[发明专利]船用内燃机及其运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及特别适用于二冲程低速柴油机的适宜的船用内燃机及其运转方法。

背景技术

伴随着近年来人们对环保越来越关心，有必要减少从船舶的主机例如二冲程低速柴油机排出的废气中所包含的氮氧化物(以下标记为NO_X)。为实现NO_X的减少，一般已知的是使柴油机的废气通过脱氮催化剂的方法(例如，参照专利文献1和2)。

在这里，作为脱氮催化剂，一般采用基于选择性还原法(SCR法)的催化剂，SCR法以氨等作为还原剂还原成氮。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特公平07-006380号公报

专利文献2：(日本)特开平05-288040号公报

发明内容

发明解决的问题

然而，在上述的二冲程低速柴油机中，在具有涡轮增压器的情况下，从涡轮增压器排出的废气的温度处于300℃以下。

一般来说，在脱氮催化剂中的NO_X还原反应优选在比300℃至320℃高的温度下进行，因此若使低温废气通过脱氮催化剂，则存在脱氮催化剂会在短时间内恶化，且降低减少NO_X的效果的问题。

为解决上述问题，已知一种将脱氮催化剂配置在二冲程低速柴油机与涡轮增压器之间，换句话说，将脱氮催化剂配置在涡轮增压器的入口上游侧，以把温度下降前的高温废气导入脱氮催化剂的方法。

然而，若将脱氮催化剂配置在涡轮增压器的入口上游侧，则由于脱氮催化剂具有热容量而作为缓冲部起作用，在像柴油机起动时、停止时等那样的过渡性地负荷发生了变动的情况下，存在涡轮增压器的转速不追随负荷的变动或延迟的问题。

另一方面，还考虑一种将脱氮催化剂配置在涡轮增压器的下游侧，并在该涡轮增压器与脱氮催化剂之间配置使燃料燃烧的燃烧器，以升高被导入该脱氮催化剂内的废气的温度的方法。

然而，在燃烧器中燃烧的燃料的能量仅用于升高废气的温度，并被排放到系统外部而无法回收，所以存在没有被有效利用的问题。

因此，为解决上述问题，提出一种在柴油机的燃烧室与增压器之间具有燃烧器部的带脱氮部内燃机，该燃烧器部向废气喷射燃料并进行燃烧，以升高废气的温度。

然而，在将这样的带脱氮部的内燃机装载于船舶上作为例如主机用的内燃机使用，且如图8所示该内燃机的发电量保持一定，而与增压器吸入(吸进)的空气的温度变化无关的情况下，若增压器吸入的空气的温度升高，则从该增压器供应给燃烧室的增压空气的压力(扫气压力)减小；另一方面，若增压器吸入的空气的温度降低，则从该增压器供应给燃烧室的增压空气的压力增大。其结果，若增压器吸入的空气的温度升高，则在燃烧室中产生的废气以及流入排气集合部内(从多个燃烧室经由排气管排出的废气流入)的废气的温度上升。另一方面，若增压器吸入的空气的温度降低，则在燃烧室中产生的废气以及流入排气集合部内的废气的温度下降。因此，在增压器吸入的空气的温度较高的情况下，从燃烧器部的喷嘴部喷出少量燃料，并使从该燃烧器部的喷嘴部喷射的少量燃料燃烧。在增压器吸入的空气的温度较低的情况下，从燃烧器部的喷嘴部喷出大量燃料，并使从该燃烧器部的喷嘴部喷射的大量燃料燃烧，结果是，作为燃烧器部的喷嘴部，需要是在增压器吸入的空气的温度较低的情况下能够喷出大量燃料的大容量(大型)喷嘴部。另外，在增压器吸入的空气的温度较低的情况下，由于从燃烧器部的喷嘴部喷出大量燃料，所以需要大量的燃料。

本发明旨在解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现喷嘴部的小型化且能减少喷嘴部所消耗的燃料的船用内燃机及其运转方法。

解决问题的手段

为达成上述目的，本发明提供以下手段。

对于依据本发明第一方式的船用内燃机的运转方法，船用内燃机包括：燃烧室，接收所供给的空气和燃料，产生旋转驱动力并排出废气；增压器，被从该燃烧室排出的所述废气驱动，并对供应给所述燃烧室的空气进行增压；脱氮部，具有还原从该增压器排出的废气中所包含的氮氧化物的催化剂；燃烧器部，在所述燃烧室与所述增压器之间向所述废气喷射燃料并进行燃烧；以及发电部，被所述增压器驱动进行发电，在所述船用内燃机的运转方法中，增减所述发电部中的发电量，以使得在内燃机负荷相同的情况下，从所述增压器供应给所述燃烧室的增压空气的压力保持一定，而与所述增压器吸入的空气的温度变化无关。