(57)【要約】【課題】シリンダバイパスラインを備えたエンジン系において、脱硝装置の出口側に比べて空気によって希釈された排ガスにおけるＮＯｘ濃度を測定する場合であっても、脱硝装置における脱硝率を正確に求める。【解決手段】排ガスターボチャージャからエンジンへの給気の一部が排ガス経路における触媒式脱硝装置よりも下流側の合流部にバイパスされる。排ガス経路における合流部よりも下流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出し、この検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度を用いて、排ガス中の酸素濃度を一定の標準酸素濃度にした場合の、脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を求め、この脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｏ」とし、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｉ」として、次式（ｉ）により脱硝率を求める。    脱硝率（％）＝｛（ＮＯｘ・ｉ−ＮＯｘ・ｏ）／ＮＯｘ・ｉ｝×１００・・・（ｉ）【選択図】図１
2015190460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排ガス経路に、触媒式脱硝装置と排ガスターボチャージャとがこの順に配置され、排ガスターボチャージャからエンジンへの給気の一部が排ガス経路における触媒式脱硝装置よりも下流側かつ排ガスターボチャージャよりも上流側の合流部にバイパスされる系における脱硝率を測定するに際し、
排ガス経路における前記合流部よりも下流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出し、
この検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度を用いて、排ガス中の酸素濃度を一定の標準酸素濃度にした場合の、脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を求め、
この脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｏ」とし、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｉ」として、次式（ｉ）により脱硝率を求めることを特徴とするエンジンのための脱硝率の測定方法。
脱硝率（％）＝｛（ＮＯｘ・ｉ−ＮＯｘ・ｏ）／ＮＯｘ・ｉ｝×１００・・・（ｉ）
【請求項２】
排ガス経路における脱硝装置よりも上流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出し、その検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを用いて、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めることを特徴とする請求項１記載のエンジンのための脱硝率の測定方法。
【請求項３】
エンジンのＮＯｘおよびＯ２の排出特性マッピングデータをあらかじめ準備しておき、このマッピングデータを用いて脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めることを特徴とする請求項１記載のエンジンのための脱硝率の測定方法。
【請求項４】
標準酸素濃度をＯｎとし、実測酸素濃度をＯｓとし、実測ＮＯｘ濃度をＣｓとして、次式（ｉｉ）により換算ＮＯｘ濃度を求めることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載のエンジンのための脱硝率の測定方法。
換算ＮＯｘ濃度＝｛（２１−Ｏｎ）／（２１−Ｏｓ）｝×Ｃｓ・・・（ｉｉ）
【請求項５】
エンジンからの排ガス経路に、触媒式脱硝装置と排ガスターボチャージャとがこの順に配置され、
排ガスターボチャージャからエンジンへの給気の一部を排ガス経路における触媒式脱硝装置よりも下流側かつ排ガスターボチャージャよりも上流側の合流部にバイパスさせる手段を備え、
排ガス経路における前記合流部よりも下流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出する下流側センサを備え、
この下流側センサにより検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度を用いて、排ガス中の酸素濃度を一定の標準酸素濃度にした場合の、脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を求め、かつ、この脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｏ」とし、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｉ」として、次式（ｉ）により脱硝率を求める演算装置を備えることを特徴とするエンジンのための脱硝率の測定装置。
脱硝率（％）＝｛（ＮＯｘ・ｉ−ＮＯｘ・ｏ）／ＮＯｘ・ｉ｝×１００・・・（ｉ）
【請求項６】
排ガス経路における脱硝装置よりも上流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出する上流側センサを備え、
演算装置は、上流側センサにより検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを用いて、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めるものであることを特徴とする請求項５記載のエンジンのための脱硝率の測定装置。
【請求項７】
演算装置は、あらかじめ準備されたエンジンのＮＯｘおよびＯ２の排出特性マッピングデータを用いて、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めるものであることを特徴とする請求項５記載のエンジンのための脱硝率の測定装置。
【請求項８】
演算装置は、標準酸素濃度をＯｎとし、実測酸素濃度をＯｓとし、実測ＮＯｘ濃度をＣｓとして、次式（ｉｉ）により換算ＮＯｘ濃度を求めるものであることを特徴とする請求項５から７までのいずれか１項記載のエンジンのための脱硝率の測定装置。
換算ＮＯｘ濃度＝｛（２１−Ｏｎ）／（２１−Ｏｓ）｝×Ｃｓ・・・（ｉｉ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンのための脱硝率の測定方法と、その方法を実施するための測定装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
舶用のエンジンとして２ストローク式のディーゼルエンジンが多用されているが、その排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するために、触媒式の脱硝装置が用いられている。この触媒式脱硝装置を用いる場合には、脱硝装置内において排ガスに還元剤としての尿素水を噴霧し、噴霧された尿素成分を加水分解によりアンモニア化し、このアンモニアを触媒の作用により窒素酸化物と反応させて、無害な窒素ガスと水とに変換させる。
【０００３】
このような触媒式脱硝装置を用いる場合には、最終的に排出されるガスにおける窒素酸化物の排出量を規制値以下にするために、脱硝装置における脱硝率を制御することが求められる。
【０００４】
ディーゼルエンジンから排出される排ガスは、エンジン負荷が低下するにつれてその排ガス温度も低くなる。しかし、触媒式脱硝装置では、エンジンの低負荷時に処理対象としての排ガスの温度が低下すると、脱硝に適した温度域から外れた低い温度域での運転となってしまう。
【０００５】
このような不都合を解消するために、特許文献１においては、エンジン系における排ガスターボチャージャからの圧縮空気を受ける掃気レシーバからその圧縮空気を抜き出すシリンダバイパスラインを設けて、この圧縮空気を、排ガス経路における触媒式脱硝装置よりも下流側かつ排ガスターボチャージャよりも上流側の合流部にバイパスさせるものが提案されている。このような構成であると、エンジンのシリンダに供給される空気の量がバイパス分だけ低減され、にもかかわらずエンジンにて燃焼される燃料の量は変わらないため、結果として排ガスの温度が上昇する。これによって、エンジンの低負荷時においても排ガスを高温に保つことができ、触媒式脱硝装置を脱硝に適した温度域で運転することができる。バイパスラインにはシリンダ・バイパス・バルブ（ＣＢＶ）が設けられ、その開度を調節することによって脱硝装置入口における排ガスの温度を調節することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３６８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
舶用エンジンなどのディーゼルエンジンの排ガスのＮＯｘ濃度を測定する場合には、環境計測の観点から、実際に環境に排出されるガスの濃度、すなわち、たとえば舶用のエンジンの場合は、煙突から船外に排出されるガスのＮＯｘ濃度を計測することが求められる。この場合に、上述のシリンダバイパスラインを備えたエンジン系では、ＮＯｘ濃度計の設置位置は、排ガス経路におけるバイパスラインの合流部よりも下流側とする必要がある。仮に、ＮＯｘ分析計などのＮＯｘ濃度の測定手段を排ガス経路における合流部よりも上流側に設置すると、バイパスラインの使用中は排ガスがバイパスラインからの空気によって希釈されるため、希釈前の濃厚なＮＯｘ濃度を測定することになってしまう。
【０００８】
その一方で、触媒式脱硝装置において、還元剤の注入量を調節することで所定の脱硝率を達成するための制御を行なう際には、脱硝装置の入口側と出口側とにおけるＮＯｘ濃度を測定することが必要である。このとき、前述のような希釈後の低いＮＯｘ濃度を利用すると、低い値まで脱硝されていると判断を誤ることになって、目標とする本来の脱硝率が未達となってしまう。かといって、脱硝装置の出口のＮＯｘ濃度を正確に測定するために、排ガス経路におけるバイパスラインの合流部よりも下流側のみならず、その上流側にもＮＯｘ濃度計を設置することは、濃度計を２台も設置することになってしまい、実際的ではない。
【０００９】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、シリンダバイパスラインを備えたエンジン系において、脱硝装置の出口側に比べて空気によって希釈された排ガスにおけるＮＯｘ濃度を測定する場合であっても、脱硝装置における脱硝率を正確に求めて所要の脱硝率を達成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明のエンジンのための脱硝率の測定方法は、
エンジンからの排ガス経路に、触媒式脱硝装置と排ガスターボチャージャとがこの順に配置され、排ガスターボチャージャからエンジンへの給気の一部が排ガス経路における触媒式脱硝装置よりも下流側かつ排ガスターボチャージャよりも上流側の合流部にバイパスされる系における脱硝率を測定するに際し、
排ガス経路における前記合流部よりも下流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出し、
この検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度を用いて、排ガス中の酸素濃度を一定の標準酸素濃度にした場合の、脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を求め、
この脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｏ」とし、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｉ」として、次式（ｉ）により脱硝率を求めることを特徴とする。
脱硝率（％）＝｛（ＮＯｘ・ｉ−ＮＯｘ・ｏ）／ＮＯｘ・ｉ｝×１００・・・（ｉ）
【００１１】
本発明のエンジンのための脱硝率の測定方法によれば、排ガス経路における脱硝装置よりも上流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出し、その検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを用いて、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めることが好ましい。
【００１２】
あるいは、エンジンのＮＯｘおよびＯ２の排出特性マッピングデータをあらかじめ準備しておき、このマッピングデータを用いて脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めることも好ましい。
【００１３】
本発明のエンジンのための脱硝率の測定方法によれば、標準酸素濃度をＯｎとし、実測酸素濃度をＯｓとし、実測ＮＯｘ濃度をＣｓとして、次式（ｉｉ）により換算ＮＯｘ濃度を求めることが好適である。
換算ＮＯｘ濃度＝｛（２１−Ｏｎ）／（２１−Ｏｓ）｝×Ｃｓ・・・（ｉｉ）
【００１４】
本発明のエンジンのための脱硝率の測定装置は、
エンジンからの排ガス経路に、触媒式脱硝装置と排ガスターボチャージャとがこの順に配置され、
排ガスターボチャージャからエンジンへの給気の一部を排ガス経路における触媒式脱硝装置よりも下流側かつ排ガスターボチャージャよりも上流側の合流部にバイパスさせる手段を備え、
排ガス経路における前記合流部よりも下流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出する下流側センサを備え、
この下流側センサにより検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度を用いて、排ガス中の酸素濃度を一定の標準酸素濃度にした場合の、脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を求め、かつ、この脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｏ」とし、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｉ」として、次式（ｉ）により脱硝率を求める演算装置を備えることを特徴とする。
脱硝率（％）＝｛（ＮＯｘ・ｉ−ＮＯｘ・ｏ）／ＮＯｘ・ｉ｝×１００・・・（ｉ）
【００１５】
本発明のエンジンのための脱硝率の測定装置は、排ガス経路における脱硝装置よりも上流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出する上流側センサを備え、演算装置は、上流側センサにより検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを用いて、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めるものであるとすることができる。
【００１６】
あるいは、本発明のエンジンのための脱硝率の測定装置においては、演算装置は、あらかじめ準備されたエンジンのＮＯｘおよびＯ２の排出特性マッピングデータを用いて、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度「ＮＯｘ・ｉ」を求めるものであるとすることもできる。
【００１７】
本発明のエンジンのための脱硝率の測定装置においては、演算装置は、標準酸素濃度をＯｎとし、実測酸素濃度をＯｓとし、実測ＮＯｘ濃度をＣｓとして、次式（ｉｉ）により換算ＮＯｘ濃度を求めるものであるとすることができる。
換算ＮＯｘ濃度＝｛（２１−Ｏｎ）／（２１−Ｏｓ）｝×Ｃｓ・・・（ｉｉ）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、排ガス経路におけるシリンダバイパスラインよりも下流側でＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出し、この検出したＮＯｘ濃度とＯ２濃度を用いて、排ガス中の酸素濃度を一定の標準酸素濃度にした場合の、脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度を求め、この脱硝装置出口側の換算ＮＯｘ濃度と、脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度とによって脱硝率を求めるため、脱硝装置の出口側に比べて空気によって希釈された排ガスにおけるＮＯｘ濃度を測定するにもかかわらず、脱硝装置における脱硝率を正確に求めて所要の脱硝率を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態のエンジンのための脱硝率の測定装置の構成を示す図である。
【図２】図１の測定装置による脱硝率の達成結果を示す図である。
【図３】脱硝装置入口側の換算ＮＯｘ濃度を求めるためのマッピングデータの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示す系において、１は２ストローク式のエンジンシリンダであり、掃気レシーバ２と排気レシーバ３とに接続されている。４は排ガスターボチャージャで、排気レシーバ３からの排ガスにより駆動されて、掃気レシーバ２に多量の空気を送り込み可能である。
【００２１】
１１は排ガス経路であり、この排ガス経路１１における排気レシーバ３とターボチャージャ４との間には触媒式脱硝装置１２が設けられている。脱硝装置１２は、反応器入口弁１３と、脱硝剤注入装置１４と、反応器としての選択式触媒還元脱硝器（ＳＣＲリアクタ：Selected  Catalytic  Reduction  Reactor）１５と、反応器出口弁１６とを、排ガスの流れ方向に沿ってこの順に有する。脱硝剤注入装置１４は、脱硝剤としての尿素水やアンモニア水を排ガスに対して噴霧可能であるが、そのための尿素水・アンモニア水の供給路１７が接続されている。供給路１７には、流量計１８と流量調節弁１９とが設けられている。２０は脱硝装置１２をバイパスするための反応器バイパス路で、このバイパス路２０を開閉しかつこのバイパス路２０を通過する排ガスの流量を調節するための反応器バイパス弁２１を備えている。
【００２２】
２４はシリンダバイパスラインで、掃気レシーバ２とターボチャージャ４の排ガスタービンとを連通させるように設けられている。つまり、シリンダバイパスライン２４は、排ガス経路１１における脱硝装置１２よりも下流側かつターボチャージャ４よりも上流側の部分に接続されている。これによって、脱硝装置１２からの排ガスに、掃気レシーバ２からの空気が合流されることになる。２５はその合流部である。シリンダバイパスライン２４には、シリンダバイパス弁２６が設けられている。
【００２３】
２８は下流側ＮＯｘ濃度センサで、排ガス経路１１における合流部２５よりも下流側の位置に設置されている。すなわち、図示の例では、下流側ＮＯｘ濃度センサ２８は、排ガス経路１１におけるターボチャージャ４よりもさらに下流側の位置、つまり船舶では排気用の煙突の手前に相当する位置に、設けられている。あるいは、排ガス経路１１における反応器バイパス路２０よりも下流側であれば、たとえば図１において仮想線で示されているようなターボチャージャ４よりも上流側の位置に設置することもできる。
【００２４】
２９は上流側ＮＯｘ濃度センサで、排気レシーバ３に設けられている。上流側ＮＯｘ濃度センサ２９は、脱硝装置１２よりも上流側に設けられていればよく、たとえば図１において仮想線で示すように、排ガス経路１１における反応器入口弁１３と排気レシーバ３との間の部分や、脱硝剤注入装置１４と反応器入口弁１３との間の部分などに設置することもでき、あるいはそれ以外の位置に設置することもできる。
【００２５】
上流側および下流側のＮＯｘ濃度センサ２８、２９は、いずれも、設置位置における排ガス中のＮＯｘ濃度を検出可能である。またＮＯｘ濃度センサ２８、２９は、設置位置における排ガス中のＯ２濃度をも検知可能である。
【００２６】
３０は脱硝率の測定部で、本発明の演算手段を構成するものである。測定部３０には、下流側ＮＯｘ濃度センサ２８からの検出信号と、上流側ＮＯｘ濃度センサ２９からの検出信号とが、ともに入力される。
【００２７】
このような構成において、エンジンの運転時には、エンジンシリンダ１からの排ガスは、排気レシーバ２から触媒式脱硝装置１２を通って、排ガスターボチャージャ４に導かれ、最後に大気中に放出される。このとき、脱硝装置１２の注入装置１４において、尿素水やアンモニア水の形態の脱硝剤が排ガス中に噴霧される。脱硝剤を含む排ガスは、次に反応器としての脱硝器１５を通り、そのときに脱硝が行われる。弁２１、１３、１６を操作することによって、排ガスの一部または全部を、反応器バイパス路２０にバイパスさせることもできる。
【００２８】
脱硝装置１２を通過あるいはバイパス路２０によってバイパスした排ガスは、排ガスターボチャージャ４の排気タービンに供給されて、このターボチャージャ４を駆動する。それによってターボチャージャ４は、掃気レシーバ２を通ってエンジンシリンダ１に燃料燃焼用の多量の空気を送り込むことができる。
【００２９】
シリンダバイパス弁２６の開度を調節することによって、掃気レシーバ２の内部の空気の一部を、エンジンシリンダ１に供給せずにこれをバイパスさせることができる。このとき、この一部の空気は、バイパスライン２４と合流部２５とを通って、排ガス経路１１における脱硝装置１２よれも下流側かつターボチャージャよりも上流側の部分に供給される。これにより、エンジンシリンダ１の低負荷時においても、脱硝装置１２の入口における排ガスの温度を高くすることができて脱硝装置１２を十分に機能するように運転することができる。
【００３０】
脱硝装置１２を運転することによる脱硝率は、次のようにして求められる。すなわち、反応器バイパス路２０の弁２１が閉じている状態において、下流側ＮＯｘ濃度センサ２８は、排ガス経路１１における合流部２５よりも下流側の位置にて、シリンダバイパスライン２４からの空気によって希釈された排ガスのＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出することになる。一方、上流側ＮＯｘ濃度センサ２９は、排気レシーバ２における排ガスのＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを検出する。測定部３０は、下流側ＮＯｘ濃度センサ２８からの排ガスのＮＯｘ濃度とＯ２濃度との検出データを入力するとともに、上流側ＮＯｘ濃度センサ２９からの排ガスのＮＯｘ濃度とＯ２濃度との検出データを入力する。
【００３１】
そして測定部３０は、希釈された排ガスについての下流側ＮＯｘ濃度センサ２８からのＮＯｘ濃度とＯ２濃度との検出データを用いて、脱硝装置１２の出口側におけるＮＯｘ濃度に対応した脱硝率を求めるために、排ガス中の酸素濃度を一定の標準酸素濃度にした場合の、脱硝装置１２の出口側における希釈前の換算ＮＯｘ濃度を求める。
【００３２】
このとき、換算ＮＯｘ濃度は、次の式（ｉｉ）を用いて、求めることができる。
換算ＮＯｘ濃度＝｛（２１−Ｏｎ）／（２１−Ｏｓ）｝×Ｃｓ・・・（ｉｉ）
ここで、Ｏｎは標準酸素濃度、Ｃｓは下流側ＮＯｘ濃度センサ２８によって検出された実測ＮＯｘ濃度、Ｏｓは下流側ＮＯｘ濃度センサ２８によって検出された実測Ｏ２濃度である。
【００３３】
ディーゼルエンジンの排ガスのＯ２濃度は、１４〜１７％の範囲となる。そこで、式（ｉｉ）を用いる際には、たとえば、平均的な値として標準酸素濃度Ｏｎの値を１６％に設定することができる。なお、この標準酸素濃度Ｏｎの値は、自由に設定することが可能である。
【００３４】
脱硝装置１２の脱硝率を求めるために、測定部３０は、脱硝装置１２の入口側についても、上流側ＮＯｘ濃度センサ２９によって検出されるＮＯｘ濃度およびＯ２濃度の検出値と、標準酸素濃度Ｏｎの設定値とを用いて、同様の手法により換算ＮＯｘ濃度を求める。
【００３５】
そして演算装置としての測定部３０は、脱硝装置１２の出口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｏ」とし、脱硝装置１２の入口側の換算ＮＯｘ濃度を「ＮＯｘ・ｉ」として、次の式（ｉ）により脱硝率を求める。
脱硝率（％）＝｛（ＮＯｘ・ｉ−ＮＯｘ・ｏ）／ＮＯｘ・ｉ｝×１００・・・（ｉ）
【００３６】
これにより、下流側ＮＯｘ濃度センサ２８が、シリンダバイパスライン２４からの空気により希釈された排ガスのＮＯｘ濃度を検出しているにもかかわらず、標準酸素濃度Ｏｎを一定にして、脱硝装置１２の出口側のＮＯｘ濃度および入口側のＮＯｘ濃度ともに同じ標準酸素濃度Ｏｎを使用した換算ＮＯｘ濃度をそれぞれ求め、これらの換算ＮＯｘ濃度を用いて脱硝率を求めているため、排ガスの希釈の影響を取り除いて脱硝装置１２における脱硝率を正確に求めることができる。そして、この求められた脱硝率の値にもとづき、図１の脱硝剤注入装置１４への供給路１７に設けられた流量調節弁１９の開度を調節することで、エンジンの脱硝率の制御を正確に行うことができる。
【００３７】
図２は、脱硝率の測定データのグラフを示す。ここで、横軸は、脱硝のためのアンモニアと窒素酸化物とのモル比［無次元］を表わす。すなわち横軸は、ある濃度の排ガスに対して脱硝のために用いられるアンモニアの量を、排ガスの濃度の変動にかかわらず正確に規定するために、排ガスにおける窒素酸化物のモル数と投入脱硝剤としてのアンモニアのモル数との比で表わしたもので、そのモル比を０．０から１．０までの範囲としている。縦軸は脱硝率［％］を表わす。図中、破線は注入した還元剤が１００％反応した場合の脱硝率を示す。
【００３８】
図２において、「ＮＯ  ＯＰ」の線は、図１のシリンダバイパスライン２４におけるバイパス弁２６を閉じて、掃気レシーバ２の空気を排ガス経路１１へ送らなかった場合の結果を示す。この場合は、下流側ＮＯｘ濃度センサ２８は、合流部２５よりも下流側に設置されているにもかかわらず、希釈されていない排ガスのＮＯｘ濃度、すなわち脱硝装置１２の出口側におけるのと等しいＮＯｘ濃度を検出できることになる。このため、測定結果つまり「ＮＯ  ＯＰ」の線は、理想的な線ＩＤに近いものとなっている。
【００３９】
図２において、「ＷＯ  ＣＯ」の線は、バイパス弁２６を開いて排ガスを希釈した場合であって、本発明にもとづく換算ＮＯｘ濃度を用いずに、下流側ＮＯｘ濃度センサ２８で検知した濃度値をそのまま使って脱硝率の制御を行った場合の結果を示す。図示のように換算値を用いたデータから隔たった結果となり、また還元剤が１００％反応した場合の脱硝率をオーバーしていることから注入した還元剤以上の脱硝率が観測されるという現実的に起こりえないようなデータとなっている。
【００４０】
これに対し、「ＣＯ」の線は、バイパス弁２６を開いて排ガスを希釈した場合において、本発明にもとづき換算ＮＯｘ濃度を用いて脱硝率を求めたうえでその制御を行った場合の結果を示す。「ＣＯ」の線が一部「ＮＯ  ＯＰ」の線と重なっていることから判るように、換算ＮＯｘ濃度を用いた場合は、排ガスを希釈しない場合の結果と同等の脱硝性能が得られている。
【００４１】
図１に示された系においては、排気レシーバ３、すなわち脱硝装置１２の入口側に該当する位置に上流側ＮＯｘ濃度センサ２９を設置して、そのＮＯｘ濃度を実測している。しかし、本発明においては、これに代えて、すなわちＮＯｘ濃度センサを設置して用いずに、脱硝装置１２の入口側のＮＯｘ濃度とＯ２濃度とを、マッピングデータを用いて求めることもできる。つまり、エンジンのＮＯｘおよびＯ２の排出特性についてのマッピングデータをあらかじめ用意しておき、これを用いて、標準酸素濃度Ｏｎに対する換算ＮＯｘ濃度を算出して、脱硝率を求め、これを脱硝制御に使用することができる。マッピングデータは、製造されたエンジンの出荷前の試験時において採取可能である。たとえば舶用のエンジンであれば、出荷前の陸上試験において採取可能である。
【００４２】
図３はマッピングデータの具体例であって、舶用エンジンについて採取したものを示す。ここで、図３（ａ）は、横軸にエンジン回転数をとり、縦軸にＮＯｘ濃度とＯ２濃度とをとったものである。横軸のエンジン回転数はエンジン負荷に相当するものでありＮＯｘ濃度とＯ２濃度でプロットされた４つの点は、左側から順に、負荷率２５％、５０％、７５％、１００％に対応したものである。縦軸のＮＯｘ濃度は、これに代えてＮＯｘ量とすることもできる。縦軸のＯ２は、濃度に限定される。
【００４３】
図３（ｂ）は横軸に排ガスターボチャージャの回転数をとり、図３（ｃ）は横軸に燃料投入率をとったものである。いずれの横軸も、図３（ａ）の場合と同様にエンジン負荷に相当する。そして、プロットされた４つの点は、図３（ａ）の場合と同様に、負荷率２５％、５０％、７５％、１００％に対応する。
【００４４】
以上のように本発明によると、エンジン排ガスの出口にセンサを設けてＮＯｘ濃度を監視するようにした系にシリンダバイパスシステムを採用することで、系の出口の排ガスのＮＯｘ濃度が脱硝装置の出口側に比べて低くなった場合であっても、換算ＮＯｘ濃度を用いることで、脱硝装置による脱硝率を正確に求めて制御することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    エンジンシリンダ
２    掃気レシーバ
３    排気レシーバ
４    排ガスターボチャージャ
１１    排ガス経路
１２    触媒式脱硝装置
２４    シリンダバイパスライン
２５    合流部
２８    下流側ＮＯｘ濃度センサ
２９    上流側ＮＯｘ濃度センサ
３０    測定部（演算装置）
【図１】
2015190460.tif 000003
【図２】
2015190460.tif 000004
【図３】
2015190460.tif 000005