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JP2013002355A - Denitration device - Google Patents

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JP2013002355A
JP2013002355A JP2011134002A JP2011134002A JP2013002355A JP 2013002355 A JP2013002355 A JP 2013002355A JP 2011134002 A JP2011134002 A JP 2011134002A JP 2011134002 A JP2011134002 A JP 2011134002A JP 2013002355 A JP2013002355 A JP 2013002355A
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JP
Japan
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turbine
valve
exhaust gas
temperature
engine
Prior art date
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JP2011134002A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Yamada
敬之 山田
Isato Nakajima
勇人 中島
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain the temperature of a denitration catalyst at a high temperature, and avoid reduction in scavenging pressure to an engine, without causing use of a separate electric motor.SOLUTION: This denitration device 200 includes a supercharger 250 having a first valve 256 for introducing exhaust gas upstream of a turbine 252, the denitration catalyst 214 for reducing the exhaust gas passed through the turbine of the supercharger, a first bypass pipe 210 branched off from an exhaust passage upstream of the turbine for bypassing the exhaust gas upstream of the turbine to the exhaust passage downstream of the turbine, a second valve 220 for adjusting a flow rate of the exhaust gas introduced to the first bypass pipe between a branch point to the first bypass pipe of the exhaust passage and a confluent point to the exhaust passage, a temperature detecting part 224 for detecting the temperature of an inlet of the denitration catalyst, and a valve adjusting part 226 for adjusting opening of the first valve and opening of the second valve based on the temperature detected by the temperature detecting part.

Description

本発明は、エンジンの排ガス中に含まれる窒素酸化物を、還元剤を用いて窒素に還元する脱硝装置に関する。   The present invention relates to a denitration device that reduces nitrogen oxides contained in engine exhaust gas to nitrogen using a reducing agent.

船舶や、車両等のエンジンにおいて、化石燃料を燃焼させると、燃焼排ガス(排気ガス)が生じるが、この排気ガスには、窒素酸化物(以下、単にNOxと称する)が含まれている。かかるNOxを除去すべく排気路の下流側に脱硝装置を設ける場合がある。   Combustion exhaust gas (exhaust gas) is generated when fossil fuel is burned in an engine such as a ship or a vehicle. This exhaust gas contains nitrogen oxides (hereinafter simply referred to as NOx). In order to remove such NOx, a denitration device may be provided on the downstream side of the exhaust passage.

脱硝装置としては、NOxの還元を促進する脱硝触媒と、NOxを還元するための還元剤とを含んで構成される選択式触媒還元(Selective Catalytic Reduction)脱硝装置が普及している。脱硝装置を利用して、NOxを分解する場合、排気ガスと還元剤とを混合しておき、その混合気体を脱硝触媒に流通させることにより、還元剤が排気ガス中のNOxを還元(分解)する。この還元剤としてアンモニア(NH)が考えられるが、アンモニアは、毒性が強いためアンモニアの前駆物質として尿素水が広く利用されている。したがって、脱硝触媒にアンモニアを供給するために、尿素水の導入口は、脱硝触媒の上流側に設置される。 As a denitration apparatus, a selective catalytic reduction denitration apparatus that includes a denitration catalyst that promotes NOx reduction and a reducing agent that reduces NOx has become widespread. When NOx is decomposed using a denitration device, exhaust gas and a reducing agent are mixed, and the mixed gas is passed through a denitration catalyst so that the reducing agent reduces (decomposes) NOx in the exhaust gas. To do. Ammonia (NH 3 ) is considered as the reducing agent, but urea is widely used as a precursor of ammonia because ammonia is highly toxic. Therefore, in order to supply ammonia to the denitration catalyst, the urea water inlet is installed upstream of the denitration catalyst.

一方、脱硝触媒は、所定温度(例えば、270℃程度)以下であるとNOxの還元効率が低下してしまうという問題がある。また、排気ガスに含まれる硫黄とアンモニアとで生成される硫酸アンモニウム(以下、単に硫安と称する)が脱硝触媒を被毒してしまうおそれもあるため、脱硝触媒を硫安の分解温度以上にしておく必要がある。脱硝触媒には、排気ガスを流通させるため、排気ガスの温度が、NOxを十分に還元できる温度(以下、単に活性温度と称する)、および、硫安の分解温度(以下、単に、硫安分解温度と称する)に到達していれば、脱硝触媒を加温する必要はない。   On the other hand, when the denitration catalyst is at a predetermined temperature (for example, about 270 ° C.) or less, there is a problem that the NOx reduction efficiency is lowered. In addition, ammonium sulfate produced by sulfur and ammonia contained in exhaust gas (hereinafter simply referred to as ammonium sulfate) may poison the denitration catalyst, so it is necessary to keep the denitration catalyst above the decomposition temperature of ammonium sulfate. There is. Since exhaust gas is circulated through the denitration catalyst, the temperature of the exhaust gas is such that the temperature at which NOx can be sufficiently reduced (hereinafter simply referred to as the activation temperature) and the decomposition temperature of ammonium sulfate (hereinafter simply referred to as the ammonium sulfate decomposition temperature). The NOx removal catalyst does not need to be heated.

しかし、エンジンの排気路に過給機のタービンを備える構成を採る場合、排気ガスの熱がタービンで消費されるため、タービンの下流の排気ガスの温度が、脱硝触媒の活性温度、および、硫安分解温度に到達しないことがある。そこで、脱硝装置において脱硝触媒を活性温度または硫安分解温度に維持しておくための技術として、過給機のタービンの上流の排気ガスを分流し、分流した分流排気ガスを脱硝触媒に導入することで、脱硝触媒の温度を高温にし、硫安の生成を防止する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。   However, when adopting a configuration in which a turbocharger turbine is provided in the exhaust path of the engine, the heat of the exhaust gas is consumed by the turbine. Therefore, the temperature of the exhaust gas downstream of the turbine depends on the activation temperature of the denitration catalyst and the ammonium sulfate. The decomposition temperature may not be reached. Therefore, as a technique for maintaining the denitration catalyst at the activation temperature or the ammonium sulfate decomposition temperature in the denitration device, the exhaust gas upstream of the turbocharger turbine is diverted and the diverted diverted exhaust gas is introduced into the denitration catalyst. Thus, a technique for increasing the temperature of the denitration catalyst to prevent the production of ammonium sulfate is disclosed (for example, Patent Document 1).

しかし、上述した特許文献1の技術を利用すると、過給機のタービンの上流の排気ガスの流量が減少してタービンの回転数が低減し、タービンの回転を利用してエンジンに掃気を行う圧縮機の出力が落ちてしまう。そこで、過給機の圧縮機に別途電動機を備えることで、タービンの上流の排気ガスをバイパスしている間、その電動機で圧縮機を加勢し、掃気圧を維持する技術が開示されている(例えば、特許文献2)。   However, if the technique of Patent Document 1 described above is used, the flow rate of the exhaust gas upstream of the turbine of the supercharger is reduced to reduce the rotational speed of the turbine, and the compression that scavenges the engine using the rotation of the turbine. The machine output drops. Therefore, a technique is disclosed in which a separate electric motor is provided in the compressor of the supercharger, so that the compressor is energized by the electric motor and the scavenging pressure is maintained while the exhaust gas upstream of the turbine is bypassed ( For example, Patent Document 2).

特許第2915687号Patent No. 2915687 特開2010−185349号公報JP 2010-185349 A

しかし、上述した特許文献2の技術では、電動機を駆動させるための電力が必要となり、エンジン系全体の効率が悪くなってしまう。また、電動機を設置するためのスペースを別途確保する必要がある。   However, in the technique of Patent Document 2 described above, electric power for driving the electric motor is required, and the efficiency of the entire engine system is deteriorated. In addition, it is necessary to secure a separate space for installing the electric motor.

さらに、電動機を圧縮機に近づけすぎると、圧縮機の吸気口を電動機が塞いでしまう結果となり、圧縮機からエンジンへの掃気が困難になる可能性があるため、電動機と圧縮機とはある程度離隔させて設置する必要がある。この場合、電動機と圧縮機を繋ぐ回転軸を長くしなければならず、長い回転軸を設置するための、さらなるスペースが必要となる。また、回転軸を長くすると、回転軸の回転によって振動が生じるおそれもある。   Furthermore, if the motor is too close to the compressor, the motor may block the compressor inlet, and scavenging from the compressor to the engine may be difficult, so the motor and the compressor are separated to some extent. It is necessary to install it. In this case, the rotating shaft that connects the electric motor and the compressor must be lengthened, and additional space is required to install the long rotating shaft. Moreover, if the rotating shaft is lengthened, there is a possibility that vibration is generated by the rotation of the rotating shaft.

本発明は、このような課題に鑑み、脱硝触媒の温度を活性温度、および、硫安分解温度に維持するとともに、別途の電動機の利用を伴うことなく、エンジンへの掃気圧の低減を回避することが可能な脱硝装置を提供することを目的としている。   In view of such problems, the present invention maintains the temperature of the denitration catalyst at the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature, and avoids reducing the scavenging air pressure to the engine without using a separate electric motor. An object of the present invention is to provide a denitration apparatus capable of performing the above-mentioned.

上記課題を解決するために、本発明の脱硝装置は、エンジンの排気路に設けられたタービンにタービンの上流の排気ガスを導入する第1バルブを有し、タービンの回転を利用してエンジンに空気を導入する過給機と、過給機のタービンを通過した排気ガスを還元する脱硝触媒と、タービンの上流において排気路から分岐され、タービンの上流の排気ガスをタービンの下流における排気路にバイパスする第1バイパス管と、排気路における第1バイパス管への分岐点から排気路への合流点の間で、第1バイパス管に導入する排気ガスの流量を調整する第2バルブと、脱硝触媒の入口の温度を検出する温度検出部と、温度検出部が検出した温度に基づいて、第1バルブの開度および第2バルブの開度を調整するバルブ調整部とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a denitration apparatus of the present invention has a first valve that introduces exhaust gas upstream of a turbine into a turbine provided in an exhaust path of the engine, and uses the rotation of the turbine for the engine. A turbocharger that introduces air; a denitration catalyst that reduces exhaust gas that has passed through the turbine of the turbocharger; and a branch from the exhaust path upstream of the turbine, and the exhaust gas upstream of the turbine is sent to an exhaust path downstream of the turbine A first bypass pipe to be bypassed, a second valve for adjusting a flow rate of exhaust gas introduced into the first bypass pipe between a branch point of the exhaust path to the first bypass pipe and a junction point to the exhaust path, and denitration A temperature detection unit that detects the temperature of the inlet of the catalyst, and a valve adjustment unit that adjusts the opening of the first valve and the opening of the second valve based on the temperature detected by the temperature detection unit. To.

上記バルブ調整部は、第2バルブの開度を大きくするとき、第1バルブの開度を小さくしてもよい。   The valve adjusting unit may reduce the opening of the first valve when increasing the opening of the second valve.

本発明は、脱硝触媒の温度を活性温度、および、硫安分解温度に維持するとともに、別途の電動機の利用を伴うことなく、エンジンへの掃気圧の低減を回避することが可能となる。   According to the present invention, the temperature of the denitration catalyst is maintained at the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature, and reduction in scavenging pressure to the engine can be avoided without using a separate electric motor.

脱硝システムを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a denitration system. 2ストロークエンジンにおけるエンジン負荷と排気ガスの温度との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the engine load in a 2 stroke engine, and the temperature of exhaust gas. 過給機による掃気圧と、エンジン負荷の関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the scavenging pressure by a supercharger, and an engine load. タービンの第1バルブを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the 1st valve | bulb of a turbine.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

コンテナ船やタンカー等の大型船舶では、熱効率がよく、低質燃料油(重油)が使用できるためコスト面で有利である、ユニフロー型の2サイクルエンジン(2ストロークエンジン)が広く使用されている。このようなエンジンにおいて、化石燃料、例えば、ガソリン、軽油、重油、液化天然ガス(LNG:Liquefied Natural Gas)、および液化石油ガス(LPG:Liquefied Petroleum Gas)等の燃料を燃焼させると、その結果生じる排気ガスには、NOxが含まれる。以下、エンジンから排出される排気ガス中のNOxを還元する脱硝システム100について説明する。なお、以下の実施形態においては、脱硝システム100に用いるエンジンとしてユニフロー型の2ストロークエンジンを例に挙げて説明するが、他の形式の2ストロークエンジン等に脱硝システム100を採用することもできる。   In large ships such as container ships and tankers, a uniflow type two-cycle engine (two-stroke engine), which is advantageous in terms of cost because it has high thermal efficiency and low-quality fuel oil (heavy oil) can be used, is widely used. Combustion of fuels such as fossil fuels such as gasoline, light oil, heavy oil, liquefied natural gas (LNG), and liquefied petroleum gas (LPG) in such engines results. The exhaust gas contains NOx. Hereinafter, the denitration system 100 that reduces NOx in the exhaust gas discharged from the engine will be described. In the following embodiments, a uniflow type two-stroke engine will be described as an example of an engine used in the denitration system 100. However, the denitration system 100 may be adopted in other types of two-stroke engines.

(脱硝システム100)
図1は、本実施形態にかかる脱硝システム100を説明するための説明図である。図1に示すように、脱硝システム100は、エンジン110と、脱硝装置200とを含んで構成される。図1中、物質(排気ガス、還元剤)の流れを実線で示し、信号の流れを破線で示す。
(Denitration system 100)
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a denitration system 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the denitration system 100 includes an engine 110 and a denitration device 200. In FIG. 1, the flow of substances (exhaust gas, reducing agent) is indicated by solid lines, and the flow of signals is indicated by broken lines.

エンジン110は、シリンダ110aと、ピストン110bと、排気弁110cと、排気集合管112とを含んで構成される。エンジン110は、掃気、圧縮、燃焼、排気といった行程を通じて、クロスヘッド(図示せず)に連結されたピストン110bがシリンダ110a内を摺動自在に、図1中白抜き矢印に示す方向に往復移動する。このようなクロスヘッド型のピストン110bでは、シリンダ110a内でのストロークを比較的長く形成することができ、ピストン110bに作用する側圧をクロスヘッドが受けるため、2ストロークエンジンの高出力化を図ることができる。さらに、シリンダ110aとクロスヘッドが収まるクランク室とが隔離されるので、低質燃料油を用いる場合においても汚損劣化を防止することができる。排気集合管112は、エンジン110に設けられた複数の排気弁110cそれぞれを通じてシリンダ110aと連通する複数の排気路を集約する。   The engine 110 includes a cylinder 110a, a piston 110b, an exhaust valve 110c, and an exhaust collecting pipe 112. The engine 110 reciprocates in the direction shown by the white arrow in FIG. 1 so that the piston 110b connected to the crosshead (not shown) can slide in the cylinder 110a through the processes of scavenging, compression, combustion, and exhaust. To do. In such a crosshead type piston 110b, the stroke in the cylinder 110a can be formed relatively long, and the crosshead receives the side pressure acting on the piston 110b, so that the output of the two-stroke engine can be increased. Can do. Further, since the cylinder 110a and the crank chamber in which the crosshead is accommodated are isolated, it is possible to prevent fouling deterioration even when low quality fuel oil is used. The exhaust collecting pipe 112 collects a plurality of exhaust passages communicating with the cylinder 110 a through the plurality of exhaust valves 110 c provided in the engine 110.

脱硝装置200は、排気集合管112から排出された排気ガスX1にアンモニアを作用させることで、排気ガスX1中に含まれるNOxを窒素に還元する。   The denitration apparatus 200 reduces the NOx contained in the exhaust gas X1 to nitrogen by causing ammonia to act on the exhaust gas X1 discharged from the exhaust collecting pipe 112.

このように、エンジン110から排出された排気ガスX1は、脱硝装置200に導入され、NOxが還元されて、排気ガスX2として外部に排出される。以下、本実施形態にかかる脱硝装置200について詳細に説明する。   In this way, the exhaust gas X1 exhausted from the engine 110 is introduced into the denitration apparatus 200, NOx is reduced, and exhausted to the outside as the exhaust gas X2. Hereinafter, the denitration apparatus 200 according to the present embodiment will be described in detail.

(脱硝装置200)
本実施形態にかかる脱硝装置200では、排気ガスX1に還元剤を導入し、還元剤の導入位置の下流にある脱硝触媒で、排気ガスX1中に含まれるNOxを還元して窒素を生成する選択式触媒還元方式を採用している。
(Denitration device 200)
In the denitration apparatus 200 according to the present embodiment, a selection is made such that a reducing agent is introduced into the exhaust gas X1, and NOx contained in the exhaust gas X1 is reduced by a denitration catalyst downstream of the introduction position of the reducing agent to generate nitrogen. The catalytic reduction method is adopted.

図1に示すように、脱硝装置200は、第1バイパス管210と、第1還元剤導入部212と、脱硝触媒214と、過給機250と、NOx検出部216と、還元剤調整部218と、第2バルブ220と、第2還元剤導入部222と、温度検出部224と、バルブ調整部226とを含んで構成される。   As shown in FIG. 1, the denitration apparatus 200 includes a first bypass pipe 210, a first reducing agent introduction unit 212, a denitration catalyst 214, a supercharger 250, a NOx detection unit 216, and a reducing agent adjustment unit 218. And a second valve 220, a second reducing agent introduction unit 222, a temperature detection unit 224, and a valve adjustment unit 226.

第1バイパス管210は、過給機250のタービン252の上流において排気路202aから分岐され、タービン252の上流の排気ガスX1をタービン252の下流における排気路202bにバイパスする。   The first bypass pipe 210 is branched from the exhaust passage 202 a upstream of the turbine 252 of the supercharger 250, and bypasses the exhaust gas X 1 upstream of the turbine 252 to the exhaust passage 202 b downstream of the turbine 252.

第1還元剤導入部212は、排気路202aから第1バイパス管210への分岐点Pから排気路202bへの合流点Qの間で、第1バイパス管210に還元剤(尿素水)を導入(噴霧)する。本実施形態において第1還元剤導入部212は、第1バイパス管210における、後述する第2バルブ220の下流側に尿素水を導入する。   The first reducing agent introduction unit 212 introduces the reducing agent (urea water) into the first bypass pipe 210 between the junction point P from the branch point P from the exhaust path 202a to the first bypass pipe 210 to the exhaust path 202b. (Spray). In the present embodiment, the first reducing agent introduction unit 212 introduces urea water into the first bypass pipe 210 on the downstream side of the second valve 220 described later.

なお、第1還元剤導入部212による尿素水の導入位置および第2バルブ220の位置は、第1バイパス管210において、可能な限り上流であることが好ましい。例えば、タービン252の上流の排気ガスX1の温度が270℃であって、270℃で尿素水を気化、分解するためには1秒を要し、排気ガスX1の流速が、10m/秒であるとすると、尿素水を気化、分解するためには、10mの流路が必要となる。したがって、第1還元剤導入部212による尿素水の導入位置および第2バルブ220の位置を、第1バイパス管210における可能な限り上流にすることにより、尿素水を気化、分解するための時間(配管の長さ)を稼ぐことができ、脱硝装置200までの配管の長さを無駄に長くする必要がなくなる。   It should be noted that the urea water introduction position by the first reducing agent introduction section 212 and the position of the second valve 220 are preferably as upstream as possible in the first bypass pipe 210. For example, the temperature of the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is 270 ° C., and it takes 1 second to vaporize and decompose urea water at 270 ° C., and the flow rate of the exhaust gas X1 is 10 m / second. Then, in order to vaporize and decompose urea water, a 10 m flow path is required. Therefore, the time for vaporizing and decomposing the urea water (by making the introduction position of the urea water by the first reducing agent introduction unit 212 and the position of the second valve 220 as upstream as possible in the first bypass pipe 210 ( (Pipe length) can be earned, and it is not necessary to wastefully lengthen the pipe length to the denitration apparatus 200.

脱硝触媒214は、バナジウム、タングステン、モリブデン等の金属またはその酸化物と酸化チタン等で構成され、過給機250のタービン252を通過した排気ガスX1中のNOxを還元する。   The denitration catalyst 214 is made of a metal such as vanadium, tungsten, or molybdenum or an oxide thereof and titanium oxide, and reduces NOx in the exhaust gas X1 that has passed through the turbine 252 of the supercharger 250.

上述したように、大型船舶では、ユニフロー型の2ストロークエンジンが広く採用されているが、2ストロークエンジンは、4ストロークエンジンと比較して、高効率であり燃料に対する空気の割合が高いので排気ガスの温度が低い場合が多い。したがって、エンジン110としてユニフロー型の2ストロークエンジンを採用し、エンジン110の排気路に過給機250のタービン252を備える構成を採る場合、排気ガスX1の熱がタービン252で消費されるため、タービン252の下流の排気ガスX1の温度が、脱硝触媒214の活性温度、および、硫安分解温度に到達しないことがある。   As described above, uniflow type two-stroke engines are widely used in large ships, but the two-stroke engines are more efficient and have a higher ratio of air to fuel than the four-stroke engines. Often the temperature is low. Accordingly, when a uniflow type two-stroke engine is adopted as the engine 110 and the turbine 252 of the supercharger 250 is provided in the exhaust path of the engine 110, the heat of the exhaust gas X1 is consumed by the turbine 252. The temperature of the exhaust gas X1 downstream of 252 may not reach the activation temperature of the denitration catalyst 214 and the ammonium sulfate decomposition temperature.

図2は、2ストロークエンジンにおけるエンジン負荷と排気ガスX1の温度との関係を説明するための説明図である。図2中、タービン252の入口の排気ガスX1の温度を実線で、タービン252の出口の排気ガスX1の温度を破線で示す。   FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the engine load and the temperature of the exhaust gas X1 in a two-stroke engine. In FIG. 2, the temperature of the exhaust gas X1 at the inlet of the turbine 252 is indicated by a solid line, and the temperature of the exhaust gas X1 at the outlet of the turbine 252 is indicated by a broken line.

図2に示すように、エンジン負荷が高いと、タービン252の仕事量が増加し、すなわち、タービン252において排気ガスX1の熱が消費されてしまうため、タービン252の出口の排気ガスX1の温度が低下する。例えば、エンジン負荷が25%から75%と上昇するにつれて、タービン252の仕事量が増加するため、タービン252出口の排気ガスX1の温度は徐々に低下して250℃程度となり、75%を超えても、250℃程度に留まる。したがって、エンジン負荷が67%を超えると、尿素水の気化、分解に必要な温度である270℃を下回ってしまう。   As shown in FIG. 2, when the engine load is high, the work amount of the turbine 252 increases, that is, the heat of the exhaust gas X1 is consumed in the turbine 252, and thus the temperature of the exhaust gas X1 at the outlet of the turbine 252 is increased. descend. For example, as the engine load increases from 25% to 75%, the work amount of the turbine 252 increases, so the temperature of the exhaust gas X1 at the outlet of the turbine 252 gradually decreases to about 250 ° C., exceeding 75%. However, it remains at about 250 ° C. Therefore, when the engine load exceeds 67%, the temperature is lower than 270 ° C. which is a temperature necessary for vaporization and decomposition of urea water.

ここで、タービン252の出口と脱硝触媒214とは、距離が近いため、タービン252の出口(下流)の排気ガスX1の温度を、脱硝触媒214の入口の温度とみなすことができる。したがって、タービン252の下流の排気ガスX1の温度が低下し、すなわち、脱硝触媒214の温度が低下し、活性温度、および、硫安分解温度(例えば、270℃程度)に達していないと、脱硝触媒214がNOxを十分に還元できない。   Here, since the outlet of the turbine 252 and the denitration catalyst 214 are close to each other, the temperature of the exhaust gas X1 at the outlet (downstream) of the turbine 252 can be regarded as the temperature of the inlet of the denitration catalyst 214. Therefore, if the temperature of the exhaust gas X1 downstream of the turbine 252 is lowered, that is, the temperature of the denitration catalyst 214 is lowered and has not reached the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature (for example, about 270 ° C.), the denitration catalyst 214 cannot sufficiently reduce NOx.

本実施形態では、脱硝装置200に、上述した第1バイパス管210を設けておき、タービン252の上流の温度の高い排気ガスX1を脱硝触媒214の直前にバイパスさせることにより、脱硝触媒214の温度を上昇させることができる。したがって、第1バイパス管210の配管径や、第1バイパス管210でバイパスさせる排気ガスX1の流量を適切に調整することで、脱硝触媒214の温度を、活性温度、および、硫安分解温度に到達させることができ、脱硝触媒214における硫安の生成を防止することが可能となる。   In the present embodiment, the denitration apparatus 200 is provided with the first bypass pipe 210 described above, and the exhaust gas X1 having a high temperature upstream of the turbine 252 is bypassed immediately before the denitration catalyst 214, whereby the temperature of the denitration catalyst 214 is increased. Can be raised. Therefore, by appropriately adjusting the pipe diameter of the first bypass pipe 210 and the flow rate of the exhaust gas X1 to be bypassed by the first bypass pipe 210, the temperature of the denitration catalyst 214 reaches the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature. Therefore, it is possible to prevent the formation of ammonium sulfate in the denitration catalyst 214.

しかし、第1バイパス管210でタービン252の上流の排気ガスX1をタービン252の下流に単にバイパスさせるだけでは、タービン252の上流の排気ガスX1の流量が減少してタービン252の回転数が低減し、タービン252の回転を利用してエンジン110に掃気を行う圧縮機254の出力、すなわち掃気圧が落ちる。   However, if the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is simply bypassed downstream of the turbine 252 by the first bypass pipe 210, the flow rate of the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 decreases, and the rotational speed of the turbine 252 decreases. The output of the compressor 254 that scavenges the engine 110 using the rotation of the turbine 252, that is, the scavenging air pressure, drops.

図3は、過給機による掃気圧と、エンジン負荷の関係を説明するための説明図である。図3に示すように、エンジン負荷が上昇するに従って、過給機の掃気圧が上昇している。すなわち、エンジン負荷を上昇させるためには、掃気圧も上昇させる必要がある。しかし、第1バイパス管210でタービン252の上流の排気ガスX1をタービン252の下流にバイパスさせると、タービン252の回転数が低減し、それに伴って掃気圧が低下するため、エンジン負荷を上昇させることができなくなる、またが上昇させることができたとしてもエンジンが高温になってしまい、エンジンの正常な動作に影響を与えてしまう。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the scavenging pressure by the supercharger and the engine load. As shown in FIG. 3, the scavenging air pressure of the supercharger increases as the engine load increases. That is, in order to increase the engine load, it is also necessary to increase the scavenging air pressure. However, if the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is bypassed downstream of the turbine 252 by the first bypass pipe 210, the rotational speed of the turbine 252 is reduced, and the scavenging air pressure is lowered accordingly, thereby increasing the engine load. Even if it cannot be done or can be raised, the engine will become hot and affect the normal operation of the engine.

具体的に説明すると、掃気圧が低下すると掃気量(空気量)が減少するが、所定の出力を得るための燃料量はほとんど変化しない。このため、燃焼温度が上昇し、シリンダ110aを構成するシリンダヘッドやシリンダライナ、排気弁110c、ピストン110b、ピストン110bを構成するピストンリングといった燃焼室を構成する部品の温度が上昇してしまう。   More specifically, the scavenging amount (air amount) decreases when the scavenging pressure decreases, but the fuel amount for obtaining a predetermined output hardly changes. For this reason, the combustion temperature rises, and the temperature of the components constituting the combustion chamber such as the cylinder head and cylinder liner constituting the cylinder 110a, the exhaust valve 110c, the piston 110b, and the piston ring constituting the piston 110b rises.

そして燃焼室を構成する部品の温度が上昇すると、部品の材料強度の低下、摺動部(シリンダ110a、ピストン110b、排気弁110c)の摩耗の促進、熱膨張による部品の変形、部品のシール不良(ガスがリークしてしまう)等が生じるおそれがある。そこで、燃焼室を構成する部品を、耐熱性の高い材料で製作することが考えられるがコスト高になってしまう。また、部品を冷却する構成も考えられるが、装置が大がかりとなったり、大幅な設計変更を強いられることになってしまう。   When the temperature of the parts constituting the combustion chamber rises, the material strength of the parts decreases, the wear of the sliding parts (cylinder 110a, piston 110b, exhaust valve 110c) accelerates, the parts deform due to thermal expansion, and the parts fail to seal. (Gas leaks) may occur. Therefore, it is conceivable to manufacture the parts constituting the combustion chamber with a material having high heat resistance, but the cost becomes high. In addition, although a configuration for cooling the parts is conceivable, the apparatus becomes large and a large design change is forced.

また、掃気圧が低下すると掃気量(空気量)が減少するため、空気不足によって燃焼状態が悪化し(燃料が十分に酸化されず)、煤等の未燃焼成分が増加してしまう。   Further, when the scavenging air pressure decreases, the scavenging amount (air amount) decreases, so that the combustion state deteriorates due to air shortage (the fuel is not sufficiently oxidized) and unburned components such as soot increase.

過給機250は、タービン252と、タービン252と同軸の圧縮機254とを含んで構成される。タービン252は、エンジン110から排出された排気ガスX1によって回転し、圧縮機254は、タービン252の回転を利用し、外部から導入される活性ガス(酸素、オゾン等の酸化剤、または、その混合気(例えば空気))を圧縮してエンジン110への掃気圧を高める。こうすることで、エンジン110の出力を向上させることができる。   The supercharger 250 includes a turbine 252 and a compressor 254 that is coaxial with the turbine 252. The turbine 252 is rotated by the exhaust gas X1 discharged from the engine 110, and the compressor 254 utilizes the rotation of the turbine 252, and an active gas (oxidant such as oxygen and ozone, or a mixture thereof) introduced from the outside. (E.g., air) is compressed to increase the scavenging pressure to the engine 110. By doing so, the output of the engine 110 can be improved.

また、本実施形態のタービン252は、タービン252の上流の排気ガスX1を導入する第1バルブ256を有している。つまり、本実施形態にかかる過給機250は、可変容量過給機である。なお第1バルブ256の開度(流量)は、後述する第2バルブ220が閉になっている間、例えば、図3に示した、エンジン負荷と掃気圧の関係となるような開度(設定値)となっている。   Further, the turbine 252 of the present embodiment has a first valve 256 for introducing the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252. That is, the supercharger 250 according to the present embodiment is a variable capacity supercharger. Note that the opening degree (flow rate) of the first valve 256 is, for example, an opening degree (setting) that satisfies the relationship between the engine load and the scavenging air pressure shown in FIG. 3 while the second valve 220 described later is closed. Value).

図4は、タービン252の第1バルブ256を説明するための説明図であり、図4(a)、(b)は、タービン252を上流側から見た図であり、図4(c)は、第1バルブ256の開度に応じたタービン252に流入する排気ガスX1の流量と圧力比との関係を説明するための説明図である。図4(c)において、縦軸は圧力比πtを示し、横軸は、タービン修正流量を示す。ここで、Wはタービンを流れるガスの流量(kg/s)を、T3はタービン入口温度(K)を、P3はタービン入口圧力(Pa)を、P4はター分出口圧力(Pa)をそれぞれ示す。   4 is an explanatory diagram for explaining the first valve 256 of the turbine 252. FIGS. 4A and 4B are views of the turbine 252 as viewed from the upstream side, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the flow rate of exhaust gas X1 flowing into the turbine 252 and the pressure ratio according to the opening degree of the first valve 256. In FIG. 4C, the vertical axis represents the pressure ratio πt, and the horizontal axis represents the turbine corrected flow rate. Here, W is the flow rate (kg / s) of the gas flowing through the turbine, T3 is the turbine inlet temperature (K), P3 is the turbine inlet pressure (Pa), and P4 is the ter-part outlet pressure (Pa). .

図4(c)に示すように、図4(a)に示すようなタービン252の第1バルブ256の開度が小さい場合には、図4(b)に示すようなタービン252の第1バルブ256の開度が大きい場合と比較して、タービン252を構成する翼部(インペラ)に流入する排気ガスX1の圧力が高くなる。つまり、第1バルブ256の開度を小さくする(絞る)と、翼部に流入する排気ガスX1の圧力が上昇し、翼部の回転数が上がる。   As shown in FIG. 4 (c), when the opening degree of the first valve 256 of the turbine 252 as shown in FIG. 4 (a) is small, the first valve of the turbine 252 as shown in FIG. 4 (b). Compared with the case where the opening degree of 256 is large, the pressure of the exhaust gas X1 flowing into the blade portion (impeller) constituting the turbine 252 becomes higher. That is, when the opening degree of the first valve 256 is reduced (throttle), the pressure of the exhaust gas X1 flowing into the wing part increases and the rotation speed of the wing part increases.

NOx検出部216は、タービン252の上流における排気ガスX1のNOxの濃度を検出する。ここで、NOx濃度は、エンジン負荷と相関があるので、NOx検出部216は、実際のNOx濃度を測定せずとも、エンジン負荷からNOx濃度を推定してもよい。   The NOx detector 216 detects the concentration of NOx in the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252. Here, since the NOx concentration has a correlation with the engine load, the NOx detecting unit 216 may estimate the NOx concentration from the engine load without measuring the actual NOx concentration.

還元剤調整部218は、NOx検出部216が検出したNOxの濃度、および、後述するバルブ調整部226による第2バルブ220の開度(流量)に基づいて、第1還元剤導入部212が導入する尿素水の量および第2還元剤導入部222が導入する尿素水の量を調整する。   The reducing agent adjusting unit 218 is introduced by the first reducing agent introducing unit 212 based on the concentration of NOx detected by the NOx detecting unit 216 and the opening degree (flow rate) of the second valve 220 by the valve adjusting unit 226 described later. The amount of urea water to be adjusted and the amount of urea water introduced by the second reducing agent introduction unit 222 are adjusted.

NOx検出部216および還元剤調整部218を備える構成により、排気ガスX1中のNOxが少ないときに無駄に尿素水を導入してしまい、脱硝触媒214においてアンモニアが酸化されずに、外部に排出してしまう事態を回避することができ、NOxが多いときにそのNOxを還元するために必要な量の尿素水を導入することが可能となる。   Due to the configuration provided with the NOx detection unit 216 and the reducing agent adjustment unit 218, urea water is introduced wastefully when the NOx in the exhaust gas X1 is small, and ammonia is not oxidized in the denitration catalyst 214 and discharged outside. It is possible to avoid a situation where the amount of urea water is necessary to reduce the NOx when the amount of NOx is large.

第2バルブ220は、排気路202aにおける第1バイパス管210への分岐点Pから排気路202bへの合流点Qの間に配置される。第2バルブ220の開度は、バルブ調整部226によって調整され、バルブ調整部226は、第1バイパス管210に導入する排気ガスX1の流量を調整する。   The second valve 220 is disposed between the junction P to the exhaust passage 202b from the branch point P to the first bypass pipe 210 in the exhaust passage 202a. The opening degree of the second valve 220 is adjusted by the valve adjustment unit 226, and the valve adjustment unit 226 adjusts the flow rate of the exhaust gas X1 introduced into the first bypass pipe 210.

第2還元剤導入部222は、排気路202bにおける合流点Qの下流に尿素水を導入(噴霧)する。本実施形態において、第2還元剤導入部222は、バルブ調整部226による制御に応じて、第2バルブ220が閉となっている期間、すなわち、排気ガスX1全量がタービン252を通過している期間のみ合流点Qの下流に尿素水を導入する。   The second reducing agent introduction unit 222 introduces (sprays) urea water downstream of the junction point Q in the exhaust path 202b. In the present embodiment, the second reducing agent introduction unit 222 is in a period during which the second valve 220 is closed, that is, the entire amount of the exhaust gas X1 passes through the turbine 252 according to control by the valve adjustment unit 226. The urea water is introduced downstream of the confluence point Q only during the period.

温度検出部224は、脱硝触媒214の入口の温度を検出する。図2を参照して理解できるように、タービン252の出口の排気ガスX1の温度とエンジン負荷には相関性があるため、温度検出部224は、実際の脱硝触媒214の入口の温度を測定せずとも、エンジン負荷、例えば、エンジン負荷が67%以上であると、脱硝触媒214の入口の温度が270℃を下回る等、エンジン負荷から温度を推定してもよい。   The temperature detector 224 detects the temperature at the inlet of the denitration catalyst 214. As can be understood with reference to FIG. 2, since the temperature of the exhaust gas X1 at the outlet of the turbine 252 and the engine load have a correlation, the temperature detector 224 measures the actual inlet temperature of the denitration catalyst 214. At least, if the engine load, for example, the engine load is 67% or more, the temperature may be estimated from the engine load such that the temperature at the inlet of the denitration catalyst 214 is lower than 270 ° C.

表1は、エンジン負荷とクランクの回転数との関係を示す表である。表1に示すように、エンジン負荷とクランクの回転数との間には相関関係があるため、温度検出部224は、実際の脱硝触媒214の入口の温度を測定せずとも、クランクの回転数からエンジン負荷を推定し、推定したエンジン負荷から温度を推定してもよい。すなわち、クランクの回転数から脱硝触媒214の入口の温度を一意に求めることができる。

Figure 2013002355
Table 1 is a table showing the relationship between the engine load and the rotation speed of the crank. As shown in Table 1, since there is a correlation between the engine load and the rotation speed of the crank, the temperature detection unit 224 does not measure the actual inlet temperature of the denitration catalyst 214, but the rotation speed of the crank. From this, the engine load may be estimated, and the temperature may be estimated from the estimated engine load. That is, the temperature at the inlet of the denitration catalyst 214 can be uniquely determined from the rotation speed of the crank.
Figure 2013002355

バルブ調整部226は、温度検出部224が検出した温度に基づいて、第2バルブ220の開度を調整し、それに伴って第1バルブ256の開度も調整する。具体的に、バルブ調整部226は、温度検出部224が検出した温度に基づいて第1バイパス管210に設けられた第2バルブ220の開度を大きくするとき、過給機250のタービン252に設けられた第1バルブ256の開度を小さくし、逆に、第2バルブ220の開度を小さくするとき、過給機250のタービン252に設けられた第1バルブ256の開度を大きくする。   The valve adjustment unit 226 adjusts the opening degree of the second valve 220 based on the temperature detected by the temperature detection unit 224, and adjusts the opening degree of the first valve 256 accordingly. Specifically, when the opening degree of the second valve 220 provided in the first bypass pipe 210 is increased based on the temperature detected by the temperature detection unit 224, the valve adjustment unit 226 causes the turbine 252 of the supercharger 250 to When the opening degree of the first valve 256 provided is reduced and, conversely, when the opening degree of the second valve 220 is reduced, the opening degree of the first valve 256 provided in the turbine 252 of the supercharger 250 is increased. .

エンジン負荷が高く、タービン252の下流の排気ガスX1の温度が低下し、脱硝触媒214の入口の温度が、活性温度、および、硫安分解温度に達していない場合には、第1バイパス管210を介して、タービン252の上流の高温の排気ガスX1をバイパスさせて、脱硝触媒214を加温する必要がある。   When the engine load is high, the temperature of the exhaust gas X1 downstream of the turbine 252 is decreased, and the temperature of the inlet of the denitration catalyst 214 has not reached the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature, the first bypass pipe 210 is Therefore, it is necessary to heat the denitration catalyst 214 by bypassing the high-temperature exhaust gas X1 upstream of the turbine 252.

そこで、バルブ調整部226は、温度検出部224が検出した温度が、脱硝触媒214の活性温度未満、かつ、硫安分解温度未満であると判定したときに、第2バルブ220の開度を調整して、バイパスさせる高温の排気ガスX1の流量を調整する。これにより、脱硝触媒214の温度を、活性温度、および、硫安分解温度に到達させることができ、排気ガスX1中に含まれるNOxを確実に還元することが可能となる。   Therefore, the valve adjustment unit 226 adjusts the opening degree of the second valve 220 when it is determined that the temperature detected by the temperature detection unit 224 is lower than the activation temperature of the denitration catalyst 214 and lower than the ammonium sulfate decomposition temperature. Then, the flow rate of the hot exhaust gas X1 to be bypassed is adjusted. As a result, the temperature of the denitration catalyst 214 can reach the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature, and NOx contained in the exhaust gas X1 can be reliably reduced.

しかし、上述したように、脱硝触媒214を加温するために、バルブ調整部226が第2バルブ220の開度を大きくして、第1バイパス管210への排気ガスX1の流量を増加させると、過給機250のタービン252の上流の排気ガスX1の流量が減少してタービンの回転数が低減してしまう。   However, as described above, when the denitration catalyst 214 is heated, the valve adjustment unit 226 increases the opening of the second valve 220 to increase the flow rate of the exhaust gas X1 to the first bypass pipe 210. The flow rate of the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 of the supercharger 250 is reduced, and the rotational speed of the turbine is reduced.

そこで、バルブ調整部226は、第2バルブ220の開度を大きくするとき、すなわち、タービン252の上流の排気ガスX1の流量が低下するとき、過給機250のタービン252に設けられた第1バルブ256の開度を小さくする。そうすると、上述したように、タービン252の翼部の回転数が上がり、タービン252の上流の排気ガスX1の流量が低下することによって下がってしまう圧縮機254の掃気圧を所望の値に維持することができる。   Therefore, when the opening of the second valve 220 is increased, that is, when the flow rate of the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is decreased, the valve adjustment unit 226 is provided with the first one provided in the turbine 252 of the supercharger 250. The opening degree of the valve 256 is reduced. Then, as described above, the rotational speed of the blades of the turbine 252 increases, and the scavenging air pressure of the compressor 254 that decreases due to a decrease in the flow rate of the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is maintained at a desired value. Can do.

また、バルブ調整部226は、第2バルブ220の開度を小さくするとき、すなわち、タービン252の上流の排気ガスX1の流量が低下しないとき、第1バルブ256の開度を大きくして、設定値に近づける。そうすると、タービン252を排気ガスX1が十分に通過するため、圧縮機254の掃気圧を所望の値に維持することができる。   Further, when the opening of the second valve 220 is reduced, that is, when the flow rate of the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 does not decrease, the valve adjusting unit 226 increases the opening of the first valve 256 and sets the opening. Move closer to the value. As a result, the exhaust gas X1 sufficiently passes through the turbine 252, so that the scavenging pressure of the compressor 254 can be maintained at a desired value.

これにより、エンジン110への掃気圧が低下して、エンジン負荷が下降してしまう、または、エンジン110が高温になってしまう事態を回避することができる。   As a result, it is possible to avoid a situation in which the scavenging air pressure to the engine 110 decreases and the engine load decreases or the engine 110 becomes hot.

また、エンジン負荷が低く、脱硝触媒214の温度が、活性温度、および、硫安分解温度に達していれば、タービン252の上流の排気ガスX1を第1バイパス管210に通過させる必要はない。そこで、バルブ調整部226は、第1バイパス管210で高温の排気ガスX1をバイパスさせずとも、脱硝触媒214の活性温度以上とみなせる温度(例えば、270℃よりも100℃高い370℃)であると判定したときに、第2バルブ220を閉にして、タービン252の上流の高温の排気ガスX1をバイパスさせない。また、バルブ調整部226は、第1バルブ256の開度を設定値に戻す。上流の排気ガスX1をバイパスさせないと、タービン252を排気ガスX1が十分に通過するため、タービン252を通過する排気ガスX1の流量が低下して圧縮機254の出力が低下してしまう事態を回避することが可能となる。   Further, if the engine load is low and the temperature of the denitration catalyst 214 has reached the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature, it is not necessary to pass the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 through the first bypass pipe 210. Therefore, the valve adjustment unit 226 is a temperature (for example, 370 ° C. that is 100 ° C. higher than 270 ° C.) that can be regarded as the activation temperature of the denitration catalyst 214 without bypassing the high temperature exhaust gas X1 in the first bypass pipe 210. Is determined, the second valve 220 is closed, and the high-temperature exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is not bypassed. Further, the valve adjustment unit 226 returns the opening degree of the first valve 256 to a set value. If the upstream exhaust gas X1 is not bypassed, the exhaust gas X1 sufficiently passes through the turbine 252. Therefore, the situation where the flow rate of the exhaust gas X1 passing through the turbine 252 decreases and the output of the compressor 254 decreases is avoided. It becomes possible to do.

また、バルブ調整部226は、温度検出部224が検出した温度が、アンモニアを分解してしまうような高温である場合、第2バルブ220を閉にして、タービン252の上流の高温の排気ガスX1をバイパスさせない。これにより、タービン252の上流の排気ガスX1があまりにも高温であり、この排気ガスX1をバイパスさせることで、脱硝触媒214の温度が上昇しすぎてしまい、アンモニアを分解しNOxの分解効率が低下してしまう事態を回避することができる。   Further, when the temperature detected by the temperature detection unit 224 is a high temperature that decomposes ammonia, the valve adjustment unit 226 closes the second valve 220 and discharges the high-temperature exhaust gas X1 upstream of the turbine 252. Do not bypass. As a result, the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is too hot. By bypassing the exhaust gas X1, the temperature of the denitration catalyst 214 rises too much, decomposing ammonia and reducing the NOx decomposition efficiency. This can avoid the situation.

なお、バルブ調整部226が第2バルブ220を閉にしている間、還元剤調整部218は、第1還元剤導入部212に尿素水の導入を停止させ、NOx検出部216が検出したNOxの濃度に基づいて、第2還元剤導入部222が導入する尿素水の量を調整する。   While the valve adjustment unit 226 closes the second valve 220, the reducing agent adjustment unit 218 stops the introduction of urea water to the first reducing agent introduction unit 212, and the NOx detection unit 216 detects the NOx detected. Based on the concentration, the amount of urea water introduced by the second reducing agent introduction unit 222 is adjusted.

以上説明したように、本実施形態にかかる脱硝装置200によれば、脱硝触媒214の温度に応じて、タービン252の上流の排気ガスX1のバイパス量を調整し、このバイパス量の調整具合に基づいて、圧縮機254の掃気圧が低下しないようにタービン252の第1バルブ256の開度を調整することになる。したがって、脱硝触媒214の温度を活性温度、および、硫安分解温度に維持するとともに、別途の電動機の利用を伴うことなく、エンジン110への掃気圧の低減を回避することが可能となる。   As described above, according to the denitration apparatus 200 according to the present embodiment, the bypass amount of the exhaust gas X1 upstream of the turbine 252 is adjusted according to the temperature of the denitration catalyst 214, and based on the adjustment of this bypass amount. Thus, the opening degree of the first valve 256 of the turbine 252 is adjusted so that the scavenging air pressure of the compressor 254 does not decrease. Therefore, while maintaining the temperature of the denitration catalyst 214 at the activation temperature and the ammonium sulfate decomposition temperature, it is possible to avoid a reduction in scavenging air pressure to the engine 110 without using a separate electric motor.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

本発明は、エンジンの排ガス中に含まれる窒素酸化物を、還元剤を用いて窒素に還元する脱硝装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a denitration device that reduces nitrogen oxides contained in engine exhaust gas to nitrogen using a reducing agent.

200 …脱硝装置
210 …第1バイパス管
214 …脱硝触媒
216 …NOx検出部
220 …第2バルブ
224 …温度検出部
226 …バルブ調整部
250 …過給機
252 …タービン
254 …圧縮機
256 …第1バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Denitration apparatus 210 ... 1st bypass pipe 214 ... Denitration catalyst 216 ... NOx detection part 220 ... 2nd valve 224 ... Temperature detection part 226 ... Valve adjustment part 250 ... Supercharger 252 ... Turbine 254 ... Compressor 256 ... 1st valve

Claims (2)

エンジンの排気路に設けられたタービンに該タービンの上流の排気ガスを導入する第1バルブを有し、該タービンの回転を利用して該エンジンに空気を導入する過給機と、
前記過給機のタービンを通過した排気ガスを還元する脱硝触媒と、
前記タービンの上流において前記排気路から分岐され、該タービンの上流の排気ガスを該タービンの下流における該排気路にバイパスする第1バイパス管と、
前記排気路における前記第1バイパス管への分岐点から該排気路への合流点の間で、該第1バイパス管に導入する排気ガスの流量を調整する第2バルブと、
前記脱硝触媒の入口の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出した温度に基づいて、前記第1バルブの開度および前記第2バルブの開度を調整するバルブ調整部と、
を備えることを特徴とする脱硝装置。
A turbocharger having a first valve that introduces exhaust gas upstream of the turbine into a turbine provided in an exhaust path of the engine, and that introduces air into the engine using rotation of the turbine;
A denitration catalyst that reduces exhaust gas that has passed through the turbocharger turbine;
A first bypass pipe branched from the exhaust passage upstream of the turbine and bypassing exhaust gas upstream of the turbine to the exhaust passage downstream of the turbine;
A second valve for adjusting a flow rate of exhaust gas introduced into the first bypass pipe between a branch point to the first bypass pipe in the exhaust path and a junction point to the exhaust path;
A temperature detector for detecting the temperature of the inlet of the denitration catalyst;
A valve adjusting unit that adjusts the opening of the first valve and the opening of the second valve based on the temperature detected by the temperature detection unit;
A denitration apparatus comprising:
前記バルブ調整部は、前記第2バルブの開度を大きくするとき、前記第1バルブの開度を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の脱硝装置。   The denitration apparatus according to claim 1, wherein the valve adjustment unit reduces the opening degree of the first valve when the opening degree of the second valve is increased.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103806994A (en) * 2014-01-22 2014-05-21 东风商用车有限公司 Intelligent exhaust temperature raising system for supercharged diesel engine
JP2016079928A (en) * 2014-10-21 2016-05-16 マツダ株式会社 Exhaust device of engine with turbosupercharger
KR20160109996A (en) * 2015-03-13 2016-09-21 현대중공업 주식회사 Scr system
WO2018159203A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 三菱重工業株式会社 Shipboard diesel engine
JP2019190415A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
JP2019190420A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
JP2019190414A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
JP2019190421A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
JP2019214962A (en) * 2018-06-12 2019-12-19 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Internal combustion engine for ship
KR20200133809A (en) * 2018-06-25 2020-11-30 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 Marine internal combustion engine
KR20200138401A (en) * 2018-06-25 2020-12-09 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 Marine internal combustion engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001107722A (en) * 1999-10-06 2001-04-17 Fuji Heavy Ind Ltd Exhaust system for turbocharged engine
JP2005036726A (en) * 2003-07-15 2005-02-10 Hino Motors Ltd Exhaust temperature raising device for internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001107722A (en) * 1999-10-06 2001-04-17 Fuji Heavy Ind Ltd Exhaust system for turbocharged engine
JP2005036726A (en) * 2003-07-15 2005-02-10 Hino Motors Ltd Exhaust temperature raising device for internal combustion engine

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103806994A (en) * 2014-01-22 2014-05-21 东风商用车有限公司 Intelligent exhaust temperature raising system for supercharged diesel engine
JP2016079928A (en) * 2014-10-21 2016-05-16 マツダ株式会社 Exhaust device of engine with turbosupercharger
KR102204688B1 (en) 2015-03-13 2021-01-19 현대중공업 주식회사 Scr system
KR20160109996A (en) * 2015-03-13 2016-09-21 현대중공업 주식회사 Scr system
WO2018159203A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 三菱重工業株式会社 Shipboard diesel engine
JP2018144608A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 三菱重工業株式会社 Marine diesel engine
JP2019190415A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
JP2019190414A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
JP2019190421A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
JP7063088B2 (en) 2018-04-27 2022-05-09 いすゞ自動車株式会社 Exhaust purification equipment and vehicles
JP2019190420A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control device and vehicle
KR20200138400A (en) * 2018-06-12 2020-12-09 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 Marine internal combustion engine
CN112135963A (en) * 2018-06-12 2020-12-25 日本发动机股份有限公司 marine internal combustion engine
WO2019239987A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-19 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Internal combustion engine for ship
JP7055705B2 (en) 2018-06-12 2022-04-18 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Marine internal combustion engine
JP2019214962A (en) * 2018-06-12 2019-12-19 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Internal combustion engine for ship
CN112135963B (en) * 2018-06-12 2022-07-01 日本发动机股份有限公司 marine internal combustion engine
KR102437797B1 (en) * 2018-06-12 2022-08-29 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 internal combustion engine for ships
KR20200138401A (en) * 2018-06-25 2020-12-09 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 Marine internal combustion engine
KR20200133809A (en) * 2018-06-25 2020-11-30 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 Marine internal combustion engine
KR102453430B1 (en) * 2018-06-25 2022-10-11 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 internal combustion engine for ships
KR102561870B1 (en) * 2018-06-25 2023-07-31 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 internal combustion engines for ships

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