JP2024505039A - 2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリ及び2ストローク内燃ピストンエンジン - Google Patents

2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリ及び2ストローク内燃ピストンエンジン Download PDF

Info

Publication number
JP2024505039A
JP2024505039A JP2023545341A JP2023545341A JP2024505039A JP 2024505039 A JP2024505039 A JP 2024505039A JP 2023545341 A JP2023545341 A JP 2023545341A JP 2023545341 A JP2023545341 A JP 2023545341A JP 2024505039 A JP2024505039 A JP 2024505039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquefied gas
enclosure
cylinder
manifold
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023545341A
Other languages
English (en)
Inventor
ナンダ,サングラム キショール
オリヴェイラ,アレハンドロ カルヴォ
Original Assignee
ワルトシラ サービシズ スウィツァーランド リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ワルトシラ サービシズ スウィツァーランド リミテッド filed Critical ワルトシラ サービシズ スウィツァーランド リミテッド
Publication of JP2024505039A publication Critical patent/JP2024505039A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0209Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
    • F02M21/0212Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0293Safety devices; Fail-safe measures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/06Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/025Failure diagnosis or prevention; Safety measures; Testing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0684High pressure fuel injection systems; Details on pumps, rails or the arrangement of valves in the fuel supply and return systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本発明は、2ストローク内燃ピストンエンジン(1)のシリンダ(100)内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリ(50)に関して、アセンブリ(50)は:エンクロージャ(102)であって-液化ガス供給マニホールド(120,120')、-液化ガスリターンマニホールド(140,140')、-液化ガス供給マニホールド(120,120')及び液化ガスリターンマニホールド(140、140')に接続された液化ガス高圧ポンプユニット(160)を囲む、エンクロージャを有し、アセンブリはさらに:-液化ガス高圧ポンプユニット(160)内の高圧液化ガス出口(180)、-液化ガスを蒸発させて加熱するように構成され、液化ガス入口(201)及び気体ガス出口(202)を備える熱交換器ユニット(200)であって、液化ガス入口(201)は、燃料供給ライン(320)によって液化ガス高圧ポンプユニット(160)の高圧ガス出口(180)に接続される、熱交換器ユニット、及び、-熱交換器ユニットに接続された少なくとも1つの気体ガス燃料インジェクタ(220)を有する。

Description

本発明は、請求項1の前段による2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料(gaseous fuel)を直接噴射するためのアセンブリに関する。また、本発明は、直接噴射気体燃料供給システムを備えた2ストローク内燃ピストンエンジンに関する。
内燃ピストンエンジンは、電力及び/又は推進力を生じさせるための陸上発電所及び船舶の機械的動力供給に広く利用されている。
デュアルフューエルエンジンは、エンジンシリンダ内に入れるための吸入空気と比較的低圧で混合される天然ガスのような低圧ガス燃料を使用する。特定の運転条件の下でシリンダに供給される空気/ガス燃料混合気は圧縮され、その後点火火花を用いて又はシリンダ内に存在する空気/ガス燃料混合気に噴射される軽油のような圧縮点火パイロット燃料を用いて点火される。
直接噴射ガスエンジンは、ディーゼルパイロットからのシリンダ内での燃焼が既に進行している間に、液化天然ガス(LNG)のような気体燃料が高圧でシリンダ内に噴射されるようなものとしても知られている。直接噴射ガスエンジンは気体燃料で作動し、ディーゼルパイロットは気体燃料の点火を提供する。
DK179056B1(特許文献1)は、大型2ストローク圧縮点火内燃エンジンに高圧ガスを供給するための燃料供給システムを開示する。エンジンは、供給された高圧ガスをエンジンの燃焼室に噴射する燃料噴射システムを備える。燃料供給システムは、液化ガス貯蔵タンクの出口を、液化ガス貯蔵タンクから高圧ポンプへ液化ガスを輸送する高圧ポンプの入口に接続する供給導管と、高圧ポンプの出口を、高圧ポンプから高圧ベーパライザ(vaporizer)へ高圧液化ガスを輸送する高圧ベーパライザの入口に接続する移送導管と、高圧ベーパライザの出口を、高圧気化ガスをエンジンの燃料噴射システムへ輸送するエンジンの燃料噴射システムの入口に接続する供給導管とを有する。高圧ポンプは、2つ以上のポンプユニットを有する。各ポンプユニットは、ポンプシリンダ内に摺動可能に配置されたポンプピストンと、ポンプピストンを駆動するために駆動ピストンがポンプピストンに結合された状態で駆動シリンダ内に摺動可能に配置された油圧駆動ピストンとを有する。
US91808069B2(特許文献2)は、液体及び気体燃料システムを有するエンジン燃料システムを開示しており、それぞれがエンジンシリンダ内に直接燃料を噴射する。気体燃料システムは、液化ガス貯蔵部、液化ガスポンプ、液化ガスベーパライザ及び燃料インジェクタに接続された気体ガス燃料レールを含む直接噴射ガスシステムである。
気体燃料直接噴射燃料供給システムは、実質的に高圧のガスがエンジンのシリンダに配置されたガスインジェクタに供給されるように構成される必要がある。
上記の先行技術文献はいずれも、高圧ピストンポンプを作動させる制御流体によって気体燃料ポンプの作動を制御することを示唆している。高圧ポンプの可変制御には、制御流体システムの可変高圧ポンプが必要である。従来技術の解決策には、液化ガスポンプの構造の複雑さとその制御性という一般的な問題がある。
本発明の目的は、従来技術の解決策に比べて大幅に改善された2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリを提供することである。
本発明の目的は、ガス作動大型2ストローク内燃ピストンエンジンのための従来技術の解決策に比べて大幅に改善された直接噴射気体燃料供給システムを有する2ストローク内燃ピストンエンジンを提供することである。
DK179056B1 US91808069B2
本発明の目的は、独立請求項及び本発明の異なる実施形態の詳細を記載した他の請求項に開示されているように、実質的に達成することができる。
2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリは:液化ガス供給マニホールドと、液化ガスリターンマニホールドと、液化ガス供給マニホールドと液化ガスリターンマニホールドとを囲むエンクロージャと、液化ガス供給マニホールドと液化ガスリターンマニホールドとに接続された液化ガス高圧ポンプユニットと、さらに液化ガス高圧ポンプユニット内の高圧液化ガス出口と、液化ガスを蒸発させ、気体ガスを加熱するように構成され、液化ガス入口と気体ガス出口とを備える熱交換器ユニットであって、液化ガス入口は燃料供給ラインによって液化ガス高圧ポンプユニットの高圧出口に接続される、熱交換器ユニットと、熱交換器ユニットに接続された少なくとも1つの気体ガス燃料インジェクタと、を有する。
したがって、アセンブリは、液相、極低温状態で液化ガスをポンピングし(pump)、ポンピングしたガスをガス状に蒸発させるように構成され、これは気体ガス燃料インジェクタによってシリンダに供給され得る。液化ガスを利用する燃料噴射システムは、容易にモジュール化できる大型2ストロークエンジン用に提供される。ガス燃料に関連する安全問題は、液化ガス供給マニホールドと液化ガスリターンマニホールド、液化ガス高圧ポンプユニットに共通のエンクロージャによって対処される。アセンブリは、エンジンの上部に組み立てられるように構成されているため、既存の大型2ストロークエンジンに容易に取り付けることができる。
本発明の一実施形態によれば、エンクロージャは、アセンブリに配置された送風機に接続可能な空気入口及び出口を備える。これは、漏れた可能性のある燃料をエンジンから安全に離して輸送するために、送風機に出口に接続することを可能にする。
本発明の一実施形態によれば、エンクロージャ内の液化ガス供給マニホールドは単一壁マニホールドであり、エンクロージャ内の液化ガスリターンマニホールドは単一壁マニホールドである。
本発明の一実施形態によれば、エンクロージャの外側の燃料供給ラインは、分離した二重壁(separate double wall)であって、二重壁の内側に中間スペースを形成する分離した二重壁を備え、エンクロージャは、リードスルーブロックであって、リードスルーブロックを介して燃料供給ラインがエンクロージャから熱交換器ユニットに導かれるリードスルーブロックを備え、このリードスルーブロックは、燃料供給ラインの中間スペースをエンクロージャのスペースから分離する。
本発明の一実施形態によれば、アセンブリは、燃料供給ラインによって熱交換器ユニットの気体ガス出口に接続された気体ガスアキュムレータを有する。
本発明の一実施形態によれば、アセンブリは、エンクロージャを有し、アセンブリは、一列のシリンダに配置された(arranged in a line of cylinders)いくつかのシリンダを含むマルチシリンダ2ストローク内燃ピストンエンジン用に構成され、
-エンクロージャは、一列のシリンダの長さを有し、
-エンクロージャは、エンクロージャの両端(対向する端部)に空気入口と出口を備える。
本発明の一実施形態によれば、アセンブリは、一列のシリンダに配置されたいくつかのシリンダを含むマルチシリンダ2ストローク内燃ピストンエンジン用に構成され、
-液化ガス供給マニホールド、液化ガスリターンマニホールド及び液化ガス高圧ポンプユニットがエンクロージャ内に配置され、
-熱交換器ユニット、及び気体ガスアキュムレータがエンクロージャの外側に配置される。
本発明の一実施形態によれば、液化ガス供給マニホールドは、複数のガス供給マニホールドセクションのアセンブリであり、エンジンの各シリンダに対して1つの供給マニホールドセクションを有する。
本発明の一実施形態によれば、液化ガスリターンマニホールドは、複数のガスリターンマニホールドセクションのアセンブリであり、エンジンの各シリンダに対して1つのリターンマニホールドセクションを有する。
本発明の一実施形態によれば、アセンブリは、エンジンのシリンダのためのいくつかの燃料供給ラインを有し、各燃料供給ラインは、
液化ガス供給マニホールド及び液化ガスリターンマニホールドに接続された1つの液化ガス高圧ポンプユニット、
液化ガスを蒸発させ、気体ガスを加熱するように構成された1つの熱交換器ユニット、及び
1つの気体ガスアキュムレータを有する。
本発明の2ストローク内燃ピストンエンジンは、1より多いシリンダを有し、各シリンダは、請求項1-9のいずれかに記載のアセンブリを備える。
本発明の一実施形態によれば、エンクロージャは、一列のシリンダの最初のシリンダからエンジンの一列のシリンダの最後のシリンダまで延びる長さを有する。
本発明の一実施形態によれば、エンクロージャ、液化ガス供給マニホールド、液化ガスリターンマニホールド及び液化高圧ポンプユニットは、エンジンの上部に配置されて取り付けられる。
本発明の一実施形態によれば、エンジンは、エンジンの各シリンダ(100)に対して1つの燃料供給ラインを有する。
本発明のアセンブリ及びその種々の実施形態は、内燃ピストンエンジンのシリンダ内への気体燃料の直接噴射及びその中での燃焼のための液化可燃性ガスの使用に適用可能である。例えば、適切な燃料材料として、液化アンモニア、液化天然ガス又は液化石油ガスがある。
本特許出願に提示された本発明の例示的な実施形態は、添付の特許請求の範囲の適用に限定をもたらすと解釈されるべきではない。動詞「有する」は、この特許出願において、記載されていない特徴の存在を排除するものではないオープンな限定として使用される。従属請求項に記載された特徴は、別段の明示的な記載がない限り、相互に自由に組み合わせることができる。本発明の特徴と考えられる新規な特徴は、特に添付の特許請求の範囲に記載されている。
以下では、添付の例示的な概略図面を参照して本発明を説明する。
本発明の実施形態による2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するための簡略化されたアセンブリを示す。 本発明の別の実施形態による2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するための簡略化されたアセンブリを示す。 本発明のさらに別の実施形態による気体燃料を直接噴射するためのアセンブリを備えた2ストローク内燃ピストンエンジンを示す。
図1は、2ストローク内燃ピストンエンジン1のシリンダ100に気体燃料を直接噴射するための簡略化されたアセンブリ50を概略的に示す。アセンブリは、燃料を液相の噴射圧力に加圧しながら、気体燃料をエンジンの1つの燃焼室に直接噴射するように構成される。アセンブリ50は、互いに平行に配置された液化ガス供給マニホールドセクション120と液化ガスリターンマニホールドセクション140とを有する。実際には、マニホールドセクションは有利にはパイプとフランジを使用して形成される。この場合、セクションという語は、図1のアセンブリが1つのシリンダ用であり、通常、エンジンが1より多いシリンダを有するという事実を指す。この場合、マニホールドは、フランジによって相互に結合されたそれぞれの数のマニホールドセクションで形成される。図1のアセンブリは、エンジンの1つのシリンダ用の燃料供給ラインの最小コンポーネントを示している。また、エンジンが、続けて配置されたいくつかの一列のシリンダを有する場合、エンジンは、液化ガス供給マニホールド120’と液化ガスリターンマニホールド140’が一列のシリンダの最初のシリンダから一列のシリンダの最後のシリンダまで延びるように(図3参照)、互いに接続された対応する数のアセンブリ50を備える。液化ガス供給マニホールド120’は液化ガス供給パイプ130に接続され、液化ガスリターンマニホールド140’は液化ガスリターンパイプ150に接続される。
アセンブリはさらに、液化ガス供給マニホールドセクション120及び液化ガスリターンマニホールドセクション140に接続された液化ガス高圧ポンプユニット160を有する。液化ガスは、ポンピング及び周囲からの熱伝達により、ポンプ内で加熱される傾向がある。ポンプは、ポンピング段階でポンプ内の液化ガスの望ましくない温度上昇を最小限に抑えるために断熱材を備える。ポンプは、液化ガス供給マニホールドセクション120への接続に加えて、液化ガスリターンマニホールドセクション140への接続部を備える。これは、ポンプ内での液化ガスの気体への部分的な相変化を少なくとも最小限に抑えるために、ポンプ内の液化ガスの温度を低く維持することが有利であり、したがって、液化ガスの一部はポンプユニット160を冷却するため、ポンプを通って導かれ、液化ガスリターンマニホールドに戻される。極低温状態の液化ガスは、液化ガス供給マニホールド120から液化ガス高圧ポンプユニット160に流れる液化ガスの一部が、液化ガスの供給源に戻されるよう液化ガスリターンマニホールド140に導かれるように、液化ガス高圧ポンプユニット160を通って部分的に循環される。液化ガス供給マニホールド120から液化ガス高圧ポンプユニット160に流れる液化ガスの大部分は、所望の燃料噴射圧力をもたらす高い圧力で液化ガス高圧ポンプユニット160の高圧液化ガス出口180に導かれる。液化ガス高圧ポンプユニット160は、好ましくは油圧で作動するピストンポンプを有する。ポンプは、油圧流体がポンプの駆動部とピストンを往復するように導かれる駆動部を有するように高圧油圧流体によって駆動される。
高圧の液化ガスは、高圧液化ガス出口180を経由して、液化ガスを気体に蒸発させ、気体ガスをエンジンへの噴射に適したレベルに加熱するように構成された熱交換器ユニット200に導かれる。この目的のために、熱交換器ユニット200は、高圧液化ガス出口180及び少なくとも1つの気体ガス燃料インジェクタ220とフロー接続されている(in flow connection with)。熱交換器ユニット200は、液化ガス入口201及び気体ガス出口202を備え、液化ガス入口は、燃料供給ライン320、より具体的には、エンクロージャ102の外側の第2の燃料供給ライン340によって液化ガス高圧ポンプユニット160の高圧出口に接続される。
アセンブリは、液化ガス供給マニホールドセクション120、液化ガスリターンマニホールドセクション140及び液化ガス高圧ポンプユニット160を囲むエンクロージャ102を有する。エンクロージャ102の外側の液化ガス又は気体ガスを含むコンポーネントは、ガスを含む内側スペースに接する二重壁110の内側に中間スペースを形成する分離した二重壁110を備える。例えば、パイプは、間の中間スペースを残して内側パイプの外側に別のパイプを備える。燃料供給ライン320の一部は、エンクロージャの内側にあり、第1の燃料供給ライン321と呼ばれ得る。燃料供給ライン320の一部は、エンクロージャ102の外部にあり、第2の燃料供給ライン340と呼ばれ得る。第1の燃料供給ライン321は単一壁パイプで作られ、第2の燃料供給ライン340は二重壁パイプで作られる。アセンブリは、エンクロージャの壁内にリードスルー(lead-through(導出))ブロック103を有する。リードスルーブロック103は、エンクロージャ102の内側の第1の燃料供給ライン321と、エンクロージャ102の外側の第2の燃料供給ライン340とが互いに接続される導管320’を備える。リードスルーブロック103は、燃料供給ライン320の中間スペースをエンクロージャ102のスペースから分離する。リードスルーブロック103はまた、エンクロージャの内側スペースの接続を周囲からシールする。ポンプとインジェクタ220との間の高圧ライン320からの漏れは、燃料供給ラインのその部分で圧力が例えば15MPaとかなり高いため、漏れの最も可能性の高いポイントである。第1の燃料供給ライン321が故障した場合、漏れはエンクロージャ102に流れ込む。エンクロージャの外部では、第2の燃料供給ライン340が故障した場合、漏れはラインの中間スペースに流れ込み、この中間スペースは、エンクロージャ102の内側スペースからリードスルーブロック103によって分離される。エンクロージャの内側の第1の燃料供給ライン321の部分の容積は非常に小さいので、エンクロージャ102の大きい容積は、エンクロージャの換気と併せて、漏れを容易に処理する。漏れが観察された場合、対応するポンプを直ちに停止することができ、漏れ量はエンクロージャ102の換気量に比べて比較的小さいままである。
エンクロージャ内の液化ガスを含むコンポーネントは、液化ガスを含む内側スペースに接する単一壁を備えている。エンクロージャ102の外側の液化ガス又は気体ガスを含むコンポーネントのガスの漏れの可能性が検出され、適切に処理される。第2の燃料供給ライン340から内側パイプと外側パイプとの間の中間スペースに漏れたガスは、さらに処理するために別の配管(図示せず)に導かれ得る。これにより、液化ガス供給マニホールドセクション120は単一壁マニホールドであり、液化ガスリターンマニホールドセクション140はそれぞれ単一壁マニホールドである。燃料ガスは熱交換器ユニット200内で蒸発するまで液相であることが留意されるべきである。
このアセンブリは、エンジンの1つのシリンダの気体燃料噴射モジュールとして利用することができ、マルチシリンダエンジンに適用される場合、エンジンは、そのシリンダごとにアセンブリを備え、アセンブリの液化ガス供給マニホールドセクション120は互いに接続され、アセンブリの液化ガスリターンマニホールドセクション140は、それぞれ互いに接続されて、エンジンの一列のシリンダの最初のシリンダから最後のシリンダまで互いに平行に延びるマニホールドを形成する。
アセンブリ50のエンクロージャ102から漏れた可能性のある気体燃料の換気及び除去を容易にするために、アセンブリ50に関連して配置された空気入口240及び送風機280に接続された空気出口260が設けられている。送風機280は、所望の流量及びエンクロージャ102内の圧力を得るために適切に接続された1つ又は複数の送風機から構成される。いくつかのアセンブリがエンジンのいくつかのシリンダに燃料噴射を供給するために設けられている場合でも、1つの空気出口のみが必要とされることが留意されるべきである。
図2は、図1に示されたアセンブリからさらに発展した2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ100に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリ5を概略的に示す。図1では、ガス供給ライン320、特に気体燃料を含む第2の供給ライン340の部分は、燃料アキュムレータとして機能するのに十分な容積を有する。ここに示されていない場合でも、交換器ユニット200は適切な熱源にも接続されている。アセンブリは、液化ガス燃料を加圧して蒸発させ、ガス燃料を1つの燃焼室に直接噴射するように構成される。図2に示されるアセンブリ50は、他の点では図1に示されるものと同様であるが、ここでは、アセンブリは、燃料供給ライン320によって熱交換器ユニットの気体ガス出口に接続された別個の気体ガスアキュムレータ300を含む。
図3は、2ストロークマルチシリンダ内燃ピストンエンジン1のシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリを示す。図3に示されている大型2ストローククロスヘッドエンジンは、1つ以上、通常6より多い一列のシリンダ100を有する。本発明によるガス燃料供給システムが特に意図されている大型2ストロークエンジンは、シリンダボア直径が約50cmから1mまでであり、ストローク長が約2.5から3.0mである低速クロスヘッドエンジンである。
シリンダ100の各々は、図2によるアセンブリを備える。図3の実施形態では、アセンブリは、各シリンダに対して少なくとも2つの燃料インジェクタ220を有し、これらは両方とも共有又は共通のアキュムレータ300に接続される。例えば、エンジンの出力及びボア径によっては、共通のアキュムレータ300に接続された3つのインジェクタを各シリンダに設けることがより有利であり得る。マルチシリンダ2ストロークエンジンに適用される場合、エンクロージャ102は、エンジンの一列のシリンダ100の長さに実質的に対応する長さLを有する。換言すれば、エンクロージャは、エンジン1の一列のシリンダの最初のシリンダから一列のシリンダの最後のシリンダまで延びる。
エンクロージャ102は、エンクロージャ102の両端に空気入口240と出口280とを備える。エンクロージャは、互いに接続されたいくつかの別個のセクションから形成することができる。空気出口260は、送風機280に接続される。1つの空気出口のみが必要であるが、1つの空気出口の代わりに、図2によるいくつかのアセンブリがエンジンのいくつかのシリンダに燃料噴射を供給するために設けられている場合でも、エンクロージャは、2つ、又はさらに多くの出口を備えてもよいことが留意されるべきである。
エンクロージャ102は、液化ガス供給マニホールド120’及び液化ガスリターンマニホールド140’を完全に囲み、液化ガス高圧ポンプユニット160も同様に囲む。このようにして、エンクロージャ内の液化ガスを含む部品コンポーネントは、液化ガスを含む内側スペースと共通エンクロージャとを境界する単一壁を備える。したがって、液化ガス供給マニホールド120’及び液化ガスリターンマニホールド140’はそれぞれ単一壁マニホールドと呼ぶことができる。エンクロージャ102の外側に液化ガス又は気体ガスを含むコンポーネントは、ガスを含みガスをインジェクタ220に供給する気体燃料供給ライン320と接する二重壁を有する。
本発明は、エンジンがエンジンのシリンダ100の各々に対して1つの燃料供給ラインを有するように説明することができる。したがって、アセンブリは、エンジンのシリンダのためのいくつかの燃料供給ラインを有し、各燃料供給ラインは、液化ガス供給マニホールド120’及び液化ガスリターンマニホールド140’に接続された1つの液化ガス高圧ポンプユニット160、液化ガスを蒸発させ、気体ガスを加熱するように構成された1つの熱交換器ユニット200、及び気体燃料を受け取るためにいくつかの燃料インジェクタ220が接続された1つの気体ガスアキュムレータ240を有する。
液化ガス供給マニホールド120’は、図2に示されるように、エンジンの各シリンダ100に対して1つの供給マニホールドセクションを有する、複数のガス供給マニホールドセクション120のアセンブリである。それぞれ、液化ガスリターンマニホールド140’は、エンジンの各シリンダに対して1つのリターンマニホールドセクションを有する、複数のガスリターンマニホールドセクション140のアセンブリである。エンジンの全シリンダのために役立つ液化ガス供給パイプ130と、液化ガスリターンパイプ150とがある。
液化ガス供給マニホールド120’及び液化ガスリターンマニホールド140’、並びに液化ガス高圧ポンプユニット160の各々は、共通エンクロージャ102内に配置され、熱交換器ユニット200と、気体ガスアキュムレータ240はエンクロージャ102の外側に配置される。各シリンダ用のアキュムレータは、それぞれのシリンダヘッドの上部のインジェクタの近くに設置することができる。エンクロージャ102は、安全上の理由から設けられている。エンクロージャ内の燃料システムに漏れがあった場合、漏れたガスを、送風機280によってさらなる処理のために導くことができる。ポンプとインジェクタ220との間の高圧ラインからの漏れは、漏れの最も可能性の高いポイントである。単一壁高圧ラインの容積は非常に小さいので、エンクロージャ102の大きい容積とその換気は、漏れを容易に処理する。漏れが観察された場合、対応するポンプを直ちに迅速に停止することができ、漏れたガス量は、エンクロージャ102の換気量に比べて比較的小さいままである。
図3に示すように、エンクロージャ102、液化ガス供給マニホールド120’、液化ガスリターンマニホールド140’及び液化高圧ポンプユニット160を有するアセンブリは、エンジンの上部に配置される。アセンブリは、エンジンに取り付けられた適切な支持構造によって支持される。有利には、アセンブリは、エンジンのシリンダヘッドの上方に配置される。
本発明は、現時点で最も好ましい実施形態であると考えられるものに関連して、例として本明細書に記載されているが、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に定義されているように、その特徴の様々な組み合わせ又は変更、及び本発明の範囲に含まれる他のいくつかの応用をカバーすることを意図していることを理解されたい。上記のいずれかの実施形態に関連して記載された詳細は、そのような組み合わせが技術的に可能である場合には、別の実施形態に関連して使用することができる。

Claims (13)

  1. マルチシリンダ2ストローク内燃ピストンエンジンの1つのシリンダ用の気体燃料の直接噴射のための燃料噴射モジュールであって、前記モジュールは:
    共通エンクロージャであって、前記共通エンクロージャ内に
    液化ガス供給マニホールドセクションと、
    前記エンクロージャ内に互いに平行に配置された、液化ガスリターンマニホールドセクションと、
    前記液化ガス供給マニホールド及び前記液化ガスリターンマニホールドに接続された液化ガス高圧ポンプユニットと、
    前記液化ガス高圧ポンプユニット内の高圧液化ガス出口と、
    を囲む、共通エンクロージャ;を有し、
    前記モジュールはさらに前記共通エンクロージャの外側に:
    液化ガスを蒸発させ、気体ガスを加熱するように構成され、液化ガス入口と気体ガス出口とを備えた熱交換器ユニットであって、前記液化ガス入口は燃料供給ラインによって前記液化ガス高圧ポンプユニットの前記高圧出口に接続される、熱交換器ユニットと、
    前記熱交換器ユニットに接続された少なくとも1つの気体ガス燃料インジェクタと、
    を有し、
    前記エンクロージャの外側の前記燃料供給ラインは、分離した二重壁であって、前記二重壁の内側に中間スペースを形成する分離した二重壁を備え、前記エンクロージャは、リードスルーブロックであって、前記リードスルーブロックを経由して前記エンクロージャの外側の前記燃料供給ラインの部分と前記エンクロージャの内側の前記燃料供給ラインの部分とが互いに接続される、リードスルーブロックを備え、前記リードスルーブロックは、前記燃料供給ラインの前記中間スペースを前記エンクロージャの前記スペースから分離する、
    燃料噴射モジュール。
  2. 前記エンクロージャ内の前記液化ガス供給マニホールドは単一壁マニホールドであり、前記エンクロージャ内の前記液化ガスリターンマニホールドは単一壁マニホールドである、
    請求項1に記載の燃料噴射モジュール。
  3. 前記モジュールは、前記燃料供給ラインによって前記熱交換器ユニットの前記気体ガス出口に接続された気体ガスアキュムレータを有する、
    請求項1又は2に記載の燃料噴射モジュール。
  4. 前記液化ガス供給マニホールドは、前記エンジンの各シリンダ用に1つの供給マニホールドセクションを有する、複数のガス供給マニホールドセクションのアセンブリである、
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料噴射モジュール。
  5. 前記液化ガスリターンマニホールドは、前記エンジンの各シリンダ用に1つのリターンマニホールドセクションを有する、複数のガスリターンマニホールドセクションのアセンブリである、
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料噴射モジュール。
  6. 2ストロークマルチシリンダ内燃ピストンエンジンのシリンダ内への気体燃料の直接噴射のためのアセンブリであって、前記シリンダの各々は、マルチシリンダ2ストローク内燃ピストンエンジンの1つのシリンダに対する気体燃料の直接噴射用の燃料噴射モジュールを備え、前記モジュールは:
    共通エンクロージャであって、前記共通エンクロージャ内に
    液化ガス供給マニホールドセクションと、
    前記エンクロージャ内に互いに平行に配置された、液化ガスリターンマニホールドセクションと、
    前記液化ガス供給マニホールド及び前記液化ガスリターンマニホールドに接続された液化ガス高圧ポンプユニットと、
    前記液化ガス高圧ポンプユニット内の高圧液化ガス出口と、
    を囲む、共通エンクロージャ;を有し、
    前記モジュールはさらに前記エンクロージャの外側に:
    前記液化ガスを蒸発させ、前記気体ガスを加熱するように構成され、液化ガス入口と気体ガス出口とを備えた熱交換器ユニットであって、前記液化ガス入口は燃料供給ラインによって前記液化ガス高圧ポンプユニットの前記高圧出口に接続される、熱交換器ユニットと、
    前記熱交換器ユニットに接続された少なくとも1つの気体ガス燃料インジェクタと、
    を有し、
    前記エンクロージャの長さは、前記エンジンの一列の前記シリンダの長さに対応する、
    アセンブリ。
  7. 前記アセンブリは、エンクロージャを有し、前記アセンブリは、一列のシリンダに配置されたいくつかのシリンダを有するマルチシリンダ2ストローク内燃ピストンエンジン用に構成され、
    前記エンクロージャは、前記一列のシリンダの長さを有し、
    前記エンクロージャは、前記エンクロージャの両端に空気入口と出口を備える、
    請求項6に記載のアセンブリ。
  8. 前記アセンブリは、一列のシリンダに配置されたいくつかのシリンダを有するマルチシリンダ2ストローク内燃ピストンエンジン用に構成され、
    前記液化ガス供給マニホールド、前記液化ガスリターンマニホールド及び前記液化ガス高圧ポンプユニットは前記エンクロージャ内に配置され、
    前記熱交換器ユニット、及び前記気体ガスアキュムレータは前記エンクロージャの外側に配置される、
    請求項7に記載のアセンブリ。
  9. 前記アセンブリは、前記エンジンの前記シリンダのためのいくつかの燃料供給ラインを有し、各燃料供給ラインは、
    前記液化ガス供給マニホールド及び前記液化ガスリターンマニホールドに接続された1つの液化ガス高圧ポンプユニット、
    前記液化ガスを蒸発させ、前記気体ガスを加熱するように構成された1つの熱交換器ユニット(200)、及び
    1つの気体ガスアキュムレータを有する、
    請求項6に記載のアセンブリ。
  10. 1より多いシリンダを有する2ストローク内燃ピストンエンジンであって、各シリンダが請求項1乃至5のいずれか1項に記載の燃料噴射モジュールを備える、2ストローク内燃ピストンエンジン。
  11. 前記エンクロージャは、前記エンジンの一列のシリンダの最初のシリンダから前記一列のシリンダの最後のシリンダまでの長さを有する、
    請求項10に記載の2ストローク内燃ピストンエンジン。
  12. 前記エンクロージャ、前記液化ガス供給マニホールド、前記液化ガスリターンマニホールド及び前記液化高圧ポンプユニットは、前記エンジンの上部に配置されて取り付けられる、
    請求項10に記載の2ストローク内燃ピストンエンジン。
  13. 前記エンジンは、前記エンジンの各シリンダに対して1つの燃料供給ラインを有する、
    請求項12及び10に記載の2ストローク内燃ピストンエンジン。
JP2023545341A 2021-01-27 2021-01-27 2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリ及び2ストローク内燃ピストンエンジン Pending JP2024505039A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2021/051844 WO2022161601A1 (en) 2021-01-27 2021-01-27 An assembly for direct injection of gaseous fuel in a cylinder of a two-stroke internal combustion piston engine and a two-stroke internal com-bustion piston engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024505039A true JP2024505039A (ja) 2024-02-02

Family

ID=74347101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023545341A Pending JP2024505039A (ja) 2021-01-27 2021-01-27 2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリ及び2ストローク内燃ピストンエンジン

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4285013A1 (ja)
JP (1) JP2024505039A (ja)
KR (1) KR20230119007A (ja)
CN (1) CN117203417A (ja)
WO (1) WO2022161601A1 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6095101A (en) * 1997-01-29 2000-08-01 Man B&W Diesel A/S Internal combustion engine of the diesel type for combustion of gas, and a method of supplying such an engine with fuel
JP4570130B2 (ja) * 2004-04-23 2010-10-27 岩谷産業株式会社 需要機器連動式低温液化ガス供給装置
WO2013069068A1 (ja) 2011-11-11 2013-05-16 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動システム
DK179056B1 (en) 2016-05-26 2017-09-25 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland Fuel supply system for a large two-stroke compression-ignited high-pressure gas injection internal combustion engine
KR102355332B1 (ko) * 2017-05-05 2022-01-24 바르실라 핀랜드 오이 액화 가스 연료 공급 시스템 및 선박

Also Published As

Publication number Publication date
EP4285013A1 (en) 2023-12-06
KR20230119007A (ko) 2023-08-14
WO2022161601A1 (en) 2022-08-04
CN117203417A (zh) 2023-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6033378B2 (ja) パイロット油噴射のための、及び自己着火内燃機関の燃焼室に気体燃料を噴射するための、燃料弁
JP7132284B2 (ja) 大型2ストロークユニフロー掃気ガス燃料機関
US8763565B2 (en) Two engine system with a gaseous fuel stored in liquefied form
JP2009541140A (ja) ガス駆動船舶用燃料システム
KR102487243B1 (ko) 벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박
JPS58113536A (ja) 低温液体の蒸発ガスを複式ガス/油燃焼デイ−ゼル機関に利用する方法と装置
CN112963278B (zh) 发动机
JP6482596B2 (ja) 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
CN103314208A (zh) 燃料供给系统和操作燃料供给系统的方法
JP6650003B2 (ja) デュアルフューエルシステム付き大型2ストローク圧縮点火内燃機関
US20240083241A1 (en) Gas tank arrangement
KR20170124466A (ko) 2 행정 크로스헤드 타입의 내연기관 및 연소실 내로 연료 및 워터를 직접 분사하는 방법
JP2015127510A (ja) 船舶の燃料供給システム
KR101622754B1 (ko) 내부 연소 엔진, 및 기상 연료를 그 엔진에 공급하는 방법
WO1984001339A1 (en) A device, a procedure and employment concerning diesel engines using two different fuels and employment of the device for starting such engines
JP2024505039A (ja) 2ストローク内燃ピストンエンジンのシリンダ内に気体燃料を直接噴射するためのアセンブリ及び2ストローク内燃ピストンエンジン
KR200474436Y1 (ko) Me-gi 엔진의 육상용 연료공급 시스템
JP2022126753A (ja) ガス燃料供給システム及びガス燃料供給システムを動作させる方法
JP6461541B2 (ja) 船舶
KR20230003221A (ko) 2 행정 내연 피스톤 엔진용 직접 분사 기체 연료 공급 시스템, 2 행정 내연 피스톤 엔진 및 2 행정 내연 피스톤 엔진의 작동 방법
WO2024032899A1 (en) A large turbocharged two-stroke uniflow crosshead internal combustion engine
KR20230034117A (ko) 가스 공급 시스템 및 이를 구비하는 선박
JP2002256981A (ja) ディーゼル機関の燃料供給装置及びこの燃料供給装置を使用したディーゼル機関
KR20170116656A (ko) 가연성연료 추진장치의 폭발 화재방지 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240618