JP5574996B2 - エンジンシステム及びエンジンシステムの運転制御方法 - Google Patents
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Description
第4の発明は、第1から3のいずれか1つの発明において、前記第1の燃料油を770℃〜800℃の温度で灰化処理することを特徴とするエンジンシステムにある。
第7の発明は、少なくともバナジウムを含む粗悪物質を含有する第1の燃料油を第1の燃料タンクで貯留し、前記第1の燃料油に対して相対的に燃焼性の良好な第2の燃料油を第2燃料タンクで貯留し、前記第1の燃料タンク及び前記第2の燃料タンクからエンジンに前記第1の燃料油及び前記第2の燃料油を燃料供給管で供給し、前記燃料供給管を介して前記エンジンに供給される前記1の燃料油の一部を分取し、分取した第1の燃料油の灰化物のプラズマ発光により前記第1の燃料油のバナジウム含有量をレーザ分析装置で測定し、前記1の燃料油のバナジウム含有量と所定の閾値とを比較して前記第1の燃料油の良否を燃料判定手段で判定し、前記燃料判定手段の判定結果に基づいて前記第2燃料タンクの燃料を制御装置で前記燃料供給管に供給することを特徴とするエンジンシステムの制御方法にある。
第8の発明は、少なくともバナジウムを含む粗悪物質を含有する第1の燃料油を第1の燃料タンクで貯留し、前記第1の燃料油に対して相対的に燃焼性の良好な第2の燃料油を第2燃料タンクで貯留し、前記第1の燃料タンク及び前記第2の燃料タンクからエンジンに前記第1の燃料油及び前記第2の燃料油を燃料供給管で供給し、前記燃料供給管を介して前記エンジンに供給される前記第1の燃料油を液滴化させた液滴燃料のプラズマ発光により前記第1の燃料油のバナジウム含有量をレーザ分析装置で測定し、前記1の燃料油のバナジウム含有量と所定の閾値とを比較して前記第1の燃料油の良否を燃料判定手段で判定し、前記燃料判定手段の判定結果に基づいて前記第2燃料タンクの燃料を制御装置で前記燃料供給管に供給することを特徴とするエンジンシステムにある。
実施例1のディーゼルエンジンは、例えば船舶に搭載されて航行用として使用されるものであり、燃料として重油を使用している。このディーゼルエンジンにおいて、図1に示すように、エンジン本体11は、複数のシリンダボア12が形成され、各シリンダボア12の内面にはシリンダライナ13が装着されており、ピストン14がそれぞれ上下移動自在に支持されている。燃焼室15は、エンジン本体11(シリンダライナ13)とピストン14の頂面とにより区画されて形成されている。この燃焼室15は、上部に吸気ポート16及び排気ポート17が連通し、吸気弁18及び排気弁19の下端部が位置している。この吸気弁18及び排気弁19は、吸気ポート16及び排気ポート17を閉止する方向に付勢支持されており、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの吸気カム及び排気カムがこの吸気弁18及び排気弁19に作用することで、吸気ポート16及び排気ポート17を開閉することができる。また、エンジン本体11は、燃焼室15の上部に、この燃焼室15に高圧燃料を噴射可能な高圧インジェクタ20が装着されている。なお、図1中、符号V1、V2はバルブを図示する。
図2に示すように、レーザ分析装置30Aは、燃料を間接的にレーザ分析する手段を用いて、燃料中の粗悪物質の分析をしている。
図2に示すように、レーザ分析装置30Aは、燃料Fを加熱炉31で灰化させ、その灰化物32をレーザ分析装置本体内に導入する灰化物導入部と、灰化物32に対して照射されるレーザ光36により発生するプラズマ発光から燃料中の粗悪成分を計測するものである。
燃料Fは加熱炉31に導入され、ここで例えば500〜800℃程度の温度で灰化処理される。そして灰化物32は導入管L11により測定チャンバ33内の計測ボート34に導入され、ここで、燃料の灰化物32にレーザ光36をレーザ照射装置35により照射する。本実施例では770℃で灰化処理した。
レーザ光36の照射により発生するプラズマ発光37は、分光器38及び光検出器39からなるレーザ受光手段40により受光される。
燃料中の粗悪成分は、V成分、S成分のほかに、Mg成分、Ca成分、Fe成分等があるが、例えば付着物質のパラメータとしてV、Mg、Ca、Feのいずれかを測定し、腐食要因物質としてS成分を測定することが例示できる。
実施例1の燃料を灰化する場合では、燃料の灰化残渣に対してレーザ光を照射するので、燃料の性状を確実に反映することができ、分析精度が向上する。
なお、閾値は複数設定するようにしている。
また、閾値のレベルが高いと判断した場合には、燃料を切り替える指令を制御装置より行う。
また、複数の閾値を設け、運転制御を行う必要がない場合でも、将来の増加の動向が予測される場合には、警報等のアラームを発生する手段を設けるようにしてもよい。
この第2燃料タンク23Bは、燃料としての良質な重油を貯留可能であり、外部から良質な重油を補充可能となっており、この第2燃料タンク23Bの燃料を第1燃料供給系24Aの燃料供給管25に供給可能な第2燃料供給系24Bが設けられている。即ち、第2燃料タンク23Bと燃料供給管25とが燃料供給管27により連結され、この燃料供給管27に燃料ポンプ26B及び開閉弁V2が装着されている。この場合、第2燃料タンク23Bは、燃料性状が良好で燃焼性の良い良質な重油が貯留されている。
具体的に、レーザ分析装置30Aは、重油を加熱炉31で灰化処理し、その灰化物32をレーザ分析して、その粗悪物質の量を検出し、その含有量(総量)に基づいて燃料の良否を判定する。そして、重油の燃焼性が悪いと判定したときには、第2燃料タンク23Bに貯留されている良質の重油を燃料供給管25に供給するようにしている。
これにより加熱炉31を設置することなく、灰化及びレーザ計測できるので、システムの簡素化に寄与することとなる。
図3は、本発明の実施例2にかかるガス中のガス成分計測装置の概略図である。
図3に示すように、レーザ分析装置30Bは、燃料を直接的にレーザ分析する手段を用いて、燃料中の粗悪物質の分析をしている。
図3に示すように、レーザ分析装置30Bは、燃料Fを液滴発生手段41で液滴化させ、この液滴燃料42を測定チャンバ33内に導入し、この導入された液滴燃料42に対して照射されるレーザ光36により発生するプラズマ発光から燃料中の粗悪成分を計測するものである。
前記光検出器39からの計測データは、データ処理手段(CPU)を備えた燃料判定手段51に送られ、ここで計測データの処理及び判定がなされ、制御装置52にその結果を送る。
15 燃焼室
20 高圧インジェクタ
23A 第1燃料タンク
23B 第2燃料タンク
24A 第1燃料供給系
24B 第2燃料供給系
25 燃料供給管
52 制御装置
30、30A、30B レーザ分析装置
Claims (8)
- 少なくともバナジウムを含む粗悪物質を含有する第1の燃料油を貯留可能な第1の燃料タンクと、
前記第1の燃料油に対して相対的に燃焼性の良好な第2の燃料油を貯留可能な第2燃料タンクと、
前記第1の燃料タンク及び前記第2の燃料タンクからエンジンに前記第1の燃料油及び前記第2の燃料油を供給する燃料供給管と、
前記燃料供給管を介して前記エンジンに供給される前記1の燃料油の一部を分取し、分取した第1の燃料油の灰化物のプラズマ発光により前記第1の燃料油のバナジウム含有量を測定するレーザ分析装置と、
前記1の燃料油のバナジウム含有量と所定の閾値とを比較して前記第1の燃料油の良否を判定する燃料判定手段と、
前記燃料判定手段の判定結果に基づいて前記第2燃料タンクの燃料を前記燃料供給管に供給する制御装置とを具備することを特徴とするエンジンシステム。 - 請求項1において、
前記レーザ分析装置は、燃料を加熱炉で灰化させ、その灰化物をレーザ分析装置本体内に導入する灰化物導入部と、
分析装置本体内にレーザ光を発振するレーザ照射装置と、
発振されたレーザ光を導入し、灰化物に照射してプラズマ発光させる測定領域と、
発生したプラズマ発光を計測するレーザ受光手段とを具備することを特徴とするエンジンシステム。 - 請求項1において、
前記レーザ分析装置は、燃料をレーザで灰化させる測定部と、
測定部内にレーザ光を発振するレーザ照射装置と、
発振されたレーザ光を導入し、灰化物に照射してプラズマ発光させる測定領域と、
発生したプラズマ発光を計測するレーザ受光手段とを具備することを特徴とするエンジンシステム。 - 請求項1から3のいずれか1つにおいて、
前記第1の燃料油を770℃〜800℃の温度で灰化処理することを特徴とするエンジンシステム。 - 少なくともバナジウムを含む粗悪物質を含有する第1の燃料油を貯留可能な第1の燃料タンクと、
前記第1の燃料油に対して相対的に燃焼性の良好な第2の燃料油を貯留可能な第2燃料タンクと、
前記第1の燃料タンク及び前記第2の燃料タンクからエンジンに前記第1の燃料油及び前記第2の燃料油を供給する燃料供給管と、
前記燃料供給管を介して前記エンジンに供給される前記第1の燃料油を液滴化させた液滴燃料のプラズマ発光により前記第1の燃料油のバナジウム含有量を測定するレーザ分析装置と、
前記1の燃料油のバナジウム含有量と所定の閾値とを比較して前記第1の燃料油の良否を判定する燃料判定手段と、
前記燃料判定手段の判定結果に基づいて前記第2燃料タンクの燃料を前記燃料供給管に供給する制御装置とを具備することを特徴とするエンジンシステム。 - 請求項5において、
前記レーザ分析装置は、燃料を液滴又は霧状に分析装置本体内に導入する液滴導入部と、
分析装置本体内に基本レーザ光を発振するレーザ照射装置と、
発振されたレーザ光を導入し、液滴又は霧状燃料に照射してプラズマ発光させる測定領域と、
発生したプラズマ発光を計測するレーザ受光手段とを具備することを特徴とするエンジンシステム。 - 少なくともバナジウムを含む粗悪物質を含有する第1の燃料油を第1の燃料タンクで貯留し、
前記第1の燃料油に対して相対的に燃焼性の良好な第2の燃料油を第2燃料タンクで貯留し、
前記第1の燃料タンク及び前記第2の燃料タンクからエンジンに前記第1の燃料油及び前記第2の燃料油を燃料供給管で供給し、
前記燃料供給管を介して前記エンジンに供給される前記1の燃料油の一部を分取し、分取した第1の燃料油の灰化物のプラズマ発光により前記第1の燃料油のバナジウム含有量をレーザ分析装置で測定し、
前記1の燃料油のバナジウム含有量と所定の閾値とを比較して前記第1の燃料油の良否を燃料判定手段で判定し、
前記燃料判定手段の判定結果に基づいて前記第2燃料タンクの燃料を制御装置で前記燃料供給管に供給することを特徴とするエンジンシステムの運転制御方法。 - 少なくともバナジウムを含む粗悪物質を含有する第1の燃料油を第1の燃料タンクで貯留し、
前記第1の燃料油に対して相対的に燃焼性の良好な第2の燃料油を第2燃料タンクで貯留し、
前記第1の燃料タンク及び前記第2の燃料タンクからエンジンに前記第1の燃料油及び前記第2の燃料油を燃料供給管で供給し、
前記燃料供給管を介して前記エンジンに供給される前記第1の燃料油を液滴化させた液滴燃料のプラズマ発光により前記第1の燃料油のバナジウム含有量をレーザ分析装置で測定し、
前記1の燃料油のバナジウム含有量と所定の閾値とを比較して前記第1の燃料油の良否を燃料判定手段で判定し、
前記燃料判定手段の判定結果に基づいて前記第2燃料タンクの燃料を制御装置で前記燃料供給管に供給することを特徴とするエンジンシステムの運転制御方法。
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