JP2023064711A5

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Publication number: JP2023064711A5
Application number: JP2022165933A
Authority: JP
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2042-10-17

Claims

ガス運転モードにおいて主燃料としてガス燃料で動作する大型２ストロークターボ過給式ユニフロー掃気内燃機関であって、前記機関は複数の機械的設計制約を有し、また前記機関は、
シリンダライナと、ＢＤＣとＴＤＣの間を往復するように構成されるピストンと、シリンダカバーとによってそれぞれ画定される複数の燃焼室と；
前記燃焼室に掃気を導入するための掃気ポートであって、前記シリンダライナに配される掃気ポートと；
前記シリンダカバーに配され、排気弁により制御される排気ガス排出口と；
前記シリンダライナ又は前記シリンダカバーに配され、前記ピストンのＢＤＣからＴＤＣへの行程の最中にガス燃料を導入するように構成される１つ又は複数のガス燃料アドミッションバルブと；
点火のための前記燃焼室への液体燃料のタイムド・サプライ用に構成される１つ又は複数の液体燃料弁と；
前記機関に関連付けられるコントローラと；
を備え；
前記コントローラは、ピストンのＢＤＣからＴＤＣへの行程中に前記ガス燃料が前記１つ又は複数のガス燃料アドミッションバルブを介して前記燃焼室に導入されるタイミング及び量を前記燃焼室ごとに個別に制御するように構成され；
前記コントローラは、各シリンダの燃焼プロセスを監視し、前記燃焼プロセスが前記機械的設計制約の１つ又は複数を超過させる場合を検出するように構成され；
前記コントローラは、前記燃焼プロセスが所定の機械的設計制約を超過させない場合に、第１の量の液体燃料のタイムド・サプライ用に構成され；
前記コントローラは、前記燃焼プロセスが１つ又は複数の所定の機械的設計制約を超過させる場合に、第２の量の液体燃料のタイムド・サプライ用に構成され、前記第２の量は前記第１の量よりも多い；
機関。
前記機械的設計制約は、
・液体燃料の供給時期で規定される燃焼開始時期；
・燃焼中のシリンダ圧の所定の最大上昇率；
・所定の最高シリンダ圧；
・所定の公称プロペラ曲線に対する機関動作ポイント。
・所定のガバナー掃気リミッタ曲線に対する機関動作ポイント；
次の１つ又は複数である、請求項１に記載の機関。
前記第１の量は予め定められた固定量であり、前記第２の量は予め定められた固定量、又は機械的設計制約を超過した度合いの関数であって好ましくは比例関数である量である、請求項１に記載の機関。
前記コントローラは、前記機械的設計制約のいずれかが超過したことによって示された前記第２の量のうち、最も高い量を採用するように構成される、請求項１に記載の機関。
前記コントローラは、制御対象のシリンダに供給すべき燃料量のインデックス信号を提供するガバナーを備え、前記ガバナーは、設定された又は所望のエンジン回転数と測定されたエンジン回転数との差を表す信号を受信することが好ましい、請求項１に記載の機関。
前記コントローラは、前記制御対象のシリンダに供給される液体燃料量の関数として、前記制御対象のシリンダに供給されるガスの量を調整するように構成される、請求項５に記載の機関。
燃焼室毎に、排気弁タイミングの個別制御を可能とする可変タイミング排気弁作動システムを備える、請求項１に記載の機関。
前記少なくとも一つのコントローラは、燃焼室毎に個別に、排気弁の開閉タイミングを決定及び制御するように構成される、請求項７に記載の機関。
・前記コントローラは、シリンダ圧を表す信号を受信して、液体燃料が供給される角度を知らされるか、又は自ら決定すると共に、これらの信号に基づいて、燃焼開始が液体燃料の供給タイミングによって規定される点火開始に先行するかどうかを判断するように構成され、好ましくはどの程度先行したかを判断するように構成され、及び／又は、
・前記コントローラは、前記シリンダ圧を表す信号を受信すると共に、該信号に基づいて、燃焼中のシリンダ圧の所定の最大増加率を超過したかどうかを判断するように構成され、好ましくはどの程度超過したかを判断するように構成され、及び／又は、
・前記コントローラは、前記シリンダ圧を表す信号を受信すると共に、該信号に基づいて、所定の最大シリンダ圧力レベルを超過したかどうかを判断するように構成され、好ましくはどの程度超過したかを判断するように構成され、及び／又は、
・前記コントローラは、機関速度を表す信号と燃料インデックスを表す信号とを受信すると共に、これらの信号に基づいて、機関動作ポイントが公称プロペラ曲線から逸脱しているかどうかを判断するように構成され、好ましくはどの程度逸脱しているかを判断するように構成され、及び／又は、
・前記コントローラは、掃気圧を表す信号を受信すると共に、該信号に基づいて、前記機関動作ポイントが所定のガバナー掃気圧リミッタ曲線から逸脱しているかどうかを判断するように構成され、好ましくはどの程度逸脱したかを判断するように構成される、
請求項２に記載の機関。
前記コントローラは、前記１つ又は複数の液体燃料弁の作動による点火のタイミングを、好ましくはＴＤＣ又はその近傍で制御するように構成される、請求項１に記載の機関。
前記第２の量は、前記第１の量に所定量を加えるか又は所定の比率によって増加させたものに等しく、又は以前に適用された第２の量に所定量を加えるか又は所定の比率によって増加させたものに等しい、請求項１に記載の機関。
前記液体燃料は好ましくは燃料油である、請求項１に記載の機関。
燃焼室内の圧力を表す信号を生成する圧力センサを備え、前記圧力センサは好ましくはシリンダカバーに配置される、請求項１に記載の機関。
複数の燃焼室を有する大型２ストロークターボ過給式ユニフロー掃気内燃機関をガス運転モードで動作させる方法であって、前記燃焼室内には燃焼の前にある空燃比の混合気が存在し、前記機関は複数の機械的設計制約を有し、前記方法は、
ピストンのＢＤＣからＴＤＣへの行程中にガス燃料が前記１つ又は複数のガス燃料アドミッションバルブを介して前記燃焼室に導入されるタイミング及び量を前記燃焼室ごとに個別に制御することと；
各シリンダの燃焼プロセスを監視し、前記燃焼プロセスが前記機械的設計制約の１つ又は複数を超過させる場合を検出することと；
前記燃焼プロセスが所定の機械的設計制約を超過させない場合に、第１の量の液体燃料のタイムド・サプライを提供することと；
前記燃焼プロセスが１つ又は複数の所定の機械的設計制約を超過させる場合に、第２の量の液体燃料のタイムド・サプライを提供することと；
を含み、前記第２の量は前記第１の量よりも多い、方法。