JP2010185338A - Exhaust gas purification system - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、ディーゼルエンジンのような内燃機関(エンジン)において、排気ガス中の有害成分を除去するための排気ガス浄化システムに関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for removing harmful components in exhaust gas in an internal combustion engine (engine) such as a diesel engine.
従来、例えばタンカーや輸送船等の船舶においては、各種補機、荷役装置、照明、空調その他の機器類の消費する電力量が膨大であり、これらの電気系統に電力を供給するために、ディーゼルエンジンと、当該ディーゼルエンジンの駆動にて発電する発電機とを組み合わせてなるディーゼル発電機を複数備えている(例えば特許文献1等参照)。 Conventionally, in a ship such as a tanker or a transport ship, the amount of electric power consumed by various auxiliary machines, cargo handling devices, lighting, air conditioning and other equipment is enormous. In order to supply electric power to these electric systems, diesel A plurality of diesel generators are provided that are a combination of an engine and a generator that generates electricity by driving the diesel engine (see, for example, Patent Document 1).
ディーゼルエンジンは、内燃機関の中で最もエネルギー効率の高いものの1つであることが知られており、単位出力当りの排気ガスに含まれる二酸化炭素量が少ない。しかも、例えば重油のような低質の燃料を使用できるため経済的にも優れるという利点がある。 Diesel engines are known to be one of the most energy efficient types of internal combustion engines, and the amount of carbon dioxide contained in exhaust gas per unit output is small. In addition, since a low-quality fuel such as heavy oil can be used, there is an advantage that it is economically excellent.
ところで、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、二酸化炭素以外に、窒素酸化物、硫黄酸化物及び粒子状物質等も多く含まれている。これらは、主にディーゼルエンジンの燃焼形態や、燃料である重油に由来して生成されるものであり、環境保全の妨げになる有害物質である。特に、窒素酸化物(以下、NOxという)は人体に有害で且つ強い酸性を呈するものであり、酸性雨の原因とも考えられている。 By the way, the exhaust gas of a diesel engine contains a large amount of nitrogen oxide, sulfur oxide, particulate matter, and the like in addition to carbon dioxide. These are produced mainly from the combustion mode of diesel engines and heavy oil as fuel, and are harmful substances that hinder environmental conservation. In particular, nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) are harmful to human bodies and exhibit strong acidity, and are considered to be the cause of acid rain.
従って、例えば船舶のように、複数台のディーゼル発電機(ディーゼルエンジン)を駆動させる機械においては、NOxの排出量が極めて多く、地球環境に与える負担が大きいと解される。地球環境に配慮すれば、排気ガス中のNOxをできるだけ取り除くべきであり、簡単な構成で且つ効率よく、NOxを還元処理して無害化することが望まれている。 Therefore, for example, in a machine that drives a plurality of diesel generators (diesel engines) such as a ship, it is understood that the amount of NOx emission is extremely large and the burden on the global environment is large. Considering the global environment, NOx in the exhaust gas should be removed as much as possible, and it is desired to make NOx harmless by reducing the NOx with a simple structure and efficiency.
排気ガス中のNOxを還元処理するには、排気系統の下流側に排気ガス浄化装置(例えば選択還元触媒方式のもの)を設けることになる。しかし、ディーゼルエンジンの低負荷駆動時等のように排気ガスの温度が比較的低い場合は(例えば約300℃以下)、排気ガス浄化装置が効率的に機能し難いという問題があった。この点を解消する方策としては、電熱式のヒータにて排気ガスを昇温させる技術が知られている。しかし、この例では専用のヒータが必要なため、部品点数が嵩んで製造コストが上昇すると共に、電力消費による燃費の悪化を招いてランニングコストの上昇を招来すると解される。 In order to reduce NOx in the exhaust gas, an exhaust gas purification device (for example, a selective reduction catalyst type) is provided on the downstream side of the exhaust system. However, when the temperature of the exhaust gas is relatively low (for example, about 300 ° C. or less) such as when the diesel engine is driven at a low load, there is a problem that the exhaust gas purification device is difficult to function efficiently. As a measure for solving this problem, a technique for raising the temperature of exhaust gas with an electric heater is known. However, in this example, since a dedicated heater is required, it is understood that the number of parts increases and the manufacturing cost increases, and the fuel consumption deteriorates due to power consumption, leading to an increase in running cost.
そこで、本願発明は、上記の問題を解消した排気ガス浄化システムの提供を目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system that solves the above problems.
請求項1の発明に係る排気ガス浄化システムは、複数台のエンジンからの排気ガス中にあるNOxの還元を促すNOx触媒と、前記排気ガスにNOx還元用の還元剤を供給する還元剤供給部と、前記排気ガス中のNOx濃度を検出するNOx検出手段と、前記NOx触媒に向かう排気ガスの温度を検出する温度検出手段と、前記各エンジンの駆動にて発電する発電機とを備えており、前記温度検出手段にて検出された排気ガス温度が設定下限温度以下になると、前記エンジンの駆動台数を減らした上で、目標の発電電力量を維持するように、駆動中の前記エンジンのへの燃料噴射量を増加させる構成になっているというものである。 An exhaust gas purification system according to claim 1 is a NOx catalyst that promotes reduction of NOx in exhaust gas from a plurality of engines, and a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent for NOx reduction to the exhaust gas. And NOx detecting means for detecting the NOx concentration in the exhaust gas, temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas directed to the NOx catalyst, and a generator for generating electricity by driving each engine. When the exhaust gas temperature detected by the temperature detecting means falls below the set lower limit temperature, the number of driven engines is reduced, and the target power generation amount is maintained so as to maintain the target power generation amount. The fuel injection amount is increased.
請求項2の発明は、請求項1に記載した排気ガス浄化システムにおいて、排気ガス温度が設定下限温度以下になった場合は、還元剤供給部からの還元剤の供給をを少なくするか又は停止するように構成されているというものである。 According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the first aspect, when the exhaust gas temperature falls below a set lower limit temperature, the supply of the reducing agent from the reducing agent supply unit is reduced or stopped. It is configured to do.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載した排気ガス浄化システムにおいて、排気ガス温度が設定上限温度以上になった場合は、先に停止させた前記エンジンを駆動させて、前記エンジンの駆動台数を減らす前の台数に戻し、前記各エンジンへの燃料噴射量を目標の発電電力量供給に見合った量に戻すように構成されているというものである。 According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the first or second aspect, when the exhaust gas temperature becomes equal to or higher than a set upper limit temperature, the engine stopped first is driven to The number of drives is returned to the number before reduction, and the fuel injection amount to each engine is returned to an amount commensurate with the target power generation amount supply.
請求項4の発明は、請求項3に記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記エンジンの駆動台数を減らす前の台数に戻し、前記各エンジンへの燃料噴射量を目標の発電電力量供給に見合った量に戻す場合は、前記還元剤供給部からの還元剤の供給を排気ガス温度低下前の元の量まで戻すか、前記還元剤の供給を再開するように構成されているというものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the third aspect, the number of drive of the engine is returned to the number before reduction, and the fuel injection amount to each engine is commensurate with the target power generation amount supply. When the amount is returned to the amount, the supply of the reducing agent from the reducing agent supply unit is returned to the original amount before the exhaust gas temperature is lowered, or the supply of the reducing agent is resumed.
本願発明によると、複数台のエンジンからの排気ガス中にあるNOxの還元を促すNOx触媒と、前記排気ガスにNOx還元用の還元剤を供給する還元剤供給部と、前記排気ガス中のNOx濃度を検出するNOx検出手段と、前記NOx触媒に向かう排気ガスの温度を検出する温度検出手段と、前記各エンジンの駆動にて発電する発電機とを備えており、前記温度検出手段にて検出された排気ガス温度が設定下限温度以下になると、前記エンジンの駆動台数を減らした上で、目標の発電電力量を維持するように、駆動中の前記エンジンのへの燃料噴射量を増加させる構成になっているから、NOx還元は進行し難いがNOx発生量自体も少ない低温度域になったとしても、NOx還元が効率よく進む温度域に排気ガス温度を強制的に上昇できる。従って、前記NOx触媒でのNOx還元を高効率な状態に維持でき、排気ガスの浄化処理の確実性が向上するという効果を奏する。 According to the present invention, a NOx catalyst that promotes reduction of NOx in exhaust gas from a plurality of engines, a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent for NOx reduction to the exhaust gas, and NOx in the exhaust gas A NOx detecting means for detecting the concentration; a temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas directed to the NOx catalyst; and a generator for generating electric power by driving each engine. When the discharged exhaust gas temperature falls below a set lower limit temperature, the fuel injection amount to the driving engine is increased so as to maintain the target generated power amount after reducing the number of driven engines Therefore, even if the NOx reduction is difficult to proceed but the NOx generation amount itself is low, the exhaust gas temperature can be forcibly increased to a temperature range where the NOx reduction proceeds efficiently. . Therefore, NOx reduction by the NOx catalyst can be maintained in a highly efficient state, and the reliability of the exhaust gas purification process is improved.
なお、本願発明においては、上述のように「エンジンの駆動台数を減らす」の文言に「もともとの駆動台数が1台のみであればその1台の駆動を維持する」をいう意味を含めて使用していることを付言しておく。 In the present invention, as described above, the phrase “reduce the number of engine drives” includes the meaning of “maintain the drive of one unit if the original number of units is one”. I will add that I am doing.
また、請求項2の発明によると、排気ガス温度が設定下限温度以下になった場合は、還元剤供給部からの還元剤の供給を少なくするか又は停止するように構成されているから、前述の低温度域では排気ガスの浄化処理を積極的にしないことになる。このため、前記NOx触媒の上流側に、還元剤が付着・残存するおそれを低減できる。特に還元剤が尿素水であれば、前記NOx触媒の上流側に、水分蒸発後の固体尿素が付着・残存するおそれは減るし、尿素の加水分解にて生ずるアンモニアと硫黄分との反応にて生成される硫酸アンモニウムに起因する害も抑制できる。更に、還元剤をより一層効率的に使用でき、ランニングコストの更なる抑制に貢献するという効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, when the exhaust gas temperature falls below the set lower limit temperature, the supply of the reducing agent from the reducing agent supply unit is reduced or stopped. In the low temperature range, the exhaust gas purification process is not actively performed. For this reason, a possibility that a reducing agent may adhere and remain on the upstream side of the NOx catalyst can be reduced. In particular, when the reducing agent is urea water, there is less risk of solid urea after moisture evaporation adhering to or remaining on the upstream side of the NOx catalyst, and the reaction between ammonia and sulfur produced by urea hydrolysis. Harm caused by the produced ammonium sulfate can also be suppressed. In addition, the reducing agent can be used more efficiently, which contributes to further reducing running costs.
更に、請求項3の発明によると、排気ガス温度が設定上限温度以上になった場合は、先に停止させた前記エンジンを駆動させて、前記エンジンの駆動台数を減らす前の台数に戻し、前記各エンジンへの燃料噴射量を目標の発電電力量供給に見合った量に戻すように構成されているから、排気ガス温度が設定上限温度以上になれば、前記各エンジンに過剰な負荷が掛かることはなく、排気ガス温度の強制上昇に伴う燃費の悪化を最小限に抑えられるという効果を奏する。
Further, according to the invention of
請求項4の発明によると、前記エンジンの駆動台数を減らす前の台数に戻し、前記各エンジンへの燃料噴射量を目標の発電電力量供給に見合った量に戻す場合は、前記還元剤供給部からの還元剤の供給を排気ガス温度低下前の元の量まで戻すか、前記還元剤の供給を再開するように構成されているから、還元剤の供給及び停止をスムーズに切り換えでき、排気ガス温度に応じて排気ガスの浄化処理を効率的に実行できるという効果を奏する。
According to the invention of
以下に、本願発明を具体化した実施形態を、船舶に搭載された複数台のディーゼル発電機に適用した場合の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings in a case where the present invention is applied to a plurality of diesel generators mounted on a ship.
(1).船舶の概要
まず始めに、図1を参照しながら、船舶1の概要について説明する。
(1). Outline of Ship First, an outline of the ship 1 will be described with reference to FIG.
実施形態の船舶1は、船体2と、船体2におけるデッキ3上の後部に設けられたキャビン4と、キャビン4の後方に配置されたファンネル5(煙突)と、船体2の後方下部に設けられたプロペラ6及び舵7とを備えている。船体2内の後部には、プロペラ6の駆動源である主エンジン8(実施形態ではディーゼルエンジン)及び減速機9と、船体2内の電気系統に電力を供給するための発電装置10とが設置されている。主エンジン8から減速機9を経由した回転動力にて、プロペラ6が回転駆動することになる。
The ship 1 according to the embodiment is provided in a
(2).発電装置の構造
次に、図2を参照しながら、発電装置10の構造について説明する。
(2). Next, the structure of the
発電装置10は、発電用ディーゼルエンジン12(以下、発電用エンジンという)と、発電用エンジン12の駆動にて発電する発電機13とを組み合わせたディーゼル発電機11を複数台(実施形態では3台)備えたものである。これらディーゼル発電機11は基本的に、船体2内の必要電力量に対応して効率的に稼働するように構成されている。例えば大量の電力を消費する航行時等には、全てのディーゼル発電機11を稼働させ、比較的電力消費の少ない停泊時等には、任意の台数のディーゼル発電機11を稼働させる。
The
各発電機13の駆動にて生じた発電電力は船体2内の電気系統に供給される。各発電機13は、発電機制御盤14内の電力トランスデューサ15に電気的に接続されている。電力トランスデューサ15は各発電機13による発電電力を検出するためのものである。電力トランスデューサ15の検出情報に基づき発電電力が発電機制御盤14にて予め設定された目標電力と一致するように、各発電用エンジン12の駆動がエンジン制御手段としてのエンジンコントローラ80(詳細は後述する)にて制御される。電力トランスデューサ15は、後述する還元剤供給装置43の還元コントローラ55にも電気的に接続されている。
The generated power generated by driving each
(3).発電装置の燃料系統
次に、図2及び図3を参照しながら、発電装置10の燃料系統について説明する。
(3). Next, the fuel system of the
船体2内には、硫黄含有量の多い一般燃料としてのC重油を貯留する一般燃料タンク16aと、硫黄含有量の少ない低硫黄燃料としてのA重油を貯留する低硫黄燃料タンク16bとが設置されている。一般燃料タンク16aの燃料系統と低硫黄燃料タンク16bの燃料系統とはそれぞれ別個に構成されている。
In the
これら燃料系統の構成は基本的に同様になっており、ここでは、一般燃料タンク16aの燃料系統について詳述する。なお、図2及び図3において、両燃料系統の構成のうち機能が同じもの同士には符号として同じ数字を付し、その上で、一般燃料タンク16a側のものにアルファベットの「a」を、低硫黄燃料タンク16b側のものアルファベットの「b」を添えている。
The configurations of these fuel systems are basically the same. Here, the fuel system of the
一般燃料タンク16aは1本の供給管路17aに接続されている。供給管路17aの上流側には、燃料フィルタ19aと燃料流量計20aとが設けられている。燃料流量計20aは、後述する還元剤供給装置43の還元コントローラ55に電気的に接続されている。供給管路17aのうち燃料流量計20aより下流側からは、複数の送り管路21a(実施形態では3本)が延びている。各送り管路21aは、燃料切換手段としての供給切換電磁弁81を介して、それぞれ対応する発電用エンジン12の燃料ポンプ18に接続されている。燃料ポンプ18に送られた燃料は、発電用エンジン12に設けられた燃料噴射装置83(図6参照)にて、発電用エンジン12における気筒毎の燃焼室(図示省略)内に噴射されることになる。供給切換電磁弁81は、後述するエンジンコントローラ80に電気的に接続されていて、エンジンコントローラ80からの制御情報に基づいて切換作動するように構成されている。
The
各送り管路21aの中途部にはリターンチャンバー22aが設けられている。燃料噴射装置83から発電用エンジン12外に延びる戻し管路23aは、リターンチャンバー22aを介して戻し切換電磁弁82に接続され、当該戻し切換電磁弁82から一般燃料タンク16aに接続されている。発電用エンジン12において未使用の余剰燃料は、戻し管路23aを通じて一般燃料タンク16aに戻されることになる。戻し管路23aのうちリターンチャンバー22aより下流側には逆止弁24aが設けられている。各戻し切換電磁弁82は、後述するエンジンコントローラ80に電気的に接続されていて、エンジンコントローラ80からの制御情報に基づいて切換作動するように構成されている。
A
各供給切換電磁弁81には、一般燃料タンク16aからの送り管路21aだけでなく、低硫黄燃料タンク16bからの送り管路21bも接続されている。供給切換電磁弁81の切換作動により、発電用エンジン12への供給燃料をC重油かA重油かに切り換えることになる。また同様に、各戻し切換電磁弁82には、一般燃料タンク16aへの戻し管路23aだけでなく、低硫黄燃料タンク16bへの戻し管路23bも接続されている。戻し切換電磁弁82の切換作動により、発電用エンジン12からの余剰燃料の戻し先を一般燃料タンク16aか低硫黄燃料タンク16bかに切り換えることになる。
Each supply switching
(4).発電装置の吸排気系統
次に、図2を参照しながら、発電装置10の吸排気系統について説明する。
(4). Next, the intake / exhaust system of the
各発電用エンジン12には、空気取り込み用の吸気経路(図示省略)と排気ガス排出用の排気経路25とが接続されている。吸気経路を通じて取り込まれた空気は、発電用エンジン12の各気筒内(吸気行程の気筒内)に送られる。そして、各気筒の圧縮行程完了時に、燃料タンク16から吸い上げられた燃料を燃料噴射装置にて気筒毎の燃焼室(副室)内に圧送することにより、各燃焼室にて混合気の自己着火燃焼に伴う膨張行程が行われることになる。
Each
各発電用エンジン12の排気経路25は、ファンネル5まで延びた主排気路29と、主排気路29の中途部から分岐した分岐排気路30とを有している。前述の通り、各主排気路29はファンネル5まで延びていて、外部に直接連通するように構成されている。各分岐排気路30はいずれも1つの集合経路26に合流している。集合経路26のうち最下流の分岐排気路30より更に下流側には、主として排気ガスの浄化処理(NOx還元処理)をする後処理装置27が設けられている。
The
各排気経路25における主排気路29と分岐排気路30には、それぞれを開閉する開閉部材として、気体作動式の開閉バルブ28a,28bが設けられている(実施形態では3組、計6個)。これら開閉バルブ28a,28bは、排気ガスの通過する経路を選択するためのものであり、一方を開けば他方を閉じるという関係になっている。また、詳細は後述するが、各開閉バルブ28a,28bは、それぞれ対応する発電用エンジン12の状態及び使用燃料の種類に応じて開閉させるように構成されている。
The
第2開閉バルブ28bが閉じて第1開閉バルブ28aが開いた状態では、膨張行程後の排気行程において、複数台の発電用エンジン12から各排気経路25に送られた排気ガスが、各主排気路29を経由して(後処理装置27を通過せずに)、直接船舶1外に放出される。第1開閉バルブ28aが閉じて第2開閉バルブ28bが開いた状態では、排気ガスが各分岐排気路30を介して集合経路26にてまとめられ、後処理装置27を経由して浄化処理をされた後、船舶1外に放出される。
In a state where the second on-off
このように、各排気経路25における主排気路29と分岐排気路30とに、各排気路29,30を開閉する開閉部材としての開閉バルブ28a,28bが設けられていると、例えば規制海域内の航行時と規制海域外の航行時のように、排気ガスの浄化処理が必要な場合と不要な場合とにおいて、両開閉バルブ28a,28bの開閉状態を切り換えるだけで、排気ガスの通過する経路を適宜選択できる。従って、排気ガスの効率よい処理が可能になる。また、例えば排気ガスの浄化処理が不要な場合は、後処理装置27を避けて外部に直接連通する主排気路29側に排気ガスを誘導できる。このため、排気効率のよい状態を維持でき、各発電用エンジン12の出力低下の回避が可能になる。更に、排気ガスの浄化処理が不要な場合は、後処理装置27(後述するNOx触媒62)が排気ガスにさらされないから、後処理装置27(後述するNOx触媒62)の寿命延長にも寄与するのである。
Thus, if the
停止中の発電用エンジン12に対する開閉バルブ28a,28bは、少なくとも分岐排気路側の第2開閉バルブ28bが閉じるように構成されている。このため、集合経路26から停止中の発電用エンジン12に向けて排気ガスが逆流するのを簡単且つ確実に防止できる。もちろん、第1開閉バルブ28aが第2開閉バルブ28bと共に閉じても構わない。
The on-off
前述の通り、各開閉バルブ28a,28bは気体作動式のものであり、気体の供給がない場合は開き状態に保持される(ノーマリーオープン形式)。各開閉バルブ28a,28bの駆動部は気体枝管路34を介して気体供給源32から延びる気体幹管路33に接続されている。気体供給源32は、各開閉バルブ28a,28b作動用の圧縮気体である空気(窒素ガスでもよい)を供給するためのものである。各気体枝管路34の中途部には、上流側から順に、ゲート電磁弁35と減圧バルブ36とが設けられている。各ゲート電磁弁35は、後述するエンジンコントローラ80に電気的に接続されている。そして、各ゲート電磁弁35は、エンジンコントローラ80からの制御情報に基づいて開閉作動し、対応する開閉バルブ28a,28bの駆動部に圧縮気体を供給したり停止したりするように構成されている。
As described above, the open /
気体幹管路33の出口側は、後処理装置27の前部、具体的には、後述するNOx触媒62及びスリップ処理触媒63より上流側の部位に設けられた噴気部としての噴気ノズル37に接続されている。噴気ノズル37は、気体供給源32からの圧縮気体をNOx触媒62及びスリップ処理触媒63に向けて吹き付けるものであり、当該噴気ノズル37の作用により、長期間の使用で後処理装置27内に溜まった煤塵を強制的に除去することが可能になる。
The outlet side of the
気体幹管路33のうち最下流の気体枝管路34と噴気ノズル37との間には、上流側から順に、ゲートバルブ38、減圧バルブ39、エアフィルタ40、レジューサ41及び噴気用電磁弁42が設けられている。噴気用電磁弁42は、後述する還元剤供給装置43の還元コントローラ55に電気的に接続されていて、還元コントローラ55からの制御情報に基づいて開閉作動するように構成されている。
A
(5).還元剤供給装置の構造
次に、図2、図4及び図6を参照しながら、還元剤供給装置43の構造について説明する。
(5). Next, the structure of the reducing
船舶1に搭載された還元剤供給装置43は、集合経路26内の排気ガスにNOx還元用の還元剤を供給するためのものであり、還元剤供給通路44と還元剤制御盤45とを備えている。還元剤供給通路44の一端側は、還元剤としての尿素水溶液(以下、尿素水という)を貯留する尿素水タンク46に接続されている一方、他端側は、集合経路26のうちバイパス側切換バルブ31と後処理装置27との間に設けられた還元剤供給部としての尿素水噴射ノズル47に接続されている。
The reducing
還元剤供給通路44には、上流側から順に、尿素水入口バルブ48、レジューサ49、フィードポンプ50、尿素水フィルタ51、尿素水流量計52及び噴射用電磁弁53等が設けられている。フィードポンプ50は、尿素水タンク46内の尿素水を吸い上げて尿素水噴射ノズル47に向けて吐出するためのものである。フィードポンプ50には電動モータ54が連結されている。後述する還元コントローラ55からインバータ56を経由した制御情報に基づいて電動モータ54の回転駆動量を調節することにより、フィードポンプ50からの尿素水供給量を調節する構成になっている。噴射用電磁弁53は後述する還元コントローラ55に電気的に接続されていて、還元コントローラ55からの制御情報に基づいて開閉作動するように構成されている。
In the reducing
還元剤制御盤45は、NOx制御手段としての還元コントローラ55と、インバータ56と、温度調節器57と、後処理装置27の詰り状態を検出する詰り検出手段としての圧力センサ58とを備えている。還元コントローラ55は主として、排気ガス中のNOx濃度に応じた適切な量の尿素水を集合経路26に供給するように、フィードポンプ50と噴射用電磁弁53とを作動させるという還元剤調節制御を実行するものである。
The reducing
詳細は図示しないが、還元コントローラ55は、各種演算処理や制御を実行するCPUの他、制御プログラムやデータを記憶させるためのROM、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるためのRAM、及び入出力インターフェイス等を備えている。
Although not shown in detail, the
図6に詳細に示すように、還元コントローラ55には、インバータ56を介して電動モータ54に電気的に接続されている一方、温度調節器57を介して、集合経路26内の排気ガス温度を検出する温度検出手段としての温度センサ59が電気的に接続されている。また、還元コントローラ55には、発電機制御盤14の電力トランスデューサ15、燃料流量計20、尿素水流量計52、圧力センサ58、尿素水貯留量を検出する尿素水量センサ60、噴気用電磁弁42及び噴射用電磁弁53も電気的に接続されている。
As shown in detail in FIG. 6, the
詰り検出手段としての圧力センサ58は、前述した噴気ノズル37と同様に、後処理装置27の前部、具体的には、後述するNOx触媒62及びスリップ処理触媒63より上流側の部位に設けられている。実施形態では、後処理装置27内に煤塵が堆積していない新品状態でのNOx触媒62上流側の圧力(基準圧力値)を、還元コントローラ55のROM等に予め記憶させておき、同じ測定箇所における現在の圧力を圧力センサ58にて検出し、基準圧力値と圧力センサ58の検出値との圧力差を求め、当該圧力差に基づいて後処理装置27の煤塵堆積量が換算される。
The
そして、圧力差が設定値以上になると、還元コントローラ55からの指令にて噴気用電磁弁42が開き、気体供給源32から噴気ノズル37に圧縮気体が送られ、噴気ノズル37からNOx触媒62及びスリップ処理触媒63に向けて圧縮気体が吹き付けられることになる。なお、集合経路26のうち後処理装置27を挟んで上下流側に、それぞれ圧力センサを配置し、両者の検出値の差から後処理装置27の煤塵堆積量を換算するようにしてもよい。
When the pressure difference becomes equal to or larger than the set value, the
集合経路26内の排気ガス温度を検出する温度センサ59は、集合経路26のうち尿素水噴射ノズル47と後処理装置27との間に設けられている。実施形態では、温度センサ59の検出温度が設定上限温度(例えば305℃)以上になると、還元コントローラ55からの指令にて噴射用電磁弁53が開き、フィードポンプ50の駆動にて尿素水タンク46から尿素水噴射ノズル47に尿素水が送られ、尿素水噴射ノズル47から集合経路26内に尿素水が噴射される。
A
尿素水貯留量を検出する尿素水量センサ60はフロート式のものであり、尿素水タンク46内に配置されている。この場合、尿素水量センサ60の上下高さ位置の変化に基づき、尿素水タンク46内の尿素水貯留量が検出される。
The urea
還元コントローラ55は、電力トランスデューサ15にて検出された発電電力量に基づき、インバータ56を介して電動モータ54の回転駆動量を調節して、フィードポンプ50からの尿素水供給量を調節するように構成されている。これは、排気ガス中のNOx濃度が、ディーゼル発電機11群の合計発電電力量(発電用エンジン12群の合計出力(又は合計負荷)でもよい)と概ね比例関係にあるためである。従って、NOxの還元に必要な尿素水供給量(還元剤供給量)は、合計発電電力量、ひいては排気ガス中のNOx濃度に概ね比例することになる。ここで、図示は省略するが、NOxの還元に必要な尿素水供給量と発電電力量との関係は、例えばマップ形式又は関数表形式にて、還元コントローラ55(例えばROM等)に予め記憶されている。
The
この場合、還元コントローラ55は、電力トランスデューサ15にて検出された合計発電電力量と、還元コントローラ55に予め記憶されたマップ又は関数表とから、NOxの還元に必要な尿素水供給量を求め、当該求められた供給量の尿素水を尿素水噴射ノズル47から適宜時間内に噴射するように電動モータ54を回転駆動させ、フィードポンプ50の作動量を調節している。
In this case, the
実施形態の電力トランスデューサ15はNOx検出手段に相当するものである。すなわち電力トランスデューサ15は発電機13群の合計発電電力量を検出し、当該電力トランスデューサ15の検出結果に基づき、排気ガス中のNOx濃度が間接的に把握されることになる。なお、NOx検出手段は、電力トランスデューサ15に限らず、各発電用エンジン12の出力を検出するものでもよいし、燃料噴射量から各発電用エンジン12の負荷を検出するものでもよい。また、排気ガス中のNOx濃度を直接検出するものでもよい。
The
このように、NOx検出手段としての電力トランスデューサ15は発電機13群の合計発電電力量を検出し、当該電力トランスデューサ15の検出結果に基づき、排気ガス中のNOx濃度が間接的に把握される構成になっていると、NOx濃度検出専用のセンサが要らず、構成を簡素化して製造コストの低減に寄与できる。
In this way, the
(6).後処理装置の構造
次に、図2、図4及び図5を参照しながら、後処理装置27の構造について説明する。
(6). Structure of Post-Processing Device Next, the structure of the
後処理装置27は、略筒型に形成された耐熱金属材料製の後処理ケーシング61内に、上流側から順に、排気ガス中のNOxの還元を促進させるNOx触媒62と、余分に供給された還元剤(この場合は加水分解後のアンモニア)の酸化処理を促進させるスリップ処理触媒63と、排気ガスの排気音を減衰させる消音器64とを直列に並べて収容したものである。各触媒62,63は、多孔質な(ろ過可能な)隔壁にて区画された多数個のセルからなるハニカム構造になっており、例えばアルミナ、ジルコニア、バナジア/チタニア又はゼオライト等の触媒金属を有している。
The
NOx触媒62は、尿素水噴射ノズル47からの尿素水の加水分解にて生じたアンモニアを還元剤として、排気ガス中のNOxを選択還元することにより、後処理装置27内に送られた排気ガスを浄化するものである。また、スリップ処理触媒63は、NOx触媒62から流出した未反応(余剰)のアンモニアを酸化して無害な窒素にするものである。この場合、後処理ケーシング61内では下記の反応式:
(NH2)2CO+H2O → 2NH3+CO2(加水分解)
NO+NO2+2NH3→ 2N2+3H2O(NOx触媒62での反応)
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O(NOx触媒62での反応)
6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O(NOx触媒62での反応)
4NH3+3O2→ 2N2+6H2O(スリップ処理触媒63での反応)
が生ずることになる。
The
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → 2NH 3 + CO 2 (hydrolysis)
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (reaction with NOx catalyst 62)
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (reaction at NOx catalyst 62)
6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O (reaction with NOx catalyst 62)
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (reaction at slip treatment catalyst 63)
Will occur.
消音器64は後処理ケーシング61の後部側に形成されている。後処理ケーシング61の後部側は2枚の蓋板65,66にて塞がれていて、これら両蓋板65,66を略筒型の排出パイプ67が貫通している。排出パイプ67の出口側は後処理ケーシング61の出口に連通している。排出パイプ67における前後両蓋板65,66の間は閉鎖板68にて閉鎖されており、排出パイプ67のうち閉鎖板68を挟んで両側の周壁部には、それぞれ複数の連通穴69,70が形成されている。後処理ケーシング61における両蓋板65,66の間は、排出パイプ67内に複数の連通穴69,70を介して連通する共鳴室71になっている。従って、排出パイプ67の上流側に入り込んだ排気ガスは、上流側の連通穴69、共鳴室71、下流側の連通穴70を介して排出パイプ67の下流側を通過し、後処理ケーシング61外に放出されることになる。
The
主排気路29側の第1開閉バルブ28aを閉じて分岐排気路30側の第2開閉バルブ28bを開いた状態において、各分岐排気路30を介して集合経路26にてまとめられた排気ガスは、後処理ケーシング61内に進入し、NOx触媒62及びスリップ処理触媒63を通過して浄化処理をされる。そして、浄化処理後の排出ガスは、排出パイプ67の上流側から、上流側の連通穴69、共鳴室71、下流側の連通穴70を経由して、排出パイプ67の下流側に入り、後処理ケーシング61外ひいては船舶1外に放出される。
In a state where the first opening /
以上のように、NOx触媒62を収容する後処理ケーシング61内には、NOx触媒62より下流側に、余分に供給された還元剤(実施形態では加水分解後のアンモニア)の酸化処理を促すスリップ処理触媒63が配置されているから、NOx触媒62を未反応のまま通過しようとする余剰の還元剤(アンモニア)を、窒素に酸化処理して無害化でき、排気ガス中にアンモニアが残存するおそれを確実に回避できる。また、NOx触媒62とスリップ処理触媒63とをパッケージ化でき、排気構造の下流側をコンパクトに構成できる。
As described above, in the
また、NOx触媒62を収容する後処理ケーシング61には、排気ガスの排気音を減衰させるための消音器64を備えているから、NOx触媒62、スリップ処理触媒63及び消音器64を単一の後処理ケーシング61にパッケージ化でき、排気構造の下流側をコンパクトに構成できる。
Further, since the
(7).エンジンコントローラの構造
次に、図6を参照しながら、エンジン制御手段としてのエンジンコントローラ80の構造について説明する。
(7). Next, the structure of the engine controller 80 as engine control means will be described with reference to FIG.
船舶1に搭載されたエンジンコントローラ80は、主として各発電用エンジン12の駆動制御を司るものである。詳細は図示しないが、エンジンコントローラ80も、還元コントローラ55と同様に、各種演算処理や制御を実行するCPUの他、制御プログラムやデータを記憶させるためのROM、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるためのRAM、及び入出力インターフェイス等を備えている。
The engine controller 80 mounted on the ship 1 mainly controls drive control of each
エンジンコントローラ80には、前述した供給切換電磁弁81及び各戻し切換電磁弁82と、各燃料ポンプ18に設けられた燃料噴射装置83と、各発電用エンジン12の回転数を検出する回転数検出手段としてのエンジン回転センサ84と、燃料噴射量を検出する噴射量検出センサ85とが電気的に接続されている。エンジンコントローラ80には、還元剤供給装置43の還元コントローラ55も電気的に接続されていて、コントローラ55,80同士が相互に制御情報を授受して各制御を実行するように構成されている。
The engine controller 80 includes the above-described supply
また、エンジンコントローラ80には、人工衛星86や地上局87からの電波にて船舶1(自船)の現在位置を特定できる自船位置検出手段88を構成するGPSコントローラ89が電気的に接続されている。自船位置検出手段88は、例えば自動車用のものと同様に、全地球測位システム(GPS)を利用するものであり、前述のGPSコントローラ89と、これに接続されたGPSアンテナ90とを備えている。GPSアンテナ90は船舶1のキャビン4に突設されている。
The engine controller 80 is electrically connected to a GPS controller 89 that constitutes ship position detecting means 88 that can identify the current position of the ship 1 (own ship) by radio waves from the
GPSコントローラ89は、GPSアンテナ90にて捕捉した人工衛星86又は地上局87からの電波(人工衛星86又は地上局87の現在位置情報等)から、船舶1の現在位置情報を算出するものであり、還元コントローラ55やエンジンコントローラ80と同様に、各種演算処理や制御を実行するCPUの他、制御プログラムやデータを記憶させるためのROM、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるためのRAM、及び入出力インターフェイス等を備えている。
The GPS controller 89 calculates current position information of the ship 1 from radio waves from the
GPSコントローラ89には、NOx(窒素酸化物)やSOx(硫黄酸化物)の排出量を規制する規制海域についての規制海域情報がデジタルマップデータとして予め記憶されている。かかる規制海域情報のマップデータは地球全体の情報を網羅したものでもよいし、航海範囲が限定されていれば当該範囲(例えば、太平洋のみや東経○○〜△△度の範囲)に限っていてもよい。規制海域は変更される場合があるので、規制海域情報のマップデータは更新可能であるのが好ましい。 The GPS controller 89 stores in advance, as digital map data, regulatory sea area information regarding the regulatory sea area that regulates NOx (nitrogen oxide) and SOx (sulfur oxide) emissions. The map data of such regulated sea area information may cover the information of the entire earth, and if the voyage range is limited, it is limited to that range (for example, only the Pacific Ocean or the east longitude XX to △△ degree range). Also good. Since the regulated sea area may be changed, the map data of the regulated sea area information is preferably updatable.
なお、自船位置検出手段88はGPSを利用するものに限らず、例えばサテライトコンパスのように自船の位置を把握できるものであればよい。規制海域情報を記憶する手段は、例えば光ディスクのような外部記憶媒体でもよいし、ハードディスクのような内蔵型記憶媒体でもよい。また、規制海域情報を記憶する手段をエンジンコントローラ80側に設けることも可能である。 The own ship position detecting means 88 is not limited to the one using the GPS, and may be any apparatus capable of grasping the position of the own ship such as a satellite compass. The means for storing the regulated sea area information may be an external storage medium such as an optical disk or a built-in storage medium such as a hard disk. It is also possible to provide a means for storing the regulated sea area information on the engine controller 80 side.
(8).切換制御の具体例
次に、図8及び図9のフローチャートを参照しながら、規制海域との関係における切換制御の一例について説明する。実施形態のエンジンコントローラ80は、各発電用エンジン12の駆動制御以外に、排気ガスの通過する経路や使用燃料を自動的に切り換える切換制御(開閉バルブの開閉制御や燃料切換制御の総称)も実行可能に構成されている。ここで、船舶1は航行中であるものとする。
(8). Specific Example of Switching Control Next, an example of switching control in relation to the regulated sea area will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 8 and 9. The engine controller 80 according to the embodiment also executes switching control for switching the passage of exhaust gas and the fuel used automatically (generic term for opening / closing control of the on-off valve and fuel switching control) in addition to the drive control of each
この場合、図8のフローチャートに示すように、自船位置検出手段88にて船舶1の現在位置を特定した後、当該現在位置と規制海域情報のマップデータとを比較照合し、船舶1が規制海域外にいるか規制海域内にいるかを判別する。言うまでもないが、船舶1が規制海域外にいれば、燃料としてC重油が使用され、排気ガスは各主排気路29を介して直接船舶1外に放出される状況下にある。船舶1が規制海域内にいれば、燃料としてA重油が使用され、排気ガスは各分岐排気路30、集合経路26及び後処理装置27を経由して、船舶1外に放出される状況下にある。
In this case, as shown in the flowchart of FIG. 8, after the current position of the ship 1 is specified by the own ship position detecting means 88, the current position is compared with the map data of the regulated sea area information, and the ship 1 is regulated. Determine whether you are outside the sea area or within the regulated sea area. Needless to say, if the ship 1 is outside the regulated sea area, C heavy oil is used as fuel, and the exhaust gas is directly discharged to the outside of the ship 1 through each
船舶1が規制海域外にいる場合は、船舶1の現在位置から規制海域の境界までの距離を求め、次いで、当該距離が予め設定されたターゲット距離内か否かを判別する。ターゲット距離は、使用燃料等の切換に要する時間に対応した距離に相当するものであり、切換に要する時間と船舶1の航行速度とから定められる。なお、ターゲット距離は航行速度に比例する変数に設定しておいてもよい(高速の場合は早く境界に到達するので、準備のためのターゲット距離は長くする必要がある)。 When the ship 1 is outside the regulated sea area, the distance from the current position of the ship 1 to the boundary of the regulated sea area is obtained, and then it is determined whether the distance is within a preset target distance. The target distance corresponds to the distance corresponding to the time required for switching the fuel used and is determined from the time required for switching and the navigation speed of the ship 1. Note that the target distance may be set to a variable proportional to the navigation speed (at the high speed, the boundary is reached quickly, so the target distance for preparation needs to be increased).
船舶1から境界までの距離がターゲット距離内であると、駆動中の発電用エンジン12に対する第1開閉バルブ28aを、これに対応するゲート電磁弁35の駆動に基づく圧縮気体の供給にて閉止させると共に、第2開閉バルブ28bを、これに対応するゲート電磁弁35の駆動に基づく圧縮気体の供給停止にて開放させ、排気ガスを後処理装置27に送り込む(排気ガスの通過経路を後処理装置27側に切り換える)。また、供給切換電磁弁81の切換駆動にて、駆動中の発電用エンジン12の燃料ポンプ18と低硫黄燃料タンク16bとを連通させ、使用燃料をC重油からA重油に切り換える。このとき、戻し切換電磁弁82も切換駆動して、戻し管路23を低硫黄燃料タンク16bに連通させることになる。
When the distance from the ship 1 to the boundary is within the target distance, the first opening /
その後、温度センサ59にて検出された排気ガス温度が設定上限温度(例えば305℃)以上になると、噴射用電磁弁53を開くと共に、フィードポンプ50の駆動にて尿素水タンク46から尿素水噴射ノズル47に尿素水を送り、尿素水噴射ノズル47から集合経路26内に尿素水を噴射するのである。
Thereafter, when the exhaust gas temperature detected by the
逆に、船舶1が規制海域内にいる場合は、その後、船舶1が規制海域の境界を超えてから、噴射用電磁弁53を閉じると共にフィードポンプ50の駆動を停止させ、尿素水の供給を停止する。そして、駆動中の発電用エンジン12に対する第1開閉バルブ28aを、これに対応するゲート電磁弁35の駆動に基づく圧縮気体の供給停止にて開放させると共に、第2開閉バルブ28bを、これに対応するゲート電磁弁35の駆動に基づく圧縮気体の供給にて閉止させ、排気ガスを各主排気路29から直接船舶1外に放出する。また、供給切換電磁弁81の切換駆動にて、駆動中の発電用エンジン12の燃料ポンプ18と一般燃料タンク16aとを連通させ、使用燃料をA重油からC重油に切り換えるのである。このとき、戻し切換電磁弁82も切換駆動して、戻し管路23を一般燃料タンク16aに連通させることになる。
On the contrary, when the ship 1 is in the regulated sea area, after the ship 1 exceeds the border of the regulated sea area, the
以上の説明から明らかなように、実施形態では、各発電用エンジン12の駆動制御を司るエンジン制御手段としてのエンジンコントローラ80が各開閉バルブ28a,28bの開閉制御を実行するように構成されているから、排気ガスの浄化処理(NOx還元処理)が必要な場合と不要な場合とにおいて、両開閉バルブ28a,28bの開閉状態を自動的に切り換えでき、排気ガスの通過する経路を簡単に選択できる。従って、船舶1の置かれた状況に応じて、排気ガスを効率よく処理できる。その上、両開閉バルブ28a,28bの開閉切換作業を自動化できるので、船員の負担軽減に効果的である。
As is apparent from the above description, in the embodiment, the engine controller 80 serving as an engine control unit that controls the driving of each
しかも、集合経路26内の排気ガス温度を検出する温度検出手段としての温度センサ59を備えており、駆動中の各発電用エンジン12に対する主排気路29側の第1開閉バルブ28aを閉じて分岐排気路30側の第2開閉バルブ28bを開いた状態において、温度センサ59にて検出された排気ガス温度が設定上限温度以上になると、還元剤供給部としての尿素水噴射ノズル47から還元剤である尿素水を供給するように構成されているから、NOx還元が効率よく進む温度域(約305℃以上)を使って排気ガスを浄化処理することになる。このため、後処理装置27でのNOx還元効果を高い状態に維持できる。また、尿素水を効率よく使用できるから、ランニングコストの抑制にも寄与する。
In addition, a
また、船舶1(自船)の現在位置を特定できる自船位置検出手段88を更に備えており、自船位置検出手段88には排気ガスの規制海域に関する規制海域情報が予め記憶されており、自船位置検出手段88にて、規制海域と船舶1の現在位置との位置関係が特定され、特定された位置関係情報に基づいて、エンジンコントローラ80が各開閉バルブ28a,28bを開閉させるように構成されているから、規制海域に進入する前や規制海域を出た後といった状況に応じて、自動的且つ的確に排気ガスの通過する経路を選択できることになる。従って、NOx規制を遵守して環境汚染に配慮できる。また、船舶1が規制海域外か規制海域内かの監視を省略できるから、船員の負担軽減に効果的である。
The ship further includes own ship position detecting means 88 that can identify the current position of the ship 1 (own ship), and the own ship position detecting means 88 stores in advance restriction sea area information relating to the restricted sea area of the exhaust gas. The own ship position detecting means 88 specifies the positional relationship between the regulated sea area and the current position of the ship 1 so that the engine controller 80 opens and closes the on-off
特に、エンジンコントローラ80は、駆動中の各発電用エンジン12に対する両開閉バルブ28a,28b群について、船舶1が規制海域内に進入する際に、分岐排気路30側の第2開閉バルブ28bを開放して主排気路29側の第1開閉バルブ28aを閉止させ、船舶1が規制海域外に進出する際に、主排気路29側の第1開閉バルブ28aを開放して分岐排気路30側の第2開閉バルブ28aを閉止させるように制御するので、排気ガスの浄化処理が必要な場合は、排気ガスを確実に後処理装置27側に誘導できる。また、浄化処理が不要な場合は、後処理装置27を避けて外部に直接連通する主排気路29側に排気ガスを確実に誘導して、排気効率のよい状態を維持できる。従って、各発電用エンジン12の出力低下を回避できる。
In particular, the engine controller 80 opens the second opening /
更に、実施形態では、各発電用エンジン12への燃料供給をA重油とC重油とに選択的に切り換える燃料切換手段としての供給切換電磁弁81を更に備えており、エンジンコントローラ80が供給切換電磁弁81による燃料切換制御を実行するように構成されているから、例えば規制海域内の航行時と規制海域外の航行時のように、A重油を使用する場合とC重油で済む場合とを、供給切換電磁弁81の切換駆動にて自動的に選択できることになる。従って、SOx排出規制に対処して環境汚染に配慮しながら、燃料コストの上昇を抑制できる。しかも、従来のような燃料切換作業を省略できるので、省力化及び船員の負担軽減にも貢献できる。
Furthermore, the embodiment further includes a supply switching
また、自船位置検出手段88にて、規制海域と船舶1の現在位置との位置関係が特定され、特定された位置関係情報に基づいてエンジンコントローラ80が供給切換電磁弁81を切換作動させるように構成されているから、規制海域に進入する前や規制海域を出た後といった状況に応じて、自動的且つ的確に使用燃料を選択・切り換えできることになる。従って、SOx排出規制を遵守して環境汚染の抑制に確実に寄与できる。
Further, the own ship position detecting means 88 specifies the positional relationship between the regulated sea area and the current position of the ship 1, and the engine controller 80 switches the supply switching
特に、実施形態のエンジンコントローラ80は、駆動中の各発電用エンジン12に対する両開閉バルブ28a,28bの開閉制御と、供給切換電磁弁81の切換制御とを相互に連動させて実行するから、NOx及びSOx排出規制の双方に的確に対処できるのである。
In particular, the engine controller 80 according to the embodiment executes the opening / closing control of the both opening /
さて、実施形態のエンジンコントローラ80は、船舶1が規制海域内にいてその境界を超えるまでの間、適宜時間間隔にて集合経路26内の排気ガス温度をチェックする割り込み診断処理をも実行し得るように構成されている。ここで、駆動中の各発電用エンジン12に対する主排気路29側の第1開閉バルブ28aは閉じており、分岐排気路30側の第2開閉バルブ28bは開いているものとする。
Now, the engine controller 80 of the embodiment can also execute an interrupt diagnosis process for checking the exhaust gas temperature in the collecting
この場合、図9のフローチャートに示すように、温度センサ59にて検出された排気ガス温度が設定下限温度(例えば300℃)以下になると、フィードポンプ50の駆動を抑えて尿素水の供給量を少なくするか、噴射用電磁弁53を閉じると共にフィードポンプ50の駆動を停止させ、尿素水の供給を停止する。次いで、発電用エンジン12の駆動台数を減らした上で、目標の発電電力量を維持するように、残り(駆動中)の発電用エンジン12のへの燃料噴射量を燃料噴射装置83にて増加させることにより、残りの発電用エンジン12への負荷を増大させる。なお、発電用エンジン12の駆動台数がもともと1台であれば、目標の発電電力量を維持するように、前記1台の発電用エンジン12への燃料噴射量を燃料噴射装置83にて増加させる。その結果、後処理装置27に向かう排気ガス温度が上昇することになる。
In this case, as shown in the flowchart of FIG. 9, when the exhaust gas temperature detected by the
その後、排気ガス温度が設定上限温度(例えば305℃)以上になると、先に停止させた発電用エンジン12を駆動させて、発電用エンジン12の駆動台数を減らす前の台数(元の駆動台数)に戻し、燃料噴射装置83にて、各発電用エンジン12への燃料噴射量を目標の発電電力量供給に見合った量に戻す。そして、フィードポンプ50の駆動にて、尿素水の供給量を排気ガス温度低下前の状態まで戻すか、噴射用電磁弁53を開くと共にフィードポンプ50を駆動させ、尿素水の供給を再開するのである。
Thereafter, when the exhaust gas temperature becomes equal to or higher than the set upper limit temperature (for example, 305 ° C.), the number of
上記の説明から明らかなように、実施形態では、駆動中の各発電用エンジン12に対する主排気路29側の第1開閉バルブ28aを閉じて分岐排気路30側の第2開閉バルブ28bを開いた状態において、温度センサ59にて検出された排気ガス温度が設定下限温度以下になると、発電用エンジン12の駆動台数を減らした上で、目標の発電電力量を維持するように、残り(駆動中)の発電用エンジン12のへの燃料噴射量を燃料噴射装置83にて増加させる構成になっているから、NOx還元は進行し難いがNOx発生量自体も少ない低温度域(約300℃以下)になったとしても、NOx還元が効率よく進む温度域(約305℃以上)に排気ガス温度を強制的に上昇できる。従って、後処理装置27でのNOx還元を高効率な状態に維持でき、排気ガスの浄化処理の確実性が向上することになる。
As is clear from the above description, in the embodiment, the first on-off
なお、実施形態においては、上述のように「発電用エンジン12の駆動台数を減らす」の文言に「もともとの駆動台数が1台のみであればその1台の駆動を維持する」をいう意味を含めて使用していることを付言しておく。
In the embodiment, as described above, the phrase “reducing the number of driving
また、排気ガス温度が設定下限温度以下になった場合は、還元剤供給部としての尿素水噴射ノズル47から還元剤(尿素水)の供給を少なくするか又は停止するように構成されているから、前述の低温度域(約300℃以下)では、排気ガスの浄化処理を積極的にしないことになる。このため、後処理装置27(NOx触媒62)の上流側に、還元剤が付着・残存するおそれを低減できる。特に実施形態のように、還元剤が尿素水であれば、後処理装置27(NOx触媒62)の上流側に、水分蒸発後の固体尿素が付着・残存するおそれは減るし、尿素の加水分解にて生ずるアンモニアと硫黄分との反応にて生成される硫酸アンモニウムに起因する害も抑制できる。更に、還元剤(尿素水)をより一層効率的に使用でき、ランニングコストの更なる抑制に貢献するのである。
Further, when the exhaust gas temperature becomes equal to or lower than the set lower limit temperature, the supply of the reducing agent (urea water) is reduced or stopped from the urea
更に、排気ガス温度が設定上限温度以上になった場合は、先に停止させた発電用エンジン12を駆動させて、発電用エンジン12の駆動台数を減らす前の台数(元の駆動台数)に戻し、各発電用エンジン12への燃料噴射量を目標の発電電力量供給に見合った量に戻すように構成されているから、排気ガス温度が設定上限温度以上になれば、各発電用エンジン12に過剰な負荷が掛かることはなく、排気ガス温度の強制上昇に伴う燃費の悪化を最小限に抑えられる。
Further, when the exhaust gas temperature becomes equal to or higher than the set upper limit temperature, the previously stopped
その上、発電用エンジン12の駆動台数を減らす前の台数(元の駆動台数)に戻し、各発電用エンジン12への燃料噴射量を目標の発電電力量供給に見合った量に戻す場合は、尿素水の供給を排気ガス温度低下前の元の量まで戻すか、尿素水の供給を再開するように構成されているから、尿素水の供給及び停止をスムーズに切り換えでき、排気ガス温度に応じて排気ガスの浄化処理を効率的に実行できるのである。なお、図9に示す割り込み診断処理においては、尿素水の供給制御を省略し、発電用エンジンの駆動台数及び燃料噴射量制御のみを実行するように構成してもよい。
In addition, when returning the number of
その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。 In addition, the structure of each part is not limited to embodiment of illustration, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
1 船舶
10 発電装置
11 ディーゼル発電機
12 発電用ディーゼルエンジン
13 発電機
15 電力トランスデューサ
25 排気経路
26 集合経路
27 後処理装置
28a,28b 開閉バルブ
29 主排気路
30 分岐排気路
35 ゲート電磁弁
43 還元剤供給装置
55 還元コントローラ
59 温度センサ
62 NOx触媒
80 エンジンコントローラ
81 供給切換電磁弁
82 戻し切換電磁弁
83 燃料噴射装置
84 エンジン回転センサ
88 自船位置検出手段
89 GPSコントローラ
90 GPSアンテナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記温度検出手段にて検出された排気ガス温度が設定下限温度以下になると、前記エンジンの駆動台数を減らした上で、目標の発電電力量を維持するように、駆動中の前記エンジンへの燃料噴射量を増加させる構成になっている、
排気ガス浄化システム。 NOx catalyst for promoting reduction of NOx in exhaust gas from a plurality of engines, a reducing agent supply unit for supplying a reducing agent for NOx reduction to the exhaust gas, and NOx for detecting NOx concentration in the exhaust gas Detection means, temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas toward the NOx catalyst, and a generator for generating electricity by driving each engine,
When the exhaust gas temperature detected by the temperature detection means falls below a set lower limit temperature, the number of driven engines is reduced and the fuel to the engine being driven is maintained so as to maintain the target power generation amount. It is configured to increase the injection amount,
Exhaust gas purification system.
請求項1に記載した排気ガス浄化システム。 When the exhaust gas temperature is lower than the set lower limit temperature, the supply of the reducing agent from the reducing agent supply unit is configured to be reduced or stopped,
The exhaust gas purification system according to claim 1.
請求項1又は2に記載した排気ガス浄化システム。 When the exhaust gas temperature is equal to or higher than the set upper limit temperature, the engine that has been stopped first is driven to return to the number before the number of engines driven is reduced, and the fuel injection amount to each engine is set to the target amount. Configured to return to an amount commensurate with the amount of power generated,
The exhaust gas purification system according to claim 1 or 2.
請求項3に記載した排気ガス浄化システム。
When returning the number of engine drives to the number before the reduction and returning the fuel injection amount to each engine to an amount commensurate with the target power generation amount supply, exhaust the reducing agent supply from the reducing agent supply unit. It is configured to return to the original amount before the gas temperature drops or to resume the supply of the reducing agent,
The exhaust gas purification system according to claim 3.
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