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

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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
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)またはアンモニア水(NH)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)および水(HO)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. 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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