JP6258755B2

JP6258755B2 - ガスエンジンのための燃料供給・洗浄装置

Info

Publication number: JP6258755B2
Application number: JP2014076013A
Authority: JP
Inventors: ヘルベルト・メーゲレ; トーマス・リンダーマイヤー
Original assignee: MAN Energy Solutions SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2034-04-02
Also published as: FI20145329A; DE102013006301B4; KR20140123423A; JP2014206161A; DE102013006301A1; CN104100377B; KR101995084B1; FI126266B; CN104100377A

Description

本発明は、請求項１のおいて書きに記載の、ガスエンジンのための燃料供給・洗浄装置に関する。さらに本発明は、当該燃料供給・洗浄装置のバルブユニットと、当該燃料供給・洗浄装置を有するガスエンジンと、に関する。

燃料として気体の媒体が準備される内燃機関は、実践から充分に知られており、ガスエンジンとも呼ばれる。そのようなガスエンジンのシリンダ内で、ガス管を介してガスエンジンのシリンダに供給され得る気体燃料が燃焼される。ガスエンジン内で気体燃料が燃焼されないのであれば、ガスエンジンに至るガス管を洗浄しなくてはならず、実践に従えば、洗浄剤として典型的に気体の窒素が使用される。気体洗浄剤は、洗浄剤導管を介してガス管に導入され、ガス管と洗浄剤導管とはバルブユニットを介して連結されていて、ガスエンジンのシリンダ内で気体燃料が燃焼される第１駆動状態においては、バルブユニットは、ガス管と洗浄剤導管とを互いに分離するが、他方、ガスエンジンのシリンダ内で気体燃料が燃焼されない第２駆動状態においては、バルブユニットは、洗浄剤導管をガス管に連結させるようになっている。第１駆動状態においてガス管と洗浄剤導管とを互いに分離し、第２駆動状態においてガス管と洗浄剤導管とを互いに連結させる燃料供給・洗浄装置のバルブユニットには、典型的には漏れがあり、実践から知られているガスエンジンには、この漏れは確定的には排出され得ないという問題がある。それゆえ、そのバルブユニットの領域において生じる漏れを確実に操作できる、ガスエンジンのための燃料供給・洗浄装置が必要である。

ここから本発明は、ガスエンジンのための新式の燃料供給・洗浄装置と、当該燃料供給・洗浄装置のバルブユニットと、当該燃料供給・洗浄装置を有するガスエンジンと、を提供することを課題とする。

この課題は、請求項１に記載の燃料供給・洗浄装置によって解決される。本発明に従えば、ガス管は、主流室と副流室とを有する二重壁のガス管として形成されている。バルブユニットは、第１安全バルブを備え、当該第１安全バルブは、ガス管の主流室と洗浄剤導管との間に配置されていて、当該第１安全バルブは、第１駆動状態において、ガス管の主流室と洗浄剤導管とを互いに分離し、第２駆動状態において、ガス管の主流室と洗浄剤導管とを互いに接続するようになっている。バルブユニットは、さらに第２安全バルブを備え、当該第２安全バルブは、ガス管の副流室と洗浄剤導管との間に配置されていて、当該第２安全バルブは、第１駆動状態において、洗浄剤導管とガス管の副流室とを互いに接続し、第２駆動状態において、洗浄剤導管とガス管の副流室とを互いに分離するようになっている。バルブユニットが２つの安全バルブを備える本発明に係る燃料供給・洗浄装置は、漏れの確実な操作を可能にする。

好適には第２安全バルブは第１駆動状態において、第１安全バルブの燃料漏れを、洗浄剤導管からガス管の副流室に誘導する。これによって、燃料漏れは、特に有利に排出され得る。

当該燃料供給・洗浄装置のための洗浄装置は、請求項８に定義されている。

燃料供給・洗浄装置を有するガスエンジンは、請求項１０に定義されている。

本発明の好ましい様態は、従属請求項と後続の記述とからもたらされる。本発明の実施例は、図に基づいてより詳しく説明されるが、これに限定されるものではない。図に示されるのは以下である。

第１駆動状態における、本発明に係る燃料供給・洗浄装置の原理図である。第２駆動状態における、本発明に係る燃料供給・洗浄装置である。燃料供給・洗浄装置の好ましい実施例の詳細図である。

本件の発明は、ガスエンジンのための燃料供給・洗浄装置および当該燃料供給・洗浄装置を有するガスエンジンに関する。図１および図２は、異なる駆動状態における、ガスエンジンのための本発明に係る燃料供給・洗浄装置１０の、非常に概略化された原理図を示している。

燃料供給・洗浄装置１０は、第１駆動状態において気体燃料１２（図１参照）をガスエンジンのシリンダに供給できるガス管１１を備える。さらに燃料供給・洗浄装置１０は、気体洗浄剤１４の調達に使われる洗浄剤導管１３を備え、ガス管１１と洗浄剤導管１３とは、バルブユニット１５を介して連結されている。第２駆動状態において（図２参照）、洗浄剤１４は、ガス管１１を介して供給される。

ガスエンジンのシリンダ内で気体燃料１２が燃焼される、燃料供給・洗浄装置１０の第１駆動状態において（図１参照）、ガス管１１は、気体燃料１２をガスエンジンの方向に供給するのに使われ、バルブユニット１５は、ガス管１１と洗浄剤導管１３とを互いに分離することになっている。これに対して、ガスエンジンのシリンダ内で気体燃料が燃焼されず、ガスエンジンに至るガス管１１が気体洗浄剤１４を使って洗浄されるべき第２駆動状態において（図２参照）、バルブユニット１５が洗浄剤導管１３をガス管１１に連結させるので、洗浄剤導管１３から用意される気体洗浄剤１４をガスエンジンに至るガス管１１の洗浄に利用できる。

ガス管１１は、半径方向内側の主流室１６と半径方向外側の副流室１７とを備える、二重壁のガス管として実施されている。洗浄剤導管１３は一重壁の導管として実施されており、それに従って１つの流室しか備えていない。

燃料供給・洗浄装置１０のバルブユニット１５は、第１安全バルブ１８を備え、当該第１安全バルブ１８は、二重壁のガス管１１の主流室１６と洗浄剤導管１３との間に配置されていて、当該第１安全バルブ１８は、ガスエンジン内で気体燃料が燃焼される第１駆動状態において（図１参照）、ガス管１１の主流室１６を洗浄剤導管１３から分離するようになっているので、それに従って、気体燃料は、二重壁のガス管１１の主流室１６を通ってガスエンジンのシリンダに供給され得る。これに対して、第２駆動状態において（図２参照）、第１安全バルブ１８は、二重壁のガス管１１の主流室１６と洗浄剤導管１３とを互いに接続しているので、この第１安全バルブ１８を介して、洗浄剤導管１３から用意される気体洗浄剤１４を、ガス管１１の主流室１６を洗浄するために、この主流室１６に誘導できる。

第１安全バルブ１８に加えて、燃料供給・洗浄装置１０のバルブユニット１５は、第２安全バルブ１９を備える。この第２安全バルブ１９は、二重壁のガス管１１の副流室１７と洗浄剤導管１３との間に配置されていて、当該第２安全バルブ１９は、ガス管１１の主流室１６を介して気体燃料がガスエンジンのシリンダに供給される第１駆動状態において（図１参照）、洗浄剤導管１３とガス管１１の副流室１７とを互いに接続するようになっているので、第２安全バルブ１９、は第１駆動状態において、ガス管１１の主流室１６から洗浄剤導管１３に達する第１安全バルブ１８の燃料漏れを、漏れ蓄積室２７を介して二重壁のガス管１１の副流室１７に誘導する。図１は、選択的に排水口２１を介して吸出されてよい第１駆動状態における燃料漏れ２０を、破線で明示している。ガスエンジンのシリンダ内で燃料が燃焼されず、二重壁のガス管１１の主流室１６が気体洗浄剤１４で洗浄されるべき第２駆動状態において（図２参照）、第２安全バルブ１９は、洗浄剤導管１３をガス管１１の副流室１７から分離する。

それに従って、気体燃料１２がガス管１１の主流室１６を介してガスエンジンのシリンダに運ばれるべき第１駆動状態において（図１参照）、ガス管１１の主流室１６内の圧力は、洗浄剤導管１３内の圧力よりも大きく、この圧力差によって、第１安全バルブ１８は、自動的に閉じ、ガス管１１の主流室１６を洗浄剤導管１３から自動的に分離する。第１駆動状態において、洗浄剤導管１３内の圧力は、比較的小さく、それによって、第２安全バルブ１９が自動的に開き、ガス管１１の副流室１７を自動的に洗浄剤導管１３と接続する。これは、図１で示されているので、それに従って、第１駆動状態において、第１安全バルブ１８の燃料漏れ２０は、第２安全バルブ１９を介して確定的に、ガス管１１の副流室１７に誘導され得る。

第２駆動状態において（図２参照）、洗浄剤導管１３内の圧力は、上昇しており、それによって、第１安全バルブ１８は、自動的に開き、ガス管１１の主流室１６を自動的に洗浄剤導管１３と接続する。第２駆動状態における洗浄剤導管１３内のこの圧力上昇によって、第２安全バルブ１９は、自動的に閉じ、第２安全バルブ１９は、ガス管１１の副流室１７を洗浄剤導管１３から自動的に分離する。

第１駆動状態において、つまりガスエンジンのシリンダ内で気体燃料が燃焼される場合において、バルブユニット１５は、洗浄剤導管１３に対するガス管１１の閉鎖を保証する。この駆動状態において、第１安全バルブ１８を介して流れる漏れは、第２安全バルブ１９を介して確定的に排出され得る。第１安全バルブ１８は、ガス逆止バルブとも呼ばれてよく、第２安全バルブ１９はパイプ破損防止バルブとも呼ばれてよい。第１駆動状態において、第１安全バルブ１８を介して流れ得る燃料の漏れ流２０は、確定的に排出され、それに従って、制御されることなく周囲に漏れ出得ない。燃料漏れ２０が確定的に排出されるので、この燃料漏れ２０は、示されていないセンサを使って検知され得、燃料漏れ２０が増加した際には第１安全バルブ１８の故障を推論できる。

ガス管１１が好適には気体の窒素で洗浄される第２駆動状態において、洗浄剤導管１３内の圧力上昇の結果、第１安全バルブ１８は、自動的に開き、他方第２安全バルブ１９は、自動的に閉じる。これによって、気体洗浄剤１４を第２駆動状態において確定的に運ぶことができ、当該気体洗浄剤１４が制御されることなく周囲に流出するのを回避できる。

図３は、ガスエンジンのための本発明に係る燃料供給・洗浄装置１０の具体的な実施例を示している。左側には、主流室１６と副流室１７とを定義する二重壁のガス管１１が示されている。右側には、一重壁の洗浄剤導管１３が示されている。バルブユニット１５は、ガス管１１と洗浄剤導管１３との間に配置されており、ガス管１１のフランジ２３とバルブユニット１５のフランジ２４との間に設けられている中間フランジ２２を介してガス管１１に作用する。

ガス管１１の主流室１６と洗浄剤導管１３との間には、バルブユニット１５の第１安全バルブ１８が配置されており、当該第１安全バルブ１８は、洗浄剤導管１３内を比較的小さい圧力が占めている場合、自動的に閉じる。図３において、第１安全バルブ１８は、パイプ状のアダプタ２５を介して中間フランジ２２に作用する。さらに、図３は、第２安全バルブ１９を示しており、当該第２安全バルブ１９は、洗浄剤導管１３をガス管１１の副流室１７に連結させていて、第２安全バルブ１９は、第１駆動状態において、つまりガスエンジン内で気体燃料が燃焼されると、自動的に開かれるようになっており、他方第２駆動状態において、つまりガス管１１、すなわちガス管１１の主流室１６が気体洗浄剤１４で洗浄されると、洗浄剤導管１３を自動的に、ガス管１１の副流室１７から分離するようになっている。

図３は、バルブユニット１５が外部ハウジング２６を備え、第１安全バルブ１８と第２安全バルブ１９とがハウジング２６内に設置されていることを示している。第１安全バルブ１８は、ハウジング２６が定義する、バルブユニット１５の漏れ蓄積室２７に囲まれている。漏れ蓄積室２７は、第２安全バルブ１９を介して、洗浄剤導管１３と連結されている。バルブユニット１５の第１安全バルブ１８とバルブユニット１５の外部ハウジング２６との間に形成されている漏れ蓄積室２７は、さらに、中間フランジ２２の孔２８を介して、ガス管１１の副流室１７と永続的に連結されている。

図３のこの構造的な実施は容易であり、それゆえ好ましいが、図１および図２において原則的に記述されている、燃料供給・洗浄装置１０のコンセプトは、別のやり方でも構造的に実行されてよい。

１０燃料供給・洗浄装置
１１ガス管
１２燃料
１３洗浄剤導管
１４洗浄剤
１５バルブユニット
１６主流室
１７副流室
１８安全バルブ
１９安全バルブ
２０燃料漏れ
２１排出口
２２中間フランジ
２３フランジ
２４フランジ
２５アダプタ
２６ハウジング
２７漏れ蓄積室
２８孔

Claims

ガス管（１１）と、バルブユニット（１５）を介して前記ガス管（１１）に連結されている洗浄剤導管（１３）と、を有する、ガスエンジンのための燃料供給・洗浄装置であって、
前記ガス管（１１）は、前記バルブユニット（１５）の第１駆動状態において、ガスエンジンのシリンダの方向に気体燃料（１２）を供給し、前記バルブユニット（１５）の第２駆動状態において、ガスエンジンのシリンダの方向に気体洗浄剤（１４）を供給するのに使われる燃料供給・洗浄装置において、
前記ガス管（１１）は、主流室（１６）と副流室（１７）とを有する二重壁のガス管として形成されており、
前記バルブユニット（１５）は、第１安全バルブ（１８）を備え、該第１安全バルブ（１８）は、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）と前記洗浄剤導管（１３）との間に配置されていて、前記第１安全バルブ（１８）が第１駆動状態において、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）と前記洗浄剤導管（１３）とを互いに分離し、第２駆動状態において、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）と前記洗浄剤導管（１３）とを互いに接続するようになっており、
前記バルブユニット（１５）は、さらに、第２安全バルブ（１９）を備え、該第２安全バルブ（１９）は、前記ガス管の前記副流室（１７）と前記洗浄剤導管（１３）との間に配置されていて、前記第２安全バルブ（１９）が第１駆動状態において、前記洗浄剤導管（１３）と前記ガス管（１１）の前記副流室（１７）とを互いに接続し、第２駆動状態において、前記洗浄剤導管（１３）と前記ガス管の前記副流室（１７）とを互いに分離するようになっていることを特徴とする燃料供給・洗浄装置。
前記第２安全バルブ（１９）は、第１駆動状態において、前記第１安全バルブ（１８）の燃料漏れ（２０）を前記洗浄剤導管（１３）から前記ガス管（１１）の前記副流室（１７）に誘導することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給・洗浄装置。
第１駆動状態において、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）内の圧力は、前記洗浄剤導管（１３）内の圧力よりも大きく、この圧力差によって、前記第１安全バルブ（１８）が自動的に閉じ、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）と前記洗浄剤導管（１３）とを自動的に互いに分離し、
他方、第２駆動状態において、前記洗浄剤導管（１３）内の圧力上昇時に、前記第１安全バルブ（１８）は、自動的に開き、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）と前記洗浄剤導管（１３）とを自動的に互いに接続することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の燃料供給・洗浄装置。
第１駆動状態において、前記洗浄剤導管（１３）内の圧力は、比較的小さく、それによって、前記第２安全バルブ（１９）が自動的に開き、前記ガス管（１１）の前記副流室（１７）と前記洗浄剤導管（１３）とを自動的に互いに接続し、
他方、第２駆動状態において、前記洗浄剤導管（１３）内の圧力上昇時に、前記第２安全バルブ（１９）は、自動的に閉じ、前記ガス管（１１）の前記副流室（１７）と前記洗浄剤導管（１３）とを自動的に互いに分離することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料供給・洗浄装置。
前記バルブユニット（１５）は、ハウジング（２６）を備え、
前記第１安全バルブ（１８）と前記第２安全バルブ（１９）とは、前記ハウジング（２６）内に設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料供給・洗浄装置。
前記第１安全バルブ（１８）は、前記バルブユニット（１５）の漏れ蓄積室（２７）に囲まれていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料供給・洗浄装置。
前記漏れ蓄積室（２７）は、前記ガス管（１１）の前記副流室（１７）と永続的に連結されており、かつ前記第２安全バルブ（１９）を介して前記洗浄剤導管（１３）と連結されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給・洗浄装置。
第１駆動状態において、ガスエンジンのシリンダの方向に気体燃料（１２）を供給し、第２駆動状態において、ガスエンジンのシリンダの方向に気体洗浄剤（１４）を供給することを保証する、ガスエンジンの燃料供給・洗浄装置のバルブユニットにおいて、
該バルブユニット（１５）は、第１安全バルブ（１８）を備え、該第１安全バルブ（１８）は、ガス管（１１）の主流室（１６）と洗浄剤導管（１３）との間に配置可能で、前記第１安全バルブ（１８）が第１駆動状態において、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）と前記洗浄剤導管（１３）とを互いに分離し、第２駆動状態において、前記ガス管（１１）の前記主流室（１６）と前記洗浄剤導管（１３）とを互いに接続するようになっており、
前記バルブユニット（１５）は、さらに、第２安全バルブ（１９）を備え、該第２安全バルブ（１９）は、前記ガス管の副流室（１７）と前記洗浄剤導管（１３）との間に配置可能で、前記第２安全バルブ（１９）が第１駆動状態において、前記洗浄剤導管（１３）と前記ガス管（１１）の前記副流室（１７）とを互いに接続し、第２駆動状態において、前記洗浄剤導管（１３）と前記ガス管の前記副流室（１７）とを互いに分離するようになっていることを特徴とするバルブユニット。
請求項２から７のいずれか１項に記載の特徴を有することを特徴とする請求項８に記載のバルブユニット。
請求項１から７のいずれか１項に記載の燃料供給・洗浄装置を特徴とするガスエンジン。