CN109844294A - 船舶用发动机系统 - Google Patents
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Abstract
船舶用EGR装置具备：船舶用发动机；具有导入口和排出口，使从发动机排出的排气的一部分从导入口导入且作为EGR气体从排出口排出并在发动机中循环的EGR装置；与EGR装置连接，使EGR气体从EGR装置向发动机以外排出的EGR气体排出流路；对从EGR装置的导入口导入的排气的一部分的导入量进行调节的导入侧阀；对从EGR装置的排出口排出的EGR气体的排出量进行调节的排出侧阀；以及对在EGR气体排出流路流通的EGR气体的流量进行调节的EGR阀。
Description
技术领域
本发明涉及具备EGR装置的船舶用发动机系统。
背景技术
船舶用发动机系统如专利文献1中公开那样，例如具备使从发动机排出的排气的一部分在发动机中再循环，使发动机的燃烧温度下降，从而使排气中包含的氮氧化物（NOx）量降低的EGR（Exhaust Gas Recirculation）装置。EGR装置设置于向发动机供给的供给气体进行流通的供给气体流路与从发动机排出的排气进行流通的排气流路之间。
在EGR装置的导入口侧设置有对从排气流路向EGR装置的导入口导入的排气的流量进行调节的导入侧阀。在EGR装置的排出口侧设置有对从EGR装置的排出口向供给气体流路排出的EGR气体的流量进行调节的排出侧阀。在发动机运行中且EGR装置停运中时，导入侧阀和排出侧阀被控制为闭塞。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1 ：日本特开2015-40475号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
导入侧阀暴露于在排气路径流通的高温高压的排气中。因此，难以在导入侧阀上配设密封性较高的密封构件，尽管在发动机运行中且EGR装置停运中时导入侧阀和排出侧阀被控制为闭塞，但有时排气会经由导入侧阀流入EGR装置，从而使EGR装置的内压上升。又，由于在发动机及EGR装置运行中仅停止EGR装置时，导入用阀及排出用阀被控制为闭塞，所以有时EGR装置内会保持在EGR装置即将停止前的高压状态。
在这样的情况下，在以一些操作开放EGR装置时，恐怕高压的排气会从EGR装置的开放部喷出。因此，若能抑制EGR装置的内压的上升，则能降低开放EGR装置时来自开放部的排气的喷出，从而利于进行EGR装置的维护等作业因而较为理想。
因此，本发明目的在于，在具备EGR装置、导入侧阀、排出侧阀的船舶用发动机系统中，当发动机运行中且EGR装置停运中时能抑制导入侧阀和排出侧阀被控制为闭塞的情况下的EGR装置的内压的上升。
解决问题的手段：
为了解决上述问题，根据本发明一形态的船舶用发动机系统具备：船舶用发动机；具有导入口和排出口，使从所述发动机排出的排气的一部分从所述导入口导入且作为EGR气体从所述排出口排出并在所述发动机中循环的EGR装置；与所述EGR装置连接，使所述EGR气体从所述EGR装置向所述发动机以外排出的EGR气体排出流路；对从所述EGR装置的所述导入口导入的所述排气的所述一部分的导入量进行调节的导入侧阀；对从所述EGR装置的所述排出口排出的所述EGR气体的排出量进行调节的排出侧阀；以及对在所述EGR气体排出流路流通的所述EGR气体的流量进行调节的EGR阀。
根据上述结构，与EGR装置连接的EGR气体排出流路使EGR气体从EGR装置向发动机以外排出，所以即使在尽管发动机运行中且EGR装置停运中时导入侧阀和排出侧阀被控制为闭塞而从发动机排出的排气的一部分仍经由导入侧阀向EGR装置的内部流入，或者停止EGR装置时EGR装置内部仍保持高压的状态的情况下，也能通过开放对在EGR气体排出流路流通的EGR气体的流量进行调节的EGR阀，来使EGR装置的内部的EGR气体向EGR排出流路排出，从而抑制EGR装置的内压上升。
也可以是，藉由所述EGR装置的内压使从所述EGR装置排出的所述EGR气体在所述EGR气体排出流路流通。由此，通过开放EGR阀，即便不使用鼓风机等也能相对较容易地抑制EGR装置的内压的上升。
也可以是，还具备：所述排气进行流通的排气流路；以及由在所述排气流路流通的所述排气驱动的增压器；所述EGR气体排出流路的下游端部与所述排气流路的比所述增压器靠近所述排气的流通方向的下游侧的地方连接。
由此，能使EGR气体从EGR装置经由EGR气体排出流路向排气流路顺利排出，所以例如能防止EGR气体向EGR装置的周边排出。
也可以是，还具备控制所述EGR阀的开闭动作的控制装置。如此，控制装置控制EGR阀的开闭动作，由此即便当发动机运行中且EGR装置停运中时在排出侧阀被控制为闭塞的情况下EGR装置被意外开放，也能自动抑制EGR装置的内压的上升。因此，能确切地防止在开放EGR装置时排气从EGR装置的开放部喷出。
发明效果：
根据本发明的各形态，在具备EGR装置、导入侧阀、排出侧阀的船舶用发动机系统中，能抑制在发动机运行中且EGR装置停运中时导入侧阀和排出侧阀被控制为闭塞的情况下的EGR装置的内压的上升。
附图说明
图1是根据实施形态的船舶用发动机系统的示意结构图。
具体实施方式
以下，参照各图对实施形态进行说明。
图1是根据实施形态的船舶用发动机系统1（以下仅称为发动机系统1）的示意结构图。发动机系统1具备发动机2、EGR装置3、增压器4、控制装置5、供给气体流路R1、排气流路R2、EGR气体流路R3、EGR气体排出流路R4、导入侧阀V1、排出侧阀V2、及EGR阀V3。
发动机2是船舶的推进用主机，为二冲程柴油发动机。发动机2也可以为四冲程发动机，还可以为燃气发动机或二元燃料发动机等。供给气体在发动机2为二冲程发动机的情况下为扫气气体，在发动机2为四冲程发动机的情况下为进气气体。
EGR装置3具有导入口3a和排出口3b。导入口3a和排出口3b与发动机2连通。EGR装置3使从发动机2排出的排气的一部分作为EGR气体从排出口3b排出并在发动机2中循环。具体而言，EGR装置3洗净及冷却EGR气体，使之作为供给气体的一部分而在发动机2中再循环。EGR气体从导入口3a导入EGR装置3，从排出口3b向发动机2排出。
EGR装置3具有洗涤器6、气体冷却器7、鼓风机8及驱动装置9。洗涤器6洗净EGR气体。作为一例，洗涤器6使从发动机2排出的高压的EGR气体与液体接触并进行脱硫脱尘。气体冷却器7冷却脱硫脱尘后的EGR气体。
鼓风机8使从EGR装置3排出的EGR气体升压并向EGR气体流路R3流通。作为一例，鼓风机8为容积型，但不限于此。EGR气体在供给气体流路R1中与新气混合。驱动装置9驱动鼓风机8。
增压器4具有涡轮部10和压缩机部11。增压器4由从发动机排出的排气驱动。具体而言，增压器4利用从发动机2排出并在排气流路R2流通的排出气体来驱动涡轮部10。压缩机部11与涡轮部10连结，并由涡轮部10的驱动力驱动。增压器4利用压缩机部11压缩新气并使之在供给气体流路R1流通。控制装置5控制驱动装置9。且控制装置5对阀V1～V3的开闭动作进行控制。
供给气体流路R1从增压器4向发动机2延伸。供给气体流路R1使增压器4从外部引入的新气（大气）和在EGR气体流路R3流通的EGR气体作为供给气体进行流通并向发动机2供给。
排气流路R2从发动机2向增压器4延伸。排气流路R2以从发动机2经过增压器4的形式使排气流通。EGR气体流路R3从排气流路R2的中途分岔并经过EGR装置3后，与供给气体流路R1连接。EGR气体流路R3上在发动机2和EGR装置3处于运行中的情况下流通有EGR气体。本实施形态中，发动机2的运行状态是指排气从发动机2排出并在排气流路R2流通的状态。且EGR装置3的运行状态是指洗涤器6、气体冷却器7、鼓风机8及驱动装置9进行运转的状态。
EGR气体排出流路R4与EGR装置3连接，使EGR气体从EGR装置3向发动机2以外排出。EGR气体排出流路R4从EGR装置3向EGR装置3的外方延伸。
本实施形态中，EGR气体排出流路R4的上游端部与EGR装置3的洗涤器6连接。且EGR气体排出流路R4的下游端部与排气流路R2的比增压器4靠近排气的流通方向的下游侧的地方连接。EGR气体排出流路R4上，从EGR装置3排出的EGR气体利用EGR装置3的内压来流通。
导入侧阀V1设置于在EGR装置3的导入口3a侧配置的EGR气体流路R3的中途。导入侧阀V1调节从EGR装置3的导入口3a导入的排气的一部分的导入量。排出侧阀V2设置于在EGR装置3的排出口3b侧配置的EGR气体流路R3的中途。排出侧阀V2调节从EGR装置3的排出口3b排出的EGR气体的排出量。作为一例，阀V1、V2为蝶形阀，但不限于此。
阀V1、V2在发动机2和EGR装置3处于运行中的情况下，以使经由EGR装置3而在EGR气体流路R3流通的EGR气体的流量变为预先设定的值（例如最大值）的形式由控制装置5控制。且阀V1、V2以在发动机2运行中且EGR装置3停运中的情况下闭塞的形式由控制装置5控制。
EGR阀V3设置于EGR气体排出流路R4的中途。EGR阀V3调节在EGR气体排出流路R4流通的EGR气体的流量。EGR阀V3以在发动机2运行中且EGR装置3停运中的情况下开放的形式由控制装置5控制。如此，控制装置5对阀V1～V3的开闭动作进行个別控制。
在此，导入侧阀V1暴露于在排气流路R2和比导入侧阀V1靠近排气的流通方向的上游侧的EGR气体流路R3内流通的高温高压的排气中，所以有时难以在导入侧阀V1上配设密封性较高的密封构件。由此，尽管在发动机2运行中且EGR装置3停运中时导入侧阀V1和排出侧阀V2被控制装置5控制为闭塞，但恐怕导入侧阀V1并未恰当地闭塞，从而使排气经由导入侧阀V1流入EGR装置3。这种情况下，EGR装置3的内压随着时间经过而上升。
对此，本实施形态中，控制装置5以在发动机2运行中且EGR装置3停运中时使EGR阀V3开放的形式控制EGR阀V3。本实施形态中，在发动机2运行中且EGR装置3停运中的情况下，EGR气体排出流路R4的上游端部的内压高于EGR气体排出流路R4的下游端部的内压。EGR气体因EGR装置3的内压而经由EGR气体排出流路R4从EGR装置3排出。EGR气体从EGR装置3向EGR气体排出流路R4排出，由此EGR装置3的内压降低至与大气压大致相同的值。
因此，在发动机2运行中且EGR装置3停运中时排出侧阀V2闭塞的情况下，即便排气经由导入侧阀V1流入EGR装置3，EGR装置3的内压上升也被抑制。从而能安全地开放EGR装置3，所以易于进行例如EGR装置3的维护等作业。
另，本实施形态中，EGR阀V3被控制为在EGR装置3停运中时总是开放，但不限于此。例如也可以是以如下形式进行控制：在发动机系统1中设置测量EGR装置3的内压的压力计，并由控制装置5监控所述压力计的测量值，从而当EGR装置3处于停运中时，控制装置5仅在所述压力计所测量的压力超过设定值的情况下开放EGR阀V3。
且EGR阀V3并非必须由控制装置5控制，例如也可以由操作者手动控制。又，EGR气体排出流路R4的上游端部的连接对象不限于洗涤器6。EGR气体排出流路R4的上游端部以排出EGR装置3的内部的EGR气体的形式与EGR装置3连接即可。因此，例如EGR气体排出流路R4的上游端部也可以与EGR装置3的壳体连接。
又，EGR气体排出流路R4的下游端部设置为排出EGR装置3的内部的EGR气体即可。因此，例如，EGR气体排出流路R4的下游端部也可以与排气流路R2以外连接，还可以直接导至船外。
又，也可以是在发动机系统1中设置多个EGR气体排出流路R4。这种情况下，也可以是多个EGR气体排出流路R4的上游端部与EGR装置3的不同部分连接。
如以上说明，发动机系统1中，与EGR装置3连接的EGR气体排出流路R4使EGR气体从EGR装置3向发动机2以外排出，所以即使尽管在发动机2运行中且EGR装置3停运中时导入侧阀V1和排出侧阀V2被控制为闭塞而从发动机2排出的排气的一部分仍向EGR装置3的内部流入，也能通过开放对在EGR气体排出流路R4流通的EGR气体的流量进行调节的EGR阀V3，来使EGR装置3的内部的EGR气体向EGR气体排出流路R4排出，从而抑制EGR装置3的内压上升。
又，从EGR装置3排出的EGR气体因EGR装置3的内压而在EGR气体排出流路R4流通，所以通过开放EGR阀V3，即便不使用鼓风机等也能相对较容易地抑制EGR装置3的内压的上升。
且发动机系统1具备由排气驱动的增压器4，EGR气体排出流路R4的下游端部与排气流路R2的比增压器4靠近排气的流通方向的下游侧的地方连接，所以能从EGR装置3经由EGR气体排出流路R4向排气流路R2顺利排出EGR气体。因此，能防止例如EGR气体向EGR装置3的周边排出。
且发动机系统1具备控制EGR阀V3的开闭动作的控制装置5，所以控制装置5控制EGR阀V3的开闭动作，由此即便当发动机2运行中且EGR装置3停运中时在排出侧阀被控制为闭塞的情况下EGR装置3被意外开放，也能自动抑制EGR装置3的内压的上升。因此，能确切地防止排气在开放EGR装置3时从EGR装置3的开放部喷出。
本发明不限于上述实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内可对其结构进行变更、追加或删除。
符号说明：
R2 排气流路；
R4 EGR气体排出流路 ；
V1 导入侧阀 ；
V2 排出侧阀 ；
V3 EGR阀 ；
1 船舶用发动机系统 ；
2 发动机 ；
3 EGR装置（船舶用EGR装置）；
3b 排出口 ；
4 增压器 ；
5 控制装置。
Claims (4)
1.一种船舶用发动机系统，其特征在于，具备：
船舶用发动机；
具有导入口和排出口，使从所述发动机排出的排气的一部分从所述导入口导入且作为EGR气体从所述排出口排出并在所述发动机中循环的EGR装置；
与所述EGR装置连接，使所述EGR气体从所述EGR装置向所述发动机以外排出的EGR气体排出流路；
对从所述EGR装置的所述导入口导入的所述排气的所述一部分的导入量进行调节的导入侧阀；
对从所述EGR装置的所述排出口排出的所述EGR气体的排出量进行调节的排出侧阀；以及
对在所述EGR气体排出流路流通的所述EGR气体的流量进行调节的EGR阀。
2.根据权利要求1所述的船舶用发动机系统，其特征在于，
藉由所述EGR装置的内压使从所述EGR装置排出的所述EGR气体在所述EGR气体排出流路流通。
3.根据权利要求1或2所述的船舶用发动机系统，其特征在于，
还具备：所述排气进行流通的排气流路；以及
由在所述排气流路流通的所述排气驱动的增压器；
所述EGR气体排出流路的下游端部与所述排气流路的比所述增压器靠近所述排气的流通方向的下游侧的地方连接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的船舶用发动机系统，其特征在于，
还具备控制所述EGR阀的开闭动作的控制装置。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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