WO2017175651A1 - 舶用エンジンシステムおよび船舶 - Google Patents

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WO2017175651A1
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marine engine
pipe
engine system
exhaust
receiver
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PCT/JP2017/013104
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Inventor
佳祐 新川
伸哉 湯浅
Original Assignee
三井造船株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/12—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems characterised by means for attaching parts of an EGR system to each other or to engine parts
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a ship equipped with a marine engine system that can be easily modified to comply with tertiary regulations while complying with NOx secondary regulations of exhaust gas.
  • the object of the present invention is to make it possible to easily repair a ship compliant with the NOx secondary regulation into a ship compliant with the NOx tertiary regulation.
  • the marine engine system corresponding to the NOx secondary regulation of the present invention supplies a turbocharger operated by exhaust gas supplied from an exhaust receiver and air pressurized by a compressor of the turbocharger to a scavenging receiver. And an exhaust gas bypass path that bypasses the inlet side and the outlet side of the turbine of the turbocharger.
  • the marine engine system of the present invention is provided with a pipe mounting portion for connecting a pipe of an EGR system or a high-pressure SCR system corresponding to the NOx tertiary regulation.
  • the pipe mounting part corresponds to, for example, an EGR system, and the pipe mounting part is provided in the scavenging path and the exhaust receiver.
  • the turbocharger is preferably arranged on the stern side for the space required for the EGR system.
  • the scavenging path is preferably provided with an auxiliary blower made of a material suitable for the EGR system.
  • the pipe mounting part corresponds to, for example, a high-pressure SCR system, and the pipe mounting part is provided in the scavenging receiver, the exhaust receiver, and the exhaust pipe that leads from the exhaust receiver to the inlet side of the turbocharger turbine.
  • an auxiliary blower with a capacity and output adapted to the high pressure SCR system and its drive motor are provided in the scavenging path.
  • a low pressure SCR system used for NOx tertiary regulation may be attached to the outlet side of the turbine.
  • the marine engine system may further include a marine engine control console, and a space for a device added in accordance with the NOx tertiary regulation may be provided in advance in the marine engine control console.
  • the ship of the present invention is characterized by including any of the above-described marine engine systems.
  • a ship compliant with the NOx secondary regulation can be easily modified to a ship compliant with the NOx tertiary regulation.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a marine engine system according to the first embodiment of the present invention.
  • the marine engine system 10 of the first embodiment is an engine system that complies with NOx secondary regulations, and is equipped with an exhaust gas bypass (low load optimization tuning (Low ⁇ Load Optimize) that is similar to the engine tuning of engines that comply with NOx tertiary regulations. ), Partial load optimization tuning (Part Load Optimize), or exhaust heat recovery tuning, etc.), and a configuration for retrofitting the EGR system 11 in the future.
  • low load optimization tuning Low ⁇ Load Optimize
  • Part Load Optimize Partial load optimization tuning
  • exhaust heat recovery tuning etc.
  • the torsional vibration of the shaft system when complying with the NOx tertiary regulation is examined in advance, and as a countermeasure against torsional vibration, the flywheel is enlarged, the tuning wheel is added, and a high-strength shaft is adopted.
  • the marine engine system 10 includes a turbocharger 12, rotates the turbine 12T using the exhaust gas of the uniflow scavenging diesel engine 13, and supplies the air pressurized by the compressor 12C to the engine 13.
  • the compressor 12C is rotated by the rotation of the turbine 12T, and the air is compressed by the compressor 12C.
  • the air pressurized by the compressor 12C is sent to the scavenging path 16, and is supplied to the scavenging receiver 20 via the cooler 17, the water mist catcher (WMC) 18 provided in the scavenging path 16, and the auxiliary blower 19 at low load.
  • WMC water mist catcher
  • the auxiliary blower 19 is made of a material suitable for the EGR system.
  • the exhaust gas in the combustion chamber 13C is discharged from the exhaust port 22 to the exhaust receiver 23, sent to the turbine 12T through the exhaust pipe 24, and after exhausting the turbine 12T, the exhaust gas is exhausted through the turbine outlet side pipe 25.
  • the marine engine system 10 of the present embodiment is provided with an exhaust gas bypass (EGB) pipe 27 that communicates the exhaust pipe 24 and the turbine outlet side pipe 25, and the exhaust gas bypass (EGB) pipe 27 has an exhaust to be bypassed.
  • An exhaust gas bypass valve 27V capable of adjusting the amount of gas is provided.
  • the exhaust gas bypass (EGB) pipe 27 provided with the exhaust gas bypass valve 27V is a path (exhaust gas bypass path) for bypassing the turbine 12T.
  • the marine engine system 10 of the first embodiment includes at least four pipe attachment portions 28 to 31 for attaching each pipe of the EGR system 11 in order to facilitate retrofit of the EGR system 11.
  • the pipe attachment portions 28 and 29 are provided in the exhaust receiver 23, and the pipe attachment portion 30 is provided between the compressor 12 ⁇ / b> C and the cooler 17 in the scavenging path 16.
  • the pipe mounting portion 31 is provided between the water mist catcher (WMC) 18 and the auxiliary blower 19 in the scavenging path 16.
  • WMC water mist catcher
  • the pipe mounting portions 28 to 31 are configured as a branch pipe 32 provided in the exhaust receiver 23 or the scavenging path 16, and around the opening of the branch pipe 32, there is an EGR system 11.
  • a flange 32F for connecting the pipes is provided.
  • the opening of the branch pipe 32 is covered with a lid 32C, and as shown in FIG.
  • the lid 32C is fixed to the flange 32F with a fastener such as. That is, the opening of the branch pipe 32 is closed by the lid 32C.
  • an opening / closing valve may be provided instead of the lid 32C.
  • the EGR path 34 for cleaning and cooling the exhaust gas in the exhaust receiver 23 and returning it to the scavenging side is connected to the pipe mounting portion 28.
  • the EGR path 34 is connected to the EGR unit 33 through a shutoff valve 35 and a prespray 36.
  • a cooler spray 37, an EGR cooler 38, and a water mist catcher (WMC) 39 are provided in the EGR path 34.
  • WMC water mist catcher
  • the EGR path 34 is provided with an EGR blower 40 and a valve 41, and the downstream end thereof is connected to the pipe mounting portion 31. That is, the exhaust gas recirculated through the EGR system 11 is sent from the pipe mounting portion 31 to the scavenging receiver 20 at high loads and to the scavenging receiver 20 through the auxiliary blower 19 at low loads.
  • the pipe attachment part 29 of the exhaust receiver 23 is connected to the pipe attachment part 30 through the cylinder bypass pipe 42. That is, the cylinder bypass pipe 42 is a path that bypasses the engine 13 and bypasses the air pressurized by the compressor 12C to the exhaust receiver 23.
  • the amount of bypassed air is a valve 42V provided in the cylinder bypass pipe 42. Adjusted by.
  • FIG. 3 is a diagram showing an arrangement around the engine 13 of the turbocharger 12 and the cooler 17 in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view of the engine 13, and the left side corresponds to the propeller side (stern side).
  • a position where the EGR unit 33 is attached when the EGR system 11 is retrofitted is indicated by a broken line.
  • the turbocharger 12 and the cooler 17 are attached to the stern side in advance by installing the EGR system 11, that is, the EGR unit 33.
  • the marine engine system 50 of the second embodiment is an engine system that assumes a retrofit of the high-pressure SCR system 51.
  • the marine engine system 50 is different from the marine engine system 10 of the first embodiment in that the configuration of the pipe mounting portion and the reactor bypass valve 24V are provided in the exhaust pipe 24, but the other configurations are the first implementation. It is the same as the form. Therefore, about structures other than the piping attachment part of the marine engine system 50, the same reference number as 1st Embodiment is used, and the description is abbreviate
  • the exhaust receiver 23 is provided with a pipe attachment part 52
  • the exhaust pipe 24 is provided with a pipe attachment part 53
  • the scavenging receiver 20 is provided with a pipe attachment part 54.
  • the inlet side of the high-pressure SCR pipe 55 of the high-pressure SCR system 51 is attached to the pipe attachment portion 52, and a reactor sealing valve 55A is provided at the inlet of the high-pressure SCR pipe 55.
  • urea water or ammonia water is first supplied as a reducing agent in the vaporizer / mixer 57 to the exhaust gas sent from the exhaust receiver 23 through the reactor sealing valve 55A.
  • the reducing agent is vaporized in the vaporizer / mixer 57 and mixed with the exhaust gas.
  • the reducing agent is vaporized by the vaporizer / mixer 57, decomposed into ammonia, and then led to the SCR reactor 58 together with the exhaust gas.
  • the SCR reactor 58 a NOx reduction reaction is caused, and the reactor / throttle valve 55B is passed through.
  • the high pressure SCR pipe 55 is supplied to the exhaust pipe 24 (upstream side of the turbine 12T) from the pipe mounting portion 53 to which the downstream end of the high pressure SCR pipe 55 is connected.
  • a cylinder bypass pipe 59 is connected to the high pressure SCR pipe 55 downstream of the valve 55B of the high pressure SCR system 51 in the pipe mounting portion 54 provided in the scavenging receiver 20, and the main engine has a low exhaust gas temperature.
  • the exhaust gas temperature is raised by reducing the amount of air supplied from the scavenging receiver 20 to the cylinder by the cylinder bypass valve 55C.
  • pressure SCR system 51 is used for the auxiliary blower 19 installed in the scavenging path
  • the marine engine system 60 of the third embodiment is an engine system that assumes a retrofit of the low-pressure SCR system 61. Further, at the time of retrofit, the low pressure SCR system 61 is connected to the turbine outlet side pipe 25 (downstream side of the turbine 12T), and a pipe fitting portion dedicated to the retrofit apparatus is provided as in the first and second embodiments. It will never be done. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted.
  • the low-pressure SCR pipe 62 of the low-pressure SCR system 61 connected to the turbine outlet side pipe 25 is bifurcated.
  • One of the low-pressure SCR pipes 62 is bypassed to the chimney via a reactor bypass valve 62A, and the other is connected to the ammonia injection grid 63 via a reactor sealing valve 62B.
  • Ammonia is supplied from the injection control unit 64 to the ammonia injection grid 63 as a reducing agent.
  • the exhaust gas mixed with ammonia causes a NOx reduction reaction in the SCR reactor 65, and is discharged to the chimney through the reactor / throttle valve 62C.
  • a part of the exhaust gas from the SCR reactor 65 is sent to the burner 67 of the injection control unit 64 by the blower 66 provided in the injection control unit 64 and heated, and then sent to the evaporator 68.
  • Urea water or ammonia water is supplied as a reducing agent to the evaporator 68, decomposed into ammonia by the evaporator 68, and then supplied to the ammonia injection grid 63 for reaction in the SCR reactor 65.
  • the low-pressure SCR system can be retrofitted easily in the future.
  • the retrofit system requires an operation unit and a display unit for controlling each device included in the system. Therefore, it is desirable to prepare a space for the added system in advance in the control console of the marine engine system.

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Abstract

排気レシーバ２３から供給される排気ガスによりターボ過給機１２を作動し、ターボ過給機１２のコンプレッサ１２Ｃで加圧された空気を、掃気経路１６を通して掃気レシーバ２０へと供給する。ターボ過給機のタービン１２Ｔの入口側と出口側とをバイパスし、排気ガス・バイパス・バルブ２７Ｖが設けられた排気ガスバイパス管２７を設ける。これにより、ＮＯｘ２次規制対応の船舶を、簡単にＮＯｘ３次規制対応の船舶に改修できるようにする。

Description

舶用エンジンシステムおよび船舶
　本発明は、排ガスのＮＯｘ２次規制への対応でありながら、３次規制対応へ簡単に改修が可能な舶用エンジンシステムを備える船舶に関する。
　近年では、ＮＯｘなどの有害物質に関わるエンジンの排ガス規制が段階的に実施されており、２０１６年以降に起工される船舶に関しては、ＮＯｘ排出規制海域（ＥＣＡ）を運航する場合、ＮＯｘ３次規制（ＴｉｅｒＩＩＩ）に対応する必要がある。ＮＯｘ３次規制に対応するための技術としては排ガス再循環（ＥＧＲ）や、高圧選択式還元触媒（高圧ＳＣＲ）、低圧選択式還元触媒（低圧ＳＣＲ）を用いた排ガス処理システムが知られている（特許文献１参照）。
特開２０１２－２４０４４６号公報
　しかし、定期航路運航を行う船舶で、ＮＯｘ排出規制海域（ＥＣＡ）での運航が予定されていない場合、ＮＯｘ２次規制（ＴｉｅｒＩＩ）に対応させて就航することが考えられる。このような船舶では、運航航路が変更され、ＮＯｘ排出規制海域（ＥＣＡ）を運航することになると、ＮＯｘ３次規制に対応する改修が必要となる。
　本発明は、ＮＯｘ２次規制対応の船舶を、簡単にＮＯｘ３次規制対応の船舶に改修可能にすることを目的としている。
　本発明のＮＯｘ２次規制に対応する舶用エンジンシステムは、排気レシーバから供給される排気ガスにより作動されるターボ過給機と、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された空気を掃気レシーバへと供給する掃気経路とを備え、ターボ過給機のタービンの入口側と出口側とをバイパスする排気ガスバイパス経路を備えることを特徴としている。
　本発明の舶用エンジンシステムには、ＮＯｘ３次規制に対応するＥＧＲシステムまたは高圧ＳＣＲシステムの配管を接続するための配管取付部が設けられている。
　配管取付部は、例えばＥＧＲシステムに対応し、配管取付部は、掃気経路および排気レシーバに設けられる。ターボ過給機は、ＥＧＲシステムに必要なスペース分、船尾側に配置されることが好ましい。掃気経路には、ＥＧＲシステムに適合した材質で構成される補助ブロワが設けられることが好ましい。
　配管取付部は、例えば高圧ＳＣＲシステムに対応し、配管取付部は、掃気レシーバ、排気レシーバ、および排気レシーバから過給機タービンの入口側へ通じる排気管に設けられる。掃気経路に高圧ＳＣＲシステムに適合される容量及び出力を備える補助ブロワとその駆動モータが設けられることが好ましい。
　また、タービンの出口側に、ＮＯｘ３次規制に用いられる低圧ＳＣＲシステムが取り付け可能であってもよい。舶用エンジンシステムが船舶機関制御卓を更に備え、ＮＯｘ３次規制に合わせて追加される装置のためのスペースが船舶機関制御卓に予め設けられてもよい。
　本発明の船舶は、上記何れかの舶用エンジンシステムを備えたことを特徴としている。
　本発明によれば、ＮＯｘ２次規制対応の船舶を、簡単にＮＯｘ３次規制対応の船舶に改修できる。
本発明の第１実施形態の舶用エンジンシステムの構成を示すブロック図である。 配管取付部の構成を示す斜視図である。 第１実施形態の舶用エンジンシステムにおけるターボ過給機およびクーラの取付位置を示すエンジン側面図である。 第２実施形態の舶用エンジンシステムの構成を示すブロック図である。 第３実施形態の舶用エンジンシステムの構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の第１実施形態である舶用エンジンシステムの構成を示すブロック図である。
　第１実施形態の舶用エンジンシステム１０は、ＮＯｘ２次規制対応のエンジンシステムであり、ＮＯｘ３次規制対応エンジンのエンジンチューニングと近い、排気ガスバイパスを備えたエンジンチューニング（低負荷最適化チューニング（Low Load Optimize）、部分負荷最適化チューニング（Part Load Optimize）、もしくは排熱回収用チューニングなど）を採用し、将来的にＥＧＲシステム１１をレトロフィットするための構成を備える。また、ＮＯｘ３次規制に対応した場合の軸系捩じり振動を予め検討しておき、捩じり振動対策としてフライホイールの大型化、チューニングホイールの追加、高強度軸を採用して中間軸径を細くするなど、必要に応じて予め３次規制エンジンに対応した捩じり振動対策を装備しておく。舶用エンジンシステム１０は、ターボ過給機１２を備え、ユニフロー掃気ディーゼルエンジン１３の排気ガスを利用してタービン１２Ｔを回転させ、コンプレッサ１２Ｃにより加圧された空気をエンジン１３へと供給する。
　すなわち、タービン１２Ｔの回転によりコンプレッサ１２Ｃが回転され、空気はコンプレッサ１２Ｃで圧縮される。コンプレッサ１２Ｃにより加圧された空気は掃気経路１６へ送り出され、掃気経路１６に設けられた、クーラ１７、ウォータ・ミスト・キャッチャ（ＷＭＣ）１８、低負荷時には補助ブロワ１９を介して掃気レシーバ２０へ供給され、更にエンジン１３の掃気ポート２１から燃焼室１３Ｃ内へ送り込まれる。なお、補助ブロワ１９は、ＥＧＲシステムに適合した材質で構成される。
　燃焼室１３Ｃ内の排気ガスは、排気ポート２２から排気レシーバ２３へと排出され、排気管２４を介してタービン１２Ｔへと送られ、タービン１２Ｔを回転させた後、タービン出口側配管２５を通して排気される。また、本実施形態の舶用エンジンシステム１０は、排気管２４とタービン出口側配管２５を連絡する排気ガスバイパス（ＥＧＢ）管２７が設けられ、排気ガスバイパス（ＥＧＢ）管２７には、バイパスさせる排気ガスの量を調整可能な排気ガス・バイパス・バルブ２７Ｖが設けられる。ここで排気ガス・バイパス・バルブ２７Ｖが設けられる排気ガスバイパス（ＥＧＢ）管２７は、タービン１２Ｔをバイパスする経路（排気ガスバイパス経路）である。
　第１実施形態の舶用エンジンシステム１０は、ＥＧＲシステム１１のレトロフィットを容易にするため、ＥＧＲシステム１１の各配管を取り付けるための少なくとも４つの配管取付部２８～３１を備える。配管取付部２８、２９は、排気レシーバ２３に設けられ、配管取付部３０は、掃気経路１６のコンプレッサ１２Ｃとクーラ１７の間に設けられる。また配管取付部３１は、掃気経路１６のウォータ・ミスト・キャッチャ（ＷＭＣ）１８と補助ブロワ１９の間に設けられる。配管取付部２８～３１は、例えば図２（ａ）に示すように、排気レシーバ２３や掃気経路１６に設けられた分岐管３２として構成され、分岐管３２の開口部の周囲にはＥＧＲシステム１１の配管を接続するためのフランジ３２Ｆが設けられる。ＥＧＲシステム１１のレトロフィットを行うまでは、図２（ｂ）に示されるように、分岐管３２の開口部には、蓋３２Ｃが被せられ、図２（ｃ）に示されるように、ボルト３２Ｂなどの締結具で蓋３２Ｃがフランジ３２Ｆに固定される。すなわち、分岐管３２の開口部は蓋３２Ｃにより閉塞されている。なお、蓋３２Ｃの代わりに開閉バルブを設ける構成とすることもできる。
　配管取付部２８には、排気レシーバ２３内の排気ガスを洗浄・冷却して掃気側へと還流するＥＧＲ経路３４が接続される。ＥＧＲシステム１１において、ＥＧＲ経路３４は、遮断弁３５、プレスプレー３６が介してＥＧＲユニット３３に接続される。ＥＧＲユニット３３内においてＥＧＲ経路３４には、クーラスプレー３７、ＥＧＲクーラ３８、ウォータ・ミスト・キャッチャ（ＷＭＣ）３９が設けられる。更にＥＧＲ経路３４には、ＥＧＲブロワ４０、バルブ４１が設けられ、その下流端は、配管取付部３１に接続される。すなわち、ＥＧＲシステム１１を通って再循環される排気ガスは、配管取付部３１から、高負荷時には掃気レシーバ２０へ、低負荷時には補助ブロワ１９を通して掃気レシーバ２０へ送られる。
　一方、排気レシーバ２３の配管取付部２９は、シリンダバイパス配管４２を通して配管取付部３０に接続される。すなわちシリンダバイパス配管４２は、エンジン１３をバイパスしてコンプレッサ１２Ｃで加圧された空気を排気レシーバ２３にバイパスする経路であり、バイパスされる空気の量は、シリンダバイパス配管４２に設けられたバルブ４２Ｖによって調整される。
　図３は、第１実施形態におけるターボ過給機１２およびクーラ１７のエンジン１３周りの配置を示す図である。図３は、エンジン１３を側方から見た図であり、左側がプロペラ側（船尾側）に対応する。図３には、ＥＧＲシステム１１をレトロフィットした際にＥＧＲユニット３３が取り付けられる位置が破線で示される。第１実施形態では、ＥＧＲシステム１１のレトロフィットを考慮して、予めターボ過給機１２やクーラ１７をＥＧＲシステム１１、すなわちＥＧＲユニット３３を設置する分、船尾側に取り付ける。
　以上のように第１実施形態の舶用エンジンシステムによれば、将来的に簡単にＥＧＲシステムをレトロフィットすることが可能となる。
　次に図４のブロック図を参照して、第２実施形態の舶用エンジンシステムについて説明する。
　第２実施形態の舶用エンジンシステム５０は、高圧ＳＣＲシステム５１のレトロフィットを想定したエンジンシステムである。舶用エンジンシステム５０の構成は、配管取付部の構成および排気管２４にリアクタ・バイパス・バルブ２４Ｖが設けられたことが第１実施形態の舶用エンジンシステム１０と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。したがって、舶用エンジンシステム５０の配管取付部以外の構成については、第１実施形態と同一の参照番号を用い、その説明を省略する。
　第２実施形態の舶用エンジンシステム５０は、排気レシーバ２３に配管取付部５２、排気管２４に配管取付部５３、掃気レシーバ２０に配管取付部５４が設けられる。高圧ＳＣＲシステム５１がレトロフィットされる際、配管取付部５２には、高圧ＳＣＲシステム５１の高圧ＳＣＲ配管５５の入口側が取り付けられ、高圧ＳＣＲ配管５５の入口にはリアクタ・シーリング・バルブ５５Ａが設けられる。高圧ＳＣＲシステム５１では、リアクタ・シーリング・バルブ５５Ａを通して排気レシーバ２３から送り込まれる排気ガスに、まず気化／混合器５７において尿素水もしくはアンモニア水が還元剤として供給される。すなわち還元剤は、気化／混合器５７において気化され、排気ガスと混合される。還元剤は気化／混合器５７で気化され、アンモニアに分解された後、排気ガスとともにＳＣＲ反応器５８に導かれ、ＳＣＲ反応器５８においてＮＯｘ還元反応を起こし、リアクタ・スロットル・バルブ５５Ｂを通って高圧ＳＣＲ配管５５の下流端が接続された配管取付部５３から排気管２４（タービン１２Ｔ上流側）に供給される。また、掃気レシーバ２０に設けられた配管取付部５４には、高圧ＳＣＲシステム５１のバルブ５５Ｂよりも下流側の高圧ＳＣＲ配管５５にシリンダバイパス配管５９が接続され、主機は排ガス温度が低い場合にはＳＣＲ反応器での反応温度を確保するためにシリンダ・バイパス・バルブ５５Ｃにより掃気レシーバ２０からシリンダへ供給する空気の量を減少させることで排ガス温度を上昇させる。なお、本実施形態の掃気経路１６に設置される補助ブロワ１９およびその駆動モータには、高圧ＳＣＲシステム５１に適合される容量及び出力を備えるものが使用される。
　以上のように第２実施形態の舶用エンジンシステムによれば、将来的に簡単に高圧ＳＣＲシステムをレトロフィットすることが可能となる。
　次に図５のブロックを参照して、第３実施形態の舶用エンジンシステムについて説明する。
　第３実施形態の舶用エンジンシステム６０は、低圧ＳＣＲシステム６１のレトロフィットを想定したエンジンシステムである。また、レトロフィットの際、低圧ＳＣＲシステム６１は、タービン出口側配管２５（タービン１２Ｔ下流側）に接続され、第１実施形態、第２実施形態のようにレトロフィット装置専用の配管取付部が設けられることはない。なおその他の構成に関しては第１実施形態と同様であるため、同一参照符号を用いその説明を省略する。
　タービン出口側配管２５に接続される低圧ＳＣＲシステム６１の低圧ＳＣＲ配管６２は、二股に分岐される。低圧ＳＣＲ配管６２の一方は、リアクタ・バイパス・バルブ６２Ａを介して煙突にバイパスされ、他方は、リアクタ・シーリング・バルブ６２Ｂを介して、アンモニア噴射グリッド６３に接続される。アンモニア噴射グリッド６３には、噴射制御ユニット６４から還元剤としてアンモニアが供給される。アンモニア噴射グリッド６３において、アンモニアが混合された排気ガスは、ＳＣＲ反応器６５においてＮＯｘ還元反応を起こし、リアクタ・スロットル・バルブ６２Ｃを通って煙突へと排出される。なお、ＳＣＲ反応器６５からの排気ガスの一部は、噴射制御ユニット６４に設けられたブロワ６６により噴射制御ユニット６４のバーナ６７へと送られ加熱された後、蒸発器６８へと送られる。蒸発器６８には尿素水もしくはアンモニア水が還元剤として供給され、蒸発器６８によってアンモニアへと分解された後、ＳＣＲ反応器６５にて反応させるために、アンモニア噴射グリッド６３へと供給される。
　以上のように第３実施形態の舶用エンジンシステムによれば、将来的に簡単に低圧ＳＣＲシステムをレトロフィットすることが可能となる。
　なお、各実施形態において、レトロフィットされたシステムは、同システムに含まれる各装置の制御を行うための操作部、表示部を必要とする。したがって、舶用エンジンシステムの制御卓には、付加したシステムのためのスペースを予め用意しておくことが望ましい。
　１０、５０、６０　舶用エンジンシステム
　１１　ＥＧＲシステム
　１２　ターボ過給機
　１３　エンジン
　２０　掃気レシーバ
　２３　排気レシーバ
　２７　排気ガスバイパス管（排気ガスバイパス経路）
　２７Ｖ　排気ガス・バイパス・バルブ
　２８～３１、５２～５４　配管取付部
　５１　高圧ＳＣＲシステム
　６１　低圧ＳＣＲシステム

Claims (10)

  1. 　排気レシーバから供給される排気ガスにより作動されるターボ過給機と、
    　前記ターボ過給機のコンプレッサで加圧された空気を掃気レシーバへと供給する掃気経路とを備え、
    　前記ターボ過給機のタービンの入口側と出口側とをバイパスする排気ガスバイパス経路を備える
    　ことを特徴とするＮＯｘ２次規制に対応する舶用エンジンシステム。
  2. 　ＮＯｘ３次規制に対応するＥＧＲシステムまたは高圧ＳＣＲシステムの配管を接続するための配管取付部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の舶用エンジンシステム。
  3. 　前記配管取付部がＥＧＲシステムに対応し、前記配管取付部が、前記掃気経路および前記排気レシーバに設けられることを特徴とする請求項２に記載の舶用エンジンシステム。
  4. 　前記ターボ過給機がＥＧＲシステムに必要なスペース分、船尾側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の舶用エンジンシステム。
  5. 　前記掃気経路にＥＧＲシステムに適合した材質で構成される補助ブロワが設けられることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の舶用エンジンシステム。
  6. 　前記配管取付部が高圧ＳＣＲシステムに対応し、前記配管取付部が、前記掃気レシーバ、前記排気レシーバ、および該排気レシーバから前記タービンの入口側へ通じる排気管に設けられることを特徴とする請求項２に記載の舶用エンジンシステム。
  7. 　前記掃気経路に高圧ＳＣＲシステムに適合される容量及び出力を備える補助ブロワとその駆動モータが設けられることを特徴とする請求項６に記載の舶用エンジンシステム。
  8. 　前記タービンの出口側に、ＮＯｘ３次規制に用いられる低圧ＳＣＲシステムが取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の舶用エンジンシステム。
  9. 　船舶機関制御卓を更に備え、ＮＯｘ３次規制に合わせて追加される装置のためのスペースが前記船舶機関制御卓に設けられることを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の舶用エンジンシステム。
  10. 　請求項１～９の何れか一項に記載の舶用エンジンシステムを備えたことを特徴とする船舶。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115217617A (zh) * 2021-04-21 2022-10-21 曼能解决方案（曼能解决方案德国股份公司）分公司 具有egr***的单流型大型涡轮增压二冲程内燃发动机

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6734796B2 (ja) * 2017-02-24 2020-08-05 三菱重工業株式会社 舶用ディーゼルエンジン並びにエンジン制御装置及び方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012240446A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering Co Ltd 船舶
JP2014043819A (ja) * 2012-08-28 2014-03-13 Ihi Corp 脱硝装置、および、脱硝方法
JP2015086869A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド クロスヘッドおよび排気ガス再循環系を有する大型低速ターボ過給式２ストローク内燃機関
JP2015096732A (ja) * 2015-01-05 2015-05-21 三菱重工業株式会社 排ガス脱硝システムおよびこれを備えた船舶ならびに排ガス脱硝システムの制御方法
JP2015190460A (ja) * 2014-03-31 2015-11-02 日立造船株式会社 エンジンのための脱硝率の測定方法およびその測定装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012240446A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering Co Ltd 船舶
JP2014043819A (ja) * 2012-08-28 2014-03-13 Ihi Corp 脱硝装置、および、脱硝方法
JP2015086869A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド クロスヘッドおよび排気ガス再循環系を有する大型低速ターボ過給式２ストローク内燃機関
JP2015190460A (ja) * 2014-03-31 2015-11-02 日立造船株式会社 エンジンのための脱硝率の測定方法およびその測定装置
JP2015096732A (ja) * 2015-01-05 2015-05-21 三菱重工業株式会社 排ガス脱硝システムおよびこれを備えた船舶ならびに排ガス脱硝システムの制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115217617A (zh) * 2021-04-21 2022-10-21 曼能解决方案（曼能解决方案德国股份公司）分公司 具有egr***的单流型大型涡轮增压二冲程内燃发动机
CN115217617B (zh) * 2021-04-21 2024-05-24 曼能解决方案（曼能解决方案德国股份公司）分公司 具有egr***的单流型大型涡轮增压二冲程内燃发动机

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