(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を有する複数のシリンダと、排気ガスシステムとを備える２ストローク内燃エンジンであって、前記排気ガスシステムは、前記複数のシリンダから排気ガスを受容するための排気ガスレシーバと、少なくとも１つのターボチャージャと、前記排気ガスレシーバの下流に設けられた少なくとも１つのＳＣＲリアクタとを備え、個々の前記シリンダは、掃気ポートを有するシリンダ壁と、前記排気ガスシステムにおける前記排気ガスレシーバへ伸長する排気ダクトに排気弁を有するシリンダカバーとを有し、再生流路は、前記ＳＣＲリアクタにおいて触媒材料を再生するために前記ＳＣＲリアクタに接続可能である、２ストローク内燃エンジンにおいて、前記複数のシリンダのうちの少なくとも１つのシリンダは、前記排気ガスレシーバにおける前記排気ガスの温度よりも高い温度の排気ガスの第１の流れを前記再生流路に供給するように適合されることを特徴とする、２ストローク内燃エンジン。
【請求項２】
前記複数のシリンダが、前記少なくとも１つのシリンダを備える第１のグループと、残りのシリンダを備える第２のグループとに分割される、請求項１に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項３】
前記少なくとも１つのシリンダの動作サイクルが、前記第２のグループ内のシリンダの動作サイクルと異なるように適合される、請求項２に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項４】
前記少なくとも１つのシリンダの前記動作サイクルが、付加的な燃料を注入することによって適合される、請求項３に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項５】
前記少なくとも１つのシリンダの前記動作サイクルが、前記第２のグループ内のシリンダにおける前記排気弁の開弁よりもエンジンサイクルにおいて早く前記排気弁を開くことによって適合される、請求項３または４に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項６】
前記少なくとも１つのシリンダの前記動作サイクルが、前記第２のグループ内のシリンダにおける前記排気弁の閉弁よりもエンジンサイクルにおいて早く前記排気弁を閉じることによって適合される、請求項３または４に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項７】
前記少なくとも１つのシリンダにおける制御デバイスが、前記排気ガスを、純粋な燃焼ガスからなる第１の部分と、燃焼ガスおよび掃気からなる第２の部分とに分離するように適合され、前記第１の部分は、前記再生流路へ供給される前記排気ガスの第１の流れとなる、請求項１から６のいずれか一項に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項８】
前記制御デバイスが、前記少なくとも１つのシリンダの前記排気ダクトにおける調整可能なゲートを制御し、前記ゲートは、排気ガスが前記再生流路内へ向けられる開放位置と、排気ガスが前記排気ガスレシーバへ向けられる閉鎖位置とを有する、請求項７に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項９】
前記制御デバイスが、前記少なくとも１つのシリンダにおける付加的な排気弁を制御し、前記付加的な排気弁は、前記再生流路の端部に配置される、請求項８に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのシリンダが、前記２ストローク内燃エンジンの端部に設けられ、前記少なくとも１つのシリンダからの前記排気ダクトが、前記排気ガスレシーバの端部領域へ伸長し、前記再生流路が、前記排気ガスレシーバの前記端部領域に接続される、請求項２から６のいずれか一項に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項１１】
前記排気ガスレシーバに、前記少なくとも１つのシリンダからの前記排気ダクトのための出口開口と、前記少なくとも１つのシリンダに隣接する前記シリンダからの前記排気ダクトのための出口開口との間に設けられた内部プレートが提供される、請求項１０に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのシリンダが、単気筒である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのＳＣＲリアクタが、前記ターボチャージャの上流に設けられる、請求項１から１２のいずれか一項に記載の２ストローク内燃エンジン。
【請求項１４】
前記ＳＣＲリアクタが、第３の制御弁に接続された出口を有し、前記第３の制御弁は、圧力制御弁である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の２ストローク内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室を有する複数のシリンダと、排気ガスシステムとを備える２ストローク内燃エンジンであって、この排気ガスシステムは、複数のシリンダから排気ガスを受容するための排気ガスレシーバと、少なくとも１つのターボチャージャと、排気ガスレシーバの下流に設けられた少なくとも１つのＳＣＲリアクタとを備え、個々のシリンダは、掃気ポートを有するシリンダ壁と、排気ガスシステムにおける排気ガスレシーバへ伸長する排気ダクトに排気弁を有するシリンダカバーとを有し、再生流路は、ＳＣＲリアクタにおいて触媒材料を再生するためにＳＣＲリアクタに接続可能である、２ストローク内燃エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
２ストローク内燃エンジンは、コンテナ船、撒積貨物船、タンカーおよびガス輸送船のような船舶において推進エンジンとして使用される。２ストローク内燃エンジンは、電力供給網に電力を提供する発電機を内燃エンジンが駆動する固定発電所において原動機としても使用される。環境問題は、推進エンジンと固定原動機の両方に関連する。本発明の２ストローク内燃エンジンは、典型的には、シリンダあたり少なくとも４００ｋＷの出力を有する大型の直列エンジンである。これらの２ストロークエンジンは、典型的には、クロスヘッド型であり、これらは、重油および硫黄を含有する重油などの低品質の燃料油で、または燃料ガスおよびパイロット油で、高効率（低燃料消費率）で動作することができる。ここで、パイロット油は、硫黄を含有する燃料油である。
【０００３】
ＳＣＲリアクタ（ＳＣＲとは選択触媒還元である）は、排気ガスが煙突から離れ、環境へ放出される前に、シリンダにおける燃焼プロセス期間中に生成されるＮＯxが低いレベルに低減され得る、排気ガス処理のために使用される標準的な構成要素である。ＳＣＲリアクタにおいて、ＮＯxは、アンモニアを還元剤として添加することによって、窒素と水とに触媒的に還元される。このことに関するさらなる詳細は、文書「Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｇｕｉｄｅ」、２nd  Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｍａｒｃｈ  ２０１４、ＭＡＮ  Ｄｉｅｓｅｌ  ＆  Ｔｕｒｂｏ、Ｄｅｎｍａｒｋにおいて説明されている。
【０００４】
ＳＣＲリアクタの動作温度は、洗浄されるためにＳＣＲリアクタへ流れる排気ガスの温度と、ＳＣＲリアクタにおける排気ガスの圧力と、燃料硫黄分とによって影響される。排気ガス温度が、あまりにも低い場合（例えば、２．５ｂａｒａおよび硫黄成分３％において３２０℃未満など）、硫酸は、アンモニアによって中和され、粘着性の副生成物である、ＡＢＳと呼ばれる重硫酸アンモニウムを形成し、重硫酸アンモニウムは、ＳＣＲリアクタにおいて触媒材料上に堆積することがある。排気ガス温度が、５５０℃などの最高温度を超える場合、触媒材料は焼結し始め得る。温度が３５０℃を超える場合、堆積されたＡＢＳは溶解することがあり、したがって、触媒材料が再生する。
【０００５】
ＥＰ２２１６５２３Ａ１は、排気ガスの温度が３００℃以下である場合に、大型の船舶用ディーゼルエンジンからの排気ガスを洗浄するＳＣＲリアクタを開示している。触媒材料を再生するために、内燃エンジンとは異なる４ストロークエンジンである補助ディーゼルエンジンを生み出す出力は、より高い温度である約３５０℃で排気ガスを提供するために使用され、この排気ガスは、ＳＣＲリアクタの選択されたセクションへ、このセクションにおける触媒材料を再生するために向けられる。
【０００６】
特開平５−２８５３４３号公報は、２３０℃から２８０℃の範囲の排気ガス温度を有し、２％から５％の硫黄を含有する燃料で動作し、硫黄成分がＡＢＳの形成を増加させる２ストローク内燃エンジンを開示している。ＳＣＲリアクタは、ターボチャージャの下流に設けられる。ＳＣＲリアクタは、区画に分割され、各区画において、ターボチャージャからの排気ガスの流入を遮断することができるゲート弁と、排気ガスレシーバとターボチャージャとの間の排気通路から、すなわち、ターボチャージャの下流よりも排気ガス温度が高い、ターボチャージャの上流から取り出される高温ガスのために開く制御弁とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＥＰ２２１６５２３Ａ１
【特許文献２】特開平５−２８５３４３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｇｕｉｄｅ」、２nd  Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｍａｒｃｈ  ２０１４、ＭＡＮ  Ｄｉｅｓｅｌ  ＆  Ｔｕｒｂｏ、Ｄｅｎｍａｒｋ
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、例えば、２ストローク内燃エンジンが全エンジン負荷未満で動作している場合などに、ＳＣＲリアクタにおける触媒材料の再生の可能性を改善することである。
【００１０】
これを目的として、最初に述べた、本発明に係る２ストローク内燃エンジンは、複数のシリンダのうちの少なくとも１つのシリンダが、排気ガスレシーバにおける排気ガスの温度よりも高い温度の排気ガスの第１の流れを再生流路に供給するように適合されることを特徴とする。
【００１１】
２ストローク内燃エンジン全体は、エンジンガバナによって設定されたエンジン負荷で動作し、このエンジン負荷において供給されるエンジン出力は、個々のシリンダによって生成される出力の和の結果である。エンジン上の全てのシリンダが、例えば、排気ガスの最初の最も高温の部分を再生流路へ迂回させることなどによって、再生流路へ供給する場合、エンジンガバナは、これを自動的に補償する。複数のシリンダのうちの少なくとも１つのシリンダが、より高い温度の排気ガスを再生流路へ供給する場合、これは、このシリンダまたはこれらのシリンダによって供給される出力に影響を及ぼし得るが、複数のシリンダのうちのその他のシリンダは、これを補償する。なぜなら、エンジンガバナは、設定されたエンジン負荷を維持するからである。少なくとも１つのシリンダが、その他のシリンダからの排気ガスよりも高い温度で排気ガスを供給する場合、排気ガスレシーバにおける排気ガスの平均温度よりも高い温度の排気ガスを再生路に提供することが可能である。高い温度の排気ガスの供給は、２ストローク内燃エンジンが５０％のエンジン負荷（１００％のエンジン負荷であるＭＣＲ、すなわち、最大連続定格の５０％）などの部分負荷で動作する場合にも生じ得る。少なくとも１つのシリンダから十分に高温の排気ガスを取得するこの可能性は、２ストローク内燃エンジンが船舶における推進エンジンである場合に非常に有利である。なぜなら、船舶は、典型的には、船舶が港湾の近くに存在する場合には、低減された速度で、したがって、低いエンジン負荷で航行し、これらの近海では、エミッション要求が厳格であり、ＳＣＲリアクタが動作すべきだからである。長期の使用期間のために、ＭＣＲの７５％などの部分負荷で２ストローク内燃エンジンを動作させることも可能である。なぜなら、ＳＣＲリアクタの再生は、単気筒によって供給される高い温度の排気ガスに起因して可能となるからである。
【００１２】
２ストローク内燃エンジンの通常の従来技術の動作においては、全てのシリンダが同じ動作サイクルを有する。これは、本発明に係る２ストローク内燃エンジンについても可能であり、この場合には、単気筒からの排気ガスの最も高温の部分のみが再生流路へ向けられる。しかしながら、本発明の一実施形態において、複数のシリンダは、前記少なくとも１つのシリンダを備える第１のグループと、残りのシリンダを備える第２のグループとに分割され、これは、第１のグループ内の少なくとも１つのシリンダの動作サイクルが第２のグループ内の１つまたは複数のシリンダの動作サイクルと異なることを可能にする。再生が必要とされる場合、第１のグループ内の少なくとも１つのシリンダは、変更された動作サイクルに設定され、より高い排気ガス温度をもたらす。再生が完了した場合、少なくとも１つのシリンダは、通常の動作サイクルに戻り、その結果、全てのシリンダは、次の再生プロセスまで、同じ動作サイクルを有する。もちろん、少なくとも１つのシリンダが、その他のシリンダとは異なる動作サイクルを恒久的に有することも可能であるが、このことは好適ではない。なぜなら、２ストローク内燃エンジンの燃料消費率、すなわち、ＳＦＯＣは、典型的には、全てのシリンダが同じ動作サイクルを有する場合に、より低くなるからである。
【００１３】
排気ガスレシーバは、シリンダからの個々の排気管の直径よりも大きい直径、例えば、個々の排気管の直径の少なくとも２倍の直径、または個々の排気管の直径の少なくとも３倍の直径を有する、細長い圧力容器である。排気ガスレシーバは、シリンダからの個々の排気脈動によって引き起こされる圧力変動に対する均等化効果を有する。排気ガスレシーバは、排気ガスがターボチャージャへ間欠的というよりもむしろ安定的に、およびターボチャージャのタービン入口において一定の圧力で流れるように、排気脈動からの脈動エネルギーが大部分消散されることを可能にする。このように、ターボチャージャには、均等化された圧力の排気ガスが提供される。したがって、本発明に係る２ストローク内燃エンジンには、排気ガスレシーバの存在に起因して、いわゆる定圧システムターボ過給が提供される。これは、例えば、シリンダからの排気ガスが、ほぼ均一の直径の管からなるマニホールドシステムを通過させられる道路車両におけるターボチャージャとは対照的であり、結果として、ターボチャージャは、パルス負荷を与えられ、タービン入口において一定の圧力を受け取るターボチャージャよりも低い効率を有する。
【００１４】
一実施形態において、少なくとも１つのシリンダの動作サイクルは、付加的な燃料を注入することによって適合される。付加的な燃料は、少なくとも１つのシリンダ内の燃焼ガス温度を増加させ、その結果、少なくとも１つのシリンダからの排気ガスは、増加した温度を有する。少なくとも１つのシリンダが、より大きな出力を供給する場合、その結果として、エンジンガバナは、その他のシリンダに注入される燃料量を低減することによって、その他のシリンダがより小さい出力を供給するように規制する。
【００１５】
さらなる展開例において、少なくとも１つのシリンダの動作サイクルは、第２のグループ内のシリンダにおける排気弁の開弁よりもエンジンサイクルにおいて早く排気弁を開くことによって適合される。通常、排気弁は、作動ストロークの終わり近くで開かれ、作動ストロークの後半においては、燃焼室の圧力と温度の両方が低減される。したがって、少なくとも１つのシリンダにおける排気弁の早い開弁は、少なくとも１つのシリンダからの排気ガスが、より高い圧力と、より高い温度とを有するという結果をもたらす。別の効果は、少なくとも１つのシリンダがより小さい出力を供給し、その結果として、エンジンガバナは、その他のシリンダがより大きい出力を供給するように規制することである。
【００１６】
別のさらなる展開例において、少なくとも１つのシリンダの動作サイクルは、第２のグループ内のシリンダにおける排気弁の閉弁よりもエンジンサイクルにおいて早期に排気弁を閉じることによって適合される。早期の閉弁は、全ての燃焼ガスが冷たい掃気によって置換済みであるとは限らないので、不完全な掃気と、その結果、より高い温度とを引き起こし得る。
【００１７】
一実施形態において、少なくとも１つのシリンダにおける制御デバイスは、排気ガスを、純粋な燃焼ガスからなる第１の部分と、燃焼ガスおよび掃気からなる第２の部分とに分離するように適合され、前記第１の部分は、再生流路へ供給される排気ガスの第１の流れとなる。シリンダから流れ出る純粋な燃焼ガスは、排気弁が開く際、高い温度を有する。排気ガスは、掃気が排気弁に到達する際、より低い温度を有し、掃気が終了される直前には、排気ガスは、大部分が掃気であって、その結果として、比較的低温の排気ガスを有する、燃焼ガスと掃気との混合体である。排気ガスレシーバにおいては、全ての排気ガスが混合され、排気ガスレシーバにおける排気ガスの平均温度は、排気ガスの第１の流れにおける純粋な燃焼ガスの温度よりも低い。例として、２５％のエンジン負荷で動作している場合、排気ガスレシーバにおける排気ガスの温度は２８０℃となり得るのに対して、排気ガスの第１の流れにおける純粋な燃焼ガスは７００℃の温度を有し得る。単気筒は、上記で説明されたように、その他のシリンダと同じ動作サイクルまたは異なる動作サイクルを有することができる。
【００１８】
一実施形態において、制御デバイスは、単気筒の排気ダクトにおける調整可能なゲートを制御し、このゲートは、排気ガスが再生流路内へ向けられる開放位置と、排気ガスが排気ガスレシーバへ向けられる閉鎖位置とを有する。この実施形態は、調整可能なゲートが排気弁の下流の排気通路に配置され得、第１のグループ内の少なくとも１つのシリンダ上のシリンダカバーを、第２のグループ内のその他のシリンダ上のシリンダカバーと同じ設計とし得るという利点を有する。代替的な実施形態において、制御デバイスは、少なくとも１つのシリンダにおける付加的な排気弁を制御し、この付加的な排気弁は、再生流路の端部に配置される。ただし、この代替的な実施形態は、シリンダカバーの変形を必要とする。
【００１９】
別の実施形態において、少なくとも１つのシリンダは、２ストローク内燃エンジンの端部に設けられ、少なくとも１つのシリンダからの排気ダクトは、排気ガスレシーバの端部領域へ伸長し、再生流路は、排気ガスレシーバの端部領域に接続される。再生流路には、排気ガスレシーバの端部領域を介して少なくとも１つのシリンダから排気ガスが供給される。排気ガスレシーバには、少なくとも１つのシリンダからの排気ダクトのための出口開口と、少なくとも１つのシリンダに隣接するシリンダからの排気ダクトのための出口開口との間に設けられた内部プレートが提供され得る。内部プレートは、再生流路に少なくとも１つのシリンダから排気ガスが供給されるように、隣接するシリンダからの排気ガスと、少なくとも１つのシリンダからの排気ガスとの間に障壁を作り出す。
【００２０】
一実施形態において、少なくとも１つのシリンダは単気筒である。この実施形態において、第１のグループは、１本のシリンダを含み、第２のグループは、残りのシリンダを含み、これらの数は、複数のシリンダにおけるシリンダの数から単気筒を差し引いたものである。
【００２１】
一実施形態において、ＳＣＲリアクタは、ターボチャージャの上流に設けられ、これは、排気ガスがターボチャージャのタービン内でまだ膨張していないので、より高い温度レベルという利点をもたらす。
【００２２】
一実施形態において、ＳＣＲリアクタは、制御弁に接続された出口を有し、この制御弁は、圧力制御弁である。エンジンの通常の動作において、制御弁は完全な開弁位置にある。再生が実行されるべき場合に、制御弁は、小さい開口領域を有する部分的な開弁位置に設定され得るので、制御弁において圧力低下が発生し、同時に、ＳＣＲリアクタにおいては圧力が増加し、これは、ＳＣＲリアクタにおいて、より高い温度をもたらす。なぜなら、排気ガスの温度は、排気ガスがより低い圧力で膨張する場合に低下するからである。
【００２３】
本発明の実施形態の例は、極めて概略的な図面を参照しつつ、下記においてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る第１の実施形態を例示する図。
【図２】本発明に係る第２の実施形態を例示する図。
【図３】本発明に係る第３の実施形態を例示する図。
【図４】排気ガス温度がエンジン負荷と共にどのように変化するかを例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
２ストローク内燃エンジン１は、４本から１５本のシリンダなどの、複数のシリンダ２を有する。例示される実施形態において、エンジンは、６本のシリンダ２を有する。エンジンは、例えば、ＭＡＮ  Ｄｉｅｓｅｌ  ＆  Ｔｕｒｂｏ製のタイプＭＥもしくはＭＣであっても、またはＷａeｒｔｓｉｌａe製であっても、または三菱製であってもよい。シリンダは、例えば、２５ｃｍから１２０ｃｍ、好適には、３５ｃｍから９８ｃｍの範囲のボアを有することができる。主推進エンジンとして使用される２ストローク内燃エンジンは、クロスヘッド型であり、２０ｒｐｍから２６０ｒｐｍ、典型的には、５５ｒｐｍから１９５ｒｐｍの範囲のｒｐｍで示される速度を典型的には有する。こうしたエンジンは、低速エンジンと名付けられている。低速は、船舶のすぐ後ろの水にプロペラを介して推進推力を高効率で伝えるために必要とされる。
【００２６】
各シリンダ２は、シリンダ内に往復ピストンを有する。シリンダは、典型的には、掃気ポートがシリンダの下端領域に設けられ、排気弁３がシリンダカバー４に搭載されてシリンダの上端に設けられたユニフロー掃気型である。排気弁は、排気ガスレシーバ６へ伸長する排気ダクト５を開閉する。ターボチャージャ７は、掃気レシーバ８へ加圧吸気を供給する圧縮器部分を有する。掃気レシーバ８は、シリンダ壁の掃気ポートに掃気と吸気とが提供されるように、各シリンダの下端に設けられた吸気室に接続される。ターボチャージャのタービン部分には、排気ガスが提供され、タービン部分において排気ガスを膨張させた後に、排気ガスは排気システム内の前方へ流れ、煙突において終了し、この煙突において、排気ガスが矢印１０によって示されるように放出される。
【００２７】
２ストローク内燃エンジンが重油で動作させられる場合、特に、硫黄を含有する重油で、または燃料ガスおよびパイロット油としての燃料油で、または硫黄を含有する任意の他の燃料で動作させられる場合には、ＳＣＲリアクタ１１において排気ガスを洗浄することが望ましいことがある。
【００２８】
異なる実施形態において、同じ参照符号が、同じタイプおよび機能の詳細に対して使用される。図１および図３の実施形態において、ＳＣＲリアクタは、ターボチャージャの下流の排気ガスシステムに組み込まれており、図２の実施形態において、ＳＣＲリアクタは、ターボチャージャの上流の排気ガスシステムに組み込まれている。排気ガスは、タービン部分において膨張されるので、排気ガスは、ターボチャージャの下流よりもターボチャージャの上流で、より高い温度を有する。
【００２９】
第１の制御弁１３は、排気ガスが洗浄されるべき場合、ＳＣＲリアクタへの排気ガス流のために開くことができ、尿素提供部１４は、ＳＣＲリアクタの上流で排気ガスに対して尿素を添加する。第１の制御弁が閉じられ得、バイパスライン１２における第２の制御弁１５が開かれ得、その結果、排気ガスは、ＳＣＲリアクタを通過させられない。第３の制御弁１６は、ＳＣＲリアクタとバイパスライン１２との間で、ＳＣＲリアクタの下流側に設けられる。
【００３０】
図４は、排気ガスレシーバにおける平均排気ガス温度がエンジン負荷と共にどのように変化するかを例示する。全エンジン負荷（ＭＣＲの１００％）では、排気ガス温度は高いが、２ストローク内燃エンジンが、ＭＣＲの２５％から８０％の範囲の負荷などの、部分負荷で動作させられる場合、排気ガス温度は、より低くなる。図４における曲線ａ、ｂおよびｃは、２ストローク内燃エンジンの異なるレイアウトを例示しており、傾向は同じであること、つまり、エンジン負荷がより低い場合には排気ガス温度がより低くなることが分かる。ＳＣＲリアクタが、３２０℃未満の温度を有する排気ガスを洗浄している場合、重硫酸アンモニウムがＳＣＲリアクタにおいて触媒材料上に堆積し、リアクタに対する触媒洗浄効果が低下する。ＡＢＳが触媒材料の表面上に蓄積されるにつれて、ＳＣＲリアクタにおける圧力低下が大きくなる。したがって、この圧力低下を測定することが可能であり、所定の限界値を超えた場合には、再生プロセスが開始される。圧力低下を監視する代わりに、再生プロセスを一定の間隔で実行することも可能である。
【００３１】
再生プロセスは、ＳＣＲリアクタ全体に対して実行されてもよく、または、ＳＣＲリアクタが、ＳＣＲリアクタを２つ以上のセクションに分割する内部分離を有し、それにより、１つのセクションが、その他のセクションが排気ガスを洗浄する動作中に再生され得る場合には、ＳＣＲリアクタの１セクションに対して実行されてもよい。ＳＣＲリアクタがセクションを有する場合、各セクションは、排気ガスの提供を止めるための、第１の制御弁１３のような弁と、再生流路１７へつながる流れのために開く制御弁とを有する。いくつかのＳＣＲリアクタを並行して組み込み、ＳＣＲリアクタのうちの１つを別のＳＣＲリアクタが動作している間に再生することも可能である。
【００３２】
再生流路１７は、再生流路における流れのために開閉することができる第４の制御弁１８を有する。図１の実施形態において、再生流路は、排気弁の下流で排気ガスレシーバの上流にある排気ダクト５に接続されている。この実施形態は、排気ガスの第１の流れを高い温度で供給する単気筒のための制御デバイスを用いて補完され得る。図１において、単気筒は、エンジンの左手側端部にあるシリンダであるが、再生流路は、シリンダのいずれにも取り付けられ得る。制御デバイスは、排気ガスを、再生流路１７へ向けられる、純粋な燃焼ガスからなる第１の部分と、排気ガスレシーバ６へ向けられる、燃焼ガスおよび掃気からなる第２の部分とに分離する。これは、排気ダクトにおける調整可能なゲートを動作させることによって行われ得る。代替的に、単気筒は、最初に開かれ、次いで、排気弁３が開く前または排気弁３が開く時に閉じられる付加的な排気弁を有してもよい。付加的な弁は、再生流路に接続される。
【００３３】
図３の実施形態において、再生流路１７は、排気ガスレシーバの端部領域に接続されており、内部プレート１９が、排気ガスレシーバの内部に設けられている。内部プレート１９は、エンジンの端部における単気筒からの主排気ガスが再生流路１７へ提供されることを確保する。
【００３４】
より高い温度の排気ガスの第１の流れは、単気筒の動作サイクルを変更することによっても取得され得る。このことは、好適には、燃料注入プロセスの終わりにおける、単気筒内への付加的な燃料の注入を伴い、または単気筒の排気弁がその他のシリンダにおける排気弁よりも前に開き、もしくはその他のシリンダにおける排気弁の前に閉じるような、排気弁のタイミングの変更を伴い得る。燃料注入および排気弁の動作は、排気弁アクチュエータへの開信号および閉信号がエンジンサイクルにおける異なるタイミングに簡単に調整されるように、好適には電子的に制御される。付加的な燃料が注入されるべき場合に、エンジンガバナは、付加的な量の燃料を注入するために単気筒の注入システムを制御する。
【００３５】
例として、より高い温度の排気ガスの第１の流れは、再生流路１７内への進入時には、６８０℃から７５０℃の範囲の温度を有することができ、排気ガスの圧力を約１ｂａｒ  ａｂｓの圧力に膨張させる場合には、温度は、再生を実行するのに十分に高い、４５０℃から４７０℃の範囲となる。
【００３６】
上述された実施形態においては、少なくとも１つのシリンダが単気筒として具現化されているが、２つ以上のシリンダが単気筒のように設計され、シリンダの第１のグループの一部を形成してもよい。この場合、残りのシリンダがもしあれば、第２のグループの一部を形成する。第２のグループにおいて、シリンダは、より高い温度の排気ガスを再生流路へ供給する可能性を有するようには設計されない。
【００３７】
説明された様々な実施形態の詳細は、特許請求項の範囲内のさらなる実施形態へと組み合わされ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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