JP2021116813A - Internal combustion engine system - Google Patents

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Abstract

To provide an improved internal combustion engine system that provides a safer system.SOLUTION: The present invention relates to an internal combustion engine system. The internal combustion engine system includes: an internal combustion engine generating exhaust gas; an exhaust gas receiver receiving exhaust gas; a turbocharger; and a low flash point fuel supply line for supplying low flash point fuel from a low flash point fuel supply part to the internal combustion engine. The low flash point fuel supply line includes: a first pipe configured to guide low flash point fuel having predetermined fuel pressure to the internal combustion engine; and a second barrier surrounding a first conduit and defining a space between the first pipe and the second barrier to prevent leakage of the low flash point fuel from the low flash point fuel supply line for safety of an engine room. The space includes liquid having liquid pressure higher than fuel pressure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排気ガスを生成する内燃機関と、排気ガスを受容する排気ガスレシーバーと、ターボチャージャーと、燃料供給部から内燃機関に燃料を供給するための低引火点燃料供給ラインと、を備える内燃機関システムに関する。本発明は、また、船舶にも関する。 The present invention includes an internal combustion engine that generates exhaust gas, an exhaust gas receiver that receives exhaust gas, a turbocharger, and a low ignition point fuel supply line for supplying fuel from a fuel supply unit to the internal combustion engine. Regarding internal combustion engine systems. The present invention also relates to ships.

船舶、例えばコンテナ船およびタンカーなどを設計するとき、主眼は、船内の安全性および環境破壊を防止することである。 When designing ships such as container ships and tankers, the main focus is on inboard safety and prevention of environmental damage.

環境を保護するために、船舶は、バイオガスまたは天然ガスのような、他の種類の燃料で作動することが要求され得る。このようなガスは低引火点燃料でありより容易に発火し得るため、このような要求は、船舶の船内の機関室内のより高いリスクを含む、課題を発生させる。したがって、規制は、漏出のリスクを低減し、したがってこのような漏出するガスの発火を低減するために、機関にガスを供給するための供給ラインを二重壁にすることを要求する。しかしながら、これは、非常に複雑なパイプシステムであり、検出された漏口は、漏口が相当な大きさになる前に突き止めることが非常に困難であり得る。 To protect the environment, vessels may be required to operate on other types of fuels, such as biogas or natural gas. Since such gases are low flash point fuels and can be ignited more easily, such requirements pose challenges, including higher risk in the engine chambers inside ships. Therefore, regulations require that the supply line for supplying gas to the engine be double-walled in order to reduce the risk of leakage and thus reduce the ignition of such leaking gas. However, this is a very complex pipe system and the detected leaks can be very difficult to locate before the leaks are of considerable size.

本発明の目的は、上記の短所および従来技術の欠点を全体的にまたは部分的に解消することである。より詳細には、目的は、より安全なシステムを提供する改良された内燃機関システムを提供することであり、このより安全なシステムでは、低引火点燃料供給ライン内の漏口が供給ラインから燃料の漏出という結果とならず、漏口が機関室内の環境にとって重大な大きさになる前に検出される。 An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages and the disadvantages of the prior art in whole or in part. More specifically, the purpose is to provide an improved internal combustion engine system that provides a safer system, in which the leak in the low flash point fuel supply line fuels from the supply line. The leak is detected before it becomes significant to the environment in the engine room, without resulting in a leak.

多数の他の目的、利点および特徴とともに、下記の説明により明らかになるであろう上記の目的は、内燃機関システムによる本発明にしたがった解決策により達成され、内燃機関システムは、
− 排気ガスを生成する内燃機関と、
− 排気ガスを受容する排気ガスレシーバーと、
− ターボチャージャーと、
− 低引火点燃料供給部から内燃機関に低引火点燃料を供給するための低引火点燃料供給ラインと、を備え、
低引火点燃料供給ラインは、
− 内燃機関に所定の燃料圧力の低引火点燃料を案内するように構成された第1パイプと、
− 第2パイプであって、第1パイプを取り囲み、機関室の安全のために低引火点燃料供給ラインから低引火点燃料の漏出を防止するために第1パイプと第2パイプとの間に空間を画成する、第2パイプと、を備え、
空間は、燃料圧力よりも高い液体圧力を有する液体を備える。
Along with a number of other objectives, advantages and features, the above objectives, which will become apparent in the description below, are achieved by a solution according to the invention by an internal combustion engine system.
− An internal combustion engine that produces exhaust gas and
-Exhaust gas receiver that receives exhaust gas and
− With a turbocharger
− Equipped with a low flash point fuel supply line for supplying low flash point fuel from the low flash point fuel supply unit to the internal combustion engine.
Low flash point fuel supply line
− A first pipe configured to guide the low flash point fuel of a given fuel pressure to the internal combustion engine,
-The second pipe, which surrounds the first pipe and is between the first and second pipes to prevent leakage of low flash point fuel from the low flash point fuel supply line for the safety of the engine room. Equipped with a second pipe that defines the space,
The space comprises a liquid having a liquid pressure higher than the fuel pressure.

多数の他の目的、利点および特徴とともに、下記の説明により明らかになるであろう上記の目的は、内燃機関システムによる本発明にしたがった解決策により達成され、内燃機関システムは、
− 排気ガスを生成する内燃機関と、
− 排気ガスを受容する排気ガスレシーバーと、
− ターボチャージャーと、
− 低引火点燃料供給部から内燃機関に低引火点燃料を供給するための低引火点燃料供給ラインと、を備え、
低引火点燃料供給ラインは、
− 内燃機関に所定の燃料圧力の低引火点燃料を案内するように構成された第1パイプと、
− 第2パイプであって、第1パイプを取り囲み、第1パイプと第2パイプとの間に空間を画成し、機関室に向かって第2障壁を形成する、第2パイプと、を備え、
空間は、燃料圧力よりも高い液体圧力を有する液体を備える。
Along with a number of other objectives, advantages and features, the above objectives, which will become apparent in the description below, are achieved by a solution according to the invention by an internal combustion engine system.
− An internal combustion engine that produces exhaust gas and
-Exhaust gas receiver that receives exhaust gas and
− With a turbocharger
− Equipped with a low flash point fuel supply line for supplying low flash point fuel from the low flash point fuel supply unit to the internal combustion engine.
Low flash point fuel supply line
− A first pipe configured to guide the low flash point fuel of a given fuel pressure to the internal combustion engine,
-A second pipe, which surrounds the first pipe, defines a space between the first pipe and the second pipe, and forms a second barrier toward the engine room. ,
The space comprises a liquid having a liquid pressure higher than the fuel pressure.

低引火点燃料とは、1気圧下で60℃未満の引火点を有する燃料を意味する。 The low flash point fuel means a fuel having a flash point of less than 60 ° C. under 1 atm.

さらに、液体は、25℃において9・10−10Pa−1の圧縮率を有し得る。 In addition, the liquid may have a compressibility of 9.10-10 Pa -1 at 25 ° C.

さらに、液体は、1.1GPaを超える体積弾性率を有し得る。 In addition, the liquid can have a bulk modulus of greater than 1.1 GPa.

加えて、液体は、非腐食性、非毒性、および/または不燃性であり得る。 In addition, the liquid can be non-corrosive, non-toxic, and / or non-flammable.

さらに、液体は、水、イオン液体、液体シリコン、またはそれらの組み合わせであり得る。 Further, the liquid can be water, an ionic liquid, liquid silicone, or a combination thereof.

さらに、第1パイプおよび/または第2パイプは、円形断面、矩形断面、または三角形断面を有し得る。 Further, the first pipe and / or the second pipe may have a circular cross section, a rectangular cross section, or a triangular cross section.

また、液体は、低引火点燃料の熱容量よりも高い熱容量を有し得る。 Also, the liquid may have a heat capacity higher than the heat capacity of the low flash point fuel.

さらに、液体は、不活性ガスのような、ガスの熱容量よりも高い熱容量を有し得る。 In addition, the liquid may have a heat capacity higher than the heat capacity of the gas, such as an inert gas.

付加的には、低引火点燃料圧力は、300barを超え得る。 Additionally, the low flash point fuel pressure can exceed 300 bar.

本発明は、可変容量型ポンプのような、ポンプをさらに備え得る。 The present invention may further comprise a pump, such as a variable displacement pump.

さらに、可変容量型ポンプは、調節可能な回転斜板を有するアキシアルピストンポンプであり得る。 In addition, the variable displacement pump can be an axial piston pump with an adjustable swashplate.

加えて、ポンプは、空間内の液体の所定の流量を提供し得る。 In addition, the pump may provide a given flow rate of liquid in space.

また、ポンプは、100cm/分よりも小さい吐出量を有し得る。 Also, the pump may have a discharge rate of less than 100 cm 3 / min.

さらに、ポンプは、空間内の液体圧力を制御するためのポンプ制御ユニットに操作可能に接続され得る。 In addition, the pump may be operably connected to a pump control unit for controlling the liquid pressure in space.

本発明は、液体を空間に通すが液体が戻ることを防止するために、ポンプの出口に流体的に接続されたチェックバルブをさらに備え得る。 The present invention may further include a check valve fluidly connected to the outlet of the pump to allow the liquid to pass through the space but prevent the liquid from returning.

付加的には、ポンプ制御ユニットは、ポンプの出口およびシリンダに流体的に接続された調節可能なバルブを備え得、シリンダは、ポンプの出力圧力を調節するためにポンプに接続される。 Additionally, the pump control unit may include an adjustable valve fluidly connected to the outlet and cylinder of the pump, the cylinder being connected to the pump to regulate the output pressure of the pump.

さらに、内燃機関システムは、空間から液体タンクに液体の一部を漏出させるためのスロットルをさらに備え得る。 In addition, the internal combustion engine system may further include a throttle for leaking a portion of the liquid from the space into the liquid tank.

また、ポンプは、ポンプの出力圧力を調整するためのポンプ制御ユニットに操作可能に接続され得る。 The pump may also be operably connected to a pump control unit for adjusting the output pressure of the pump.

さらに、ポンプは、空間内の実質的に一定な圧力を維持するために液体圧力Plを制御するためのポンプ制御ユニットに操作可能に接続され得る。 In addition, the pump may be operably connected to a pump control unit for controlling the liquid pressure Pl to maintain a substantially constant pressure in space.

加えて、ポンプは、低引火点燃料の温度を調整するために空間内の液体を循環させ得る。 In addition, the pump may circulate the liquid in space to regulate the temperature of the low flash point fuel.

さらに、内燃機関システムは、漏出が検出された場合、低引火点燃料供給ラインからの低引火点燃料の供給を閉塞するシステムバルブを操作するためにシステム制御ユニットをさらに備え、システム制御ユニットは、低引火点燃料供給ラインの漏出の検出のために、空間内の液体の圧力および/または温度を計測するためのセンサを備え得る。 In addition, the internal combustion engine system further comprises a system control unit to operate a system valve that shuts off the supply of low flash point fuel from the low flash point fuel supply line when a leak is detected. A sensor for measuring the pressure and / or temperature of the liquid in space may be provided for the detection of leaks in the low flash point fuel supply line.

付加的には、システム制御ユニットは、システムバルブを閉塞する場合、内燃機関に、別の低引火点燃料、従来の燃料、マリンディーゼル、または「重質燃料」を供給する第2燃料供給ラインを開放するように構成され得る。 Additionally, the system control unit provides a second fuel supply line that supplies the internal combustion engine with another low flash point fuel, conventional fuel, marine diesel, or "heavy fuel" when the system valve is closed. It can be configured to open.

さらに、システム制御ユニットは、第1パイプ内の低引火点燃料の圧力および/または温度を計測するためのセンサを備え得る。 In addition, the system control unit may include sensors for measuring the pressure and / or temperature of the low flash point fuel in the first pipe.

また、液体は、第1パイプ内の漏口の位置の検出のためのトレーサーを備え得る。 The liquid may also be equipped with a tracer for detecting the location of the leak in the first pipe.

加えて、トレーサーは、着色料または化学物質であり得る。 In addition, the tracer can be a colorant or chemical.

さらに、液体は、乳化したオイルを含み得る。 In addition, the liquid may include emulsified oil.

さらに、ポンプはモータにより駆動され得る。 In addition, the pump can be driven by a motor.

付加的には、モータは、非同期電気モータであり得る。 Additionally, the motor can be an asynchronous electric motor.

さらに、ポンプは、回転斜板ポンプであり得る。 In addition, the pump can be a swashplate pump.

また、ポンプの吐出量は、単位時間あたりに通過する液体の体積が10・10−6/分未満となるように選択され得る。 Also, the discharge rate of the pump can be selected so that the volume of liquid passing per unit time is less than 10.10-6 m 3 / min.

加えて、低引火点燃料は、エタンガス、エテンガス、メタンガス、メタノール、天然ガス、バイオガス、アンモニア、エタノール、または類似のものを含み得る。 In addition, low flash point fuels may include ethane gas, ethene gas, methane gas, methanol, natural gas, biogas, ammonia, ethanol, or the like.

本発明は、また、船舶にも関し、船舶は、
− 上甲板と、
− 内燃機関システムと、
− 内燃機関を備える機関室と、を備え、
第2パイプは、機関室内の低引火点燃料の漏出を防止するために少なくとも機関室に配置される。
The present invention also relates to a ship, which is a ship.
− Upper deck and
− Internal combustion engine system and
− With an engine room equipped with an internal combustion engine,
The second pipe is located at least in the engine room to prevent leakage of low flash point fuel in the engine room.

さらに、低引火点燃料供給部は、船舶の上甲板の上に配置され得、または、さもなくば機関室から分離され得る。 In addition, the low flash point fuel supply can be located on the upper deck of the ship or otherwise separated from the engine room.

付加的には、第2パイプは、上甲板の下にのみ配置され得る。 Additionally, the second pipe can only be placed under the upper deck.

さらに、第2パイプは、機関室にのみ配置され得る。 In addition, the second pipe can only be located in the engine room.

さらに、窒素酸化物還元ユニットは、1つ以上の触媒反応器を備え得る。 In addition, the nitrogen oxide reduction unit may include one or more catalytic reactors.

加えて、窒素酸化物還元ユニットは、高圧SCRシステムであり得る。 In addition, the nitrogen oxide reduction unit can be a high pressure SCR system.

また、燃焼機関システムは、少なくとも200リットルの体積を有する1つ以上の触媒反応器ハウジングを備え得る。 Also, the combustion engine system may include one or more catalytic reactor housings having a volume of at least 200 liters.

さらに、燃焼機関システムは、ボイラーなどの、熱交換器をさらに備え得る。 In addition, the combustion engine system may further include a heat exchanger, such as a boiler.

また、内燃機関システムは、少なくとも0.05%の硫黄含有物を有する燃料により動かされ得る。 Also, the internal combustion engine system can be powered by a fuel containing at least 0.05% sulfur content.

前記内燃機関は、大型二ストローク内燃機関であり得る。 The internal combustion engine may be a large two-stroke internal combustion engine.

さらに、内燃機関は、ターボチャージャー付クロスヘッド型大型二ストローク内燃機関であり得る。 Further, the internal combustion engine may be a turbocharged crosshead large two-stroke internal combustion engine.

さらに、燃焼機関システムの内燃機関は、二ストロークまたは四ストローク内燃機関であり得る。 Further, the internal combustion engine of the combustion engine system can be a two-stroke or four-stroke internal combustion engine.

本発明およびその多くの利点は、例示の目的でいくつかの非限定的な実施形態を示す添付の概略図を参照して、以下でより詳細に説明される。 The present invention and many of its advantages are described in more detail below with reference to the accompanying schematics showing some non-limiting embodiments for illustrative purposes.

本発明による内燃機関システムを有する船舶の側面図を示す。A side view of a ship having an internal combustion engine system according to the present invention is shown. 別の内燃機関システムの、燃料供給ライン、ポンプ、およびポンプ制御のダイアグラムを示す。A diagram of the fuel supply line, pump, and pump control of another internal combustion engine system is shown.

全ての図は非常に概略的であり、必ずしも縮尺どおりでなく、本発明を解明するために必要な部分のみを示し、他の部分は省略または単に提示される。 All figures are very schematic and not necessarily to scale, showing only the parts necessary to elucidate the invention, the other parts being omitted or simply presented.

図1は、船舶100の船内の機関室102内の内燃機関システム1を示す。内燃機関システム1は、排気ガスを生成する内燃機関2と、排気ガスを受容する排気ガスレシーバー3と、ターボチャージャー4と、を備える。内燃機関システム1は、内燃機関2が環境的に認可された燃料で作動するように、内燃機関2に低引火点燃料25を供給するための低引火点燃料供給部6をさらに備える。低引火点燃料供給部6は、上甲板101の上にまたは甲板(図示されず)の下にあるタンク内にもしくはコンテナに、配置され得る。内燃機関システム1は、低引火点燃料供給部6から低引火点燃料25を供給するための低引火点燃料供給ライン5をさらに備える。低引火点燃料供給ライン5は、内燃機関2に所定の燃料圧力Pgの低引火点燃料25を案内するように構成された第1パイプ7を備える。少なくとも機関室102内に配置された第1パイプ7の一部に沿って、低引火点燃料供給ライン5は、第1パイプ7を取り囲み、機関室の安全のために低引火点燃料供給ライン5から低引火点燃料が漏出することを防止するために第1パイプ7と第2パイプ8との間に空間9を画成する、第2パイプ8を備える。空間9は、第1パイプ7内の低引火点燃料25の燃料圧力Pgよりも高い液体圧力Plを有する液体10を備える。 FIG. 1 shows an internal combustion engine system 1 in an engine room 102 inside a ship 100. The internal combustion engine system 1 includes an internal combustion engine 2 that generates exhaust gas, an exhaust gas receiver 3 that receives exhaust gas, and a turbocharger 4. The internal combustion engine system 1 further includes a low flash point fuel supply unit 6 for supplying the low flash point fuel 25 to the internal combustion engine 2 so that the internal combustion engine 2 operates on an environmentally licensed fuel. The low flash point fuel supply unit 6 may be located on the upper deck 101 or in a tank below the deck (not shown) or in a container. The internal combustion engine system 1 further includes a low flash point fuel supply line 5 for supplying the low flash point fuel 25 from the low flash point fuel supply unit 6. The low flash point fuel supply line 5 includes a first pipe 7 configured to guide the low flash point fuel 25 having a predetermined fuel pressure Pg to the internal combustion engine 2. The low flash point fuel supply line 5 surrounds the first pipe 7 along at least a part of the first pipe 7 arranged in the engine room 102, and the low flash point fuel supply line 5 for the safety of the engine room. A second pipe 8 is provided which defines a space 9 between the first pipe 7 and the second pipe 8 in order to prevent the low flash point fuel from leaking from the first pipe 7. The space 9 includes a liquid 10 having a liquid pressure Pl higher than the fuel pressure Pg of the low flash point fuel 25 in the first pipe 7.

不活性ガスまたは類似のガスの代わりに、空間9内に液体10を有することにより、空間9は、実質的に圧縮不可能な流体で満たされ、その結果、漏口から離れている場合であっても、空間9内の圧力の簡素な計測により、非常に小さい漏口が容易に検出可能になる。空間9内の液体圧力Plが第1パイプ7内の燃料圧力Pgと等しい圧力まで減少する場合、漏口は第1パイプ7内で検出され、空間9内の液体圧力Plが第1パイプ7内の燃料圧力Pgよりも低い圧力まで減少する場合、漏口は第2パイプ内で検出される。 By having the liquid 10 in the space 9 instead of an inert gas or similar gas, the space 9 may be filled with a substantially uncompressible fluid and, as a result, away from the leak. However, a simple measurement of the pressure in the space 9 makes it easy to detect a very small leak. When the liquid pressure Pl in the space 9 decreases to a pressure equal to the fuel pressure Pg in the first pipe 7, the leak is detected in the first pipe 7 and the liquid pressure Pl in the space 9 is in the first pipe 7. If the pressure drops below the fuel pressure Pg, the leak is detected in the second pipe.

液体10は実質的に圧縮不可能であるため、液体10は、第1パイプ7の流れへの漏口に入り込み、その中の低引火点燃料25を変位させ、したがって、第1パイプ7内の低引火点燃料25は、既知のシステム内で時々発生し得るように空間9への漏口を通過して流れ出ることがない。さらに、漏口を通過して入り込んだ液体10の一部は依然として存在するため、漏口の位置を検出することは、より容易になり、したがって、漏口の位置の検出は、既知のシステムのように空間9内に不活性ガスを有する場合よりもより容易になる。 Since the liquid 10 is substantially incompressible, the liquid 10 enters the outlet to the flow of the first pipe 7 and displaces the low flash point fuel 25 in it, thus in the first pipe 7. The low flash point fuel 25 does not flow out through the outlet to space 9 as can sometimes occur in known systems. Moreover, since some of the liquid 10 that has entered through the leak is still present, it is easier to detect the location of the leak, and therefore the detection of the location of the leak is of known systems. As described above, it becomes easier than when the inert gas is contained in the space 9.

加えて、空間9内の液体10が第1パイプ7に入り込み、かつその逆がないため、液体10は、既知のシステム内のガスのように、1時間あたり30回といった、顕著な流量で交換される必要がない。したがって、圧力をかけ、空間9内の圧力を制御することは、空間9内の流体が、液体でなく、不活性ガスまたは空気のような、ガスである場合よりも、より容易になる。圧力および圧力の制御は、また、液体10は循環する必要がないため、ガスを交換する場合よりもより少ないエネルギーを要求し、空間9がガスで通気された場合よりも実質的に小さい吐出量のポンプが使用されることができる。 In addition, since the liquid 10 in the space 9 enters the first pipe 7 and vice versa, the liquid 10 is exchanged at a remarkable flow rate, such as 30 times per hour, like the gas in a known system. It doesn't have to be. Therefore, applying pressure and controlling the pressure in the space 9 becomes easier than when the fluid in the space 9 is a gas, such as an inert gas or air, rather than a liquid. Pressure and pressure control also require less energy than when exchanging gas, as the liquid 10 does not need to circulate, and a substantially smaller discharge rate than when space 9 is vented with gas. Pumps can be used.

さらに、漏口を通過する場合、液体10は、第1パイプ7内の低引火点燃料25と混合せず、漏口を通過する流量は、空間9がガスで満たされ、空間ガスが第1パイプ7内の低引火点燃料25へまたはその逆で高速で流れ込んで漏出開口部の温度の局所的な低下を引き起こす場合ほど増大されない。このような温度の低下はさらなる漏口の破壊のリスクを増大し、漏口がさらなる破壊を経験する場合、漏口は非常に速くより大きくなる。空間9内に液体を使用する場合、温度は、そのように急速に落ちることなく、したがって、漏口は、その大きさのまま保たれる可能性がより高く、漏口は、修復されるために検出されることができ、供給システムの寿命は、増大する。さらに、空間9内に液体10を使用する場合、第1パイプ7内の300barを超える燃料圧力を有する低引火点燃料と機関室102との間の漏出のない障壁を得ることがより容易である。 Further, when passing through the leak, the liquid 10 does not mix with the low flash point fuel 25 in the first pipe 7, and the flow rate passing through the leak is such that the space 9 is filled with gas and the space gas is the first. It is not as increased as it would be if it flows into the low flash point fuel 25 in the pipe 7 or vice versa at high speed, causing a local drop in the temperature of the leak opening. Such a decrease in temperature increases the risk of further breakage of the leak, and if the leak undergoes further breakage, the leak will grow much faster. When using a liquid in space 9, the temperature does not drop so rapidly, therefore the leak is more likely to remain in its size and the leak is repaired. Can be detected and the life of the supply system is extended. Further, when the liquid 10 is used in the space 9, it is easier to obtain a leak-free barrier between the low flash point fuel having a fuel pressure of more than 300 bar in the first pipe 7 and the engine room 102. ..

したがって、空間9内にガスでなく液体10を使用することにより、漏口は、重大な大きさになる前に検出されることができる。循環させられるガスでなく液体10で満たされる空間9を有することにより、第1パイプ7と第2パイプ8との間の圧力差が非常に小さく設定されることができるため、低引火点燃料供給ライン5内の動的負荷は低減される。 Therefore, by using the liquid 10 instead of the gas in the space 9, the leak can be detected before it becomes significant in size. By having the space 9 filled with the liquid 10 instead of the circulated gas, the pressure difference between the first pipe 7 and the second pipe 8 can be set to be very small, so that the fuel supply has a low flash point. The dynamic load in line 5 is reduced.

液体10は、実質的に圧縮不可能であり、25℃において9・10−10Pa−1よりも小さい圧縮率を有することを意味し、液体は、例えば、25℃においておよそ4.55・10−10Pa−1の圧縮率を有する水であり得る。さらに、液体10は、非腐食性、非毒性、および/または不燃性であり得る。液体10は、水、イオン液体、液体シリコン、またはそれらの組み合わせであり得、ポンプを潤滑するための何らかの潤滑剤が液体10に付加され得る。したがって、液体10は、安価かつ安全な水であり得、また、水は、毒性でも可燃性でもないという重要な要素に関しては、非常に中性の液体である。液体10は、水の腐食効果を低減するために乳化したオイルを含み得る。 The liquid 10 is substantially incompressible , meaning that it has a compressibility less than 9 / 10-10 Pa -1 at 25 ° C, and the liquid is, for example, approximately 4.55.10 at 25 ° C. It can be water having a compressibility of -10 Pa -1. In addition, the liquid 10 can be non-corrosive, non-toxic, and / or non-flammable. The liquid 10 can be water, an ionic liquid, a liquid silicon, or a combination thereof, and some lubricant for lubricating the pump can be added to the liquid 10. Thus, the liquid 10 can be cheap and safe water, and the water is a very neutral liquid with respect to the important factor that it is neither toxic nor flammable. The liquid 10 may contain emulsified oil to reduce the corrosive effect of water.

さらに、液体10は、不活性ガスのような、ガスの熱容量よりも高い熱容量を有する。これにより、得られることは、第1パイプ7内の低引火点燃料25の温度は、低引火点燃料供給部6から内燃機関2への輸送中に、より一定に保たれること、である。多くの場合、低引火点燃料25は、低引火点燃料供給部6内またはその近傍で調節され、したがって、空間9内の液体10は、空間9がガスで満たされる場合よりもはるかに良好に所定の温度を維持するためのアイソレータとして機能する。 Further, the liquid 10 has a heat capacity higher than the heat capacity of the gas, such as an inert gas. What is obtained from this is that the temperature of the low flash point fuel 25 in the first pipe 7 is kept more constant during transportation from the low flash point fuel supply unit 6 to the internal combustion engine 2. .. In many cases, the low flash point fuel 25 is regulated in or near the low flash point fuel supply 6, so the liquid 10 in space 9 is much better than if space 9 is filled with gas. It functions as an isolator to maintain a predetermined temperature.

いくつかの実施形態では、燃料供給ライン5は、甲板の上の第1パイプ7を単に有し、第2パイプ8は、最初に、第1パイプ7を取り囲むように、甲板の下に付加される。 In some embodiments, the fuel supply line 5 simply has a first pipe 7 above the deck, and a second pipe 8 is first added below the deck so as to surround the first pipe 7. NS.

図2に示されるように、内燃機関システム1は、可変容量型ポンプのような、ポンプ11をさらに備える。可変容量型ポンプは、調節可能な回転斜板を有するアキシアルピストンポンプであり得る。ポンプが所定値に従って、低引火点燃料圧力よりもいくらか高い、特定の圧力を維持する場合、小さい流れは、バイパスされ、穴を介してポンプの吸引側に戻される。この流れは、回転斜板がゼロストロークからわずかに角度を付けられていることに対応する。低引火点燃料パイプ(第1パイプ)と第2パイプとの間の空間からの漏出は、必ず、圧力を維持するために回転斜板角度の増大という結果になる。したがって、バイパス流れと同じ程度の漏出は、実際の回転斜板角度を監視することにより検出可能である。吐出量がおよそ10cm/分の小さい吐出量のポンプは、また、低いバイパス流量を有し、したがって、小さい漏出を検出する機能を伴う。小さいポンプ吐出量は、圧力が上昇するためにいくらかの時間を要求するが、しかし、この時間は重大でない。例えば換気量が1時間あたり30回の交換である、換気された外側パイプを有するシステムと比較されると、本発明の可変容量型ポンプのための電力の要求、および設置のために要求される空間は、十分に小さい。 As shown in FIG. 2, the internal combustion engine system 1 further includes a pump 11, such as a variable displacement pump. The variable displacement pump can be an axial piston pump with an adjustable swash plate. If the pump maintains a certain pressure, somewhat higher than the low flash point fuel pressure, according to a given value, the small flow is bypassed and returned to the suction side of the pump through the holes. This flow corresponds to the swash plate being slightly angled from zero stroke. Leakage from the space between the low flash point fuel pipe (first pipe) and the second pipe will always result in an increase in the swashplate angle to maintain pressure. Therefore, a leak similar to the bypass flow can be detected by monitoring the actual swashplate angle. Pumps with a small discharge rate of approximately 10 cm 3 / min also have a low bypass flow rate and are therefore associated with the ability to detect small leaks. A small pump discharge requires some time for the pressure to rise, but this time is not significant. Power requirements for variable displacement pumps of the invention, and requirements for installation, when compared to systems with ventilated outer pipes, for example, where the ventilation volume is changed 30 times per hour. The space is small enough.

さらに、従来技術の大きい吐出量ポンプは高い流量でポンプし、小さい吐出量のポンプと比較されると、小さい漏口は記録されることが困難である。 Moreover, the large discharge pumps of the prior art pump at high flow rates and small leaks are difficult to record when compared to pumps with small discharges.

図2に見られるように、ポンプ11は、非同期電気モータのような、モータにより駆動され、空間9内の実質的に一定な圧力を維持するために、液体圧力(Pl)を制御するためのポンプ制御ユニット12に操作可能に接続される。内燃機関システム1は、液体10を空間9に通すが液体10が戻ることを防止するために、ポンプ11の出口17に流体的に接続されたチェックバルブ16をさらに備える。ポンプ制御ユニット12は、ポンプ11の出口17に流体的に接続された調節可能なバルブ18を備え、ポンプ制御ユニット12は、シリンダ21を備え、シリンダ21は、ポンプ11の出力圧力を調節するためにポンプ11に接続される。したがって、ポンプ制御ユニット12は、例えば、可変調節ポンプの回転斜板の傾斜を調節することによりポンプ11の出力圧力を調整するために、ポンプ11に操作可能に接続される。ポンプ11は、例えば、低引火点燃料25が低引火点燃料供給ライン5の第1部分で冷却され、次に内燃機関2に入る前に加熱されることを必要とする場合、低引火点燃料25の温度を調整するために空間9内の液体10を循環させる。内燃機関システム1は、空間9から液体タンク20に液体10の一部を漏出させるためのスロットル19をさらに備え、それにより、空間9内の小さい循環を維持し、したがって、ポンプ11のわずかな作動を維持する。 As seen in FIG. 2, the pump 11 is driven by a motor, such as an asynchronous electric motor, to control the liquid pressure (Pl) in order to maintain a substantially constant pressure in space 9. It is operably connected to the pump control unit 12. The internal combustion engine system 1 further includes a check valve 16 fluidly connected to the outlet 17 of the pump 11 to allow the liquid 10 to pass through the space 9 but prevent the liquid 10 from returning. The pump control unit 12 includes an adjustable valve 18 fluidly connected to the outlet 17 of the pump 11, the pump control unit 12 includes a cylinder 21, and the cylinder 21 regulates the output pressure of the pump 11. Is connected to the pump 11. Therefore, the pump control unit 12 is operably connected to the pump 11 in order to adjust the output pressure of the pump 11, for example, by adjusting the inclination of the swash plate of the variable adjustment pump. The pump 11 may, for example, have a low flash point fuel if the low flash point fuel 25 needs to be cooled in the first portion of the low flash point fuel supply line 5 and then heated before entering the internal combustion engine 2. The liquid 10 in the space 9 is circulated to adjust the temperature of 25. The internal combustion engine system 1 further comprises a throttle 19 for leaking a portion of the liquid 10 from the space 9 into the liquid tank 20, thereby maintaining a small circulation in the space 9 and thus a slight operation of the pump 11. To maintain.

図1において、内燃機関システム1は、漏出が検出された場合、低引火点燃料供給ライン5からの低引火点燃料25の供給を閉塞するシステムバルブ15を操作するためにシステム制御ユニット14をさらに備える。システム制御ユニット14は、低引火点燃料供給ライン5の漏出の検出のために、空間9内の液体10の圧力および/または温度を計測するためのセンサ26を備える。システム制御ユニット14は、第1パイプ7内の低引火点燃料25の圧力および/または温度を計測するための(図2に図示される)ガスセンサ23を備える。 In FIG. 1, the internal combustion engine system 1 further adds a system control unit 14 to operate a system valve 15 that blocks the supply of low flash point fuel 25 from the low flash point fuel supply line 5 when a leak is detected. Be prepared. The system control unit 14 includes a sensor 26 for measuring the pressure and / or temperature of the liquid 10 in the space 9 for detecting a leak in the low flash point fuel supply line 5. The system control unit 14 includes a gas sensor 23 (shown in FIG. 2) for measuring the pressure and / or temperature of the low flash point fuel 25 in the first pipe 7.

液体10は、第1パイプ7内の漏口の位置の検出のためのトレーサーを備え得る。トレーサーは、液体10が第1パイプ7に流入するときに漏口を示すように、着色料または別の追跡可能な化学物質であり得る。 The liquid 10 may include a tracer for detecting the location of the leak in the first pipe 7. The tracer can be a colorant or another traceable chemical to indicate a leak when the liquid 10 flows into the first pipe 7.

低引火点燃料25は、メタンガス、合成メタンガス、エタンガス、メタノール、天然ガス、液化石油ガス、ガス状石油ガス、バイオガス、アンモニアガス、液体アンモニア、エタノール、ガソリン、または類似のものを含み得る。 The low ignition point fuel 25 may include methane gas, synthetic methane gas, ethane gas, methanol, natural gas, liquefied petroleum gas, gaseous petroleum gas, biogas, ammonia gas, liquid ammonia, ethanol, gasoline, or the like.

内燃機関システム1は、1つ以上の触媒反応器と、少なくとも200リットルの体積を有する1つ以上の触媒反応器ハウジングと、を含む窒素酸化物還元ユニット27をさらに含み得る。窒素酸化物還元ユニット27は、ある量の還元剤、例えば、アンモニアを、窒素酸化物還元ユニット27内のまたは窒素酸化物還元ユニット27に入る前の排気ガスに、還元剤を投与するための投与ユニットを含む還元剤供給ユニットをさらに含み得る。 The internal combustion engine system 1 may further include a nitrogen oxide reduction unit 27 comprising one or more catalytic reactors and one or more catalytic reactor housings having a volume of at least 200 liters. The nitrogen oxide reduction unit 27 administers a certain amount of a reducing agent, for example, ammonia, to the exhaust gas in the nitrogen oxide reduction unit 27 or before entering the nitrogen oxide reduction unit 27 to administer the reducing agent. Reducing agent supply units, including units, may further be included.

さらに、内燃機関システム1は、ボイラーなどの、熱交換器をさらに含み得る。内燃機関2はまた、第2燃料供給ライン22を通過する少なくとも0.05%の硫黄含有物を有する燃料により動かされ得る。
供給ライン
また、内燃機関2は、ターボチャージャー付クロスヘッド型大型二ストローク内燃機関であり得る。
Further, the internal combustion engine system 1 may further include a heat exchanger such as a boiler. The internal combustion engine 2 can also be driven by a fuel having at least 0.05% sulfur content passing through the second fuel supply line 22.
Supply line Further, the internal combustion engine 2 may be a crosshead type large two-stroke internal combustion engine with a turbocharger.

本発明は、本発明の好ましい実施形態に関連して上記で説明されたが、以下の特許請求の範囲により定義されるように、本発明から逸脱することなく、いくつかの修正が考えられることは当業者にとって明らかであろう。 The present invention has been described above in connection with preferred embodiments of the present invention, but as defined by the following claims, some modifications can be considered without departing from the present invention. Will be obvious to those skilled in the art.

1…内燃機関システム、2…内燃機関、3…排気ガスレシーバー、4…ターボチャージャー、5…低引火点燃料供給ライン、6…低引火点燃料供給部、7…第1パイプ、8…第2パイプ、9…空間、10…液体、11…ポンプ、12…ポンプ制御ユニット、14…システム制御ユニット、15…システムバルブ、26…センサ、100…船舶、101…上甲板、102…機関室、Pg…燃料圧力、Pl…液体圧力 1 ... Internal combustion engine system, 2 ... Internal combustion engine, 3 ... Exhaust gas receiver, 4 ... Turbocharger, 5 ... Low ignition point fuel supply line, 6 ... Low ignition point fuel supply unit, 7 ... 1st pipe, 8 ... 2nd Pipe, 9 ... space, 10 ... liquid, 11 ... pump, 12 ... pump control unit, 14 ... system control unit, 15 ... system valve, 26 ... sensor, 100 ... ship, 101 ... upper deck, 102 ... engine room, Pg … Fuel pressure, Pl… Liquid pressure

Claims (10)

内燃機関システム(1)であって、
− 排気ガスを生成する内燃機関(2)と、
− 前記排気ガスを受容する排気ガスレシーバー(3)と、
− ターボチャージャー(4)と、
− 低引火点燃料供給部(6)から前記内燃機関(2)に低引火点燃料を供給するための低引火点燃料供給ライン(5)と、
を備え、
前記低引火点燃料供給ライン(5)は、
− 前記内燃機関(2)に所定の燃料圧力(Pg)の低引火点燃料を案内するように構成された第1パイプ(7)と、
− 第2パイプであって、前記第1パイプを取り囲み、機関室の安全のために前記低引火点燃料供給ライン(5)から低引火点燃料が漏出することを防止するために前記第1パイプ(7)と前記第2パイプ(8)との間に空間(9)を画成する、第2パイプ(8)と、を備え、
前記空間(9)は、前記燃料圧力(Pg)よりも高い液体圧力(Pl)を有する液体(10)を備える、
内燃機関システム(1)。
Internal combustion engine system (1)
-Internal combustion engine (2) that produces exhaust gas and
-The exhaust gas receiver (3) that receives the exhaust gas and
-Turbocharger (4) and
-A low flash point fuel supply line (5) for supplying low flash point fuel from the low flash point fuel supply unit (6) to the internal combustion engine (2).
With
The low flash point fuel supply line (5) is
− A first pipe (7) configured to guide a low flash point fuel of a predetermined fuel pressure (Pg) to the internal combustion engine (2), and
− The second pipe, which surrounds the first pipe and prevents the low flash point fuel from leaking from the low flash point fuel supply line (5) for the safety of the engine room. A second pipe (8), which defines a space (9) between the second pipe (8) and the second pipe (8), is provided.
The space (9) comprises a liquid (10) having a liquid pressure (Pl) higher than the fuel pressure (Pg).
Internal combustion engine system (1).
前記液体(10)は、25℃において9・10−10Pa−1の圧縮率を有する、
請求項1に記載の内燃機関システム(1)。
The liquid (10) has a compressibility of 9.10-10 Pa -1 at 25 ° C.
The internal combustion engine system (1) according to claim 1.
前記液体(10)は、水、イオン液体、液体シリコン、またはそれらの組み合わせである、
請求項1または2に記載の内燃機関システム(1)。
The liquid (10) is water, an ionic liquid, liquid silicon, or a combination thereof.
The internal combustion engine system (1) according to claim 1 or 2.
前記液体(10)は、前記低引火点燃料の熱容量よりも高い熱容量を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関システム(1)。
The liquid (10) has a heat capacity higher than that of the low flash point fuel.
The internal combustion engine system (1) according to any one of claims 1 to 3.
内燃機関システム(1)は、可変容量型ポンプのような、ポンプ(11)をさらに備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関システム(1)。
The internal combustion engine system (1) further comprises a pump (11), such as a variable displacement pump.
The internal combustion engine system (1) according to any one of claims 1 to 4.
前記ポンプ(11)は、100cm/分よりも小さい吐出量を有する、
請求項5に記載の内燃機関システム(1)。
The pump (11) has a discharge rate of less than 100 cm 3 / min.
The internal combustion engine system (1) according to claim 5.
前記ポンプ(11)は、前記空間(9)内の前記液体圧力(Pl)を制御するためのポンプ制御ユニット(12)に操作可能に接続される、
請求項5または6に記載の内燃機関システム(1)。
The pump (11) is operably connected to a pump control unit (12) for controlling the liquid pressure (Pl) in the space (9).
The internal combustion engine system (1) according to claim 5 or 6.
漏出が検出された場合、前記低引火点燃料供給ライン(5)からの低引火点燃料の前記供給を閉塞するシステムバルブ(15)を操作するためにシステム制御ユニット(14)をさらに備え、
前記システム制御ユニット(14)は、前記低引火点燃料供給ライン(5)の漏出の検出のために、前記空間(9)内の前記液体(10)の圧力および/または温度を計測するためのセンサ(26)を備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の内燃機関システム(1)。
If a leak is detected, a system control unit (14) is further provided to operate the system valve (15) that blocks the supply of the low flash point fuel from the low flash point fuel supply line (5).
The system control unit (14) is for measuring the pressure and / or temperature of the liquid (10) in the space (9) for detecting leakage of the low flash point fuel supply line (5). The internal combustion engine system (1) according to any one of claims 1 to 7, further comprising a sensor (26).
前記液体(10)は、前記第1パイプ(7)内の漏口の位置の検出のためのトレーサーを備える、
請求項1から8のいずれか1項に記載の内燃機関システム(1)。
The liquid (10) comprises a tracer for detecting the location of the leak in the first pipe (7).
The internal combustion engine system (1) according to any one of claims 1 to 8.
船舶(100)であって、
− 上甲板(101)と、
− 請求項1から9のいずれか1項に記載の内燃機関システム(1)と、
− 前記内燃機関(2)を備える機関室(102)と、を備え、
前記第2パイプ(8)は、前記機関室(102)内の低引火点燃料の漏出を防止するために少なくとも前記機関室(102)に配置される、船舶(100)。
It ’s a ship (100)
-Upper deck (101) and
− The internal combustion engine system (1) according to any one of claims 1 to 9.
− The engine room (102) including the internal combustion engine (2) and the engine room (102) are provided.
The second pipe (8) is arranged in at least the engine room (102) in order to prevent leakage of low flash point fuel in the engine room (102), the ship (100).
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