JPS58113536A - 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 - Google Patents

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

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JPS58113536A
JPS58113536A JP57117063A JP11706382A JPS58113536A JP S58113536 A JPS58113536 A JP S58113536A JP 57117063 A JP57117063 A JP 57117063A JP 11706382 A JP11706382 A JP 11706382A JP S58113536 A JPS58113536 A JP S58113536A
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diesel engine
combustion
storage tank
dual
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ロルフ・クバムスダル
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Moss Rosenberg Verft AS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温液体の蒸発ガスを燃料として、外洋航行
船上の複式ガス／油燃焼ディーゼル機関に利用する方法
と、低温液体の蒸発がスを燃料として、船上の複式ガス
／油燃焼ディーゼル機関に供給する装置Ｋかかわる。
本発明は、いわゆるＬＮ（）運搬船、すなわち以下に低
温液体と称する液化天然がスを運搬する船に関連して、
特に開発したものである。ガス運搬船、特にＬＮ（）運
搬船は、積荷タンクに漏れ−る熱は蒸発がスを生成する
という特殊な問題を有している。すなわちガスのある量
がつくられ、それは再凝縮または燃焼、またはその代わ
９にガスを推進および補助機械のために燃料として利用
することのいずれかによって処理しなければならない。
蒸発ガスを燃料としてＬＮＧ運搬船上で使用することに
関して最も頻繁に利用される解決法は、蒸発がスを蒸気
タービン機械に関連して燃焼させること、すなわち重油
をも燃やす船のボイラの補助燃料として燃焼させること
であった。そのような機械に対する運転経験は良好であ
るが、効率の、水準とバンカー重油の消費は満足なもの
でない。
ＬＮＧ運搬船の推進機関の燃料経済を完壁にしたいとい
う望みは、低速運転（「大きい内径」）のディーゼル機
関に興味を集中させた。これらは非常によい熱効率を示
す一方、それらは同時に粗末な品質の（安価な）バンカ
ー重油で運転できる。
船の積荷タンクの中の低温液体の蒸発がスの処理に関連
して、ディーゼル機関はまた、直ちに非常に魅力的な選
択を提供する。最初に、もしいかなる状態の下において
も、そして関連する全運転範囲にわたって同じ高い効率
で、ガス／重油を燃やすことのできる複式がス／油燃焼
ディーゼル機関が存在するならば、明らかに有利であろ
う。そのような選択は、発生する蒸発ガスの量が多くて
、凝縮装置の使用が不釣合いに金がかかる現在の船にと
って特に魅力的であろう。
純ガスを燃料にした機関は、現在、低出力動力と平均出
力動力の範囲に、すなわち約１，０００ＫＷまでに利用
可能である。約１５，０ＯＯＫＷの出力動力を有する低
速運転の複式ガス／油燃焼ディーゼル機関を有する船も
存在する。
すべてのとれら形式の機関では、ガスは圧縮行程が始ま
った直後、適度の圧力で燃焼室すなわちシリンダの中に
導入される。がス／空気混合物は点火プラグまたは「パ
イロット」燃料によって点火される。すなわち、少量の
ディーゼル油は燃焼が望まれる瞬間に噴射される。それ
Ｋよって圧力の大上昇を伴うほとんど瞬間的な燃焼（オ
ットゾｐセス）が得られる。その結果、ガスの量は制限
されねばならず、それは次いで燃焼がスの効率と限られ
た能力を減らす。上記低速運転（大きな内径）のディー
ゼル機関の場合、ガスの割合は、全出力動力における全
燃料所要量の約５５％未満に押えられねばならない。こ
れは、大量の蒸発がスを有する大きな船にとって、すべ
ての蒸発ガスを十分な余裕と望ましい効率で燃焼させる
ことのできる適轟な複式ガス／油燃焼機関が存在しない
ということを意味する。
こうして、許容できない圧力の上昇が燃焼中に生ずるこ
となく、一部分は純重油で、一部分はガスの高割合で運
転するととのできる複式がス／油燃焼ディーゼル機関に
対する要求が存在する。本発明によれば、蒸発ガスは、
もしそれが燃焼自体のあいだ制御された方法で燃焼室に
供給されるならば、これらの状態の下で複式ガス／油燃
焼ディーゼル機関に利用することができる。すなわち、
いずれにしろほぼディーゼルプロセスが得られる０した
がって本発明によれば、低温液体の蒸発がスを燃料とし
て、船上の複式ガス／油燃焼ディーゼル機関に利用する
方法が得られ、それは、蒸発がスを高圧に圧縮し、そし
て燃焼圧力によって制御されあ高圧噴射によって燃焼中
に機関の燃焼室に導入する、ことを特徴としている。好
ましくも、高圧噴射は電子的に、または電子的に／油圧
で制御される。
その方法を実施するに必要な技術は、それ自体既知であ
る。というのは、電子的に制御される油の燃料弁につい
て実験は行なわれてきたし、そして続行されているから
である。また、液体燃料の電子的に制御された送出しを
行なう、特殊目的のためのディーゼル機関が市場で入手
できる。しかし、カムで駆動される燃料ポンプは、液体
燃料が燃焼の進行とともにほぼ順々にシリンダ内に噴射
されるように作ることができるとは言え、この解決法を
ガスのような圧縮性物質に簡単に適用することはできな
い。両種の燃料に対して、燃料供給の電予約制御は、燃
焼が進行するとき噴射を好ましい方法で監視しそして調
節するために最良の可能性を与える。
また本発明によれば、低温液体の蒸発ガスを燃料として
、船上の複式油／ガス燃焼ディーゼル機関に供給する装
置が得られ、その装置紘、吸込み側が低温液体を含む貯
蔵タンクに接続されたガス圧縮機、前記圧縮機から圧縮
ガスを受ける緩衝貯蔵設備、前記緩衝タンクから機関の
中のガス噴射弁に至る管、および協働する機関の燃焼室
の中の瞬時圧力によって前記ガス噴射弁を開閉する制御
装置を包含する、ことを特徴としている。実際上、人は
シリンダ内の瞬時圧力、毎分回転数、望みの出力動力、
およびクランク位置という最も重要な制御力積を支配す
るためにデータ処理装置を利用することができる。
ｌｌＩ＃に有利なのは、ガス圧縮機と緩衝貯蔵タンクが
、船の積荷タンク地帯に置かれた装置である。
というのは、それＫよって船の機関室内の危険が減らさ
れるからである。
利用される複式油／ガス燃焼ディーゼル機関は、各シリ
ンダの中に二つの燃料供給装置を有し、それらのおのお
のは１００％動力出力のために股、計されている。機関
がガスで運転されているとき、ガスは例えばパイロット
燃料の助けで点火されねばならないが、点火プラグも使
用することができる。任意の割合の油／がスが燃焼する
ことができ、そして利用できるすべてのがスが、液体燃
料を必要などんな程度にも加えて、いつでも燃焼される
ように、相互制御を行なうことが普通好ましい。
もし出力動力の必要が少なくて利用できる過剰のガスが
あれば、過剰ガスは、圧力を積荷タンクの中に増強する
ことによって適幽に蓄えることができる。これに関連し
て、球状のタンクは特によく適している０というのは、
それらはある程度の圧力増強によく耐えるからである０
この能力は、非凝縮性ガス（窒素）の急速な圧力上昇を
避けるためにもし少量のガスを連続的に抽出することが
できれば、最もよく利用される。こうして、例えば−組
のガスシリンダの形に、緩衝貯蔵タンクに関連して高圧
貯蔵設備を設けることは有利である。
緩衝貯蔵タンクはその場合、−組のガスシリンダの中の
一つのタンクを構成する。経済的と実用的考慮によって
決められる範囲内で、−組のタンクの能力は、蒸発ガス
の全量が数日間蓄積されることができるように選ぶこと
ができる。ガスを利用するとき、それはその場合多段圧
縮機として作られた圧縮機の適浩な段に導かれる。これ
はそれ自体、好ましい解決法である。というのは、圧縮
機のその段は、次いでいかなる与えられたときの圧力に
よっても選ばれることができるからである。
例えば船が陸地に近く停泊しているとき、蒸発ガスを処
理するもう一つの方法は、ディーゼル機関をスクリュー
から切シ離しそしてそれを水ブレーキに接続することで
ある。また、軸発電機を利用することも可能である。と
いうのは、それにょシ特に効率のよい機械によって必要
な電流量を供給することができるからである。港内では
、スクリューは切シ離すことができる。ディーゼル機関
はそこで部分負荷で運転−されねばならないが、燃料が
主としてガスであるとき、炭化その他の典型的問題は、
いっそうよく制御することができる。
次に、本発明を添付図面についてさらに詳細に説明する
。
第１図に、船上の積荷タンク（球状のタンク）は番号１
によって示されている。蒸発ガスは夕／りの頂で引かれ
、そして管１４を通して、電動機３によって駆動される
圧縮機２に導かれる。圧縮機２の圧力側から、管１５は
最終冷却器４に通じ、そして後者から管１６は緩衝貯蔵
タンク５に通じている。緩衝貯蔵タンクは安全弁６を有
している。
緩衝タンク５から、ガス管７はガス噴射弁１２に通じ、
ガス噴射弁１２は、図示のディーゼル機関のシリンダ９
に接続されそして図面に略示する制御装置１３によって
開閉される。制御装置１３は、シリンダの室１７の中の
瞬時圧力、毎分回転数、望みの出力動力、およびクラン
ク位置によって影響を与えられる。
シリンダ９はまた、燃料ポンプ１１に接続された普通デ
ィーゼル燃料の燃料弁１０を有している。
図面に示すように、緩衝貯蔵タンク５からの管Ｔは、船
の機械室内のガス管を規制する安全要件によって、機関
室の内側で保護管８を通ってい葛。
圧縮機２と貯蔵タンク５は、図示のように積荷タンク地
帯に置かれ、それは機関室内の安全の危険を減らす。
圧縮機は有利にも、中間冷却器を有する多段圧縮機であ
り、そしてそれは積荷タンク１からの蒸発ガスを２００
バ一ル＠度の適轟な圧力に圧縮する。弁１２におけるこ
の程度の圧力は望ましい。
というのは、最高燃焼圧力に対して常に十分な余裕が得
られるからである。
第１図に示す高圧ガス噴射装置では、機関の各シリンダ
に個々に行なわれる制御された高圧がス噴射で、本発明
の方法を実施することかできる。
第２図と第３図は、改変された圧縮機と貯蔵タンクの集
合体を示し、そこでは、同じ番号が第１図に示すものに
対応する構成部分に使用されている０ 第２図の集合体は、いくぶん複雑な圧縮機と貯蔵タンク
の装置である。圧縮機２１，２２、および２３を有する
６段圧縮が利用されている。ゼロと圧縮機の最大送出し
圧力との間の圧力水準で作用するととのできる貯蔵タン
クが使用されている０同様の装置は、より多くのまたは
よシ少ない（最少２）圧縮機の段に明らかに使用するこ
とができる０ 第２図には、熱交換器１９が、圧縮機の上流にさし入れ
られている。この熱交換機は、圧縮前にがスを選択的に
加熱するために利用される。ある形式の圧縮機は、冷た
すぎるガスを受けることができない。
中間冷却器は、番号２４と２５によって示されている。
必要な弁は弁６のほかに、番号２０゜２６．２７，２８
，２９，３０、および３１によって示されている。
図示のタンク３２と３３は、一つのタンクでもタンク群
でもよい。第２図に示す装置の目的は、タンクの貯蔵能
力（機械の要求が低いとき蒸発がスを蓄積する）を最大
可能に利用し、そして圧縮様の仕事を最小にすることで
ある。蒸発がス貯蕨のために最大可能の収容能力を有す
るために、タンク３２．３３の中の圧力は、最初はでき
るだけ低くなければならない。蒸発ガスは圧縮機の第一
段２１、冷却器２４．および弁２γを経て貯蔵タンク内
に圧縮される。圧縮機の種々な段の入口と出口に必要な
締切弁が図示されていないことに注目されたい。背圧が
あまりに高くなったとき次の段は、弁２７を閉じそして
弁２８等を開くことによって作動させられる。
ガスが機械に使用されるとき、貯蔵タンクの中の圧力は
、圧縮を必要としないほど高くなっている。その場合、
ある時間ガスは弁２９と管３４、等を経て機関室に導か
れる。もし圧力が下がりすぎれば、ガスは最初に弁２８
を経て圧縮機の最終段２３に導かれ、そして必要に応じ
て多くの段が使用される。その装置はまた、ガスの一部
を蓄えて残シを機械に使用し、過剰ガスを貯蔵タンクの
中の瞬時圧力しだいで適幽な中間の段で、または最終段
を通ったのち引惠出すようにすることができる。
また、さらに詳しい研究は、圧縮機の段の最適の数と貯
蔵タンクの設計圧力を示すであろうと言わねば表らない
。これらを圧縮機の最終段からの最大圧力に対して決め
ることは引き合うかどうか確かでない０ 第３図は、いくつかの圧力段が貯蔵のために同時に利用
できるように１貯蔵タンク３５が分割された装置を示す
。他の点では、第２図と同じ番号が使用されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置の略図を示し、そして 第２図と第３図は、本発明による改変された圧縮機と貯
蔵タンクの集合体を示す。 図面の符合１は「積荷タンク」、２　、２１．２２゜２
３は「圧縮機」、３は「電動機」、４は「最終冷却器」
、５は「緩衝貯蔵タンク」、６は「安全弁」、７，１４
．１５，１６．３４は「管」、８紘「保護管」、９は「
ディーゼル機関のシリンダｊ、１０は「普通ディーゼル
燃料の燃料弁」、１１は「燃料ポンプ」、１２は「ガス
噴射弁」、１３はｒ制御装置Ｊ、１Ｔは「燃＊！Ｊ、１
９は熱交換器、Ｊ、２０，２６．２７．２Ｂ、２９，３
０．３１Ｆｉ「弁」、２４．２５は「中間冷却器」、３
２゜３３、−３５は「貯蔵タンク」を示す。 代理人　浅　　村　　　皓 外４名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）、低温液体の蒸発ガスを燃料として、船上の複式
    がス／油燃焼ディーゼル拳関に利用する方法にして、前
    記蒸発ガスを高圧に圧縮し、そして燃焼圧力、望みの毎
    分回転数、および出力動力によって制御される高圧噴射
    によって燃焼中に機関の燃焼＊に導入する、ことをｌＩ
    ｉ黴とする低温液体の蒸発ガスを複式燃焼ディーゼル機
    関に利用する方法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
    高圧噴射は電子的に制御される、ことを特徴とする低温
    液体の蒸発ガスを複式燃焼ディーゼル機関に利用する方
    法。 （３）、低温液体の蒸発がスを燃料として、船上の複式
    ガス／油燃焼ディーゼル機関に供給する装置にして、そ
    れは、吸込み側が低温液体を含む貯東タンク（１）に接
    続されたガス圧縮１ｍ　（２）　、前記圧縮機１（２）
    から圧縮ガスを受ける緩衝貯蔵タンク（５）、前記緩衝
    貯東タンク（５）から機関の中のガス噴射弁（１２）Ｋ
    至る導管（Ｔ）、および協働する機関の燃焼室の中の瞬
    時圧力によって前記がス噴射弁（１２）を開閉する制御
    装置（１３）を乞食する、ことｔ−特徴とする低温液体
    の蒸発ガスを複式燃焼ディーゼル機関に供給する装置。 （４）、特許請求の範囲第３項記載の装置において、前
    記ガス圧縮４１１（２）と前記緩衝貯麓タンク（５）は
    、前記船の積荷タンク地帯に置かれる、ことを特徴とす
    る低温液体の蒸発ガスを複式燃焼ディーゼル機関に供給
    する装置。
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