(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に消音器を具備する内燃機関の排気音低減装置であって、前記消音器の入口側排気通路、出口側排気通路のいずれか一方、又はその両方に、排気通路面積変更手段を具備し、前記排気音低減装置において、前記排気通路面積変更手段は弁機構により構成し、該弁機構を開閉するアクチュエータと、前記アクチュエータを介して前記弁機構を制御する制御手段と、を具備し、前記排気通路に、前記排気通路の排気出口における排気音を検出する排気音検出手段を具備し、前記排気音検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御手段は、前記排気音を、設定排気音目標値以下となるように前記弁機構を開閉制御し、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、内燃機関の排気出口における背圧を検出する背圧検出手段を具備し、前記背圧検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記背圧検出手段によって検出される背圧が、設定背圧値を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やすことを特徴とする内燃機関の排気音低減装置。
【請求項２】
排気通路に消音器を具備する内燃機関の排気音低減装置であって、前記消音器の入口側排気通路、出口側排気通路のいずれか一方、又はその両方に、排気通路面積変更手段を具備し、前記排気音低減装置において、前記排気通路面積変更手段は弁機構により構成し、該弁機構を開閉するアクチュエータと、前記アクチュエータを介して前記弁機構を制御する制御手段と、を具備し、前記排気通路に、前記排気通路の排気出口における排気音を検出する排気音検出手段を具備し、前記排気音検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御手段は、前記排気音を、設定排気音目標値以下となるように前記弁機構を開閉制御し、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、排気通路における排気温度を検出する排気温度検出手段を具備し、前記排気温度検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記排気温度検出手段によって検出される排気温度が、設定排気温度を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やすことを特徴とする内燃機関の排気音低減装置。
【請求項３】
排気通路に消音器を具備する内燃機関の排気音低減装置であって、前記消音器の入口側排気通路、出口側排気通路のいずれか一方、又はその両方に、排気通路面積変更手段を具備し、前記排気音低減装置において、前記排気通路面積変更手段は弁機構により構成し、該弁機構を開閉するアクチュエータと、前記アクチュエータを介して前記弁機構を制御する制御手段と、を具備し、前記排気通路に、前記排気通路の排気出口における排気音を検出する排気音検出手段を具備し、前記排気音検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御手段は、前記排気音を、設定排気音目標値以下となるように前記弁機構を開閉制御し、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、内燃機関の排気出口における背圧を検出する背圧検出手段と、排気通路における排気温度を検出する排気温度検出手段と、を具備し、前記背圧検出手段及び前記排気温度検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記背圧検出手段によって検出される背圧が、設定背圧値を超える場合、又は、前記排気温度検出手段によって検出される排気温度が、設定排気温度を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やすことを特徴とする内燃機関の排気音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舶用補機としての内燃機関に用いて好適な内燃機関の排気管構造の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）の排気通路においては、シリンダ部に形成される排気出口やエンジンに具備される過給機の排気ベント等に接続される排気管に、外部に排出される排気による排気音を吸音して排気騒音を低減することを目的とした排気消音器（以下、単に「消音器」という。）が介装又は接続されている。
【０００３】
このような消音器に関しては、用途等に応じて様々な技術が公知となり実際に使用されている。それらには、排気通路面積を変化させる弁機構を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１においては、エンジンの起動時の大音響排気音及び部分負荷時の排気音を、前記弁機構を制御する制御手段によって低減させている。即ち、エンジンの起動時から、前記制御手段に予め設定される時間が経過するまでの間、前記排気管通路面積を縮小するように前記弁機構を制御し、排気音を低減している。さらに部分負荷時には、エンジンの排気出口の背圧やエンジンの回転数を検出し、前記制御手段によって、検出された背圧値が前記制御手段に予め設定される背圧値となるように前記弁機構を制御したり、検出された回転数の増加に伴い前記排気通路面積を拡大させるように前記弁機構を制御したりする。
【特許文献１】特開２００５−３０７９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したような消音器を有するエンジンが、コンテナ船や客船などの船舶に搭載される発電用の船舶用補機の場合、前記補機からの騒音がしばしば問題となる。例えば、発電用に前記補機が搭載されたコンテナ船が港湾に停泊している場合、コンテナ船は移動しないので、推進力を発生させる主機を運転する必要はない。しかし、コンテナ船内で消費する電力を発電するために、前記補機を運転しなければならない。そのためコンテナ船は、停泊中でも前記補機からの排気音を発生させる。また、船内で消費する電力が大きくなると、前記補機を複数台同時に運転することもあり、その場合、消費する電力に応じた台数の補機を起動させる動作が必要になる。また、補機の運転台数が増加することで、発生する排気音も大きくなる。従来、港湾周辺に民家等は少なく、停泊中のコンテナ船が前記補機から発する排気音の周辺への影響は少なかった。しかし、近年では港湾付近にも民家やマンション等が増え、停泊中のコンテナ船から発せられる前記補機からの排気音が騒音公害の原因となることがある。また、周辺住民から前記排気音に対して苦情等のトラブルを発生させると、トラブルを発生させた船舶はその港湾へ入港不可とされる場合もあり、排気音を低減することが非常に重要になってきている。
【０００５】
このような排気音に対する方策として、大型の消音器を搭載することが考えられる。しかし、船舶などにおける消音器の大型化は、同時にファンネル（煙突）を大型にする必要があり、既存の排気管に搭載することが困難である。
【０００６】
特許文献１に示されているような排気管構造は、エンジンの起動、エンジンの排気出口の背圧、又はエンジンの回転数を検出し、それをもとに弁機構を制御する制御手段によって、排気通路面積を変化させているが、排気音を検出する手段を具備していないため、予め前記制御手段に目標とする排気音を設定排気音として設定し、排気音を前記設定排気音の値に制御することができない。
【０００７】
また、前記エンジンが発電用舶用補機としてのエンジンである場合を考える。冷凍コンテナ等のために大量の電力が必要なコンテナ船などには、エンジンを複数台具備するものがある。必要な電力が少ない場合はエンジンを１台のみ運転すれば充分だが、大量の電力が必要な場合は同時に複数台のエンジンを運転する。この場合、電力量（負荷）に応じて複数のエンジンを順次起動する構成であると、排気音に関係なく起動してしまうので、切り換わる直前の排気音は設定音よりも大きくなってしまう不具合があった。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、排気管の排気通路面積を減少させ、排気音をある一定の値に制御することができるエンジンの排気管構造を提供する点にある。また、複数台のエンジンの起動を自動的に制御することが可能なエンジンの排気音低減装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
請求項１においては、排気通路に消音器を具備する内燃機関の排気音低減装置であって、前記消音器の入口側排気通路、出口側排気通路のいずれか一方、又はその両方に、排気通路面積変更手段を具備し、前記排気音低減装置において、前記排気通路面積変更手段は弁機構により構成し、該弁機構を開閉するアクチュエータと、前記アクチュエータを介して前記弁機構を制御する制御手段と、を具備し、前記排気通路に、前記排気通路の排気出口における排気音を検出する排気音検出手段を具備し、前記排気音検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御手段は、前記排気音を、設定排気音目標値以下となるように前記弁機構を開閉制御し、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、内燃機関の排気出口における背圧を検出する背圧検出手段を具備し、前記背圧検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記背圧検出手段によって検出される背圧が、設定背圧値を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やすものである。
【００１１】
請求項２においては、排気通路に消音器を具備する内燃機関の排気音低減装置であって、前記消音器の入口側排気通路、出口側排気通路のいずれか一方、又はその両方に、排気通路面積変更手段を具備し、前記排気音低減装置において、前記排気通路面積変更手段は弁機構により構成し、該弁機構を開閉するアクチュエータと、前記アクチュエータを介して前記弁機構を制御する制御手段と、を具備し、前記排気通路に、前記排気通路の排気出口における排気音を検出する排気音検出手段を具備し、前記排気音検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御手段は、前記排気音を、設定排気音目標値以下となるように前記弁機構を開閉制御し、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、排気通路における排気温度を検出する排気温度検出手段を具備し、前記排気温度検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記排気温度検出手段によって検出される排気温度が、設定排気温度を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やすものである。
【００１２】
請求項３においては、排気通路に消音器を具備する内燃機関の排気音低減装置であって、前記消音器の入口側排気通路、出口側排気通路のいずれか一方、又はその両方に、排気通路面積変更手段を具備し、前記排気音低減装置において、前記排気通路面積変更手段は弁機構により構成し、該弁機構を開閉するアクチュエータと、前記アクチュエータを介して前記弁機構を制御する制御手段と、を具備し、前記排気通路に、前記排気通路の排気出口における排気音を検出する排気音検出手段を具備し、前記排気音検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御手段は、前記排気音を、設定排気音目標値以下となるように前記弁機構を開閉制御し、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、内燃機関の排気出口における背圧を検出する背圧検出手段と、排気通路における排気温度を検出する排気温度検出手段と、を具備し、前記背圧検出手段及び前記排気温度検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記背圧検出手段によって検出される背圧が、設定背圧値を超える場合、又は、前記排気温度検出手段によって検出される排気温度が、設定排気温度を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やすものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１の如く、排気通路に消音器を具備する内燃機関の排気音低減装置であって、前記消音器の入口側排気通路、出口側排気通路のいずれか一方、又はその両方に、排気通路面積変更手段を具備し、前記排気音低減装置において、前記排気通路面積変更手段は弁機構により構成し、該弁機構を開閉するアクチュエータと、前記アクチュエータを介して前記弁機構を制御する制御手段と、を具備し、前記排気通路に、前記排気通路の排気出口における排気音を検出する排気音検出手段を具備し、前記排気音検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御手段は、前記排気音を、設定排気音目標値以下となるように前記弁機構を開閉制御し、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、内燃機関の排気出口における背圧を検出する背圧検出手段を具備し、前記背圧検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記背圧検出手段によって検出される背圧が、設定背圧値を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やす如く構成することで、排気管の排気通路面積を縮小することが可能になり、超低周波の減衰及び膨張比増大による消音器の減衰量増大が図れ、エンジンが発生する排気音を低減することができる。これにより、排気音が周辺住民へ与える影響を低減することができ、周辺への騒音が懸念される場所においてもエンジンを運転することができるようになる。また、請求項１の構成は既存の排気管構造に容易に追加が可能であるため、既存船にも広く用いることができる。
【００１５】
また、排気管の排気出口における排気音を、制御手段に予め記憶される排気音目標値に一定に保つことができる。周辺へ影響がない程度の排気音目標値を設定することにより、発生する排気音を排気音目標値以下に抑制し、周辺への騒音が懸念される場所においてもエンジンを運転することができる。また、排気音を自動的に且つ確実に排気音目標値まで抑制することができる。
【００１６】
また、エンジンを運転中に背圧が設定背圧値を超える場合、自動的に運転するエンジン台数を増やすことができる。これにより、排気音を排気音目標値に制御中であっても、運転中のエンジンや排気管構造に無理な負荷や疲労を与えることなく、効率的な運転状態に自動的に制御することができる。つまり、周辺への排気音の影響を低減しながらも、効率の良い運転状態を自動的に維持することができる。
【００１７】
請求項２の如く、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、排気通路における排気温度を検出する排気温度検出手段を具備し、前記排気温度検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記排気温度検出手段によって検出される排気温度が、設定排気温度を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やす如く構成することで、エンジンを運転中に排気温度が設定排気温度を超える場合、自動的に運転するエンジン台数を増やすことができる。これにより、排気音を排気音目標値に制御中であっても、運転中のエンジンや排気管構造に無理な負荷や疲労を与えることなく、効率的な運転状態に自動的に制御することができる。つまり、周辺への排気音の影響を低減しながらも、効率の良い運転状態を自動的に維持することができる。
【００１８】
請求項３の如く、前記排気音低減装置において、複数の内燃機関を並列運転可能として前記制御手段に接続されるとともに、内燃機関の排気出口における背圧を検出する背圧検出手段と、排気通路における排気温度を検出する排気温度検出手段と、を具備し、前記背圧検出手段及び前記排気温度検出手段は前記制御手段に接続され、前記制御中に、前記背圧検出手段によって検出される背圧が、設定背圧値を超える場合、又は、前記排気温度検出手段によって検出される排気温度が、設定排気温度を超える場合に、前記制御手段が運転する内燃機関台数を増やす如く構成することで、エンジンを運転中に背圧又は排気温度が各々の設定値を超える場合、自動的に運転するエンジン台数を増やすことができる。これにより、排気音を排気音目標値に制御中であっても、運転中のエンジンや排気管構造に無理な負荷や疲労を与えることなく、効率的な運転状態に自動的に制御することができる。つまり、周辺への排気音の影響を低減しながらも、効率の良い運転状態を自動的に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
本発明は、排気通路に消音器を具備するエンジンの排気管構造に係るものであり、特に、船舶に用いられる発電用舶用補機としてのエンジンに用いて好適なものである。そのため、以下においてはエンジンを発電用舶用補機としてのエンジンとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、舶用主機をはじめその他の産業用機械に搭載されるエンジンに適用することができる。
【００２１】
まず、図１を用いて本発明に係る排気音低減装置の概略構成について説明する。エンジン１ａに固設した過給器２の排気出口２ａには、エンジン１ａからの排気を外部に排出するための排気管３が連通接続している。排気管３の下流側端部は、消音器４の排気入口側に連通接続されている。また、排気管５の上流側端部は、消音器４の排気出口側に連通接続されている。つまり、排気通路は排気管３と消音器４と排気管５等を備え、排気管３は、消音器４の入口側排気通路であり、排気管５は、消音器４の出口側排気通路である。
【００２２】
エンジン１ａから過給器２及び排気管３を通り排出する排気を、消音器４を介して排気管５によって外部に排出する。消音器４によって排気音を吸音して排気騒音を低減させている。消音器４は、その内部に形成される膨張室にて排気を一旦膨張させた後に外部に排出するという膨張比による消音が行われる、膨張型消音器である。また、消音器４内部に備わる吸音材による消音なども行われる。
【００２３】
そして、本発明に係る排気音低減装置の特徴として、消音器４に連通接続される排気管３及び排気管５に、それぞれ排気通路面積変更手段となる弁機構１０ａと弁機構１０ｂを具備している。弁機構１０ａ及び１０ｂは、排気管３及び排気管５の排気通路面積を変化させる。本実施例において弁機構１０ａ及び１０ｂを、消音器４の上流側と下流側にそれぞれ設けているが、本発明はこれに限るものではなく、消音器４の上流側か下流側のどちらか一側のみに設けてもよい。しかし、前記弁機構を消音器４の両側にそれぞれ設けることでより大きな消音効果が期待されるため、その構成とすることが望ましい。
【００２４】
弁機構１０ａ及び１０ｂは、アクチュエータとしてのエアシリンダ１１０ａ及びエアシリンダ１１０ｂによって作動し、排気管３及び排気管５の排気通路面積を可変としている。これについては、後に詳細に説明する。エアシリンダ１１０ａ及び１１０ｂは、制御手段としてのコントローラ１００に接続されている。実際は、エアシリンダに送るエアの流量を制御する電磁弁のソレノイドをコントローラ１００と接続している。コントローラ１００からエアシリンダ１１０ａ及び１１０ｂへ制御信号を送る。つまり、コントローラ１００は、制御信号に基づき、エアシリンダ１１０ａ及び１１０ｂを介して弁機構１０ａ及び１０ｂを制御している。
【００２５】
エンジン１ａはコントローラ１００と接続されている。オペレータが始動キーの操作などによりコントローラ１００にエンジン１ａの起動指令Ｆａを入力すると、コントローラ１００はエンジン１ａへ起動信号Ｇａを送信する。この起動信号Ｇａにより、エンジン１ａが起動する。
【００２６】
また、排気管５の下部（消音器４の出口側）に配置した弁機構１０ｂの下流側には、音圧センサ１０１を設けている。音圧センサ１０１は、排気管５内の排気音圧を検出するための音圧検出手段である。音圧センサ１０１は、排気音予測手段１０２を介しコントローラ１００に接続されている。排気音予測手段１０２は、排気管５の出口における排気音を予測する予測手段である。音圧センサ１０１は、排気管５内の音圧を検出し、この検出信号を排気音予測手段１０２に送信する。排気音予測手段１０２は、受信した検出信号から排気管５の出口における排気音を予測する。排気音は、予め行われた実験やシミュレーション等に基づいて予測される。排気音予測手段１０２は、予測結果を信号としてコントローラ１００に送信する。音圧センサ１０１と排気音予測手段１０２を合わせて排気音検出手段とする。
【００２７】
過給器２の排気出口２ａの近傍には、圧力センサ１０４を設けている。圧力センサ１０４は、過給器２を通り排出される排気の圧力、即ち排気背圧（バックプレッシャー）を検出するための背圧検出手段である。圧力センサ１０４をコントローラ１００に接続されている。圧力センサ１０４は、前記排気背圧を検出し、検出信号をコントローラ１００に送信する。
【００２８】
過給器２の排気出口２ａの近傍には、温度センサ１０３を設けている。温度センサ１０３は、過給器２を通り排出される排気温度を検出するための排気温度検出手段である。温度センサ１０３はコントローラ１００と接続されている。温度センサ１０３は、前記排気温度を検出し、検出信号をコントローラ１００に送信する。なお、本発明において、排気温度検出手段を設ける位置はこれに限るものではなく、排気通路に設けられれば良く、例えば、弁機構１０ｂより下流側である排気管５の排気出口付近に設けてもよい。
【００２９】
エンジン１ａには、負荷センサ１０５を設けている。負荷センサ１０５は、エンジン１ａにかかる負荷を検出するための負荷検出手段である。負荷センサ１０５はコントローラ１００と接続されている。負荷センサ１０５は、前記負荷を検出し、検出信号をコントローラ１００に送信する。該負荷は燃料噴射量等で求めることができ、負荷を検出する方法は限定するものではない。
【００３０】
このような構成において、弁機構１０ａ及び１０ｂへの制御信号は、コントローラ１００に接続されている排気音予測手段１０２、圧力センサ１０４、温度センサ１０３、負荷センサ１０５からの信号や、コントローラ１００に予め記憶されているプログラム等に基づき、コントローラ１００にて生成される。
【００３１】
次に、本発明に係る排気音低減装置における弁機構１０ａ及び１０ｂの第１実施例について図２を用いて説明する。本実施例において、消音器４は、その排気入口側及び排気出口側にそれぞれフランジ部４ａ及びフランジ部４ｂを有する。フランジ部４ａ及び４ｂをそれぞれ排気管３及び５に接続することで、消音器４を排気管３及び５に連通接続する。
【００３２】
排気管３の中途部には弁機構１０ａを具備している。排気管５の中途部には弁機構１０ｂを具備している。弁機構１０ａ及び１０ｂは、制御弁２０を具備している。
【００３３】
制御弁２０は、回動軸２１と弁体１５とを有する、いわゆるバタフライバルブを構成している。回動軸２１は、排気管３及び５を排気方向に対して直交方向に貫通する。回動軸２１が貫通する排気管３及び５位置に軸受部２２及び２３を設ける。軸受部２２及び２３は、回動軸２１を回動可能に支持している。回動軸２１には排気管３及び５の内径に略合わせた略円盤状の弁体１５を固設する。回動軸２１の回動に伴い、弁体１５は回動する。弁体１５の回動によって排気管３及び５内の排気通路を開閉する。つまり、弁体１５の回動角度により、排気管３及び５内の排気通路面積が変化する。
【００３４】
図３に弁機構の第１実施例を示す。図３に示すように、弁体１５には略円形の通気孔２４・２４を穿設する。通気孔２４・２４は、回動軸２１を対称軸として線対称な位置に設ける。制御弁２０において、弁体１５が排気の流れる方向に対して平行となっている状態を「開状態」とする。また、弁体１５が排気の流れる方向に対して垂直となっている状態を「閉状態」とする。閉状態では、排気は通気孔２４・２４を流通することになる。即ち、排気管３及び５内の排気通路面積は通気孔２４・２４の合計面積となる。
【００３５】
ここで、通気孔２４・２４の合計面積について説明する。通気孔２４・２４の合計面積は、必要最小限の面積となるようにする。通常、エンジンにおいて許容される背圧は定められている。このことから、制御弁２０が閉状態（通気孔２４・２４のみが排気通路である状態）で無負荷時における背圧が、制御弁２０が開状態で定格時において許容される背圧になるように通気孔２４・２４の合計面積を決定する。この面積が、通気孔２４・２４の必要最小限の面積となる。通気孔２４・２４の合計面積を必要最小限にすることにより、通気孔２４・２４の消音器４に対する膨張比を最大限にまで確保することが可能となり、優れた排気音の減衰効果を得ることができる。つまり、小型の消音器を最大限に有効利用することができる。
【００３６】
本実施例において、前述の通り弁体１５には図３の第１実施例のような略円形の通気孔２４・２４を穿設した。しかし、本発明における弁体１５はこれに限るものではない。例えば、図４（ａ）の第２実施例に示すように、回動軸２１を対称軸として弁体１５の線対称な位置に切欠部３０・３０を設けた弁体１５ａや、図４（ｂ）の第３実施例に示すように、弁体１５の外径を小さくして排気管３及び５の内径との間に隙間３５を設けた弁体１５ｂなどが考えられる。これらの場合においても、切欠部３０・３０や隙間３５の面積は、前述した必要最小限の面積とする。また、本実施例における排気通路面積変更手段はバタフライバルブの他、ゲートバルブやボールバルブなどのバルブまたはシャッター等を用いることも可能である。つまり、制御弁２０は、排気管３及び５内の排気通路面積をアクチュエータにより変化させることが可能であり、排気通路面積を前述した必要最小限の面積まで縮小できる構造であればよい。
【００３７】
弁機構１０ａとエアシリンダ１１０ａの構成について説明する。図２に示したように、弁機構１０ａは、エアシリンダ１１０ａによって作動される。エアシリンダ１１０ａは、弁体１５が開く方向又は閉じる方向に選択的に圧縮空気が供給されることにより制御弁２０を開閉する。つまり、図示は省略するが、エアタンク等に貯溜されている圧縮空気をエアパイプによりエアシリンダ１１０ａに供給する。供給過程において設けられる電磁弁等により、弁体１５が開く方向又は閉じる方向に選択的に圧縮空気を供給する。
【００３８】
このように、エアシリンダ１１０ａに供給される圧縮空気によって回動軸２１が回動されることで弁体１５が回動される。また、コントローラ１００によってエアシリンダ１１０ａに供給する圧縮空気の量を調整することで、制御弁２０の開度を調整して排気管３の排気通路面積を変化させることも行われる構成としている。なお、本実施例において用いるアクチュエータをエアシリンダとしているが、これに限るものではない。例えば、油圧シリンダやモータ等の各種アクチュエータによって代用することができる。
【００３９】
上記の構成において、弁機構１０ａの制御弁２０によって排気管３の排気通路面積を変化させることができる。制御弁２０が開状態のときは、排気管３の内径断面積そのものが排気管３としての排気通路面積となる。制御弁２０が閉状態のときは、通気孔２４・２４の合計面積が排気管３としての排気通路面積となる。通気孔２４・２４の合計面積は、排気管３の内径断面積よりも小さい。つまり、弁機構１０ａが閉状態のとき、弁機構１０ａにおける排気通路面積はその上流側及び下流側の排気管３の排気通路面積に対して縮小されることとなる。
【００４０】
また、前述したように、制御弁２０はその開度を調整することができる。つまり、弁機構１０ａにおいて、排気管３の排気通路面積を制御弁２０が開状態での排気通路面積から閉状態での排気通路面積までの範囲で変化させることができる。弁機構１０ａにおける排気通路面積は、制御弁２０が開状態で最大となり、閉状態で最小となる。ここで、制御弁２０の開度を弁開度とし、開状態における弁開度を１００％とする。即ち、弁機構１０ａにおける排気通路面積がそれぞれ排気管３の内径断面積そのものである場合を弁開度１００％とし、排気通路面積に対応した弁開度を定義する。
【００４１】
弁機構１０ｂとエアシリンダ１１０ｂにおける構成についても、上述した弁機構１０ａとエアシリンダ１１０ｂにおける構成と同一である。つまり、弁機構１０ａが弁機構１０ｂに、エアシリンダ１１０ａがエアシリンダ１１０ｂに、排気管３が排気管５に、それぞれ対応し、同様な構成により動作する。
【００４２】
弁機構１０ａにおいて、制御弁２０を所望に閉じる方向に回動し、排気管３の排気通路面積を縮小することができる。これにより、排気管３の消音器４に対する膨張比を大きくすることができる。つまり、排気音の減衰効果を高めることができる。弁機構１０ｂにおいても、制御弁２０を所望に閉じる方向に回動し、排気管５の排気通路面積を縮小することができる。これにより、排気管５の出口における排気音を減衰することができる。
【００４３】
続いて、以上のような構成の排気管構造における制御態様について説明する。
【００４４】
まず、排気音重視・燃焼性能重視の運転状態の制御について説明する。
【００４５】
港湾等に停泊中の船舶が、発電するためにエンジン１ａを運転する。港湾周辺に住宅やマンション等がある場合、エンジン１ａの排気音が騒音となり問題になる可能性がある。弁開度を下げて、周辺住民に影響が出ないよう排気音を減少させる必要がある。つまり、排気音を周辺住民に影響が出ない値以下に制御する（以下、この状態を「排気音重視の状態」という。）。
【００４６】
また、図５に背圧と燃料消費量との関係の一例を示す。弁開度を下げる（バルブを閉める）につれ、排気音は低減する。しかし、バルブを閉めることで背圧は上昇する。背圧が上昇すると燃料消費量も上昇する。つまり、バルブを閉めて排気音を低減させると、燃料消費量は上昇する。よって、排気音が問題にならない場合はバルブを全開にして運転する（以下、この状態を「燃焼性能重視の状態」という。）ことが望ましい。排気音が問題にならない場合とは、例えば、周辺に住宅等がない沖合を船舶が航行中の場合等である。上記排気音重視の状態と、燃焼性能重視の状態とをそれぞれ自動的に制御する。
【００４７】
排気音重視の状態の制御態様について説明する。電力が必要な場合、発電用舶用補機であるエンジン１ａを運転する。エンジン１ａを運転すると、排気管５の出口から排気音が発生する。船舶に必要な電力によって、エンジン１ａの回転数を変化させる。例えば、必要電力が増えた場合は回転数を増加させる。エンジン１ａの回転数の変化により、エンジン１ａから排出される排気流量が変化するとともに、排気管５の出口から発生する排気音も変化する。船舶が港湾等に停泊中の場合、大きくなった排気音は周辺に対する騒音となる可能性がある。そのため、排気音をある一定値以下に抑える必要がある。本制御態様は、排気管５の出口における排気音がある一定値以下となるように、前記弁機構１０ａ及び１０ｂを前記排気音に連動させて制御するものである。
【００４８】
この場合、ある一定値以下に保とうとする排気管５の出口における排気音の値を予めコントローラ１００に記憶する（以下、この記憶される排気音の値を「排気音目標値Ｖｂ」とする。）。この排気音目標値Ｖｂは、許容される排気音よりも低く設定される。許容される排気音の値は、周辺環境によって異なる。つまり、付近に住宅がある港湾等では低くなり、出航して港湾から離れれば離れるほど高くなるといった具合である。
【００４９】
コントローラ１００は、排気音予測手段１０２から排気管５の出口における排気音の予測結果（以下、「排気音検出値Ｖｒ」）を受信し、排気音目標値Ｖｂと常時比較を行う。そして、排気音検出値Ｖｒが排気音目標値Ｖｂ以下となるように制御弁２０の開度を制御する。即ち、エンジン１ａの回転数が増加するなどして、排気音検出値Ｖｒが排気音目標値Ｖｂよりも高くなると、コントローラ１００は排気管３および５の排気通路面積が縮小するように弁機構１０ａ及び１０ｂを制御する。このときコントローラ１００は、エアシリンダ１１０ａ及び１１０ｂに対して、制御弁２０を閉じる方向に作動させる制御信号を送る。コントローラ１００は排気管３及び５の排気通路面積を縮小させ、排気音を低下させる。
【００５０】
エンジン１ａの回転数が減少するなどして、排気音検出値Ｖｒが排気音目標値Ｖｂよりも低くなると、コントローラ１００は排気管３及び５の排気通路面積が拡大するように弁機構１０ａ及び１０ｂを制御する。このとき、コントローラ１００は、エアシリンダ１１０ａ及び１１０ｂに対して制御弁２０を開く方向に作動させる制御信号を送る。コントローラ１００は排気管３及び５の排気通路面積を拡大させ、排気背圧を減少させる。
【００５１】
このようにコントローラ１００が弁機構１０ａ及び１０ｂを制御することで、排気音を排気音目標値Ｖｂ以下に低減することができる。排気音目標値Ｖｂを周辺の環境に応じた値、つまり、周辺に影響のない値に随時変更することで、周囲に排気音による迷惑をかけることなく発電用舶用補機の運転を行うことができる。
【００５２】
燃焼性能重視の状態の制御態様について説明する。前述の通り、排気音が問題にならない場合はバルブを全開にしてエンジン１ａを運転する状態が、燃料消費量が少なく効率の良い状態である。
【００５３】
この場合、コントローラ１００は排気管３及び５の排気通路面積が最大となるように弁機構１０ａ及び１０ｂを制御する。即ち、コントローラ１００は、エアシリンダ１１０ａ及び１１０ｂに対して制御弁２０を開く方向に作動させる制御信号を送り、制御弁２０を最大まで開く。これにより、エンジン１ａは燃料消費量の少ない運転を行うことができる。
【００５４】
上記の排気音重視の状態と燃焼性能重視の状態とを切換えることにより、周辺の環境に応じた運転状態を制御することができる。つまり、オペレータが運転状態の切換え信号をコントローラ１００に送ることで、コントローラ１００は運転状態を切換える。排気音重視の状態においては、予め周辺の環境に適した排気音目標値Ｖｂをコントローラ１００に記憶することで、排気音を排気音目標値Ｖｂ以下に低減する。燃焼性能重視の状態においては、バルブを全開にして燃料消費量が少なく効率の良い運転を行う。
【００５５】
ここで、弁機構１０ａと弁機構１０ｂの動作の差異について説明する。図６に、弁機構１０ａと弁機構１０ｂのいずれか一のみの弁開度を変化させたときに、排気音が変化する様子の概略図を示す。
【００５６】
弁機構１０ｂにおいて、弁開度を１００％から下げていくと、それに伴い排気音も減少していく。しかし、ある弁開度Ｘを境に排気音が上昇するようになる。これは、排気通路面積が減少するにつれ、弁機構１０ｂで発生する気流音が増大するためである。つまり、弁機構１０ｂにおいては、弁開度を弁開度Ｘ以下にすると、かえって排気音を増大させる結果となる。
【００５７】
弁機構１０ａにおいて、弁開度を１００％から下げていくと、それに伴い排気音も減少していく。弁機構１０ａの場合、図２に示すように、その下流側には消音器４が具備されている。消音器４により弁機構１０ａの気流音は消音されるため、弁開度を下げても排気音が上昇することはない。
【００５８】
上記の通り、弁機構１０ａ及び１０ｂの弁開度と排気音の相関関係には差異がある。よって本実施例における弁機構１０ａ及び１０ｂの制御においても、弁機構１０ａと弁機構１０ｂの動作に差異を設ける。即ち、排気音を低減する場合、コントローラ１００により弁機構１０ａ及び１０ｂは制御される。弁開度が１００％から弁開度Ｘの範囲では、弁機構１０ａ及び１０ｂは同様に制御される。つまり、この範囲において弁機構１０ａ及び１０ｂの弁開度は同じである。しかし、さらに排気音を低減するために弁開度を弁開度Ｘ以下に下げる場合、弁機構１０ａの弁開度のみを下げる。このとき、弁機構１０ｂの弁開度は弁開度Ｘで固定する。これにより、弁機構１０ｂの気流音の影響を最小限に抑え、最も高い消音効果が得られる。弁開度を上げる場合、弁開度が弁開度Ｘ以下の範囲では、弁機構１０ａの弁開度のみを上げる。このとき、弁機構１０ｂの弁開度は弁開度Ｘで固定する。弁開度が弁開度Ｘ以上の範囲では、弁機構１０ａ及び１０ｂは同じ弁開度に制御される。
【００５９】
前述の通り、本実施例における弁機構１０ａ及び１０ｂの制御では、弁開度Ｘ以上では弁機構１０ａ及び１０ｂの弁開度を同様に制御した。つまり、コントローラ１００は弁開度を制御する際、弁開度Ｘ以上では弁機構１０ａ及び１０ｂに対し同時に同様の作動を行い、弁開度Ｘ以下では弁機構１０ａのみを作動するよう制御した。しかし本発明はこれに限るものではなく、弁機構１０ａと弁機構１０ｂを交互に作動させる制御方法や、同時に異なる弁開度に制御する方法なども考えられる。
【００６０】
次に、補機運転台数の制御態様について説明する。コンテナ船等の大型船舶では、発電用舶用補機数台を同時に運転する場合がある。この場合とは、例えば船舶内で冷凍コンテナ等により大量の電力を消費する場合である。発電用舶用補機を複数台同時に運転し、それにより大量の電力を発電する。燃料の浪費などの無駄が無く、効率の良い運転をするためには、大量の電力が必要になった場合のみ、補機運転台数を必要な電力に応じて必要な台数だけ増やす必要がある。また本発明においては、排気音をある一定の目標値以下に制御するためにバルブ開度を下げる必要がある。バルブ開度を下げることは、背圧・排気温度の上昇を伴う。背圧・排気温度にはそれぞれ性能等を考慮した限界値である背圧・排気温度がある。背圧・排気温度がそれぞれの限界値を超える場合は、補機運転台数を増やして補機１台あたりの負荷を減らし、背圧・排気温度を下げる必要がある。そこで、本制御態様は、制御手段により排気音を一定値に制御しながら、負荷が増大した場合や背圧・排気温度が設定した各限界値に達した場合など、補機運転台数を増やす必要がある場合にのみ自動的に補機運転台数を増やし、効率の良い運転を行うものである。
【００６１】
図７に並列運転可能なエンジン１ａ・１ｂ・１ｃを具備する発電用舶用補機の概略構成を示す。ここで、本実施例においては発電用舶用補機の台数をエンジン１ａ・１ｂ・１ｃの３台として説明するが、本発明はこれに限らず、発電用舶用補機の台数は２台、若しくは４台以上でも良い。図７に示すように、エンジン１ｂとエンジン１ｃは図１に示したコントローラ１００と接続している。エンジン１ｂとエンジン１ｃは、図示は省略するが、図１で示したようなエンジン１ａと同様の排気管構造を具備している。また、各排気管構造における各センサ・エアシリンダは、エンジン１ａの排気管構造における各センサ・エアシリンダと同様にコントローラ１００と接続している（図示せず）。
【００６２】
オペレータが始動キーの操作などによりコントローラ１００にエンジン１ａの起動指令Ｆａを入力すると、コントローラ１００はエンジン１ａへ起動信号Ｇａを送信する。この起動信号Ｇａにより、エンジン１ａが起動する。エンジン１ａが運転中に、前述したような補機運転台数を増やす必要がある場合には、コントローラ１００が自動的にエンジン１ｂへ起動信号Ｇｂを送信する。この起動信号Ｇｂにより、エンジン１ｂが起動する。エンジン１ａ及び１ｂが運転中に、さらに補機運転台数を増やす必要がある場合には、コントローラ１００が自動的にエンジン１ｃへ起動信号Ｇｃを送信する。この起動信号Ｇｃにより、エンジン１ｃが起動する。
【００６３】
続いて、補機運転台数の制御について具体的に説明する。
【００６４】
まず、背圧に基づく補機運転台数の制御について説明する。図８に背圧に基づく補機運転台数制御時における全負荷に対する排気音・背圧・排気温度・弁開度の、変化の様子の一例を示す。図８において、全負荷とは、運転中の補機（１台、若しくは複数台）にかかる負荷の合計である。図中の排気音・背圧・排気温度・弁開度は、エンジン１ａに具備した排気管構造におけるものである。前記弁開度とは、弁機構１０の弁開度を意味するものとする。
【００６５】
本実施例においては、エンジン１ａに具備した排気管構造において検出された排気音（排気音検出値Ｖｒ）、背圧Ｐｒ、及び運転中のエンジン全てから検出された負荷を基に制御を行う。コントローラ１００は、排気音検出値Ｖｒ・背圧Ｐｒを入力し、それぞれ排気音目標値Ｖｂ・背圧限界Ｐｂと常時比較を行う。
【００６６】
図８において、負荷Ａの時点では船舶内で必要な電力が少なく、全負荷も小さい。全負荷が小さいため、補機運転台数は１台でも必要な電力の発電ができる。また、弁開度が１００％でも、排気音検出値Ｖｒは排気音目標値Ｖｂに対して小さい。船舶に必要な電力が増加すると発電量も増加するため、全負荷も増加する。全負荷が増加するにつれ、排気音検出値Ｖｒ・背圧Ｐｒは上昇する。
【００６７】
負荷Ｂの時点で排気音検出値Ｖｒが排気音目標値Ｖｂに達する。ここで、コントローラ１００は排気管３及び５の排気通路面積が縮小するように弁機構１０ａ及び１０ｂを制御する。つまり、弁開度を下げて、排気音検出値Ｖｒを低減させ、排気音検出値Ｖｒが排気音目標値Ｖｂとなるように制御する。全負荷が上昇するにつれ排気音検出値Ｖｒも増大するため、コントローラ１００は弁開度を下げていき、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に保つ。弁開度を下げることにより、さらに背圧Ｐｒが上昇する。
【００６８】
負荷Ｃの時点で、背圧Ｐｒが背圧限界Ｐｂに達する。これ以上弁開度を下げると背圧Ｐｒが背圧限界Ｐｂを超えてしまう。ここでコントローラ１００は自動的にエンジン１ｂへ起動信号Ｇｂを送信する。起動信号Ｇｂにより、エンジン１ｂが起動する。補機運転台数が２台になるため、補機１台あたりの負荷を下げることができる。これにより背圧Ｐｒが下がる。また、１台あたりの排気音も下がることになるので、弁開度も上げることができ、さらに背圧Ｐｒが下がる。
【００６９】
本実施例においては、補機運転台数が複数の場合は、各補機に対する負荷が均等になるように運転する。これにより負荷がある特定の補機に偏るのを防止し、各補機における排気音・背圧・排気温度を略均等の値に制御することができる。しかし、本発明は前記の補機運転方法に限らず、各補機に異なる負荷をかける等の方法も可能である。
【００７０】
負荷Ｃの時点からさらに全負荷が増加すると、排気音検出値Ｖｒが増加するため、再び弁開度を下げていき、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に保つ。それに伴い背圧Ｐｒも上昇する。負荷Ｄの時点で、再び背圧Ｐｒが背圧限界Ｐｂに達する。ここでコントローラ１００は自動的にエンジン１ｃへ起動信号Ｇｃを送信する。起動信号Ｇｃにより、エンジン１ｃが起動する。補機運転台数が３台になるため、１台あたりの負荷を下げることができる。これにより背圧Ｐｒが下がる。また、１台あたりの排気音も下がることになるので、弁開度も上げることができ、さらに背圧Ｐｒが下がる。
【００７１】
負荷Ｄの時点からさらに全負荷が増加すると、排気音検出値Ｖｒが増加するため、再び弁開度を下げて、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に保つ。それに伴って背圧Ｐｒが上昇していく。
【００７２】
このように、コントローラ１００は、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に制御しながら、背圧Ｐｒが背圧限界Ｐｂに達した時点で自動的に補機運転台数を１台増加させる。
【００７３】
また、補機運転台数が複数の状態において、背圧Ｐｒが減少し背圧限界Ｐｂを大きく下回り、ある一定の背圧に達した場合、コントローラ１００により自動的に補機運転台数を減少させるように制御することもできる。
【００７４】
次に、排気温度に基づく補機運転台数の制御について説明する。図９に排気温度に基づく補機運転台数制御時における全負荷に対する排気音・背圧・排気温度・弁開度の、変化の様子の一例を示す。
【００７５】
本実施例においては、エンジン１ａに具備した排気管構造において検出された排気音（排気音検出値Ｖｒ）、排気温度Ｔｒ、及び運転中のエンジン全てから検出された負荷を基に制御を行う。コントローラ１００は、排気音検出値Ｖｒ・排気温度Ｔｒを入力し、それぞれ排気音目標値Ｖｂ・排気温度限界Ｔｂと常時比較を行う。
【００７６】
図９において、負荷Ｊの時点では船舶内で必要な電力が少なく、全負荷も小さい。全負荷が小さいため、補機運転台数は１台でも必要な電力の発電ができる。また、弁開度が１００％でも、排気音検出値Ｖｒは排気音目標値Ｖｂに対して小さい。船舶に必要な電力が増加すると発電量も増加するため、全負荷も増加する。全負荷が増加するにつれ、排気音検出値Ｖｒ・排気温度Ｔｒは上昇する。
【００７７】
負荷Ｋの時点で排気音検出値Ｖｒが排気音目標値Ｖｂに達する。ここで、コントローラ１００は排気管３及び５の排気通路面積が縮小するように弁機構１０ａ及び１０ｂを制御する。つまり、弁開度を下げて、排気音検出値Ｖｒを低減させ、排気音検出値Ｖｒが排気音目標値Ｖｂとなるように制御する。全負荷が上昇するにつれ排気音検出値Ｖｒも増大するため、コントローラ１００は弁開度を下げていき、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に保つ。弁開度を下げることにより、さらに排気温度Ｔｒが上昇する。
【００７８】
負荷Ｍの時点で、排気温度Ｔｒが排気温度限界Ｔｂに達する。これ以上弁開度を下げると排気温度Ｔｒが排気温度限界Ｔｂを超えてしまう。ここでコントローラ１００は自動的にエンジン１ｂへ起動信号Ｇｂを送信する。起動信号Ｇｂにより、エンジン１ｂが起動する。補機運転台数が２台になるため、補機１台あたりの負荷を下げることができる。これにより排気温度Ｔｒが下がる。また、１台あたりの排気音も下がることになるので、弁開度も上げることができ、さらに排気温度Ｔｒが下がる。
【００７９】
負荷Ｍの時点からさらに全負荷が増加すると、排気音検出値Ｖｒが増加するため、再び弁開度を下げていき、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に保つ。それに伴い排気温度Ｔｒも上昇する。負荷Ｎの時点で、再び排気温度Ｔｒが排気温度限界Ｔｂに達する。ここでコントローラ１００は自動的にエンジン１ｃへ起動信号Ｇｃを送信する。起動信号Ｇｃにより、エンジン１ｃが起動する。補機運転台数が３台になるため、１台あたりの負荷を下げることができる。これにより排気温度Ｔｒが下がる。また、１台あたりの排気音も下がることになるので、弁開度も上げることができ、さらに排気温度Ｔｒが下がる。
【００８０】
負荷Ｎの時点からさらに全負荷が増加すると、排気音検出値Ｖｒが増加するため、再び弁開度を下げて、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に保つ。それに伴って排気温度Ｔｒが上昇していく。
【００８１】
このように、コントローラ１００は、排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂに一定に制御しながら、排気温度Ｔｒが排気温度限界Ｔｂに達した時点で自動的に補機運転台数を１台増加させる。
【００８２】
また、補機運転台数が複数の状態において、排気温度Ｔｒが減少し排気温度限界Ｔｂを大きく下回り、ある一定の排気温度に達した場合、コントローラ１００により自動的に補機運転台数を減少させるように制御することもできる。
【００８３】
次に、背圧及び排気温度に基づく補機運転台数の制御について説明する。背圧及び排気温度に基づく補機運転台数制御とは、背圧Ｐｒ又は排気温度Ｔｒのいずれか一方が、それぞれ背圧限界Ｐｂ又は排気温度限界Ｔｂに達した時点で自動的に補機運転台数を１台増加させるものである。つまり、背圧に基づく補機運転台数制御において、排気温度Ｔｒの上昇は補機運転台数制御に考慮されない。また、排気温度に基づく補機運転台数制御において、背圧Ｐｒの上昇は補機運転台数制御に考慮されない。しかし、背圧及び排気温度に基づく補機運転台数制御においては、背圧Ｐｒ及び排気温度Ｔｒの上昇は共に補機運転台数制御に考慮される。
【００８４】
上記の、背圧に基づく補機運転台数制御、排気温度に基づく補機運転台数制御、背圧及び排気温度に基づく補機運転台数制御、を切換えることにより、前記の制御状態のうち、所望の制御状態で運転することができる。つまり、オペレータが制御状態の切換え信号をコントローラ１００に送ることで、コントローラ１００は制御状態を切換え、その制御態様に基づいた制御を行う。
【００８５】
次に、背圧Ｐｒ・排気温度Ｔｒが共にその限界値に達しない場合の補機運転台数の制御について説明する。各エンジンには負荷の限界値（負荷限界）が存在する。各エンジンには、それぞれの負荷限界を超える負荷をかけることはできない。つまり必要な電力が増大するなどして、全負荷（以下、「全負荷Ｌｒ」とする）が、運転中であるエンジンの負荷限界の合計値（以下、「負荷限界の合計値Ｌｂ」とする）に達した場合、充分な電力を発電するために補機運転台数を増やす必要がある。
【００８６】
具体的に、エンジン１ａのみが運転中の場合の制御態様を説明する。この場合、予め各エンジンの負荷限界をコントローラ１００に記憶させておく。記憶させる負荷限界は、実際の負荷限界よりも低く設定される。コントローラ１００は全負荷Ｌｒと、運転中であるエンジンの負荷限界の合計値Ｌｂを常時比較する。エンジン１ａの負荷の増加に伴って排気音検出値Ｖｒを排気音目標値Ｖｂにするために弁開度を下げる。背圧・排気温度が共にその限界値に達しないまま、全負荷Ｌｒがエンジン１ａの負荷限界まで達した場合、コントローラ１００は自動的にエンジン１ｂへ起動信号Ｇｂを送信する。起動信号Ｇｂにより、エンジン１ｂが起動する。補機運転台数が２台になるため、補機１台あたりの負荷を下げることができる。
【００８７】
さらに全負荷が増加し、背圧・排気温度が共にその限界値に達しないまま、全負荷Ｌｒがエンジン１ａ・１ｂの負荷限界の合計値Ｌｂまで達した場合、コントローラ１００は自動的にエンジン１ｃへ起動信号Ｇｃを送信する。起動信号Ｇｃにより、エンジン１ｃが起動する。補機運転台数が３台になるため、１台あたりの負荷を下げることができる。
【００８８】
また、エンジン１ａ・１ｂ・１ｃが運転中に、必要な電力が減少するなどして全負荷Ｌｒが減少し、全負荷Ｌｒがエンジン１ａ・１ｂの負荷限界の合計値Ｌｂ以下になった場合、コントローラ１００は自動的にエンジン１ｃを停止する。さらに全負荷Ｌｒが減少し、エンジン１ａの負荷限界以下になった場合、コントローラ１００は自動的にエンジン１ｂを停止する。
【００８９】
背圧及び排気温度に基づく補機運転台数制御態様について、図１０を用いて説明する。コントローラ１００は、背圧Ｐｒが背圧限界Ｐｂに達しているか判断する（Ｓ１１０）。背圧Ｐｒが背圧限界Ｐｂに達している場合、コントローラ１００は補機を一台起動し、補機運転台数を一台増加させる（Ｓ１５０）。背圧Ｐｒが背圧限界Ｐｂに達していない場合、コントローラ１００は、排気温度Ｔｒが排気温度限界Ｔｂに達しているか判断する（Ｓ１２０）。排気温度Ｔｒが排気温度限界Ｔｂに達している場合、コントローラ１００は補機を一台起動し、補機運転台数を一台増加させる（Ｓ１５０）。排気温度Ｔｒが排気温度限界Ｔｂに達していない場合、コントローラ１００は、全負荷Ｌｒが運転中であるエンジンの負荷限界の合計値Ｌｂに達しているか判断する（Ｓ１３０）。全負荷Ｌｒが運転中であるエンジンの負荷限界の合計値Ｌｂに達している場合、コントローラ１００は補機を一台起動し、補機運転台数を一台増加させる（Ｓ１５０）。全負荷Ｌｒが運転中であるエンジンの負荷限界の合計値Ｌｂに達していない場合、上記Ｓ１１０からの制御を繰り返す。また本発明において、Ｓ１１０、Ｓ１２０及びＳ１３０の判断の順序はこれに限るものではない。
【００９０】
上記補機運転台数の制御により、コントローラ１００は排気音検出値Ｖｒを一定の排気音目標値Ｖｂに保ちながら、背圧Ｐｒ・排気温度Ｔｒを常に自動で監視し、そのいずれかが限界に達した場合は、補機運転台数を１台増やすことで、自動的に補機運転台数の制御が可能となる。また、大量の電力が必要な場合だけ、コントローラ１００により自動的にその必要量に応じた台数の補機を運転することが可能となる。これらの制御態様により、補機運転台数を手動で切換える場合に比べて、燃料の浪費等の無駄がない効率の良い運転が可能となる。
【００９１】
本実施例において、コントローラ１００のみで全ての制御を行ったが、本発明はこれに限るものではなく、排気管構造を制御するコントローラを各排気管構造に１台ずつ具備し、それらのコントローラをさらに１台の親となるコントローラで制御する構成なども考えられる。
【００９２】
また、本実施例においては、エンジン１ａに具備した排気管構造において検出された排気音検出値Ｖｒ・背圧・排気温度を基に制御を行ったが、本発明はこれに限るものではない。例えば、運転中の排気管構造の排気音・背圧・排気温度の各検出値を平均した値を基に前述した制御を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明におけるエンジンの排気音低減装置の概略構成を示す図。
【図２】弁機構の概略構成を示す図。
【図３】弁機構の第１実施例を示す図。
【図４】（ａ）同じく第２実施例を示す図、（ｂ）同じく第３実施例を示す図。
【図５】背圧と燃料消費量との関係の一例を示す図。
【図６】弁開度の変化に伴い排気音が変化する様子の一例を示す図。
【図７】本発明における補機運転台数制御の概略構成を示す図。
【図８】背圧に基づく補機運転台数制御時における全負荷に対する排気音・背圧・排気温度・弁開度の変化の一例を示す図。
【図９】排気温度に基づく補機運転台数制御時における全負荷に対する排気音・背圧・排気温度・弁開度の変化の一例を示す図。
【図１０】補機運転台数制御の概要を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９４】
１ａ、１ｂ、１ｃ    エンジン
３、５  排気管
４      消音器
１０ａ、１０ｂ    弁機構
１５、１５ａ、１５ｂ    弁体
１００  コントローラ
１０１  音圧センサ
１０２  排気音予測手段
１０３  温度センサ
１０４  圧力センサ
１０５  負荷センサ
１１０ａ、１１０ｂ    エアシリンダ
【図１】
0004746590.tif 000002
【図２】
0004746590.tif 000003
【図３】
0004746590.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004746590.tif 000006
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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