JP2020073805A - engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多種燃料採用型のエンジンに関する。詳細には、エンジンにおける液体燃料供給用の配管の配置に関する。 The present invention relates to a multifuel engine. In particular, it relates to the arrangement of pipes for supplying liquid fuel in the engine.
従来から、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式と、重油等の液体燃料(燃料油)を拡散させて燃焼させる拡散燃焼方式との何れかを択一的に選択して駆動させることができる、いわゆるデュアルフューエルエンジンが知られている。特許文献1は、この種のエンジンであるエンジン装置を開示する。 Conventionally, one of a premixed combustion method in which a fuel gas such as natural gas is mixed with air and burned, or a diffusion combustion method in which a liquid fuel (fuel oil) such as heavy oil is diffused and burned is selectively selected. A so-called dual fuel engine that can be selectively driven is known. Patent Document 1 discloses an engine device that is an engine of this type.
この特許文献1のエンジン装置では、拡散燃焼方式での燃焼時に燃焼室に液体燃料を供給するための液体燃料供給用レール配管が、エンジン出力軸としてのクランク軸に対して右側に設けられている。また、予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として燃焼室にパイロット燃料を供給するためのコモンレール配管が、クランク軸に対して左側の、平面視で排気マニホールドのすぐ側方、より具体的には、排気マニホールドの排気枝管の上方の位置に設けられている。 In the engine device of Patent Document 1, a liquid fuel supply rail pipe for supplying liquid fuel to a combustion chamber during combustion in a diffusion combustion system is provided on the right side of a crankshaft serving as an engine output shaft. .. In addition, the common rail pipe for supplying pilot fuel to the combustion chamber for the purpose of gas fuel ignition during combustion in the premixed combustion system is located on the left side of the crankshaft, just beside the exhaust manifold in plan view, and more specifically Specifically, it is provided above the exhaust branch pipe of the exhaust manifold.
しかし、上記特許文献1の構成では、液体燃料供給用レール配管はクランク軸に対して右側に、パイロット燃料供給用コモンレール配管はクランク軸に対して左側に、それぞれ配置されていたため、これらのレール配管のメンテナンスを共通の場所から行うことは困難であり、作業効率の低下を招いていた。 However, in the configuration of Patent Document 1, the liquid fuel supply rail pipes are arranged on the right side of the crankshaft, and the pilot fuel supply common rail pipes are arranged on the left side of the crankshaft. It was difficult to carry out maintenance from a common place, which led to a decrease in work efficiency.
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、液体燃料供給用レール配管と、パイロット燃料供給用レール配管と、のメンテナンスを容易にすることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to facilitate maintenance of a liquid fuel supply rail pipe and a pilot fuel supply rail pipe.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem and its effect will be described.
本発明の観点によれば、以下の構成のエンジンが提供される。即ち、このエンジンは、気体燃料を空気と混合させてから燃焼室に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を前記燃焼室内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、に対応可能である。このエンジンは、メイン燃料噴射弁と、パイロット燃料噴射弁と、液体燃料供給用レール配管と、パイロット燃料供給用レール配管と、を備える。前記メイン燃料噴射弁は、前記拡散燃焼方式での燃焼時に前記燃焼室に液体燃料を供給する。前記パイロット燃料噴射弁は、前記予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として前記燃焼室にパイロット燃料を供給する。このエンジンは、前記燃焼室での燃焼により発生した排気を集めて外部に排出する排気マニホールドを備える。前記液体燃料供給用レール配管と、パイロット燃料供給用レール配管は、前記排気マニホールドより低い位置に配置される。 According to the aspect of the present invention, an engine having the following configuration is provided. That is, this engine is compatible with a premixed combustion method in which gaseous fuel is mixed with air and then flown into the combustion chamber, and a diffusion combustion method in which liquid fuel is injected into the combustion chamber and burned. This engine includes a main fuel injection valve, a pilot fuel injection valve, a liquid fuel supply rail pipe, and a pilot fuel supply rail pipe. The main fuel injection valve supplies liquid fuel to the combustion chamber during combustion in the diffusion combustion method. The pilot fuel injection valve supplies pilot fuel to the combustion chamber for the purpose of gas fuel ignition during combustion in the premixed combustion method. This engine includes an exhaust manifold that collects exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber and discharges it to the outside. The liquid fuel supply rail pipe and the pilot fuel supply rail pipe are arranged at a position lower than the exhaust manifold.
これにより、液体燃料供給用レール配管及びパイロット燃料供給用レール配管が排気マニホールドよりも低い位置に配置されるため、燃焼室に供給される前の燃料が仮に漏れた場合に、高温の排気マニホールドの表面に接触して火災に繋がるリスクをなくすことができる。 As a result, the liquid fuel supply rail pipe and the pilot fuel supply rail pipe are arranged at a position lower than the exhaust manifold, so that if the fuel before being supplied to the combustion chamber leaks, the high temperature exhaust manifold You can eliminate the risk of contact with the surface and leading to a fire.
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このエンジンは、前記液体燃料供給用レール配管から前記メイン燃料噴射弁に液体燃料を供給する燃料噴射ポンプを更に備える。前記燃料噴射ポンプは、前記エンジンの側面視で、前記液体燃料供給用レール配管及び前記パイロット燃料供給用レール配管と重なる位置に備える。 The above engine preferably has the following configuration. That is, the engine further includes a fuel injection pump that supplies liquid fuel to the main fuel injection valve from the liquid fuel supply rail pipe. The fuel injection pump is provided at a position overlapping the liquid fuel supply rail pipe and the pilot fuel supply rail pipe in a side view of the engine.
これにより、液体燃料供給用レール配管、パイロット燃料供給用レール配管、及び、前記燃料噴射ポンプのメンテナンス作業が容易になる。 This facilitates the maintenance work of the liquid fuel supply rail pipe, the pilot fuel supply rail pipe, and the fuel injection pump.
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このエンジンは、被覆部材と、を更に備える。前記被覆部材は、前記液体燃料供給用レール配管、前記パイロット燃料供給用レール配管及び前記燃料噴射ポンプを覆う。 The above engine preferably has the following configuration. That is, the engine further includes a covering member. The covering member covers the liquid fuel supply rail pipe, the pilot fuel supply rail pipe, and the fuel injection pump.
これにより、仮に、液体燃料供給用レール配管、パイロット燃料供給用レール配管、又は燃料噴射ポンプの何れかから燃料が漏れたとしても、燃料が周囲に飛散することを防止することができ、メンテナンス性及び安全性が向上される。 As a result, even if the fuel leaks from any of the liquid fuel supply rail pipe, the pilot fuel supply rail pipe, or the fuel injection pump, it is possible to prevent the fuel from being scattered around, and maintainability is improved. And safety is improved.
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るエンジン21及び2系統の燃料供給経路30,31を概略的に示す説明図である。図2は、エンジン21の背面図である。図3は、燃焼室110の周辺の構成を詳細に示す背面一部断面図である。図4は、エンジン21の正面図である。図5は、エンジン21の平面図である。図6は、エンジン21の右側面図である。図7は、液体燃料供給経路を示す模式的な前方斜視図である。図8は、エンジン21の左側面図である。図9は、サイドカバー43の一部及び遮熱カバー45を取り外したときの様子を示すエンジン21の斜視図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an
図1に示す本実施形態のエンジン(多気筒エンジン)21は、気体燃料を空気と混合させてから燃焼室に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を燃焼室内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、の何れにも対応可能な、いわゆるデュアルフューエルエンジンである。本実施形態のエンジン21は、図示しない船舶の推進兼発電機構の駆動源として、船舶の機関室の内底板上に、ベース台を介して据え付けられる。
The engine (multi-cylinder engine) 21 of the present embodiment shown in FIG. 1 includes a premixed combustion system in which gaseous fuel is mixed with air and then flows into a combustion chamber, and a diffusion combustion in which liquid fuel is injected and burned in the combustion chamber. It is a so-called dual fuel engine that can support both types. The
エンジン21の後端部からは、エンジン出力軸としてのクランク軸24が後方に向かって突出している。クランク軸24の一端には、図示しない減速機が動力伝達可能に連結される。この減速機を間に挟んで、船舶の図示しない推進軸が、クランク軸24と軸線を一致させるように配置される。推進軸の端部には、船舶の推進力を発生させるプロペラが取り付けられる。前記減速機はPTO軸を有しており、このPTO軸に、図示しない軸駆動発電機が動力伝達可能に連結される。
A
この構成により、エンジン21の動力が減速機を介して、推進軸と軸駆動発電機とに分岐して伝達される。これにより、船舶の推進力を発生させるとともに、軸駆動発電機の駆動にて生じた電力が船舶内の電気系統に供給される。
With this configuration, the power of the
次に、エンジン21について、図面を参照して詳細に説明する。エンジン21は、上述したようにデュアルフューエルエンジンであり、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式と、重油等の液体燃料(燃料油)を拡散させて燃焼させる拡散燃焼方式と、の何れかを選択して駆動させることができる。
Next, the
なお、以下では、減速機と接続される側(フライホイールが配置される側)を後側として、エンジン21の前面に向かって右側を右、エンジン21の前面に向かって左側を左として、エンジン21の構成における前後左右の位置関係を説明する。従って、前後方向は、クランク軸24の軸線に平行な方向と言い換えることができ、左右方向は、クランク軸24の軸線に垂直な方向と言い換えることができる。ただし、この説明はエンジン21の向きを限定するものではなく、エンジン21は用途等に応じて様々な向きで設置することができる。
In the following description, the side connected to the speed reducer (the side on which the flywheel is arranged) is the rear side, the right side facing the front surface of the
エンジン21には、図1に示すように、2系統の燃料供給経路30,31が接続されている。一方の燃料供給経路30には、液化天然ガス(LNG)を貯留するガス燃料タンク32が接続されるとともに、他方の燃料供給経路31には、船舶用ディーゼルオイル(MDO)を貯留する液体燃料タンク33が接続される。この構成で、一方の燃料供給経路30はエンジン21に燃料ガスを供給し、他方の燃料供給経路31はエンジン21に燃料油を供給する。
As shown in FIG. 1, the
燃料供給経路30には、上流側から順に、液化状態の気体燃料を貯蔵するガス燃料タンク32と、ガス燃料タンク32の液化燃料を気化させる気化装置34と、気化装置34からエンジン21への燃料ガスの供給量を調整するガスバルブユニット35と、が配置されている。
The
エンジン21は、図2から図4までに示すように、シリンダブロック25の上にシリンダヘッド26を組み付けて構成される直列多気筒エンジンである。図2及び図4に示すように、シリンダブロック25の下部には、前記クランク軸24が、軸線24cを前後方向に向けた状態で回転可能に支持されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
シリンダブロック25には、複数(本実施形態では、6つ)の気筒がクランク軸24の軸線に沿うように一列(直列)に並べて形成される。各気筒には、図3に示すように、ピストン78が上下方向にスライド可能に収容される。このピストン78は、図示しないロッドを介して前記クランク軸24に連結される。
In the
図5及び図6に示すように、それぞれの気筒を上側から覆うように、シリンダブロック25には複数(本実施形態では6つ)のシリンダヘッド26が取り付けられる。シリンダヘッド26はそれぞれの気筒に対して設けられ、ヘッドボルト99を用いてシリンダブロック25に固定される。図3に示すように、それぞれの気筒において、ピストン78の上面とシリンダヘッド26で取り囲まれた空間に燃焼室110が形成される。
As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of (six in the present embodiment)
複数のヘッドカバー40は、図5に示すように、各気筒に対応するように、クランク軸24の軸線24cの方向(前後方向)に沿って一列に並んでシリンダヘッド26上に配置されている。図3に示すように、それぞれのヘッドカバー40の内部には、吸気弁及び排気弁を動作させるためのプッシュロッド及びロッカーアーム等からなる動弁機構が収容されている。前記吸気弁を開いた状態では、燃焼室110に吸気マニホールド67からの吸気を取り込むことができる。前記排気弁を開いた状態では、燃焼室110からの排気を排気マニホールド44に排出することができる。
As shown in FIG. 5, the plurality of head covers 40 are arranged in a line along the direction (front-rear direction) of the
図3に示すように、ヘッドカバー40の左側の近傍には、後述するパイロット燃料噴射弁82の上端部が配置されている。このパイロット燃料噴射弁82は、クランク軸24の軸線24cを含む仮想鉛直平面P1(図7を参照)を考えたときに、当該仮想鉛直平面P1に対して一側(本実施形態では左側)からシリンダヘッド26の内部に挿入され、燃焼室110に向かって斜下方に延びている。
As shown in FIG. 3, an upper end portion of a pilot
なお、以後の説明では、クランク軸24の軸線24cを含む仮想鉛直平面P1に対して一側/他側に位置することを、クランク軸24に対して一側/他側と表現することがある。仮想鉛直平面P1は、クランク軸24の軸線24cの方向にも上下方向にも無限に広い平面であると考えることができるが、図7では、斜視図での表現の都合により、エンジン21の近傍の一部のみの仮想鉛直平面P1が示されている。
In the following description, the position on one side / other side with respect to the virtual vertical plane P1 including the
図2、図3及び図8に示すように、シリンダヘッド26の左側には、予混合燃焼方式での燃焼時に各気筒の燃焼室110にガス燃料を分配して供給するためのガスマニホールド41が設けられる。ガスマニホールド41は、シリンダヘッド26の左側面に沿って前後方向に延びるように配置される。ガスマニホールド41には、各気筒の燃焼室110に対応する複数(本実施形態では6つ)のガス枝管41aが接続され、当該ガス枝管41aの先端部には、図3に示すように、ガス燃料を噴射するためのガスインジェクタ98が設けられる。ガスインジェクタ98の先端部は、気筒に対応してシリンダヘッド26の内部に形成される吸気枝管67aに臨んでいる。ガスインジェクタ98からガス燃料を噴射することにより、吸気マニホールド67の吸気枝管67aにガス燃料を供給することができる。
As shown in FIGS. 2, 3 and 8, on the left side of the
図3、図7及び図9に示すように、シリンダブロック25の右側には、拡散燃焼方式での燃焼時に各気筒の燃焼室110に液体燃料を分配して供給するための液体燃料供給用レール配管42が設けられる。液体燃料供給用レール配管42は、シリンダブロック25の右側面に沿って前後方向に延びるように配置されている。液体燃料供給用レール配管42に供給された液体燃料は、各気筒に対応して設けられた燃料噴射ポンプ89に分配して供給される。それぞれの気筒には、図3に示すように、燃料噴射ポンプ89から供給された液体燃料を噴射するメイン燃料噴射弁79が配置されている。メイン燃料噴射弁79はシリンダヘッド26に上方から垂直に差し込まれるように配置され、その上端部はヘッドカバー40の内部に配置され、下端部は気筒の燃焼室110に臨んでいる。燃料噴射ポンプ89とメイン燃料噴射弁79とは、シリンダヘッド26に形成された液体燃料供給路106を介して接続される。
As shown in FIGS. 3, 7 and 9, on the right side of the
液体燃料供給用レール配管42の下方近傍の位置に、それぞれの燃料噴射ポンプ89から戻された余分な燃料を集めるための液体燃料戻し集約管48が設けられる。液体燃料戻し集約管48は、液体燃料供給用レール配管42と平行に配置され、燃料噴射ポンプ89に接続される。液体燃料戻し集約管48の端部には、液体燃料を液体燃料タンク33まで戻すための燃料戻し管115が接続される。
A liquid fuel
図3、図7及び図9に示すように、シリンダブロック25の右側であって、液体燃料供給用レール配管42よりも上方の位置には、予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として各気筒の燃焼室110にパイロット燃料を分配して供給するためのパイロット燃料供給用レール配管(パイロット燃料供給用コモンレール配管)47が設けられる。パイロット燃料供給用レール配管47は、シリンダブロック25の右側面に沿って前後方向に延びるように配置されている。それぞれの気筒には、図3及び図7に示すように、パイロット燃料供給用レール配管47から供給された液体燃料(パイロット燃料)を噴射するパイロット燃料噴射弁82が配置されている。パイロット燃料噴射弁82はシリンダヘッド26に上方から斜めに差し込まれるように配置され、その上端部はヘッドカバー40のすぐ左脇の位置に配置され、下端部は気筒の燃焼室110に臨んでいる。図7に示すように、それぞれの気筒に対応して、パイロット燃料枝管109がパイロット燃料供給用レール配管47から分岐するように設けられている。パイロット燃料枝管109は、並べて配置されたヘッドカバー40の間を通過するように配置され、パイロット燃料噴射弁82の上端部に接続される。パイロット燃料枝管109は、漏れた燃料の飛散を防止するための枝管カバー105によって覆われている。
As shown in FIG. 3, FIG. 7 and FIG. 9, at the right side of the
図3、図7及び図9に示すように、シリンダブロック25及びシリンダヘッド26で構成されるエンジン21の右側面の上部には段差が形成されており、この段差の部分に、パイロット燃料供給用レール配管47と液体燃料供給用レール配管42と燃料噴射ポンプ89とが配置されている。シリンダブロック25及びシリンダヘッド26には、この段差部分を覆うようにサイドカバー43が取り付けられている。パイロット燃料供給用レール配管47、液体燃料供給用レール配管42、及び燃料噴射ポンプ89は、サイドカバー43で被覆されている。なお、図9には、サイドカバー43の一部が取り外された状態が描かれている。
As shown in FIG. 3, FIG. 7 and FIG. 9, a step is formed in the upper part of the right side surface of the
図2、図3及び図9に示すように、シリンダヘッド26の左上方であって、ガスマニホールド41よりも上方の位置には、各気筒の燃焼室110での燃焼により発生した排気を集めて外部に排出するための排気マニホールド44が、ガスマニホールド41と平行に配置される。排気マニホールド44の外周は、遮熱カバー45で覆われている(ただし、図9においては遮熱カバー45が取り外されている)。図3に示すように、排気マニホールド44には各気筒に対応する排気枝管44aが接続されている。この排気枝管44aは、各気筒の燃焼室110に通じている。
As shown in FIGS. 2, 3 and 9, exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber 110 of each cylinder is collected at a position on the upper left side of the
シリンダブロック25の内部の左側寄りには、外部からの空気(吸気)を各気筒の燃焼室110に分配して供給するための吸気マニホールド67が、ガスマニホールド41と平行に配置される。図3に示すように、吸気マニホールド67から分岐するように6つの吸気枝管67aがシリンダヘッド26の内部に形成され、それぞれの吸気枝管67aは燃焼室110に通じている。
An
この構成により、拡散燃焼方式での燃焼時には、各気筒に吸気マニホールド67から供給された空気がピストン78のスライドにより圧縮された適宜のタイミングで、メイン燃料噴射弁79から燃焼室110内に適宜の量の液体燃料が噴射されるようになっている。液体燃料を燃焼室110内に噴射することにより、ピストン78は、燃焼室110で生じる爆発から得られる推進力によって気筒内を往復運動し、ピストン78の往復運動がロッドを介してクランク軸24の回転運動に変換されて動力が得られる。
With this configuration, at the time of combustion in the diffusion combustion method, the air supplied from the
一方、予混合燃焼方式での燃焼時には、ガスマニホールド41からのガス燃料がガスインジェクタ98から吸気枝管67a内で噴射されることにより、吸気マニホールド67から供給された空気と、ガス燃料とが混合される。気筒に導入された空気とガス燃料の混合気がピストン78のスライドにより圧縮された適宜のタイミングで、パイロット燃料噴射弁82から燃焼室110内に少量のパイロット燃料が噴射されることにより、ガス燃料に着火される。ピストン78は、燃焼室110での爆発により得られる推進力によって気筒内を往復運動し、ピストン78の往復運動がロッドを介してクランク軸24の回転運動に変換されて動力が得られる。
On the other hand, at the time of combustion in the premixed combustion system, the gas fuel from the
拡散燃焼方式で燃焼した場合にも、予混合燃焼方式で燃焼した場合にも、燃焼により生じた排気はピストン78の運動により気筒から押し出され、排気マニホールド44に集められた後、外部に排出される。
Exhaust gas generated by the combustion is pushed out of the cylinder by the movement of the
図4に示すように、エンジン21の前端面(正面)には、クランク軸24の前端部分を取り囲むようにして、冷却水ポンプ53、潤滑油ポンプ55、及び燃料高圧ポンプ56がそれぞれ設けられている。燃料高圧ポンプ56は、クランク軸24の左側寄りに配置される。また、エンジン21の前端部分には、クランク軸24の回転動力を伝達する図略の回転伝達機構が設けられている。これにより、クランク軸24からの回転動力が前記回転伝達機構を介して伝達されることで、クランク軸24の外周側に設けられた冷却水ポンプ53、潤滑油ポンプ55、及び燃料高圧ポンプ56がそれぞれ駆動される。
As shown in FIG. 4, a cooling
図8に示すように、シリンダブロック25の左側面には、潤滑油クーラ58と、潤滑油漉し器59と、が取り付けられている。潤滑油ポンプ55から供給された潤滑油は、潤滑油クーラ58で冷却された後、潤滑油漉し器59で浄化されて、エンジン21の各部に供給される。
As shown in FIG. 8, a lubricating
図4に示す冷却水ポンプ53から送られてくる冷却水は、エンジン21の各気筒を冷却した後、図5等に示すシリンダヘッド上冷却水配管46に集められる。
The cooling water sent from the cooling
インタークーラ51は、エンジン21の前端面に沿って配置され、過給機49のコンプレッサで圧縮された空気を冷却する。シリンダブロック左冷却水配管60は、図8に示すように、シリンダブロック25の前方からガスマニホールド41に沿うようにして、潤滑油クーラ58及び潤滑油漉し器59の間となる位置まで後方に向かって延びており、潤滑油クーラ58に冷却水を供給する。
The
図5及び図9に示すように、シリンダヘッド上冷却水配管46は、それぞれがシリンダヘッド26の上方に配置された複数のヘッドカバー40と、排気マニホールド44と、の間の位置に、当該排気マニホールド44と平行に配置されている。シリンダヘッド上冷却水配管46は、各気筒に対応して設けられた冷却水枝管と連結されて、この冷却水枝管を介して各気筒の冷却水路(シリンダヘッド26に形成された冷却水路)と接続している。
As shown in FIGS. 5 and 9, the on-cylinder head cooling
図4に示す燃料高圧ポンプ56は、回転駆動されることにより、図1の液体燃料タンク33から燃料フィードポンプ166を介して供給される燃料油(液体燃料)を昇圧して、図7等に示すパイロット燃料供給用主管107を経由して、パイロット燃料供給用レール配管47に送る。液体燃料タンク33から燃料高圧ポンプ56への燃料経路の中途部には、燃料油を濾過するパイロット燃料用フィルタが設けられている。
The fuel high-
また、図1に示す燃料フィードポンプ165が電動で駆動されることにより、当該燃料フィードポンプ165は液体燃料タンク33からの燃料油を吸い込んで、図7等に示す液体燃料供給用主管108を経由して液体燃料供給用レール配管42に送る。液体燃料タンク33から液体燃料供給用レール配管42への燃料油の供給経路の中途部には、燃料油を濾過するメイン燃料用フィルタが設けられている。
When the
図7に示すように、パイロット燃料供給用主管107、液体燃料供給用主管108及び燃料戻し管115は、シリンダブロック25の右側面に沿うように、シリンダブロック25のすぐ前方に配置されている。パイロット燃料供給用主管107、液体燃料供給用主管108及び燃料戻し管115は、シリンダブロック25の前端面から右方に突出するように設けられた複数のクランプ部材111を介して、シリンダブロック25の右側面に沿って上下方向に延びるように配置される。
As shown in FIG. 7, the pilot fuel supply
シリンダヘッド26の前方の右側寄り、より具体的には、インタークーラ51の右側面には、ステーを介して、エンジン21の始動・停止等の制御を行う機側操作用制御装置71が設けられている(図6及び図9を参照)。機側操作用制御装置71には、オペレータによるエンジン21の始動・停止を受け付けるスイッチ等の操作部と、エンジン21の運転状態を表示するディスプレイと、が設けられている。オペレータが機側操作用制御装置71を操作することにより、エンジン21を、予混合燃焼方式又は拡散燃焼方式の何れかで駆動させることができるようになっている。
On the front right side of the
次に、エンジン21における液体燃料供給用の配管の配置について、主として図7を参照してより詳細に説明する。
Next, the arrangement of the liquid fuel supply pipes in the
拡散燃焼方式での燃焼時に燃焼室110に液体燃料を供給するための液体燃料供給経路は、上述のように、液体燃料供給用主管108や液体燃料供給用レール配管42等を備えて構成される。また、液体燃料供給用主管108の中途部には、前記メイン燃料用フィルタが設けられている。前記メイン燃料用フィルタは、エンジン21の前端面の右側寄りに配置されている。また、液体燃料供給用主管108は、シリンダブロック25の前端面から右方に突出するように設けられた複数のクランプ部材111を介して、シリンダブロック25の右側面に沿って上下方向に延びるように配管される。液体燃料供給用主管108の下流側には、液体燃料供給用レール配管42が接続される。液体燃料供給用レール配管42は、シリンダブロック25の右側面に沿うように前後方向に延びた状態で、サイドカバー43により覆われている。
The liquid fuel supply path for supplying the liquid fuel to the combustion chamber 110 at the time of combustion in the diffusion combustion system is configured to include the liquid fuel supply
燃料フィードポンプ165から液体燃料供給用主管108を経由して液体燃料供給用レール配管42に圧送された液体燃料は、各気筒に対応して設けられた燃料噴射ポンプ89に分配されるようになっている。燃料噴射ポンプ89は、サイドカバー43で覆われている。燃料噴射ポンプ89に供給された液体燃料は、図3に示すように、シリンダヘッド26の内部に形成された液体燃料供給路106を経由してメイン燃料噴射弁79に供給される。
The liquid fuel pumped from the
このように、拡散燃焼方式での燃焼時に燃焼室110に液体燃料を供給するための液体燃料供給経路は、全体として、クランク軸24に対して右側(クランク軸24の軸線24cを含む仮想鉛直平面P1の右側)に配置されている。よって、オペレータは、エンジン21の右側面からこの液体燃料供給経路にアクセスし、液体燃料供給用主管108や液体燃料供給用レール配管42や前記メイン燃料フィルタ等のメンテナンスをまとめて行うことができる。とりわけ、エンジン21の右側面は、従来から機側操作用制御装置71が配置される側であり、オペレータにとってアクセスし易い構成となっている。
As described above, the liquid fuel supply path for supplying the liquid fuel to the combustion chamber 110 at the time of combustion in the diffusion combustion system as a whole is on the right side of the crankshaft 24 (a virtual vertical plane including the
拡散燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として燃焼室110にパイロット燃料を供給するためのパイロット燃料供給経路は、上述のように、パイロット燃料供給用主管107やパイロット燃料供給用レール配管47等を備えて構成される。パイロット燃料供給用主管107の上流側には、燃料高圧ポンプ56が接続されている。また、燃料高圧ポンプ56の上流側には燃料経路が接続されており、この燃料経路の中途部に前記パイロット燃料用フィルタが設けられている。この燃料経路の上流側は、液体燃料タンク33に接続されている。この燃料高圧ポンプ56と、前記パイロット燃料用フィルタは、エンジン21の前端面の右側寄りに配置されている。また、パイロット燃料供給用主管107は、液体燃料供給用主管108を支持するのに用いられている前記クランプ部材111を介して、シリンダブロック25の右側面に沿って上下方向に延びるように配置される。このように、パイロット燃料供給用主管107と液体燃料供給用主管108とを共通のクランプ部材111により支持しているので、部品点数を削減できる。
As described above, the pilot fuel supply path for supplying the pilot fuel to the combustion chamber 110 for the purpose of igniting the gas fuel at the time of combustion in the diffusion combustion system is, as described above, the pilot fuel supply
パイロット燃料供給用主管107の下流側には、パイロット燃料供給用レール配管47が接続される。パイロット燃料供給用レール配管47は、シリンダブロック25の右側面に沿うように前後方向に延びた状態で、サイドカバー43により覆われている。
A pilot fuel
前記パイロット燃料フィルタで濾過された後、燃料高圧ポンプ56からパイロット燃料供給用主管107を経由してパイロット燃料供給用レール配管47に圧送されたパイロット燃料は、各気筒に対応して設けられたパイロット燃料枝管109に分配される。パイロット燃料枝管109は、隣接するヘッドカバー40の間のスペースを通るように配管されている。なお、図7では図示していないが、パイロット燃料枝管109は、上方から枝管カバー105で覆われている。パイロット燃料枝管109に供給されたパイロット燃料は、その下流側の先端部に設けられるパイロット燃料噴射弁82から適宜のタイミングで噴射される。
The pilot fuel, which has been filtered by the pilot fuel filter and then pressure-fed from the high-
このように、予混合燃焼方式での燃焼時に燃焼室110にパイロット燃料を供給するためのパイロット燃料供給経路は、上述の液体燃料供給経路と同様に、全体としてクランク軸24に対して右側(クランク軸24の軸線24cを含む仮想鉛直平面P1の右側)に配置されている(図7を参照)。よって、オペレータがエンジン21の右側面からこのパイロット燃料供給経路にアクセスし、パイロット燃料供給用主管107やパイロット燃料供給用レール配管47や前記パイロット燃料用フィルタ等のメンテナンスをまとめて行うことが容易である。このように、液体燃料供給経路(パイロット燃料供給経路を含む。)に関するメンテナンスをエンジン21の一側の側面(本実施形態では、右側面)からまとめて行うことができ、オペレータにとってメンテナンスが行い易いレイアウトとなっている。
As described above, the pilot fuel supply path for supplying the pilot fuel to the combustion chamber 110 at the time of combustion in the premixed combustion system as a whole is on the right side (crank It is arranged on the right side of the virtual vertical plane P1 including the
ところで、従来からあるデュアルフューエルエンジンにおいては、パイロット燃料供給用レール配管47が、サイドカバー43の内側ではなく、平面視で排気マニホールド44のすぐ側方、より具体的には、排気マニホールド44の排気枝管44aの上方の位置に露出して設けられていた。パイロット燃料供給用レール配管47は、一般的に長尺物であり、配管の途中に継ぎ目等が存在する場合があるが、この継ぎ目の部分から燃料が漏れて、排気マニホールド44の排気枝管44aに付着するおそれがあった。排気マニホールド44の内部には高温の排気が流れているので、このように高温となっている排気枝管44a等に燃料が付着することは望ましくなかった。
By the way, in the conventional dual fuel engine, the pilot fuel
この点、本実施形態では、パイロット燃料供給用レール配管47が、クランク軸24に対して排気マニホールド44が配置されている側とは反対側に配置されていて、排気マニホールド44からは遠く離れている。よって、仮にパイロット燃料供給用レール配管47の継ぎ目等から燃料が漏れたとしても、高温の排気マニホールド44の表面に付着することはなく、火災等のおそれをなくすことができる。
In this regard, in the present embodiment, the pilot fuel
しかも、本実施形態のパイロット燃料供給用レール配管47は、サイドカバー43の内側に配置されているため、仮にパイロット燃料供給用レール配管47の継ぎ目等から燃料が漏れたとしても、燃料が周囲に飛散することがなく、エンジン21のメンテナンスが簡単となる。
Moreover, since the pilot fuel
次に、液体燃料供給用レール配管42を支持するための構造について、図10を参照して説明する。図10は、サイドカバー43を取り外した状態を示すエンジン21の拡大斜視図である。
Next, a structure for supporting the liquid fuel
図10に示すように、液体燃料供給用レール配管42は、その長手方向中途部に配置される分岐継手92を含んでいる。この分岐継手92は気筒2つにつき1つ配置されており、それぞれの分岐継手92の上部に、2本のパイロット燃料枝管109が接続している。
As shown in FIG. 10, the liquid fuel
上述のとおりシリンダブロック25及びシリンダヘッド26には段差部分が形成されているが、この段差部分の底面から上方に突出するように、平板状の下部ステー95がシリンダブロック25に固定されている。また、上記の段差部分の側壁から側方に突出するように、L字状の上部ステー96がシリンダヘッド26に固定されている。下部ステー95及び上部ステー96は、ボルト及びナットを介してシリンダブロック25又はシリンダヘッド26に固定される。
As described above, the
下部ステー95と上部ステー96とを互いに接続するように、平板状の中間ステー97が配置されている。中間ステー97の下部は下部ステー95に固定され、上部は上部ステー96に固定されている。そして、この中間ステー97に前記分岐継手92が固定されている。なお、上記の固定は何れもボルト及びナットを介して行われる。
A flat plate-shaped
このように、下部ステー95及び上部ステー96を用いて上下から(シリンダブロック25及びシリンダヘッド26の両方から)パイロット燃料供給用レール配管47を支持する構成となっているので、支持構造の剛性を高めることができ、パイロット燃料供給用レール配管47の振動を低減することができる。
As described above, the
以上に説明したように、本実施形態のエンジン21は、気体燃料を空気と混合させてから燃焼室110に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を燃焼室110内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、に対応可能である。このエンジン21は、メイン燃料噴射弁79と、パイロット燃料噴射弁82と、液体燃料供給用レール配管42と、パイロット燃料供給用レール配管47と、を備える。メイン燃料噴射弁79は、拡散燃焼方式での燃焼時に燃焼室110に液体燃料を供給する。パイロット燃料噴射弁82は、予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として燃焼室110にパイロット燃料を供給する。液体燃料供給用レール配管42は、エンジン21のクランク軸24を含む仮想鉛直平面P1に対して一側(右側)に配置され、メイン燃料噴射弁79に液体燃料を供給する。パイロット燃料供給用レール配管47は、仮想鉛直平面P1に対して液体燃料供給用レール配管42と同じ側に配置され、パイロット燃料噴射弁82にパイロット燃料を供給する。
As described above, the
これにより、液体燃料供給用レール配管42のメンテナンス、及びパイロット燃料供給用レール配管47のメンテナンスの何れも、エンジン21のクランク軸24に対して一側(本実施形態においては右側面側)から行うことができ、メンテナンスが容易になる。
As a result, both the maintenance of the liquid fuel
また、本実施形態のエンジン21は、仮想鉛直平面P1に対して液体燃料供給用レール配管42と反対側(左側)に配置され、燃焼室110での燃焼により発生した排気を集めて外部に排出する排気マニホールド44を更に備える。
Further, the
これにより、排気マニホールド44が、クランク軸24に対して、液体燃料供給用レール配管42及びパイロット燃料供給用レール配管47が配置される側とは反対側に配置される。そのため、燃焼室110に供給される前の燃料が、排気マニホールド44内を流れる排気の温度の影響を受けて高温となって、エンジンの性能に悪影響を与えてしまうことを防止することができる。
As a result, the
また、本実施形態のエンジン21は、燃料噴射ポンプ89と、被覆部材としてのサイドカバー43と、を更に備える。燃料噴射ポンプ89は、仮想鉛直平面P1に対して液体燃料供給用レール配管42と同じ側(右側)に配置され、メイン燃料噴射弁79に燃料を供給する。サイドカバー43は、液体燃料供給用レール配管42、パイロット燃料供給用レール配管47及び燃料噴射ポンプ89を覆う。
Further, the
これにより、仮に、液体燃料供給用レール配管42、パイロット燃料供給用レール配管47、又は燃料噴射ポンプ89の何れかから燃料が漏れたとしても、燃料が周囲に飛散することを防止することができ、メンテナンス性及び安全性が向上される。
Accordingly, even if the fuel leaks from any of the liquid fuel
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be modified as follows, for example.
上記の実施形態では、エンジン21は、船舶の推進兼発電機構の駆動源として用いられるものとしたが、これに限るものではなく、他の用途に用いられる駆動源であってもよい。
In the above embodiment, the
上記の実施形態においては、液体燃料供給用レール配管42、パイロット燃料供給用レール配管47、及び燃料噴射ポンプ89は、エンジン21の右側面に沿って設けられるものとしたが、これに限るものではなく、例えばこれに代えて、液体燃料供給用レール配管42、パイロット燃料供給用レール配管47、及び燃料噴射ポンプ89をエンジン21の左側面に沿って設けるものとしてもよい。
Although the liquid fuel
21 エンジン
24 クランク軸
42 液体燃料供給用レール配管
43 サイドカバー(被覆部材)
44 排気マニホールド
45 遮熱カバー
47 パイロット燃料供給用レール配管
79 メイン燃料噴射弁
82 パイロット燃料噴射弁
89 燃料噴射ポンプ
110 燃焼室
P1 仮想鉛直平面
21
44
Claims (3)
前記拡散燃焼方式での燃焼時に前記燃焼室に液体燃料を供給するメイン燃料噴射弁と、
前記予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として前記燃焼室にパイロット燃料を供給するパイロット燃料噴射弁と、
前記メイン燃料噴射弁に液体燃料を供給する液体燃料供給用レール配管と、
前記パイロット燃料噴射弁にパイロット燃料を供給するパイロット燃料供給用レール配管と、
前記燃焼室での燃焼により発生した排気を集めて外部に排出する排気マニホールドを備え、
前記液体燃料供給用レール配管及び前記パイロット燃料供給用レール配管を前記排気マニホールドより低い位置に備える
ことを特徴とするエンジン。 An engine capable of supporting a premixed combustion method in which a gaseous fuel is mixed with air and then flowing into a combustion chamber, and a diffusion combustion method in which a liquid fuel is injected into the combustion chamber and burned,
A main fuel injection valve that supplies liquid fuel to the combustion chamber during combustion in the diffusion combustion method;
A pilot fuel injection valve for supplying pilot fuel to the combustion chamber for the purpose of gas fuel ignition at the time of combustion in the premixed combustion method,
A liquid fuel supply rail pipe for supplying liquid fuel to the main fuel injection valve;
A pilot fuel supply rail pipe for supplying pilot fuel to the pilot fuel injection valve;
An exhaust manifold that collects exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber and discharges the exhaust gas to the outside,
An engine comprising the rail pipe for supplying liquid fuel and the rail pipe for supplying pilot fuel at a position lower than the exhaust manifold.
前記液体燃料供給用レール配管から前記メイン燃料噴射弁に液体燃料を供給する燃料噴射ポンプを備え、
前記エンジンの側面視で、前記液体燃料供給用レール配管及び前記パイロット燃料供給用レール配管を前記燃料噴射ポンプと重なる位置に備える
ことを特徴とするエンジン。 The engine according to claim 1,
A fuel injection pump for supplying liquid fuel to the main fuel injection valve from the liquid fuel supply rail pipe;
An engine characterized in that the liquid fuel supply rail pipe and the pilot fuel supply rail pipe are provided at a position overlapping the fuel injection pump in a side view of the engine.
前記液体燃料供給用レール配管及び前記パイロット燃料供給用レール配管を覆う被覆部材を備える
ことを特徴とするエンジン。
The engine according to claim 1 or 2, wherein
An engine comprising a covering member for covering the liquid fuel supply rail pipe and the pilot fuel supply rail pipe.
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