(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024121951
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】エンジンシステム
(51)【国際特許分類】
F02D 23/00 20060101AFI20240902BHJP
F02B 37/00 20060101ALI20240902BHJP
【ＦＩ】
F02D23/00 J
F02B37/00 302F
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023029212
(22)【出願日】2023-02-28
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）２０２１年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「グリーンイノベーション基金事業／次世代船舶の開発／水素燃料船の開発」委託研究の研究成果に係る産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】堀江 尚
(72)【発明者】
【氏名】前田 義人
(72)【発明者】
【氏名】近藤 祐太
(72)【発明者】
【氏名】阪本 智浩
(72)【発明者】
【氏名】今野 海航
(72)【発明者】
【氏名】中山 恭太郎
(72)【発明者】
【氏名】平山 永遠
【テーマコード（参考）】
3G005
3G092
【Ｆターム（参考）】
3G005EA03
3G005EA24
3G005EA26
3G005FA07
3G092AA17
3G092AA18
3G092DB03
3G092DC08
3G092EA11
3G092FA05
(57)【要約】
【課題】ＥＧＲを実行するか否かにより過給機の切り替えを行うことができるエンジンシステムを提供する。
【解決手段】一実施形態に係るエンジンシステム１は、エンジン２、主過給機３およびＥＧＲ過給機５を含む。また、エンジンシステム１は、第１並列給気路４１、第２並列給気路６１、主給気路２１、主排気路２２、第１並列排気路４３、第２並列排気路６３、ＥＧＲ通路７１、第１ジェットアシスト路８１および第２ジェットアシスト路８３を含む。さらに、エンジンシステム１は、第１給気遮断弁４２、第２給気遮断弁６２、第１排気遮断弁４４、第２排気遮断弁６４、第１放風弁４６、第２放風弁６６、ＥＧＲブロワ７３、ＥＧＲ遮断弁７２，７４、第１ジェットアシスト弁８２および第２ジェットアシスト弁８４を制御する制御装置９を含む。
【選択図】図１
【解決手段】一実施形態に係るエンジンシステム１は、エンジン２、主過給機３およびＥＧＲ過給機５を含む。また、エンジンシステム１は、第１並列給気路４１、第２並列給気路６１、主給気路２１、主排気路２２、第１並列排気路４３、第２並列排気路６３、ＥＧＲ通路７１、第１ジェットアシスト路８１および第２ジェットアシスト路８３を含む。さらに、エンジンシステム１は、第１給気遮断弁４２、第２給気遮断弁６２、第１排気遮断弁４４、第２排気遮断弁６４、第１放風弁４６、第２放風弁６６、ＥＧＲブロワ７３、ＥＧＲ遮断弁７２，７４、第１ジェットアシスト弁８２および第２ジェットアシスト弁８４を制御する制御装置９を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主給気路および主排気路が接続されたレシプロエンジンと、
前記主給気路と前記主排気路とを接続するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲブロワおよび少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁と、
第１並列給気路により前記主給気路と接続された第１圧縮機、および第１並列排気路により前記主排気路と接続された第１タービンを含む主過給機と、
第２並列給気路により前記主給気路と接続された第２圧縮機、および第２並列排気路により前記主排気路と接続された第２タービンを含むＥＧＲ過給機と、
前記第１並列給気路および前記第１並列排気路にそれぞれ設けられた第１給気遮断弁および第１排気遮断弁と、
前記第２並列給気路および前記第２並列排気路にそれぞれ設けられた第２給気遮断弁および第２排気遮断弁と、
前記第１給気遮断弁の上流側で前記第１並列給気路から分岐する第１放風路に設けられた第１放風弁と、
前記第２給気遮断弁の上流側で前記第２並列給気路から分岐する第２放風路に設けられた第２放風弁と、
前記第１圧縮機へジェットアシストエアを導く第１ジェットアシスト路に設けられた第１ジェットアシスト弁と、
前記第２圧縮機へジェットアシストエアを導く第２ジェットアシスト路に設けられた第２ジェットアシスト弁と、
前記ＥＧＲブロワ、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記第１給気遮断弁、前記第１排気遮断弁、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を制御する制御装置と、
を備える、エンジンシステム。
前記主給気路と前記主排気路とを接続するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲブロワおよび少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁と、
第１並列給気路により前記主給気路と接続された第１圧縮機、および第１並列排気路により前記主排気路と接続された第１タービンを含む主過給機と、
第２並列給気路により前記主給気路と接続された第２圧縮機、および第２並列排気路により前記主排気路と接続された第２タービンを含むＥＧＲ過給機と、
前記第１並列給気路および前記第１並列排気路にそれぞれ設けられた第１給気遮断弁および第１排気遮断弁と、
前記第２並列給気路および前記第２並列排気路にそれぞれ設けられた第２給気遮断弁および第２排気遮断弁と、
前記第１給気遮断弁の上流側で前記第１並列給気路から分岐する第１放風路に設けられた第１放風弁と、
前記第２給気遮断弁の上流側で前記第２並列給気路から分岐する第２放風路に設けられた第２放風弁と、
前記第１圧縮機へジェットアシストエアを導く第１ジェットアシスト路に設けられた第１ジェットアシスト弁と、
前記第２圧縮機へジェットアシストエアを導く第２ジェットアシスト路に設けられた第２ジェットアシスト弁と、
前記ＥＧＲブロワ、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記第１給気遮断弁、前記第１排気遮断弁、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を制御する制御装置と、
を備える、エンジンシステム。
【請求項2】
前記制御装置は、前記第１給気遮断弁、前記第１排気遮断弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁が閉じられ、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁および前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁が開かれたＥＧＲ実行モードからＥＧＲ不実行モードに切り替える際、
第１に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を開いた後に、前記第１放風弁および前記第１排気遮断弁を開き、
第２に、前記第２ジェットアシスト弁を閉じた後に、前記第１放風弁を閉じるとともに前記第１給気遮断弁を開きながら、前記第２給気遮断弁および前記第２排気遮断弁を閉じるとともに前記第２放風弁を開き、
第３に、前記ＥＧＲブロワを停止し、
第４に、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁および前記第１ジェットアシスト弁を閉じる、請求項１に記載のエンジンシステム。
第１に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を開いた後に、前記第１放風弁および前記第１排気遮断弁を開き、
第２に、前記第２ジェットアシスト弁を閉じた後に、前記第１放風弁を閉じるとともに前記第１給気遮断弁を開きながら、前記第２給気遮断弁および前記第２排気遮断弁を閉じるとともに前記第２放風弁を開き、
第３に、前記ＥＧＲブロワを停止し、
第４に、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁および前記第１ジェットアシスト弁を閉じる、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項3】
前記ＥＧＲブロワの下流側から上流側へ排気ガスを導くＥＧＲ還流路に設けられた、前記制御装置により制御されるＥＧＲ還流弁をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１給気遮断弁および前記第１排気遮断弁が開かれ、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記ＥＧＲ還流弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁が閉じられたＥＧＲ不実行モードからＥＧＲ実行モードに切り替える際、
第１に、前記ＥＧＲブロワを稼働させるとともに前記ＥＧＲ還流弁を開き、
第２に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を開いた後に、前記第１放風弁、前記第２排気遮断弁および前記第２放風弁を開き、
第３に、前記第２給気遮断弁を開きながら前記第２放風弁を閉じ、
第４に、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁を開きながら、前記ＥＧＲ還流弁、前記第１給気遮断弁および前記第１排気遮断弁を閉じ、
第５に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を閉じた後に、前記第１放風弁を閉じる、請求項１または２に記載のエンジンシステム。
前記制御装置は、前記第１給気遮断弁および前記第１排気遮断弁が開かれ、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記ＥＧＲ還流弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁が閉じられたＥＧＲ不実行モードからＥＧＲ実行モードに切り替える際、
第１に、前記ＥＧＲブロワを稼働させるとともに前記ＥＧＲ還流弁を開き、
第２に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を開いた後に、前記第１放風弁、前記第２排気遮断弁および前記第２放風弁を開き、
第３に、前記第２給気遮断弁を開きながら前記第２放風弁を閉じ、
第４に、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁を開きながら、前記ＥＧＲ還流弁、前記第１給気遮断弁および前記第１排気遮断弁を閉じ、
第５に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を閉じた後に、前記第１放風弁を閉じる、請求項１または２に記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、レシプロエンジンおよび複数の過給機を含むエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、レシプロエンジンおよび複数の過給機を含むエンジンシステムが知られている。例えば、特許文献１には、主過給機および副過給機がレシプロエンジンに対して並列に接続されたエンジンシステムが開示されている。
【0003】
より詳しくは、特許文献１のエンジンシステムでは、レシプロエンジンに主給気路が接続され、前記主給気路に第１並列給気路により主過給機の第１圧縮機が接続されるとともに第２並列給気路により副過給機の第２圧縮機が接続されている。また、第２並列給気路からは放風路が分岐しており、前記放風路に放風弁が設けられている。さらに、主過給機の第１タービンは第１排気路によりレシプロエンジンと接続され、副過給機の第２タービンは第２排気路によりレシプロエンジンと接続されている。第２並列給気路には放風路の分岐点よりも下流側に給気遮断弁が設けられ、第２排気路には排気遮断弁が設けられている。
【0004】
特許文献１のエンジンシステムでは、主過給機と副過給機の双方を使用する状態から給気遮断弁および排気遮断弁を閉じて副過給機を停止する際に、第２圧縮機の吐出圧に応じて放風弁が開閉される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２０１５／１６２８４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を実行可能なエンジンシステムにおいて複数の過給機を用いる場合、ＥＧＲを実行するか否かで過給機を切り替えることが考えられる。すなわち、複数の過給機として、ＥＧＲ不実行モードで使用する主過給機と、ＥＧＲ実行モードで使用するＥＧＲ過給機が用いられる。このようにすれば、それぞれのモードで最適な過給機効率となるような過給機を選定することができる。これに対し、特許文献１のエンジンシステムでは過給機の切り替えを行うことはできない。
【0007】
そこで、本開示は、ＥＧＲを実行するか否かにより過給機の切り替えを行うことができるエンジンシステム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】
【0008】
本開示は、主給気路および主排気路が接続されたレシプロエンジンと、前記主給気路と前記主排気路とを接続するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲブロワおよび少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁と、第１並列給気路により前記主給気路と接続された第１圧縮機、および第１並列排気路により前記主排気路と接続された第１タービンを含む主過給機と、第２並列給気路により前記主給気路と接続された第２圧縮機、および第２並列排気路により前記主排気路と接続された第２タービンを含むＥＧＲ過給機と、前記第１並列給気路および前記第１並列排気路にそれぞれ設けられた第１給気遮断弁および第１排気遮断弁と、前記第２並列給気路および前記第２並列排気路にそれぞれ設けられた第２給気遮断弁および第２排気遮断弁と、前記第１給気遮断弁の上流側で前記第１並列給気路から分岐する第１放風路に設けられた第１放風弁と、前記第２給気遮断弁の上流側で前記第２並列給気路から分岐する第２放風路に設けられた第２放風弁と、前記第１圧縮機へジェットアシストエアを導く第１ジェットアシスト路に設けられた第１ジェットアシスト弁と、前記第２圧縮機へジェットアシストエアを導く第２ジェットアシスト路に設けられた第２ジェットアシスト弁と、前記ＥＧＲブロワ、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記第１給気遮断弁、前記第１排気遮断弁、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を制御する制御装置と、を備える、エンジンシステムを提供する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、ＥＧＲを実行するか否かにより過給機の切り替えを行うことができるエンジンシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】一実施形態に係るエンジンシステムの概略構成図である。
【図2】ＥＧＲ実行モードからＥＧＲ不実行モードへ切り替える際のタイミングチャートである。
【図3】ＥＧＲ不実行モードからＥＧＲ実行モードへ切り替える際のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図１に、一実施形態に係るエンジンシステム１を示す。このエンジンシステム１は、レシプロエンジン２、主過給機３、ＥＧＲ過給機５および制御装置９を含む。エンジンシステム１では、ＥＧＲを実行するか否かが切り替えられる。
【0012】
ＥＧＲを実行するか否かはオペレータにより切り替えられてもよいし、自動運転によって切り替えられてもよい。例えば、エンジンシステム１が船舶に搭載される場合、港湾内などＮＯｘの排出を抑えるべき領域ではＥＧＲが実行される。ただし、エンジンシステム１は、陸上の発電設備に組み込まれてもよい。この場合、レシプロエンジン２が２種類の燃料を使用する二元燃料エンジンであれば、燃料切り替え時に燃焼最適化のためにＥＧＲが実行される。
【0013】
レシプロエンジン２は、クランクシャフトと、クランクシャフトの軸方向に一列または二列で並ぶ複数のシリンダを含む。レシプロエンジン２は、２ストロークエンジンであってもよいし、４ストロークエンジンであってもよい。また、レシプロエンジン２での燃焼サイクルはオットーサイクルでもディーゼルサイクルでもよい。
【0014】
レシプロエンジン２には、主給気路２１および主排気路２２が接続されている。例えば、主給気路２１は、前記クランクシャフトの軸方向に延びる給気マニホールドと、前記給気マニホールドと前記複数のシリンダとを接続する複数の分岐路を含む。同様に、主排気路２２は、前記クランクシャフトの軸方向に延びる排気マニホールドと、前記排気マニホールドと前記複数のシリンダとを接続する複数の分岐路を含む。
【0015】
主過給機３はＥＧＲ不実行モードで使用され、ＥＧＲ過給機５はＥＧＲ実行モードで使用される。主過給機３は第１圧縮機３１および第１タービン３２を含み、ＥＧＲ過給機５は第２圧縮機５１および第２タービン５２を含む。
【0016】
第１圧縮機３１は第１並列給気路４１により主給気路２１と接続され、第２圧縮機５１は第２並列給気路６１により主給気路２１と接続されている。また、第１タービン３２は第１並列排気路４３により主排気路２２と接続され、第２タービン５２は第２並列排気路６３により主排気路２２と接続されている。
【0017】
第１並列給気路４１および第２並列給気路６１には第１給気遮断弁４２および第２給気遮断弁６２がそれぞれ設けられ、第１並列排気路４３および第２並列排気路６３には第１排気遮断弁４４および第２排気遮断弁６４がそれぞれ設けられている。
【0018】
第１圧縮機３１には流入路３ａを通じて空気が供給され、第１タービン３２からは流出路３ｂを通じて排気ガスが排出される。同様に、第２圧縮機５１には流入路５ａを通じて空気が供給され、第２タービン５２からは流出路５ｂを通じて排気ガスが排出される。
【0019】
さらに、第１並列給気路４１からは、第１給気遮断弁４２の上流側で第１放風路４５が分岐している。第１放風路４５の先端は大気中に開放されている。第１放風路４５には第１放風弁４６が設けられている。
【0020】
同様に、第２並列給気路６１からは、第２給気遮断弁６２の上流側で第２放風路６５が分岐している。第２放風路６５の先端は大気中に開放されている。第２放風路６５には第２放風弁６６が設けられている。
【0021】
第１圧縮機３１には第１ジェットアシスト路８１も接続されている。第１ジェットアシスト路８１は、圧縮空気を貯留するタンクから第１圧縮機３１へジェットアシストエアを導くものである。第１ジェットアシスト路８１には第１ジェットアシスト弁８２が設けられている。
【0022】
同様に、第２圧縮機５１には第２ジェットアシスト路８３も接続されている。第２ジェットアシスト路８３は、圧縮空気を貯留するタンクから第２圧縮機５１へジェットアシストエアを導くものである。第２ジェットアシスト路８３には第２ジェットアシスト弁８４が設けられている。
【0023】
上述した主給気路２１と主排気路２２とはＥＧＲ通路７１によって互いに接続されている。ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲブロワ７３が設けられているとともに、ＥＧＲブロワ７３の上流側および下流側にＥＧＲ遮断弁７２，７４が設けられている。なお、ＥＧＲ遮断弁７２，７４の一方は省略されてもよい。
【0024】
ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲブロワ７３の下流側から上流側へ排気ガスを導くＥＧＲ還流路７５が接続されている。ＥＧＲ還流路７５にはＥＧＲ還流弁７６が設けられている。
【0025】
制御装置９は、第１給気遮断弁４２、第２給気遮断弁６２、第１排気遮断弁４４、第２排気遮断弁６４、第１放風弁４６、第２放風弁６６、第１ジェットアシスト弁８２、第２ジェットアシスト弁８４、ＥＧＲブロワ７３、ＥＧＲ遮断弁７２，７４およびＥＧＲ還流弁７６を制御する。なお、図１では、図面の簡略化のために一部の信号線の作図を省略する。
【0026】
制御装置９に関し、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウエアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウエアである。ハードウエアは、本明細書に開示されているハードウエアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウエアであってもよい。ハードウエアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウエアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウエアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。
【0027】
次に、制御装置９が行う制御について説明する。本実施形態では、制御装置９が圧力センサ９１，９２，９３と電気的に接続されている。圧力センサ９１は第１並列給気路４１に設けられ、第１圧縮機３１の出口圧力を検出する。圧力センサ９２は、第２並列給気路６１に設けられ、第２圧縮機５１の出口圧力を検出する。圧力センサ９３は、主給気路２１に設けられ、レシプロエンジン２への供給圧力を検出する。
【0028】
まず、図２を参照して、ＥＧＲ実行モードからＥＧＲ不実行モードに切り替える場合を説明する。ＥＧＲ実行モードでは、第１給気遮断弁４２、第１排気遮断弁４４、第１放風弁４６、第２放風弁６６、第１ジェットアシスト弁８２、第２ジェットアシスト弁８４およびＥＧＲ還流弁７６が閉じられ、第２給気遮断弁６２、第２排気遮断弁６４およびＥＧＲ遮断弁７２，７４が開かれる。ＥＧＲ不実行モードでは、第１給気遮断弁４２および第１排気遮断弁４４が開かれ、第１放風弁４６、第２給気遮断弁６２、第２排気遮断弁６４、第２放風弁６６、ＥＧＲ遮断弁７２，７４、ＥＧＲ還流弁７６、第１ジェットアシスト弁８２および第２ジェットアシスト弁８４が閉じられる。
【0029】
制御装置９は、ＥＧＲ過給機５から主過給機３への過給機切替指令を受けたとき（時刻ｔ１）、第１ジェットアシスト弁８２および第２ジェットアシスト弁８４を開いた後に、第１放風弁４６を所定の開度まで開く。第２ジェットアシスト弁８４を開くことによってＥＧＲ過給機５の回転数が上昇するため、制御装置９は、ＥＧＲ過給機５の回転数が安定した後に（時刻ｔ２）、第１排気遮断弁４４を開く。例えば、制御装置９は、時刻ｔ１から所定時間が経過したときに、ＥＧＲ過給機５の回転数が安定したと判定してもよい。
【0030】
次に、制御装置９は、切替条件が成立したときに（時刻ｔ３）、第２ジェットアシスト弁８４を閉じる。本実施形態では、切替条件が、圧力センサ９１で検出される第１圧縮機３１の出口圧力が、圧力センサ９３で検出されるレシプロエンジン２への供給圧力よりも高くなることである。
【0031】
その後、制御装置９は、第１放風弁４６を閉じるとともに第１給気遮断弁４２を開きながら、第２給気遮断弁６２および第２排気遮断弁６４を閉じるとともに第２放風弁６６を所定の開度まで開く。制御装置９は、第１給気遮断弁４２が全開となると（時刻ｔ４）、ＥＧＲブロワ７３を減速し、第２給気遮断弁６２が全閉となると第２放風弁６６を閉じる。制御装置９は、ＥＧＲブロワ７３が停止した後に（時刻ｔ５）、ＥＧＲ遮断弁７２，７４を閉じ、ＥＧＲ遮断弁７２，７４が全閉となったときに（時刻ｔ６）、第１ジェットアシスト弁８２を閉じる。
【0032】
次に、図３を参照して、ＥＧＲ不実行モードからＥＧＲ実行モードに切り替える場合を説明する。
【0033】
制御装置９は、主過給機３からＥＧＲ過給機５への過給機切替指令を受けたとき（時刻ｔ１１）、ＥＧＲブロワ７３を稼働させるとともにＥＧＲ還流弁７６を開く。ＥＧＲブロワ７３の回転数が目標回転数となったとき（時刻ｔ１２）、制御装置９は、第１ジェットアシスト弁８２および第２ジェットアシスト弁８４を開く。その後、制御装置９は、第２排気遮断弁６４を開くとともに、第１放風弁４６および第２放風弁６６を所定の開度まで開く。
【0034】
次に、制御装置９は、切替条件が成立したときに（時刻ｔ１３）、第２給気遮断弁６２を開きながら第２放風弁６６を閉じる。本実施形態では、切替条件が、圧力センサ９２で検出される第２圧縮機５１の出口圧力が、圧力センサ９３で検出されるレシプロエンジン２への供給圧力よりも高くなることである。
【0035】
その後、制御装置９は、第２給気遮断弁６２が全開となると（時刻ｔ１４）、ＥＧＲ遮断弁７２，７４を開きながら、ＥＧＲ還流弁７６、第１給気遮断弁４２および第１排気遮断弁４４を閉じる。制御装置９は、ＥＧＲ遮断弁７２，７４が全開となると（時刻ｔ１５）、第１ジェットアシスト弁８２および第２ジェットアシスト弁８４を閉じ、その後に第１放風弁４６を閉じる。第１放風弁４６が全閉となった後は（時刻ｔ１６）、制御装置９は、例えば主給気路２１におけるＥＧＲ通路７１の合流点よりも下流側での給気中の酸素濃度に基づいてＥＧＲブロワ７３を制御する。
【0036】
以上説明したように、本実施形態のエンジンシステム１では、ＥＧＲ不実行モードでは第１給気遮断弁４２および第１排気遮断弁４４を開くとともに第２給気遮断弁６２および第２排気遮断弁６４を閉じることでＥＧＲ過給機５を停止させて主過給機３を稼働させることができ、ＥＧＲ実行モードでは第１給気遮断弁４２および第１排気遮断弁４４を閉じるとともに第２給気遮断弁６２および第２排気遮断弁６４を開くことで主過給機３を停止させてＥＧＲ過給機５を稼働させることができる。すなわち、ＥＧＲを実行するか否かにより過給機の切り替えを行うことができる。これにより、主過給機３をＥＧＲ不実行モードで最適な過給機効率となるように選定することができるとともに、ＥＧＲ過給機５をＥＧＲ実行モードで最適な過給機効率となるように選定することができる。しかも、第１放風弁４６、第２放風弁６６、第１ジェットアシスト弁８２および第２ジェットアシスト弁８４を制御装置９で制御することにより、過給機の切り替え時のサージング（給気が過給機を逆流する現象）を防止することができる。
【0037】
特に本実施形態では、図２に示すような制御によりＥＧＲ実行モードからＥＧＲ不実行モードへ切り替える際に主過給機３側でのサージングを防止することができるとともに、図３に示すような制御によりＥＧＲ不実行モードからＥＧＲ実行モードへ切り替える際にＥＧＲ過給機５側でのサージングを防止することができる。
【0038】
＜変形例＞
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【0039】
例えば、ＥＧＲ過給機５は直列に接続された複数の過給機で構成されてもよい。
【0040】
＜まとめ＞
第１の態様として、本開示は、主給気路および主排気路が接続されたレシプロエンジンと、前記主給気路と前記主排気路とを接続するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲブロワおよび少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁と、第１並列給気路により前記主給気路と接続された第１圧縮機、および第１並列排気路により前記主排気路と接続された第１タービンを含む主過給機と、第２並列給気路により前記主給気路と接続された第２圧縮機、および第２並列排気路により前記主排気路と接続された第２タービンを含むＥＧＲ過給機と、前記第１並列給気路および前記第１並列排気路にそれぞれ設けられた第１給気遮断弁および第１排気遮断弁と、前記第２並列給気路および前記第２並列排気路にそれぞれ設けられた第２給気遮断弁および第２排気遮断弁と、前記第１給気遮断弁の上流側で前記第１並列給気路から分岐する第１放風路に設けられた第１放風弁と、前記第２給気遮断弁の上流側で前記第２並列給気路から分岐する第２放風路に設けられた第２放風弁と、前記第１圧縮機へジェットアシストエアを導く第１ジェットアシスト路に設けられた第１ジェットアシスト弁と、前記第２圧縮機へジェットアシストエアを導く第２ジェットアシスト路に設けられた第２ジェットアシスト弁と、前記ＥＧＲブロワ、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記第１給気遮断弁、前記第１排気遮断弁、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を制御する制御装置と、を備える、エンジンシステムを提供する。
第１の態様として、本開示は、主給気路および主排気路が接続されたレシプロエンジンと、前記主給気路と前記主排気路とを接続するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲブロワおよび少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁と、第１並列給気路により前記主給気路と接続された第１圧縮機、および第１並列排気路により前記主排気路と接続された第１タービンを含む主過給機と、第２並列給気路により前記主給気路と接続された第２圧縮機、および第２並列排気路により前記主排気路と接続された第２タービンを含むＥＧＲ過給機と、前記第１並列給気路および前記第１並列排気路にそれぞれ設けられた第１給気遮断弁および第１排気遮断弁と、前記第２並列給気路および前記第２並列排気路にそれぞれ設けられた第２給気遮断弁および第２排気遮断弁と、前記第１給気遮断弁の上流側で前記第１並列給気路から分岐する第１放風路に設けられた第１放風弁と、前記第２給気遮断弁の上流側で前記第２並列給気路から分岐する第２放風路に設けられた第２放風弁と、前記第１圧縮機へジェットアシストエアを導く第１ジェットアシスト路に設けられた第１ジェットアシスト弁と、前記第２圧縮機へジェットアシストエアを導く第２ジェットアシスト路に設けられた第２ジェットアシスト弁と、前記ＥＧＲブロワ、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記第１給気遮断弁、前記第１排気遮断弁、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を制御する制御装置と、を備える、エンジンシステムを提供する。
【0041】
上記の構成によれば、ＥＧＲ不実行モードでは第１給気遮断弁および第１排気遮断弁を開くとともに第２給気遮断弁および第２排気遮断弁を閉じることでＥＧＲ過給機を停止させて主過給機を稼働させることができ、ＥＧＲ実行モードでは第１給気遮断弁および第１排気遮断弁を閉じるとともに第２給気遮断弁および第２排気遮断弁を開くことで主過給機を停止させてＥＧＲ過給機を稼働させることができる。すなわち、ＥＧＲを実行するか否かにより過給機の切り替えを行うことができる。これにより、主過給機をＥＧＲ不実行モードで最適な過給機効率となるように選定することができるとともに、ＥＧＲ過給機をＥＧＲ実行モードで最適な過給機効率となるように選定することができる。しかも、第１放風弁、第２放風弁、第１ジェットアシスト弁および第２ジェットアシスト弁を制御装置で制御することにより、過給機の切り替え時のサージングを防止することができる。
【0042】
第２の態様として、第１の態様において、前記制御装置は、前記第１給気遮断弁、前記第１排気遮断弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁が閉じられ、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁および前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁が開かれたＥＧＲ実行モードからＥＧＲ不実行モードに切り替える際、第１に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を開いた後に、前記第１放風弁および前記第１排気遮断弁を開き、第２に、前記第２ジェットアシスト弁を閉じた後に、前記第１放風弁を閉じるとともに前記第１給気遮断弁を開きながら、前記第２給気遮断弁および前記第２排気遮断弁を閉じるとともに前記第２放風弁を開き、第３に、前記ＥＧＲブロワを停止し、第４に、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁および前記第１ジェットアシスト弁を閉じてもよい。ＥＧＲ実行モードからＥＧＲ不実行モードへ切り替える際に主過給機側でのサージングを防止することができる。
【0043】
第３の態様として、第１または第２の態様において、上記のエンジンシステムは、前記ＥＧＲブロワの下流側から上流側へ排気ガスを導くＥＧＲ還流路に設けられた、前記制御装置により制御されるＥＧＲ還流弁をさらに備え、前記制御装置は、前記第１給気遮断弁および前記第１排気遮断弁が開かれ、前記第２給気遮断弁、前記第２排気遮断弁、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁、前記ＥＧＲ還流弁、前記第１放風弁、前記第２放風弁、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁が閉じられたＥＧＲ不実行モードからＥＧＲ実行モードに切り替える際、第１に、前記ＥＧＲブロワを稼働させるとともに前記ＥＧＲ還流弁を開き、第２に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を開いた後に、前記第１放風弁、前記第２排気遮断弁および前記第２放風弁を開き、第３に、前記第２給気遮断弁を開きながら前記第２放風弁を閉じ、第４に、前記少なくとも１つのＥＧＲ遮断弁を開きながら、前記ＥＧＲ還流弁、前記第１給気遮断弁および前記第１排気遮断弁を閉じ、第５に、前記第１ジェットアシスト弁および前記第２ジェットアシスト弁を閉じた後に、前記第１放風弁を閉じてもよい。この構成によれば、ＥＧＲ不実行モードからＥＧＲ実行モードへ切り替える際にＥＧＲ過給機側でのサージングを防止することができる。
【符号の説明】
【0044】
１ エンジンシステム
２ レシプロエンジン
２１ 主給気路
２２ 主排気路
３ 主過給機
３１ 第１圧縮機
３２ 第１タービン
４１ 第１並列給気路
４２ 第１給気遮断弁
４３ 第１並列排気路
４４ 第１排気遮断弁
５ ＥＧＲ過給機
５１ 第２圧縮機
５２ 第２タービン
６１ 第２並列給気路
６２ 第２給気遮断弁
６３ 第２並列排気路
６４ 第２排気遮断弁
７１ ＥＧＲ通路
７２，７４ ＥＧＲ遮断弁
７３ ＥＧＲブロワ
８１ 第１ジェットアシスト路
８２ 第１ジェットアシスト弁
８３ 第２ジェットアシスト路
８４ 第２ジェットアシスト弁
９ 制御装置
２ レシプロエンジン
２１ 主給気路
２２ 主排気路
３ 主過給機
３１ 第１圧縮機
３２ 第１タービン
４１ 第１並列給気路
４２ 第１給気遮断弁
４３ 第１並列排気路
４４ 第１排気遮断弁
５ ＥＧＲ過給機
５１ 第２圧縮機
５２ 第２タービン
６１ 第２並列給気路
６２ 第２給気遮断弁
６３ 第２並列排気路
６４ 第２排気遮断弁
７１ ＥＧＲ通路
７２，７４ ＥＧＲ遮断弁
７３ ＥＧＲブロワ
８１ 第１ジェットアシスト路
８２ 第１ジェットアシスト弁
８３ 第２ジェットアシスト路
８４ 第２ジェットアシスト弁
９ 制御装置
【図1】
【図2】
【図3】