JP2012159079A - 排気ガス再循環を用いた大型ターボチャージャ搭載2ストローク・ディーゼル・エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】作動、停止、または可変排気ガス再循環率で動作させることができる、排気ガス再循環システム30、32を装備している、クロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク・ディーゼル・エンジン1に関おいて、ターボチャージャ16を、特にターボチャージャ16のコンプレッサ18をすべての動作条件に適正に適合させるために、制御式バルブ42を含むシリンダバイパス流路40によって、排気ガス再循環を用いるまたは用いない動作モードのエンジン1にターボチャージャ16を適合させる。
【選択図】図1
Description
国際海事機関(IMO)第II階層および第III階層排気規格などの各種の排気要件を満足するために、スイッチのオンおよびオフが可能であるまたは排気ガス再循環率が可変である、クロスヘッド型大型2ストローク・ディーゼル・エンジン中の排気ガス再循環システムを用いて動作できることが好都合であろう。
好ましくはシリンダバイパス流路内のバルブは、排気ガス再循環路が作動しているときに開いているか、または部分的に開いている。
別の実施形態において、クロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジンは、排気ガス循環率を制御するように構成された電子制御ユニットを備えているので、排気ガス再循環流路内のブロワを制御することによって循環率を変化させることができ、該電子制御ユニットは、排気ガス再循環率、エンジン負荷および燃焼チャンバ構成要素に対する許容される熱負荷に対してバルブの開口を制御するように構成されている。シリンダ・バイパス・バルブの許容される開口は、3つの要素を両立させることとなるであろう。
エンジン1は、排気ガス再循環システムを装備している。排気ガス再循環システムは、NOx排出物を減少させるために、排気ガスの一部を掃気中に輸送するように構成されている。排気ガス再循環システムは作動もしくは停止可能であり、または可変排気ガス再循環率で動作することができるタイプであり得る。排気ガス再循環システムは、排気ガスレシーバ12または排気ガスコンジット14から掃気コンジット21または掃気レシーバ20への流路を含む。また、排気ガスはシリンダ2から直接またはバルブもしくはポート(図示せず)から採取され得る。
図1および2に示す実施形態において、排気ガス再循環コンジット32は、排気ガスレシーバの下流位置の排気ガスコンジット14から分岐して、掃気冷却器22の下流位置の掃気コンジット21に連結する。
シリンダ・バイパス・コンジット40の一端は、コンプレッサ18の下流であり、排気ガス再循環コンジット32が掃気コンジット21に連結する位置の上流である位置にて、掃気コンジット21に連結される。代替的に、シリンダ・バイパス・コンジット40の一端は、図2の破線によって示されるように、掃気レシーバ20に連結している。掃気コンジット21に沿った他の連結位置も可能である。
排気ガス再循環システムは各種の理由で停止し得る。理由の一つは、排気ガス再循環システムの欠陥または誤動作であり得る。排気ガス再循環システムの停止の別の理由は、第II階層NOx排出レベルに関してエンジンの給油および最適化を行う機会であろう。排気ガス再循環率はたとえば0%とおよそ45%の間で変化し得る。
本発明の教示の装置を実現する多くの代替方法があることにも注目すべきである。
2 シリンダ
3 往復ピストン
4 クランクシャフト
5 ピストンロッド
6 クロスヘッド
7 連結ロッド
10 排気バルブ
11 排気ベンド
12 排気ガスレシーバ
14 排気コンジット
16 ターボチャージャ
17 タービン
18 コンプレッサ
20 掃気レシーバ
21 掃気コンジット
22 掃気冷却器
23 補助ブロワ
24 逆止バルブ
26 掃気ポート
30 排気ガス再循環ユニット30
32 排気ガス再循環コンジット32
33 吸引ブロワ
40 シリンダ・バイパス・コンジット
42 電子制御バルブ
50 電子制御ユニット
Claims (10)
- クロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン(1)であって、
一列に配列された複数のシリンダ(2)と、
大容量を備えた排気ガスレシーバ(12)であって、個々のシリンダ(2)の排気からの圧力パルスを均等にして排気ガスレシーバ出口で実質的定圧を提供するための排気ガスレシーバ(12)と、
該排気ガスレシーバ(12)出口をターボチャージャ(16)のタービン(17)に連結する排気コンジット(10)と、
該タービン(17)に駆動される該ターボチャージャ(12)のコンプレッサ(18)であって、掃気冷却器(22)を含む掃気路(21)を介して掃気を掃気レシーバ(20)に送達するコンプレッサ(18)と、
低エンジン負荷条件で該タービン(17)を補助するための、掃気路(16)と結合された補助ブロワ(23)と、
該掃気レシーバ(22)は該シリンダ(2)に連結され、該個々のシリンダへの入口流によって引き起こされた圧力サージを低下させるために大容量を有し、
排気ガスの一部を該掃気中に給送するためのブロワまたはコンプレッサ(33)を含む排気ガス再循環流路(32)と、
該掃気冷却器(22)の前で取り込まれた高温の掃気の一部を該ターボチャージャ(16)の該タービン(18)に給送するためのシリンダバイパス流路(40)と、
該シリンダバイパス流路(40)を通過する流量を制御する制御式バルブ(42)と、を備える、
クロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン(1)。 - 前記排気ガス再循環流路(40)を作動または停止させることができる、請求項1に記載のクロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン(1)。
- 該排気ガス再循環路(32)が作動しているときに前記シリンダバイパス流路(40)内の前記バルブ(42)が開いているまたは部分的に開いている、請求項2に記載のクロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン(1)。
- 前記シリンダバイパス流路(40)の前記バルブ(42)が、バルブを通る流量に対して可変性で制御可能な制限度を有する、請求項3に記載のクロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン(1)。
- 前記排気ガス再循環流路内のブロワを制御することによって排気ガス再循環率を変化させることができるようにするために、排気ガス再循環率を制御するように構成された電子制御ユニット(50)をさらに備え、該電子制御ユニットがエンジン負荷および燃焼チャンバ構成要素に対する許容される熱負荷を考慮して、排気ガス再循環率に対してバルブ(42)の開口を制御するように構成されている、請求項2に記載のクロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン。
- 前記電子制御ユニット(50)が排気ガス再循環率の上昇と共に前記バルブ(42)の開口を増大させるように、またはその反対となるように構成されている、請求項5に記載のクロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン。
- 該ターボチャージャ(16)が、エンジンが動作しているすべてのEGR率でエンジンに適合するために、前記電子制御ユニット(50)が排気ガス再循環率の上昇と共に前記バルブ(42)の開口を増大させるように、またはその反対となるように構成されている、請求項5に記載のクロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン。
- 排気ガス再循環率を制御するように構成された電子制御ユニットをさらに備え、前記電子制御ユニットが排気ガス循環率に関しておよびエンジン負荷に関して、該シリンダバイパス流路を通じる流量を制御するように構成されている、請求項2に記載のクロスヘッド型大型ターボチャージャ搭載2ストローク燃焼エンジン。
- シリンダ・バイパス・コンジットおよび排気ガス再循環システムを有するクロスヘッド型大型2ストロークターボチャージャ搭載ディーゼルエンジンを動作させる方法であって、排気ガスが再利用されるときに掃気に該シリンダをバイパスさせて、排気ガスが再利用されないときに掃気に該シリンダをバイパスさせないことを特徴とする方法。
- シリンダ・バイパス・コンジットおよび排気ガス再循環システムを有するクロスヘッド型大型2ストロークターボチャージャ搭載ディーゼルエンジンを動作させる方法であって、流量が再循環率に関して該シリンダをバイパスするように制御することを特徴とする方法。
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