(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の動力を発電に重点を置いて利用するようする。【解決手段】過給機５を有する内燃機関１と、過給機に連結される固定容量型の第１油圧ポンプ１２と、クランク軸４に連結される固定容量型の第２油圧ポンプ１３と、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプに接続されて回転駆動される可変容量型の第３油圧ポンプ１４と、第３油圧ポンプに連結されて発電を行なう発電機１５と、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ及び第３油圧ポンプの作動を制御するコントローラ２０とを備える。低負荷運転時に第１油圧ポンプを空転させると共に、クランク軸の動力により第２油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なう。高負荷運転時に第２油圧ポンプを空転させると共に、過給機の動力により第１油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なう。【選択図】図１
2014234761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスにより回転駆動されて給気を過給する過給機（５）を有する内燃機関（１）と、前記過給機に連結されて回転駆動される固定容量型の第１油圧ポンプ（１２）と、前記内燃機関のクランク軸（４）に連結されて回転駆動される固定容量型の第２油圧ポンプ（１３）と、油圧回路（３０）により前記第１油圧ポンプ及び前記第２油圧ポンプに接続されて回転駆動される可変容量型の第３油圧ポンプ（１４）と、前記第３油圧ポンプに連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機（１５）と、前記油圧回路を切り換えて前記第１油圧ポンプ及び前記第２油圧ポンプ及び前記第３油圧ポンプの作動を制御するコントローラ（２０）とを備えたことを特徴とする内燃機関の動力回収装置。
【請求項２】
前記コントローラ（２０）は、前記第３油圧ポンプ（１４）の容量を変化させて前記過給機（５）及び前記クランク軸（４）の回転数の変動拘わらず一定の回転数で発電機（１５）を回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の動力回収装置。
【請求項３】
前記コントローラ（２０）は、前記内燃機関（１）の低負荷運転時に前記油圧回路（３０）を切り換えて前記第１油圧ポンプ（１２）を空転させると共に前記クランク軸（４）の動力により前記第２油圧ポンプ（１３）を介して前記第３油圧ポンプ（１４）を作動させて前記発電機（１５）により発電を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の動力回収装置  。
【請求項４】
前記コントローラ（２０）は、前記内燃機関（１）の高負荷運転時に前記油圧回路（３０）を切り換えて前記第２油圧ポンプ（１３）を空転させると共に前記過給機（５）の動力により前記第１油圧ポンプ（１２）を介して前記第３油圧ポンプ（１４）を作動させて前記発電機（１５）により発電を行なうことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の動力回収装置。
【請求項５】
前記油圧回路（３０）は、前記第１油圧ポンプ（１２）の吸入口（１２ｂ）と前記第２油圧ポンプ（１３）の吐出口（１３ａ）とを接続する第１油路（３１）と、前記第１油圧ポンプの吐出口（１２ｂ）と前記第２油圧ポンプの吸入口（１３ｂ）とを接続する第２油路（３２）とを備え、前記第１油路の第１分岐部（３３）から分岐された第１分岐路（３４）を前記第３油圧ポンプ（１４）の一方の吸引吐出口（１４ａ）に接続し、前記第２油路の第２分岐部（３５）から分岐された第２分岐路（３６）を前記第３油圧ポンプの他方の吸引吐出口（１４ｂ）に接続し、前記第１油圧ポンプの前記吸入口と前記第１分岐部との間に第１開閉弁（３７）を設け、前記第１油圧ポンプの前記吸入口と前記第１開閉弁との間の前記第１油路と、前記第１油圧ポンプの前記吐出口と前記第２分岐部との間の前記第２油路との間に第２開閉弁（３８）を設け、前記第２油圧ポンプの前記吸入口と前記第２分岐部との間に第３開閉弁（３９）を設け、前記第２油圧ポンプの前記吐出口と前記第１分岐部との間の前記第１油路と、前記第２油圧ポンプの前記吸入口と前記第３開閉弁との間の前記第２油路との間に第４開閉弁（４０）を設けてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の動力回収装置。
【請求項６】
前記コントローラ（２０）は、前記内燃機関（１）の低負荷運転時に前記第１開閉弁（３７）及び前記第４開閉弁（４０）を閉弁させると共に前記第２開閉弁（３８）及び前記第３開閉弁（３９）を開弁させることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の動力回収装置。
【請求項７】
前記コントローラ（２０）は、前記内燃機関（１）の高負荷運転時に前記第２開閉弁（３８）及び前記第３開閉弁（３９）を閉弁させると共に前記第１開閉弁（３７）及び前記第４開閉弁（４０）を開弁させることを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の動
力回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の動力回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば船舶用、発電用等のディーゼルエンジンやガスエンジンでは、過給機（ターボチャージャ）を用いて、エンジンの排気ガスによって過給機のタービンを回転駆動し、この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、エンジンの高負荷運転時には排気エネルギに余剰があり、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。この一方、エンジンの低負荷運転時には、排気エネルギによる回転だけでは過給機能力が不足し、十分に過給できないという問題があった。
【０００４】
このため、従来は、エンジンのクランク軸と過給機の回転軸とにそれぞれ油圧ポンプを取り付け、油圧を介して例えば低負荷運転時にはクランク軸の動力により過給機を加勢すると共に、高負荷運転時には過給機の余剰動力によりクランク軸を加勢して、エンジンの燃費向上を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、発電用の補助エンジンを備えた船舶等では、主エンジンのクランク軸と過給機の回転軸と補助エンジンのクランク軸とにそれぞれ油圧ポンプを取り付け、油圧を介して主エンジンの低負荷運転時にはクランク軸の動力により過給機や補助エンジンを加勢すると共に、高負荷運転時には過給機の余剰動力によりクランク軸や補助エンジンを加勢して、燃費向上を図っている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００６】
他方、過給機とは別に発電用のパワータービンを備えたエンジンでは、パワータービンの余剰動力を油圧を介してクランク軸の加勢に利用し、これにより燃費向上を図ることも行われている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２１４４５８号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００８−１１１３８４号公報（第１図）
【特許文献３】特開２０１１−２１４４６１号公報（第１図）
【特許文献４】特開２０１１−２０２６１１号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年は過給機の性能向上が著しく、エンジンの低負荷運転時にも過給機に対して特段の加勢を行わなくても、十分な過給能力が確保されるようになった。また、例えば２サイクルのユニフローエンジンでは、排気ガス対策（主にＣＯ2 排出量削減策）として、掃気圧（排気圧）が従来よりも高く設定されるようになった。これによっても、低負荷運転時に過給機の過給能力がある程度確保されるようになった。さらに、近年は船舶の運行において、エンジンの低負荷での運転が盛んに行われるようになった。このため、燃費向上のためには、エンジンの低負荷運転時にクラング軸動力のさらなる利用を図る必要がある。
【０００９】
この一方、近年は種々の改良によりエンジンそのものの燃費向上も著しく、この点からもエンジンのクラング軸動力のさらなる利用を図る必要がある。また、上述の船舶等で行われている補助エンジンによる発電は、推進用主エンジン及び発電用補助エンジンの双方を運転することになり、全体としての燃費効率が極めて悪くなる。したかって、船舶等では、今後は補助エンジンによる発電よりも、燃費向上が著しい主エンジンによる発電を中心に考えていくことが必要である。
【００１０】
また、従来の内燃機関の動力回収装置において、発電機は主エンジンや補助エンジンのクランク軸、あるいは過給機の回転軸に変速機等を介して機械的に連結されている。したがって、主エンジンや補助エンジンや過給機の回転数の変動に応じて、発電周波数も大きく変動する。このため、発電機で発生した電気はインバータによって所定の周波数に周波数変換する必要があり、このインバータの設置がコスト高を招いている。
【００１１】
さらに、従来は上述のように発電機を主エンジンや補助エンジンのクランク軸、あるいは過給機の回転軸に変速機等を介して機械的に連結しているため、種々の補機類が輻輳して配設されているエンジン周りに、大きなスペースが必要になるという問題がある。
【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、内燃機関の動力を発電に重点を置いて利用すると共に、エンジン周りにおけるとり回しを容易にすることができる、内燃機関の動力回収装置を提供することを課題とする。併せて、コスト削減を図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動力回収装置は、排気ガスにより回転駆動されて給気を過給する過給機を有する内燃機関と、過給機に連結されて回転駆動される固定容量型の第１油圧ポンプと、内燃機関のクランク軸に連結されて回転駆動される固定容量型の第２油圧ポンプと、油圧回路により第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプに接続されて回転駆動される可変容量型の第３油圧ポンプと、第３油圧ポンプに連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機と、油圧回路を切り換えて第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ及び第３油圧ポンプの作動を制御するコントローラとを備えたことにある。
【００１４】
このように、本発明においては、油圧回路により固定容量型の第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプに接続されて回転駆動される可変容量型の第３油圧ポンプを配設し、コントローラにより油圧回路を切り換えて第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ及び第３油圧ポンプの作動を制御するようにし、これにより第３油圧ポンプに連結された発電機により発電するようにしたから、例えば、過給機動力に余剰があるときは過給機動力により、過給機動力に余剰がないときはクランク軸動力により、油圧を介して発電を行なうことができるようになる。
【００１５】
また、過給機の回転軸に連結される第１ポンプと内燃機関のクランク軸に連結される第２ポンプはともに固定容量型であるから小型軽量であると共に、それらと油圧回路で接続される可変容量型の第３ポンプ及び発電機は必ずしも内燃機関の近傍に配置する必要がなくなり、種々の補機類が輻輳する内燃機周りにおけるとり回しが容易になる。
【００１６】
上記内燃機関の動力回収装置において、コントローラは、第３油圧ポンプの容量を変化させて過給機及びクランク軸の回転数の変動拘わらず、一定の回転数で発電機を回転駆動することが望ましい。
【００１７】
コントローラは、可変容量型の第３油圧ポンプの容量を変化させて過給機及びクランク
軸の回転数の変動拘わらず、一定の回転数で発電機を回転駆動することにより、発電機は一定周波数の発電を行うことができ、これにより従来は必要であったインバータを排除することができ、大幅なコスト削減を図ることができる。
【００１８】
上記内燃機関の動力回収装置において、コントローラは、内燃機関の低負荷運転時に油圧回路を切り換えて第１油圧ポンプを空転させると共に、クランク軸の動力により第２油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことが望ましい。
【００１９】
このように、内燃機関の低負荷運転時に油圧回路を切り換えて第１油圧ポンプを空転させると共に、クランク軸動力により第２油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことにより、低負荷運転時にクランク軸動力をさらに積極的に発電に利用し、回収することができるようになる。
【００２０】
上記内燃機関の動力回収装置において、コントローラは、内燃機関の高負荷運転時に油圧回路を切り換えて第２油圧ポンプを空転させると共に、過給機の動力により第１油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことが望ましい。
【００２１】
このように、内燃機関の高負荷運転時に油圧回路を切り換えて第２油圧ポンプを空転させると共に、過給機動力により第１油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことにより、高負荷運転時に過給機の余剰動力をさらに積極的に発電に利用し、回収することができるようになる。
【００２２】
上記内燃機関の動力回収装置において、油圧回路は、第１油圧ポンプの吸入口と第２油圧ポンプの吐出口とを接続する第１油路と、第１油圧ポンプの吐出口と第２油圧ポンプの吸入口とを接続する第２油路とを備え、第１油路の第１分岐部から分岐された第１分岐路を第３油圧ポンプの一方の吸引吐出口に接続し、第２油路の第２分岐部から分岐された第２分岐路を第３油圧ポンプの他方の吸引吐出口に接続し、第１油圧ポンプの吸入口と第１分岐部との間に第１開閉弁を設け、第１油圧ポンプの吸入口と第１開閉弁との間の第１油路と、第１油圧ポンプの吐出口と第２分岐部との間の第２油路との間に第２開閉弁を設け、第２油圧ポンプの吸入口と第２分岐部との間に第３開閉弁を設け、第２油圧ポンプの吐出口と第１分岐部との間の第１油路と、第２油圧ポンプの吸入口と第３開閉弁との間の第２油路との間に第４開閉弁を設けてなることが望ましい。
【００２３】
このような油圧回路を形成することにより、コントローラが第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ及び第３油圧ポンプの作動を制御して、クランク軸動力又は過給機動力のいずれからも第３油圧ポンプを介して発電機により発電を行うことができるようになる。
【００２４】
また、第１油圧ポンプの吸入口と第２油圧ポンプの吐出口は第１油路により、第１油圧ポンプの吐出口と第２油圧ポンプの吸入口は第２油路によりそれぞれ接続されて、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとの間に循環路が形成されているから、上述の開閉弁の切り替えにより、第３油圧ポンプによる発電と同時に、従来のように低負荷運転時にクランク軸動力による過給機の加勢、あるいは高負荷運転時に過給機の余剰動力によるクランク軸の加勢を行なうことができる。
【００２５】
上記内燃機関の動力回収装置において、コントローラは、内燃機関の低負荷運転時に第１開閉弁及び第４開閉弁を閉弁させると共に、第２開閉弁及び第３開閉弁を開弁させることが望ましい。
【００２６】
これにより、内燃機関の低負荷運転時に第１油圧ポンプを空転させると共に、クランク
軸の動力により第２油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことができる。
【００２７】
上記内燃機関の動力回収装置において、コントローラは、内燃機関の高負荷運転時に第２開閉弁及び第３開閉弁を閉弁させると共に、第１開閉弁及び第４開閉弁を開弁させることが望ましい。
【００２８】
これにより、内燃機関の高負荷運転時に第２油圧ポンプを空転させると共に、過給機の動力により第１油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の内燃機関の動力回収装置は、排気ガスにより回転駆動されて給気を過給する過給機を有する内燃機関と、過給機に連結されて回転駆動される固定容量型の第１油圧ポンプと、内燃機関のクランク軸に連結されて回転駆動される固定容量型の第２油圧ポンプと、油圧回路により第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプに接続されて回転駆動される可変容量型の第３油圧ポンプと、第３油圧ポンプに連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機と、油圧回路を切り換えて第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ及び第３油圧ポンプの作動を制御するコントローラとを備える。したがって、内燃機関の動力をより発電に重点を置いて利用することができ、エンジン周りにおけるとり回しを容易にすることができる、という優れた効果を奏する。
【００３０】
また、コントローラは、第３油圧ポンプの容量を変化させて過給機及びクランク軸の回転数の変動拘わらず一定の回転数で発電機を回転駆動することにより、発電機は一定周波数の発電を行うことができ、これにより従来は必要であったインバータを排除することができ、大幅なコスト削減を図ることができるという、格別の効果を奏する。
【００３１】
さらに、コントローラが、内燃機関の低負荷運転時に油圧回路を切り換えて第１油圧ポンプを空転させると共に、クランク軸の動力により第２油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことにより、低負荷運転時にクランク軸動力をさらに積極的に発電に利用し回収することができる、という格別の効果を奏する。
【００３２】
また、コントローラは、内燃機関の高負荷運転時に油圧回路を切り換えて第２油圧ポンプを空転させると共に、過給機の動力により第１油圧ポンプを介して第３油圧ポンプを作動させて発電機により発電を行なうことにより、高負荷運転時に過給機の余剰動力をさらに積極的に発電に利用し回収することができる、という格別の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の内燃機関の動力回収装置の発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の内燃機関の動力回収装置の、低負荷運転時の作動を示す簡略図である。
【図３】図１の内燃機関の動力回収装置の、高負荷運転時の作動を示す簡略図である。
【図４】図１の内燃機関の動力回収装置の、時間経過対する油圧、回収動力、発電周波数、電力需要の相互関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に係る内燃機関の動力回収装置を実施するための形態を、図１ないし図３を参照
して詳細に説明する。
【００３５】
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主ディーゼルエンジン（内燃機関）を示し、エンジン１は、排気ガスにより回転駆動されて給気をエンジン１へ過給する過給機５を備えている。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で連結される。エンジン１の排気ガスにより排気管２を介してタービン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。
【００３６】
これによりエンジンの給気密度が高められて、給気管３を介して給気がエンジン１へ供給される。それによりエンジン出力が向上する。なお、エンジンは必ずしも船舶用エンジンに限定されるものではなく、形式もディーゼルエンジンに限定されるものではない。
【００３７】
過給機５の回転軸８に、減速機１１を介して固定容量型の第１油圧ポンプ１２が連結されて、過給機５の動力により回転駆動される。また、エンジン１のクランク軸４には、固定容量型の第２油圧ポンプ１３が連結されて、クランク軸４の動力により回転駆動される。
【００３８】
上述の第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３は、油圧回路３０に組み込まれる。油圧回路３０は、第１油圧ポンプ１２の吸入口１２ｂと第２油圧ポンプ１３の吐出口１３ａとが第１油路３１により接続される。第１油圧ポンプ１２の吐出口１２ａと第２油圧ポンプ１３の吸入口１３ｂとが第２油路３２により接続される。
【００３９】
第１油路３１の第１分岐部３３から分岐された第１分岐路３４が、可変容量型の第３油圧ポンプ１４の一方の吸引吐出口１４ａに接続される。また、第２油路３２の第２分岐部３５から分岐された第２分岐路３６が、第３油圧ポンプ１４の他方の吸引吐出口１４ｂに接続される。
【００４０】
第１油圧ポンプ１２の吸入口１２ｂと第１分岐部３３との間に第１開閉弁３７を設ける。第１油圧ポンプ１２の吸入口１２ｂと第１開閉弁３７との間の第１油路３１と、第１油圧ポンプ１２の他方口１２ｂと第２分岐部３５との間の第２油路３２との間に、第２開閉弁３８を設ける。
【００４１】
第２油圧ポンプ１３の吸入口１３ｂと第２分岐部３５との間に第３開閉弁３９を設ける。第２油圧ポンプ１３の吐出口１３ａと第１分岐部３３との間の第１油路３１と、第２油圧ポンプ１３の吸入口１３ｂと第３開閉弁３９との間の第２油路３２との間に、第４開閉弁４０を設ける。
【００４２】
第３油圧ポンプ１４には、発電機１５と作動油供給ポンプ１６が同軸に連結される。作動油供給ポンプ１６は第３油圧ポンプ１４により回転駆動されて、作動油タンク１７からの油圧を油圧供給路１８、逆止弁４１，４２をそれぞれ介して、第１油路３１及び第２油路３２にそれぞれ供給する。
【００４３】
これらの油圧ポンプ１２，１３，１４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。
【００４４】
また、第３油圧ポンプ１４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。本動力回収装置を制御するためのコントローラ２０が配設され、コントローラ２０は、第３油圧ポンプ１４の可変機構部と電気的に接続されてこれを制御し、第３油圧ポンプ１４の容量を変化させることができる。上述の第１開閉弁３７、第２
開閉弁３８、第３開閉弁３９、第４開閉弁４０は、いずれもコントローラ２０に電気的に接続されて、その開閉が制御される。
【００４５】
第１油路３１と第２油路３２との間には、相互に対向するように２つのリリーフ弁４３、４４が配設されている。また、第１油路３１及び第２油路３２は、切替弁４５、リリーフ弁４６、フィルタ４７、熱交換器４８を介して、それぞれ作動油タンク１７に接続されている。熱交換器４８で作動油が冷却される。
【００４６】
そして、第１油路３１の油圧が第２油路３２の油圧よりも高い場合には、切替弁４５が第２油路３２側に連通し、第１油路３１の油圧がリリーフ弁４３の設定圧よりも高くなった場合には、リリーフ弁４３が開弁して作動油は逆止弁４２を通って第２油路３２に流入し、さらに切替弁４５、リリーフ弁４６、フィルタ４７、熱交換器４８を通って作動油タンク１７に戻される。
【００４７】
また、第２油路３２の油圧が第１油路３１の油圧よりも高い場合には、切替弁４５が第１油路３１側に連通し、リリーフ弁４４、逆止弁４１、第１油路３１、切替弁４５、リリーフ弁４６、フィルタ４７、熱交換器４８を通って作動油タンク１７に戻される。
【００４８】
次に、本内燃機関の動力回収装置の作動について説明する。まず、エンジン１の低負荷時、例えば機関負荷が５０％以下の範囲においては、コントローラ２０は、油圧回路３０の第１開閉弁３７及び第４開閉弁４０を閉弁させると共に、第２開閉弁３８及び第３開閉弁３９を開弁させる。
【００４９】
このように、第１開閉弁３７が閉弁し、第２開閉弁３８が開弁することにより、過給機５側の第１油圧ポンプ１２は、その吸入側と吐出側との間にバイパス路が形成されて空転する。一方、第３開閉弁３９が開弁し、第４開閉弁４０が閉弁することにより、クランク軸側の第２油圧ポンプ１３と第３油圧ポンプ１４との間に高圧作動油の循環路が形成され、第３油圧ポンプ１４により発電機１５が回転駆動されて発電が行われる。図２に上記状態が模式的に表されている。
【００５０】
この場合、コントローラ２０が可変容量型の第３油圧ポンプ１４の回転数を一定に保持するから、発電機１５は常に一定周波数の電気を発生させる。なお、ここで第１開閉弁３７を開弁させると共に、第２開閉弁３８を閉弁させれば、クランク軸の動力によって過給機５の加勢を同時に行うこともできる。
【００５１】
次に、エンジン１の高負荷時、例えば機関負荷が５０％を超える範囲においては、コントローラ２０は、油圧回路３０の第２開閉弁３８及び第３開閉弁３９を閉弁させると共に、第１開閉弁３７及び第４開閉弁４０を開弁させる。
【００５２】
このように、第３開閉弁３９が閉弁し、第４開閉弁４０が開弁することにより、クランク軸４側の第２油圧ポンプ１３は、その吸入側と吐出側との間にバイパス路が形成されて空転する。一方、第１開閉弁３７が開弁し、第２開閉弁３８が閉弁することにより、過給機５側の第１油圧ポンプ１２と第３油圧ポンプ１４との間に高圧作動油の循環路が形成され、第３油圧ポンプ１４が発電機１５を回転駆動させて発電を行なう。図３に上記状態が模式的に表されている。
【００５３】
この場合にも、コントローラ２０が可変容量型の第３油圧ポンプ１４の回転数を一定に保持するため、発電機１５は常に一定周波数の電気を発生させる。なお、この場合には第３油圧ポンプ１４は上述の低負荷時とは逆方向に回転するが、可変容量型ポンプ内に備えられた逆転機構により、出力軸は低負荷時と同方向に回転して発電機１５及び作動油供給
ポンプ１６を回転させる。また、第３開閉弁３９を開弁させると共に、第４開閉弁４０を閉弁すれば、過給機の余剰動力によりクランク軸４の加勢を同時に行うこともできる。
【００５４】
また、低負荷及び高負荷のいずれの場合にも、例えば第１開閉弁３７、第２開閉弁３８、第３開閉弁３９、第４開閉弁４０のすべてを開弁させることにより、過給機５側の第１油圧ポンプ１２及びクランク軸４側の第２油圧ポンプ１３は、その吸入側と吐出側との間に循環路が形成されて、共に空転する。したがって、この場合には第３油圧ポンプ１４は回転せず、発電機１５による発電は行われない。
【００５５】
図４に示すように、電力需要、油圧、回収動力は時間経過に応じて相互に対応して変動するが、発電機１５は常に一定の回転数で回転して一定周波数の発電を行なう。
【００５６】
このように、本内燃機関の動力回収装置は、過給機５に連結されて回転駆動される固定容量型の第１油圧ポンプ１２と、クランク軸４に連結されて回転駆動される固定容量型の第２油圧ポンプ１３と、油圧回路３０により第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３に接続されて回転駆動される可変容量型の第３油圧ポンプ１４と、第３油圧ポンプ１４に連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機１５と、油圧回路３０を切り換えて第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３及び第３油圧ポンプ１４の作動を制御するコントローラ２０とを備えることにより、過給機５の動力に余剰があるときは過給機動力のみにより、その他はクランク軸４の動力のみにより、発電を行なうことができる。
【００５７】
また、可変容量型の第３ポンプ１４を介して発電機１５を回転駆動するので、コントローラ２０が、内燃機関１や過給機５の回転数の変動にもかかわらず、発電機１５を常に一定の回転数で回転駆動させることにより一定周波数の発電を行うことができる。このため、従来は必要であったインバータを排除することができ、大幅なコスト削減を図ることができる。
【００５８】
さらに、過給機５の回転軸８に連結される第１ポンプ１２と内燃機関１のクランク軸４に連結される第２ポンプ１３は、ともに固定容量型であるから小型軽量である。また、それらと油圧回路３０で接続される第３ポンプ１４及び発電機１５は、必ずしも内燃機関の近傍に配置する必要がなくなり、種々の補機類が輻輳する内燃機関周りにおけるとり回しが容易になる。
【００５９】
特に、内燃機関１の低負荷運転時に油圧回路３０を切り換えて、第１油圧ポンプ１２を空転させると共に、クランク軸４の動力により第２油圧ポンプ１３を介して第３油圧ポンプ１４を作動させて発電機１５により発電を行なうことにより、低負荷運転時にクランク軸４の動力を積極的に発電に利用し回収することができるようになった。
【００６０】
この一方、内燃機関１の高負荷運転時には、油圧回路３０を切り換えて第２油圧ポンプ１３を空転させると共に、過給機５の動力により第１油圧ポンプ１２を介して第３油圧ポンプ１４を作動させて発電機１５により発電を行なうことにより、高負荷運転時に過給機５の余剰動力を積極的に発電に利用し回収することができるようになった。
【００６１】
なお、上述の内燃機関の過給機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】
【００６２】
本発明の内燃機関の動力回収装置は、必ずしも上述の船舶用、発電用等の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、他の用途及び形式のエンジンにも広く利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  エンジン
２  排気管
３  給気管
４  クランク軸
５  過給機
６  圧縮機
７  タービン
８  回転軸
１１  減速機
１２  第１油圧ポンプ
１３  第２油圧ポンプ
１２ａ，１３ａ  吐出口
１２ｂ，１３ｂ  吸入口
１４  第３油圧ポンプ
１４ａ，１４ｂ  吸引吐出口
１５  発電機
１６  作動油供給ポンプ
１７  作動油タンク
１８  油圧供給路
２０  コントローラ
３０  油圧回路
３１  第１油路
３２  第２油路
３３  第１分岐部
３４  第１分岐路
３５  第２分岐部
３６  第２分岐路
３７  第１開閉弁
３８  第２開閉弁
３９  第３開閉弁
４０  第４開閉弁
４１，４２  逆止弁
４３，４４  リリーフ弁
４５  切替弁
４６  リリーフ弁
４７  フィルタ
４８  熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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