(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスヘッド式の大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジン（１）であって、
加圧された掃気を送るコンプレッサー（１４）に連結される、排ガスにより駆動されるタービン（１２）を有するターボ過給機と、
各々掃気受け（２２）および排気受け（６）に連結される複数のシリンダと、
その入口が前記排気受け（６）の出口に連結される選択触媒還元反応器（８）と、
前記選択触媒還元反応器（８）の出口を前記タービン（１２）の入口に連結する排気管（１０）と、
掃気冷却器（１８）を介して前記コンプレッサー（１４）の出口を前記掃気受け（２２）の入口に連結する掃気管（１６）と、
前記エンジン（１）の低負荷条件において前記コンプレッサー（１４）を補助するべく、前記掃気管（１６）に設けられる補助ブロワ（２０）と、
前記コンプレッサー（１４）と前記補助ブロワ（２０）との間の位置から、前記排気管（１０）内における、前記選択触媒還元反応器（８）の前記出口と前記タービン（１２）の前記入口との間の位置へと延びる、前記複数のシリンダを迂回するための制御可能バイパス管（２６）と、
を備え、
前記制御可能バイパス管（２６）は、電子制御ユニット（３３）によって制御される第１の電子制御弁（２８）を備え、
前記掃気管（１６）は、前記電子制御ユニット（３３）によって制御される第２の電子制御弁（４８）を備え、
前記第２の電子制御弁（４８）は、前記制御可能バイパス管（２６）が前記掃気管（１６）に連結する位置よりも下流側に設けられ、
前記電子制御ユニット（３３）は、前記第１の電子制御弁（２８）の開度を制御することと前記第２の電子制御弁（４８）の開度を制御することとによって、前記掃気管（１６）から前記制御可能バイパス管（２６）を介して前記排気管（１０）に供給される掃気の流れを制御するように構成され、前記選択触媒反応器（８）に入る排ガスの温度が所与の第１の閾値未満の場合には、前記第１の電子制御弁（２８）を完全開位置に向かって移動させ、前記第２の電子制御弁（４８）を最小開き位置に向かって移動させるように構成される、
ことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記電子制御ユニット（３３）は、前記掃気管（１６）から前記制御可能バイパス管（２６）を介して前記排気管（１０）に供給される掃気の流れを制御し、前記選択触媒還元反応器（８）に入る排ガスの温度が所与の閾値を確実に超えるように構成されている、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記排気受け（６）の前記出口と前記選択触媒還元反応器（８）の前記入口との間に温度センサ（３５）をさらに備え、前記電子制御ユニット（３３）は前記温度センサ（３５）からの信号を受信している、請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記電子制御ユニット（３３）は、前記選択触媒反応器（８）に入る排ガスの温度が所与の第２の閾値を超える場合には、前記第１の電子制御弁（２８）を完全閉位置に向かって移動させ、さらに／あるいは前記電子制御ユニット（３３）は、前記選択触媒反応器（８）に入る排ガスの温度が前記所与の第２の閾値を超える場合には、前記第２の電子制御弁（４８）を最大開き位置に向かって移動させるように構成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジン。
【請求項５】
前記電子制御ユニット（３３）は、前記エンジン負荷が所定のエンジン負荷閾値未満の場合には、前記制御可能バイパス管（２６）を介した掃気の流れを確立するように構成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載のエンジン。
【請求項６】
前記第１の電子制御弁（２８）は、閉位置と開位置との間の複数の開度に設定できる調整弁である、請求項１乃至５のいずれかに記載のエンジン。
【請求項７】
前記第２の電子制御弁（４８）は、最小開き位置と最大開き位置との間の複数の開度に設定できる調整弁である、請求項１乃至６のいずれかに記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロスヘッド式の大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジンに関し、これは好適には排ガス浄化システムを備えるエンジンであり、特に、選択触媒還元（Selective Catalytic Reduction、以下「ＳＣＲ」ともいう）反応器を備えるクロスヘッド式の大型２ストロークディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
クロスヘッド式の大型２ストロークディーゼルエンジンは、典型的には、大型船舶の推進システムにおいて、または発電所の原動機として使用される。これらのエンジンにおいては、特に窒素酸化物（ＮＯｘ）レベルに関して、排出基準を満たすことがますます厳しくなってきている。
【０００３】
ＳＣＲ反応器は、ディーゼルエンジンにおいてＮＯｘ排出量を減少させる方策として知られている。ＳＣＲ反応器が適切に機能するには、ＳＣＲ反応器に入る排ガスの温度が、最低でもおよそ３００℃から３５０℃であることが必要とされる。
【０００４】
しかし、２ストロークターボ過給式エンジンの特性により、エンジン負荷が低い場合、例えば、エンジン負荷が当該エンジンの最大連続定格出力の４０％未満である場合、排ガス温度は比較的低くなり、排ガス中のＮＯｘをＳＣＲ反応器中で処理するには低すぎる。したがって、低エンジン負荷条件下で排ガスの温度を上昇させて、低エンジン負荷条件でも確実にＮＯｘを除去するための方策が必要とされる。
【０００５】
低負荷条件では、大型ターボ過給式２ストロークディーゼルエンジンにおいて十分な掃気圧力を維持することも難しい。そこで、そのような低負荷条件においては、掃気圧力を維持するために補助ブロワが使用される。このため、ＳＣＲ反応器の入口における排ガスの温度を上昇させるためのいかなる方策も、掃気圧力に悪影響を及ぼすべきではない。
【０００６】
ＤＫ２０１０−００４０９は、請求項１のプレアンブルに係る大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジンを開示している。
【０００７】
上述の問題を克服するか少なくとも抑制する大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジンが求められている。
【発明の開示】
【０００８】
このような背景から、本発明は、幅広いエンジン負荷条件においてＳＣＲ反応器とともに動作し得る大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジンを提供することを目的とする。
【０００９】
この目的は、第１の態様に従って、次のようなクロスヘッド式の大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジンを提供することにより達成される。当該エンジンは、
加圧された掃気を送るコンプレッサーに連結される、排ガスにより駆動されるタービンを有するターボ過給機と、
各々掃気受けおよび排気受けに連結される複数のシリンダと、
その入口が前記排気受けの出口に連結される選択触媒還元反応器と、
前記選択触媒還元反応器の出口を前記タービンの入口に連結する排気管と、
掃気冷却器を介して前記コンプレッサーの出口を前記掃気受けの入口に連結する掃気管と、
前記エンジンの低負荷条件において前記コンプレッサーを補助するべく、前記掃気管に設けられる補助ブロワと、
前記掃気管から前記排気管へと延びる、前記複数のシリンダを迂回するための制御可能バイパス管を備え、
前記制御可能バイパス管は、電子制御ユニットによって制御される第１の電子制御弁とを備え、
ここで前記掃気管は、前記電子制御ユニットによって制御される第２の電子制御弁を備え、
前記第２の電子制御弁は、前記制御可能バイパス管が前記掃気管に連結する位置よりも下流側に設けられ、
前記電子制御ユニットは、前記第１の電子制御弁の開度を制御することと前記第２の電子制御弁の開度を制御することとによって、前記掃気管から前記制御可能バイパス管を通って前記排気管に供給される掃気の流れを制御するように構成されている。
【００１０】
低エンジン負荷では、選択触媒反応器に入る排ガスの温度は、排ガス中のＮＯｘを適切に処理するには低すぎる。ある制御弁の開度をバイパス管が掃気管から分岐する位置よりも下流側に制御することで、また、バイパス管中の別の制御弁の開度を電子制御ユニットによって制御することで、制御された掃気の流れを、選択触媒還元反応器よりも下流側かつターボ過給機のタービンよりも上流側の位置において、掃気管から排気管へと向けることができる。この構造により、低エンジン負荷条件で選択触媒還元反応器に入る排ガスの温度を上昇させ、これによってＳＣＲ反応器中の排ガスからＮＯｘを確実に除去する。
【００１１】
第１の態様の第１の実装例では、前記電子制御ユニットは、前記掃気管から前記制御可能バイパス管を通って前記排気管に供給される掃気の流れを制御し、前記選択触媒還元反応器に入る排ガスの温度が所与の閾値を確実に超えるように構成されている。
【００１２】
第１の態様の第２の実装例では、前記エンジンはさらに、前記排気受けの前記出口と前記選択触媒還元反応器の前記入口との間に温度センサを備え、前記電子制御ユニットは前記温度センサからの信号を受信している。
【００１３】
第１の態様の第３の実装例では、前記電子制御ユニットは、前記選択触媒反応器に入る排ガスの温度が所与の第１の閾値未満の場合には、前記第１の電子制御弁を完全開位置に向かって移動させ、さらに／あるいは前記電子制御ユニットは、前記選択触媒反応器に入る排ガスの温度が所与の第１の閾値未満の場合には、前記第２の電子制御弁を最小開き位置に向かって移動させるように構成されている。
【００１４】
第１の態様の第４の実装例では、前記電子制御ユニットは、前記選択触媒反応器に入る排ガスの温度が所与の第２の閾値を超える場合には、前記第１の電子制御弁を完全閉位置に向かって移動させ、さらに／あるいは前記電子制御ユニットは、前記選択触媒反応器に入る排ガスの温度が所与の第２の閾値を超える場合には、前記第２の電子制御弁を最大開き位置に向かって移動させるように構成されている。
【００１５】
第１の態様の第５の実装例では、前記電子制御ユニットは、エンジン負荷が所定のエンジン負荷閾値未満の場合には、前記制御可能バイパス管を介した掃気の流れを確立するように構成されている。
【００１６】
第１の態様の第６の実装例では、前記第１の電子制御弁は、閉位置と開位置との間の複数の開度に設定できる調整弁である。
【００１７】
の態様の第７の実装例では、前記第２の電子制御弁は、最小開き位置と最大開き位置との間の複数の開度に設定できる調整弁である。
【００１８】
第１の態様の第８の実装例では、前記制御可能バイパス管は、前記コンプレッサーと前記補助ブロワとの間に存在する前記掃気管中のある位置から、前記選択触媒還元反応器の前記出口と前記タービンの前記入口との間に存在する前記排気管中のある位置へと延びる。
【００１９】
第１の態様の第９の実装例では、前記排気管は、迂回された掃気を排ガスと混合するための３ポート混合点を備える。
【００２０】
第１の態様の第１０の実装例では、前記掃気冷却器は、前記電子制御ユニットによって停止可能である。
【００２１】
第１の態様の第１１の実装例では、前記電子制御ユニットは、第１の方策として前記バイパス管を通って掃気の流れを確立し、第２の方策として前記掃気冷却器を停止させるように構成されている。
【００２２】
第１の態様の第１２の実装例では、前記電子制御ユニットは、第３の方策として前記掃気冷却器を加熱器に変えるように構成されている。
【００２３】
本発明に係る大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジンに関するさらなる目的、特徴、利点、および性質は、以下の詳細な説明により明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本明細書の以下の詳細な説明において、図面に示される例示的な実施例を参照して、本発明についてより詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るエンジンの線図である。
【図２】図２は、別の実施例に係るエンジンの線図である。
【図３】図３は、別の実施例に係るエンジンの線図である。
【図４】図４は、別の実施例に係るエンジンの線図である。
【図５】図５は、別の実施例の線図である。
【図６】図６は、掃気冷却を弱くするさらなる実施例を示す。
【図７】図７は、掃気冷却を弱くするさらなる実施例を示す。
【図８】図８は、掃気冷却を弱くするさらなる実施例を示す。
【図９】図９は、掃気冷却を弱くするさらなる実施例を示す。
【図１０】図１０は、掃気冷却を弱くするさらなる実施例を示す。
【図１１】図１１は、掃気を積極的に暖めるさらなる実施例を示す。
【図１２】図１２は、掃気を積極的に暖めるさらなる実施例を示す。
【図１３】図１３は、掃気を積極的に暖めるさらなる実施例を示す。
【図１４】図１４は、掃気を積極的に暖めるさらなる実施例を示す。
【図１５】図１５は、掃気を積極的に暖めるさらなる実施例を示す。
【詳細説明】
【００２５】
以下の詳細な説明において、本発明に係るクロスヘッド式の大型ターボ過給式２ストロークディーゼルエンジンおよびクロスヘッド式の大型ターボ過給式２ストロークディーゼルエンジンを動作させる方法を、例示的実施例を用いて説明する。
【００２６】
クロスヘッド式の大型ターボ過給式２ストローク圧縮着火型内燃エンジンの構成および動作はよく知られており、本明細書においても詳しく説明することは不要であろう。本明細書は、排ガス浄化システムの動作について、以下にさらに詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る大型２ストローク圧縮着火型内燃エンジン１の第１の例示的実施例の線図を示す。エンジン１は、例えば、外洋船舶のメインエンジンとして、または発電所において発電機を回すための固定式エンジンとして用いられる。このようなエンジンの全出力は、例えば、５，０００ｋＷから１１０，０００ｋＷにまで及ぶ。
【００２８】
エンジン１には、１列に並ぶように配置される複数のシリンダが設けられる。各シリンダには、そのシリンダカバーに排気弁が設けられる。排気通路は排気弁によって開閉され得る。エンジンのクロスヘッドは、ピストン棒をクランクシャフトの大端部に連結する。排気ベンドは、排気受け６に連結される。排気受け６は、シリンダの列に平行して配置される。排気受け６は、最適なガス流、逆圧、および音響的配慮といった点で、エンジンの特性に特に適合するような寸法を有する大型容器である。典型的には、排気受け６は、鋼板から作製される大型中空円筒体である。排気受けは、その大きな寸法および重量により、振動に対処する目的で、エンジン構造から吊るされる。
【００２９】
排気受け６の出口から、排ガス流は、選択触媒反応器８（ＳＣＲ反応器）を介して、またＳＣＲ反応器８の出口から排気管１０を介してタービン１２へ、ターボ過給機のタービン１２に向かって誘導される。したがって、排気受け６の出口は、ＳＣＲ反応器８の入口に連結される。排ガスがＳＣＲ反応器８を流れると、ＮＯｘは窒素および酸素に分解されるため、その排ガス中のＮＯｘはＳＣＲ反応器中で除去されるか、その量が少なくとも実質的に減少する。ＳＣＲ反応器８の出口は、高温および加圧排ガスをタービン１２に導く排気管１０に連結される。排ガスは、タービン１２の下流側で大気中に排出される。
【００３０】
また、ターボ過給機は、タービン１２により駆動されるコンプレッサー１４も備える。コンプレッサー１４は、空気取り入れ口に連結される。コンプレッサー１４は、加圧された掃気を、掃気を冷却するための掃気冷却器１８および低エンジン負荷（典型的には、エンジン１の最大連続定格出力の４０％未満）でブロワを補助する補助ブロワ２０を有する掃気管１６を介して掃気受け２２に送る。掃気冷却器１８は、補助ブロワ２０よりも上流側に設けられる。
【００３１】
掃気冷却器１８は、水を冷却媒体として使用して動作する。掃気冷却器１８として様々な種類のものを使用することができる。一例として、冷却媒体が掃気と物理的に直接接触しないプレートクーラーが挙げられる。別の例として、冷却媒体が掃気と直接接触するスクラバが挙げられる。
【００３２】
補助ブロワ２０は、典型的には電気モーターによって駆動される（油圧モーターによって駆動されてもよい）。また、補助ブロワ２０は、低負荷条件（典型的には、最大連続定格出力の４０％未満）で起動して、十分な掃気圧力を維持するべくコンプレッサー１４を補助する。補助ブロワ２０を使用しない場合、図示しないバイパスを介して補助ブロワは迂回される。補助ブロワ２０は電子制御ユニット３３によって制御され、典型的には動作状態または停止状態となる。すなわち、電子制御ユニットは補助ブロワ２０を（所与の第１のエンジン負荷閾値未満のエンジン負荷で）動作させるか、補助ブロワ２０を（所与の第２のエンジン負荷閾値を超えるエンジン負荷で）停止させる。
【００３３】
掃気受け２２は、エンジンのシリンダに沿って延在する細長い中空円筒状本体である。掃気は、掃気受け２２から各シリンダの掃気ポートへと、さらに当該シリンダの燃焼室へと送られる。
【００３４】
制御可能バイパス管２６は、掃気管１６から分岐する。この制御可能バイパス管２６の他方の端部は、３ポート混合点３０において排気管１０に連結される。混合点３０は、ＳＣＲ反応器８の出口よりも下流側で、タービン１２の入口よりも上流側に配置される。
【００３５】
制御可能バイパス管２６は、掃気管１６から、シリンダを迂回する排気管１０への掃気の流れを供給し、これによって低エンジン負荷条件下でＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度を上昇させるために設けられている。
【００３６】
低エンジン負荷条件下では、例えば、補助ブロワ２０が動作状態であると、典型的には、制御可能バイパス管２６内に確実に十分な流れを生じさせるための、掃気管１６と排気管１０との間の十分な圧力低下が実現されない。
【００３７】
バイパスブロワ４６は、制御可能バイパス管２６を通る掃気の流れを補助する。バイパスブロワ４６は、例えば電気駆動モーターで駆動され、電子制御ユニット３３の制御下で動作する。ある実施例においては、バイパスブロワ４６は、電子制御ユニット３３によりＯＮ／ＯＦＦするよう制御される。すなわち、電子制御ユニット３３は、バイパスブロワ４６を動作または停止させる。
【００３８】
電子制御弁２８も、電子制御ユニット３３の制御下で、掃気管１６からバイパス管２６を介して排気管１０に供給される掃気の流れを調整するよう使用される。
【００３９】
一つの実施例においては、電子制御弁２８は、完全閉位置と完全開位置との間の複数の開度に設定できる弁である。電子制御弁２８の開度は、電子制御ユニット３３によって制御される。
【００４０】
電子制御ユニット３３は、掃気管１６から制御可能バイパス管２６を介して排気管１０に供給される掃気の流れを制御し、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度が確実に所与の第１の閾値を超えるように構成されている。
【００４１】
ある実施例においては、電子制御ユニット３３は、補助ブロワ２０が動作状態であれば、バイパスブロワ４６を動作させるように構成されている。
【００４２】
電子制御弁２８は、完全閉位置と完全開位置との間の複数の開度に設定できる。ある実施例においては、電子制御ユニット３３は、補助ブロワ４６の動作状態（一定レベル）において電子制御弁２８の開度を調整することで、掃気管１６から制御可能バイパス管２６を介して排気管１０に供給される掃気の流れを制御するように構成されている。
【００４３】
ある実施例においては、エンジン１には、排気受け６の出口とＳＣＲ反応器８の入口との間に温度センサ３５が設けられる。電子制御ユニット３３は、温度センサ３５から信号を受信している。
【００４４】
ある実施例においては、電子制御弁２８は比例式の弁であり、好適には電子制御ユニット３３によって閉ループで、例えば、温度センサ３５からの信号に応じて制御される。
【００４５】
ある実施例においては、電子制御ユニット３３は、バイパスブロワ４６をＯＮ／ＯＦＦするよう制御し、電子制御弁２８の開度を制御することで制御可能バイパス管２６を介した掃気の流れを調整するように構成されている。
【００４６】
ある実施例においては、電子制御ユニット３３は、エンジン負荷が所定の第１のエンジン負荷閾値以下の場合にはバイパスブロワ２６を動作させて電子制御弁２８を開き、一方、エンジン負荷が所定の第２のエンジン負荷閾値以上の場合には電子制御弁２８を閉じるように構成されている。第１および第２のエンジン負荷閾値は、同一である必要はなく、エンジンの最大連続定格出力のある割合として規定することができる。
【００４７】
別の実施例においては、電子制御弁２８は、電子制御ユニット３３によって閉ループ制御される比例弁である。制御ユニットは、ＳＣＲ反応器８の入口における排ガス温度に関する情報を温度センサ３５から受信する。また、電子制御ユニット３３は、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの測定温度に応じて、弁２８の開度を制御するように構成されている。つまり、電子制御ユニット３３は、排ガスの測定温度が最小所望温度未満である場合には、電子制御弁２８の開度を上げて排ガスの温度を上昇させ、当該測定温度が最小所望温度を超える場合には、電子制御弁２８の開度を下げる。
【００４８】
図１に示す実施例においては、バイパス管２６は、インタークーラー１８および補助ブロワ２０の前（よりも上流側）のある位置において、掃気管１６から分岐する。
【００４９】
図２に示す実施例は、バイパス管２６がインタークーラー１８と補助ブロワ２０との間のある位置において掃気管１６から分岐する点を除いては、図１に示す実施例とほぼ同一である。
【００５０】
図３は、図１に示す実施例と類似した別の実施例を示す。同図において、エンジンの同一要素には同一の参照符号が付されている。図１に示す実施例と異なっているのは、掃気管１６に第２の電子制御弁４８が設けられ、バイパス管２６内にバイパスブロワが存在しない点である。
【００５１】
本実施例においては、第１の電子制御弁２８は、閉位置と開位置との間の複数の開度に設定できる調整弁であり、第２の電子制御弁４８は、最小開き位置と最大開き位置との間の複数の開度に設定できる調整弁である。
【００５２】
第２の電子制御弁４８は、バイパス管２６が掃気管１６から分岐する位置よりも下流側に設けられる。第２の電子制御弁４８は、電子制御ユニット３３によって制御される。
【００５３】
電子制御ユニット３３は、エンジン負荷が所定のエンジン負荷閾値未満の場合、またはＳＣＲ反応器８に入る排ガスの測定温度または推定温度が所定の閾値未満である場合には、第１の電子制御弁２８および第２の電子制御弁４８を操作して制御可能バイパス管２６を通る掃気の流れが制御されるように構成されている。
【００５４】
ここで、電子制御ユニット３３は、電子制御弁の上流の圧力が上昇し掃気の制御された部分がバイパス管２６を流れるように、第２の電子制御弁４８を通る流れを絞り、第１の制御弁２８を開く。
【００５５】
第２の電子制御弁４８による絞りの度合いを調整することで、電子制御ユニット３３はバイパス管２６を通る掃気の流れを調整および制御できる。好適には、バイパス管２６を通る掃気の流れが必要な場合、電子制御弁２８は全開となり、一方、あるエンジン負荷範囲では、バイパス管２６を通る流れが大きくなりすぎないように、バイパス管２６内の流れを絞るため、第２の電子制御弁４８を全開とし、第１の電子制御弁２８を部分的に開放する必要がある。
【００５６】
ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度が十分に高く、バイパス管を通る掃気の流れが必要でない場合、電子制御ユニット３３は、第２の制御弁４８を通る掃気の絞りが可能な限り小さくなるよう第２の制御弁４８を全開にし、電子制御ユニット３３は第１の電子制御弁２８を閉じて、バイパス管２６に掃気が流れないようにする。
【００５７】
ある実施例においては、電子制御ユニット３３は、掃気管１６から制御可能バイパス管２６を介して排気管１０に供給される掃気の流れを制御し、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度が所与の閾値を確実に超えるように構成されている。
【００５８】
ある実施例において、エンジン１は、排気受け６の出口とＳＣＲ反応器８の入口との間に温度センサ３５を備え、電子制御ユニット３３は温度センサ３５からの信号を受信している。
【００５９】
別の実施例においては、電子制御ユニット３３は、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度が所与の第１の閾値未満の場合には、第１の電子制御弁２８を完全開位置に向かって移動させ、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度が所与の第１の閾値未満の場合には、第２の電子制御弁４８を最小開位置に向かって移動させるように構成されている。
【００６０】
ある実施例においては、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度が所与の第２の閾値を超える場合には、電子制御ユニット３３は第１の電子制御弁２８を完全閉位置に向かって移動させ、さらに／あるいはＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度が所与の第２の閾値を超える場合には、電子制御ユニット３３は第２の電子制御弁４８を最大開位置に向かって移動させるように構成されている。
【００６１】
図５は、本発明に係る大型２ストロークディーゼルエンジン１の第２の例示的な実施例を示す。同一の参照符号は、図１における同一の部分を表す。図５に示す実施例は、掃気管１６における掃気冷却器１８の以下の側面以外は、図１に示す実施例とほぼ同一である。
【００６２】
供給導管４０は、冷水を掃気冷却器１８に送り、戻し導管４２は、掃気冷却器１８から温水を運び去る。第２の実施例では、冷却媒体バイパス回路４３における電子制御式バイパス弁４４および電子制御式隔離弁４６（これらは制御ユニット３３の制御下にある）によって、掃気冷却器１８を通さずに、供給導管４０中の冷水の供給を戻し導管４２へと逸らすことができる。ポンプ５０および加熱器（または熱交換器）５２を有する再循環導管４８によって、水は、加熱器に変えられた掃気冷却器１８を流れ、これは実質的に熱交換器として機能する。加熱器５２には、エンジン冷却システムからの温水等の、温かい加熱媒体が供給され、掃気冷却器１８を循環する媒体を加熱する。
【００６３】
第２の実施例では、電子制御ユニット３３は、冷却媒体を迂回することによって、弁４４、４６を介して、冷却器１８を停止させることができる。同時に、制御ユニット３３は、ポンプ５０を動作させ、掃気冷却器１８中を媒体が確実に循環するようにする。さらに、制御ユニット３３は、加熱媒体を加熱器５２に送って加熱器５２を動作させ、それによって掃気冷却器１８を加熱器に変えることができる。電子制御ユニット３３は、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度を上昇させる必要性に関連して、掃気の温度を上昇させるための様々な方策を採るように構成されている。
【００６４】
これによって、制御可能バイパス管２６を通じて一部の掃気を排気管１０へと導くことが十分である場合、電子制御ユニット３３は、それ以上の方策を採らない。しかし、この第１の方策が十分でない場合、電子制御ユニット３３は、掃気冷却器１８の冷却機能を停止させる。この第２の方策が十分でない場合、電子制御ユニット３３は、第３の方策として、掃気を積極的に加熱すべく、掃気冷却器１８を加熱器に変える。
【００６５】
図５は、システム内の種々の位置における掃気の温度および排ガスの温度の例を示す。これらの例は、低エンジン負荷条件、例えば、当該エンジンの最大連続定格出力の４０％未満についてのものである。括弧のない数字は、掃気がバイパス管２６に通されると共に掃気冷却器１８において掃気が加熱されている状態の温度である。括弧内の数字は、従来のように、掃気がバイパス管２６に通されておらず、掃気冷却器１８が掃気を冷却する状態でエンジンが動作する場合の温度である。新規の方策により、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度は、３２５℃になり、排ガスは、ＳＣＲ反応器８中で変換されるために十分高温になる。新規の方策を採らない場合、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度は２２０℃であり、排ガスは、ＳＣＲ反応器８中で変換されるための温度としては十分ではない。
【００６６】
図６は、冷却媒体が、冷却媒体供給導管４０を介して掃気冷却器１８に供給され、冷却媒体戻し導管４２を介して掃気冷却器１８に戻る様子を示す。
【００６７】
図７から図１０は、掃気冷却器１８の冷却能力を制御しながら減少させる様々な実施例を示す。
【００６８】
図７では、エンジンに、掃気冷却器１８を迂回するための掃気バイパス管１７が設けられている。この掃気バイパス管１７は、電子制御ユニット３３の制御下で掃気バイパス管１７を開閉するための電子制御弁２３を有する。掃気管１６は、電子制御ユニット３３の制御下で掃気管１６を開閉するための別の電子制御弁２１を有する。したがって、電子制御ユニット３３は、掃気の温度を上昇させる必要性に応じて、この掃気バイパス管１７を通る掃気の流れを制御し、これによって、ＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度を上昇させることができる。
【００６９】
図８では、冷却媒体供給導管４０に、電子制御式隔離弁４６と、電子制御式バイパス弁４４を有して冷却媒体供給導管４０を冷却媒体戻し導管４２に直接連結する冷却媒体バイパス回路４３とが設けられる。電子制御ユニット３３は、電子制御式弁４４、４６に命令を送り、これによって冷却媒体が掃気冷却器１８を通過する度合いを制御することができる（オン／オフ制御または比例制御であってもよい）。
【００７０】
図９では、（電子制御ユニット３３の制御下にある）再循環ポンプ５０を有する再循環導管４８が、図５に示す実施例に追加され、掃気冷却器１８中を冷却媒体が循環することが可能になる。
【００７１】
図１０では、エンジンに、追加の（第２の）掃気冷却器１９が設けられる。電子制御ユニット３３は、上述のように、掃気冷却器１８、１９のうち少なくとも１つの冷却能力を制御するように構成されている。
【００７２】
図１１から図１５は、掃気を制御しながら加熱する様々な実施例を示す。
【００７３】
図１１では、エンジンに、掃気管１６に連結される蒸気注入導管９０が設けられる。この蒸気注入導管９０は、電子制御ユニット３３の制御下にある電子制御式蒸気注入制御弁９２を有する。それによって、必要に応じて、掃気の温度ひいてはＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度を、蒸気を制御可能に注入することにより、掃気圧力を降下させずに上昇させることができる。
【００７４】
図１２では、エンジンに、掃気管１６に連結される排ガス注入導管６０が設けられる。この排ガス注入導管６０は、電子制御ユニット３３の制御下にある電子制御式排ガス注入制御弁６２を有する。それによって、必要に応じて、掃気の温度ひいてはＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度を、排ガスを制御可能に注入することにより、掃気圧力を降下させずに上昇させることができる。
【００７５】
図１３では、エンジンに、掃気管１６において加熱ユニット２７が設けられる。加熱ユニット２７には、加熱媒体供給導管７０を介して加熱媒体（熱水または熱風等）が供給され、戻り加熱媒体は加熱媒体戻し導管７２によって運び去られる。加熱媒体供給導管７０および加熱媒体戻し導管７２には、電子制御ユニット３３の制御下にある電子制御弁が設けられる。それによって、必要に応じて、掃気の温度ひいてはＳＣＲ反応器８に入る排ガスの温度を、掃気圧力を降下させずに上昇させることができる。
【００７６】
図１４に示す実施例は、図９に示す実施例とほぼ同一であるが、掃気冷却器１８を介して循環する媒体を加熱するための熱交換器５２をさらに備える。
【００７７】
図１５に示す実施例においては、エンジンに、冷却媒体供給導管４０を流れる媒体に熱を供給するための、冷却媒体供給導管４０における熱交換器８０が設けられる。
【００７８】
本願の教示を例示目的で詳細に説明してきたが、これらの詳細な説明は純粋に例示の目的のために提示されたものであり、本願の教示の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な変形がなされ得るものであることを理解されたい。
【００７９】
上述の実施例は、エンジンの機能を改善するあらゆる可能な方式で組み合わせてもよい。
【００８０】
また、本発明に教示される装置を実装する多くの代替方式が存在することにも留意されたい。
【００８１】
請求項において使用される「備える」、「有する」という表現は、さらに他の要素やステップを備える（有する）ことを除外しない。請求項において要素が単数のように記載されていても、それが複数である構成を除外しない。単一の処理手段やその他のユニットは、請求項に記載される複数の手段の機能を実行してもよい。
【図１】
0006314172.tif 000002
【図２】
0006314172.tif 000003
【図３】
0006314172.tif 000004
【図４】
0006314172.tif 000005
【図５】
0006314172.tif 000006
【図６】
0006314172.tif 000007
【図７】
0006314172.tif 000008
【図８】
0006314172.tif 000009
【図９】
0006314172.tif 000010
【図１０】
0006314172.tif 000011
【図１１】
0006314172.tif 000012
【図１２】
0006314172.tif 000013
【図１３】
0006314172.tif 000014
【図１４】
0006314172.tif 000015
【図１５】
0006314172.tif 000016