remote-side heating gas pipe (5D) connected to the inlet gas duct (21) at a position farther from the inlet (211) than the nearby-side heating gas pipe (5C),
  • An orifice (81) having an opening area smaller than the opening area of the far-side heating gas pipe (5D) is provided in either the near-side heating gas pipe (5C), the connection part (C1) between the near-side heating gas pipe (5C) and the inlet gas duct (21), or the connection part (C2) between the near-side heating gas pipe (5C) and the outlet gas duct (22).
  • the orifice (81) increases the pressure loss in the near-side heating gas pipe (5C), making it easier for exhaust gas to be introduced from the inlet gas duct (21) to the far-side heating gas pipe (5D).
  • thermal energy is uniformly transferred from the near-side heating gas pipe (5C) and the far-side heating gas pipe (5D) to the oxidation catalyst device (3). This allows the entire oxidation catalyst device (3) to be heated uniformly, and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to perform its functions when the oxidation catalyst device (3) begins to be used.
  • the oxidation catalyst heating system (2) according to any one of 1) to 9) above,
  • the oxidation catalyst device (3) includes a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas.
  • the methane oxidation catalyst in order to make the methane oxidation catalyst perform its function, it is necessary to keep the methane oxidation catalyst (oxidation catalyst device 3) at a relatively high temperature, but the temperature of the methane oxidation catalyst can be raised by the heating gas flowing through at least one heating gas pipe (5). This makes it possible to shorten the catalyst heating time required for the methane oxidation catalyst to perform its function when the oxidation catalyst device (3) starts to be used.
  • At least one embodiment of the internal combustion engine system (1) includes: The oxidation catalyst heating system (2) according to 5) above, The internal combustion engine (11); An internal combustion engine system (1) including: a first exhaust gas path switching device (7) configured to be capable of switching a path of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11),
  • the oxidation catalyst device (3) includes a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas
  • the internal combustion engine (11) includes a dual fuel engine capable of switching between a first fuel (FU1) containing methane as an exhaust gas component and a second fuel (FU2) not containing methane as an exhaust gas component
  • the first exhaust gas path switching device (7) comprises: The exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) while the internal combustion engine (11) is operating using the first fuel (FU1) as fuel is guided to the catalyst casing (4), and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) while the internal combustion engine (11) is operating using the second fuel (FU2) as fuel is guided to the at least one
  • the first exhaust gas path switching device (7) allows exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) to be introduced into the catalyst casing (4) while the internal combustion engine (11) is operating using the first fuel (FU1) as fuel, thereby allowing methane contained in the exhaust gas to be oxidized by the methane oxidation catalyst.
  • the first exhaust gas path switching device (7) allows exhaust gas that does not contain methane as an exhaust gas component discharged from the internal combustion engine (11) to be introduced into the at least one heated gas pipe (5) while the internal combustion engine (11) is operating using the second fuel (FU2).
  • exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) that does not require oxidation by the oxidation catalyst device (3) can be used as the heating gas for heating the oxidation catalyst device (3), so the structure of the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) equipped with the oxidation catalyst heating system (2) can be prevented from becoming large and complicated, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) can be reduced.
  • At least one embodiment of the internal combustion engine system (1) includes: The oxidation catalyst heating system (2) according to 6) above, The internal combustion engine (11); The other internal combustion engine (13); a second exhaust gas path switching device (7A) configured to be capable of switching a path of the exhaust gas discharged from the other internal combustion engine (13),
  • the other internal combustion engine (13) includes a dual fuel engine capable of switching between a first fuel (FU1) containing methane as an exhaust gas component and a second fuel (FU2) not containing methane as an exhaust gas component,
  • the second exhaust gas path switching device (7A) comprises: The exhaust gas discharged from the other internal combustion engine (13) is guided to the at least one heated gas pipe (5) while the other internal combustion engine (13) is operating using the second fuel (FU2) as fuel.
  • the second exhaust gas path switching device (7A) allows exhaust gas that does not contain methane as an exhaust gas component discharged from the other internal combustion engine (13) to be introduced into the at least one heating gas pipe (5) while the other internal combustion engine (13) is operating using the second fuel (FU2) as fuel.
  • exhaust gas that does not require oxidation by the oxidation catalyst device (3) and is discharged from the other internal combustion engine (13) can be used as heating gas for heating the oxidation catalyst device (3), so that the structure of the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) equipped with the oxidation catalyst heating system (2) can be prevented from becoming large and complicated, and the space occupied by the oxidation catalyst heating system (2) and the internal combustion engine system (1) can be reduced.
  • a method for increasing the temperature of an oxidation catalyst device configured to oxidize exhaust gas discharged from an internal combustion engine (11), comprising:
  • the oxidation catalyst device (3) includes a plurality of oxidation catalyst elements (31) each including a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas;
  • the internal combustion engine (11) includes a dual fuel engine capable of switching between a first fuel (FU1) containing methane as an exhaust gas component and a second fuel (FU2) not containing methane as an exhaust gas component,
  • the oxidation catalyst device temperature increasing method includes the steps of: a first operating step of introducing the exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) into a catalyst casing (4) that houses the oxidation catalyst device (3) while the internal combustion engine (11) is operating using the first fuel (FU1) as fuel; and a second operating step of introducing the exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) into at least one heated
  • the first operation step allows exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) to be introduced into the catalyst casing (4) while the internal combustion engine (11) is operating using the first fuel (FU1) as fuel, thereby allowing methane contained in the exhaust gas to be oxidized by the methane oxidation catalyst.
  • the second operation step allows exhaust gas not containing methane in the exhaust gas components discharged from the internal combustion engine (11) to be introduced into the at least one heating gas pipe (5) while the internal combustion engine (11) is operating using the second fuel (FU2) as fuel.
  • the exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) that does not require oxidation by the oxidation catalyst device (3) can be used as a heating gas for heating the oxidation catalyst device (3), so that the size and complexity of the device for heating the oxidation catalyst device (3) and the structure of the internal combustion engine system (1) equipped with the device can be suppressed, and the space occupied by the device and the internal combustion engine system (1) can be reduced.
  • the at least one heated gas pipe (5) is disposed between a pair of oxidation catalyst elements (31) disposed adjacent to each other inside the catalyst casing (4), so that the thermal energy of the heated gas flowing through the heated gas pipe (5) can be efficiently transferred to each of the pair of oxidation catalyst elements (31) sandwiching the heated gas pipe (5).
  • This makes it possible to effectively heat the entire oxidation catalyst device (3), and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device (3) begins to be used.
  • a method for increasing the temperature of an oxidation catalyst device configured to oxidize exhaust gas discharged from an internal combustion engine (11), comprising:
  • the oxidation catalyst device (3) includes a plurality of oxidation catalyst elements (31) each including a methane oxidation catalyst configured to oxidize methane contained in the exhaust gas;
  • the oxidation catalyst device temperature increasing method includes the steps of:
  • the method further includes an exhaust gas introduction step for introducing exhaust gas that does not contain methane among exhaust gas components discharged from an internal combustion engine (13) other than the internal combustion engine (11) into at least one heated gas pipe (5) that is disposed inside a catalyst casing (4) that houses the oxidation catalyst device (3) and is disposed between a pair of adjacently disposed oxidation catalyst elements (31) among the plurality of oxidation catalyst elements (31) while the internal combustion engine (11) is stopped.
  • exhaust gas that does not contain methane among the exhaust gas components discharged from the other internal combustion engine (13) can be introduced into the at least one heating gas pipe (5) while the internal combustion engine (11) is stopped.
  • exhaust gas that does not require oxidation by the oxidation catalyst device (3) discharged from the other internal combustion engine (13) can be used as a heating gas for heating the oxidation catalyst device (3), so that the size and complexity of the device for heating the oxidation catalyst device (3) and the internal combustion engine system (1) equipped with the device can be suppressed, and the space occupied by the device and the internal combustion engine system (1) can be reduced.
  • exhaust gas can be introduced into the at least one heating gas pipe (5), and the oxidation catalyst device (3) can be heated by the exhaust gas flowing through the heating gas pipe (5).
  • the at least one heated gas pipe (5) is disposed between a pair of oxidation catalyst elements (31) disposed adjacent to each other inside the catalyst casing (4), so that the thermal energy of the heated gas flowing through the heated gas pipe (5) can be efficiently transferred to each of the pair of oxidation catalyst elements (31) sandwiching the heated gas pipe (5).
  • This makes it possible to effectively heat the entire oxidation catalyst device (3), and shortens the catalyst heating time required for the oxidation catalyst to demonstrate its performance when the oxidation catalyst device (3) starts to be used.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

酸化触媒昇温システムは、内燃機関から排出される排ガスが流れる排ガスラインと、排ガスラインに設けられ、排ガスを酸化させるように構成された複数の酸化触媒エレメントを含む酸化触媒装置を収容する触媒ケーシングと、酸化触媒装置を昇温するための昇温ガスが流れる少なくとも1つの昇温ガス配管であって、触媒ケーシングの内部に配置され、複数の酸化触媒エレメントのうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメントの間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管と、を備える。

Description

酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法
 本開示は、酸化触媒装置を昇温するための酸化触媒昇温システム、該酸化触媒昇温システムを備える内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法に関する。
 本願は、2023年4月12日に日本国特許庁に出願された特願2023-065026号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 酸化触媒装置は、内燃機関から排出される排ガスを酸化させるための酸化触媒を含むものである。酸化触媒装置に含まれる酸化触媒(例えば、メタン酸化触媒)の性能を発揮させるためには、酸化触媒装置を比較的高温に保つ必要がある。
特許第6162383号公報
 酸化触媒装置の使用中は、酸化触媒装置に導入される排ガスが有する熱エネルギや排ガスの酸化反応により生じた熱エネルギが酸化触媒装置に伝達されるため、酸化触媒装置は比較的高温に保たれる。これに対して、酸化触媒装置の使用停止中は、酸化触媒装置が周囲の外気などにより冷却され、外気と同程度の温度になることがある。この場合には、酸化触媒装置の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに長期間の触媒昇温時間を必要とする虞がある。
 特許文献1には、アンモニアや窒素酸化物を処理するための触媒がケーシングに収容され、該ケーシングの外周側に排ガスのバイパス流路を、ケーシングの内部を流れる排ガスの流れ方向に沿って設けることが開示されている。特許文献1に記載の発明では、バイパス流路を流れる排ガスにより、触媒の外周側を保温できるが、触媒の内周側の保温が不十分となり、該触媒の内周側が性能発揮するまでに長期間の触媒昇温時間を必要とする虞がある。
 上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、酸化触媒装置の使用停止中に酸化触媒装置を効果的に昇温できる酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法を提供することを目的とする。
 本開示の少なくとも一実施形態に係る酸化触媒昇温システムは、
 内燃機関から排出される排ガスが流れる排ガスラインと、
 前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスを酸化させるように構成された複数の酸化触媒エレメントを含む酸化触媒装置を収容する触媒ケーシングと、
 前記酸化触媒装置を昇温するための昇温ガスが流れる少なくとも1つの昇温ガス配管であって、前記触媒ケーシングの内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメントのうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメントの間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管と、を備える。
 本開示の少なくとも一実施形態に係る内燃機関システムは、
 前記酸化触媒昇温システムと、
 前記内燃機関と、
 前記内燃機関から排出される前記排ガスの経路を切り替え可能に構成された第1の排ガス経路切替装置と、を備える内燃機関システムであって、
 前記酸化触媒装置は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含み、
 前記内燃機関は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
 前記第1の排ガス経路切替装置は、
 前記内燃機関が前記第1燃料を燃料として運転中に前記内燃機関から排出される前記排ガスを前記触媒ケーシングに導くように構成されるとともに、前記内燃機関が前記第2燃料を燃料として運転中に前記内燃機関から排出される前記排ガスを前記少なくとも1つの昇温ガス配管に導くように構成された。
 本開示の少なくとも一実施形態に係る酸化触媒装置昇温方法は、
 内燃機関から排出される排ガスを酸化させるように構成された酸化触媒装置を昇温するための酸化触媒装置昇温方法であって、
 前記酸化触媒装置は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を夫々が含む複数の酸化触媒エレメントを含み、
 前記内燃機関は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
 前記酸化触媒装置昇温方法は、
 前記内燃機関が前記第1燃料を燃料として運転中に、前記内燃機関から排出される前記排ガスを前記酸化触媒装置を収容する触媒ケーシングに導入させる第1運転ステップと、
 前記内燃機関が前記第2燃料を燃料として運転中に、前記触媒ケーシングの内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメントのうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメントの間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管に、前記内燃機関から排出される前記排ガスを導入させる第2運転ステップと、を備える。
 本開示の少なくとも一実施形態によれば、酸化触媒装置の使用停止中に酸化触媒装置を効果的に昇温できる酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法が提供される。
本開示の一実施形態に係る内燃機関システムの概略図である。 本開示の一実施形態に係る内燃機関システムの概略図である。 本開示の一実施形態に係る酸化触媒昇温システムの触媒ケーシングの概略断面図である。 図3に示される触媒ケーシングのA-B線矢視断面模式図である。 図3に示される触媒ケーシングのC-D線矢視断面模式図である。 図3に示される触媒ケーシングのE-F線矢視断面模式図である。 本開示の一実施形態に係る酸化触媒昇温システムの触媒ケーシングの概略断面図である。 図7に示される触媒ケーシングのG-H線矢視断面模式図である。
 以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
(内燃機関システム)
 図1及び図2の各々は、本開示の一実施形態に係る内燃機関システム1の概略図である。内燃機関システム1は、図1及び図2に示されるように、酸化触媒昇温システム2と、第1の内燃機関11を備える。酸化触媒昇温システム2は、内燃機関11から排出される排ガスである第1排ガスが流れる第1の排ガスライン12を備える。第1の排ガスライン12は、第1排ガスを流通させるための流路を形成するものであり、例えば、配管によって形成される。内燃機関システム1は、第1の内燃機関11に接続され、第1の内燃機関11が発生させる動力により発電する第1の発電機110をさらに備えていてもよい。
(酸化触媒昇温システム)
 幾つかの実施形態に係る酸化触媒昇温システム2は、内燃機関システム1に搭載される。酸化触媒昇温システム2は、図1及び図2に示されるように、上述した第1の排ガスライン12と、酸化触媒装置3と、触媒ケーシング4と、を備える。触媒ケーシング4は、第1の排ガスライン12に設けられ、酸化触媒装置3を収容するようになっている。
 以下の説明では、単に上流側と呼ぶ場合、方向の説明にかかる部位や領域における流体の主たる流れの方向に沿った上流側を指すものとする。同様に、以下の説明では、単に下流側と呼ぶ場合、方向の説明にかかる部位や領域における流体の主たる流れの方向に沿った下流側を指すものとする。
(触媒ケーシング)
 触媒ケーシング4を流れる第1排ガスの流れ方向を第1方向RD1と定義する。図示される実施形態では、触媒ケーシング4を流れる第1排ガスは、鉛直方向における下方から上方に流れる。すなわち、図示される実施形態では、第1方向RD1は鉛直下方から鉛直上方に向かう方向を意味する。
 図3及び図7の各々は、本開示の一実施形態に係る酸化触媒昇温システム2の触媒ケーシング4の概略断面図である。図3及び図7には、触媒ケーシング4の第1方向RD1に沿った断面が示されている。図4は、図3に示される触媒ケーシング4のA-B線矢視断面模式図である。図5は、図3に示される触媒ケーシング4のC-D線矢視断面模式図である。図6は、図3に示される触媒ケーシング4のE-F線矢視断面模式図である。図8は、図7に示される触媒ケーシング4のG-H線矢視断面模式図である。
 図示される実施形態では、触媒ケーシング4は、図3及び図7に示されるように、第1方向(鉛直方向)に沿って延在する角筒状に形成され、第1排ガスが第1方向の上流側から下流側に向かって流れる第1内部空間40を有するケーシング本体部41を含む。
 酸化触媒装置3は、第1内部空間40に配置され、第1方向に交差する方向(図示例では、第1方向に直交する水平方向)に沿って延在している。第1内部空間40は、酸化触媒装置3により第1方向の上流側と下流側に区画される。
 ケーシング本体部41は、第1方向の上流側の端部にケーシング本体部41の外部から第1内部空間40に第1排ガスを導入するための第1排ガス導入口42が形成されている。ケーシング本体部41は、第1方向の下流側の端部に第1内部空間40からケーシング本体部41の外部に第1排ガスを排出するための第1排ガス排出口43が形成されている。
 図1及び図2に示されるように、第1の排ガスライン12は、内燃機関11から触媒ケーシング4に第1排ガスを導くための第1上流側排ガスライン12Aと、触媒ケーシング4から第1排ガスの流れ方向における下流側に第1排ガスを導くための第1下流側排ガスライン12Bと、を含む。第1上流側排ガスライン12Aは、内燃機関11に上流端が接続され、触媒ケーシング4の第1排ガス導入口42に下流端が接続されている。第1下流側排ガスライン12Bは、触媒ケーシング4の第1排ガス排出口43に上流端が接続されている。
 第1排ガスは、第1の排ガスライン12を流れて第1排ガス導入口42から第1内部空間40に導かれる。第1内部空間40に導かれた第1排ガスは、酸化触媒装置3を通過する際に酸化触媒装置3に含まれる酸化触媒により、排ガス成分の少なくとも1つ(例えば、メタン)の酸化が促進される。酸化触媒装置3を通過した第1排ガスは、第1排ガス排出口43からケーシング本体部41の外部(第1下流側排ガスライン12B)に排出される。
(酸化触媒装置)
 酸化触媒装置3は、図4及び図5に示されるように、第1排ガスを酸化させるように構成された複数の酸化触媒エレメント31を含む。複数の酸化触媒エレメント31の各々は、排ガスに含まれる成分(排ガス成分)の少なくとも1つの酸化を促進させる酸化触媒を含む。図示される実施形態では、複数の酸化触媒エレメント31の各々は、6つの四角形状の面を有する六面体(例えば、立方体や直方体)に形成されている。複数の酸化触媒エレメント31の各々は、排ガスに含まれるメタンの酸化を促進させるメタン酸化触媒を含む。
 酸化触媒装置3に含まれる酸化触媒(例えば、メタン酸化触媒)の性能を発揮させるためには、酸化触媒装置3を比較的高温に保つ必要がある。酸化触媒装置3の使用中は、触媒ケーシング4の第1内部空間40を流れる第1排ガスが有する熱エネルギや第1排ガスの酸化反応により生じた熱エネルギが酸化触媒装置3に伝達されるため、酸化触媒装置3は比較的高温に保たれる。これに対して、酸化触媒装置3の使用停止中は、酸化触媒装置3が触媒ケーシング4の周囲の外気などにより冷却され、外気と同程度の温度になることがある。この場合には、酸化触媒装置3の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに長期間の触媒昇温時間を必要とする虞がある。
(昇温ガス配管)
 酸化触媒昇温システム2は、図1及び図2に示されるように、少なくとも1つ(図示例では、複数)の昇温ガス配管5をさらに備える。酸化触媒昇温システム2は、少なくとも1つの昇温ガス配管5を流れる昇温ガスにより、酸化触媒装置3に含まれる酸化触媒を昇温させるように構成されている。
 図1に示される実施形態では、複数の昇温ガス配管5の各々は、上記昇温ガスとして第1の内燃機関11から排出される第1排ガスが流れるようになっている。図2に示される実施形態では、内燃機関システム1は、第1の内燃機関11とは異なる第2の内燃機関13と、内燃機関13から排出される排ガスである第2排ガスが流れる第2の排ガスライン14と、をさらに備える。内燃機関システム1は、第2の内燃機関13に接続され、第2の内燃機関13が発生させる動力により発電する第2の発電機130をさらに備えていてもよい。図2に示される実施形態では、複数の昇温ガス配管5の各々は、上記昇温ガスとして第2の内燃機関13から排出される第2排ガスが流れるようになっている。なお、昇温ガスは、酸化触媒装置3を昇温できるガス状の熱媒体であればよく、第1排ガスや第2排ガスに限定されない。昇温ガスは、船舶の推進用内燃機関である主機から排出される排ガスであってもよい。
 複数の昇温ガス配管5は、図4、図5及び図8に示されるように、触媒ケーシング4の内部に配置され、複数の酸化触媒エレメント31のうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント31の間に配置される。
 図示される実施形態では、複数の昇温ガス配管5の各々は、他の昇温ガス配管5と同方向に沿って延在する。複数の昇温ガス配管5の各々は、図4及び図8に示されるように、第1方向RD1から視た場合において、昇温ガス配管5の延在方向(図中左右方向)に交差(図示例では、直交)する方向において間隔をあけて配置されている。複数の酸化触媒エレメント31の各々は、図4及び図8に示されるように、第1方向RD1から視た場合において、昇温ガス配管5の延在方向に交差する方向において隣接する一対の昇温ガス配管5の間に配置されている。複数の酸化触媒エレメント31の各々は、上記隣接する一対の昇温ガス配管5に当接するようになっていることが好ましい。なお、酸化触媒エレメント31は、第1方向において間隔をあけて配置された一対の昇温ガス配管5の間に配置されてもよい。
 上記の構成によれば、酸化触媒装置3の使用停止中に上記少なくとも1つの昇温ガス配管5を流れる昇温ガスにより、酸化触媒装置3を昇温できる。上記少なくとも1つの昇温ガス配管5は、触媒ケーシング4の内部において互いに隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント31の間に配置されるので、該昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの熱エネルギを、該昇温ガス配管5を挟む一対の酸化触媒エレメント31の夫々に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置3の全体を効果的に昇温でき、酸化触媒装置3の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
 幾つかの実施形態では、上述した酸化触媒装置3(酸化触媒エレメント31)は、排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含む。上記の構成によれば、メタン酸化触媒の性能を発揮させるためには、メタン酸化触媒(酸化触媒装置3)を比較的高温に保つ必要があるが、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5を流れる昇温ガスにより、メタン酸化触媒を昇温できる。これにより、酸化触媒装置3の使用開始時において、メタン酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
 幾つかの実施形態では、図1及び図2に示されるように、上述した複数の昇温ガス配管5の各々は、上述した第1方向RD1に対して交差する方向に沿って延在する。上記の構成によれば、複数の昇温ガス配管5の各々は、触媒ケーシング4の内部を流れる排ガスの流れ方向(第1方向RD1)に対して交差する方向に沿って延在するので、これらの昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの熱エネルギを、触媒ケーシング4の内部に配置された酸化触媒装置3の全体に亘り効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置3を効果的に昇温できる。
 幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述した複数の昇温ガス配管5の各々は、一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形状に形成された断面形状を有する矩形ダクトからなる。上述した複数の昇温ガス配管5の各々は、図5に示されるように、昇温ガス配管5の上記長辺を有する一対の長辺部51、52の各々が該昇温ガス配管5に隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント31に当接している。
 上記の構成によれば、上述した複数の昇温ガス配管5の各々の比較的面積が大きい一対の長辺部51、52の外側面の各々が酸化触媒エレメント31に当接している。伝熱面積が大きい一対の長辺部51、52を介して、該一対の長辺部51、52を有する昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの熱エネルギを該一対の長辺部51、52に面する酸化触媒エレメント31の夫々に直接的に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置3を効果的に昇温できる。
 幾つかの実施形態では、上述した少なくとも1つの昇温ガス配管5は、図4及び図8に示されるように、第1方向RD1から視た場合において、昇温ガス配管5の延在方向(図中左右方向)に交差する方向(図示例では昇温ガス配管5の延在方向に直交する方向、図中上下方向)において間隔をあけて配置された複数の昇温ガス配管5を含む。上述した酸化触媒昇温システム2は、第1方向RD1から視た場合において、上述した複数の昇温ガス配管5のうち、昇温ガス配管5の延在方向に交差する方向において隣接して配置された一対の昇温ガス配管5に両端が接続された複数の仕切り板6をさらに備える。複数の仕切り板6は、昇温ガス配管5の延在方向において間隔をあけて配置されている。複数の仕切り板6の各々は、上記一対の昇温ガス配管5のうち、一方の昇温ガス配管5に一端が接続され、他方の昇温ガス配管5に他端が接続されている。
 図示される実施形態では、複数の仕切り板6の各々は、昇温ガス配管5の延在方向に交差(図示例では、直交)する方向に沿って延在する金属板からなる。複数の仕切り板6の各々は、昇温ガス配管5の延在方向に交差する方向における一方側の端部(一端)が、上記一対の昇温ガス配管5のうちの一方に溶接などにより固定され、昇温ガス配管5の延在方向に交差する方向における他方側の端部(他端)が、上記一対の昇温ガス配管5のうちの他方に溶接などにより固定されている。
 第1内部空間40には、上記一対の昇温ガス配管5と、一対の昇温ガス配管5に両端が接続された複数の仕切り板6により区画された複数の空間400が形成される。第1内部空間40には、図4に示されるように、昇温ガス配管5の延在方向に間隔をあけて複数の空間400が形成されていてもよいし、昇温ガス配管5の延在方向に交差する方向に間隔をあけて複数の空間400が形成されていてもよい。
 複数の酸化触媒エレメント31の各々は、上述した複数の空間400にそれぞれ収容される。複数の酸化触媒エレメント31の各々は、該酸化触媒エレメント31を収容する空間400を区画する一対の昇温ガス配管5又は一対の仕切り板6のうち、少なくとも1つに支持されるようになっている。複数の酸化触媒エレメント31の各々は、該酸化触媒エレメント31を収容する空間400を区画する一対の仕切り板6の夫々に当接するようになっていることが好ましい。この場合には、一対の昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの熱エネルギが、一対の昇温ガス配管5から一対の仕切り板6に伝達され、一対の仕切り板6から一対の仕切り板6に当接する酸化触媒エレメント31に伝達される。すなわち、酸化触媒エレメント31を、一対の仕切り板6から伝達される熱エネルギによっても昇温できるため、酸化触媒エレメント31を効果的に昇温できる。
 上記の構成によれば、一対の昇温ガス配管5及び複数の仕切り板6により区画された空間400のそれぞれに酸化触媒エレメント31を収容できるので、酸化触媒エレメント31の位置決めが容易となる。また、上記空間400に収容された酸化触媒エレメント31は、該酸化触媒エレメント31を囲む一対の昇温ガス配管5及び複数の仕切り板6を介して、一対の昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの熱エネルギが伝達される。これにより、上記空間400に収容された酸化触媒エレメント31の全体に亘り効果的に昇温できる。
 第1方向RD1から視た場合において、昇温ガス配管5の延在方向に交差する方向において間隔をあけて配置された複数の昇温ガス配管5と、これらの複数の昇温ガス配管5に両端が接続される複数の仕切り板6と、これらの複数の昇温ガス配管5と複数の仕切り板6により区間された空間400に収容される複数の酸化触媒エレメント31と、の組み合わせを一段とした場合に、酸化触媒昇温システム2は、図5に示されるように、第1方向において並んで配置される複数段の組み合わせを備えていてもよい。
(昇温ガス配管を流れる昇温ガスの流れ方向)
 幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述した複数の昇温ガス配管5の各々は、昇温ガス配管5の延在方向(図中左右方向)における一方側(図中右側)から他方側(図中左側)に向けて昇温ガスが流れるようになっている。図4のRD2は、昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの流れ方向を示している。
 幾つかの実施形態では、図7および図8に示されるように、上述した複数の昇温ガス配管5の各々は、昇温ガス配管5の延在方向(図中左右方向)における一方側(図中右側)から他方側(図中左側)に向けて昇温ガスが流れる少なくとも1つ(図示例では、複数)の第1の昇温ガス配管5Aと、昇温ガス配管5の延在方向における上記他方側(図中左側)から上記一方側(図中右側)に向けて昇温ガスが流れる少なくとも1つ(図示例では、複数)の第2の昇温ガス配管5Bと、を含む。図7および図8のRD2は、第1の昇温ガス配管5Aを流れる昇温ガスの流れ方向を示しており、図7および図8のRD3は、第2の昇温ガス配管5Bを流れる昇温ガスの流れ方向を示している。
 図7に示される実施形態では、各段の昇温ガス配管5(5A)は、第1方向において隣接する他段の昇温ガス配管5(5B)とは、昇温ガスの流れ方向が逆方向になっている。図8に示される実施形態では、各段の昇温ガス配管5(5A)は、同じ段の隣接する昇温ガス配管5(5B)とは、昇温ガスの流れ方向が逆方向になっている。なお、他の実施形態では、1段を構成する複数の昇温ガス配管5は、昇温ガスの流れ方向が同方向になっており、上記1段に隣接する他段を構成する複数の昇温ガス配管5は、昇温ガスの流れ方向が上記1段を構成する複数の昇温ガス配管5とは逆方向になっていてもよい。
 上記の構成によれば、上記少なくとも1つの第1の昇温ガス配管5Aを流れる排ガスと、上記少なくとも1つの第2の昇温ガス配管5Bを流れる排ガスの流れ方向を逆方向とすることで、複数の昇温ガス配管5A、5Bを流れる昇温ガスから酸化触媒装置3への熱伝達が、昇温ガス配管5の延在方向において偏ることを抑制できる。これにより、酸化触媒装置3の全体を均一に昇温でき、酸化触媒装置3の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
(入口ガスダクト、出口ガスダクト)
 上述した複数の昇温ガス配管5(5A、5B)には、昇温ガス配管5の延在方向における一端に、昇温ガス配管5に外部から昇温ガスを導入するための昇温ガス導入口が形成されている。上述した複数の昇温ガス配管5(5A、5B)には、昇温ガス配管5の延在方向における他端に、昇温ガス配管5から外部に昇温ガスを排出するための昇温ガス排出口が形成されている。
 幾つかの実施形態では、上述した酸化触媒昇温システム2は、触媒ケーシング4に取り付けられる入口ガスダクト21と、触媒ケーシング4に取り付けられる出口ガスダクト22と、をさらに備える。複数の昇温ガス配管5の夫々は、昇温ガス導入口が共通の入口ガスダクト21に接続され、昇温ガス排出口が共通の出口ガスダクト22に接続される。
 入口ガスダクト21は、図4及び図6に示されるように、触媒ケーシング4との間に昇温ガス配管5に導入される前の昇温ガスが流れる内部空間210が形成される。入口ガスダクト21は、入口ガスダクト21の内部(内部空間210)に昇温ガスを導入するための導入口211と、入口ガスダクト21の内部空間210と複数の昇温ガス配管5の昇温ガス導入口の夫々とをそれぞれ連通させる複数の連通孔212が形成されている。
 出口ガスダクト22は、図4に示されるように、触媒ケーシング4との間に昇温ガス配管5を通過した昇温ガスが流れる内部空間220が形成される。出口ガスダクト22は、出口ガスダクト22の内部(内部空間220)から昇温ガスを排出するための排出口221と、出口ガスダクト22の内部空間220と複数の昇温ガス配管5の昇温ガス排出口の夫々とをそれぞれ連通させる複数の連通孔222が形成されている。
 図4に示される実施形態では、入口ガスダクト21は、触媒ケーシング4の一端部(昇温ガス配管5の延在方向(図中左右方向)における一方側(図中右側)の端部)に取り付けられる。出口ガスダクト22は、触媒ケーシング4の他端部(昇温ガス配管5の延在方向(図中左右方向)における他方側(図中左側)の端部)に取り付けられる。
 図7及び図8に示される実施形態では、入口ガスダクト21は、第1の昇温ガス配管5Aに導入される前の昇温ガスが流れる内部空間210Aが形成される第1の入口ガスダクト21Aと、第2の昇温ガス配管5Bに導入される前の昇温ガスが流れる内部空間210Bが形成される第2の入口ガスダクト21Bと、を含む。出口ガスダクト22は、第1の昇温ガス配管5Aを通過した昇温ガスが流れる内部空間220Aが形成される第1の出口ガスダクト22Aと、第2の昇温ガス配管5Bを通過した昇温ガスが流れる内部空間220Bが形成される第2の出口ガスダクト22Bと、を含む。
 複数の第1の昇温ガス配管5Aの夫々は、昇温ガス導入口が共通の第1の入口ガスダクト21Aに接続され、昇温ガス排出口が共通の第1の出口ガスダクト22Aに接続される。複数の第2の昇温ガス配管5Bの夫々は、昇温ガス導入口が共通の第2の入口ガスダクト21Bに接続され、昇温ガス排出口が共通の第2の出口ガスダクト22Bに接続される。
 図7及び図8に示される実施形態では、第1の入口ガスダクト21A及び第2の出口ガスダクト22Bは、昇温ガス配管5の延在方向における昇温ガス配管5よりも上記一方側(図中右側)に設けられる。図示例では、第2の出口ガスダクト22Bは、第1の入口ガスダクト21Aよりも上記一方側に設けられているが、第1の入口ガスダクト21Aよりも上記他方側(図中左側)に設けられていてもよい。
 図7及び図8に示される実施形態では、第1の入口ガスダクト21A及び第2の出口ガスダクト22Bは、内部空間210A及び内部空間220Bを含む内部空間を形成する第1のガスダクト本体44と、第1のガスダクト本体44の内部空間を内部空間210Aと内部空間220Bに区画する仕切り壁45と、により形成される。図示例では、仕切り壁45は、昇温ガス配管5の延在方向に交差(図示例では、直交)する方向に沿って延在している。
 図7及び図8に示される実施形態では、第2の入口ガスダクト21B及び第1の出口ガスダクト22Aは、昇温ガス配管5の延在方向における昇温ガス配管5よりも上記他方側(図中左側)に設けられる。図示例では、第1の出口ガスダクト22Aは、第2の入口ガスダクト21Bよりも上記他方側に設けられているが、第2の入口ガスダクト21Bよりも上記一方側(図中右側)に設けられていてもよい。
 図7及び図8に示される実施形態では、第2の入口ガスダクト21B及び第1の出口ガスダクト22Aは、内部空間210B及び内部空間220Aを含む内部空間を形成する第2のガスダクト本体46と、第2のガスダクト本体46の内部空間を内部空間210Bと内部空間220Aに区画する仕切り壁47と、により形成される。図示例では、仕切り壁47は、昇温ガス配管5の延在方向に交差(図示例では、直交)する方向に沿って延在している。
 入口ガスダクト21A、21Bは、図7に示されるように、入口ガスダクト21A、21Bの内部(内部空間210A、210B)に昇温ガスを導入するための導入口211A、211Bと、入口ガスダクト21A、21Bの内部空間210A、210Bと複数の昇温ガス配管5の昇温ガス導入口の夫々とをそれぞれ連通させる複数の連通孔212A、212Bが形成されている。
 出口ガスダクト22A、22Bは、図7に示されるように、出口ガスダクト22A、22Bの内部(内部空間220A、220B)から昇温ガスを排出するための排出口221A、221Bと、出口ガスダクト22A、22Bの内部空間220A、220Bと複数の昇温ガス配管5の昇温ガス排出口の夫々とをそれぞれ連通させる複数の連通孔222A、222Bが形成されている。
 図示例では、第1のガスダクト本体44には、図7に示されるように、上述した導入口211A、排出口221B及び複数の連通孔212Aが形成されている。第1のガスダクト本体44には、第2の昇温ガス配管5Bをそれぞれ挿通させる複数の挿通孔441が形成されている。仕切り壁45には、上述した複数の連通孔222Bが形成されている。
 図示例では、第2のガスダクト本体46には、図7に示されるように、上述した導入口211B、排出口221A及び複数の連通孔212Bが形成されている。第2のガスダクト本体46には、第1の昇温ガス配管5Aをそれぞれ挿通させる複数の挿通孔461が形成されている。仕切り壁47には、上述した複数の連通孔222Aが形成されている。上述した導入口211A、211B及び排出口221A、221Bは、鉛直方向における上方に向けて開口している。
 上記の構成によれば、複数の昇温ガス配管5を共通の入口ガスダクト21に接続することで、該入口ガスダクト21から複数の昇温ガス配管5に導入される排ガスの温度や流量の差を小さなものとすることができる。また、複数の昇温ガス配管5を共通の出口ガスダクト22に接続することで、該出口ガスダクト22に複数の昇温ガス配管5から排出される排ガスの温度や流量の差を小さなものとすることができる。複数の昇温ガス配管5に導入される排ガスの温度や流量の差を小さなものとすることで、複数の昇温ガス配管5を流れる昇温ガスから酸化触媒装置3に熱エネルギが均一に伝達される。これにより、酸化触媒装置3の全体を均一に昇温でき、酸化触媒装置3の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
(オリフィス)
 幾つかの実施形態では、上述した共通の入口ガスダクト21に接続された複数の昇温ガス配管5は、図7に示されるように、入口ガスダクト21の導入口211からの距離が比較的近い位置において入口ガスダクト21に接続された近傍側昇温ガス配管5Cと、近傍側昇温ガス配管5Cよりも導入口211から離れた位置において入口ガスダクト21に接続された遠方側昇温ガス配管5Dと、を含む。近傍側昇温ガス配管5Cは、遠方側昇温ガス配管5Dに比べて、導入口211から昇温ガス導入口までの距離が短くなっている。図7に示される実施形態では、遠方側昇温ガス配管5Dは、鉛直方向において、近傍側昇温ガス配管5Cよりも入口ガスダクト21の導入口211から離れた位置に配置されている。図4に示される実施形態では、遠方側昇温ガス配管5Dは、水平方向において、近傍側昇温ガス配管5Cよりも入口ガスダクト21の導入口211から離れた位置に配置されている。
 幾つかの実施形態では、図7に示されるように、近傍側昇温ガス配管5C、近傍側昇温ガス配管5Cと入口ガスダクト21の接続部C1、又は、近傍側昇温ガス配管5Cと出口ガスダクト22の接続部C2、の何れかに、遠方側昇温ガス配管5Dの開口面積50Dよりも開口面積50Cが小さいオリフィス81が設けられている。ここで、近傍側昇温ガス配管5Cの開口面積50Cは、入口ガスダクト21の連通孔212から出口ガスダクト22の連通孔222までの間における、近傍側昇温ガス配管5Cを流れる昇温ガスの流路の最小面積を意味する。遠方側昇温ガス配管5Dの開口面積50Dは、入口ガスダクト21の連通孔212から出口ガスダクト22の連通孔222までの間における、遠方側昇温ガス配管5Dを流れる昇温ガスの流路の最小面積を意味する。
 図7に示される実施形態では、図7に示されるように、近傍側昇温ガス配管5Cの流路断面積は、遠方側昇温ガス配管5Dの流路断面積と同じ(近傍側昇温ガス配管5Cの流路断面積に対して±5%の範囲内)になっている。近傍側昇温ガス配管5Cと入口ガスダクト21との接続部C1に、近傍側昇温ガス配管5C及び遠方側昇温ガス配管5Dの流路断面積よりも小さいオリフィス(絞り)81を設けることにより、近傍側昇温ガス配管5Cの開口面積50Cが遠方側昇温ガス配管5Dの開口面積50Dよりも小さくなっている。
 図7に示される実施形態では、オリフィス81は、オリフィス板8に形成される開口孔からなる。オリフィス板8は、その開口孔であるオリフィス81が、入口ガスダクト21の連通孔212の一部を閉塞するように入口ガスダクト21と近傍側昇温ガス配管5Cの接続部C1に配置されている。図7に示される実施形態では、オリフィス板8は、入口ガスダクト21の内部に形成された内部空間210Aに配置され、入口ガスダクト21に溶接等により固定されている。オリフィス板8は、近傍側昇温ガス配管5Cの延在方向から視た場合において、その開口孔であるオリフィス81の開口面積が近傍側昇温ガス配管5Cの流路断面積よりも小さくなっている。
 上記の構成によれば、オリフィス81により近傍側昇温ガス配管5Cにおける圧力損失を高めることで、入口ガスダクト21から遠方側昇温ガス配管5Dに排ガスが導入され易くなる。近傍側昇温ガス配管5Cを流れる排ガスの流量と遠方側昇温ガス配管5Dを流れる排ガスの流量の差を小さなものとすることで、近傍側昇温ガス配管5Cや遠方側昇温ガス配管5Dから酸化触媒装置3に熱エネルギが均一に伝達される。これにより、酸化触媒装置3の全体を均一に昇温でき、酸化触媒装置3の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
 なお、オリフィス81の設置態様は、図7に示される実施形態に限定されない。例えば、オリフィス板8は、近傍側昇温ガス配管5Cの内部に固定されていてもよい。オリフィス板8は、その開口孔であるオリフィス81が、出口ガスダクト22の連通孔222の一部を閉塞するように出口ガスダクト22の内部に形成された内部空間220Aに配置され、出口ガスダクト22に溶接等により固定されていてもよい。オリフィス板8は、入口ガスダクト21又は出口ガスダクト22の何れかと近傍側昇温ガス配管5Cとの間に配置され、これらに溶接等により固定されていてもよい。
 また、近傍側昇温ガス配管5Cの少なくとも一部に、遠方側昇温ガス配管5Dの流路断面積よりも流路断面積を小さくするオリフィスを設けてもよい。近傍側昇温ガス配管5Cの流路断面積を遠方側昇温ガス配管5Dの流路断面積よりも小さくしてもよい。また、近傍側昇温ガス配管5Cが接続される連通孔212を、遠方側昇温ガス配管5Dが接続される連通孔212よりも小さくしてもよいし、近傍側昇温ガス配管5Cが接続される連通孔222を、遠方側昇温ガス配管5Dが接続される連通孔222よりも小さくしてもよい。また、本開示は、図4に示される実施形態にも適用可能である。すなわち、図4に示される実施形態において、導入口211から昇温ガス導入口までの距離が短い昇温ガス配管5の開口面積を、該昇温ガス配管5よりも導入口211から昇温ガス導入口までの距離が長い昇温ガス配管5の開口面積よりも小さくするオリフィスを設けてもよい。
(第1の酸化触媒装置昇温方法)
 幾つかの実施形態に係る酸化触媒装置昇温方法は、上述した内燃機関システム1の内燃機関11から排出される排ガスを酸化させるように構成された酸化触媒装置3を昇温するための方法である。上述した酸化触媒装置3は、排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を夫々が含む複数の酸化触媒エレメント31を含む。内燃機関11は、図1に示されるように、排ガス成分にメタンを含む第1燃料FU1と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料FU2とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含む。第1燃料FU1として、例えば、液化天然ガスなどが挙げられる。第2燃料FU2として、例えば、軽油やマリンガスオイルなどの燃料油が挙げられる。
 幾つかの実施形態では、上述した酸化触媒装置昇温方法は、内燃機関11が第1燃料FU1を燃料として運転中に、内燃機関11から排出される第1排ガスを酸化触媒装置3を収容する触媒ケーシング4に導入させる第1運転ステップと、内燃機関11が第2燃料FU2を燃料として運転中に、触媒ケーシング4の内部に配置され、複数の酸化触媒エレメント31のうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント31の間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管5に、内燃機関11から排出される第1排ガスを導入させる第2運転ステップと、を備える。
 図1中実線の矢印は、第1運転ステップ中の第1排ガスの流れを示すものであり、図1中点線の矢印は、第2運転ステップ中の第1排ガスの流れを示すものである。
 上記の方法によれば、第1運転ステップにより、内燃機関11が第1燃料FU1を燃料として運転中に、内燃機関11から排出される排ガスを触媒ケーシング4に導入することで、該排ガスの成分に含まれるメタンをメタン酸化触媒により酸化させることができる。第2運転ステップにより、内燃機関11が第2燃料FU2を燃料として運転中に、内燃機関11から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5に導入できる。この場合には、酸化触媒装置3を昇温するための昇温ガスとして内燃機関11から排出された酸化触媒装置3による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒装置3を保温するためのヒータ等の装置を別途設けなくてもよい。これにより、酸化触媒装置3を昇温するための機器や該機器を備える内燃機関システム1の構造の大型化や複雑化を抑制でき、上記機器や内燃機関システム1の占有空間を低減できる。本実施形態は、酸化触媒装置3を昇温するための機器や内燃機関システム1の占有空間を低減できるので、空間に制限がある船舶等に好適に利用可能である。
 また、上記の方法によれば、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5は、触媒ケーシング4の内部において互いに隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント31の間に配置されるので、該昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの熱エネルギを、該昇温ガス配管5を挟む一対の酸化触媒エレメント31の夫々に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置3の全体を効果的に昇温でき、酸化触媒装置3の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
(排ガス分岐ライン、排ガス戻しライン)
 幾つかの実施形態に係る酸化触媒昇温システム2は、図1に示されるように、排ガスライン12の触媒ケーシング4よりも上流側から分岐する排ガス分岐ライン23をさらに備える。上述した複数の昇温ガス配管5の各々は、排ガス分岐ライン23を介して排ガスが導入されるように構成されている。
 図1に示される実施形態では、酸化触媒昇温システム2は、上述した排ガス分岐ライン23と、上述した複数の昇温ガス配管5の各々から排ガスライン12の触媒ケーシング4よりも下流側に排ガスを戻すための排ガス戻しライン24と、を備える。排ガス分岐ライン23は、上流端が第1上流側排ガスライン12Aの分岐部P1に接続され、下流端が入口ガスダクト21の導入口211に接続されている。排ガス戻しライン24は、上流端が出口ガスダクトの排出口221に接続され、下流端が第1下流側排ガスライン12Bの合流部P2に接続されている。排ガス分岐ライン23を介して複数の昇温ガス配管5に導かれた第1排ガスは、排ガス戻しライン24を介して排ガスライン12の触媒ケーシング4よりも下流側に導かれる。
 上記の構成によれば、上記昇温ガスとして内燃機関11から排出された比較的高温の第1排ガスを利用できる。この場合には、酸化触媒昇温システム2や該酸化触媒昇温システム2を備える内燃機関システム1の構造の大型化や複雑化を抑制でき、酸化触媒昇温システム2や内燃機関システム1の占有空間を低減できる。
(第1の排ガス経路切替装置)
 幾つかの実施形態に係る内燃機関システム1は、図1に示されるように、上述した酸化触媒装置3、触媒ケーシング4及び少なくとも1つの昇温ガス配管5を備える酸化触媒昇温システム2と、上述した内燃機関11から排出される排ガスの経路を切り替え可能に構成された第1の排ガス経路切替装置7と、を備える。上述した酸化触媒装置3は、排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含む。上述した内燃機関11は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料FU1と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料FU2とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含む。
 第1の排ガス経路切替装置7は、内燃機関11が第1燃料FU1を燃料として運転中に内燃機関11から排出される第1排ガスを触媒ケーシング4に導くように構成されるとともに、内燃機関11が第2燃料FU2を燃料として運転中に内燃機関11から排出される第1排ガスを上述した少なくとも1つの昇温ガス配管5に導くように構成されている。
 図1に示される実施形態では、第1の排ガス経路切替装置7は、第1上流側排ガスライン12Aの分岐部P1よりも下流側に設けられる第1開閉弁71と、排ガス分岐ライン23に設けられる第2開閉弁72と、を含む。
 内燃機関11が第1燃料FU1を燃料として運転中には、第1開閉弁71が開き、第2開閉弁72が閉じるようになっている。内燃機関11が第2燃料FU2を燃料として運転中には、第2開閉弁72が開き、第1開閉弁71が閉じるようになっている。図1に示されるように、第1の排ガス経路切替装置7は、第1開閉弁71及び第2開閉弁72の開閉を制御する制御装置(コントローラ)70をさらに含んでいてもよい。なお、上述した酸化触媒装置昇温方法では、第1開閉弁71及び第2開閉弁72の開閉を手動により変更してもよい。
 上記の構成によれば、第1の排ガス経路切替装置7により、内燃機関11が第1燃料FU1を燃料として運転中に、内燃機関11から排出される排ガスを触媒ケーシング4に導入することで、該排ガスの成分に含まれるメタンをメタン酸化触媒により酸化させることができる。第1の排ガス経路切替装置7により、内燃機関11が第2燃料FU2を燃料として運転中に、内燃機関11から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5に導入できる。この場合には、酸化触媒装置3を昇温するための昇温ガスとして内燃機関11から排出された酸化触媒装置3による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒昇温システム2や該酸化触媒昇温システム2を備える内燃機関システム1の構造の大型化や複雑化を抑制でき、上記酸化触媒昇温システム2や内燃機関システム1の占有空間を低減できる。
(第2の酸化触媒装置昇温方法)
 幾つかの実施形態に係る酸化触媒装置昇温方法は、上述した内燃機関システム1の内燃機関11から排出される排ガスを酸化させるように構成された酸化触媒装置3を昇温するための方法である。上述した酸化触媒装置3は、排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を夫々が含む複数の酸化触媒エレメント31を含む。
 幾つかの実施形態では、上述した酸化触媒装置昇温方法は、上述した内燃機関11の停止中に、酸化触媒装置3を収容する触媒ケーシング4の内部に配置され、複数の酸化触媒エレメント31のうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント31の間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管5に、内燃機関11とは異なる他の内燃機関13から排出される排ガス成分にメタンを含まない第2排ガスを導入させる排ガス導入ステップを備える。
 図2に示される実施形態では、内燃機関11及び内燃機関13は、図2に示されるように、排ガス成分にメタンを含む第1燃料FU1と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料FU2とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含む。図2中実線の矢印は、内燃機関11及び内燃機関13が第1燃料FU1を燃料として運転中の第1排ガス及び第2排ガスの流れを示すものであり、図2中点線の矢印は、内燃機関11が運転停止中であり、且つ内燃機関13が第2燃料FU2を燃料として運転中の第2排ガスの流れを示すものである。
 上記の方法によれば、上記排ガス導入ステップにより、内燃機関11の停止中に、他の内燃機関13から排出される排ガス成分にメタンを含まない第2排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5に導入できる。この場合には、酸化触媒装置3を昇温するための昇温ガスとして他の内燃機関13から排出された酸化触媒装置3による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒装置3を昇温するための機器や該機器を備える内燃機関システム1の構造の大型化や複雑化を抑制でき、上記機器や内燃機関システム1の占有空間を低減できる。本実施形態は、酸化触媒装置3を昇温するための機器や内燃機関システム1の占有空間を低減できるので、空間に制限がある船舶等に好適に利用可能である。また、上記の方法によれば、内燃機関11の運転停止中においても、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5に排ガスを導入でき、該昇温ガス配管5を流れる排ガスにより酸化触媒装置3を昇温できる。
 また、上記の方法によれば、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5は、触媒ケーシング4の内部において互いに隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント31の間に配置されるので、該昇温ガス配管5を流れる昇温ガスの熱エネルギを、該昇温ガス配管5を挟む一対の酸化触媒エレメント31の夫々に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置3の全体を効果的に昇温でき、酸化触媒装置3の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
 幾つかの実施形態に係る酸化触媒昇温システム2は、図2に示されるように、上述した第2の内燃機関13から排出される第2排ガスが流れる、排ガスライン12とは異なる他の排ガスライン14A、27をさらに備える。上述した複数の昇温ガス配管5の各々は、上述した他の排ガスライン14A、27を介して排ガスが導入されるように構成されている。
 図2に示される実施形態では、酸化触媒昇温システム2は、酸化触媒装置3Aと、触媒ケーシング4Aと、複数の昇温ガス配管5Eと、触媒ケーシング4Aに取り付けられる入口ガスダクト21Cと、触媒ケーシング4Aに取り付けられる出口ガスダクト22Cと、をさらに備える。酸化触媒装置3A、触媒ケーシング4A、昇温ガス配管5E、入口ガスダクト21C及び出口ガスダクト22Cは、上述した酸化触媒装置3、触媒ケーシング4、昇温ガス配管5、入口ガスダクト21及び出口ガスダクト22の夫々と同様の構造を有していてもよい。触媒ケーシング4Aは、第2の排ガスライン14に設けられ、酸化触媒装置3A及び複数の昇温ガス配管5Eを収容するようになっている。
 第2の排ガスライン14は、内燃機関13から触媒ケーシング4Aに第2排ガスを導くための第2上流側排ガスライン14Aと、触媒ケーシング4Aから第2排ガスの流れ方向における下流側に第2排ガスを導くための第2下流側排ガスライン14Bと、を含む。
 図2に示される実施形態では、酸化触媒昇温システム2は、第2の排ガスライン14の触媒ケーシング4Aよりも上流側から分岐して、複数の昇温ガス配管5Eに第2排ガスを導くための第1の排ガス分岐ライン25と、複数の昇温ガス配管5Eの各々から排ガスライン14の触媒ケーシング4Aよりも下流側に排ガスを戻すための第1の排ガス戻しライン26と、を備える。第1の排ガス分岐ライン25は、上流端が第2上流側排ガスライン14Aの分岐部P3に接続され、下流端が入口ガスダクト21Cに接続されている。第1の排ガス戻しライン26は、上流端が出口ガスダクト22Cに接続され、下流端が第2下流側排ガスライン14Bの合流部P4に接続されている。第1の排ガス分岐ライン25を介して複数の昇温ガス配管5Eに導かれた第2排ガスは、第1の排ガス戻しライン26を介して排ガスライン14の触媒ケーシング4Aよりも下流側に導かれる。
 図2に示される実施形態では、酸化触媒昇温システム2は、第1の排ガス分岐ライン25から分岐して複数の昇温ガス配管5に第2排ガスを導くための第2の排ガス分岐ライン27と、複数の昇温ガス配管5Eの各々から排ガスライン14の触媒ケーシング4Aよりも下流側に排ガスを戻すための第2の排ガス戻しライン28と、を備える。第2の排ガス分岐ライン27は、上流端が第1の排ガス分岐ライン25の分岐部P5に接続され、下流端が入口ガスダクト21に接続されている。第2の排ガス戻しライン28は、上流端が出口ガスダクト22に接続され、下流端が第2下流側排ガスライン14Bの合流部P6に接続されている。第2の排ガス分岐ライン27を介して複数の昇温ガス配管5に導かれた第2排ガスは、第2の排ガス戻しライン28を介して排ガスライン14の触媒ケーシング4Aよりも下流側に導かれる。
 上記の構成によれば、上記昇温ガスとして第2の内燃機関13から排出された比較的高温の第2排ガスを利用できる。この場合には、酸化触媒昇温システム2や該酸化触媒昇温システム2を備える内燃機関システム1の構造の大型化や複雑化を抑制でき、酸化触媒昇温システム2や内燃機関システム1が占有空間を低減できる。また、上記の構成によれば、内燃機関11の運転停止中においても、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5に第2排ガスを導入でき、該昇温ガス配管5を流れる第2排ガスにより酸化触媒装置3を昇温できる。
 幾つかの実施形態に係る酸化触媒昇温システム2は、上述した第2の排ガス分岐ライン27の代わりに、第2下流側排ガスライン14Bの合流部P4及び合流部P6よりも上流側に上流端が接続され、下流端が入口ガスダクト21に接続された第2の排ガス分岐ラインを備えていてもよい。上記の構成によれば、第2の内燃機関13から排出される排ガス成分にメタンを含む排ガスを、酸化触媒装置3により酸化させた後に、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5に導入できる。この場合には、内燃機関11が停止しているときに、他の内燃機関(第2の内燃機関13)からの酸化処理後の排ガスを暖気用ガスとして使用できる。また、第2の内燃機関13の運転に用いられる燃料が、排ガス成分にメタンを含む第1燃料又は排ガス成分にメタンを含まない第2燃料の何れであっても、第2の内燃機関13からの酸化処理後の排ガスを暖気用ガスとして使用できる。
 幾つかの実施形態に係る内燃機関システム1は、図2に示されるように、上述した酸化触媒装置3、3A、触媒ケーシング4、4A及び昇温ガス配管5、5Eを備える酸化触媒昇温システム2と、上述した内燃機関13から排出される第2排ガスの経路を切り替え可能に構成された第2の排ガス経路切替装置7Aと、を備える。上述した酸化触媒装置3は、排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含む。上述した内燃機関13は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料FU1と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料FU2とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含む。
 第2の排ガス経路切替装置7Aは、内燃機関13が第1燃料FU1を燃料として運転中に第2排ガスを触媒ケーシング4Aに導くように構成されるとともに、内燃機関11の運転停止中、且つ内燃機関13が第2燃料FU2を燃料として運転中に第2排ガスを昇温ガス配管5、5Eに導くように構成されている。
 図2に示される実施形態では、第2の排ガス経路切替装置7Aは、第2上流側排ガスライン14Aの分岐部P3よりも下流側に設けられる第1開閉弁71Aと、第1の排ガス分岐ライン25の分岐部P5よりも上流側に設けられる第2開閉弁72Aと、を含む。
 内燃機関13が第1燃料FU1を燃料として運転中には、第1開閉弁71Aが開き、第2開閉弁72Aが閉じるようになっている。内燃機関11の運転停止中、且つ内燃機関13が第2燃料FU2を燃料として運転中には、第2開閉弁72Aが開き、第1開閉弁71Aが閉じるようになっている。図2に示されるように、第2の排ガス経路切替装置7Aは、第1開閉弁71A及び第2開閉弁72Aの開閉を制御する制御装置(コントローラ)70Aをさらに含んでいてもよい。なお、上述した酸化触媒装置昇温方法では、第1開閉弁71A及び第2開閉弁72Aの開閉を手動により変更してもよい。
 上記の構成によれば、第2の排ガス経路切替装置7Aにより、他の内燃機関13が第2燃料FU2を燃料として運転中に、他の内燃機関13から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管5に導入できる。この場合には、酸化触媒装置3を昇温するための昇温ガスとして他の内燃機関13から排出された酸化触媒装置3による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒昇温システム2や該酸化触媒昇温システム2を備える内燃機関システム1の構造の大型化や複雑化を抑制でき、酸化触媒昇温システム2や内燃機関システム1の占有空間を低減できる。
 本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
 例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
 また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
 また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
 本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
 上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
1)本開示の少なくとも一実施形態に係る酸化触媒昇温システム(2)は、
 内燃機関(11)から排出される排ガスが流れる排ガスライン(12)と、
 前記排ガスライン(12)に設けられ、前記排ガスを酸化させるように構成された複数の酸化触媒エレメント(31)を含む酸化触媒装置(3)を収容する触媒ケーシング(4)と、
 前記酸化触媒装置(3)を昇温するための昇温ガスが流れる少なくとも1つの昇温ガス配管(5)であって、前記触媒ケーシング(4)の内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメント(31)のうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント(31)の間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管(5)と、を備える。
 上記1)の構成によれば、酸化触媒装置(3)の使用停止中に上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスにより、酸化触媒装置(3)を昇温できる。上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、触媒ケーシング(4)の内部において互いに隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント(31)の間に配置されるので、該昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスの熱エネルギを、該昇温ガス配管(5)を挟む一対の酸化触媒エレメント(31)の夫々に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置(3)の全体を効果的に昇温でき、酸化触媒装置(3)の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、前記触媒ケーシング(4)の内部を流れる前記排ガスの流れ方向(第1方向RD1)に対して交差する方向に沿って延在する。
 上記2)の構成によれば、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、触媒ケーシング(4)の内部を流れる排ガスの流れ方向(第1方向RD1)に対して交差する方向に沿って延在するので、該昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスの熱エネルギを、触媒ケーシング(4)の内部に配置された酸化触媒装置(3)の全体に亘り効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置(3)を効果的に昇温できる。
3)幾つかの実施形態では、上記2)に記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、
 一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形状に形成された断面形状を有し、
 前記昇温ガス配管(5)の前記長辺を有する一対の長辺部(51、52)の各々が前記一対の酸化触媒エレメント(31)に当接している。
 上記3)の構成によれば、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)の比較的面積が大きい一対の長辺部(51、52)の各々が酸化触媒エレメント(31)に当接している。伝熱面積が大きい一対の長辺部(51、52)を介して該昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスの熱エネルギを該一対の長辺部(51、52)に面する酸化触媒エレメント(31)の夫々に直接的に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置(3)を効果的に昇温できる。
4)幾つかの実施形態では、上記3)に記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、
 前記触媒ケーシング(4)の内部を流れる前記排ガスの流れ方向である第1方向(RD1)から視た場合において、前記昇温ガス配管(5)の延在方向に交差する方向において間隔をあけて配置された複数の昇温ガス配管(5)を含み、
 前記酸化触媒昇温システム(2)は、前記第1方向(RD1)から視た場合において、
 前記昇温ガス配管(5)の延在方向に交差する方向において隣接して配置された一対の昇温ガス配管(5)のうち、一方の昇温ガス配管に一端が接続され、他方の昇温ガス配管に他端が接続された複数の仕切り板(6)であって、前記昇温ガス配管(5)の延在方向において間隔をあけて配置された複数の仕切り板(6)をさらに備え、
 前記複数の酸化触媒エレメント(31)の各々は、前記一対の昇温ガス配管(5)及び前記複数の仕切り板(6)により区画された空間にそれぞれ収容される。
 上記4)の構成によれば、一対の昇温ガス配管(5)及び複数の仕切り板(6)により区画された空間のそれぞれに酸化触媒エレメント(31)を収容できるので、酸化触媒エレメント(31)の位置決めが容易となる。また、上記空間に収容された酸化触媒エレメント(31)は、該酸化触媒エレメント(31)を囲む一対の昇温ガス配管(5)及び複数の仕切り板(6)を介して、一対の昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスの熱エネルギが伝達される。これにより、上記空間に収容された酸化触媒エレメント(31)の全体に亘り効果的に昇温できる。
5)幾つかの実施形態では、上記1)から3)までの何れかに記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記排ガスライン(12)の前記触媒ケーシング(4)よりも上流側から分岐する排ガス分岐ライン(23)をさらに備え、
 前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、前記排ガス分岐ライン(23)を介して前記排ガスが導入されるように構成された。
 上記5)の構成によれば、上記昇温ガスとして内燃機関(11)から排出された比較的高温の排ガスを利用できる。この場合には、酸化触媒昇温システム(2)や該酸化触媒昇温システム(2)を備える内燃機関システム(1)の構造の大型化や複雑化を抑制でき、酸化触媒昇温システム(2)や内燃機関システム(1)の占有空間を低減できる。
6)幾つかの実施形態では、上記1)から3)までの何れかに記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
前記内燃機関(11)とは異なる他の内燃機関(13)から排出される排ガスが流れる、前記排ガスライン(12)とは異なる他の排ガスライン(14A、27)をさらに備え、
 前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、前記他の排ガスライン(14A、27)を介して前記排ガスが導入されるように構成された。
 上記6)の構成によれば、上記昇温ガスとして他の内燃機関(13)から排出された比較的高温の排ガスを利用できる。この場合には、酸化触媒昇温システム(2)や該酸化触媒昇温システム(2)を備える内燃機関システム(1)の構造の大型化や複雑化を抑制でき、酸化触媒昇温システム(2)や内燃機関システム(1)が占有空間を低減できる。また、上記6)の構成によれば、内燃機関(11)の運転停止中においても、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に排ガスを導入でき、該昇温ガス配管(5)を流れる排ガスにより酸化触媒装置(3)を昇温できる。
7)幾つかの実施形態では、上記2)から4)までの何れかに記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、
 前記昇温ガス配管(5)の延在方向における一方側から他方側に向けて前記昇温ガスが流れる少なくとも1つの第1の昇温ガス配管(5A)と、
 前記昇温ガス配管(5)の前記延在方向における前記他方側から前記一方側に向けて前記昇温ガスが流れる少なくとも1つの第2の昇温ガス配管(5B)と、を含む。
 上記7)の構成によれば、上記少なくとも1つの第1の昇温ガス配管(5A)を流れる排ガスと、上記少なくとも1つの第2の昇温ガス配管(5B)を流れる排ガスの流れ方向を逆方向とすることで、複数の昇温ガス配管(5A、5B)を流れる昇温ガスから酸化触媒装置(3)への熱伝達が、昇温ガス配管(5)の延在方向において偏ることを抑制できる。これにより、酸化触媒装置(3)の全体を均一に昇温でき、酸化触媒装置(3)の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
8)幾つかの実施形態では、上記1)から7)までの何れかに記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、前記昇温ガス配管(5)に外部から前記昇温ガスを導入するための昇温ガス導入口が共通の入口ガスダクト(21)に接続された複数の昇温ガス配管(5)を含む。
 上記8)の構成によれば、複数の昇温ガス配管(5)を共通の入口ガスダクト(21)に接続することで、該入口ガスダクト(21)から複数の昇温ガス配管(5)に導入される排ガスの温度や流量の差を小さなものとすることができる。複数の昇温ガス配管(5)に導入される排ガスの温度や流量の差を小さなものとすることで、複数の昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスから酸化触媒装置(3)に熱エネルギが均一に伝達される。これにより、酸化触媒装置(3)の全体を均一に昇温でき、酸化触媒装置(3)の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
9)幾つかの実施形態では、上記8)に記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記入口ガスダクト(21)は、前記入口ガスダクト(21)の内部に前記昇温ガスを導入するための導入口(211)を有し、
 前記入口ガスダクト(21)に接続された前記複数の昇温ガス配管(5)は、
 近傍側昇温ガス配管(5C)と、
 前記近傍側昇温ガス配管(5C)よりも前記導入口(211)から離れた位置において前記入口ガスダクト(21)に接続された遠方側昇温ガス配管(5D)と、を含み、
 前記近傍側昇温ガス配管(5C)、前記近傍側昇温ガス配管(5C)と前記入口ガスダクト(21)の接続部(C1)、又は前記近傍側昇温ガス配管(5C)と出口ガスダクト(22)の接続部(C2)、の何れかに、前記遠方側昇温ガス配管(5D)の開口面積よりも開口面積が小さいオリフィス(81)が設けられた。
 上記9)の構成によれば、オリフィス(81)により近傍側昇温ガス配管(5C)における圧力損失を高めることで、入口ガスダクト(21)から遠方側昇温ガス配管(5D)に排ガスが導入され易くなる。近傍側昇温ガス配管(5C)を流れる排ガスの流量と遠方側昇温ガス配管(5D)を流れる排ガスの流量の差を小さなものとすることで、近傍側昇温ガス配管(5C)や遠方側昇温ガス配管(5D)から酸化触媒装置(3)に熱エネルギが均一に伝達される。これにより、酸化触媒装置(3)の全体を均一に昇温でき、酸化触媒装置(3)の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
10)幾つかの実施形態では、上記1)から9)までの何れかに記載の酸化触媒昇温システム(2)であって、
 前記酸化触媒装置(3)は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含む。
 上記10)の構成によれば、メタン酸化触媒の性能を発揮させるためには、メタン酸化触媒(酸化触媒装置3)を比較的高温に保つ必要があるが、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスにより、メタン酸化触媒を昇温できる。これにより、酸化触媒装置(3)の使用開始時において、メタン酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
11)本開示の少なくとも一実施形態に係る内燃機関システム(1)は、
 上記5)に記載の酸化触媒昇温システム(2)と、
 前記内燃機関(11)と、
 前記内燃機関(11)から排出される前記排ガスの経路を切り替え可能に構成された第1の排ガス経路切替装置(7)と、を備える内燃機関システム(1)であって、
 前記酸化触媒装置(3)は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含み、
 前記内燃機関(11)は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料(FU1)と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料(FU2)とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
 前記第1の排ガス経路切替装置(7)は、
 前記内燃機関(11)が前記第1燃料(FU1)を燃料として運転中に前記内燃機関(11)から排出される前記排ガスを前記触媒ケーシング(4)に導くように構成されるとともに、前記内燃機関(11)が前記第2燃料(FU2)を燃料として運転中に前記内燃機関(11)から排出される前記排ガスを前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に導くように構成された。
 上記11)の構成によれば、第1の排ガス経路切替装置(7)により、内燃機関(11)が第1燃料(FU1)を燃料として運転中に、内燃機関(11)から排出される排ガスを触媒ケーシング(4)に導入することで、該排ガスの成分に含まれるメタンをメタン酸化触媒により酸化させることができる。第1の排ガス経路切替装置(7)により、内燃機関(11)が第2燃料(FU2)を燃料として運転中に、内燃機関(11)から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に導入できる。この場合には、酸化触媒装置(3)を昇温するための昇温ガスとして内燃機関(11)から排出された酸化触媒装置(3)による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒昇温システム(2)や該酸化触媒昇温システム(2)を備える内燃機関システム(1)の構造の大型化や複雑化を抑制でき、上記酸化触媒昇温システム(2)や内燃機関システム(1)の占有空間を低減できる。
12)本開示の少なくとも一実施形態に係る内燃機関システム(1)は、
 上記6)に記載の酸化触媒昇温システム(2)と、
 前記内燃機関(11)と、
 前記他の内燃機関(13)と、
 前記他の内燃機関(13)から排出される前記排ガスの経路を切り替え可能に構成された第2の排ガス経路切替装置(7A)と、を備える内燃機関システム(1)であって、
 前記他の内燃機関(13)は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料(FU1)と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料(FU2)とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
 前記第2の排ガス経路切替装置(7A)は、
 前記他の内燃機関(13)が前記第2燃料(FU2)を燃料として運転中に前記他の内燃機関(13)から排出される前記排ガスを前記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に導くように構成された。
 上記12)の構成によれば、第2の排ガス経路切替装置(7A)により、他の内燃機関(13)が第2燃料(FU2)を燃料として運転中に、他の内燃機関(13)から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に導入できる。この場合には、酸化触媒装置(3)を昇温するための昇温ガスとして他の内燃機関(13)から排出された酸化触媒装置(3)による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒昇温システム(2)や該酸化触媒昇温システム(2)を備える内燃機関システム(1)の構造の大型化や複雑化を抑制でき、酸化触媒昇温システム(2)や内燃機関システム(1)の占有空間を低減できる。
13)本開示の少なくとも一実施形態に係る酸化触媒装置昇温方法は、
 内燃機関(11)から排出される排ガスを酸化させるように構成された酸化触媒装置(3)を昇温するための酸化触媒装置昇温方法であって、
 前記酸化触媒装置(3)は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を夫々が含む複数の酸化触媒エレメント(31)を含み、
 前記内燃機関(11)は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料(FU1)と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料(FU2)とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
 前記酸化触媒装置昇温方法は、
 前記内燃機関(11)が前記第1燃料(FU1)を燃料として運転中に、前記内燃機関(11)から排出される前記排ガスを前記酸化触媒装置(3)を収容する触媒ケーシング(4)に導入させる第1運転ステップと、
 前記内燃機関(11)が前記第2燃料(FU2)を燃料として運転中に、前記触媒ケーシング(4)の内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメント(31)のうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント(31)の間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に、前記内燃機関(11)から排出される前記排ガスを導入させる第2運転ステップと、を備える。
 上記13)の方法によれば、第1運転ステップにより、内燃機関(11)が第1燃料(FU1)を燃料として運転中に、内燃機関(11)から排出される排ガスを触媒ケーシング(4)に導入することで、該排ガスの成分に含まれるメタンをメタン酸化触媒により酸化させることができる。第2運転ステップにより、内燃機関(11)が第2燃料(FU2)を燃料として運転中に、内燃機関(11)から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に導入できる。この場合には、酸化触媒装置(3)を昇温するための昇温ガスとして内燃機関(11)から排出された酸化触媒装置(3)による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒装置(3)を昇温するための機器や該機器を備える内燃機関システム(1)の構造の大型化や複雑化を抑制でき、上記機器や内燃機関システム(1)の占有空間を低減できる。
 また、上記13)の方法によれば、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、触媒ケーシング(4)の内部において互いに隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント(31)の間に配置されるので、該昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスの熱エネルギを、該昇温ガス配管(5)を挟む一対の酸化触媒エレメント(31)の夫々に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置(3)の全体を効果的に昇温でき、酸化触媒装置(3)の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
14)本開示の少なくとも一実施形態に係る酸化触媒装置昇温方法は、
 内燃機関(11)から排出される排ガスを酸化させるように構成された酸化触媒装置(3)を昇温するための酸化触媒装置昇温方法であって、
 前記酸化触媒装置(3)は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を夫々が含む複数の酸化触媒エレメント(31)を含み、
 前記酸化触媒装置昇温方法は、
 前記内燃機関(11)の停止中に、前記酸化触媒装置(3)を収容する触媒ケーシング(4)の内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメント(31)のうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント(31)の間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に、前記内燃機関(11)とは異なる他の内燃機関(13)から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを導入させる排ガス導入ステップを備える。
 上記14)の方法によれば、排ガス導入ステップにより、内燃機関(11)の停止中に、他の内燃機関(13)から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に導入できる。この場合には、酸化触媒装置(3)を昇温するための昇温ガスとして他の内燃機関(13)から排出された酸化触媒装置(3)による酸化を要しない排ガスを利用できるので、酸化触媒装置(3)を昇温するための機器や該機器を備える内燃機関システム(1)の構造の大型化や複雑化を抑制でき、上記機器や内燃機関システム(1)の占有空間を低減できる。また、上記14)の方法によれば、内燃機関(11)の運転停止中においても、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)に排ガスを導入でき、該昇温ガス配管(5)を流れる排ガスにより酸化触媒装置(3)を昇温できる。
 また、上記14)の方法によれば、上記少なくとも1つの昇温ガス配管(5)は、触媒ケーシング(4)の内部において互いに隣接して配置された一対の酸化触媒エレメント(31)の間に配置されるので、該昇温ガス配管(5)を流れる昇温ガスの熱エネルギを、該昇温ガス配管(5)を挟む一対の酸化触媒エレメント(31)の夫々に効率良く伝達できる。これにより、酸化触媒装置(3)の全体を効果的に昇温でき、酸化触媒装置(3)の使用開始時において、酸化触媒が性能発揮するまでに要する触媒昇温時間の短縮化が図れる。
1     内燃機関システム
2     酸化触媒昇温システム
3,3A  酸化触媒装置
4,4A  触媒ケーシング
5,5E  昇温ガス配管
5A    第1の昇温ガス配管
5B    第2の昇温ガス配管
5C    近傍側昇温ガス配管
5D    遠方側昇温ガス配管
6     仕切り板
7     第1の排ガス経路切替装置
7A    第2の排ガス経路切替装置
8     オリフィス板
11,13 内燃機関
12,14 排ガスライン
12A   第1上流側排ガスライン
12B   第1下流側排ガスライン
14A   第2上流側排ガスライン
14B   第2下流側排ガスライン
21,21C 入口ガスダクト
21A   第1の入口ガスダクト
21B   第2の入口ガスダクト
22,22C 出口ガスダクト
22A   第1の出口ガスダクト
22B   第2の出口ガスダクト
23,25,27 排ガス分岐ライン
24,26,28 排ガス戻しライン
31    酸化触媒エレメント
40    第1内部空間
41    ケーシング本体部
42    第1排ガス導入口
43    第1排ガス排出口
44    第1のガスダクト本体
45,47 仕切り壁
46    第2のガスダクト本体
51,52 長手面
71,71A 第1開閉弁
72,72A 第2開閉弁
81    オリフィス
400   空間
FU1   第1燃料
FU2   第2燃料
P1,P3,P5 分岐部
P2,P4,P6 合流部

Claims (14)

  1.  内燃機関から排出される排ガスが流れる排ガスラインと、
     前記排ガスラインに設けられ、前記排ガスを酸化させるように構成された複数の酸化触媒エレメントを含む酸化触媒装置を収容する触媒ケーシングと、
     前記酸化触媒装置を昇温するための昇温ガスが流れる少なくとも1つの昇温ガス配管であって、前記触媒ケーシングの内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメントのうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメントの間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管と、を備える
    酸化触媒昇温システム。
  2.  前記少なくとも1つの昇温ガス配管は、前記触媒ケーシングの内部を流れる前記排ガスの流れ方向に対して交差する方向に沿って延在する、
    請求項1に記載の酸化触媒昇温システム。
  3.  前記少なくとも1つの昇温ガス配管は、
     一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形状に形成された断面形状を有し、
     前記昇温ガス配管の前記長辺を有する一対の長辺部の各々が前記一対の酸化触媒エレメントに当接している、
    請求項2に記載の酸化触媒昇温システム。
  4.  前記少なくとも1つの昇温ガス配管は、
     前記触媒ケーシングの内部を流れる前記排ガスの流れ方向である第1方向から視た場合において、前記昇温ガス配管の延在方向に交差する方向において間隔をあけて配置された複数の昇温ガス配管を含み、
     前記酸化触媒昇温システムは、前記第1方向から視た場合において、
     前記昇温ガス配管の延在方向に交差する方向において隣接して配置された一対の昇温ガス配管のうち、一方の昇温ガス配管に一端が接続され、他方の昇温ガス配管に他端が接続された複数の仕切り板であって、前記昇温ガス配管の延在方向において間隔をあけて配置された複数の仕切り板をさらに備え、
     前記複数の酸化触媒エレメントの各々は、前記一対の昇温ガス配管及び前記複数の仕切り板により区画された空間にそれぞれ収容される、
    請求項3に記載の酸化触媒昇温システム。
  5.  前記排ガスラインの前記触媒ケーシングよりも上流側から分岐する排ガス分岐ラインをさらに備え、
     前記少なくとも1つの昇温ガス配管は、前記排ガス分岐ラインを介して前記排ガスが導入されるように構成された、
    請求項1乃至4の何れか1項に記載の酸化触媒昇温システム。
  6.  前記内燃機関とは異なる他の内燃機関から排出される排ガスが流れる、前記排ガスラインとは異なる他の排ガスラインをさらに備え、
     前記少なくとも1つの昇温ガス配管は、前記他の排ガスラインを介して前記排ガスが導入されるように構成された、
    請求項1乃至4の何れか1項に記載の酸化触媒昇温システム。
  7.  前記少なくとも1つの昇温ガス配管は、
     前記昇温ガス配管の延在方向における一方側から他方側に向けて前記昇温ガスが流れる少なくとも1つの第1の昇温ガス配管と、
     前記昇温ガス配管の前記延在方向における前記他方側から前記一方側に向けて前記昇温ガスが流れる少なくとも1つの第2の昇温ガス配管と、を含む、
    請求項2乃至4の何れか1項に記載の酸化触媒昇温システム。
  8.  前記少なくとも1つの昇温ガス配管は、前記昇温ガス配管に外部から前記昇温ガスを導入するための昇温ガス導入口が共通の入口ガスダクトに接続された複数の昇温ガス配管を含む、
    請求項1乃至4の何れか1項に記載の酸化触媒昇温システム。
  9.  前記入口ガスダクトは、前記入口ガスダクトの内部に前記昇温ガスを導入するための導入口を有し、
     前記入口ガスダクトに接続された前記複数の昇温ガス配管は、
     近傍側昇温ガス配管と、
     前記近傍側昇温ガス配管よりも前記導入口から離れた位置において前記入口ガスダクトに接続された遠方側昇温ガス配管と、を含み、
     前記近傍側昇温ガス配管、前記近傍側昇温ガス配管と前記入口ガスダクトの接続部、又は前記近傍側昇温ガス配管と出口ガスダクトの接続部、の何れかに、前記遠方側昇温ガス配管の開口面積よりも開口面積が小さいオリフィスが設けられた、
    請求項8に記載の酸化触媒昇温システム。
  10.  前記酸化触媒装置は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含む、
    請求項1乃至4の何れか1項に記載の酸化触媒昇温システム。
  11.  請求項5に記載の酸化触媒昇温システムと、
     前記内燃機関と、
     前記内燃機関から排出される前記排ガスの経路を切り替え可能に構成された第1の排ガス経路切替装置と、を備える内燃機関システムであって、
     前記酸化触媒装置は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を含み、
     前記内燃機関は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
     前記第1の排ガス経路切替装置は、
     前記内燃機関が前記第1燃料を燃料として運転中に前記内燃機関から排出される前記排ガスを前記触媒ケーシングに導くように構成されるとともに、前記内燃機関が前記第2燃料を燃料として運転中に前記内燃機関から排出される前記排ガスを前記少なくとも1つの昇温ガス配管に導くように構成された、
    内燃機関システム。
  12.  請求項6に記載の酸化触媒昇温システムと、
     前記内燃機関と、
     前記他の内燃機関と、
     前記他の内燃機関から排出される前記排ガスの経路を切り替え可能に構成された第2の排ガス経路切替装置と、を備える内燃機関システムであって、
     前記他の内燃機関は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
     前記第2の排ガス経路切替装置は、
     前記他の内燃機関が前記第2燃料を燃料として運転中に前記他の内燃機関から排出される前記排ガスを前記少なくとも1つの昇温ガス配管に導くように構成された、
    内燃機関システム。
  13.  内燃機関から排出される排ガスを酸化させるように構成された酸化触媒装置を昇温するための酸化触媒装置昇温方法であって、
     前記酸化触媒装置は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を夫々が含む複数の酸化触媒エレメントを含み、
     前記内燃機関は、排ガス成分にメタンを含む第1燃料と排ガス成分にメタンを含まない第2燃料とを切り替えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを含み、
     前記酸化触媒装置昇温方法は、
     前記内燃機関が前記第1燃料を燃料として運転中に、前記内燃機関から排出される前記排ガスを前記酸化触媒装置を収容する触媒ケーシングに導入させる第1運転ステップと、
     前記内燃機関が前記第2燃料を燃料として運転中に、前記触媒ケーシングの内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメントのうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメントの間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管に、前記内燃機関から排出される前記排ガスを導入させる第2運転ステップと、を備える、
    酸化触媒装置昇温方法。
  14.  内燃機関から排出される排ガスを酸化させるように構成された酸化触媒装置を昇温するための酸化触媒装置昇温方法であって、
     前記酸化触媒装置は、前記排ガスに含まれるメタンを酸化させるように構成されたメタン酸化触媒を夫々が含む複数の酸化触媒エレメントを含み、
     前記酸化触媒装置昇温方法は、
     前記内燃機関の停止中に、前記酸化触媒装置を収容する触媒ケーシングの内部に配置され、前記複数の酸化触媒エレメントのうち隣接して配置された一対の酸化触媒エレメントの間に配置される少なくとも1つの昇温ガス配管に、前記内燃機関とは異なる他の内燃機関から排出される排ガス成分にメタンを含まない排ガスを導入させる排ガス導入ステップを備える、
    酸化触媒装置昇温方法。
PCT/JP2024/001879 2023-04-12 2024-01-23 酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法 WO2024214360A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-065026 2023-04-12
JP2023065026A JP2024151571A (ja) 2023-04-12 2023-04-12 酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024214360A1 true WO2024214360A1 (ja) 2024-10-17

Family

ID=93059194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/001879 WO2024214360A1 (ja) 2023-04-12 2024-01-23 酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024151571A (ja)
WO (1) WO2024214360A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004108311A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Aisin Takaoka Ltd エンジンの排気ガス浄化装置
KR20140112153A (ko) * 2013-03-13 2014-09-23 대우조선해양 주식회사 배기가스 배출 시스템 및 그 설치 방법
JP2015214970A (ja) * 2014-05-09 2015-12-03 ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル アーゲー 往復動ピストン内燃機関、排気ガス処理部及び往復動ピストン内燃機関の運転方法
JP2018013122A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー 内燃機関の運転方法及び内燃機関

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004108311A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Aisin Takaoka Ltd エンジンの排気ガス浄化装置
KR20140112153A (ko) * 2013-03-13 2014-09-23 대우조선해양 주식회사 배기가스 배출 시스템 및 그 설치 방법
JP2015214970A (ja) * 2014-05-09 2015-12-03 ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル アーゲー 往復動ピストン内燃機関、排気ガス処理部及び往復動ピストン内燃機関の運転方法
JP2018013122A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー 内燃機関の運転方法及び内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024151571A (ja) 2024-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2145093B1 (en) U-shaped cooler
RU2718387C2 (ru) Система (варианты) и способ для охладителя системы рециркуляции отработавших газов
JP5184518B2 (ja) 排ガス再循環装置
US7255096B2 (en) Gas heat exchanger
KR101925201B1 (ko) 열 교환 장치
RU2618750C2 (ru) Дозирующий модуль с жидкостным охлаждением
US20150292804A1 (en) Heat exchange device for exchanging heat between fluids
EP3099922B1 (en) Intake manifold and multi-fuel engine system
JP2007023911A (ja) 排気ガス再循環装置
JP2009516803A (ja) Egrシステム用3パス熱交換器
GB2451862A (en) High gas inlet temperature EGR system
WO2024214360A1 (ja) 酸化触媒昇温システム、内燃機関システム及び酸化触媒装置昇温方法
ES2209618B1 (es) Intercambiador de calor para un sistema "egr" con un conducto de derivacion integrado.
KR101814027B1 (ko) 열 교환기
US6748736B1 (en) Device for selectively cooling a motor vehicle engine exhaust gases
US10794337B2 (en) EGR cooler
JP2009108704A (ja) エンジンの冷却装置
JP5707123B2 (ja) 熱交換ユニットおよびその製造方法
EP3755889B1 (en) Two-stroke engine exhaust resonator with exhaust gas catalytic converter
KR20150132008A (ko) 열교환 장치
JPH07305629A (ja) ディーゼルエンジンにおける圧力媒体ダクトのための連結装置
JP2004300940A (ja) 二重管
US20220065153A1 (en) Heat exchange device
JP7052700B2 (ja) Egr装置
JP7190069B2 (ja) 熱交換装置