JP5965019B1 - Fuel supply device - Google Patents

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Abstract

【課題】排気再循環装置の停止時にディーゼルエンジンの排気のエネルギーを効率的に回収する。【解決手段】ディーゼルエンジンと、ディーゼルエンジンの排気の一部を圧縮した後、ディーゼルエンジンの吸気管に供給する排気再循環装置と、排気により駆動され、ディーゼルエンジンに供給する空気を圧縮する過給機と、排気からエネルギーを回収する排気エネルギー回収装置と、過給機および排気再循環装置への排気の供給量を調整する排気制御部と、を有する動力装置において、排気制御部が排気再循環装置への排気の供給を停止するときに、排気エネルギー回収装置の駆動を開始する。【選択図】図1The present invention efficiently recovers exhaust gas energy of a diesel engine when an exhaust gas recirculation device is stopped. A diesel engine, an exhaust gas recirculation device that compresses a part of the exhaust of the diesel engine and then supplies the air to an intake pipe of the diesel engine, and a supercharger that compresses the air that is driven by the exhaust and is supplied to the diesel engine The exhaust control unit is configured to recirculate exhaust gas in a power unit having a compressor, an exhaust energy recovery device that recovers energy from the exhaust, and an exhaust control unit that adjusts the supply amount of exhaust gas to the supercharger and the exhaust gas recirculation device When the supply of exhaust gas to the apparatus is stopped, driving of the exhaust energy recovery apparatus is started. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、船舶に搭載されるディーゼルエンジンに燃料ガスを供給する燃料供給装置に関する。   The present invention relates to a fuel supply device that supplies fuel gas to a diesel engine mounted on a ship.

国際海事機構(IMO)で採択され、発効された海洋汚染防止条約(マルポール条約)の2005年に発効された附属書VIにおいて、出力130kW以上のディーゼルエンジンの大気汚染防止の要件(NOx排出量、SOx排出量等)が定められている。この規約は附属書の発効後5年ごとに強化されることが計画されており、2011年からの第2次規制(TierII)が、2016年からの第3次規制(IMO TierIII)が採択されている。TierIIIは2016年1月1日以降に建造される船舶に対して適用される。
TierIIIでは、エンジンの回転数毎に排気ガス中の窒素酸化物(NOx)が規制されている。その規制値はエンジンの1分間当たりの定格回転数(rpm)の関数として定められ、低速回転のエンジンの規制値は高くなる。
In Annex VI of the Marine Pollution Control Convention adopted by the International Maritime Organization (IMO) and entered into force in 2005, requirements for the prevention of air pollution of diesel engines with an output of 130 kW or more (NOx emissions, SOx emissions etc.) are defined. These regulations are planned to be strengthened every five years after the Annex comes into effect. The second regulation (Tier II) from 2011 was adopted and the third regulation (IMO Tier III) from 2016 was adopted. ing. Tier III applies to ships built on or after January 1, 2016.
In Tier III, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are regulated for each engine speed. The regulation value is determined as a function of the rated rotational speed (rpm) of the engine per minute, and the regulation value of the engine that rotates at a low speed becomes high.

一般に、NOxの排出量は窒素と酸素の反応速度により決定される。反応速度が大きい場合にはNOx排出量が大きくなる。温度が上昇すると反応速度が増加するため、エンジンの燃焼温度を低下させることでNOx排出量を削減できる。
このため、エンジンの排気ガスの一部を吸気に取り込んで燃焼室へ供給することで、圧縮空気の比率を低下させ、それにより燃焼温度を低下させ、燃焼速度を低下させることによるエンジン運転時のNOx排出量を低下させるEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In general, the NOx emission is determined by the reaction rate of nitrogen and oxygen. When the reaction rate is large, the NOx emission amount becomes large. Since the reaction rate increases as the temperature rises, NOx emissions can be reduced by lowering the combustion temperature of the engine.
For this reason, part of the engine exhaust gas is taken into the intake air and supplied to the combustion chamber, thereby reducing the ratio of compressed air, thereby lowering the combustion temperature and lowering the combustion speed. An EGR (Exhaust Gas Recirculation) device that reduces NOx emissions has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

ところで、ディーゼルエンジンの燃焼室に圧縮空気を送り込む過給機では、外気を吸引し圧縮する圧縮機を、エンジンからの排気でタービンを回転させることにより駆動している。しかし、エンジンの負荷が高いときには、排気のエネルギーが吸気を圧縮するのに必要なエネルギーよりも大きくなり、無駄となってしまう。そこで、排気が過給機のタービンを回転させる力で油圧ポンプを駆動することで、排気の余剰のエネルギーを回収することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。   By the way, in a supercharger that sends compressed air to a combustion chamber of a diesel engine, a compressor that sucks and compresses outside air is driven by rotating a turbine with exhaust from the engine. However, when the engine load is high, the energy of the exhaust becomes larger than the energy required to compress the intake air, which is wasted. Thus, it has been proposed to recover surplus energy of the exhaust gas by driving the hydraulic pump with a force that rotates the turbine of the supercharger (see, for example, Patent Document 2).

特開2012−47056号公報JP 2012-47056 A 特開2011−214458号公報JP 2011-214458 A

NOxの排出量規制はエンジンの回転数によって定められているため、エンジンの回転数によってはEGR装置を使用しない場合もある。また、TierIIIは、当面は指定されたNOxECA(Emission Control Area:排出規制領域)のみに適用され、それ以外の海域ではTierIIが適用される。このため、NOxECA外の海域ではEGR装置を使用しない場合もある。さらに、NOxECA外の海域では、エンジンを高出力にするため、排気のエネルギーは過給機における圧縮機の駆動に用いられるエネルギーと比較して大きくなるため、吸気が過剰に圧縮されてしまう。一方、これを防ぐために排気の一部を過給機に供給せずに外部へ放出すると、排気のエネルギーが無駄になってしまう。   Since the NOx emission restriction is determined by the engine speed, the EGR device may not be used depending on the engine speed. Further, for the time being, Tier III is applied only to the designated NOxECA (Emission Control Area), and Tier II is applied to other sea areas. For this reason, the EGR device may not be used outside the NOxECA. Further, in the sea area outside the NOxECA, since the engine output is increased, the exhaust energy becomes larger than the energy used for driving the compressor in the supercharger, and thus the intake air is excessively compressed. On the other hand, if part of the exhaust gas is discharged to the outside without being supplied to the supercharger to prevent this, the energy of the exhaust gas is wasted.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、排気再循環装置の停止時にディーゼルエンジンの排気のエネルギーを効率的に回収し、回収したエネルギーを有効に利用することができる動力装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to efficiently recover the energy of exhaust gas from a diesel engine when the exhaust gas recirculation device is stopped, and effectively use the recovered energy. It is to provide a power unit that can be used.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、動力装置であって、
ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンの排気により駆動され、前記ディーゼルエンジンに供給する空気を圧縮する過給機と、
前記排気が供給されたときに前記排気を圧縮した後、前記ディーゼルエンジンの吸気管に供給する排気再循環装置と、
前記排気のエネルギーを回収し、回収したエネルギーを負荷装置に供給する排気エネルギー回収装置と、
前記排気エネルギー回収装置により回収されたエネルギーを使用する負荷装置と、
前記過給機および前記排気再循環装置への前記排気の供給量を調整する排気制御部と、
を有し、
前記排気制御部は、前記排気再循環装置への排気の供給を減少させるときに、前記過給機に供給する排気の量を増大させ、前記排気再循環装置への排気の供給を増加させるときに、前記過給機に供給する排気の量を減少させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a power plant,
A diesel engine,
A turbocharger that is driven by the exhaust of the diesel engine and compresses the air supplied to the diesel engine;
An exhaust gas recirculation device that compresses the exhaust gas when the exhaust gas is supplied and then supplies the exhaust gas to an intake pipe of the diesel engine;
An exhaust energy recovery device that recovers the energy of the exhaust and supplies the recovered energy to a load device;
A load device that uses the energy recovered by the exhaust energy recovery device;
An exhaust control unit for adjusting a supply amount of the exhaust gas to the supercharger and the exhaust gas recirculation device;
Have
When the exhaust control unit decreases the supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device, increases the amount of exhaust gas supplied to the supercharger and increases the supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device Further, the amount of exhaust gas supplied to the supercharger is reduced.

前記排気制御部が前記排気再循環装置への排気の供給を停止するときに、前記排気エネルギー回収装置の駆動を開始してもよい。
また、前記排気制御部が前記排気再循環装置への排気の供給を開始するときに、前記排気エネルギー回収装置の駆動を停止してもよい。
When the exhaust control unit stops supplying exhaust gas to the exhaust gas recirculation device, driving of the exhaust energy recovery device may be started.
The exhaust energy recovery device may be stopped when the exhaust control unit starts to supply exhaust gas to the exhaust gas recirculation device.

前記過給機は、
前記排気により駆動されるタービンと、
前記タービンにより駆動され前記空気を圧縮する圧縮機を備え、
前記排気エネルギー回収装置は、
前記排気制御部が前記排気再循環装置に前記排気を供給するときに前記圧縮機の駆動を補助する補助駆動装置を備えることが好ましい。
The supercharger is
A turbine driven by the exhaust;
A compressor driven by the turbine and compressing the air;
The exhaust energy recovery device includes:
It is preferable that the exhaust control unit includes an auxiliary drive device that assists in driving the compressor when the exhaust gas is supplied to the exhaust gas recirculation device.

前記排気エネルギー回収装置は、前記過給機により駆動される発電機であってもよい。   The exhaust energy recovery device may be a generator driven by the supercharger.

前記排気エネルギー回収装置は、前記過給機により駆動される油圧ポンプを備え、
前記負荷装置は、前記油圧ポンプにより昇圧される作動油により駆動され前記ディーゼルエンジンの駆動を補助する第1の油圧モータであってもよい。
The exhaust energy recovery device includes a hydraulic pump driven by the supercharger,
The load device may be a first hydraulic motor that is driven by hydraulic oil boosted by the hydraulic pump and assists in driving the diesel engine.

前記排気エネルギー回収装置は、前記過給機により駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより昇圧される作動油により駆動される第2の油圧モータと、
前記第2の油圧モータにより駆動される発電機とを備えてもよい。
The exhaust energy recovery device includes a hydraulic pump driven by the supercharger,
A second hydraulic motor driven by hydraulic oil boosted by the hydraulic pump;
And a generator driven by the second hydraulic motor.

本発明の第2の態様は、動力装置であって、
ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンの排気により駆動され、前記ディーゼルエンジンに供給する空気を圧縮する第1の過給機と、
前記排気が供給されたときに前記排気を圧縮した後、前記ディーゼルエンジンの吸気管に供給する排気再循環装置と、
前記排気が前記排気再循環装置に供給されないときに前記排気により駆動され、空気を圧縮して前記排気再循環装置を通して前記ディーゼルエンジンに供給する第2の過給機と、
前記第2の過給機により駆動され前記排気からエネルギーを回収する排気エネルギー回収装置と、
前記排気エネルギー回収装置により回収されたエネルギーを使用する負荷装置と、
前記第2の過給機および前記排気再循環装置への前記排気の供給量を調整する排気制御部と、
を有し、
前記排気制御部は、前記排気再循環装置への排気の供給を減少させるときに、前記第2の過給機に供給する排気の量を増大させ、前記排気再循環装置への排気の供給を増加させるときに、前記第2の過給機に供給する排気の量を減少させることを特徴とする。
A second aspect of the present invention is a power plant,
A diesel engine,
A first supercharger that is driven by the exhaust of the diesel engine and compresses air supplied to the diesel engine;
An exhaust gas recirculation device that compresses the exhaust gas when the exhaust gas is supplied and then supplies the exhaust gas to an intake pipe of the diesel engine;
A second supercharger that is driven by the exhaust when the exhaust is not supplied to the exhaust recirculation device, compresses air and supplies it to the diesel engine through the exhaust recirculation device;
An exhaust energy recovery device that is driven by the second supercharger and recovers energy from the exhaust;
A load device that uses the energy recovered by the exhaust energy recovery device;
An exhaust control unit for adjusting a supply amount of the exhaust gas to the second supercharger and the exhaust gas recirculation device;
Have
The exhaust control unit increases the amount of exhaust gas supplied to the second supercharger when reducing the supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device, and supplies the exhaust gas to the exhaust gas recirculation device. When increasing, the amount of exhaust gas supplied to the second supercharger is reduced.

前記排気制御部が前記排気再循環装置への排気の供給を停止するときに、前記排気エネルギー回収装置の駆動を開始してもよい。
また、前記排気制御部が前記排気再循環装置への排気の供給を開始するときに、前記排気エネルギー回収装置の駆動を停止してもよい。
When the exhaust control unit stops supplying exhaust gas to the exhaust gas recirculation device, driving of the exhaust energy recovery device may be started.
The exhaust energy recovery device may be stopped when the exhaust control unit starts to supply exhaust gas to the exhaust gas recirculation device.

前記第2の過給機は、
前記排気により駆動されるタービンと、
前記タービンにより駆動され前記空気を圧縮する圧縮機を備え、
前記排気エネルギー回収装置は、
前記排気制御部が前記排気再循環装置に前記排気を供給するときに前記圧縮機の駆動を補助する補助駆動装置を備えることが好ましい。
The second supercharger is
A turbine driven by the exhaust;
A compressor driven by the turbine and compressing the air;
The exhaust energy recovery device includes:
It is preferable that the exhaust control unit includes an auxiliary drive device that assists in driving the compressor when the exhaust gas is supplied to the exhaust gas recirculation device.

前記排気エネルギー回収装置は、前記第2の過給機により駆動される発電機であってもよい。   The exhaust energy recovery device may be a generator driven by the second supercharger.

前記排気エネルギー回収装置は、前記第2の過給機により駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより昇圧される作動油により駆動される第2の油圧モータと、
前記第2の油圧モータにより駆動される発電機とを備えてもよい。
The exhaust energy recovery device includes a hydraulic pump driven by the second supercharger;
A second hydraulic motor driven by hydraulic oil boosted by the hydraulic pump;
And a generator driven by the second hydraulic motor.

前記排気再循環装置は、前記排気の一部を圧縮する排気圧縮機と、
作動油の油圧により駆動され、前記排気圧縮機を駆動する第3の油圧モータを備えてもよい。
The exhaust gas recirculation device includes an exhaust compressor that compresses a part of the exhaust gas,
A third hydraulic motor that is driven by hydraulic pressure of the hydraulic oil and drives the exhaust compressor may be provided.

燃料タンク内の燃料を加圧して前記ディーゼルエンジンに供給する燃料ポンプと、
作動油の油圧により駆動され、前記燃料ポンプを駆動する第4の油圧モータをさらに備えてもよい。
A fuel pump that pressurizes the fuel in the fuel tank and supplies the fuel to the diesel engine;
A fourth hydraulic motor driven by hydraulic oil pressure and driving the fuel pump may be further provided.

前記ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料弁と、
前記燃焼室内の気体を排出する排気弁と、
作動油の油圧により、前記燃料弁および前記排気弁の開閉制御を行う油圧制御ユニットと、
を備えてもよい。
A fuel valve for injecting fuel into the combustion chamber of the diesel engine;
An exhaust valve for discharging the gas in the combustion chamber;
A hydraulic control unit that controls opening and closing of the fuel valve and the exhaust valve by hydraulic pressure of hydraulic oil;
May be provided.

本発明によれば、排気再循環装置の停止時にディーゼルエンジンの排気のエネルギーを効率的に回収し、回収したエネルギーを有効に利用することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy of the exhaust_gas | exhaustion of a diesel engine can be collect | recovered efficiently at the time of a stop of an exhaust gas recirculation apparatus, and the collect | recovered energy can be utilized effectively.

本発明の第1実施形態の動力装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the whole power unit composition of a 1st embodiment of the present invention. 第1実施形態に係る燃料供給装置10のブロック図である。1 is a block diagram of a fuel supply device 10 according to a first embodiment. 第1実施形態に係る主機関20、排気制御部90A、過給機40Aおよび排気エネルギー回収装置70Aのブロック図である。It is a block diagram of main engine 20, exhaust control part 90A, supercharger 40A, and exhaust energy recovery device 70A concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る排気再循環装置50Aのブロック図である。It is a block diagram of 50 A of exhaust gas recirculation apparatuses which concern on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る排気エネルギー回収装置70Aのブロック図である。It is a block diagram of exhaust energy recovery device 70A concerning a 1st embodiment. 本発明の第2実施形態の動力装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the power plant of 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態に係る主機関20、排気制御部90Bおよび過給機40Aのブロック図である。It is a block diagram of the main engine 20, the exhaust control part 90B, and the supercharger 40A which concern on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る排気再循環装置50B、排気制御部90B、過給機40Bおよび排気エネルギー回収装置70Bのブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of an exhaust gas recirculation device 50B, an exhaust control unit 90B, a supercharger 40B, and an exhaust energy recovery device 70B according to a second embodiment. 第1実施形態の変形例に係る主機関20、排気制御部90A、過給機40A、タービン42Cおよび排気エネルギー回収装置70Cのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a main engine 20, an exhaust control unit 90A, a supercharger 40A, a turbine 42C, and an exhaust energy recovery device 70C according to a modification of the first embodiment.

以下、本発明の実施形態に係る動力装置の概要について説明する。
〔第1実施形態〕
図1は第1実施形態にかかる動力装置の全体構成を示すブロック図である。第1実施形態に係る動力装置は、燃料供給装置10、主機関20、過給機40A、排気制御部90A、排気再循環装置50A、排気エネルギー回収装置70A、図示しない負荷装置等を備える。動力装置の構成要素は全て船舶に搭載される。
Hereinafter, an outline of a power plant according to an embodiment of the present invention will be described.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the power plant according to the first embodiment. The power plant according to the first embodiment includes a fuel supply device 10, a main engine 20, a supercharger 40A, an exhaust control unit 90A, an exhaust gas recirculation device 50A, an exhaust energy recovery device 70A, a load device (not shown), and the like. All the components of the power plant are mounted on the ship.

燃料供給装置10は主機関20へ燃料を供給する。
主機関20は、過給機40Aから供給される圧縮空気とともに燃料供給装置10から供給される燃料を燃焼させる内燃機関(ディーゼルエンジン)を有する。内燃機関から排出される排気は排気制御部90Aへ排出される。
過給機40Aは排気制御部90Aから供給された排気により駆動されるタービンと、タービンにより駆動され外気を圧縮して内燃機関に供給する圧縮機を備える。
排気再循環装置50Aは、排気制御部90Aから供給された排気を浄化し、圧縮した後に主機関20の内燃機関に供給する。
排気エネルギー回収装置70Aは、過給機40Aのタービンが排気から得る動力が圧縮器を駆動するのに必要なエネルギーよりも大きい場合、この余剰のエネルギーを油圧や電力として回収し、この回収したエネルギーを使用する負荷装置に供給する。負荷装置とは、例えば、ディーゼルエンジンの駆動を補助する補助駆動装置や、燃料供給装置10に用いられる燃料ポンプ12、排気再循環装置50Aで排気圧縮機64を駆動するモータ65等である。
The fuel supply device 10 supplies fuel to the main engine 20.
The main engine 20 includes an internal combustion engine (diesel engine) that burns fuel supplied from the fuel supply device 10 together with compressed air supplied from the supercharger 40A. Exhaust gas discharged from the internal combustion engine is discharged to the exhaust control unit 90A.
The supercharger 40A includes a turbine driven by the exhaust supplied from the exhaust control unit 90A, and a compressor driven by the turbine to compress outside air and supply the compressed air to the internal combustion engine.
The exhaust gas recirculation device 50A purifies the exhaust gas supplied from the exhaust gas control unit 90A, compresses it, and supplies it to the internal combustion engine of the main engine 20.
The exhaust energy recovery device 70A recovers this surplus energy as oil pressure or electric power when the power obtained from the exhaust of the turbine of the supercharger 40A is larger than the energy required to drive the compressor, and this recovered energy Supply to the load device to use. The load device is, for example, an auxiliary drive device that assists in driving the diesel engine, a fuel pump 12 used in the fuel supply device 10, a motor 65 that drives the exhaust compressor 64 by the exhaust gas recirculation device 50A, or the like.

排気制御部90Aは、主機関20からの排気の一部又は全部を過給機40Aに供給するとともに、排気再循環装置50Aを駆動するときに排気の他の一部を排気再循環装置50Aに供給する。この場合、排気制御部90Aは、排気再循環装置50Aへの排気の供給を減少させるときに、過給機40Aに供給する排気の量を増大させ、排気再循環装置50Aへの排気の供給を増加させるときに、過給機40Aに供給する排気の量を減少させるように調整する。   The exhaust control unit 90A supplies part or all of the exhaust from the main engine 20 to the supercharger 40A, and also drives the other part of the exhaust to the exhaust recirculation device 50A when driving the exhaust recirculation device 50A. Supply. In this case, when the exhaust control unit 90A decreases the supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device 50A, the exhaust control unit 90A increases the amount of exhaust gas supplied to the supercharger 40A and supplies the exhaust gas to the exhaust gas recirculation device 50A. When increasing, it adjusts so that the quantity of the exhaust_gas | exhaustion supplied to 40 A of superchargers may be decreased.

本実施形態においては、排気再循環装置50Aに排気を最大限供給した場合でも、残りの排気により過給機40Aのタービンから圧縮機を駆動するのに充分な動力が得られるように、タービンおよび圧縮機が選定されている。
この場合、排気再循環装置50Aを停止するときや、排気再循環装置50Aに供給する排気の量を減少させるときには、全ての排気を過給機に供給すると、圧縮空気が過剰に内燃機関に供給されることとなる。そのため、従来は余剰の排気を過給機に供給せずに大気中に放出していた。
これに対し、本実施形態においては、排気再循環装置50Aを停止するときや、排気再循環装置50Aに供給する排気の量を減少させるときに、この余剰の排気のエネルギーを排気エネルギー回収装置70Aで回収する。このため、内燃機関の排気のエネルギーを効率的に回収することができる。
以下、燃料供給装置10、主機関20、過給機40A、排気制御部90A、排気再循環装置50A、排気エネルギー回収装置70Aの各構成について詳細に説明する。
In the present embodiment, even when the exhaust gas is supplied to the exhaust gas recirculation device 50A as much as possible, the remaining exhaust gas can provide sufficient power to drive the compressor from the turbine of the supercharger 40A. A compressor is selected.
In this case, when stopping the exhaust gas recirculation device 50A or reducing the amount of exhaust gas supplied to the exhaust gas recirculation device 50A, if all the exhaust gas is supplied to the supercharger, the compressed air is excessively supplied to the internal combustion engine. Will be. For this reason, conventionally, excessive exhaust gas is discharged into the atmosphere without being supplied to the supercharger.
In contrast, in the present embodiment, when the exhaust gas recirculation device 50A is stopped or when the amount of exhaust gas supplied to the exhaust gas recirculation device 50A is reduced, the surplus exhaust energy is used as the exhaust energy recovery device 70A. Collect with. For this reason, the energy of the exhaust gas of the internal combustion engine can be efficiently recovered.
Hereinafter, each configuration of the fuel supply device 10, the main engine 20, the supercharger 40A, the exhaust control unit 90A, the exhaust gas recirculation device 50A, and the exhaust energy recovery device 70A will be described in detail.

〔燃料供給装置〕
図2は燃料供給装置10を示すブロック図である。燃料供給装置10は、主機関20へ燃料を供給する装置である。なお、本実施形態においては、液体燃料を加熱した高圧の燃料を供給する装置について説明するが、本発明はこれに限られない。
燃料供給装置10は、液体燃料タンク11、燃料ポンプ12、油圧モータ13、熱交換器14、等を備える。
[Fuel supply device]
FIG. 2 is a block diagram showing the fuel supply device 10. The fuel supply device 10 is a device that supplies fuel to the main engine 20. In the present embodiment, an apparatus for supplying high-pressure fuel obtained by heating liquid fuel will be described, but the present invention is not limited to this.
The fuel supply device 10 includes a liquid fuel tank 11, a fuel pump 12, a hydraulic motor 13, a heat exchanger 14, and the like.

液体燃料タンク11は、主機関20に供給される燃料が気化される前の液体燃料を貯留する。液体燃料として、液化天然ガス(LNG)、液化石油ガス(LPG)等を用いることができる。以下の説明では、液体燃料としてLNGを用いる場合を例に挙げて説明する。
液体燃料タンク11内の圧力は、例えば約0.1MPa(大気圧)である。液体燃料がLNGである場合、その温度は約−160℃である。
液体燃料タンク11の下端は配管15により燃料ポンプ12と接続されている。
The liquid fuel tank 11 stores liquid fuel before the fuel supplied to the main engine 20 is vaporized. As the liquid fuel, liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), or the like can be used. In the following description, the case where LNG is used as the liquid fuel will be described as an example.
The pressure in the liquid fuel tank 11 is, for example, about 0.1 MPa (atmospheric pressure). When the liquid fuel is LNG, its temperature is about -160 ° C.
The lower end of the liquid fuel tank 11 is connected to the fuel pump 12 by a pipe 15.

燃料ポンプ12は配管15により液体燃料タンク11の下端と接続されているとともに、配管16により熱交換器14と接続されている。燃料ポンプ12は、油圧モータ13により駆動され、液体燃料タンク11内の液体燃料を昇圧して熱交換器14へ送出する。
燃料ポンプ12には、例えば、可動部が往復運動を行う形式の往復ポンプを用いることができる。この場合、燃料ポンプ12を駆動する油圧モータ13の回転運動は、例えば図示しないクランク機構等により可動部の往復運動に変換される。
燃料ポンプ12の回転数は、主機関20に供給される燃料の圧力が一定となるように制御される。
The fuel pump 12 is connected to the lower end of the liquid fuel tank 11 by a pipe 15 and is connected to the heat exchanger 14 by a pipe 16. The fuel pump 12 is driven by a hydraulic motor 13 to increase the pressure of the liquid fuel in the liquid fuel tank 11 and send it to the heat exchanger 14.
As the fuel pump 12, for example, a reciprocating pump of a type in which the movable portion reciprocates can be used. In this case, the rotational motion of the hydraulic motor 13 that drives the fuel pump 12 is converted into a reciprocating motion of the movable portion by, for example, a crank mechanism (not shown).
The rotational speed of the fuel pump 12 is controlled so that the pressure of the fuel supplied to the main engine 20 is constant.

熱交換器14は、燃料ポンプ12から送出された液体燃料を加熱する。熱交換器14として、例えば、多管円筒形熱交換器(Shell and tube heat exchanger)を用いることができる。熱源として、温水を用いることができる。熱交換器14で加熱された燃料は、配管17を通じて図3に示す主機関20へ供給される。なお、燃料ポンプ12が加熱された燃料を圧縮して送出する場合には、熱交換器14は不要である。   The heat exchanger 14 heats the liquid fuel delivered from the fuel pump 12. As the heat exchanger 14, for example, a multi-tube cylindrical heat exchanger can be used. Hot water can be used as a heat source. The fuel heated by the heat exchanger 14 is supplied to the main engine 20 shown in FIG. In addition, when the fuel pump 12 compresses and sends out the heated fuel, the heat exchanger 14 is unnecessary.

油圧モータ13は内部の油圧が相対的に高い高油圧配管1と、高油圧配管1内の油圧よりも内部の油圧が低い低油圧配管2とに接続されている。ここで、高油圧配管1および低油圧配管2は、燃料供給装置10、主機関20、排気再循環装置50A、排気エネルギー回収装置70Aに共通して油圧駆動機構の制御に用いられている。油圧モータ13は高油圧配管1と低油圧配管2との作動油の油圧の差(差圧)を利用して回転運動し、燃料ポンプ12を駆動する。油圧モータ13は可変容量型であり、配管16内の液体燃料の圧力に応じて油圧モータ13の回転数が調整される。なお、配管17には、配管16内の液体燃料の圧力を計測する図示しない圧力計が設けられており、油圧モータ13の回転数は圧力計の計測結果に基づいて調整される。   The hydraulic motor 13 is connected to a high hydraulic pipe 1 whose internal hydraulic pressure is relatively high and a low hydraulic pipe 2 whose internal hydraulic pressure is lower than the hydraulic pressure inside the high hydraulic pipe 1. Here, the high hydraulic piping 1 and the low hydraulic piping 2 are used for controlling the hydraulic drive mechanism in common with the fuel supply device 10, the main engine 20, the exhaust gas recirculation device 50A, and the exhaust energy recovery device 70A. The hydraulic motor 13 rotates using the hydraulic pressure difference (differential pressure) between the high hydraulic pipe 1 and the low hydraulic pipe 2 to drive the fuel pump 12. The hydraulic motor 13 is a variable capacity type, and the rotation speed of the hydraulic motor 13 is adjusted according to the pressure of the liquid fuel in the pipe 16. The pipe 17 is provided with a pressure gauge (not shown) that measures the pressure of the liquid fuel in the pipe 16, and the rotational speed of the hydraulic motor 13 is adjusted based on the measurement result of the pressure gauge.

図3は主機関20、排気制御部90Aおよび過給機40Aを示すブロック図である。
〔主機関〕
主機関20は、内燃機関21、パイロット燃料弁22、ガス燃料弁23、ガス制御部24、吸気マニホールド25、排気弁26、冷却器30、等を備える。
内燃機関21には、メタノールや天然ガスのような代替燃料を使用するエンジンであり、例えば2ストロークサイクルのシリンダを有する低速ディーゼルエンジンを用いることができる。内燃機関21は、船舶の動力源となる主軸100を回転させる。
パイロット燃料弁22は、内燃機関21の起動時に内燃機関21の燃焼室内にパイロット燃料を噴射する燃料弁である。パイロット燃料弁22の開閉は油圧制御ユニット8により制御される。
ガス燃料弁23は燃料供給装置10から供給される燃料を内燃機関21の燃焼室内に噴射する燃料弁である。ガス燃料弁23の開閉は油圧制御ユニット8により制御される。
ガス制御部24は配管17を通じて燃料供給装置10から供給される燃料の元弁を有し、ガス燃料弁23への燃料の供給を制御する。
FIG. 3 is a block diagram showing the main engine 20, the exhaust control unit 90A, and the supercharger 40A.
[Main engine]
The main engine 20 includes an internal combustion engine 21, a pilot fuel valve 22, a gas fuel valve 23, a gas control unit 24, an intake manifold 25, an exhaust valve 26, a cooler 30, and the like.
The internal combustion engine 21 is an engine that uses an alternative fuel such as methanol or natural gas. For example, a low-speed diesel engine having a two-stroke cycle cylinder can be used. The internal combustion engine 21 rotates a main shaft 100 that is a power source of a ship.
The pilot fuel valve 22 is a fuel valve that injects pilot fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine 21 when the internal combustion engine 21 is started. The opening and closing of the pilot fuel valve 22 is controlled by the hydraulic control unit 8.
The gas fuel valve 23 is a fuel valve that injects fuel supplied from the fuel supply device 10 into the combustion chamber of the internal combustion engine 21. The opening and closing of the gas fuel valve 23 is controlled by the hydraulic control unit 8.
The gas control unit 24 has an original valve for fuel supplied from the fuel supply device 10 through the pipe 17, and controls the supply of fuel to the gas fuel valve 23.

吸気マニホールド25は吸気管32により過給機40Aと接続され、吸気管33により内燃機関21の燃焼室と接続され、排気循環管53により図4に示す排気再循環装置50Aと接続されている。吸気マニホールド25は吸気管32より供給される圧縮空気と、排気循環管53より供給される排気とを混合し、得られた混合気体を貯留し、吸気管33より内燃機関21の燃焼室に供給する。   The intake manifold 25 is connected to the supercharger 40A by the intake pipe 32, is connected to the combustion chamber of the internal combustion engine 21 by the intake pipe 33, and is connected to the exhaust gas recirculation device 50A shown in FIG. The intake manifold 25 mixes the compressed air supplied from the intake pipe 32 and the exhaust supplied from the exhaust circulation pipe 53, stores the obtained mixed gas, and supplies it to the combustion chamber of the internal combustion engine 21 through the intake pipe 33. To do.

排気弁26は、排気管34により内燃機関21の燃焼室と接続され、排気管35により排気レシーバ91と接続されている。排気弁26は内燃機関21の燃焼室内の気体を排出するための弁である。排気弁26の開閉は油圧制御ユニット8により制御される。
油圧制御ユニット8は、高油圧配管1と低油圧配管2との差圧を利用して、パイロット燃料弁22、ガス燃料弁23、および排気弁26の開閉制御を行う。高油圧配管1と低油圧配管2との差圧は、油圧ポンプ3によって昇圧される。油圧ポンプ3は主軸100に設けられた変速機101と連結されている。主軸100の回転に伴い、油圧ポンプ3が駆動されることで、高油圧配管1と低油圧配管2との差圧が昇圧される。
The exhaust valve 26 is connected to the combustion chamber of the internal combustion engine 21 by the exhaust pipe 34 and is connected to the exhaust receiver 91 by the exhaust pipe 35. The exhaust valve 26 is a valve for discharging the gas in the combustion chamber of the internal combustion engine 21. The opening and closing of the exhaust valve 26 is controlled by the hydraulic control unit 8.
The hydraulic control unit 8 performs opening / closing control of the pilot fuel valve 22, the gas fuel valve 23, and the exhaust valve 26 using the differential pressure between the high hydraulic pipe 1 and the low hydraulic pipe 2. The differential pressure between the high hydraulic pipe 1 and the low hydraulic pipe 2 is increased by the hydraulic pump 3. The hydraulic pump 3 is connected to a transmission 101 provided on the main shaft 100. As the main shaft 100 rotates, the hydraulic pump 3 is driven to increase the differential pressure between the high hydraulic pipe 1 and the low hydraulic pipe 2.

冷却器30は吸気管32内を通る圧縮空気を冷却する。吸気管32内を通る圧縮空気は圧縮機41により断熱圧縮されることで高温となっている。この圧縮空気と冷却器30内を通る冷媒(例えば海水)との間で熱交換が行われることで、吸気管32内の圧縮空気が冷却される。冷却器30には、例えば、多管円筒形熱交換器(Shell and tube heat exchanger)を用いることができる。   The cooler 30 cools the compressed air passing through the intake pipe 32. The compressed air passing through the intake pipe 32 is heated to a high temperature by being adiabatically compressed by the compressor 41. By performing heat exchange between the compressed air and a refrigerant (for example, seawater) passing through the cooler 30, the compressed air in the intake pipe 32 is cooled. As the cooler 30, for example, a multi-tube cylindrical heat exchanger can be used.

〔排気制御部〕
排気制御部90Aは、排気レシーバ91、バイパス弁92、バイパス排気弁93、開閉弁94等を備える。
排気レシーバ91は、排気管35により排気弁26と接続され、排気管37により過給機40Aと接続され、排気循環管51により排気再循環装置50Aと接続されている。排気レシーバ91には、内燃機関21の燃焼室から排出された排気が貯留される。
排気レシーバ91はバイパス管36により吸気管32と接続されている。バイパス管36には、バイパス弁92が設けられている。バイパス弁92の開度は、吸気マニホールド25内の圧力に基づいて調整される。例えば、排気再循環装置50Aを駆動しないとき、吸気マニホールド25内の圧力が上昇しすぎることを防ぐために、バイパス弁92を開き、吸気管32内の圧縮空気を排気レシーバ91へ排出する。
また、排気レシーバ91はバイパス排気管39により排気管38と接続されている。バイパス排気管39にはバイパス排気弁93が設けられている。バイパス排気弁93の開度は、吸気マニホールド25内の圧力に基づいて調整される。例えば、排気再循環装置50Aを駆動しないとき、タービン42が排気によって過剰に回転し、圧縮機41により圧縮空気が吸気マニホールド25内に過剰に供給されることを防ぐために、バイパス排気弁93を開き、バイパス排気管39を通じて排気レシーバ91内の排気を排気管38より外部へ排出する。
開閉弁94は排気循環管51に設けられている。開閉弁94を開くことで排気が排気再循環装置50Aに供給され、開閉弁94を閉じることで排気の排気再循環装置50Aへの供給が停止される。
排気制御部90Aでは図示しない制御部によりバイパス弁92、93、開閉弁94の開閉を制御する。
[Exhaust control unit]
The exhaust control unit 90A includes an exhaust receiver 91, a bypass valve 92, a bypass exhaust valve 93, an on-off valve 94, and the like.
The exhaust receiver 91 is connected to the exhaust valve 26 through the exhaust pipe 35, connected to the supercharger 40 </ b> A through the exhaust pipe 37, and connected to the exhaust gas recirculation device 50 </ b> A through the exhaust circulation pipe 51. The exhaust receiver 91 stores the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine 21.
The exhaust receiver 91 is connected to the intake pipe 32 by a bypass pipe 36. A bypass valve 92 is provided in the bypass pipe 36. The opening degree of the bypass valve 92 is adjusted based on the pressure in the intake manifold 25. For example, when the exhaust gas recirculation device 50 </ b> A is not driven, the bypass valve 92 is opened to discharge the compressed air in the intake pipe 32 to the exhaust receiver 91 in order to prevent the pressure in the intake manifold 25 from rising excessively.
The exhaust receiver 91 is connected to the exhaust pipe 38 by a bypass exhaust pipe 39. A bypass exhaust valve 93 is provided in the bypass exhaust pipe 39. The opening degree of the bypass exhaust valve 93 is adjusted based on the pressure in the intake manifold 25. For example, when the exhaust gas recirculation device 50A is not driven, the bypass exhaust valve 93 is opened in order to prevent the turbine 42 from excessively rotating due to exhaust gas and excessively supplying compressed air into the intake manifold 25 by the compressor 41. The exhaust in the exhaust receiver 91 is exhausted from the exhaust pipe 38 to the outside through the bypass exhaust pipe 39.
The on-off valve 94 is provided in the exhaust circulation pipe 51. Exhaust gas is supplied to the exhaust gas recirculation device 50A by opening the on-off valve 94, and supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device 50A is stopped by closing the on-off valve 94.
In the exhaust control unit 90A, opening and closing of the bypass valves 92 and 93 and the on-off valve 94 is controlled by a control unit (not shown).

〔過給機〕
過給機40Aは、圧縮機41A、タービン42A、回転軸43Aを備える。圧縮機41Aは吸気管31、32に接続されている。圧縮機41Aは吸気管31より外気を吸引し、圧縮する。吸気管32は冷却器30を通っており、圧縮機41Aで圧縮された外気(圧縮空気)は冷却器30で冷却された後、吸気管32を介して吸気マニホールド25に供給される。
タービン42Aは排気管35、37と接続されている。タービン42Aは排気管35から供給される排気を受けて回転する。タービン42Aを回転させた排気は排気管37を通じて外部へ排出される。
回転軸43Aはタービン42Aの回転を圧縮機41Aに伝達し、圧縮機41Aを駆動する。また、回転軸43Aは図5に示す排気エネルギー回収装置70Aの油圧ポンプ73と接続されており、タービン42Aの回転を油圧ポンプ73に伝達する。
[Supercharger]
The supercharger 40A includes a compressor 41A, a turbine 42A, and a rotating shaft 43A. The compressor 41A is connected to the intake pipes 31 and 32. The compressor 41A sucks outside air from the intake pipe 31 and compresses it. The intake pipe 32 passes through the cooler 30, and outside air (compressed air) compressed by the compressor 41 </ b> A is cooled by the cooler 30 and then supplied to the intake manifold 25 through the intake pipe 32.
The turbine 42 </ b> A is connected to the exhaust pipes 35 and 37. The turbine 42 </ b> A rotates by receiving the exhaust supplied from the exhaust pipe 35. The exhaust gas that has rotated the turbine 42 </ b> A is discharged to the outside through the exhaust pipe 37.
The rotating shaft 43A transmits the rotation of the turbine 42A to the compressor 41A and drives the compressor 41A. The rotating shaft 43A is connected to the hydraulic pump 73 of the exhaust energy recovery device 70A shown in FIG. 5 and transmits the rotation of the turbine 42A to the hydraulic pump 73.

〔排気再循環装置〕
図4は排気再循環装置50Aを示すブロック図である。排気再循環装置50Aは、開閉弁94、集塵器62、冷却器63、排気圧縮機64、モータ65、等を備える。
集塵器62は排気循環管51および排気循環管52と接続されており、排気循環管51から供給される排気中の環境汚染物質を除去する。例えば、集塵器62内では、水酸化ナトリウム混合水により、排気中の硫黄酸化物を中和させて除去する。環境汚染物質が除去された排気は排気循環管52に排出される。
冷却器63は、排気循環管52内を通る排気と、冷却器63内を通る冷媒(例えば海水)との間で熱交換をすることで、排気循環管52内の排気を冷却する。冷却器30には、例えば、多管円筒形熱交換器(Shell and tube heat exchanger)を用いることができる。
排気圧縮機64は排気循環管52および排気循環管53と接続されており、排気循環管52から供給される排気を圧縮する。圧縮された排気は排気循環管53を介して図3の吸気マニホールド25に供給される。
排気圧縮機64はモータ65により駆動される。モータ65の回転数は、吸気マニホールド25内の酸素濃度に応じて調整される。なお、吸気マニホールド25には、吸気マニホールド25内の酸素濃度を計測する図示しない酸素濃度計が設けられており、モータ65の回転数は酸素濃度計の計測結果に基づいて調整される。開閉弁94を開いた状態でモータ65を駆動することにより排気再循環装置50Aが駆動され、排気循環管51〜53を通じて排気が吸気マニホールド25に供給される。
なお、モータ65の代わりに、高油圧配管1と低油圧配管2との差圧を利用して回転運動する可変容量型の油圧モータを用いて、排気圧縮機64を駆動してもよい。また、排気圧縮機64の前段に、複数の集塵器を設けてもよい。この場合、冷却器63は任意の位置に設けることができる。なお、冷却器63の後段に集塵器を設けることで、冷却された排気中の環境汚染物質をさらに除去することができる。
また、排気圧縮機64と並列に、集塵器62で環境汚染物質を除去された排気を吸気マニホールド25に供給する他の排気圧縮機を1又は複数台設けてもよい。
[Exhaust gas recirculation system]
FIG. 4 is a block diagram showing the exhaust gas recirculation device 50A. The exhaust gas recirculation device 50A includes an on-off valve 94, a dust collector 62, a cooler 63, an exhaust compressor 64, a motor 65, and the like.
The dust collector 62 is connected to the exhaust circulation pipe 51 and the exhaust circulation pipe 52 and removes environmental pollutants in the exhaust gas supplied from the exhaust circulation pipe 51. For example, in the dust collector 62, sulfur oxides in the exhaust gas are neutralized and removed with sodium hydroxide mixed water. The exhaust gas from which environmental pollutants have been removed is discharged to the exhaust circulation pipe 52.
The cooler 63 cools the exhaust in the exhaust circulation pipe 52 by exchanging heat between the exhaust passing through the exhaust circulation pipe 52 and a refrigerant (for example, seawater) passing through the cooler 63. As the cooler 30, for example, a multi-tube cylindrical heat exchanger can be used.
The exhaust compressor 64 is connected to the exhaust circulation pipe 52 and the exhaust circulation pipe 53 and compresses exhaust gas supplied from the exhaust circulation pipe 52. The compressed exhaust gas is supplied to the intake manifold 25 of FIG.
The exhaust compressor 64 is driven by a motor 65. The rotational speed of the motor 65 is adjusted according to the oxygen concentration in the intake manifold 25. The intake manifold 25 is provided with an oxygen concentration meter (not shown) that measures the oxygen concentration in the intake manifold 25, and the number of revolutions of the motor 65 is adjusted based on the measurement result of the oxygen concentration meter. The exhaust gas recirculation device 50 </ b> A is driven by driving the motor 65 with the on-off valve 94 opened, and exhaust gas is supplied to the intake manifold 25 through the exhaust gas circulation pipes 51 to 53.
Instead of the motor 65, the exhaust compressor 64 may be driven using a variable displacement hydraulic motor that rotates using a differential pressure between the high hydraulic pipe 1 and the low hydraulic pipe 2. Further, a plurality of dust collectors may be provided in the front stage of the exhaust compressor 64. In this case, the cooler 63 can be provided at an arbitrary position. In addition, by providing a dust collector in the subsequent stage of the cooler 63, it is possible to further remove environmental pollutants in the cooled exhaust gas.
Further, in parallel with the exhaust compressor 64, one or a plurality of other exhaust compressors that supply exhaust gas from which environmental pollutants have been removed by the dust collector 62 to the intake manifold 25 may be provided.

〔排気エネルギー回収装置〕
排気エネルギー回収装置70Aは、減速機71、回転軸72、油圧ポンプ73、74、油圧モータ75、開閉弁76、発電機77等を備える。
減速機71は図3の過給機40Aの回転軸43Aに取り付けられており、回転軸43Aの回転速度を適宜変更して回転軸72へ伝達する。
[Exhaust energy recovery system]
The exhaust energy recovery device 70A includes a speed reducer 71, a rotary shaft 72, hydraulic pumps 73 and 74, a hydraulic motor 75, an on-off valve 76, a generator 77, and the like.
The speed reducer 71 is attached to the rotation shaft 43A of the supercharger 40A in FIG. 3 and transmits the rotation speed of the rotation shaft 43A to the rotation shaft 72 as appropriate.

油圧ポンプ73は油圧配管81および油圧配管82と接続されている。油圧ポンプ73は回転軸72の回転により駆動され、油圧配管82から油圧配管81へ作動油を送出する。なお、油圧配管81を高油圧配管1に接続するとともに、油圧配管82を低油圧配管2に接続してもよい。   The hydraulic pump 73 is connected to the hydraulic pipe 81 and the hydraulic pipe 82. The hydraulic pump 73 is driven by the rotation of the rotary shaft 72 and sends hydraulic oil from the hydraulic pipe 82 to the hydraulic pipe 81. The hydraulic pipe 81 may be connected to the high hydraulic pipe 1 and the hydraulic pipe 82 may be connected to the low hydraulic pipe 2.

油圧ポンプ74は油圧配管81および油圧配管82と接続されており、かつ図示しない変速機を介して主軸100と連結されている。油圧ポンプ74は主軸100の回転によって駆動され、油圧配管82から油圧配管81へ作動油を送出する。油圧ポンプ74は可変容量型のポンプである。なお、油圧ポンプ74を主軸100の回転を補助する油圧モータとして使用してもよい。また、油圧ポンプ74を主機関20の油圧ポンプ3と並べて配置してもよい。   The hydraulic pump 74 is connected to the hydraulic pipe 81 and the hydraulic pipe 82, and is connected to the main shaft 100 via a transmission (not shown). The hydraulic pump 74 is driven by the rotation of the main shaft 100 and sends hydraulic oil from the hydraulic pipe 82 to the hydraulic pipe 81. The hydraulic pump 74 is a variable displacement pump. The hydraulic pump 74 may be used as a hydraulic motor that assists the rotation of the main shaft 100. Further, the hydraulic pump 74 may be arranged side by side with the hydraulic pump 3 of the main engine 20.

油圧モータ75は油圧配管83および油圧配管84と接続されている。油圧配管83は油圧配管81と接続されており、油圧配管84は油圧配管82と接続されている。油圧モータ75は油圧配管83と油圧配管84との差圧によって駆動される。
油圧配管81と油圧配管82との間には、両者を接続するバイパス配管85が設けられている。開閉弁76はバイパス配管85に設けられている。
発電機77は油圧モータ75により駆動され、油圧モータ75の回転力を電力に変換する。発電機77により発電された電力は、例えば図示しない二次電池に充電しておき、排気再循環装置50Aのモータ65を駆動するのに用いてもよい。また、発電機77を電動モータとして使用し、油圧モータ75を油圧ポンプとして使用してもよい。
The hydraulic motor 75 is connected to the hydraulic pipe 83 and the hydraulic pipe 84. The hydraulic pipe 83 is connected to the hydraulic pipe 81, and the hydraulic pipe 84 is connected to the hydraulic pipe 82. The hydraulic motor 75 is driven by a differential pressure between the hydraulic pipe 83 and the hydraulic pipe 84.
A bypass pipe 85 is provided between the hydraulic pipe 81 and the hydraulic pipe 82 to connect them. The on-off valve 76 is provided in the bypass pipe 85.
The generator 77 is driven by a hydraulic motor 75 and converts the rotational force of the hydraulic motor 75 into electric power. For example, the power generated by the generator 77 may be charged in a secondary battery (not shown) and used to drive the motor 65 of the exhaust gas recirculation device 50A. Further, the generator 77 may be used as an electric motor, and the hydraulic motor 75 may be used as a hydraulic pump.

本実施形態においては、排気再循環装置50Aを駆動しているときには、排気エネルギー回収装置70Aによる排気のエネルギーの回収を停止してもよい。
具体的には、排気再循環装置50Aの開閉弁94が開き、モータ65が駆動しているときには、開閉弁76を開き、油圧配管81と油圧配管82との間で圧力差が生じないようにする。なお、減速機71による回転軸43から回転軸72への動力伝達を解除しておいてもよい。また、主軸100から油圧ポンプ74への動力伝達を解除しておいてもよい。
In the present embodiment, when the exhaust gas recirculation device 50A is being driven, the exhaust energy recovery by the exhaust energy recovery device 70A may be stopped.
Specifically, when the on-off valve 94 of the exhaust gas recirculation device 50A is opened and the motor 65 is driven, the on-off valve 76 is opened so that no pressure difference is generated between the hydraulic pipe 81 and the hydraulic pipe 82. To do. The power transmission from the rotating shaft 43 to the rotating shaft 72 by the speed reducer 71 may be canceled. Further, power transmission from the main shaft 100 to the hydraulic pump 74 may be canceled.

一方、排気再循環装置50Aを停止したときには、タービン42により排気から得られるエネルギーを排気エネルギー回収装置70Aにより回収する。
具体的には、排気再循環装置50Aの開閉弁94を閉じ、モータ65を停止することにより排気再循環装置50Aの駆動を停止するときには、開閉弁76を閉じ、油圧ポンプ73を駆動することで、油圧配管81と油圧配管82との間に圧力差を生じさせる。すると、油圧モータ75が駆動され、発電機77が駆動される。これにより、排気のエネルギーが電力として回収される。
On the other hand, when the exhaust gas recirculation device 50A is stopped, the energy obtained from the exhaust gas by the turbine 42 is recovered by the exhaust energy recovery device 70A.
Specifically, when the driving of the exhaust gas recirculation device 50A is stopped by closing the open / close valve 94 of the exhaust gas recirculation device 50A and stopping the motor 65, the open / close valve 76 is closed and the hydraulic pump 73 is driven. A pressure difference is generated between the hydraulic pipe 81 and the hydraulic pipe 82. Then, the hydraulic motor 75 is driven and the generator 77 is driven. Thereby, the energy of the exhaust is recovered as electric power.

船速が速く、内燃機関21の負荷が大きいほど、内燃機関21からの排気量が多くなる。一方、TierIIIが適用される排出規制領域は近海であり、速い船速で航行する外洋では、排気再循環装置50Aを駆動させる必要がない。このため、特に外洋において、排気再循環装置50Aを停止すると、タービン42により排気から得られるエネルギーが圧縮機41の駆動に用いられるエネルギーと比較して非常に大きくなる。本実施形態においては、排気再循環装置50Aを停止したときに、排気エネルギー回収装置70Aを駆動し、余剰のエネルギーを排気エネルギー回収装置70Aで回収することで、回収したエネルギーを有効に利用することができる。   The faster the boat speed and the greater the load on the internal combustion engine 21, the greater the amount of exhaust from the internal combustion engine 21. On the other hand, the emission regulation region to which Tier III is applied is the near sea, and it is not necessary to drive the exhaust gas recirculation device 50A in the open ocean that navigates at a high boat speed. For this reason, especially in the open ocean, when the exhaust gas recirculation device 50 </ b> A is stopped, the energy obtained from the exhaust gas by the turbine 42 becomes very large compared to the energy used to drive the compressor 41. In the present embodiment, when the exhaust gas recirculation device 50A is stopped, the exhaust energy recovery device 70A is driven, and excess energy is recovered by the exhaust energy recovery device 70A, thereby effectively using the recovered energy. Can do.

なお、過給機40Aの選定において、排気再循環装置50Aに内燃機関21の排気を供給しない状態で、全ての排気によりタービン42を回転させたときに圧縮機41を駆動するのに充分な動力が得られるように、圧縮機41およびタービン42を選択してもよい。
この場合、排気再循環装置50Aを駆動すると、排気の一部を排気再循環装置50Aに供給した残りの排気によりタービン42を回転させても、圧縮機41を駆動するのに充分な動力が得られない。そこで、油圧ポンプ73を、圧縮機41の駆動を補助する補助駆動装置として用いることができる。すなわち、油圧ポンプ73を、油圧配管81と油圧配管82との差圧により駆動される油圧モータとして、圧縮機41の駆動を補助することができる。
In selecting the supercharger 40A, power sufficient to drive the compressor 41 when the turbine 42 is rotated by all exhaust gas in a state where the exhaust gas from the internal combustion engine 21 is not supplied to the exhaust gas recirculation device 50A. So that the compressor 41 and the turbine 42 may be selected.
In this case, when the exhaust gas recirculation device 50A is driven, sufficient power to drive the compressor 41 can be obtained even if the turbine 42 is rotated by the remaining exhaust gas supplied to the exhaust gas recirculation device 50A. I can't. Therefore, the hydraulic pump 73 can be used as an auxiliary drive device that assists in driving the compressor 41. In other words, the drive of the compressor 41 can be assisted by using the hydraulic pump 73 as a hydraulic motor driven by the differential pressure between the hydraulic pipe 81 and the hydraulic pipe 82.

また、過給機40Aの選定において、排気再循環装置50Aに供給する排気の量を最大量よりも少ない所定の基準量としたときに、残りの排気によりタービン42を回転させて圧縮機41を駆動するのに充分な動力が得られるように、圧縮機41およびタービン42を選択してもよい。
この場合、排気再循環装置50Aに基準量未満の排気を供給したとき、タービン42により排気から得られるエネルギーが圧縮機41の駆動に用いられるエネルギーと比較して大きくなり、油圧ポンプ73によって、排気再循環装置50Aの停止時に作動油の油圧を高めることができる。一方、排気再循環装置50Aに基準量よりも多い排気を供給したとき、排気再循環装置50Aに供給した残りの排気によりタービン42を回転させても、圧縮機41を駆動するのに充分な動力が得られない。そこで、油圧ポンプ73を油圧モータとして用いて、圧縮機41の駆動を補助することができる。
Further, in selecting the supercharger 40A, when the amount of exhaust gas supplied to the exhaust gas recirculation device 50A is set to a predetermined reference amount smaller than the maximum amount, the turbine 42 is rotated by the remaining exhaust gas, and the compressor 41 is turned on. The compressor 41 and the turbine 42 may be selected so as to obtain sufficient power for driving.
In this case, when exhaust gas less than the reference amount is supplied to the exhaust gas recirculation device 50A, the energy obtained from the exhaust gas by the turbine 42 becomes larger than the energy used for driving the compressor 41, and the exhaust gas is exhausted by the hydraulic pump 73. The hydraulic oil pressure can be increased when the recirculation device 50A is stopped. On the other hand, when exhaust gas larger than the reference amount is supplied to the exhaust gas recirculation device 50A, sufficient power to drive the compressor 41 even if the turbine 42 is rotated by the remaining exhaust gas supplied to the exhaust gas recirculation device 50A. Cannot be obtained. Therefore, the drive of the compressor 41 can be assisted by using the hydraulic pump 73 as a hydraulic motor.

また、油圧ポンプ73を、高油圧配管1と低油圧配管2との作動油の油圧の差を上昇させるのに用いてもよい。これにより、排気から回収したエネルギーを燃料ポンプ12や油圧制御ユニット8で使用することができる。   Further, the hydraulic pump 73 may be used to increase the hydraulic pressure difference of the hydraulic oil between the high hydraulic pipe 1 and the low hydraulic pipe 2. Thereby, the energy recovered from the exhaust can be used in the fuel pump 12 and the hydraulic control unit 8.

なお、排気エネルギー回収装置70Aにおいて、油圧ポンプ74および油圧モータ75を介して発電機77を駆動する代わりに、回転軸72を発電機77に直結し、回転軸43Aの回転により発電機77を駆動してもよい。   In the exhaust energy recovery device 70A, instead of driving the generator 77 via the hydraulic pump 74 and the hydraulic motor 75, the rotary shaft 72 is directly connected to the generator 77, and the generator 77 is driven by the rotation of the rotary shaft 43A. May be.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
図6は第2実施形態の動力装置の全体構成を示すブロック図である。第2実施形態に係る動力装置は、燃料供給装置10、主機関20B、過給機40A、40B、排気再循環装置50B、排気エネルギー回収装置70B、排気制御部90B等を備える。第2実施形態においては、排気エネルギー回収装置70Bが過給機40Aではなく、過給機40Aに接続されている点が第1実施形態と異なる。
第2実施形態において、排気制御部90Bは、主機関20からの排気の一部を過給機40Aに供給するとともに、排気の他の一部を排気再循環装置50B又は過給機40Bに供給する。この場合、排気制御部90Bは、排気再循環装置50Bへの排気の供給を減少させるときに、過給機40Bに供給する排気の量を増大させ、排気再循環装置50Bへの排気の供給を増加させるときに、過給機40Bに供給する排気の量を減少させるように調整する。
過給機40Bは、排気制御部90Bから供給された排気により駆動されるタービンと、タービンにより駆動され外気を圧縮して排気再循環装置50Bに供給する圧縮機を備える。
排気再循環装置50Bは、排気制御部90Bから供給された排気を浄化し、圧縮した後に主機関20の内燃機関に供給する。また、排気再循環装置50Bは、過給機40Bから供給される圧縮空気を主機関20の内燃機関に供給する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is omitted.
FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of the power plant according to the second embodiment. The power plant according to the second embodiment includes a fuel supply device 10, a main engine 20B, superchargers 40A and 40B, an exhaust gas recirculation device 50B, an exhaust energy recovery device 70B, an exhaust control unit 90B, and the like. The second embodiment is different from the first embodiment in that the exhaust energy recovery device 70B is connected to the supercharger 40A instead of the supercharger 40A.
In the second embodiment, the exhaust control unit 90B supplies a part of the exhaust from the main engine 20 to the supercharger 40A and supplies the other part of the exhaust to the exhaust gas recirculation device 50B or the supercharger 40B. To do. In this case, when the exhaust control unit 90B decreases the supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device 50B, the exhaust control unit 90B increases the amount of exhaust gas supplied to the supercharger 40B and supplies the exhaust gas to the exhaust gas recirculation device 50B. When increasing, it adjusts so that the quantity of the exhaust_gas | exhaustion supplied to the supercharger 40B may be decreased.
The supercharger 40B includes a turbine driven by the exhaust supplied from the exhaust control unit 90B, and a compressor driven by the turbine to compress outside air and supply the compressed air to the exhaust gas recirculation device 50B.
The exhaust gas recirculation device 50B purifies the exhaust gas supplied from the exhaust gas control unit 90B, compresses it, and supplies it to the internal combustion engine of the main engine 20. Further, the exhaust gas recirculation device 50 </ b> B supplies the compressed air supplied from the supercharger 40 </ b> B to the internal combustion engine of the main engine 20.

図7は第2実施形態の主機関20、排気制御部90Bおよび過給機40Aを示すブロック図である。第2実施形態においても、第1実施形態と同様の過給機40Aが設けられている。しかし、第2実施形態の過給機40Aには、排気エネルギー回収装置70Aが接続されていない点が第1実施形態と異なる。
また、第2実施形態の排気レシーバ91は、排気循環管51とともに排気管56により排気再循環装置50Bと接続されている。排気レシーバ91から排出される排気の一部は排気循環管51又は排気管56から図8に示す排気再循環装置50Bに供給される。
FIG. 7 is a block diagram showing the main engine 20, the exhaust control unit 90B, and the supercharger 40A of the second embodiment. Also in the second embodiment, a supercharger 40A similar to that in the first embodiment is provided. However, the point that the exhaust energy recovery device 70A is not connected to the supercharger 40A of the second embodiment is different from the first embodiment.
The exhaust receiver 91 of the second embodiment is connected to the exhaust gas recirculation device 50 </ b> B through the exhaust pipe 56 together with the exhaust circulation pipe 51. A part of the exhaust discharged from the exhaust receiver 91 is supplied from the exhaust circulation pipe 51 or the exhaust pipe 56 to the exhaust gas recirculation device 50B shown in FIG.

図8は第2実施形態の排気再循環装置50B、排気制御部90B、過給機40Bおよび排気エネルギー回収装置70Bを示すブロック図である。第2実施形態の排気再循環装置50Bは、第1実施形態の排気再循環装置50Aの構成に加えて、排気管56、57、吸気管58、59等を有する。また、第2実施形態の排気制御部90Bは、第1実施形態の排気制御部90Aに加えて、開閉弁95、96を有する。   FIG. 8 is a block diagram showing the exhaust gas recirculation device 50B, the exhaust control unit 90B, the supercharger 40B, and the exhaust energy recovery device 70B of the second embodiment. The exhaust gas recirculation device 50B according to the second embodiment includes exhaust pipes 56 and 57, intake pipes 58 and 59, and the like in addition to the configuration of the exhaust gas recirculation device 50A according to the first embodiment. Further, the exhaust control unit 90B of the second embodiment includes on-off valves 95 and 96 in addition to the exhaust control unit 90A of the first embodiment.

過給機40Bは、圧縮機41B、タービン42B、回転軸43Bを備える。過給機40Bは過給機40Aと同様の容量であってもよいし、過給機40Aよりも小さい容量であってもよい。圧縮機41Bは吸気管58、59に接続されている。タービン42Bは排気管56、57と接続されている。回転軸43Bはタービン42Bの回転を圧縮機41Bに伝達し、圧縮機41Bを駆動する。また、回転軸43Bは図5に示すのと同様の排気エネルギー回収装置70Bの油圧ポンプ73と接続されており、タービン42Bの回転を排気エネルギー回収装置70Bの油圧ポンプ73に伝達する。
排気管56には開閉弁95が設けられており、吸気管59には開閉弁96が設けられている。
The supercharger 40B includes a compressor 41B, a turbine 42B, and a rotating shaft 43B. The supercharger 40B may have the same capacity as the supercharger 40A or may have a capacity smaller than that of the supercharger 40A. The compressor 41B is connected to the intake pipes 58 and 59. The turbine 42B is connected to the exhaust pipes 56 and 57. The rotating shaft 43B transmits the rotation of the turbine 42B to the compressor 41B and drives the compressor 41B. The rotating shaft 43B is connected to the hydraulic pump 73 of the exhaust energy recovery device 70B similar to that shown in FIG. 5, and transmits the rotation of the turbine 42B to the hydraulic pump 73 of the exhaust energy recovery device 70B.
The exhaust pipe 56 is provided with an open / close valve 95, and the intake pipe 59 is provided with an open / close valve 96.

次に、第2実施形態の排気再循環装置50Bの動作について説明する。
排気再循環装置50Bを駆動しているときには、開閉弁94を開き、開閉弁95、96を閉じ、モータ65を駆動している状態である。このときの動作は第1実施形態の排気再循環装置50Aを駆動しているときの動作と同様である。
Next, operation | movement of the exhaust gas recirculation apparatus 50B of 2nd Embodiment is demonstrated.
When the exhaust gas recirculation device 50B is being driven, the open / close valve 94 is opened, the open / close valves 95 and 96 are closed, and the motor 65 is being driven. The operation at this time is the same as that when driving the exhaust gas recirculation device 50A of the first embodiment.

排気再循環装置50Bの駆動を停止するときには、開閉弁94を閉じ、開閉弁95、96を開き、モータ65の駆動を停止する。このとき、排気レシーバ91からの排気が排気管56を通じてタービン42Bに供給され、タービン42Bを回転させ、排気管57から外部へ排出される。
一方、タービン42Bにより駆動される圧縮機41Bは、吸気管58から外部の空気を吸引し、圧縮して吸気管59から排気循環管52へ供給する。排気循環管52に供給された圧縮空気は冷却器63で冷却された後、排気循環管53を介して吸気マニホールド25に供給される。このとき、必要であればモータ65により排気圧縮機64を駆動して圧縮空気をさらに圧縮して吸気マニホールド25に供給する。
タービン42Bにより排気から得られるエネルギーが圧縮機41Bの駆動に用いられるエネルギーと比較して大きい場合には、回転軸43Bによってタービン42Bの回転が排気エネルギー回収装置70Bに伝達されることにより、第1実施形態と同様に排気のエネルギーが回収される。
When stopping the driving of the exhaust gas recirculation device 50B, the on-off valve 94 is closed, the on-off valves 95 and 96 are opened, and the driving of the motor 65 is stopped. At this time, the exhaust from the exhaust receiver 91 is supplied to the turbine 42B through the exhaust pipe 56, rotates the turbine 42B, and is discharged from the exhaust pipe 57 to the outside.
On the other hand, the compressor 41 </ b> B driven by the turbine 42 </ b> B sucks outside air from the intake pipe 58, compresses it, and supplies it from the intake pipe 59 to the exhaust circulation pipe 52. The compressed air supplied to the exhaust circulation pipe 52 is cooled by the cooler 63 and then supplied to the intake manifold 25 via the exhaust circulation pipe 53. At this time, if necessary, the motor 65 drives the exhaust compressor 64 to further compress the compressed air and supply it to the intake manifold 25.
When the energy obtained from the exhaust by the turbine 42B is larger than the energy used to drive the compressor 41B, the rotation of the turbine 42B is transmitted to the exhaust energy recovery device 70B by the rotary shaft 43B, thereby the first As in the embodiment, exhaust energy is recovered.

このように、第2実施形態では、排気制御部90Bが開閉弁94、95、96の開閉を制御することにより、排気の一部を排気循環管51、52、53に供給して循環させるか、又は過給機40Bに供給して排出するかを切り替え、排気再循環装置50Bを駆動して排気エネルギー回収装置70Bを停止させるか、又は、排気再循環装置50Bを停止して排気エネルギー回収装置70Bを駆動させるかを切り替えることができる。
また、排気制御部90Bが開閉弁94、95、96の開閉を調整することにより、再循環させる排気と圧縮機41Bから供給される圧縮空気とを所望の比率で混合して吸気マニホールド25に供給することができる。
Thus, in the second embodiment, whether the exhaust control unit 90B supplies and circulates part of the exhaust to the exhaust circulation pipes 51, 52, 53 by controlling the opening / closing of the on-off valves 94, 95, 96. Or switching to supply to the supercharger 40B and discharging, and driving the exhaust gas recirculation device 50B to stop the exhaust energy recovery device 70B, or stopping the exhaust gas recirculation device 50B and exhaust gas recovery device Whether to drive 70B can be switched.
Further, the exhaust control unit 90B adjusts the opening / closing of the on-off valves 94, 95, and 96 so that the exhaust gas to be recirculated and the compressed air supplied from the compressor 41B are mixed at a desired ratio and supplied to the intake manifold 25. can do.

なお、第2実施形態の主機関20Bの過給機40Aに、第1実施形態と同様に、過給機40Bの排気エネルギー回収装置70Bとは別の排気エネルギー回収装置70Aを設けてもよい。また、過給機40Aのみに排気エネルギー回収装置70Aを設け、排気再循環装置50Bの過給機40Bに排気エネルギー回収装置70Bを設けなくてもよい。   As in the first embodiment, an exhaust energy recovery device 70A different from the exhaust energy recovery device 70B of the supercharger 40B may be provided in the supercharger 40A of the main engine 20B of the second embodiment. Further, the exhaust energy recovery device 70A may be provided only in the supercharger 40A, and the exhaust energy recovery device 70B may not be provided in the supercharger 40B of the exhaust gas recirculation device 50B.

<変形例>
図9は第1実施形態の変形例に係る主機関20、排気制御部90A、過給機40A、タービン42Cおよび排気エネルギー回収装置70Cのブロック図である。なお、主機関20、排気制御部90Aおよび過給機40Aの構成は図3に示す第1実施形態の構成と同様であるので、説明を割愛する。
<Modification>
FIG. 9 is a block diagram of the main engine 20, the exhaust control unit 90A, the supercharger 40A, the turbine 42C, and the exhaust energy recovery device 70C according to a modification of the first embodiment. The configurations of the main engine 20, the exhaust control unit 90A, and the supercharger 40A are the same as those in the first embodiment shown in FIG.

本変形例においては、バイパス排気弁93と排気管38とを接続するバイパス排気管39a、39bにタービン42Cが接続されている。また、本変形例においては、過給機40Aの回転軸43Aに排気エネルギー回収装置70Aが取り付けられる代わりに、タービン42Cの回転軸43Cに排気エネルギー回収装置70Cが取り付けられている。
タービン42Cはバイパス排気弁93から供給される排気により駆動され、回転軸43Cを回転させる。回転軸43Cには排気エネルギー回収装置70Cが取り付けられており、回転軸43Cはタービン42Cの回転を排気エネルギー回収装置70Cに伝達する。排気エネルギー回収装置70Cの構成は第1実施形態の排気エネルギー回収装置70Aと同様であるので説明を割愛する。
In this modification, a turbine 42C is connected to bypass exhaust pipes 39a and 39b that connect the bypass exhaust valve 93 and the exhaust pipe 38. In this modification, instead of the exhaust energy recovery device 70A being attached to the rotating shaft 43A of the supercharger 40A, the exhaust energy recovery device 70C is attached to the rotating shaft 43C of the turbine 42C.
The turbine 42C is driven by the exhaust supplied from the bypass exhaust valve 93, and rotates the rotating shaft 43C. An exhaust energy recovery device 70C is attached to the rotation shaft 43C, and the rotation shaft 43C transmits the rotation of the turbine 42C to the exhaust energy recovery device 70C. Since the configuration of the exhaust energy recovery device 70C is the same as that of the exhaust energy recovery device 70A of the first embodiment, a description thereof will be omitted.

本変形例においても、過給機40Aを駆動するのに余剰の排気をタービン42Cに供給して排気エネルギー回収装置70Cを駆動することで、過給機40Aを駆動するのに余剰のエネルギーを排気エネルギー回収装置70Cで回収し、回収したエネルギーを有効に利用することができる。   Also in this modification, surplus exhaust is supplied to the turbine 42C to drive the supercharger 40A and the exhaust energy recovery device 70C is driven, so that surplus energy is exhausted to drive the supercharger 40A. The energy recovered by the energy recovery device 70C can be used effectively.

上記説明においては、液体燃料がLNGである場合について説明したが、本発明はこれに限らず、LPG等の液体燃料を用いてもよい。また、液体燃料に限らず、気体や固体の燃料を用いてもよい。上記説明における油圧配管やバルブ、ポンプ等は一例であり、本発明はこれに限られるものではない。   In the above description, the case where the liquid fuel is LNG has been described. However, the present invention is not limited to this, and liquid fuel such as LPG may be used. Further, not only liquid fuel but also gas or solid fuel may be used. The hydraulic piping, valves, pumps, and the like in the above description are examples, and the present invention is not limited thereto.

1 高油圧配管
2 低油圧配管
3、73−74 油圧ポンプ
8 油圧制御ユニット
10 燃料供給装置
11 液体燃料タンク
12 燃料ポンプ
13、75 油圧モータ
14 熱交換器
15−17 配管
20A、20B 主機関
21 内燃機関
22 パイロット燃料弁
23 ガス燃料弁
24 ガス制御部
25 吸気マニホールド
26 排気弁
30 冷却器
31−33、58−59 吸気管
34−35、37−38、56−57 排気管
36 バイパス管
39 バイパス排気管
40A、40B 過給機
41A、41B 圧縮機
42A、42B、42C タービン
43A、43B、43C 回転軸
50A、50B 排気再循環装置
51−53 排気循環管
62 集塵器
63 冷却器
64 圧縮機
65 モータ
70A、70B、70C 排気エネルギー回収装置
71 減速機
72 回転軸
76 開閉弁
77 発電機
81−84 油圧配管
85 バイパス配管
90A、90B 排気制御部
91 排気レシーバ
92 バイパス弁
93 バイパス排気弁
94−96 開閉弁
100 主軸
101 変速機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High hydraulic piping 2 Low hydraulic piping 3, 73-74 Hydraulic pump 8 Hydraulic control unit 10 Fuel supply apparatus 11 Liquid fuel tank 12 Fuel pump 13, 75 Hydraulic motor 14 Heat exchanger 15-17 Piping 20A, 20B Main engine 21 Internal combustion Engine 22 Pilot fuel valve 23 Gas fuel valve 24 Gas control unit 25 Intake manifold 26 Exhaust valve 30 Cooler 31-33, 58-59 Intake pipe 34-35, 37-38, 56-57 Exhaust pipe 36 Bypass pipe 39 Bypass exhaust Pipe 40A, 40B Supercharger 41A, 41B Compressor 42A, 42B, 42C Turbine 43A, 43B, 43C Rotating shaft 50A, 50B Exhaust gas recirculation device 51-53 Exhaust gas circulation pipe 62 Dust collector 63 Cooler 64 Compressor 65 Motor 70A, 70B, 70C Exhaust energy recovery device 71 Reducer 72 Rotating shaft 76 On-off valve 7 Generator 81-84 hydraulic pipe 85 a bypass pipe 90A, 90B the exhaust control unit 91 exhaust receiver 92 bypass valve 93 bypassing the exhaust valve 94-96-off valve 100 the main shaft 101 transmission

Claims (9)

ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンの排気により駆動される第1のタービンと、前記第1のタービンにより駆動され、前記ディーゼルエンジンに供給する空気を圧縮する第1の圧縮機を備える第1の過給機と、
前記排気が供給されたときに前記排気を圧縮した後、前記ディーゼルエンジンの吸気管に供給する排気再循環装置と、
前記ディーゼルエンジンの排気のうち、前記第1のタービンおよび前記排気再循環装置に供給した排気を除く余剰の排気により駆動される第2のタービンと、前記第2のタービンにより駆動され、空気を圧縮して前記排気再循環装置を通して前記ディーゼルエンジンに供給する第2の圧縮機を備える第2の過給機と、
前記第2タービンのエネルギーのうち前記第2の圧縮機を駆動するエネルギーを超える余剰のエネルギーを回収し、回収したエネルギーを負荷装置に供給する排気エネルギー回収装置と、
前記第2の過給機および前記排気再循環装置への前記排気の供給量を調整する排気制御部と、
を有し、
前記排気制御部は、前記排気再循環装置への排気の供給を減少させるときに、前記第2の過給機に供給する排気の量を増大させることで前記排気エネルギー回収装置によるエネルギーの回収量を増加させ、前記排気再循環装置への排気の供給を増加させるときに、前記第2の過給機に供給する排気の量を減少させることで前記排気エネルギー回収装置によるエネルギーの回収量を減少させる、動力装置。
A diesel engine,
A first turbine that is driven by exhaust gas from the diesel engine, and a first turbocharger that is driven by the first turbine and includes a first compressor that compresses air supplied to the diesel engine;
An exhaust gas recirculation device that compresses the exhaust gas when the exhaust gas is supplied and then supplies the exhaust gas to an intake pipe of the diesel engine;
Of the exhaust of the diesel engine, the second turbine driven by surplus exhaust excluding the exhaust supplied to the first turbine and the exhaust gas recirculation device, and compressed by air driven by the second turbine A second supercharger comprising a second compressor for supplying to the diesel engine through the exhaust gas recirculation device;
An exhaust energy recovery device for recovering surplus energy exceeding energy for driving the second compressor from the energy of the second turbine and supplying the recovered energy to a load device;
An exhaust control unit for adjusting a supply amount of the exhaust gas to the second supercharger and the exhaust gas recirculation device;
Have
When the exhaust control unit decreases the supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device, the amount of exhausted energy supplied by the exhaust energy recovery device is increased by increasing the amount of exhaust gas supplied to the second supercharger. When the supply of exhaust gas to the exhaust gas recirculation device is increased, the amount of exhaust gas supplied to the second supercharger is decreased to reduce the amount of energy recovered by the exhaust energy recovery device Let the power unit.
前記排気制御部が前記排気再循環装置への排気の供給を停止するときに、前記排気エネルギー回収装置の駆動を開始する、請求項に記載の動力装置。 Wherein when the exhaust control unit stops the supply of the exhaust gas to the exhaust gas recirculation device, it starts driving of the exhaust energy recovery apparatus, the power device according to claim 1. 前記排気制御部が前記排気再循環装置への排気の供給を開始するときに、前記排気エネルギー回収装置の駆動を停止する、請求項1又は2に記載の動力装置。 The power unit according to claim 1 or 2 , wherein when the exhaust control unit starts supplying exhaust gas to the exhaust gas recirculation device, driving of the exhaust energy recovery device is stopped. 前記排気エネルギー回収装置は、
前記排気制御部が前記排気再循環装置に前記排気を供給するときに前記第2の圧縮機の駆動を補助する補助駆動装置を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の動力装置。
The exhaust energy recovery device includes:
The power plant according to any one of claims 1 to 3 , further comprising an auxiliary drive device that assists driving of the second compressor when the exhaust control unit supplies the exhaust gas to the exhaust gas recirculation device. .
前記排気エネルギー回収装置は、前記第2の過給機により駆動される発電機である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の動力装置。 The power device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the exhaust energy recovery device is a generator driven by the second supercharger. 前記排気エネルギー回収装置は、前記第2の過給機により駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより昇圧される作動油により駆動される第2の油圧モータと、
前記第2の油圧モータにより駆動される発電機とを備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の動力装置。
The exhaust energy recovery device includes a hydraulic pump driven by the second supercharger;
A second hydraulic motor driven by hydraulic oil boosted by the hydraulic pump;
The power unit according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a generator driven by the second hydraulic motor.
前記排気再循環装置は、前記排気の一部を圧縮する排気圧縮機と、
作動油の油圧により駆動され、前記排気圧縮機を駆動する第3の油圧モータを備える、請求項1〜のいずれか一項に記載の動力装置。
The exhaust gas recirculation device includes an exhaust compressor that compresses a part of the exhaust gas,
The power unit according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a third hydraulic motor that is driven by hydraulic pressure of hydraulic oil and drives the exhaust compressor.
燃料タンク内の燃料を加圧して前記ディーゼルエンジンに供給する燃料ポンプと、
作動油の油圧により駆動され、前記燃料ポンプを駆動する第4の油圧モータをさらに備える、請求項1〜のいずれか一項に記載の動力装置。
A fuel pump that pressurizes the fuel in the fuel tank and supplies the fuel to the diesel engine;
The power plant according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a fourth hydraulic motor that is driven by hydraulic pressure of hydraulic oil and drives the fuel pump.
前記ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料弁と、
前記燃焼室内の気体を排出する排気弁と、
作動油の油圧により、前記燃料弁および前記排気弁の開閉制御を行う油圧制御ユニットと、
を備える、請求項1〜のいずれか一項に記載の動力装置。
A fuel valve for injecting fuel into the combustion chamber of the diesel engine;
An exhaust valve for discharging the gas in the combustion chamber;
A hydraulic control unit that controls opening and closing of the fuel valve and the exhaust valve by hydraulic pressure of hydraulic oil;
The power plant according to any one of claims 1 to 8 , comprising:
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