CN107387393B - 升压用泵及低温液体的升压方法 - Google Patents
升压用泵及低温液体的升压方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107387393B CN107387393B CN201710530648.3A CN201710530648A CN107387393B CN 107387393 B CN107387393 B CN 107387393B CN 201710530648 A CN201710530648 A CN 201710530648A CN 107387393 B CN107387393 B CN 107387393B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valves
- boosting
- check
- sucking
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 97
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 39
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 18
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/102—Disc valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
- F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
- F02M37/0052—Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/102—Disc valves
- F04B53/1032—Spring-actuated disc valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
- F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
- F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
- F04B9/103—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber
- F04B9/105—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting liquid motor
- F04B9/1053—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting liquid motor one side of the double-acting liquid motor being always under the influence of the liquid under pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
- F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
- F04B2015/081—Liquefied gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
本发明提供升压用泵及低温液体的升压方法，能够防止低温气体气化的气体残留在升压用泵的内部空间，并提高排出和吸入效率。该升压用泵包括：气缸，具有将低压的低温液体吸入到气缸内部的吸入口和将低温液体升压而排出到气缸外部的排出口；活塞，在气缸内部空间内进行往复移动；吸入用止回阀，开闭内部空间与吸入口之间的吸入流路；排出用止回阀，开闭内部空间与排出口之间的排出流路；第一推动部件，朝向离开阀座的方向推动吸入用止回阀的阀体；第二推动部件，朝向接近阀座的方向推动阀体，吸入口设置成与气缸内部空间的上端部相连通，吸入用止回阀在以被吸入到气缸内之前的低温液体压力为基准的内部空间的相对压力高于规定压力时关闭。
Description
技术领域
本发明涉及用以提升液化天然气等低温液体压力的往复式升压用泵及低温液体的升压方法。
背景技术
在现有船舶中使用着二冲程低速柴油发动机，其可低速输出，且可直接与螺旋桨连接而驱动。
近年来，作为低速柴油发动机的燃料而受到瞩目的有NOx、Sox和排放量较少的天然气。通过使高压天燃气作为燃料而喷射到低速柴油发动机的燃烧室进行燃烧，由此可获得高热效率的输出。
为了提升液化天然气的压力，例如使用往复式升压用泵(例如，参照专利文献1)，其包括气缸和在气缸内部进行往复动作的活塞。在气缸上设置有吸入口和排出口，所述吸入口用以将液化天然气等低温液体吸入到内部，所述排出口用以将升压后的低温液体排出到外部。另外，在升压用泵上设置有吸入用止回阀和排出用止回阀，所述吸入用止回阀用以开闭位于气缸内部空间与吸入口之间的吸入流路，所述排出用止回阀用以开闭位于内部空间和排出口之间的排出流路。吸入用止回阀在气缸内部空间的压力小于升压前的低温液体压力时被调整为开启状态，排出用止回阀在气缸内部空间的压力高于升压后的低温液体压力时被调整为关闭状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1专利第5519857号公报
发明内容
发明要解决的课题
使用往复式升压用泵提升低温液体压力的情况下，升压用泵被启动时，升压用泵还没有冷却至低温液体的温度。此时，如果将低温液体吸入到升压用泵的气缸内，则低温液体在气缸内气化成气体。如果在气缸内部空间生成低温液体气化的气体，则在压缩气体而内部空间的压力高于升压后的低温液体压力之前排出用止回阀不会开启，因此存在排出效率低下的问题。另外，如果低温液体气化成的气体残留在气缸内部空间，则会气缸内部空间的压力难以下降，且吸入用止回阀难以开启，因此存在吸入效率低下的问题。特别是，在升压用泵启动时，由于升压用泵处于常温状态，所以如果液体燃料被供给到升压用泵的内部空间，则升压用泵被冷却至液体燃料温度期间，由液体燃料气化成的气体会大量生成在升压用泵的内部空间内。由此，需要有效地将生成在升压用泵内部空间的气体排出到升压用泵的外部。
由此，本发明的目的在于提供一种能够防止低温液体气化而成的气体残留在升压用泵的内部空间且能够提高排出和吸入效率的升压用泵及低温液体的升压方法。
用于解决课题的技术手段
本发明的第一方式为一种往复式升压用泵，其特征在于，所述升压用泵包括：
气缸，具有吸入口和排出口，所述吸入口用以将低压的低温液体吸入到所述气缸内部，所述排出口用以将所述低温液体升压而排出到所述气缸外部；
活塞，在所述气缸内部空间内进行往复移动；
吸入用止回阀，用以开闭所述内部空间与所述吸入口之间的吸入流路；
排出用止回阀，用以开闭所述内部空间与所述排出口之间的排出流路；
第一推动部件，朝向离开阀座的方向推动所述吸入用止回阀的阀体；
第二推动部件，朝向接近所述阀座的方向推动所述阀体，其中，
所述吸入口设置成与所述气缸内部空间的上端部相连通，
所述吸入用止回阀在以被吸入到所述气缸前的低温液体的压力为基准的所述内部空间的相对压力高于规定压力时关闭。
优选的是，通过所述第一推动部件向所述阀体施加的推动力和通过所述第二推动部件向所述阀体施加的推动力被调整为在离开所述阀座的位置上所述阀体处于均衡。
优选的是，在大于所述低温液体气化的气体所产生的阻力的力对所述吸入用止回阀的阀体朝向使所述阀体接近所述吸入用止回阀的阀座的方向作用时，所述吸入用止回阀关闭。
本发明的另一方式为对低压的低温液体进行升压而做成高压液体的低温液体的升压方法，其特征在于，
在对来自用以供给低压的低温液体的低压液体供给管的所述低温液体进行升压的升压用泵上设置有：吸入用止回阀，能够使所述低温液体被吸入到所述升压用泵的气缸的内部空间，且防止所述低温液体从所述升压用泵回流到所述低压液体供给管内；第一推动部件，朝向离开阀座的方向推动所述吸入用止回阀的阀体；第二推动部件，朝向接近所述阀座的方向推动所述阀体，其中，
将所述吸入用止回阀按照在大于所述低温液体气化的气体所产生的阻力的力对所述吸入用止回阀的阀体朝向使所述阀体接近所述吸入用止回阀的阀座的方向作用时关闭的方式进行调整，
使在所述升压用泵内所述低温液体气化而成的气体通过所述吸入用止回阀而回流到所述低压液体供给管内。
在所述低温液体的升压方法中，优选的是，通过所述第一推动部件向所述阀体施加的推动力和通过所述第二推动部件向所述阀体施加的推动力被调整为在离开所述阀座的位置上所述阀体处于均衡。
在低温液体的升压方法中，优选的是，在大于所述低温液体气化的气体所产生的阻力的力对所述吸入用止回阀的阀体朝向使所述阀体接近所述吸入用止回阀的阀座的方向作用时，所述吸入用止回阀关闭。
在低温液体的升压方法中，优选的是，通过所述第一推动部件向所述阀体施加的推动力和通过所述第二推动部件向所述阀体施加的推动力被调整为：在大于所述低温液体气化的气体所产生的阻力的力对所述吸入用止回阀的阀体朝向使所述阀体接近所述吸入用止回阀的阀座的方向作用时，所述吸入用止回阀关闭。
发明效果
根据本发明，能够防止低温液体气化的气体残留在升压用泵内部空间，且能够提高排出和吸入效率。
附图说明
图1为第一实施方式的燃料供给装置的概略结构图；
图2为线性驱动器和升压用泵的截面图；
图3为图2所示的阀箱的放大图。
附图标号说明
10 燃料供给装置
11 液体燃料箱
12 低压燃料供给管
13 高压燃料供给管
14 热交换器
15 高温燃料供给管
16 调压阀
17 压力计
20 再液化装置
21 配管
30 线性驱动器
31 伺服放大器
32 电动马达
33 油压泵
34 第一油压配管
35 第二油压配管
41 油压气缸
42 油压活塞
43 工作油容纳空间
43a 第一腔室
43b 第二腔室
47 活塞杆
49 连接部
50 升压用泵
51 升压用气缸
52 升压用活塞
53 气缸套
54 封盖
55、55A 吸入口
56 排出口
60 阀箱
61 排出流路
62 排出用止回阀
64、64A 吸入流路
65 吸入用止回阀
65A 阀体
65B 阀座
67 第一推动部件
68 第二推动部件
70 位置传感器
71 传感器探头
72 环形磁铁
73 检测器
90 内燃机
具体实施方式
下面，根据附图对本发明实施方式的燃料供给装置进行说明。
(第一实施方式)
图1为第一实施方式的燃料供给装置10的概略结构图。如图1所示，本实施方式的燃料供给装置10是对液体燃料(低温液体)进行升压和加热将其以高压向内燃机90的燃烧室内喷射而供给的装置。内燃机90是使燃料在气缸内的燃烧室进行燃烧并通过其热能做功的原动机，例如往复式发动机、燃气轮机。特别是，作为内燃机90优选使用能够使燃料压缩着火的柴油发动机。在下述实施方式中，虽然对作为内燃机90使用被装载于船舶上的柴油发动机的情况进行说明，但本发明也可以适用于船舶以外的柴油发动机的燃料供给装置。
如图1所示，燃料供给装置10包括：液体燃料箱11、低压燃料供给管12、线性驱动器30、升压用泵50、高压燃料供给管13、热交换器14、高温燃料供给管15、调压阀16和压力计17。燃料供给装置10的这些构成要素均装载于船舶上。
液体燃料箱11用于将供给到内燃机90的燃料以低温液体的状态进行贮存。作为被贮存在液体燃料箱11内的液体燃料，例如可以使用液化甲烷、液化乙烷、液化丙烷等经过液化处理的烃化合物。液体燃料箱11与低压燃料供给管12相连接，并通过低压燃料供给管12将液体燃料供给到升压用泵50。
低压燃料供给管12连接液体燃料箱11的下端部和升压用泵50的上端部。低压燃料供给管12内的液体燃料压力是相应于液体燃料箱11内的液体燃料温度、相对于升压用泵50的液体燃料箱11内的液面高度等的压力。为了提高该压力并确保净正吸入压头(NPSH：NetPositiveSuction Head)并容易向升压用泵50供给液体燃料，液体燃料箱11被配置在高于升压用泵50的位置上。
另外，低压燃料供给管12中，如后述，在升压用泵50内气化的气体有时会从升压用泵50发生回流。在升压用泵50内气化的气体可以通过低压燃料供给管12回到燃料箱11。另外，可以与低压燃料供给管12另行地设置用于将在升压用泵50内气化的气体回到液体燃料箱11的气相空间的配管21。而且，也可以设置再液化装置20用于将气化的气体再液化，并通过配管21使在再液化装置20中经过再液化处理的液体燃料回流到液体燃料箱11中。
升压用泵50设置在低压燃料供给管12和高压燃料供给管13之间。升压用泵50是通过线性驱动器30进行驱动的往复式泵。
升压用泵50对供给自低压燃料供给管12的液体燃料进行升压，并通过高压燃料供给管13将其供给到热交换器14。在高压燃料供给管13也可以设置有脉动缓冲器(蓄能器)以用于吸收内部燃料的压力变动。
线性驱动器30是用于驱动升压用泵50的活塞的部件。通过使用线性驱动器30，与使用曲柄轴的情况相比更能够低速地驱动升压用泵50的活塞。另外，在活塞行程中，可驱动控制为：除了液体开始流入升压用泵、液体开始升压、液体升压结束时刻以外，活塞以规定速度进行移动。作为线性驱动器30，例如可以使用油压气缸单元、电动气缸单元等。在下述实施方式中，虽然对作为线性驱动器30使用油压气缸单元的情况进行了说明，但线性驱动器30并不限定于油压气缸单元。
热交换器14的入口侧与高压燃料供给管13连接，其出口侧与高温燃料供给管15相连接。热交换器14对通过高压液体燃料供给管13所供给的升压后的液体燃料进行加热。作为加热液体燃料的热源，例如可以使用在液体燃料箱11产生的蒸发气体的燃烧热。或者也可以通过与用蒸发气体的燃烧热加热的温水之间的热交换来对液体燃料进行加热。
在高温燃料供给管15上设置有调压阀16，高温燃料供给管15的一端与热交换器14连接，另一端与内燃机90的燃烧室相连接。另外，在高温燃料供给管15上设置有压力计17。在热交换器14经过加热后的液体燃料通过调压阀16被调压到内燃机90所需要的规定范围的压力，然后，通过高温燃料供给管15被供给到内燃机90的燃烧室。
在此，内燃机90所需要的规定范围的压力是根据内燃机90的种类和性能而不同的。如果内燃机90为船舶用二冲程低速柴油发动机，则规定范围的压力例如为5～100MPa、优选为20～70MPa，但本发明并不限定于此。
液体燃料箱11、低压燃料供给管12、线性驱动器30、升压用泵50、高压燃料供给管13、热交换器14、高温燃料供给管15、调压阀16、压力计17均配置在危险区域。另一方面，用以控制线性驱动器30和升压用泵50驱动的控制器(未图示)通常为非防爆相应品，因此应该配置在通过防爆隔板进行隔离的非危险区域，或者配置在离危险区域间隔有充分距离的非防爆区域。
接下来，利用图2对线性驱动器30和升压用泵50的结构进行说明。
在本实施方式中，线性驱动器30和升压用泵50按照具有同一轴方向的方式进行配置。其中，图2的左右方向为线性驱动器30和升压用泵50的轴方向，图2中，线性驱动器30的右侧配置有升压用泵50。
如图2所示，线性驱动器30包括：伺服放大器31、电动马达32、油压泵33、第一油压配管34、第二油压配管35、油压气缸41、油压活塞42、活塞杆47等。
伺服放大器31驱动电动马达32，电动马达32使油压泵33旋转。电动马达32可以使用伺服马达。作为电动马达32使用伺服马达时，与变频马达相比能够加快响应速度、且能够进行精细控制。
油压泵33与第一油压配管34和第二油压配管35相连接。油压泵33通过电动马达32来进行驱动。通过电动马达32的正反旋转方向来改变工作油从油压泵33所排出的方向。例如，当电动马达32进行正旋转时，油压泵33吸引第一油压配管34内的工作油，并将所吸引的工作油排出到第二油压配管35侧。另外，当电动马达32进行反旋转时，油压泵33吸引第二油压配管35内的工作油，并将所吸引的工作油排出到第一油压配管34侧。第一油压配管34和第二油压配管35内的工作油流量、压力根据油压泵33的排出量来决定。工作油的流量和压力可通过电动马达32的转数来进行调整。
作为工作油，可采用石油类工作油、合成类工作油、水性工作油等中的任意工作油。
油压气缸41为筒状，以图2的左右方向为轴方向。油压气缸41具有用以容纳工作油的工作油容纳空间43，油压活塞42在工作油收纳空间43内能够沿轴方向移动的方式被容纳。
油压活塞42将工作油容纳空间43划分成位于油压活塞42右侧(位于升压用泵一侧)的第一腔室43a、以及位于油压活塞42左侧(位于升压用泵50的相反侧)的第二腔室43b。油压活塞42呈单杆型，并包括从油压气缸41的右侧端部(图2的右端部)向外部突出的活塞杆47。活塞杆47与油压活塞42一起同时在轴方向上移动。
另外，在位于油压气缸41侧壁的右侧端部，设置有与第一腔室43a相通的第一贯通孔44，在位于油压气缸41侧壁的左侧端部，设置有与第二腔室43b相通的第二贯通孔45。第一贯通孔44的外侧开口部与第一油压配管34连接，第二贯通孔45的外侧开口部与第二油压配管35连接。
活塞杆47的外侧端部(图2的右侧)通过连接部49与升压用泵50的升压用活塞52的左侧端部相连接。连接部49也可以具有对活塞杆47和升压用活塞52的轴心偏移进行调整的功能。
升压用泵50包括升压用气缸51、升压用活塞52、气缸套53、封盖54和阀箱60等。
升压用气缸51在其内部具有容纳气缸套53和阀箱60的空间。升压用活塞52按照在气缸套53内能够沿轴方向移动的方式被容纳于升压用气缸51内。阀箱60通过封盖54在升压用气缸51的空间内被固定而配置。
在升压用气缸51的侧壁中，于内部固定有阀箱60的位置上设置有一个或多个吸入口55。吸入口55与低压燃料供给管12连接。优选吸入口中的至少一个被设置在升压用气缸51的上端部。
封盖54被固定在升压用气缸51的与升压用活塞52被插入的一侧相反侧的端部。封盖54上设置有在升压用活塞52的轴方向上贯通的排出口56。排出口56与高压燃料供给管13连接。
升压用活塞52的外侧端部(图2的左侧端部)通过连接部49与活塞杆47的一端(图2的右侧端部)连接，升压用活塞52与活塞杆47联动而在轴方向(图2的左右方向)上移动。
另外，在升压用活塞52上设置有位置传感器70。位置传感器70用以检测升压用活塞52在轴方向(图2的左右方向)上的位置，并将位置信号输出到伺服放大器31。其中，利用位置信号对升压用活塞52的位移进行时间微分，由此能够求出升压用活塞52的速度。即，也可以将位置传感器用作速度传感器。进而，通过对升压用活塞52的速度的时间微分，可以求出升压用活塞52的加速度。即，也可以将位置传感器70用作加速度传感器。
作为位置传感器70，例如可以使用磁致伸缩式位移传感器或超声波传感器。在此，对使用磁致伸缩式位移传感器时的情况进行说明。
具体来说，位置传感器70包括：传感器探头71(磁致伸缩线)、环形磁铁72和检测器73。传感器探头71按照与升压用活塞52平行的方式进行设置。环形磁铁72按照在磁铁中心插入有传感器探头71的状态下沿传感器探头71与升压用活塞52一起在轴方向上移动的方式被安装在升压用活塞52上。传感器探头71的一端设置有检测器73，以检测在传感器探头71上发生的变形。当向传感器探头71提供电流脉冲信号时，会产生以传感器探头71为中心的圆周方向上的磁场。在传感器探头71的与环形磁铁72相同的位置上，由于在传感器探头71的轴方向上施加有磁场，因此会产生相对于轴方向斜向的合成磁场。由此，在传感器探头71会发生局部性的扭转变形。检测器73通过检测出该扭转变形，从而能够检测出环形磁铁72的位置，并将表示升压用活塞52在轴方向上的位置的位置信号输出给控制器(图中未示)。
其中，也可以将位置传感器70安装在活塞杆47来代替设置在升压用活塞52上。
阀箱60被固定在升压用气缸51内的气缸套53和封盖54之间。阀箱60上设置有排出流路61、排出用止回阀62、吸入流路64和吸入用止回阀65等。
排出流路61按照在阀箱60上沿升压用活塞52的轴方向贯通的方式设置。位于排出流路61的封盖54一侧的开口设置在与封盖54的排出口56相对而置的位置上。在排出流路61的内部设置有排出用止回阀62，用于允许流体从气缸套53侧流向封盖54侧的同时，防止流体从封盖54侧流向气缸套53侧。
吸入流路64按照从阀箱60的外侧壁到气缸套53内的空间相连通的方式设置。吸入流路64的阀箱60外侧壁一侧的开口设置在与升压用气缸51的吸入口55相对而置的位置上。在吸入流路64上设置有吸入用止回阀65，用于允许流体从吸入口55侧流向气缸套53侧的同时，防止流体从气缸套53侧流向吸入口55侧。
图3是图2的阀箱60的放大图。如图3所示，在阀箱60上按照对通往吸入流路64的升压用气缸51的开口部进行开闭的方式设置有吸入用止回阀65。当堵住吸入流路64时，吸入用止回阀65的阀体65A所抵接的部分即为阀座65B。
在阀箱60上还设置有第一推动部件67和第二推动部件68。第一推动部件67朝向离开阀座65B的方向推动吸入用止回阀65的阀体65A。第二推动部件68朝向接近阀座65B的方向推动吸入用止回阀65的阀体65A。第一推动部件67和第二推动部件68例如为螺旋弹簧。
通过第一推动部件67向阀体65A施加的推动力和通过第二推动部件68向阀体65A施加的推动力被调整为阀体65A在离开阀座65B的位置上处于均衡状态。即，在升压用泵50上设置有吸入用止回阀65、第一推动部件67和第二推动部件68。
在本实施方式中，吸入用止回阀65优选构成为以被吸入到气缸套53内部空间之前的吸入流路64内的液体燃料压力为基准，气缸套53内部空间的相对压力高于规定压力时关闭。具体来说，通过第一推动部件67向阀体65A施加的推动力和通过第二推动部件68向阀体65A施加的推动力优选按照下述方式调整：在被吸入到气缸套53内部空间的液体燃料气化成气体所产生的阻力的情况下，不会使阀体65A关闭，而当大于液体燃料气化成气体而产生的阻力的力朝向接近阀座65B的方向作用于阀体65A时，阀体65A将关闭。在此，“液体燃料气化成气体而产生的阻力”是指，在气体经过阀体65A和阀座65B之间的微小缝隙间要回流到吸入流路64时发生压力差所导致的流体力。
通过如上进行调整，由此在气缸套53的内部空间存在由液体燃料气化的气体时，可从吸入流路64向低压燃料供给管12放出气体。另一方面，通过呈液体状的液体燃料要回流到吸入流路64时所产生的阻力，阀体65A将关闭，因此能够防止呈液体状的液体燃料回流到吸入流路64。
在此，如图3中符号55A所示，优选吸入口55的中的至少一个被设置成与升压用气缸51的内部空间的上端部相连通。另外，如图3中符号64A所示，优选吸入流路64中的至少一个设置在阀箱60的上侧部分，以使其与配置在升压用气缸51的上端部的吸入口55A相通。由液体燃料气化的气体容易残留在气缸套53内部空间的上侧部分。因此，通过吸入口55A被设置成其与升压用气缸51内部空间的上端部相连通，由此由液体燃料气化的气体从气缸套53的内部空间上部经过吸入流路64A容易从吸入口55A被排放到升压用气缸51外部的低压燃料供给管12。
被排放到低压燃料供给管12的由液体燃料气化的气体通过再液化装置20被再液化后，作为液体燃料通过配管21返回到液体燃料箱11中。
(线性驱动器和升压用泵的动作)
接下来，对线性驱动器30和升压用泵50的动作进行说明。
首先，进行吸入动作时，通过电动马达32来驱动油压泵33。如图2中虚线箭头所示，从第二贯通孔45排出第二腔室43b内的工作油，并经过第二油压配管35、第一油压配管34后，通过第一贯通孔44供给到第一腔室43a。于是，按照使第二腔室43b的容积变小、第一腔室43a的容积变大的方式油压活塞42在工作油容纳空间43内朝向图2的左方移动。
如果油压活塞42向图2的左方移动，则在升压用泵50中以连接部49与活塞杆47的右侧端部相连接的升压用活塞52在气缸套53内朝向图2的左方移动。于是，液体燃料从吸入口55通过吸入流路64被供给到气缸套53内部中位于升压用活塞52右侧的空间内。此时，吸入用止回阀65处于开启吸入流路64的状态，排出用止回阀62处于关闭排出流路61的状态。即，由于吸入用止回阀65处于打开吸入流路64的状态，因此低温液体能够被吸入到升压用泵50的气缸内部空间。
接下来，进行排出动作时，通过伺服放大器31改变电动马达32的旋转方向，从而使油压泵33朝反方向驱动，如图2中实线箭头表示，将第一腔室43a内的工作油从第一贯通孔44排出，并经过第一油压配管34、第二油压配管35，并通过第二贯通孔45供给到第二腔室43b。于是，按照使第二腔室43b的容积变大、使第一腔室43a的容积变小的方式油压活塞42在工作油容纳空间43内朝图2的右方向移动。
油压活塞42开始朝向图2的右方移动时，在升压用泵50中，以连接部49与活塞杆47的右侧端部相连接的升压用活塞52在气缸套53内部开始朝图2的右方向移动。此时，气缸套53内的压力相对于吸入流路64内的液体燃料压力的压力差还较小，小于关闭阀体65A的压力，因此吸入用止回阀65处于开启状态。另一方面，高压燃料供给管13内的液体燃料压力相对于气缸套53内的液体燃料压力的差压还足够大，因此排出用止回阀62处于关闭排出流路61的状态。
在液体燃料气化的气体要回流到吸入流路64时的阻力的情况下无法使阀体65A关闭，因此当油压活塞42开始朝向图2的右方移动时，如果气缸套53的内部空间存在由液体燃料气化的气体，则气体通过阀体65A和阀箱65B之间的间隙、吸入流路64，从吸入口55排放到升压用活塞52外部的低压燃料供给管12中。
如果气体从气缸套53内部空间全部排出，则通过液体燃料而产生的阻力，吸入用止回阀65被关闭。在此，“通过液体燃料而产生的阻力”是指，液体燃料通过阀体65A和阀座65B之间的微小间隙要回流到吸入流路64时产生的压力差所引起的流体力。于是，油压活塞42进一步要朝向图2的右方移动，从而使气缸套53内部空间的液体燃料的压力得到上升。如果气缸套53内的液体燃料压力足够大于高压燃料供给管13内的液体燃料压力，则排出用止回阀62开启，升压后的液体燃料从排出流路61朝向排出口56放出。
由此，通过从吸入流路朝向升压用气缸外部的低压燃料供给管12放出由液体燃料气化的气体，无需对气体进行压缩，而仅将液体的液体燃料进行升压。特别是，启动升压用泵50时，由于升压用泵50处于常温状态，所以如果液体燃料被供给到气缸套53的内部空间，则升压用泵50被冷却至液体燃料的温度之前，在气缸套53的内部空间会大量产生由液体燃料气化成的气体。在本实施方式中，能够将该气体排出到升压用泵50外部的低压燃料供给管12，因此可以提高排出效率。
另外，由于气体没有残留在气缸体53的内部空间内，因此气缸套53内部空间的压力变得容易下降。而且，通过第一推动部件67施加到阀体65A上的推动力和通过第二推动部件68施加到阀体65A上的推动力被调整为阀体65A在离开阀座65B的位置上处于均衡状态，因此能够将液体燃料快速吸入到气缸套53的内部空间内，从而提高吸入效率。
由此，在上述实施方式中，虽然对升压用泵50的升压用气缸51以水平方向配置的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以将升压用气缸51配置在垂直方向上或斜方向上。此时，考虑作用于吸入用止回阀65的重力，通过第一推动部件67施加到阀体65A上的推动力和通过第二推动部件68施加到阀体65A上的推动力最好被调整为阀体65A在离开阀座65B的位置上处于均衡状态。此时，也优选至少一个吸入口55A和吸入流路64A按照与升压用气缸51内部空间的上端部相连通的方式设置。因此优选升压用泵50按照下述方式设置：在升压用气缸51中升压用活塞52朝向上方移动时，液体燃料被排出，升压用活塞52朝向下方移动时，液体燃料被吸入。
Claims (5)
1.一种升压用泵，为往复式升压用泵，其特征在于，所述升压用泵包括：
气缸，具有吸入口和排出口，所述吸入口用以将低压的低温液体吸入到所述气缸内部，所述排出口用以将所述低温液体升压而排出到所述气缸外部；
活塞，在所述气缸内部空间内进行往复移动；
吸入用止回阀，用以开闭所述内部空间与所述吸入口之间的吸入流路，通过所述活塞的移动，能够使所述低温液体被吸入到所述升压用泵的所述气缸的内部空间，且防止所述低温液体从所述升压用泵回流到所述低压液体的供给管内；
排出用止回阀，用以开闭所述内部空间与所述排出口之间的排出流路；
第一推动部件，朝向离开阀座的方向推动所述吸入用止回阀的阀体；
第二推动部件，朝向接近所述阀座的方向推动所述阀体，其中，
所述吸入口设置成与所述气缸内部空间的上端部相连通，
所述吸入用止回阀被调整为：在所述活塞在所述气缸的内部空间开始朝向所述吸入用止回阀侧移动时，所述吸入用止回阀处于开启状态，使在所述升压用泵内所述低温液体气化而成的气体通过所述吸入用止回阀而回流到低压液体供给管内，在以被吸入到所述气缸前的低温液体的压力为基准的所述内部空间的相对压力高于规定压力时关闭。
2.根据权利要求1所述的升压用泵，其特征在于，通过所述第一推动部件向所述阀体施加的推动力和通过所述第二推动部件向所述阀体施加的推动力被调整为在离开所述阀座的位置上所述阀体处于均衡。
3.根据权利要求1或2所述的升压用泵，其特征在于，在大于所述低温液体气化的气体所产生的阻力的力对所述吸入用止回阀的阀体朝向使所述阀体接近所述吸入用止回阀的阀座的方向作用时，所述吸入用止回阀关闭。
4.根据权利要求2所述的升压用泵，其特征在于，通过所述第一推动部件向所述阀体施加的推动力和通过所述第二推动部件向所述阀体施加的推动力被调整为：在大于所述低温液体气化的气体所产生的阻力的力对所述吸入用止回阀的阀体朝向使所述阀体接近所述吸入用止回阀的阀座的方向作用时，所述吸入用止回阀关闭。
5.一种低温液体的升压方法，为对低压的低温液体进行升压而做成高压液体的低温液体的升压方法，其特征在于，
在对来自用以供给低压的低温液体的低压液体供给管的所述低温液体进行升压的升压用泵上设置有：气缸，具有吸入口和排出口，所述吸入口用以将所述低温液体吸入到所述气缸内部，所述排出口用以将所述低温液体升压而排出到所述气缸外部；活塞，在所述气缸内部空间内进行往复移动；吸入用止回阀，通过所述活塞的移动，能够使所述低温液体被吸入到所述升压用泵的所述气缸的内部空间，且防止所述低温液体从所述升压用泵回流到所述低压液体供给管内；第一推动部件，朝向离开阀座的方向推动所述吸入用止回阀的阀体；第二推动部件，朝向接近所述阀座的方向推动所述阀体，
其中，将所述吸入用止回阀按照下述方式进行调整：在所述活塞在所述气缸内部空间开始朝向所述吸入用止回阀侧移动时，所述吸入用止回阀处于开启状态，使在所述升压用泵内所述低温液体气化而成的气体通过所述吸入用止回阀而回流到所述低压液体供给管内，在大于所述低温液体气化的气体所产生的阻力的力对所述吸入用止回阀的阀体朝向使所述阀体接近所述吸入用止回阀的阀座的方向作用时关闭。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016-132981 | 2016-07-05 | ||
| JP2016132981A JP6106792B1 (ja) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 昇圧用ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107387393A CN107387393A (zh) | 2017-11-24 |
| CN107387393B true CN107387393B (zh) | 2018-11-06 |
Family
ID=58666332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710530648.3A Active CN107387393B (zh) | 2016-07-05 | 2017-06-29 | 升压用泵及低温液体的升压方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10280907B2 (zh) |
| JP (1) | JP6106792B1 (zh) |
| KR (1) | KR101798431B1 (zh) |
| CN (1) | CN107387393B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5934409B1 (ja) * | 2015-04-13 | 2016-06-15 | 三井造船株式会社 | 燃料供給装置 |
| DE102018201806A1 (de) * | 2018-02-06 | 2019-08-08 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe |
| IT201900003481A1 (it) * | 2019-03-11 | 2020-09-11 | Sacmi Forni Spa | Apparato e bruciatore per la cottura di manufatti ceramici |
| KR102005241B1 (ko) * | 2019-06-17 | 2019-07-30 | 주식회사 대영파워펌프 | 인버터 부스터 펌프 시스템 |
| CN113202716A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-08-03 | 西安航天动力研究所 | 一种大流量二氧化碳注入泵 |
| WO2024047055A1 (en) | 2022-08-30 | 2024-03-07 | SVANEHØJ Danmark A/S | A piston pump |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3304723A1 (de) * | 1983-02-11 | 1984-08-16 | Kienzle Apparate Gmbh, 7730 Villingen-Schwenningen | Anordnung einer einen zusatzkreislauf im betriebssystem eines dieselmotors speisende zusatzpumpe |
| US5188519A (en) * | 1991-07-11 | 1993-02-23 | Cvi Incorporated | Saturated fluid pumping apparatus |
| CN1083939C (zh) * | 1996-07-09 | 2002-05-01 | 三洋电机株式会社 | 线性压缩机 |
| AUPP484398A0 (en) * | 1998-07-24 | 1998-08-20 | Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited | Engine fuel pump |
| US6374852B1 (en) * | 2000-08-09 | 2002-04-23 | Brightvalve, Llc | Leak arresting valve |
| JP4146419B2 (ja) * | 2004-12-17 | 2008-09-10 | 三菱重工業株式会社 | 低温液化ガス昇圧ポンプ |
| US7377286B2 (en) * | 2005-02-10 | 2008-05-27 | King Jr Lloyd Herbert | Drain valve |
| JP4801409B2 (ja) * | 2005-10-06 | 2011-10-26 | 三菱重工業株式会社 | 低温流体用昇圧ポンプ |
| DE102009020064A1 (de) * | 2009-05-06 | 2010-11-11 | Dürr Systems GmbH | Fluidventil, insbesondere Rückführventil für eine Lackieranlage |
| US20130037132A1 (en) * | 2010-04-28 | 2013-02-14 | Jeremy A. Schmoll | Pressure-control Valve |
| JP2012163018A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 低温流体昇圧用ポンプシステム |
| JP5519857B1 (ja) * | 2013-12-26 | 2014-06-11 | 三井造船株式会社 | 低温液化ガスの吸入・吐出用弁体、往復式ポンプ、及び燃料ガス供給装置 |
-
2016
- 2016-07-05 JP JP2016132981A patent/JP6106792B1/ja active Active
-
2017
- 2017-06-27 KR KR1020170081121A patent/KR101798431B1/ko active IP Right Grant
- 2017-06-29 CN CN201710530648.3A patent/CN107387393B/zh active Active
- 2017-07-05 US US15/642,051 patent/US10280907B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20180010588A1 (en) | 2018-01-11 |
| KR101798431B1 (ko) | 2017-11-16 |
| JP6106792B1 (ja) | 2017-04-05 |
| CN107387393A (zh) | 2017-11-24 |
| US10280907B2 (en) | 2019-05-07 |
| JP2018003730A (ja) | 2018-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107387393B (zh) | 升压用泵及低温液体的升压方法 | |
| CN107407242B (zh) | 燃料供给装置及燃料供给方法 | |
| CN107429643B (zh) | 燃料供给装置及燃料供给方法 | |
| CN104884799B (zh) | 低温液化气体的吸入和排出用阀体、往复式泵、以及燃料气体供给装置 | |
| US9188069B2 (en) | Gaseous fuel system, direct injection gas engine system, and method | |
| CA2431225A1 (en) | Hydraulic energy storage systems | |
| US10550831B2 (en) | Cryogenic pump operation for controlling heat exchanger discharge temperature | |
| CN107614863B (zh) | 燃料供给装置及燃料供给方法 | |
| US8561390B2 (en) | Energy production system using combustion exhaust | |
| JP4545443B2 (ja) | 往復動式エンジンおよびその取入れシステム | |
| JP6932278B1 (ja) | 封入特性の向上した燃料ポンプ | |
| US20140271262A1 (en) | Seal-less piston pump for liquefied gas | |
| JP6586681B2 (ja) | 燃料供給装置 | |
| US10975675B2 (en) | Vacuum generator device through supersonic impulsion for oil wells | |
| US994687A (en) | Carbureter. | |
| RU2610356C1 (ru) | Устройство для дожимания газа | |
| US212967A (en) | Improvement in systems of pumping and cooling | |
| JP2016200140A (ja) | 燃料供給装置 | |
| US321929A (en) | Steam-boiler | |
| US956465A (en) | Pressure-generator. | |
| JP2020106094A (ja) | 液圧装置 | |
| US499828A (en) | John j | |
| JP2018040267A (ja) | 燃料供給装置および燃料供給方法 | |
| JP2003035101A (ja) | 内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Tokyo, Japan Applicant after: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Applicant before: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20181015 Address after: Tokyo, Japan Applicant after: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Applicant before: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240416 Address after: Tokyo Capital of Japan Patentee after: Mitsui Yiaisi Co.,Ltd. Country or region after: Japan Address before: Tokyo, Japan Patentee before: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING Co.,Ltd. Country or region before: Japan |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CI03 | Correction of invention patent |
Correction item: transfer of patent right Correct: Mitsui Yiaisi Machinery Co., Ltd.|Tokyo, Japan False: Mitsui Yiaisi Co., Ltd.|Tokyo, Japan Number: 18-02 Volume: 40 |
|
| CI03 | Correction of invention patent | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240426 Address after: Tokyo Capital of Japan Patentee after: Mitsui Yiaisi Co.,Ltd. Country or region after: Japan Address before: Tokyo, Japan Patentee before: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING Co.,Ltd. Country or region before: Japan |