特許 6383925 内燃機関の過給機余剰動力回収装置及び船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6383925

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】内燃機関の過給機余剰動力回収装置及び船舶

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/00 20060101AFI20180827BHJP

   F02B 37/10 20060101ALI20180827BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20180827BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20180827BHJP

   F02D 29/04 20060101ALI20180827BHJP

   F01N 5/02 20060101ALI20180827BHJP

   B63H 21/14 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/00 302B

   F02B37/10 Z

   F02B37/18 A

   F02D29/02 A

   F02D29/04 H

   F01N5/02 F

   B63H21/14

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-121677(P2017-121677)

(22)【出願日】2017年6月21日

【審査請求日】2017年11月7日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518126144

【氏名又は名称】株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】坂入 信之

(72)【発明者】

【氏名】谷口 貴士

(72)【発明者】

【氏名】島田 一孝

(72)【発明者】

【氏名】村上 高弘

【審査官】 齊藤 公志郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／１７５１９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１９６８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９０１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１７４５４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１７９６５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２１４４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１１３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１４４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０２６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３４７６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３７／００−３９／１６

Ｆ０２Ｄ ２３／００

Ｆ０２Ｄ ２９／００−０４

Ｆ１５Ｂ １１／００−２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧で作動する作動機器を電子制御することにより駆動される内燃機関と、
前記内燃機関の排ガス路に配設されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関の吸気管に過給された給気を供給する過給機と、
前記過給機に連結されて前記過給機により回転駆動されて油圧を生成させる第１油圧ポンプと、
電動機の回転により回転駆動されて油圧を生成させる第２油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプで生成した油圧と前記第２油圧ポンプで生成した油圧との間で前記作動機器へ供給する油圧を調整する油圧調整機構と、
前記作動機器を電子制御するコントローラと、を備え、
前記作動機器へ供給する油圧は、前記第１油圧ポンプで生成した油圧及び前記第２油圧ポンプで生成した油圧の少なくともいずれか一方の油圧であり、
前記コントローラは、前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、所定量未満の条件では、前記作動機器へ供給される油圧は前記第２油圧ポンプで生成した油圧であって、前記作動機器へ供給される油圧量は、前記第２油圧ポンプで生成した油圧量であり、前記条件以外のとき、前記作動機器へ供給される油圧は前記第１油圧ポンプで生成した油圧を含むように、前記油圧調整機構を制御する、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】

前記所定量は、前記作動機器を作動するために必要な油圧の必要量である、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】

前記コントローラは、前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、所定量未満の条件で、前記第１油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給せず、前記第２油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給し、
前記条件以外のとき、前記第２油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給せず、前記第１油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給するように、前記油圧調整機構を制御する、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】

前記所定量は、前記内燃機関の負荷率が７０％以下の負荷率に対応した前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。

【請求項5】

前記内燃機関には、前記内燃機関のクランク軸の回転により回転駆動されて油圧を生成させる機関駆動油圧ポンプが設けられていない、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。

【請求項6】

前記過給機余剰動力回収装置は、前記過給機のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁を有し、
前記コントローラは、前記第１油圧ポンプにより生成する油圧を前記作動機器へ供給する場合、前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、前記油圧の必要量に対して過剰とならず前記必要量に対応するように前記制御弁の開度を制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。

【請求項7】

前記内燃機関の前記過給機と並列配置されて、前記排ガスの一部を前記過給機のタービンを経由することなく、外部に排気するバイパス排ガス路と、
前記バイパス排ガス路における排ガス流量を制御する排気バイパス弁と、有し、
前記制御弁は、前記排気バイパス弁である、請求項６に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置が搭載され、
前記内燃機関は、船舶の推進用エンジンである、ことを特徴とする船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の過給機余剰動力回収装置及び船舶に関する。

【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、エンジンの排ガスによって過給機（ターボチャージャ）のタービンを回転駆動し、回転駆動した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（高出力時）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、過給機に連結されて過給機により回転駆動される油圧ポンプで油圧を生成させ、この油圧を、内燃機関を駆動させる作動機器の駆動源として油圧機構に供給する過給機余剰動力回収装置が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６０１２８１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この過給機余剰動力回収装置では、内燃機関のクランク軸の回転により回転駆動されて油圧を生成させる機関駆動油圧ポンプが設けられている。この機関駆動油圧ポンプは、内燃機関の負荷率が低く、過給機により回転駆動される過給機駆動油圧ポンプが生成する油圧生成量が少ない場合、作動機器の駆動源として油圧を供給する。
しかし、機関駆動用油圧ポンプ及び機関駆動油圧ポンプとクランク軸を接続させるギアボックスは大きな構造体であり高コストである。このため、大きな設置スペースを要し、高価な過給機余剰動力回収装置となり、船舶における推進エンジンとして用いる場合不利となる。

【0007】

そこで、本発明は、設置スペースが過大とならず、低コストで、余剰排気エネルギを有効利用することができる内燃機関の過給機余剰動力回収装置及び、この過給機余剰動力回収装置を用いた船舶を供給することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、内燃機関の過給機余剰動力回収装置である。当該装置は、 油圧で作動する作動機器を電子制御することにより駆動される内燃機関と、
前記内燃機関の排ガス路に配設されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関の吸気管に過給された給気を供給する過給機と、
前記過給機に連結されて前記過給機により回転駆動されて油圧を生成させる第１油圧ポンプと、
電動機の回転により回転駆動されて油圧を生成させる第２油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプで生成した油圧と前記第２油圧ポンプで生成した油圧との間で前記作動機器へ供給する油圧を調整する油圧調整機構と、
前記作動機器を電子制御するコントローラと、を備え、
前記作動機器へ供給する油圧は、前記第１油圧ポンプで生成した油圧及び前記第２油圧ポンプで生成した油圧の少なくともいずれか一方の油圧であり、
前記コントローラは、前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、所定量未満の条件では、前記作動機器へ供給される油圧は前記第２油圧ポンプで生成した油圧であって、前記作動機器へ供給される油圧量は、前記第２油圧ポンプで生成した油圧量であり、前記条件以外のとき、前記作動機器へ供給される油圧は前記第１油圧ポンプで生成した油圧を含むように、前記油圧調整機構を制御する。

【0009】

前記所定量は、前記作動機器を作動するために必要な油圧の必要量である、ことが好ましい。

【0010】

前記コントローラは、前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、所定量未満の条件で、前記第１油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給せず、前記第２油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給し、
前記条件以外のとき、前記第２油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給せず、前記第１油圧ポンプで生成した油圧を前記作動機器へ供給するように、前記油圧調整機構を制御する、ことが好ましい。

【0011】

前記所定量は、前記内燃機関の負荷率が７０％以下の負荷率に対応した前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量である、ことが好ましい。

【0012】

前記内燃機関には、前記内燃機関のクランク軸の回転により回転駆動されて油圧を生成させる機関駆動油圧ポンプが設けられていない、ことが好ましい。

【0013】

前記過給機余剰動力回収装置は、前記過給機のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁を有し、
前記コントローラは、前記第１油圧ポンプにより生成する油圧を前記作動機器へ供給する場合、前記第１油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、前記油圧の必要量に対して過剰とならず前記必要量に対応するように前記制御弁の開度を制御する、ことが好ましい。

【0014】

前記内燃機関の前記過給機と並列配置されて、前記排ガスの一部を前記過給機のタービンを経由することなく、外部に排気するバイパス排ガス路と、
前記バイパス排ガス路における排ガス流量を制御する排気バイパス弁と、有し、
前記制御弁は、前記排気バイパス弁である、ことが好ましい。

【0015】

本発明の他の一態様は、前記内燃機関の過給機余剰動力回収装置が搭載され、前記内燃機関は、船舶の推進用エンジンである、ことを特徴とする船舶である。

【発明の効果】

【0016】

上記過給機余剰動力回収装置及びこの装置を搭載した船舶によれば、設置スペースが過大とならず、低コストで、余剰排気エネルギを有効利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態の過給機余剰動力回収装置の主な構成を示す図である。

【図2】本実施形態の過給機余剰動力回収装置の過給機周りの装置構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明に係る内燃機関の過給機余剰動力回収装置及び船舶の一実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態の過給機余剰動力回収装置（以降、回収装置という）１００の主な構成を示す図である。
回収装置１００は、内燃機関１に付随して設けられる装置である。回収装置１００は、過給機に連結されて過給機により回転駆動される油圧ポンプに油圧を生成させ、この油圧を、内燃機関を駆動させる作動機器（例えば排気弁や燃料噴射弁）の駆動源となる油圧として供給する。このような回収装置１００の処理を排気エネルギ回収処理という。以下、回収装置１００及び排気エネルギ回収処理を説明する。

【0019】

回収装置１００は、内燃機関１と、過給機（第１過給機）５と、油圧ポンプ１０と、油圧機構２０と、コントローラ５０と、油圧制御ユニット５１と、を主に備える。

【0020】

内燃機関１は、特に制限されないが、一例として、船舶に搭載される推進用の低速ディーゼルエンジン（動力源、内燃機関）が挙げられる。内燃機関１は、内燃機関１を駆動させるために必要な、例えば排気弁、燃料噴射弁等の作動機器が油圧を介して電子制御される電子制御機関である。内燃機関１には過給機５が設けられている。
内燃機関１には、内燃機関１のクランク軸の回転により回転駆動されて油圧を生成させる機関駆動油圧ポンプが設けられない。このため、機関駆動用ポンプとクランク軸を接続するギアボックスも設けられない。

【0021】

過給機５は、内燃機関１の排ガスにより回転駆動されて内燃機関１の吸気管に過給された給気を供給する。過給機５は、具体的には、圧縮機６とタービン７とを備える。圧縮機６とタービン７は、回転軸８で連結される。内燃機関１の排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。これにより内燃機関１の給気密度が高められ、エンジンの出力が向上する。

【0022】

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、内燃機関１は船舶用エンジンに限定されず、形式も低速ディーゼルエンジンに限定されるものではない。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電子制御機関が含まれる。

【0023】

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に可変容量型の第１油圧ポンプ１０が連結される。
上述の第１油圧ポンプ１０は、図１において１台であるが、あくまでも一例であり、複数台としてもよい。

【0024】

第１油圧ポンプ１０は、油圧機構２０の中に組み込まれる。
油圧機構２０は、内燃機関１の各種作動機器で構成される油圧制御ユニット５１に油圧を供給して作動機器を作動させて内燃機関１を駆動させる機構である。油圧機構２０は、油路２１，２２，２３，２４，２５，２６と、油圧調整機構３０と、第２油圧ポンプ５３と、を主に備える。この他に図示されないが、逆止弁や電磁開閉弁が設けられてもよい。
油圧機構２０において、第２油圧ポンプ５３の一方の吐出口５３ａは、油路２２を通して油圧調整機構３０に接続されている。第１油圧ポンプ１０の吐出口１０ａは、油路２１を通して、油圧調整機構３０に接続されている。油圧調整機構３０は、油路２３を通して油圧制御ユニット５１に接続されている。油圧制御ユニット５１は、油路２４を通して、第１油圧ポンプ１０の吐出口１０ｂ及び第２油圧ポンプ５３の吐出口５３ｂに接続されている。

【0025】

油圧調整機構３０は、コントローラ５０の制御により、第１油圧ポンプ１０で生成した油圧と第２油圧ポンプ５３で生成した油圧との間で油圧制御ユニット５１へ供給する油圧を調整する。

【0026】

コントローラ５０は、油圧制御ユニット５１を電子制御し、内燃機関１の駆動を制御する部分である。コントトーラ５０は、内燃機関１の負荷率の情報を取得し、センサにより例えば給気の吸い込み温度、過給機５の下流側の掃気圧等を検出し、後述するように、この検出した掃気圧及び吸い込み温度等と、内燃機関１の負荷率に応じて、第１油圧ポンプ１０、第２油圧ポンプ５３、油圧調整機構３０、さらには、後述する過給機５のタービン７へ送る排ガス流量を制御する後述するバイパス制御弁等の作動を電気的に制御する。なお、コントローラ５０が上述の負荷率、掃気圧及び吸い込み温度以外のパラメータを用いて第１油圧ポンプ１０、油圧調整機構３０、バイパス制御弁等の作動を制御する場合もある。

【0027】

本実施形態の回収装置１００は、一例として以下のように動作する。
内燃機関１のスタートアップ時、コントローラ５０は、油圧調整機構３０を、第２油圧ポンプ５３から延びる油路２２の油圧を油路２３に供給するように制御する。そして、コントローラ５０は、電動機５２を回転駆動させて、始動に必要な油圧を第２油圧ポンプ５３により生成させて、油路２２、油圧調整機構３０、及び油路２３を通して油圧制御ユニット５１へ供給する。

【0028】

次に、内燃機関１の低負荷〜中負荷時、例えば負荷率５０％までの間は、コントローラ５０は、スタートアップ時と同様に油路２２から油路２３へ油圧が供給されるように、油圧調整機構３０の制御を維持する。
これにより、低負荷〜中負荷時においても、油圧制御ユニット５１の必要な油圧を第２油圧ポンプ５３により生成させて、油路２２、油圧調整機構３０、及び油路２３を通して油圧制御ユニット５１へ供給する。
ここで、中負荷の上限は、過給機５に連結された第１油圧ポンプ１０が回転駆動することにより生成する油圧の油圧生成量が、油圧制御ユニット５１が内燃機関１の駆動のために必要な油圧の油圧量と同等になるときの負荷をいう。低負荷〜中負荷時、内燃機関１の排ガスにより回転するタービンの回転数は、十分高くなく、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量は、油圧の上記必要量に対して少ない。このため、本実施形態では、内燃機関１の負荷が高くなって、第１油圧ポンプ１０が生成する油圧生成量が油圧の上記必要量と同等になるまで、油圧制御ユニット５１が用いる油圧に、第２油圧ポンプ５３の生成した油圧が用いられる。
スタートアップ時から中負荷時において、第１油圧ポンプ１０を回転駆動させている場合、油圧調整機構３０は、例えば、油路２１の油圧を、油路２５を通してドレインして開放する。すなわち、第１油圧ポンプ１０は、無負荷運転となるが、システムの冷却ために一定圧の油圧が吐出される。

【0029】

次に、内燃機関１の高負荷時、例えば負荷率５０％以上の場合には、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量は、油圧の上記必要量に達するので、コントローラ５０は、油路２１の油圧が、油路２３を通して油圧制御ユニット５１に供給されるように、油圧調整機構３０を制御する。このとき、油圧調整機構３０は、第２油圧ポンプ５３で生成した油圧を、油路２６を通してドレインして開放するように切り換える。すなわち、第２油圧ポンプ５３は、無負荷運転となる。この場合、コントローラ５０は、電動機５２の回転を停止するように、制御することもできる。
内燃機関１の負荷率の上昇によって、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量が油圧の上記必要量に到達したとき、第１油圧ポンプ１０で生成する油圧を油圧制御ユニット５１へ供給するように、油圧調整機構３０は制御される。

【0030】

本実施形態では、油圧制御ユニット５１へ供給される油圧は、第１油圧ポンプ１０で生成した油圧及び第２油圧ポンプ５３で生成した油圧の少なくともいずれか一方の油圧である。このとき、コントローラ５０は、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が、所定量未満の条件で、前記第１油圧ポンプで生成した油圧を油圧制御ユニット５１へ供給せず、第２油圧ポンプ５３で生成した油圧を油圧制御ユニット５１へ供給し、上記条件以外のとき、第２油圧ポンプ５３で生成した油圧を油圧制御ユニット５１へ供給せず、第１油圧ポンプ１０で生成した油圧を油圧制御ユニット５１へ供給するように、油圧調整機構３０を制御する。このとき、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量は、油圧の上記必要量に到達する時点の上記油圧生成量を、油圧切り換えのための上記所定量とし、油圧制御ユニット５１へ供給する油圧を、第２油圧ポンプ５３の生成する油圧から第１油圧ポンプ１０の生成する油圧に切り換える制御を行う。
しかし、一実施形態によれば、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が、所定量未満の条件では、油圧制御ユニット５１へ供給される油圧は第２油圧ポンプ５３で生成した油圧であり、すなわち第２油圧ポンプ５３により生成される油圧のみが油圧制御ユニット５１に供給されるが、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量が上記必要量に到達しなくても、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が所定量以上になると、作動機器へ供給される油圧は第１油圧ポンプ１０で生成した油圧を含むように、具体的には、第２油圧ポンプ５３により生成される油圧とともに、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧が油圧制御ユニット５１に供給されてもよい。この場合、油圧制御ユニット５１に供給される油圧は、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧と第２油圧ポンプ５３により生成される油圧を含むことになる。
このとき、内燃機関１の負荷率に応じて第１油圧ポンプ５０及び第２油圧ポンプ５３により生成される油圧の量が制御される。具体的には、内燃機関１の負荷率と、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧の量及び第２油圧ポンプ５３により生成される油圧の量との関係を示す、予め設定した参照テーブルを利用して、内燃機関１の負荷率が上昇するにつれ、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧の量を徐々に増やし、第２油圧ポンプ５３により生成される油圧の量を徐々に減らすように油圧の量が制御される。この後、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量が、油圧の上記必要量に到達すると、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧のみが油圧制御ユニット５１に供給されてもよい。負荷率を低下させるとき、内燃機関１の負荷率が低下するにつれ、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧の量を徐々に減らし、第２油圧ポンプ５３により生成される油圧の量を徐々に増やすとよい。

【0031】

なお、内燃機関１の高負荷時、負荷率が高くなるほど、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量は多くなり、内燃機関１の駆動のために油圧制御ユニット５１が必要とする油圧の必要量を超える傾向にある。このため本実施形態では、過剰な油圧を生成することがないように、油圧生成量が上記必要量に対応するように、第１油圧ポンプ１０が制御される。 一実施形態によれば、処理装置１００は、過給機５のタービン７へ送る排ガス流量を制御する制御弁を有する。コントローラ５０は、第１油圧ポンプ１０により生成する油圧を油圧制御ユニット５１へ供給する場合、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が、内燃機関１の駆動のために油圧制御ユニット５１が必要とする油圧の必要量に対応するように、制御弁の開度を制御する。これにより、第１油圧ポンプ１０の生成させる油圧が過剰になることを阻止できる。

【0032】

図２は、過給機５の周辺の装置構成の好ましい一形態を模式的に示す図である。
内燃機関１と過給機５との間には、内燃機関１から排出される排ガスの排気レシーバ６０と、過給機８で過給された給気を取り込む吸気マニホールド６２と、が設けられている。排気レシーバ６０には、排気レシーバ６０から過給機５のタービン７に接続する排ガス路６４とタービン７を迂回するバイパス排ガス路６８が設けられている。バイパス排ガス路６８は、タービン７から外気に排ガスを排出する外部排ガス路６６に接続されている。すなわち、バイパス排ガス路６８は、過給機５、詳細にはタービン７と並列配置されて、排ガスの一部を、タービン７を経由することなく、外部に排気する排気路である。

【0033】

圧縮機６には、外気から空気を導入する外気導入路７２が設けられ、さらに、圧縮機６には、圧縮された空気を冷却器７６に導く給気路７４が設けられている。冷却器７６には、排気レシーバ６０から延びる排ガス循環路７８が設けられ、冷却器７６に接続される。冷却器７６で冷却された気体は、給気として吸気マニホールド６２に供給され、さらに、内燃機関１に供給される。排ガス循環路７８には、排ガス循環制御弁８０が設けられている。排気レシーバ６０内の排ガスの一部は、排ガス循環路７８を通過して、外気から取り入れられ圧縮機６で圧縮された空気と混合されて内燃機関１に給気として供給される。このように、排ガスの一部を給気として用いるのは、排気ガスの成分の比熱と酸素の比熱が異なることを利用して、内燃機関１の燃焼温度を低下させ、これにより、酸素と窒素の反応速度を低下させてＮＯｘの排出量を削減するためである。排ガス循環路７８及び排ガス循環制御弁８０は、排ガスの一部を、過給機５へ送らず、内燃機関の吸気マニホールド（吸気管）６２に供給する排気再循環装置を構成する。排気再循環装置は、設けられなくてもよい。
なお、図２には図示されていないが、排ガス循環路７８に集塵器や圧縮機等が設けられてもよい。

【0034】

バイパス排ガス路６８には、バイパス排ガス路６８における排ガス流量を制御する排気バイパス弁７０が設けられている。この排気バイパス弁７０の開度を、コントローラ５０が電気的に制御する。コントトーラ５０は、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が、内燃機関１の駆動に必要な油圧の必要量に対応するように、上記制御弁である排気バイパス弁７０の開度を制御する。この場合、排気バイパス弁７０が、過給機５のタービン７へ送る排ガス流量を制御する上述した制御弁に対応する。
なお、バイパス排ガス路６８を上記制御弁として用いる代わりに、一実施形態として、内燃機関１のタービン７に接続される排ガス路６４の途中に、排ガスの流路の面積を可変に制御する流量調整弁を上記制御弁とすることも好ましい。

【0035】

一実施形態では、排気バイパス弁７０は、第１油圧ポンプ１０の回転駆動によって生成する油圧生成量が、内燃機関１の駆動のために油圧制御ユニット５１が必要とする油圧の必要量に到達しない場合、例えば５０％未満の場合、排気バイパス弁７０を閉じるように、コントローラ５０は制御する。

【0036】

このように、本実施形態では、排気バイパス弁７０の開度の制御により、第１油圧ポンプ１０が生成する油圧の油圧生成量を制御する。このため、回収装置１００は、過剰な油圧を生成しない。
また、本実施形態では、コントローラ５０は、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が、所定量未満の条件で、第２油圧ポンプ５３で生成した油圧を作動機器へ供給し、上記条件以外のとき、第１油圧ポンプ１０で生成した油圧を作動機器へ供給するように、油圧調整機構３０を制御するので、すなわち、作動機器で用いられる油圧は、第１油圧ポンプ１０及び第２油圧ポンプ５３で生成した油圧に限られるので、従来、内燃機関１のクランク軸の回転により回転駆動されて油圧を生成させる機関駆動油圧ポンプを必要としない。このため、内燃機関１の設置スペースが過大とならず、低コストで、余剰排気エネルギを有効利用することができる。

【0037】

コントローラ５０が、上記所定量を、作動機器（油圧制御ユニット５１）を作動するために必要な油圧の必要量とすることにより、作動機器の作動のための油圧を、第１油圧ポンプ１０で生成される油圧と第２油圧ポンプ５３で生成される油圧の間で切り替える簡易な制御を実現することができる。
上記所定量は、内燃機関１の負荷率が７０％以下の負荷率に対応した第１油圧ポンプ５０により生成される油圧生成量とすることが、余剰排気エネルギを有効利用することができる点から好ましい。第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が、作動機器（油圧制御ユニット５１）を作動するために必要な油圧の必要量と対応する（一致する）負荷率は、内燃機関１の特性によって異なるが、負荷率が上記範囲にある場合、第１油圧ポンプ１０により生成される油圧生成量が、作動機器を作動するために必要な油圧の必要量と対応する負荷率となる場合が多い。

【0038】

また、上記回収装置１００は、船舶に搭載され、内燃機関１は、船舶の推進用エンジンとすることができる。

【0039】

上述の回収装置１００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。また、上述の回収装置１００においては、負荷３５％までを低負荷とし、負荷３５〜５０％を中負荷とし、また負荷５０％以上を高負荷としたが、あくまでも一例であって内燃機関の種類や利用形態等により異なるものであり、これらに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0040】

１ 内燃機関
４ 排ガス路
５ 過給機
６ 圧縮機
７ タービン
８ 回転軸
９ 変速機
１０ 第１油圧ポンプ
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ 吐出口
２０ 油圧機構
２１，２２，２３，２４，２５，２６ 油路
３０ 油圧調整機構
５０ コントローラ
５１ 油圧制御ユニット
５２ 電動機
５３ 第２油圧ポンプ７０ 排気バイパス弁

【要約】

【課題】内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、設置スペースが過大とならず、低コストで、余剰排気エネルギを有効利用する。
【解決手段】過給機余剰動力回収装置は、油圧で作動する作動機器を電子制御することにより駆動される内燃機関と、前記内燃機関に付属する過給機と、前記過給機に連結されて前記過給機により回転駆動されて油圧を生成させる第１油圧ポンプと、電動機の回転により回転駆動されて油圧を生成させる第２油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプで生成した第１油圧と前記第２油圧ポンプで生成した第２油圧との間で前記作動機器へ供給する油圧を調整する油圧調整機構と、前記作動機器を電子制御するコントローラと、を備える。前記コントローラは、前記第１油圧の生成量が、所定量未満の条件では、前記作動機器へ供給される油圧は前記第２油圧ポンプで生成した油圧であり、前記条件以外のとき、前記作動機器へ供給される油圧は前記第１油圧ポンプで生成した油圧を含むように、前記油圧調整機構を制御する。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】