JP2018162790A - 大型2ストローク圧縮点火高圧ガス噴射内燃エンジンのための燃料供給システム - Google Patents
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Abstract
Description
に変換される。LNGは特別に設計された極低温船舶(LNG船)によって長距離にわたって目的地まで運搬される。
の圧力変化に直ちに応答する。したがって、リニア・アクチュエータに送達された作動液の圧力変化は気化器に供給された液化ガスの圧力に直ちに反映する。液圧供給圧力を制御することは、比較的容易で簡単である。したがって、ガスの圧力は、大幅に迅速な応答時間及びより少ない超過で制御され得る。
せるよう構成される。したがって、冗長性が得られ、ポンプ・ユニットの1つが故障してもポンプ作用を続けることができる。
液化ガスを液化ガス貯蔵タンクに貯蔵することと、
高圧ポンプを用いて液化ガスを高圧気化器に圧送することと、
高圧気化器内の高圧液化ガスを気化することと、
気化した高圧ガスをエンジンに供給することと、を備え、
高圧ポンプは2つ以上の個別に動作するポンプ・ユニットを備え、各ポンプ・ユニットはポンプ・シリンダに摺動可能に配置されたポンプ・ピストン、及びポンプ・ピストンを駆動するためにポンプ・ピストンに結合された液圧駆動ピストンを備え、方法は更に、
個別に駆動ピストンを駆動するために、高圧の作動液を駆動シリンダに個々に供給することと、
駆動シリンダに供給される作動液の圧力を個々に制御することによって、高圧ポンプを離れる液化ガスの圧力を制御することと、を備える。
する高圧ポンプ40を、高圧ポンプ40の高い圧力を均一化し、かつ戻し室の低い圧力を均一化するためのアキュムレータ53とともに示す立面図である。ポンプ・ユニット41、42、43は、フレーム35上にコンパクトに配置され、フレーム35上の構成要素はスパークが発生しない構成要素でATEXに承認された電気構成要素のみを有し、そのため、ユニットはATEX環境に対して問題なく設置できる。
出口が設けられる。
ニットだけを稼働するときにオーバーラップすることが可能になる。ポンプ・ユニット41、42、43の間のオーバーラップは、圧力スパイクを減少させるための必要性に従って調整され得る。
ロークをいつ終えるべきかを決定するよう構成される。したがって、ポンプ・ストロークを開始する地点、詳細にはポンプ・ストロークを終える地点は、ピストン作動方法ユニット90によって、好ましくはピストン監理ユニット92とともに正確に制御され得る。
Claims (23)
- 高圧ガスを大型2ストローク圧縮点火内燃エンジンに供給するための燃料供給システムであって、前記エンジンには供給された高圧ガスを前記エンジンの燃焼室に噴射するための燃料噴射システムが設けられ、
前記燃料供給システムは、
液化ガスを液化ガス貯蔵タンク(8)から高圧ポンプ(40)へ移送するために、前記液化ガス貯蔵タンク(8)の出口を前記高圧ポンプ(40)の入口に接続するフィード管(9)と、
高圧液化ガスを前記高圧ポンプ(40)から高圧気化器(14)へ移送するために、前記高圧ポンプ(40)の出口を前記高圧気化器(14)の入口に接続する移送管(50)と、
高圧の気化ガスを前記エンジンの前記燃料噴射システムへ移送するために、前記高圧気化器(14)の出口を前記エンジンの前記燃料噴射システムの入口に接続する供給管(18)と
を備え、
前記高圧ポンプ(40)は2つ以上の個別に動作するポンプ・ユニット(41、42、43)を備え、各ポンプ・ユニット(41、42、43)は、ポンプ・シリンダ(61)に摺動可能に配置されたポンプ・ピストン(62)、及び駆動シリンダ(45)に摺動可能に配置された液圧駆動ピストン(46)を備え、前記駆動ピストン(46)は前記ポンプ・ピストン(62)を駆動するために前記ポンプ・ピストン(62)に結合されている、燃料供給システム。 - 1つ又は複数の前記ポンプ・ユニット(41、42、43)の前記駆動シリンダ(45)への作動液の流れ及び前記駆動シリンダ(45)からの作動液の流れを制御するために、高圧作動液の供給源(20)及びタンクに接続された少なくとも1つの制御バルブ(24)を更に備え、前記高圧作動液の供給源(20)は、好ましくは可変で制御可能な圧力レベルを有する供給源である、請求項1記載の燃料供給システム。
- 前記駆動シリンダ(45)は駆動室(48)及び戻し室(47)を備える、請求項1又は2記載の燃料供給システム。
- 前記駆動室(48)は前記制御バルブ(24)に接続され、前記戻し室は、前記高圧作動液の供給源(20)の圧力よりも低い圧力である作動液の供給源(30)に好ましくは接続された、請求項3記載の燃料供給システム。
- 前記駆動シリンダ(45)に、関係する前記駆動シリンダ(45)中の前記駆動ピストン(46)の位置を感知するための位置センサ(56)が設けられた、請求項1〜4の何れかに記載の燃料供給システム。
- 前記位置センサ(56)からの信号を受け取る電子制御ユニット(70)を更に備え、前記少なくとも1つの制御バルブ(24)は前記電子制御ユニット(70)に結合された電子制御バルブである、請求項5記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記ポンプ・ユニット(41、42、43)の前記駆動室(48)を前記高圧作動液の供給源(20)又はタンクに選択的に接続するよう構成される、請求項6記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、駆動ピストン(46)のポンプ・ストロークを、別の駆動ピストン(46)のポンプ・ストロークが終点に近づき、終わるポンプ・ストロー
クと始まるポンプ・ストロークとの間に小さいオーバーラップがあるときに開始するよう構成される、請求項6又は7記載の燃料供給システム。 - 前記電子制御ユニット(70)は、前記高圧ポンプ(40)から前記高圧気化器(14)への高圧液化ガスの実質的に一定な流れを得るために、ポンプ・ストロークが終わる際の動力及びポンプ・ストロークが始まる際の動力を計算に入れるよう構成される、請求項8記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記高圧ポンプ(40)から前記高圧気化器(14)への液化ガスの流れの大きさに関連して、前記駆動室(48)が前記高圧作動液の供給源(20)から切り離される前記駆動ピストン(46)の位置を調整するよう構成される、請求項6〜9の何れかに記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記高圧ポンプ(40)から前記高圧気化器(14)への液化ガスの流れが増加するとき、関係する前記駆動ピストンの前記駆動室(48)が前記高圧液の供給源(20)から切り離される前記駆動ピストン(46)の位置を駆動ストロークの方向と反対方向に調整するよう構成される、請求項10記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記高圧ポンプ(40)から前記高圧気化器(14)への液化ガスの流れが減少するとき、関係する前記駆動ピストン(46)の前記駆動室(48)が前記高圧液の供給源(20)から切り離される前記駆動ピストン(46)の位置を駆動ストロークの方向に調整するよう構成される、請求項10又は11記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記ポンプ・シリンダ(61)の摩耗を軽減するために前記ポンプ・ピストン(62)のストローク領域にわたって前記ポンプ・ピストン(62)が逆転する位置を分散させるために、アルゴリズム、計画、又は無作為によって、関係する前記駆動ピストン(46)の前記駆動室(48)が前記高圧液の供給源(20)から切り離される位置を調整するよう構成される、請求項6〜12の何れかに記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記駆動室(48)に供給される作動液の圧力を制御することによって、前記移送管(50)内の液化ガスの圧力を制御するよう構成される、請求項6〜13の何れかに記載の燃料供給システム。
- 電子制御ユニット(70)は、前記駆動室(48)に供給される作動液の圧力を制御するためのフィードフォワード機能において、前記移送管(50)内の液化ガスの所望の圧力を使用するよう構成される、請求項14記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記駆動室(48)に供給される作動液の圧力を制御するためのフィードバック機能において、液化ガス又は気化したガスの測定された圧力を使用するよう構成される、請求項14又は15記載の燃料供給システム。
- 前記電子制御ユニット(70)は、前記駆動室(48)に供給される作動液の圧力の制御とは独立に、それぞれの前記駆動ピストン(46)の作動及び作動停止を制御するよう構成される、請求項14〜16の何れかに記載の燃料供給システム。
- 高圧ガス噴射システム、及び請求項1〜17の何れかに記載の燃料供給システムを有する、大型2ストローク・ターボチャージャ付き圧縮点火内燃エンジン。
- 請求項18記載のエンジンを備える、LNG船又は液化ガス・タンクを有する貨物船。
- 高圧ガスを内燃エンジンに噴射するために、高圧の気化ガスを前記エンジンに供給するための方法であって、
液化ガスを液化ガス貯蔵タンク(8)に貯蔵することと、
高圧ポンプ(40)を用いて前記液化ガスを高圧気化器(14)に圧送することと、
前記高圧気化器(14)内の高圧液化ガスを気化することと、
前記気化した高圧ガスを前記エンジンに供給することと、を備え、
前記高圧ポンプ(40)は2つ以上の個別に動作するポンプ・ユニット(41、42、43)を備え、各ポンプ・ユニットはポンプ・シリンダ(61)に摺動可能に配置されたポンプ・ピストン(62)、及び前記ポンプ・ピストンを駆動するための前記ポンプ・ピストン(62)に結合された駆動ピストン(46)を有する液圧駆動(45)を備え、前記方法は更に、
個別に前記駆動ピストン(46)を駆動するために、高圧の作動液を駆動シリンダ(45)に個々に供給することと、
前記駆動シリンダに供給される作動液の圧力を個々に制御することによって、前記高圧ポンプ(40)を離れる液化ガスの圧力を制御することと、を備える方法。 - 前記駆動ピストン(46)のポンプ・ストロークを、別の駆動ピストン(46)のポンプ・ストロークが終点に近づき、終わるポンプ・ストロークと始まるポンプ・ストロークとの間に小さいオーバーラップがあるときに開始することを備える、請求項20記載の方法。
- それぞれの前記駆動シリンダ(45)を実質的に連続して、好ましくは小さいオーバーラップで作動させることを備える、請求項21記載の方法。
- 前記高圧ポンプ(40)から前記高圧気化器(14)への高圧液化ガスの実質的に一定な流れを得るために、ポンプ・ストロークが終わる際の動力及びポンプ・ストロークが始まる際の動力を計算に入れることを備える、請求項21記載の方法。
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