KR100365172B1 - 가스연소용디젤형내연기관엔진과그러한엔진에연료를공급하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 연소용 디젤형 내연기관 및 그러한 내연기관에 연료를 공급하는 방법에 관한 것으로, 액체 분사기에 의해 실린더(35)의 연소실로 압축된 액체 가스를 고압으로 분사하는 분사기들을 구비한 분사장치를 포함한다. 상기 액체 가스는 원유탱크(1)들로부터 증발된 휘발성 유기 화합물들로부터 생성된다. 엔진은 적어도 1:14의 압축비를 갖는 고압축 엔진이며 액체 가스는 10미만의 메탄가를 가진다.

Description

가스 연소용 디젤형 내연기관 엔진과 그러한 엔진에 연료를 공급하는 방법{AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF THE DIESEL TYPE FOR COMBUSTION OF GAS, AND A METHOD OF SUPPLYING SUCH AN ENGINE WITH FUEL}

본 발명은 엔진으로의 공급에 적당한 적어도 60 바(bar)의 고압으로 압축되는 가스 연소용 디젤형의 내연기관에 관한 것으로, 상기 엔진은 실린더들의 연소실들로 액체 연료를 고압으로 분사하는 분사기들을 구비한 분사시스템을 포함한다.

분사된 가스의 점화용으로서 통상적으로 작용하는 연료 오일 형태로 액체 연료가 분사되는 이중 연료체계의 2행정 크로스헤드 엔진이 알려져 있다. 고압 분사방식의 공지된 엔진들에서 가스는 연소실로 분사될 때 가스상태인 천연 가스이다. 이러한 형태의 엔진은, 예를들어 본 출원인의 1991년 부터의 "고압가스분사 기술을 사용한 대형 디젤기관" 이라는 소책자와, 중국 인터레이큰의 CIMAC 1995의 D51쪽에서, 티. 후쿠다, 피. 선 페더슨씨등에 의해 발표된 "세계에서 가장 큰 보어의 가스분사 기관의 개발"의 기술항목에서 기재되어 있다. 이들 엔진에서 천연가스는 잘 정제된 상태의 가스, 통상 메탄가스를 공급하는 파이프 시스템을 통해 공급된다. 가스 상태의 천연가스를 고압으로 분사하는 것은 엔진이 천연가스의 여러 조성물들을 사용할 수 있는 잇점을 제공한다. 게다가 천연가스는 순수한 메탄가스 또는 예를들어 함께 생산되는 경우에는 메탄과 에탄일 수 있다.

가스를 기저로 한 연료를 사용하는 디젤형의 엔진은 여러 가지가 있으나, 모두 엔진의 흡기속으로 1 - 5 바의 저속으로 가스가 공급되어 연료오일의 일부를 교체함으로써 배기가스에 입자방출을 낮게 하는 환경오염측면의 효과가 있는 특징이 있다. 그러한 엔진의 예로는 흡기 공기에 LPG(프로판/부탄)의 공급에 관한 기술을 개시하는 유럽특허 공보 제 A0049721호와, LPG 또는 메탄의 공급을 소개한 유럽특허 공보 제 A0102119호, 및 흡기공기에 압축된 천연가스 또는 LPG를 추가하는 유럽특허 제 A0133777호등이 있다. 가스가 액체연료로서 엔진에 공급되는 경우에는 실린더속으로 도입되기 전에 가스의 증발과 흡기공기와의 혼합이 일어나는 반면, 가스상태로의 공급의 경우에는 오직 혼합만이 일어난다.

가스가 디젤형의 엔진에 흡기공기와 혼합될 때 전체 연료체적에 대한 가스의 비율이 너무 크지 않아야 하며, 그것은 그렇지않으면 압축행정중에 가스의 자동점화가 발생되기 때문이다. 연료오일 분사에 의해 가스점화가 제어된 방식으로 일어날 수 있음은 공지기술에서 중요한 것으로 알려져 왔다. 오일의 분사는 엔진의 요구되는 작동 특징을 얻기 위하여 정확한 타이밍으로 통상의 방법으로 제어될 수 있다.

상술한 바와 같은 공지의 엔진에서는 엔진의 흡기공기에 액체 또는 기상의 가스의 공급을 이용하거나 연소실속에 직접 기상의 가스를 고압 분사하여 사용한다. 가스에 의한 엔진 작동을 위한 중요한 조건은, 가스가 정제되거나 또는 다른 방법으로 실제 엔진이 구조적으로 특정 연료에 적합하도록 디젤 엔진에 연료로서 미리 예견할 수 있는 형태로 미리설정된 그리고 안정화된 조성을 얻는 것이다. 특정한 인화성의 가스 공급을 위하여 고안된 공지의 엔진들중 하나에 상당한 인화성을 가진 가스를 갑자기 공급하면 압축행정중에 자연점화되어 엔진 작동에 상당한 장애를 일으킨다.

공지 엔진에서 부분적으로 가스를 사용함으로써 가스 연소시와 같은 정도로 발생되지는 않지만 연소시 환경적인 면에서 유해한 화합물을 형성하는 오일을 덜 사용하게 됨에 따라 상당한 환경오염면에서 유익하다.

본 발명의 목적은 오일 대신에 가스의 연소를 통하여 연소시에 형성되는 유해한 화합물의 생성을 감소시킴으로써 얻어질 수 있는 것보다 환경오염물질의 방출을 상당히 감소시키는 디젤형의 엔진을 제공하는 것이다.

도 1은 원유탱크로부터 휘발성 유기 화합물을 용기에 포집하는 시스템의 개략도.

도 2는 연소기관의 오일 송급용 가스와 액체가스용과 그리고 연료 오일용의 분사시스템의 개략도.

도 3은 내연기관용의 액체가스 연료 시스템부분의 개략도.

도 4는 내연기관용의 기상 가스 연료 시스템부분의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 탱크실린더 16 : 보조 분사기

17 : 액체 분사기 18 : 파일럿 분사기

34 : 전자 제어 유니트 35 : 실린더

이러한 관점에서, 본 발명에 따른 내연기관은 원유탱크로부터 증발된 휘발성 유기화합물로부터 생성된 압축 액체가스의 고압 분사용 액체 분사기를 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.

수년동안 무엇보다도 원유로부터의 휘발성 유기 화합물(VOC)의 증발이 심각한 환경문제가 되었으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 여러 가지의 시도에도 불구하고 그리고 이의 감소를 위하여 정부간의 협약에도 불구하고 VOC 방출은 점차 증가되고 있다. 원유로부터 증발하는 휘발성 유기 화합물은 아직 충분히 밝혀지지 않은 화합물을 포함하며 특정 유전에서 오일이 채굴된 기간에 따라 다르며, 또한 다른 여러 유전들에서 채굴된 오일들 사이에서도 다르다.

디젤형의 내연기관에서 고압 분사 연료로서 휘발성 유기 화합물을 사용함으로써, 대기로의 휘발성 유기 화합물의 방출을 방지할 수 있으며 그에 따라 상당한 환경오염상의 잇점이 있음과 동시에, 오일 대신에 가스가 연소될 때 배기가스가 보다 순수한 공지의 효과도 얻을 수 있다. 또한 전에는 폐기하던, 과거 수년동안에는 폐기비용을 부담해야 했던 가스화합물들로 적어도 일부분이라도 정제된 연료를 대신하여 정제 연료의 구매를 줄일 수 있는 경제적 장점도 있다. 그러나 디젤형 엔진에서의 연료로 휘발성 유기 화합물의 사용은 연료의 연소 특성이 매우 짧은 시간간격내에서 매우 크게 변할 수 있다는 것을 의미한다.

원유 선적시에 원유가 탱크로 유입될 때, 오일이 탱크속에 떨어지면서 격렬하게 움직이고 회전되어 결과적으로 많은 량의 휘발성 유기 화합물이 원유 종류에 따라 매우 혼합된 조성으로 증발된 알칸계 가스형태로 배출된다. 이러한 알칸은 통상적으로 상대적으로 많은 량의 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄 화합물들을 일반적인 화합물 및 측쇄상 화합물들 형태와 함께 일부분은 C₅및 C₆₊의 고가의 알칸 형태로 포함한다. 후속적으로 원유를 탱크에 저장할 때 휘발성 유기 화합물은 증발하면서 완전히 알칸에 퍼지지 않고 주로 오일 위의 탱크 공간에서의 원유 성분들의 분압에 의해 조절된다. 각 액상 성분은 연관된 기상 성분과 평형이 되도록 이루어지지만 그와 동시에 탱크의 증기는 원유의 표면 부근에 보다 무거운 성분이 보다 크게 농후화되며 이것은 고가의 알칸의 증발을 저하시킨다. 원유탱크가 선박에 위치하면, 나쁜 기후에서 선박의 움직임이 원유의 출렁거림을 발생시키게 되어 탱크내에서의 가스발생이 보다 고르게 분산됨으로써 선박이 보다 잔잔한 해상 상태에서 항해할 때보다 무거운 화합물의 증발이 더 크게 발생한다.

수일에 걸쳐 휘발성 유기 화합물의 알칸 조성에서 느린 변화가 발생되기도 하고 그리고 수분 또는 수시간에 걸쳐 연료의 점화특성등을 급히 변화시키는 신속한 변화가 발생된다. 이들 변화는 내연기관의 흡기에 미리 혼합된 상태로 첨가되어 연료로서 사용될 수 있게 한다. 연료를 고압분사함으로써, 조기 점화를 피할 수 있으며 따라서 급속한 연료성분의 변화는 연료가 연소되는 속도에 영향을 줄 수 있다.

연료가 액체상태로 연소실속으로 분사되는 것은 상당한 잇점이 있다. 먼저, 액체가스는 기상의 가스압축 보다 상당히 낮은 에너지 소비로 분사에 적합한 고압으로, 예를들어 200 내지 1000 바의 범위로 압축될 수 있다. 둘째, 액체가스는 짧은 시간에 큰 에너지 함량의 가스량을 분사할 분사할 수 있게 하며, 전체 분사순서를 오일 분사장치에서 알려진 수단에 의한 분사율의 변화로 제어될 수 있다. 셋째, 원유로부터 증발된 휘발성 유기 화합물의 에너지를 함유하는 집합체의 상당부분을 요구되는 알칸의 응축 한계보다 고압으로 압축하거나 냉각시킴과 같이 효과적으로 단순한 에너지 절약수단에 의해 액화될 수 있다. 분사전에 응축된 것은 분사압력으로 압축되어야 한다.

휘발성 유기 화합물의 메탄과 에탄 성분은 적당한 수단으로 액화될 수 없다. 이들 메탄과 에탄가스들을 원유에 다시 넣음으로써 일시적으로 이들 가스들을 저장할 수 있지만, 이것은 나중에 더 많은 휘발성 유기 화합물의 증발을 발생시키므로, 이것은 문제를 단지 지연시키는 것에 불과하다. 메탄과 에탄가스들은 또한 모든 휘발성 유기 가스들에 대하여 취했던 것과 같이 대기중으로 배출할 수도 있다. 액체상태의 C₃₊알칸의 연소는 환경적인 모든 면에서 예전의 방법과 비교하여 상당한 이득이 있다.

한 실시예의 내연기관 분사장치는 가스상의 혼합물의 고압분사를 위해 보조분사기들을 포함하며, 상기 가스상 혼합물은 가스의 폭발을 방지하도록 원유에 충전되는 불활성가스와 함께 원유탱크로부터 증발된 가스를 적어도 부분적으로 포함한다. 상기 보조 분사기들은 증발된 휘발성 유기 화합물을 처리함으로써 액화되지 않는 메탄과 에탄가스등을 분사할 수 있다. 원유탱크가 비워질 때 통상적으로 불활성 가스를 탱크에 추가하여 탱크에서 가스 폭발을 방지한다. 이러한 불활성 가스는 산소가 7% 이하인, 산소가 희박한 이산화탄소 또는 이산화탄소와 같은 가스 혼합물이다. 원유가 탱크에 하역될 때 오일에서 불활성 가스가 점차적으로 배출되며 그와 동시에 배출된 휘발성 유기 화합물 가스들이 불활성 가스와 혼합된다. 보조 분사기들로 송급된 가스상의 혼합물은 탱크로 이동하여 엔진에서 연소될 수 없는 많은 량의 불활성 가스가 탱크에 존재하게 된다. 연소가능한 가스의 비율은 분사에 적합한 형태로 가스상의 혼합물을 전환하는데 필요한, 엔진의 연소실로 가스상의 혼합물을 분사하는데 사용될 수 있는 압축일의 두배이상 더 많은 에너지 함량을 갖기에 충분히 높다. 연소가능한 가스의 에너지 함량이 압축일을 충분히 담당할 수 없을지라도 가스상의 혼합물을 엔진의 연소실속으로 분사하는 것이 환경오염 측면에서 잇점이 있다.

바람직하게는 본 발명의 분사장치는 분사시 연소 개시되는 점화가능한 파일럿(pilot) 연료의 분사용 파일럿 분사기들을 포함한다. 상기 파일럿 연료는 오일이거나 또는 다른 매우 연소되기 쉬운 연료일 수 있다. 압축된 액체가스는 점화목적에 적합하지 않은 품질의 것이지만 파일럿 분사기들은 액체 분사기들을 갖는 실린더들에서 생략될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 각 실린더에 적어도 하나의 보조 분사기를 장착하는 잇점이 있다. 휘발성 유기 화합물의 생산이 불충분하여 장기간동안에 걸쳐 엔진에 필요한 연료 필요량을 확보하기 어려울 때는 엔진이 파일럿 분사기들을 통해 간헐적으로 분사되는 오일로 작동할 수 있다.

일실시예에서 다수의 액체 분사기들과 그에 일치되는 수의 보조 분사기들이 이중 연료 분사기구조로 결합되어 가스상태의 가스 혼합물과 액체 가스 모두를 분사할 수 있도록 된다. 상기 이중 연료 분사기는 액체 분사기와 보조 분사기에서 보다 실린더 커버에서의 공간을 덜 점유하여, 특히 오일분사용 분사기가 이미 제공된 실린더에서도 설치가 용이하다.

가스분사의 신뢰성은, 연합된 실린더로 가스상의 연료가 분사되지 않게 되더라도 보조 분사기를 간헐적으로 작동시키는 분사장치에 의해 개선될 수 있다. 예를들어 적어도 10분 마다 작동될 수 있으며, 작동시 노즐 홀들은 어떠한 침적물도 깨끗하게 제거된다. 가스 함유 혼합물을 작동시에 사용할 수 없으면, 압축공기 또는 불활성가스와 같은 이용가능한 가스를 대신에 사용할 수 있다. 송풍 세정 작동들 사이의 간격은 10분까지 필요없지만 엔진 싸이클마다 그리고 하루에 한번정도 송풍 세정 작동을 할 수도 있다. 그러한 송풍 세정 간격은, 가스가 분사되지 않을 때 연소된 연료를 고려하여 선택된다. 연료가 무거운 입자들과 검댕이(soot)를 발생하는 것일 때는 세정 작동의 간격이 짧게 선택된다.

장기간 동안 엔진에 가스상태와 액체가스가 일정비율로 제공되면, 엔진 실린더들의 일부에만 보조 분사기가 제공되는 반면 다른 나머지 실린더들에는 액체 분사기가 제공되는 점에서 분사장치의 단순화가 가능하며, 모든 실린더들 또한 선택적으로 파일럿 분사기를 구비하게 하거나 또는 연료 오일 분사기들을 구비하게 할수 있다. 엔진의 모든 실린더들 모두에 3가지의 다른 종류의 연료가 공급되지 않는다는 점에 단순화가 가능하다. 예를들어 휘발성 유기 화합물 조성은, 휘발성 유기 화합물의 칼로리에 있어서 10 - 15%정도만 메탄과 에탄으로부터 얻으며 엔진의 실린더들중 하나 또는 2개의 실린더에서 기상의 모든 가스를 연소시킬 수 있고 다른 실린더들로 기상의 연료공급용 분배 및 분사장치가 필요없다.

바람직하게는 엔진은 예를들어 원유탱크 또는 원유 운반선과 같이 원유 탱크들을 구비한 선박의 메인 엔진이며, 이들 탱크들로부터 증발되는 시간에 따라 변하는 증발량 또는 칼로리값과 점화특성을 가진 휘발성 유기 화합물은 메인 엔진의 연료소모량에서 상당한 비율이다. 연근해의 오일 채굴시설 또는 해안의 오일 터미널에서 원유를 선적할 때 그리고 정제하기 위하여 항해중에 또는 하역중에 매우 많은 량의 휘발성 유기 화합물이 대기로 방출된다. 선박의 메인 엔진의 연료로서 휘발성 유기 화합물을 사용함으로써 원유로부터 휘발성 화합물이 방출된 다음에 신속하고 적합하게 제거된다.

엔진은 현재의 실린더 압력의 모니터링에 근거하여 적어도 기상의 연료가스에 대한 분사압력을 제어하는 전자 제어유니트를 구비하고 있다. 실린더의 순차적인 압력 변화를 연속적으로 모니터링함으로써 실린더에서의 연소가 전자 제어유니트에 의해 분석되어, 연소시의 에너지 발생과 연소 속도등이 결정되며 이에 근거하여 전자 제어유니트는 후속적인 분사 순서에 이용하도록 연료 파라메타들을 결정할 수 있다. 원유탱크들로부터 수집된 기상의 가스 혼합물들이 엔진에 공급될 때, 가스는 일정치 않은 량의 불활성 가스를 포함할 수 있다. 연소되지 않는 불활성 가스는 연소가능한 휘발성의 유기 화합물의 연소에 영향을 주게 되어 불활성 가스의 량이 커지면 연소 속도가 보다 증가된다. 보다 균일한 연소를 얻기 위하여 제어 유니트는 불활성 가스의 함량이 높을 때 분사압력을 낮추도록 조절하는 것이 바람직하다. 이것은 또한 가스의 고압 압축을 위한 압축일을 감소시키는 잇점이 있다.

본 발명은 또한 상기한 형태의 내연기관의 연료 공급 방법에 관한 것으로, 원유탱크들로부터 증발된 휘발성의 유기 화합물을 일시적으로 저장 및 압축한 다음 엔진의 연료장치로 공급하여 이들 휘발성 유기 화합물이 가지는 점화특성, 칼로리값 또는 시간에 따라 변하는 증발량등에 관계없이 연료로서 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 방법은 휘발성 유기 화합물이 대기로 방출되는 것을 최소화함과 동시에 오일 보다 청정한 연료를 엔진에서 사용하게 하는 잇점과, 선박 소유자는 벙커 오일의 구매 대신에 폐기물을 연료로서 사용하는 경제적 잇점이 있다.

환경적인 측면에서 본 발명의 최적의 방법으로서, 증발된 압축 화합물은 엔진으로의 공급시 사실상 서로 분리되는 기상 및 액체 상태로 구성된다. 연료로서 액상과 기상의 것을 사용하여도 증발된 휘발성 유기 화합물의 거의 대부분은 연소될 수 있다. 엔진을 위하여 두가지의 상태는 궁극적으로 서로 분리되어 엔진에 공급되는데, 그것은 예를들어 가스상태로 분사 도중에 액체상태의 휘발성 유기 화합물 방울이 동일한 분사기로 유입되면 연소용으로 공급되는 연료의 칼로리가 부적당하게 크게 변화되기 때문이다.

기상과 액상의 분리를 방지하기 위하여, 엔진의 연료 및 분사 장치의 기상의 온도가 엔진의 연료장치에 공급되는 압력으로 압축된 다음 기상의 온도보다 높은것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 연료장치에서의 기상의 휘발성 유기 화합물의 온도는 엔진을 향할수록 상승되도록 제어되어 응축의 위험이 제거되게 한다. 이에 대한 변형예로서 엔진 연료장치로의 기상의 유기 화합물의 인입측에 기상으로부터 포화응축되게 냉동 트랩이 있다.

바람직하게는 액상과 기상의 휘발성 유기 화합물은 모두 실린더들 모두에 공급되며, 실린더들이 모두 일정하게 제어될 수 있는 것처럼 기상의 휘발성 유기 화합물용의 분사기도 모든 실린더들에서 작동가능하게 유지된다.

엔진은 휘발성 유기 화합물이 증발하는 원유탱크들을 구비한 선박의 메인 엔진일 때, 엔진에는 연료 오일을 점화목적에 필요한 정도로 또는 현재 엔진에 필요한 연료량이 엔진으로의 연료 가스의 공급량을 초과하기 때문에 요구되는 부족량 만큼 공급되는 것이 바람직하다. 이것은 벙커 연료오일을 절약하기에 최선이다. 엔진으로의 연료 가스의 공급제어는 현재의 휘발성 유기 화합물의 생산에 의해 또는 엔진의 연료 필요량에 의해 지시될 필요는 없지만, 환경적으로 유해한 물질의 방출을 피할 것이 요구되는 해안 지역에서 연료 가스를 가능한한 환경친화적으로 연소시키도록 전체적으로 잘 제어될 수 있다. 기상 및 액상의 연료가스의 공급은, 예를들어 기상의 연료가스는 저장할 필요없는 생성물과 함께 엔진에 공급되는 반면, 액체 연료가스는 선박에서 필요에 따라 사전에 저장되며 환경적인 잇점이 매우 클 때에 공급되도록 개별적으로 제어될 수 있다.

엔진은 시추정 또는 채굴 유정으로 부터의 탄화수소의 수집용 선박 또는 셔틀 탱커의 제너레이터 샤프트와 연결되며, 이 경우에 오일 선적시에 증발된 휘발성유기 화합물의 적어도 일부가 탱커 또는 선박의 동력장치에서 구동장치용 동력발생을 위한 제너레이터 샤프트를 구동하는 엔진에서 연소되는 것이 바람직하다. 대부분의 휘발성 유기 화합물은 원유의 선적시에 형성됨에 따라 선박의 동력발생에 사용되는 뱃머리의 스크류에 필요한 동력이 샤프트 제네레이터에 의해 확보될 수 있도록 그리고 선적중에 휘발성 유기 화합물에 의해 메인 엔진을 작동시킬 수 있는 규모의 제네레이터 샤프트를 엔진에 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 200바의 엔진 실린더들 속으로 연료분사에 적합한 고압으로 압축된 가스 연소용 디젤형 내연기관에 관한 것으로, 상기 엔진은 적어도 3바의 충전압력으로 과급되며 적어도 1:14의 체적압축비와 적어도 15의 평균유효압력을 가지며, 고압의 실린더 연소실들로 액체 연료를 분사하는 분사기를 구비한 분사장치를 포함한다.

그러한 엔진은 상기한 출원인의 책자 "대형 디젤엔진....."에 소개되어 있으며, 여기서 액체연료는 보조오일이며, 가스는 엔진에 공급되기 전에 약 250바의 공급압력으로 미리 압축된 기상의 천연가스이다. 이 압력에서 상기 가스는, 조절용 오일이 분사기를 개방한 다음 분사된다. 주로 사용되는 천연가스는 주로 메탄으로 이루어진다.

종래 기술에서 LPG가스가 연료로서 사용된 구형의 4행정 엔진이 설명되어 있으며, 상기 공보들에서 엔진의 흡기에 LPG가 증발되는 것을 참고하기 바란다. 이러한 구형엔진들은 상대적으로 소형의 고속엔진으로 최대 1:13의 압축비를 가지며, 적당히 높은 메탄가에 대한 요건은 엔진압축비, 실린더직경, 평균압력을 크게 증가시키며 저속을 필요로 하는 것으로 알려져 있다.

메탄가는 석유에 대한 옥탄가와 같이 가스의 점화특성을 나타내며, 메탄가 100의 가스는 순수한 메탄과 같이 자동점화되는 한편, 메탄가 0의 가스는 순수한 수소와 같이 자동점화된다. 점화특성은 연료의 칼로리값을 충분히 활용하는데 중요하다. 점화시 폭음이 나는 것은 바람직하지 않으며, 그것은 결과적으로 급격한 압력상승과 매우 높은 연소압력을 초래하게 때문이며 그로인하여 통상 연소실의 부품을 손상시켜 엔진을 완전히 파손시킬 위험이 있다.

그러므로 통상적으로 가스는 높은 메탄가를 갖는 것이 바람직하다. 보통의 일반적인 천연가스는 그 가스가 순수할 때 약 90의 메탄가를 가지며, 이산화탄소 또는 질소가 포함된 경우에 메탄가는 90-130 사이에서 변화되며, 즉 메탄가가 더 높게 될 수도 있으며 이것은 엔진에 긍정적인 변화로 받아들여진다. 보다 최근의 디젤엔진에서 적어도 16바의 높은 평균 유효압력과 결합하여 적어도 1:14의 높은 체적압축비는 완전부하시의 가스가 적어도 80의 메탄가를 갖는 기상의 천연가스에 필적되게 한다. 고압축비는, 압축행정의 말기에 연소실로 적당히 높은 압력으로 분사될 수 있도록 고압으로 압축되어야 하는 단점이 있으며, 이것은 가스압축기를 작동시키기 위해 엔진 구동력의 5% 정도의 현저한 에너지 소모를 필요로 한다.

가스의 고압 압축을 위한 에너지 소모를 감소시키기 위하여, 본 발명에 따른 엔진은 분사장치가 압축가스의 고압분사용 액체 분사기들을 포함한다.

가스가 프로판, 부탄 또는 C₅₊탄화수소를 포함하는 액체 가스를 분사하는 조건이다. 순수한 프로판은 메탄가 35를 가지며, 부탄은 상당히 낮은 메탄가를 가진다. 반대적으로 예상됨에도 불구하고, 고압으로 과급된 엔진에 제어하에 그러한 낮은 메탄가를 가진 액체 가스를 연소시킬 수 있으며, 이것은 가스의 연소가 어느정도 산소를 필요로 하기 때문일 것으로 생각된다. 연소실의 온도가 매우 높지만 분사된 가스는 분사 즉시 증발하여, 가스는 연소실에서 공기와 적당히 혼합될 때까지 연소될 수 없다. 따라서 연소를 위한 엄격한 고정은 혼합하는 것이며 지금까지 생각했던 메탄가 자체는 아니다.

액체가스는 매우 적은 에너지 소모하에 매우 큰 압력으로 압축될 수 있다. 압축은 분사기가 제어오일에 의해 제어되는 보통의 레일장치 형태로 분사가 독립적으로 일어나거나, 또는 압축이 디젤엔진용 연료 오일을 통상적으로 압축하던 것과 같은 방법으로 피스톤 펌프에 의해 수행될 수 있다. 즉, 분사가 되려고 할 때 펌프의 피스톤이 작용하여 액체 가스를 가압한다. 후자의 경우 가스 분사기는 액체가스의 압력증가에 의해 개방되며 그러한 이유로 제어 오일이 생략될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

디젤형의 고압가스 분사 및 과급 엔진은 중속형의 4행정 엔진이거나 또는 대형의 2행정 크로스헤드 엔진일 수 있으며, 현재 출원인의 상기와 같은 종류의 MC-GI형 엔진에서 예를들어 1:14, 1:15, 1:16, 1:17, 1:18 또는 그 이상의 체적 압축비로, 2.45-4.20 범위의 행정/보어 비로 75-250 rpm 범위의 속도에서 실린더당 250-5800kW 범위의 출력을 낸다. 체적압축비는 피스톤의 상사점과 하사점 사이의공간 체적에 관련한 고전적인 압축비를 의미한다.

도 1은 선적 작업중 선박의 원유탱크를 도시한다. 그 선택은 예를들어 원유운반선이나 셔틀탱커일 수도 있다. 원유는 탱크 연결구(2)를 통해 해변의 터미널 시설로부터 공급되거나, 또는 바다에 떠 있는 생산물 저장 하역선박이나 생산시설에서의 하역 부이(buoy)와 같은 연근해 시설로부터 공급된다. 선박은 또한 해저 유정으로 부터의 원유를 수용하는 생산물 저장 부상 하역선박일 수도 있다.

탱크에 원유(3)가 선적될 때, 탱크내의 불활성 가스와 원유로부터 증발된 휘발성 유기 화합물(4)들이 냉각장치(8)가 구비된 중간 파이프(7)를 통해 콘덴서(9)로 휘발성 유기 화합물을 송출하는 압축기(6)에 이어진 배출파이프(5)로부터 응축된 가스는 인출되어 파이프(10)를 통해 단열된 탱크(11)로 전달되며, 상기 탱크(11)에서 통상적으로 프로판과 높은 메탄가의 알칸계를 포함하는 액체 가스는 대기압하에서 -42℃ 정도의 온도로 임시적으로 저장될 수 있다. 액체가스를 연료로서 사용하고자 할 때, 액체가스는 흡입 파이프(12)를 통해 도 3에 도시된 압축기(13)로 송출된다. 상기 압축기(13)는 통상의 레일시스템에서의 400바의 공급압력으로 가스를 압축하며, 각 실린더에서 피스톤 펌프에 의해 분사압력으로 최종 압축될 때의 20바로 가스를 압축한다.

파이프(14)는 콘덴서(9)의 상부로부터 응축되지 않은 성분들과 메탄 및 에탄을 도 4에 도시된 다단계 압축기(15)로 송출하여 기상의 가스를 통상적으로 250바의 분사압력으로 압축하며, 상기 압축기로부터 통사의 레일시스템은 엔진의 각 실린더 가스를 분배한다.

선박의 선적작업중에 응축장치는 계속 작동하지만 그러나 그후의 항해중에는 탱크(1)에서의 압력측정에 기초하여 제어되는 응축장치의 간헐적인 작동으로도 충분하며, 따라서 응축장치는 예를들어 탱크(1)에서의 가스가 0.14바의 고압일 때 작동하기 시작하고 가스가 0.05바의 저압일 때 정지된다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 본 출원과 동시에 출원된, 스타토일, 덴 노르스케 스타트 올예셀스카브 에이, 에스의 노르웨이의 특허를 참조하기 바란다.

도 2는 오일의 분사용 파일럿 분사기(18)와, 액체가스의 분사용 액체 분사기(17)와 기상의 가스분사용 보조 분사기(16)를 각각 구비한 엔진 실린더용 분사장치의 실시예를 도시하고 있다. 위의 세가지 분사기들은 실린더 커버의 각 하우징들에 분리되어 장착될 수 있다. 또한, 소위 이중 분사기구조로 공통의 하우징에 2개의 분사기들을 일체화시킬 수도 있다. 파일럿 분사기는 이중 연료 분사기의 일부분으로 형성될 수 있지만, 위에서 언급한 세가지 모든 경우에서 보조 분사기(16)와 액체분사기(17)는 이중 연료 분사기로 일체화되는 것이 바람직하며, 이때 가스들이 같은 분사기 하우징으로 유입되어 가스 송급장치의 밀봉화가 용이해진다. 이중 연료 분사기드은 예를들어 본 출원인의 덴마크 특허 153240호와 155757호에 상세히 기재되어 있으며, 본 출원인의 공보 WO/24551에는 기상의 가스 분사기에 대한 설명이 상세히 되어 있다. 이러한 형태의 복수개의 분사기들은 무엇보다도 실린더에서 연료의 보다 나은 분배를 얻기 위하여 같은 실린더에 장착될 수 있다.

이하에서는 액체 또는 기상이든지 가스의 분사에 대하여 설명한다. 분사는 가스가 분무되거나 또는 송풍시키는 것을 의미하며 이러한 모든 작동은 연소실의현재 압력에 대하여 적당히 높은 압력에서 발생한다.

실린더가 점화 목적으로 연료 오일이 필요하거나, 또는 가스만으로는 연료 필요량을 충족할 수 없기 때문에 오일이 연료 오일 공급원(19)으로부터 파일럿 분사기(18)로 엔진 사이클에서 필요로 하는 시간에 간격을 두고 공급될 수 있으며, 이것은 다른 사양이다. 연료 오일원은 저압 송급 파이프로부터 펌프로 오일을 공급하는 연료펌프일 수 있다. 도시되는 않은 조정기는 예를들어 800바까지의 고압으로 펌프로부터 공급되는 오일량을 조정하도록 통상의 방법으로 펌프 피스톤을 회전시킬수 있다. 그 대신에 연로 공급원은 통상의 저압 송급 파이프로부터 오일을 공급하고 전자 제어 유니트로 부터의 신호를 세팅함으로써 시간설정으로 제어될 수 있으며 체적을 조정할 수 있는 전자식으로 작동되는 연료 펌프로 될 수 있다. 세 번째 가능성은 소위 레일 시스템으로서, 이경우 연료 공급원은 밸브(18)의 오일 유입구로 통하는 파이프(20)로 연통된 유출구와 드레인과 연결된 포트를 적어도 포함하는 전자식으로 작동되는 제어밸브의 유입구에 연결된 고압의 오일 저장탱크를 포함한다. 전자 제어 유니트로부터 수신된 제어신호에 기초하여 제어밸브는 파이프(20)를 오일 유입구 또는 드레인포트중 어느 하나에 연결할 수 있다.

연료 오일공급원(19)은 연소시간에 대하여 요구되는 엔진 사이클의 정확한 시간에 파이프(20)로 고압의 오일 공급을 개시할 때, 압력은 오일 밸브(18)의 개방압력 이상으로 급히 상승되어 오일이 분사된다.

액체 연료가스는 연료 오일 공급원(19)과 같은 방식으로 형성될 수 있는 연료 가스 공급원(25)으로부터 공급된다. 구조성 단순화를 위해 통상의 레일형의 실시예가 설명된다. 본 발명에 따라 연료 가스 공급원(25)은 탱크(11)로부터 저압 공급과 압축기(13)에서 고압 압축을 포함하며, 상기 가스 공급원으로부터의 파이프 장치(26)는 엔진에 평행하게 설치된 액체 부사기(17)들과 연결된다. 전자 제어 유니트로부터 수신된 제어신호들에 응답하여, 제어밸브(27)는 분사기(17)의 연료 유입구를 드레인 또는 고압 가스 파이프(26)와 연결한다. 제어밸브(27)가 연소 타이밍에 맞춰 요구되는 엔진 사이클의 정확한 신간에 액체 가스의 공급을 위하여 개방되면, 액체 분사기(17)는 분사를 위해 개방되며 연소실로 가스를 분사한다.

분사기(16)에 의한 기상의 가스의 분사는, 액체 연료가 연소 개시를 위한 동일한 연소순서를 위해 분사된다. 이러한 액체 연료는 분사기(18)로 부터의 연료 오일이거나 또는 분사기(17)로 부터의 연료 가스이다. 아래 실시예에서 연소는 파일럿 오일로 분사되지만 액체 분사기(17)는 요구되는 안전장치에서 파일럿 분사기(18)를 대신할 수 있다.

파일럿 분사기(18)가 개방될 때, 그 순간의 오일 압력은 안전수단(21)을 작동시켜 보조 분사기(16)의 제어 오일 압력을 이용할수 있다. 안전수단(21)은 예를들어 오일압력이 피스톤의 개방압력을 초과함으로써 드레인 포트를 밀폐하도록 있는 피스톤을 이동시킬 때까지 제어 오일 파이프(22)의 드레인 포트가 개방된 채로 유지시키는 공지의 기계적인 형태일 수 있다. 파이프(33)를 통하여 드레인 포트는 제어 오일용 저장탱크(24)와 연결된다. 그대신에 안전수단은 전자식으로 될 수 있으며, 연료 오일 또는 액체 연료 가스가 분사되는지를 전자 제어 유니트에서 결정하며 이 정보를 보조 분사기(16)의 작동 조건으로서 이용한다. 이 경우에 제어 유니트는 파이프(20)의 압력센서에 의해 또는 실제 밸브 개방을 탐지하도록 밸브(18)의 위치센서에 의해 분사를 탐지할 수 있다.

도시된 실시예에서, 보조 분사기(16)는 파이프(22)에 가스밸브의 연결부에서의 제어 오일 압력을 이용하여 개방위치로 작동될 수 있다. 분사기는 또한 고압 가스 저장탱크로 통한 연결구(29)와 오일 시일을 위한 연결구(28)를 구비한다. 시일하는 오일압력은 연결구(29)의 가스압력 보다 큰 40바로 될 수 있다. 그 대신에 분사기(16)는 제어 오일 압력에 의해 폐쇄된 채로 유지될 수 있으며 그 오일 압력을 제거함으로써 개방될 수 있고, 따라서 오일 시일링의 필요를 제거한다. 이것은 WO/24551에 상세히 기재되어 있다.

전자식으로 작동되는 제어밸브(30)는, 저장탱크(24)로부터 펌프(32)에 의해고압오일이 공급되는 파이프(33)를 통해 송급되는 파이프(31)와 연결된 유입구를 포함한다. 제어밸브(30)는 또한 적어도 2개의 포트, 예를들어 저장탱크(24)와 연통된 드레인 포트와 파이프(22)로의 배출구를 포함한다. 전자 제어 유니트(34)로부터 수신된 제어신호에 기초하여 제어밸브는 상기 오일 압력 파이프(31) 또는 드레인 포트중 어느 하나와 파이프(22)를 연결할 수 있다. 제어밸브는 예를들어 마그네틱 밸브로 될 수 있으며, 전자식으로 제어되는 유압밸브 또는 극히 짧은 스위칭 타임을 갖는 소위 마그네틱 록킹수단을 구비한 마그네틱 밸브로 될 수도 있다.

전자 제어 유니트(34)에는 공지의 방법으로 엔진 크랭크축의 현재 각도 위치에 대한 정보가 공급되어 해당 연소를 위한 최선의 연료들 조성물을 분사하도록 3개의 분사기(16-18)를 제어한다.

본 발명에 따라 추진기관을 구비한 원유 운반선의 가스장치의 한 예를 도 3과 도 4를 참고하여 상세히 설명하기로 한다. 상기 도 3은 액체가스용 장치를 도시하고 있으며, 도 4는 기상의 가스용 장치를 도시하고 있다. 도면은 2개의 실린더(35)들만을 도시하고 있지만, 물론 더 이상의 실린더를 가진다. 밸브(36,36')들은 필요에 따라 드레인 파이프(37)를 통해 실린더의 가스장치에서 가스를 비울 수 있다. 배기 밸브(38)는 엔진이 일정기간동안 액체 가스로 구동되지 않을 때 분기 파이프(26)를 비울 수 있다. 전체 송급 파이프(26)는 메인 밸브(39)를 밀폐시키고 드레인 밸브들과 불활성 가스 저장탱크(41)와 연결된 송급 밸브(40)를 개방시킴으로써 액체가스를 비울 수 있다. 완전히 일치하는 방법으로 도 4의 배기 밸브(38')는 분사용 기상의 가스를 수용하는 고압 가스 저장탱크(42)를 비울 수 있으며, 차단밸브(43)는, 분사시 압력강하가 너무 커서 보조 분사기가 분사를 종결한 뒤에도 완전하게 폐쇄되지 않는다고 추정될 때 가스공급을 차단할 수 있다. 파이프(29)는 메인 밸브(44)의 폐쇄와 드레인 파이프(46)의 차단밸브(45)의 개방과 동시에 불활성가스 탱크(41)로의 밸브(40')의 개방에 의해 불활성가스로 청소될 수 있다.

엔진룸의 가스 송급수단들은 화살표(48)로 표시된 바와같이 드레인 파이프(37)의 배출구에서 배기되는 공기가 공급되는 보호관(47)에 의해 밀봉되며, 이를 위하여 적어도 하나의 송풍기(49)가 엔진룸으로의 송급 파이프의 통로에서 보호관으로부터 공기를 배출한다. 가스 누출을 감시하도록 가스 탐지기(50)가 장치의 적당한 위치에 설치된다.

액체가스는 엔진룸으로 유입되기전에 유니트(51)에서 예를들어 45℃로 가열되어 보호관(47)속의 결로현상을 방지한다.

파이프(14)로 공급되는 기상의 가스는 부호 15로 대체로 표시된 압축기에서 압축되며, 저압 압축기(15a)에서는 가스를 25바로 압축하고 고압 압축기(15b)에서는 가스를 250바로 엔진룸으로 연통된 파이프(29)로 가압 송출한다. 상기 압축기를 구동하는 구동모터들은 기밀상태로 밀페실에 장착되며 압축기실과 밀폐실은 각각 송풍기들에 의해 배기된다.

고압 압축기(15b)로 부터의 출력 압력은 압축되는 기상의 혼합물의 조성에 따라 변할 수 있다. 그 압력은 불활성 가스 함량이 크면 175바와 같이 낮아지고 가스 혼합물이 주로 연소가능한 가스로 되어 있을 때는 보다 높아질 수 있다. 분사기간과 비교하여 가스혼합물의 불활성 가스 함량의 측정치를 제공하는 연소시의 에너지 발생에 관한 연산과 연소 과정으로부터 압력 측정치에 기초하여 엔진의 전자 제어 유니트로 상기 압력을 제어할 수 있다. 게다가 피드백 제어로 연소에 대한 데이터는 후속적인 엔진 작동을 위하여 고압 압축기의 출력 압력의 조정을 위하여 정기적으로 이용될 수 있다. 흔히 원유 탱크들을 구비한 선박은 고정된 목적지들 사이를 항해하며 원유 탱크들에 균질한 원유를 적재한다. 이것은 가스 혼합물의 불활성 가스 함량이 탱크 적재중 및 후에 얼마나 변화하는지를 한번의 적재에서 측정할 수 있게 한다. 이러한 데이터들은, 송급제어에서 압축기의 출력 압력의 조정을 위하여 경험적인 기초로서 후속적인 적재에서 사용될 수 있다.

엔진이 고압축 디젤기관일 때, 액체 가스도 LPG 또는, 휘발성 유기 화합물의농축에 의해 생성되는 액체 가스보다 더욱 안정된 조성물로 정제, 분류되거나 기타 다른 전처리될 수 있는 LPG 혼합물의 형태로 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 고압 디젤기관은 예를들어 700rpm의 최대속도를 갖는 4행정 엔진일 수 있다. 바람직하게는 상기 기관은 250rpm의 최대속도와 적어도 200 mm, 바람직하게는 250 mm의 실린더 보어를 갖는 2행정 크로스헤드 엔진이다. 그 엔진은 적어도 16바의 평균압력을 가지며 전부하에서 3바로 과급될 수 있다. 상기 평균압력은 또한 17 또는 18바와 같이 더 높게 될 수도 있다. 연료로서 상기 엔진에는 최대 15로 가능한한 낮은 메탄가를 가진 압축된 액체 가스가 공급될 수 있지만, 물론 보다 높은 메탄가의 연료를 사용할 수 있다.

액체 가스와 연료 오일를 개별적으로 또는 함께 사용하는 이중 연료장치로 고압축 엔진을 작동하는 것이 바람직하다. 상기 연료 오일은 점화용 파일럿 연료로서 임의로 사용할 수 있다.

액체 가스는 연소실의 압력보다 더 높은 압력으로 분사된다. 분사압력은 보통 200-1200바, 통상적으로는 350-900바의 범위이다. 분사시에 연료는 바로 증발한 물입자의 구름처럼 분무되며, 그때 연소실에서 다른 가스와 혼합된다. 액체 가스의 분사는 압축행정 말기에서, 예를들어 TDC전 6°CA로부터 피스톤의 상사점에 이르기직전에 시작하는 한번 또는 그 이상의 기간동안 수행될 수 있지만, 팽창행정중에 수행될 수도 있다. 가스는 산소함유 공기와 적당히 혼합될 때 연소될 수 있다.

액체 가스의 분사용 각 액체 분사기(17)는, 고정된 동력 발생기이면 영구 메인 라인으로 될 수 있는 적당한 외부의 가스원으로부터 공급되는 가스 공급파이프(26)와 연결된다. 파이프(26)는 액체 가스를 액체 분사기로 송급하며 보호관(47)으로 밀봉되어 있다. 송풍기(49)는 상기 파이프의 외측면과 보호관의 내측면 사이의 공간에서 공기흐름을 유지시킨다. 바람직하게는 배기하는 공기는 자유로이 이용가능한 폐열로 파이프와 보호관 사이를 지나기전에 예열된다. 이것은 예를들어 엔진의 냉각수로 열교환기에서 공기를 가열함으로써 수행될 수 있다. 뜨거운 공기가 유입 가스와 반대방향으로 보호관에 공급될 수 있다. 이것은 예를들어 공기 인입구를 엔진 가까이에 배치함으로써 수행될 수 있지만 2개의 송풍기들을 필요로 한다. 가열의 결과 대기로의 가스의 누설, 완전히 또는 부분적인 배기의 경우 파이프들에서의 결로 현상을 방지된다. 그와 같은 배기시에, 압력은 먼저 대기압으로 경감된다. 그런 다음 액체 가스는 냉각되는 파이프들 내부에서 부글부글 끓음으로써 증발된다. 송풍기에 의해 송풍되는 뜨거운 공기는 가스 송급장치의 냉각작용에 반대로 작용한다. 가스 송급 파이프들은 또한, 적당한 고압으로 가스 송급 파이프들로 송급되는 예를들어 불활성 가스와 같은 가스 또는 연료 오일과 같은 유체에 의해 이동되어짐으로써 파이프들에서 상당량의 가스가 끓지 않고 제어하에 가스를 송급한다.

엔진이 선박 엔진일 때, 액체 가스는 가압되거나 냉각된 탱크에 저장될 수 있다.

본 발명에 따른 디젤형 내연기관을 사용하면 오일 대신에 가스의 연소를 통하여 연소시에 형성되는 유해한 화합물의 생성을 감소시킴으로써 얻어질 수 있는것보다 환경오염물질의 방출을 상당히 감소시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (21)

1. (정정) 60바 이상의 고압으로 압축되어 엔진에 공급되는 가스를 연소하는 디젤형 내연기관 엔진으로서, 상기 엔진은 고압으로 실린더(35)의 연소실로 액체 연료를 분사하는 분사기를 구비한 분사장치를 포함하는 디젤형 내연기관 엔진에 있어서,

   상기 분사장치는 원유탱크(1)로부터 증발된 휘발성 유기 화합물로부터 생성된 압축 액체 가스의 고압 분사용 액체 분사기(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
2. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 분사장치는 폭발방지 가스로서 원유에 충전되는 불활성가스와 함께 원유탱크로부터 증발되는 가스를 포함하는 기상의 혼합물을 고압 분사하기 위한 보조 분사기(16)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
3. (2회정정) 제 2항에 있어서, 상기 분사장치는 분사시에 연소를 개시하는 점화가능한 파일럿 연료 분사용 파일럿 분사기(18)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
4. (2회정정) 2항에 있어서, 상기 복수개의 액체 분사기(17)와 보조 분사기(16)들은 액체 가스와 기상의 가스 함유 혼합물들을 모두 분사할 수 있는 동일한 개수로 된 이중 연료 분사기들로 결합된 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
5. (2회정정) 2항에 있어서, 상기 분사장치는 기상의 연료가 실린더(35)속으로 분사되지 않을 때도 보조 분사기(16)를 간헐적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
6. (2회정정) 제 2항에 있어서, 상기 엔진 실린더(35)들의 일부에는 보조 분사기(16)들이 제공되는 한편, 다른 실린더(35)들에는 액체 분사기(17)들이 제공되고 모든 실린더들은 파일럿 및 연료 오일 분사기(18)들을 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
7. (정정) 전기한 항들중 어느 한항에 있어서, 상기 엔진은 셔틀 탱커 또는 원유 운반선과 같은 원유 탱크(1)들을 구비한 선박의 메인 엔진이며, 이들 탱크들로부터 증발되는 시간에 대하여 변화하는 휘발성 유기 화합물의 점화특성, 칼로리값 및 증발된 량은 메인 엔진의 연료 소모량에 포함되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
8. (정정) 제 7항에 있어서, 엔진은 전자 제어 유니트(34)를 구비하며, 상기 전자 제어 유니트는 현재의 실린더 압력에 대한 모니터링에 기초하여 기상의 연료 가스에 대한 분사압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
9. (정정) 60바 이상의 고압으로 압축되어 엔진에 공급되는 가스가 공급되는 디젤형 내연기관 엔진의 연료공급방법으로서, 상기 엔진은 고압으로 실린더(35)의 연소실로 액체 연료를 분사하는 분사기를 구비한 분사장치를 포함하는 디젤형 내연기관 엔진의 연료 공급방법에 있어서,

   선택적으로 임시 저장 및 압축한 다음 원유탱크(1)들로부터 증발된 휘발성 유기 화합물들은, 이들 유기화합물들이 갖는 점화특성, 칼로리값 및 시간경과에 대하여 변화하는 증발량에 무관하게 엔진의 연료장치로 공급되고 엔진에서 연료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료 공급방법.
10. (정정) 제 9항에 있어서, 증발되고 압축된 화합물은 기상과 액상으로 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료 공급방법.
11. (정정) 제 10항에 있어서, 상기 기상의 분사압력은 기상의 불활성 가스 함량이 증가할 때 분사압력이 낮아지도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료공급방법.
12. (2회정정) 제 10항에 있어서, 엔진의 연료 및 분사장치의 기상의 온도가 엔진의 연료장치에 공급되는 압력으로 압축된 다음 기상의 온도보다 더 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료공급방법.
13. (정정) 제 12항에 있어서, 연료장치의 기상의 온도가 엔진을 향해 상승하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료공급방법.
14. (정정) 제 10항 내지 13항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 액상 및 기상의 연료들은 엔진의 모든 실린더들(35)로 공급되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료공급방법.
15. (2회정정) 제 10항 내지 13항중 어느 한항에 있어서, 상기 액상의 연료는 엔진 실린더(35)들의 일부에 공급되는 한편 기상의 연료는 다른 나머지 엔진 실린더(35)들로 공급되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료공급방법.
16. (2회정정) 제 9항 내지 13항중 어느 한항에 있어서, 엔진은 원유 탱크(1)들을 구비한 선박의 메인 엔진이며, 상기 탱크들로부터 휘발성 유기 화합물이 증발되고, 엔진의 현재 연료 필요량이 엔진으로 연료가스를 공급하는 양을 초과하기 때문에 필요한 또는 점화목적으로 필요한 범위까지 연료를 엔진에 공급하는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진의 연료공급방법.
17. (2회정정) 제 9항 내지 13항중 어느 한항에 있어서, 엔진은 유정으로부터 탄화수소의 수집을 위한 용기에 또는 셔틀 탱크에서 샤프트 제너레이터와 연결되고, 오일 적재시에 증발된 휘발성 유기 화합물은 탱크 또는 용기의 동력발생장치의 유니트 구동용으로 동력발생을 위하여 샤프트 제너레이터를 구동하는 엔진에서 연소되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료공급방법.
18. (정정) 엔진 실린더에 분사하기 이하여 200바 이상의 압력으로 압축된 가스를 연소하기 위한 디젤형 내연기관 엔진으로서, 상기 엔진은 3바 이상의 충전압력으로 과급되며 1:14 이상의 체적 압축비와 15바 이상의 평균유효압력을 가지며, 고압으로 실린더(35)의 연소실로 액체 연료를 분사하는 분사기를 구비한 분사장치를 가지는 디젤형 내연기관 엔진에 있어서,

    상기 분사장치는 압축된 액체가스를 고압 분사하기 위한 액체 분사기(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
19. (정정) 제 18항에 있어서, 상기 엔진은 700rpm의 최대속도와 200 mm 이상의 실린더 보어를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
20. (2회정정) 제 18항에 있어서, 상기 압축된 액체 가스는 최대 15의 메탄가를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
21. (정정) 제 18항 내지 20항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 가스 분사하기 위한 각각의 액체 분사기는 외부의 가스공급원으로부터 액체 분사기로 액체 가스를 송급하는 가스 공급 파이프와 연결되고, 상기 가스 공급 파이프는 보호관으로 밀봉되며, 송풍기가 상기 파이프의 외측면과 보호관의 내측면 사이 공간에 공기흐름을 유지하며, 송풍기에 의해 송풍되는 공기는 예열되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.