JP7241639B2 - 内燃機関および制御システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関および制御システムに関する。

従来、舶用ディーゼルエンジンの排気に含まれる窒素酸化物（すなわち、ＮＯｘ）を低減するために、ＳＣＲ（Selective catalytic reduction：選択触媒還元）脱硝装置が船舶に搭載されている。例えば、特許文献１の排ガス脱硝装置では、排気に尿素水を還元剤として混合して排ガス脱硝装置に送り込むことにより、排気中の窒素酸化物が還元されて窒素や水等の無害な物質に変換される。

また、特許文献２では、舶用エンジンシステムに高圧ＳＣＲシステムをレトロフィットする技術が提案されている。図４に示される舶用エンジンシステムでは、燃焼室から排気レシーバへと送出された排気は、高圧ＳＣＲシステムを経由して過給機のタービンへと導かれる。当該高圧ＳＣＲシステムでは、まず、排気レシーバからリアクタ・シーリング・バルブを経由して気化／混合器に送り込まれた排気に、尿素水等が還元剤として供給される。気化／混合器では、還元剤が気化されてアンモニアに分解され、排気と混合された後、ＳＣＲ反応器へと導かれる。ＳＣＲ反応器では、排気中の窒素酸化物が還元されて窒素および水等に変換される。当該舶用エンジンシステムでは、上記リアクタ・シーリング・バルブを閉弁することにより、排気レシーバからの排気を、ＳＣＲ反応器を経由することなく直接的にタービンへと導くバイパス流路が設けられている。

特開平９－１５００３８号公報 特開２０１７－１８６９９９号公報

ところで、上述のような脱硝システムにおいて、還元剤が反応器を通過せずにタービンへ流入したとすると、タービンの内部に還元剤由来の堆積物が生成されるおそれがある。また、タービンよりも下流の排気エコノマイザや煙道等にも当該堆積物が生成されるおそれもある。さらには、当該還元剤がタービンを通過して外部へと流出するおそれもある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、反応器よりも下流への還元剤の流入を抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、排気が流れる排気流路と、前記排気流路に取り付けられたノズルを介して前記排気流路に還元剤を供給して排気に混合する還元剤供給部と、前記排気流路から流入する排気を触媒に接触させて脱硝処理を行う反応器と、前記反応器を通過した排気が導かれる煙道と、前記反応器を迂回して前記排気流路と前記煙道とを接続するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉するバイパス弁と、前記反応器および前記バイパス流路と前記煙道との間に配置され、排気により回転するタービンと、前記タービンの回転を動力として吸気を加圧するコンプレッサと、前記還元剤供給部を制御する供給制御部と、を備え、前記バイパス弁が閉弁された状態では、前記反応器を通過した排気が前記タービンに流入し、前記バイパス弁が開弁された状態では、前記反応器および前記バイパス流路を通過した排気が前記タービンに流入する内燃機関であって、前記還元剤供給部は、前記還元剤が貯溜される還元剤供給源と、前記還元剤供給源と前記ノズルとを接続する配管と、前記還元剤供給源から前記配管を介して前記ノズルへと前記還元剤を送出するポンプと、を備え、前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理が検知されると、前記還元剤供給部を制御して前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関であって、前記還元剤供給部は、前記配管上に設けられ、前記ポンプにより送出された前記還元剤の送出先を、前記ノズルと前記ノズル以外の他の構成との間で切り替える切替部をさらに備え、前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理が検知されると、前記切替部を制御して前記還元剤の送出先を前記ノズルから前記他の構成へと切り替えることにより、前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関であって、前記他の構成は、前記還元剤供給源または前記切替部よりも上流の前記配管である。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の内燃機関であって、前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理が検知されると、前記切替部を制御して前記還元剤の送出先を前記ノズルから前記他の構成へと切り替える。

請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の内燃機関であって、前記還元剤供給部は、前記切替部と前記ノズルとの間において前記ノズル近傍にて前記配管上に設けられる逆止弁をさらに備える。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の内燃機関であって、前記ノズルにガスを供給するガス供給部をさらに備え、前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給が停止された後、前記供給制御部は、前記ガス供給部を制御して前記ノズルに前記ガスを供給させる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関であって、前記ノズルに洗浄液を供給する洗浄液供給部をさらに備え、前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給が停止された後、前記供給制御部は、前記洗浄液供給部を制御して前記ノズルに前記洗浄液を供給させ、前記ガス供給部から前記ノズルへの前記ガスの供給は、前記洗浄液供給部から前記ノズルへの前記洗浄液の供給開始から、所定時間の経過後に開始される。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の内燃機関であって、前記供給制御部は、前記バイパス弁が開弁されている状態で、前記バイパス弁の閉弁処理が検知されると、所定時間の経過後に前記洗浄液供給部から前記ノズルへの前記洗浄液の供給を停止する。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関であって、前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理が検知されると、前記ポンプの運転を停止することにより、前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させる。

請求項１０に記載の発明は、排気が流れる排気流路と、前記排気流路に取り付けられたノズルを介して前記排気流路に還元剤を供給して排気に混合する還元剤供給部と、前記排気流路から流入する排気を触媒に接触させて脱硝処理を行う反応器と、前記反応器を通過した排気が導かれる煙道と、前記反応器を迂回して前記排気流路と前記煙道とを接続するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉するバイパス弁と、前記反応器および前記バイパス流路と前記煙道との間に配置され、排気により回転するタービンと、前記タービンの回転を動力として吸気を加圧するコンプレッサと、を備え、前記バイパス弁が閉弁された状態では、前記反応器を通過した排気が前記タービンに流入し、前記バイパス弁が開弁された状態では、前記反応器および前記バイパス流路を通過した排気が前記タービンに流入する内燃機関において、前記還元剤供給部を制御する制御システムであって、前記還元剤供給部は、前記還元剤が貯溜される還元剤供給源と、前記還元剤供給源と前記ノズルとを接続する配管と、前記還元剤供給源から前記配管を介して前記ノズルへと前記還元剤を送出するポンプと、を備え、前記制御システムは、前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理を検知する検知部と、前記検知部により前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理が検知されると、前記還元剤供給部を制御して前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させる供給制御部と、を備える。

本発明では、反応器よりも下流への還元剤の流入を抑制することができる。

第１の実施の形態に係る内燃機関の構成を示す図である。 内燃機関の構成の一部を示す図である。 脱硝システムの構成の一部を示す図である。 内燃機関の構成を示す図である。 内燃機関の構成の一部を示す図である。 内燃機関の構成の一部を示す図である。 還元剤の供給停止の流れを示す図である。 内燃機関の構成を示す図である。 第２の実施の形態に係る内燃機関の脱硝システムの構成の一部を示す図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関１の構成を示す図である。内燃機関１は、例えばディーゼルエンジンである。図１に示す例では、内燃機関１は、船舶の主機として使用される２ストロークエンジンである。

内燃機関１は、シリンダ２と、ピストン３と、掃気流路４１と、排気流路４２と、空気冷却器４３と、過給機５と、脱硝システム６と、煙道８１とを備える。シリンダ２は、図１中の上下方向に延びる中心軸を中心とする有蓋略円筒状の部材である。ピストン３は、当該中心軸を中心とする略円柱状の部材であり、その上部はシリンダ２の内部に配置される。ピストン３は、上下方向に移動可能である。なお、図１中の上下方向は、必ずしも重力方向に平行である必要はない。

シリンダ２は、シリンダライナ２１と、シリンダカバー２２と、排気弁２５とを備える。シリンダライナ２１は、上記中心軸を中心とする略円筒状の部材である。シリンダカバー２２は、シリンダライナ２１の上部に取り付けられる有蓋略円筒状の部材である。シリンダカバー２２の天蓋部には、排気ポート２４が形成される。排気ポート２４は、排気流路４２に接続される。排気ポート２４は、排気弁２５により開閉される。図１において実線にて示すように、排気弁２５が排気ポート２４から下方に離間することにより、排気ポート２４が開放される。また、図１において二点鎖線にて示すように、排気弁２５がシリンダカバー２２に接触して排気ポート２４に重なることにより、排気ポート２４が閉鎖される。シリンダライナ２１の下端部近傍には、掃気ポート２３が設けられる。掃気ポート２３は、シリンダライナ２１の側面に周状に配列して形成された多数の貫通孔の集合である。掃気ポート２３は、掃気流路４１に接続される。

ピストン３は、ピストンクラウン３１と、ピストンロッド３２とを備える。ピストンクラウン３１は、上記中心軸を中心とする厚い略円板状の部位である。ピストンクラウン３１は、シリンダライナ２１の内部に配置される。ピストンロッド３２は、ピストンクラウン３１の下面から下方に延びる略円柱状の部位である。ピストンロッド３２の下端部は、図示省略のクランク機構に接続される。当該クランク機構により、ピストン３が上下方向に往復移動する。図１では、当該往復移動の下死点に位置するピストン３を実線にて描き、上死点に位置するピストン３を二点鎖線にて描く。

内燃機関１では、シリンダライナ２１、シリンダカバー２２、排気弁２５、および、ピストンクラウン３１の上面（すなわち、ピストン３の上面）によって囲まれる空間が、燃料および空気を燃焼するための燃焼室２０である。

燃焼室２０には、上述の掃気ポート２３を介して、掃気流路４１から掃気が供給される。掃気流路４１は、掃気室４１１と、掃気レシーバ４１２とを備える。掃気室４１１は、シリンダライナ２１の掃気ポート２３の周囲に設けられる空間（すなわち、掃気配管）である。掃気ポート２３は、掃気室４１１を介して掃気レシーバ４１２に連通する。掃気レシーバ４１２は、掃気室４１１へと掃気を供給する略円筒状の大型容器である。

燃焼室２０において燃料および空気の燃焼により生成されたガス（すなわち、燃焼ガス）は、排気ポート２４を介して排気流路４２へと排出される。排気流路４２は、燃焼室２０から排出されたガス（以下、「排気」という。）が流れる管路である。排気流路４２は、排気配管４２１と、排気レシーバ４２２とを備える。排気配管４２１は、排気ポート２４と排気レシーバ４２２とを接続する配管である。排気レシーバ４２２は、燃焼室２０からの排気を受ける略円筒状の大型容器である。なお、燃焼室２０も、排気が流れる排気流路４２の一部と捉えることもできる。

内燃機関１では、複数組のシリンダ２およびピストン３が設けられており、図２に示すように、複数の燃焼室２０が、１つの掃気レシーバ４１２、および、１つの排気レシーバ４２２に接続されている。すなわち、掃気レシーバ４１２は、複数の燃焼室２０に掃気を分配供給するための掃気マニホールドである。また、排気レシーバ４２２は、複数の燃焼室２０から排出された排気が集められる排気マニホールド（排気集合管とも言う。）である。複数の燃焼室２０からの排気は、タイミングをずらして排気レシーバ４２２へと順次送出されるため、排気レシーバ４２２内において排気の乱流が形成される。

排気レシーバ４２２に集められた排気は、図１に示す脱硝システム６により脱硝処理された後、過給機５へと送られる。脱硝システム６による脱硝処理については後述する。過給機５は、タービン５１と、コンプレッサ５２とを備えるターボチャージャである。過給機５では、排気を利用して吸気を加圧し、掃気が生成される。

具体的には、排気レシーバ４２２から過給機５へと送り込まれた排気により、タービン５１が回転する。タービン５１の回転に利用された排気は、煙道８１へと導かれ、煙道８１から内燃機関１の外部へと排出される。コンプレッサ５２は、タービン５１にて発生する回転力を利用して（すなわち、タービン５１の回転を動力として）、内燃機関１の外部から吸気路８２を介して取り込んだ吸気（空気）を加圧して圧縮する。加圧された空気（すなわち、上述の掃気）は、空気冷却器４３にて冷却された後、掃気レシーバ４１２に供給され、掃気レシーバ４１２から各燃焼室２０へと供給される。

図３は、脱硝システム６の構成の一部を示す図である。図３では、脱硝システム６以外の構成も併せて示す。図１および図３に示すように、脱硝システム６は、ノズル６１と、共通配管６２と、還元剤供給部６３と、洗浄液供給部６４と、ガス供給部６５と、反応器６６と、ＳＣＲ流路６７と、バイパス流路６８１と、バイパス弁６８２と、制御システム７０とを備える。

制御システム７０は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）である。当該ＰＬＣは、プロセッサと、メモリと、入出力部と、バスとを備える。バスは、プロセッサ、メモリおよび入出力部を接続する信号回路である。メモリは、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラム等に従って、メモリ等を利用しつつ様々な処理（例えば、数値演算等）を実行する。入出力部は、操作者からの入力、他の装置からの信号入力を受け付け、他の装置への信号を出力する。当該ＰＬＣが所定のプログラムに基づいて処理を行うことにより、制御システム７０の各機能（例えば、検知部７１および供給制御部７２）が実現される。検知部７１は、主にプロセッサにより実現され、バイパス弁６８２の後述する開弁処理および閉弁処理等を検知する。供給制御部７２は、主にプロセッサにより実現され、還元剤供給部６３等を制御する。制御システム７０は、キーボードやディスプレイ等を備える一般的なコンピュータシステムであってもよく、あるいは、回路基板等であってもよい。なお、図１では、制御システム７０の図示を省略している。

ノズル６１は、排気流路４２のうち排気レシーバ４２２に取り付けられる。ノズル６１は、共通配管６２を介して、還元剤供給部６３、洗浄液供給部６４およびガス供給部６５と接続される。還元剤供給部６３、洗浄液供給部６４およびガス供給部６５は、制御システム７０の供給制御部７２により制御される。還元剤供給部６３は、排気の脱硝処理が行われる際に駆動される。洗浄液供給部６４およびガス供給部６５は、当該脱硝処理が停止された際に駆動され、ノズル６１の洗浄等に利用される。

還元剤供給部６３は、排気の脱硝処理に利用される還元剤をノズル６１に供給する。還元剤としては、尿素水（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）またはアンモニア水（ＮＨ_３）等が利用可能である。本実施の形態では、尿素水が還元剤として使用される。還元剤供給部６３は、還元剤供給源６３１と、還元剤配管６３２と、還元剤ポンプ６３３と、切替部６３４と、逆止弁６３５と、循環流路６３６とを備える。還元剤供給源６３１は、例えば、還元剤が貯溜される貯溜タンクである。還元剤配管６３２は、還元剤供給源６３１とノズル６１とを接続する配管である。還元剤ポンプ６３３は、還元剤供給源６３１から還元剤配管６３２を介してノズル６１へと還元剤を送出するポンプである。還元剤ポンプ６３３によりノズル６１へと送出される還元剤の流量は、例えば、数リットル／時間～数百リットル／時間である。還元剤ポンプ６３３は、例えばインバータポンプである。

切替部６３４は、還元剤ポンプ６３３とノズル６１との間において還元剤配管６３２上に設けられる。切替部６３４は、例えば電磁弁である。切替部６３４には、循環流路６３６の一方の端部が接続される。循環流路６３６の他方の端部は、還元剤供給源６３１に接続される。循環流路６３６の当該他方の端部は、還元剤供給源６３１と還元剤ポンプ６３３との間において、あるいは、還元剤ポンプ６３３と切替部６３４との間において、還元剤配管６３２に接続されてもよい。換言すれば、循環流路６３６の当該他方の端部は、切替部６３４よりも上流の還元剤配管６３２に接続されてもよい。

図３に示す状態では、還元剤ポンプ６３３から切替部６３４へと送出された還元剤は、切替部６３４、還元剤配管６３２、逆止弁６３５および共通配管６２を介してノズル６１へと供給される。当該還元剤は、切替部６３４から循環流路６３６へは流れない。一方、切替部６３４が切り替えられると、還元剤ポンプ６３３から切替部６３４へと送出された還元剤は、ノズル６１へは供給されず、循環流路６３６を介して還元剤供給源６３１（または還元剤配管６３２）へと循環される。換言すれば、切替部６３４は、還元剤ポンプ６３３により送出された還元剤の送出先を、ノズル６１と、ノズル６１以外の他の構成（すなわち、還元剤供給源６３１または還元剤配管６３２）との間で切り替える。

逆止弁６３５は、ノズル６１と切替部６３４との間において、ノズル６１近傍にて還元剤配管６３２上に設けられる。詳細には、逆止弁６３５は、還元剤配管６３２と共通配管６２との合流点と、切替部６３４との間において、当該合流点近傍に配置される。逆止弁６３５は、当該合流点側から切替部６３４に向かって流体が逆流することを防止する。

洗浄液供給部６４は、ノズル６１の洗浄に利用される洗浄液をノズル６１に供給する。洗浄液としては、船内で他の目的にも利用される清水等が利用可能である。なお、清水以外の液体が洗浄液として利用されてもよい。洗浄液供給部６４は、洗浄液供給源６４１と、洗浄液配管６４２と、洗浄液ポンプ６４３と、逆止弁６４５とを備える。洗浄液供給源６４１は、例えば、洗浄液が貯溜される貯溜タンクである。洗浄液配管６４２は、洗浄液供給源６４１とノズル６１とを接続する配管である。洗浄液ポンプ６４３は、洗浄液供給源６４１から洗浄液配管６４２を介してノズル６１へと洗浄液を送出するポンプである。

逆止弁６４５は、ノズル６１と洗浄液ポンプ６４３との間において、ノズル６１近傍にて洗浄液配管６４２上に設けられる。詳細には、逆止弁６４５は、洗浄液配管６４２と共通配管６２との合流点と、洗浄液ポンプ６４３との間において、当該合流点近傍に配置される。逆止弁６４５は、当該合流点側から洗浄液ポンプ６４３に向かって流体が逆流することを防止する。

ガス供給部６５は、ノズル６１の洗浄、および、排気レシーバ４２２からの排気送出の促進に利用されるガスをノズル６１に供給する。当該ガスとしては、圧縮空気（例えば、数百ｋＰａ～数ＭＰａの圧力の空気）等が利用可能である。なお、圧縮空気以外のガスが、ガス供給部６５からノズル６１に供給されてもよい。ガス供給部６５は、ガス供給源６５１と、ガス配管６５２と、ガス供給弁６５３と、逆止弁６５５とを備える。ガス供給源６５１は、例えば、圧縮された空気が貯溜される貯溜タンクである。ガス配管６５２は、ガス供給源６５１とノズル６１とを接続する配管である。ガス供給弁６５３は、ガス配管６５２上に設けられ、開弁されることにより、ガス供給源６５１からのガスをノズル６１へと供給する。また、ガス供給弁６５３が閉弁されることにより、ノズル６１へのガスの供給は停止される。なお、ガス供給源６５１およびガス供給弁６５３に代えて、空気を圧縮して送出するブロワが設けられてもよい。

逆止弁６５５は、ノズル６１とガス供給弁６５３との間において、ノズル６１近傍にてガス配管６５２上に設けられる。詳細には、逆止弁６５５は、ガス配管６５２と共通配管６２との合流点と、ガス供給弁６５３との間において、当該合流点近傍に配置される。逆止弁６５５は、当該合流点側からガス供給弁６５３およびガス供給源６５１に向かって流体が逆流することを防止する。

ＳＣＲ流路６７は、排気流路４２の排気レシーバ４２２と、過給機５のタービン５１とを接続する管路である。ＳＣＲ流路６７上には反応器６６が設けられる。反応器６６内には、排気の脱硝処理に利用される触媒が収容されている。反応器６６では、ＳＣＲ（Selective catalytic reduction：選択触媒還元）法による排気の脱硝処理が行われる。

バイパス流路６８１は、ＳＣＲ流路６７の途中から分岐し、反応器６６を迂回してＳＣＲ流路６７に合流する管路である。換言すれば、バイパス流路６８１は、排気流路４２の排気レシーバ４２２と、過給機５のタービン５１および煙道８１とを、反応器６６を迂回して接続する。具体的には、バイパス流路６８１は、排気レシーバ４２２と反応器６６との間でＳＣＲ流路６７から分岐し、反応器６６とタービン５１との間でＳＣＲ流路６７に合流する。バイパス弁６８２は、バイパス流路６８１上に設けられて、バイパス流路６８１の開閉に利用される。バイパス弁６８２は、例えば、内燃機関１の駆動制御部（図示省略）により駆動される。

脱硝システム６において排気の脱硝処理が行われている状態では、図４に示すように、還元剤供給部６３の切替部６３４により還元剤ポンプ６３３とノズル６１とが接続されており、還元剤ポンプ６３３により還元剤供給源６３１から送出された還元剤が、切替部６３４、還元剤配管６３２、逆止弁６３５、共通配管６２およびノズル６１を介して排気レシーバ４２２に連続的に供給される。ノズル６１には、図示省略の噴霧用ガス供給部から噴霧用ガスが供給されており、ノズル６１からの還元剤は、噴霧用ガスにより霧化された状態（すなわち、ミスト状）で排気レシーバ４２２内に供給される。還元剤の供給量は、排気中の窒素酸化物の含有量等に基づいて制御される。なお、ノズル６１に還元剤が供給されている状態では、洗浄液供給部６４の洗浄液ポンプ６４３は停止されており、また、ガス供給部６５のガス供給弁６５３は閉弁されているため、洗浄液および圧縮空気はノズル６１に供給されない。図４では、還元剤の流れる経路を実線にて描き、流体が流れていない他の経路を破線にて描いている（図８においても同様）。

ノズル６１から排気レシーバ４２２に供給された還元剤（すなわち、尿素水）は、排気と混合される。上述のように、排気レシーバ４２２内には、各排気配管４２１からの排気流入により排気の乱流が形成されているため、還元剤と排気との混合が効率良く行われる。排気レシーバ４２２内では、高温の排気と混合された尿素が熱分解され、アンモニアおよびイソシアン酸（ＨＮＣＯ）が生成される。また、イソシアン酸は加水分解され、アンモニアが生成される。アンモニアが混合された排気は、排気レシーバ４２２からＳＣＲ流路６７へと送出される。

排気の脱硝処理が行われている状態では、バイパス弁６８２が閉弁されているため、図５に示すように、排気レシーバ４２２からＳＣＲ流路６７へと送出された排気（すなわち、アンモニアを含む排気）は、反応器６６へと流入し、上述の触媒と接触する。これにより、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）がアンモニアと反応して還元され、窒素（Ｎ_２）および水（Ｈ_２Ｏ）に分解される。反応器６６を通過した脱硝処理済みの排気は、反応器６６と煙道８１との間に配置されるタービン５１へと、ＳＣＲ流路６７を介して供給される。タービン５１は、反応器６６からの排気により回転する。タービン５１を通過した排気は煙道８１へと導かれ、煙道８１から内燃機関１の外部へと排出される。なお、図５では、排気が流れていない経路（すなわち、バイパス流路６８１）を破線にて描いている。

一方、バイパス弁６８２が開弁されると、図６に示すように、排気レシーバ４２２からＳＣＲ流路６７へと送出された排気は、反応器６６およびバイパス流路６８１を流れ、反応器６６およびバイパス流路６８１と煙道８１との間に位置するタービン５１へと供給される。換言すれば、タービン５１には、反応器６６を通過した排気と、反応器６６には流入せず（すなわち、反応器６６を迂回して）バイパス流路６８１を通過した排気とが流入する。タービン５１は反応器６６およびバイパス流路６８１からの排気により回転する。タービン５１を通過した排気は煙道８１へと導かれ、煙道８１から内燃機関１の外部へと排出される。

バイパス弁６８２の開弁は、例えば、船舶の増速時にタービン５１入口における排気温度が不足している場合等に行われる。具体的には、例えば、ＳＣＲ流路６７入口の排気温度およびタービン５１入口における排気温度が上述の駆動制御部により取得され、当該２つの温度の差が所定の閾値以上の場合、駆動制御部によりバイパス弁６８２が開弁される。バイパス弁６８２が開弁された状態では、バイパス流路６８１を通過した排気がタービン５１へと流入するため、タービン５１入口における排気温度を高くすることができる。

内燃機関１では、バイパス弁６８２が開弁している状態において、還元剤が反応器６６を通過することなく、タービン５１に流入することを防止するために、ノズル６１から排気レシーバ４２２への還元剤の供給が停止される。仮に、還元剤がタービン５１に流入すると、温度条件等によっては還元剤由来の固形物が生成されてタービン５１内に堆積するおそれがある。また、尿素から生成されたアンモニアが、煙道８１から内燃機関１の外部へと放出される（すなわち、アンモニアスリップが発生する）おそれもある。

以下では、還元剤の供給停止の流れについて図７を参照しつつ説明する。まず、上述の駆動制御部により、閉弁状態のバイパス弁６８２を開弁する必要があると判断されると、バイパス弁６８２の開弁処理が開始される（ステップＳ１１）。具体的には、駆動制御部から、バイパス弁６８２の駆動部である空気圧アクチュエータに対して開弁指令（開弁信号とも言う。）が発信される。そして、空気圧アクチュエータ内部の圧力が上昇し、開弁指令の発信から所定時間の経過後、バイパス弁６８２が所定の開度にて開弁する。当該所定時間は、いわゆる、バイパス弁６８２の駆動に要するタイムラグであり、例えば約３秒である。内燃機関１では、当該タイムラグの間に、下記のステップＳ１２～Ｓ１５が実行される。

制御システム７０の検知部７１は、バイパス弁６８２の開弁処理および閉弁処理を継続的に監視している。検知部７１は、バイパス弁６８２の開弁処理を検知すると、供給制御部７２に信号を送り、開弁処理の開始を報知する。供給制御部７２は、検知部７１によりバイパス弁６８２の開弁処理が検知されると、還元剤供給部６３を制御して、ノズル６１から排気レシーバ４２２への還元剤の供給を停止させる（ステップＳ１２）。

具体的には、検知部７１は、駆動制御部からバイパス弁６８２へと送信される上記開弁指令を検知し、バイパス弁６８２の開弁処理の開始を検知する。そして、供給制御部７２により還元剤供給部６３の切替部６３４が制御され、図８に示すように、還元剤ポンプ６３３とノズル６１との接続が遮断され、還元剤ポンプ６３３と循環流路６３６とが接続される。還元剤ポンプ６３３の運転は継続されているため、還元剤ポンプ６３３により還元剤供給源６３１から送出された還元剤は、循環流路６３６を介して還元剤供給源６３１（または、切替部６３４よりも上流の還元剤配管６３２）へと戻される。換言すれば、還元剤ポンプ６３３から送出された還元剤は、ノズル６１に供給されることなく、還元剤供給部６３において循環する。なお、還元剤ポンプ６３３の運転は、ステップＳ１１～ステップＳ２０（後述）において、常時継続されている。

このように、供給制御部７２により、還元剤ポンプ６３３から送出された還元剤の送出先が、ノズル６１から、ノズル６１以外の他の構成（すなわち、還元剤供給源６３１または還元剤配管６３２）へと切り替えられることにより、ノズル６１から排気レシーバ４２２への還元剤の供給が停止される。なお、検知部７１は、バイパス弁６８２の駆動部である空気圧アクチュエータ内部の圧力変化を検知することにより、バイパス弁６８２の開弁処理の開始を検知してもよい。この場合、検知部７１には、空気圧アクチュエータ内部の圧力を測定するセンサ、および／または、当該センサによる測定値を受信する受信部が含まれてもよい。また、バイパス弁６８２の駆動部は、空気圧アクチュエータ以外の機構（例えば、油圧アクチュエータまたは電動アクチュエータ）であってもよい。

ノズル６１から排気レシーバ４２２への還元剤の供給が停止されると、供給制御部７２により洗浄液供給部６４が制御されて、清水等の洗浄液のノズル６１への供給が開始される（ステップＳ１３）。具体的には、供給制御部７２により洗浄液供給部６４の洗浄液ポンプ６４３が駆動され、洗浄液供給源６４１からノズル６１へと洗浄液が送出される。洗浄液は、共通配管６２およびノズル６１内に残留している還元剤と共にノズル６１から吐出され、噴霧用ガスにより霧化された状態で排気レシーバ４２２内に供給される。これにより、共通配管６２およびノズル６１の内部に残留していた還元剤が洗い流され、洗浄液に置換される。このように、共通配管６２およびノズル６１が洗浄されることにより、還元剤由来の固形物が共通配管６２またはノズル６１に堆積してノズル６１が詰まることを防止または抑制することができる。

続いて、供給制御部７２によりガス供給部６５が制御されて、圧縮空気等のガスのノズル６１への供給が開始される（ステップＳ１４）。具体的には、供給制御部７２によりガス供給部６５のガス供給弁６５３が開弁され、共通配管６２を介してノズル６１へとガスが送出される。このとき、洗浄液供給部６４からノズル６１への洗浄液の供給は継続されており、当該ガスは、洗浄液と共にノズル６１から排気レシーバ４２２内へと噴射される。これにより、共通配管６２およびノズル６１がさらに洗浄され、共通配管６２およびノズル６１内の還元剤は、ほぼ完全に除去される。すなわち、ガス供給部６５からノズル６１に供給されるガスは、ノズル６１から還元剤を排出するためのフラッシングガスである。

上述のガス供給部６５からノズル６１へのガスの供給は、洗浄液供給部６４からノズル６１への洗浄液の供給開始（ステップＳ１３）から、所定時間（例えば、約１秒）の経過後に開始されることが好ましい。共通配管６２およびノズル６１にガスが供給されるよりも前に、共通配管６２およびノズル６１内の還元剤を洗浄液である程度洗い流しておく（すなわち、還元剤を洗浄液で薄めておく）ことにより、共通配管６２およびノズル６１内に残留している還元剤が、ガス供給部６５からのガスにより極短時間のうちに多量に排気レシーバ４２２内に排出されること（すなわち、還元剤の過剰供給）が防止される。洗浄液供給開始とガス供給開始との時間差は、例えば、ディレイタイマにより実現される。

ステップＳ１４のガス供給開始から所定時間（例えば、約２秒）の経過後、ガス供給弁６５３が閉弁され、ガス供給部６５からノズル６１へのガスの供給が停止される（ステップＳ１５）。ガス供給部６５からノズル６１へのガスの供給は、バイパス弁６８２の開弁処理が終了してバイパス弁６８２が実際に開弁される（ステップＳ１６）よりも前に終了する。あるいは、ガス供給部６５からのガスの供給停止（ステップＳ１５）は、バイパス弁６８２の開弁処理の終了（ステップＳ１６）と同時に行われてもよい。換言すれば、ステップＳ１４およびステップＳ１５は、上述のように、バイパス弁６８２の開弁指令の発信から実際の開弁までのタイムラグ（例えば、約３秒）の間に行われる。これにより、バイパス弁６８２の実際の開弁前に、ノズル６１内の還元剤を排気レシーバ４２２へと押し出し、排気レシーバ４２２内の還元剤を各排気配管２４１から流入する排気によりＳＣＲ流路６７へと押し出すことができる。

ガス供給部６５からのガスの供給停止から所定時間（例えば、１５秒）の経過後、洗浄液ポンプ６４３の駆動が停止され、洗浄液供給部６４からノズル６１への洗浄液の供給が停止される（ステップＳ１７）。その後、バイパス弁６８２が開弁状態の間、ノズル６１から排気レシーバ４２２への還元剤、洗浄液およびガスの供給は行われない。

そして、上述の駆動制御部により、開弁状態のバイパス弁６８２を閉弁する必要があると判断されると、バイパス弁６８２の閉弁処理が開始される（ステップＳ１８）。具体的には、駆動制御部から、バイパス弁６８２の駆動部に対して閉弁指令（閉弁信号とも言う。）が発信される。バイパス弁６８２は、閉弁指令の発信から所定時間（すなわち、タイムラグ）の経過後に閉弁する。換言すれば、バイパス弁６８２の閉弁処理が終了する（ステップＳ１９）。

検知部７１がバイパス弁６８２の閉弁指令を検知すると、供給制御部７２は、閉弁処理の検知から所定時間（例えば、約１０秒）の経過後、還元剤供給部６３を制御して、ノズル６１への還元剤の供給を再開させる（ステップＳ２０）。具体的には、切替部６３４が図８に示す状態から図４に示す状態へと切り替えられ、還元剤ポンプ６３３からの還元剤の送出先が、還元剤供給源６３１（または還元剤配管６３２）からノズル６１へと切り替えられる。

上述の所定時間は、バイパス弁６８２が実際に閉弁した後に（すなわち、上記タイムラグの経過後に）、ノズル６１への還元剤の供給が開始されるように設定される。これにより、バイパス弁６８２が未だ閉弁していない状態で、還元剤が排気レシーバ４２２に供給されることが防止される。その結果、還元剤等を含んだ排気が、バイパス流路６８１を介してタービン５１および煙道８１に流入することが抑制される。なお、検知部７１は、バイパス弁６８２の駆動部である空気圧アクチュエータ等の内部の圧力変化を検知することにより、バイパス弁６８２の閉弁処理の開始を検知してもよい。また、閉弁処理の検知と還元剤供給開始との時間差は、例えば、ディレイタイマにより実現される。

以上に説明したように、内燃機関１は、排気流路４２と、還元剤供給部６３と、反応器６６と、煙道８１と、バイパス流路６８１と、バイパス弁６８２と、タービン５１と、コンプレッサ５２と、供給制御部７２とを備える。排気流路４２には、排気が流れる。還元剤供給部６３は、排気流路４２に取り付けられたノズル６１を介して、排気流路４２に還元剤を供給して排気に混合する。反応器６６は、排気流路４２から流入する排気を触媒に接触させて脱硝処理を行う。反応器６６を通過した排気は、煙道８１に導かれる。バイパス流路６８１は、反応器６６を迂回して排気流路４２と煙道８１とを接続する。バイパス弁６８２は、バイパス流路６８１を開閉する。タービン５１は、反応器６６およびバイパス流路６８１と煙道８１との間に配置され、排気により回転する。コンプレッサ５２は、タービン５１の回転を動力として吸気を加圧する。供給制御部７２は、バイパス弁６８２の開弁処理が検知されると、還元剤供給部６３を制御して排気流路４２への還元剤の供給を停止させる。バイパス弁６８２が閉弁された状態では、反応器６６を通過した排気がタービン５１に流入する。バイパス弁６８２が開弁された状態では、反応器６６およびバイパス流路６８１を通過した排気がタービン５１に流入する。

当該内燃機関１では、反応器６６よりも下流への還元剤の流入を抑制することができる。具体的には、排気の流れにおいて反応器６６よりも下流側に位置するタービン５１および煙道８１への還元剤の流入を抑制することができる。その結果、反応器６６の下流機器であるタービン５１および煙道８１において、還元剤に由来する堆積物の生成を防止または抑制することができる。また、内燃機関１の外部への還元剤の漏出を防止または抑制することもできる。

上述のように、還元剤供給部６３は、還元剤供給源６３１と、還元剤配管６３２と、還元剤ポンプ６３３と、切替部６３４とを備えることが好ましい。還元剤供給源６３１には、還元剤が貯溜される。還元剤配管６３２は、還元剤供給源６３１とノズル６１とを接続する配管である。還元剤ポンプ６３３は、還元剤供給源６３１から還元剤配管６３２を介してノズル６１へと還元剤を送出する。切替部６３４は、還元剤配管６３２上に設けられる。切替部６３４は、還元剤ポンプ６３３により送出された還元剤の送出先を、ノズル６１と、ノズル６１以外の他の構成との間で切り替える。供給制御部７２は、バイパス弁６８２の開弁処理が検知されると、切替部６３４を制御して、還元剤の送出先をノズル６１から当該他の構成へと切り替えることにより、ノズル６１から排気流路４２への還元剤の供給を停止させる。

これにより、還元剤ポンプ６３３を停止することなく、排気流路４２への還元剤の供給を停止することができる。その結果、排気流路４２への還元剤の供給停止の際に、脱硝システム６の制御を簡素化することができる。また、還元剤ポンプ６３３の発停が繰り返されることを防止することができるため、還元剤ポンプ６３３の長寿命化を実現することができる。なお、ノズル６１は、還元剤供給部６３の一部と捉えられてもよい。

上述の他の構成は、還元剤供給源６３１または切替部６３４よりも上流の還元剤配管６３２であることがより好ましい。これにより、排気流路４２への還元剤の供給停止時に、還元剤ポンプ６３３から送出された還元剤を、還元剤供給部６３にて循環させることができる。その結果、還元剤ポンプ６３３から送出された還元剤を廃棄する場合に比べて（すなわち、上記他の構成がドレン等である場合に比べて）、内燃機関１における還元剤の使用量を低減することができる。

上述のように、内燃機関１は、ガス供給部６５をさらに備えることが好ましい。ガス供給部６５は、ノズル６１にガスを供給する。内燃機関１では、ノズル６１から排気流路４２への還元剤の供給が停止された後、供給制御部７２は、ガス供給部６５を制御してノズル６１にガスを供給させる。

これにより、還元剤の供給停止後のノズル６１を好適に洗浄する（すなわち、クリーニングする）ことができる。その結果、還元剤由来の固形物の堆積等によりノズル６１が詰まることを防止または抑制することができる。

上述のように、内燃機関１は、洗浄液供給部６４をさらに備えることが好ましい。洗浄液供給部６４は、ノズル６１に洗浄液を供給する。内燃機関１では、ノズル６１から排気流路４２への還元剤の供給が停止された後、供給制御部７２は、洗浄液供給部６４を制御してノズル６１に洗浄液を供給させる。上述のガス供給部６５からノズル６１へのガスの供給は、洗浄液供給部６４からノズル６１への洗浄液の供給開始から、所定時間の経過後に開始されることが好ましい。これによりに、ノズル６１内に残留している還元剤が当該ガスにより極短時間のうちに多量に排気レシーバ４２２内に排出されること（すなわち、還元剤の過剰供給）を防止することができる。その結果、還元剤等が、未反応のまま反応器６６を通過し、タービン５１および煙道８１に流入することを抑制することができる。

上述のように、還元剤供給部６３は、逆止弁６３５をさらに備えることが好ましい。逆止弁６３５は、切替部６３４とノズル６１との間において、ノズル６１近傍にて還元剤配管６３２上に設けられる。これにより、ノズル６１側から切替部６３４に向かって流体が逆流することを防止することができる。また、上述の洗浄液供給部６４およびガス供給部６５によりノズル６１の洗浄が行われる場合、逆止弁６３５がノズル６１近傍に配置されることにより、洗浄時に洗い流される還元剤の量（すなわち、ノズル６１から逆止弁６３５までの間に残留している還元剤の量）を低減することができる。その結果、ノズル６１の洗浄に要する時間を短くすることができ、バイパス弁６８２の実際の開弁前に、ノズル６１内の還元剤を排気レシーバ４２２へと押し出し、排気レシーバ４２２内の還元剤を各排気配管２４１から流入する排気によりＳＣＲ流路６７へと押し出すことができる。逆止弁６３５からノズル６１までの配管長は、好ましくは３ｍ以内であり、より好ましくは２ｍ以内である。

上述のように、排気流路４２は、燃焼室２０から排出された排気、および、他の燃焼室２０から排出された排気が集められる排気レシーバ４２２を備え、ノズル６１から排気レシーバ４２２に還元剤が供給されることが好ましい。これにより、複数の燃焼室２０から順次送られる排気により排気レシーバ４２２内に形成される乱流を利用して、還元剤と排気との混合を効率良く行うことができる。その結果、脱硝システム６による排気の脱硝処理を好適に実施することができる。

内燃機関１では、海象の影響による内燃機関１の負荷変動等に起因して、バイパス弁６８２の開閉が短時間の間に繰り返される場合がある。例えば、ステップＳ１６のバイパス弁６８２の開弁処理終了の後、すぐに（例えば、数秒後に）、バイパス弁６８２の閉弁処理が開始され（ステップＳ１８）、ステップＳ１９のバイパス弁６８２の閉弁処理終了の後、またすぐに（例えば、数秒後に）、バイパス弁６８２の開弁処理が開始される（ステップＳ１１）可能性がある。

内燃機関１では、供給制御部７２は、バイパス弁６８２が開弁されている状態で、バイパス弁６８２の閉弁処理が検知されると、所定時間の経過後に洗浄液供給部６４からノズル６１への洗浄液の供給を停止する。これにより、当該所定時間（例えば、約１０秒）の経過よりも前に、一旦閉弁されたバイパス弁６８２の開弁処理が再度開始された場合、洗浄液供給部６４からノズル６１への洗浄液の供給は継続されているため、洗浄液ポンプ６４３の動作を変更することなく、ノズル６１の洗浄を行うことができる。換言すれば、バイパス弁６８２の開閉が短時間のうちに繰り返される場合であっても、洗浄液ポンプ６４３の発停が短時間のうちに繰り返されることを抑制することができる。その結果、洗浄液ポンプ６４３（すなわち、洗浄液供給部６４の駆動部）の長寿命化を実現することができる。なお、閉弁処理の検知と洗浄液の供給停止との時間差は、例えば、ディレイタイマにより実現される。

また、上述のように、供給制御部７２は、バイパス弁６８２が開弁されている状態で、バイパス弁６８２の閉弁処理が検知されると、所定時間の経過後に還元剤供給部６３からノズル６１への還元剤の供給を開始させる。このため、当該所定時間（例えば、約１０秒）の経過よりも前に、一旦閉弁されたバイパス弁６８２の開弁処理が再度開始された場合、還元剤供給部６３からノズル６１への還元剤の供給は停止されたままである。これにより、バイパス弁６８２の開閉が短時間のうちに繰り返される場合であっても、バイパス弁６８２が開弁した状態で還元剤が排気レシーバ４２２に供給され、還元剤等を含んだ排気が、バイパス流路６８１を介してタービン５１および煙道８１に流入することを抑制することができる。

内燃機関１では、ある種の異常が発生した際等に、脱硝システム６においてバイパス弁６８２が開弁されるとともに還元剤ポンプ６３３が停止される処理（いわゆる、ＳＣＲシャットダウンまたはＳＣＲストップ）が行われる。この場合、バイパス弁６８２の開弁処理が開始され（ステップＳ１１）、還元剤ポンプ６３３の運転が停止されることにより、ノズル６１に対する還元剤の供給が停止される（ステップＳ１２）。すなわち、ＳＣＲシャットダウンまたはＳＣＲストップが行われる場合、供給制御部７２により、バイパス弁６８２の開弁処理および／または還元剤ポンプ６３３の停止処理が検知されると、ノズル６１に対する還元剤の供給が停止される。これにより、反応器６６よりも下流への還元剤の流入を抑制することができる。その後、ノズル６１および共通配管６２が洗浄される。

内燃機関１では、供給制御部７２は、還元剤ポンプ６３３の停止処理が検知されると、切替部６３４を制御して還元剤の送出先をノズル６１から上述の他の構成（例えば、還元剤供給源６３１または還元剤配管６３２）へと切り替えることが好ましい。これにより、ＳＣＲシャットダウン時等に、還元剤ポンプ６３３から切替部６３４までの間の還元剤配管６３２に残留している還元剤が、ノズル６１側へと移動してノズル６１から漏出すること（すなわち、ノズル６１からの還元剤の液だれ）を防止または抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関１ａについて説明する。図９は、内燃機関１ａの脱硝システム６ａの構成の一部を示す図である。内燃機関１ａは、還元剤供給部６３から切替部６３４が省略される点を除き、図１に示す内燃機関１と同様の構造を有する。以下の説明では、内燃機関１ａの各構成に、内燃機関１の対応する構成と同符号を付す。

内燃機関１ａでは、還元剤供給部６３は、還元剤供給源６３１と、還元剤配管６３２と、還元剤ポンプ６３３とを備える。上述の内燃機関１と同様に、還元剤供給源６３１には、還元剤が貯溜される。還元剤配管６３２は、還元剤供給源６３１とノズル６１とを接続する配管である。還元剤ポンプ６３３は、還元剤供給源６３１から還元剤配管６３２を介してノズル６１へと還元剤を送出する。

内燃機関１ａでは、バイパス弁６８２（図１参照）の開弁処理および閉弁処理の際における動作は、図７に示すステップＳ１１～Ｓ２０と略同様である。ただし、内燃機関１ａでは、ステップＳ１２の還元剤の供給停止は、切替部６３４による還元剤の供給先の切り替えではなく、還元剤ポンプ６３３の停止により行われる。

具体的には、供給制御部７２は、バイパス弁６８２の開弁処理が検知されると、還元剤ポンプ６３３の運転を停止することにより、ノズル６１から排気流路４２への還元剤の供給を停止させる。これにより、排気流路４２への還元剤の供給停止を簡素な構造で実現することができる。また、内燃機関１ａの構造は、内燃機関１と同様に、反応器６６の下流にタービン５１が設けられる内燃機関に特に適している。

上述の内燃機関１，１ａでは、様々な変更が可能である。

例えば、脱硝システム６の還元剤供給部６３では、逆止弁６３５は省略されてもよい。洗浄液供給部６４およびガス供給部６５においても同様に、逆止弁６４５，６５５は省略されてもよい。脱硝システム６ａにおいても同様である。

脱硝システム６の還元剤供給部６３では、循環流路６３６は省略されてもよい。この場合、還元剤ポンプ６３３からの還元剤の送出先は、切替部６３４により、例えばノズル６１とドレンとの間で切り替えられ、ノズル６１に供給されない還元剤は廃棄されてもよい。なお、切替部６３４は、必ずしも電磁弁である必要はなく、他の構造を有する部材（例えば、モータで駆動する電動弁または空気で駆動するパイロット弁）であってもよい。

供給制御部７２による制御では、洗浄液供給部６４から洗浄液が供給されている途中でバイパス弁６８２の閉弁処理が検知される場合、洗浄液の供給停止は、必ずしも、閉弁処理の検知から所定時間の経過後に行われる必要はなく、例えば、閉弁処理の検知直後に行われてもよい。

また、ノズル６１への還元剤の供給停止後にノズル６１の洗浄を行う場合、ガス供給部６５からのガスの供給は、必ずしも、洗浄液供給部６４からの洗浄液の供給から所定時間の経過後に行われる必要はなく、例えば、洗浄液の供給とほぼ同時に行われてもよい。当該ノズル６１の洗浄では、必ずしも洗浄液の供給が行われる必要はなく、ガス供給部６５からのガスの供給のみによりノズル６１の洗浄が行われてもよい。この場合、洗浄液供給部６４は省略されてもよい。なお、還元剤の供給停止後のノズル６１の洗浄は、必ずしも行われる必要はない。この場合、洗浄液供給部６４およびガス供給部６５は省略されてもよい。

脱硝システム６では、ＳＣＲシャットダウン時に、切替部６３４により還元剤の送出先がノズル６１から他の構成に切り替えられる必要は必ずしもないため、切替部６３４は駆動されなくてもよい。

脱硝システム６では、図３に示す切替部６３４として、還元剤配管６３２および洗浄液配管６４２に跨がる多ポート弁が設けられ、バイパス弁６８２の開弁の際に、当該多ポート弁が切り替えられることにより、還元剤ポンプ６３３からの還元剤の送出先がノズル６１から還元剤供給源６３１へと切り替えられると同時に、洗浄液ポンプ６４３からの洗浄液が、当該多ポート弁を介してノズル６１へと送出されてもよい。

ノズル６１は、必ずしも排気レシーバ４２２に対して還元剤を供給する必要はなく、排気流路４２のいずれかの部位に還元剤を供給すればよい。例えば、ノズル６１は、上述の排気配管４２１または燃焼室２０に取り付けられて、排気配管４２１または燃焼室２０に還元剤を供給してもよい。

内燃機関１，１ａは、必ずしも複数の燃焼室２０を備える必要はなく、排気流路４２に排気レシーバ４２２が設けられる必要もない。

内燃機関１，１ａでは、過給機５は省略されてもよい。この場合、反応器６６およびバイパス流路６８１が、直接的に煙道８１に接続されてもよい。

内燃機関１，１ａは、必ずしも、船舶の主機である必要はなく、２ストロークディーゼルエンジンである必要もない。内燃機関１，１ａは、例えば、４ストロークディーゼルエンジンであってもよく、ディーゼルエンジン以外のエンジンであってもよい。内燃機関１，１ａは、船舶の主機以外の用途（例えば、自動車等のエンジン）に利用されてもよい。また、内燃機関１，１ａは、ゴミ焼却施設等のプラントに設けられる発電機等として利用されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１，１ａ 内燃機関
２０ 燃焼室
４２ 排気流路
５１ タービン
５２ コンプレッサ
６１ ノズル
６３ 還元剤供給部
６４ 洗浄液供給部
６５ ガス供給部
６６ 反応器
７０ 制御システム
７１ 検知部
７２ 供給制御部
８１ 煙道
４２２ 排気レシーバ
６３１ 還元剤供給源
６３２ 還元剤配管
６３３ 還元剤ポンプ
６３４ 切替部
６３５ 逆止弁
６８１ バイパス流路
６８２ バイパス弁
Ｓ１１～Ｓ２０ ステップ

Claims (10)

1. 排気が流れる排気流路と、
   前記排気流路に取り付けられたノズルを介して前記排気流路に還元剤を供給して排気に混合する還元剤供給部と、
   前記排気流路から流入する排気を触媒に接触させて脱硝処理を行う反応器と、
   前記反応器を通過した排気が導かれる煙道と、
   前記反応器を迂回して前記排気流路と前記煙道とを接続するバイパス流路と、
   前記バイパス流路を開閉するバイパス弁と、
   前記反応器および前記バイパス流路と前記煙道との間に配置され、排気により回転するタービンと、
   前記タービンの回転を動力として吸気を加圧するコンプレッサと、
   前記還元剤供給部を制御する供給制御部と、
   を備え、
   前記バイパス弁が閉弁された状態では、前記反応器を通過した排気が前記タービンに流入し、
   前記バイパス弁が開弁された状態では、前記反応器および前記バイパス流路を通過した排気が前記タービンに流入する内燃機関であって、
   前記還元剤供給部は、
   前記還元剤が貯溜される還元剤供給源と、
   前記還元剤供給源と前記ノズルとを接続する配管と、
   前記還元剤供給源から前記配管を介して前記ノズルへと前記還元剤を送出するポンプと、
   を備え、
   前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理が検知されると、前記還元剤供給部を制御して前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関であって、
   前記還元剤供給部は、
   前記配管上に設けられ、前記ポンプにより送出された前記還元剤の送出先を、前記ノズルと前記ノズル以外の他の構成との間で切り替える切替部をさらに備え、
   前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理が検知されると、前記切替部を制御して前記還元剤の送出先を前記ノズルから前記他の構成へと切り替えることにより、前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させることを特徴とする内燃機関。
3. 請求項２に記載の内燃機関であって、
   前記他の構成は、前記還元剤供給源または前記切替部よりも上流の前記配管であることを特徴とする内燃機関。
4. 請求項２または３に記載の内燃機関であって、
   前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理が検知されると、前記切替部を制御して前記還元剤の送出先を前記ノズルから前記他の構成へと切り替えることを特徴とする内燃機関。
5. 請求項２ないし４のいずれか１つに記載の内燃機関であって、
   前記還元剤供給部は、前記切替部と前記ノズルとの間において前記ノズル近傍にて前記配管上に設けられる逆止弁をさらに備えることを特徴とする内燃機関。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の内燃機関であって、
   前記ノズルにガスを供給するガス供給部をさらに備え、
   前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給が停止された後、前記供給制御部は、前記ガス供給部を制御して前記ノズルに前記ガスを供給させることを特徴とする内燃機関。
7. 請求項６に記載の内燃機関であって、
   前記ノズルに洗浄液を供給する洗浄液供給部をさらに備え、
   前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給が停止された後、前記供給制御部は、前記洗浄液供給部を制御して前記ノズルに前記洗浄液を供給させ、
   前記ガス供給部から前記ノズルへの前記ガスの供給は、前記洗浄液供給部から前記ノズルへの前記洗浄液の供給開始から、所定時間の経過後に開始されることを特徴とする内燃機関。
8. 請求項７に記載の内燃機関であって、
   前記供給制御部は、前記バイパス弁が開弁されている状態で、前記バイパス弁の閉弁処理が検知されると、所定時間の経過後に前記洗浄液供給部から前記ノズルへの前記洗浄液の供給を停止することを特徴とする内燃機関。
9. 請求項１に記載の内燃機関であって、
   前記供給制御部は、前記バイパス弁の開弁処理が検知されると、前記ポンプの運転を停止することにより、前記ノズルから前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させることを特徴とする内燃機関。
10. 排気が流れる排気流路と、前記排気流路に取り付けられたノズルを介して前記排気流路に還元剤を供給して排気に混合する還元剤供給部と、前記排気流路から流入する排気を触媒に接触させて脱硝処理を行う反応器と、前記反応器を通過した排気が導かれる煙道と、前記反応器を迂回して前記排気流路と前記煙道とを接続するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉するバイパス弁と、前記反応器および前記バイパス流路と前記煙道との間に配置され、排気により回転するタービンと、前記タービンの回転を動力として吸気を加圧するコンプレッサと、を備え、前記バイパス弁が閉弁された状態では、前記反応器を通過した排気が前記タービンに流入し、前記バイパス弁が開弁された状態では、前記反応器および前記バイパス流路を通過した排気が前記タービンに流入する内燃機関において、前記還元剤供給部を制御する制御システムであって、
    前記還元剤供給部は、
    前記還元剤が貯溜される還元剤供給源と、
    前記還元剤供給源と前記ノズルとを接続する配管と、
    前記還元剤供給源から前記配管を介して前記ノズルへと前記還元剤を送出するポンプと、
    を備え、
    前記制御システムは、
    前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理を検知する検知部と、
    前記検知部により前記バイパス弁の開弁処理または前記ポンプの停止処理が検知されると、前記還元剤供給部を制御して前記排気流路への前記還元剤の供給を停止させる供給制御部と、
    を備えることを特徴とする制御システム。

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