KR100845686B1 - Large two stroke dual fuel diesel engine - Google Patents

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KR100845686B1
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닐스 라스무센 위드펠트
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맨 디젤 에이/에스
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Abstract

A high-pressure fuel gas valve for a large two-stroke diesel engine is provided to allow the engine to maintain high pressure in a fuel gas injection system, when the large two-stroke diesel engine having the high-pressure fuel gas injection system and a high-pressure fuel oil injection system is not operated with fuel gas. A high-pressure fuel gas valve for a large two-stroke diesel engine includes a high-pressure sealing oil system(100) and an oil control system. The high-pressure sealing oil system functions to prevent the leakage of fuel gas from the high-pressure fuel gas valve. The oil control system opens a gas spindle so that high-pressure fuel gas flows to a fuel gas nozzle. Fuel gas pressure and an elastic member force the gas spindle to be closed.

Description

대형 2행정 디젤 엔진의 고압 연료 가스 밸브{LARGE TWO STROKE DUAL FUEL DIESEL ENGINE}LARGE TWO STROKE DUAL FUEL DIESEL ENGINE}

본 발명은 연소실(들) 내부로 연료를 고압으로 직접 분사하는 가스 연료 및 이중 연료(가스뿐만 아니라 오일) 2행정 디젤 엔진의 고압 연료 가스 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to high pressure fuel gas valves for gaseous fuel and dual fuel (oil as well as gas) two-stroke diesel engines that directly inject fuel at high pressure into the combustion chamber (s).

대형 2행정 디젤 엔진들은 일반적인 연료유(fuel oil)를 이용하는 것과 마찬가지로 가스를 이용하여 동일한 고효율로 동작할 수 있다. Large two-stroke diesel engines can operate at the same high efficiency using gas as they would with conventional fuel oil.

가스 연료 엔진들은 천연 가스를 쉽게 이용할 수 있으며 아마 천연 가스를 처분하기가 매우 어려워 저 비용으로 얻을 수 있는 지역 또는 이산화황(SO2) 배출 가스의 저감 및 산화질소(NOX) 배출 가스의 감소를 위한 배출 가스 후처리 공정(after-treatment)의 높은 가능성으로 인하여 환경적인 고려로 가스 연료의 사용을 찬성하는 지역들에서 전기를 생성하는데 특히 적합하다. 그러한 플랜트들을 위하여, 가스는 일반적으로 엔진이 시동될 때는 언제나 사용 가능하다. 이중 연료 엔진들은 특히 천연 가스 운반선들의 추진 장치 분야에서 이용된다. 이들 엔진들은 오일 연료에 대하여 전 부하(full load) 운전을 할 수 있다. 이것은, 예를 들어 만일 탱크들 내에서 가스의 자연 증발(natural boil-off)이 엔진으로 연료를 공급하기에 충분하지 않는 경우에 유리할 수 있기 때문이다.Gas fuel engines can easily access to the natural gas probably local or sulfur dioxide that can be achieved with a very difficult low-cost disposal of natural gas (SO 2) reduction and nitrogen oxide emissions (NO X) for the reduction of emissions The high potential of the off-gas after-treatment makes it particularly suitable for generating electricity in areas that favor the use of gaseous fuels due to environmental considerations. For such plants, gas is generally available whenever the engine is started. Dual fuel engines are particularly used in the field of propulsion of natural gas carriers. These engines are capable of full load operation on oil fuel. This may be advantageous, for example, if the natural boil-off of the gas in the tanks is not sufficient to fuel the engine.

가스 형태의 연료들, 예를 들어 천연 가스는 엔진의 최대 연소 압력보다 다소 높아야만 하는 압력에서 터보차져가 장착된(turbocharged) 2행정 디젤 엔진들의 연소실(combustion chamber) 내부로 분사될 수 있다. 점화(ignition) 이후, 가스는 연소를 위한 매우 적절한 연료로서의 역할을 한다. 점화는 소정 량의 액체 연료유의 분사에 의해 얻어지는데, 상기 액체 연료유는 압축 행정(compression stroke) 말기에서 디젤 엔진 연소실의 압력 및 온도 조건 하에서 천연 가스보다 훨씬 더 나은 자기 발화(self-ignite) 능력을 갖는다.Gaseous fuels, for example natural gas, can be injected into the combustion chamber of turbocharged two-stroke diesel engines at a pressure that must be somewhat higher than the maximum combustion pressure of the engine. After ignition, the gas serves as a very suitable fuel for combustion. Ignition is obtained by the injection of a predetermined amount of liquid fuel oil, which has a much better self-ignite capability than natural gas at the end of the compression stroke under pressure and temperature conditions in the diesel combustion chamber. Has

가스 연료 및 이중 연료 대형 2행정 디젤 엔진들(후자는 아직까지는 존재하지 않는다) 둘 다는 고압 가스 분사를 위한 시스템뿐만 아니라 점화를 위한 연료유 분사 시스템을 요구한다. 가스 연료 및 이중 연료 대형 2행정 디젤 엔진들 사이의 차이점 중 먼저 하나는 가스 연료 엔진이 단지 점화용 파일럿 오일(pilot oil)의 분사를 위한 용량(capacity)을 가지는 연료유 시스템을 구비하는 것이며, 반면에 이중 연료 엔진은 어떠한 가스 분사 없이 전 부하 운전을 위하여 연료유를 분사할 수 있는 연료유 시스템을 구비하는 것이다.Both gaseous fuel and dual fuel large two-stroke diesel engines (the latter do not yet exist) require a fuel oil injection system for ignition as well as a system for high pressure gas injection. One of the differences between gaseous fuel and dual fuel large two-stroke diesel engines is that the gaseous fuel engine has a fuel oil system that only has the capacity for the injection of pilot oil for ignition, The dual fuel engine is provided with a fuel oil system capable of injecting fuel oil for full load operation without any gas injection.

가스 연료 및 이중 연료 엔진들의 공통적인 특징은 얼마간의 시간 주기 동안 가스 분사 없이 동작될 수 있다는 것이다. 이 시간 주기 동안, 가압된 가스의 공급은 중단된다. 지금까지의 관행은 고압 가스의 공급이 요구되지 않을 때는, 가스 시 스템을 저압에서 불활성 가스(N2를 선택하는 것이 바람직하다)로 정화하는 것이었다. 이것은 공기 및 가스의 폭발적인 혼합물의 축적 위험을 감소하기 위하여 행하여진다.A common feature of gaseous fuel and dual fuel engines is that they can be operated without gas injection for some period of time. During this time period, the supply of pressurized gas is stopped. Conventional practice has been to purify the gas system with inert gas (preferably N 2 ) at low pressure, when no supply of high pressure gas is required. This is done to reduce the risk of accumulation of an explosive mixture of air and gas.

두 가지의 단점들은 정화 순서와 관련된다.Two disadvantages relate to the purification sequence.

1) 만일 가스 연료 분사 밸브들이 연소실 쪽으로 샌다면, 연소 가스들이 들어가서 가스 시스템을 오염시킬 것이다.1) If gas fuel injection valves leak to the combustion chamber, combustion gases will enter and contaminate the gas system.

2) 상기 시스템이 저압 불활성 가스로 채워져 있다면 누출 감지는 사실상 불가능하다.2) Leak detection is virtually impossible if the system is filled with low pressure inert gas.

이러한 배경 위에서, 본 발명의 목적은 위에서 설명된 문제들을 극복하거나 적어도 감소시키는 대형 2행정 디젤 엔진의 고압 연료 가스 밸브를 제공함에 있고,연료 가스 밸브가 배치된 대형 2행정 디젤 엔진의 비 연료가스 동작 동안 배기 가스 유입에 대한 위험이 감소된 대형 2행정 디젤 엔진용 고압 연료 가스 밸브를 제공하는 데 있다. Against this background, the object of the present invention is to overcome the problems described above For providing a high pressure fuel gas valve of a large two-stroke diesel engine with at least a reduction, for large two-stroke diesel engines with reduced risk of intake of exhaust gases during non-fuel gas operation of large two-stroke diesel engines with fuel gas valves disposed therein It is to provide a high pressure fuel gas valve.

본 발명의 다른 목적은 고압 연료 가스 분사 시스템 및 고압 연료유 분사 시스템을 구비하는 대형 터보차져 2행정 디젤 엔진이 연료 가스로 동작되지 않을 때, 상기 엔진이 상기 연료 가스 분사 시스템에서 고압을 유지하도록 구성하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-pressure fuel gas injection system and a large turbocharged two-stroke diesel engine with a high pressure fuel oil injection system configured to maintain high pressure in the fuel gas injection system when the diesel engine is not operated with fuel gas. It is.

본 발명의 다른 목적은 고압 연료 가스 분사 시스템 및 고압 연료유 분사 시 스템을 구비하는 대형 2행정 디젤 엔진을 동작하기 위한 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for operating a large two-stroke diesel engine having a high pressure fuel gas injection system and a high pressure fuel oil injection system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대형 2행정 디젤 엔진을 위한 고압 연료 가스 밸브로서,The present invention for achieving the above object is a high-pressure fuel gas valve for a large two-stroke diesel engine,

상기 고압 연료 가스 밸브로부터 연료 가스의 누출을 방지하기 위한 고압 씰링 오일 시스템, 및A high pressure sealing oil system for preventing leakage of fuel gas from the high pressure fuel gas valve, and

가스 스핀들을 개방하여 고압 연료 가스로 하여금 연료 가스 노즐로 유동하도록 하기 위한 제어 오일 시스템을 포함하며,A control oil system for opening the gas spindle to allow high pressure fuel gas to flow into the fuel gas nozzle,

상기 가스 스핀들은 연료 가스 압력 및 탄성 부재에 의해 닫힌 상태가 되도록 힘을 받는 것을 특징으로 한다.The gas spindle is characterized by being forced to be closed by the fuel gas pressure and the elastic member.

또한 본 발명은, 가스 스핀들은 상기 연료 가스 압력에 의해 야기된 힘 및 상기 탄성 부재에 의해 야기된 힘에 대항하여 제어 오일 압력에 의해 야기된 힘에 의해 열린 상태가 되도록 힘을 받는 대형 2행정 디젤 엔진의 고압 연료 가스 밸브를 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a large two-stroke diesel in which the gas spindle is forced to be opened by the force caused by the control oil pressure against the force caused by the fuel gas pressure and the force caused by the elastic member. It features a high pressure fuel gas valve of the engine.

상기 가스 압력은 비 연료 가스 동작 동안 유지될 것이며, 상기 가스의 압력은 일반적으로 연소 압력보다 높기 때문에, 상기 연료 가스 밸브 내부로 연소 가스 누출되는 위험이 최소화된다.The gas pressure will be maintained during non-fuel gas operation, and since the pressure of the gas is generally higher than the combustion pressure, the risk of combustion gas leakage into the fuel gas valve is minimized.

상기 가스 스핀들은 상기 연료 가스 압력에 의해 야기된 힘 및 상기 탄성 부재에 의해 야기된 힘에 대항하여 제어 오일 압력에 의해 야기된 힘에 의해 열린 위치가 되도록 압력을 받을 수 있다.The gas spindle may be pressurized to be in an open position by a force caused by a control oil pressure against a force caused by the fuel gas pressure and a force caused by the elastic member.

본 발명에 따른 대형 2행정 디젤 엔진은 가스 시스템을 일반적인 운전 압력(연소실 최대 압력보다 높다)까지 가압함으로써, 또한 엔진이 연료유만으로 작동될 때, 가스 시스템으로의 연소 가스 유입은 제거된다.The large two-stroke diesel engine according to the present invention pressurizes the gas system up to the normal operating pressure (higher than the combustion chamber maximum pressure), so that when the engine is operated only with fuel oil, the inlet of combustion gases into the gas system is eliminated.

더욱이, 분사들이 일어나지 않을 때는 언제나 밸브가 단단히 닫혀진 상태를 유지하는데 있어서 밸브 스핀들의 영역에 대하여 작용하는 가스압이 기계적인 스프링 또는 다른 장치를 돕도록 배열될 수 있다는 점에서, 영구적인 가압은 가스 연료 밸브의 설계에 이용될 수도 있다. 이러한 방법에서, 밸브의 치수들은 감소될 수도 있다.Moreover, permanent pressurization is a gas fuel valve in that gas pressure acting on the region of the valve spindle can be arranged to assist a mechanical spring or other device in keeping the valve tightly closed at all times when no injections occur. It may be used in the design of. In this way, the dimensions of the valve may be reduced.

엔진이 동작할 때는 언제나 엔진은 연료 가스 분사 시스템 내에서 고압을 유지하도록 구성될 수 있다.The engine may be configured to maintain high pressure in the fuel gas injection system whenever the engine is operating.

엔진이 연료 가스로 동작되지 않을 때, 연료 가스 분사 시스템은 불활성 가스들의 혼합물 또는 비가연성 가스들의 혼합물 또는 불활성 가스들과 비가연성 가스들로 채워질 수 있다.When the engine is not operated with fuel gas, the fuel gas injection system may be filled with a mixture of inert gases or a mixture of non-combustible gases or with inert gases and non-combustible gases.

연소 가스 대신에 실질적으로 비 가연성인 가스 또는 가스 혼합물로 가스 시스템을 가압함으로써, 상기 가스 시스템은 화염이나 폭발로부터 완전히 안전하게 될 것이다.By pressurizing the gas system with a substantially inflammable gas or gas mixture instead of the combustion gas, the gas system will be completely safe from flames or explosions.

실질적으로 비 가연성인 가스는 질소 가스일 수 있으며, 실질적으로 비 가연성인 가스 혼합물은 질소 가스를 함유할 수 있다. 그러나, 대기의 약 80%가 질소이기 때문에, 대기 중으로의 질소 누출은 검출하기가 매우 어렵다.The substantially non-flammable gas may be nitrogen gas, and the substantially non-flammable gas mixture may contain nitrogen gas. However, since about 80% of the atmosphere is nitrogen, leaks of nitrogen into the atmosphere are very difficult to detect.

실질적으로 불활성인 또는 비 가연성인 가스 또는 불활성 가스들과 비가연성 가스들의 혼합물은 누출 감지에 적합한 가스를 함유할 수 있다. 누출 감지를 위하여 적합한 이러한 가스 또는 추적 가스는 질소 가스와 혼합될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 상기 추적 가스가 대기의 대응하는 성질과 상당히 다른 일부 성질을 가지는 것은 중요하다.The substantially inert or non-combustible gas or mixture of inert gases and non-combustible gases may contain a gas suitable for leak detection. Such gas or tracer gas suitable for leak detection can be mixed with nitrogen gas. For this purpose, it is important that the tracer gas has some properties that are significantly different from the corresponding properties of the atmosphere.

헬륨(Helium)은 추적 가스로서 사용될 수 있다. 헬륨은 질소와는 다른 열 전도성(thermal conductivity)을 가지며, 따라서 쉽게 감지될 수 있다. 그러나, 헬륨 대신에 적은 양의 가연성 연료 가스가 사용될 수 있다. 메탄(CH4)은 천연 가스의 주된 구성 요소다. 대기 중에서 5% 미만의 농도인 경우에, 메탄은 인화성이 아니다. 만일 5 중량 퍼센트 메탄이 95 중량 퍼센트 질소(N2)와 혼합되면, 대기중으로 상기 혼합물의 누출은 인화성 혼합물이 되지 않을 것이며, 따라서 안전할 것이다. 더욱이, 이와 같은 누출은 50ppm 정도로 낮은 메탄 함량을 감지하는 일반적인 탄화 수소(HC) 센서들로 쉽게 감지될 수 있다.Helium may be used as the tracer gas. Helium has a different thermal conductivity than nitrogen, and thus can be easily detected. However, a small amount of flammable fuel gas may be used instead of helium. Methane (CH 4 ) is the main component of natural gas. At concentrations below 5% in the atmosphere, methane is not flammable. If 5 weight percent methane is mixed with 95 weight percent nitrogen (N2), leakage of the mixture into the atmosphere will not be a flammable mixture and therefore will be safe. Moreover, such leaks can be easily detected with common hydrocarbon (HC) sensors that detect methane content as low as 50 ppm.

상기 엔진은 그의 하나 또는 그 이상의 실린더들과 관련된 하나 또는 그 이상의 연료 가스 밸브들을 포함할 수도 있고, 여기서 상기 엔진은 연료유 동작 동안 연료 가스 밸브들을 규칙적으로 동작하고 그리하여 실질적으로 불활성인 가스를 연료 가스 밸브들을 작동시키기 위한 실린더 또는 실린더들 내부로 분사하도록 구성될 수도 있다. (거의)불활성인 가스를 이용한 가압은 연료유 동작 동안 가스 연료 밸브들의 동작 및 가스 연료 밸브 운동 및 기능의 감시를 허용한다. 가스 연료 밸브들의 동작이 없이, 상기 연료 가스 밸브들은 연료유 동작 기간 이후 점착 또는 다른 오작동의 위험을 가질 것이다. 이는 단지 가스 연료로 전환 시점에 인지될 것이다. 불활성 가스의 분사는 또한 오일 연소에 의하여 가열된 가스 연료 밸브의 노즐을 냉각하는 역할을 할 수 있다.The engine may include one or more fuel gas valves associated with one or more cylinders thereof, wherein the engine operates the fuel gas valves regularly during fuel oil operation and thus fuel gas that is substantially inert. It may also be configured to inject into a cylinder or cylinders for actuating the valves. Pressurization with (almost) inert gas allows monitoring of operation of gas fuel valves and gas fuel valve movement and function during fuel oil operation. Without the operation of the gas fuel valves, the fuel gas valves will be at risk of sticking or other malfunction after the fuel oil operation period. This will only be recognized at the time of conversion to gaseous fuel. Injection of the inert gas may also serve to cool the nozzles of the gas fuel valve heated by oil combustion.

상기 엔진이 연료 가스로 동작되지 않을 때, 상기 연료 가스 시스템 내의 고압은 상기 연료 가스 밸브들이 단단히 닫혀진 상태를 유지하는 것을 돕기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 방법에 있어서, 밸브의 치수들은 감소될 수 있다.When the engine is not operated with fuel gas, the high pressure in the fuel gas system can be used to help keep the fuel gas valves tightly closed. In this way, the dimensions of the valve can be reduced.

본 발명에 따른 대형 2행정 디젤 엔진을 동작하기 위한 방법은, 엔진이 연료 가스로 동작되지 않을 때, 연료 가스 분사 시스템을 고압에서 가압하는 단계를 포함한다.The method for operating a large two-stroke diesel engine according to the invention comprises pressurizing a fuel gas injection system at high pressure when the engine is not operated with fuel gas.

상기 방법은, 상기 엔진이 연료 가스로 운전되지 않을 때, 실질적으로 불활성 가스 또는 실질적으로 가연성 가스로 상기 고압 연료 가스 분사 시스템을 채우는 단계를 포함한다.The method includes filling the high pressure fuel gas injection system with a substantially inert gas or a substantially combustible gas when the engine is not operated with fuel gas.

실질적으로 가연성인 상기 가스는 작은 부분의 연료 가스 또는 누출 감지를 용이하게 하기 위한 다른 추적물을 포함할 수 있다.The gas, which is substantially flammable, may include a small fraction of fuel gas or other tracer to facilitate leak detection.

상기 고압 연료 가스 분사 시스템은 연료 가스 밸브들을 포함하고, 상기 방법은 상기 엔진이 연료 가스로 운전되지 않을 때, 상기 연료 밸브들을 규칙적으로 또는 간헐적으로 개방함으로써 상기 연료 가스 밸브들을 동작시키는 단계를 포함한다.The high pressure fuel gas injection system includes fuel gas valves, and the method includes operating the fuel gas valves by regularly or intermittently opening the fuel valves when the engine is not operated with fuel gas. .

본 발명에 따른 대형 2행정 엔진의 고압 연료 가스 밸브의 또 다른 목적들, 특징들, 장점들 및 고유한 성질들은 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.Further objects, features, advantages and inherent properties of the high pressure fuel gas valve of the large two-stroke engine according to the present invention will become apparent from the detailed description.

본 발명은 많은 장점들을 가진다. 다양한 실시예들 또는 구현들은 하나 또는 그 이상의 뒤따르는 장점들을 가져온다. 이것은 총망라한 리스트가 아니며 여기에서는 설명되지 않은 다른 장점들이 있을 수도 있다는 것에 유의해야만 한다. 본 발명의 하나의 장점은 비 연료 가스로 동작하는 동안 연료 가스 분사 시스템으로의 배출 가스 유입의 위험을 감소시킬 수 있는 것이다. 본 발명의 다른 장점은 비 연료 가스 동작 동안 배출 가스 밸브들을 동작시킬 수 있다는 것이다. 본 발명의 또 다른 장점은 비 연료 가스 동작 동안 유출 감지를 향상시킬 수 있다는 것이다. 본 발명의 또 다른 장점은 비 연료 가스 동작 동안 연료 가스 밸브가 더 신뢰성 있게 닫힌다는 것이다.The present invention has many advantages. Various embodiments or implementations bring one or more of the following advantages. Note that this is not an exhaustive list and that there may be other advantages not described here. One advantage of the present invention is that it is possible to reduce the risk of inlet exhaust gas into the fuel gas injection system while operating with non fuel gas. Another advantage of the present invention is that it is possible to operate the exhaust gas valves during non fuel gas operation. Another advantage of the present invention is that it can improve outflow detection during non fuel gas operation. Another advantage of the present invention is that the fuel gas valve closes more reliably during non fuel gas operation.

청구항에서 단수로 언급되더라도 이는 복수 개를 배제하는 것은 아니다.Although singular in the claims, this does not exclude a plurality.

비록 전술한 명세서에서 특히 중요하다고 생각되는 본 발명의 이러한 특징들을 도출하려고 노력하였으나, 출원인은 그것에 관해 특히 강조되든지 또는 그렇지 않든지 간에 도면에서 앞서 언급된 그리고/또는 보여진 모든 특허 가능한 특징 또는 특징들의 결합에 관하여 권리 보호를 청구하는 것으로 이해하여야 한다. 더욱이, 본 발명의 명세서를 고려하여, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상기 명세서의 장치를 변경 및/또는 향상시킬 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 그러나, 이러한 변경 및/또는 향상도 첨부된 특허청구범위에서 제안하는 것과 같이 기술적 범위 및 사상의 범위 내에 있을 것이다.Although we have endeavored to derive these features of the invention which are considered to be of particular importance in the foregoing specification, the Applicant, whether specifically emphasized or not, is concerned with any and all patentable features or combinations of the features mentioned above and / or shown in the figures. It should be understood as claiming protection of rights with respect to. Moreover, in view of the specification of the present invention, it should be understood that one of ordinary skill in the art may modify and / or improve the apparatus of the specification. However, such changes and / or improvements will fall within the scope of the technical and spirit as suggested in the appended claims.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진(1)을 단면도 및 종단면도(하나의 실린더에 대하여)로서 각각 보여준다. 엔진(1)은 크로스헤드 타입의 단류 저속 2행정 크로스헤드 디젤 엔진(uniflow low-speed two-stroke crosshead diesel engine)으로서, 선박의 추진 시스템 또는 발전소의 원동기(prime mover) 일 수도 있다. 이러한 엔진들은 일반적으로 라인당 3개 내지 최대 14개의 실린더들을 가진다. 엔진(1)은 크랭크샤프트(3)를 위한 메인 베어링들을 갖는 베드플레이트(bedplate)(2)상에 설치된다.1 and 2 show the engine 1 according to a preferred embodiment of the present invention, respectively, in cross section and in longitudinal section (for one cylinder). The engine 1 is a uniflow low-speed two-stroke crosshead diesel engine of the crosshead type and may be a prime mover of a propulsion system of a ship or a power plant. Such engines generally have 3 to up to 14 cylinders per line. The engine 1 is mounted on a bedplate 2 with main bearings for the crankshaft 3.

크랭크샤프트(3)는 세미-빌트 타입(semi-built type)으로 구성된다. 세미-빌트 타입은 쉬링크 피트 컨넥션들(shrink fit connections)에 의해 메인 저널들(main journals)과 연결되는 단조 또는 캐스트 스틸 쓰로우들(cast steel throws)로부터 만들어진다.The crankshaft 3 is composed of a semi-built type. The semi-built type is made from forged or cast steel throws that are connected to the main journals by shrink fit connections.

베드플레이트(2)는 생산 설비에 따라서 일체로 형성되거나 적당한 크기의 부분들로 나누어져서 만들어질 수 있다. 상기 베드플레이트는 측벽들 그리고 베어링 지지부들을 갖는 용접된 크로스 거더들(welded cross girders)로 이루어져 있다. 상기 크로스 거더들은 발명이 속한 기술 분야에서 "트랜스버스 거더들"(transverse girders)로도 불린다. 오일 팬(oil pan)(58)은 베드플레이트(2)의 기저에 용접되며 강제 윤활 및 냉각 오일 시스템으로부터 되돌아오는 오일을 수거한다.The bedplate 2 may be formed integrally or divided into parts of suitable size depending on the production equipment. The bedplate consists of welded cross girders with sidewalls and bearing supports. The cross girders are also called "transverse girders" in the technical field to which the invention belongs. An oil pan 58 is welded to the base of the bedplate 2 and collects oil returning from the forced lubrication and cooling oil system.

커넥팅 로드들(8)은 크랭크샤프트(3)을 크로스헤드 베어링들(22)과 연결한다. 크로스헤드 베어링들은 수직 가이드 평면들(vertical guide planes)(23) 사이에서 가이드 된다.The connecting rods 8 connect the crankshaft 3 with the crosshead bearings 22. Crosshead bearings are guided between vertical guide planes 23.

용접 설계된 A-자형 프레임 박스(4)는 베드플레이트(2) 상에 장착된다. 프레임 박스(4)는 용접 설계된 제품이다. 배기측에서 상기 프레임 박스(4)는 각 실린더를 위한 릴리프 밸브들(relief valves)을 장착하고 있고, 반면에 크랭크샤프트 측에서 상기 프레임 박스(4)는 각 실린더를 위한 힌지 결합된 대형 도어를 장착하고 있다. 크로스헤드 가이드 평면들(23)은 프레임 박스(4) 내에서 일체로 형성되어 있다.A welded A-shaped frame box 4 is mounted on the bedplate 2. The frame box 4 is a welded design. On the exhaust side, the frame box 4 is equipped with relief valves for each cylinder, while on the crankshaft side the frame box 4 is fitted with a hinged large door for each cylinder. Doing. The crosshead guide planes 23 are integrally formed in the frame box 4.

실린더 프레임(5)은 프레임 박스(4)의 상면에 장착된다. 스테이볼트(staybolts)(29)들은 베드플레이트(2), 프레임 박스(4) 및 실린더 프레임(5)을 연결하여 구조물을 함께 유지한다. 스테이볼트들(29)은 유압 잭들(hydraulic jacks)을 이용하여 조여진다.The cylinder frame 5 is mounted on the upper surface of the frame box 4. Staybolts 29 connect the bedplate 2, frame box 4 and cylinder frame 5 to hold the structure together. Stay bolts 29 are tightened using hydraulic jacks.

실린더 프레임(5)은 하나 또는 그 이상의 부품들로 주조되어 궁극적으로는 일체로 형성된 캠샤프트 하우징(25)을 가지거나, 혹은 실린더 프레임(5)은 용접 설계된 제품이다. 본 실시예의 변형예(미도시)에 따르면, 배기 밸브 엑츄에이션(exhaust valve actuation)은 전자적으로 제어되고, 캠샤프트(28)와 캠샤프트 하우징(25)이 없지만 대신에 전자 제어 유압 시스템(electronically controlled hydraulic system)이 구비된다.The cylinder frame 5 has a camshaft housing 25 that is cast into one or more parts and ultimately formed integrally, or the cylinder frame 5 is a welded design. According to a variant of this embodiment (not shown), the exhaust valve actuation is electronically controlled, without the camshaft 28 and the camshaft housing 25 but instead of the electronically controlled hydraulic system. hydraulic system).

실린더 프레임(5)은 소기실(scavenge air space)을 클리닝하고 캠샤프트측으로부터 소기 포트들(scavenge ports) 및 피스톤 링들의 검사를 위한 억세스 커버들(access covers)을 장착하고 있다. 실린더 프레임(5)은 실린더 라이너(6)와 함께 소기실을 형성한다. 소기관(scavenge air receiver)(9)은 그의 개구측이 실린더 프 레임(5)과 볼트 결합된다. 실린더 프레임(5)의 기저에는 피스톤 로드 스터핑 박스(piston rod stuffing box)가 있으며, 상기 피스톤 로드 스터핑 박스는 소기를 위한 씰링 링들(sealing rings)을 장착하고 있고, 또한 배기 생성물들(exhaust product)이 프레임 박스(4)와 베드플레이트(2)의 공간으로 침투하는 것을 방지하여 이런 식으로 이 공간에 존재하는 모든 베어링을 보호하는 오일 스크레이퍼 링들(oil scraper rings)을 장착하고 있다.The cylinder frame 5 is equipped with access covers for cleaning the scavenge air space and for inspecting scavenge ports and piston rings from the camshaft side. The cylinder frame 5 together with the cylinder liner 6 forms a scavenging chamber. The scavenge air receiver 9 has its opening side bolted to the cylinder frame 5. At the base of the cylinder frame 5 is a piston rod stuffing box, which is equipped with sealing rings for scavenging, and also an exhaust product. It is fitted with oil scraper rings that prevent penetration into the space of the frame box 4 and the bedplate 2 and thus protect all bearings present in this space.

피스톤(13)은 피스톤 크라운(piston crown) 및 피스톤 스커트(piston skirt)를 포함한다. 피스톤 크라운은 내열강으로 만들어지며, 4개의 고리 홈들을 가지는데, 이들 홈들은 상하면 모두가 경질 크롬 도금되어 있다.The piston 13 includes a piston crown and a piston skirt. The piston crown is made of heat-resistant steel and has four ring grooves, all of which are hard chromium plated.

피스톤 로드(14)는 4개의 나사로 크로스헤드(22)와 연결된다. 피스톤 로드(14)는, 냉각 오일 파이프와 관련하여, 피스톤(13)을 위한 냉각 오일을 위한 입구(inlet) 및 출구(outlet)를 형성하는 두 개의 동축 보어들(coaxial bores)(도면상에서는 보이지 않음)을 포함한다.The piston rod 14 is connected to the crosshead 22 with four screws. The piston rod 14 has two coaxial bores (not shown in the drawing) that form an inlet and outlet for the cooling oil for the piston 13 in relation to the cooling oil pipe. ).

실린더 라이너들(6)은 실린더 프레임(5)에 의해 운반된다. 실린더 라이너들(6)은 합금 주철(alloyed cast iron)로 만들어지며, 낮게 위치해 있는 플렌지에 의해 실린더 프레임에 삽입되어 걸린다. 상기 실린더 라이너의 최상부는 주철 냉각 재킷(cast iron cooling jacket)에 의해 둘러 싸여 있다. 실린더 라이너들(6)은 실린더 윤활을 위한 천공 홀들(drilled holes)(미 도시)을 가진다.The cylinder liners 6 are carried by the cylinder frame 5. The cylinder liners 6 are made of alloyed cast iron and are inserted into the cylinder frame by a lowly positioned flange. The top of the cylinder liner is surrounded by a cast iron cooling jacket. The cylinder liners 6 have drilled holes (not shown) for cylinder lubrication.

실린더들은 단류식(uniflow type)으로 이루어지며, 에어 박스 내에 위치하는 소기 포트들(scavenge air ports)(7)을 포함하고, 터보차져(10)(도 1 참조)에 의해 가압된 소기(scavenge air)를 소기관(9)(도 1 참조)으로부터 공급받는다.The cylinders are of uniflow type and comprise scavenge air ports 7 located in the air box and are pressurized by the turbocharger 10 (see FIG. 1). ) Is supplied from the organelle 9 (see FIG. 1).

상기 엔진은, 4 내지 9개의 실린더 엔진들에 대해서는 그의 후미 끝단에 배열되고 10개 또는 그 이상의 실린더 엔진들에 대해서는 배기측 상에 배열되는 하나 또는 그 이상의 터보차져들(10)과 끼워맞추어진다.The engine is fitted with one or more turbochargers 10 arranged at its rear end for 4 to 9 cylinder engines and on the exhaust side for 10 or more cylinder engines.

터보차져(10)로의 공기 흡입은 상기 터보차져의 흡기 소음기(intake silencer)를 통하여 엔진 룸으로부터 직접 일어난다. 공기는 터버차져(10)에서 급기관(charging air pipe)(미 도시), 공기 냉각기(미 도시), 및 소기관(9)을 거쳐 실린더 라이너들(6)의 소기 포트들(7)로 인도된다.Air intake into the turbocharger 10 takes place directly from the engine room via the intake silencer of the turbocharger. Air is led from the turbocharger 10 to the scavenging ports 7 of the cylinder liners 6 via a charging air pipe (not shown), an air cooler (not shown), and an elementary pipe 9. .

엔진은 전기적으로 구동되는 소기 송풍기들(electrically-driven scavenge air blowers)(미 도시)을 장착하고 있다. 송풍기들의 흡입관(suction) 측은 공기 냉각기를 거쳐 소기실과 연결된다. 공기 냉각기와 소기 리시버 (scavenge receiver)사이에는 역류 방지 밸브들(non-return valves)(미 도시)이 보조 송풍기들이 공기를 공급할 경우 자동적으로 닫히게 설치되어 있다. 보조 송풍기들은 저 부하 및 중간 부하 조건에서 터보차져 압축기를 조력한다.The engine is equipped with electrically-driven scavenge air blowers (not shown). The suction side of the blowers is connected to the scavenging chamber via an air cooler. Non-return valves (not shown) are installed between the air cooler and the scavenge receiver to automatically close when the auxiliary blowers supply air. Auxiliary blowers assist the turbocharger compressor at low and medium load conditions.

연료유 밸브들(50) 및 연료 가스 밸브들(51)(뒤쪽의 도 2a에서 더욱 상세히 보여진다)은 실린더 커버(12) 내에 장착된다. 순수 연료유 동작에서, 연료유 분사 밸브들(50)은 압축 행정의 말기에 연소실(15) 내부로 미세 분무(fine mist) 형태로 밸브들의 분사 노즐들을 통하여 고압으로 연료를 분사한다. 연료 가스 동작에서, 연료유 밸브들(50)은 압축 행정의 말기에 연소실(15) 내부로 미세 분무 형태로 밸브들의 분사 노즐들을 통하여 고압으로 적은 양의 연료유를 분사하며, 반면에 연료 가스 분사 밸브들(51)은 압축 행정의 말기에 연소실(15) 내부로 밸브들의 분사 노즐을 통하여 고압으로 많은 양의 연료 가스를 분사한다. 연료 가스 동작에서, 연료의 약 10%는 연료유이며 연료의 약 90%는 연료 가스이어서, 연료유는 점화(ignition)를 확보하는 데 사용된다. 배기 밸브(11)는 실린더 커버(12) 내에서 실린더의 상측 중앙에 장착된다. 팽창 행정 말기에 엔진 피스톤(13)이 소기 포트들(7) 아래로 지나기 전에 배기 밸브가 열려 피스톤 상부 연소실(15) 내의 연소 가스가 배기 통로(16) 개구부를 통해 배기 리시버(17)로 배출되고 연소실(15) 내의 압력은 감소 된다. 피스톤(13)이 상승하는 동안 배기 밸브(11)는 다시 닫힌다. 배기 밸브(11)는 유압으로 작동된다.Fuel oil valves 50 and fuel gas valves 51 (shown in greater detail in the back FIG. 2A) are mounted in cylinder cover 12. In pure fuel oil operation, fuel oil injection valves 50 inject fuel at high pressure through the injection nozzles of the valves in the form of fine mist into the combustion chamber 15 at the end of the compression stroke. In fuel gas operation, the fuel oil valves 50 inject a small amount of fuel oil at high pressure through the injection nozzles of the valves in the form of fine spray into the combustion chamber 15 at the end of the compression stroke, while fuel gas injection The valves 51 inject a large amount of fuel gas at high pressure through the injection nozzles of the valves into the combustion chamber 15 at the end of the compression stroke. In fuel gas operation, about 10% of the fuel is fuel oil and about 90% of the fuel is fuel gas so that the fuel oil is used to ensure ignition. The exhaust valve 11 is mounted at the upper center of the cylinder in the cylinder cover 12. At the end of the expansion stroke, the exhaust valve is opened before the engine piston 13 passes under the scavenging ports 7 so that combustion gas in the piston upper combustion chamber 15 is discharged through the opening of the exhaust passage 16 to the exhaust receiver 17. The pressure in the combustion chamber 15 is reduced. The exhaust valve 11 is closed again while the piston 13 is raised. The exhaust valve 11 is operated hydraulically.

도 3은 엔진 실린더들 중 하나를 구비하는 이중 연료 분사 시스템을 도시적으로 보여주는 평면도이다. 이중 연료 분사 시스템은 기계적으로 및/또는 전기적으로 제어될 수 있는 컨벤셔널(conventional) 또는 커먼 레일(common rail) 고압 연료유 분사 시스템을 포함한다. 고압 연료유 분사 시스템은 중유(heavy fuel oil)로 동작되기에 적합하며, 배관 및 밸브들 또는 밸브 블록들 및 연료유 순환 시스템들(circulation systems)의 추적/가열 장치와 같은 필수 장치를 그 내부에 포함한다. 다른 실시예에서, 연료유 분사 시스템은 선박용 디젤 또는 유사한 청정 디젤유에 적합하다. 도 3에서 보여지는 바와 같이, 연료유 분사 시스템은 커먼 레일(55)을 통하여 연료유 분사 밸브들(50)(한 실린더당 두 개의 연료유 밸브들, 또는 실시예에서는 보이지 않았지만 한 실린더당 3개 또는 4개의 연료유 밸브들)과 연결된 고압 연료유 펌프 스테이션(pump station)(53)을 포함한다. 연료 밸브들(50)의 개 방은 도시되지 않은 제어 밸브들에 의해 일 실시예에서는 전자적으로 제어되며 다른 실시예에서는 기계적으로 제어된다.3 is a plan view illustrating a dual fuel injection system with one of the engine cylinders. The dual fuel injection system includes a conventional or common rail high pressure fuel oil injection system that can be mechanically and / or electrically controlled. The high pressure fuel oil injection system is suitable for operation with heavy fuel oil and has the necessary equipment therein such as piping and valves or valve blocks and tracking / heating devices for fuel oil circulation systems. Include. In another embodiment, the fuel oil injection system is suitable for marine diesel or similar clean diesel oil. As shown in FIG. 3, the fuel oil injection system is connected to the fuel oil injection valves 50 (two fuel oil valves per cylinder, or three per cylinder although not shown in the embodiment) via the common rail 55. Or a high pressure fuel oil pump station 53 connected to four fuel oil valves). Opening of the fuel valves 50 is electronically controlled in one embodiment by control valves not shown and mechanically controlled in another embodiment.

고압 연료 가스 분사 시스템은 다양한 역류 차단 밸브들(shut off valve)(67) 및 가스 통풍구들(gas vents)(68)을 포함하는 가스관(conduit)(64)에 의해 가스 어큐뮬레이터(accumulator)(63)와 연결된 가스 압축기(62)를 구비한 가스 공급 시스템(60)을 포함한다. 고압 연료 가스 압축기(62)의 유입구는 천연 가스가 될 수 있는 연료 가스의 탱크(reservoir)(미 도시)와 연결된다. 가스 압축기(62)는 천연 가스와 같은 연료 가스를 엔진의 연소 압력 훨씬 이상의 압력으로 가압한다. 일반적으로, 연소 압력은 최대 180 bar까지 될 수 있으며, 연료 가스 압력은 200 bar 이상 일반적으로 약 250 bar로 유지된다. 가스 어큐뮬레이터(63)(하나보다 많을 수 있다)는 밸브 블록의 부분이 될 수 있는 밸브들(69)을 통해 각각의 가스 연료 밸브들(51)과 연결된다. The high pressure fuel gas injection system is provided with a gas accumulator 63 by means of a conduit 64 including various shut off valves 67 and gas vents 68. And a gas supply system 60 having a gas compressor 62 connected thereto. The inlet of the high pressure fuel gas compressor 62 is connected with a reservoir (not shown) of fuel gas, which can be natural gas. Gas compressor 62 pressurizes fuel gas, such as natural gas, to a pressure well above the combustion pressure of the engine. In general, the combustion pressure can be up to 180 bar and the fuel gas pressure is maintained at about 200 bar and generally above 200 bar. Gas accumulator 63 (which may be more than one) is connected to each gas fuel valve 51 via valves 69, which may be part of the valve block.

흡입 채널(suction channel)(82)을 통해 각각의 밸브 블록 영역에 연결된 흡입 팬(suction pan)(81) 및 환기(ventilating) 채널(87)을 통해 각각의 밸브 블록(65) 영역에 연결된 통풍 흡입구(venting air intake)를 포함하는 환기 시스템(80)에 의해 밸브 블록(65) 또는 블록들은 신선한 대기 공기로 환기된다. 환기 시스템(80)은 연료 가스의 누출을 감지하기 위한 탄화수소 센서들(hydrocarbon sensors)을 포함한다.A suction pan 81 connected to each valve block area via a suction channel 82 and a ventilation inlet connected to each valve block 65 area via a ventilation channel 87 The valve block 65 or blocks are ventilated with fresh atmospheric air by a ventilation system 80 including a venting air intake. Ventilation system 80 includes hydrocarbon sensors for detecting leakage of fuel gas.

가스 공급 시스템은 불활성 또는 적어도 실질적인 불활성 또는 실질적인 가연성 가스를 제공하는 불활성 가스 공급 시스템(70)을 또한 포함한다. 불활성 가스 공급 장치는 실질적인 불활성 가스를 고압 연료 가스 압축기(62)에 의해 제공된 압력과 대체로 동일한 압력으로 가압할 수 있는 고압 불활성 가스 압축기(72)를 포함한다. 고압 불활성 가스 압축기(72)의 토출구는 고압 연료 가스 분사 시스템 내부로 실질적인 불활성 가스의 유동을 제어하는 밸브(73)를 통하여 고압 가스 연료 분사 시스템과 연결된다. 일 실시예에서, 상기 밸브(73)는 전자적으로 제어된다. 고압 불활성 가스 압축기(72)의 유입구는 질소나 질소 및 추적 가스의 혼합 가스와 같은 실질적인 불활성 가스의 탱크(미 도시)와 연결되며, 추적 가스는 불활성 가스 전체의 약 5%까지의 농도로 이용되는 천연 가스일 수 있다. The gas supply system also includes an inert gas supply system 70 that provides an inert or at least substantially inert or substantially combustible gas. The inert gas supply device includes a high pressure inert gas compressor 72 capable of pressurizing a substantially inert gas to a pressure approximately equal to the pressure provided by the high pressure fuel gas compressor 62. The outlet of the high pressure inert gas compressor 72 is connected to the high pressure gas fuel injection system through a valve 73 which controls the flow of substantially inert gas into the high pressure fuel gas injection system. In one embodiment, the valve 73 is electronically controlled. The inlet of the high pressure inert gas compressor 72 is connected with a tank (not shown) of a substantially inert gas, such as nitrogen or a mixture of nitrogen and tracer gas, which is used at a concentration of up to about 5% of the total inert gas. It may be natural gas.

엔진의 비 가스(non-gas) 연료 동작 동안, 예를 들어, 엔진이 연료유로 동작될 때, 고압 연료 가스 분사 시스템은 불활성 가스 공급 시스템(70)으로부터 실질적인 불활성 가스로 정화되고(purged) 그 후 가압 된다.During non-gas fuel operation of the engine, for example, when the engine is operated with fuel oil, the high pressure fuel gas injection system is purged with substantially inert gas from the inert gas supply system 70 and then Is pressurized.

고압 연료 가스 분사 시스템은 높은 압력으로 가압된 씰링 오일을 연료 가스 밸브들(51)로 제공하는 씰링 오일 시스템(100)을 더 포함한다. 씰링 오일의 압력은 연료 오일의 압력보다 높으며, 도 4를 참고하여 이하에서 보다 더 상세히 설명되겠지만, 씰링 오일은 연료 가스 밸브들(51)로부터의 가스 누출을 방지하기 위해 사용된다. 씰링 오일 시스템(100)은 고압 펌프 장치(102)를 포함한다. 고압 펌프 장치(102)는 씰링 오일 탱크와 연결된 고압 펌프 장치(102)의 유입구 및 고압 씰링 오일을 연료 가스 밸브들(51)로 안내하는 관(104)과 연결된 고압 펌프 장치(102)의 토출구를 포함한다.The high pressure fuel gas injection system further includes a sealing oil system 100 that provides the pressurized sealing oil to the fuel gas valves 51 at high pressure. The pressure of the sealing oil is higher than the pressure of the fuel oil, and as will be explained in more detail below with reference to FIG. 4, the sealing oil is used to prevent gas leakage from the fuel gas valves 51. The sealing oil system 100 includes a high pressure pump device 102. The high pressure pump device 102 has an inlet port of the high pressure pump device 102 connected with the sealing oil tank and a discharge port of the high pressure pump device 102 connected with the pipe 104 for guiding the high pressure sealing oil to the fuel gas valves 51. Include.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 가스 밸브를 보여준다. 일반적으로 두 개 내지 세 개의 밸브가 엔진(1)의 각 실린더에 장착된 연료 가스 밸브(51)는 스핀들 가이드(spindle guide)(91)가 수용된 중심 보어(bore)를 구비하는 하우징(90)을 포함한다. 스핀들 가이드(91)는 가스 스핀들(92)과 공조한다. 스핀들 가이드(91)는 가스 스핀들(92) 내의 보어에 수용되어 연료 가스 압력실(96)을 형성하는 슬림부(slim portion)를 구비한다. 연료 가스실(96) 내의 압력은 가스 스핀들로 하여금 스핀들이 닫힌 상태(closed position)가 되게 한다. 스핀들 가이드(91) 및 가스 스핀들(92) 사이에 배치된 탄성 스프링 또한 가스 스핀들(92)로 하여금 스핀들이 닫힌 상태가 되게 한다. 가압시, 제어 오일관(control oil conduit)(97)과 연결된 제어 오일 압력실(95)은 가스 스핀들(92)로 하여금 스핀들이 열린 상태가 되게 한다. 미 도시된 가스켓들(gaskets)에 더하여, 연료 가스 밸브(51)에는 연료 가스 압력 이상의 레벨로 가압된 씰링 오일관(93)을 포함하는 씰링 오일 장치가 제공된다. 씰링 오일관(93)은 씰링 오일을 연료 가스 밸브(51)로부터 연료 가스의 누출을 방지하기 위한 베리어들(barriers)을 형성하는 다양한 미 도시된 링 챔버들(ring chambers)로 분배한다.4 shows a fuel gas valve according to an embodiment of the present invention. In general, a fuel gas valve 51 having two to three valves mounted to each cylinder of the engine 1 includes a housing 90 having a central bore in which a spindle guide 91 is accommodated. Include. Spindle guide 91 cooperates with gas spindle 92. The spindle guide 91 has a slim portion which is received in the bore in the gas spindle 92 to form the fuel gas pressure chamber 96. The pressure in the fuel gas chamber 96 causes the gas spindle to be in the closed position. An elastic spring disposed between the spindle guide 91 and the gas spindle 92 also causes the gas spindle 92 to be in the closed state. Upon pressurization, the control oil pressure chamber 95 connected with the control oil conduit 97 causes the gas spindle 92 to be in the open state. In addition to gaskets not shown, the fuel gas valve 51 is provided with a sealing oil device comprising a sealing oil tube 93 pressurized to a level above the fuel gas pressure. The sealing oil tube 93 distributes the sealing oil to various unshown ring chambers forming barriers for preventing the leakage of fuel gas from the fuel gas valve 51.

제어 오일 압력실(95)이 가압될 시, 밸브 스핀들(92)은 자기 자리로부터 상승되어 고압 연료 가스는 환상형 챔버(annular chamber)(98)로부터 분산 노즐(99)로 유입될 수 있게 된다. 제어 오일 압력실(95)이 가압되지 않거나 오직 저압으로 가압되는 경우에는, 압력실(96) 내부의 연료 가스 압력 및 스프링(94)은 밸브 스핀들을 자기 자리에 있게 한다. 연료 가스는 미 도시된 포트들 및 관들을 통하여 환상형의 링 챔버(98)에 도달한다. 연료 가스는 밸브 스핀들(92) 내에서 단지 부분적 으로 볼 수 있는 관을 통하여 환상형 챔버(98)로부터 연료 가스 압력실(96)에 도달한다.When the control oil pressure chamber 95 is pressurized, the valve spindle 92 is raised from its seat so that the high pressure fuel gas can flow from the annular chamber 98 into the dispersion nozzle 99. If the control oil pressure chamber 95 is not pressurized or only pressurized to a low pressure, the fuel gas pressure and the spring 94 inside the pressure chamber 96 keep the valve spindle in place. The fuel gas reaches the annular ring chamber 98 through ports and tubes not shown. The fuel gas reaches the fuel gas pressure chamber 96 from the annular chamber 98 through a tube that is only partially visible within the valve spindle 92.

도 5는 이중 연료 분사 시스템의 일 실시예를 도시적으로 보여준다. 본 실시예는 제어 오일 시스템(107)이 본 실시예에서 상징적으로 보여지는 것을 제외하고는 도 3에서 보여준 실시예와 본질적으로 동일하다.5 shows an embodiment of a dual fuel injection system. This embodiment is essentially the same as the embodiment shown in FIG. 3 except that the control oil system 107 is shown symbolically in this embodiment.

연료 가스 동작에 있어서, 연료 가스 압축기(62)는 고압 연료 가스를 연료 밸브들(51)로 제공한다. 어큐뮬레이터(66)는 압력 및/또는 유량 변동을 보충한다. 연료 가스에 적합한 작동 압력은 일 실시예에서는 200 bar 이상이며, 바람직하게는 약 250 bar이다. 가스 연료 밸브들(51)은 제어 오일 시스템(107)으로부터 제어 오일 압력을 인가함으로써 열린다. 제어 오일 시스템(107)은 일 실시예에서는 기계적으로 제어되며 다른 실시예에서는 전자적으로 제어된다.In fuel gas operation, fuel gas compressor 62 provides high pressure fuel gas to fuel valves 51. Accumulator 66 compensates for pressure and / or flow rate variations. Suitable operating pressures for fuel gas are in one embodiment at least 200 bar, preferably about 250 bar. Gas fuel valves 51 are opened by applying control oil pressure from control oil system 107. Control oil system 107 is mechanically controlled in one embodiment and electronically controlled in another embodiment.

비 연료 가스 동작 동안, 연료 가스 압축기(62)는 작동하지 않으며, 불활성 가스 압축기(72)는 실질적인 비활성 가스 또는 실질적인 비 가연성 가스를 가지는 연료 가스 분사 시스템을 정화하고, 연료 가스에 사용된 압력과 실질적으로 동일한 압력으로 연료 가스 시스템을 가압한다. 실질적인 불활성 또는 실질적인 비 가연성 가스는 일 실시예에서는 질소 가스이며, 다른 실시예에서는, 실질적인 불활성 또는 실질적인 비 가연성 가스는 쉽게 검출 가능한 추적 가스를 포함하는 질소 혼합물이다. 일 실시예에서, 추적 가스는 천연 가스, 메탄 또는 쉽게 검출 가능한 다른 탄화수소 가스이다. 천연 가스, 메탄 또는 다른 탄화수소 가스의 농도가 매우 낮아서 실질적인 비 가연성 가스 및 대기의 혼합물은 비 가연성이다. 환기 시스템(80) 내 의 탄화수소 센서들은 질소 및 메탄 혼합물 또는 다른 탄화수소 가스의 누출을 감지할 수 있어, 가스 연료 분사 시스템이 실질적인 불활성 가스 또는 비 가연성 가스로 채워졌을 때, 가스 누출 감지가 또한 가능하다.During non-fuel gas operation, the fuel gas compressor 62 does not operate, and the inert gas compressor 72 purifies the fuel gas injection system having substantially inert gas or substantially non-combustible gas, and substantially reduces the pressure used for the fuel gas. Pressurizes the fuel gas system to the same pressure. Substantially inert or substantially non-combustible gas is nitrogen gas in one embodiment, and in other embodiments, substantially inert or substantially non-combustible gas is a nitrogen mixture comprising a tracer gas that is easily detectable. In one embodiment, the tracer gas is natural gas, methane or other hydrocarbon gas that is easily detectable. The concentrations of natural gas, methane or other hydrocarbon gases are so low that a substantial mixture of non-combustible gas and atmosphere is non-combustible. Hydrocarbon sensors in the ventilation system 80 can detect leaks of nitrogen and methane mixtures or other hydrocarbon gases such that gas leak detection is also possible when the gaseous fuel injection system is filled with substantially inert or non-combustible gas. .

본 발명은 이중 연료 실시예들을 보여 주었다. 그러나, 본 발명은 또한 주로 가스로 동작하며 감소된 용량의 연료 오일 시스템으로 긴급 동작만은 가능한 엔진들에 사용될 수 있다는 것은 분명하다.The present invention has shown dual fuel embodiments. However, it is also clear that the present invention can also be used in engines which are primarily gas operated and whose emergency operation is possible only with a reduced capacity fuel oil system.

본 발명은 첨부된 도면들에 도시된 예시적 실시예들을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이며, 도면들 중:The invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the accompanying drawings, in which:

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 횡단면도,1 is a cross-sectional view of an engine according to the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 엔진에서 하나의 실린더부의 종단면도,FIG. 2 is a longitudinal sectional view of one cylinder portion in the engine shown in FIG. 1; FIG.

도 2a는 도 2에서 예시된 실린더의 상징적 단면 표시도,2A is a symbolic cross sectional view of the cylinder illustrated in FIG. 2, FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 연료 분사 시스템의 상징적 표시이고, 및 도 3A 내지 3C는 도 3의 각각 다른 부분들의 확대도,3 is a symbolic representation of a dual fuel injection system according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3C are enlarged views of different portions of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 연료 가스 분사기(injector)의 일 실시예의 단면도, 그리고,4 is a cross-sectional view of one embodiment of a fuel gas injector according to the present invention, and

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 연료 분사 시스템의 도해적 표시도이다.      5 is a schematic representation of a dual fuel injection system in accordance with one embodiment of the present invention.

Claims (2)

대형 2행정 디젤 엔진을 위한 고압 연료 가스 밸브로서,High pressure fuel gas valve for large two-stroke diesel engines, 상기 고압 연료 가스 밸브로부터 연료 가스의 누출을 방지하기 위한 고압 씰링 오일 시스템, 및A high pressure sealing oil system for preventing leakage of fuel gas from the high pressure fuel gas valve, and 가스 스핀들을 개방하여 고압 연료 가스로 하여금 연료 가스 노즐로 유동하도록 하기 위한 제어 오일 시스템을 포함하며,A control oil system for opening the gas spindle to allow high pressure fuel gas to flow into the fuel gas nozzle, 상기 가스 스핀들은 연료 가스 압력 및 탄성 부재에 의해 닫힌 상태가 되도록 힘을 받는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진의 고압 연료 가스 밸브.The gas spindle is a high pressure fuel gas valve of a large two-stroke diesel engine, characterized in that the force is forced to be closed by the fuel gas pressure and the elastic member. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 스핀들은 상기 연료 가스 압력에 의해 야기된 힘 및 상기 탄성 부재에 의해 야기된 힘에 대항하여 제어 오일 압력에 의해 야기된 힘에 의해 열린 상태가 되도록 힘을 받는 것을 특징으로 하는 대형 2행정 디젤 엔진의 고압 연료 가스 밸브.      The gas spindle is forced to be opened by the force caused by the control oil pressure against the force caused by the fuel gas pressure and the force caused by the elastic member. High pressure fuel gas valve on the engine.
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