KR101639934B1 - 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통 - Google Patents
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Abstract
이 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통(1)은, 연료가스에 의한 디젤기관의 운전이 종료되어, 연료가스 공급계통(2)에 잔존하는 연료가스를 이너트가스로 퍼지할 때, 어큐뮬레이터(22) 내에 잔존하는 연료가스가, 제1 복귀관(33), 연료가스 지관(12), 연료가스 주관(11), 및 제2 복귀관(34)을 통하여 퍼지라인으로 배출되도록 하였다.
Description
본 발명은, 고압 분사에 의하여, 연료오일 및 연료가스의 양방, 또는 연료가스를 연소시킬 수 있는 디젤기관에 적용되는, 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 관한 것이다.
고압 분사에 의하여, 연료오일 및 연료가스의 양방을 연소시킬 수 있는 디젤기관에 적용되는, 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통으로서는, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 하나의 실린더에 대해서 4종류의 전자 밸브, 즉, 가스 분사 밸브(가스 인젝션 밸브)(2), 차단 밸브(가스 게이트 밸브)(28), 분출 밸브(가스 블로우 밸브)(30), 및 퍼지 밸브(가스 퍼지 밸브)(32)가 마련되어 있다. 이로 인하여, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 설비 코스트 및 러닝 코스트가 상승해 버리는 문제점이 있었다.
또, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 고압의 연료가스를 흐르게 하기 위한 배관(고압관)이 2개, 즉, 연료가스 공급 시에 있어서 고압 컴프레서(20)로 승압된 고압의 연료가스를 가스 어큐뮬레이터(27)로 유도하는 공급관(23)과, 불활성가스(이너트가스) 공급 시에 있어서 가스 어큐뮬레이터(27) 내에 축압된 고압의 연료가스를 환기장치(36)로 유도하는 드레인관(31, 35)이 마련되어 있다. 이로 인하여, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 고압의 연료가스를 흐르게 하기 위한 배관(고압관)이 길어져, 가스 누출의 리스크가 높다는 문제점도 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 고압의 연료가스가 유통하는 배관(고압관)의 길이를 짧게 하여, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있고, 또한, 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있는 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 이하의 수단을 채용했다.
본 발명의 제1 양태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통은, 고압 분사에 의하여, 연료오일 및 연료가스의 양방, 또는 연료가스를 연소시킬 수 있는 디젤기관에 적용되는, 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통으로서, 연료가스 공급원으로부터 유도된 연료가스를, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 연료가스 지관의 일단으로 유도하는 한 개의 연료가스 주관과, 그 일단이, 상기 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 상기 연료가스 주관에 접속되고, 그 타단이, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 어큐뮬레이터에 접속된 복수 개의 연료가스 지관과, 그 일단이, 상기 어큐뮬레이터에 접속되고, 그 타단이, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 가스 인젝션 밸브에 접속된 연료가스 공급관을 구비한 연료가스 공급계통과, 이너트가스 공급원으로부터 유도된 이너트가스를, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 이너트가스 지관의 일단으로 유도하는 한 개의 이너트가스 주관과, 그 일단이, 상기 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 상기 이너트가스 주관에 접속되고, 그 타단이, 상기 어큐뮬레이터에 접속된 복수 개의 이너트가스 지관과, 그 일단이, 상기 어큐뮬레이터에 접속되고, 그 타단이, 상기 연료가스 지관의 도중에 접속된 제1 복귀관과, 그 일단이, 상기 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 상기 연료가스 주관보다 상기 연료가스 공급원측에 위치함과 함께, 상기 연료가스 주관의 도중에 접속된 셧오프 밸브보다 하류측에 위치하는 상기 연료가스 주관의 도중에 접속되고, 그 타단이, 퍼지라인에 접속된 제2 복귀관을 구비한 연료가스 퍼지계통을 구비하고, 상기 연료가스 지관의 도중에 가스 논리턴 밸브가, 상기 연료가스 공급관의 도중에 가스 게이트 밸브가, 상기 이너트가스 지관의 도중에 이너트가스 논리턴 밸브가 마련되어 있다.
본 발명의 제1 양태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 의하면, 연료가스에 의한 디젤기관의 운전이 종료되어, 연료가스 공급계통에 잔존하는 연료가스를 이너트가스로 퍼지할 때, 어큐뮬레이터 내에 잔존하는 연료가스는, 제1 복귀관, 연료가스 지관, 연료가스 주관, 및 제2 복귀관을 통하여 퍼지라인으로 배출되게 된다. 즉, 어큐뮬레이터 내에 잔존하는 연료가스는, 제1 복귀관을 통하여 연료가스 지관으로 되돌려져, 연료가스 주관 및 제2 복귀관을 통하여 퍼지라인으로 배출되게 된다. 바꾸어 말하면, 연료가스 주관 및 연료가스 지관이, 연료가스 퍼지계통의 일부를 겸하게 된다.
이로써, 고압의 연료가스가 유통하는 배관(고압관)의 길이를 짧게 하여, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있다.
또, 본 발명에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에서는, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명에서 실린더마다 필요하다고 되어 있던 4종류의 전자 밸브 중, 분출 밸브(가스 블로우 밸브)(30) 및 퍼지 밸브(가스 퍼지 밸브)(32)가 불필요하게 된다.
이로써, 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명의 제2 양태로서, 상기 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 있어서, 상기 제1 복귀관의 도중에 오리피스가 마련되어 있으면 더욱 적합하다.
제2 양태의 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 의하면, 어큐뮬레이터 내에 잔존하는 연료가스는, 오리피스를 통과할 때에 감압되게 된다.
이로써, 오리피스로부터 하류측에 위치하는 제1 복귀관을 고압사양의 배관이 아닌, 저압사양의 배관(통상의 배관)으로 할 수 있다. 즉, 고압의 연료가스가 유통하는 배관(고압관)의 길이를 짧게 하여, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제3 양태로서, 상기 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 있어서, 상기 어큐뮬레이터, 상기 가스 논리턴 밸브, 상기 가스 게이트 밸브, 상기 이너트가스 논리턴 밸브, 및 상기 오리피스가, 하나의 케이싱 내에 수용되어 있으면 더욱 적합하다.
제3 양태의 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 의하면, 케이싱 내에 있어서 가스 누출이 발생한 경우여도, 누출된 가스를 케이싱 내에 밀봉할 수 있어, 케이싱 밖의 분위기를 정상(청정)으로 유지할 수 있다.
본 발명의 제4 양태로서, 상기 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 있어서, 연료가스에 의한 운전 종료 후, 상기 가스 게이트 밸브가 간헐적으로 개폐되도록, 또는 연속적으로 개방되도록 설정되어 있으면 더욱 적합하다.
제4 양태의 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 의하면, 가스 인젝션 밸브와 가스 게이트 밸브와의 사이에 잔존하는 연료가스를 이너트가스로 퍼지하여, 가스 인젝션 밸브와 가스 게이트 밸브와의 사이에 위치하는 연료가스 공급관 내를 이너트가스로 채울 수 있다.
본 발명의 제5 양태에 관한 디젤기관은, 상기 어느 하나의 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통을 구비하고 있다.
본 발명의 제5 양태에 관한 디젤기관에 의하면, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있고, 또한, 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있는 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통을 구비하고 있게 되므로, 당해 디젤기관의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 당해 디젤기관의 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 의하면, 고압의 연료가스가 유통하는 배관(고압관)의 길이를 짧게 하여, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있고, 또한, 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있다는 효과를 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도로서, 연료가스 공급 시에 있어서의 연료가스의 흐름 및 각 밸브의 개폐 상태를 설명하기 위한 도이다.
도 3에 있어서, (a)는 도 2에 나타내는 가스 인젝션 밸브(GIV)의 개폐 타이밍을 나타내는 도, (b)는 도 2에 나타내는 가스 게이트 밸브(GGV)의 개폐 타이밍을 나타내는 도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도로서, 이너트가스 공급 시에 있어서의 이너트가스의 흐름 및 각 밸브의 개폐 상태를 설명하기 위한 도이다.
도 5는, 가스 퍼지 밸브를 개방한 후의 시간(초)과, 어큐뮬레이터 내의 압력, 가스 게이트 밸브(GGV)의 개폐, 및 이너트가스 논리턴 밸브(IGNRV)의 개폐와의 관계를 나타내는 도표이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도로서, 연료가스 공급 시에 있어서의 연료가스의 흐름 및 각 밸브의 개폐 상태를 설명하기 위한 도이다.
도 3에 있어서, (a)는 도 2에 나타내는 가스 인젝션 밸브(GIV)의 개폐 타이밍을 나타내는 도, (b)는 도 2에 나타내는 가스 게이트 밸브(GGV)의 개폐 타이밍을 나타내는 도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도로서, 이너트가스 공급 시에 있어서의 이너트가스의 흐름 및 각 밸브의 개폐 상태를 설명하기 위한 도이다.
도 5는, 가스 퍼지 밸브를 개방한 후의 시간(초)과, 어큐뮬레이터 내의 압력, 가스 게이트 밸브(GGV)의 개폐, 및 이너트가스 논리턴 밸브(IGNRV)의 개폐와의 관계를 나타내는 도표이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통의 일부를 개략적으로 나타내는 계통도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 대하여, 도 1부터 도 5를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통(이하, “연료가스 공급·퍼지계통”이라고 한다.)(1)은, 연료가스 공급계통(2)과, 연료가스 퍼지계통(3)을 구비하고 있다.
연료가스 공급계통(2)은, 고압(예를 들면, 30MPa:300bar)의 연료가스를 디젤기관의 각 실린더로 유도하는 한 개의 연료가스 주관(11)과, 복수 개의 연료가스 지관(12)과, 복수 개의 연료가스 공급관(13)을 구비하고 있다.
연료가스 주관(11)은, 연료가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 유도된 연료가스를, 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 연료가스 지관(12)의 일단(연료가스 공급 시에 있어서의 상류단)으로 유도하는 배관(고압관)으로서, 연료가스 지관(12)의 일단과 접속되는 부분은, 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗어 있다. 또, 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 연료가스 주관(11)보다 연료가스 공급원측에 위치하는 연료가스 주관(11)의 도중에는, 셧오프 밸브(차단 밸브)(21)가 접속되어 있다.
연료가스 지관(12)은, 그 일단이, 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 연료가스 주관(11)에 접속되고, 그 타단(연료가스 공급 시에 있어서의 하류단)이, 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 어큐뮬레이터(22)에 접속된 배관(고압관)으로서, 그 도중에는, 가스 논리턴 밸브(GNRV)(23)가 접속되어 있다.
다만, 연료가스 지관(12)의 개수는, 디젤기관의 실린더수와 동일하다.
연료가스 공급관(13)은, 그 일단(연료가스 공급 시에 있어서의 상류단)이, 어큐뮬레이터(22)에 접속되고, 그 타단(연료가스 공급 시에 있어서의 하류단)이, 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 가스 인젝션 밸브(GIV)(24)에 접속된 배관(고압관)으로서, 그 도중에는, 가스 게이트 밸브(GGV)(25)가 접속되어 있다.
다만, 연료가스 공급관(13)의 개수는, 각 실린더에 대응하여 마련된 가스 인젝션 밸브(24)의 수×디젤기관의 실린더수와 동일하다.
연료가스 퍼지계통(3)은, 저압(예를 들면, 1MPa:10bar)의 이너트가스(본 실시형태에서는 N2 가스)를 디젤기관의 각 실린더로 유도하는 한 개의 이너트가스 주관(31)과, 복수 개의 이너트가스 지관(32)과, 복수 개의 제1 복귀관(33)과, 한 개의 제2 복귀관(34)을 구비하고 있다.
이너트가스 주관(31)은, 이너트가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 유도된 이너트가스를, 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 이너트가스 지관(32)의 일단(이너트가스 공급 시에 있어서의 상류단)으로 유도하는 배관(저압관)으로서, 이너트가스 지관(32)의 일단과 접속되는 부분은, 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗어 있다. 또, 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 이너트가스 주관(31)보다 이너트가스 공급원측에 위치하는 이너트가스 주관(31)의 도중에는, 상류측으로부터 이너트가스 밸브(35), 세이프티 밸브(안전 밸브)(36)가 접속되어 있다.
이너트가스 지관(32)은, 그 일단이, 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 이너트가스 주관(31)에 접속되고, 그 타단(이너트가스 공급 시에 있어서의 하류단)이, 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 어큐뮬레이터(22)에 접속된 배관(저압관)으로서, 그 도중에는, 이너트가스 논리턴 밸브(IGNRV)(37)가 접속되어 있다.
다만, 이너트가스 지관(32)의 개수는, 디젤기관의 실린더수와 동일하다.
제1 복귀관(33)은, 그 일단(이너트가스 공급 시에 있어서의 상류단)이, 어큐뮬레이터(22)에 접속되고, 그 타단(이너트가스 공급 시에 있어서의 하류단)이, 가스 어큐뮬레이터 박스(38)의 외측에 위치하는 연료가스 지관(12)의 도중에 접속된 배관으로서, 가스 어큐뮬레이터 박스(38)로 불리는 케이싱의 내측에 위치하는 제1 복귀관(33)의 도중에는, 오리피스(39)가 접속되어 있다.
다만, 제1 복귀관(33)의 개수는, 디젤기관의 실린더수와 동일하다.
제2 복귀관(34)은, 그 일단(이너트가스 공급 시에 있어서의 상류단)이, 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 연료가스 주관(11)보다 연료가스 공급원측에 위치함과 함께, 셧오프 밸브(21)보다 하류측에 위치하는 연료가스 주관(11)의 도중에 접속되고, 그 타단(이너트가스 공급 시에 있어서의 하류단)이, 퍼지라인(도시하지 않음)에 접속된 배관(저압관)으로서, 제2 복귀관(34)의 도중에는, 가스 퍼지 밸브(40)가 접속되어 있다.
다음으로, 연료가스 공급 시에 있어서의 연료가스의 흐름 및 각 밸브의 개폐 상태를, 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 연료가스는, 연료가스 공급원으로부터 연료가스 주관(11), 연료가스 지관(12), 어큐뮬레이터(22), 및 연료가스 공급관(13)을 통하여 각 실린더에 공급된다. 이 때, 셧오프 밸브(21)는 연속적으로 개방, 가스 퍼지 밸브(40) 및 이너트가스 밸브(35)는 연속적으로 폐쇄가 되며, 가스 인젝션 밸브(24) 및 가스 게이트 밸브(25)는, 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 간헐적(단속적)으로 개폐(소정의 간격을 두고 개폐)된다.
여기에서, 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 가스 게이트 밸브(25)는, 가스 인젝션 밸브(24)보다 빨리 개방되고, 가스 인젝션 밸브(24)보다 늦게 폐쇄되도록 설정되어 있다.
이어서, 연료가스에 의한 디젤기관의 운전이 종료되어, 연료가스 공급계통(2)에 잔존하는 연료가스를 이너트가스로 퍼지할 때의 연료가스의 흐름, 이너트가스의 흐름, 및 각 밸브의 개폐 상태, 즉, 이너트가스 공급 시에 있어서의 연료가스의 흐름, 이너트가스의 흐름, 및 각 밸브의 개폐 상태를, 도 4를 이용하여 설명한다.
먼저, 가스 퍼지 밸브(40)가 개방되면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 어큐뮬레이터(22) 내에 잔존하는 연료가스는, 제1 복귀관(33), 연료가스 지관(12), 연료가스 주관(11), 및 제2 복귀관(34)을 통하여 퍼지라인으로 배출된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 가스 퍼지 밸브(40)가 개방되고 소정 시간 경과 후(본 실시형태에서는 20초 후)에, 가스 게이트 밸브(25)의 개폐가 개시된다. 그러면, 연료가스 공급관(13) 내에 잔존하는 연료가스가 어큐뮬레이터(22) 내로 유입되고, 연료가스 공급관(13) 내로부터 어큐뮬레이터(22) 내로 유입된 연료가스는, 어큐뮬레이터(22) 내에 잔존하는 연료가스와 함께, 제1 복귀관(33), 연료가스 지관(12), 연료가스 주관(11), 및 제2 복귀관(34)을 통하여 퍼지라인으로 배출된다.
그리고, 가스 게이트 밸브(25)의 개폐가 개시되고 소정 시간 경과 후(본 실시형태에서는 30초 후)에는, 어큐뮬레이터(22) 내에 잔존하는 연료가스의 압력이, 이너트가스 공급원으로부터 이너트가스 주관(31) 및 이너트가스 지관(32)을 통하여 어큐뮬레이터(22)에 공급되는 이너트가스의 압력보다 낮아진다. 그러면, 이너트가스 논리턴 밸브(37)가 개방되어, 이너트가스 공급원으로부터 이너트가스 주관(31) 및 이너트가스 지관(32)을 통하여 어큐뮬레이터(22)에 이너트가스가 공급되고, 어큐뮬레이터(22) 내, 연료가스 공급관(13) 내, 제1 복귀관(33) 내, 연료가스 지관(12) 내, 연료가스 주관(11) 내, 및 제2 복귀관(34) 내에 잔존하고 있던 연료가스가 퍼지라인으로 배출되어, 어큐뮬레이터(22) 내, 연료가스 공급관(13) 내, 제1 복귀관(33) 내, 연료가스 지관(12) 내, 연료가스 주관(11) 내, 및 제2 복귀관(34) 내가 이너트가스로 채워진다.
또한, 퍼지라인으로 배출된 연료가스는, 퍼지라인의 하류단에 마련된 가스 연소 장치(GCU)에서 연소된다.
또, 이 이너트가스 공급 시에는, 셧오프 밸브(21) 및 가스 인젝션 밸브(24)는 연속적으로 폐쇄가 되고, 이너트가스 밸브(35)는 연속적으로 개방이 된다.
본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(1)에 의하면, 연료가스에 의한 디젤기관의 운전이 종료되어, 연료가스 공급계통(2)에 잔존하는 연료가스를 이너트가스로 퍼지할 때, 어큐뮬레이터(22) 내에 잔존하는 연료가스는, 제1 복귀관(33), 연료가스 지관(12), 연료가스 주관(11), 및 제2 복귀관(34)을 통하여 퍼지라인으로 배출되게 된다. 즉, 어큐뮬레이터(22) 내에 잔존하는 연료가스는, 제1 복귀관(33)을 통하여 연료가스 지관(12)으로 되돌려져, 연료가스 주관(11) 및 제2 복귀관(34)을 통하여 퍼지라인으로 배출되게 된다. 바꾸어 말하면, 연료가스 주관(11) 및 연료가스 지관(12)이, 연료가스 퍼지계통(3)의 일부를 겸하게 된다.
이로써, 고압의 연료가스가 유통하는 배관(고압관)의 길이를 짧게 하여, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있다.
또, 본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(1)에서는, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명에서 실린더마다 필요하다고 되어 있던 4종류의 전자 밸브 중, 분출 밸브(가스 블로우 밸브)(30) 및 퍼지 밸브(가스 퍼지 밸브)(32)가 불필요하게 된다.
이로써, 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(1)에 의하면, 제1 복귀관(33)의 도중에 오리피스(39)가 마련되어 있으며, 어큐뮬레이터(22) 내에 잔존하는 연료가스는, 오리피스(39)를 통과할 때에 감압되게 된다.
이로써, 오리피스(39)로부터 하류측에 위치하는 제1 복귀관(33)을 고압사양의 배관이 아닌, 저압사양의 배관(통상의 배관)으로 할 수 있다. 즉, 고압의 연료가스가 유통하는 배관(고압관)의 길이를 짧게 하여, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(1)에 의하면, 어큐뮬레이터(22), 가스 논리턴 밸브(23), 가스 게이트 밸브(25), 이너트가스 논리턴 밸브(37), 및 오리피스(39)가, 가스 어큐뮬레이터 박스(38)로 불리는 하나의 케이싱 내에 수용되어 있으며, 이 케이싱 내에 있어서 가스 누출이 발생한 경우여도, 누출된 가스를 케이싱 내에 밀봉할 수 있어, 케이싱 밖의 분위기를 정상(청정)으로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(1)에 의하면, 연료가스에 의한 운전 종료 후, 가스 게이트 밸브(25)가 간헐적으로 개폐되도록, 또는 연속적으로 개방되도록 설정되어 있으므로, 가스 인젝션 밸브(24)와 가스 게이트 밸브(25)와의 사이에 잔존하는 연료가스를 이너트가스로 퍼지하여, 가스 인젝션 밸브(24)와 가스 게이트 밸브(25)와의 사이에 위치하는 연료가스 공급관(13) 내를 이너트가스로 채울 수 있다.
본 실시형태에 관한 디젤기관은, 가스 누출의 리스크를 감소시킬 수 있고, 또한, 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있는 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통(1)을 구비하고 있게 되므로, 당해 디젤기관의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 당해 디젤기관의 설비 코스트 및 러닝 코스트의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 대하여, 도 6을 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통(61)은, 가스 게이트 밸브(25) 대신에 플로리미터 기능과 강제 개방기능을 구비한 역지 밸브(62)가 마련되어 있다는 점에서 상기 서술한 실시형태의 것과 다르다. 그 외의 구성요소에 대해서는 상기 서술한 실시형태의 것과 동일하므로, 여기에서는 그들 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상기 서술한 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
역지 밸브(62)는, 가스 인젝션 밸브(24)로부터 연료가스가 분사되는 연료가스 운전 중에, 가스 인젝션 밸브(24)가 개방된 채로 고장나 폐쇄되지 않게 되고, 또한, 실린더 내(통 내)의 압력이 어큐뮬레이터(22) 내의 압력보다 낮아졌을 때에, 어큐뮬레이터(22) 내로부터 실린더 내로 누출되는(유입되는) 연료가스의 유량을 제한하는 (제2)밸브 시트(63)와, 당해 역지 밸브(62)와 가스 인젝션 밸브(24)와의 사이에 위치하는 연료가스 공급관(13) 내의 연료가스를 어큐뮬레이터(22)측으로 되돌리기 위하여, 밸브체(64)를 개방 방향으로 강제적으로 부세하는 액추에이터(예를 들면, 유압 피스톤)(65)를 구비하고 있다.
또한, 도 6 중의 부호 66은, 밸브체(64)를 폐쇄 방향으로 부세하는 부세부재(예를 들면, 스프링)를 나타내고, 부호 67은, 액추에이터(65)에 압압되어 밸브체(64)와 함께 이동하는 밸브체(64)의 일부를 나타내고 있으며, 부호 68은, (제1) 밸브 시트를 나타내고 있다.
본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(61)에 의하면, 고가의 가스 게이트 밸브(25) 대신에 저가의 역지 밸브(62)를 채용할 수 있어, 설비비 및 메인터넌스비의 저감을 도모할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(61)에 의하면, 가스 인젝션 밸브(24)로부터 연료가스가 분사되는 연료가스 운전 중에, 가스 인젝션 밸브(24)가 개방된 채로 고장나 폐쇄되지 않게 되고, 또한, 실린더 내의 압력이 어큐뮬레이터(22) 내의 압력보다 낮아졌을 때에, 어큐뮬레이터(22) 내로부터 실린더 내로 누출되는 연료가스의 유량이, 밸브 시트(63)에 의하여 통로를 차단하므로, 연료가스가 실린더 내로 마음대로 유입될 일이 없다.
또한, 본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(61)에 의하면, 액추에이터(65)로 밸브체(64)의 일부(67)를 밸브 시트(63)측으로 압압함으로써, 역지 밸브(62)와 가스 인젝션 밸브(24)와의 사이에 위치하는 연료가스 공급관(13) 내의 연료가스를 어큐뮬레이터(22)측으로 되돌릴 수 있다.
그 외의 작용 효과는, 상기 서술한 실시형태와 동일하므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통에 대하여, 도 7을 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에 관한 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통(71)은, 역지 밸브(62)대신에 플로리미터 기능과 강제 개방기능을 구비하고 있지 않은 역지 밸브(72)가 마련되어 있다는 점에서 도 6을 이용하여 설명한 실시형태의 것과 다르다. 그 외의 구성요소에 대해서는 상기 서술한 실시형태의 것과 동일하므로, 여기에서는 그들 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상기 서술한 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
역지 밸브(72)는, 밸브체(64) 및 부세부재(66)를 구비하고, 밸브 시트(63), 액추에이터(65) 및 밸브체(64)의 일부(67)는 구비하고 있지 않았다.
본 실시형태에 관한 연료가스 공급·퍼지계통(71)에 의하면, 액추에이터(65) 및 밸브체(64)의 일부를 구비하고 있지 않은 보다 저가의 역지 밸브(72)를 채용할 수 있어, 설비비 및 메인터넌스비의 저감을 더욱 도모할 수 있다.
그 외의 작용 효과는, 상기 서술한 실시형태와 동일하므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.
다만, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 적절히 필요에 따라서 변형·변경하여 실시할 수도 있다.
예를 들면, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 오리피스(39)는 필수의 구성요소가 아니며, 오리피스(39)를 마련하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 어큐뮬레이터(22), 가스 논리턴 밸브(23), 가스 게이트 밸브(25), 이너트가스 논리턴 밸브(37), 및 오리피스(39)가, 가스 어큐뮬레이터 박스(38)로 불리는 하나의 케이싱 내에 수용된 것을 일 구체예로서 들어 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 어큐뮬레이터(22), 가스 논리턴 밸브(23), 가스 게이트 밸브(25), 이너트가스 논리턴 밸브(37), 및 오리피스(39)가, 가스 어큐뮬레이터 박스(38)로 불리는 하나의 케이싱 내에 수용되어 있지 않은 구성으로 할 수도 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서, 역지 밸브(62, 72)는, 가스 어큐뮬레이터 박스(38)의 밖(외부)에 배치되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 역지 밸브(62, 72)를, 가스 어큐뮬레이터 박스(38) 안(내부)에 배치하도록 해도 된다.
1 연료가스 공급·퍼지계통
2 연료가스 공급계통
3 연료가스 퍼지계통
11 연료가스 주관
12 연료가스 지관
13 연료가스 공급관
21 셧오프 밸브
22 어큐뮬레이터
23 가스 논리턴 밸브
24 가스 인젝션 밸브
25 가스 게이트 밸브
31 이너트가스 주관
32 이너트가스 지관
33 제1 복귀관
34 제2 복귀관
37 이너트가스 논리턴 밸브
38 가스 어큐뮬레이터 박스(케이싱)
39 오리피스
2 연료가스 공급계통
3 연료가스 퍼지계통
11 연료가스 주관
12 연료가스 지관
13 연료가스 공급관
21 셧오프 밸브
22 어큐뮬레이터
23 가스 논리턴 밸브
24 가스 인젝션 밸브
25 가스 게이트 밸브
31 이너트가스 주관
32 이너트가스 지관
33 제1 복귀관
34 제2 복귀관
37 이너트가스 논리턴 밸브
38 가스 어큐뮬레이터 박스(케이싱)
39 오리피스
Claims (5)
- 고압 분사에 의하여, 연료오일 및 연료가스의 양방, 또는 연료가스를 연소시킬 수 있는 디젤기관에 적용되는, 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통으로서,
연료가스 공급원으로부터 유도된 연료가스를, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 연료가스 지관의 일단으로 유도하는 한 개의 연료가스 주관과, 그 일단이, 상기 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 상기 연료가스 주관에 접속되고, 그 타단이, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 어큐뮬레이터에 접속된 복수 개의 연료가스 지관과, 그 일단이, 상기 어큐뮬레이터에 접속되고, 그 타단이, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 가스 인젝션 밸브에 접속된 연료가스 공급관을 구비한 연료가스 공급계통과,
이너트가스 공급원으로부터 유도된 이너트가스를, 상기 디젤기관의 각 실린더에 대응하여 마련된 이너트가스 지관의 일단으로 유도하는 한 개의 이너트가스 주관과, 그 일단이, 상기 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 상기 이너트가스 주관에 접속되고, 그 타단이, 상기 어큐뮬레이터에 접속된 복수 개의 이너트가스 지관과, 그 일단이, 상기 어큐뮬레이터에 접속되고, 그 타단이, 상기 연료가스 지관의 도중에 접속된 제1 복귀관과, 그 일단이, 상기 디젤기관의 길이 방향을 따라 뻗는 상기 연료가스 주관보다 상기 연료가스 공급원측에 위치함과 함께, 상기 연료가스 주관의 도중에 접속된 셧오프 밸브보다 하류측에 위치하는 상기 연료가스 주관의 도중에 접속되고, 그 타단이, 퍼지라인에 접속된 제2 복귀관을 구비한 연료가스 퍼지계통을 구비하고,
상기 연료가스 지관의 도중에 가스 논리턴 밸브가, 상기 연료가스 공급관의 도중에 가스 게이트 밸브가, 상기 이너트가스 지관의 도중에 이너트가스 논리턴 밸브가 마련되어 있는 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 복귀관의 도중에 오리피스가 마련되어 있는 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통. - 청구항 2에 있어서,
상기 어큐뮬레이터, 상기 가스 논리턴 밸브, 상기 가스 게이트 밸브, 상기 이너트가스 논리턴 밸브, 및 상기 오리피스가, 하나의 케이싱 내에 수용되어 있는 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통. - 청구항 1에 있어서,
연료가스에 의한 운전 종료 후, 상기 가스 게이트 밸브가 간헐적으로 개폐되도록, 또는 연속적으로 개방되도록 설정되어 있는 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 디젤기관의 연료가스 공급·퍼지계통을 구비하고 있는 디젤기관.
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