JP6285699B2 - Ship engine system and ship using pilot fuel - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンに噴射される燃料ガスに着火するためのパイロット燃料が、水エマルジョン燃料又は燃料油と水とが多層状になった多層状燃料であるパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶に関する。   The present invention relates to a marine engine system and a marine vessel system using a pilot fuel in which a pilot fuel for igniting a fuel gas injected into an engine is a water-emulsion fuel or a multilayer fuel in which fuel oil and water are multilayered. About.

船舶用の二元燃料エンジンの一例として、図3に示すものがある。この二元燃料エンジン1は、燃料ガス噴射弁2から噴射される燃料ガス3を主な燃料として駆動するガスモードと、燃料油噴射弁4から噴射される燃料油のみを燃料として駆動するディーゼルモードの2つの動作モードを切り換えて運転することができるものである。   An example of a dual fuel engine for ships is shown in FIG. The dual fuel engine 1 includes a gas mode in which the fuel gas 3 injected from the fuel gas injection valve 2 is driven as a main fuel, and a diesel mode in which only the fuel oil injected from the fuel oil injection valve 4 is driven as fuel. The two operation modes can be switched and operated.

図3は、エンジン1をガスモードで運転するときにおいて、重油等のパイロット燃料5を燃料油噴射弁4から噴射して種火を準備した状態で、燃料ガス3を噴射して当該燃料ガス3を燃焼させている状態を示している。なお、図3に示す7は、燃料油噴射装置であり、8は、燃料油タンクである。   FIG. 3 shows that when the engine 1 is operated in the gas mode, the fuel gas 3 is injected by injecting the pilot fuel 5 such as heavy oil from the fuel oil injection valve 4 and preparing the seed fire. The state which is burning is shown. 3 is a fuel oil injection device, and 8 is a fuel oil tank.

ところで、ガスエンジン又は図3に示す二元燃料エンジン1をガスモードで運転する際に、パイロット燃料としての燃料油の使用料を削減することには、様々なメリットがある。   By the way, when operating the gas engine or the dual fuel engine 1 shown in FIG. 3 in the gas mode, there are various merits in reducing the usage fee of the fuel oil as the pilot fuel.

例えば燃料油の価格が高騰し、燃料ガスの価格よりも高価となった場合、できるだけパイロット燃料として消費する燃料油の量を減らすことで、船の運航に必要な燃料コストを削減することができる。   For example, if the price of fuel oil rises and becomes higher than the price of fuel gas, the fuel cost required for ship operation can be reduced by reducing the amount of fuel oil consumed as pilot fuel as much as possible. .

また、パイロット燃料として、主に利用される重油には硫黄分が含まれているため、パイロット燃料を削減することにより、排気ガス中に含まれる硫黄酸化物の量を減らすことができ、大気汚染の防止に貢献することができる。   In addition, since heavy oil, which is mainly used as pilot fuel, contains sulfur, reducing the amount of sulfur oxide contained in exhaust gas can be reduced by reducing the amount of pilot fuel. Can contribute to prevention.

加えて、海域によっては、船舶の排気ガスに含まれている硫黄酸化物の量が厳しく制限されており、硫黄分を多く含む燃料油をパイロット燃料として用いて運航すると、この制限を超過してしまう場合が有り得るが、パイロット燃料としての燃料油の消費量を削減することによって、この制限をクリアすることが可能になる。   In addition, depending on the sea area, the amount of sulfur oxides contained in the ship's exhaust gas is severely limited, and operating with fuel oil containing a high sulfur content as pilot fuel will exceed this limit. However, this restriction can be cleared by reducing the amount of fuel oil consumed as pilot fuel.

また、ガスモードとディーゼルモードの2つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料エンジンの他の例として、特開2008−202550号公報に記載されているものがある。   Another example of a dual fuel engine that can be operated by switching between two operation modes of a gas mode and a diesel mode is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-202550.

特開2008−202550号公報JP 2008-202550 A

しかし、パイロット燃料5の最低噴射量は、例えばエンジン1のディーゼルモードでの定格出力時の燃料油消費量の約3〜5%程度(液体状態の体積換算)が必要であり、これ以下にすると、パイロット燃料5の噴射特性が悪化してエンジン1を適切に運転することができなくなることがある。   However, the minimum injection amount of the pilot fuel 5 is required to be, for example, about 3 to 5% of fuel oil consumption at the rated output in the diesel mode of the engine 1 (converted into a volume in a liquid state). In some cases, the injection characteristics of the pilot fuel 5 deteriorate, and the engine 1 cannot be operated properly.

従って、上記従来のそれぞれの二元燃料エンジンでは、ガスモードで運転するときのパイロット燃料5として使用する重油等の燃料油の消費油量を削減するにも、或る一定の限界がある。   Therefore, in each of the conventional dual fuel engines, there is a certain limit in reducing the amount of fuel oil consumed such as heavy oil used as the pilot fuel 5 when operating in the gas mode.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料ガスを燃料としてエンジンを駆動するときに、パイロット燃料として使用される燃料油の消費量を削減することができるパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the amount of fuel oil used as pilot fuel when the engine is driven using fuel gas as fuel. It aims at providing the ship engine system and ship which use a fuel.

本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムは、ディーゼルエンジンに設けられ、燃料ガスを噴射するための燃料ガス噴射弁と、前記ディーゼルエンジンに設けられ、燃料油を噴射するための燃料油噴射弁とを備え、前記エンジンが稼働する際に、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料が噴射され火種となり、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスに着火するパイロット燃料を使用する船舶機関システムであって、前記パイロット燃料として、水と燃料油の混合物である水エマルジョン燃料、又は燃料油の層と水の層とが多層状になった多層状燃料が使用されることを特徴とするものである。   A marine engine system using pilot fuel according to the present invention is provided in a diesel engine, a fuel gas injection valve for injecting fuel gas, and a fuel oil injection provided in the diesel engine for injecting fuel oil. A marine engine system that uses pilot fuel to ignite the fuel gas injected from the fuel gas injection valve when pilot engine is injected from the fuel oil injection valve when the engine is operated. The pilot fuel is a water emulsion fuel that is a mixture of water and fuel oil, or a multilayer fuel in which a fuel oil layer and a water layer are multilayered. is there.

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムによると、燃料油噴射弁から噴射されたパイロット燃料によって火種が準備された状態で、燃料ガス噴射弁から燃料ガスを噴射して燃焼させることで、エンジンを駆動させることができる。   According to the marine engine system using the pilot fuel according to the present invention, in a state where the fire type is prepared by the pilot fuel injected from the fuel oil injection valve, the fuel gas is injected from the fuel gas injection valve and burned. The engine can be driven.

ところで、燃料ガスに着火できるようにするためのパイロット燃料の体積換算(液体の状態)の最低噴射量は、燃料油噴射弁の噴射ノズル及び噴射ポンプの特性、並びに、燃料油の着火特性等に基づいて定められている。このパイロット燃料の最低噴射量は、例えばエンジンの定格出力時の総消費熱量の約3〜5%程度であり、これ以下にすると、パイロット燃料の噴射特性が悪化してエンジンを適切に運転することができなくなることがある。   By the way, the minimum fuel injection amount of the pilot fuel to be able to ignite the fuel gas (liquid state) depends on the characteristics of the injection nozzle and the injection pump of the fuel oil injection valve, the ignition characteristics of the fuel oil, and the like. It is determined based on. The minimum injection amount of the pilot fuel is, for example, about 3 to 5% of the total heat consumption at the rated output of the engine, and if it is less than this, the injection characteristic of the pilot fuel deteriorates and the engine is operated properly. May not be possible.

そこで、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することを目的の1つとして、パイロット燃料として、重油等の燃料油に代えて水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用する。これによって、噴射するパイロット燃料の最低噴射量(液体状態の最低体積)を確保して燃料ガスが着火することができると共に、水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の消費油量、即ち、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。   Therefore, as one of the purposes to reduce the amount of fuel oil used as pilot fuel, water emulsion fuel or multilayer fuel is used as pilot fuel instead of fuel oil such as heavy oil. Accordingly, the fuel gas can be ignited while ensuring the minimum injection amount (minimum volume in the liquid state) of the pilot fuel to be injected, and the consumed oil amount of the fuel oil contained in the water emulsion fuel or the multilayer fuel, that is, It is possible to reduce the amount of oil consumed in the fuel oil used as the pilot fuel.

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムにおいて、前記燃料油噴射弁は、前記パイロット燃料と前記燃料油の一方を選択的に噴射できるように構成されており、前記エンジンは、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスを燃料として稼働するガスモードと、前記燃料油噴射弁から噴射される燃料油を燃料として稼働するディーゼルモードの2つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料エンジンであるものとするとよい。   In the marine engine system using pilot fuel according to the present invention, the fuel oil injection valve is configured to selectively inject one of the pilot fuel and the fuel oil, and the engine includes the fuel gas. Two modes that can be operated by switching between two operation modes: a gas mode in which the fuel gas injected from the injection valve is operated as fuel, and a diesel mode in which the fuel oil injected from the fuel oil injection valve is operated as fuel. It should be a fuel engine.

この船舶機関システムによると、エンジンをガスモードで運転する時に、パイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用することによって、燃料油噴射弁の噴射特性上最低限必要なパイロット燃料の噴射量よりも、燃料油の噴射量を減らすことができる。特に、パイロット燃料の噴射と、ディーゼルモードで燃料油を噴射する際に用いる燃料油噴射弁が供用されているため、大型の燃料油噴射弁を用いる必要があり、パイロット燃料として噴射する場合の最低必要噴射量が大きいため、パイロット燃料の消費量の低減効果が大きい。   According to this marine engine system, when the engine is operated in the gas mode, by using water emulsion fuel or multilayer fuel as the pilot fuel, the minimum injection amount of pilot fuel necessary for the injection characteristics of the fuel oil injection valve can be obtained. However, the amount of fuel oil injection can be reduced. In particular, pilot fuel injection and fuel oil injection valves used when injecting fuel oil in the diesel mode are used. Therefore, it is necessary to use a large fuel oil injection valve. Since the required injection amount is large, the effect of reducing the consumption of pilot fuel is great.

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムにおいて、前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料としての水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の第1消費油量が、前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料として燃料油を使用し、前記第1消費油量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合の第2消費油量よりも少なくなるように、前記燃料油噴射弁から噴射される水エマルジョン燃料又は多層状燃料の噴射量が設定されるものとするとよい。   In the marine engine system using the pilot fuel according to the present invention, the first consumed oil amount of the fuel oil contained in the water emulsion fuel or the multilayer fuel as the pilot fuel injected from the fuel oil injection valve is the fuel oil. The fuel oil is used as pilot fuel injected from the injection valve, and the fuel consumption is less than the second oil consumption amount when the engine is operated at the same output as the operation with the first oil consumption amount. The injection amount of water emulsion fuel or multilayer fuel injected from the oil injection valve may be set.

このようにすると、パイロット燃料としての水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の第1消費油量を、パイロット燃料として燃料油を使用した場合の第2消費油量よりも少なくすることができる。よって、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。   In this case, the first consumed oil amount of the fuel oil contained in the water emulsion fuel or the multilayer fuel as the pilot fuel may be made smaller than the second consumed oil amount when the fuel oil is used as the pilot fuel. it can. Therefore, the amount of oil consumption of the fuel oil used as pilot fuel can be reduced.

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムにおいて、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料が噴射されるときに、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第1消費燃料ガス量が、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として燃料油が噴射され、かつ、前記第1消費燃料ガス量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合における、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第2消費燃料ガス量よりも多くなるように、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの噴射量が設定されるものとするとよい。   In the marine engine system using pilot fuel according to the present invention, when water emulsion fuel or multilayer fuel is injected as pilot fuel from the fuel oil injection valve, the fuel gas injected from the fuel gas injection valve The fuel gas in the case where fuel oil is injected as pilot fuel from the fuel oil injection valve and the engine is operated with the same output as the operation with the first fuel consumption gas amount. The injection amount of the fuel gas injected from the fuel gas injection valve may be set so as to be larger than the second consumption fuel gas amount of the fuel gas injected from the injection valve.

このようにすると、燃料油噴射弁からパイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料が噴射されるときに、燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第1消費燃料ガス量を、燃料油噴射弁からパイロット燃料として燃料油が噴射される場合に、燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第2消費燃料ガス量よりも多くすることができる。これによって、エンジンは、パイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用するときも、パイロット燃料として燃料油を使用するときと同程度の大きさの動力を発生することができる。   In this way, when water emulsion fuel or multilayer fuel is injected as pilot fuel from the fuel oil injection valve, the first consumed fuel gas amount of the fuel gas injected from the fuel gas injection valve is determined as the fuel oil injection valve. When the fuel oil is injected as pilot fuel, the amount of fuel gas injected from the fuel gas injection valve can be made larger than the second consumption fuel gas amount. Thus, the engine can generate power of the same magnitude as when the fuel oil is used as the pilot fuel when the water emulsion fuel or the multilayer fuel is used as the pilot fuel.

本発明に係る船舶は、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムを主推進装置又は原動機として搭載したことを特徴とするものである。   The ship according to the present invention is characterized in that the marine engine system using the pilot fuel according to the present invention is mounted as a main propulsion device or a prime mover.

この発明に係る船舶によると、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムを主推進装置又は原動機として搭載することができる。   According to the ship according to the present invention, the ship engine system using the pilot fuel according to the present invention can be mounted as a main propulsion device or a prime mover.

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システム及びこれを搭載する船舶によると、エンジンを燃料ガスを燃料として駆動するときに、パイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用することによって、燃料油の消費量を削減することができる。これによって、パイロット燃料として例えば硫黄分を含む重油を使用する場合には、エンジンに供給される硫黄分を削減することができ、排気ガスに含まれる硫黄酸化物の排出量を削減することができる。   According to the ship engine system using the pilot fuel and the ship equipped with the pilot fuel according to the present invention, when the engine is driven by using the fuel gas as the fuel, the water emulsion fuel or the multilayer fuel is used as the pilot fuel. Oil consumption can be reduced. As a result, when using, for example, heavy oil containing sulfur as the pilot fuel, the sulfur content supplied to the engine can be reduced, and the amount of sulfur oxides contained in the exhaust gas can be reduced. .

また、燃料ガス、及び水エマルジョン燃料又は多層状燃料の燃焼中に、水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる水分が蒸発することによって、その潜熱によって燃焼の最高温度を低下させることができる。これによって、排気ガスに含まれる窒素酸化物の排出量を削減することができ、環境保護に貢献することができる。   Further, during the combustion of the fuel gas and the water emulsion fuel or multilayer fuel, the water contained in the water emulsion fuel or multilayer fuel evaporates, whereby the maximum temperature of combustion can be lowered by the latent heat. As a result, the amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas can be reduced, contributing to environmental protection.

この発明の第1実施形態に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムを示し、パイロット燃料として水エマルジョン燃料を噴射するガスモードでエンジンを運転中の構成図である。1 shows a marine engine system that uses pilot fuel according to a first embodiment of the present invention, and is a configuration diagram during operation of the engine in a gas mode in which water emulsion fuel is injected as pilot fuel. FIG. 同発明の第2実施形態に係る同船舶機関システムを示し、パイロット燃料として多層状燃料を噴射するガスモードでエンジンを運転中の構成図である。It is the block diagram which shows the ship engine system which concerns on 2nd Embodiment of the invention, and is operating the engine in the gas mode which injects multilayer fuel as pilot fuel. 従来の船舶用の二元燃料エンジンを示し、パイロット燃料として重油等の燃料油を噴射するガスモードでエンジンを運転中の構成図である。It is the block diagram which shows the conventional dual fuel engine for ships, and is operating the engine in the gas mode which injects fuel oil, such as heavy oil, as pilot fuel.

以下、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムの第1実施形態を、図1を参照して説明する。この図1に示す船舶機関システム11は、燃料ガス噴射弁12から噴射される燃料ガス13を燃料として駆動するガスモードと、燃料油噴射弁14から噴射される燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの2つの動作モードを切り換えて運転することができるものである。燃料ガス13は、例えば天然ガスであり、燃料油は、例えば重油である。   Hereinafter, a first embodiment of a marine engine system using pilot fuel according to the present invention will be described with reference to FIG. The marine engine system 11 shown in FIG. 1 has a gas mode in which the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 is driven as fuel, and a diesel mode in which the fuel oil injected from the fuel oil injection valve 14 is driven as fuel. The two operation modes can be switched and operated. The fuel gas 13 is, for example, natural gas, and the fuel oil is, for example, heavy oil.

そして、この燃料油噴射弁14は、パイロット燃料と燃料油の一方を選択的に噴射できるように構成されている。   The fuel oil injection valve 14 is configured to selectively inject one of pilot fuel and fuel oil.

図1は、船舶機関システム11が備えている二元燃料ディーゼルエンジン15をガスモードで運転するときにおいて、燃料ガス噴射弁12から噴射された燃料ガス13に着火するために、この噴射された燃料ガス13に対して、パイロット燃料としての水と燃料油の混合物である水エマルジョン燃料16を燃料油噴射弁14から噴射している状態を示している。   FIG. 1 shows the injected fuel to ignite the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 when the dual fuel diesel engine 15 provided in the marine engine system 11 is operated in the gas mode. A state in which water emulsion fuel 16 that is a mixture of water and fuel oil as pilot fuel is injected from the fuel oil injection valve 14 to the gas 13 is shown.

このように、燃焼室17に噴射された燃料ガス13に着火するために、パイロット燃料(水エマルジョン燃料16)をこの燃焼室17に噴射するようにしているのは、燃料ガス13(天然ガス等)は、圧縮自己着火性が悪く、パイロット燃料(重油等の燃料油)は、圧縮自己着火性が良いからである。   Thus, in order to ignite the fuel gas 13 injected into the combustion chamber 17, the pilot fuel (water emulsion fuel 16) is injected into the combustion chamber 17 so that the fuel gas 13 (natural gas or the like) is injected. ) Is poor in compression self-ignition, and pilot fuel (fuel oil such as heavy oil) has good compression self-ignition.

また、パイロット燃料として水エマルジョン燃料16を使用すると、パイロット燃料として重油等の燃料油を使用する場合と比較して、パイロット燃料として使用される燃料油の消費量を削減することができる。   Further, when the water emulsion fuel 16 is used as the pilot fuel, the amount of fuel oil used as the pilot fuel can be reduced as compared with the case where fuel oil such as heavy oil is used as the pilot fuel.

図1に示す二元燃料ディーゼルエンジン15は、シリンダカバー19に燃料ガス噴射弁12及び燃料油噴射弁14が設けられている。また、このシリンダカバー19には、排気口20が設けられ、この排気口20には、排気ライン21が接続している。そして、排気口20は、排気弁22によって開閉される。そして、燃焼室17内の燃焼済みガスは、これら排気口20及び排気ライン21を通って排気ガスとして大気中に排出される。また、シリンダ23には、掃気24を燃焼室17内に流入させるための掃気口25が設けられている。   The dual fuel diesel engine 15 shown in FIG. 1 has a cylinder cover 19 provided with a fuel gas injection valve 12 and a fuel oil injection valve 14. The cylinder cover 19 is provided with an exhaust port 20, and an exhaust line 21 is connected to the exhaust port 20. The exhaust port 20 is opened and closed by an exhaust valve 22. The burned gas in the combustion chamber 17 is discharged into the atmosphere as exhaust gas through the exhaust port 20 and the exhaust line 21. The cylinder 23 is provided with a scavenging port 25 for allowing the scavenging air 24 to flow into the combustion chamber 17.

更に、図1に示すピストン26は、シリンダ23内に設けられているシリンダボア27内を往復運動するように設けられ、このピストン26には、連接棒28を介してクランクシャフト29が連結している。   Further, the piston 26 shown in FIG. 1 is provided so as to reciprocate in a cylinder bore 27 provided in the cylinder 23, and a crankshaft 29 is connected to the piston 26 via a connecting rod 28. .

次に、図1を参照して、水エマルジョン燃料16の製造ラインを説明する。図1に示すように、燃料油噴射弁14には、燃料油供給ライン30が接続している。この燃料油供給ライン30には、燃料油噴射弁14に近い下流側から順に、燃料噴射装置31、ミキサ32、燃料油供給ポンプ(図示せず)、及び燃料油タンク33が設けられている。また、ミキサ32には、水供給ライン34が接続し、この水供給ライン34には、ミキサ32に近い下流側から順に、水供給ポンプ(図示せず)及び水タンク35が設けられている。   Next, a production line for the water emulsion fuel 16 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a fuel oil supply line 30 is connected to the fuel oil injection valve 14. The fuel oil supply line 30 is provided with a fuel injection device 31, a mixer 32, a fuel oil supply pump (not shown), and a fuel oil tank 33 in order from the downstream side close to the fuel oil injection valve 14. Further, a water supply line 34 is connected to the mixer 32, and a water supply pump (not shown) and a water tank 35 are provided in this water supply line 34 in order from the downstream side close to the mixer 32.

更に、図1に示す燃料ガス噴射弁12には、燃料ガス供給ライン36が接続している。この燃料ガス供給ライン36には、図示しない燃料ガスタンクや燃料ガスを加圧供給する装置が設けられる。更に、液化天然ガスや圧縮天然ガス運搬船の場合は、カーゴタンクが燃料ガスタンクを兼ねている場合もある。   Further, a fuel gas supply line 36 is connected to the fuel gas injection valve 12 shown in FIG. The fuel gas supply line 36 is provided with a fuel gas tank (not shown) and a device for supplying fuel gas under pressure. Furthermore, in the case of a liquefied natural gas or compressed natural gas carrier, the cargo tank may also serve as a fuel gas tank.

次に、図1に示す船舶機関システム11のガスモード運転及びディーゼルモード運転における作用について説明する。   Next, the operation in the gas mode operation and the diesel mode operation of the marine engine system 11 shown in FIG. 1 will be described.

まず、エンジン15をガスモードで運転するときは、燃料油噴射弁14からパイロット燃料(水エマルジョン燃料16)が燃焼室17内に噴射され、自己着火によって種火となり、この種火に対して燃料ガス噴射弁12から燃料ガス13が燃焼室17内に噴射される。   First, when the engine 15 is operated in the gas mode, the pilot fuel (water emulsion fuel 16) is injected from the fuel oil injection valve 14 into the combustion chamber 17, and is ignited by self-ignition. Fuel gas 13 is injected from the gas injection valve 12 into the combustion chamber 17.

この燃料油噴射弁14から噴射されるパイロット燃料(水エマルジョン燃料16)は、以下のようにして製造されて燃料油噴射弁14に供給することができる。つまり、燃料油タンク33に貯留されている重油等の燃料油と、水タンク35に貯留されている水とをミキサ32で混ぜることによって水エマルジョン燃料16を製造することができ、この製造された水エマルジョン燃料16は、燃料噴射装置31(燃料噴射ポンプを含む)によって燃料油噴射弁14に供給される。   The pilot fuel (water emulsion fuel 16) injected from the fuel oil injection valve 14 can be manufactured and supplied to the fuel oil injection valve 14 as follows. That is, the water emulsion fuel 16 can be manufactured by mixing the fuel oil such as heavy oil stored in the fuel oil tank 33 and the water stored in the water tank 35 with the mixer 32. The water emulsion fuel 16 is supplied to the fuel oil injection valve 14 by a fuel injection device 31 (including a fuel injection pump).

そして、エンジン15をディーゼルモードで運転するときは、燃料油噴射弁14から重油等の燃料油が燃焼室17内に噴射される。つまり、燃料油タンク33に貯留されている重油等の燃料油を燃料噴射装置31によって燃料油噴射弁14に供給することができる。このとき、燃料ガス噴射弁12からは、燃料ガス13が燃焼室17内に噴射されないように構成されている。   When the engine 15 is operated in the diesel mode, fuel oil such as heavy oil is injected into the combustion chamber 17 from the fuel oil injection valve 14. That is, fuel oil such as heavy oil stored in the fuel oil tank 33 can be supplied to the fuel oil injection valve 14 by the fuel injection device 31. At this time, the fuel gas 13 is configured not to be injected into the combustion chamber 17 from the fuel gas injection valve 12.

次に、上記のように構成されたパイロット燃料を使用する船舶機関システム11の作用を説明する。図1に示す船舶機関システム11によると、ディーゼルエンジン15の燃料ガス噴射弁12から噴射された燃料ガス13に対して、燃料油噴射弁14からパイロット燃料を噴射することによって、その噴射された燃料ガス13に着火することができ、エンジン15を駆動させることができる。   Next, the operation of the marine engine system 11 using the pilot fuel configured as described above will be described. According to the marine engine system 11 shown in FIG. 1, the injected fuel is injected by injecting pilot fuel from the fuel oil injection valve 14 to the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 of the diesel engine 15. The gas 13 can be ignited and the engine 15 can be driven.

ところで、燃料ガス13に着火できるようにするためのパイロット燃料の体積換算(液体の状態)の最低噴射量は、燃料油噴射弁14の噴射ノズル及び噴射ポンプ(燃料噴射装置31)の特性、並びに、燃料油の着火特性等に基づいて定められている。このパイロット燃料の最低噴射量は、例えばエンジン15のディーゼルモードでの定格出力時の燃料油消費量の約3〜5%程度(液体状態の体積換算)であり、これ以下にすると、パイロット燃料の噴射特性が悪化して適切な火種となることができず、燃料ガスに着火することができなくなり、エンジン15を適切に運転することができなくなることがある。   By the way, the minimum fuel injection amount of the pilot fuel to be able to ignite the fuel gas 13 (liquid state) is the characteristics of the injection nozzle of the fuel oil injection valve 14 and the injection pump (fuel injection device 31), and It is determined based on the ignition characteristics of the fuel oil. The minimum injection amount of the pilot fuel is, for example, about 3 to 5% of the fuel oil consumption at the rated output in the diesel mode of the engine 15 (in liquid state volume conversion). The injection characteristics are deteriorated so that an appropriate fire type cannot be obtained, the fuel gas cannot be ignited, and the engine 15 cannot be operated properly.

そこで、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することを目的の1つとして、パイロット燃料として、重油等の燃料油に代えて水エマルジョン燃料16を使用する。これによって、噴射するパイロット燃料の最低噴射量(液体状態の最低体積)を確保して燃料ガス13が着火することができると共に、水エマルジョン燃料16に含まれる燃料油の消費油量、即ち、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。   Therefore, as one of the purposes for reducing the amount of fuel oil used as the pilot fuel, the water emulsion fuel 16 is used as the pilot fuel instead of fuel oil such as heavy oil. As a result, the fuel gas 13 can be ignited while ensuring the minimum injection amount (minimum volume in the liquid state) of the pilot fuel to be injected, and the consumed oil amount of the fuel oil contained in the water emulsion fuel 16, that is, the pilot It is possible to reduce the amount of consumed oil of fuel oil used as fuel.

また、このように、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができるので、パイロット燃料として例えば硫黄分を含む重油を使用する場合には、エンジン15に供給される硫黄分を削減することができ、排気ガス18に含まれる硫黄酸化物の排出量を削減することができる。これによって、大気汚染の防止に貢献することができる。   Further, since the amount of fuel oil consumed as pilot fuel can be reduced in this way, when using heavy oil containing, for example, sulfur as the pilot fuel, the sulfur content supplied to the engine 15 is reduced. The amount of sulfur oxide contained in the exhaust gas 18 can be reduced. This can contribute to prevention of air pollution.

更に、パイロット燃料としての燃料油の消費量を削減することには、以下のような様々なメリットがある。   Furthermore, reducing the consumption of fuel oil as pilot fuel has the following various advantages.

例えば燃料油の価格が高騰し、燃料ガスの価格よりも高価となった場合、できるだけパイロット燃料として消費する燃料油の量を減らすことで、船の運航に必要な燃料コストを削減することができる。   For example, if the price of fuel oil rises and becomes higher than the price of fuel gas, the fuel cost required for ship operation can be reduced by reducing the amount of fuel oil consumed as pilot fuel as much as possible. .

また、海域によっては、船舶の排気ガスに含まれている硫黄酸化物の量が厳しく制限されており、硫黄分を多く含む燃料油をパイロット燃料として用いて運航すると、この制限を超過してしまう場合が有り得るが、パイロット燃料としての燃料油消費量を削減することによって、この制限をクリアすることが可能になる。   Also, depending on the sea area, the amount of sulfur oxides contained in the ship's exhaust gas is severely limited, and this limit will be exceeded when operating with fuel oil containing a large amount of sulfur as pilot fuel. In some cases, this limitation can be overcome by reducing the amount of fuel oil consumed as pilot fuel.

また、燃料ガス13及び水エマルジョン燃料16の燃焼中に、水エマルジョン燃料16に含まれる水分が蒸発することによって、その潜熱によって燃焼の最高温度を低下させることができる。これによって、排気ガス18に含まれる窒素酸化物の排出量を削減することができ、環境保護に貢献することができる。   Further, during the combustion of the fuel gas 13 and the water emulsion fuel 16, the water contained in the water emulsion fuel 16 evaporates, so that the maximum temperature of combustion can be lowered by the latent heat. As a result, the amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas 18 can be reduced, which can contribute to environmental protection.

そして、上記のように、エンジン15をガスモードで運転するときは、パイロット燃料として水エマルジョン燃料16を使用することによって、燃料油の消費量を削減することができる。   As described above, when the engine 15 is operated in the gas mode, the consumption amount of the fuel oil can be reduced by using the water emulsion fuel 16 as the pilot fuel.

そして、図1に示す船舶機関システム11は、エンジン15をガスモードで運転するときにおいて、燃料油噴射弁14から噴射されるパイロット燃料としての水エマルジョン燃料16に含まれる燃料油の第1消費油量が、燃料油噴射弁14から噴射されるパイロット燃料として燃料油を使用した場合の第2消費油量よりも少なくなるように、燃料油噴射弁14から噴射される水エマルジョン燃料16の噴射量が設定されている。ここで、これら第1及び第2消費油量は、エンジン15の単位出力あたりの消費油量、又は同一のエンジン出力での比較である。   1, when the engine 15 is operated in the gas mode, the first consumed oil of the fuel oil contained in the water emulsion fuel 16 as the pilot fuel injected from the fuel oil injection valve 14 The injection amount of the water emulsion fuel 16 injected from the fuel oil injection valve 14 so that the amount becomes smaller than the second consumption oil amount when the fuel oil is used as the pilot fuel injected from the fuel oil injection valve 14. Is set. Here, the first and second consumed oil amounts are the consumed oil amount per unit output of the engine 15 or a comparison at the same engine output.

このように燃料油噴射弁14から噴射される水エマルジョン燃料16の噴射量を設定すると、パイロット燃料としての水エマルジョン燃料16に含まれる燃料油の第1消費油量を、パイロット燃料として燃料油のみを使用した場合の第2消費油量よりも少なくすることができる。よって、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。   When the injection amount of the water emulsion fuel 16 injected from the fuel oil injection valve 14 is set in this way, the first consumption oil amount of the fuel oil contained in the water emulsion fuel 16 as the pilot fuel is set as the fuel oil only as the pilot fuel. It is possible to reduce the amount of oil consumed in the second case. Therefore, the amount of oil consumption of the fuel oil used as pilot fuel can be reduced.

また、図1に示す船舶機関システム11は、エンジン15をガスモードで運転するときにおいて、燃料油噴射弁14からパイロット燃料として水エマルジョン燃料16が噴射されるときに、燃料ガス噴射弁12から噴射される燃料ガス13の第1消費燃料ガス量が、燃料油噴射弁14からパイロット燃料として燃料油が噴射される場合に、燃料ガス噴射弁12から噴射される燃料ガス13の第2消費燃料ガス量よりも多くなるように、燃料ガス噴射弁12から噴射される燃料ガス13の噴射量が設定されている。ここで、これら第1及び第2消費燃料ガス量は、エンジン15の単位出力あたりの消費燃料ガス量、又は同一のエンジン出力での比較である。   Further, the marine engine system 11 shown in FIG. 1 is injected from the fuel gas injection valve 12 when the water emulsion fuel 16 is injected as the pilot fuel from the fuel oil injection valve 14 when the engine 15 is operated in the gas mode. When the fuel oil is injected as the pilot fuel from the fuel oil injection valve 14, the second consumption fuel gas of the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 is the first consumption fuel gas amount of the fuel gas 13 to be The injection amount of the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 is set so as to be larger than the amount. Here, the first and second consumed fuel gas amounts are a consumed fuel gas amount per unit output of the engine 15 or a comparison at the same engine output.

このように燃料ガス噴射弁12から噴射される燃料ガス13の噴射量を設定すると、燃料油噴射弁14からパイロット燃料として水エマルジョン燃料16が噴射されるときに、燃料ガス噴射弁12から噴射される燃料ガス13の第1消費燃料ガス量を、燃料油噴射弁14からパイロット燃料として燃料油が噴射される場合に、燃料ガス噴射弁12から噴射される燃料ガス13の第2消費燃料ガス量よりも多くすることができる。これによって、エンジン15は、パイロット燃料として水エマルジョン燃料16を使用するときも、パイロット燃料として燃料油を使用するときと同程度の大きさの出力を発生することができる。   When the injection amount of the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 is set in this way, when the water emulsion fuel 16 is injected as pilot fuel from the fuel oil injection valve 14, it is injected from the fuel gas injection valve 12. When fuel oil is injected from the fuel oil injection valve 14 as pilot fuel, the second consumption fuel gas amount of the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 Can be more. As a result, the engine 15 can generate an output having the same magnitude as when the water emulsion fuel 16 is used as the pilot fuel, when fuel oil is used as the pilot fuel.

次に、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムの第2実施形態を、図2を参照して説明する。この図2に示す第2実施形態の船舶機関システム38と、図1に示す船舶機関システム11とが相違するところは、エンジン15をガスモードで運転するときにおいて、図1に示す第1実施形態では、燃料油噴射弁14からパイロット燃料として水エマルジョン燃料16を噴射するのに対して、図2に示す第2実施形態では、燃料油噴射弁14からパイロット燃料として多層状燃料39を噴射するところである。この多層状燃料39は、図2に示すように、燃料油の層と水の層とが交互に配置されて多層状になった燃料である。   Next, 2nd Embodiment of the ship engine system which uses the pilot fuel which concerns on this invention is described with reference to FIG. The ship engine system 38 of the second embodiment shown in FIG. 2 is different from the ship engine system 11 shown in FIG. 1 in that when the engine 15 is operated in the gas mode, the first embodiment shown in FIG. Then, while the water emulsion fuel 16 is injected from the fuel oil injection valve 14 as pilot fuel, in the second embodiment shown in FIG. 2, the multilayer fuel 39 is injected from the fuel oil injection valve 14 as pilot fuel. is there. As shown in FIG. 2, the multilayer fuel 39 is a fuel in which fuel oil layers and water layers are alternately arranged to form a multilayer shape.

図2は、船舶機関システム38が備えている二元燃料ディーゼルエンジン15をガスモードで運転するときにおいて、燃料ガス噴射弁12から噴射された燃料ガス13に着火するために、この噴射された燃料ガス13に対して、パイロット燃料としての多層状燃料39を燃料油噴射弁14から噴射している状態を示している。   FIG. 2 shows the injected fuel in order to ignite the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 when the dual fuel diesel engine 15 provided in the marine engine system 38 is operated in the gas mode. A state in which a multilayer fuel 39 as pilot fuel is injected from the fuel oil injection valve 14 to the gas 13 is shown.

次に、図2を参照して、多層状燃料39の製造ラインを説明する。図2に示すように、燃料油噴射弁14には、燃料油供給ライン30が接続している。この燃料油供給ライン30には、燃料油噴射弁14に近い下流側から順に、燃料噴射装置40(燃料噴射ポンプを含む)、燃料油供給ポンプ(図示せず)、及び燃料油タンク33が設けられている。また、燃料噴射装置40には、水供給ライン41が接続し、この水供給ライン41には、燃料噴射装置40に近い下流側から順に、水供給ポンプ(図示せず)及び水タンク35が設けられている。   Next, a production line for the multilayer fuel 39 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a fuel oil supply line 30 is connected to the fuel oil injection valve 14. The fuel oil supply line 30 is provided with a fuel injection device 40 (including a fuel injection pump), a fuel oil supply pump (not shown), and a fuel oil tank 33 in order from the downstream side close to the fuel oil injection valve 14. It has been. Further, a water supply line 41 is connected to the fuel injection device 40, and a water supply pump (not shown) and a water tank 35 are provided in this water supply line 41 in order from the downstream side close to the fuel injection device 40. It has been.

図2に示すエンジン15をガスモードで運転するときは、燃料ガス噴射弁12から燃料ガス13が燃焼室17内に噴射されると共に、この噴射された燃料ガス13に対して、燃料油噴射弁14からパイロット燃料(多層状燃料39)が燃焼室17内に噴射される。   When the engine 15 shown in FIG. 2 is operated in the gas mode, the fuel gas 13 is injected from the fuel gas injection valve 12 into the combustion chamber 17, and the fuel oil injection valve is injected into the injected fuel gas 13. From 14, pilot fuel (multilayer fuel 39) is injected into the combustion chamber 17.

この燃料油噴射弁14から噴射されるパイロット燃料(多層状燃料39)は、以下のようにして製造されて燃料油噴射弁14に供給することができる。つまり、燃料油タンク33に貯留されている重油等の燃料油と、水タンク35に貯留されている水とを交互に配置して多層状となるように燃料噴射装置40に供給することによって、多層状燃料39を製造することができ、この製造された多層状燃料39は、この燃料噴射装置40によって燃料油噴射弁14に供給される。   The pilot fuel (multilayer fuel 39) injected from the fuel oil injection valve 14 can be manufactured and supplied to the fuel oil injection valve 14 as follows. That is, by supplying fuel oil such as heavy oil stored in the fuel oil tank 33 and water stored in the water tank 35 alternately to the fuel injection device 40 so as to be multilayered, A multilayer fuel 39 can be manufactured, and the manufactured multilayer fuel 39 is supplied to the fuel oil injection valve 14 by the fuel injection device 40.

なお、図2に示す燃料ガス噴射弁12には、図1に示す第1実施形態と同様に、燃料ガス供給ライン36が接続している。この燃料ガス供給ライン36には、図示しない燃料ガスタンクや燃料ガスを加圧供給する装置が設けられる。更に、液化天然ガスや圧縮天然ガス運搬船の場合は、カーゴタンクが燃料ガスタンクを兼ねている場合もある。   In addition, the fuel gas supply line 36 is connected to the fuel gas injection valve 12 shown in FIG. 2 similarly to 1st Embodiment shown in FIG. The fuel gas supply line 36 is provided with a fuel gas tank (not shown) and a device for supplying fuel gas under pressure. Furthermore, in the case of a liquefied natural gas or compressed natural gas carrier, the cargo tank may also serve as a fuel gas tank.

この図2に示す船舶機関システム38によると、ディーゼルエンジン15の燃料ガス噴射弁12から噴射された燃料ガス13に対して、所定のタイミングで燃料油噴射弁14からパイロット燃料の多層状燃料39を噴射することによって、その噴射された燃料ガス13に着火することができ、エンジン15を駆動させることができる。   According to the marine engine system 38 shown in FIG. 2, with respect to the fuel gas 13 injected from the fuel gas injection valve 12 of the diesel engine 15, the multilayer fuel 39 of the pilot fuel is supplied from the fuel oil injection valve 14 at a predetermined timing. By injecting, the injected fuel gas 13 can be ignited and the engine 15 can be driven.

そして、図2に示すように、エンジン15をガスモードで運転するときにおいて、パイロット燃料として多層状燃料39を使用するときは、上記第1実施形態において、パイロット燃料として水エマルジョン燃料16を使用するときと同様に作用するので、その説明を省略する。また、上記以外は、図1に示す第1実施形態と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。   As shown in FIG. 2, when the multilayer fuel 39 is used as the pilot fuel when the engine 15 is operated in the gas mode, the water emulsion fuel 16 is used as the pilot fuel in the first embodiment. Since it works in the same way as the time, its description is omitted. Other than the above, the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 and operates in the same manner. Therefore, the equivalent parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

ただし、上記実施形態では、本発明の船舶機関システムを、ガスモードとディーゼルモードの2つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料ディーゼルエンジン15に適用した例を挙げて説明したが、これに代えて、ディーゼルモードを有しないガスモードのみで運転することができるエンジンに適用することができる。   However, in the above embodiment, the marine engine system of the present invention has been described with an example applied to the dual fuel diesel engine 15 that can be operated by switching between two operation modes of the gas mode and the diesel mode. It can replace with this and it can apply to the engine which can be operated only in the gas mode which does not have a diesel mode.

そして、上記実施形態のパイロット燃料を使用する船舶機関システムは、船舶に搭載された例えば主推進装置又は原動機に適用することができる。   And the ship engine system which uses the pilot fuel of the said embodiment is applicable to the main propulsion apparatus or prime mover mounted in the ship, for example.

以上のように、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶は、エンジンを燃料ガスを燃料として駆動するときに、パイロット燃料として使用される燃料油の消費量を削減することができる優れた効果を有し、このようなパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶に適用するのに適している。   As described above, the ship engine system and the ship using the pilot fuel according to the present invention can reduce the consumption of the fuel oil used as the pilot fuel when the engine is driven with the fuel gas as the fuel. It has an excellent effect and is suitable for being applied to a ship engine system and a ship using such a pilot fuel.

11 パイロット燃料を使用する船舶機関システム
12 燃料ガス噴射弁
13 燃料ガス
14 燃料油噴射弁
15 二次元燃料ディーゼルエンジン
16 水エマルジョン燃料(パイロット燃料)
17 燃焼室
18 排気ガス
19 シリンダカバー
20 排気口
21 排気ライン
22 排気弁
23 シリンダ
24 掃気
25 掃気口
26 ピストン
27 シリンダボア
28 連接棒
29 クランクシャフト
30 燃料油供給ライン
31 燃料噴射装置
32 ミキサ
33 燃料油タンク
34 水供給ライン
35 水タンク
36 燃料ガス供給ライン
38 パイロット燃料を使用する船舶機関システム
39 多層状燃料(パイロット燃料)
40 燃料噴射装置
41 水供給ライン
11 Marine Engine System Using Pilot Fuel 12 Fuel Gas Injection Valve 13 Fuel Gas 14 Fuel Oil Injection Valve 15 Two-dimensional Fuel Diesel Engine 16 Water Emulsion Fuel (Pilot Fuel)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 Combustion chamber 18 Exhaust gas 19 Cylinder cover 20 Exhaust port 21 Exhaust line 22 Exhaust valve 23 Cylinder 24 Scavenging 25 Scavenging port 26 Piston 27 Cylinder bore 28 Connecting rod 29 Crankshaft 30 Fuel oil supply line 31 Fuel injection device 32 Mixer 33 Fuel oil tank 34 Water supply line 35 Water tank 36 Fuel gas supply line 38 Ship engine system using pilot fuel 39 Multi-layer fuel (pilot fuel)
40 Fuel injector 41 Water supply line

Claims (2)

ディーゼルエンジンに設けられ、掃気口を有するシリンダ内に燃料ガスを噴射するための燃料ガス噴射弁と、
前記ディーゼルエンジンに設けられ、前記シリンダ内に燃料油を噴射するための燃料油噴射弁とを備え、
前記エンジンが稼働する際に、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料が噴射され火種となり、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスに着火するパイロット燃料を使用する船舶機関システムであって、
前記パイロット燃料として、水と燃料油の混合物である水エマルジョン燃料、又は燃料油の層と水の層とが多層状になった多層状燃料が使用され
前記燃料油噴射弁は、前記パイロット燃料と前記燃料油の一方を選択的に噴射できるように構成されており、
前記エンジンは、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスを燃料として稼働するガスモードと、前記燃料油噴射弁から噴射される燃料油を燃料として稼働するディーゼルモードの2つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料エンジンであり、
前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料としての水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の第1消費油量が、前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料として燃料油を使用し、前記第1消費油量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合の第2消費油量よりも少なくなるように、前記燃料油噴射弁から噴射される水エマルジョン燃料又は多層状燃料の噴射量が設定され、
前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料が噴射されるときに、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第1消費燃料ガス量が、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として燃料油が噴射され、かつ、前記第1消費燃料ガス量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合における、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第2消費燃料ガス量よりも多くなるように、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの噴射量が設定されることを特徴とするパイロット燃料を使用する船舶機関システム。
A fuel gas injection valve provided in the diesel engine for injecting fuel gas into a cylinder having a scavenging port ;
A fuel oil injection valve provided in the diesel engine for injecting fuel oil into the cylinder ;
When the engine is operated, a pilot engine is injected from the fuel oil injection valve to become a fire type, and a marine engine system that uses pilot fuel to ignite the fuel gas injected from the fuel gas injection valve,
As the pilot fuel, a water emulsion fuel that is a mixture of water and fuel oil, or a multilayer fuel in which a fuel oil layer and a water layer are multilayered is used ,
The fuel oil injection valve is configured to selectively inject one of the pilot fuel and the fuel oil,
The engine switches between two operation modes: a gas mode in which the fuel gas injected from the fuel gas injection valve is operated as fuel, and a diesel mode in which the fuel oil injected from the fuel oil injection valve is operated as fuel. A dual fuel engine that can be operated,
The fuel oil is used as the pilot fuel injected from the fuel oil injection valve when the first oil consumption amount of the fuel oil contained in the water emulsion fuel or the multilayer fuel as the pilot fuel injected from the fuel oil injection valve. Water emulsion fuel or multilayer fuel injected from the fuel oil injection valve so as to be less than the second consumed oil amount when the engine is operated with the same output as the operation with the first consumed oil amount Is set,
When water emulsion fuel or multilayer fuel is injected as pilot fuel from the fuel oil injection valve, the first consumed fuel gas amount of fuel gas injected from the fuel gas injection valve is piloted from the fuel oil injection valve. A second consumed fuel gas of the fuel gas injected from the fuel gas injection valve when fuel oil is injected as fuel and the engine is operated with the same output as the operation with the first consumed fuel gas amount A marine engine system using pilot fuel, wherein an injection amount of fuel gas injected from the fuel gas injection valve is set so as to be larger than an amount.
請求項1に記載のパイロット燃料を使用する船舶機関システムを主推進装置又は原動機として搭載したことを特徴とする船舶。 A marine engine system using the pilot fuel according to claim 1 is mounted as a main propulsion device or a prime mover.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6679435B2 (en) * 2016-07-14 2020-04-15 ヤンマー株式会社 engine
DK179645B1 (en) * 2017-06-15 2019-03-08 MAN Energy Solutions Internal combustion engine
CN108049986A (en) * 2017-09-07 2018-05-18 同济大学 A kind of engine block of Waste Heat Recovery high temperature grease mixing jetting
CN108049994A (en) * 2017-09-08 2018-05-18 同济大学 A kind of fuel supply system for internal combustion engine of Waste Heat Recovery high temperature grease mixing jetting
JP7102160B2 (en) * 2018-02-13 2022-07-19 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Fuel injection device
JP6615943B2 (en) * 2018-05-30 2019-12-04 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Fuel injection valve
JP6940548B2 (en) * 2019-04-24 2021-09-29 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Marine diesel engine
WO2020230979A1 (en) * 2019-05-14 2020-11-19 대우조선해양 주식회사 Fuel supply system for environment-friendly ship

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2994654B2 (en) * 1989-02-06 1999-12-27 三菱重工業株式会社 Control system for dual fuel diesel engine
JP3219528B2 (en) * 1993-03-04 2001-10-15 三菱重工業株式会社 Fuel / water stratified injection device
JP3615260B2 (en) * 1995-03-07 2005-02-02 川崎重工業株式会社 Fuel supply system for diesel engine
CA2321453C (en) * 1998-02-18 2009-01-06 Caterpillar Inc. Method of operating an engine with a mixture of gaseous fuel and emulsified pilot fuel to reduce nitrogen oxide emissions
JP4317670B2 (en) * 2001-03-22 2009-08-19 三菱重工業株式会社 V type diesel engine
JP4901661B2 (en) * 2007-09-13 2012-03-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 Pump device and power steering device to which this pump device is applied
JP2009068480A (en) * 2007-09-18 2009-04-02 Sg Engineering Kk Operation method of internal combustion engine by particulate-dispersing emulsion fuel
JP4864952B2 (en) * 2008-09-30 2012-02-01 川崎重工業株式会社 Diesel engine operation control method, operation control device, and diesel engine
JP5693189B2 (en) * 2010-12-08 2015-04-01 三菱重工業株式会社 Fuel injection apparatus for internal combustion engine and fuel injection method for internal combustion engine
JP2013193503A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 Kawasaki Heavy Ind Ltd Ship propelling system and ship

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