[发明专利]动力装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于驱动搭载在船舶上的燃气柴油发动机的动力装置。

背景技术

由国际海事局(IMO)通过并生效的防止海洋污染公约(MARPOL公约)的在2005年生效的附录VI中，规定了功率130kW以上的柴油发动机的防止大气污染的必要条件(NOx排放量、SOx排放量、CO₂排放量等)。该规定计划在附录生效后每过五年要进行强化，从2011年开始采用第二限制(TierⅡ)，从2016年开始采用第三次限制(IMOTierⅢ)。

在TierⅢ中，对发动机转速的排放气体中的氮氧化物(NOx)进行了限制。所述限制值被定义为发动机的一分钟的额定转速(rpm)的关联函数，低速旋转的发动机的限制值非常严格。

一般情况下，NOx排放量是根据氮和氧的反应速度来决定。当反应速度大时NOx排放量大。由于温度上升时反应速度会上升，因此可通过降低发动机的燃烧温度来减少NOx的排放量。

因此，提出了一种EGR(ExhaustGasRecirculation：排气再循环)装置(例如，参照专利文献1)，该装置通过回收发动机排气的一部分并将其放入在吸气中并供给至燃烧室，由此降低压缩空气的比率，从而通过降低吸气中的氧浓度和燃烧速度来减少发动机运转时的NOx排放量。

另外，为了减少CO₂排放量，作为低速柴油发动机的燃料受关注的燃料是CO₂排放量少的天然气。通过向低速柴油发动机的燃烧室喷射高压天然气并进行燃烧，能够获得高热效率及高功率。为了向低速柴油发动机的燃烧室喷射高压的天然气，可以考虑在提高液化天然气(下面称为“LNG”)的压力后通过加热进行气化的方法。具体地，通过液压泵提高贮存在箱中的LNG的压力，并通过热交换器对升压的LNG进行加热。被加热的LNG被喷射至低速柴油发动机的燃烧室(例如，专利文献2等)。

专利文献1：特开2012-47056号公报

专利文献2：特开2012-177333号公报

发明内容

需要解决的技术问题

发动机的排气因在燃烧室内的燃烧反应温度会比吸气温度高。如果直接将所述高温的排气的一部分放入在吸气中，则燃烧温度会上升，导致NOx排放量增大。因此，需要将回收的排气进行冷却后放入在吸气中而向燃烧室供给。到目前为止，没有有效地利用所述排气热能，而是白白地浪费掉。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种动力装置，该装置能够有效地回收柴油发动机的排气能量，并能够有效地利用所回收的能量。

技术方案

本发明的第一个方式为一种动力装置，其包括：柴油发动机；低油压管道，内含工作油；高油压管道，内含油压高于所述低油压管道的油压的工作油；第一油压泵通过所述柴油发动机被驱动，从所述低油压管道向所述高油压管道输送工作油，将所述高油压管道内的油压和所述低油压管道内的油压的压差调节为规定的范围；排气再循环装置，包括：第一油压马达，通过所述高油压管道内的油压和所述低油压管道内的油压之间的压差来被驱动；压缩机，通过所述第一油压马达被驱动，所述压缩机对柴油发动机的排气的一部分进行压缩后，将其供给至所述柴油发动机的吸气管；以及排热回收装置，包括：涡轮机，通过吸收所述排气的热而被加热的制冷剂来转动；第二油压泵，通过所述涡轮机被驱动，且从所述低油压管道向所述高油压管道输送工作油。

优选地，所述动力装置进一步包括：增压机，通过所述柴油发动机的排气来被驱动，压缩供给至所述柴油发动机的空气；第三油压泵，与所述增压机连接，其中，在用于驱动所述增压机的排气的能量大于压缩所述空气所需的能量时，所述第三油压泵作为从所述低油压管道向所述高油压管道输送工作油的泵来进行工作，在所述排气的能量小于压缩所述空气所需的能量时，所述第三油压泵作为通过所述高油压管道内的油压和所述低油压管道内的油压的压差来被驱动且辅助所述增压机的驱动的油压马达来进行工作。

优选地，进一步包括：第二油压马达，通过所述高油压管道内的油压和所述低油压管道内的油压的压差来被驱动；燃料泵，通过所述第二油压马达来被驱动，并通过加压燃料箱内的燃料而向所述柴油发动机供给燃料。

优选地，包括：燃料阀，用于向所述柴油发动机的燃烧室内喷射燃料；排气阀，用于排放所述燃烧室内的气体；油压控制单元，通过所述高油压管道内的油压和所述低油压管道内的油压的压差来被驱动，并控制所述燃料阀和所述排气阀的开启和关闭操作。