(57)【要約】【課題】排気ガス冷却装置において、機関の運転状態に拘らず安定した量の冷却水を排気通路へ送給して排気ガスの冷却効率を向上可能とすると共に、機関の運転への悪影響を抑制可能とする。【解決手段】ディーゼルエンジン１１により駆動する駆動ポンプ１２により海水をディーゼルエンジン１１に送給して冷却した後、冷却後の一部の海水を排気管１４に送給して排気ガスを冷却するように構成し、ディーゼルエンジン１１の回転数を検出する回転数検出部２７と、排気管１４への海水の送給量を調整可能な流量調整弁２４と、ディーゼルエンジン１１の回転数に応じて流量調整弁２４による冷却水の送給量を適正量に設定する制御部２５，２６とを設ける。【選択図】図１
2011122513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関に連動する駆動ポンプにより冷却水を前記機関に送給して冷却した後、冷却後の一部の冷却水を排気通路に送給して排気ガスを冷却する排気ガス冷却装置において、
前記機関の運転状態を検出する機関運転状態検出部と、
前記排気通路への冷却水の送給量を調整可能な冷却水量調整部と、
前記機関運転状態検出部が検出した前記機関の運転状態に応じて前記冷却水量調整部による冷却水の送給量を適正量に設定する制御部と、
を備えることを特徴とする排気ガス冷却装置。
【請求項２】
前記機関運転状態検出部は、少なくとも前記機関の回転数、排気ガスまたは前記排気通路の温度、前記排気通路の圧力のいずれか一つを検出可能であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス冷却装置。
【請求項３】
前記冷却水量調整部は、流量調整弁であって、前記制御部は、前記機関の運転状態に応じて前記流量調整弁の開度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス冷却装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記機関の回転数が高くなる、または、排気ガスまたは前記排気通路の温度が高くなる、または、前記排気通路の圧力が高くなるほど、前記流量調整弁の開度を小さく調整することを特徴とする請求項３に記載の排気ガス冷却装置。
【請求項５】
前記冷却水量調整部は、電動ポンプであって、前記制御部は、前記機関の運転状態に応じて前記電動ポンプの吐出量を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス冷却装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電動ポンプの吐出量を予め設定された所定値に設定することを特徴とする請求項５に記載の排気ガス冷却装置。
【請求項７】
前記機関を冷却した冷却水を前記排気通路に送給する冷却水送給経路が設けられると共に、該冷却水送給経路から分岐して他の冷却部または外部に開放する冷却水分岐経路が設けられ、前記冷却水量調整部は、前記冷却水送給経路と前記冷却水分岐経路との分岐部、または、前記冷却水送給経路における前記分岐部より下流側に設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の排気ガス冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、船舶に搭載される主機（エンジン）から排出される排気ガスを海水などの冷却水により冷却する排気ガス冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速船などの船舶には、動力源としてディーゼルエンジンが搭載されており、このディーゼルエンジンから排出される排気ガスは、一般的に煙突を用いて上方に排出するが、船舶の都合上、後部から排出することがある。この場合、ディーゼルエンジンから船体の後部まで排気管を延出する必要があり、この排気管は、船体の隔壁を貫通して配設されている。
【０００３】
しかし、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスは、５００℃程度まで上昇するものであり、この高温の排気ガスが流通する排気管も高温となり、船体（隔壁など）に悪影響を与えてしまうおそれがある。そのため、船舶には、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスを海水により冷却する排気ガス冷却装置が搭載されている。
【０００４】
従来の排気ガス冷却装置では、所謂、湿式排気管を採用している。この湿式排気管は、ディーゼルエンジンを冷却した海水の一部を排気管まで送り、この海水を排気管内に散水することで排気ガスを冷却するものである。
【０００５】
なお、このような排気ガス冷却装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２００９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
船舶に搭載されたディーゼルエンジンでは、このディーゼルエンジンにより駆動する駆動ポンプにより海水を汲み上げ、ディーゼルエンジンの冷却通路に流すことで冷却している。上述した従来の排気ガス冷却装置では、ディーゼルエンジンの冷却通路を流れて冷却した後の海水の一部を排気管に送り、排気ガスに散水して冷却している。
【０００８】
この場合、駆動ポンプの吐出量は、ディーゼルエンジンの回転数に依存していることから、排気管に送られる海水の流量もディーゼルエンジンの回転数に依存する。即ち、ディーゼルエンジンが低回転領域にあるときには、排気管に送られる海水の流量が少なく、ディーゼルエンジンが高回転領域にあるときには、排気管に送られる海水の流量が多くなる。排気管に送られる海水の流量が変動すると、排気ガスの冷却効率が変動するばかりでなく、ディーゼルエンジンの運転にも悪影響を与えてしまう。即ち、排気管への海水量が少なくなると、排気ガスの冷却が不十分となり、排気管への海水量が多くなると、この海水により排気管内で圧力損失が発生し、ディーゼルエンジンの駆動力を低下させてしまう。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するものであり、機関の運転状態に拘らず安定した量の冷却水を排気通路へ送給して排気ガスの冷却効率を向上可能とすると共に、機関の運転への悪影響を抑制可能とする排気ガス冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するための本発明の排気ガス冷却装置は、機関に連動する駆動ポンプにより冷却水を前記機関に送給して冷却した後、冷却後の一部の冷却水を排気通路に送給して排気ガスを冷却する排気ガス冷却装置において、前記機関の運転状態を検出する機関運転状態検出部と、前記排気通路への冷却水の送給量を調整可能な冷却水量調整部と、前記機関運転状態検出部が検出した前記機関の運転状態に応じて前記冷却水量調整部による冷却水の送給量を適正量に設定する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
従って、機関の運転状態に応じて排気通路への冷却水の送給量を適正量に設定することで、機関に連動する駆動ポンプにより機関へ送給する冷却水量が変動しても、排気通路への冷却水の送給量は常時適正量となり、機関の運転状態に拘らず安定した量の冷却水を排気通路へ送給して排気ガスの冷却効率を向上可能とすることができると共に、機関の運転への悪影響を抑制可能とすることができる。
【００１２】
本発明の排気ガス冷却装置によれば、前記機関運転状態検出部は、少なくとも前記機関の回転数、排気ガスまたは前記排気通路の温度、前記排気通路の圧力のいずれか一つを検出可能であることを特徴としている。
【００１３】
従って、機関運転状態に関連する機関の回転数、排気ガスまたは排気通路の温度、排気通路の圧力に応じて排気通路への冷却水の送給量を適正量に設定することとなり、排気通路へ常時適正量の冷却水を送給することができる。
【００１４】
本発明の排気ガス冷却装置によれば、前記冷却水量調整部は、流量調整弁であって、前記制御部は、前記機関の運転状態に応じて前記流量調整弁の開度を調整することを特徴としている。
【００１５】
従って、流量調整弁の開度を調整することで、排気通路への冷却水の送給量を容易に調整することができ、装置の簡素化と冷却効率の向上を可能とすることができる。
【００１６】
本発明の排気ガス冷却装置によれば、前記制御部は、前記機関の回転数が高くなる、または、排気ガスまたは前記排気通路の温度が高くなる、または、前記排気通路の圧力が高くなるほど、前記流量調整弁の開度を小さく調整することを特徴としている。
【００１７】
従って、機関の回転数、排気ガスまたは排気通路の温度、排気通路の圧力が変動したとき、流量調整弁の開度を適正に調整することで、排気通路への冷却水の送給量を常時適正量にすることができる。
【００１８】
本発明の排気ガス冷却装置によれば、前記冷却水量調整部は、電動ポンプであって、前記制御部は、前記機関の運転状態に応じて前記電動ポンプの吐出量を調整することを特徴としている。
【００１９】
従って、電動ポンプの吐出量を設定することで、排気通路への冷却水の送給量を容易に適正値に設定することができ、装置の簡素化と冷却効率の向上を可能とすることができる。
【００２０】
本発明の排気ガス冷却装置によれば、前記制御部は、前記電動ポンプの吐出量を予め設定された所定値に設定することを特徴としている。
【００２１】
従って、電動ポンプの吐出量を所定値、例えば、一定値に設定すればよく、制御を容易として制御系を簡素化することができる。
【００２２】
本発明の排気ガス冷却装置によれば、前記機関を冷却した冷却水を前記排気通路に送給する冷却水送給経路が設けられると共に、該冷却水送給経路から分岐して他の冷却部または外部に開放する冷却水分岐経路が設けられ、前記冷却水量調整部は、前記冷却水送給経路と前記冷却水分岐経路との分岐部、または、前記冷却水送給経路における前記分岐部より下流側に設けられることを特徴としている。
【００２３】
従って、機関を冷却した冷却水の一部を冷却水送給経路により排気通路に送給し、残りを冷却水分岐経路により他の冷却部に送給したり、外部に開放したりし、冷却水量調整部を冷却水送給経路または分岐部に設けることで、排気通路への冷却水の送給量を十分に確保し、他の冷却部にも十分な量の冷却水を送給することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の排気ガス冷却装置によれば、機関の運転状態に応じて排気通路への冷却水の送給量を適正量に設定するので、機関の運転状態に拘らず安定した量の冷却水を排気通路へ送給して排気ガスの冷却効率を向上可能とすることができると共に、機関の運転への悪影響を抑制可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る排気ガス冷却装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１の排気ガス冷却装置による冷却制御のタイムチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施例２に係る排気ガス冷却装置を表す概略構成図である。
【図４】図４は、実施例２の排気ガス冷却装置による冷却制御のタイムチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施例３に係る排気ガス冷却装置を表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る排気ガス冷却装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の実施例１に係る排気ガス冷却装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の排気ガス冷却装置による冷却制御のタイムチャートである。
【００２８】
実施例１の排気ガス冷却装置は、船舶に搭載された機関から排出される排気ガスを、冷却水として海水を利用して冷却するものである。
【００２９】
実施例１の排気ガス冷却装置において、図１に示すように、機関としてのディーゼルエンジン（主機）１１は、エンジン本体内に図示しないウォータジャケットと呼ばれる二重構造の空間が形成され、このウォータジャケットに海水（冷却水）を流すことで冷却し、燃焼室の周囲の過熱を抑制している。このディーゼルエンジン１１は、連動する駆動ポンプ１２が装着されており、駆動ポンプ１２は、ディーゼルエンジン１１のクランク軸とスプロケット及びベルト等を介して駆動連結されており、吸入口１３は海中に配置されている。
【００３０】
従って、ディーゼルエンジン１１が駆動すると、駆動ポンプ１２が駆動し、吸入口１３から海水を吸入してディーゼルエンジン１１側に吐出することで、このディーゼルエンジン１１のウォータジャケットに海水を供給して冷却することができる。この場合、駆動ポンプ１２がディーゼルエンジン１１に連動することから、駆動ポンプ１２による吐出量は、ディーゼルエンジン１１の回転数に依存することとなり、高回転ほど高吐出量となる。
【００３１】
ディーゼルエンジン１１は、燃焼室で燃焼した後の燃焼ガス、つまり、排気ガスを排出する排気管（排気通路）１４が設けられている。この排気管１４は、触媒よりも下流側にて、外側に被覆管１５が設けられる二重構造となっており、この被覆管１５により被覆された領域には、多数の貫通孔１６が形成されている。
【００３２】
そして、ディーゼルエンジン１１を冷却した海水を排気管１４に送給するための冷却水送給経路２１が設けられている。この場合、被覆管１５は、冷却水送給経路２１の連結部１７を有しており、海水は、この連結部１７から排気管１４と被覆管１５との間に供給され、多数の貫通孔１６を通して排気管１４内を流れる排気ガスに対して散水される。また、冷却水送給経路２１の分岐部２１ａから分岐する冷却水分岐経路２２が設けられている。この冷却水分岐経路２２は、減速機、推進機など、ディーゼルエンジン１１以外の他の冷却部２３に連結される第１分岐経路２２ａと、外部に開放、つまり、海へ排出する第２分岐経路２２ｂとを有している。
【００３３】
冷却水量調整部としての流量調整弁２４は、冷却水送給経路２１における分岐部２１ａよりも海水の送給方向の下流側に設けられている。この流量調整弁２４は、図示しない空気源から圧縮空気が常時供給され、この圧縮空気の量を調整して弁開度を調整可能となっており、冷却水送給経路２１にて、ディーゼルエンジン１１から排気管１４への海水の送給量を調整可能となっている。
【００３４】
ディーゼルエンジン１１は、主機制御部（制御部）２５により駆動制御可能となっており、流量調整弁２４は、弁制御部（制御部）２６により開閉制御可能となっている。即ち、主機制御部２５は、操作レバーの操作や検出したエンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて、ディーゼルエンジン１１における燃料噴射量などを決定している。一方、弁制御部２６は、同様に、ディーゼルエンジン１１の運転状態に応じて、流量調整弁２４の開度を調整可能となっており、排気管１４への海水の送給量を適正量に設定可能となっている。
【００３５】
即ち、機関運転状態検出部として、ディーゼルエンジン１１の回転数を検出する回転数検出部２７と、排気ガスまたは排気管１４の温度を検出する排気温度検出部２８と、排気管１４内の圧力を検出する排気圧力検出部２９が設けられている。そして、各検出部２７，２８，２９が検出したディーゼルエンジン１１の回転数、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力は、主機制御部２５に出力される。そして、この主機制御部２５は、入力されたディーゼルエンジン１１の回転数、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力を弁制御部２６に出力する。なお、本実施例では、機関運転状態検出部として、回転数検出部２７と排気温度検出部２８と排気圧力検出部２９を設けたが、この３つを設ける必要はなく、通常搭載されている回転数検出部２７だけとしてもよい。また、各検出部２７，２８，２９の検出結果を主機制御部２５に出力したが、弁制御部２６に直接出力してもよい。
【００３６】
弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１の回転数、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力に基づいて流量調整弁２４の開度を調整可能である。流量調整弁２４は、圧縮空気量を調整可能な電磁弁２４ａを有しており、弁制御部２６は、電磁弁２４ａを制御することで流量調整弁２４の開度を調整可能となっている。この場合、弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１の回転数が高くなる、または、排気ガスまたは排気管１４の温度が高くなる、または、排気管１４内の圧力が高くなるほど、流量調整弁２４の開度を小さく調整する。
【００３７】
また、流量調整弁２４は、その開度を検出するための２つのリミットスイッチ２６ａ，２６ｂを有している。この場合、リミットスイッチ２６ａは、流量調整弁２４の開度が全開位置にあることを検出し、リミットスイッチ２６ｂは、流量調整弁２４の開度が予め設定された設定開度位置にあることを検出する。各リミットスイッチ２６ａ，２６ｂは、検出結果を弁制御部２６に出力し、この弁制御部２６は、この検出結果に基づいて流量調整弁２４の開度をフィードバック制御している。
【００３８】
なお、主機制御部２５は、ディーゼルエンジン１１の運転信号を弁制御部２６に出力しており、弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１が運転状態にあるか、停止状態にあるかを把握している。また、弁制御部２６は、流量調整弁２４の異常信号を主機制御部２５に出力しており、主機制御部２５は、流量調整弁２４が正常に作動しているかどうか、異常であるかを把握している。
【００３９】
ここで、上述した実施例１の排気ガス冷却装置の作動について、図２のタイムチャートを用いて詳細に説明する。なお、ここでは、ディーゼルエンジン１１の回転数に基づいて流量調整弁２４の開度を調整する場合について説明する。
【００４０】
実施例１の排気ガス冷却装置において、図１及び図２に示すように、ディーゼルエンジン１１の停止状態から、時間ｔ１にて、ディーゼルエンジン１１が始動してアイドル回転数に維持されると、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を予め設定された設定開度から全開に変更する。この流量調整弁２４の設定開度とは、ディーゼルエンジン１１の回転数が高回転数であって、ディーゼルエンジン１１からの海水量が多大であるときに、排気管１４へ適正量の海水を送給可能な開度である。
【００４１】
そして、時間ｔ２にて、ディーゼルエンジン１１の回転数がアイドル回転数から上昇を開始すると、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を全開に維持し、時間ｔ３にて、ディーゼルエンジン１１の回転数が予め設定された設定回転数を超えると、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を全開から設定開度に変更する。この設定回転数とは、ディーゼルエンジン１１の回転数が高くなることで排気管１４への海水量が増加し、排気管１４での圧力損失が大きくなる回転数である。
【００４２】
その後、時間ｔ４にて、ディーゼルエンジン１１の回転数が最大回転数となり、時間ｔ５にて、ディーゼルエンジン１１の回転数が低下し始める。そして、時間ｔ６にて、ディーゼルエンジン１１の回転数が設定回転数より低下すると、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を設定開度から全開に変更する。時間ｔ７にて、ディーゼルエンジン１１の回転数がアイドル回転数に維持されると、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を全開に維持し、時間ｔ８にて、ディーゼルエンジン１１が停止すると、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を全開から設定開度に変更する。
【００４３】
このようにディーゼルエンジン１１の回転数に応じて流量調整弁２４の開度を調整している。そのため、ディーゼルエンジン１１の回転数がアイドル回転数にあるとき、駆動ポンプ１２による海水の吐出量が少なく、冷却水送給経路２１に流れ込む海水量も少ない。そのため、流量調整弁２４の開度を全開にすることで、排気管１４へ送給する海水量が確保され、排気ガスが適正に冷却される。一方、ディーゼルエンジン１１の回転数が設定回転数より高いとき、駆動ポンプ１２による海水の吐出量が多く、冷却水送給経路２１に流れ込む海水量も多い。そのため、流量調整弁２４の開度を小さい設定開度にすることで、排気管１４へ送給する海水量が制限され、排気ガスが適正に冷却されると共に、排気管１４における圧力損失が抑制される。
【００４４】
この場合、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を設定開度と全開との２段階に変更している。そのため、排気管１４へ送給される海水量の変更が瞬時に作用せずに若干の増減が発生してしまうが、排気ガスの温度は、ほぼ一定値まで冷却することができる。排気ガスの温度は、ディーゼルエンジン１１の高負荷時には５００℃程度まで上昇するが、十分な海水量を確保することで、１００℃以下にまで冷却することができる。
【００４５】
このように実施例１の排気ガス冷却装置にあっては、ディーゼルエンジン１１により駆動する駆動ポンプ１２により海水をディーゼルエンジン１１に送給して冷却した後、冷却後の一部の海水を排気管１４に送給して排気ガスを冷却するように構成し、機関運転状態検出部としてのディーゼルエンジン１１の回転数を検出する回転数検出部２７と、排気管１４への海水の送給量を調整可能な流量調整弁２４と、ディーゼルエンジン１１の回転数に応じて流量調整弁２４による冷却水の送給量を適正量に設定する制御部２５，２６とを設けている。
【００４６】
従って、弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１の回転数に応じて流量調整弁２４による海水の送給量を適正量に設定することとなり、排気管１４には適正量の海水が送給されて排気ガスを冷却することができる。そのため、ディーゼルエンジン１１に連動する駆動ポンプ１２による海水の吐出量が変動しても、排気管１４への海水の送給量は常時適正量となり、ディーゼルエンジン１１の運転状態に拘らず、安定した量の海水を排気管１４へ送給することができ、排気ガスの冷却効率を向上することができる。また、過剰な海水による排気管１４の圧力損失を抑制することができ、ディーゼルエンジン１１の運転への悪影響を抑制することができる。
【００４７】
この場合、機関運転状態検出部として、排気ガスまたは排気管１４の温度を検出する排気温度検出部２８と、排気管１４内の圧力を検出する排気圧力検出部２９を設けており、弁制御部２６は、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力に応じて流量調整弁２４による海水の送給量を適正量に設定してもよく、上述したものと同様の作用効果を奏することができる。
【００４８】
そして、機関運転状態として、ディーゼルエンジン１１の回転数、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力の少なくともいずれか一つを適用することで、容易にディーゼルエンジン１１の運転状態を検出することができ、排気管１４へ常時適正量の海水を送給することができる。
【００４９】
また、実施例１の排気ガス冷却装置では、弁制御部２６は、流量調整弁２４の開度を調整することで、排気管１４への海水の送給量を調整可能としている。従って、流量調整弁２４の開度を調整することで、排気管１４への冷却水の送給量を容易に調整することができ、装置の簡素化と冷却効率の向上を可能とすることができる。
【００５０】
また、実施例１の排気ガス冷却装置では、ディーゼルエンジン１１を冷却した海水を排気管１４に送給する冷却水送給経路２１を設けると共に、冷却水送給経路２１から分岐して他の冷却部２３または外部に開放する冷却水分岐経路２２を設け、流量調整弁２４を冷却水送給経路２１における分岐部２１ａより下流側に設けている。従って、ディーゼルエンジン１１を冷却した冷却水の一部を冷却水送給経路２１により排気管１４に送給し、残りを冷却水分岐経路２２により他の冷却部２３に送給したり、外部に開放したりする。そのため、流量調整弁２４は、排気管１４への海水の送給量を十分に確保することができると共に、他の冷却部２３にも十分な量の海水を送給することができる。
【実施例２】
【００５１】
図３は、本発明の実施例２に係る排気ガス冷却装置を表す概略構成図、図４は、実施例２の排気ガス冷却装置による冷却制御のタイムチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５２】
実施例２の排気ガス冷却装置において、図３に示すように、冷却水量調整部としての流量調整弁３１は、冷却水送給経路２１における分岐部２１ａよりも海水の送給方向の下流側に設けられている。この流量調整弁３１は、電動モータ３１ａによりその弁開度を調整可能となっており、冷却水送給経路２１にて、ディーゼルエンジン１１から排気管１４への海水の送給量を調整可能となっている。
【００５３】
ディーゼルエンジン１１は、主機制御部２５により駆動制御可能となっており、流量調整弁３１は、弁制御部２６により開閉制御可能となっている。即ち、弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１の運転状態に応じて、流量調整弁３１の開度を調整可能となっており、排気管１４への海水の送給量を適正量に設定可能となっている。
【００５４】
即ち、ディーゼルエンジン１１の回転数を検出する回転数検出部２７と、排気ガスまたは排気管１４の温度を検出する排気温度検出部２８と、排気管１４内の圧力を検出する排気圧力検出部２９が設けられ検出結果を主機制御部２５に出力する。そして、主機制御部２５は、ディーゼルエンジン１１の回転数、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力を弁制御部２６に出力する。弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１の回転数、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力に基づいて、電動モータ３１ａを駆動することで、流量調整弁３１の開度を調整する。
【００５５】
ここで、上述した実施例２の排気ガス冷却装置の作動について、図４のタイムチャートを用いて詳細に説明する。なお、ここでは、ディーゼルエンジン１１の回転数に基づいて流量調整弁３１の開度を調整する場合について説明する。
【００５６】
実施例２の排気ガス冷却装置において、図３及び図４に示すように、ディーゼルエンジン１１の停止状態から、時間ｔ１１にて、ディーゼルエンジン１１が始動してアイドル回転数に維持されると、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を予め設定された設定開度から全開に変更する。そして、時間ｔ１２にて、ディーゼルエンジン１１の回転数がアイドル回転数から上昇を開始すると、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を徐々に減少し、時間ｔ１３にて、ディーゼルエンジン１１の回転数が最大回転数で一定となったら、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を設定開度に維持する。
【００５７】
その後、時間ｔ１４にて、ディーゼルエンジン１１の回転数が低下し始めると、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を設定開度から徐々に増加し、時間ｔ１５にて、ディーゼルエンジン１１の回転数がアイドル回転数に維持されると、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を全開に維持し、時間ｔ１６にて、ディーゼルエンジン１１が停止すると、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を全開から設定開度に変更する。
【００５８】
このようにディーゼルエンジン１１の回転数の変化に応じて流量調整弁３１の開度をリニアに調整している。そのため、ディーゼルエンジン１１の回転数がアイドル回転数にあるとき、駆動ポンプ１２による海水の吐出量が少なく、冷却水送給経路２１に流れ込む海水量も少ない。そのため、流量調整弁３１の開度を全開にすることで、排気管１４へ送給する海水量が確保され、排気ガスが適正に冷却される。一方、ディーゼルエンジン１１の回転数が設定回転数より高いとき、駆動ポンプ１２による海水の吐出量が多く、冷却水送給経路２１に流れ込む海水量も多い。そのため、流量調整弁３１の開度を小さい設定開度にすることで、排気管１４へ送給する海水量が制限され、排気ガスが適正に冷却されると共に、排気管１４における圧力損失が抑制される。
【００５９】
この場合、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を無段階に変更している。そのため、排気管１４へ送給される海水量の変更が瞬時に作用し、増減の発生がほとんどなく、排気ガスの温度を、ほぼ一定値にまで冷却することができる。
【００６０】
このように実施例２の排気ガス冷却装置にあっては、ディーゼルエンジン１１の回転数を検出する回転数検出部２７と、排気管１４への海水の送給量を調整可能な流量調整弁３１と、機関運転状態検出部としてのディーゼルエンジン１１の回転数に応じて流量調整弁３１による冷却水の送給量を適正量に設定する制御部２５，２６とを設け、流量調整弁３１を電動式としている。
【００６１】
従って、弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１の回転数に応じて流量調整弁３１による海水の送給量を適正量に設定することとなり、排気管１４には適正量の海水が送給されて排気ガスを冷却することができる。そのため、排気管１４に安定した量の海水を送給することができ、排気ガスの冷却効率を向上することができると共に、排気管１４に過剰な海水の送給を抑制することができ、ディーゼルエンジン１１の運転への悪影響を抑制することができる。
【００６２】
そして、弁制御部２６は、流量調整弁３１の開度を無段階で調整することができることから、排気管１４へ送給する海水量を常時適正量に調整することができ、ディーゼルエンジン１１の運転状態が変動しても海水の送給量がほとんど変動することはなく、排気ガスの冷却効率を向上することができる。
【００６３】
なお、上述した実施例１、２における排気ガス冷却装置の作動の説明では、ディーゼルエンジン１１の回転数に基づいて流量調整弁２４，３１の開度を調整する場合について説明したが、排気ガスまたは排気管１４の温度や排気管１４内の圧力に基づいて流量調整弁２４，３１の開度を調整してもよい。この場合、排気ガスまたは排気管１４の温度が高くなるほど、また、排気管１４内の圧力が高くなるほど、流量調整弁２４，３１の開度を小さく調整すればよい。
【００６４】
即ち、排気ガスまたは排気管１４の温度が高くなるときは、ディーゼルエンジン1１の回転数が高くなり、駆動ポンプ１２により海水の吐出量が多くなるときであることから、流量調整弁２４，３１の開度を小さくして排気管１４への海水の送給量を制限する。一方、排気ガスまたは排気管１４の温度が低くなるときは、ディーゼルエンジン1１の回転数が低くなり、駆動ポンプ１２により海水の吐出量が少なくなるときであることから、流量調整弁２４，３１の開度を大きくして排気管１４への海水の送給量を確保する。
【００６５】
また、排気管１４内の圧力が高くなるときには、排気管１４への海水の送給量が過大であり、圧力損失が発生することから、流量調整弁２４，３１の開度を小さくして排気管１４への海水の送給量を制限する。一方、排気管１４内の圧力が低くなるときには、排気管１４への海水の送給量が少ないことから、流量調整弁２４，３１の開度を大きくして排気管１４への海水の送給量を確保する。
【００６６】
更に、上述した実施例１、２では、弁制御部２６は、ディーゼルエンジン１１の運転状態に応じて流量調整弁２４，３１の開度を２段階または無段階で変更することで、排気管１４へ送給する海水量をほぼ一定となるように制御したが、排気ガスの温度は、ディーゼルエンジン１１の負荷により変動するものであり、ディーゼルエンジン１１の運転状態（例えば、エンジン負荷、エンジン回転数など）に応じて流量調整弁２４，３１の開度を変更してもよい。即ち、エンジン負荷やエンジン回転数などが高くなる領域で、排気管１４へ送給する海水量が多くなるように、弁制御部２６により流量調整弁２４，３１の開度を制御してもよい。
【実施例３】
【００６７】
図５は、本発明の実施例３に係る排気ガス冷却装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６８】
実施例３の排気ガス冷却装置において、図５に示すように、冷却水量調整部としての電動ポンプ４１は、冷却水送給経路２１における分岐部２１ａよりも海水の送給方向の下流側に設けられている。この電動ポンプ４１は、電動モータ４１ａによりその回転数を調整可能となっており、冷却水送給経路２１にて、ディーゼルエンジン１１から排気管１４への海水の送給量を調整可能となっている。
【００６９】
ディーゼルエンジン１１は、主機制御部２５により駆動制御可能となっており、電動ポンプ４１は、ポンプ制御部４２により駆動制御可能となっている。即ち、ポンプ制御部４２は、ディーゼルエンジン１１の運転状態に応じて、電動ポンプ４１による吐出量を調整可能となっており、排気管１４への海水の送給量を適正量に設定可能となっている。
【００７０】
この場合、ポンプ制御部４２は、電動ポンプ４１の吐出量を、ディーゼルエンジン１１の運転状態に拘らず、予め設定された所定値に設定してもよく、ディーゼルエンジン１１の運転状態に応じて適正値に調整してもよい。
【００７１】
即ち、駆動ポンプ１２は、ディーゼルエンジン１１に連動することから、冷却水送給経路２１に吐出される海水量は変動するが、電動ポンプ４１は、ポンプ制御部４２により制御されることから、ディーゼルエンジン１１の運転状態に拘らず、所望の吐出量に設定することができる。そのため、電動ポンプ４１の吐出量を所定値、つまり、適正な一定値に維持すればよい。
【００７２】
また、排気ガスの温度は、ディーゼルエンジン１１の負荷などにより変動するものであるから、ディーゼルエンジン１１の運転状態（ディーゼルエンジン１１の回転数または負荷、排気ガスまたは排気管１４の温度や排気管１４内の圧力）に応じて電動ポンプ４１の吐出量を変更してもよい。即ち、エンジン回転数やエンジン負荷などが高くなる領域で、排気管１４へ送給する海水量が多くなるように、ポンプ制御部４２により電動ポンプ４１の吐出量を制御してもよい。
【００７３】
このように実施例３の排気ガス冷却装置にあっては、排気管１４への海水の送給量を調整可能な電動ポンプ４１と、電動ポンプ４１による冷却水の送給量を適正量に設定する制御部２５，２６とを設けている。
【００７４】
従って、ポンプ制御部４２は、電動ポンプ４１による海水の送給量を適正量に設定することとなり、排気管１４には適正量の海水が送給されて排気ガスを冷却することができる。そのため、排気管１４に安定した量の海水を送給することができ、排気ガスの冷却効率を向上することができると共に、排気管１４に過剰な海水の送給を抑制することができ、ディーゼルエンジン１１の運転への悪影響を抑制することができる。
【００７５】
そして、ポンプ制御部４２は、電動ポンプ４１の吐出量を駆動ポンプ１２の駆動状態に拘らず調整することができることから、排気管１４へ送給する海水量を常時適正量に調整することができ、排気管１４への海水の送給量が適正値から変動することはなく、排気ガスの冷却効率を向上することができる。また、電動ポンプ４１の吐出量を所定値、例えば、一定値に設定すればよく、制御を容易として制御系を簡素化することができる。
【００７６】
なお、上述した各実施例では、機関運転状態として、ディーゼルエンジン１１の回転数、排気ガスまたは排気管１４の温度、排気管１４内の圧力を適用したが、これらに限定されるものではなく、エンジン負荷、燃料噴射量、吸入空気量、ターボの稼動状況などを適用してもよい。
【００７７】
また、上述した各実施例では、冷却水量調整部としての流量調整弁２４，３１や電動ポンプ４１を冷却水送給経路２１における分岐部２１ａより下流側に配置したが、冷却水送給経路２１における冷却水分岐経路２２との分岐部２１ａに配置してもよい。この場合、流量調整弁を三方弁とすることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係る排気ガス冷却装置は、機関の運転状態に応じて排気通路への冷却水の送給量を適正量に設定することで、主機の運転状態に拘らず安定した量の冷却水を排気通路へ送給して排気ガスの冷却効率を向上可能とすると共に、主機の運転への悪影響を抑制可能とするものであり、いずれの種類の装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１１  ディーゼルエンジン
１２  駆動ポンプ
１４  排気管（排気通路）
２１  冷却水送給経路
２１ａ  分岐部
２２  冷却水分岐経路
２４，３１  流量調整弁（冷却水量調整部）
２５  主機制御部（制御部）
２６  弁制御部（制御部）
２７  回転数検出部（機関運転状態検出部）
２８  排気温度検出部（機関運転状態検出部）
２９  排気圧力検出部（機関運転状態検出部）
４１  電動ポンプ（冷却水量調整部）
４２  ポンプ制御部（制御部）
【図１】
2011122513.tif 000003
【図２】
2011122513.tif 000004
【図３】
2011122513.tif 000005
【図４】
2011122513.tif 000006
【図５】
2011122513.tif 000007