JP2014224524A - Combustion engine and method of supplying gas fuel to such engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃エンジンに関し、この内燃エンジンは、少なくとも、パイロット燃料のための第1の燃料貯蔵部と、液化ガス燃料のための少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部と、パイロット燃料ポンプ、および少なくとも200バールの圧力でガスを供給するためのガス燃料ポンプを備える燃料供給システムと、パイロット燃料を噴射するための、および気体ガス燃料を噴射するための噴射システムとを有し、ガス燃料ポンプは、少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部の中に少なくとも部分的に位置付けられ、高圧ガス導管を通して噴射システムに連結しており、高圧ガス導管は、液化ガス燃料を気体ガス燃料へ蒸発させるための少なくとも1つの熱交換器を有する。 The present invention relates to an internal combustion engine, the internal combustion engine comprising at least a first fuel reservoir for pilot fuel, at least a second fuel reservoir for liquefied gas fuel, a pilot fuel pump, and A fuel supply system comprising a gas fuel pump for supplying gas at a pressure of at least 200 bar; and an injection system for injecting pilot fuel and for injecting gaseous gas fuel, the gas fuel pump comprising: , At least partially positioned in the at least one second fuel reservoir and connected to the injection system through a high pressure gas conduit, the high pressure gas conduit at least for evaporating the liquefied gas fuel into the gaseous gas fuel Has one heat exchanger.
デンマーク特許出願第200900434号は、そのような内燃エンジンを開示しており、ガス燃料ポンプが、液化ガス燃料を送達し、熱交換器が、周囲空気の形態の加熱媒体を供給され、熱交換器の下流では、冷却された空気が、エンジンの上のターボチャージャーの圧縮機入口部に送達される。代替的な実施形態として、圧縮機の空気出口部(そこでは、圧縮に起因して、空気がより温かい)から加熱媒体が取り出されることが提案されている。 Danish patent application 200900434 discloses such an internal combustion engine, in which a gas fuel pump delivers liquefied gas fuel, a heat exchanger is supplied with a heating medium in the form of ambient air, and the heat exchanger Downstream, the cooled air is delivered to the turbocharger compressor inlet above the engine. As an alternative embodiment, it has been proposed that the heating medium is removed from the air outlet of the compressor, where the air is warmer due to compression.
欧州特許第1990272号は、LNG貯蔵タンクを有するLNG運搬船舶の中の内燃エンジンへの燃料ガス供給システムを説明している。第1のポンプが、LNG貯蔵タンクの中に、またはタンクのすぐ外側に設置され、ポンプ出口部において、約27バールの圧力へのLNGの初期圧縮を実施する。次いで、LNGは、熱交換器を通り、その出口部において、LNGは、約−100℃の温度および約27バールの圧力を有する。熱交換器の下流において、LNGは、第2のポンプの中で約250バールの圧力まで加圧され、第2の熱交換器を通して、液体LNGとしてエンジンの噴射システムへと渡される。第1の熱交換器には、第2の燃料貯蔵部の上側部分から取り出され、第2の燃料貯蔵部の下側部分において一方の側を通して戻されるボイルオフガスが供給される。圧縮機と冷却器とが、熱交換器の上流において、ボイルオフガスラインの中に位置付けられる。熱交換器の下流において、ボイルオフガスは液体である。ラインの中の圧力制御弁は、貯蔵部の中のLNGの液柱の圧力水頭を加えて、第2の燃料貯蔵部の中の圧力に対応させるために、ラインの中の圧力を膨張させる。 European Patent No. 1990272 describes a fuel gas supply system to an internal combustion engine in an LNG carrier vessel having an LNG storage tank. A first pump is installed in or just outside the LNG storage tank and performs an initial compression of LNG to a pressure of about 27 bar at the pump outlet. The LNG then passes through the heat exchanger, and at its outlet, the LNG has a temperature of about -100 ° C and a pressure of about 27 bar. Downstream of the heat exchanger, LNG is pressurized in a second pump to a pressure of about 250 bar and passed through the second heat exchanger as liquid LNG to the engine's injection system. The first heat exchanger is supplied with boil-off gas that is removed from the upper portion of the second fuel reservoir and returned through one side in the lower portion of the second fuel reservoir. A compressor and cooler are positioned in the boil-off gas line upstream of the heat exchanger. Downstream of the heat exchanger, the boil-off gas is a liquid. A pressure control valve in the line expands the pressure in the line to add the pressure head of the LNG liquid column in the reservoir to correspond to the pressure in the second fuel reservoir.
本発明の目的は、運転中の内燃エンジンのエネルギー利用を改善させることである。 An object of the present invention is to improve the energy utilization of an internal combustion engine during operation.
このことを目的として、本発明による内燃エンジンは、第1の加熱媒体流路の中において、第2の燃料貯蔵部からのボイルオフガスのための出口部ラインが、圧縮機デバイスを介して熱交換器に連結されており、第1の加熱媒体流路は、熱交換器の上に、入口部ラインに連結された出口部を有し、入口部ラインは、第2の燃料貯蔵部の上側部分を通って、少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部の中に位置付けられた少なくとも1つの膨張ノズルデバイスへ下方に延びることを特徴とする。 To this end, the internal combustion engine according to the invention has an outlet line for boil-off gas from the second fuel reservoir in the first heating medium flow path through the compressor device. The first heating medium flow path has an outlet portion connected to the inlet line on the heat exchanger, the inlet line being an upper portion of the second fuel storage section And extending downward to at least one expansion nozzle device positioned in the at least one second fuel reservoir.
高圧ガス導管は、200バールを超える圧力で液体LNGを熱交換器に送達し、ボイルオフガスは、ガス燃料を温めるために第1の加熱媒体として使用される。ガス燃料を温めることによって、ボイルオフガスそれ自体は冷却され、ボイルオフガスは、熱交換器の上流で圧縮されているので、ボイルオフガスを膨張させ、したがって、ボイルオフガスをさらに冷却することを可能にする。熱交換器を出ていくボイルオフガスは、入口部ラインを介して第2の燃料貯蔵部に送達され、第2の燃料貯蔵部の中のガス圧力への膨張が、第2の燃料貯蔵部の中のボイルオフガスの冷却を引き起こす。 The high pressure gas conduit delivers liquid LNG to the heat exchanger at a pressure above 200 bar and the boil-off gas is used as the first heating medium to warm the gaseous fuel. By warming the gas fuel, the boil-off gas itself is cooled, and the boil-off gas is compressed upstream of the heat exchanger, so it expands the boil-off gas and thus allows the boil-off gas to be further cooled. . The boil-off gas exiting the heat exchanger is delivered to the second fuel reservoir via the inlet line, and expansion to gas pressure in the second fuel reservoir is caused by the second fuel reservoir. Causes cooling of the boil-off gas inside.
ある実施形態では、少なくとも1つの熱交換器が、船の中の空調システムの中の流体回路、船の中の水冷却器、冷凍機の中の冷却流体回路、または内燃エンジンの油冷却器もしくは入口空気冷却器のような、液体供給源に連結されている少なくとも第2の加熱媒体流路を有する。液体供給源は、ガス燃料に熱を送達し、同時に液体供給源自体が冷却され、したがって、そうでなければ通常は、電気を消費している他の手段による冷却を回避する。 In some embodiments, the at least one heat exchanger is a fluid circuit in an air conditioning system in a ship, a water cooler in a ship, a cooling fluid circuit in a refrigerator, or an oil cooler of an internal combustion engine or At least a second heating medium flow path connected to a liquid supply, such as an inlet air cooler. The liquid source delivers heat to the gas fuel while the liquid source itself is cooled, thus otherwise avoiding cooling by other means that typically consume electricity.
ある実施形態では、少なくとも1つの熱交換器が、内燃エンジンへの入口空気流路のような、ガス供給源に連結されている少なくとも第3の加熱媒体流路を有する。第3の媒体流路は、任意の第2の媒体流路がなくても適用可能である。ガス供給源は、ガス燃料に熱を送達し、同時にガス供給源自体が冷却され、したがって、冷却器の状態を獲得し、有利には、エンジンの特定の燃料消費(生成されるkWh当たりに使われる燃料質量)を低下させ、またはそうでなければ通常は、電気を消費している他の手段による冷却をまさに回避する。 In certain embodiments, the at least one heat exchanger has at least a third heating medium flow path coupled to a gas supply, such as an inlet air flow path to the internal combustion engine. The third medium channel can be applied without any second medium channel. The gas source delivers heat to the gas fuel and at the same time the gas source itself is cooled, thus acquiring the state of the cooler, and advantageously using the specific fuel consumption of the engine (per kWh produced). Reducing the fuel mass) or otherwise just avoiding cooling by other means that are usually consuming electricity.
2つの先述の実施形態の利点を組み合わせた実施形態では、少なくとも1つの熱交換器が、液体供給源に連結されている少なくとも第2の加熱媒体流路と、ガス供給源に連結されている少なくとも第3の加熱媒体流路とを有する。 In an embodiment combining the advantages of the two previous embodiments, at least one heat exchanger is at least a second heating medium flow path connected to the liquid source and at least connected to the gas source. A third heating medium flow path.
ある実施形態では、第2の燃料ガス貯蔵部の中に位置付けられたガス燃料ポンプが、2つの段を有し、第1の段が、プライマーポンプ送給段であり、第2の段が、遠心ポンプ圧力段である。ピストンポンプ送給段の利点は、遠心ポンプが第2の燃料ガス貯蔵部の内側壁部から所定の距離に取り付けられることを可能にし、さらに、貯蔵部から事実上すべての液体LNGをポンプ送りすることができるようにすることとなり、それは、ピストンポンプ送給段は、貯蔵部の底部に近い入口開口部を有する吸い込みラインを介して、貯蔵部の底部からLNGを引き出すことが可能であるからである。 In an embodiment, a gas fuel pump positioned in the second fuel gas reservoir has two stages, the first stage is a primer pump delivery stage, and the second stage is Centrifugal pump pressure stage. The advantage of the piston pumping stage allows the centrifugal pump to be mounted at a predetermined distance from the inner wall of the second fuel gas reservoir and further pumps virtually all liquid LNG from the reservoir. Because the piston pump feed stage can draw LNG from the bottom of the reservoir via a suction line with an inlet opening near the bottom of the reservoir. is there.
別の態様では、本発明は、噴射システムの中に少なくとも200バールの圧力で気体ガス燃料を備える内燃エンジンを供給する方法に関し、内燃エンジンが、少なくとも、パイロット燃料のための第1の燃料貯蔵部と、液化ガス燃料のための少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部とを有し、噴射システムは、パイロット燃料を噴射し、気体ガス燃料を噴射し、ガス燃料ポンプは、少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部の中に少なくとも部分的に位置付けられ、高圧ガス導管を通して噴射システムに連結されており、高圧ガス導管は、液化ガス燃料を気体ガス燃料へ蒸発させるための少なくとも1つの熱交換器を有する。 In another aspect, the invention relates to a method of supplying an internal combustion engine with gaseous gas fuel at a pressure of at least 200 bar in an injection system, wherein the internal combustion engine is at least a first fuel reservoir for pilot fuel. And at least one second fuel reservoir for liquefied gas fuel, the injection system injects pilot fuel, injects gaseous gas fuel, and the gas fuel pump has at least one second fuel reservoir. Located at least partially within the fuel reservoir and connected to the injection system through a high pressure gas conduit, the high pressure gas conduit having at least one heat exchanger for evaporating the liquefied gas fuel into the gaseous gas fuel .
本発明によれば、第2の燃料貯蔵部からの第1の加熱媒体流路の中のボイルオフガスが、圧縮機デバイスの中で設定圧力に圧縮され、ガス燃料を加熱するための熱交換器に送達され、少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部の中に位置付けられた少なくとも1つの膨張ノズルデバイスは、熱交換器からのボイルオフガスが供給され、このボイルオフガスを、第2の燃料貯蔵部の上側部分の中のボイルオフガスの中へ膨張させる。ガス燃料を加熱するためにボイルオフガスを使用すると、エネルギーが節約され、ボイルオフガスを液化するための別個のエネルギー消費が節約される。冷却されたボイルオフガスが第2の燃料貯蔵部の上側部分のガスの中へ膨張することにより、ボイルオフガスの効率的なさらなる冷却がもたらされる。 According to the invention, the boil-off gas in the first heating medium flow path from the second fuel reservoir is compressed to a set pressure in the compressor device and heats the gas fuel. The at least one expansion nozzle device delivered to the at least one second fuel reservoir is supplied with boil-off gas from the heat exchanger, and this boil-off gas is passed to the second fuel reservoir. Inflate into the boil-off gas in the upper part. Using boil-off gas to heat the gaseous fuel saves energy and separate energy consumption to liquefy the boil-off gas. The cooled boil-off gas expands into the gas in the upper portion of the second fuel reservoir, resulting in efficient further cooling of the boil-off gas.
ボイルオフガスの設定圧力は、例として、2バールから5バールの範囲、約3バールなどに設定され、それにより、ボイルオフガスを、設定圧力においておおよそ−153℃から−138℃の中の温度にし、1バールの圧力に膨張されると、そこから−163℃の温度まで冷却することを可能にする。また、設定圧力をより大きくすることも可能であるが、圧縮はエネルギーを消費するので、この圧力は、必要とされるよりも大きくすべきではない。 The set pressure of the boil-off gas is set as an example in the range of 2 bar to 5 bar, about 3 bar, etc., so that the boil-off gas is brought to a temperature approximately between −153 ° C. and −138 ° C. When expanded to a pressure of 1 bar, it is then possible to cool to a temperature of -163 ° C. It is also possible to increase the set pressure, but since compression consumes energy, this pressure should not be greater than needed.
いくつかの場合には、入口部ラインの中のボイルオフガスの温度が設定温度よりも高いときに、バイパスラインの中の流量制御弁が、入口部ラインから出口部ラインへボイルオフガスを迂回させるために開くのであれば、有利であり得る。ガス燃料消費が低ければ、第2の燃料貯蔵部を迂回させ、入口部ラインから出口部ラインへボイルオフガスを循環させることが有利であり得、これは、流量制御弁によって制御可能である。 In some cases, the flow control valve in the bypass line bypasses the boil-off gas from the inlet line to the outlet line when the temperature of the boil-off gas in the inlet line is higher than the set temperature. Can be advantageous. If the gas fuel consumption is low, it may be advantageous to bypass the second fuel reservoir and circulate boil-off gas from the inlet line to the outlet line, which can be controlled by a flow control valve.
本発明の実施形態の例が、以下に、非常に概略的な図面を参照して、さらに詳細に説明されている。 Examples of embodiments of the invention are described in more detail below with reference to a very schematic drawing.
図1のLNG運搬船は、上部構造2の下方に位置付けられたエンジンルーム1の中に主推進エンジンを有する。エンジンは、船舶の推進のためにプロペラ3を駆動する。LNG運搬船は、複数の(図示されている実施形態では4つの)LNG貯蔵タンクを有し、それぞれは、内燃エンジンへの液化ガス燃料のための第2の燃料貯蔵部4である。LNG運搬船の目的は、生産現場からLNGのための利用現場へLNGを輸送することであるが、LNG貯蔵タンクは、輸送中に、内燃エンジンのための燃料貯蔵部としての機能も果たす。
The LNG carrier of FIG. 1 has a main propulsion engine in an
船舶は、LNG運搬船である必要はなく、任意の別のタイプの船舶であることも可能であり、第2の燃料貯蔵部4は、単に燃料貯蔵部としての役割を果たし、船舶の貨物領域から独立している。そのような他のタイプの船舶の例は、RoRo船、コンテナ船、タンカー、自動車運搬船、ばら積み貨物船、プロダクトタンカー、シャトル運搬船などである。
The vessel need not be an LNG carrier, but can be any other type of vessel, and the
図2では、主推進エンジンが、より詳細に、内燃エンジンとして示されている。内燃エンジンは、ピストンエンジンであり、好ましくは、2ストローククロスヘッド式内燃エンジンであり、全体として、5で示されている。エンジンは、4個から15個のシリンダーを有することが可能である。エンジンは、例えば、MAN Diesel&Turbo製のタイプMEまたはMC、Wartsila製、またはMitsubishi製であることが可能である。シリンダーは、例えば、25cmから120cmの範囲、好ましくは、60cmから120cmの範囲の穴を有することが可能である。主推進エンジンとして使用される2ストローククロスヘッド式内燃エンジンは、典型的に、60rpmから200rpmの範囲のrpmとして示される速度を有する。これらのエンジンは、低速エンジンと名付けられている。低速は、推進スラスト力をプロペラを介して船舶の後に続く水に伝達するために要求される。スラスト力を水に伝達するのに、プロペラは、面積が大きいこと、したがって、直径が大きいことが必要である。プロペラにおけるキャビテーションは望ましくないので、推進エンジンの速度を、60rpmから200rpmなどの低速範囲に制限することが必要である。 In FIG. 2, the main propulsion engine is shown in more detail as an internal combustion engine. The internal combustion engine is a piston engine, preferably a two-stroke crosshead internal combustion engine, generally indicated at 5. The engine can have 4 to 15 cylinders. The engine can be, for example, type ME or MC from MAN Diesel & Turbo, manufactured by Wartsila, or manufactured by Mitsubishi. The cylinder can have holes in the range of, for example, 25 cm to 120 cm, preferably in the range of 60 cm to 120 cm. Two-stroke crosshead internal combustion engines used as main propulsion engines typically have a speed indicated as rpm in the range of 60 rpm to 200 rpm. These engines are named low speed engines. Low speed is required to transmit propulsive thrust force through the propeller to the water that follows the vessel. In order to transmit the thrust force to the water, the propeller needs to have a large area and therefore a large diameter. Since cavitation in the propeller is undesirable, it is necessary to limit the speed of the propulsion engine to a low speed range such as 60 rpm to 200 rpm.
エンジン5は、複数のシリンダーを有し、それぞれが、シリンダーの中に往復ピストンを有する。2ストローククロスヘッド式内燃エンジンでは、シリンダーは、典型的に、ユニフロー掃気タイプのものであり、排気弁6が、シリンダーの上部に位置付けられ、および掃気空気ポート(図示せず)が、シリンダーの下側端部に位置付けられる。シリンダーからの排気ガスが、排気ガスレシーバー7、およびターボチャージャー8のタービン部分に通され、ターボチャージャー8の圧縮機部分は、圧縮された入口空気を入口空気チャンバー9に供給する。このチャンバーから、入口空気は、入口空気冷却器10を通過し、シリンダーの中の掃気空気ポートを取り囲む領域に進むことが可能である。
The
エンジンは、パイロット燃料を噴射するための、およびガス燃料を噴射するための噴射システムを有し、安全上の理由で、ガス燃料を噴射するためのシステムには、空気取入れ口システムと不活性ガスシステムとが設けられている。空気取入れ口システムは、ガス燃料パイプ16を取り囲むパイプ15の中に設けられており、2つのパイプの間の環状のスペースは、内側パイプからのガス漏れを監視することを可能にする。空気取入れ口は、11にあり、システムが通常通り作動している場合には、空気出口部は、12にある。一対の炭化水素検出器13が、空気出口部12につながる導管の中で、エンジンの下流に設置されている。加圧された不活性ガス14の供給源が、ガス燃料パイプ16に連結されており、エンジンのシャットダウンのときに、不活性ガスが、ガス燃料パイプをガスでパージするために、ガス燃料パイプに供給される。
The engine has an injection system for injecting pilot fuel and for injecting gas fuel, and for safety reasons, the system for injecting gas fuel includes an air intake system and an inert gas System. An air intake system is provided in the
第1の燃料貯蔵部17が、内燃エンジンのそれぞれのシリンダー19の上の燃料噴射器18にパイロット燃料を供給する。パイロット燃料は、例えば300バールの圧力で供給され、シリンダーの中のそれぞれの燃料噴射シーケンスを開始させるために使用される。パイロット燃料は、燃料油であることが可能であり、燃焼ストロークの終わりに燃焼室の中で利用可能な圧縮圧力で、燃焼室の中で自己着火することができる。要求されるパイロット油圧力が検出されると、それぞれのシリンダー19の上のガス噴射器20には、ポンプ21からの制御油が提供され、ガスを噴射するために、ガス噴射器20において、制御油圧力が要求される。制御油は、パイロット油が噴射できない場合には、ガスがシリンダーの中へ確実に噴射されないようにする。また、ガス噴射器20には、シーリング油ライン22を介して、加圧されたシーリング油も供給される。シーリング油は、噴射ノズルを通る以外のガス噴射器からのガスの漏出を防止する。
A
第2の燃料貯蔵部4からのガスは、ガス燃料パイプ16へ供給され、アキュムレーター23に流れ、ガス噴射が起こるときに、噴射器20へのガスのために制御弁24が開く。ガス燃料パイプ16と噴射器20との間にコモンレールパイプが存在することが可能であり、その場合には、アキュムレーター23をなくすことが可能である。
Gas from the
第2の燃料貯蔵部4(図6)におけるガス燃料ポンプ25は、貯蔵部の上側部分を通して取り付けられている。ポンプは、単段ポンプであることが可能であるが、好ましくは、それは少なくとも2つの段を有し、第1の段は、ピストンポンプなどのプライマーポンプであり、第2の段は、遠心ポンプである。遠心ポンプは、複数のポンプ段を有することが可能である。ポンプは、クライオポンプであり、例は、Cryogenic Industries、CA、USA製のモデルTC−34であり、Hydrocarbon Processing、2011年7月、第37〜41頁に開示されているような高圧遠心LNGポンプである。ガス燃料ポンプ25は、200バールから500バールの範囲の圧力、好ましくは約300バールなど、少なくとも200バールの圧力で、高圧ガス導管26に液体LNGガス燃料を送達する。
The
ガス燃料のための高圧ガス導管26は、熱交換器27と第2の熱交換器28とに連結されており、ガス燃料パイプ16へ続く。熱交換器27は、第2の燃料貯蔵部4からのボイルオフガスのための出口部ライン29を備える第1の加熱媒体流路を有する。出口部ライン29は、第2の燃料貯蔵部の上側部分から圧縮機30へ、および圧縮機から熱交換器27へ延びる。出口部ライン29は、ボイルオフガスが高圧ガス導管26の中のガス燃料と向流となるように、熱交換器へ連結されている。熱交換器27の出口部から、第1の加熱媒体流路は、入口部ライン31を有し、入口部ライン31は、第2の燃料貯蔵部4の上側部分を通して膨張ノズル32へ下方に延び、膨張ノズル32は、通常、ボイルオフガスで充填されている領域において、第2の燃料貯蔵部4の最上部部分に位置付けられる。
A high
また、第1の加熱媒体流路は、流量制御弁34を備えるバイパスライン33も有し、流量制御弁34は、通常、閉じている。熱交換器27を通るガス燃料の流れが低いので、ボイルオフガスがガス燃料を加熱するために再利用可能であるときには、出口部ライン29から入口部ライン31へボイルオフガスを再循環させるために、制御弁34が開くことが可能である。
The first heating medium flow path also includes a
第2の熱交換器は、船の中の空調ユニットの中の冷却剤流体回路など、液体供給源36に連結されている第2の加熱媒体流路35を有する。第2の熱交換器は、内燃エンジンへの入口空気流路など、ガス供給源38に連結されている第3の加熱媒体流路37を有する。したがって、ガス供給源は、入口空気冷却器10の一部であることが可能である。ガス燃料は、熱交換器28から流出するときには、ガス状態へ、および30℃から60℃の範囲の温度に、好ましくは45℃に加熱されている。
The second heat exchanger has a second heating
プロセスの例が、図5において、レイノルズチャートに図示されている。チャートは、メタンの圧力(バール)とエンタルピー(kJ/kg)とを対数目盛りで図示しており、温度曲線が示されている。反転したU字曲線は、メタンが部分的にガス状であり、かつ部分的に液体である領域を示している。第2の燃料貯蔵部4の中の温度は、約−163℃であり、圧力は、約1バールである。第2の燃料貯蔵部4が、船舶の中において、圧縮機30に対して位置付けられたところに応じて、出口部ライン29は、数mから400mのような、相当な長さを有することが可能である。圧縮機がエンジンルームの近くに位置付けられ、かつ第2の燃料貯蔵部が船舶の前方端部の中にある場合にあり得るように、出口部ライン29が相当な長さを有する場合には、ボイルオフガスは、圧縮機に到着するときには、いくらか温められている可能性がある。図5では、ボイルオフガスが、圧縮機入口部において、−100℃の温度を有するように仮定され、それを点40に示す。圧縮機は、ボイルオフガスの圧力を3バールなどの圧力に増加させ、それを点41に示す。熱交換器27では、ボイルオフガスが冷却され、それを、3バールの圧力において、水平方向ラインによって示す。冷却がボイルオフガスを液化させず、かつ1バールの圧力に膨張させられる場合には、ボイルオフガスは、点42に示されているように、−163℃の温度を有することが可能である。冷却がボイルオフガスを完全に液化し、かつ1バールの圧力に膨張させられる場合には、ボイルオフガスは、点43に示されているように、−163℃の温度を有することが可能である。冷却が約−150℃の温度まで進行し、ボイルオフガスが、1バールの圧力に膨張させられる場合には、ボイルオフガスは、点44に示されているように、−163℃の温度を有することが可能である。ガス燃料ポンプ25は、圧力1バール、−163℃(それを点45に示す)から、例えば、圧力300バール、温度約−150℃(それを点46に示す)へ液体ガス燃料を加圧する。熱交換器27では、ガス燃料は、例えば、温度−50℃(それを点47に示す)に加熱可能であり、第2の熱交換器28では、ガス燃料は、例えば、温度45℃(それを点48に示す)へ加熱可能である。
An example process is illustrated in the Reynolds chart in FIG. The chart shows the methane pressure (bar) and enthalpy (kJ / kg) on a logarithmic scale, showing the temperature curve. The inverted U-curve shows a region where methane is partly gaseous and partly liquid. The temperature in the
第1の燃料貯蔵部と、パイロット燃料ポンプと、パイロット燃料を噴射するための噴射システムとは、燃焼室の中の燃焼を開始させる役割を果たし、噴射されたガス燃料が、噴射されたときに燃焼するようになっている。パイロット燃料は、ガス燃料のための着火補助装置となる機能を有する。本発明のある態様によれば、第1の燃料貯蔵部と、パイロット燃料ポンプと、パイロット燃料を噴射するための噴射システムとを、放電着火など、別の着火補助装置と交換することが可能であり、放電着火は、電源によって供給され、制御ユニットと電気的スイッチングデバイスとによって制御される。この場合には、内燃エンジンは、液化ガス燃料のための少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部と、少なくとも200バールの圧力でガスを供給するためのガス燃料ポンプを備える燃料供給システムと、気体ガス燃料を噴射するための噴射システムと、ガス着火補助装置とを有する。ガス燃料ポンプは、少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部の中に少なくとも部分的に位置付けられ、高圧ガス導管を通して噴射システムに連結されている。高圧ガス導管は、液化ガス燃料を気体ガス燃料に蒸発させるための少なくとも1つの熱交換器を有する。第1の加熱媒体流路において、第2の燃料貯蔵部からのボイルオフガスのための出口部ラインが、圧縮機デバイスを介して、熱交換器に連結されており、第1の加熱媒体流路は、熱交換器の上に、入口部ラインに連結された出口部を有し、入口部ラインは、第2の燃料貯蔵部の上側部分を通して、少なくとも1つの第2の燃料貯蔵部の中に位置付けられた少なくとも1つの膨張ノズルデバイスへ下方に延びる。 The first fuel reservoir, the pilot fuel pump, and the injection system for injecting the pilot fuel serve to start combustion in the combustion chamber, and when the injected gas fuel is injected It is supposed to burn. The pilot fuel has a function of becoming an ignition assist device for the gas fuel. According to an aspect of the present invention, it is possible to replace the first fuel storage unit, the pilot fuel pump, and the injection system for injecting the pilot fuel with another ignition auxiliary device such as discharge ignition. Yes, discharge ignition is supplied by a power source and controlled by a control unit and an electrical switching device. In this case, the internal combustion engine comprises at least one second fuel reservoir for liquefied gas fuel, a fuel supply system comprising a gas fuel pump for supplying gas at a pressure of at least 200 bar, gaseous gas An injection system for injecting fuel and a gas ignition auxiliary device are included. A gas fuel pump is positioned at least partially within the at least one second fuel reservoir and is coupled to the injection system through a high pressure gas conduit. The high pressure gas conduit has at least one heat exchanger for evaporating the liquefied gas fuel into the gaseous gas fuel. In the first heating medium channel, an outlet line for boil-off gas from the second fuel storage unit is connected to the heat exchanger via the compressor device, and the first heating medium channel On the heat exchanger has an outlet connected to the inlet line, the inlet line passing through the upper part of the second fuel reservoir and into the at least one second fuel reservoir. Extends down to the positioned at least one expansion nozzle device.
説明されている様々な実施形態の詳細は、特許請求の範囲の中のさらなる実施形態へと組み合わせられることが可能である。熱交換器27および28は、例えば、単一の熱交換器へと組み合わせられることが可能であり、または熱交換器28は、いくつかの熱交換器へと細分化可能である。
The details of the various described embodiments can be combined into further embodiments within the scope of the claims. The
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