FI125813B - Polttomoottorisovitelma - Google Patents

Polttomoottorisovitelma Download PDF

Info

Publication number
FI125813B
FI125813B FI20095891A FI20095891A FI125813B FI 125813 B FI125813 B FI 125813B FI 20095891 A FI20095891 A FI 20095891A FI 20095891 A FI20095891 A FI 20095891A FI 125813 B FI125813 B FI 125813B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
engine
arrangement according
exhaust
Prior art date
Application number
FI20095891A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095891A (fi
FI20095891A0 (fi
Inventor
Oskar Levander
Ggman Sten-Erik Hã
Original Assignee
Wã Rtsilã Finland Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wã Rtsilã Finland Oy filed Critical Wã Rtsilã Finland Oy
Priority to FI20095891A priority Critical patent/FI125813B/fi
Publication of FI20095891A0 publication Critical patent/FI20095891A0/fi
Priority to PCT/FI2010/050602 priority patent/WO2011023848A1/en
Priority to JP2012526091A priority patent/JP5801808B2/ja
Priority to CN2010800380871A priority patent/CN102482988A/zh
Priority to EP10747467.8A priority patent/EP2470762B1/en
Priority to KR1020127006451A priority patent/KR101674237B1/ko
Priority to DK10747467.8T priority patent/DK2470762T3/en
Publication of FI20095891A publication Critical patent/FI20095891A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI125813B publication Critical patent/FI125813B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/004—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for marine propulsion, i.e. for receiving simultaneously engine exhaust gases and engine cooling water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

POLTTOMOOTTORIJÄRJESTELY
Keksinnön ala
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen polttomoottori järjestely, joka käsittää polttomoottorin, polttomoottoriin liitetyn pakoputken polttomoottorista tulevan pakokaasuvirran vastaanottamiseksi, ja pakokaasuvirran suunnassa pakoputken jälkeen järjestetyn turbiiniyksikön, jossa on sähkögeneraattori.
Tekniikan taso
Vesialuksissa käytetään normaalisti polttomoottoreita, esim. dieselmoottoreita, tuottamaan propulsiovoimaa sekä sähköenergiaa muille aluksella oleville kuluttajille. Näiden moottoreiden, erityisesti dieselmoottoreiden, pakokaasu sisältää ylimääräistä energiaa, joka voidaan luokitella hukkaenergiaksi.
Perinteisissä järjestelyissä hukkaenergia otetaan talteen turboahtimessa, joka syöttää polttoilmaa moottorille. Korkeilla kuormituksilla energiaa on yleensä enemmän kuin tarvitaan, mutta toisaalta taas matalilla kuormituksilla turboahdin ei syötä riittävästi ilmaa. Jotta korkeilla kuormituksilla saadaan pakokaasusta otettua talteen enemmän energiaa, on vesialuksia varustettu ylimääräisellä pakokaasuturbiinilla, joka voi käyttää sähkögeneraattoria.
Ympäristösäädösten vuoksi yhä tiukempia päästönormeja sovelletaan nyt sekä tulevaisuudessa. Selektiivistä katalyyttistä pelkistystä (SCR) on tyypillisesti käytetty vähentämään NOx-päästöjä. Hyvään hyötysuhteeseen pääsemiseksi selektiivinen katalyyttinen pelkistys edellyttää melko korkeita lämpötiloja. Turboahdinta käytettäessä lämpötila laskee yleensä riittämättömälle tasolle. Tämän seurauksena selektiiviset katalyyttiset pelkistysyksiköt on järjestettävä pakokaasuvirrassa sellaiseen kohtaan, jossa lämpötila on riittävän korkea. Tämä aiheuttaa mm. tilaongelmia erityisesti vesialuksissa.
Keksinnön yhteenveto
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada polttomoottori järjestely, jolla vältetään yllämainitut ongelmat ja mahdollistetaan korkeampi hyötysuhde samalla kun myös päästöjä vähennetään. Tämä tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella polttomoottori järjestelyllä.
Keksinnön perusajatuksena on polttomoottori järjestely, jossa on perinteisen turboahtimen korvaava järjestelmä, joka parantaa moottorin hyötysuhdetta samalla mahdollistaen järjestelyt tehokkaalle päästöjen vähennykselle. Tämä on aikaansaatavissa polttomoottori järjestelyllä, joka käsittää edelleen selektiivisen katalyyttisen pelkistysyksikön, joka on pakokaasuvirran suunnassa järjestetty välittömästi ennen sähkögeneraattorilla varustettua turbiiniyksikköä, ja kompressoriyksikön, jossa on sähkömoottori ja joka on liitetty suoraan polttomoottoriin, jolloin kompressoriyksikkö on järjestetty syöttämään polttoilmaa polttomoottorille.
Edullisesti, ja pakokaasuvirran säätämiseksi edelleen, on pakokaasuvirran suunnassa välittömästi sähkögeneraattorilla varustetun turbiiniyksikön jälkeen järjestetty pakokaasun esilämmitin. Välittömästi pakokaasun esilämmittimen jälkeen pakokaasuvirran suunnassa voidaan järjestää myös äänenvaimennin.
Polttomoottori järjestelyä käytetään edullisesti vesialuksessa, jossa on konehuone polttomoottoria ja kompressoriyksikköä varten.
Konehuoneen yhteyteen on edullisesti järjestetty moottorikotelo, jolloin esim. pakokaasuputki ulottuu moottorikoteloon ja turbiiniyksikkö sähkögeneraattoreineen on järjestetty moottorikotelon sisään tilavaatimusten optimoimiseksi.
Myös selektiivinen katalyyttinen pelkistysyksikkö on edullisesti järjestetty moottorikoteloon.
Järjestelyssä on edullisesti vielä pakokaasun esilämmitin, joka voidaan edullisesti järjestää moottorikoteloon.
Lisäksi järjestely on edullisesti varustettu äänenvaimentimella, joka voidaan edullisesti järjestää moottorikoteloon.
Esillä oleva keksintö on erityisen edullinen silloin, kun polttomoottori on tyypillisesti vesialuksissa käytettävä, hidaskäyntinen kaksitahtimoottori. Ilman perinteistä turboahdinta pakokaasu voidaan johtaa suoraan selektiiviselle katalyyttiselle pelkistysyksikölle ennen sen johtamista turbiiniyksikölle, jolloin aikaansaadaan riittävän korkea lämpötila pelkistysprosessille.
Esillä oleva keksintö on erityisen edullinen silloin, kun polttomoottori on tyypillisesti vesialuksissa käytettävä keskinopea nelitahtimoottori. Ilman perinteistä turboahdinta pakokaasun suhteellisen korkea lämpötila mahdollistaa selektiivisen katalyyttisen pelkistysprosessin alkamisen aikaisemmin moottorin käynnistämisen aikana ja sen käynnissä olon myös hyvin alhaisilla kuormituksilla.
Esillä oleva keksintö on erityisen edullinen silloin, kun polttomoottori on tyypillisesti vesialuksissa käytettävä kaksoispolttoaine (diesel-kaasu) moottori. Tämä johtuu ilmavirtauksen riippumattomasta säätömahdollisuudesta, joka aikaansaadaan sähkömoottorin käyttämällä kompressoriyksiköllä.
Turbiiniyksikön sähkögeneraattori on edullisesti kytketty sähkömoottoriin kompressoriyksikön käyttämiseksi.
Turbiiniyksikön sähkögeneraattori on edullisesti kytketty sähkömoottoriin vesialuksessa olevan sähkökytkintaulun välityksellä, jolloin sähkökytkintaulun avulla myös muut aluksessa olevat kuluttajat voivat käyttää sähkögeneraattorin synnyttämää sähköenergiaa.
Turbiiniyksikön sähkögeneraattorin ja sähkökytkintaulun väliin on edullisesti järjestetty ensimmäinen säätölaite säätämään sähkö sopivaksi vesialuksen sähköverkolle.
Sähkökytkintaulun ja sähkömoottorin väliin on edullisesti järjestetty toinen säätölaite säätämään sähkömoottorin nopeutta.
Esillä olevan keksinnön edulliset ominaispiirteet on määritelty patenttivaatimuksissa 2-10.
Piirustuksen lyhyt kuvaus
Seuraavassa keksintöä selostetaan vain esimerkinomaisesti viitaten oheiseen kaavamaiseen piirustukseen, joka kuvaa esillä olevan keksinnön erästä suoritusmuotoa.
Yksityiskohtainen kuvaus
Piirustuksessa esitetyssä esillä olevan keksinnön suoritusmuodossa keksintöä hyödyntävä vesialus on merkitty yleisesti viitenumerolla 1. Vesialuksessa 1 on ainakin yksi polttomoottori 3, joka on sijoitettu vesialuksen 1 konehuoneeseen 2. Polttomoottori 3 on liitetty pääakseliin S, joka on kytketty esim. vesialuksen 1 propulsioyksikköön tai generaattoriin (ei esitetty).
Polttomoottorissa 3 on pakoputki 4 polttomoottorista 3 tulevan pakokaasuvirran vastaanottamiseksi. Tässä suoritusmuodossa pakoputki 4 on järjestetty johtamaan polttomoottorista 3 selektiiviseen katalyyttiseen pelkistysyksikköön 5. Pakokaasuvirran virtaussuunnassa on selektiivisen katalyyttisen pelkistysyksikön 5 jälkeen järjestetty sähkögeneraattorilla 7 varustettu turbiiniyksikkö 6, eli ns. pakokaasuturbiini. Sähkögeneraattorilla 7 varustetun turbiiniyksikön 6 jälkeen pakokaasuvirta on järjestetty ohjattavaksi pakokaasun esilämmittimeen 8 ja edelleen äänenvaimentimen 9 kautta ilmakehään.
Polttomoottorissa 3 on edelleen kompressoriyksikkö 10 polttoilman syöttämiseksi polttomoottorille 3. Ilmansyöttö kompressoriyksikölle 10 on merkitty paksulla nuolella 11. Kompressoriyksikkö 10 varustettu käyttölaitteella, joka on sähkömoottori 12.
Esitetyssä suoritusmuodossa konehuoneen 2 yhteyteen on järjestetty moottorikotelo 21. Moottorikotelo 21 on siten suorassa yhteydessä konehuoneeseen 2.
Pakoputki 4 (osittain kuten piirustuksessa esitetty), selektiivinen katalyyttinen pelkistysyksikkö 5, sähkögeneraattorilla 7 varustettu turbiiniyksikkö 6, pakokaasun esilämmitin 8, äänenvaimennin 9 sekä sähkömoottori 12 voidaan kaikki järjestää vesialuksen 1 moottorikotelon 21 sisään. Esillä olevan keksinnön edut voidaan kuitenkin saavuttaa toisella järjestelyllä, kuten seuraavassa yksityiskohtaisemmin selostetaan. Pakokaasun esilämmitin 8 ja äänenvaimennin 9 ovat keksinnön valinnaisia piirteitä riippuen kulloisistakin vaatimuksista. Järjestelyssä voi olla myös pakokaasuvirtaan sijoittuva kaasunpesuri (ei esitetty) sähkögeneraattorilla 7 varustetun turbiiniyksikön 6 jälkeen.
Turbiiniyksikön sähkögeneraattori 7 on edullisesti järjestetty syöttämään sähköenergiaa vesialuksessa 1 olevalle sähkökytkintaululle 14 ensimmäisen säätölaitteen 13 kautta. Sähköenergia on järjestetty syötettäväksi sähkökytkintaulun 14 avulla, edullisesti toisen säätölaitteen 15 kautta, ilmakompressoriyksikön 10 sähkömoottorille 12 mainitun ilmakompressorilaitteen 10 käyttämiseksi. Toiseen säätölaitteeseen 15 ja polttomoottoriin 3 kytketty automaatiojärjestelmä on kaaviomaisesti merkitty viitemerkinnällä A.
Piirustuksessa esitettyyn keksinnön suoritusmuotoon on lisätty myös kolme, viitenumerolla 16 merkittyä ns. moottorigeneraattoria (lisäyksikköä), jotka on liitetty sähkökytkintauluun 14 sähköenergian syöttämiseksi siihen. Moottorigeneraattoreista 16 saatava sähköenergia voidaan johtaa myös kompressoriyksikön 10 sähkömoottorille 12.
Kuten edellä on todettu, esillä olevaa keksintöä käytetään edullisesti vesialuksessa 1, jossa on konehuone 2 ja siihen liitetty moottorikotelo 21. Perinteinen turboahdin on korvattu sähkögeneraattorilla 7 varustetulla turbiiniyksiköllä 6, eli ns. pakokaasuturbiinilla. Turbiiniyksikön 6 sähkögeneraattorin 7 kehittämä sähköenergia syötetään vesialuksen 1 sähkökytkintaululle 14. Sähkögeneraattori 7 on kytketty sähkökytkintauluun 14 ensimmäisen säätölaitteen 13 kautta, joka on järjestetty säätämään sähkö sopivaksi, esim. taajuuden, jännitteen yms. suhteen, vesialuksen sähköverkolle. Kompressoriyksikköä 10 käyttää sähkömoottori 12, joka on kytketty sähkökytkintauluun 14 toisen säätölaitteen 15 kautta sähkömoottorin nopeuden säätämiseksi polttomoottorin ohjaussyötön mukaisesti. Kompressoriyksikkö 10 syöttää polttoilmaa polttomoottorille 3. Turbiiniyksikön 6 sähkögeneraattori 7 voidaan järjestää myös syöttämään sähköenergiaa sähkökytkintaulun 14 sijaan suoraan sähkömoottorille 12 (ei esitetty).
Normaalisti vesialuksen 1 sähkökytkintauluun 14 on liitetty myös muita generaattorilaitteita, esim. viitenumerolla 16 merkittyjä moottorigeneraattoreita, sähköenergian synnyttämiseksi.
Korkeilla kuormituksilla energiaa otetaan talteen enemmän kuin kompressoriyksikkö 10 sitä kuluttaa. Turbiiniyksikön 6 sähkögeneraattorin 7 avulla sitä voidaan syöttää sähkökytkintaululle 14 vesialuksen 1 muuta kulutusta varten.
Turbiiniyksikön 6 sähkögeneraattorilta 7 saatavaa sähköenergiaa voidaan syöttää myös muille aluksella oleville kuluttajille.
Lisäksi edellä kuvattu järjestely mahdollistaa kompressoriyksikön 10 tehon säätämisen riippumatta turbiiniyksikön 6 sähkögeneraattorin 7 tehosta. Tämä tarkoittaa, että polttomoottorille 3 voidaan syöttää riittävästi polttoilmaa kaikilla kuormituksilla. Perinteiseen turboahtimeen verrattuna ns. turboviivettä esiintyy vähemmän, koska sähkömoottorin 12 käyttämänä kompressoriyksikkö 10 voi nostaa tehoa nopeastikin. Tämä tarkoittaa, että moottorin kuormituksen nousu voi olla nopeampaa. On mahdollista päästä täsmälliseen syötetyn ilmamäärän säätöön.
Kompressoriyksikön 10 syöttämän ilman määrää voidaan säätää huomioiden ilman lämpötila, kosteus jne. ja varmistamalla, että polttomoottori 3 vastaanottaa ilmaa, jonka lämpötila on oikea. Verrattuna perinteiseen turboahtimeen, hukkaporttia tai ohivirtausjärjestelyä ei tarvita, koska kompressoriyksikköä 10 voidaan säätää riippumatta polttomoottorin kuormituksesta ja pakokaasuvirrasta. Lisäksi ilmavirtausta voidaan vähentää alhaisemmissa lämpötiloissa, mikä mahdollistaa toiminnan alhaisemmilla tulolämpötiloilla ja vähentää tarvetta lämmittää tuloilmaa. Tästä johtuen on edullista lisätä järjestelyyn lämpötilansäätö T, joka on kytketty automaatiojärjestelmään A.
Ilmavirtauksen itsenäinen säätö, joka voidaan aikaansaada kompressoriyksiköllä 10, on erityisen edullinen kaksoispolttoaine (diesel-kaasu) moottoreissa. Ilmantarve on aivan erilainen kaasumaista polttoainetta käytettäessä verrattuna dieselöljyyn.
Esillä olevan keksinnön mukaisessa polttomoottori järjestelyssä sähkögeneraattorin 7 käsittävä turbiiniyksikkö 6 ja kompressoriyksikkö 10 voidaan sijoittaa toisistaan riippumattomasti, jolloin niitä ei tarvitse sijoittaa suoraan polttomoottorille 3. Näin turbiiniyksikkö 6 sähkögeneraattoreineen 7 voidaan sijoittaa moottorikoteloon 21.
Jos polttomoottori 3 on hidaskäyntinen kaksitahtimoottori, jossa on perinteinen turboahdin, pakokaasun virtaus tapahtuu normaalisti moottorista selektiiviselle katalyyttiselle pelkistysyksikölle ja sen jälkeen turboahtimelle (ja edelleen pakokaasun esilämmittimelle), jotta aikaansaadaan pakokaasua, jonka lämpötila on riittävän korkea pelkistysprosessille.
Koska turboahdin rakennetaan normaalisti moottorille, on myös selektiivisen katalyyttisen pelkistysyksikön oltava lähellä moottoria, mikä edellyttää riittävästi tilaa konehuoneessa.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti, johtuen sähkögeneraattorin 7 käsittävän turbiiniyksikön 6 ja kompressoriyksikön 10 toisistaan riippumattomasta sijoittelusta, selektiivinen katalyyttinen pelkistysyksikkö 5 voidaan järjestää moottorikoteloon 21 vastaanottamaan pakokaasuvirtaus suoraan polttomoottorin 3 pakoputkesta 4. Myöskään lisäpuhaltimelle alhaisia moottorikuormituksia varten ei ole tarvetta. Näin ollen itse konehuoneessa tarvitaan vähemmän tilaa, mikä myös mahdollistaa joustavammat järjestelyt.
Tämän järjestelyn tärkeänä lisäetuna on se, että polttomoottorista 3 selektiiviselle katalyyttiselle pelkistysyksikölle 5 tulevalla pakokaasuvirtauksella on välikomponentin, esim. turboahtimen, puuttuessa riittävän korkea lämpötila, jotta aikaansaadaan tehokas selektiivinen katalyyttinen pelkistysprosessi myös hidaskäyntiselle, vesialuksissa tyypillisesti käytettävälle kaksitahtimoottorille.
Jos polttomoottori 3 on keskinopea nelitahtimoottori, jossa on perinteinen turboahdin, pakokaasun virtaus tapahtuu normaalisti moottorista turboahtimelle ja sen jälkeen selektiiviselle katalyyttiselle pelkistysyksikölle (ja edelleen pakokaasun esilämmittimelle). Koska esillä olevan keksinnön mukaisesti ei välikomponenttia, kuten turboahdinta, kuitenkaan ole, selektiivinen katalyyttinen pelkistysyksikkö 5 alkaa toimia nopeammin moottorin käynnistyksen aikana ja myös hyvin alhaisilla kuormituksilla johtuen pakokaasuvirran korkeammasta lämpötilasta ennen selektiivistä katalyyttistä pelkistysyksikköä 5. Tämä tehostaa päästöjen vähentämistä.
Selitys ja siihen liittyvä piirustus on tarkoitettu vain selventämään keksinnön perusajatusta. Keksintö voi vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

1. Polttomoottori järjestely, jota käytetään vesialuksessa (1), jossa on konehuone (2) ja suoraan konehuoneeseen liitetty moottorikotelo (21), joka polttomoottori järjestely käsittää polttomoottorin (3), polttomoottoriin liitetyn pakoputken (4) polttomoottorista tulevan pakokaasuvirran vastaanottamiseksi, ja pakokaasuvirran suunnassa pakoputken (4) jälkeen järjestetyn turbiiniyksikön (6), jossa on sähkögeneraattori (7), jotka pakoputki (4), turbiiniyksikkö (6) ja sähkögeneraattori (7) on järjestetty moottorikoteloon (21), joka polttomoottori järjestely käsittää edelleen kompressoriyksikön (10), jossa on sähkömoottori (12) ja joka on liitetty suoraan polttomoottoriin (3), jolloin kompressoriyksikkö (10) on järjestetty syöttämään polttoilmaa polttomoottorille (3) ja jolloin sähkögeneraattori (7) on liitetty sähkömoottoriin (12), tunnettu siitä, että polttomoottori järjestely käsittää edelleen selektiivisen katalyyttisen pelkistysyksikön (5), joka on järjestetty moottorikoteloon (21) pakokaasuvirran suunnassa välittömästi ennen sähkögeneraattorilla (7) varustettua turbiiniyksikköä (6) ja turbiiniyksikön (6) sähkögeneraattori (7) on kytketty sähkömoottoriin (12) sähkökytkintaulun (14) välityksellä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että pakokaasuvirran suunnassa välittömästi sähkögeneraattorilla (7) varustetun turbiiniyksikön (6) jälkeen on järjestetty pakokaasun esilämmitin (8).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että pakokaasuvirran suunnassa välittömästi pakokaasun esilämmittimen (8) jälkeen on järjestetty äänenvaimennin (9).
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että pakokaasun esilämmitin (8) on järjestetty moottorikoteloon (21).
5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että äänenvaimennin (9) on järjestetty moottorikoteloon (21).
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että polttomoottori (3) on hidaskäyntinen kaksitahtimoottori.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että polttomoottori (3) on keskinopea nelitahtimoottori.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että polttomoottori (3) on kaksoispolttoaine (diesel-kaasu) moottori.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että turbiiniyksikön (6) sähkögeneraattorin (7) ja sähkökytkintaulun (14) väliin on järjestetty ensimmäinen säätölaite (13).
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori järjestely, tunnettu siitä, että sähkökytkintaulun (14) ja sähkömoottorin (12) väliin on järjestetty toinen säätölaite (15).
FI20095891A 2009-08-28 2009-08-28 Polttomoottorisovitelma FI125813B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095891A FI125813B (fi) 2009-08-28 2009-08-28 Polttomoottorisovitelma
PCT/FI2010/050602 WO2011023848A1 (en) 2009-08-28 2010-07-19 Internal combustion engine arrangement
JP2012526091A JP5801808B2 (ja) 2009-08-28 2010-07-19 内燃エンジン装置
CN2010800380871A CN102482988A (zh) 2009-08-28 2010-07-19 内燃发动机装置
EP10747467.8A EP2470762B1 (en) 2009-08-28 2010-07-19 Internal combustion engine arrangement
KR1020127006451A KR101674237B1 (ko) 2009-08-28 2010-07-19 내연기관 구성
DK10747467.8T DK2470762T3 (en) 2009-08-28 2010-07-19 Internal combustion engine arrangement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095891 2009-08-28
FI20095891A FI125813B (fi) 2009-08-28 2009-08-28 Polttomoottorisovitelma

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095891A0 FI20095891A0 (fi) 2009-08-28
FI20095891A FI20095891A (fi) 2011-03-01
FI125813B true FI125813B (fi) 2016-02-29

Family

ID=41050715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095891A FI125813B (fi) 2009-08-28 2009-08-28 Polttomoottorisovitelma

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2470762B1 (fi)
JP (1) JP5801808B2 (fi)
KR (1) KR101674237B1 (fi)
CN (1) CN102482988A (fi)
DK (1) DK2470762T3 (fi)
FI (1) FI125813B (fi)
WO (1) WO2011023848A1 (fi)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014053169A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-10 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Gas reformation with motor driven compressor
CN103195556A (zh) * 2013-04-19 2013-07-10 海宁市巨洋智能科技开发有限公司 一种汽车上的增压系统
DK178105B1 (en) * 2013-10-31 2015-05-26 Man Diesel & Turbo Deutschland A combustion engine system
US9387438B2 (en) 2014-02-14 2016-07-12 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Modular system for reduction of sulphur oxides in exhaust
JP6062385B2 (ja) * 2014-02-27 2017-01-18 三菱重工業株式会社 混焼エンジン用排熱回収装置および混焼エンジン用排熱回収装置の制御方法
AT515887A1 (de) 2014-05-20 2015-12-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Anfahren eines Thermoreaktors
EP3081790A1 (en) * 2015-02-20 2016-10-19 Winterthur Gas & Diesel Ltd. Dual-fuel marine combustion engine with exhaust gas recirculation for suppressing pre-ignition
AT517668A1 (de) * 2015-09-04 2017-03-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Brennkraftmaschine
AT517670B1 (de) 2015-09-04 2023-03-15 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Abgasnachbehandlungsvorrichtung
KR102283860B1 (ko) * 2016-06-28 2021-08-02 현대중공업 주식회사 선박
KR102283847B1 (ko) * 2016-06-28 2021-08-02 현대중공업 주식회사 선박
CN107061028A (zh) * 2017-03-15 2017-08-18 王艺澄 一种船用低速发动机变热力循环模式运行的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54140137U (fi) * 1978-03-24 1979-09-28
CH653411A5 (en) * 1981-05-29 1985-12-31 Ivo Schumacher Method for the supercharging of internal combustion engines
FR2592916A1 (fr) * 1986-01-14 1987-07-17 Rivart Jean Claude Dispositif permettant l'amelioration et l'extension de l'utilisation des turbo-compresseurs dans les moteurs thermiques.
EP0492655A1 (en) * 1990-12-17 1992-07-01 Isuzu Motors Limited Amphibian motor vehicle
JP2000508400A (ja) * 1996-04-12 2000-07-04 オールマン，ハンス―アルミン ２サイクル内燃機関用空気および排気ガス管理システム
JP2003042004A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Honda Motor Co Ltd 小型滑走艇の出力軸構造
DE102004027593A1 (de) * 2004-06-05 2005-12-29 Man B & W Diesel Ag Motorenanlage mit Abgasturboaufladung und Betrieb eines SCR-Katalysators
JP2006090336A (ja) * 2005-12-21 2006-04-06 Honda Motor Co Ltd 過給機
EP1994328A4 (en) * 2006-03-15 2018-03-07 Woodside Energy Limited Onboard regasification of lng
KR101118661B1 (ko) * 2007-05-03 2012-03-06 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 크로스 헤드를 구비한 대형 2행정 슈퍼 차져 디젤 엔진
WO2009076659A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Foss Maritime Company Hybrid propulsion systems

Also Published As

Publication number Publication date
DK2470762T3 (en) 2015-12-07
CN102482988A (zh) 2012-05-30
WO2011023848A1 (en) 2011-03-03
JP2013503290A (ja) 2013-01-31
JP5801808B2 (ja) 2015-10-28
FI20095891A (fi) 2011-03-01
KR101674237B1 (ko) 2016-11-08
EP2470762B1 (en) 2015-08-26
KR20120067338A (ko) 2012-06-25
EP2470762A1 (en) 2012-07-04
FI20095891A0 (fi) 2009-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI125813B (fi) Polttomoottorisovitelma
JP4592816B2 (ja) Ｓｃｒ反応器を備える大型ターボ過給型ディーゼルエンジン
KR101116455B1 (ko) 과급 장치
JP5167326B2 (ja) エンジン排気エネルギー回収装置
US7152393B2 (en) Arrangement for utilizing the throttle energy of an internal combustion engine
JP2009041386A (ja) エンジンの過給装置
EP3051111B1 (en) Waste heat recovery system, ship propulsion system, ship, and waste heat recovery method
JP2010038153A (ja) 自動車用のドライブトレイン
JP2012172647A (ja) ターボ過給機を備えたエンジンの排熱回収システム
JP2007332960A (ja) 二次空気吹込み装置を備えた内燃機関
JP2012097716A5 (fi)
JP5918722B2 (ja) ディーゼルエンジン、およびそのディーゼルエンジンの出力向上方法
KR20210143865A (ko) 배를 위한 공기 공급 장치, 이를 포함하는 배, 및 공기를 공기 윤활 디바이스에 공급하기 위한 방법
JP2014137050A (ja) エンジンシステム及び船舶
JP2008075589A (ja) 内燃機関のｅｇｒガス掃気装置
JP2010274905A (ja) 船舶推進システム及び該システムを装備する船舶
EP2482443A1 (en) Internal combustion engine system and ship
KR20100024983A (ko) 내연기관을 위한 과급 시스템
JP6852180B2 (ja) 内燃機関の冷却制御装置
US20130047604A1 (en) Internal combustion engine and method for operating internal combustion engine
EP3263864B1 (en) Engine start-up device, start-up method, and ship equipped with start-up device
JP2008280975A (ja) 排気ガス還流装置
JP2002266649A (ja) Ｅｇｒ装置
JP2007032476A (ja) 内燃機関の制御装置
CN110832179B (zh) 内燃机的增压器剩余动力回收装置及船舶

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 125813

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed