(57)【要約】      （修正有）【課題】過給機から排出される余剰の排熱エネルギや過給機の余剰の動力を、発電機による発電のみならず推進軸の加勢に積極的に利用するようにする舶用主機関の推進駆動機構を提供する。【解決手段】主油圧ポンプ３が発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータ７と、蒸気タービン１５により回転駆動されるタービン油圧ポンプ２１と、過給機１０に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプ２８と、発電機２５に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータ２６とを備え、タービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機５を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及びタービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なう。【選択図】図１
2015182702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からなり船舶の推進力を発生させる舶用主機関（１）と、前記舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプ（３）と、前記主油圧ポンプに接続されて前記主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータ（７）と、前記推進機油圧モータにより回転駆動されて推進力を発生させる推進機（５）と、前記舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して前記舶用主機関に供給する過給機（１０）と、前記過給機から排出された排気ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器（１２）と、前記蒸気発生器が発生させた蒸気により回転駆動される蒸気タービン（１５）とを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、前記蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプ（２１）と、発電機（２５）に連結されて前記発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータ（２６）とをさらに備え、前記タービン油圧ポンプは、前記推進機油圧モータに接続されて前記主油圧ポンプと共働して油圧により前記推進機を回転駆動し、前記発電機油圧モータは、前記主油圧ポンプ及び前記タービン油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて前記発電機を回転駆動して発電を行なうことを特徴とする舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項２】
前記タービン油圧ポンプ（２１）が発生させた油圧は、前記推進機油圧モータ（７）の入口側と前記発電機油圧モータ（２６）の入口側とに供給されることを特徴とする、請求項１に記載の舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項３】
前記舶用主機関（１）の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラ（３０）をさらに備え、前記主油圧ポンプ（３）、前記タービン油圧ポンプ（２１）、前記発電機油圧モータ（２６）のいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧モータからなると共に前記コントローラの制御により前記機関負荷に応じて出力を変化させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項４】
内燃機関からなり船舶の推進力を発生させる舶用主機関（１）と、前記舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプ（３）と、前記主油圧ポンプに接続されて前記主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータ（７）と、前記推進機油圧モータにより回転駆動されて推進力を発生させる推進機（５）と、前記舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して前記舶用主機関に供給する過給機（１０）とを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、前記過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプ（２８）と、発電機（２５）に連結されて前記発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータ（２６）とをさらに備え、前記過給機油圧ポンプは、前記推進機油圧モータに接続されて前記主油圧ポンプと共働して油圧により前記推進機を回転駆動し、前記発電機油圧モータは、前記主油圧ポンプ及び前記過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて前記発電機を回転駆動して発電を行なうことを特徴とする舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項５】
前記過給機油圧ポンプ（２８）が発生させた油圧は、前記推進機油圧モータ（７）の入口側に供給されることを特徴とする、請求項４に記載の舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項６】
前記舶用主機関（１）の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラ（３０）をさらに備え、前記主油圧ポンプ（３）、前記過給機油圧ポンプ（２８）、前記発電機油圧モータ（２６）のいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧ポンプからなると共に前記コントローラの制御により前記機関負荷に応じて出力を変化させることを特徴とする、請求項４又は５に記載の舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項７】
内燃機関からなり船舶の推進力を発生させる舶用主機関（１）と、前記舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプ（３）と、前記主油圧ポンプに接続されて前記主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータ（７）と、前記推進機油圧モータにより回転駆動されて推進力を発生させる推進機（５）と、前記舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して前記舶用主機関に供給する過給機（１０）と、前記過給機から排出された排気ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器（１２）と、前記蒸気発生器が発生させた蒸気により回転駆動される蒸
気タービン（１５）とを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、前記蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプ（２１）と、前記過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプ（２８）と、発電機（２５）に連結されて前記発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータ（２６）とをさらに備え、前記タービン油圧ポンプ及び前記過給機油圧ポンプは、前記推進機油圧モータに接続されて前記主油圧ポンプと共働して油圧により前記推進機を回転駆動し、前記発電機油圧モータは、前記主油圧ポンプ及び前記タービン油圧ポンプ及び前記過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて前記発電機を回転駆動して発電を行なうことを特徴とする舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項８】
前記タービン油圧ポンプ（２１）が発生させた油圧は、前記推進機油圧モータ（７）の入口側と前記発電機油圧モータ（２６）の入口側とに供給され、前記過給機油圧ポンプ（２８）が発生させた油圧は、前記推進機油圧モータ（７）の入口側に供給されることを特徴とする、請求項７に記載の舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項９】
前記舶用主機関（１）の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラ（３０）をさらに備え、前記主油圧ポンプ（３）、前記タービン油圧ポンプ（２１）、前記過給機油圧ポンプ（２８）、前記発電機油圧モータ（２６）のいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧ポンプからなると共に前記コントローラの制御により前記機関負荷に応じて出力を変化させることを特徴とする、請求項７又は８に記載の舶用主機関の推進駆動機構。
【請求項１０】
前記コントローラ（３０）は、前記機関負荷を制御するエンジンコントローラであることを特徴とする、請求項３，６，９のいずれかに記載の舶用主機関の推進駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舶用主機関が推進機を回転駆動させるための舶用主機関の推進駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に示すように、従来の舶用主機関１０１は推進機１０２の推進軸１０３を直接回転駆動させて、船舶の推進力を発生させる。また、その推進軸１０３には発電機でもある電動機１０４が付設され、船内電力に余剰がある場合には、電動機として作動して推進軸１０３を加勢する。また、以下に述べる排熱エネルギによる発電だけでは船内電力が不足する場合には、発電機として作動して、船舶の主要機器等へ電力を供給している。
【０００３】
この一方、舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して舶用主機関に供給する過給機１０５と、この過給機１０５から排出された排気ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器１０６と、蒸気発生器１０６が発生させた蒸気により回転駆動される蒸気タービン１０７とが配設されている。
【０００４】
そして、この蒸気タービン１０７が発電機１０８を回転駆動させて発電を行い、船内機器等へ電力を供給している。これにより、舶用主機関１０１の排気エネルギの有効利用を図っており、特に、船内電力に余剰がある場合には、上述のように推進軸１０３に付設された電動機１０４を作動させて、推進軸１０３を加勢するようにしている。
【０００５】
ただし、この電動機１０４は低速で回転するため、大型のものが必要となる。また、この大型の電動機１０４を効率よく低速回転させるために、インバータを導入する必要性がある。
【０００６】
他方、推進機の効率を向上させるためには、推進機のプロペラを大口径のものにすることが有効とされているが，この場合には低速運転が必要になり、いわゆる超ロングストロークエンジンや減速機の導入が必要になる。しかしながら、この超ロングストロークエンジンは大型となるため機関配置が制約され、また、減速機の設置では配置スペース上の問題が生じ、コスト的にも不利となる。
【０００７】
このため、舶用主機関により油圧ポンプを回転駆動させて油圧を発生させると共に、推進機の推進軸に油圧モータを取り付け、舶用主機関が油圧ポンプにより発生させた油圧を介して推進軸の油圧モータを作動させ、これにより推進軸を回転駆動するものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−１０６７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の電動機を低速回転するために大型電動機とする場合には、高価であり、コスト面での問題がある。また、大型の電動機を低速回転させるためにインバータを導入する方式では、やはり高価でありコスト面での問題があると共に、装置も複雑なものになる。
【００１０】
一方、従来の推進機の推進軸を舶用主機関により直接回転駆動させる方式、及び推進機の推進軸に油圧モータを取り付けて、舶用主機関の油圧ポンプにより油圧を発生させ、この油圧により油圧モータを作動させて、推進機の推進軸を回転駆動する方式では、いずれも舶用主機関の高負荷運転時等には、過給機から排出される排気ガスの温度が極めて高くなる。
【００１１】
このため、上述の従来の過給機から排出された排気ガスにより、蒸気を発生させて蒸気タービンを作動させ、これにより発電を行なうだけでは、過給機から排出される排気ガスの温度が高いために発電量過多となり、発生電力を船内機器等だけで消費できなくなる場合もある。このため、過給機の余剰排熱エネルギの積極的な利用と、上記大型電動機に関する問題の早期解決が望まれる。
【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、コスト高や配置スペース上の問題等を伴うことなく、過給機から排出される余剰の排熱エネルギや過給機の余剰の動力を、発電機による発電のみならず、推進軸の加勢に積極的に利用するようにし、これにより過給機の余剰排熱エネルギや過給機の余剰動力の有効利用を図り、以って主機関の燃費を大幅に向上させるようにした、舶用主機関の推進駆動機構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、本発明が採用する手段は、内燃機関からなり船舶の推進機を駆動する舶用主機関と、舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプと、主油圧ポンプに接続されて主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータと、推進機油圧モータにより回転駆動されて推進力を発生させる推進機と、舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して舶用主機関に供給する過給機と、過給機から排出された排気ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器と、蒸気発生器が発生させた蒸気により回転駆動される蒸気タービンとを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、上記蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとをさらに備え、タービン油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及びタービン油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なうことにある。
【００１４】
本発明の舶用主機関の推進駆動機構は、蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとを備え、タービン油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及びタービン油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なうから、船内電力に余剰がある場合には、タービン油圧ポンプによって発生した油圧により推進機油圧モータを加勢することができる。したがって、過給機から排出された余剰の排熱エネルギの有効利用を図ることができ、以って主油圧ポンプで発生させなければならない動力を低下させることができる。
【００１５】
また、排熱エネルギが低く船内電力に不足がある場合には、発電機油圧モータは、主油圧ポンプが発生させた油圧により加勢されて発電機を回転駆動して発電を行なうことが可能になる。さらに、油圧機器は安価であり、配置の自由度も極めて高い。
【００１６】
上記舶用主機関の推進駆動機構において、タービン油圧ポンプが発生させた油圧は、推進機油圧モータの入口側と発電機油圧モータの入口側とに供給されることが望ましい。
【００１７】
このように、タービン油圧ポンプが発生させた油圧を推進機油圧モータの入口側と発電機油圧モータの入口側とに供給することにより、タービン油圧ポンプが発生させた油圧により発電機油圧モータを回転駆動させて発電を行なうと共に、船内電力に余剰がある場合には、このタービン油圧ポンプが発生させた油圧により推進機油圧モータを加勢して、これにより過給機の余剰排気エネルギの有効利用を図ることができるようになる。
【００１８】
上記舶用主機関の推進駆動機構において、主機関の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラをさらに備え、上記主油圧ポンプ、タービン油圧ポンプ、発電機油圧モータのいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧モータからなると共にコントローラの制御により機関負荷に応じて出力を変化させることが望ましい。
【００１９】
このように、主油圧ポンプ、タービン油圧ポンプ、発電機油圧モータのいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧モータからなると共に、主機関の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラが、機関負荷に応じてこれらのポンプの出力を変化させることにより、機関負荷に応じてより最適に過給機の余剰排気エネルギの有効利用を図ることができる。
【００２０】
また、上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、内燃機関からなり船舶の推進機を駆動する舶用主機関と、舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプと、主油圧ポンプに接続されて主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータと、推進機油圧モータにより回転駆動されて推進力を発生させる推進機と、舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して舶用主機関に供給する過給機とを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、上記過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとをさらに備え、過給機油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なうことにある。
【００２１】
本発明の舶用主機関の推進駆動機構は、過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとを備え、過給機油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なうから、過給機動力に余剰がある場合には、過給機油圧ポンプによって発生した油圧により推進機油圧モータを加勢することができる。したがって、過給機の余剰動力の有効利用を図ることができ、以って主油圧ポンプで発生させなければならない動力を低下させることができる。また、油圧機器は油圧機器は安価であり、配置の自由度も極めて高い。
【００２２】
上記舶用主機関の推進駆動機構において、過給機油圧ポンプが発生させた油圧は、推進機油圧モータの入口側に供給されることが望ましい。
【００２３】
このように、過給機油圧ポンプが発生させた油圧を推進機油圧モータの入口側に供給することにより、過給機の動力に余剰がある場合には、過給機油圧ポンプが発生させた油圧により推進機油圧モータを加勢し、これにより過給機の余剰動力の有効利用を図ることができる。
【００２４】
上記舶用主機関の推進駆動機構において、主機関の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラをさらに備え、主油圧ポンプ、過給機油圧ポンプ、発電機油圧モータのいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧モータからなると共にコントローラの制御により
機関負荷に応じて出力を変化させることが望ましい。
【００２５】
このように、主油圧ポンプ、過給機油圧ポンプ、発電機油圧モータのいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧モータからなると共に、主機関の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラが、機関負荷に応じてこれらのポンプの出力を変化させることにより、機関負荷に応じてより最適に過給機の余剰動力の有効利用を図ることができる。
【００２６】
さらに、上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、内燃機関からなり船舶の推進機を駆動する舶用主機関と、舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプと、主油圧ポンプに接続されて主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータと、推進機油圧モータにより回転駆動されて推進力を発生させる推進機と、舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して舶用主機関に供給する過給機と、過給機から排出された排気ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器と、蒸気発生器が発生させた蒸気により回転駆動される蒸気タービンとを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプと、過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとをさらに備え、タービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及びタービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なうことにある。
【００２７】
本発明の舶用主機関の推進駆動機構は、蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプと、過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとを備え、これらタービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及びタービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なうから、船内電力に余剰がある場合には、タービン油圧ポンプによって発生した油圧により推進機油圧モータを加勢することができる。したがって、過給機から排出された余剰の排熱エネルギの有効利用を図ることができ、以って主油圧ポンプで発生させなければならない動力を低下させることができる。
【００２８】
また、過給機の動力に余剰がある場合には、過給機油圧ポンプによって発生した油圧により推進機油圧モータを加勢して、過給機の余剰動力の有効利用を図ることができ、以って主油圧ポンプで発生させなければならない動力を低下させることができる。また、油圧機器は安価であり、配置の自由度も極めて高い。
【００２９】
上記舶用主機関の推進駆動機構において、タービン油圧ポンプが発生させた油圧は、推進機油圧モータの入口側と発電機油圧モータの入口側とに供給され、過給機油圧ポンプが発生させた油圧は、推進機油圧モータの入口側に供給されることが望ましい。
【００３０】
このように、タービン油圧ポンプが発生させた油圧を推進機油圧モータの入口側と発電機油圧モータの入口側とに供給し、過給機油圧ポンプが発生させた油圧を推進機油圧モータの入口側に供給することにより、タービン油圧ポンプが発生させた油圧により発電機油圧モータを回転駆動させて発電を行なうと共に、船内電力に余剰がある場合には、このタービン油圧ポンプが発生させた油圧により推進機油圧モータを加勢して、過給機の余剰排気エネルギの有効利用を図ることができる。また、過給機の動力に余剰がある場合には、過給機油圧ポンプが発生させた油圧により推進機油圧モータを加勢し、過給機の余剰動力の有効利用を図ることができる。
【００３１】
上記舶用主機関の推進駆動機構において、主機関の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラをさらに備え、主油圧ポンプ、タービン油圧ポンプ、過給機油圧ポンプ、発電機油圧モータのいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧モータからなると共にコントローラの制御により機関負荷に応じて出力を変化させることが望ましい。
【００３２】
このように、主油圧ポンプ、タービン油圧ポンプ、過給機油圧ポンプ、発電機油圧モータのいずれか１つ以上が、可変容量型の油圧モータからなると共に、主機関の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラが、機関負荷に応じてポンプ等の出力を変化させることにより、機関負荷に応じてより最適に過給機の余剰排気エネルギや余剰動力の有効利用を図ることができる。
【００３３】
上記舶用主機関の推進駆動機構において、コントローラは、機関負荷を制御するエンジンコントローラであることが望ましい。
【００３４】
このように、コントローラを、機関負荷を制御するエンジンコントローラで構成することにより、制御装置の集中化による簡素化と効率化を図ることができ、コスト削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明の舶用主機関の推進駆動機構は、内燃機関からなり船舶の推進機を駆動する舶用主機関と、舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプと、主油圧ポンプに接続されて主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータと、推進機油圧モータにより回転駆動されて推進力を発生させる推進機と、舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して舶用主機関に供給する過給機と、過給機から排出された排気ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器と、蒸気発生器が発生させた蒸気により回転駆動される蒸気タービンとを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、上記蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとをさらに備え、タービン油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及びタービン油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なう。
【００３６】
また、本発明の舶用主機関の推進駆動機構は、内燃機関からなり船舶の推進機を駆動する舶用主機関と、舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプと、主油圧ポンプに接続されて主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータと、推進機油圧モータにより回転駆動される推進機と、舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して舶用主機関に供給する過給機とを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、上記過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとをさらに備え、過給機油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なう。
【００３７】
さらに、本発明の舶用主機関の推進駆動機構は、内燃機関からなり船舶の推進機を駆動する舶用主機関と、舶用主機関の動力により回転駆動されて油圧を発生させる主油圧ポンプと、主油圧ポンプに接続されて主油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動される推進機油圧モータと、推進機油圧モータにより回転駆動される推進機と、舶用主機関の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して舶用主機関に供給する過給機と、過給機から排出された排気ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器と、蒸気発生器が発生させた蒸気に
より回転駆動される蒸気タービンとを備えた舶用主機関の推進駆動機構において、蒸気タービンにより回転駆動されるタービン油圧ポンプと、過給機に連結されて油圧を発生させる過給機油圧ポンプと、発電機に連結されて発電機を回転駆動させて発電を行なう発電機油圧モータとをさらに備え、タービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプは、推進機油圧モータに接続されて主油圧ポンプと共働して油圧により推進機を回転駆動し、発電機油圧モータは、主油圧ポンプ及びタービン油圧ポンプ及び過給機油圧ポンプが発生させた油圧により回転駆動されて発電機を回転駆動して発電を行なう。
【００３８】
したがって、コスト高や配置スペース上の問題等を伴うことなく、過給機から排出される余剰の排熱エネルギや過給機の余剰の動力を、発電機による発電のみならず、推進軸の加勢に積極的に利用するようにし、これにより過給機の余剰排熱エネルギや過給機の余剰動力の有効利用を図り、以って主機関の燃費を大幅に向上させることができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る舶用主機関の推進駆動機構を示すシステム図である。
【図２】図１の舶用主機関の推進駆動機構のコントローラの制御を示すブロック図である。
【図３】従来の舶用主機関の推進駆動機構を示すシステム図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明に係る舶用主機関の推進駆動機構の発明を実施するための形態を、図１及び２を参照して詳細に説明する。図１において、実線は油圧路、破線は排気ガス路、一点鎖線は清水路、二点鎖線は電気路を示す。
【００４１】
図１に示すように、符号１は舶用の内燃機関であり、船舶の推進機５を駆動するための主機関である。舶用主機関１のクランク軸２に主油圧ポンプ３が連結され、この舶用主機関１の動力により回転駆動されて油圧を発生させる。
【００４２】
推進機５の推進軸６に推進機油圧モータ７が連結される。推進機油圧モータ７は、主油圧ポンプ３に接続されて、主油圧ポンプ３が発生させた油圧により回転駆動され、推進機５の推進軸６を回転駆動する。主油圧ポンプ３の出口側が推進機油圧モータ７の入口側に接続され、推進機油圧モータ７の出口側が主油圧ポンプ３の入口側に接続されて、油圧の循環路が形成される。
【００４３】
舶用主機関１の排気ガスにより回転駆動されて給気を過給して、加圧空気を舶用主機関１に供給する過給機１０が配設される。過給機１０のタービン１１を回転駆動して過給機１０から排出された排気ガスは、次に蒸気発生器１２に送られ、この蒸気発生器１２において清水を加熱して蒸気を発生させる。蒸気発生器１２で清水との熱交換を行ない温度低下した排気ガスは、外部へ排気される。
【００４４】
蒸気発生器１２で発生した蒸気は蒸気タービン１５に送られ、蒸気タービン１５を回転駆動させる。蒸気タービン１５の出口側に安全弁１６が配設され、蒸気タービン１５から排出された蒸気が高圧の場合には、この安全弁１６を通して蒸気タービン１５の入口側に戻される。蒸気タービン１５から排出された蒸気は、復水器１７に送られて清水に戻り、清水タンク１８に送られる。
【００４５】
清水タンク１８の清水は、図示しない清水ポンプで加圧されて舶用主機関１の熱交換器
１９に送られて、舶用主機関１の冷却を行なう。舶用主機関１の熱交換器１９を通った清水は、再び上述の蒸気発生器１２に送られて、過給機１０から排出された排気ガスにより蒸気となる。
【００４６】
蒸気タービン１５には、減速機２０を介してタービン油圧ポンプ２１が連結され、タービン油圧ポンプ２１は蒸気タービン１５により回転駆動される。主たる船内電力を発生させる発電機２５が配設され、この発電機２５に発電機油圧モータ２６が連結されて、この発電機油圧モータ２６が発電機２５を回転駆動させて発電を行なう。
【００４７】
タービン油圧ポンプ２１の出口側は、推進機油圧モータ７の入口側と発電機油圧モータ２６の入口側とにそれぞれ接続され、タービン油圧ポンプ２１が発生させた油圧を推進機油圧モータ７の入口側と発電機油圧モータ２６の入口側とに供給することができる。推進機油圧モータ７の出口側と発電機油圧モータ２６の出口側は、タービン油圧ポンプ２１の入口側にそれぞれ接続される。
【００４８】
上述の過給機１０には過給機油圧ポンプ２８が連結され、過給機油圧ポンプ２８は過給機１０により回転駆動されて油圧を発生させる。過給機油圧ポンプ２８の出口側が推進機油圧モータ７の入口側に接続され、推進機油圧モータ７の出口側が過給機油圧ポンプ２８の入口側に接続される。これにより、過給機油圧ポンプ２８が発生させた油圧により、推進機油圧モータ７を回転駆動することができる。
【００４９】
舶用主機関１の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラ３０が配設される。このコントローラ３０は、舶用主機関１の燃料噴射や排気弁の作動を制御して機関負荷を制御するエンジンコントローラであることが望ましい。コントローラ３０を、機関負荷を制御するエンジンコントローラとすることにより、制御装置の集中化による簡素化と効率化を図ることができ、コスト削減を図ることができる。
【００５０】
図２に示すように、上述の主油圧ポンプ３、推進機油圧モータ７、タービン油圧ポンプ２１、発電機油圧モータ２６、過給機油圧ポンプ２８はいずれかも可変容量型の油圧ポンプ又は油圧モータであり、コントローラ３０の制御により機関負荷に応じて出力を変化されることができる。
【００５１】
次に、本舶用主機関の推進駆動機構の作動について説明する。図１に示すように、主油圧ポンプ３は、油圧を介して推進機油圧モータ７を回転駆動し、推進軸６を介して推進機５を回転させてこの船舶の推進力を発生させる。
【００５２】
舶用主機関１の高負荷時等には、舶用主機関１から排出される排気ガスの温度は極めて高く、またその量も多い。このため、排熱エネルギを利用した清水路の蒸気発生量も多くなり、タービン油圧ポンプ２１を充分な回転数で回転させることができる。
【００５３】
このため、発電機２５による発電能力も必要以上のものとなり、船内電力に余剰が生じる場合がある。このような場合には、コントローラ３０は機関負荷に応じて適宜に主油圧ポンプ３とタービン油圧ポンプ２１の出力を変化させ、タービン油圧ポンプ２１によって発生した油圧により推進機油圧モータ７を加勢させる。これにより、主油圧ポンプ３で発生させなければならない動力を低下させることができ、これにより舶用主機関１の出力の抑制と、それに伴う燃費改善を図ることができる。
【００５４】
これと共に、舶用主機関１の高負荷時等には、過給機１０を充分な回転数で回転させることができ、過給機１０の動力に余剰が生じる場合がある。このような場合には、コントローラ３０は、機関負荷に応じて適宜に主油圧ポンプ３と過給機油圧ポンプ２８の出力を
変化させ、過給機油圧ポンプ２８によって発生した油圧により推進機油圧モータ７を加勢させる。これによっても、主油圧ポンプ３で発生させなければならない動力を低下させることができ、舶用主機関１の出力の抑制と、それに伴う燃費改善を図ることができる。
【００５５】
この一方、舶用主機関１の始動時ないし低負荷時等には、舶用主機関１から排出される排気ガスの温度は低く、その量も少ない。このため、排熱エネルギを利用した清水路の蒸気発生量も少なく、タービン油圧ポンプ２１を充分な回転数で回転させることができない。
【００５６】
このため、発電機２５による発電能力も低くなり、船内電力に不足が生じる場合がある。このような場合には、コントローラ３０は、機関負荷に応じて適宜に主油圧ポンプ３とタービン油圧ポンプ２１の出力を変化させ、主油圧ポンプ３によって発生した油圧により発電機油圧モータ２６を加勢する。これにより、タービン油圧ポンプ２１による発電能力が低い場合にも、充分な量の電力を確保することができる。
【００５７】
上述の舶用主機関の推進駆動機構においては、コントローラ３０が機関負荷に応じて主油圧ポンプ３とタービン油圧ポンプ２１と過給機油圧ポンプ２８の３つの油圧ポンプの出力を変化させ、可能な場合にはタービン油圧ポンプ２１と過給機油圧ポンプ２８の発生油圧を推進機油圧モータ７の回転駆動に利用するようにし、これにより舶用主機関１の負荷を低下させて、舶用主機関１の燃費を大幅に向上させている。
【００５８】
また、これらの油圧機器は安価であり、配置の自由度も極めて高い。したがって、コスト高や配置スペース上の問題等を伴うことなく、過給機から排出される余剰の排熱エネルギや過給機の余剰の動力を、発電機による発電のみならず、推進軸の加勢に積極的に利用することができ、これにより過給機の余剰排熱エネルギや過給機の余剰動力の有効利用を図り、以って主機関の燃費を大幅に向上させることができる。
【００５９】
なお、本舶用主機関の推進駆動機構は、上述の発明を実施するための形態に制約されるものではなく、様々な変形が考えられる。
【００６０】
例えば、主油圧ポンプ３、タービン油圧ポンプ２１、過給機油圧ポンプ２８、発電機油圧モータ２６のいずれか１つ以上を可変容量型の油圧ポンプとし、主機関の機関負荷に応じて油圧を制御するためのコントローラの制御により、機関負荷に応じて可変容量型のポンプの出力を変化させることにより、機関負荷に応じてより最適に過給機１０の余剰排気エネルギや、過給機１０の余剰動力の有効利用を図ることができる。
【００６１】
また、上述の舶用主機関の推進駆動機構においては、主油圧ポンプ３のほか、タービン油圧ポンプ２１と過給機油圧ポンプ２８の双方を配設した場合について説明しているが、タービン油圧ポンプ２１と過給機油圧ポンプ２８のいずれか一方だけを配設してもよいことは勿論である。その場合には、油圧ポンプが配設された部分について上記効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の舶用主機関の推進駆動機構は、必ずしも舶用主機関の推進駆動機構に限定して利用されるものではなく、例えば、大型の陸上用車両の主機関等に対しても広く利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  舶用主機関
２  クランク軸
３  主油圧ポンプ
５  推進機
６  推進軸
７  推進機油圧モータ
１０  過給機
１１  タービン
１２  蒸気発生器
１５  蒸気タービン
１６  安全弁
１７  復水器
１８  清水タンク
１９  熱交換器
２０  減速機
２１  タービン油圧ポンプ
２５  発電機
２６  発電機油圧モータ
２８  過給機油圧ポンプ
３０  コントローラ
１０１  舶用主機関
１０２  推進機
１０３  推進軸
１０４  電動機
１０５  過給機
１０６  蒸気発生器
１０７  蒸気タービン
１０８  発電機
【図１】
2015182702.tif 000003
【図２】
2015182702.tif 000004
【図３】
2015182702.tif 000005