JP7202063B2 - 舶用ディーゼルエンジン - Google Patents
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Description
本発明の実施形態1に係る舶用ディーゼルエンジンの構成について説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態1に係る舶用ディーゼルエンジン10は、エンジン本体1と、エンジン本体1に対する燃料供給および水添加のための噴射部5と、エンジン本体1の回転数検出のための回転数検出部9とを備える。また、舶用ディーゼルエンジン10は、過給機11と、EGRシステム12と、過給機11からの圧縮ガスを冷却するための冷却器13と、逆止弁14と、補助ブロワ15と、燃焼用ガスの酸素濃度を検出するための酸素濃度検出部16と、操作部17と、制御部18とを備える。また、図1に示すように、舶用ディーゼルエンジン10は、給気用の配管としての給気ラインG1、G6およびバイパスラインG7と、排気用の配管としての排気ラインG2、G3と、排ガス再循環(EGR)用の配管としての排ガス再循環ラインG4、G5とを備える。
つぎに、本発明の実施形態2について説明する。上述した実施形態1では、過給機11のタービン11bの回転に使用されて圧力が低下した排ガスから再循環ガスを抽気して、EGR動作(低圧のEGR動作)を行っていたが、本実施形態2では、タービン11bを回転させる前の高圧の排ガスから再循環ガスを抽気して、EGR動作(高圧のEGR動作)を行っている。
つぎに、本発明の実施形態3について説明する。上述した実施形態1では、一段式過給機(過給機11)によって燃焼用ガス(具体的には新気または新気と再循環ガスとの混合ガス)を圧縮していたが、本実施形態3では、二段式過給機によって燃焼用ガスを圧縮している。
つぎに、本発明の実施形態4について説明する。上述した実施形態3では、低圧段過給機32の低圧段タービン32bの回転に使用されて圧力が低下した排ガスから再循環ガスを抽気して、低圧のEGR動作を行っていたが、本実施形態4では、低圧段過給機32の低圧段タービン32bまたは高圧段過給機33の高圧段タービン33bを回転させる前の高圧の排ガスから再循環ガスを抽気して、高圧のEGR動作を行っている。
つぎに、本発明の実施形態5について説明する。上述した実施形態1では、エンジン本体1から排出された排ガス中のNOxを低減するNOx低減装置としてEGRシステム12が設けられていたが、本実施形態5では、上記NOx低減装置としてSCRシステムが設けられている。
つぎに、本発明の実施形態6について説明する。上述した実施形態5では、過給機11のタービン11bの回転に使用されて圧力が低下した排ガスに還元剤を噴射してNOxを除去するSCR動作を行っていたが、本実施形態6では、タービン11bを回転させる前の高温の排ガスに還元剤を噴射してNOxを除去するSCR動作(高温のSCR動作)を行っている。
つぎに、本発明の実施形態7について説明する。上述した実施形態5では、一段式過給機(過給機11)によって燃焼用ガスを圧縮していたが、本実施形態7では、二段式過給機によって燃焼用ガスを圧縮している。
つぎに、本発明の実施形態8について説明する。上述した実施形態7では、二段式過給機31の低圧段タービン32bから送出された排ガスに還元剤を噴射してNOxを除去するSCR動作を行っていたが、本実施形態8では、二段式過給機31の高圧段タービン33bから送出された排ガスに還元剤を噴射してNOxを除去するSCR動作を行っている。
2 シリンダ
3 掃気トランク
4 排気マニホールド
5 噴射部
6 燃料噴射ポンプ
6a 燃料
7 注水ポンプ
7a 水
8 燃料噴射弁
9 回転数検出部
10、20、30、40、50、60、70、80 舶用ディーゼルエンジン
11 過給機
11a 圧縮機
11b タービン
11c 回転軸
12、22 EGRシステム
12a EGR洗浄装置
12b EGRブロワ
12c EGR入口弁
12d EGR出口弁
13 冷却器
14 逆止弁
15 補助ブロワ
16 酸素濃度検出部
17 操作部
18、58 制御部
19、59 制御マップ
19a 水添加率制御マップ
19b EGR率制御マップ
19c 還元剤噴射率制御マップ
22a EGR冷却器
31 二段式過給機
32 低圧段過給機
32a 低圧段圧縮機
32b 低圧段タービン
32c、33c 回転軸
33 高圧段過給機
33a 高圧段圧縮機
33b 高圧段タービン
34 中間冷却器
35 給気バイパス弁
36、54 排気バイパス弁
52、62 SCRシステム
52a SCR反応器
52b 還元剤供給装置
52c 混合器
52d SCR入口弁
52e SCR出口弁
53 抽気弁
63、73 排気弁
G1、G6、G11 給気ライン
G2、G3、G12、G17 排気ライン
G4、G5 排ガス再循環ライン
G7 バイパスライン
G13 給気バイパスライン
G14、G16 排気バイパスライン
G15 抽気ライン
L1、L2 液体供給ライン
Claims (5)
- シリンダ内の燃料燃焼によるピストンの往復運動を、推進力を発生させる回転軸の回転運動に変換するエンジン本体と、
前記シリンダ内の燃焼室へ燃料および水を噴射する噴射部と、
前記エンジン本体から排出された排ガス中の窒素酸化物を低減するNOx低減装置と、
前記噴射部の動作期間、前記エンジン本体の負荷であるエンジン負荷に応じて、前記噴射部による水添加率を可変に制御し、前記NOx低減装置の動作期間、前記エンジン負荷に応じて、前記NOx低減装置による窒素酸化物の低減の程度を示す低減パラメータを可変に制御し、前記噴射部の動作期間と前記NOx低減装置の動作期間とが重複する場合において、前記水添加率と、前記エンジン負荷の変化に対して極大値を有するように変化する前記低減パラメータとの組み合わせを、前記エンジン負荷毎に異なる組み合わせとなるように一義的に決定する制御部と、
を備えることを特徴とする舶用ディーゼルエンジン。 - 前記NOx低減装置は、前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を前記エンジン本体に再循環するEGRシステムであり、
前記NOx低減装置による前記低減パラメータは、前記EGRシステムによるEGR率であることを特徴とする請求項1に記載の舶用ディーゼルエンジン。 - 前記制御部は、前記エンジン負荷と前記水添加率との関係を示す水添加率制御マップと、前記エンジン負荷と前記EGR率との関係を示すEGR率制御マップとを用い、前記エンジン負荷に応じて、前記水添加率と前記EGR率とを可変に制御することを特徴とする請求項2に記載の舶用ディーゼルエンジン。
- 前記制御部は、前記エンジン負荷が所定値未満である場合、前記噴射部による前記水添加率を可変に制御し、前記エンジン負荷が前記所定値以上である場合、前記水添加率の制御に加えて更に、前記NOx低減装置による前記低減パラメータを可変に制御することを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載の舶用ディーゼルエンジン。
- 前記噴射部は、前記シリンダ内の燃焼室へ燃料および水を層状に噴射することを特徴とする請求項1~4のいずれか一つに記載の舶用ディーゼルエンジン。
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