内燃機関の過給機余剰動力回収装置
【課題】油圧ポンプの配置が極めて容易になり、大幅な重量軽減を図ることができ、装置の製造コスト低減を図ることができるようにする。
【解決手段】第１の内燃機関１と、第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関１３と、第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて第１の内燃機関の給気を過給する過給機５と、過給機の回転軸に連結されて過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプ１０と、第１の内燃機関のクランク軸２に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプ１１と、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路２０と、油圧回路に配設されて第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に第２の内燃機関のクランク軸１４に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプ１２とを備える。
【解決手段】第１の内燃機関１と、第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関１３と、第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて第１の内燃機関の給気を過給する過給機５と、過給機の回転軸に連結されて過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプ１０と、第１の内燃機関のクランク軸２に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプ１１と、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路２０と、油圧回路に配設されて第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に第２の内燃機関のクランク軸１４に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプ１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備えた内燃機関の過給機余剰動力回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンやガスエンジンなどの内燃機関では、過給機（ターボチャージャ）により、エンジンの排気ガスによってそのタービンを回転駆動し、タービンにより回転される圧縮機によって給気密度を高めて、エンジンの出力向上を図っている。
【０００３】
しかしながら、このように過給機を取り付けて、排気エネルギの有効利用を図ったとしても、エンジンの高負荷時などには排気エネルギが余剰となり、この余剰排気エネルギを無駄なく利用することが、燃費向上のみならず環境保護の面からも強く要請されている。
【０００４】
このエンジンの余剰排気エネルギを有効利用するものとして、例えば、過給機の圧縮機側にクラッチを介して発電機を連結し、この発電機を過給機によって回転駆動させて発電を行なうものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。この場合には、エンジンの余剰排気エネルギを直接電気エネルギに変換し、それを船内設備等に利用している。
【０００５】
しかしながら、このように過給機に発電機を連結して電気エネルギとして利用するだけでは、船内消費電力が少ない場合などには、エンジンの排気エネルギを充分に利用しているとは言えず、エンジンの余剰排気エネルギをすべて有効利用することが、燃費向上のみならず環境保護の面からも急務になっている。
【０００６】
このエンジンの余剰排気エネルギをほぼすべて有効利用することができるものとして、内燃機関の過給機に変速機を介して油圧ポンプを連結し、過給機によって油圧ポンプを回転駆動させて、油圧より余剰排気エネルギを回収するシステムが開示されている（例えば、特許文献３及び４参照）。
【０００７】
特に、特許文献３には、内燃機関のクランク軸に油圧ポンプを連結し、この油圧ポンプと過給機に連結された油圧ポンプとを油路より接続し、内燃機関の低負荷時に、クランク軸に連結した油圧ポンプが発生した油圧により過給機側の油圧ポンプを油圧モータとして作動させて回転駆動し、過給機の過給能力を高める発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６１−２００４２３号公報（図１，図２）
【特許文献２】特開２００４−３４６８０３号公報（図１）
【特許文献３】特開２００６−２４２０５１号公報（図１）
【特許文献４】特開２００８−１１１３８４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上述の特許文献３に記載された、内燃機関のクランク軸にさらに油圧ポンプを連結し、この油圧ポンプと過給機に連結された油圧ポンプとを油路より接続し、内燃機関の低負荷時に、クランク軸に連結した油圧ポンプが発生した油圧により過給機側の油圧ポンプを油圧モータとして作動させて回転駆動し、過給機の過給能力を高める発明においては、２つの油圧ポンプによってこの２つの油圧ポンプ間の油圧流量を制御し、それにより過給機側の油圧ポンプの回転数制御を行なうために、クランク軸側又は過給機側の油圧ポンプの少なくとも一方を可変容量型ポンプとする必要がある。
【００１０】
しかしながら、この可変容量型油圧ポンプは、油圧を発生させるためのポンプ本体以外に、油圧の吐出量を変化させるための可変機構部が一体に組み込まれている。したがって、可変容量型油圧ポンプは、固定容量型ポンプと比べてその大きさが極めて大きくなり、また重量も極めて重くなる。例えば、その重量が固定容量型ポンプの２．５倍になる場合もある。
【００１１】
特に、上述の特許文献３に記載された発明においては、一方の油圧ポンプは内燃機関のクランク軸に機械的に連結され、他方の油圧ポンプは内燃機関の過給機に変速機を介して機械的に連結されているから、どちらの油圧ポンプを可変容量型油圧ポンプにするにしても、多数の補機類などが錯綜する内燃機関の周りにおいてその配置が極めて困難になり、かつ上記のように総重量が極めて重くなるという問題がある。また、油圧ポンプを可変容量型とする場合、その可変機構部も吐出量に見合った大きさとなり、油圧ポンプは極めて高価なものとなる。
【００１２】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、内燃機関周りにおいて油圧ポンプの配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減を図ることができ、さらに装置の製造コスト低減を図ることができる、内燃機関の過給機余剰動力回収装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するために、本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、第１の内燃機関と、第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関と、第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて第１の内燃機関の給気を過給する過給機と、過給機の回転軸に連結されて過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプと、第１の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプと、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路と、油圧回路に配設されて第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に第２の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプとを備えたことにある。
【００１４】
このように、過給機の回転軸に連結された第１の油圧ポンプと、第１の内燃機関のクランク軸に連結された第２の油圧ポンプとを固定容量型とすることにより、第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプを小型化することができ、第１の内燃機関周りにおいて油圧ポンプの配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減が図れる。第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプを固定容量型としたことにより、第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプが安価なものとなり、装置の製造コスト低減を図ることができる。
【００１５】
また、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整は、第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプとは別の、可変容量型からなる第３の油圧ポンプにより行なわれる。この第３の油圧ポンプの役割は、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整であるから、小型の可変容量型油圧ポンプでよい。したがって、コスト的にも極めて有利になる。
【００１６】
さらに、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧回路、つまり油圧配管のみにより接続され、また、上述のように可変容量型油圧ポンプは小型のもでよいから、配置の自由度が極めて高く、第１の内燃機関及び第２の内燃機関周りにおいて補機類などの取りまわしが容易になる。
【００１７】
これに加えて、可変容量型の第３の油圧ポンプは、第２の内燃機関のクランク軸に連結されてクランク軸と共に回転するから、第３の油圧ポンプを回転駆動させるための動力源を別途設ける必要がなく、第３の油圧ポンプにより油路の油圧の流量を増加させる必要があるときは、第２の内燃機関の動力により第３の油圧ポンプを回転駆動させて油圧の流量を増加させることができる。また、油圧の流量を減少させる必要があるときは、第３の油圧ポンプにより第２の内燃機関のクランク軸を回転駆動させることにより油圧の流量を減少させることができ、このときは過給機の余剰動力を第２の内燃機関の動力としても回収することができる。
【００１８】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、第３の油圧ポンプの容量可変部に接続されて第３の油圧ポンプの容量を変化させるコントローラをさらに備え、コントローラは、第１の内燃機関の各負荷に応じて第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００１９】
このように、第３の油圧ポンプの容量可変部に接続されるコントローラが、第１の内燃機関の負荷に応じて第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、常に変化する第１の内燃機関の負荷に応じて、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を最適に行なうことができる。
【００２０】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の低負荷時には第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第１の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００２１】
このように、第１の内燃機関の低負荷時には第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第１の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、第１の内燃機関の排気ガスエネルギが不足する低負荷時においては、第１の油圧ポンプと連結された過給機の回転力が加勢され、第１の内燃機関に対して最適な過給を行なうことができるようになる。このとき、第１の油圧ポンプは油圧モータとして作動し、第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧ポンプとして作動する。
【００２２】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の中負荷時から常用負荷運転近傍までは第１の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第２の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００２３】
このように、コントローラが、第１の内燃機関の中負荷時から常用負荷運転近傍までは、第１の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第２の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、第１の内燃機関について排気ガスエネルギに余剰が生じ始める中負荷時以上の負荷において、第２の油圧ポンプの回転力を上昇させて、第１の内燃機関のクランク軸に対して加勢を行なうことができ、燃費を向上させることができる。このとき、第１の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧ポンプとして作動し、第２の油圧ポンプは油圧モータとして作動する。
【００２４】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは第１の油圧ポンプが第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００２５】
このように、コントローラが、第１の内燃機関の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは、第１の油圧ポンプが第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、過給機に対する排気ガスエネルギがさらに余剰となる常用負荷運転近傍から定格負荷運転までについては、第２の油圧ポンプの回転力を上昇させて第１の内燃機関のクランク軸に対して加勢を行なうことができると共に、第３の油圧ポンプにより第２の内燃機関のクランク軸を回転駆動させることができるようになり、第２の内燃機関のクランク軸に対して加勢することができる。
【００２６】
すなわち、過給機の余剰動力をほぼすべて第１及び第２の内燃機関の動力として回収することができ、２つの内燃機関の燃費を同時に向上させることができる。このとき、第１の油圧ポンプは油圧ポンプとして作動し、第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧モータとして作動する。
【００２７】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の燃料噴射を制御することが望ましい。すなわち、上述の第３の油圧ポンプに対するコントローラの制御機能を第１の内燃機関の燃料噴射を制御するコントローラに組み込むことにより、第１の内燃機関の燃料噴射量に基づいて第３の油圧ポンプの容量を最適に制御することができるようになる。また、２つのコントローラを一体にすることにより、システムの簡素化が図れる。
【００２８】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、油圧回路へタンクから潤滑油を供給する第４の油圧ポンプをさらに備え、第４の油圧ポンプは、第３の油圧ポンプの回転軸に連結されて第２の内燃機関のクランク軸又は第３の油圧ポンプにより回転駆動されることが望ましい。
【００２９】
このように、油圧回路へタンクから潤滑油を供給する第４の油圧ポンプを、第３の油圧ポンプに連結して第２の内燃機関のクランク軸又は第３の油圧ポンプにより回転駆動させることにより、第４の油圧ポンプの動力源を新たに設ける必要がなくなり、かつ、過給機の余剰動力をさらに高いレベルで回収することができるようになる。
【００３０】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、第１の内燃機関は、船舶の推進用主内燃機関であり、第２の内燃機関は、該クランク軸に発電機が連結されて発電を行なう船舶の発電用補助内燃機関であることが望ましい。
【００３１】
本内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、車両を含むすべての内燃機関に対して実施することができるのは勿論であるが、特に船舶の場合には、推進用の主内燃機関のほかに発電用の補助内燃機関を装備しているのが一般的であり、しかも主内燃機関については、上述のように従来から２つの油圧ポンプだけにより構成した場合の諸問題がある。したがって、このような構成により、本発明を最も効果的に実施することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、第１の内燃機関と、第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関と、第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて第１の内燃機関の給気を過給する過給機と、過給機の回転軸に連結されて過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプと、第１の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプと、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路と、油圧回路に配設されて第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に第２の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプとを備える。
【００３３】
したがって、内燃機関周りにおいて油圧ポンプの配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減を図ることができ、さらに装置の製造コスト低減を図ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の主エンジンの通常運転時の油圧回路の流れを示す回路図である。
【図３】図１の主エンジンの機関回転数と過給機回転数の関係を示すグラフである。
【図４】図１の主エンジンの各負荷に対する第１の油圧ポンプの作動モードを示す図である。
【図５】図１の主エンジンの逆転時の油圧回路の流れを示す回路図である。
【図６】図１の主エンジンの機関負荷と掃気圧力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明に係る内燃機関の過給機余剰動力回収装置を実施するための形態を、図１ないし図６を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１の符号１は、一例としての、船舶に搭載される推進用の２サイクルディーゼル主エンジン（第１の内燃機関）を示し、この主エンジン１は、その排気ガスにより回転駆動されて給気を主エンジン１へ過給する過給機５を備えている。
【００３７】
過給機５は圧縮機６とタービン７とからなり、圧縮機６とタービン７は回転軸８で連結されている。主エンジン１の排気ガスによりタービン７が回転駆動され、タービン７によって圧縮機６が回転する。これによりエンジンの給気密度が高められ、エンジン出力が向上する。
【００３８】
なお、過給機５は、必ずしもその段数が単段のものに限定されるものではない。また、主エンジン１は船舶推進用エンジンに限定されず、また、形式も２サイクルディーゼルエンジンに限定されるものではなく、４サイクルディーゼルエンジンや、天然ガス、都市ガス等を燃料とするガスエンジン、他のすべての形式の内燃機関が含まれる。
【００３９】
図１に示すように、過給機５の回転軸８に変速機９が連結され、変速機９に固定容量型の油圧ポンプ（第１の油圧ポンプ）１０が連結されている。主エンジン１のクランク軸２に変速機３が連結され、変速機３に固定容量型の油圧ポンプ（第２の油圧ポンプ）１１が連結されている。勿論、変速機３を設けずに油圧ポンプ１１を主エンジン１のクランク軸２に直結することもできる。
【００４０】
上述の２つの油圧ポンプ１０，１１は、油圧回路２０の中に組み込まれる。油圧ポンプ１０の出力側と油圧ポンプ１１は油路２１により、油圧ポンプ１０の入力側と油圧ポンプ１１は油路２２によりそれぞれ接続されている。
【００４１】
２つの油路２１，２２の間に、小型の可変容量型の油圧ポンプ（第３の油圧ポンプ）１２が油路２３，２４により接続されている。油路２３は油圧ポンプ１２と油路２１とを接続し、油路２４は油圧ポンプ１２と油路２２とを接続する。このように、油圧ポンプ１２は、油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１とにそれぞれ並列に接続されている。
【００４２】
これらの油圧ポンプ１０，１１，１２は、ポンプ軸より回転駆動されればそれぞれ油圧ポンプとして作動し、油圧により回転駆動されればそれぞれ油圧モータとして作動するもので、名称の簡略化のため本発明では単に油圧ポンプとしている。
【００４３】
主エンジン１とは別に、この船舶の発電用補助エンジン（第２の内燃機関）１３が配設される。補助エンジン１３のクランク軸１４の一端１４ａには、発電機１６が連結されて発電を行い、発電機１６が発電した電力は船舶の中央配電装置１７に供給される。発電機１６は油圧ポンプ１２により回転駆動されて発電機として作動するほか、中央配電装置１７から供給される電力により電動モータとして作動して、補助エンジン１３を回転駆動することができるものであり、名称の簡略化のため本発明では単に発電機としている。
【００４４】
この一方、補助エンジン１３のクランク軸１４の他端１４ｂには変速機１８が連結され、この変速機１８に可変容量型の油圧ポンプ（第３の油圧ポンプ）１２が連結される。勿論、変速機１８を設けずに油圧ポンプ１２を補助エンジン１のクランク軸１４に直結することもできる。
【００４５】
上述の油圧ポンプ１２の容量可変部の可変機構としては、例えば、斜板式や斜軸式など様々なものがある。主エンジン１の燃料噴射量を制御するコントローラ１５が配設され、コントローラ１５は、油圧ポンプ１２の可変機構部と電気的に接続されてこれを制御し、油圧ポンプ１２の容量を変化させる。
【００４６】
図２に示すように、２つの油路２１，２２の間に、かつ、油圧ポンプ１１と１２とそれぞれ並列に、油圧操作式切替弁２５、上述のコントローラ１５に制御される比例電磁式安全弁２６、安全弁２７、上述のコントローラ１５に制御される電磁式開閉弁２８、対向するように相互に直列に接続された２つの逆止弁２９，３０が、油圧ポンプ１２の側からこの順に接続されている。
【００４７】
上述の油圧ポンプ１２には冷却ポンプ３５が連結され、冷却ポンプ３５はこの油圧ポンプ１２又は油圧ポンプ１２が連結されている補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動される。冷却ポンプ３５は、フィルタ３６を介して２つの逆止弁２９，３０の間に接続される。なお、冷却ポンプ３５を油圧ポンプ１２に連結しないで別置きとし、図示しない小型の電動モータを取り付けてこれにより回転駆動させることもできる。
【００４８】
また、２つの逆止弁２９，３０とタンク３４との間には、油路３７を介して冷却ポンプ用安全弁３２及び熱交換器３３が配設される。油圧操作式切替弁２５の出口は、安全弁３１、油路３７、熱交換器３３を介してタンク３４に接続されている。
【００４９】
次に、本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置の作動について説明する。図２に示すように、主エンジン１の通常運転時において、図１に示すコントローラ１５は、上述の電磁式開閉弁２８を閉弁させている。したがって、油圧回路２０においては、２つの油圧ポンプ１１，１２と、２つの油路２１，２２とによる一方向の油圧の循環路が形成されている。
【００５０】
ところで、主エンジン１の始動を含む低負荷時から機関負荷が４０〜５０％の中負荷時までは、主エンジン１の排気ガス量が不足して、過給機５だけでは主エンジン１の負荷に対して充分な過給を行なうことができない。このため、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置においては、低負荷時から中負荷時まで、主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１が発生させた油圧により、過給機５に連結された油圧ポンプ１０を回転駆動して、過給機５に対して回転力の加勢を行わせる。これにより、過給機５は排気ガスだけによる回転力からさらに増速され、主エンジン１に対してより多くの過給を行なうことができる。
【００５１】
一方、図３は、主エンジン１と過給機５の回転数の関係を示し、実線は、油圧ポンプ１２が装備されていない場合の油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１の仮想作動線を示している。油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１はともに固定容量型であるため、作動線はぼほ直線である。また、破線は、油圧ポンプ１２を装備した場合の、主エンジン１のそれぞれの機関回転速度数における実働の過給機５の回転数を示している。
【００５２】
図３のＡ点は、実働状態で油圧ポンプ１２の調整流量がゼロの状態を表しており、Ａ点では、実働状態で２つの固定容量型の油圧ポンプ１０，１１の流量が等しい。図３に示すように、始動を含む低負荷からＡ点までは、油圧ポンプ１２は補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動され、Ａ点から定格負荷運転までは、油圧ポンプ１２は補助エンジン１３のクランク軸１４を油圧駆動する。Ａ点は、主エンジン１において機関負荷が７５〜８５％の常用負荷運転近傍に設定される。なお、Ａ点を必ずしも主エンジン１の常用負荷運転近傍に設定する必要がないことは勿論である。
【００５３】
ここで、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置においては、図１に示した主エンジン１の燃料噴射量を制御するコントローラ１５が、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、補助エンジン１３のクランク軸１４により油圧ポンプ１２を回転駆動できるようにし、始動を含む低負荷時には、過給機５に対して２つの油圧ポンプ１１，１２によって必要な回転力の加勢を行わせる。すなわち、図４に示すように、油圧ポンプ１０は、低負荷時には油圧モータとして作動する。
【００５４】
図２の油圧回路２０において、冷却ポンプ３５は、油圧ポンプ１２を介して補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動されて、タンク３４内の作動油を吸い上げて、冷却された作動油をフィルタ３６、２つの逆止弁２９，３０を介して油路２１，２２へ供給する。２つの逆止弁２９，３０から供給された作動油の油圧が過大のときは、潤滑油は冷却ポンプ用安全弁３２、熱交換器３３を介して再びタンク３４に戻される。比例電磁式安全弁２６と安全弁２７は、油路２１，２２の一方の圧力が高まったときに開弁し、回路全体の過負荷を防止する。また、油圧操作式切替弁２５と安全弁３１は、作動油を油路３７、熱交換器３３を介して冷却した後にタンク３４へ戻す。
【００５５】
また、主エンジン１の負荷が中負荷領域を過ぎると、主エンジン１の排気ガスについて過給機５に必要とされる排気ガス量に対して余剰が生じ始める。このとき、図１に示したコントローラ１５は、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、過給機５の回転力で油圧ポンプ１０が吐出した油圧により、クランク軸２に連結された油圧ポンプ１１を回転駆動させる。
【００５６】
すなわち、図４に示すように、油圧ポンプ１０は、４０〜５０％負荷以上になると油圧ポンプとして作動し、その作動モードが切り替わるように設定されている。この一方、図３に示すように、油圧ポンプ１２は、主エンジン１の常用負荷運転近傍までは補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動されつづけ、その吐出油圧により主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１の回転をさらに加勢する。なお、油圧ポンプ１０のモータモードからポンプモードへの切替時期は、必ずしもこの主エンジン１のような４０〜５０％負荷に限定されるものではない。
【００５７】
図３に示すように、主エンジン１の常用負荷運転近傍（図３のＡ点）から高負荷の定格負荷運転までは、主エンジン１の排気ガスが過給機５に必要とされる排気ガス量に対してさらに余剰となる。このとき、図１に示したコントローラ１５は、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、過給機５の回転力で油圧ポンプ１０が吐出した油圧により、２つの油圧ポンプ１１，１２を回転駆動させる。
【００５８】
すなわち、油圧ポンプ１１はクランク軸２を介して主エンジン１を補助駆動する一方、油圧ポンプ１２は油圧モータとして作動して、クランク軸１４を介して補助エンジン１３を補助駆動する。これにより、過給機５の余剰動力を主エンジン１及び補助エンジン１３の動力としてほぼすべて回収することができる。
【００５９】
次に、船舶のクラッシュアスターン時、つまり主エンジン１が逆回転した時の、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置の作動について説明する。
【００６０】
図５に示すように、主エンジン１の逆回転時において、図１に示すコントローラ１５は、電磁式開閉弁２８を開弁させる。したがって、油圧回路２０においては、油圧ポンプ１０と電磁式開閉弁２８との間を循環する油圧回路と、油圧ポンプ１１と電磁式開閉弁２８との間を循環する油圧回路が形成される。この場合、油圧ポンプ１０と電磁式開閉弁２８との間を循環する油圧回路において、油圧ポンプ１１は無負荷運転状態となる一方、油圧ポンプ１０は油圧ポンプ１１の作動から切り離される。
【００６１】
ここで、主エンジン１の排気ガスが過給機５に必要とされる排気ガスエネルギに対して余剰となるときは、上述の通常運転時と同様に、コントローラ１５は、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、過給機５の回転力で油圧ポンプ１０が吐出した油圧により２つの油圧ポンプ１１，１２を回転駆動させる。油圧ポンプ１１はクランク軸２を介して主エンジン１を補助駆動する一方、油圧ポンプ１２もクランク軸１４を介して補助エンジン１３を補助駆動し、過給機５の余剰動力を主エンジン１及び補助エンジン１３の動力としてほぼすべて回収する。
【００６２】
図６において、実線は、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備した場合の主エンジン１の機関負荷と掃気圧力との関係を示し、破線は、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備していない場合の主エンジン１の機関負荷と掃気圧力との関係を仮想曲線で示す。
【００６３】
図６から明らかなように、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備した主エンジン１においては、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備していない主エンジン１に比べて、すべての機関負荷領域において掃気圧力が低減されている。
【００６４】
この一方、このような過給機余剰動力回収装置を装備していないエンジンでは、過給機で消費しきれなかった余剰排気ガスを、そのままバイパス弁等を通して大気に排出し廃棄している。しかしながら、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備した主エンジン１の場合には、その低減された掃気圧力の分だけ油圧ポンプ１０が油圧を発生させたものであり、余剰排気ガスエネルギが有効に利用されたことを示す。
【００６５】
本内燃機関の過給機余剰動力回収装置によれば、過給機５の回転軸８に連結された油圧ポンプ１０と、主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１とを固定容量型とすることにより、油圧ポンプ１０及び油圧ポンプ１１を小型化することができ、主エンジン１の周りにおいて他の補機類等の配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減が図れる。また、安価な固定容量型ポンプの導入により、装置の製造コスト低減を図ることができる。
【００６６】
また、油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１との間の相互の油圧の流量調整は、油圧ポンプ１０，１１とは別の可変容量型からなる油圧ポンプ１２により行なわれる。この油圧ポンプ１２は、２つの固定容量型の油圧ポンプ１０，１１の間の相互の油圧の流量調整だけを行なうから、小型の可変容量型油圧ポンプで済み、従来の大型の可変容量型油圧ポンプに比べて、コスト的にも極めて有利である。
【００６７】
さらに、３つの油圧ポンプ１０，１１，１２は油圧配管のみにより接続されると共に、可変容量型ポンプ１２は小型であるから、配置の自由度が極めて高く、主エンジン１及び補助エンジン１３の周りの補機類などの取りまわしが容易になる。
【００６８】
また、可変容量型油圧ポンプ１２は、補助エンジン１３のクランク軸１４に連結されてクランク軸１４と共に回転するから、補助エンジン１３を装備している船舶では、油圧ポンプ１２を回転駆動させるための動力源を別途設ける必要がない。また、油圧ポンプ１２により油路の油圧の流量を増加させる必要があるときは、補助エンジン１３の動力により油圧ポンプ１２を回転駆動させて油圧の流量を増加させることができる。さらに、油圧の流量を減少させる必要があるときは、油圧ポンプ１２により補助エンジン１３のクランク軸１４を回転駆動させることによりそれが可能になると共に、過給機５の余剰動力を主エンジン１及び補助エンジン１３の動力としてほぼすべて回収することができる。
【００６９】
さらに、油圧ポンプ１２の容量可変部に接続されて油圧ポンプ１２の容量を変化させるコントローラ１５を備え、このコントローラ１５は、主エンジン１の負荷に応じて油圧ポンプ１２の容量を変化させるから、常に変化する主エンジン１の負荷に応じて、２つの固定容量型油圧ポンプ１０，１１の間の相互の油圧の流量調整を最適に行なうことができる。
【００７０】
また、コントローラ１５は、主エンジン１の始動を含む低負荷時から中負荷時までは、主エンジン１のクランク軸２により回転駆動される油圧ポンプ１１と、補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動される油圧ポンプ１２とが共働して、過給機５側の油圧ポンプ１０を回転駆動させるように油圧ポンプ１２の容量を変化させる。
【００７１】
このため、排気ガスエネルギが不足する始動を含む低負荷時から中負荷時までについて、２つの油圧ポンプ１１，１２により過給機５側の油圧ポンプ１０の回転力が加勢されるから、主エンジン１に対して最適な過給を行なうことができる。
【００７２】
また、コントローラ１５は、主エンジン１の中負荷時から常用負荷運転近傍までは２つの油圧ポンプ１０，１２が共働して、主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１を回転駆動させるように、油圧ポンプ１２の容量を変化させるから、排気ガスエネルギに余剰が生じ始める中負荷領域以上の負荷において、油圧ポンプ１１の回転力を上昇させて、主エンジン１のクランク軸２に対して加勢を行なうことができ、燃費を向上させることができる。
【００７３】
さらに、コントローラ１５は、主エンジン１の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは、過給機５側の油圧ポンプ１０が主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１と、補助エンジン１３のクランク軸１４に連結された可変容量型油圧ポンプ１２とを回転駆動するように、可変容量型ポンプ１２の容量を変化させる。
【００７４】
したがって、排気ガスエネルギがさらに余剰となる常用負荷運転近傍から定格負荷運転までについて、油圧ポンプ１２により補助エンジン１３のクランク軸１４を加勢して、過給機５の余剰動力をほぼすべて主エンジン１及び補助エンジン１３の動力として回収することができる。
【００７５】
また、コントローラ１５は、主エンジン１の燃料噴射を制御するものであるから、主エンジン１の燃料噴射量に基づいて可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を最適に制御することができる。さらに、一つのコントローラ１５で主エンジン１の燃料噴射と油圧ポンプ１２の制御を行うことにより、システムの簡素化が図れる。
【００７６】
また、油圧回路２０へタンク３４から潤滑油を供給する冷却用油圧ポンプ３５が、可変容量型の油圧ポンプ１２の回転軸に連結されて、油圧ポンプ１２又は補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動されるから、油圧ポンプ３５の動力源を新たに配ける必要がなくなり、かつ、過給機５の余剰動力をさらに高いレベルで回収することができる。
【００７７】
なお、上述の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は一例にすぎず、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、過給機を有する内燃機関であれば必ずしも上述の船舶に搭載される推進用の２サイクルディーゼルエンジンに限定して利用されるものではなく、あらゆる種類の内燃機関に、そしてあらゆる形式の内燃機関にも広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 主エンジン（第１の内燃機関）
２ クランク軸
３ 変速機
５ 過給機
６ 圧縮機
７ タービン
８ 回転軸
９ 変速機
１０ 油圧ポンプ（第１の油圧ポンプ）
１１ 油圧ポンプ（第２の油圧ポンプ）
１２ 油圧ポンプ（第３の油圧ポンプ）
１３ 補助エンジン（第２の内燃機関）
１４ クランク軸
１４ａ クランク軸の一端
１４ｂ クランク軸の他端
１５ コントローラ
１６ 発電機
１７ 中央配電装置
１８ 変速機
２０ 油圧回路
２１，２２，２３，２４ 油路
２５ 切替弁
２６，２７ 安全弁
２８ 開閉弁
２９，３０ 逆止弁
３１ 安全弁
３２ 安全弁
３３ 熱交換器
３４ タンク
３５ 冷却用油圧ポンプ（第４のポンプ）
３６ フィルタ
３７ 油路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備えた内燃機関の過給機余剰動力回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンやガスエンジンなどの内燃機関では、過給機（ターボチャージャ）により、エンジンの排気ガスによってそのタービンを回転駆動し、タービンにより回転される圧縮機によって給気密度を高めて、エンジンの出力向上を図っている。
【０００３】
しかしながら、このように過給機を取り付けて、排気エネルギの有効利用を図ったとしても、エンジンの高負荷時などには排気エネルギが余剰となり、この余剰排気エネルギを無駄なく利用することが、燃費向上のみならず環境保護の面からも強く要請されている。
【０００４】
このエンジンの余剰排気エネルギを有効利用するものとして、例えば、過給機の圧縮機側にクラッチを介して発電機を連結し、この発電機を過給機によって回転駆動させて発電を行なうものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。この場合には、エンジンの余剰排気エネルギを直接電気エネルギに変換し、それを船内設備等に利用している。
【０００５】
しかしながら、このように過給機に発電機を連結して電気エネルギとして利用するだけでは、船内消費電力が少ない場合などには、エンジンの排気エネルギを充分に利用しているとは言えず、エンジンの余剰排気エネルギをすべて有効利用することが、燃費向上のみならず環境保護の面からも急務になっている。
【０００６】
このエンジンの余剰排気エネルギをほぼすべて有効利用することができるものとして、内燃機関の過給機に変速機を介して油圧ポンプを連結し、過給機によって油圧ポンプを回転駆動させて、油圧より余剰排気エネルギを回収するシステムが開示されている（例えば、特許文献３及び４参照）。
【０００７】
特に、特許文献３には、内燃機関のクランク軸に油圧ポンプを連結し、この油圧ポンプと過給機に連結された油圧ポンプとを油路より接続し、内燃機関の低負荷時に、クランク軸に連結した油圧ポンプが発生した油圧により過給機側の油圧ポンプを油圧モータとして作動させて回転駆動し、過給機の過給能力を高める発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６１−２００４２３号公報（図１，図２）
【特許文献２】特開２００４−３４６８０３号公報（図１）
【特許文献３】特開２００６−２４２０５１号公報（図１）
【特許文献４】特開２００８−１１１３８４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上述の特許文献３に記載された、内燃機関のクランク軸にさらに油圧ポンプを連結し、この油圧ポンプと過給機に連結された油圧ポンプとを油路より接続し、内燃機関の低負荷時に、クランク軸に連結した油圧ポンプが発生した油圧により過給機側の油圧ポンプを油圧モータとして作動させて回転駆動し、過給機の過給能力を高める発明においては、２つの油圧ポンプによってこの２つの油圧ポンプ間の油圧流量を制御し、それにより過給機側の油圧ポンプの回転数制御を行なうために、クランク軸側又は過給機側の油圧ポンプの少なくとも一方を可変容量型ポンプとする必要がある。
【００１０】
しかしながら、この可変容量型油圧ポンプは、油圧を発生させるためのポンプ本体以外に、油圧の吐出量を変化させるための可変機構部が一体に組み込まれている。したがって、可変容量型油圧ポンプは、固定容量型ポンプと比べてその大きさが極めて大きくなり、また重量も極めて重くなる。例えば、その重量が固定容量型ポンプの２．５倍になる場合もある。
【００１１】
特に、上述の特許文献３に記載された発明においては、一方の油圧ポンプは内燃機関のクランク軸に機械的に連結され、他方の油圧ポンプは内燃機関の過給機に変速機を介して機械的に連結されているから、どちらの油圧ポンプを可変容量型油圧ポンプにするにしても、多数の補機類などが錯綜する内燃機関の周りにおいてその配置が極めて困難になり、かつ上記のように総重量が極めて重くなるという問題がある。また、油圧ポンプを可変容量型とする場合、その可変機構部も吐出量に見合った大きさとなり、油圧ポンプは極めて高価なものとなる。
【００１２】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、内燃機関周りにおいて油圧ポンプの配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減を図ることができ、さらに装置の製造コスト低減を図ることができる、内燃機関の過給機余剰動力回収装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するために、本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、第１の内燃機関と、第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関と、第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて第１の内燃機関の給気を過給する過給機と、過給機の回転軸に連結されて過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプと、第１の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプと、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路と、油圧回路に配設されて第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に第２の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプとを備えたことにある。
【００１４】
このように、過給機の回転軸に連結された第１の油圧ポンプと、第１の内燃機関のクランク軸に連結された第２の油圧ポンプとを固定容量型とすることにより、第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプを小型化することができ、第１の内燃機関周りにおいて油圧ポンプの配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減が図れる。第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプを固定容量型としたことにより、第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプが安価なものとなり、装置の製造コスト低減を図ることができる。
【００１５】
また、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整は、第１の油圧ポンプ及び第２の油圧ポンプとは別の、可変容量型からなる第３の油圧ポンプにより行なわれる。この第３の油圧ポンプの役割は、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整であるから、小型の可変容量型油圧ポンプでよい。したがって、コスト的にも極めて有利になる。
【００１６】
さらに、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧回路、つまり油圧配管のみにより接続され、また、上述のように可変容量型油圧ポンプは小型のもでよいから、配置の自由度が極めて高く、第１の内燃機関及び第２の内燃機関周りにおいて補機類などの取りまわしが容易になる。
【００１７】
これに加えて、可変容量型の第３の油圧ポンプは、第２の内燃機関のクランク軸に連結されてクランク軸と共に回転するから、第３の油圧ポンプを回転駆動させるための動力源を別途設ける必要がなく、第３の油圧ポンプにより油路の油圧の流量を増加させる必要があるときは、第２の内燃機関の動力により第３の油圧ポンプを回転駆動させて油圧の流量を増加させることができる。また、油圧の流量を減少させる必要があるときは、第３の油圧ポンプにより第２の内燃機関のクランク軸を回転駆動させることにより油圧の流量を減少させることができ、このときは過給機の余剰動力を第２の内燃機関の動力としても回収することができる。
【００１８】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、第３の油圧ポンプの容量可変部に接続されて第３の油圧ポンプの容量を変化させるコントローラをさらに備え、コントローラは、第１の内燃機関の各負荷に応じて第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００１９】
このように、第３の油圧ポンプの容量可変部に接続されるコントローラが、第１の内燃機関の負荷に応じて第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、常に変化する第１の内燃機関の負荷に応じて、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を最適に行なうことができる。
【００２０】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の低負荷時には第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第１の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００２１】
このように、第１の内燃機関の低負荷時には第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第１の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、第１の内燃機関の排気ガスエネルギが不足する低負荷時においては、第１の油圧ポンプと連結された過給機の回転力が加勢され、第１の内燃機関に対して最適な過給を行なうことができるようになる。このとき、第１の油圧ポンプは油圧モータとして作動し、第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧ポンプとして作動する。
【００２２】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の中負荷時から常用負荷運転近傍までは第１の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第２の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００２３】
このように、コントローラが、第１の内燃機関の中負荷時から常用負荷運転近傍までは、第１の油圧ポンプと第３の油圧ポンプが共働して第２の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、第１の内燃機関について排気ガスエネルギに余剰が生じ始める中負荷時以上の負荷において、第２の油圧ポンプの回転力を上昇させて、第１の内燃機関のクランク軸に対して加勢を行なうことができ、燃費を向上させることができる。このとき、第１の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧ポンプとして作動し、第２の油圧ポンプは油圧モータとして作動する。
【００２４】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは第１の油圧ポンプが第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることが望ましい。
【００２５】
このように、コントローラが、第１の内燃機関の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは、第１の油圧ポンプが第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプを回転駆動させるように第３の油圧ポンプの容量を変化させることにより、過給機に対する排気ガスエネルギがさらに余剰となる常用負荷運転近傍から定格負荷運転までについては、第２の油圧ポンプの回転力を上昇させて第１の内燃機関のクランク軸に対して加勢を行なうことができると共に、第３の油圧ポンプにより第２の内燃機関のクランク軸を回転駆動させることができるようになり、第２の内燃機関のクランク軸に対して加勢することができる。
【００２６】
すなわち、過給機の余剰動力をほぼすべて第１及び第２の内燃機関の動力として回収することができ、２つの内燃機関の燃費を同時に向上させることができる。このとき、第１の油圧ポンプは油圧ポンプとして作動し、第２の油圧ポンプと第３の油圧ポンプは油圧モータとして作動する。
【００２７】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、コントローラは、第１の内燃機関の燃料噴射を制御することが望ましい。すなわち、上述の第３の油圧ポンプに対するコントローラの制御機能を第１の内燃機関の燃料噴射を制御するコントローラに組み込むことにより、第１の内燃機関の燃料噴射量に基づいて第３の油圧ポンプの容量を最適に制御することができるようになる。また、２つのコントローラを一体にすることにより、システムの簡素化が図れる。
【００２８】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、油圧回路へタンクから潤滑油を供給する第４の油圧ポンプをさらに備え、第４の油圧ポンプは、第３の油圧ポンプの回転軸に連結されて第２の内燃機関のクランク軸又は第３の油圧ポンプにより回転駆動されることが望ましい。
【００２９】
このように、油圧回路へタンクから潤滑油を供給する第４の油圧ポンプを、第３の油圧ポンプに連結して第２の内燃機関のクランク軸又は第３の油圧ポンプにより回転駆動させることにより、第４の油圧ポンプの動力源を新たに設ける必要がなくなり、かつ、過給機の余剰動力をさらに高いレベルで回収することができるようになる。
【００３０】
上記内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、第１の内燃機関は、船舶の推進用主内燃機関であり、第２の内燃機関は、該クランク軸に発電機が連結されて発電を行なう船舶の発電用補助内燃機関であることが望ましい。
【００３１】
本内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、車両を含むすべての内燃機関に対して実施することができるのは勿論であるが、特に船舶の場合には、推進用の主内燃機関のほかに発電用の補助内燃機関を装備しているのが一般的であり、しかも主内燃機関については、上述のように従来から２つの油圧ポンプだけにより構成した場合の諸問題がある。したがって、このような構成により、本発明を最も効果的に実施することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、第１の内燃機関と、第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関と、第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて第１の内燃機関の給気を過給する過給機と、過給機の回転軸に連結されて過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプと、第１の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプと、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路と、油圧回路に配設されて第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に第２の内燃機関のクランク軸に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプとを備える。
【００３３】
したがって、内燃機関周りにおいて油圧ポンプの配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減を図ることができ、さらに装置の製造コスト低減を図ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の主エンジンの通常運転時の油圧回路の流れを示す回路図である。
【図３】図１の主エンジンの機関回転数と過給機回転数の関係を示すグラフである。
【図４】図１の主エンジンの各負荷に対する第１の油圧ポンプの作動モードを示す図である。
【図５】図１の主エンジンの逆転時の油圧回路の流れを示す回路図である。
【図６】図１の主エンジンの機関負荷と掃気圧力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明に係る内燃機関の過給機余剰動力回収装置を実施するための形態を、図１ないし図６を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１の符号１は、一例としての、船舶に搭載される推進用の２サイクルディーゼル主エンジン（第１の内燃機関）を示し、この主エンジン１は、その排気ガスにより回転駆動されて給気を主エンジン１へ過給する過給機５を備えている。
【００３７】
過給機５は圧縮機６とタービン７とからなり、圧縮機６とタービン７は回転軸８で連結されている。主エンジン１の排気ガスによりタービン７が回転駆動され、タービン７によって圧縮機６が回転する。これによりエンジンの給気密度が高められ、エンジン出力が向上する。
【００３８】
なお、過給機５は、必ずしもその段数が単段のものに限定されるものではない。また、主エンジン１は船舶推進用エンジンに限定されず、また、形式も２サイクルディーゼルエンジンに限定されるものではなく、４サイクルディーゼルエンジンや、天然ガス、都市ガス等を燃料とするガスエンジン、他のすべての形式の内燃機関が含まれる。
【００３９】
図１に示すように、過給機５の回転軸８に変速機９が連結され、変速機９に固定容量型の油圧ポンプ（第１の油圧ポンプ）１０が連結されている。主エンジン１のクランク軸２に変速機３が連結され、変速機３に固定容量型の油圧ポンプ（第２の油圧ポンプ）１１が連結されている。勿論、変速機３を設けずに油圧ポンプ１１を主エンジン１のクランク軸２に直結することもできる。
【００４０】
上述の２つの油圧ポンプ１０，１１は、油圧回路２０の中に組み込まれる。油圧ポンプ１０の出力側と油圧ポンプ１１は油路２１により、油圧ポンプ１０の入力側と油圧ポンプ１１は油路２２によりそれぞれ接続されている。
【００４１】
２つの油路２１，２２の間に、小型の可変容量型の油圧ポンプ（第３の油圧ポンプ）１２が油路２３，２４により接続されている。油路２３は油圧ポンプ１２と油路２１とを接続し、油路２４は油圧ポンプ１２と油路２２とを接続する。このように、油圧ポンプ１２は、油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１とにそれぞれ並列に接続されている。
【００４２】
これらの油圧ポンプ１０，１１，１２は、ポンプ軸より回転駆動されればそれぞれ油圧ポンプとして作動し、油圧により回転駆動されればそれぞれ油圧モータとして作動するもので、名称の簡略化のため本発明では単に油圧ポンプとしている。
【００４３】
主エンジン１とは別に、この船舶の発電用補助エンジン（第２の内燃機関）１３が配設される。補助エンジン１３のクランク軸１４の一端１４ａには、発電機１６が連結されて発電を行い、発電機１６が発電した電力は船舶の中央配電装置１７に供給される。発電機１６は油圧ポンプ１２により回転駆動されて発電機として作動するほか、中央配電装置１７から供給される電力により電動モータとして作動して、補助エンジン１３を回転駆動することができるものであり、名称の簡略化のため本発明では単に発電機としている。
【００４４】
この一方、補助エンジン１３のクランク軸１４の他端１４ｂには変速機１８が連結され、この変速機１８に可変容量型の油圧ポンプ（第３の油圧ポンプ）１２が連結される。勿論、変速機１８を設けずに油圧ポンプ１２を補助エンジン１のクランク軸１４に直結することもできる。
【００４５】
上述の油圧ポンプ１２の容量可変部の可変機構としては、例えば、斜板式や斜軸式など様々なものがある。主エンジン１の燃料噴射量を制御するコントローラ１５が配設され、コントローラ１５は、油圧ポンプ１２の可変機構部と電気的に接続されてこれを制御し、油圧ポンプ１２の容量を変化させる。
【００４６】
図２に示すように、２つの油路２１，２２の間に、かつ、油圧ポンプ１１と１２とそれぞれ並列に、油圧操作式切替弁２５、上述のコントローラ１５に制御される比例電磁式安全弁２６、安全弁２７、上述のコントローラ１５に制御される電磁式開閉弁２８、対向するように相互に直列に接続された２つの逆止弁２９，３０が、油圧ポンプ１２の側からこの順に接続されている。
【００４７】
上述の油圧ポンプ１２には冷却ポンプ３５が連結され、冷却ポンプ３５はこの油圧ポンプ１２又は油圧ポンプ１２が連結されている補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動される。冷却ポンプ３５は、フィルタ３６を介して２つの逆止弁２９，３０の間に接続される。なお、冷却ポンプ３５を油圧ポンプ１２に連結しないで別置きとし、図示しない小型の電動モータを取り付けてこれにより回転駆動させることもできる。
【００４８】
また、２つの逆止弁２９，３０とタンク３４との間には、油路３７を介して冷却ポンプ用安全弁３２及び熱交換器３３が配設される。油圧操作式切替弁２５の出口は、安全弁３１、油路３７、熱交換器３３を介してタンク３４に接続されている。
【００４９】
次に、本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置の作動について説明する。図２に示すように、主エンジン１の通常運転時において、図１に示すコントローラ１５は、上述の電磁式開閉弁２８を閉弁させている。したがって、油圧回路２０においては、２つの油圧ポンプ１１，１２と、２つの油路２１，２２とによる一方向の油圧の循環路が形成されている。
【００５０】
ところで、主エンジン１の始動を含む低負荷時から機関負荷が４０〜５０％の中負荷時までは、主エンジン１の排気ガス量が不足して、過給機５だけでは主エンジン１の負荷に対して充分な過給を行なうことができない。このため、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置においては、低負荷時から中負荷時まで、主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１が発生させた油圧により、過給機５に連結された油圧ポンプ１０を回転駆動して、過給機５に対して回転力の加勢を行わせる。これにより、過給機５は排気ガスだけによる回転力からさらに増速され、主エンジン１に対してより多くの過給を行なうことができる。
【００５１】
一方、図３は、主エンジン１と過給機５の回転数の関係を示し、実線は、油圧ポンプ１２が装備されていない場合の油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１の仮想作動線を示している。油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１はともに固定容量型であるため、作動線はぼほ直線である。また、破線は、油圧ポンプ１２を装備した場合の、主エンジン１のそれぞれの機関回転速度数における実働の過給機５の回転数を示している。
【００５２】
図３のＡ点は、実働状態で油圧ポンプ１２の調整流量がゼロの状態を表しており、Ａ点では、実働状態で２つの固定容量型の油圧ポンプ１０，１１の流量が等しい。図３に示すように、始動を含む低負荷からＡ点までは、油圧ポンプ１２は補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動され、Ａ点から定格負荷運転までは、油圧ポンプ１２は補助エンジン１３のクランク軸１４を油圧駆動する。Ａ点は、主エンジン１において機関負荷が７５〜８５％の常用負荷運転近傍に設定される。なお、Ａ点を必ずしも主エンジン１の常用負荷運転近傍に設定する必要がないことは勿論である。
【００５３】
ここで、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置においては、図１に示した主エンジン１の燃料噴射量を制御するコントローラ１５が、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、補助エンジン１３のクランク軸１４により油圧ポンプ１２を回転駆動できるようにし、始動を含む低負荷時には、過給機５に対して２つの油圧ポンプ１１，１２によって必要な回転力の加勢を行わせる。すなわち、図４に示すように、油圧ポンプ１０は、低負荷時には油圧モータとして作動する。
【００５４】
図２の油圧回路２０において、冷却ポンプ３５は、油圧ポンプ１２を介して補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動されて、タンク３４内の作動油を吸い上げて、冷却された作動油をフィルタ３６、２つの逆止弁２９，３０を介して油路２１，２２へ供給する。２つの逆止弁２９，３０から供給された作動油の油圧が過大のときは、潤滑油は冷却ポンプ用安全弁３２、熱交換器３３を介して再びタンク３４に戻される。比例電磁式安全弁２６と安全弁２７は、油路２１，２２の一方の圧力が高まったときに開弁し、回路全体の過負荷を防止する。また、油圧操作式切替弁２５と安全弁３１は、作動油を油路３７、熱交換器３３を介して冷却した後にタンク３４へ戻す。
【００５５】
また、主エンジン１の負荷が中負荷領域を過ぎると、主エンジン１の排気ガスについて過給機５に必要とされる排気ガス量に対して余剰が生じ始める。このとき、図１に示したコントローラ１５は、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、過給機５の回転力で油圧ポンプ１０が吐出した油圧により、クランク軸２に連結された油圧ポンプ１１を回転駆動させる。
【００５６】
すなわち、図４に示すように、油圧ポンプ１０は、４０〜５０％負荷以上になると油圧ポンプとして作動し、その作動モードが切り替わるように設定されている。この一方、図３に示すように、油圧ポンプ１２は、主エンジン１の常用負荷運転近傍までは補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動されつづけ、その吐出油圧により主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１の回転をさらに加勢する。なお、油圧ポンプ１０のモータモードからポンプモードへの切替時期は、必ずしもこの主エンジン１のような４０〜５０％負荷に限定されるものではない。
【００５７】
図３に示すように、主エンジン１の常用負荷運転近傍（図３のＡ点）から高負荷の定格負荷運転までは、主エンジン１の排気ガスが過給機５に必要とされる排気ガス量に対してさらに余剰となる。このとき、図１に示したコントローラ１５は、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、過給機５の回転力で油圧ポンプ１０が吐出した油圧により、２つの油圧ポンプ１１，１２を回転駆動させる。
【００５８】
すなわち、油圧ポンプ１１はクランク軸２を介して主エンジン１を補助駆動する一方、油圧ポンプ１２は油圧モータとして作動して、クランク軸１４を介して補助エンジン１３を補助駆動する。これにより、過給機５の余剰動力を主エンジン１及び補助エンジン１３の動力としてほぼすべて回収することができる。
【００５９】
次に、船舶のクラッシュアスターン時、つまり主エンジン１が逆回転した時の、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置の作動について説明する。
【００６０】
図５に示すように、主エンジン１の逆回転時において、図１に示すコントローラ１５は、電磁式開閉弁２８を開弁させる。したがって、油圧回路２０においては、油圧ポンプ１０と電磁式開閉弁２８との間を循環する油圧回路と、油圧ポンプ１１と電磁式開閉弁２８との間を循環する油圧回路が形成される。この場合、油圧ポンプ１０と電磁式開閉弁２８との間を循環する油圧回路において、油圧ポンプ１１は無負荷運転状態となる一方、油圧ポンプ１０は油圧ポンプ１１の作動から切り離される。
【００６１】
ここで、主エンジン１の排気ガスが過給機５に必要とされる排気ガスエネルギに対して余剰となるときは、上述の通常運転時と同様に、コントローラ１５は、可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を変化させて、過給機５の回転力で油圧ポンプ１０が吐出した油圧により２つの油圧ポンプ１１，１２を回転駆動させる。油圧ポンプ１１はクランク軸２を介して主エンジン１を補助駆動する一方、油圧ポンプ１２もクランク軸１４を介して補助エンジン１３を補助駆動し、過給機５の余剰動力を主エンジン１及び補助エンジン１３の動力としてほぼすべて回収する。
【００６２】
図６において、実線は、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備した場合の主エンジン１の機関負荷と掃気圧力との関係を示し、破線は、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備していない場合の主エンジン１の機関負荷と掃気圧力との関係を仮想曲線で示す。
【００６３】
図６から明らかなように、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備した主エンジン１においては、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備していない主エンジン１に比べて、すべての機関負荷領域において掃気圧力が低減されている。
【００６４】
この一方、このような過給機余剰動力回収装置を装備していないエンジンでは、過給機で消費しきれなかった余剰排気ガスを、そのままバイパス弁等を通して大気に排出し廃棄している。しかしながら、本内燃機関の過給機余剰動力回収装置を装備した主エンジン１の場合には、その低減された掃気圧力の分だけ油圧ポンプ１０が油圧を発生させたものであり、余剰排気ガスエネルギが有効に利用されたことを示す。
【００６５】
本内燃機関の過給機余剰動力回収装置によれば、過給機５の回転軸８に連結された油圧ポンプ１０と、主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１とを固定容量型とすることにより、油圧ポンプ１０及び油圧ポンプ１１を小型化することができ、主エンジン１の周りにおいて他の補機類等の配置が極めて容易になり、しかも大幅な重量軽減が図れる。また、安価な固定容量型ポンプの導入により、装置の製造コスト低減を図ることができる。
【００６６】
また、油圧ポンプ１０と油圧ポンプ１１との間の相互の油圧の流量調整は、油圧ポンプ１０，１１とは別の可変容量型からなる油圧ポンプ１２により行なわれる。この油圧ポンプ１２は、２つの固定容量型の油圧ポンプ１０，１１の間の相互の油圧の流量調整だけを行なうから、小型の可変容量型油圧ポンプで済み、従来の大型の可変容量型油圧ポンプに比べて、コスト的にも極めて有利である。
【００６７】
さらに、３つの油圧ポンプ１０，１１，１２は油圧配管のみにより接続されると共に、可変容量型ポンプ１２は小型であるから、配置の自由度が極めて高く、主エンジン１及び補助エンジン１３の周りの補機類などの取りまわしが容易になる。
【００６８】
また、可変容量型油圧ポンプ１２は、補助エンジン１３のクランク軸１４に連結されてクランク軸１４と共に回転するから、補助エンジン１３を装備している船舶では、油圧ポンプ１２を回転駆動させるための動力源を別途設ける必要がない。また、油圧ポンプ１２により油路の油圧の流量を増加させる必要があるときは、補助エンジン１３の動力により油圧ポンプ１２を回転駆動させて油圧の流量を増加させることができる。さらに、油圧の流量を減少させる必要があるときは、油圧ポンプ１２により補助エンジン１３のクランク軸１４を回転駆動させることによりそれが可能になると共に、過給機５の余剰動力を主エンジン１及び補助エンジン１３の動力としてほぼすべて回収することができる。
【００６９】
さらに、油圧ポンプ１２の容量可変部に接続されて油圧ポンプ１２の容量を変化させるコントローラ１５を備え、このコントローラ１５は、主エンジン１の負荷に応じて油圧ポンプ１２の容量を変化させるから、常に変化する主エンジン１の負荷に応じて、２つの固定容量型油圧ポンプ１０，１１の間の相互の油圧の流量調整を最適に行なうことができる。
【００７０】
また、コントローラ１５は、主エンジン１の始動を含む低負荷時から中負荷時までは、主エンジン１のクランク軸２により回転駆動される油圧ポンプ１１と、補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動される油圧ポンプ１２とが共働して、過給機５側の油圧ポンプ１０を回転駆動させるように油圧ポンプ１２の容量を変化させる。
【００７１】
このため、排気ガスエネルギが不足する始動を含む低負荷時から中負荷時までについて、２つの油圧ポンプ１１，１２により過給機５側の油圧ポンプ１０の回転力が加勢されるから、主エンジン１に対して最適な過給を行なうことができる。
【００７２】
また、コントローラ１５は、主エンジン１の中負荷時から常用負荷運転近傍までは２つの油圧ポンプ１０，１２が共働して、主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１を回転駆動させるように、油圧ポンプ１２の容量を変化させるから、排気ガスエネルギに余剰が生じ始める中負荷領域以上の負荷において、油圧ポンプ１１の回転力を上昇させて、主エンジン１のクランク軸２に対して加勢を行なうことができ、燃費を向上させることができる。
【００７３】
さらに、コントローラ１５は、主エンジン１の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは、過給機５側の油圧ポンプ１０が主エンジン１のクランク軸２に連結された油圧ポンプ１１と、補助エンジン１３のクランク軸１４に連結された可変容量型油圧ポンプ１２とを回転駆動するように、可変容量型ポンプ１２の容量を変化させる。
【００７４】
したがって、排気ガスエネルギがさらに余剰となる常用負荷運転近傍から定格負荷運転までについて、油圧ポンプ１２により補助エンジン１３のクランク軸１４を加勢して、過給機５の余剰動力をほぼすべて主エンジン１及び補助エンジン１３の動力として回収することができる。
【００７５】
また、コントローラ１５は、主エンジン１の燃料噴射を制御するものであるから、主エンジン１の燃料噴射量に基づいて可変容量型の油圧ポンプ１２の容量を最適に制御することができる。さらに、一つのコントローラ１５で主エンジン１の燃料噴射と油圧ポンプ１２の制御を行うことにより、システムの簡素化が図れる。
【００７６】
また、油圧回路２０へタンク３４から潤滑油を供給する冷却用油圧ポンプ３５が、可変容量型の油圧ポンプ１２の回転軸に連結されて、油圧ポンプ１２又は補助エンジン１３のクランク軸１４により回転駆動されるから、油圧ポンプ３５の動力源を新たに配ける必要がなくなり、かつ、過給機５の余剰動力をさらに高いレベルで回収することができる。
【００７７】
なお、上述の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は一例にすぎず、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の内燃機関の過給機余剰動力回収装置は、過給機を有する内燃機関であれば必ずしも上述の船舶に搭載される推進用の２サイクルディーゼルエンジンに限定して利用されるものではなく、あらゆる種類の内燃機関に、そしてあらゆる形式の内燃機関にも広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 主エンジン（第１の内燃機関）
２ クランク軸
３ 変速機
５ 過給機
６ 圧縮機
７ タービン
８ 回転軸
９ 変速機
１０ 油圧ポンプ（第１の油圧ポンプ）
１１ 油圧ポンプ（第２の油圧ポンプ）
１２ 油圧ポンプ（第３の油圧ポンプ）
１３ 補助エンジン（第２の内燃機関）
１４ クランク軸
１４ａ クランク軸の一端
１４ｂ クランク軸の他端
１５ コントローラ
１６ 発電機
１７ 中央配電装置
１８ 変速機
２０ 油圧回路
２１，２２，２３，２４ 油路
２５ 切替弁
２６，２７ 安全弁
２８ 開閉弁
２９，３０ 逆止弁
３１ 安全弁
３２ 安全弁
３３ 熱交換器
３４ タンク
３５ 冷却用油圧ポンプ（第４のポンプ）
３６ フィルタ
３７ 油路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の内燃機関（１）と、前記第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関（１３）と、前記第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて前記第１の内燃機関の給気を過給する過給機（５）と、前記過給機の回転軸に連結されて前記過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプ（１０）と、前記第１の内燃機関のクランク軸（２）に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプ（１１）と、前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路（２０）と、前記油圧回路に配設されて前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に前記第２の内燃機関のクランク軸（１４）に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプ（１２）とを備えたことを特徴とする内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項２】
前記第３の油圧ポンプ（１２）の容量可変部に接続されて前記第３の油圧ポンプの容量を変化させるコントローラ（１５）をさらに備え、前記コントローラは、前記第１の内燃機関の各負荷に応じて前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項３】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の低負荷時には前記第２の油圧ポンプ（１１）と前記第３の油圧ポンプ（１２）が共働して前記第１の油圧ポンプ（１２）を回転駆動させるように前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項４】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の中負荷時から常用負荷運転近傍までは前記第１の油圧ポンプ（１０）と前記第３の油圧ポンプ（１２）が共働して前記第２の油圧ポンプ（１１）を回転駆動させるように前記前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項５】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは前記第１の油圧ポンプ（１０）が前記第２の油圧ポンプ（１１）と前記第３の油圧ポンプ（１２）を回転駆動させるように前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項６】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の燃料噴射を制御することを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項７】
前記油圧回路（２０）へタンク（３４）から潤滑油を供給する第４の油圧ポンプ（３５）をさらに備え、前記第４の油圧ポンプは、前記第３の油圧ポンプ（１２）の回転軸に連結されて前記第２の内燃機関（１３）のクランク軸（１４）又は前記第３の油圧ポンプにより回転駆動されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項８】
前記第１の内燃機関（１）は、船舶の推進用主内燃機関であり、前記第２の内燃機関（１３）は、該クランク軸（１４）に発電機（１６）が連結されて発電を行なう前記船舶の発電用補助内燃機関であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項１】
第１の内燃機関（１）と、前記第１の内燃機関とは別に配設された第２の内燃機関（１３）と、前記第１の内燃機関の排気ガスにより回転駆動されて前記第１の内燃機関の給気を過給する過給機（５）と、前記過給機の回転軸に連結されて前記過給機と共に回転する固定容量型の第１の油圧ポンプ（１０）と、前記第１の内燃機関のクランク軸（２）に連結されて該クランク軸と共に回転する固定容量型の第２の油圧ポンプ（１１）と、前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプとを繋ぐ油圧回路（２０）と、前記油圧回路に配設されて前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプとの間の相互の油圧の流量調整を行なうと共に前記第２の内燃機関のクランク軸（１４）に連結されて該クランク軸と共に回転する可変容量型の第３の油圧ポンプ（１２）とを備えたことを特徴とする内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項２】
前記第３の油圧ポンプ（１２）の容量可変部に接続されて前記第３の油圧ポンプの容量を変化させるコントローラ（１５）をさらに備え、前記コントローラは、前記第１の内燃機関の各負荷に応じて前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項３】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の低負荷時には前記第２の油圧ポンプ（１１）と前記第３の油圧ポンプ（１２）が共働して前記第１の油圧ポンプ（１２）を回転駆動させるように前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項４】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の中負荷時から常用負荷運転近傍までは前記第１の油圧ポンプ（１０）と前記第３の油圧ポンプ（１２）が共働して前記第２の油圧ポンプ（１１）を回転駆動させるように前記前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項５】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の常用負荷運転近傍から定格負荷運転までは前記第１の油圧ポンプ（１０）が前記第２の油圧ポンプ（１１）と前記第３の油圧ポンプ（１２）を回転駆動させるように前記第３の油圧ポンプの容量を変化させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項６】
前記コントローラ（１５）は、前記第１の内燃機関（１）の燃料噴射を制御することを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項７】
前記油圧回路（２０）へタンク（３４）から潤滑油を供給する第４の油圧ポンプ（３５）をさらに備え、前記第４の油圧ポンプは、前記第３の油圧ポンプ（１２）の回転軸に連結されて前記第２の内燃機関（１３）のクランク軸（１４）又は前記第３の油圧ポンプにより回転駆動されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【請求項８】
前記第１の内燃機関（１）は、船舶の推進用主内燃機関であり、前記第２の内燃機関（１３）は、該クランク軸（１４）に発電機（１６）が連結されて発電を行なう前記船舶の発電用補助内燃機関であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２１４４６１（Ｐ２０１１−２１４４６１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８１８１９（Ｐ２０１０−８１８１９）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【Ｆターム（参考）】
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