脫硝裝置的控制裝置、脫硝裝置、及脫硝裝置的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫硝裝置的控制裝置、脫硝裝置、及脫硝裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，柴油機等內(nèi)燃機的廢氣中含有N0x、S0x、以及煤塵等有害物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境造成負荷的物質(zhì)。因此，提出有各種不排出這種有害物質(zhì)的方法。
[0003]作為減少有害物質(zhì)的代表性方法有能夠減少NOx的廢氣再循環(huán)(Exhaust GasRecircuLat1n:EGR)方法。這是將通過燃燒而產(chǎn)生的廢氣的一部分混入燃燒用空氣后進行燃燒，并通過降低燃燒溫度而實現(xiàn)NOx的減少的方式。
[0004]專利文獻I中記載有用于使汽車柴油機的廢氣再循環(huán)而進行冷卻的裝置。專利文獻I中記載的裝置具有通過廢氣渦輪被驅(qū)動的壓縮機，廢氣渦輪的下游側(cè)和增壓器的上游側(cè)通過廢氣再循環(huán)路得到連接。
以往技術(shù)文獻專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特表2009-511797號公報
發(fā)明的概要
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0006]專利文獻I中記載的發(fā)動機中，廢氣再循環(huán)路在壓縮機的跟前與空氣的吸入管連接，廢氣和空氣在吸入管內(nèi)被混和之后供給到壓縮機。在此，例如在船舶等中具備的大型發(fā)動機用壓縮機中，沒有專利文獻I所記載的空氣的吸入管，而在壓縮機的跟前設置有使廢氣和空氣混合后導向壓縮機的混合機構(gòu)。而且，在大型發(fā)動機用增壓器中，利用專利文獻I中記載的發(fā)動機所不具備的送風機，將廢氣供給到混合機構(gòu)。
因此，在大型發(fā)動機用增壓器中，若廢氣的壓力較高，則廢氣有可能從與混合機構(gòu)連接的空氣的吸入口向系統(tǒng)外排出。
[0007]本發(fā)明鑒于這種情況而作出，其目的在于提供一種能夠防止應送往內(nèi)燃機的廢氣向系統(tǒng)外泄露的脫硝裝置的控制裝置、脫硝裝置、及脫硝裝置的控制方法。
用于解決技術(shù)課題的手段
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明的脫硝裝置的控制裝置、脫硝裝置、及脫硝裝置的控制方法采用如下方法。
[0009]本發(fā)明的第一實施方式所涉及的脫硝裝置的控制裝置，所述脫硝裝置具備:廢氣渦輪，通過內(nèi)燃機排出的廢氣而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；壓縮機，通過所述廢氣渦輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將從吸入口吸引的空氣和所述廢氣的一部分壓縮，并向所述內(nèi)燃機送出；混合機構(gòu)，將所述空氣和所述廢氣混合后導向所述吸入口 ；空氣導入機構(gòu)，與所述混合機構(gòu)連接，并且將所述空氣導向所述混合機構(gòu)；及送風機，將所述廢氣向所述混合機構(gòu)送出，所述脫硝裝置的控制裝置具備:壓力測定機構(gòu)，測定導向所述壓縮機的氣體的壓力；及轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)，控制所述送風機的轉(zhuǎn)速，以使所述壓力測定機構(gòu)所測定的壓力測定值低于大氣壓。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，脫硝裝置具備:廢氣渦輪，通過內(nèi)燃機排出的廢氣而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；及壓縮機，通過廢氣渦輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將從吸入口吸引的空氣和廢氣壓縮，并向內(nèi)燃機送出。即，由廢氣渦輪和壓縮機形成增壓器。并且，在壓縮機連接有將空氣和廢氣混合后導向吸入口的混合機構(gòu)、及將空氣導向混合機構(gòu)的空氣導入機構(gòu)。并且，脫硝裝置具備將廢氣向混合機構(gòu)送出的送風機。
[0011]在此，若送往壓縮機的廢氣的壓力較高，則廢氣很可能從空氣導入機構(gòu)向系統(tǒng)外泄露。
因此，脫硝裝置的控制裝置通過壓力測定機構(gòu)測定導向壓縮機的氣體的壓力。另外，由壓力測定機構(gòu)測定的氣體是廢氣、空氣、或廢氣和空氣的混合氣體。
而且，通過轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)控制所述送風機的轉(zhuǎn)速，以使壓力測定機構(gòu)所測定的壓力測定值低于大氣壓。通過使壓力測定機構(gòu)所測定的壓力測定值低于大氣壓，送往壓縮機的廢氣的壓力相對于大氣壓成為負壓。若送往壓縮機的廢氣的壓力相對于大氣壓成為負壓，則廢氣不會從空氣導入機構(gòu)向系統(tǒng)外泄露。
[0012]如上所述，上述結(jié)構(gòu)能夠防止應送往內(nèi)燃機的廢氣向系統(tǒng)外泄露。
[0013]在上述第一實施方式中，所述轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)控制所述送風機的轉(zhuǎn)速，以使所述壓力測定值成為與掃氣壓力、所述壓縮機的轉(zhuǎn)速、所述內(nèi)燃機的負荷、及所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速中的任一種相對應的上限值以下。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠防止應送往內(nèi)燃機的廢氣向系統(tǒng)外泄露，并且能夠?qū)⒃搹U氣設為與內(nèi)燃機的動作相對應的適當?shù)牧俊?br>[0015]在上述第一實施方式中，所述脫硝裝置設置在船舶，所述上限值具有與所述船舶運行中可預見的所述內(nèi)燃機的負荷變動相對應的范圍。
[0016]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠更可靠地防止應送往內(nèi)燃機的廢氣向系統(tǒng)外泄露。
[0017]在上述第一實施方式中，所述轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)對根據(jù)供給到所述內(nèi)燃機的氧氣濃度計算出的所述送風機的轉(zhuǎn)速進行補正，以使所述壓力測定值低于大氣壓。
[0018]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，以供給到內(nèi)燃機的氧氣濃度為基準對送風機的轉(zhuǎn)速進行控制，因此，能夠抑制內(nèi)燃機的性能下降，并且能夠防止應送往內(nèi)燃機的廢氣向系統(tǒng)外泄露。
[0019]本發(fā)明的第二實施方式所涉及的脫硝裝置，其具備:廢氣渦輪，通過內(nèi)燃機排出的廢氣而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；壓縮機，通過所述廢氣渦輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將從吸入口吸引的空氣和所述廢氣的一部分壓縮，并向所述內(nèi)燃機送出；混合機構(gòu)，將所述空氣和所述廢氣混合后導向所述吸入口 ；空氣導入機構(gòu)，與所述混合機構(gòu)連接，并且將所述空氣導向所述混合機構(gòu)；送風機，將所述廢氣向所述混合機構(gòu)送出；及控制裝置，其具有測定導向所述壓縮機的氣體的壓力的壓力測定機構(gòu)、和控制所述送風機的轉(zhuǎn)速，以使所述壓力測定機構(gòu)所測定的壓力測定值低于大氣壓的轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)。
[0020]本發(fā)明的第三實施方式所涉及的脫硝裝置的控制方法，所述脫硝裝置具備:廢氣渦輪，通過內(nèi)燃機排出的廢氣而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；壓縮機，通過所述廢氣渦輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將從吸入口吸引的空氣和所述廢氣壓縮，并向所述內(nèi)燃機送出；混合機構(gòu)，將所述空氣和所述廢氣混合后導向所述吸入口 ；空氣導入機構(gòu)，與所述混合機構(gòu)連接，并且將所述空氣導向所述混合機構(gòu)；及送風機，將所述廢氣向所述混合機構(gòu)送出，所述脫硝裝置的控制方法具備:第一工序，通過壓力測定機構(gòu)測定導向所述壓縮機的氣體的壓力；及第二工序，控制所述送風機的轉(zhuǎn)速，以使所述壓力測定機構(gòu)所測定的壓力測定值低于大氣壓。
發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，具有如下優(yōu)異效果:能夠防止應送往內(nèi)燃機的廢氣向系統(tǒng)外泄露。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的脫硝裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的實施方式所涉及的增壓器的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式所涉及的送風機轉(zhuǎn)速控制部的功能模塊圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，參考附圖對本發(fā)明所涉及的脫硝裝置的控制裝置、脫硝裝置、及脫硝裝置的控制方法的一種實施方式進行說明。
[0024]圖1是本實施方式所涉及的脫硝裝置10的概略結(jié)構(gòu)圖。
本實施方式所涉及的脫硝裝置10作為一例是船用脫硝裝置，其設置在內(nèi)燃機(本實施方式中為柴油機12)。
[0025]如圖1所示，脫硝裝置10具備增壓器14和EGR送風機16。
[0026]增壓器14具備廢氣渦輪18及壓縮機20。
[0027]廢氣渦輪18通過由柴油機12排出的廢氣而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0028]壓縮機20將通過廢氣渦輪18的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而從吸入口吸引的空氣和廢氣的一部分(以下，稱作“EGR氣體”)進行壓縮并向柴油機12送出。另外，壓縮機20設置在旋轉(zhuǎn)軸22的另一端，而在旋轉(zhuǎn)軸22的一端設置有廢氣渦輪18。并且，壓縮機20連接有:將空氣和EGR氣體混合后導向壓縮機20的吸入口的混合機構(gòu)即返回氣體用殼體24(也可參照圖2);將空氣導向返回氣體用殼體24的空氣引導機構(gòu)即消音器26 (也可參照圖2)。
另外，從壓縮機20送出的空氣和EGR氣體的混合氣體被空氣冷卻器28冷卻之后供給到柴油機12。
[0029]在廢氣渦輪18中流通的廢氣經(jīng)由再循環(huán)路30向壓縮機20流通。另外，在本實施方式中，在再循環(huán)路30中流通的廢氣為廢氣渦輪18中流通的廢氣的一部分，以下稱之為“EGR氣體”。不在再循環(huán)路30中流通的廢氣從煙囪向系統(tǒng)外排出。
[0030]再循環(huán)路30從上游側(cè)依次具備:EGR閥32、EGR洗滌器34、EGR送風機16。
[0031]EGR閥32調(diào)整向再循環(huán)路30流通的EGR氣體的流量。
[0032]EGR洗滌器34具備水處理裝置35，通過水清洗EGR氣體來去除EGR氣體中含有的煤等。
[0033]EGR送風機16將EGR氣體向壓縮機20送出。
[0034]并且，本實施方式所涉及的脫硝裝置10具備用于測定導向壓縮機20的氣體的壓力的壓力傳感器38。另外，由壓力傳感器38測定的氣體為EGR氣體、空氣、或廢氣和空氣的混合氣體。
[0035]脫硝裝置10受脫硝裝置控制裝置40的控制。脫硝裝置控制裝置40具備送風機轉(zhuǎn)速控制部42以控制EGR送風機16的轉(zhuǎn)速，從而使由壓力傳感器38測定的壓力測定值小于大氣壓。
[0036]圖2是增壓器14的結(jié)構(gòu)圖。
[0037]廢氣渦輪18具有:渦輪殼體50、通過從柴油機12供給的廢氣而旋轉(zhuǎn)的渦輪圓盤52、設置在蝸輪圓盤52的周向上的渦輪葉片54。
渦輪殼體50以覆蓋渦輪圓盤52和渦輪葉片54的方式設置。渦輪殼體50具有:廢氣從柴油機12的廢氣集合管(未圖示)被引導過來的渦輪殼體入