JP2023129479A - 舶用内燃機関 - Google Patents

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Abstract

【課題】機関室内への燃料の拡散を抑制する。【解決手段】エンジン1は、シリンダ16に設けられ、揮発性を有する燃料を噴射する複数の燃料噴射弁30と、複数の燃料噴射弁30から排出された燃料ドレンを貯留するドレンタンク70と、記複数の燃料噴射弁30およびドレンタンク70を接続する燃料ドレン管60と、燃料ドレン管60における中途の部位に設けられ、複数の燃料噴射弁30のそれぞれから排出された燃料ドレンが合流する合流部62と、を備え、合流部62は、気密状に構成される。【選択図】図2

Description

ここに開示する技術は、舶用内燃機関に関する。
例えば特許文献1には、内燃機関(機関)から排出された燃料ドレンを回収するためのドレンタンク(燃料ドレン回収タンク)が開示されている。同文献に開示されているドレンタンクは、三方切替弁を介して内燃機関と接続されている。
特開平6-10785号公報
ところで、前記特許文献1に記載されているようなドレンタンクは、管状の部材(いわゆる燃料ドレン管)を介して燃料噴射弁と接続されることになる。ここで、舶用内燃機関のように、1つのシリンダにつき複数の燃料噴射弁を備えた構成とした場合には、燃料ドレン管の途中に漏斗状のホッパを設けることで、各燃料噴射弁から排出される燃料ドレンを集合させることが考えられる。こうしたホッパは、燃料ドレンの排出状況を目視で確認するために、大気開放させた構成とするのが通例であった。
しかしながら、例えばアンモニアのように、常温常圧下で揮発してしまうような燃料を使用した場合、大気開放されたホッパを用いたのでは、気化した燃料が機関室内に拡散するおそれがあった。
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機関室内への燃料の拡散を抑制することにある。
具体的に、本開示は舶用内燃機関に係る。この舶用内燃機関は、シリンダに設けられ、揮発性を有する燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、前記複数の燃料噴射弁から排出された燃料ドレンを貯留するドレンタンクと、前記複数の燃料噴射弁およびドレンタンクを接続する燃料ドレン管と、前記燃料ドレン管における中途の部位に設けられ、前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから排出された燃料ドレンが合流する合流部と、を備え、前記合流部は、気密状に構成される。
ここで、「燃料が揮発性を有する」とは、その燃料の少なくとも一部が、常温常圧下で蒸発し得ることを指す。なお、「常温」とは、日本工業規格(Japanese Industrial Standards:JIS)で規定されているように、20±15℃の範囲内の温度を指す。また、「常圧」とは、標準大気圧(1013.25hPa)付近の圧力を指す。
前記の構成によれば、複数の燃料噴射弁のそれぞれから排出された燃料ドレンは、合流部において合流する。この合流部を気密状に構成することで、舶用内燃機関が設置された機関室内への燃料の拡散を抑制することができる。
また、前記合流部は、燃料ドレン用のホッパからなる、としてもよい。
この構成によれば、機関室内への燃料の拡散を抑制する上で有利になる。
また、前記揮発性を有する燃料は、水溶性を有し、前記ドレンタンクには、予め水が貯留される、としてもよい。
ここで、「燃料が水溶性を有する」とは、その燃料の少なくとも一部が、常温常圧下で水に溶解し得ることを指す。
前記の構成によれば、燃料ドレン管を介してドレンタンクに供給された燃料ドレン(特に、水溶性を有する燃料を含んだ燃料ドレン)は、ドレンタンクに貯留している水に溶け込むことになる。これにより、空気中への燃料の拡散を抑制することができる。
また、前記複数の燃料噴射弁は、少なくとも、ディーゼル燃料からなる第1燃料と、前記揮発性を有する燃料からなる第2燃料と、を層状に噴射し、前記ドレンタンクには、油水分離タンクが接続される、としてもよい。
この構成によれば、燃料ドレンと水との混合物を、第2燃料が溶け込んだ水分と、第1燃料からなる油分と、に分離することができる。これにより、第1燃料および第2燃料を別々に再利用したり、少なくとも一方を焼却処理したりすることができる。
また、前記舶用内燃機関は、前記揮発性を有する燃料を焼却するボイラーと、前記ボイラーおよび前記ドレンタンクを接続する第1の気化燃料供給管と、を備える、としてもよい。
この構成によれば、ドレンタンクに供給された燃料ドレンのうち、気化してしまった燃料(揮発性を有する燃料)をボイラーに供給することができる。これにより、燃料を焼却処理することができる。
加えて、ドレンタンクからガスを抜くことで、タンク内の圧力を低く保つことができる。このことは、ドレンタンクへと燃料ドレンをスムースに導く上で有効である。
また、前記舶用内燃機関は、空気を圧縮するコンプレッサおよび該コンプレッサを駆動するタービンからなり、前記コンプレッサによって圧縮された空気を前記シリンダに供給する過給機と、前記コンプレッサおよび前記ドレンタンクを接続する第2の気化燃料供給管をと、を備える、としてもよい。
この構成によれば、ドレンタンクに供給された燃料ドレンのうち、気化してしまった燃料(揮発性を有する燃料)をコンプレッサに供給することができる。これにより、過給機を介して燃料をシリンダへと供給し、そのシリンダ内での燃焼に再利用することができる。
加えて、ドレンタンクからガスを抜くことで、タンク内の圧力を低く保つことができる。このことは、ドレンタンクへと燃料ドレンをスムースに導く上で有効である。
加えて、燃料噴射弁から燃料ドレンが排出されるのは、基本的には、舶用内燃機関が運転している最中となるから、その最中に、過給機を介してシリンダへ燃料(揮発性を有する燃料)を供給することで、その燃料をタイミングよく再利用することができる。
以上説明したように、前記舶用内燃機関によれば、機関室内への燃料の拡散を抑制することができる。
図1は、舶用内燃機関の構成を例示する模式図である。 図2は、ドレンシステムを例示する概略図である。 図3は、ドレンシステムの変形例を示す概略図である。 図4は、第2実施形態に係るドレンシステムを例示する概略図である。 図5は、第2実施形態に係るドレンシステムの変形例を示す概略図である。
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。また、以下の記載では、第1および第2実施形態と、各実施形態の変形例と、について説明するが、各実施形態および変形例同士で同一または類似した要素については、共通の符号を付し、説明を繰り返さない。
〈第1実施形態〉
図1は、舶用内燃機関1の構成を例示する模式図であり、図2は、ドレンシステム100を例示する図である。以下、舶用内燃機関1を単に「エンジン1」という。
エンジン1は、複数のシリンダ16を備えた直列多気筒式のディーゼルエンジンである。このエンジン1は、ユニフロー掃気方式を採用した2ストローク1サイクル機関として構成されており、タンカー、コンテナ船、自動車運搬船等、大型の船舶に搭載される。
船舶に搭載されたエンジン1は、その船舶を推進させるための主機関として用いられる。すなわち、エンジン1の出力軸は、プロペラ軸(不図示)を介して船舶のプロペラ(不図示)に連結されている。エンジン1が運転することにより、その出力がプロペラに伝達されて、船舶が推進するように構成されている。
特に、本実施形態に係るエンジン1は、そのロングストローク化を実現するべく、いわゆるクロスヘッド式の内燃機関として構成されている。すなわち、このエンジン1においては、下方からピストン21を支持するピストン棒22と、クランクシャフト23に連接される連接棒24と、がクロスヘッド25により連結されている。
(1)主要構成
以下、エンジン1の要部について説明する。
図1に示すように、エンジン1は、下方に位置する台板11と、台板11上に設けられる架構12と、架構12上に設けられるシリンダジャケット13と、を備えている。台板11、架構12およびシリンダジャケット13は、上下方向に延びる複数のタイボルトおよびナットにより締結されている。エンジン1はまた、シリンダジャケット13内に設けられるシリンダ16と、シリンダ16内に設けられるピストン21と、ピストン21の往復運動に連動して回転する出力軸(例えばクランクシャフト23)と、を備えている。
台板11は、エンジン1のクランクケースを構成するものであり、クランクシャフト23と、クランクシャフト23を回転自在に支持する軸受26と、を収容している。クランクシャフト23には、クランク27を介して連接棒24の下端部が連結されている。
架構12は、一対のガイド板28と、連接棒24と、クロスヘッド25と、を収容している。このうち、一対のガイド板28は、ピストン軸方向に沿って設けられた一対の板状部材からなり、エンジン1の幅方向(図1の紙面左右方向)に間隔を空けて配置されている。連接棒24は、その下端部がクランクシャフト23に連結された状態で、一対のガイド板28の間に配置されている。連接棒24の上端部は、クロスヘッド25を介してピストン棒22の下端部に連結されている。
具体的に、クロスヘッド25は、一対のガイド板28の間に配置されており、各ガイド板28に沿って上下方向に摺動する。すなわち、一対のガイド板28は、クロスヘッド25の摺動を案内するように構成されている。クロスヘッド25は、クロスヘッドピン29を介してピストン棒22および連接棒24と接続されている。クロスヘッドピン29は、ピストン棒22に対しては一体的に上下動するよう接続されている一方、連接棒24に対しては、連接棒24の上端部を支点として、連接棒24を回動させるように接続されている。
シリンダジャケット13は、内筒としてのシリンダライナ14が配置されてなる。シリンダライナ14の内部には、前述のピストン21が配置されている。このピストン21は、シリンダライナ14の内壁に沿って上下方向に往復運動する。また、シリンダライナ14の上部にはシリンダカバー15が固定されている。シリンダカバー15は、シリンダライナ14とともにシリンダ16を構成している。
また、シリンダカバー15には、不図示の動弁装置によって作動される排気弁18が設けられている。排気弁18は、シリンダライナ14およびシリンダカバー15から構成されるシリンダ16、並びに、ピストン21の頂面とともに燃焼室17を区画している。排気弁18は、その燃焼室17と排気管19との間を開閉するものである。排気管19は、燃焼室17に通じる排気口(不図示)を有しており、排気弁18は、その排気口を開閉するように構成されている。
また、シリンダカバー15は、燃焼室17の天井面(不図示)を区画している。この天井面には、複数の燃料噴射弁30が設けられている。この第1実施形態では、各シリンダ16に、2つの燃料噴射弁30が設けられている(図2を参照)。以下、2つの燃料噴射弁30のうちの一方を第1噴射弁30aと呼称し、他方を第2噴射弁30bと呼称する場合がある。各燃料噴射弁30は、少なくとも、揮発性を有する燃料からなる第2燃料を噴射することができる。
ここで、第2燃料としては、例えば、アンモニア、メタノール、エタノール、ガソリン等からなる燃料を用いることができる。第1実施形態に係る燃料噴射弁30は、第2燃料として、アンモニアからなる燃料を噴射する。特に、第2燃料としてアンモニアを用いた場合、その第2燃料は、揮発性に加えて水溶性を有することになる。
また、エンジン1は、ディーゼル燃料等からなる第1燃料を燃料噴射弁30に圧送する燃料ポンプ41と、第1燃料が圧送される経路内に、アンモニアからなる第2燃料を注入する注入ポンプ51と、を備えている。
このように構成することで、燃料噴射弁30は、燃料ポンプ41から圧送される第1燃料に加えて、注入ポンプ51により注入される第2燃料を燃焼室17へ噴射することができる(図2のF1を参照)。例えば、燃料噴射弁30は、燃焼室17にディーゼル燃料とアンモニアを供給し、燃焼室17内で燃焼を生じさせる。この燃焼によって、ピストン21が上下方向に往復運動をする。このとき、排気弁18が作動して燃焼室17が開放されると、燃焼によって生じた排ガスが排気管19に押し出されるとともに、不図示の掃気ポートから燃焼室17にガスが導入される。
また、燃焼によってピストン21が往復運動をすると、ピストン21とともにピストン棒22が上下方向に往復運動をする。これにより、ピストン棒22に連結されたクロスヘッド25が、上下方向に往復運動をする。このクロスヘッド25は、連接棒24の回動を許容するようになっており、クロスヘッド25との接続部位を支点として、連接棒24を回動させる。そして、連接棒24の下端部に接続されるクランク27がクランク運動し、そのクランク運動に応じてクランクシャフト23が回転する。こうして、クランクシャフト23は、ピストン21の往復運動を回転運動に変換し、プロペラ軸とともに船舶のプロペラを回転させる。これにより、船舶が推進する。
ここで、燃料噴射弁30に供給されたアンモニアのうちの少なくとも一部は、燃料ドレンとして燃料噴射弁30から排出される。エンジン1は、そうした燃料ドレンを回収するためのドレンシステム100を備えている。
(2)ドレンシステムに係る構成
以下、ドレンシステム100に係る構成について説明する。
図2に例示するように、ドレンシステム100は、主な構成要素として、複数の燃料噴射弁30から排出された燃料ドレンを貯留するドレンタンク70と、複数の燃料噴射弁30およびドレンタンク70を接続する燃料ドレン管60と、を備えている。そして、燃料ドレン管60における中途の部位には、複数の燃料噴射弁30のそれぞれから排出された燃料ドレンが合流する合流部62が設けられている。
具体的に、燃料ドレン管60は、第1噴射弁30aに接続された第1分岐管61aと、第2噴射弁30bに接続された第2分岐管61bと、第1分岐管61aおよび第2分岐管61bを合流せしめる合流部62と、この合流部62に接続された機関側中継管63と、を有している。
なお、第1分岐管61a、第2分岐管61b、合流部62および機関側中継管63は、シリンダ16ごとに1つずつ設けられている。よって、例えば4気筒のエンジン1であれば、これらの部材は4つずつ設けられることになる。図2では、第1分岐管61a、第2分岐管61bおよび合流部62は、1つのシリンダ16についてのみ図示し、機関側中継管63は、4つのシリンダ16について図示している。4つの機関側中継管63は、共有管64において合流し、タンク側中継管65を介してドレンタンク70に接続されるようになっている。
ここで、合流部62は、燃料ドレン用のホッパからなり、所定の容積を有しているとともに、漏斗状に形成されている。この合流部62は、気密状に構成されるようになっている。
詳しくは、第1および第2分岐管61a,61bは、合流部62に対し、食込み継手66を介して接続される。こうすることで、第1分岐管61aおよび合流部62の接続部と、第2分岐管61bおよび合流部62の接続部は、双方とも気密状に封止される。
同様に、機関側中継管63は、合流部62に対し、食込み継手66を介して接続されるようになっている。こうすることで、機関側中継管63および合流部62の接続部も、気密状に封止される。
このように、第1分岐管61a、第2分岐管61bおよび機関側中継管63を、それぞれ、合流部62に対して気密状に接続することで、この合流部62を気密状に構成することができる。
また、ドレンタンク70は、図2に示す例では、燃料ドレン管60におけるタンク側中継管65に接続されたタンク本体71を有している。タンク本体71は、燃料ドレン管60から供給された燃料ドレンを貯留することができる。
ドレンシステム100はさらに、ドレンタンク70に接続され、第2燃料としてのアンモニアを焼却処理する焼却システム80を備えている。具体的に、焼却システム80は、第2燃料としてのアンモニアを焼却するボイラー81と、ボイラー81およびタンク本体71を接続する第1の気化燃料供給管82と、第1の気化燃料供給管82を開閉する第1開閉弁83と、を有している。
このうち、第1の気化燃料供給管82は、タンク本体71における天井付近に開口しており、タンク本体71内に供給されたアンモニアのうち、揮発して気体となったアンモニアをボイラー81に送り込むことができる。ボイラー81に送り込まれたアンモニアは、このボイラー81において焼却処理される。
また、第1開閉弁83は、タンク本体71の内圧に応じて開閉される。具体的に、タンク本体71の内圧が所定値を超えたときに、第1開閉弁83を開状態とする。こうすることで、気化したアンモニアを適切に排出することができる。
以上説明したように、第1実施形態によれば、第1噴射弁30aと第2噴射弁30bから排出された燃料ドレンは、合流部62において合流する。この合流部62を気密状に構成することで、エンジン1が設置された機関室内への燃料の拡散を抑制することができる。
また、図2に示すように、ドレンタンク70におけるタンク本体71に供給された燃料ドレンのうち、気化してしまったアンモニアをボイラー81に供給することができる。これにより、アンモニアからなる第2燃料を焼却処理することができる。
加えて、ドレンタンク70からガスを抜くことで、タンク本体71内の圧力を低く保つことができる。このことは、ドレンタンク70へと燃料ドレンをスムースに導く上で有効である。
‐第1実施形態の変形例‐
図3は、ドレンシステム100の変形例を示す概略図である。
前記第1実施形態では、ドレンタンク70に焼却システム80を接続した構成について説明したが、本開示は、この構成には限定されない。例えば、図3に示すように、ドレンタンク70に過給システム90を接続してもよい。
具体的に、第1実施形態の変形例に係るドレンシステム100は、エンジン1の作動時に外気を過給するように構成された過給システム90を備えている。図3に例示される過給システム90は、空気(特に、外部から取り込んだ外気)を圧縮するコンプレッサ92および該コンプレッサ92を駆動するタービン93からなり、コンプレッサ92によって圧縮された空気をシリンダ16に供給する過給機91と、コンプレッサ92およびタンク本体71を接続する第2の気化燃料供給管94と、第2の気化燃料供給管94を開閉する第2開閉弁95と、を有している。
このうち、第2の気化燃料供給管94は、タンク本体71における天井付近に開口しており、タンク本体71と、コンプレッサ92(具体的には、コンプレッサ92におけるサイレンサ)と、を相互に接続している。この第2の気化燃料供給管94は、タンク本体71内に供給されたアンモニアのうち、揮発して気体となったアンモニアをコンプレッサ92に送り込むことができる。コンプレッサ92に送り込まれたアンモニアは、外部から導入された空気(外気)とともにコンプレッサ92において圧縮され、シリンダ16へと送り込まれる。
また、第2開閉弁95は、少なくともエンジン1が運転しているときに、開状態とされる。こうすることで、少なくともエンジン1が運転している最中には、タンク本体71と、コンプレッサ92と、が連通することになる。
このように、第1実施形態の変形例によれば、ドレンタンク70におけるタンク本体71に供給された燃料ドレンのうち、気化してしまったアンモニアをコンプレッサ92に供給することができる。これにより、過給機91を介してアンモニアをシリンダ16へと供給し、そのシリンダ16内での燃焼に再利用することができる。
加えて、ドレンタンク70からガスを抜くことで、タンク本体71内の圧力を低く保つことができる。このことは、ドレンタンク70へと燃料ドレンをスムースに導く上で有効である。
加えて、燃料噴射弁30から燃料ドレンが排出されるのは、基本的には、エンジン1が運転している最中となるから、その最中に、過給機91を介してシリンダ16へアンモニアを供給することで、そのアンモニアをタイミングよく再利用することができる。
〈第2実施形態〉
図4は、第2実施形態に係るドレンシステム100を例示する概略図である。
図4に例示するように、第2実施形態に係る燃料噴射弁30は、燃料ポンプ41によって前述の第1燃料を圧送するとともに、その第1燃料を圧送するための経路に対し、前述した注入ポンプ51によって、揮発性を有する燃料(本実施形態では「アンモニア」)からなる第2燃料と水とを注入する。こうすることで、燃料噴射弁30は、第1燃料に加えて、第2燃料と水を層状に噴射することができる。
ここで、第1燃料としては、例えば、ディーゼル燃料、留出油、残渣油等からなる燃料を用いることができる。第2実施形態に係る燃料噴射弁30は、第1燃料として、ディーゼル燃料からなる燃料を噴射する。よって、図4において符号F2で示したディーゼル燃料によって、符号F1で示したアンモニアと、符号W3で示した水と、が挟み込まれた形態で、燃焼室17内に燃料が噴射される。
このように構成することで、燃料噴射弁30は、先頭側から順に、ディーゼル燃料と、アンモニアと、ディーゼル燃料と、水と、ディーゼル燃料と、が並んだ状態で層状に噴射すること(いわゆる「層状噴射」)ができる。一般に、アンモニアは、ディーゼル燃料に比して着火性に劣る。そこで、アンモニアに併せてディーゼル燃料を噴射することで、アンモニアの着火性を補うことができる。また、ディーゼル燃料に併せて水を噴射することで、燃焼に伴うNOxの生成を抑制することができる。
ここで、第2実施形態に係る合流部62は、前記第1実施形態と同様にホッパからなり、食込み継手66を用いて気密状に構成されている。この合流部62は、燃料ドレン管60における中途の部位に設けられており、各燃料噴射弁30から排出される燃料ドレンが合流するようになっている。
この場合、燃料ドレン管60を介して排出される燃料ドレンは、第2燃料としてのアンモニアと、第1燃料としてのディーゼル燃料と、層状噴射に用いられる水と、の混合物となる。ここで、本願発明者らは、第2燃料としてのアンモニアが水溶性を有することに着目し、アンモニアを含んだ燃料ドレンを水に溶かすことを新たに創作した。
すなわち、本実施形態に係るドレンタンク70には、予め水(以下、「貯留水」と呼称し、これに符号「W」を付す)が貯留される。詳しくは、ドレンタンク70におけるタンク本体71には、所定量の貯留水Wが収容されており、燃料ドレン管60におけるタンク側中継管65は、この貯留水Wに浸かるように延びている。こうすることで、燃料ドレンに含まれるアンモニアは、貯留水Wに溶け込むことになる。
ここで、貯留水Wの収容量次第では、アンモニアが十分に溶け込まない可能性がある。
そこで、第2実施形態に係るドレンタンク70は、タンク本体71に接続されていて該タンク本体71に貯留水Wを供給する給水経路72と、この給水経路72を開閉する第3開閉弁73と、タンク本体71における貯留水Wの水位を検出するレベルセンサ77と、を有している。
このうち、給水経路72は、不図示の水タンクと接続されており、タンク本体71における底部付近に開口している。また、第3開閉弁73は、レベルセンサ77の検出結果に応じて開閉される。具体的に、貯留水Wの水位が“Low”未満となったときに第3開閉弁73を開状態とし、貯留水Wの水位が“Middle”以上となったときに第3開閉弁73を閉状態とする。こうすることで、貯留水Wの水位を所定以上に保持することができる。
なお、第2実施形態におけるドレンタンク70は、前記第1実施形態と同様に、焼却システム80と接続されている。こうすることで、貯留水Wから蒸発したアンモニアを適切に排出することができる。
また、燃料ドレンには、アンモニアに加えてディーゼル燃料と水が含まれるため、そうした燃料ドレンと混ざり合った貯留水Wの収容量が、タンク本体71の容積に比して過大となる可能性がある。
そこで、第2実施形態に係るドレンタンク70は、タンク本体71に接続されていて該タンク本体71から貯留水Wを排出する排水経路74と、この排水経路74を開閉する第4開閉弁75と、排水経路74を介してタンク本体71に接続された排水タンク76と、を有している。
このうち、排水経路74は、タンク本体71と排水タンク76を接続しており、タンク本体71における底部付近に開口している。また、第4開閉弁75は、レベルセンサ77の検出結果に応じて開閉される。具体的に、貯留水Wの水位が“HIGH”以上となったときに第4開閉弁75を開状態とし、貯留水Wの水位が“Middle”未満となったとき第4開閉弁75を閉状態とする。こうすることで、貯留水Wの水位を所定未満に保持することができる。
また、第2実施形態に係る排水タンク76は、油水分離タンクとして構成されている。すなわち、排水タンク76は、燃料ドレンと混ざり合った貯留水Wを、第1燃料としてのディーゼル燃料に起因した油分と、第2燃料としてのアンモニアが溶け込んだ水分と、に分離する。そうして分離された油分については、焼却システム80に送り込んで焼却処理したり、燃料噴射弁30からの層状噴射に再利用したりすることができる。分離された水分についても、燃料噴射弁30からの層状噴射に再利用することができる。
このように、第2実施形態によれば、燃料ドレン管60を介してドレンタンク70に供給された燃料ドレン(特に、アンモニアを含んだ燃料ドレン)は、タンク本体71に貯留している貯留水Wに溶け込むことになる。これにより、空気中へのアンモニアの拡散を抑制することができる。
また、図4に示すように、油水分離タンクとして構成された排水タンク76を設けることで、燃料ドレンと貯留水Wとの混合物を、アンモニアが溶け込んだ水分と、ディーゼル燃料からなる油分と、に分離することができる。これにより、アンモニアとディーゼル燃料を別々に再利用したり、少なくとも一方を焼却処理したりすることができる。
‐第2実施形態の変形例‐
図5は、第2実施形態に係るドレンシステム100の変形例を示す概略図である。
前記第2実施形態では、ドレンタンク70に焼却システム80を接続した構成について説明したが、本開示は、この構成には限定されない。第1実施形態の変形例と同様に、ドレンタンク70に過給システム90を接続してもよい(図5を参照)。
〈他の実施形態〉
前記第1および第2実施形態では、燃料ドレン用のホッパからなる合流部62を例示したが、本開示は、そうした構成には限定されない。本開示に係る合流部62には、漏斗状に形成されていない部材、および、所定の容積を有していない部材も含まれる。
また、前記第1および第2実施形態では、合流部62を気密状に構成するために食込み継手66を用いた構成を例示したが、本開示は、この構成には限定されない。例えば、樹脂製のシール部材、金属製のメタルシール等を用いて合流部62を封止してもよい。
また、前記第1および第2実施形態では、焼却システム80および過給システム90を択一的に備えた構成を例示したが、本開示は、この構成には限定されない。例えば、焼却システム80および過給システム90を双方とも備えたドレンシステム100としてもよい。
1 エンジン(舶用内燃機関)
16 シリンダ
30 燃料噴射弁
30a 第1噴射弁
30b 第2噴射弁
60 燃料ドレン管
62 合流部
66 食込み継手
70 ドレンタンク
71 タンク本体
76 排水タンク(油水分離タンク)
80 焼却システム
81 ボイラー
82 第1の気化燃料供給管
90 過給システム
91 過給機
92 コンプレッサ
93 タービン
94 第2の気化燃料供給管
W 貯留水(水)

Claims (2)

  1. シリンダに設けられ、ディーゼル燃料からなる第1燃料と、アンモニアからなる第2燃料と、を噴射する複数の燃料噴射弁と、
    前記複数の燃料噴射弁から排出された燃料ドレンを貯留するドレンタンクと、を備え、
    前記ドレンタンクは、前記第2燃料を水に溶け込ませることで、前記燃料ドレンと水との混合物を貯留し、
    前記混合物を、前記第1燃料からなる油分と、前記第2燃料が溶け込んだ水分とに分離する油水分離タンクをさらに備える
    ことを特徴とする舶用内燃機関。
  2. 請求項1に記載された舶用内燃機関において、
    前記舶用内燃機関が運転している最中に、前記シリンダへ前記第2燃料が溶け込んだ水分を供給する
    ことを特徴とする舶用内燃機関
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022254735A1 (ja) * 2021-06-03 2022-12-08 株式会社三井E&Sマシナリー 余剰アンモニアの処理装置および処理方法
US11384708B1 (en) 2021-06-23 2022-07-12 Caterpillar Inc. Engine system operating strategy apportioning fuel injection between upstream and downstream injection locations
WO2023021719A1 (ja) * 2021-08-19 2023-02-23 株式会社三井E&Sマシナリー 揮発アンモニアガス処理装置および処理方法
CN117716117A (zh) * 2021-08-19 2024-03-15 三井易艾斯有限公司 挥发氨气处理装置以及处理方法
JP2023120082A (ja) 2022-02-17 2023-08-29 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション ドレン処理装置
WO2024032900A1 (en) * 2022-08-12 2024-02-15 Man Energy Solutions, Filial Af Man Energy Solutions Se, Tyskland A large turbocharged two-stroke uniflow crosshead internal combustion engine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0625661Y2 (ja) * 1991-11-28 1994-07-06 實郎 井上 燃料油前処理装置のドレン抜き及び空気・ガス抜き装置
JPH0558872U (ja) * 1992-01-17 1993-08-03 財団法人日本舶用機器開発協会 揮発性燃料機関
JPH0610785A (ja) * 1992-06-23 1994-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 機関緊急停止システム
DE10112432A1 (de) * 2001-03-15 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
JP4365543B2 (ja) * 2001-04-23 2009-11-18 三菱重工業株式会社 二流体噴射弁を備えた内燃機関の黒煙除去システム
JP2002322982A (ja) * 2001-04-25 2002-11-08 Daikin Ind Ltd 圧縮システム
JP4239085B2 (ja) * 2003-10-27 2009-03-18 株式会社ニッキ 燃料圧力調整装置
JP4199705B2 (ja) * 2004-07-12 2008-12-17 ヤンマー株式会社 蓄圧式燃料噴射装置を備えた内燃機関
US7168414B2 (en) * 2004-09-03 2007-01-30 Federal Mogul World Wide, Inc. Marine vapor separator with bypass line
JP3111007U (ja) * 2005-04-04 2005-07-07 鐵夫 杉岡 燃料供給装置
JPWO2007049370A1 (ja) * 2005-10-28 2009-04-30 和徳 山元 石油系燃料の供給方法および回路
JP2010163908A (ja) 2009-01-13 2010-07-29 Toyota Motor Corp アンモニア燃焼内燃機関
US8904994B2 (en) 2010-04-26 2014-12-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ammonia burning internal combustion engine
JP6358591B2 (ja) 2014-03-26 2018-07-18 ヤンマー株式会社 エマルションエンジンシステム
JP2015218681A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 本田技研工業株式会社 燃料噴射弁の取付構造
JP6452466B2 (ja) * 2015-01-21 2019-01-16 三菱重工業株式会社 液圧装置、内燃機関および船舶
US9816467B2 (en) * 2016-02-16 2017-11-14 Saudi Arabian Oil Company Adjusting a fuel on-board a vehicle
KR102651898B1 (ko) * 2017-01-24 2024-03-28 한화오션 주식회사 액화천연가스 연료 선박의 연료 공급 시스템 및 방법
CN110770118B (zh) * 2017-10-30 2022-03-15 大宇造船海洋株式会社 船舶的燃油供给系统和方法

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