CH716568A2 - Verfahren zum Betreiben eines langsam laufenden Grossmotors, sowie langsam laufender Grossmotor. - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines langsam laufenden Grossmotors (1), insbesondere zum Betreiben eines längsgespülten langsam laufenden Kreuzkopf-Grossmotors, umfassend einen Zylinderliner (2) mit einem Brennraum (3), welcher durch einen Zylinderdeckel (4), den Zylinderliner (2) und einen im Zylinderliner (2) zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) hin- und her bewegten Kolben (5) begrenzt wird, sowie ein dem Brennraum (3) zugeordnetes Auslassventil (6) zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum (3). Dabei wird mittels einer Aufladeeinheit verdichtete Luft (7) in den Zylinderliner (2) über eine Spülluftöffnung (8) als Ladeluft eingeleitet, und ein im Brennraum (3) komprimiertes Gas-Luftgemisch mittels eines über eine Zünddüse (9) in das Gas-Luftgemisch eingespritzten Zündfluid gezündet. Erfindungsgemäss wird über eine Gaseinlassöffnung (10) in einem unteren Bereich des Zylinderliners (2) Gas (101) unter niedrigem Druck in den Brennraum (3) eingebracht, und zusätzlich wird über eine Wassereinlassöffnung (11) in einem unteren Bereich des Zylinderliners (2) Wasser (111) unter niedrigem Druck in den Brennraum (3) eingebracht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Grossmotor betreibbar nach einem erfindungsgemässen Verfahren.

Description

Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines langsam laufenden Grossmotors, insbesondere zum Betreiben eines längsgespülten langsam laufenden Kreuzkopf-Grossmotors, sowie einen Grossmotor, im speziellen längsgespülter langsam laufender Kreuzkopf-Grossmotor gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
[0002] Langsam laufende Grossmotoren, im speziellen längsgespülte Grossmotoren der Kreuzkopfbauart gemäss der vorliegenden Erfindung, kommen bevorzugt im Schiffsbau oder in stationären Anlagen, beispielsweise zur Erzeugung elektrischer Energie bereits seit vielen Jahrzehnten in einer Vielzahl von im Detail unterschiedlichen Varianten zum Einsatz.
[0003] Solche Grossmotoren umfassen in vielen Fällen drei grosse Gehäusesegmente, die den Rahmen des Motors bilden. Auf einer Grundplatte, die neben einem Lagersattel mit Kurbelwellenhauptlager zur Aufnahme der Kurbelwelle transversale Stützelemente aufweist, ist getrennt durch eine Bodenplatte, ein sogenannter Ständer angeordnet. Die bekannten Ständer umfassen entsprechend der Anzahl der Zylinderliner des Grossdieselmotors mehrere gegenüber angeordnete Stützkörper, die jeweils eine senkrecht verlaufende Gleitfläche zur Führung zweier benachbarter Kreuzköpfe, die über Schubstangen mit der Kurbelwelle verbunden sind, aufweisen. Oberhalb des Ständers ist dann eine Zylindersektion, häufig auch Zylindermantel genannt, angeordnet, die zur Aufnahme eines oder mehrerer Zylinderliner geeignet ist. Die Grundplatte, der Ständer und die Zylindersektion werden dabei durch Zuganker, die sich im Bereich des Ständers in aller Regel innerhalb der Stützkörper erstrecken miteinander verbunden, indem die Zuganker in oder an der Grundplatte unter erheblicher Vorspannung verschraubt werden.
[0004] Zur Leistungssteigerung von Hubkolbenbrennkraftmaschinen, nicht nur aber insbesondere auch für solche der zuvor beschriebenen Art, wird nach einem Verbrennungstakt Frischluft mittels einer Aufladegruppe, die in der Regel mindestens einen Abgasturbolader umfasst, unter erhöhtem Druck in den Brennraum eines Zylinderliners eingebracht. Dadurch kann in dem Fachmann wohl bekannter Weise ein Teil der thermischen Energie der Abgase ausgenutzt werden. Dazu werden die heissen Abgase durch Öffnen eines in einem Zylinderdeckel des Zylinderliners vorgesehenen Auslassventils aus dem Brennraum des Zylinderliners der Aufladegruppe zugeführt. Die Aufladegruppe besteht dabei im Wesentlichen aus einer Turbine, die durch die unter Druck in die Aufladegruppe eintretenden erhitzten Abgase angetrieben wird. Die Turbine treibt ihrerseits einen Verdichter an, wodurch Frischluft angesaugt und verdichtet wird. Schliesslich wird die komprimierte Frischluft, auch als Ladeluft oder Spülluft bezeichnet, in die einzelnen Brennräume der Zylinderliner des Grossmotors über sogenannte Spülschlitze im unteren Bereich des Zylinderliners eingespeist. Durch den Einsatz einer solchen Aufladegruppe kann somit die Frischluftzufuhr erhöht und die Effizienz des Verbrennungsvorgangs im Brennraum des Zylinders gesteigert werden.
[0005] Dabei sind im Stand der Technik inzwischen eine grosse Anzahl verschiedener Verfahren bekannt, mit welchen sich Grossmotoren der beschriebenen Art betreiben lassen. Je nach Art des Betriebsverfahrens können die entsprechenden Motoren mit speziellen Merkmalen ausgestattet werden.
[0006] Weit verbreitet waren über viele Jahrzehnte langsam laufende Zweitakt-Grossdieselmotoren, die mit Schweröl oderDieselöl meist als Selbstzünder also nach einem Diesel-Verfahren betrieben werden. Solche Motoren bzw. Betriebsverfahren haben den Nachteil, dass sie beträchtliche Mengen an Schadstoffen über die Abgase in die Umwelt abgeben. Insbesondere auch Stickoxide, die vor allem bevorzugt bei höheren Verbrennungstemperaturen entstehen, werden aufgrund immer schärferer Abgasgrenzwerte zunehmend zum Problem.
[0007] Vor allem zur Reduzierung der Stickoxide im Abgas ist es daher seit langem bekannt, dem Treibstoff-Luftgemischim Brennraum des Zylinders Wasser beizumischen. Ein solcher selbstzündender Grossmotor und ein entsprechendes Betriebsverfahren ist z.B. in der EP 0 781 907 A1 gezeigt, bei welchem der Grossmotor mit einer Emulsion bestehend aus Wasser und Brennstoff betrieben wird.
[0008] Anstatt dem Brennraum eine Emulsion aus Brennstoff und Wasser zuzuführen ist es aus der EP 0 967 371 A1 auch bekannt Wasser über spezielle Wasserdüsen in den Brennraum einzuspritzen. Bei der EP 0 967 371 A1 sind die Wassereinspritzdüsen dabei im Zylinderdeckel angeordnet. Ebenso bei dem Viertakt-Dieselmotor der EP 1 099 846 A1, bei welchem die Brennstoffeinspritzdüsen als Tandemdüsen ausgestaltet sind und so gleichzeitig zum Einspritzen von Treibstoff und Wasser in den Brennraum dienen.
[0009] Eine andere vorteilhafte Massnahme, schädlich Abgase zu vermeiden, ist die Verwendung alternativer Kraftstoffe. Hier setzen sich mit Gas betriebene Motoren, bzw. sogenannte Dual-Fuel Motoren, die sowohl mit Gas aber auch mitklassischen Brennstoffen wie Schweröl oder Dieselöl betrieben werden können, immer mehr durch.
[0010] Dabei sind Motoren bekannt, bei welchen der Treibstoff Gas unter sehr hohem Druck, von z.B. von mehr als 400bar, mehr als 500bar oder bei noch höherem Druck in den Brennraum eingebracht wird. Solche Motoren bzw. Verfahren zum Betreiben solcher Motoren sind z.B. in der DK 2016 70287 A1 offenbart, die einen längsgespülten langsam laufenden Kreuzkopf-Grossmotor betrifft, welcher mit Gas unter hohem Druck betrieben wird. Da auch im Gasbetrieb des Motorsgemäss DK 2016 70287 A1 unerwünschte Stickoxide entstehen können bzw. die Motoren oft zum sogenannten „Klopfen" neigen, wird auch hier Wasser in den Zylinder eingebracht. Dadurch wird die Temperatur des heissen komprimierten Gas-Luftgemischs etwas abgesenkt, so dass ein vorzeitiges Zünden des Gemischs verhindert wird. Gleichzeitig entstehenweniger schädliche Stickoxide. Ein entscheidender Nachteil eines Motors gemäss DK 2016 70287 A1 ist dabei jedoch,
dass das Gas auf den sehr hohen Druck von 400bar und auch deutlich mehr gebracht werden muss, so dass zusätzlich geeignete Druckerhöhungsmittel vorgesehen werden müssen.
[0011] Dabei ist es bekannt, die Motoren entweder nach einem Dieselverfahren, also als Selbstzünder zu betreiben, oder nach einem Otto-Verfahren, bei welchem das Gemisch mit einer entsprechenden Zündquelle bei einem geeignetenKurbelwinkel gezielt fremdgezündet werden kann. Insbesondere bei Grossmotoren wird, kurz bevor der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht hat, als Zündquelle häufig ein kurzer Strahl von meist flüssigem Treibstoff wie beispielweise Dieselöl unter sehr hohem Druck in das hochkomprimierte Gas-Luftgemisch im Brennraum injiziert, was dann die Zündungdes Gemischs auslöst.
[0012] Ein solcher mittels Fremdzündung betriebener Motor ist z.B. in der DE 10 2011 003 909 B4 oder der US 5,035,2016 beschrieben. Die dort beschriebenen Motoren werden mit Gas betrieben, das unter relativ tiefem Druck in den Brennraum eingebracht wird, der in der Regel gleich oder nur wenig oberhalb des Drucks der Ladeluft von ca. 3-4bar liegt.Typische Druckbereiche zum Einbringen des Gases in den Verbrennungsraum liegen bei einem Niederdruckverfahren beispielweise zwischen 3bar und 50bar, bevorzugt zwischen 5bar und 30 bar, bzw. zwischen 10bar und 20bar.
[0013] Die Motoren gemäss DE 10 2011 003 909 B4 oder der US 5,035,2016 haben zwar den Vorteil, dass Sie fremdgezündet nach einem Otto-Verfahren betrieben werden, so dass anders als beim Selbstzünder der Zündzeitpunkt viel exaktereingestellt werden kann. Allerdings neigen diese Motoren dennoch zum Klopfen, da es beim Kompressionsvorgang des Treibstoff-Luft Gemischs insbesondere lokal zu so hohen Temperaturen kommen kann, dass lokal vorzeitig eine Zündunginitiiert wird, was natürlich zu einem Leistungsverlust, zu unruhigem Lauf des Motors und anderen, dem Fachmann an sich bekannten Nachteilen beim Betrieb kommen kann. Ausserdem kann es bei den hohen Verbrennungstemperaturen im Brennraum zur Bildung der schädlichen Stickoxide kommen.
[0014] Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Niederdruck Gasmotor der Grossbauart und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Motors zur Verfügung zu stellen, so dass schädliches Klopfen vermieden wird, ein optimaler Verbrennungsprozess hoher Energieeffizienz gewährleistet ist, somit der Treibstoffverbrauch und die Menge an Abgasen optimiert werden und gleichzeitig die Bildung von Stickoxiden unter die vom Gesetzgeber geforderten Grenzwerte gesenkt wird.
[0015] Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
[0016] Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
[0017] Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Betreiben eines langsam laufenden Grossmotors, insbesondere zum Betreiben eines längsgespülten langsam laufenden Kreuzkopf-Grossmotors, umfassend einen Zylinderliner mit einem Brennraum, welcher durch einen Zylinderdeckel, den Zylinderliner und einen im Zylinderliner zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT hin- und her bewegten Kolben begrenzt wird. Weiter ist ein dem Brennraumzugeordnetes Auslassventil zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum vorgesehen, wobei mittels einer Aufladeeinheit verdichtete Luft in den Zylinderliner über eine Spülluftöffnung als Ladeluft eingeleitet wird. Ein im Brennraum komprimiertes Gas-Luftgemisch wird dabei mittels eines über eine Zünddüse in das Gas-Luftgemisch eingespritztesZündfluid gezündet. Erfindungsgemäss wird über eine Gaseinlassöffnung in einem unteren Bereich des Zylinderliners Gas unter niedrigem Druck in den Brennraum eingebracht, wobei zusätzlich über eine Wassereinlassöffnung in einem unteren Bereich des Zylinderliners Wasser unter niedrigem Druck in den Brennraum eingebracht wird.
[0018] Wesentlich für die Erfindung ist es somit, dass über eine Gaseinlassöffnung in einem unteren Bereich des Zylinderliners Gas unter niedrigem Druck in den Brennraum eingebracht, und über eine Wassereinlassöffnung, ebenfalls in einem unteren Bereich des Zylinderliners, zusätzlich Wasser unter niedrigem bzw. mittel niedrigem Druck in den Brennraum eingebracht wird.
[0019] Somit wird in einem erfindungsgemässen Zweitakt Gas-Niederdruckverfahren ein Gas-Luftgemisch während eines Spültakts im Kompressionshub komprimiert. Dabei wird Gas unter niedrigem Druck bevorzugt knapp oberhalb der Spülschlitze in den Brennraum des Zylinderliners eingebracht. Wasser wird unter niedrigem, bzw. mittel niedrigem Druck, bevorzugt gleichzeitig mit dem Gas in den Brennraum eingebracht, wobei die Wassereinlassöffnungen, bevorzugt als Düsen ausgestaltet, besonders vorteilhaft auf derselben Höhe wie die Gaseinlassöffnungen, ebenfalls bevorzugt als Düsen ausgestaltet, oder knapp oberhalb der Gaseinlassöffnungen am Zylinderliner vorgesehen sind. Die Wassereinlassöffnungen und /oder die Gaseinlassöffnungen sind besonders bevorzugt in Richtung Zylinderdeckel ausgerichtet, so dass die Eigenschaften des ohnehin im Zylinder herrschenden rotierenden aufwärts gerichteten Gasstrudel bzw. entsprechende Verwirbelungen ausgenutzt werden können, um eine optimale Vermischung mit dem zusätzlich in den Brennraum eingebrachten Wasser zu erreichen. Durch die Mischung des Gas-Luftgemischs mit Wasser wird ein Teil der im komprimiertenGas-Luftgemisch vorhandenen Wärme durch die Verdampfung des Wassers absorbiert, und das Gas-Luftgemisch verbrennt entsprechend langsamer. Dadurch wird auch die unkontrollierte Verbrennung vor der eigentlichen Zündung des Gemischs durch das Zündfluid praktisch vollständig unterbunden und der Verbrennungsdruck wird herabgesetzt. Somit wird letztlich das schädliche Klopfen verhindert, die Bildung von Stickoxiden wird deutlich minimiert und die Effizienz des Grossmotors weiter verbessert und dadurch auch der Treibstoffverbrauch reduziert.
[0020] Erfindungsgemäss wird das Gas durch die Gaseinlassöffnung mit einem Druck zwischen 2bar und 200bar, bevorzugt zwischen 3bar und 10Obar, besonders bevorzugt zwischen 5bar und 50bar, im speziellen unter einem Druck von ca. 10bar bis 20bar in den Brennraum des Zylinderliners eingebracht. Der Druck liegt also bevorzugt im Bereich bzw. etwas über dem Druck, mit welchem die Aufladegruppe die Frischlust über die Spülschlitze in den Zylinderliner einspeist.
[0021] Entsprechend wird auch das Wasser durch die Wassereinlassöffnung mit einem Druck zwischen 2bar und 200bar, bevorzugt zwischen 3bar und WObar, besonders bevorzugt zwischen 5bar und 50bar, im speziellen unter einem Druck von ca. 10bar bis 20bar in den Brennraum des Zylinderliners eingebracht. Dabei werden die Gaseinlassöffnung und / oder die Wassereinlassöffnung vorteilhaft im Bereich der Spülluftöffnungen vorgesehen.
[0022] Bei einem erfindungsgemässen Grossmotor liegt der untere Totpunkt UT des Kolbens definitionsgemäss bei einem Kurbelwinkel von 180° und der obere Totpunkt OT des Kolbens bei einem Kurbelwinkel von 360° und die Gaseinlassöffnung und / oder die Wassereinlassöffnung sind derart im Zylinderliner angeordnet, dass das Gas und / oder das Wasser in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 190° und 330°, im Speziellen in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 200° und 300°, bevorzugt in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 210° und 260°, besonders bevorzugt bei einem Kurbelwinkel von ca. 230° eingebracht wird.
[0023] Die Erfindung betrifft weiter einen langsam laufender Grossmotor zur Durchführung eines Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung und ist insbesondere ein längsgespülter langsam laufender Kreuzkopf-Grossmotor, der nacheinem Otto Verfahren, also fremd gezündet, betreibbar ist. Der erfindungsgemässe Grossmotor umfasst einen Zylinderliner mit einem Brennraum, welcher durch einen Zylinderdeckel, den Zylinderliner und einen im Zylinderliner zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT hin- und her bewegbaren Kolben begrenzt wird. Weiter ist ein demBrennraum zugeordnetes Auslassventil zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum vorgesehen und im Betriebszustand ist mittels einer Aufladeeinheit verdichtete Luft über eine Spülluftöffnung als Ladeluft in den Zylinderliner einleitbar. Zur Fremdzündung eines im Brennraum komprimierten Gas-Luftgemischs ist eine Zünddüse zum Einbringeneines Zündfluids, besonders bevorzugt im Zylinderdeckel vorgesehen. Optional kann dabei zur Zündung des Gas-LuftGemischs auch eine Zündvorkammer im Zylinderliner, bevorzugt im oberen Bereich des Zylinderliners vorgesehen sein, in welche das Zündfluid zum Zünden des Gas-Luft Gemischs eingebracht, im Speziellen eingespritzt wird. Erfindungsgemässist in einem unteren Bereich des Zylinderliners eine Gaseinlassöffnung zum Einbringen von Gas unter niedrigem Druck in den Brennraum vorgesehen, und zusätzlich ist im unteren Bereich des Zylinderliners eine Wassereinlassöffnung zum Einbringen von Wasser in den Brennraum vorgesehen.
[0024] Bevorzugt sind dabei die Gaseinlassöffnung und / oder die Wassereinlassöffnung im Bereich der Spülluftöffnungen vorgesehen. Etwas genauer ausgedrückt ist die Gaseinlassöffnung und / oder die Wassereinlassöffnung in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 190° und 330°, im Speziellen in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 200° und 300°, bevorzugt in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 210° und 260°, besonders bevorzugt bei einem Kurbelwinkel von ca. 230° vorgesehen, wobei definitionsgemäss der untere Totpunkt UT des Kolbens bei einem Kurbelwinkel von 180° liegt und der obere Totpunkt OT des Kolbens bei einem Kurbelwinkel von 360° liegt.
[0025] Entsprechend ist die Wassereinlassöffnung im Speziellen zwischen dem oberen Totpunkt und der Gaseinlassöffnung vorgesehen ist, wobei die Wassereinlassöffnung im speziellen in einem Kurbelwinkelbereich von 5° bis 30°, bevorzugt in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 10° und 20° von der Gaseinlassöffnung beabstandet zwischen der Gaseinlassöffnung und dem oberen Totpunkt (OT) vorgesehen ist, wobei die Wassereinlassöffnung und / oder die Gaseinlassöffnung bevorzugt in Form eine Düse ausgestaltet ist
[0026] Ein erfindungsgemässer langsam laufender Grossmotor kann dabei ein reiner Gasmotor oder ein Dual-Fuel Motoroder eine andere Variante eines entsprechenden Grossmotors sein.
[0027] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 schematisch einen langsam laufenden Grossmotor der vorliegenden Erfindung im Betriebszustand.
[0028] Anhand der Fig. 1 ist schematisch ein langsam laufender Grossmotor 1 gemäss der vorliegenden Erfindung im Betriebszustand dargestellt, der im vorliegenden speziellen Ausführungsbeispiel als längsgespülter langsam laufender Kreuzkopf-Grossmotors ausgestaltet ist. Der Motor gemäss Fig. 1 umfasst einen Zylinderliner 2 mit einem Brennraum 3,welcher durch einen Zylinderdeckel 4, den Zylinderliner 2 und einen im Zylinderliner 2 zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT hin- und her bewegbaren Kolben 5 begrenzt wird. Dem Brennraum 3 ist in an sich bekannterWeise ein Auslassventil 6 zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum 3 zugeordnet. Im Betriebszustand wird dabei mittels einer in Fig. 1 nicht explizit dargestellten Aufladeeinheit verdichtete Luft 7 in den Zylinderliner 2 über eine Spülluftöffnung 8 als Ladeluft eingeleitet. Weiter ist zur Fremdzündung eines im Brennraum 3 komprimierten GasLuftgemischs eine Zünddüse 9 zum Einbringen eines Zündfluids vorgesehen, so dass der erfindungsgemäss Grossmotor nach einem Otto-Verfahren betrieben werden kann. Erfindungsgemäss ist in einem unteren Bereich des Zylinderliners2 eine Gaseinlassöffnung 10 zum Einbringen von Gas 101 unter niedrigem Druck in den Brennraum 3 vorgesehen, und zusätzlich ist im unteren Bereich des Zylinderliners 2 eine Wassereinlassöffnung 11 zum Einbringen von Wasser 111 in den Brennraum 3 vorgesehen.

Claims (10)

[0029] Definitionsgemäss liegt der untere Totpunkt UT des Kolbens 5 bei einem Kurbelwinkel von 180° und der obere Totpunkt OT des Kolbens 5 bei einem Kurbelwinkel von 360°. Im vorliegenden speziellen Ausführungsbeispiel ist dabei die Gaseinlassöffnung 10 und die Wassereinlassöffnung 11 in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 210° und 260°, hier ungefähr bevorzugt bei einem Kurbelwinkel von ca. 230° vorgesehen. [0030] Die Wassereinlassöffnung 11 ist dabei zwischen dem oberen Totpunkt und der Gaseinlassöffnung 10 vorgesehen, wobei die Wassereinlassöffnung 11 im vorliegenden speziellen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in einem Kurbelwinkelbereich zwischen ca. 10° und 20° von der Gaseinlassöffnung 10 beabstandet zwischen der Gaseinlassöffnung 10 und dem oberen Totpunkt OT vorgesehen ist Die Wassereinlassöffnung 11 und die Gaseinlassöffnung 10 sind in Form einer Düse ausgestaltet. [0031] Die Wassereinlassöffnungen 11 und die Gaseinlassöffnungen 10 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung zum Zylinderdeckel 4 ausgerichtet, so dass die Eigenschaften des ohnehin im Zylinderliner 2 herrschenden rotierenden aufwärts gerichteten Gasstrudel 12 bzw. entsprechende Verwirbelungen 12 ausgenutzt werden können, um eine optimale Vermischung mit dem zusätzlich in den Brennraum 3 eingebrachten Wasser 111 zu erreichen. Durch die Mischung des Gas-Luftgemischs mit Wasser 111 wird ein Teil der im komprimierten Gas-Luftgemisch vorhandenen Wärme durch die Verdampfung des Wassers 111 absorbiert, und das Gas-Luftgemisch verbrennt entsprechend langsamer.Dadurch wird auch die unkontrollierte Verbrennung vor der eigentlichen Zündung des Gemischs durch das Zündfluid praktisch vollständig unterbunden und der Verbrennungsdruck wird herabgesetzt. Somit wird letztlich das schädliche Klopfen verhindert, die Bildung von Stickoxiden wird deutlich minimiert und die Effizienz des Grossmotors weiter verbessert und dadurch auch der Treibstoffverbrauch reduziert. [0032] Im vorliegenden speziellen Ausführungsbeispiel ist der Grossmotor 1 ein reiner Gasmotor, was insbesondere daran zu erkennen ist, dass keine zusätzliche Einspritzdüse für einen flüssigen Brennstoff wie Diesel oder Schweröl im Zylinderdeckel vorgesehen ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es selbstverständlich möglich, dass der erfindungsgemässe Grossmotor ein Dual-Fuel Motor ist, der sowohl mit Gas als auch mit einem anderen Brennstoff, wie z.B. Dieselöloder Schweröl betreibbar ist. [0033] Der Fachmann versteht, dass die Erfindung nicht auf die explizit diskutierten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern entsprechende Weiterbildungen ebenfalls von der Erfindung abgedeckt sind. Insbesondere betrifft die Erfindung selbstverständlich alle geeigneten Kombinationen der diskutierten speziellen Ausführungsformen. Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines langsam laufenden Grossmotors (1), insbesondere zum Betreiben eines längsgespülten langsam laufenden Kreuzkopf-Grossmotors, umfassend einen Zylinderliner (2) mit einem Brennraum (3), welcherdurch einen Zylinderdeckel (4), den Zylinderliner (2) und einen im Zylinderliner (2) zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) hin- und her bewegten Kolben (5) begrenzt wird, sowie ein dem Brennraum (3)zugeordnetes Auslassventil (6) zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum (3), wobei mittels einer Aufladeeinheit verdichtete Luft (7) in den Zylinderliner (2) über eine Spülluftöffnung (8) als Ladeluft eingeleitet wird, und ein im Brennraum (3) komprimiertes Gas-Luftgemisch mittels eines über eine Zünddüse (9) in das Gas-Luftgemisch eingespritzten Zündfluids gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Gaseinlassöffnung (10) in einem unteren Bereich des Zylinderliners (2) Gas (101) unter niedrigem Druck in den Brennraum (3) eingebracht wird, und dass zusätzlich über eine Wassereinlassöffnung (11) in einem unteren Bereich des Zylinderliners (2) Wasser (111) unter niedrigem Druck in den Brennraum (3) eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gas (101) durch die Gaseinlassöffnung (10) mit einem Druck zwischen 2bar und 200bar, bevorzugt zwischen 3bar und 10Obar, besonders bevorzugt zwischen 5bar und 50bar, im speziellen unter einem Druck von ca. 10bar bis 20bar in den Brennraum (3) des Zylinderliners (2) eingebracht wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Wasser (111) durch die Wassereinlassöffnung (11) mit einem Druck zwischen 2bar und 200bar, bevorzugt zwischen 3bar und 100bar, besonders bevorzugt zwischen 5bar und 50bar, im speziellen unter einem Druck von ca. 10bar bis 20bar in den Brennraum (3) des Zylinderliners (2) eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gaseinlassöffnung (10) und / oder die Wassereinlassöffnung (11) im Bereich der Spülluftöffnung (8) vorgesehen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der untere Totpunkt (UT) des Kolbens (5) bei einem Kurbelwinkel von 180° liegt und der obere Totpunkt (OT) des Kolbens (5) bei einem Kurbelwinkel von 360° liegt und die Gaseinlassöffnung (10) und / oder die Wassereinlassöffnung (11) derart im Zylinderliner (2) angeordnet sind, dass das Gas (101) und / oder das Wasser (111) in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 190° und 330°, im Speziellen in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 200° und 300°, bevorzugt in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 210° und 260°, besonders bevorzugt bei einem Kurbelwinkel von ca. 230° eingebracht wird.
6. Langsam laufender Grossmotor (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere längsgespülter langsam laufender Kreuzkopf-Grossmotors, umfassend einen Zylinderliner (2) mit ei
nem Brennraum (3), welcher durch einen Zylinderdeckel (4), den Zylinderliner (2) und einen im Zylinderliner (2) zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) hin- und her bewegbaren Kolben (5) begrenztwird, sowie ein dem Brennraum (3) zugeordnetes Auslassventil (6) zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum (3), wobei im Betriebszustand mittels einer Aufladeeinheit verdichtete Luft (7) in den Zylinderliner (2) über eine Spülluftöffnung (8) als Ladeluft einleitbar ist, und zur Fremdzündung eines im Brennraum (3) komprimierten Gas-Luftgemischs eine Zünddüse (9) zum Einbringen eines Zündfluids vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dasin einem unteren Bereich des Zylinderliners (2) eine Gaseinlassöffnung (10) zum Einbringen von Gas (101) unter niedrigem Druck in den Brennraum (3) vorgesehen ist, und zusätzlich im unteren Bereich des Zylinderliners (2) eine Wassereinlassöffnung (11) zum Einbringen von Wasser (111) in den Brennraum (3) vorgesehen ist.
7. Langsam laufender Grossmotor (1) nach Anspruch 6, wobei die Gaseinlassöffnung (10) und / oder die Wassereinlassöffnung (11) im Bereich der Spülluftöffnungen (8) vorgesehen ist.
8. Langsam laufender Grossmotor (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der untere Totpunkt (UT) des Kolbens (5) bei einem Kurbelwinkel von 180° liegt und der obere Totpunkt (OT) des Kolbens (5) bei einem Kurbelwinkel von 360° liegt, und die Gaseinlassöffnung (10) und / oder die Wassereinlassöffnung (11) in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 190° und 330°, im Speziellen in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 200° und 300°, bevorzugt in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 210° und 260°, besonders bevorzugt bei einem Kurbelwinkel von ca. 230° vorgesehen ist.
9. Langsam laufender Grossmotor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Wassereinlassöffnung (11) zwischen dem oberen Totpunkt und der Gaseinlassöffnung (10) vorgesehen ist, wobei die Wassereinlassöffnung (11) im speziellen in einem Kurbelwinkelbereich von 5° bis 30°, bevorzugt in einem Kurbelwinkelbereich zwischen 10° und 20° von der Gaseinlassöffnung (10) beabstandet zwischen der Gaseinlassöffnung (10) und dem oberen Totpunkt (OT) vorgesehen ist, wobei die Wassereinlassöffnung (11) und / oder die Gaseinlassöffnung (10) bevorzugt in Form eine Düse ausgestaltet ist
10. Langsam laufender Grossmotor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Grossmotor (1) ein reiner Gasmotor oder ein Dual-Fuel Motor ist, und / oder wobei zur Zündung des Gas-Luft Gemischs eine Zündvorkammer im Zylinderliner (2) vorgesehen ist.
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