(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼用ガスを加圧圧縮する過給機と、加圧圧縮後の前記燃焼用ガスを冷却する冷却器と、冷却後の前記燃焼用ガスを用いてシリンダ内の掃気と燃料燃焼によるピストンの往復運動とを行うエンジン本体と、前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を洗浄して前記エンジン本体へ再循環させるＥＧＲ装置と、を備える舶用ディーゼルエンジンに適用される排ガス処理の水供給装置であって、
前記冷却器による冷却後の前記燃焼用ガスから発生した凝縮水と冷却後の前記燃焼用ガスによるガス圧力とを収集する収集管と、
前記収集管を通じて、前記凝縮水を貯留するとともに、前記エンジン本体の掃気圧に相当する前記ガス圧力を蓄積する凝縮水チャンバと、
前記凝縮水チャンバと前記凝縮水の供給先装置とを連通する給水管と、
を備え、
前記ＥＧＲ装置は、前記エンジン本体のエンジン負荷が所定の基準エンジン負荷以上である場合に運転し、
前記供給先装置は、前記凝縮水チャンバの水位と前記給水管の出口水位とのヘッド差が前記基準エンジン負荷に対応するヘッド差以下となり得る位置に配置され、
前記凝縮水は、前記凝縮水チャンバに蓄積された前記ガス圧力を利用して、前記凝縮水チャンバから前記給水管を通じて前記供給先装置へ圧送される、
ことを特徴とする排ガス処理の水供給装置。
【請求項２】
前記供給先装置は、前記凝縮水チャンバに比べて高い位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理の水供給装置。
【請求項３】
前記凝縮水チャンバの水位と前記給水管の出口水位とのヘッド差は３ｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス処理の水供給装置。
【請求項４】
前記凝縮水チャンバは、前記冷却器に比べて低い位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の排ガス処理の水供給装置。
【請求項５】
前記供給先装置は、前記排ガスの一部の洗浄に用いられたスクラバ水を回収する回収タンクである、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の排ガス処理の水供給装置。
【請求項６】
前記供給先装置は、前記排ガスの一部をスクラバ水を用いて洗浄するスクラバである、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の排ガス処理の水供給装置。
【請求項７】
前記供給先装置は、前記排ガスの一部の洗浄に用いられたスクラバ水を浄化処理するための水処理用タンクである、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の排ガス処理の水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舶用ディーゼルエンジンに適用される排ガス処理の水供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶に搭載される舶用ディーゼルエンジンにおいて、エンジン本体から排出される排ガスには、一般に、窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、煤塵等の有害物質が含まれている。このため、舶用ディーゼルエンジンに要求される排ガス規制に対応すべく、舶用ディーゼルエンジンには、排ガス中の有害物質を除去する排ガス処理の技術が必要とされている。
【０００３】
このような排ガス処理の一例として、例えば、排ガス中のＮＯｘを低減する排ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust  Gas  Recirculation）の技術が採用されたものがある（特許文献１、２参照）。ＥＧＲにおいては、エンジン本体から排出された排ガスの一部がスクラバによって洗浄され、この洗浄後の排ガス（以下、再循環ガスと言う）が、空気と混合し、燃焼用ガスとしてエンジン本体へ戻される。これにより、エンジン本体の燃焼室内では、燃料の燃焼によるＮＯｘの生成が抑制され、この結果、排ガス中のＮＯｘの含有量（すなわちＮＯｘの排出量）が低減される。
【０００４】
また、ＥＧＲ装置において、スクラバでは、排ガスに対して水噴射を行い、これにより、排ガス中のＳＯｘや煤塵等の有害物質を除去して排ガスを洗浄する。このようなスクラバは、陸上プラントにおける、ばい煙、脱硫装置としても既知の技術である。
【０００５】
一方、排ガスが高温であることから、スクラバで排ガスの洗浄に使用される水（以下、スクラバ水と言う）は、スクラバ内に噴射された際に、一部が気化される。この気化されたスクラバ水は、蒸気として再循環ガスとともにスクラバ等のＥＧＲの装置からエンジン本体に向かう再循環ガス経路内に流出する。このため、スクラバ水は、高温の排ガスによる蒸発等に起因して徐々に減少してしまう。それ故、ＥＧＲによる排ガス処理においては、必要な箇所に水を供給することにより、スクラバ水の補給を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６１４７７８６号公報
【特許文献２】特許第５９１６７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように排ガス処理において必要な箇所に水を供給する場合は、従来、エンジン本体に給気される燃焼用ガス（例えば再循環ガスと空気とを混合した圧縮ガス）の冷却によって発生した凝縮水を予めタンクに貯留し、この凝縮水が、ポンプの作用によってタンクから圧送されていた。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の水供給を行う場合、水を圧送するためのポンプは勿論、ポンプを駆動するためのスタータや電源供給設備、ポンプの空運転や締切運転による故障を防止するための設備や仕組み等、ポンプに付随する多くの付帯設備を設ける必要がある。さらには、船舶の揺動により液面が変動することで空運転防止設備等が誤動作する可能性があるため、凝縮水用のタンクとして大容量のタンクを設ける必要がある。故に、排ガス処理において水供給を行うための水供給装置には、多大な設置スペースが必要となってしまう。
【０００９】
船舶内という限られたスペースにおいては、排ガス処理の水供給機能を確保しながらも、舶用ディーゼルエンジンに水供給装置を設けるために必要な設置スペースを省スペース化することが要望されている。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、水供給機能を低下させることなく、水供給機能に必要な設備の設置スペースを省スペース化することができる排ガス処理の水供給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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る排ガス処理の水供給装置は、燃焼用ガスを加圧圧縮する過給機と、加圧圧縮後の前記燃焼用ガスを冷却する冷却器と、冷却後の前記燃焼用ガスを用いてシリンダ内の掃気と燃料燃焼によるピストンの往復運動とを行うエンジン本体と、前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を洗浄して前記エンジン本体へ再循環させるＥＧＲ装置と、を備える舶用ディーゼルエンジンに適用される排ガス処理の水供給装置であって、前記冷却器による冷却後の前記燃焼用ガスから発生した凝縮水と冷却後の前記燃焼用ガスによるガス圧力とを収集する収集管と、前記収集管を通じて、前記凝縮水を貯留するとともに、前記エンジン本体の掃気圧に相当する前記ガス圧力を蓄積する凝縮水チャンバと、前記凝縮水チャンバと前記凝縮水の供給先装置とを連通する給水管と、を備え、前記ＥＧＲ装置は、前記エンジン本体のエンジン負荷が所定の基準エンジン負荷以上である場合に運転し、前記供給先装置は、前記凝縮水チャンバの水位と前記給水管の出口水位とのヘッド差が前記基準エンジン負荷に対応するヘッド差以下となり得る位置に配置され、前記凝縮水は、前記凝縮水チャンバに蓄積された前記ガス圧力を利用して、前記凝縮水チャンバから前記給水管を通じて前記供給先装置へ圧送される、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る排ガス処理の水供給装置は、上記の発明において、前記供給先装置は、前記凝縮水チャンバに比べて高い位置に配置されている、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る排ガス処理の水供給装置は、上記の発明において、前記凝縮水チャンバの水位と前記給水管の出口水位とのヘッド差は３ｍ以下である、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る排ガス処理の水供給装置は、上記の発明において、前記凝縮水チャンバは、前記冷却器に比べて低い位置に配置されている、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る排ガス処理の水供給装置は、上記の発明において、前記供給先装置は、前記排ガスの一部の洗浄に用いられたスクラバ水を回収する回収タンクである、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る排ガス処理の水供給装置は、上記の発明において、前記供給先装置は、前記排ガスの一部をスクラバ水を用いて洗浄するスクラバである、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る排ガス処理の水供給装置は、上記の発明において、前記供給先装置は、前記排ガスの一部の洗浄に用いられたスクラバ水を浄化処理するための水処理用タンクである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、設置スペースを省スペース化するとともに、水供給を安定して行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る排ガス処理の水供給装置が適用された舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態におけるエンジン本体のエンジン負荷と掃気圧との相関関係の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る水供給方法の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る排ガス処理の水供給装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。
【００２１】
本発明の実施形態に係る排ガス処理の水供給装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排ガス処理の水供給装置が適用された舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。図１に示すように、この舶用ディーゼルエンジン１は、エンジン本体２と、過給機３と、冷却器４と、気液分離装置５と、ドレン管６と、出口オリフィス７と、ＥＧＲ装置１０と、水供給装置１１と、水処理装置１８とを備える。また、図１に示すように、舶用ディーゼルエンジン１は、排気用の配管としての排気管１０１、１０２と、給気用の設備または配管としての給気部１１１および給気管１１２〜１１４と、排ガス再循環用の配管としてのＥＧＲ管１２１、１２２とを備える。なお、図１において、燃焼用ガスや凝縮水等の流体の流通および配管は、実線矢印によって適宜図示される。電気信号線は、一点鎖線によって適宜図示される。
【００２２】
エンジン本体２は、図示しないが、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラを駆動回転させる推進用の機関（主機関）である。このエンジン本体２は、ユニフロー掃排気式のクロスヘッド式ディーゼルエンジン等の２ストロークディーゼルエンジンである。例えば、図１に示すように、エンジン本体２は、複数（本実施形態では４つ）のシリンダ２ａと、掃気トランク２ｂと、排気マニホールド２ｃとを備える。また、エンジン本体２は、図示しないが、各シリンダ２ａの燃焼室に燃料等を噴射するための噴射装置、この噴射装置の駆動制御を行う制御装置、各シリンダ２ａの内部に沿って往復運動（例えば上下動）するピストン、ピストンの往復運動に伴ってプロペラ軸を回転させるためのクランク、クランクシャフトおよびクロスヘッド等を備える。
【００２３】
複数のシリンダ２ａの各々は、ピストンを往復運動させるための給排気および燃料燃焼等が行われる燃焼室を形成する。掃気トランク２ｂは、エンジン本体２内における掃気ポート（図示せず）を介して各シリンダ２ａ内の燃焼室と連通している。排気マニホールド２ｃは、エンジン本体２内における排気流路（図示せず）を介して各シリンダ２ａ内の燃焼室と連通している。
【００２４】
エンジン本体２は、冷却器４による冷却後の燃焼用ガスを用いて、各シリンダ２ａ内の掃気と燃料燃焼によるピストンの往復運動とを行う。詳細には、エンジン本体２は、各シリンダ２ａ内の燃焼室における燃料燃焼によるピストンの往復運動を、船舶の推進力を出力する出力軸（具体的にはプロペラ軸またはクランクシャフト等）の回転運動に変換する。この際、エンジン本体２は、各シリンダ２ａ内の給排気の流れを下方から上方への一方向として、排気の残留を無くすように掃気を行っている。この掃気において、掃気トランク２ｂから各シリンダ２ａ内の燃焼室へ燃焼用ガスが給気され、燃焼後の排ガスが各シリンダ２ａ内の燃焼室から排気マニホールド２ｃへ排出される。このようなエンジン本体２において、図１に示すように、掃気トランク２ｂには給気管１１４が連結され、排気マニホールド２ｃには排気管１０１が連結されている。なお、排ガスは、エンジン本体２から排気管１０１等を通じて外部に排出されるガスである。以下、排ガスといえば、エンジン本体２から排出された排ガスを意味する。
【００２５】
過給機３は、エンジン本体２からの排ガスを利用して、エンジン本体２へ給気される燃焼用ガスを加圧圧縮するものである。図１に示すように、過給機３は、圧縮機３ａと、タービン３ｂと、回転軸３ｃとを備える。圧縮機３ａおよびタービン３ｂは、羽根車等によって各々構成され、回転軸３ｃを中心軸にして一体に回転するように、回転軸３ｃによって互いに連結されている。また、圧縮機３ａのガス入側には、外部（大気）からの新たな空気（新気ともいう）等のガスを吸入する給気部１１１が設けられている。この給気部１１１の近傍には、ＥＧＲ管１２２の出口端が接続されている。これにより、圧縮機３ａのガス入側は、給気部１１１からの空気とＥＧＲ管１２２からの再循環ガスとが混合して給気され得るように構成されている。圧縮機３ａのガス出側には、冷却器４に通じる給気管１１２が連結されている。タービン３ｂのガス入側には、エンジン本体２の排気マニホールド２ｃに通じる排気管１０１が連結されている。タービン３ｂのガス出側には、外部へ排ガスを排出する煙突（図示せず）等に通じる排気管１０２が連結されている。
【００２６】
このような構成を有する過給機３において、タービン３ｂは、エンジン本体２の排気マニホールド２ｃから排気管１０１を通じて排出された排ガスを受ける。タービン３ｂは、この受けた排ガスの圧力等のエネルギーによって回転しながら、この回転に使用された排ガスを排気管１０２へ排出する。このタービン３ｂの回転は、回転軸３ｃによって圧縮機３ａに伝達される。これにより、圧縮機３ａは、このタービン３ｂの回転に伴い回転して燃焼用ガスを吸入し、この吸入した燃焼用ガスを加圧圧縮する。なお、この燃焼用ガスは、ＥＧＲ装置１０が運転中であれば、給気部１１１からの空気とＥＧＲ管１２２からの再循環ガスとの混合ガスであり、ＥＧＲ装置１０が停止中であれば、給気部１１１からの空気だけとなる。圧縮機３ａによる加圧圧縮後の燃焼用ガスは、給気管１１２を通じて冷却器４へ給気される。
【００２７】
冷却器４は、過給機３（詳細には圧縮機３ａ）による加圧圧縮後の燃焼用ガスを冷却するためのものである。図１に示すように、冷却器４のガス入側には、圧縮機３ａに通じる給気管１１２の出口端が接続されている。冷却器４のガス出側には、気液分離装置５に通じる給気管１１３の入口端が接続されている。冷却器４は、圧縮機３ａによって加圧圧縮されて高温高圧の状態となった燃焼用ガスを、例えば冷却水との熱交換等によって冷却する。以下、「冷却後の燃焼用ガス」といえば、特に説明がない限り、圧縮機３ａによって加圧圧縮され且つ冷却器４によって冷却された高圧状態の燃焼用ガスを意味する。
【００２８】
気液分離装置５は、冷却器４による冷却後の燃焼用ガスと液滴（凝縮水）とを分離するための装置である。図１に示すように、気液分離装置５のガス入側には、冷却器４に通じる給気管１１３の出口端が接続されている。気液分離装置５のガス出側には、エンジン本体２の掃気トランク２ｂに通じる給気管１１４の入口端が接続されている。気液分離装置５は、冷却器４による冷却後の燃焼用ガス中に凝縮水が発生した場合、この凝縮水を捕捉して燃焼用ガスから分離し、除去する。
【００２９】
気液分離装置５によって凝縮水が除去された燃焼用ガスは、上述した圧縮機３ａの加圧圧縮作用によって昇圧された高いガス圧力を有しながら、気液分離装置５から給気管１１４を通じてエンジン本体２の掃気トランク２ｂへ給気される。掃気トランク２ｂへ給気された燃焼用ガスは、上述したように、エンジン本体２の各シリンダ２ａ内の掃気等に用いられる。すなわち、この燃焼用ガスのガス圧力は、エンジン本体２の掃気圧である。
【００３０】
ＥＧＲ装置１０は、舶用ディーゼルエンジン１に適用される排ガス処理装置の一例であり、エンジン本体２から排出された排ガスの一部を洗浄してエンジン本体２へ再循環させるものである。具体的には、ＥＧＲ装置１０は、ＥＧＲ管１２１から受け入れた排ガスをスクラバ水を用いて洗浄し、洗浄後の排ガスを上述した燃焼用ガスの一部として、ＥＧＲ管１２２からエンジン本体２に向けて再循環させる。ＥＧＲ装置１０は、このような排ガスの再循環により、排ガス中のＮＯｘの含有量を低減する。本実施形態において、ＥＧＲ装置１０は、図１に示すように、スクラバ１０ａと、デミスタ１０ｂと、ＥＧＲブロワ１０ｃと、回収タンク１０ｄと、回収管１０ｅと、ポンプ１０ｆとを備え、舶用ディーゼルエンジン１に搭載されている。
【００３１】
スクラバ１０ａは、エンジン本体２から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして使用し得るように洗浄するものである。本実施形態において、スクラバ１０ａは、例えば、スクラバ水等を噴射する噴射ノズル等を備えるベンチュリ型のスクラバである。図１に示すように、スクラバ１０ａのうち再循環ガスの入側は、デミスタ１０ｂに比べて高い位置に配置されている。また、図１に示すように、スクラバ１０ａのガス入側には、ＥＧＲ管１２１の出口端が接続されている。ＥＧＲ管１２１の入口端は、上述した排気管１０２の中途部に接続されている。スクラバ１０ａの水入側には、後述する給水管１４および循環管１３２の各出口端が接続されている。一方、スクラバ１０ａの下部は、デミスタ１０ｂと連通している。
【００３２】
本実施形態において、スクラバ１０ａは、エンジン本体２からの排ガスの一部をＥＧＲ管１２１を通じて受け入れ、この受け入れた排ガスに対してスクラバ水を噴射する。例えば、スクラバ１０ａは、循環管１３２を通じて供給された水（水処理装置１８による処理後のスクラバ水）を、排ガスを洗浄するためのスクラバ水として用いる。スクラバ１０ａは、排ガスに対するスクラバ水の噴射により、排ガスから煤塵等の微粒子およびＳＯｘ等の有害物質を除去して排ガスを洗浄する。洗浄後の排ガスは、再循環ガスとして、使用後のスクラバ水とともにデミスタ１０ｂへ流れ込む。
【００３３】
デミスタ１０ｂは、スクラバ１０ａからの再循環ガスとスクラバ水とを分離するための設備である。デミスタ１０ｂは、例えば、中空の構造体によって構成される。図１に示すように、デミスタ１０ｂには、上述したスクラバ１０ａの出口部が接続される。デミスタ１０ｂの下部（本実施形態では底部）には、回収タンク１０ｄに通じる回収管１０ｅの入口端が接続されている。デミスタ１０ｂは、スクラバ１０ａから流れ込んだ洗浄後の再循環ガスと使用後のスクラバ水との気液混合流体を、気体と液体とに分離する。これらの分離された再循環ガスおよびスクラバ水のうち、再循環ガスは、デミスタ１０ｂのガス吐出口からＥＧＲブロワ１０ｃによって吸い込まれ、ＥＧＲ管１２２を通じて圧縮機３ａに送出される。スクラバ水は、デミスタ１０ｂの下部から回収管１０ｅを通じて回収タンク１０ｄへ導出される。
【００３４】
ＥＧＲブロワ１０ｃは、スクラバ１０ａによる再循環ガスを燃焼用ガスの一部として吸い込んで、送出するためのブロワである。図１に示すように、ＥＧＲブロワ１０ｃは、例えばデミスタ１０ｂの上部に設けられている。また、ＥＧＲブロワ１０ｃのガス出側には、ＥＧＲ管１２２の入口端が接続されている。ＥＧＲブロワ１０ｃは、デミスタ１０ｂによってスクラバ水と分離された再循環ガスを、デミスタ１０ｂ内から吸入してＥＧＲ管１２２へ圧送する。このような再循環ガスは、ＥＧＲ管１２２を通じて給気部１１１からの空気と合流し、上述した燃焼用ガスの一部として用いられる。
【００３５】
回収タンク１０ｄは、排ガスの洗浄に使用されたスクラバ水を回収するためのタンクである。図１に示すように、回収タンク１０ｄは、ＥＧＲ装置１０においてデミスタ１０ｂに比べて下方に配置され、回収管１０ｅを介してデミスタ１０ｂと連通している。回収タンク１０ｄは、スクラバ１０ａで排ガスの洗浄に使用されたスクラバ水（図１ではスクラバ水Ｗｂ）を、デミスタ１０ｂから回収管１０ｅを通じて回収する。回収タンク１０ｄは、このように回収したスクラバ水Ｗｂを貯留する。これにより、回収タンク１０ｄは、スクラバ１０ａと水処理装置１８との間で循環されるスクラバ水の元となる浄化処理前のスクラバ水Ｗｂを適宜準備することができる。
【００３６】
ポンプ１０ｆは、排ガスの洗浄に使用されたスクラバ水Ｗｂを水処理装置１８へ送給するためのものである。図１に示すように、ポンプ１０ｆの入側は、回収タンク１０ｄの出口部に設けられている。ポンプ１０ｆの出側には、水処理装置１８に通じる循環管１３１の入口端が接続されている。ポンプ１０ｆは、回収タンク１０ｄからスクラバ水Ｗｂを吸入し、吸入したスクラバ水Ｗｂを、循環管１３１を通じて水処理装置１８へ圧送する。水処理装置１８へ送給されたスクラバ水Ｗｂは、水処理装置１８によって浄化処理がなされた後、循環管１３２を通じて水処理装置１８からスクラバ１０ａへ再び供給される。
【００３７】
なお、特に図示しないが、ＥＧＲ装置１０の運転（具体的にはＥＧＲブロワ１０ｃおよびポンプ１０ｆの各駆動等）は、所定の制御装置によって制御される。ＥＧＲ装置１０は、この制御装置の制御に基づいて、エンジン本体２の負荷（以下、エンジン負荷と言う）が所定の基準エンジン負荷以上である場合に運転する。また、ＥＧＲ装置１０は、この制御装置の制御に基づいて、エンジン負荷が基準エンジン負荷未満である場合に運転停止する。但し、基準エンジン負荷未満となったエンジン負荷が再上昇する可能性があるため、ＥＧＲ装置１０による再循環ガスの流通だけ停止し、水処理装置１８の運転及びスクラバ水の循環は継続することも可能である。
【００３８】
ここで、舶用ディーゼルエンジンの国際的な排ガス規制では、エンジン負荷が２５％以上である場合、ＥＧＲによるＮＯｘ低減を行うことが義務付けられている。したがって、ＥＧＲ装置１０は、エンジン負荷が２５％以上である場合に確実に運転してＮＯｘ低減を行うよう制御される。本実施形態において、ＥＧＲ装置１０の運転前の立ち上げには、ある程度の時間を要するため、ＥＧＲ装置１０は、エンジン負荷が２５％に上昇する前の段階で起動するよう制御される。具体的には、上述した基準エンジン負荷は、国際的な排ガス規制に基づいてＥＧＲ装置１０の運転が必要となるエンジン負荷の最低値（＝２５％）未満、例えば、２０％に設定されることが好ましい。ＥＧＲ装置１０は、エンジン負荷が当該基準エンジン負荷（＝２０％）以上である場合に運転する。
【００３９】
水供給装置１１は、本発明の実施形態に係る排ガス処理の水供給装置の一例であり、舶用ディーゼルエンジン１に設けられている。詳細には、図１に示すように、水供給装置１１は、収集管１２と、凝縮水チャンバ１３と、給水管１４と、供給弁１５と、圧力検出部１６と、チャンバ水位検出部１７と、タンク水位検出部１８ｂと、制御装置１９とを備える。
【００４０】
収集管１２は、冷却器４による冷却後の燃焼用ガスから発生した凝縮水と冷却器４による冷却後の燃焼用ガスのガス圧力とを収集する配管である。図１に示すように、収集管１２は、冷却器４から凝縮水を収集する第１収集管１２ａと、気液分離装置５から凝縮水を収集する第２収集管１２ｂとを備える。第１収集管１２ａは、入口端が冷却器４の排水口に接続され且つ出口端が凝縮水チャンバ１３の入口部に接続され、冷却器４の内部と凝縮水チャンバ１３の内部とを連通させるように設けられている。冷却器４の排水口は、例えば、冷却器４の底部に形成されている。第２収集管１２ｂは、入口端が気液分離装置５の排水口に接続され且つ出口端が第１収集管１２ａの中途部に接続され、第１収集管１２ａを介して気液分離装置５の内部と凝縮水チャンバ１３の内部とを連通させるように設けられている。気液分離装置５の排水口は、例えば、気液分離装置５の底部に形成されている。
【００４１】
本実施形態において、冷却器４の内部では、圧縮機３ａによる加圧圧縮後の高温高圧な燃焼用ガスが冷却され、この冷却後の燃焼用ガスから凝縮水が発生する。このように発生した凝縮水のうち、一部は冷却器４の内部に溜まり、残りは冷却後の燃焼用ガスとともに給気管１１３を通じて気液分離装置５へ送給される。第１収集管１２ａは、この冷却器４の内部に溜まった凝縮水を、冷却後の燃焼用ガスの一部とともに冷却器４から収集する。第２収集管１２ｂは、この冷却後の燃焼用ガスから気液分離装置５によって分離された凝縮水を、この冷却後の燃焼用ガスの一部とともに気液分離装置５から収集する。これらの第１収集管１２ａと第２収集管１２ｂとを備える収集管１２は、冷却器４および気液分離装置５の各々から、上記冷却後の燃焼用ガスの一部とともに凝縮水を収集する。このようにして、収集管１２は、上記冷却後の燃焼用ガスのガス圧力と上記凝縮水とを収集する。収集された凝縮水は、収集管１２により、上記冷却後の燃焼用ガスの一部とともに凝縮水チャンバ１３へ導かれる。
【００４２】
凝縮水チャンバ１３は、上述した凝縮水を貯留するとともに、貯留した凝縮水を供給先装置へ圧送するための圧力を蓄積する圧力容器である。図１に示すように、凝縮水チャンバ１３は、冷却器４および気液分離装置５に比べて低い位置に配置され、収集管１２を介して冷却器４および気液分離装置５の各々と連通している。凝縮水チャンバ１３には、冷却器４および気液分離装置５の各々から収集管１２を通じて、上述した凝縮水が冷却後の燃焼用ガスの一部とともに流入する。凝縮水チャンバ１３は、収集管１２を通じて、上記流入した凝縮水（図１に示す凝縮水Ｗａ）を貯留するとともに、上記流入した燃焼用ガスのガス圧力を蓄積する。
【００４３】
また、図１に示すように、凝縮水チャンバ１３の上部には、ドレン管６が接続されている。ドレン管６は、凝縮水チャンバ１３内の凝縮水Ｗａのうち、凝縮水チャンバ１３の上限水位を超えて貯留される凝縮水の過剰分を凝縮水チャンバ１３から排出する。例えば、ドレン管６は、出口端が下方を向くように舶用ディーゼルエンジン１に設けられ、上記凝縮水の過剰分を凝縮水チャンバ１３から舶用ディーゼルエンジン１の下方へ排出する。一方、このドレン管６の下端近傍部分には、図１に示すように、出口オリフィス７が設けられている。出口オリフィス７は、ドレン管６の出口部分を狭めるものであり、上記ドレン管６による排水機能を確保しながら、凝縮水チャンバ１３に蓄積されるガス圧力の過度な低下を防止する。
【００４４】
ここで、本実施形態では、図１に示すように、凝縮水チャンバ１３と冷却器４および気液分離装置５とは、収集管１２を介して連通している。また、過給機３の圧縮機３ａと冷却器４とは給気管１１２を介して連通し、冷却器４と気液分離装置５とは給気管１１３を介して連通し、気液分離装置５とエンジン本体２の掃気トランク２ｂとは給気管１１４を介して連通している。このような構造において、凝縮水チャンバ１３に蓄積されるガス圧力は、冷却器４、気液分離装置５、収集管１２および給気管１１２〜１１４の各内部を流通する燃焼用ガスのガス圧力に相当する。また、これらの各内部における燃焼用ガスのガス圧力は、掃気トランク２ｂに給気される燃焼用ガスのガス圧力に相当する。すなわち、本実施形態において、凝縮水チャンバ１３に蓄積されるガス圧力は、エンジン本体２の掃気圧Ｐに相当する。なお、上述した出口オリフィス７は、この凝縮水チャンバ１３内のガス圧力の過度な低下を防止することにより、エンジン本体２の掃気圧Ｐの低下を抑制することができる。
【００４５】
また、エンジン本体２の掃気圧Ｐは、掃気トランク２ｂ内の燃焼用ガスのガス圧力であり、排ガスを利用して駆動する過給機３の圧縮機３ａが燃焼用ガスを加圧圧縮することによって得られる。このような掃気圧Ｐは、エンジン負荷との間に所定の相関関係を有する。図２は、本発明の実施形態におけるエンジン本体のエンジン負荷と掃気圧との相関関係の一例を示す図である。エンジン本体２のエンジン負荷Ｘと掃気圧Ｐとの間には、図２中の相関線Ｙによって例示される相関関係がある。特に、上述したＥＧＲ装置１０が運転する場合におけるエンジン負荷Ｘの範囲（本実施形態では基準エンジン負荷（＝２０％）以上、１００％以下）では、図２に示すように、掃気圧Ｐは、エンジン負荷Ｘの上昇に伴って上昇し、エンジン負荷Ｘの低下に伴って低下する。例えば、相関線Ｙは、エンジン負荷Ｘと掃気圧Ｐとの相関関係に基づき、最小二乗法等の手法により、以下に示す関数によって表される。
掃気圧Ｐ＝０．００３×（エンジン負荷Ｘ）−０．０４
この関数に基づき、掃気圧Ｐは、エンジン負荷Ｘが１００％である場合、約０．３ＭＰａであり、エンジン負荷Ｘが２５％である場合、約０．０５ＭＰａである。また、掃気圧Ｐは、エンジン負荷Ｘが基準エンジン負荷（例えば２０％）である場合、約０．０３ＭＰａである。
【００４６】
給水管１４は、凝縮水チャンバ１３に貯留された凝縮水Ｗａを供給先装置へ供給するための配管の一例である。図１に示すように、給水管１４は、凝縮水チャンバ１３と凝縮水Ｗａの供給先装置とを連通するように配置されている。本実施形態において、凝縮水Ｗａの供給先装置は、例えば、ＥＧＲ装置１０における排ガスの一部の洗浄に用いられたスクラバ水Ｗｂを回収する回収タンク１０ｄである。詳細には、給水管１４は、入口端が凝縮水チャンバ１３の所定部分に接続され且つ出口端が回収タンク１０ｄの給水口に接続され、凝縮水チャンバ１３と回収タンク１０ｄとの間でヘッド差ｈが生じるように配置されている。本実施形態では、例えば図１に示すように、凝縮水チャンバ１３の、給水管１４の入口端が接続される所定部分は、凝縮水チャンバ１３の底部近傍の側壁部である。回収タンク１０ｄの、給水管１４の出口端が接続される給水口は、回収タンク１０ｄの上端近傍の側壁部に形成されている。凝縮水Ｗａは、凝縮水チャンバ１３に蓄積されたガス圧力を利用して、凝縮水チャンバ１３から給水管１４を通じて回収タンク１０ｄへ圧送される。これにより、凝縮水Ｗａは、回収タンク１０ｄへ供給される。
【００４７】
ここで、ヘッド差とは、凝縮水Ｗａの供給元装置である凝縮水チャンバ１３の水頭と、凝縮水Ｗａの供給先装置の水頭との高低差として定義される。すなわち、本実施形態では、図１に示すように、凝縮水チャンバ１３と回収タンク１０ｄとのヘッド差ｈは、凝縮水チャンバ１３の水位と給水管１４の出口水位との高低差になる。例えば、凝縮水チャンバ１３の水位は、凝縮水チャンバ１３に貯留されている凝縮水Ｗａの液面Ｓａの高さ方向位置である。給水管１４の出口水位は、給水管１４の出口部分（回収タンク１０ｄの給水口）における内壁上端の高さ方向位置である。これら凝縮水チャンバ１３の水位および給水管１４の出口水位の基準位置は、互いに同じであり、例えば、凝縮水チャンバ１３の底面である。
【００４８】
また、本実施形態において、ヘッド差ｈは、所望の期間中に凝縮水チャンバ１３内のガス圧力を利用して凝縮水チャンバ１３から供給先装置へ凝縮水Ｗａを圧送し得るように設定される。例えば、供給先装置がＥＧＲ装置１０の回収タンク１０ｄである場合、ヘッド差ｈは、ＥＧＲ装置１０の運転中に回収タンク１０ｄへの凝縮水Ｗａの圧送が可能となるように設定される。上述したように、ＥＧＲ装置１０は、エンジン負荷Ｘが基準エンジン負荷以上である場合に運転する。すなわち、ＥＧＲ装置１０の運転中におけるエンジン負荷Ｘの最低値は、上述した基準エンジン負荷（本実施形態では２０％）である。また、凝縮水チャンバ１３内のガス圧力は、上述したように、エンジン本体２の掃気圧Ｐに相当する。したがって、ヘッド差ｈは、基準エンジン負荷に対応するヘッド差以下に設定される。この基準エンジン負荷に対応するヘッド差とは、基準エンジン負荷に応じて決まる掃気圧Ｐを利用して水を圧送することができる低位の供給元装置の水頭と高位の供給先装置の水頭との高低差である。例えば、図２に示したエンジン負荷Ｘと掃気圧Ｐとの相関関係に基づけば、基準エンジン負荷（＝２０％）に応じて決まる掃気圧Ｐは約０．０３ＭＰａであるから、基準エンジン負荷に対応するヘッド差は、水柱換算で３ｍとなる。以上より、凝縮水チャンバ１３と回収タンク１０ｄとのヘッド差ｈは、３ｍ以下である。
【００４９】
上述したようにヘッド差ｈが設定された場合、供給先装置の一例である回収タンク１０ｄは、ヘッド差ｈ（凝縮水チャンバ１３の水位と給水管１４の出口水位とのヘッド差）が基準エンジン負荷に対応するヘッド差（＝３ｍ）以下となり得るように配置される。具体的には、図１に示すように、回収タンク１０ｄは、ヘッド差ｈが３ｍ以下となるように、凝縮水チャンバ１３に比べて高い位置に配置されている。
【００５０】
供給弁１５は、供給先装置へ凝縮水Ｗａを圧送するための給水管を開状態または閉状態にする供給弁の一例である。本実施形態では、図１に示すように、供給弁１５は、給水管１４の中途部に設けられている。供給弁１５は、制御装置１９の制御に基づいて開閉駆動し、これにより、給水管１４を開状態または閉状態にする。
【００５１】
圧力検出部１６は、供給先装置への凝縮水Ｗａの圧送に利用されるガス圧力を検出するものである。例えば、図１に示すように、圧力検出部１６は、エンジン本体２の掃気トランク２ｂ内に設けられる。本実施形態において、圧力検出部１６は、回収タンク１０ｄへの凝縮水Ｗａの圧送に利用されるガス圧力として、凝縮水チャンバ１３内のガス圧力に相当する掃気トランク２ｂ内のガス圧力、すなわち、エンジン本体２の掃気圧Ｐを検出する。その都度、圧力検出部１６は、検出したガス圧力（掃気圧Ｐ）を示す電気信号を制御装置１９に送信する。
【００５２】
チャンバ水位検出部１７は、凝縮水チャンバ１３の水位を検出する水位検出部の一例である。例えば、図１に示すように、チャンバ水位検出部１７は、凝縮水チャンバ１３に設けられ、凝縮水チャンバ１３に予め設定された下限水位Ｌａの位置に検出子を有する。凝縮水チャンバ１３の下限水位Ｌａは、給水管１４を通じての凝縮水Ｗａの圧送を安定して行えるという観点から、給水管１４の入口部分における内壁上端の位置または当該位置よりも高位に設定されることが好ましい。本実施形態において、チャンバ水位検出部１７は、凝縮水チャンバ１３の水位が凝縮水チャンバ１３の下限水位Ｌａ以上であるか否かを検出する。具体的には、チャンバ水位検出部１７は、凝縮水チャンバ１３内の凝縮水Ｗａの液面Ｓａが下限水位Ｌａ以上の高位に位置するか否かを検出する。その都度、チャンバ水位検出部１７は、凝縮水チャンバ１３の水位の検出結果を示す電気信号を制御装置１９に送信する。
【００５３】
タンク水位検出部１８ｂは、水処理装置１８の水処理用タンク１８ａの水位を検出する水位検出部の一例である。例えば、図１に示すように、タンク水位検出部１８ｂは、水処理用タンク１８ａに設けられ、水処理用タンク１８ａに予め設定された上限水位Ｈｂおよび下限水位Ｌｂの各位置に検出子を有する。本実施形態において、タンク水位検出部１８ｂは、水処理用タンク１８ａの水位が水処理用タンク１８ａの上限水位Ｈｂ以上、下限水位Ｌｂ以上かつ上限水位Ｈｂ未満、下限水位Ｌｂ未満のいずれであるかを検出する。具体的には、タンク水位検出部１８ｂは、水処理用タンク１８ａ内のスクラバ水（図１ではスクラバ水Ｗｃ）の液面Ｓｂが上限水位Ｈｂ以上、下限水位Ｌｂ以上かつ上限水位Ｈｂ未満、下限水位Ｌｂ未満のいずれに位置するかを検出する。その都度、タンク水位検出部１８ｂは、水処理用タンク１８ａの水位の検出結果を示す電気信号を制御装置１９に送信する。
【００５４】
水処理装置１８は、排ガスの洗浄に使用されたスクラバ水をＥＧＲ装置１０から回収して浄化処理し、浄化処理後のスクラバ水をＥＧＲ装置１０へ供給する装置の一例である。本実施形態では、図１に示すように、水処理装置１８は、水処理用タンク１８ａと、循環管１３１、１３２とを備え、舶用ディーゼルエンジン１の外部に設けられる。水処理用タンク１８ａは、排ガスの洗浄に使用されたスクラバ水を回収して浄化処理するために用いられるタンクである。循環管１３１、１３２は、ＥＧＲ装置１０と水処理装置１８との間でスクラバ水を循環させるための配管である。水処理装置１８は、循環管１３１を通じてＥＧＲ装置１０の回収タンク１０ｄから使用後のスクラバ水Ｗｂを受け入れる。水処理装置１８は、この受け入れたスクラバ水Ｗｂを水処理用タンク１８ａ内に回収して貯留し、水処理用タンク１８ａ内に貯留したスクラバ水Ｗｂを浄化処理することにより、浄化処理後のスクラバ水Ｗｃを得る。図１には、浄化処理後のスクラバ水Ｗｃを貯蔵した状態の水処理用タンク１８ａが図示されている。水処理装置１８は、ポンプ（図示せず）の作用により、循環管１３２を通じて水処理用タンク１８ａからスクラバ水Ｗｃをスクラバ１０ａへ圧送供給する。
【００５５】
制御装置１９は、水供給装置１１の水供給の実行および停止を制御する装置の一例である。本実施形態において、制御装置１９は、凝縮水チャンバ１３と回収タンク１０ｄとを連通する給水管１４に設けられた供給弁１５の開閉駆動を制御する。具体的には、制御装置１９は、各種プログラムを実行するためのＣＰＵ、メモリおよびシーケンサ等によって構成される。制御装置１９は、圧力検出部１６、チャンバ水位検出部１７およびタンク水位検出部１８ｂ等から電気信号を受信し、受信した電気信号およびエンジン本体２のエンジン負荷Ｘに基づいて、供給弁１５の開閉駆動を制御する。
【００５６】
例えば、制御装置１９は、凝縮水チャンバ１３と回収タンク１０ｄとのヘッド差圧Ｐ（ｈ）と、圧力検出部１６によって検出されたガス圧力（本実施形態では掃気圧Ｐ）との大小関係を判断する。制御装置１９は、検出されたガス圧力がヘッド差圧Ｐ（ｈ）に比べて大きい場合、供給弁１５を開状態に制御し、検出されたガス圧力がヘッド差圧Ｐ（ｈ）以下である場合、供給弁１５を閉状態に制御する。
【００５７】
ここで、ヘッド差ｈは、凝縮水チャンバ１３の水位（凝縮水Ｗａの液面Ｓａの高さ方向位置）が凝縮水Ｗａの貯留と圧送とのバランスに応じて変化することから、当該水位の変化に伴い増減する。例えば、ヘッド差ｈは、凝縮水Ｗａの液面Ｓａが凝縮水チャンバ１３の下限水位Ｌａに向かって低下するに伴い増大し、凝縮水Ｗａの液面Ｓａが凝縮水チャンバ１３の下限水位Ｌａに位置する場合に最大値となる。本実施形態では、ヘッド差ｈの一例として、上記最大値が用いられる。すなわち、ヘッド差圧Ｐ（ｈ）は、凝縮水チャンバ１３と回収タンク１０ｄとの間で取り得るヘッド差ｈの所定範囲のうち最大値に相当する圧力とする。あるいは、チャンバ水位検出部１７が凝縮水チャンバ１３の水位を連続的または所定時間毎に断続的に検出するように構成され、ヘッド差圧Ｐ（ｈ）は、チャンバ水位検出部１７によって検出された凝縮水チャンバ１３の水位と給水管１４の出口水位とのヘッド差ｈに相当する圧力としてもよい。
【００５８】
また、制御装置１９は、チャンバ水位検出部１７によって検出された凝縮水チャンバ１３の水位が凝縮水チャンバ１３の下限水位Ｌａ以上である場合、全ての供給弁（本実施形態では供給弁１５）について、上述したヘッド差圧Ｐ（ｈ）と検出されたガス圧力との大小関係に基づく開閉状態の制御を行う。一方、制御装置１９は、チャンバ水位検出部１７によって検出された凝縮水チャンバ１３の水位が凝縮水チャンバ１３の下限水位Ｌａ未満である場合、全ての供給弁（供給弁１５）を閉状態に制御する。
【００５９】
また、制御装置１９は、タンク水位検出部１８ｂによって検出された水処理用タンク１８ａの水位が水処理用タンク１８ａの上限水位Ｈｂ未満である場合、全ての供給弁（供給弁１５）について、上述したヘッド差圧Ｐ（ｈ）と検出されたガス圧力との大小関係に基づく開閉状態の制御を行う。一方、制御装置１９は、タンク水位検出部１８ｂによって検出された水処理用タンク１８ａの水位が水処理用タンク１８ａの上限水位Ｈｂ以上である場合、全ての供給弁（供給弁１５）を閉状態に制御する。
【００６０】
また、制御装置１９は、エンジン本体２のエンジン負荷Ｘが上述の基準エンジン負荷以上である場合、すなわち、ＥＧＲ装置１０が運転中である場合、全ての供給弁（供給弁１５）について、上述したヘッド差圧Ｐ（ｈ）と検出されたガス圧力との大小関係に基づく開閉状態の制御を行う。一方、制御装置１９は、エンジン本体２のエンジン負荷Ｘが上述の基準エンジン負荷未満である場合、すなわち、ＥＧＲ装置１０が運転停止中である場合、全ての供給弁（供給弁１５）を閉状態に制御する。
【００６１】
つぎに、本発明の実施形態に係る水供給装置１１による水供給方法について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る水供給方法の一例を示すフロー図である。本実施形態に係る水供給方法は、図１に示した舶用ディーゼルエンジン１に適用される排ガス処理の水供給方法である。この水供給方法では、上述した水供給装置１１が、図３に例示されるステップＳ１０１〜Ｓ１０８の各処理を適宜行うことにより、凝縮水チャンバ１３内の蓄圧を利用して供給先装置の一例である回収タンク１０ｄへの凝縮水Ｗａの供給または供給停止を行う。
【００６２】
詳細には、本実施形態に係る水供給方法において、水供給装置１１は、図３に示すように、エンジン本体２の掃気圧下で凝縮水を収集する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１において、収集管１２は、冷却器４による冷却後の燃焼用ガスから発生した凝縮水と当該冷却後の燃焼用ガスのガス圧力とを収集する。
【００６３】
具体的には、収集管１２は、冷却器４の内部に溜まった凝縮水を冷却後の燃焼用ガスの一部とともに冷却器４から収集し、収集した凝縮水と燃焼用ガスとを冷却器４から凝縮水チャンバ１３へ導く。これに並行して、収集管１２は、気液分離装置５が冷却後の燃焼用ガスから分離した凝縮水を当該冷却後の燃焼用ガスの一部とともに気液分離装置５から収集し、収集した凝縮水と燃焼用ガスとを気液分離装置５から凝縮水チャンバ１３へ導く。本実施形態において、冷却後の燃焼用ガスのガス圧力は、エンジン本体２の掃気圧Ｐに相当する。すなわち、ステップＳ１０１において、収集管１２は、掃気圧Ｐのガス圧力を有する燃焼用ガスの一部が混ざった状態の凝縮水を、冷却器４および気液分離装置５の各々から収集して凝縮水チャンバ１３へ導いている。
【００６４】
上述したステップＳ１０１を実行後、水供給装置１１は、掃気圧Ｐとともに凝縮水を貯留する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２において、水供給装置１１は、収集管１２によって収集した凝縮水を凝縮水チャンバ１３に貯留するとともに、この凝縮水とともに収集した燃焼用ガスのガス圧力を凝縮水チャンバ１３に蓄積する。具体的には、凝縮水チャンバ１３は、冷却器４から収集管１２を通じて、冷却後の燃焼用ガスから発生した凝縮水を当該冷却後の燃焼用ガスの一部とともに受け入れる。これに加え、凝縮水チャンバ１３は、気液分離装置５から収集管１２を通じて、冷却後の燃焼用ガスから分離された凝縮水を当該冷却後の燃焼用ガスの一部とともに受け入れる。凝縮水チャンバ１３は、このように受け入れた凝縮水を貯留するとともに、この凝縮水と混ざっていた冷却後の燃焼用ガスのガス圧力を蓄積する。本実施形態において、凝縮水チャンバ１３は、図１に示したように、この蓄積したガス圧力が掛かった状態（図１中の太線矢印参照）で凝縮水Ｗａを貯留する。
【００６５】
上述したステップＳ１０２を実行後、水供給装置１１は、ＥＧＲ装置１０が運転中であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３において、制御装置１９は、エンジン本体２のエンジン負荷Ｘをもとに、ＥＧＲ装置１０が運転中であるか否かを判断する。
【００６６】
例えば、本実施形態において、ＥＧＲ装置１０は、エンジン負荷Ｘが上述した排ガス規制に基づく基準エンジン負荷以上である場合に運転し、エンジン負荷Ｘが基準エンジン負荷未満である場合に運転停止する。これに基づき、制御装置１９は、エンジン負荷Ｘが基準エンジン負荷以上である場合、ＥＧＲ装置１０は運転中であると判断し、エンジン負荷Ｘが基準エンジン負荷未満である場合、ＥＧＲ装置１０は運転停止中であると判断する。なお、エンジン負荷Ｘは、例えば、エンジン本体２の単位時間当たりのエンジン回転数と１サイクルの燃料噴射量とをもとに算出することができる。制御装置１９は、エンジン本体２の制御装置またはセンサ（いずれも図示せず）から上記エンジン回転数および上記燃料噴射量を取得し、これらの取得した情報をもとにエンジン負荷Ｘを導出してもよいし、エンジン本体２の制御装置からエンジン負荷Ｘを取得してもよい。
【００６７】
上述したステップＳ１０３においてＥＧＲ装置１０が運転中であると判断された場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、水供給装置１１は、凝縮水チャンバ１３の水位が凝縮水チャンバ１３の下限水位Ｌａ以上であるか否か判断する（ステップＳ１０４）。
【００６８】
このステップＳ１０４において、水供給装置１１は、凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ以上であるか否かをチャンバ水位検出部１７によって検出する。チャンバ水位検出部１７は、凝縮水チャンバ１３の水位の検出結果を示す電気信号を制御装置１９に送信する。制御装置１９は、チャンバ水位検出部１７からの電気信号を受信し、この受信した電気信号によって示される凝縮水チャンバ１３の水位の検出結果をもとに、凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ以上であるか否かを判断する。
【００６９】
具体的には、制御装置１９は、凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ以上であるという検出結果を示す電気信号をチャンバ水位検出部１７から受信した場合、凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ以上であると判断する。また、制御装置１９は、凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ未満であるという検出結果を示す電気信号をチャンバ水位検出部１７から受信した場合、凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ以上ではない（下限水位Ｌａ未満である）と判断する。
【００７０】
上述したステップＳ１０４において凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ以上であると判断された場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、水供給装置１１は、水処理用タンク１８ａの水位が水処理用タンク１８ａの上限水位Ｈｂ未満であるか否か判断する（ステップＳ１０５）。
【００７１】
このステップＳ１０５において、水供給装置１１は、水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ未満であるか否かをタンク水位検出部１８ｂによって検出する。タンク水位検出部１８ｂは、水処理用タンク１８ａの水位の検出結果を示す電気信号を制御装置１９に送信する。制御装置１９は、タンク水位検出部１８ｂからの電気信号を受信し、この受信した電気信号によって示される水処理用タンク１８ａの水位の検出結果をもとに、水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ未満であるか否かを判断する。
【００７２】
具体的には、制御装置１９は、水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ未満であるという検出結果を示す電気信号をタンク水位検出部１８ｂから受信した場合、水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ未満であると判断する。また、制御装置１９は、水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ以上であるという検出結果を示す電気信号をタンク水位検出部１８ｂから受信した場合、水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ未満ではない（上限水位Ｈｂ以上である）と判断する。
【００７３】
上述したステップＳ１０５において水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ未満であると判断された場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、水供給装置１１は、凝縮水チャンバ１３に蓄積されているガス圧力とヘッド差圧Ｐ（ｈ）との大小関係を判断する（ステップＳ１０６）。ヘッド差圧Ｐ（ｈ）は、凝縮水チャンバ１３の水位と給水管１４の出口水位とのヘッド差ｈ（図１参照）に相当する圧力である。
【００７４】
このステップＳ１０６において、水供給装置１１は、凝縮水チャンバ１３内の凝縮水Ｗａに掛かるガス圧力を圧力検出部１６によって検出する。圧力検出部１６は、このガス圧力として、例えば、掃気トランク２ｂ内の燃焼用ガスのガス圧力（すなわちエンジン本体２の掃気圧Ｐ）を検出し、この検出した掃気圧Ｐを示す電気信号を制御装置１９に送信する。制御装置１９は、圧力検出部１６からの電気信号を受信し、この受信した電気信号によって示される検出圧力（本実施形態では掃気圧Ｐ）とヘッド差圧Ｐ（ｈ）とを比較する。これにより、制御装置１９は、これらの掃気圧Ｐとヘッド差圧Ｐ（ｈ）との大小関係を判断する。
【００７５】
上述したステップＳ１０６において、検出された掃気圧Ｐがヘッド差圧Ｐ（ｈ）に比べて大きいと制御装置１９が判断した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、水供給装置１１は、供給弁１５を開いて凝縮水Ｗａを供給先装置へ圧送する（ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７において、制御装置１９は、供給弁１５を開状態に制御する。供給弁１５は、この制御装置１９の制御に基づいて開駆動し、これにより、給水管１４を開放する。この結果、水供給装置１１は、凝縮水チャンバ１３に蓄積されたガス圧力（＝掃気圧Ｐ）を利用して、凝縮水チャンバ１３から給水管１４を通じて回収タンク１０ｄへ凝縮水Ｗａを圧送供給する。
【００７６】
一方、上述したステップＳ１０６において、検出された掃気圧Ｐがヘッド差圧Ｐ（ｈ）以下であると制御装置１９が判断した場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、水供給装置１１は、供給弁１５を閉じる（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８において、制御装置１９は、供給弁１５を閉状態に制御する。供給弁１５は、この制御装置１９の制御に基づいて閉駆動し、これにより、給水管１４を閉塞する。この結果、水供給装置１１は、凝縮水チャンバ１３から回収タンク１０ｄへの凝縮水Ｗａの圧送供給を停止する。
【００７７】
上述したステップＳ１０７またはステップＳ１０８を実行後、水供給装置１１は、上述したステップＳ１０１に戻り、このステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。また、上述したステップＳ１０３においてＥＧＲ装置１０が運転中ではないと判断された場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、水供給装置１１は、上述したステップＳ１０８に進み、このステップＳ１０８以降の処理を繰り返す。また、上述したステップＳ１０４において凝縮水チャンバ１３の水位が下限水位Ｌａ以上ではないと判断された場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、水供給装置１１は、上述したステップＳ１０８に進み、このステップＳ１０８以降の処理を繰り返す。また、上述したステップＳ１０５において水処理用タンク１８ａの水位が上限水位Ｈｂ未満ではないと判断された場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、水供給装置１１は、上述したステップＳ１０８に進み、このステップＳ１０８以降の処理を繰り返す。
【００７８】
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る排ガス処理の水供給装置１１では、過給機３によって加圧圧縮され且つ冷却器４によって冷却された燃焼用ガス（冷却後の燃焼用ガス）から発生した凝縮水と、この冷却後の燃焼用ガスによるガス圧力とを収集管１２によって収集し、収集した凝縮水を凝縮水チャンバ１３に貯留するとともに、エンジン本体２の掃気圧Ｐに相当する当該ガス圧力を凝縮水チャンバ１３に蓄積し、凝縮水チャンバ１３に蓄積されたガス圧力を利用して、凝縮水チャンバ１３から給水管１４を通じて供給先装置の一例である回収タンク１０ｄへ凝縮水Ｗａを圧送している。上記の構成により、タンクから配管を通じて供給先装置へ給水する際に従来必要とされていたポンプおよびこれの付帯設備を設置しなくとも、舶用ディーゼルエンジン１の掃気圧Ｐに相当する燃焼用ガスのガス圧力を凝縮水Ｗａの圧送に有効利用して、凝縮水チャンバ１３から給水管１４を通じてＥＧＲ装置１０の回収タンク１０ｄへ凝縮水Ｗａを供給することができる。このため、上記ポンプおよびこれに付帯設備の設置に要したスペースを省くことができるとともに、凝縮水Ｗａの貯留容器として従来のタンクを、これよりも小型の凝縮水チャンバ１３に置き換えることができる。
【００７９】
また、舶用ディーゼルエンジン１の排ガス処理を担うＥＧＲ装置１０は、エンジン本体２のエンジン負荷Ｘが所定の基準エンジン負荷以上（例えば２０％以上）である場合に運転するようにし、供給先装置（回収タンク１０ｄ）は、凝縮水チャンバ１３の水位と給水管１４の出口水位とのヘッド差ｈが上記基準エンジン負荷に対応するヘッド差以下（例えば水柱換算で３ｍ以下）となり得る位置に配置されている。上記の構成により、凝縮水Ｗａの圧送に利用される掃気圧Ｐが、たとえ基準エンジン負荷に応じた掃気圧、すなわち、ＥＧＲ装置１０の運転時におけるエンジン負荷Ｘの最低値に応じて決まる掃気圧であっても、供給先装置への凝縮水Ｗａの圧送を行うことができる。このため、舶用ディーゼルエンジン１の国際的な排ガス規制に基づいてＥＧＲ装置１０の運転が義務付けられるエンジン負荷の範囲（２５％以上）において、回収タンク１０ｄに対し、掃気圧Ｐを利用して凝縮水Ｗａを確実に圧送供給することが可能となる。
【００８０】
ここで、排ガス処理の水供給に必要な設備の設置スペースを省スペース化するためにポンプおよび付帯設備を省いた場合、当該ポンプの代わりに凝縮水を圧送するための圧力が必要となる。このような圧力として、シリンダ内の掃気等を行うべくエンジン本体２へ給気される燃焼用ガスのガス圧力、すなわち、エンジン本体２の掃気圧Ｐが有効である。掃気圧Ｐはエンジン負荷Ｘの低下に伴って低下するが、上記ヘッド差ｈが成り立つように供給先装置を配置することにより、ＥＧＲ装置１０の運転中において凝縮水Ｗａの圧送に必要な掃気圧Ｐを安定して得ることができる。
【００８１】
以上の結果、供給先装置への水供給機能を低下させることなく、この水供給機能に必要なチャンバや配管等の設備の設置スペースを省スペース化することができる。特に、供給先装置が回収タンク１０ｄである場合、ＥＧＲ装置１０に対してスクラバ水の不足分を補うように凝縮水Ｗａを効率よく圧送供給することができる。
【００８２】
なお、上述した実施形態では、ＥＧＲ装置１０の回収タンク１０ｄを凝縮水Ｗａの供給先装置としていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明における凝縮水Ｗａの供給先装置は、排ガスの一部をスクラバ水を用いて洗浄するスクラバ１０ａであってもよいし、スクラバ水を回収するためのデミスタ１０ｂまたは回収タンク１０ｄであってもよいし、排ガスの一部の洗浄に用いられたスクラバ水を浄化処理するための水処理用タンク１８ａであってもよい。あるいは、凝縮水Ｗａの供給先装置は、これらのスクラバ１０ａ、デミスタ１０ｂ、回収タンク１０ｄおよび水処理用タンク１８ａのうち少なくとも一つであってもよい。例えば、凝縮水Ｗａの供給先装置がスクラバ１０ａである場合、凝縮水チャンバ１３から給水管１４を通じてスクラバ１０ａに供給された凝縮水は、スクラバ１０ａ自体（例えば噴射ノズルやフィルタ等）を洗浄するために用いられるとともに、排ガスを洗浄する効果も奏する。
【００８３】
また、上述した実施形態では、ＥＧＲ装置１０を運転させるか否かの基準となる基準エンジン負荷を２０％としていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、基準エンジン負荷は、舶用ディーゼルエンジンの国際的な排ガス規制によってＥＧＲ装置の運転が義務付けられているエンジン負荷の最低値（＝２５％）と同じ値であってもよいし、この最低値未満となる所望の値であってもよい。
【００８４】
また、上述した実施形態では、凝縮水チャンバ１３と供給先装置とのヘッド差ｈを、基準エンジン負荷が２０％であることに基づいて３ｍ以下としていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記ヘッド差ｈは、舶用ディーゼルエンジンの国際的な排ガス規制によってＥＧＲ装置の運転が義務付けられているエンジン負荷の最低値に対応するヘッド差未満、すなわち、当該エンジン負荷の最低値に応じて決まる掃気圧を利用して水を圧送することができる低位の供給元装置の水頭と高位の供給先装置の水頭との高低差未満であってもよい。
【００８５】
また、上述した実施形態では、凝縮水Ｗａに加わるガス圧力（エンジン本体２の掃気圧Ｐに相当するガス圧力）を検出する圧力検出部１６がエンジン本体２の掃気トランク２ｂに配置されていたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、圧力検出部１６の配置箇所は、上記ガス圧力を検出し得る箇所であればよく、例えば、冷却器４であってもよいし、気液分離装置５であってもよいし、凝縮水チャンバ１３であってもよいし、収集管１２であってもよいし、給気管１１３、１１４であってもよい。
【００８６】
また、上述した実施形態では、デミスタ１０ｂとは別体の回収タンク１０ｄを備えたＥＧＲ装置１０を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、デミスタ１０ｂは、回収タンク１０ｄと一体化された構造のものであってもよく、排ガスの洗浄に使用されたスクラバ水Ｗｂを再循環ガスから分離回収して貯留するものであってもよい。
【００８７】
また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１  舶用ディーゼルエンジン
２  エンジン本体
２ａ  シリンダ
２ｂ  掃気トランク
２ｃ  排気マニホールド
３  過給機
３ａ  圧縮機
３ｂ  タービン
３ｃ  回転軸
４  冷却器
５  気液分離装置
６  ドレン管
７  出口オリフィス
１０  ＥＧＲ装置
１０ａ  スクラバ
１０ｂ  デミスタ
１０ｃ  ＥＧＲブロワ
１０ｄ  回収タンク
１０ｅ  回収管
１０ｆ  ポンプ
１１  水供給装置
１２  収集管
１２ａ  第１収集管
１２ｂ  第２収集管
１３  凝縮水チャンバ
１４  給水管
１５  供給弁
１６  圧力検出部
１７  チャンバ水位検出部
１８  水処理装置
１８ａ  水処理用タンク
１８ｂ  タンク水位検出部
１９  制御装置
１０１、１０２  排気管
１１１  給気部
１１２、１１３、１１４  給気管
１２１、１２２  ＥＧＲ管
１３１、１３２  循環管
Ｓａ、Ｓｂ  液面
Ｗａ  凝縮水
Ｗｂ、Ｗｃ  スクラバ水
【要約】
【課題】水供給機能を低下させることなく、水供給機能に必要な設備の設置スペースを省スペース化することができる排ガス処理の水供給装置を提供すること。
【解決手段】排ガス処理の水供給装置は、過給機によって加圧圧縮され且つ冷却器によって冷却された燃焼用ガスから発生した凝縮水と冷却後の前記燃焼用ガスによるガス圧力とを収集する収集管と、前記収集管を通じて前記凝縮水を貯留するとともに前記ガス圧力を蓄積する凝縮水チャンバと、前記凝縮水チャンバと前記凝縮水の供給先装置とを連通する給水管と、を備える。前記凝縮水チャンバの水位と前記給水管の出口水位とのヘッド差がＥＧＲ装置の運転開始の基準となる基準エンジン負荷に対応するヘッド差以下となり得る位置に、前記供給先装置が配置される。前記凝縮水は、掃気圧に相当する前記ガス圧力を利用して、前記凝縮水チャンバから前記給水管を通じて前記供給先装置へ圧送される。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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