CN102421996B - 用于清洁双燃料发动机的曲轴箱的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于清洁双燃料发动机的曲轴箱的装置。根据本发明的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置包括：清洁气体供给单元，其配置为供给用于清洁所述曲轴箱内部的清洁气体；供给管，其配置为提供用于将所述清洁气体从所述清洁气体供给单元供给至所述曲轴箱内部的通路；安装在所述供给管中的开关单元，其配置为打开和关闭所述清洁气体的供给；及安装在所述曲轴箱中用于排出的排出管。本发明可通过去除双燃料发动机的曲轴箱内部存在的燃料气体而防止从曲轴箱泄露出的燃料气体发生爆炸，并且通过精确判定曲轴箱内部是否存在燃料气体，可使得去除燃料气体所用的劳动和成本为最小。

Description

用于清洁双燃料发动机的曲轴箱的装置
技术领域
本发明涉及一种用于清洁双燃料发动机的曲轴箱的装置，其通过去除双燃料发动机的曲轴箱中存在的燃料气体而防止从曲轴箱泄露的燃料气体发生爆炸。
技术背景
液化天然气(LNG)运输船基本上都装有使用柴油燃料和燃料气体这两者的双燃料发动机。
LNG运输船使用双燃料发动机来发电或者推动运输船，并且将天然气(其为自然生成以将LNG气罐内部保持为某一压力的汽化气体(BOG))用作双燃料发动机的燃料气体。
由于LNG运输船中的蒸汽驱动涡轮发动机最好使用柴油发动机且BOG是一种更高效的燃料，因此引入了双燃料发动机。再液化系统对LNG运输船的LNG气罐内部所生成的BOG进行收集并且使之再液化为LNG，并且将所述LNG传送回LNG气罐，因此有设备增多、运作成本增大的缺点。因此，由于将柴油燃料与在LNG气罐内生成的BOG和由LNG强制汽化的BOG进行交替使用有成本上的优势，因此LNG运输船更广泛地使用双燃料发动机。
发明内容
[技术问题]
LNG运输船的现有双燃料发动机中，作为燃料气体的天然气不断地泄露至在操作过程中为曲轴在缸体中进行旋转运动提供空间的曲轴箱中。尽管泄露至曲轴箱的燃料气体并不影响操作的安全，但当打开曲轴箱修理发动机时，曲轴箱内部的燃料气体和油雾会泄露至发动机舱，由此可能导致爆炸。
为了解决上述问题，本发明去除双燃料发动机的曲轴箱内部存在的燃料气体，并且精确检测曲轴箱内部存在的燃料气体，以使得去除燃料气体的成本和劳动为最小。
[技术方案]
根据本发明的双燃料发动机的曲轴箱清洁装置为一种用于清洁双燃料发动机的曲轴箱的装置，并且包括：清洁气体供给单元，其配置为供给用于清洁所述曲轴箱内部的清洁气体；供给管，其配置为提供用于将所述清洁气体从所述清洁气体供给单元供给至所述曲轴箱内部的通路；安装在所述供给管中的开关单元，其配置为打开和关闭所述清洁气体的供给；及安装在所述曲轴箱中用于排出的排出管。
[有益效果]
本发明可通过去除双燃料发动机的曲轴箱内部存在的燃料气体而防止从曲轴箱泄露出的燃料气体发生爆炸，并且通过精确判定曲轴箱内部是否存在燃料气体，可使得去除燃料气体所用的劳动和成本为最小。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置的结构；
图2示出了根据本发明第二实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置的结构。
<主要元件的描述>
10：曲轴箱              110，210：清洁气体供给单元
120，220：供给管        121，221：压力控制阀
122：分支管             130，230：开关单元
140，240：排出管        150，250：检测单元
151，251：抽样管        151a：盖子
152：喷出器             152a：第一入口
152b：出口              152c：第二入口
152d：排放管            153，253：气体传感器
154，254：阻焰器        155，255：油雾分离器
155a：再供给管          160，260：控制器
161，261：流量计        162，262：显示单元
252：抽取泵
具体实施方式
下文将参考附图描述本发明的一些实施例。整份说明书中，当认为某一技术与本发明的发明点无关时，则省略相关细节的描述。
图1示出了根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置的结构。如图所示，根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置100为用于清洁双燃料发动机的曲轴箱10的装置，并且包括清洁气体供给单元110、从清洁气体供给单元110连接至曲轴箱10的供给管120、安装在供给管120中的开关单元130、及安装在曲轴箱10中的排出管140。
清洁气体供给单元110供给清洁气体以清洁曲轴箱10的内部。氮气可作为所用清洁气体的一个例子。
供给管120提供将清洁气体从清洁气体供给单元110供给入曲轴箱10的路径、使用开关单元130打开或关闭清洁气体的供给、且可安装有控制所供给清洁气体之压力的压力控制阀121。
所使用的开关单元130例如可为开关阀，其打开和关闭流经供给管120的清洁气体的流路，或者可为控制清洁气体流量的流量控制阀。可人工或者根据控制器160(下文详述)的控制信号来打开和关闭开关单元130。
排出管140安装在曲轴箱10上以用于排出，这样，当通过打开开关单元130而经由供给管120将清洁气体从清洁气体供给单元110供给至曲轴箱10时，可排出曲轴箱10内部的气体。
根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置100还包括检测单元150，其检测曲轴箱10内部存在的燃料气体。
检测单元150还可包括连接至曲轴箱10的抽样管151、经由抽样管151从曲轴箱10抽出气体的抽吸单元、安装在抽样管151上并且对从曲轴箱10抽出的气体中的燃料气体进行检测的气体传感器153。
抽样管151的位于曲轴箱10内部的一端可装有盖子151a，以防止溅出或掉落的润滑油附着其上。盖子151a的形状可为杯形，以有效包围抽样管151的所述端部，同时允许经由抽样管151的所述端部抽取气体。此外，可通过将其连接至抽样管151的所述端部而固定盖子151a，或者可将盖子151a固定至曲轴箱10的内表面上。
本实施例中，抽吸单元可包括喷出器152，其利用从清洁气体供给单元110所供给的清洁气体所造成的内外部压差而从曲轴箱10抽取气体。
喷出器152由从清洁气体供给单元110所供给的清洁气体操作，以允许曲轴箱10内部的气体经由抽样管151抽取。所述喷出器152允许清洁气体供给单元110的清洁气体经由从供给管120分支出的分支管122供给入第一入口152a、使得经由出口152b将清洁气体排出至排放管152d、并且允许经由连接至第二入口152c的抽样管151而通过内外部压差抽出的曲轴箱10内部存在的气体供给至气体传感器153。
气体传感器153可为检测包含在燃料气体(例如天然气，该天然气为从LNG运输船的LNG气罐自然生成的BOG或者强制汽化的BOG)中的甲烷的传感器，或者为检测其它有爆炸风险的燃料气体的传感器。同时，气体传感器153也可包括显示器(未示)，以指示或显示经由抽样管151所抽取的气体中所含燃料气体的数量或浓度。
检测单元150中，可在抽样管151中在气体传感器153之前安装阻焰器154和油雾分离器155中的一个，或者安装这两者。
阻焰器154阻碍火焰经由抽样管151例如从气体传感器153传递至曲轴箱10。为此，阻焰器154中可包括多个组件，例如，网状网，或过滤部件。
油雾分离器155分离经由抽样管151从曲轴箱10抽取出的气体中所含的油雾。为此，油雾分离器155中可包括多个组件，例如，网状网，或过滤部件，并且由油雾分离器155所分离的油雾可经由再供给管155a再次供给至曲轴箱10。
同时，根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置100还可包括控制器160，以通过接收气体传感器153输出的检测信号来控制开关单元130。
控制器160允许通过打开开关单元130将清洁气体作为工作流体供给至喷出器152，以在经由抽样管151抽取气体时操作喷出器152、根据气体传感器153输出的检测信号计算由抽样管151所抽取气体中的燃料气体(例如，有爆炸风险的天然气)的数量或浓度、并且若计算值低于预定值时通过判定曲轴箱10的清洁已完成而关闭开关单元130。
控制器160接收分别输出自流量计161(安装在抽样管151中并且检测从曲轴箱10所抽取气体的数量)和气体传感器153的检测信号，并且可在显示单元162上显示从曲轴箱10所抽取的气体所含燃料气体的数量或浓度。换言之，控制器160利用流量计161计算从曲轴箱10所抽取气体的数量，并且利用气体传感器153计算经过抽样管151的气体的数量，藉此在显示单元162上显示从曲轴箱10所抽取的气体所含燃料气体的数量或浓度。
同时，流量计161可包括安装于其中的微过滤器以去除通过抽样管151所抽取之气体所含的杂质。
上述根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置100以如下方式工作。
压力由压力控制阀121控制的清洁气体通过打开开关单元130经由供给管120从清洁气体供给管110供给至曲轴箱10。因此，通过使得曲轴箱10中存在的气体经由排出管140排出而清洁曲轴箱10的内部。
此处，喷出器152通过使用经由分支管122从清洁气体供给单元110作为工作流体供给的清洁气体而经由抽样管151抽取曲轴箱10内部存在的气体，并且允许所抽取气体供给至气体传感器153，气体传感器153检测经由抽样管151所抽取气体中存在的燃料气体的数量或浓度并且将检测到的数量或浓度作为检测信号输出至控制器160。若通过检测信号所检测的燃料气体数量或浓度低于预定值，控制器160则判定曲轴箱10充分清洁从而在打开曲轴箱10时没有爆炸的风险，并且关闭开关单元130以停止从清洁气体供给单元110供应清洁气体。
控制器160可接收分别从流量计161和气体传感器153输出的检测信号，并且计算经由抽样管151所抽取气体中存在的燃料气体的数量和浓度以通过显示单元162显示。
同时，在气体传感器153具有显示燃料气体的测得数量或浓度的显示部件的情况下，操作者可通过气体传感器153的该显示部件或通过由控制器160所控制的显示单元162亲自检查测得的数量或浓度，并且，若判定曲轴箱10已清洁，则手动关闭开关单元130。
此外，通过曲轴箱10内部的盖子151a防止液相(liquid-phase)润滑油流入抽样管151，并且通过阻焰器154防止从气体传感器153等生成的火焰经由抽样管151回流至曲轴箱10。再者，通过油雾分离器155分离经由抽样管151所抽取气体中存在的油雾，并且通过再供给管155a将油雾重新供给至曲轴箱10。
图2示出了根据本发明第二实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置的结构。如图所示，与根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置100类似，根据本发明第二实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置200为用于清洁双燃料发动机的曲轴箱10的装置，并且包括供应清洁气体用于清洁曲轴箱10内部的清洁气体供给单元210、提供将清洁气体从清洁气体供给单元210供给入曲轴箱10之通路的供给管220、安装在供给管220中并且打开和关闭清洁气体供给的开关单元230、及安装在曲轴箱10中用以排出的排出管240。根据本发明第二实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置200还可包括检测单元250，其检测曲轴箱10内部存在的燃料气体，并且还可包括控制器260，其接收从安装在检测单元250中的气体传感器253所输出的检测信号并且控制开关单元230。
业已参考了根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱清洁装置100详细描述了根据本发明第二实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置200的清洁气体供给单元210、供给管220、开关单元230、排出管240、检测单元250、及控制器260，由此不进行描述，但下文描述其不同之处。
与在先实施例不同，检测单元250中，经由连接至曲轴箱10的抽样管251从曲轴箱10抽取气体的抽吸单元安装在抽样管251中，以构成提供从曲轴箱10抽取气体之抽吸力的抽取泵252。
通过操作者的开关操作或者控制器260的控制信号来操作抽取泵252，以向抽样管251提供抽吸力。
上述根据本发明第二实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置200以如下方式工作。
压力由压力控制阀221控制的清洁气体通过打开开关单元230经由供给管220从清洁气体供给管210供给至曲轴箱10。因此，通过使得曲轴箱10中存在的气体经由排出管240排出而清洁曲轴箱10的内部。
此处，通过抽取泵252的操作而经由抽样管251抽取曲轴箱10内部存在的气体，并且允许所抽取气体通过防止火焰回流的阻焰器254并且通过隔离油雾的油雾隔离器255供给至气体传感器253。然后，气体传感器253检测经由抽样管251所抽取气体中存在的燃料气体并且将检测到的燃料气体作为检测信号输出至控制器260。若通过检测信号所检测出的燃料气体数量或浓度低于预定值，控制器260则判定曲轴箱10充分清洁从而在打开曲轴箱10时没有爆炸的风险，并且关闭开关单元230。
与根据本发明第一实施例的双燃料发动机曲轴箱的清洁装置100类似，控制器260可分别从流量计261和气体传感器253接收检测信号，并且计算经由抽样管251所抽取气体中存在的燃料气体的数量或浓度以通过显示单元262显示。在气体传感器253具有显示燃料气体的测得数量或浓度的显示部件的情况下，操作者可通过气体传感器253的显示部件或通过显示单元262亲自检查测得的数量或浓度，并且，若判定曲轴箱10已清洁，则手动关闭开关单元230。
这样，根据本发明的一些实施例，例如LNG运输船中的可同时使用柴油燃料和燃料气体的双燃料发动机用于发电或推动运输船的情况下，能够防止曲轴箱中存在的燃料气体和油雾泄露入发动机舱，并且在为了维修发动机而打开曲轴箱时防止导致爆炸。此外，通过精确判定曲轴箱内部是否存在燃料气体并且通过仅向曲轴箱供给所需量的燃料气体，可使得去除燃料气体所用的劳动和成本为最小。
上文业已描述了本发明的一些实施例，但应理解，本发明所属领域的普通技术人员可容易地进行修改，并且此类修改包含在所附权利要求所界定的本发明技术思想之中。

Claims (9)

1.一种用于清洁双燃料发动机的曲轴箱的装置，所述装置包括：
清洁气体供给单元，其配置为供给用于清洁所述曲轴箱内部的清洁气体；
供给管，其配置为提供用于将所述清洁气体从所述清洁气体供给单元供给至所述曲轴箱内部的通路；
安装在所述供给管中的开关单元，其配置为打开和关闭所述清洁气体的供给；及
安装在所述曲轴箱中用于排出的排出管；以及
检测单元，其配置为检测所述曲轴箱内部存在的燃料气体，其中所述检测单元包括：
连接至所述曲轴箱的抽样管；
抽吸单元，其配置为经由所述抽样管从所述曲轴箱抽取气体；及
安装在所述抽样管中的气体传感器，其配置为检测从所述曲轴箱抽取出气体含有的燃料气体。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述抽样管的位于所述曲轴箱内部的一端装有盖子，以防止润滑剂附着。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述抽吸单元包括喷出器，所述喷出器配置为利用从所述清洁气体供给单元供给的清洁气体所造成的所述曲轴箱的内外部压差而从所述曲轴箱抽取气体。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述抽吸单元包括安装在所述抽样管中的抽取泵，所述抽取泵配置为提供用于从所述曲轴箱抽取所述气体的抽吸力。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述检测单元还包括安装在所述抽样管中位于所述气体传感器之前的阻焰器，所述阻焰器配置为阻碍火焰传递至所述曲轴箱。
6.如权利要求1或5所述的装置，其中所述检测单元还包括安装在所述抽样管中位于所述气体传感器之前的油雾分离器，所述油雾分离器配置为分离从所述曲轴箱中抽取出气体中含有的油雾。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述检测单元还包括再供给管，所述再供给管配置为将由所述油雾分离器所分离的油雾再供给至所述曲轴箱。
8.如权利要求1所述的装置，还包括控制器，其配置为接收所述气体传感器输出的检测信号，并且控制所述开关单元。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述控制器配置为分别从流量计和所述气体传感器接收检测信号，并且通过显示单元显示所述从曲轴箱抽取出气体含有的燃料气体的数量或浓度，所述流量计安装在所述抽样管中并且配置为检测所述从曲轴箱抽取出的气体的数量。
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