CN114341481A - 废气处理装置和水供给方法 - Google Patents

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Abstract

一种废气处理装置,具备:使用洗涤水来清洗从船舶用柴油发动机的发动机主体排出的废气,并且使清洗后的所述废气作为所述燃烧用气体的一部分进行再循环的EGR装置;收集从由增压器加压压缩且由冷却器冷却后的所述燃烧用气体产生的冷凝水和冷却后的所述燃烧用气体的气体压力的收集管;通过所述收集管贮存所述冷凝水,并且积累所述气体压力的冷凝水腔室;及将所述冷凝水腔室和所述冷凝水的供给对象装置连通的供水管。利用积累于所述冷凝水腔室的所述气体压力,从所述冷凝水腔室通过所述供水管向所述供给对象装置压送所述冷凝水。

Description

废气处理装置和水供给方法
技术领域
本发明涉及一种应用于船舶用柴油发动机的废气处理装置和水供给方法。
背景技术
在搭载于船舶的船舶用柴油发动机中,从发动机主体排出的废气一般包含氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、煤尘等有害物质。因此,为了应对船舶用柴油发动机的废气规定,需要搭载去除废气中的有害物质的废气处理装置。
这样的废气处理装置采用例如作为降低废气中的NOX的一方法的废气再循环(EGR:Exhaust Gas Recirculation)的技术(参照专利文献1、2)。在EGR中,通过洗涤器清洗从发动机主体排出的废气的一部分,该清洗后的废气(以下,成为再循环气体)与空气混合并作为燃烧用气体而返回至发动机主体。由此,在发动机主体的燃烧室内,通过燃料的燃烧,NOX的生成被抑制,其结果是,废气中的NOX的含有量(即,NOX的排出量)被降低。
另外,在EGR装置中,洗涤器对废气进行水喷射,由此去除废气中的SOX、煤尘等有害物质而清洗废气。这样的洗涤器不仅通过EGR降低NOX,还作为去除从烟囱排出的废气中的SOX、煤尘的装置,是已知技术。
另一方面,由于废气为高温,因此洗涤器中被用于废气的清洗的水(以下,称为洗涤水)在向洗涤器内被喷射时,该洗涤水的一部分被气化。该气化后的洗涤水作为蒸气与再循环气体一同向从废气处理装置朝向发动机主体的再循环气体路径内流出。因此,洗涤水因高温的废气的蒸发等而逐渐减少。因此,在废气处理装置中,需要向洗涤器等必要的部位供给水,由此进行洗涤水的补给。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6147786号公报
专利文献2:日本专利第5916772号公报
发明所要解决的技术问题
然而,在上述那样向废气处理装置的必要的部位供给水的情况下,以往因向发动机主体供气的燃烧用气体(例如,混合了再循环气体和空气的压缩气体)的冷却而产生的冷凝水贮存在预备箱,通过泵的作用来从箱压送该冷凝水。
然而,在上述的以往的水供给方法中,用于压送水的泵当然需要设置用于驱动泵的起动机、电源供给设备、用于防止泵的空转、限期运转造成的故障的设备、构造等的附属于泵的大量附属设备。而且,由于在因船舶的晃动而箱内的液面进行变动,或者箱内的冷凝水过度不足的情况下,有诱发泵的空转或者空转防止设备等进行错误动作等,阻碍泵的稳定驱动的担忧,因此需要设置大容量的箱作为冷凝水用的箱。综上所述,为了在废气处理装置设置用于实现水供给功能的设备,需要较大的设置空间。
在船舶内这样受限的空间内,期望确保废气处理装置的水供给功能,并且对于在船舶用柴油发动机设置废气处理装置所需的空间进行空间节省化。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而完成的,其目的在于提供一种能够不使水供给功能下降就对水供给功能所需的设备的设置空间进行空间节省化的废气处理装置和水供给方法。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述的技术问题,并且达成目的,本发明的废气处理装置,应用于船舶用柴油发动机,该船舶用柴油发动机具备:增压器,该增压器加压压缩燃烧用气体;冷却器,该冷却器冷却加压压缩后的所述燃烧用气体;以及发动机主体,该发动机主体使用冷却后的所述燃烧用气体来进行气缸内的扫气和由燃料燃烧引起的活塞的往复运动,该废气处理装置具备:EGR装置,该EGR装置使用洗涤水来清洗从所述发动机主体排出的排气,并且使清洗后的所述排气作为所述燃烧用气体的一部分进行再循环;收集管,该收集管收集从被所述冷却器冷却后的所述燃烧用气体产生的冷凝水和冷却后的所述燃烧用气体的气体压力;冷凝水腔室,该冷凝水腔室通过所述收集管贮存所述冷凝水,并且积累所述气体压力;以及供水管,该供水管将所述冷凝水腔室和所述冷凝水的供给对象装置连通,利用积累于所述冷凝水腔室的所述气体压力,从所述冷凝水腔室通过所述供水管向所述供给对象装置压送所述冷凝水。
另外,本发明的废气处理装置,在上述的发明中,具备:供给阀,该供给阀设置于所述供水管;压力检测部,该压力检测部检测所述气体压力;以及控制装置,该控制装置判断水头差压与由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系,该水头差压是相当于所述冷凝水腔室的水位与所述供水管的出口水位的水头差的压力,并且在检测出的所述气体压力比所述水头差压大的情况下,所述控制装置控制所述供给阀成为开状态,在检测出的所述气体压力为所述水头差压以下的情况下,所述控制装置控制所述供给阀成为闭状态。
另外,本发明的废气处理装置,在上述的发明中,所述供水管以与多个所述供给对象装置对应且相对于所述冷凝水腔室的所述水头差彼此不同的方式设置有多个,所述供给阀设置于多个所述供水管的每一个,所述控制装置基于所述冷凝水腔室的水位与多个所述供水管的各所述水头差压和由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系来选择性地控制多个所述供给阀的开闭状态。
另外,本发明的废气处理装置,在上述的发明中,具备腔室水位检测部,该腔室水位检测部检测所述冷凝水腔室的水位是否为所述冷凝水腔室的下限水位以上,在检测出的所述冷凝水腔室的水位为所述冷凝水腔室的下限水位以上的情况下,所述控制装置对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述冷凝水腔室的水位小于所述冷凝水腔室的下限水位的情况下,所述控制装置控制所有的所述供给阀成为闭状态。
另外,本发明的废气处理装置,在上述的发明中,具备:水处理装置,该水处理装置具有水处理用箱,该水处理用箱用于回收并净化处理被使用于所述排气的清洗的所述洗涤水,并且该水处理装置对贮存在所述水处理用箱的所述洗涤水进行净化处理并向所述EGR装置供给该洗涤水;以及箱水位检测部,该箱水位检测部检测所述水处理用箱的水位,在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的上限水位的情况下,所述控制装置对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述水处理用箱的水位为所述水处理用箱的上限水位以上的情况下,所述控制装置控制所有的所述供给阀成为闭状态。
另外,本发明的废气处理装置,在上述的发明中,在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的下限水位的情况下,所述控制装置控制多个所述供给阀中的满足所述气体压力比所述水头差压大的条件的至少一个所述供给阀成为开状态。
另外,本发明的废气处理装置,在上述的发明中,所述气体压力是所述发动机主体的扫气压力、基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系算出的扫气压力或所述冷凝水腔室的内部压力、或者基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系而对扫气压力校正后的压力。
另外,本发明的水供给方法,应用于船舶用柴油发动机,该船舶用柴油发动机具备:增压器,该增压器加压压缩燃烧用气体;冷却器,该冷却器冷却加压压缩后的所述燃烧用气体;以及发动机主体,该发动机主体使用冷却后的所述燃烧用气体来进行气缸内的扫气和由燃料燃烧引起的活塞的往复运动,该水供给方法收集从被所述冷却器冷却后的所述燃烧用气体产生的冷凝水和冷却后的所述燃烧用气体的气体压力,将收集到的所述冷凝水贮存在冷凝水腔室,并且将所述气体压力积累于所述冷凝水腔室,利用积累于所述冷凝水腔室的所述气体压力,从所述冷凝水腔室通过供水管向供给对象装置压送所述冷凝水。
另外,本发明的水供给方法,在上述的发明中,通过压力检测部检测所述气体压力,判断水头差压与由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系,该水头差压是相当于所述冷凝水腔室的水位与所述供水管的出口水位的水头差的压力,在检测出的所述气体压力比所述水头差压大的情况下,控制所述供水管的供给阀成为开状态,在检测出的所述气体压力为所述水头差压以下的情况下,控制所述供水管的供给阀成为闭状态。
另外,本发明的水供给方法,在上述的发明中,基于所述冷凝水腔室的水位与多个所述供水管的各所述水头差压和由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系来选择性地控制多个所述供给阀的开闭状态,多个所述供给管以与多个所述供给对象装置对应且相对于所述冷凝水腔室的所述水头差彼此不同的方式设置,多个所述供给阀分别设置于多个所述供水管。
另外,本发明的水供给方法,在上述的发明中,通过腔室水位检测部来检测所述冷凝水腔室的水位是否为所述冷凝水腔室的下限水位以上,在检测出的所述冷凝水腔室的水位为所述冷凝水腔室的下限水位以上的情况下,对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述冷凝水腔室的水位小于所述冷凝水腔室的下限水位的情况下,控制所有的所述供给阀成为闭状态。
另外,本发明的水供给方法,在上述的发明中,通过箱水位检测部来检测水处理用箱的水位,该水处理用箱用于回收并净化处理被使用于来自所述发动机主体的排气的清洗的洗涤水,在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的上限水位的情况下,对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述水处理用箱的水位为所述水处理用箱的上限水位以上的情况下,控制所有的所述供给阀成为闭状态。
另外,本发明的水供给方法,在上述的发明中,在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的下限水位的情况下,控制多个所述供给阀中的满足所述气体压力比所述水头差压大的条件的至少一个所述供给阀成为开状态。
另外,本发明的水供给方法,在上述的发明中,所述气体压力是所述发动机主体的扫气压力、基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系算出的扫气压力或所述冷凝水腔室的内部压力、或者基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系而对扫气压力校正后的压力。
发明的效果
根据本发明,起到不使水供给功能降低地对水供给功能所需的设备的设置空间进行空间节省化的效果。
附图说明
图1是表示应用了本发明的实施方式1的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。
图2是表示本发明的实施方式1的水供给方法的一例的流程图。
图3是表示应用了本发明的实施方式2的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。
图4是表示应用了本发明的实施方式3的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。
图5是表示本发明的实施方式3的水供给方法的一例的流程图。
图6是表示应用了本发明的实施方式4的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。
图7是表示本发明的实施方式4的水供给方法的一例的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的废气处理装置和水供给方法的优选的实施方式进行详细说明。此外,本发明并不限定于本实施方式。另外,需要注意的是,附图是示意性的,各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有与实际的不同的情况。在附图的相互之间,有时也包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。另外,在各附图中,对相同的构成部分标注有相同的符号。
(实施方式1)
对本发明的实施方式1的废气处理装置进行说明。图1是表示应用了本发明的实施方式1的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。如图1所示,该船舶用柴油发动机1具备发动机主体2、增压器3、冷却器4、气液分离装置5、排水管6、出口节流孔7以及废气处理装置10。另外,如图1所示,船舶用柴油发动机1具备作为排气用的配管的排气管101、102、作为供气用的设备或者配管的供气部111和供气管112~114、以及作为排气再循环用的配管的EGR管121、122。废气处理装置10是本发明的实施方式1的废气处理装置的一例,如图1所示,具备EGR装置11、收集管12、冷凝水腔室13、第一供水管14、第一供给阀15、压力检测部16、腔室水位检测部17、水处理装置18、箱水位检测部18b以及控制装置19。另外,如图1所示,水处理装置18具备水处理用箱18a和循环管131、132。
此外,在图1中,燃烧用气体、冷凝水等的流体的流通和配管由实线箭头适当进行图示。电信号线由单点划线适当进行图示。这在其他附图中也相同。
虽然并未图示,发动机主体2是经由螺旋桨轴而驱动船舶的推进用螺旋桨旋转的推进用的发动机(主发动机)。该发动机主体2是单流扫排气式的十字头式柴油发动机等二冲程柴油发动机。例如,如图1所示,发动机主体2具备多个(在实施方式1中,为四个)气缸2a、扫气总管2b以及排气歧管2c。另外,虽然并未图示,发动机主体2具备用于向各气缸2a的燃烧室喷射燃料等的喷射装置、进行该喷射装置的驱动控制的控制装置、沿着各气缸2a的内部进行往复运动(例如,上下运动)的活塞、伴随着活塞的往复运动而使螺旋桨轴旋转的曲柄、曲轴以及十字头等。
多个气缸2a的每一个形成用于使活塞往复运动的进行供气排气和燃料燃烧等的燃烧室。扫气总管2b在发动机主体2内经由扫气口(未图示)与各气缸2a内的燃烧室连通。排气歧管2c在发动机主体2内经由排气流路(未图示)与各气缸2a内的燃烧室连通。
发动机主体2使用由冷却器4冷却后的燃烧用气体来进行各气缸2a内的扫气和由燃料燃烧引起的活塞的往复运动。详细而言,发动机主体2将各气缸2a内的燃烧室中的通过燃料燃烧而进行的活塞的往复运动变换为输出船舶的推进力的输出轴(具体而言,螺旋桨轴或者曲轴等)的旋转运动。此时,发动机主体2使各气缸2a内的供气排气的流动成为从下方向上方的单方向来进行扫气,以消除排气的残留。在该扫气过程中,从扫气总管2b向各气缸2a内的燃烧室供给燃烧用气体,燃烧后的废气从各气缸2a内的燃烧室向排气歧管2c排出。如图1所示,在这样的发动机主体2中,在扫气总管2b连结有供气管114,在排气歧管2c连结有排气管101。此外,废气是从发动机主体2通过排气管101等向外部排出的气体。以下所说的废气意味着从发动机主体2排出的废气。
增压器3是利用来自发动机主体2的废气来加压压缩向发动机主体2供气的燃烧用气体的结构。如图1所示,增压器3具备压缩机3a、涡轮3b以及旋转轴3c。压缩机3a和涡轮3b分别由叶轮等构成,并且通过旋转轴3c彼此连结而以旋转轴3c为中心轴一体地旋转。另外,在压缩机3a的进气侧设置有吸入来自外部(大气)的新空气(也称为新气)等的气体的供气部111。在该供气部111的附近连接有EGR管122的出口端。由此,压缩机3a的进气侧构成为来自供气部111的空气与来自EGR管122的再循环气体混合而进行供气。在压缩机3a的排气侧连结有与冷却器4相通的供气管112。在涡轮3b的进气侧连结有与发动机主体2的排气歧管2c相通的排气管101。在涡轮3b的排气侧连结有与向外部排出废气的烟囱(未图示)等相通的排气管102。
在具有这样的结构的增压器3中,涡轮3b接收从发动机主体2的排气歧管2c通过排气管101排出的废气。涡轮3b一边通过该接收到的废气的压力等的能量而旋转,一边向排气管102排出被用于该旋转的废气。该涡轮3b的旋转通过旋转轴3c向压缩机3a传递。由此,压缩机3a伴随着该涡轮3b的旋转而旋转并吸入燃烧用气体,并且加压压缩该吸入的燃烧用气体。此外,如果EGR装置11在运转中,该燃烧用气体是来自供气部111的空气与来自EGR管122的再循环气体的混合气体,如果EGR11在停止中,该燃烧用气体仅是来自供气部111的空气。通过压缩机3a加压压缩后的燃烧用气体通过供气管112向冷却器4供气。
冷却器4是用于冷却被增压器3(详细而言,压缩机3a)加压压缩后的燃烧用气体的结构。如图1所示,在冷却器4的进气侧连接有与压缩机3a相通的供气管112的出口端。在冷却器4的排气侧连接有与气液分离装置5相通的供气管113的入口端。冷却器4例如通过与冷却水的热交换等来冷却由压缩机3a加压压缩而成为高温高压的状态的燃烧用气体。以下所说的“冷却后的燃烧用气体”,只要并未特别说明就意味着由压缩机3a加压压缩且由冷却器4冷却后的高压状态下的燃烧用气体。
气液分离装置5是用于对被冷却器4冷却后的燃烧用气体和液滴(冷凝水)进行分离的装置。如图1所示,在气液分离装置5的进气侧连接有与冷却器4相通的供气管113的出口端。在气液分离装置5的排气侧连接有与发动机主体2的扫气总管2b相通的供气管114的入口端。在被冷却器4冷却后的燃烧用气体中产生了冷凝水的情况下,气液分离装置5捕获该冷凝水并从燃烧用气体分离且去除该冷凝水。
通过气液分离装置5去除冷凝水后的燃烧用气体具有由于上述的压缩机3a的加压压缩作用而升压后的高气体压力,并且从气液分离装置5通过供气管114向发动机主体2的扫气总管2b供气。向扫气总管2b供气的燃烧用气体如上所述地用于发动机主体2的各气缸2a内的扫气。即,该燃烧用气体的气体压力是发动机主体2的扫气压力。
另一方面,在废气处理装置10中,EGR装置11是使用洗涤水来清洗从发动机主体2排出的废气,并且使清洗后的废气作为上述的燃烧用气体的一部分进行再循环的结构。EGR装置11通过这样的废气的再循环来降低废气中的NOX的含有量。在本实施方式1中,如图1所示,EGR装置11具备洗涤器11a、除雾器11b、EGR鼓风机11c、回收箱11d、回收管11e以及泵11f,并且该EGR装置11搭载于船舶用柴油发动机1。
洗涤器11a是将从发动机主体2排出的废气的一部分清洗为能够用作再循环气体的结构。在本实施方式1中,洗涤器11a例如是具备喷射洗涤水等的喷射喷嘴等的文丘里型的洗涤器。另外,如图1所示,在洗涤器11a的进气侧连接有EGR管121的出口端。EGR管121的入口端与上述的排气管102的中途部连接。在洗涤器11a的进水侧连接有后述的第一供水管14和循环管132的各出口端。另一方面,洗涤器11a的下部与除雾器11b连通。
在本实施方式1中,洗涤器11a通过EGR管121接收来自发动机主体2的废气的一部分。对于该接收到的废气喷射洗涤水。例如,洗涤器11a将通过循环管132供给的水(由水处理装置18处理后的洗涤水)用作用于清洗废气的洗涤水。另外,从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a供给的冷凝水用于清洗洗涤器11a自身(例如,喷射喷嘴、过滤器等)。洗涤器11a通过向废气喷射洗涤水,从废气去除煤尘等微粒子和SOX等有害物质而清洗废气。清洗后的废气作为再循环气体与使用后的洗涤水一同流入除雾器11b。
除雾器11b是用于分离来自洗涤器11a的再循环气体和洗涤水的设备。除雾器11b例如由中空的构造体构成。如图1所示,在除雾器11b连接有上述的洗涤器11a的出口部。在除雾器11b的下部(在本实施方式1中,为底部)连接有与回收箱11d相通的回收管11e的入口端。除雾器11b将从洗涤器11a流入的清洗后的再循环气体与使用后的洗涤水的气液混合流体分离成气体和液体。这些分离后的再循环气体和洗涤水中的再循环气体从除雾器11b的气体排出口被EGR鼓风机11c吸入,并且通过EGR管122向压缩机3a送出。洗涤水从除雾器11b的下部通过回收管11e向回收箱11d导出。
EGR鼓风机11c是用于将通过洗涤器11a的再循环气体作为燃烧用气体的一部分吸入并送出的鼓风机。如图1所示,EGR鼓风机11c例如设置于除雾器11b的上部。另外,在EGR鼓风机11c的排气侧连接有EGR管122的入口端。EGR鼓风机11c从除雾器11b内吸入并向EGR管122压送通过除雾器11b而与洗涤水分离后的再循环气体。这样的再循环气体通过EGR管122与来自供气部111的空气合流,并且被用作上述的燃烧用气体的一部分。
回收箱11d是用于回收被用于废气的清洗的洗涤水的箱。如图1所示,回收箱11d在EGR装置11中相比除雾器11b配置于下方,并且该回收箱11d经由回收管11e与除雾器11b连通。回收箱11d从除雾器11b通过回收管11e回收在洗涤器11a被用于废气的清洗的洗涤水(在图1中,为洗涤水Wb)。回收箱11d贮存这样回收到的洗涤水Wb。由此,回收箱11d能够适当准备作为在洗涤器11a与水处理装置18之间循环的洗涤水的源头的净化处理前的洗涤水Wb。
泵11f是用于向水处理装置18送给被用于废气的清洗的洗涤水Wb的结构。如图1所示,泵11f的进口侧设置于回收箱11d的出口部。在泵11f的出口侧连接有与水处理装置18相通的循环管131的入口端。泵11f从回收箱11d吸入洗涤水Wb,并且通过循环131向水处理装置18压送吸入后的洗涤水Wb。被送给至水处理装置18的洗涤水Wb在由水处理装置18进行净化处理后,通过循环管132从水处理装置18向洗涤器11a再次供给。
此外,虽然并未特别图示,但是EGR装置11的运转(具体而言,EGR鼓风机11c和泵11f的各驱动等)由规定的控制装置进行控制。在发动机主体2的负荷(以下,成为发动机负荷)为规定的基准值以上的情况下,该控制装置使EGR装置11运转。另外,在发动机负荷小于该基准值的情况下,该控制装置使EGR装置11的运转停止。但是,由于小于该基准值的发动机负荷有可能再次上升,因此也可以仅停止EGR装置11的再循环气体,并且继续水处理装置18的运转和洗涤水的循环。在此,船舶用柴油发动机的国际废气规定中要求发动机负荷为25%以上的情况下,进行EGR的NOX降低。因此,在本发明中,基于该废气规定,为了在发动机负荷为25%以上的情况下可靠地进行EGR的NOX降低,上述发动机负荷的基准值被设定为25%以下的值,例如20%。
收集管12是收集从被冷却器4冷却后的燃烧用气体产生的冷凝水和被冷却器4冷却后的燃烧用气体的气体压力的配管。如图1所示,收集管12具备从冷却器4收集冷凝水的第一收集管12a和从气液分离装置5收集冷凝水的第二收集管12b。第一收集管12a的入口端与冷却器4的排水口连接且出口端与冷凝水腔室13的入口部连接,并且该第一收集管12a设置为使冷却器4的内部与冷凝水腔室13的内部连通。冷却器4的排水口例如形成在冷却器4的底部。第二收集管12b的入口端与气液分离装置5的排水口连接且出口端与第一收集管12a的中途部连接,并且该第二收集管12b设置为经由第一收集管12a使气液分离装置5的内部与冷凝水腔室13的内部连通。气液分离装置5的排水口例如形成于气液分离装置5的底部。
在本实施方式1中,在冷却器4的内部,通过压缩机3a加压压缩后的高温高压的燃烧用气体被冷却,从该冷却后的燃烧用气体产生冷凝水。这样产生的冷凝水中的一部分积存在冷却器4的内部,剩余的冷凝水与冷却后的燃烧用气体一同通过供气管113而送给至气液分离装置5。第一收集管12a从冷却器4收集积存在该冷却器4的内部的冷凝水和冷却后的燃烧用气体的一部分。第二收集管12b从气液分离装置5收集从该冷却后的燃烧用气体通过气液分离装置5分离出的冷凝水和该冷却后的燃烧用气体的一部分。具备这些第一收集管12a和第二收集管12b的收集管12分别从冷却器4和气液分离装置4收集上述冷却后的燃烧用气体的一部分和冷凝水。这样,收集管12收集上述冷却后的燃烧用气体的气体压力和上述冷凝水。收集到的冷凝水通过收集管12与上述冷却后的燃烧用气体的一部分一同被导向冷凝水腔室13。
冷凝水腔室13是贮存上述的冷凝水并且积累用于向供给对象装置压送贮存的冷凝水的压力的压力容器。如图1所示,冷凝水腔室13相比冷却器4和气液分离装置5配置于下方,并且经由收集管12分别与冷凝器4和气液分离装置5连通。上述冷凝水与冷却后的燃烧用气体分别从冷却器4和气液分离装置5通过收集管12流入冷凝水腔室13。冷凝水腔室13通过收集管12贮存上述流入的冷凝水(图1所示的冷凝水Wa),并且积累上述流入的燃烧用气体的气体压力。
另外,如图1所示,在冷凝水腔室13的上部连接有排水管6。排水管6将冷凝水腔室13内的冷凝水Wa中的超过冷凝水腔室13的上限水位并贮存的冷凝水的过剩量从冷凝水腔室13排出。例如,排水管6以出口端朝向下方的方式设置于船舶用柴油发动机1,并且将冷凝水的过剩量从冷凝水腔室13向船舶用柴油发动机1的下方排出。另一方面,如图1所示,在该排水管6的下端附近部分设置有出口节流孔7。出口节流孔7是使排水管6的出口部分变窄的结构,并且一边确保上述排水管6的排水功能,一边防止积累于冷凝水腔室13的气体压力的过度降低。
在此,在本实施方式1中,如图1所示,冷凝水腔室13经由收集管12与冷却器4和气液分离装置5连通。另外,增压器3的压缩机与冷却器4经由供气管112连通,冷却器4与气液分离装置5经由供气管114连通。在这样的构造中,积累于冷凝水腔室13的气体压力相当于在冷却器4、气液分离装置5、收集管12以及供气管112~114的各内部流通的燃烧用气体的气体压力。另外,这些各内部的燃烧用气体的气体压力相当于向扫气总管2b供气的燃烧用气体的气体压力。即,在本实施方式1中,积累于冷凝水腔室13的气体压力相当于发动机主体2的扫气压力P。另外,扫气总管2b内的燃烧用气体的气体压力是利用废气驱动的增压器3的压缩机通过对燃烧用气体进行加压压缩而得到的气体压力。因此,发动机主体2的扫气压力P伴随着发动机负荷的上升而增大,并且伴随着发动机负荷的降低而减少。此外,上述的出口节流孔7通过防止该冷凝水腔室13内的气体压力的过度的降低,能够抑制发动机主体2的扫气压力P的降低。
第一供水管14是用于向供给对象设备供给贮存在冷凝水腔室13的冷凝水Wa的供水管的一例。如图1所示,第一供水管14配置为与冷凝水腔室13和作为供给对象设备的一例的洗涤器11a连通。详细而言,第一供水管14配置为入口端与冷凝水腔室13的规定部分连接且出口端与洗涤器11a的供水口连接,并且在冷凝水腔室13与洗涤器11a之间产生水头差h1。在本实施方式1中,例如如图1所示,冷凝水腔室13的连接有第一供水管14的入口端的规定部分是冷凝水腔室13的底部附近的侧壁部。洗涤器11a的连接有第一供水管14的出口端的供水口形成于洗涤器11a的上端附近的侧壁部。利用积累于冷凝水腔室13的气体压力,从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a压送冷凝水Wa。由此,以能够进行喷射的压力向洗涤器11a供给冷凝水Wa。
在本发明中,水头差被定义为作为冷凝水Wa的供给源装置的冷凝水腔室13的水头与冷凝水Wa的供给对象装置的水头的高低差。即,在本实施方式中,如图1所示,冷凝水腔室13与洗涤器11a的水头差h1是冷凝水腔室13的水位与第一供水管14的出口水位的高低差。例如,冷凝水腔室13的水位是贮存在冷凝水腔室13的冷凝水Wa的液面Sa的高度方向位置。第一供水管14的出口水位是第一供水管14的出口部分(洗涤器11a的供水口)中的内壁上端的高度方向位置。这些冷凝水腔室13的水位和第一供水管14的出口水位的基准位置彼此相同,例如是冷凝水腔室13的底面。
另外,水头差h1被设定为能够在期望的期间内利用冷凝水腔室13内的气体压力而从冷凝水腔室13向洗涤器11a压送冷凝水Wa。例如,在供给对象装置为EGR装置11的洗涤器11a的情况下,水头差h1被设定为能够在EGR装置11的运转过程中向洗涤器11a压送上述冷凝水Wa。在本实施方式1中,EGR装置11在发动机负荷为上述的基准值以上的情况下进行运转。即,EGR装置11的运转过程中的发动机负荷的最小值是该基准值(例如20%)。另外,如上所述,冷凝水腔室13内的气体压力相当于向扫气总管2b供气的燃烧用气体的气体压力(即,发动机主体2的扫气压力P)。因此,水头差h1被设定为能够利用发动机负荷是该基准值的情况下的扫气压力P来压送水的低位的供给源装置的水头与高位的供给对象装置的水头的高低差以下(例如,3m以下)。
第一供给阀15是使用于向供给对象装置压送冷凝水Wa的供水管成为开状态或者闭状态的供给阀的一例。在本实施方式1中,如图1所示,第一供给阀15设置于第一供水管14的中途部。第一供给阀15基于控制装置19的控制来进行开闭驱动,由此使第一供水管14成为开状态或者闭状态。
压力检测部16是检测用于向供给对象装置压送冷凝水Wa的气体压力的结构。例如,如图1所示,压力检测部16设置于发动机主体2的扫气总管2b内。在本实施方式1中,压力检测部16检测相当于冷凝水腔室13内的气体压力的扫气总管2b内的气体压力,即发动机主体2的扫气压力P作为用于向洗涤器11a压送冷凝水Wa的气体压力。每次,压力检测部16向控制装置19发送表示检测出的气体压力(扫气压力P)的电信号。
腔室水位检测部17是检测冷凝水腔室13的水位的水位检测部的一例。例如,如图1所示,腔室水位检测部17设置于冷凝水腔室13,并且在预先设定在冷凝水腔室13的下限水位La的位置具有检测元件。从通过供水管14稳定地进行冷凝水Wa的压送的观点来看,优选的是,冷凝水腔室13的下限水位La被设定于第一供水管14的入口部分中的内壁上端的位置或者比该位置高位的位置。在本实施方式1中,腔室水位检测部17检测冷凝水腔室13的水位是否为冷凝水腔室13的下限水位La以上。具体而言,腔室水位检测部17检测冷凝水腔室13内的冷凝水Wa的液面Sa是否位于下限水位La以上的高位。每次,腔室水位检测部17向控制装置19发送表示冷凝水腔室13的水位的检测结果的电信号。
水处理装置18是从EGR装置11回收被用于废气的清洗的洗涤水并进行净化处理,并且向EGR装置11供给净化处理后的洗涤水的装置的一例。在本实施方式1中,如图1所示,水处理装置18具备水处理用箱18a和循环管131、132,并且设置于船舶用柴油发动机1的外部。水处理用箱18a是用于回收被用于废气的清洗的洗涤水并进行净化处理的箱。循环管131、132是用于使洗涤水在EGR装置11与水处理装置18之间的配管。水处理装置18通过循环管131从EGR装置11的回收箱11d接收后的使用后的洗涤水Wb。水处理装置18通过将该接收到的洗涤水Wb回收并贮存在水处理用箱18a内,并且对贮存在水处理用箱18a内的洗涤水Wb进行净化处理,得到净化处理后的洗涤水Wc。图1图示了贮藏了净化处理后的洗涤水Wc的状态下的水处理用箱。水处理装置18通过泵(未图示)的作用而通过循环管132从水处理用箱18a向洗涤器11a压送供给洗涤水Wc。
另外,如图1所示,在水处理装置18的水处理用箱18a设置有箱水位检测部18b。箱水位检测部18b是检测水处理用箱18a的水位的水位检测部的一例。例如,如图1所示,箱水位检测部18b在预先设定在水处理用箱18a的上限水位Hb和下限水位Lb的各位置具有检测元件。在本实施方式1中,箱水位检测部18b检测水处理用箱18a的水位是否为水处理用箱18a的上限水位Hb以上、下限水位Lb以上且小于上限水位Hb、小于下限水位Lb的任意一个。具体而言,箱水位检测部18b检测水处理用箱18a内的洗涤水(在图1中,为洗涤水Wc)的液面Sb是否位于上限水位Hb以上、下限水位Lb以上且小于上限水位Hb、小于下限水位Lb的任意一个。每次,箱水位检测部18b向控制装置19发送表示水处理用箱18a的水位的检测结果的电信号。
控制装置19是控制废气处理装置10的水供给的执行和停止的装置的一例。在本实施方式1中,控制装置19控制设置在将冷凝水腔室13和洗涤器11a连通的第一供水管14的第一供给阀15的开闭驱动。具体而言,控制装置19由用于执行各种程序的CPU、存储器以及定序器等构成。控制装置19从压力检测部16、腔室水位检测部17以及箱水位检测部18b等接收电信号,并且基于接收到的电信号和发动机主体2的发动机负荷来控制第一供给阀15的开闭驱动。
例如,控制装置19判断冷凝水腔室13与洗涤器11a的水头差压P(h1)与由压力检测部16检测出的气体压力(例如,扫气压力P)的大小关系。在检测出的气体压力比水头差压P(h1)大的情况下,控制装置19控制第一供给阀15成为开状态,并且在检测出的气体压力为水头差压P(h1)以下的情况下,控制装置19控制第一供给阀15成为闭状态。
在此,由于冷凝水腔室13的水位(冷凝水Wa的液面Sa的高度方向位置)根据冷凝水Wa的贮存与压送的平衡而变化,因此水头差h1随着该水位的变化而增减。例如,水头差h1伴随着冷凝水Wa的液面Sa朝向冷凝水腔室13的下限水位La降低而增大,并且在冷凝水Wa的液面Sa位于冷凝水腔室13的下限水位La的情况下成为最大值。在本实施方式1中,使用上述最大值作为水头差h1的一例。即,水头差压P(h1)是相当于冷凝水腔室13与洗涤器11a之间获得的水头差h1的规定范围中的最大值的压力。或者,也可以是,腔室水位检测部17构成为连续地或者每规定时间间歇性地检测冷凝水腔室13的水位,水头差压P(h1)是相当于由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位与第一供水管14的出口水位的水头差h1的压力。
另外,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位为冷凝水腔室13的下限水位La以上的情况下,控制装置19对于所有的供给阀(在本实施方式1中,为第一供给阀15)进行基于上述的水头差压P(h1)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位小于冷凝水腔室13的下限水位La的情况下,控制装置19控制所有的供给阀(第一供给阀15)成为闭状态。
另外,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位小于水处理用箱18a的上限水位Hb的情况下,控制装置19对于所有的供给阀(第一供给阀15)进行基于上述的水头差压P(h1)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位为水处理用箱18a的上限水位Hb以上的情况下,控制装置19控制所有的供给阀(第一供给阀15)成为闭状态。
另外,在发动机主体2的发动机负荷为上述的基准值以上的情况下,即EGR装置11在运转中的情况下,控制装置19对于所有的供给阀(第一供给阀15)进行基于上述的水头差压P(h1)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在发动机主体2的发动机负荷小于上述的基准值的情况下,即EGR装置11为运转停止中的情况下,控制装置19控制所有的供给阀(第一供给阀15)成为闭状态。
接着,对本发明的实施方式1的水供给方法进行说明。图2是表示本发明的实施方式1的水供给方法的一例的流程图。本实施方式1的水供给方法是如图1所示的那样的应用于具备增压器3、冷却器4以及发动机主体2的船舶用柴油发动机1的水供给方法。在该水供给方法中,上述的废气处理装置10通过适当进行图2所例示的步骤S101~S108的各处理,利用冷凝水腔室13内的蓄压而进行向作为供给对象装置的一例的洗涤器11a的冷凝水Wa的供给或者供给停止。
详细而言,在本实施方式1的水供给方法中,如图2所示,废气处理装置10在发动机主体2的扫气压力下收集冷凝水(步骤S101)。在该步骤S101中,收集管12收集从通过冷却器4冷却后的燃烧用气体产生的冷凝水和该冷却后的燃烧用气体的气体压力。
具体而言,收集管12从冷却器4收集积存在冷却器4的内部的冷凝水和冷却后的燃烧用气体的一部分,并且将收集到的冷凝水和燃烧用气体从冷却器4导向冷凝水腔室13。与此并行,收集管12从气液分离装置5收集气液分离装置5从冷却后的燃烧用气体分离出的冷凝水和该冷却后的燃烧用气体的一部分,并且将收集到的冷凝水和燃烧用气体从气液分离装置5导向冷凝水腔室13。在本实施方式1中,冷却后的燃烧用气体的气体压力相当于发动机主体2的扫气压力P。即,在步骤S101中,收集管12分别从冷却器4和气液分离装置5收集与具有扫气压力P的气体压力的燃烧用气体的一部分混合后的状态下的冷凝水并将该冷凝水导向冷凝水腔室13。
在执行了上述的步骤S101后,废气处理装置10贮存扫气压力P和冷凝水(步骤S102)。在该步骤S102中,废气处理装置10将由收集管12收集到的冷凝水贮存在冷凝水腔室13,并且将与该冷凝水一同收集到的燃烧用气体的气体压力积累于冷凝水腔室13。具体而言,冷凝水腔室13接收从冷却器4通过收集管12而从冷却后的燃烧用气体产生的冷凝水和该冷却后的燃烧用气体的一部分。此外,冷凝水腔室13还接收从气液分离装置5通过收集管12而从冷却后的燃烧用气体分理处的冷凝水和该冷却后的燃烧气体的一部分。冷凝水腔室13贮存这样接收到的冷凝水,并且积累与该冷凝水混合后的冷却后的燃烧用气体的气体压力。在本实施方式1中,如图1所示,冷凝水腔室13贮存施加了该积累的气体压力的状态下(参照图1中的粗箭头)的冷凝水Wa。
在执行了上述的步骤S102后,废气处理装置10判断EGR装置11是否为运转中(步骤S103)。在该步骤S103中,控制装置19基于发动机主体2的发动机负荷判断EGR装置11是否为运转中。
例如,在本实施方式1中,在发动机负荷为基于上述的排气箱子的基准值以上的情况下,EGR装置11进行运转,在发动机负荷小于上述基准值的情况下,EGR装置11停止运转。基于此,在发动机负荷为上述基准值以上的情况下,控制装置19判断为EGR装置11为运转中,在发动机负荷小于上述基准值的情况下,控制装置19判断为EGR装置11为运转停止中。此外,例如能够基于发动机主体2的每单位时间的发动机转速和一个循环的燃料喷射量来算出发动机负荷。控制装置19也可以从发动机主体2的控制装置或者传感器(均未图示)获取上述发动机转速和上述燃料喷射量,并且基于这些获取到的信息来导出发动机负荷,也可以从发动机主体2的控制装置获得发动机负荷。
在上述的步骤S103中判断为EGR装置11为运转中的情况下(步骤S103,是),废气处理装置10判断冷凝水腔室13的水位是否为冷凝水腔室13的下限水位La以上(步骤S104)。
在该步骤S104中,废气处理装置10通过腔室水位检测部17检测冷凝水腔室13的水位是否为下限水位La以上。腔室水位检测部17向控制装置19发送表示冷凝水腔室13的水位的检测结果的电信号。控制装置19接收来自腔室水位检测部17的电信号,并且基于由该接收到的电信号表示的冷凝水腔室13的水位的检测结果来判断冷凝水腔室13的水位是否为下限水位La以上。
具体而言,在从腔室水位检测部17接收到表示冷凝水腔室13的水位为下限水位La以上的检测结果的电信号的情况下,控制装置19判断为冷凝水腔室13的水位为下限水位La以上。另外,在从腔室水位检测部17接收到表示冷凝水腔室13的水位小于下限水位La的检测结果的电信号的情况下,控制装置19判断为冷凝水腔室13的水位不是下限水位La以上(小于下限水位La)。
在上述的步骤S104中,在判断为冷凝水腔室13的水位为下限水位La以上的情况下(步骤S104,是),废气处理装置10判断水处理用箱18a的水位是否小于水处理用箱18a的上限水位Hb(步骤S105)。
在该步骤S105中,废气处理装置10通过箱水位检测部18b来检测水处理用箱18a的水位是否小于上限水位Hb。箱水位检测部18b向控制装置19发送表示水处理用箱18a的水位的检测结果的电信号。控制装置19接收来自箱水位检测部18b的电信号,并且基于由该接收到的电信号表示的水处理用箱18a的水位的检测结果来判断水处理用箱18a的水位是否小于上限水位Hb。
具体而言,在从箱水位检测部18b接收到表示水处理用箱18a的水位小于上限水位Hb的检测结果的电信号的情况下,控制装置19判断为水处理用箱18a的水位小于上限水位Hb。另外,在从箱水位检测部18b接收到表示水处理用箱18a的水位为上限水位Hb以上的检测结果的电信号的情况下,控制装置19判断为水处理用箱18a的水位不小于上限水位Hb(为上限水位Hb以上)。
在上述的步骤S105中,在判断为水处理用箱18a的水位小于上限水位Hb的情况下(步骤S105,是),废气处理装置10判断积累于冷凝水腔室13的气体压力与水头差压P(h1)的大小关系(步骤S106)。水头差压P(h1)是相当于冷凝水腔室13的水位与第一供水管14的出口水位的水头差h1(参照图1)的压力。
在该步骤S106中,废气处理装置10通过压力检测部16来检测施加于冷凝水腔室13内的冷凝水Wa的气体压力。压力检测部16例如检测扫气总管2b内的燃烧用气体的气体压力(即,发动机主体2的扫气压力P)作为该气体压力,并且向控制装置19发送表示该检测出的扫气压力P的电信号。控制装置19接收来自压力检测部16的电信号,并且比较由该接收到的电信号表示的检测压力(在本实施方式1中,为扫气压力P)和水头差压P(h1)。由此,控制装置19判断这些扫气压力P与水头差压P(h1)的大小关系。
在上述的步骤S106中,在控制装置19判断为检测出的扫气压力P比水头差压P(h1)大的情况下(步骤S106,是),废气处理装置10打开第一供给阀15而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S107)。在该步骤S107中,控制装置19控制第一供给阀15成为开状态。第一供给阀15基于该控制装置19的控制而进行开驱动,由此开放第一供水管14。其结果是,废气处理装置10利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a压送供给冷凝水Wa。
另一方面,在上述的步骤S106中,在控制装置19判断为检测到的扫气压力P为水头差压P(h1)以下的情况下(步骤S106,否),废气处理装置10关闭第一供给阀15(步骤S108)。在该步骤S108中,控制装置19控制第一供给阀15成为闭状态。第一供给阀15基于该控制装置19的控制进行闭驱动,由此封闭第一供水管14。其结果是,废气处理装置10停止从废气处理装置10向洗涤器11a的冷凝水Wa的压送供给。
在执行了上述的步骤S107或者步骤S108后,废气处理装置10返回到上述的步骤S101,并重复该步骤S101之后的处理。另外,在上述的步骤S103中,在判断为EGR装置11未在运转中的情况下(步骤S103,否),废气处理装置10进入上述步骤S108,并重复该步骤S108之后的处理。另外,在上述的步骤S104中,在判断为冷凝水腔室13的水位不是下限水位La以上的情况下(步骤S104,否),废气处理装置10进入上述步骤S108,并重复该步骤S108之后的处理。另外,在上述的步骤S105中,在判断为水处理用箱18a的水位不小于上限水位Hb的情况下(步骤S105,否),废气处理装置10进入上述步骤S108,并重复该步骤S108之后的处理。
如以上说明的那样,在本发明的实施方式1的废气处理装置10和水供给方法中,通过收集管12来收集从被增压器3加压压缩且被冷却器4冷却后的燃烧用气体(冷却后的燃烧用气体)产生的冷凝水和该冷却后的燃烧用气体的气体压力,将该收集到的冷凝水贮存在冷凝水腔室13,并且将该气体压力积累于冷凝水腔室13,利用积累于冷凝水腔室13的气体压力而从冷凝水腔室13通过第一供水管14向作为供给对象装置的一例的洗涤器11a压送冷凝水Wa。
通过上述的结构,即使不设置以往从箱通过配管向供给对象装置供水时所需的泵及其附属设备,在船舶用柴油发动机1中,能够将现存的燃烧用气体的气体压力有效利用于冷凝水Wa的压送而从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a供给冷凝水Wa。因此,能够节省上述泵及其附属设备的设置所需的空间,并且能够将作为冷凝水Wa的贮存容器的以往的箱置换为比它小型的冷凝水腔室13。以上的结果是,能够不使向洗涤器11a的水供给功能降低就对该水供给功能所需的腔室、配管等设备的设置空间进行节省空间化。
此外,由于作为冷凝水Wa的压送供给对象的供给对象装置是洗涤器11a,因此能够向洗涤器11a压送供给比洗涤水干净的冷凝水Wa并清洗洗涤器11a自身(例如,喷射喷嘴、过滤器等)。
另外,在本发明的实施方式1的废气处理装置10和水供给方法中,通过压力检测部16来检测利用于冷凝水Wa的压送的气体压力,并且判断冷凝水腔室13与洗涤器11a之间的水头差压P(h1)和由压力检测部16检测出的气体压力的大小关系,在检测出的气体压力(例如,扫气压力P)比水头差压P(h1)大的情况下,控制第一供水管14的第一供给阀15成为开状态,在检测到的气体压力为水头差压P(h1)以下的情况下,控制第一供水管14的第一供给阀15成为闭状态。
通过上述的结构,能够仅在能够利用积累于冷凝水腔室13的气体压力而向洗涤器11a压送供给冷凝水Wa的情况下,经由第一供水管14使冷凝水腔室13与洗涤器11a连通。其结果是,能够从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a稳定地压送供给冷凝水Wa,并且能够防止从洗涤器11a向冷凝水腔室13的洗涤水、废气的逆流。
另外,在本发明的实施方式1的废气处理装置10和水供给方法中,通过腔室水位检测部17来检测冷凝水腔室13的水位,在检测出的冷凝水腔室13的水位为冷凝水腔室13的下限水位La以上的情况下,对于第一供给阀15进行基于上述的水头差压P(h1)与气体压力(扫气压力P)的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的冷凝水腔室13的水位小于下限水位La的情况下,控制第一供给阀15成为闭状态。
通过上述的结构,能够仅在为了向洗涤器11a稳定地压送供给冷凝水Wa而充足的贮存量的冷凝水Wa贮存在冷凝水腔室13的情况下,经由第一供水管14使冷凝水腔室13与洗涤器11a连通。因此,能够防止冷却后的燃烧用气体经由冷凝水腔室13和第一供水管14等向洗涤器11a漏出的情况,其结果是,能够抑制向扫气总管2b供气的燃烧用气体的气体压力的降低,即发动机主体2的扫气压力P的降低。
另外,在本发明的实施方式1的废气处理装置10和水供给方法中,通过箱水位检测部18b来检测水处理用箱18a的水位,在检测出的水处理用箱18a的水位小于水处理用箱18a的上限水位Hb的情况下,对于第一供给阀15,进行基于上述的水头差压P(h1)与气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的水处理用箱18a的水位为上限水位Hb以上的情况下,控制第一供给阀15成为闭状态。
通过上述的结构,能够在EGR装置11与水处理装置18之间进行循环的洗涤水的贮存量相对于水处理装置18的净化处理的能力过多前,切断经由第一供水管14连通的冷凝水腔室13与洗涤器11a的连通状态。其结果是,由于能够防止相对于洗涤器11a无用地压送供给冷凝水Wa的情况,因此能够高效地从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a压送供给冷凝水Wa。
(实施方式2)
接着,对本发明地实施方式2进行说明。在上述地实施方式1中,虽然将冷凝水Wa的供给对象装置设为EGR装置11的洗涤器11a,但是在本实施方式2中,将冷凝水Wa的供给对象装置设为EGR装置11的回收箱11d。
图3是表示应用了本发明的实施方式2的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。如图3所示,本实施方式2的船舶用柴油发动机1A代替上述的实施方式1的船舶用柴油发动机1的废气处理装置10而具备废气处理装置20。本实施方式2的废气处理装置20代替上述的实施方式1的废气处理装置10的第一供水管14而具备第二供水管24,代替第一供给阀15而具备第二供给阀25,代替控制装置19而具备控制装置29。在本实施方式2中,冷凝水Wa的供给对象装置不是洗涤器11a而是回收箱11d。即,在洗涤器11a未设置与冷凝水腔室13相通的配管(第一供水管14)。其他结构与实施方式1相同,对于相同的结构部分标注相同的符号。
第二供水管24是用于向供给对象设备供给贮存在冷凝水腔室13的冷凝水Wa的供水管的一例。如图3所示,第二供水管24配置为将冷凝水腔室13与作为供给对象设备的一例的回收箱11d连通。详细而言,第二供水管24配置为入口端与冷凝水腔室13的规定部分连接且出口端与回收箱11d的供水口连接,并且在冷凝水腔室13与回收箱11d之间的水头差为图3所示的水头差h2。在本实施方式2中,如图3所示,回收箱11d的连接有第二供水管24的出口端的供水口形成于回收箱11d的上端附近的侧壁部。此外,第二供水管24的入口端与上述的实施方式1的第一供水管14同样,与冷凝水腔室13的规定部分(例如,底部附近的侧壁部)连接。利用积累于冷凝水腔室13的气体压力,从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送冷凝水Wa。由此,向回收箱11d供给冷凝水Wa。
在本实施方式2中,如图3所示,冷凝水腔室13与回收箱11d的水头差h2是冷凝水腔室13的水位与第二供水管24的出口水位的高低差。例如,冷凝水腔室13的水位是贮存在冷凝水腔室13的冷凝水Wa的液面Sa的高度方向位置。第二供水管24的出口水位是第二供水管24的出口部分(回收箱11d的供水口)中的内壁上端的高度方向位置。这些冷凝水腔室13的水位和第二供水管24的出口水位的基准位置彼此相同,例如是冷凝水腔室13的底面。
另外,水头差h2被设定为能够在期望的期间内利用冷凝水腔室13内的气体压力而从冷凝水腔室13向回收箱11d压送冷凝水Wa。例如,在供给对象装置为EGR装置11的回收箱11d的情况下,水头差h2被设定为能够在EGR装置11的运转过程中向回收箱11d压送上述冷凝水Wa。在本实施方式2中,EGR装置11的运转条件、发动机负荷的基准值以及冷凝水腔室13内的气体压力与上述的实施方式1相同。因此,水头差h2被设定为能够利用发动机负荷是该基准值的情况下的扫气压力P来压送水的低位的供给源装置的水头与高位的供给对象装置的水头的高低差以下(例如,3m以下)。
第二供给阀25是使用于向供给对象装置压送冷凝水Wa的供水管成为开状态或者闭状态的供给阀的一例。在本实施方式2中,如图3所示,第二供给阀25设置于第二供水管24的中途部。第二供给阀25基于控制装置29的控制来进行开闭驱动,由此使第二供水管24成为开状态或者闭状态。
控制装置29是控制废气处理装置20的水供给的执行和停止的装置的一例。在本实施方式2中,控制装置29控制设置在将冷凝水腔室13和回收箱11d连通的第二供水管24的第二供给阀25的开闭驱动。具体而言,控制装置29除了代替第一供给阀15而控制第二供给阀25的开闭驱动以外,与上述的实施方式1的控制装置19相同。
例如,控制装置29判断冷凝水腔室13与回收箱11d的水头差压P(h2)和由压力检测部16检测出的气体压力(例如,扫气压力P)的大小关系。在检测出的气体压力比水头差压P(h2)大的情况下,控制装置29控制第二供给阀25成为开状态,并且在检测出的气体压力为水头差压P(h2)以下的情况下,控制装置29控制第二供给阀25成为闭状态。
在此,水头差h2与上述的实施方式1的水头差h1同样地进行增减。在本实施方式2中,与实施方式1同样,使用冷凝水Wa的液面Sa位于冷凝水腔室13的下限水位La的情况下的水头差(即,水头差的最大值)作为水头差h2的一例。水头差压P(h2)是相当于冷凝水腔室13与回收箱11d之间获得的水头差h2的规定范围中的最大值的压力。或者,也可以是,腔室水位检测部17构成为连续地或者每规定时间间歇性地检测冷凝水腔室13的水位,水头差压P(h2)是相当于由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位与第二供水管24的出口水位的水头差h2的压力。
另外,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位为冷凝水腔室13的下限水位La以上的情况下,控制装置29对于所有的供给阀(在本实施方式1中,为第二供给阀25)进行基于上述的水头差压P(h2)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位小于冷凝水腔室13的下限水位La的情况下,控制装置29控制所有的供给阀(第二供给阀25)成为闭状态。
另外,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位小于水处理用箱18a的上限水位Hb的情况下,控制装置29对于所有的供给阀(第二供给阀25)进行基于上述的水头差压P(h2)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位为水处理用箱18a的上限水位Hb以上的情况下,控制装置29控制所有的供给阀(第二供给阀25)成为闭状态。
另外,在发动机主体2的发动机负荷为上述的基准值以上的情况下,即EGR装置11在运转中的情况下,控制装置29对于所有的供给阀(第二供给阀25)进行基于上述的水头差压P(h2)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在发动机主体2的发动机负荷小于上述的基准值的情况下,即EGR装置11为运转停止中的情况下,控制装置29控制所有的供给阀(第二供给阀25)成为闭状态。
接着,对本发明的实施方式2的水供给方法进行说明。本实施方式2的水供给方法是应用于图3所示的船舶用柴油发动机1A的水供给方法。在该水供给方法中,本实施方式2的废气处理装置20通过适当进行与图2所例示的步骤S101~S108大致相同的各处理,利用冷凝水腔室13内的蓄压而进行向作为供给对象装置的一例的回收箱11d的冷凝水Wa的供给或者供给停止。详细而言,在本实施方式2的水供给方法中,步骤S101~S105与实施方式1相同,步骤S106~S108与实施方式1不同。以下,仅对本实施方式2中的步骤S106~108的各处理进行说明。
在本实施方式2中的步骤S106中,废气处理装置20判断积累于冷凝水腔室13的气体压力与水头差压P(h2)的大小关系。水头差压P(h2)是相当于冷凝水腔室13的水位与第二供水管24的出口水位的水头差h2(参照图3)的压力。详细而言,在该步骤S106中,控制装置29接收来自压力检测部16的电信号,并且比较由该接收到的电信号表示的检测压力(在本实施方式2中,为扫气压力P)和水头差压P(h2)。由此,控制装置29判断这些扫气压力P与水头差压P(h2)的大小关系。本实施方式2中的步骤S106的处理除了如上述那样与扫气压力P的比较对象是水头差压P(h2)以外,与实施方式1相同。
另外,在本实施方式2中的步骤S107中,废气处理装置20打开第二供给阀25向冷凝水Wa压送供给对象装置。详细而言,在该步骤S107中,控制装置29控制第二供给阀25成为开状态。第二供给阀25基于该控制装置29的控制来进行开驱动,由此开放第二供水管24。其结果是,废气处理装置20利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P),从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送供给冷凝水Wa。本实施方式2中的步骤S106的处理除了如上述那样控制对象为第二供水管24且供给对象装置为回收箱11d以外,与实施方式1相同。
另外,在本实施方式2中的步骤S108中,废气处理装置20关闭第二供给阀25。详细而言,在该步骤S108中,控制装置29控制第二供给阀25成为闭状态。第二供给阀25基于该控制装置29的控制进行闭驱动,由此封闭第二供水管24。其结果是,废气处理装置20停止从冷凝水腔室13向回收箱11d的冷凝水Wa的压送供给。本实施方式2中的步骤S108的处理处理如上述那样控制对象为第二供给阀25且供给对象装置为回收箱11d以外,与实施方式1相同。
此外,在本实施方式2中,废气处理装置20在执行了上述的步骤S107或者步骤S108后,与实施方式1同样地返回至步骤S101,并且重复该步骤S101后的处理。
如以上说明的那样,在本发明的实施方式2的废气处理装置20和水供给方式中,将EGR装置11的回收箱11d设为供给对象装置,并且将连通冷凝水腔室13和回收箱11d的第二供水管24配置为冷凝水腔室13与回收箱11d之间的水头差成为图3所示的水头差h2,并且利用积累于冷凝水腔室13的气体压力,从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送冷凝水Wa。另外,在第二供水管24设置第二供给阀,与实施方式1中的第一供给阀15的情况同样,通过控制装置29来控制该第二供给阀25的开闭状态。其他结构与实施方式1相同。
因此,在将冷凝水Wa的供给对象装置从洗涤器11a置换为回收箱11d,并且将冷凝水腔室13与洗涤器11a的水头差h1和水头差压P(h1)分别置换为冷凝水腔室13与回收箱11d的水头差h2和水头差压P(h2)的方式中,能够享受与上述的实施方式1相同的作用效果,并且代替实施方式1中的洗涤器11a的自身的清洗效果而能够高效地向回收箱11d压送供给冷凝水Wa,以弥补洗涤水的不足量。
(实施方式3)
接着,对本发明的实施方式3进行说明。在上述的实施方式1、2中,将冷凝水Wa的供给对象装置设为EGR装置11的洗涤器11a或者回收箱11d的任一方,但是在本实施方式3中,将冷凝水Wa的供给对象装置设为洗涤器11a和回收箱11d。
图4是表示应用了本发明的实施方式3的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。如图4所示,本实施方式3的船舶用柴油发动机1B代替上述的实施方式1的船舶用柴油发动机1的废气处理装置10而具备废气处理装置30。本实施方式3的废气处理装置30代替上述的实施方式1的废气处理装置10的第一供水管14而具备第二供水管24,在该第二供水管24的中途部具备第二供给阀25,代替控制装置19而具备控制装置39。在本实施方式3中,冷凝水Wa的供给对象装置是洗涤器11a和回收箱11d。其他结构与实施方式1相同,对于相同的结构部分标注相同的符号。
在本实施方式3中,如图4所示,根据多个供给对象装置,以相对于冷凝水腔室13的水头差彼此不同的方式设置有多个将冷凝水腔室13和冷凝水Wa的供给对象装置连通的供水管。具体而言,作为这些多个供水管的一例,第一供水管14和第二供水管24以与洗涤器11a和回收箱11d对应且相对于冷凝水腔室13的水头差h1、h2彼此不同的方式被设置。
第一供水管14除了在中途部连接有第二供水管24以外,与上述的实施方式1相同。如图4所示,第二供水管24配置为经由第一供水管14而将冷凝水腔室13和回收箱11d连通。详细而言,第二供水管24配置为入口端与第一供水管14的中途部连接且出口端与回收箱11d的供水口连接,并且冷凝水腔室13与回收箱11d之间的水头差与实施方式2同样是水头差h2。第二供水管24除了如图4所示的那样从第一供水管14的中途部分支以外,与上述的实施方式2相同。在本实施方式3中,利用积累于冷凝水腔室13的气体压力而从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器压送供给冷凝水Wa。另外,利用积累于冷凝水腔室13的气体压力,从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送供给冷凝水Wa。
另外,如图4所示,本实施方式3中的冷凝水腔室13与洗涤器11a的水头差h1与上述的实施方式1相同。本实施方式3中的冷凝水腔室13与回收箱11d的水头差h2与上述的实施方式2相同。尤其是,在供给对象装置为EGR装置11的洗涤器11a和回收箱11d的情况下,水头差h1、h2被设定为能够在EGR装置11的运转过程中向洗涤器11a和回收箱11d适当压送冷凝水Wa。即,这些水头差h1、h2与实施方式1、2同样地被设定为能够利用发动机负荷是上述基准值的情况下的扫气压力P来压送水的低位的供给源装置的水头与高位的供给对象装置的水头的高低差以下(例如,3m以下)。在本实施方式3中,由于洗涤器11d相比回收箱11d配置于高位,因此与洗涤器11a对应的水头差h1比与回收箱11d对应的水头差h2大。因此,这些水头差h1、h2和上述高低差的大小关系为上述高低差≥水头差h1>水头差h2。
另一方面,在本实施方式3中,如图4所示,供给阀设置于多个供水管的每一个。具体而言,作为这些多个供给阀的一例,在第一供水管14设置有第一供给阀15,在第二供水管24设置有第二供给阀25。第一供给阀15与上述的实施方式1相同,第二供给阀25与上述的实施方式2相同。在本实施方式3中,通过控制装置39来控制这些第一供给阀15和第二供给阀25的各开闭驱动。
控制装置39是控制废气处理装置30的水供给的执行和停止的装置的一例。在本实施方式3中,控制装置39控制上述的第一供给阀15和第二供给阀25的各开闭驱动。控制装置39除了驱动控制的对象为第一供给阀15和第二供给阀25以外,与上述的实施方式1的控制装置19相同。
例如,控制装置39判断冷凝水腔室13的水位与多个供水管(在本实施方式3中,为第一供水管14和第二供水管24)的各水头差压(在本实施方式3中,为水头差压P(h1)、P(h2))和由压力检测部16检测出的气体压力(例如,扫气压力P)的大小关系。控制装置39基于这些水头差压P(h1)、P(h2)和检测出的气体压力的大小关系来选择性地控制第一供给阀15和第二供给阀25的开闭状态。
此外,在本实施方式3中,相当于冷凝水腔室13的水位与第一供水管14的出口水位的水头差h1的水头差压P(h1)与上述的实施方式1相同。另外,相当于冷凝水腔室13的水位与第二供水管24的出口水位的水头差h2的水头差压P(h2)与上述的实施方式2相同。
另外,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位为冷凝水腔室13的下限水位La以上的情况下,控制装置39对于所有的供给阀(在本实施方式3中,为第一供给阀15和第二供给阀25)进行基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位小于冷凝水腔室13的下限水位La的情况下,控制装置39控制所有的供给阀(第一供给阀15和第二供给阀25)成为闭状态。
另外,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位为水处理用箱18a的下限水位Lb以上且小于上限水位Hb的情况下,控制装置39对于所有的供给阀(第一供给阀15和第二供给阀25)进行基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位为水处理用箱18a的上限水位Hb以上的情况下,控制装置39控制所有的供给阀(第一供给阀15和第二供给阀25)成为闭状态。
另外,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位小于水处理用箱18a的下限水位Lb的情况下,控制装置39控制多个供给阀中的满足上述检测出的气体压力比水头差压大的条件的至少一个供给阀(在本实施方式3中,为第一供给阀15和第二供给阀25中的至少一个)成为开状态。
另外,在发动机主体2的发动机负荷为上述的基准值以上的情况下,即EGR装置11在运转中的情况下,控制装置39对于所有的供给阀(第一供给阀15和第二供给阀25)进行基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在发动机主体2的发动机负荷小于上述的基准值的情况下,即EGR装置11为运转停止中的情况下,控制装置39控制所有的供给阀(第一供给阀15和第二供给阀25)成为闭状态。
接着,对本发明的实施方式3的水供给方法进行说明。图5是表示本发明的实施方式3的水供给方法的一例的流程图。本实施方式3的水供给方法是应用于图4所示的船舶用柴油发动机1B的水供给方法。在该水供给方法中,本实施方式3的废气处理装置30通过适当进行图5所例示的步骤S301~S314的各处理,利用冷凝水腔室13内的蓄压而进行向作为多个供给对象装置的一例的洗涤器11a和回收箱11d的冷凝水Wa的供给或者供给停止。
详细而言,在本实施方式3的水供给方法中,如图5所示,废气处理装置30在发动机主体2的扫气压力下收集冷凝水(步骤S301),接着与扫气压力P一同贮存冷凝水(步骤S302),随后判断EGR装置11是否为运转中(步骤S303)。这些步骤S301~S303与上述的实施方式1中的步骤S101~S103同样地进行。
在上述的步骤S303中判断为EGR装置11为运转中的情况下(步骤S303,是),废气处理装置30判断冷凝水腔室13的水位是否为冷凝水腔室13的下限水位La以上(步骤S304)。该步骤S304与上述的实施方式1中的步骤S104同样地进行。
在上述步骤S304中判断为冷凝水腔室13的水位为下限水位La以上的情况下(步骤S304,是),废气处理装置30判断水处理用箱18a的水位(步骤S305)。
在该步骤S305中,废气处理装置30通过箱水位检测部18b来检测水处理用箱18a的水位。在此,水处理用箱18a的水位是水处理用箱18a内的洗涤水Wc的液面Sb的高度方向位置,例如是上限水位Hb以上、下限水位Lb以上且小于上限水位Hb、小于下限水位Lb的任意一个。箱水位检测部18b向控制装置39发送表示水处理用箱18a的水位的检测结果的电信号。控制装置39接收来自箱水位检测部18b的电信号,并且基于由该接收到的电信号表示的水处理用箱18a的水位的检测结果来判断水处理用箱18a的水位。
具体而言,在从箱水位检测部18b接收到表示水处理用箱18a的水位为上限水位Hb以上的检测结果的电信号的情况下,控制装置39判断为水处理用箱18a的水位为上限水位Hb以上。另外,在从箱水位检测部18b接收到表示水处理用箱18a的水位为下限水位Lb以上且小于上限水位Hb的检测结果的电信号的情况下,控制装置39判断为水处理用箱18a的水位为下限水位Lb以上且小于上限水位Hb。另外,在从箱水位检测部18b接收到表示水处理用箱18a的水位小于下限水位Lb的检测结果的电信号的情况下,控制装置39判断为水处理用箱18a的水位小于下限水位Lb。
在本实施方式3中,在水处理用箱18a的水位小于上限水位Hb的情况下,废气处理装置30基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)和由压力检测部16检测出的气体压力的大小关系来选择性地控制第一供给阀15和第二供给阀25的开闭状态。
详细而言,在上述的步骤S305中判断为水处理用箱18a的水位小于下限水位Lb的情况下(步骤S305,Sb<Lb),废气处理装置30控制多个供给阀中的满足由压力检测部16检测出的气体压力比水头差压大的条件(以下,称为压力条件)的至少一个供给阀成为开状态。更详细而言,控制装置39与上述的实施方式1中的步骤S106同样地判断积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)与水头差压P(h1)的大小关系(步骤S306)。在该步骤S306中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h1)大的情况下(步骤S306,是),第一供给阀15和第二供给阀25双方都满足上述的压力条件。在该情况下,废气处理装置30打开第一供给阀15和第二供给阀25而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S307)。
在该步骤S307中,控制装置39控制第一供给阀15和第二供给阀25成为开状态。第一供给阀15基于控制装置39的控制而进行开驱动,由此开放第一供水管14。其结果是,废气处理装置30利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a压送供给冷凝水Wa。与此并行,第二供给阀25基于控制装置39的控制而进行开驱动,由此开放第二供水管24。其结果是,废气处理装置30利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送供给冷凝水Wa。
另一方面,在上述的步骤S305中判断为水处理用箱18a的水位为下限水位Lb以上且小于上限水位Hb的情况下(步骤S305,Lb≤Sb<Hb),废气处理装置30对于所有的供给阀进行基于上述水头差压与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。
详细而言,控制装置39与上述的实施方式1中的步骤S106同样地判断积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)与水头差压P(h1)的大小关系(步骤S308)。在该步骤S308中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h1)大的情况下(步骤S308,是),废气处理装置30打开第一供给阀15而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S309)。其结果是,从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a压送供给冷凝水Wa。
另一方面,在上述的步骤S308中,在检测出的扫气压力P为水头差压P(h1)以下的情况下(步骤S308,否),废气处理装置30关闭第一供给阀15(步骤S310)。该步骤S310与上述的实施方式1中的步骤S108同样地进行。
在执行了步骤S310后,废气处理装置30判断积累于冷凝水腔室13的气体压力与水头差压P(h2)的大小关系(步骤S311)。水头差压P(h2)是相当于冷凝水腔室13的水位与第二供水管24的出口水位的水头差h2(参照图4)的压力。在该步骤S311中,控制装置39比较在上述的步骤S306或者步骤S308由压力检测部16检测出的气体压力和水头差压P(h2)。由此,控制装置39判断这些气体压力(在本实施方式3中,为扫气压力P)与水头差压P(h2)的大小关系。
在上述的步骤S311中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h2)大的情况下(步骤S311,是),废气处理装置30打开第二供给阀25而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S312)。在该步骤S312中,控制装置39控制第二供给阀25成为开状态。第二供给阀25基于该控制装置39的控制而进行开驱动,由此开放第二供水管24。其结果是,废气处理装置30利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送供给冷凝水Wa。
一方面,在上述的步骤S311中,在检测出的扫气压力P为水头差压P(h2)以下的情况下(步骤S311,否),废气处理装置30关闭第二供给阀25(步骤S313)。在该步骤S313中,控制装置39控制第二供给阀25成为闭状态。第二供给阀25基于该控制装置39的控制而进行闭驱动,由此封闭第二供水管24。其结果是,废气处理装置30停止从冷凝水腔室13向回收箱11d的冷凝水Wa的压送供给。
@另一方面,在上述的步骤S305中判断为水处理用箱18a的水位为上限水位Hb以上的情况下(步骤S305,Sb≥Hb),废气处理装置30关闭所有的供给阀(步骤S314)。在该步骤S314中,控制装置39控制第一供给阀15和第二供给阀25成为闭状态。第一供给阀15基于控制装置39的控制进行闭驱动,由此封闭第一供水管14。与此并行,第二供给阀25基于控制装置39的控制进行闭驱动,由此封闭第二供水管24。其结果是,废气处理装置30停止从冷凝水腔室13向洗涤器11a和回收箱11d的冷凝水Wa的压送供给。
在执行了上述的步骤S307、步骤S309、步骤S312、步骤S313或者步骤S314后,废气处理装置30返回至上述的步骤S301,并重复该步骤S301之后的处理。另外,在上述的步骤S303中判断为EGR装置11不在运转中的情况下(步骤S303,否),废气处理装置30进入上述的步骤S314,并重复该步骤S314之后的处理。另外,在上述的步骤S304中判断为冷凝水腔室13的水位不是下限水位La以上的情况下(步骤S304,否),废气处理装置30进入上述的步骤S314,并重复该步骤S314之后的处理。另外,在上述的步骤S306中检测出的气体压力(=扫气压力P)为水头差压P(h1)以下的情况下(步骤S306,否),废气处理装置30进入上述的步骤S310,并重复该步骤S310之后的处理。
如以上说明的那样,在本发明的实施方式3的废气处理装置30和水供给方法中,将EGR装置11的洗涤器11a和回收箱11d作为多个供给对象装置,经由第一供水管14将冷凝水腔室13和洗涤器11a连通且经由第二供水管24将冷凝水腔室13和回收箱11d连通,利用积累于冷凝水腔室13的气体压力而从冷凝水腔室13向洗涤器11a和回收箱11d适当压送冷凝水Wa,其他结构与实施方式1、2相同。因此,能够享受与上述实施方式1相同的作用效果和与上述实施方式2相同的作用效果,并且即使有多个冷凝水Wa的供给对象装置,也能够不使向这些多个供给对象装置的水供给功能降低就对该水供给功能所需的腔室、配管等的设备的设置空间进行空间节省化。
(实施方式4)
接着,对本发明的实施方式4进行说明。在上述的实施方式3中,虽然将冷凝水Wa的供给对象装置设为EGR装置11的洗涤器11a和回收箱11d,但是在本实施方式4中,作为冷凝水Wa的供给对象装置,还追加了EGR装置11以外的装置(具体而言,为水处理装置的水处理用箱)。
图6是表示应用了本发明的实施方式4的废气处理装置的船舶用柴油发动机的一结构例的示意图。如图6所示,本实施方式4的船舶用柴油发动机1C代替上述的实施方式3的船舶用柴油发动机1B的废气处理装置30而具备废气处理装置40。本实施方式4的废气处理装置40除了具备上述的实施方式3的废气处理装置30的第一供水管14和第二供水管24以外,还进一步具备第三供水管44,在该第三供水管44的中途部具备第三供给阀45,代替控制装置39而具备控制装置49。在本实施方式4中,冷凝水Wa的供给对象装置是洗涤器11a和回收箱11d、水处理装置18的水处理用箱18a。其他结构与实施方式31相同,对于相同的结构部分标注相同的符号。
在本实施方式4中,如图6所示,根据多个供给对象装置,以相对于冷凝水腔室13的水头差彼此不同的方式设置有多个将冷凝水腔室13和冷凝水Wa的供给对象装置连通的供水管。具体而言,作为这些多个供水管的一例,第一供水管14、第二供水管24以及第三供水管44以与洗涤器11a、回收箱11d以及水处理用箱18a对应且相对于冷凝水腔室13的水头差h1、h2、h3彼此不同的方式被设置。
第一供水管14除了在中途部连接有第二供水管24和第三供水管44以外,与上述的实施方式3相同。第二供水管24与上述的实施方式3相同。另外,与第一供水管14对应的水头差h1和与第二供水管24对应的水头差h2与上述的实施方式3相同。
第三供水管44是用于向供给对象设备供给贮存在冷凝水腔室13的冷凝水Wa的供水管的一例。如图6所示,第三供水管44配置为将冷凝水腔室13和作为供给对象设备的一例的水处理用箱18a连通。详细而言,第三供水管44配置为入口端与第一供水管14的中途部连接且出口端与水处理用箱18a的供水口连接,并且在冷凝水腔室13与水处理用箱18a之间的水头差成为图6所示的水头差h3。在本实施方式4中,如图6所示,水处理用箱18a的连接有第三供水管44的出口端的供水口形成于水处理用箱18a的上端附近的侧壁部。利用积累于冷凝水腔室13的气体压力,从冷凝水腔室13通过第三供水管44向水处理用箱18a压送冷凝水Wa。由此,向水处理用箱18a供给冷凝水Wa。
在本实施方式4中,如图6所示,冷凝水腔室13与水处理用箱18a的水头差h3是冷凝水腔室13的水位与第三供水管44的出口水位的高低差。例如,冷凝水腔室13的水位是贮存在冷凝水腔室13的冷凝水Wa的液面Sa的高度方向位置。第三供水管44的出口水位是第三供水管44的出口部分(水处理用箱18a的供水口)中的内壁上端的高度方向位置。这些冷凝水腔室13的水位和第三供水管44的出口水位的基准位置彼此相同,例如是冷凝水腔室13的底面。
另外,水头差h3被设定为能够在期望的期间内利用冷凝水腔室13内的气体压力而从冷凝水腔室13向水处理用箱18a压送冷凝水Wa。例如,在供给对象装置包括对EGR装置11的洗涤水进行净化处理的水处理装置18的水处理用箱18a的情况下,水头差h3被设定为能够在EGR装置11的运转过程中向水处理用箱18a压送上述冷凝水Wa。在本实施方式4中,EGR装置11的运转条件、发动机负荷的基准值以及冷凝水腔室13内的气体压力与上述的实施方式3相同。因此,该水头差h3和上述的水头差h1、h2被设定为能够利用发动机负荷是该基准值的情况下的扫气压力P来压送水的低位的供给源装置的水头与高位的供给对象装置的水头的高低差以下(例如,3m以下)。在本实施方式4中,例如三个水头差h1、h2、h3中的与洗涤器11a对应的水头差h1比其他水头差h2、h3大。另外,与回收箱11d对应的水头差h2比与水处理用箱18a对应的水头差h3大。在该情况下,这些水头差h1、h2、h3以及上述高低差的大小关系是上述高低差≥水头差h1>水头差h2>水头差h3。此外,在本发明中,水头差h1、h2、h3的大小关系并不限定于上述的大小关系。
另一方面,在本实施方式4中,如图6所示,供给阀设置于多个供水管的每一个。具体而言,作为这些多个供给阀的一例,在第一供水管14设置有第一供给阀15,在第二供水管24设置有第二供给阀25,在第三供水管44设置有第三供给阀45。第一供给阀15和第二供给阀25与上述的实施方式3相同。第三供给阀45是使用于向供给对象装置压送冷凝水Wa的供水管成为开状态或者闭状态的供给阀的一例。在本实施方式4中,如图6所示,第三供给阀45设置于第三供水管44的中途部。第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45分别基于控制装置49的控制而进行开闭驱动。由此,第一供给阀15使第一供水管14成为开状态或者闭状态,第二供给阀25使第二供水管24成为开状态或者闭状态,第三供给阀45使第三供水管44成为开状态或者闭状态。
控制装置49是控制废气处理装置40的水供给的执行和停止的装置的一例。在本实施方式4中,控制装置49控制上述的第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45的各开闭驱动。控制装置49除了驱动控制的对象为第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45以外,与上述的实施方式3的控制装置39相同。
例如,控制装置49判断冷凝水腔室13的水位与多个供水管(在本实施方式4中,为第一供水管14、第二供水管24以及第三供水管44)的各水头差压(在本实施方式4中,为水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3))和由压力检测部16检测出的气体压力(例如,扫气压力P)的大小关系。控制装置49基于这些水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3)和检测出的气体压力的大小关系来选择性地控制第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45的开闭状态。
在此,水头差h3与上述的实施方式3的水头差h1、h2同样地进行增减。在本实施方式4中,与实施方式3同样,使用冷凝水Wa的液面Sa位于冷凝水腔室13的下限水位La的情况下的水头差(即,水头差的最大值)作为水头差h3的一例。水头差压P(h3)是相当于冷凝水腔室13与水处理用箱18a之间获得的水头差h3的规定范围中的最大值的压力。或者,也可以是,腔室水位检测部17构成为连续地或者每规定时间间歇性地检测冷凝水腔室13的水位,水头差压P(h3)是相当于由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位与第三供水管44的出口水位的水头差h2的压力。
此外,在本实施方式4中,相当于冷凝水腔室13的水位与第一供水管14的出口水位的水头差h1的水头差压P(h1)与上述的实施方式1、3相同。另外,相当于冷凝水腔室13的水位与第二供水管24的出口水位的水头差h2的水头差压P(h2)与上述的实施方式2、3相同。
另外,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位为冷凝水腔室13的下限水位La以上的情况下,控制装置49对于所有的供给阀(在本实施方式4中,为第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45)进行基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由腔室水位检测部17检测出的冷凝水腔室13的水位小于冷凝水腔室13的下限水位La的情况下,控制装置49控制所有的供给阀(第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45)成为闭状态。
另外,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位为水处理用箱18a的下限水位Lb以上且小于上限水位Hb的情况下,控制装置39对于所有的供给阀(第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45)进行基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位为水处理用箱18a的上限水位Hb以上的情况下,控制装置49控制所有的供给阀(第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45)成为闭状态。
另外,在由箱水位检测部18b检测出的水处理用箱18a的水位小于水处理用箱18a的下限水位Lb的情况下,控制装置49控制多个供给阀中的满足上述检测出的气体压力比水头差压大的条件的至少一个供给阀(在本实施方式3中,为第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45中的至少一个)成为开状态。
另外,在发动机主体2的发动机负荷为上述的基准值以上的情况下,即EGR装置11在运转中的情况下,控制装置49对于所有的供给阀(第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45)进行基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3)与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。另一方面,在发动机主体2的发动机负荷小于上述的基准值的情况下,即EGR装置11为运转停止中的情况下,控制装置49控制所有的供给阀(第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45)成为闭状态。
接着,对本发明的实施方式4的水供给方法进行说明。图7是表示本发明的实施方式4的水供给方法的一例的流程图。本实施方式4的水供给方法是应用于图6所示的船舶用柴油发动机1C的水供给方法。在该水供给方法中,本实施方式4的废气处理装置40通过适当进行图7所例示的步骤S401~S417的各处理,利用冷凝水腔室13内的蓄压而进行向作为多个供给对象装置的一例的洗涤器11a、回收箱11d以及水处理用箱18a的冷凝水Wa的供给或者供给停止。
详细而言,在本实施方式4的水供给方法中,如图7所示,废气处理装置40在发动机主体2的扫气压力下收集冷凝水(步骤S401),接着与扫气压力P一同贮存冷凝水(步骤S402),随后判断EGR装置11是否为运转中(步骤S403)。这些步骤S401~S403与上述的实施方式3中的步骤S301~S303同样地进行。
在上述的步骤S403中判断为EGR装置11为运转中的情况下(步骤S403,是),废气处理装置40判断冷凝水腔室13的水位是否为冷凝水腔室13的下限水位La以上(步骤S404)。该步骤S404与上述的实施方式3中的步骤S304同样地进行。
在上述步骤S404中判断为冷凝水腔室13的水位为下限水位La以上的情况下(步骤S404,是),废气处理装置40判断水处理用箱18a的水位(步骤S405)。该步骤S405与上述的实施方式3中的步骤S305同样地进行。
在本实施方式4中,在水处理用箱18a的水位小于上限水位Hb的情况下,废气处理装置40基于上述的水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3)与由压力检测部16检测出的气体压力的大小关系来选择性地控制第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45。
详细而言,在上述的步骤S405中判断为水处理用箱18a的水位小于下限水位Lb的情况下(步骤S405,Sb<Lb),废气处理装置40控制多个供给阀中的满足由压力检测部16检测出的气体压力比水头差压大的压力条件的至少一个供给阀成为开状态。更详细而言,控制装置49与上述的实施方式3中的步骤S306同样地判断积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)与水头差压P(h1)的大小关系(步骤S406)。在该步骤S406中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h1)大的情况下(步骤S406,是),第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45都满足上述的压力条件。在该情况下,废气处理装置40打开第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45的至少一个,例如打开第一供给阀15和第二供给阀25而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S407)。
在该步骤S407中,控制装置49控制第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45中的第一供给阀15和第二供给阀25成为开状态。第一供给阀15基于控制装置49的控制而进行开驱动,由此开放第一供水管14。其结果是,废气处理装置40利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a压送供给冷凝水Wa。与此并行,第二供给阀25基于控制装置49的控制而进行开驱动,由此开放第二供水管24。其结果是,废气处理装置40利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送供给冷凝水Wa。
另一方面,在上述的步骤S406中,在检测出的扫气压力P为水头差压P(h1)以下的情况下(步骤S406,否),废气处理装置40关闭第一供给阀15(步骤S408)。该步骤S408与上述的实施方式3中的步骤S310同样地进行。其结果是,从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a的冷凝水Wa的压送供给被停止。
在执行了步骤S408后,废气处理装置40判断积累于冷凝水腔室13的气体压力与水头差压P(h2)的大小关系(步骤S409)。该步骤S409与上述的实施方式3中的步骤S311同样地进行。
在上述的步骤S409中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h2)大的情况下(步骤S409,是),该扫气压力P与水头差压P(h1)、P(h2)的大小关系是水头差压P(h1)≥扫气压力P>水头差压P(h2)。即,第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45中的第二供给阀25和第三供给阀45满足上述的压力条件。在该情况下,废气处理装置40打开第二供给阀25和第三供给阀45而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S410)。
在该步骤S410中,控制装置49控制第二供给阀24和第三供给阀45成为开状态。第二供给阀25基于控制装置49的控制而进行开驱动,由此开放第二供水管24。其结果是,废气处理装置40利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送供给冷凝水Wa。与此并行,第三供给阀45基于控制装置49的控制而进行开驱动,由此开放第三供水管44。其结果是,废气处理装置40利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第三供水管44向水处理用箱18a压送供给冷凝水Wa。
另一方面,在上述的步骤S405中判断为水处理用箱18a的水位为下限水位Lb以上且小于上限水位Hb的情况下(步骤S405,Lb≤Sb<Hb),废气处理装置40对于所有的供给阀进行基于上述水头差压与检测出的气体压力的大小关系的开闭状态的控制。
详细而言,控制装置49与上述的实施方式3的步骤S308同样地判断积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)与水头差压P(h1)的大小关系(步骤S411)。在该步骤S411中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h1)大的情况下(步骤S411,是),废气处理装置40打开第一供给阀15而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S412)。该步骤S412与上述的实施方式3中的步骤S309同样地进行。其结果是,从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a压送供给冷凝水Wa。
另一方面,在上述的步骤S411中,检测出的扫气压力P为水头差压P(h1)以下的情况下(步骤S411,否),废气处理装置40关闭第一供给阀15(步骤S413)。该步骤S413与上述的实施方式3中的步骤S310同样地进行。其结果是,从冷凝水腔室13通过第一供水管14向洗涤器11a的冷凝水Wa的压送供给被停止。
在执行了步骤S413后,废气处理装置40判断积累于冷凝水腔室13的气体压力与水头差压P(h2)的大小关系(步骤S414)。该步骤S414与上述的实施方式3中的步骤S311同样地进行。
在上述的步骤S414中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h2)大的情况下(步骤S414,是),废气处理装置40打开第二供给阀25而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S415)。该步骤S415与上述的实施方式3中的步骤S312同样地进行。其结果是,从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d压送供给冷凝水Wa。
另一方面,在上述的步骤S414中,在检测出的扫气压力P为水头差压P(h2)以下的情况下(步骤S414,否),废气处理装置40关闭第二供给阀25(步骤S416)。该步骤S416与上述的实施方式3中的步骤S313同样地进行。其结果是,从冷凝水腔室13通过第二供水管24向回收箱11d的冷凝水Wa的压送供给被停止。
在执行了步骤S416后,废气处理装置40判断积累于冷凝水腔室13的气体压力与水头差压P(h3)的大小关系(步骤S417)。水头差压P(h3)是相当于冷凝水腔室13的水位与第三供水管44的出口水位的水头差h3(参照图6)的压力。在该步骤S417中,控制装置49比较在上述的步骤S406或者步骤S411由压力检测部16检测出的气体压力和水头差压P(h3)。由此,控制装置49判断这些气体压力(在本实施方式4中,为扫气压力P)与水头差压P(h3)的大小关系。
在上述的步骤S417中,在检测出的扫气压力P比水头差压P(h3)大的情况下(步骤S417,是),废气处理装置40打开第三供给阀45而向供给对象装置压送冷凝水Wa(步骤S418)。在该步骤S418中,控制装置49控制第三供给阀45成为开状态。第三供给阀45基于该控制装置49的控制而进行开驱动,由此开放第三供水管44。其结果是,废气处理装置40利用积累于冷凝水腔室13的气体压力(=扫气压力P)而从冷凝水腔室13通过第三供水管44向水处理用箱18a压送供给冷凝水Wa。
一方面,在上述的步骤S417中,在检测出的扫气压力P为水头差压P(h3)以下的情况下(步骤S417,否),废气处理装置40关闭第三供给阀45(步骤S419)。在该步骤S419中,控制装置49控制第三供给阀45成为闭状态。第三供给阀45基于该控制装置49的控制而进行闭驱动,由此封闭第三供水管44。其结果是,废气处理装置40停止从冷凝水腔室13向水处理用箱18a的冷凝水Wa的压送供给。
另一方面,在上述的步骤S405中判断为水处理用箱18a的水位为上限水位Hb以上的情况下(步骤S405,Sb≥Hb),废气处理装置40关闭所有的供给阀(步骤S420)。在该步骤S420中,控制装置49控制第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45成为闭状态。第一供给阀15基于控制装置49的控制进行闭驱动,由此封闭第一供水管14。与此并行,第二供给阀25基于控制装置49的控制进行闭驱动,由此封闭第二供水管24。第三供给阀45基于控制装置49的控制进行闭驱动,由此封闭第三供水管44。其结果是,废气处理装置40停止从冷凝水腔室13向洗涤器11a、回收箱11d以及水处理用箱18a的冷凝水Wa的压送供给。
在执行了上述的步骤S407、步骤S410、步骤S412、步骤S415、步骤S418、步骤S419或者步骤S420后,废气处理装置40返回至上述的步骤S401,并重复该步骤S401之后的处理。另外,在上述的步骤S403中判断为EGR装置11不在运转中的情况下(步骤S403,否),废气处理装置40进入上述的步骤S420,并重复该步骤S420之后的处理。另外,在上述的步骤S404中判断为冷凝水腔室13的水位不是下限水位La以上的情况下(步骤S404,否),废气处理装置40进入上述的步骤S420,并重复该步骤S420之后的处理。另外,在上述的步骤S409中检测出的气体压力(=扫气压力P)为水头差压P(h2)以下的情况下(步骤S409,否),废气处理装置40进入上述的步骤S416,并重复该步骤S416之后的处理。
如以上说明的那样,在本发明的实施方式4的废气处理装置40和水供给方法中,将EGR装置11的洗涤器11a和回收箱11d、水处理装置18的水处理用箱18a作为多个供给对象装置,经由第一供水管14将冷凝水腔室13和洗涤器11a连通,经由第二供水管24将冷凝水腔室13和回收箱11d连通,进一步经由第三供水管44将冷凝水腔室13和水处理用箱18a连通,利用积累于冷凝水腔室13的气体压力而从冷凝水腔室13向洗涤器11a、回收箱11d以及水处理用箱18a适当压送冷凝水Wa,其他结构与实施方式3相同。因此,能够享受与上述实施方式3相同的作用效果,并且即使冷凝水Wa的供给对象装置比实施方式3多,也能够不使向多个供给对象装置的水供给功能降低就对该水供给功能所需的腔室、配管等的设备的设置空间进行空间节省化。
此外,在上述的实施方式1、2中,将EGR装置11的洗涤器11a或者回收箱11d作为冷凝水Wa的供给对象,在上述的实施方式3中,将洗涤器11a和回收箱11d作为冷凝水Wa的供给对象,并且在上述的实施方式4中,将洗涤器11a、回收箱11d以及水处理装置18的水处理用箱18a作为冷凝水Wa的供给对象,但是本发明并不限定于此。例如,本发明的冷凝水Wa的供给对象装置也可以是从洗涤器11a、回收箱11d以及水处理用箱18a中选择的至少一个,也可以是至少包括EGR装置(洗涤器11a、除雾器11b、回收箱11d)的结构,也可以是除了EGR装置11和水处理装置18以外的船内设备,也可以是这些的组合。另外,本发明的冷凝水Wa的供给对象装置的数量也可以是一个,也可以是多个。另外,在本发明的冷凝水Wa的供给对象装置是除了EGR装置11和水处理装置18以外的船内设备的情况下,第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45的开闭驱动也可以不根据EGR装置11是否为运转中,即不根据发动机主体2的发动机负荷,而基于上述的气体压力等检测结果进行控制。
另外,在上述的实施方式4中,在水处理用箱18a的水位小于下限水位Lb且施加于冷凝水Wa的气体压力(例如,扫气压力P)比水头差压P(h1)大的情况下,打开第一供给阀15和第二供给阀25而向洗涤器11a和回收箱11d压送供给冷凝水Wa,但是本发明并不限定于此。例如,也可以打开第一供给阀15、第二供给阀25以及第三供给阀45中的满足施加于冷凝水Wa的气体压力比水头差压大的条件的所有供给阀,也可以打开从所有的供给阀中选择的至少一个供给阀。在该情况下,也可以比较水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3)中的最大的水头差压P(h1)和上述气体压力的检测值,也可以依次比较水头差压P(h1)、P(h2)、P(h3)和上述气体压力的检测值。
另外,在上述的实施方式1~4中,检测施加于冷凝水Wa的气体压力(利用于向供给对象装置压送冷凝水Wa的气体压力)的压力检测部16配置于发动机主体2的扫气总管2b,但是本发明并不限定于此。在本发明中,压力检测部16的配置部位是能够检测上述气体压力的部位即可,例如也可以是冷却器4,也可以是气液分离装置5,也可以是冷凝水腔室13,也可以是收集管12,也可以是供气管113、114。
另外,上述气体压力也可以是能够由压力检测部16检测到的发动机主体2的扫气压力,也可以是基于发动机主体2的发动机负荷与压力的关系(以下,称为第一关系)算出的扫气压力或者冷凝水腔室13的内部压力。例如,作为上述第一关系,可以列举发动机主体2的发动机负荷与扫气压力的相关关系或者发动机主体2的发动机负荷与冷凝水腔室13的内部压力的相关关系。或者,上述气体压力也可以是基于发动机主体2的发动机负荷与压力的关系(以下,称为第二关系)而对扫气压力进行校正后的压力。例如,作为上述第二关系,可以列举发动机主体2的发动机负荷与压力校正值的相关关系。该压力校正值是相当于发动机主体2的扫气压力与冷凝水腔室13的内部压力的误差差异的压力。能够通过基于根据发动机负荷导出的压力校正值来校正发动机主体2的扫气压力(例如,由压力检测部16检测出的扫气压力)而算出上述校正后的压力。
另外,在上述的实施方式1~4中,例示了具备了与除雾器11b分体的回收箱11d的EGR装置11,但是本发明并不限定于此。例如,除雾器11b也可以是与回收箱11d一体化的构造,也可以从再循环气体分离回收并贮存用于废气的清洗的洗涤水Wb。
另外,在上述的实施方式3、4中,使第二供水管24从第一供水管14分支,或者使第二供水管24和第三供水管44从第一供水管14分支,但是本发明并不限定于此。例如,也可以是,第一供水管14、第二供水管24以及第三供水管44的各入口端分别独立地与冷凝水腔室13连接。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式1~4。适当组合上述的各结构要素而构成的结构也包含在本发明内。此外,本领域技术人员基于上述的实施方式1~4而作成的其他实施方式、实施例以及运用技术等均包含在本发明的范畴内。
产业上的利用可能性
如上所述,本发明的废气处理装置和水供给方法对于应用于船舶用柴油发动机的废气处理装置和水供给方法是有用的,尤其是,适用于不使水供给功能降低就对水供给功能所需的设备的设置空间进行空间节省化的废气处理装置和水供给方法。
符号说明
1、1A、1B、1C 船舶用柴油发动机
2 发动机主体
2a 气缸
2b 扫气总管
2c 排气歧管
3 增压器
3a 压缩机
3b 涡轮
3c 旋转轴
4 冷却器
5 气液分離装置
6 排水管
7 出口节流孔
10、20、30、40 废气处理装置
11 EGR装置
11a 洗涤器
11b 除霜器
11c EGR鼓风机
11d 回收箱
11e 回收管
11f 泵
12 收集管
12a 第一收集管
12b 第二收集管
13 冷凝水腔室
14 第一供水管
15 第一供给阀
16 压力检测部
17 腔室水位检测部
18 水处理装置
18a 水处理用箱
18b 箱水位检测部
19、29、39、49 控制装置
24 第二供水管
25 第二供给阀
44 第三供水管
45 第三供给阀
101、102 排气管
111 供气部
112、113、114 供气管
121、122 EGR管
131、132 循环管
Sa、Sb 液面
Wa 冷凝水
Wb、Wc 洗涤水

Claims (14)

1.一种废气处理装置,应用于船舶用柴油发动机,该船舶用柴油发动机具备:增压器,该增压器加压压缩燃烧用气体;冷却器,该冷却器冷却加压压缩后的所述燃烧用气体;以及发动机主体,该发动机主体使用冷却后的所述燃烧用气体来进行气缸内的扫气和由燃料燃烧引起的活塞的往复运动,该废气处理装置的特征在于,具备:
EGR装置,该EGR装置使用洗涤水来清洗从所述发动机主体排出的废气,并且使清洗后的所述废气作为所述燃烧用气体的一部分进行再循环;
收集管,该收集管收集从被所述冷却器冷却后的所述燃烧用气体产生的冷凝水和冷却后的所述燃烧用气体的气体压力;
冷凝水腔室,该冷凝水腔室通过所述收集管贮存所述冷凝水,并且积累所述气体压力;以及
供水管,该供水管将所述冷凝水腔室和所述冷凝水的供给对象装置连通,
利用积累于所述冷凝水腔室的所述气体压力,从所述冷凝水腔室通过所述供水管向所述供给对象装置压送所述冷凝水。
2.根据权利要求1所述的废气处理装置,其特征在于,具备:
供给阀,该供给阀设置于所述供水管;
压力检测部,该压力检测部检测所述气体压力;以及
控制装置,该控制装置判断水头差压与由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系,该水头差压是相当于所述冷凝水腔室的水位与所述供水管的出口水位的水头差的压力,并且在检测出的所述气体压力比所述水头差压大的情况下,所述控制装置控制所述供给阀成为开状态,在检测出的所述气体压力为所述水头差压以下的情况下,所述控制装置控制所述供给阀成为闭状态。
3.根据权利要求2所述的废气处理装置,其特征在于,
所述供水管以与多个所述供给对象装置对应且相对于所述冷凝水腔室的所述水头差彼此不同的方式设置有多个,
所述供给阀设置于多个所述供水管的每一个,
所述控制装置基于所述冷凝水腔室的水位与多个所述供水管的各所述水头差压和由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系来选择性地控制多个所述供给阀的开闭状态。
4.根据权利要求2或3所述的废气处理装置,其特征在于,
具备腔室水位检测部,该腔室水位检测部检测所述冷凝水腔室的水位是否为所述冷凝水腔室的下限水位以上,
在检测出的所述冷凝水腔室的水位为所述冷凝水腔室的下限水位以上的情况下,所述控制装置对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述冷凝水腔室的水位小于所述冷凝水腔室的下限水位的情况下,所述控制装置控制所有的所述供给阀成为闭状态。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的废气处理装置,其特征在于,具备:
水处理装置,该水处理装置具有水处理用箱,该水处理用箱用于回收并净化处理被使用于所述废气的清洗的所述洗涤水,并且该水处理装置对贮存在所述水处理用箱的所述洗涤水进行净化处理并向所述EGR装置供给该洗涤水;以及
箱水位检测部,该箱水位检测部检测所述水处理用箱的水位,
在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的上限水位的情况下,所述控制装置对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述水处理用箱的水位为所述水处理用箱的上限水位以上的情况下,所述控制装置控制所有的所述供给阀成为闭状态。
6.根据引用权利要求3的权利要求5所述的废气处理装置,其特征在于,
在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的下限水位的情况下,所述控制装置控制多个所述供给阀中的满足所述气体压力比所述水头差压大的条件的至少一个所述供给阀成为开状态。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的废气处理装置,其特征在于,
所述气体压力是所述发动机主体的扫气压力、基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系算出的扫气压力或所述冷凝水腔室的内部压力、或者基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系而对扫气压力进行校正后的压力。
8.一种水供给方法,应用于船舶用柴油发动机,该船舶用柴油发动机具备:增压器,该增压器加压压缩燃烧用气体;冷却器,该冷却器冷却加压压缩后的所述燃烧用气体;以及发动机主体,该发动机主体使用冷却后的所述燃烧用气体来进行气缸内的扫气和由燃料燃烧引起的活塞的往复运动,该水供给方法的特征在于,
收集从被所述冷却器冷却后的所述燃烧用气体产生的冷凝水和冷却后的所述燃烧用气体的气体压力,
将收集到的所述冷凝水贮存在冷凝水腔室,并且将所述气体压力积累于所述冷凝水腔室,
利用积累于所述冷凝水腔室的所述气体压力,从所述冷凝水腔室通过供水管向供给对象装置压送所述冷凝水。
9.根据权利要求8所述的水供给方法,其特征在于,
通过压力检测部检测所述气体压力,
判断水头差压与由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系,该水头差压是相当于所述冷凝水腔室的水位与所述供水管的出口水位的水头差的压力,
在检测出的所述气体压力比所述水头差压大的情况下,控制所述供水管的供给阀成为开状态,在检测出的所述气体压力为所述水头差压以下的情况下,控制所述供水管的供给阀成为闭状态。
10.根据权利要求9所述的水供给方法,其特征在于,
基于所述冷凝水腔室的水位与多个所述供水管的各所述水头差压和由所述压力检测部检测出的所述气体压力的大小关系来选择性地控制多个所述供给阀的开闭状态,
多个所述供给管以与多个所述供给对象装置对应且相对于所述冷凝水腔室的所述水头差彼此不同的方式设置,
多个所述供给阀分别设置于多个所述供水管。
11.根据权利要求9或10所述的水供给方法,其特征在于,
通过腔室水位检测部来检测所述冷凝水腔室的水位是否为所述冷凝水腔室的下限水位以上,
在检测出的所述冷凝水腔室的水位为所述冷凝水腔室的下限水位以上的情况下,对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述冷凝水腔室的水位小于所述冷凝水腔室的下限水位的情况下,控制所有的所述供给阀成为闭状态。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的水供给方法,其特征在于,
通过箱水位检测部来检测水处理用箱的水位,该水处理用箱用于回收并净化处理被使用于来自所述发动机主体的废气的清洗的洗涤水,
在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的上限水位的情况下,对于所有的所述供给阀进行基于所述水头差压与所述气体压力的大小关系的开闭状态的控制,在检测出的所述水处理用箱的水位为所述水处理用箱的上限水位以上的情况下,控制所有的所述供给阀成为闭状态。
13.根据引用权利要求10的权利要求12所述的水供给方法,其特征在于,
在检测出的所述水处理用箱的水位小于所述水处理用箱的下限水位的情况下,控制多个所述供给阀中的满足所述气体压力比所述水头差压大的条件的至少一个所述供给阀成为开状态。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的水供给方法,其特征在于,
所述气体压力是所述发动机主体的扫气压力、基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系算出的扫气压力或所述冷凝水腔室的内部压力、或者基于所述发动机主体的发动机负荷与压力的关系而对扫气压力进行校正后的压力。
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