KR101997943B1 - 연료 입구 밸브 및 연료 입구 밸브를 수용하기 위한 실린더 헤드 - Google Patents

연료 입구 밸브 및 연료 입구 밸브를 수용하기 위한 실린더 헤드 Download PDF

Info

Publication number
KR101997943B1
KR101997943B1 KR1020147012019A KR20147012019A KR101997943B1 KR 101997943 B1 KR101997943 B1 KR 101997943B1 KR 1020147012019 A KR1020147012019 A KR 1020147012019A KR 20147012019 A KR20147012019 A KR 20147012019A KR 101997943 B1 KR101997943 B1 KR 101997943B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inlet valve
housing
fuel
leakage detection
cylinder head
Prior art date
Application number
KR1020147012019A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140073558A (ko
Inventor
벤야민 블레이어
폴커 아브라함
Original Assignee
캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게 filed Critical 캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게
Publication of KR20140073558A publication Critical patent/KR20140073558A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101997943B1 publication Critical patent/KR101997943B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0293—Safety devices; Fail-safe measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/005—Arrangement of electrical wires and connections, e.g. wire harness, sockets, plugs; Arrangement of electronic control circuits in or on fuel injection apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/006—Measuring or detecting fuel leakage of fuel injection apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/95—Fuel injection apparatus operating on particular fuels, e.g. biodiesel, ethanol, mixed fuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

이중벽 연료 공급 파이프 시스템(100)에서 사용되는 연료 입구 밸브(150)가 개시되어 있다. 연료 입구 밸브는 연료 제어 부품이며, 가능한 연료 누설과 관련하여 모니터링되어야 한다. 개시된 연료 입구 밸브(150)는 밸브 하우징(151)의 벽체 내의 홀(153)을 통해 하우징 내에 배치될 수 있는 배리어 요소(170)를 포함할 수 있다. 배리어 요소(170)는 제1 내부 배리어 벽체(171)와 제2 외부 배리어 벽체(172) 사이의 누설 검출 공간(173)과, 하우징(151)의 벽체 내에 통합되어 누설 검출 공간(173)을 연료 입구 밸브(150)의 외부와 유체적으로 연결하는 제1 밸브 누설 검출 개구(152)를 포함할 수 있다.

Description

연료 입구 밸브 및 연료 입구 밸브를 수용하기 위한 실린더 헤드{FUEL INLET VALVE AND CYLINDER HEAD FOR HOUSING A FUEL INLET VALVE}
본 발명은 일반적으로 가스상 연료 및/또는 액체 연료를 공급하도록 구성 및 설계된 이중벽 연료 공급 파이프 시스템에서 사용되는 연료 입구 밸브에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 유형의 이중벽 연료 공급 파이프 시스템에서 사용되는 연료 입구 밸브를 적어도 부분적으로 수용하도록 구성된 실린더 헤드에 관한 것이다.
가스 또는 이중 연료 엔진에서 특별히 사용되는 연료 공급 파이프 시스템은 보안 목적으로 인해 특수하게 설계될 필요가 있다. 예컨대, 가스 또는 이중 연료 엔진에서 사용되는 모든 가스 또는 연료 공급 부품에, 예컨대, 라인/파이프 또는 연결 요소에, 이중벽 또는 다중벽 구조가 적용되어야 한다. 이러한 이중벽 연료 공급 파이프 시스템은 가스 또는 이중 연료 엔진이 작동될 수 있는 함선이나 선박에서 사용될 수 있다. 이중벽 연료 공급 파이프 시스템은 전력을 생산하기 위해 사용되는 가스 또는 이중 연료 엔진에 적용된다.
이중벽 연료 공급 파이프 시스템은, 연료가 연료 탱크로부터 외부 파이프에 의해 둘러싸인 내부 파이프 내의 연료 입구 밸브로 수송될 수 있도록, 구성될 수 있다. 연료 공급 파이프 시스템의 이중벽 구조는 이중벽 연료 공급 파이프 시스템의 내부 파이프가 손상될 경우 대기로의 가스 누설을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
연료 입구 밸브는 외부 전원을 사용하여 전기적으로 구동된다. 전원은 연료 입구 밸브의 하우징을 통해 연장하는 케이블에 의해 각각의 연료 입구 밸브에 연결된다.
DE 10 2008 029 224 A1은 차량의 유체 파이프에 배치된 적어도 하나의 스톱 밸브의 기능을 시험하기 위한 방법을 개시하고 있다. 구체적으로, 스톱 밸브를 폐쇄하고 스톱 밸브의 하류에 배치된 유체 파이프의 일부에서 고속 또는 저속의 압력 강하가 발생하는지의 여부를 모니터링함으로써, 스톱 밸브의 누설을 결정한다. 저속 압력 강하가 있는 경우에는, 스톱 밸브가 누설된 것이다.
DE 10 2004 055 575 A1은 내연 기관의 연료 분사 밸브의 누설을 검출하기 위한 방법 및 장치를 개시하고 있다. 구체적으로, 연료 분사 밸브의 적어도 일부, 특히 액추에이터의 온도를 측정함으로써, 연료 분사 밸브의 누설을 결정한다. 온도가 상승하는 경우, 연료 분사 밸브가 누설된 것이다.
본 발명은 종래의 시스템의 하나 이상의 양태를 적어도 부분적으로 개선하거나 극복하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양태에서, 내연 기관용 연료 입구 밸브는 하우징과, 전원 케이블을 수용하기 위해 상기 하우징의 벽체에 제공된 하우징 관통 홀을 포함하며, 상기 하우징 관통 홀을 밀봉하기 위해 상기 하우징 관통 홀 내에 배리어 요소가 배치되고, 상기 배리어 요소는 제1 내부 배리어 벽체와 제2 외부 배리어 벽체 사이에 누설 검출 공간을 포함한다. 또한, 상기 연료 입구 밸브는 하우징의 벽체 내에 통합되어 연료 입구 밸브의 외부와 누설 검출 공간을 유체적으로 연결하는 제1 밸브 누설 검출 개구를 포함한다.
이하의 상세한 설명과 첨부 도면을 참조하면, 본 발명의 여타 특징과 양태가 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 공급 시스템을 가진 내연 기관을 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 연료 공급 시스템의 일부분을 상세하게 도시한 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 도 2의 연료 공급 시스템의 연료 공급 파이프 요소의 단면도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 도 2의 연료 공급 시스템의 연료 공급 파이프 요소의 단면도이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 연료 공급 파이프 요소의 단면도이다.
도 6은 제4 실시예에 따른 연료 공급 파이프 요소의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 실린더 헤드의 부분 단면도이며, 실린더 헤드의 내부에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 입구 밸브가 장착되어 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 실린더 헤드의 부분 단면도이며, 실린더 헤드의 내부에는 도 7에 도시된 연료 입구 밸브가 장착되어 있다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 실린더 헤드의 부분 단면도이며, 실린더 헤드의 내부에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 입구 밸브가 장착되어 있다.
도 10은 도 1의 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 위한 방법의 흐름도이다.
다음은 본 발명의 예시적인 실시예들에 대한 상세한 설명이다. 본원에 개시되고 도면에 도시된 예시적인 실시예들은, 당업자가 다양한 환경과 다양한 응용 분야에서 본 발명을 실시하고 사용할 수 있도록, 본 발명의 원리를 교시하기 위한 것이다. 따라서, 예시적인 실시예들은 특허 보호 범위를 한정하는 설명으로서 간주되어서는 안될 뿐만 아니라 특허 보호 범위를 한정하고자 하는 의도도 없다. 오히려, 특허 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되어야 한다.
도 1을 참조하면, 내연 기관(1)이 도시되어 있다. 내연 기관(1)은 연료 공급 시스템(10)을 포함할 수 있다. 연료 공급 시스템(10)은 가스 또는 액체 연료와 같은 연료, 예컨대, 디젤 연료를 공급하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 본원에서, 용어 "연료"는 모든 유형의 가스상 연료와 아울러 모든 유형의 액체 연료에 대해 사용된다.
연료 공급 시스템(10)은 연료 라인 시스템과 압력 모니터링 시스템을 포함할 수 있다. 연료 라인 시스템은 복수의 연료 라인부(11A, 11B, 11C, 11D, ..., 11n)를 포함할 수 있다. 압력 모니터링 시스템은 복수의 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)를 포함할 수 있다.
각각의 연료 라인부(11A, 11B, 11C, 11D, ..., 11n)는 연료 입구 밸브(50A, 50B, 50C, ....)를 포함할 수 있다. 또한, 연료 라인부(11A, 11B, 11C, 11D, ..., 11n)들은 연속적인 내부 연료 파이프 라인을 형성하도록 서로 연결될 수 있다. 연속적인 내부 연료 파이프 라인은 연료 탱크(60)에 연결될 수 있다.
복수의 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n) 각각은 개별 밸브(21A, 21B, 21C, ..., 21n)를 이용하여 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)들 중 인접한 모니터링부로부터 분할가능하도록 서로 연결될 수 있다. 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n) 중 하나, 예컨대, 모니터링부(20n)는 불활성 가스 탱크(40)에 연결될 수 있다. 불활성 가스 탱크(40)에 연결된 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n) 중 다른 하나에 대향하는, 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n) 중 하나, 예컨대, 모니터링부(20A)는 압력 센서(23)에 연결될 수 있다. 압력 센서(23)는 제1 제어 라인(32)을 통해 제어 유닛(30)에 연결될 수 있다.
제어 유닛(30)은 제2 제어 라인(34)과 아울러 내연 기관(1)의 다른 부품을 통해, 특히, 밸브(21A, 21B, 21C, ..., 21n)의 작동을 제어하기 위한 수단을 포함할 수 있는 단일의 마이크로프로세서 또는 복수의 마이크로프로세서들일 수 있으며, 예컨대, 이는 압력 센서(23)의 대응하는 출력 신호에 기초하여 연료 공급 시스템(10)의 누설을 나타낼 수 있다. 제어 유닛(30)은 애플리케이션을 실행시키기 위해 필요한 모든 부품, 예컨대, 메모리, 보조 저장 장치, 및 내연 기관(1)과 내연 기관의 다양한 부품들을 제어하기 위한 중앙 처리 유닛 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 수단과 같은 프로세서 등을 포함할 수 있다. 제어 유닛(30)은 수신 및 저장된 데이터를 분석 및 비교할 수 있으며, 메모리에 저장되거나 사용자에 의해 입력된 명령 및 데이터에 기초하여, 동작이 필요한지의 여부를 결정할 수 있다. 제어 유닛(30)은 내연 기관(1)과 내연 기관의 부품들의 작동에 관한 데이터를 저장하기 위해 당업계에 공지된 임의의 메모리 장치를 포함할 수 있다. 데이터는, 예컨대, 밸브(21A, 21B, 21C, ..., 21n)의 작동을 설명하고/또는 작동에 관련된 하나 이상의 맵 형태로 저장될 수 있다. 각각의 맵은 표, 그래프 및/또는 방정식의 형태로 되어 있을 수 있으며, 내연 기관(1)의 실험실 및/또는 현장 작동에서 수집한 데이터 컴파일을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 연료 공급 시스템(10)은 연료 공급 파이프 시스템(100)과 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)을 포함할 수 있다. 연료 공급 파이프 시스템(100)은 (도 2에 도시되지 않은) 연소 유닛에 가스 또는 액체 연료와 같은 연료, 예컨대, 디젤 연료를 공급하도록 선택적으로 구성될 수 있다.
연료 공급 파이프 시스템(100)은 복수의 연료 파이프부(101)를 가질 수 있다. 도 2는 각각의 인접한 연료 파이프부에 연결되는 하나의 완전한 연료 파이프부(101)만을 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)는 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)과 연료 공급 파이프 시스템(100)의 일부를 포함할 수 있다. 연료 라인부(11A, 11B, 11C, ..., 11n)는 연료 공급 파이프 시스템(100)의 다른 부분을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 각각의 연료 파이프부(101)는 2개의 연료 공급 파이프 요소를 포함할 수 있다. 연료 공급 파이프 요소는 체결 수단, 예컨대, 나사 또는 볼트를 사용하여 서로 연결된 T자형 연료 공급 파이프 요소(110)와 선형 연료 공급 파이프 요소(120)일 수 있다. 대안적으로, 연료 공급 파이프 요소들은 모두 T자형 또는 선형으로 형성될 수 있다. T자형 연료 공급 파이프 요소(110)는 선형부와, 선형부에 대해 수직하게 배열될 수 있으며 장착된 상태에서 실린더 헤드의 일측에 배치될 수 있는 실린더 헤드부를 가질 수 있다. 연료 공급 파이프 요소(110, 120)들은 금속으로 제조될 수 있다.
T자형 연료 공급 파이프 요소(110)와 선형 연료 공급 파이프 요소(120)는 각각 내부 파이프(111, 121)와 외부 파이프(112, 122)를 포함할 수 있다. 내부 파이프(111, 121)와 외부 파이프(112, 122)는 그들 사이에 파이프 요소 누설 검출 공간(113, 123)을 형성할 수 있다. 외부 파이프(112, 122)는 내부 파이프(111, 121)의 주위에 동심으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 외부 파이프(112, 122)는 내부 파이프(111, 121)의 주위에 편심적으로 배치될 수 있다.
T자형 연료 공급 파이프 요소(110)는 제1 단부면 요소(115)와 제2 단부면 요소(116)를 포함할 수 있으며, 제2 단부면 요소(116)는 제1 단부면 요소(115)에 대향한다. 제1 단부면 요소(115)와 제2 단부면 요소(116)는 내부 파이프(111)와 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 제1 단부면 요소(115)와 제2 단부면 요소(116)는 외부 파이프(112)와 일체로 형성되거나, 내부 파이프(111) 및 외부 파이프(112) 모두와 일체로 형성될 수 있다. 제1 단부면 요소(115)와 제2 단부면 요소(116)는 별도로 형성되어, 예컨대, 플러그 연결, 압입, 볼트 또는 나사에 의해, 내부 파이프(111) 및/또는 외부 파이프(112)에 연결될 수 있으며, 도 2에는 나사에 의한 연결이 예시적으로 도시되어 있다.
선형 연료 공급 파이프 요소(120)는 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)를 포함할 수 있으며, 제2 단부면 요소(125)는 제1 단부면 요소(124)에 대향한다. 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)는 별도로 형성되어 내부 파이프(121)와 외부 파이프(122)에 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)는 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 플러그 연결에 의해 내부 파이프(121) 및 외부 파이프(122)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)는 적어도 하나의 나사 또는 볼트를 이용한 볼트 연결에 의해 내부 파이프(121) 및/또는 외부 파이프(122)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)는 내부 파이프 및/또는 외부 파이프(122)와 일체로 형성될 수 있다.
연료 공급 파이프 요소(120)는 벨로우(bellow) 요소(130)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 연료 공급 파이프 요소(110)들 중 어느 것도 벨로우 요소(130)를 포함하지 않거나, 각각의 연료 공급 파이프 요소(110, 120)가 벨로우 요소(130)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 연료 공급 파이프 요소(110, 120)는 둘 이상의 벨로우 요소(130)를 가질 수 있다. 벨로우 요소(130)가 둘 이상인 경우, 벨로우 요소(130)들은 서로로부터 등간격으로 이격되고 각각의 연료 공급 파이프 요소(110, 120)에서 규칙적으로 분포될 수 있거나, 서로로부터 불규칙적으로 이격되고 각각의 연료 공급 파이프 요소(110, 120)에서 불규칙적으로 분포될 수 있다.
벨로우 요소(130)는 복수의 킹크(kink), 예컨대, 6개의 킹크를 포함할 수 있다. 또한, 벨로우 요소(130)는 내부 벨로우(131)와 외부 벨로우(132)를 포함할 수 있다. 내부 벨로우(131)와 외부 벨로우(132)는 그들 사이에 벨로우 누설 검출 공간(133)을 형성할 수 있다. 외부 벨로우(132)는 내부 벨로우(131)의 주위에 동심으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 외부 벨로우(132)는 내부 벨로우(131)의 주위에 편심적으로 배치될 수 있다. 누설 검출 공간(133)은, 조립된 상태에서, 누설 검출 공간(123)에 유체적으로 연결될 수 있도록, 벨로우 요소(130)의 각 단부들에서 개방될 수 있다. 대안적으로, 연료 공급 파이프 요소(110, 120) 모두가 벨로우 요소(130)를 포함하는 경우, 누설 검출 공간(133)은 조립된 상태에서 누설 검출 공간(113, 123)에 각각 유체적으로 연결될 수 있다. 벨로우 요소(130)는 스테인리스 스틸과 같은 금속, 예컨대, EN 10088-2-1.4301 또는 EN 10088-2-1.4571로 제조될 수 있다. 대안적으로, 저가의 스틸이 벨로우 요소(130)를 위해 사용될 수 있다. 벨로우 요소(130)의 길이는 연료 공급 요소(110, 120)의 길이 및/또는 연료 공급 요소(130)에 제공된 벨로우 요소(130)의 개수에 따라 좌우될 수 있다. 예컨대, 벨로우 요소(130)는 40㎜ 내지 100㎜의 길이, 바람직하게는 약 50㎜, 80㎜ 또는 90㎜의 길이를 가질 수 있다.
연료 공급 시스템(10)은 실린더 헤드(140)를 더 포함할 수 있다. 실린더 헤드(140)는 실린더 헤드 본체(149)와 입구 밸브 케이싱(143)을 포함할 수 있다. 입구 밸브 케이싱(143)은 실린더 헤드 본체(149) 상에 주조될 수 있으며, 실질적으로 폐쇄된 하부, 측벽부 및 개방된 상부를 구비한 컵 형상을 가질 수 있다. 측벽부는 도 2에서 상하 방향으로 원형 단면을 가질 수 있거나, 도 2에서 상하 방향으로 다각형 단면을 가질 수 있다.
입구 밸브 케이싱(143)은 실린더 헤드(140)의 혼합 챔버의 일단부에 보스를 일체로 형성함으로써, 예컨대, 주조함으로써 제조될 수 있다. 보스의 주조는 주조 공정 후에 제거되는 코어를 사용하여 이루어질 수 있다. 입구 밸브 케이싱(143)은, 예컨대, 개방된 상부가 공급 파이프 시스템 측을 향하고 실질적으로 폐쇄된 하부가 연소 챔버 측을 향하도록, 나사 또는 볼트를 사용하여 연료 공급 파이프 요소(110)에 연결될 수 있다. 연소 챔버(미도시)는 실린더 헤드(140)에 연결될 수 있다. 또한, 입구 밸브 케이싱(143)은 연료 공급 파이프 요소(120)에 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 입구 밸브 케이싱(143)은 연료 입구 밸브(150)를 수용할 수 있다. 연료 입구 밸브(150)는 밸브 하우징(151)을 포함할 수 있다. 연료 입구 밸브는 2개의 케이블(310)을 통해 외부 전원(300)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 연료 입구 밸브(150)는 1개 또는 3개 이상의 케이블(310)을 통해 전원(300)에 연결될 수 있다. 케이블(310)은 밸브 하우징(151)과 입구 밸브 케이싱(143)을 통해 연장될 수 있다.
입구 밸브 케이싱(143)과 연료 입구 밸브(150)가 그들 사이에 케이싱 누설 검출 공간(141)을 형성하도록, 입구 밸브 케이싱(143)은 도 2에서 상하 방향으로 보았을 때 연료 입구 밸브(150)의 단면보다 더 큰 치수, 예컨대, 더 큰 단면을 가질 수 있다. 누설 검출 공간(141)이 누설 검출 공간(113)에 유체적으로 연결되는 방식으로, 입구 밸브 케이싱(143)은 연료 공급 파이프 요소(110)에 연결될 수 있다. 입구 밸브 케이싱(143)이 연료 공급 파이프 요소(120)에 연결되는 경우, 누설 검출 공간(141)은 누설 검출 공간(123)에 유체적으로 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)은 불활성 가스 공급 파이프(220)를 포함할 수 있다. 불활성 가스 공급 파이프(220)는 차단 밸브(210)에 의해 복수의 불활성 가스 공급 파이프부로 분할될 수 있다. 불활성 가스 공급 파이프(220)는 관형 연결 부품(240)을 통해 연료 공급 파이프 요소(110)의 누설 검출 공간(113)에 유체적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 불활성 가스 공급 파이프(220)는 연료 공급 파이프 요소(120)의 누설 검출 공간(123)에 유체적으로 연결되거나, 연료 공급 파이프 요소(110)의 누설 검출 공간(113)과 연료 공급 파이프 요소(120)의 누설 검출 공간(123) 모두에 유체적으로 연결될 수 있다.
연료 공급 시스템(10)은 단일의 압력 센서(230)를 더 포함할 수 있다. 압력 센서(230)는 불활성 가스 공급 파이프(220)의 일단부에 배치될 수 있다. 대안적으로, 압력 센서(230)는 불활성 가스 공급 파이프(220)의 어디에나 배치될 수 있다. 압력 센서(230)는 압력의 변화, 특히, 불활성 가스 공급 파이프(220)에서의 압력 강하를 검출하도록 구성될 수 있다. 압력 센서(230)는 실리시움, 실리카 또는 금속 기반 센서일 수 있다. 또한, 압력 센서(230)는 압전 물질로 제조되거나 코팅될 수 있다.
도 3은 연료 공급 파이프 요소의 제1 실시예, 즉, 실질적으로 T자 형상으로 형성된 연료 공급 파이프 요소(110)를 도시하고 있다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 파이프(111)는 T자형으로 형성될 수 있다.
제2 단부면(116)에는, 파이프 요소 누설 검출 개구(117)가 형성될 수 있다. 파이프 요소 누설 검출 개구(117)는 누설 검출 공간(113)을 연료 공급 파이프 요소(110)의 외부에 연결할 수 있으며, 장착된 상태에서는, 불활성 가스 공급 파이프(220)에 연결할 수 있다. 대안적으로, 파이프 요소 누설 검출 개구(117)는 제1 단부면 요소(115)에 형성될 수 있다.
또한, 연료 공급 파이프 요소(110)는 제3 단부면 요소(118)를 가질 수 있다. 제3 단부면 요소는 제1 단부면 요소(115) 및 제2 단부면 요소(116)에 대해 수직으로 배치될 수 있다. 특히, 제3 단부면 요소(118)는 도 3에 도시된 바와 같이 T자형 연료 공급 파이프 요소(110)의 하단부에 배치될 수 있다. 제3 단부면 요소(118)는 케이싱 누설 검출 개구(114)를 가질 수 있다. 케이싱 누설 검출 개구(114)는 도 3에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 제3 단부면 요소(118)를 통해 연장될 수 있다. 케이싱 누설 검출 개구(114)는 누설 검출 공간(113)을 연료 공급 파이프 요소(110)의 외부에 연결할 수 있다.
또한, 연료 공급 파이프 요소(110)는 제1 단부면 요소(115), 제2 단부면 요소(116) 및 제3 단부면 요소(118)에 나사 등을 고정하기 위한 복수의 고정 홀(119), 예컨대, 8개의 고정 홀을 가질 수 있다(2개의 고정 홀만 도 3에 도시되어 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 연료 공급 요소(110)의 좌우측에 각각 하나의 고정 홀(119)이 도시되어 있음).
도 4는 연료 공급 파이프 요소의 제2 실시예, 즉, 선형 연료 공급 파이프 요소(120)를 도시하고 있다.
제2 단부면 요소(125)에는, 파이프 요소 누설 검출 개구(126)가 형성될 수 있다. 파이프 요소 누설 검출 개구(126)는 누설 검출 공간(123)을 연료 공급 파이프 요소(120)의 외부에 연결할 수 있다. 대안적으로, 파이프 요소 누설 검출 개구(126)는 제1 단부면 요소(124)에 형성될 수 있다. 대안적으로, 연료 공급 파이프 요소(120)는, 연료 검출 공간(123)을 연료 공급 파이프 요소(120)의 외부에 연결하고 파이프 요소 누설 검출 개구(126)가 연장하는 방향에 대해 수직한 방향으로 연장하는 다른 누설 검출 개구를 가질 수 있다.
또한, 연료 공급 파이프 요소(120)는, 예컨대, 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)에 나사 등을 고정하기 위한 복수의 고정 홀(129), 예컨대, 8개의 고정 홀(129)을 가질 수 있다(4개의 고정 홀만 도 4에 도시되어 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 연료 공급 파이프 요소(120)의 좌우측에 각각 2개의 고정 홀(129)이 도시되어 있음). 바람직하게, 고정 홀(129)들은 누설 검출 공간(123)에 인접하여 각각 배치된 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)의 부분에 대해 상대적으로 외부에 각각 배치된 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125)의 부분에 배치될 수 있다.
도 4에 더 도시된 바와 같이, 벨로우 요소(130)는 내부 파이프(121) 및 외부 파이프(122)에 용접될 수 있다. 벨로우 요소(130)는 제1 단부면 요소(124)와 제2 단부면 요소(125) 사이의 중간에 배치될 수 있다. 대안적으로, 벨로우 요소(130)는 제1 단부면 요소(124)에 더 근접하여 배치되거나, 제2 단부면 요소(125)에 더 근접하여 배치될 수 있다. 바람직하게, 벨로우 요소(130)는 제1 단부면 요소(124) 및/또는 제2 단부면 요소(125)로부터 적어도 약 10㎜ 이격될 수 있으며, 바람직하게는, 적어도 약 20㎜, 30㎜, 40㎜, 50㎜, 75㎜ 또는 100㎜ 이격될 수 있고, 정확한 거리는 연료 공급 파이프 요소(110, 120)의 길이에 따라 좌우된다.
조립된 상태에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 파이프(111, 121)들이 연속적인 내부 파이프 라인을 형성하고 2개의 인접한 외부 파이프(112, 122)들이 폐쇄된 외부 파이프 라인부를 형성하도록, 복수의 연료 공급 파이프 요소(110, 120)들이 서로 연결될 수 있으며, 2개의 외부 파이프(112, 122)는 파이프 요소 누설 검출 개구(117, 126)에 의해 서로 연결된다.
도 5는 연료 공급 파이프 요소의 제3 실시예를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 실시예는 벨로우 요소(130)가 그 일단부에 제1 벨로우 플랜지(134)를 구비하고 그 대향하는 타단부에 제2 벨로우 플랜지(135)를 구비한다는 점에서, 제2 실시예와 상이하다. 제1 벨로우 플랜지(134)와 제2 벨로우 플랜지(135)는 내부 벨로우(131) 및 외부 벨로우(132)와 일체로 형성될 수 있으며, 내부 파이프(121) 또는 외부 파이프(122)에 용접될 수 있다. 대안적으로, 제1 벨로우 플랜지(134)와 제2 벨로우 플랜지(135)는 벨로우 요소(130)에 용접되거나 플러그 연결될 수 있으며/또는 내부 파이프(121)와 외부 파이프(122) 중 어느 하나에만 용접될 수 있다.
도 6은 연료 공급 파이프 요소의 제4 실시예를 도시하고 있다. 도 6에 도시된 실시예는 연료 공급 파이프 요소(120)가 제1 장착 플랜지(127)와 제2 장착 플랜지(128)를 구비하고 이들은 각각 벨로우 요소(130)에 인접하여 배치될 수 있다는 점에서, 제2 실시예와 상이하다. 특히, 제1 장착 플랜지(127)는 제1 벨로우 플랜지(134')에 인접하여 배치될 수 있으며, 제2 장착 플랜지(128)는 제2 벨로우 플랜지(135')에 인접하여 배치될 수 있다. 제1 장착 플랜지(127)와 제1 벨로우 플랜지(134')는, 예컨대, 나사 또는 볼트(미도시)에 의해, 서로 연결될 수 있다. 제2 장착 플랜지(128)와 제2 벨로우 플랜지(135')는, 예컨대, 나사 또는 볼트(미도시)에 의해, 서로 연결될 수 있다. 제1 장착 플랜지(127)와 제2 장착 플랜지(128)는 플러그 연결에 의해 내부 파이프(121) 및 외부 파이프(122)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 제1 장착 플랜지(127)와 제2 장착 플랜지(128)는 내부 파이프(121) 및/또는 외부 파이프(122)에 용접될 수 있다. 벨로우 요소(130)가 2개 이상인 경우, 연료 공급 파이프 요소(120)는 3개 이상의 장착 플랜지(127, 128)를 가질 수도 있다.
도 7은 입구 밸브 케이싱(143)과 밸브(150)의 제1 실시예를 도시하고 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 입구 밸브 케이싱(143)은 실린더 헤드 본체(149)와 일체로 주조될 수 있고, 연료 입구 밸브(150)보다 큰 치수를 가질 수 있으며, 이에 따라, 누설 검출 공간(141)을 형성한다. 도 7에 더 도시된 바와 같이, 누설 검출 공간(141)은 폐쇄된 단부면(147)과, 도 7에서 보았을 때 상하 방향으로 폐쇄된 단부면(147)에 대향하는 개방된 단부면(148)을 가질 수 있다. 조립된 상태에서, 폐쇄된 단부면(147)은 연소 챔버 측에 배치될 수 있으며, 폐쇄된 단부면(148)은 연료 공급 파이프 시스템 측에 배치될 수 있다. 또한, 입구 밸브 케이싱(143)은 입구 밸브 케이싱(143)의 외부로부터 내부까지 연장하는 케이싱 관통 홀(142)을 포함할 수 있다. 케이싱 관통 홀(142)은 밸브(150)를 전원(300)에 연결하는 하나 이상의 케이블(310)을 수용하거나 안내하는 역할을 할 수 있다.
도 7에 더 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(151)은 누설 검출 공간(141)으로부터 연료 입구 밸브(150)의 내부까지 연장하는 하우징 관통 홀(153)을 가질 수도 있다. 하우징 관통 홀(153)은 케이블(310)을 안내하는 역할을 할 수 있다. 하우징 관통 홀(153)에는, 배리어 요소(170)가 배치될 수 있다. 배리어 요소(170)는 내부 배리어(171)와 외부 배리어(172)를 포함할 수 있다. 내부 배리어(171)와 외부 배리어(172)는 그들 사이에 밸브 누설 검출 공간(173)을 형성할 수 있다.
내부 배리어(171)와 외부 배리어(172)는 각각 (상세하게 도시되지 않은) 2개의 케이블 부싱을 포함할 수 있다. 대안적으로, 내부 배리어(171)와 외부 배리어(172)는 각각 1개 또는 3개 이상의 케이블 부싱을 포함할 수 있다. 케이블 부싱은 입구 밸브 케이싱(143)의 케이싱 관통 홀(142)과 연료 입구 밸브(150)의 하우징 관통 홀(153)을 통해 연료 입구 밸브(150)의 내부로부터 연료 공급 시스템(10)의 외부까지 케이블(310)을 안내하기 위한 가이드로서의 역할을 할 수 있다.
밸브 하우징(151)은 제1 밸브 누설 검출 개구(152)를 더 가질 수 있다. 제1 밸브 누설 검출 개구(152)는 배리어 요소(170)의 누설 검출 공간(173)으로부터 누설 검출 공간(141)까지 연장될 수 있다. 제1 밸브 누설 검출 개구(152)는 도 7에 도시된 바와 같이 상방향으로 또는 하방향으로 밸브 하우징(151) 내에서 비스듬하게 연장될 수 있다.
케이싱 관통 홀(142) 내에 부싱(160)이 배치될 수 있다. 부싱(160)은 누설 검출 공간(141) 내의 고압 가스로부터 케이블(310)을 보호하기 위해 입구 밸브 케이싱(143)의 외부로부터 밸브 하우징(151)의 적어도 일부 속으로 연장될 수 있다. 부싱(160)은 금속 물질 또는 플라스틱 물질로 제조될 수 있다. 또한, 부싱(160)은 외부 나사산을 포함할 수 있으며, 케이싱 관통 홀(142) 속으로 나사 결합될 수 있다. 이 경우, 케이싱 관통 홀(142)에는 내부 나사산이 제공될 수 있다. 대안적으로, 나사 또는 볼트와 같은 체결 수단으로 실린더 헤드(140)에, 특히, 입구 밸브 케이싱(143)에 부싱(160)을 고정하기 위한 고정 홀을 가진 플랜지가 부싱(160)에 제공될 수 있다. 부싱(160)의 길이와 직경은 실린더 헤드(140)의 크기에 따라 좌우될 수 있다. 예컨대, 부싱(160)은 80㎜ 내지 100㎜의 길이, 바람직하게는, 81㎜, 85㎜, 90㎜, 95㎜의 길이를 가질 수 있다. 또한, 부싱의 길이가 80㎜ 내지 100㎜인 경우, 부싱(160)은 30 내지 40㎜의 직경, 바람직하게는, 32.5㎜, 35㎜ 또는 37.5㎜의 직경을 가질 수 있다.
도 8은 제2 실시예에 따른 실린더 헤드(140')를 도시하고 있다. 실린더 헤드(140')는, 외부 케이싱 벽체(144)와 내부 케이싱 벽체(145)를 포함한 입구 밸브 케이싱(143')을 포함할 수 있다는 점에서, 실린더 헤드(140)와 상이하다. 내부 케이싱 벽체(145)와 외부 케이싱 벽체(144)는 그들 사이에 누설 검출 공간(141')을 형성할 수 있다. 외부 케이싱 벽체(144)는, 연료 입구 밸브(150)가 내부 케이싱 벽체(145) 속에 결합되도록, 연료 입구 밸브(150)의 외부 치수와 동일한 내부 치수를 가질 수 있다.
내부 케이싱 벽체(145)는 케이싱 관통 홀(146)을 가질 수 있다. 케이싱 관통 홀(146)은 누설 검출 공간(141)으로부터 밸브 케이싱(143)의 내부까지 연장할 수 있으며, 케이싱 관통 홀(142)에 대향할 수 있다. 케이싱 관통 홀(146)은 케이블(310)을 안내하는 역할을 할 수 있다.
내부 케이싱 벽체(145)는 제2 밸브 누설 검출 개구(159)를 가질 수 있다. 제2 밸브 누설 검출 개구(159)는 도 8에 도시된 바와 같이 케이싱 관통 홀(146) 아래에 배치될 수 있다. 대안적으로, 제2 밸브 누설 검출 개구(159)는 케이싱 관통 홀(146) 위에 배치될 수 있다. 조립된 상태에서, 제2 밸브 누설 검출 개구(159)는 제1 밸브 누설 검출 개구(152)를 통해 배리어 요소(170)의 누설 검출 공간(173)에 유체적으로 연결될 수 있다.
도 9는 제2 실시예에 따른 연료 입구 밸브(150')를 도시하고 있다. 특히, 도 9에 도시된 연료 입구 밸브(150')는 배리어 요소(170')가 약 90°시프트될 수 있다는 점에서, 도 8에 도시된 연료 입구 밸브와 상이할 수 있다. 따라서, 배리어 요소(170)는 좌우 방향으로, 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 밸브 하우징(151') 내에 조립된 상태에서 수평 방향으로 각각 배향 및 배치된 내부 배리어 벽체(171'), 외부 배리어 벽체(172') 및 누설 검출 공간(173')을 포함할 수 있다.
또한, 연료 입구 밸브(150')는 2개 부분으로 이루어진 하우징 관통 홀(153')을 포함할 수 있다. 하우징 관통 홀(153')은 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)과 제2 하우징 관통 홀 부분(153'b)을 포함할 수 있다. 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)은 도 9에 도시된 바와 같이 외부로부터 밸브 하우징(151') 속으로 수평 방향으로 연장될 수 있다. 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)은 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a) 속에 나사 결합된 너트(180)로 외부에 대해 밀봉될 수 있으며, 너트(180)는 밸브(150')의 내부로부터 밸브(150')의 외부까지 케이블(310)을 안내한다. 대안적으로, 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)은 플러그와 같은 임의의 다른 적당한 요소로 밀봉될 수 있다. 제2 하우징 관통 홀 부분(153'b)은 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)에 대해 수직한 방향으로 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)의 중간까지 연장될 수 있다. 대안적으로, 제2 하우징 관통 홀 부분(153'b)은 너트(180)로 폐쇄된 제1 하우징 관통 홀 부분의 단부에 대향하는 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)의 단부에서 연장될 수 있다. 제2 하우징 관통 홀 부분(153'b)은 도 9에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 2개의 다른 직경들을 가질 수 있다. 특히, 하우징 관통 홀(153')은 하부보다 상부에서 더 작은 직경을 가질 수 있다. 이에 대응하여, 하우징 관통 홀(153')의 하부에 배치된 내부 배리어 벽체(171')는 하우징 관통 홀(153')의 상부에 배치된 외부 배리어 벽체(172')보다 더 큰 직경을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 누설 검출 공간(173')이 형성될 수 있다. 다른 직경들을 가진 하우징 관통 홀(153')의 구성은 제1 실시예에 따른 연료 입구 밸브(150)에 적용될 수도 있다.
도 10은 연료 공급 시스템(10)에서 누설을 검출하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다. 제1 단계에서, 연료 공급 시스템(10)의 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173)을 불활성 가스로 충전할 수 있다. 그 후, 압력 센서(230)를 이용하여 각각의 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173) 내의 압력을 모니터링할 수 있다.
압력 센서(230)가 압력의 변화, 예컨대, 압력 강하를 검출하는 경우, 제1 모니터링부(20A)만 압력 센서(230)에 연결되도록, 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)의 모든 밸브(210)를 폐쇄할 수 있다.
그리고, 제1 모니터링부(20A)의 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173) 내의 압력을 모니터링할 수 있다. 압력 변화가 있는 경우, 예컨대, 압력 강하가 있는 경우, 압력 센서(230)는 제1 모니터링부(20A)의 누설을 나타내는 대응하는 신호를, 예컨대, 경보 또는 시각적 표시에 의해, 제어 유닛(30)에 출력한다. 제1 모니터링부(20A)의 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173)에서 압력 변화가 없는 경우, 예컨대, 압력 강하가 없는 경우, 제1 모니터링부(20A)와 이에 후속하는 제2 모니터링부(20B)가 압력 센서(230)에 연결되도록, 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)의 밸브(210)들 중 제1 밸브가 개방될 수 있다.
그리고, 제1 및 제2 모니터링부(20A, 20B)의 압력을 모니터링할 수 있다. 압력 변화가 있는 경우, 예컨대, 압력 강하가 있는 경우, 압력 센서(230)는 제2 모니터링부(20B)의 누설을 나타내는 대응하는 신호를, 예컨대, 경보 또는 시각적 표시에 의해, 제어 유닛(30)에 출력한다. 제1 및 제2 모니터링부(20A, 20B)에서 압력 강하가 없는 경우, 압력 변화 및 그 결과로서 내부 파이프(111, 121) 또는 밸브(150)로부터 연료가 누설되는 모니터링부가 검출될 때까지, 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)의 밸브(210)들 중 다른 밸브를 개방하는 단계와, 대응하는 모니터링부(20C)와 압력 센서(230)에 이미 연결되어 있는 모니터링부(20A, 20B) 내의 압력을 모니터링하는 단계를 반복할 수 있다.
대안적으로, 상기 방법은 각각의 모니터링부 내의 압력이 여전히 변하고 있는지의 여부를 다시 한번 모니터링한 후 하나의 밸브(210)를 폐쇄함으로써 실시될 수도 있다. 압력이 일정하게 유지되는 경우, 마지막으로 분리된 모니터링부(20A, 20B, 20c, ..., 20n)에서 누설이 발생할 수 있다.
산업상 이용가능성
연료 공급 시스템(10)의 작동 중에, 가스 또는 액체 연료와 같은 연료가 내연 기관(1)의 연소 챔버로 공급되도록 연료 공급 파이프 시스템(100)의 내부 파이프(111, 121)에 의해 각각의 연료 입구 밸브(150)로 공급될 수 있다. 또한, 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)을 통해, 특히, 불활성 가스 공급 파이프(220)와 연결부(240)를 통해, 불활성 가스가 각각의 연료 파이프부(101)의 외부 파이프(112, 122)에 공급될 수 있다. 불활성 가스는 약 7bar의 압력, 즉, 내부 파이프(111, 121)로 유도된 연료보다 높은 압력을 가질 수 있다. 불활성 가스의 압력은 연료 공급 시스템에서 사용되는 연료의 압력에 따라 좌우되기 때문에, 불활성 가스는 7bar보다 높거나 낮은 압력을 가질 수도 있다. 일반적으로, 불활성 가스의 압력은 연료의 압력보다 높을 수 있다.
연료 공급 파이프 시스템(100)에서, 예컨대, 복수의 내부 파이프(111, 121)에 의해 형성되는 연속적인 내부 파이프 라인에서 누설이 있는 경우, 고압의 불활성 가스가 외부 파이프(112, 122)로부터 내부 파이프(111, 121)로 흐를 수 있으며, 이에 따라, 외부 파이프(112, 122)와 불활성 가스 공급 파이프(220)에서 압력 강하가 발생할 수 있다. 압력 센서(230)는 이러한 압력 강하를 감지할 수 있으며, 압력 변화를 나타내는 대응하는 신호를 압력 거동 정보로서, 예컨대, 경보 신호로, 제어 유닛(30)에 출력할 수 있다.
이러한 경보 신호가 있는 경우, 다음과 같은 국소 누설 검출 방법을 실시함으로써 누설을 국소화할 수 있다. 먼저, 단계(S500)에서, 제1 모니터링부(20A), 예컨대, 압력 센서(230) 옆에 배치된 모니터링부만 압력 센서(230)에 연결되도록, 모든 차단 밸브(210)를 폐쇄할 수 있다. 그 다음, 단계(S510, S520)들에서, 압력 센서(230)는 제1 모니터링부(20A)의 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173) 내의 압력을 모니터링할 수 있다. 제1 모니터링부(20A)에서 누설이 있는 경우, 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173) 내의 불활성 가스가 제1 모니터링부(20A)의 내부 파이프(111, 121) 또는 밸브(150) 속으로 흐를 수 있으며, 압력 센서(230)는 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173)에서 압력 강하를 검출할 수 있고, 제어 유닛(30)에 의해 누설이 표시될 수 있다(단계(S610)). 제1 모니터링부(20A)에서 누설이 없는 경우, 예컨대, 누설 검출 공간(113, 123, 133, 141, 173) 내의 압력이 약 7bar로 일정하게 유지되는 경우, 모든 밸브를 폐쇄할 수 있으며(단계(S530)), 그 후, 제1 모니터링부(20A)와 제2 모니터링부(20B)가 모두 압력 센서(230)에 연결되도록 제1 차단 밸브(210)를 개방할 수 있다(단계(S540)). 그리고, 압력 센서(230)는 제1 및 제2 모니터링부(20A, 20B)들에서 압력 강하가 있는지의 여부를 모니터링할 수 있다(단계(S540) 및 단계(S550)). 압력 센서(230)가 제1 및 제2 모니터링부(20A, 20B)들에서 압력 강하를 검출할 수 없는 경우, 제2 차단 밸브(210)가 개방될 수 있으며, 압력 센서(230)는 제1, 제2 및 제3 모니터링부(10A, 10B, 20C) 내의 압력을 모니터링할 수 있다(단계(S560)). 압력 센서(230)에 의해 압력 강하가 검출되고 그에 따라 제어 유닛(30)에 의해 표시될 때까지(단계(S620)), 다시 한번 압력을 모니터링한 후 하나의 차단 밸브(210)를 개방하는 단계(단계(S570) 및 단계(S580))들을 반복할 수 있다.
일부 실시예에서, 내연 기관(1)의 연료 공급 시스템(10)에서 누설을 검출하기 위한 방법은,
- 압력 센서(23)에 의해 모니터링되는 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)를 유체적으로 연결하기 위해 개방되는 밸브(21A, 21B, 21C, ..., 21n) 세트를 가진 압력 모니터링 시스템(20)의 내부 압력에 대해 제1 압력 측정을 실시하는 단계,
- 내부 파이프(111)들 중 하나 또는 밸브(150)로부터의 누설로 인한 압력의 변화를 검출하는 단계,
- 하나의 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)만큼 크기가 다른 두 세트에 대해 압력 거동 정보를 제공하기 위해 유체적으로 연결된 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)들의 선택된 세트에 대해 적어도 하나의 추가적인 압력 측정을 실시하는 단계, 및
- 하나의 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)만큼 크기가 다른 상기 두 세트의 압력 거동 정보의 비교에 기초하여 누설되는 모니터링부를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전술한 방법의 압력 측정 단계는,
- 밸브(21A, 21B, 21C, ..., 21n) 세트 중 제1 밸브를 활성화시킴으로써, 압력 센서(23)에 유체적으로 연결된 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제1 압력 모니터링된 서브세트와 압력 센서(23)로부터 유체적으로 분리된 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제1 원격 서브세트로 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제1 분리를 제공하는 단계,
- 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제1 압력 모니터링된 서브세트 내부의 압력을 모니터링함으로써, 압력의 연속적인 변화 또는 일정한 압력에 따라, 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제1 압력 모니터링된 서브세트 또는 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제1 원격 서브세트를 누설되는 모니터링부를 포함하는 것으로 연관시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전술한 방법의 압력 측정 단계는,
- 누설되는 모니터링부에 대응하는 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 서브세트가 적어도 하나의 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)만큼 감소되도록, 밸브(21A, 21B, 21C, ..., 21n) 세트 중 제2 밸브를 활성화시킴으로써, 압력 센서(23)에 유체적으로 연결된 제2 압력 모니터링된 서브세트와 압력 센서(230)로부터 유체적으로 분리된 제2 원격 서브세트로 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제2 분리를 제공하는 단계,
- 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)의 제2 압력 모니터링된 서브세트 내부의 압력을 모니터링하는 단계, 및
- 제1 및 제2 분리의 검출된 압력 거동에 따라, 누설되는 모니터링부를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 불활성 가스의 압력은 연료 압력보다 낮을 수 있으며, 바람직하게는, 대기압과 연료 압력 사이일 수 있다. 연료 공급 파이프 시스템(100)에서, 예컨대, 복수의 내부 파이프(111, 121)에 의해 형성되는 연속적인 내부 파이프 라인에서 누설이 있는 경우, 고압의 연료가 내부 파이프(112, 122)로부터 외부 파이프(111, 121)로 흐를 수 있으며, 이에 따라, 외부 파이프(112, 122)와 불활성 가스 공급 파이프(220)에서 압력 증가가 발생할 수 있다. 압력 센서(230)는 이러한 압력 증가를 감지할 수 있으며, 압력 변화를 나타내는 대응하는 신호를 압력 거동 정보로서, 예컨대, 전술한 방법에 따른 경보 신호로, 제어 유닛(30)에 출력할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 연료 공급 시스템은 연료 검출 센서, 예컨대, 가스상 또는 액체 연료를 검출하는 센서를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 센서는 압력 변화 감지에 부가하여 또는 대안적으로, 연료 자체를 감지함으로써 연료의 누설을 검출한다. 또한, 누설의 검출을 가속화하기 위해, 연료 공급 시스템은 펌프 등과 같은 연료 흡인 시스템을 구비할 수 있다. 이 경우, 연료 흡인 시스템을 이용하여 누설 검출 공간으로부터 연료를 흡인할 수 있다. 연료 흡인 시스템은, 예컨대, 불활성 가스 공급 파이프 시스템(200)의 일단부에, 특히, 불활성 가스 공급 파이프(220) 어디에나 배치될 수 있다.
이러한 방식으로, 하나의 압력 센서(23)만을 사용하여 각각의 모니터링부(20A, 20B, 20C, ..., 20n)를 용이하게 모니터링할 수 있다. 따라서, 연료 공급 시스템(10)에서 누설을 검출하기 위한 안정적이고 빠른 방법이 제공될 수 있다.
또한, 불활성 가스의 압력이 연료 압력보다 낮고, 바람직하게는, 대기압과 연료 압력 사이인 경우, 외부 파이프(112, 122)에서의 누설도 센서(230)로 감지할 수 있는 데, 그 이유는 외부 파이프에서의 누설이 외부 파이프(112, 122)와 그에 따른 불활성 가스 공급 파이프(220)에서의 압력 강하를 초래하기 때문이다. 따라서, 내부 파이프(111, 121) 또는 외부 파이프(112, 122)가 누설되는지의 여부를 식별할 수 있다.
또한, 이중 연료 엔진의 경우 가스 모드로 작동한 이후마다 실시될 수 있으며 선급 협회의 요건인 연료 공급 시스템(10)의 플러싱이 가능하다. 내부 파이프(111, 121)와 불활성 가스 공급 파이프(220)를 연결하는 대응하는 연결 라인(미도시)에 있는 밸브(미도시)를 개방함으로써, 바람직하게는, 자동으로 개방함으로써, 내부 파이프(111, 121)의 플러싱이 실시될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 벨로우 요소(130)를 포함하는 각각의 연료 공급 파이프 요소(110, 120)의 구성으로 인하여, 연료 공급 시스템(10) 내의 고온으로 인한 연료 공급 요소의 열팽창이 허용될 수 있음과 동시에, 누설 모니터링이 허용될 수 있다. 특히, 연료 공급 파이프 요소(110, 120)의 열팽창에 대한 보상 요소로서 작용할 수 있는 벨로우 요소(130)가 연료 공급 파이프 요소(110, 120)에 통합될 수 있기 때문에, 벨로우 요소가 벨로우 요소(130)에 인접한 연료 공급 파이프 요소(110, 120)의 좌우측 부품에 의해 안정화될 수 있다. 따라서, 연료 공급 파이프 요소(110, 120)가 큰 치수를 갖는 경우에도, 벨로우 요소(130)의 처짐을 줄이거나 심지어 방지할 수 있다. 또한, 누설 검출 공간(113, 123)에 누설 검출 공간(133)을 연결하는 개방된 단부면을 가질 수 있는 벨로우 요소(130)의 구성으로 인하여, 큰 연료 공급 파이프 요소(110, 120)의 누설을 모니터링할 수 있다.
또한, 실린더 헤드(140, 140')와 연료 입구 밸브(150)의 구성으로 인하여, 연료 공급 시스템(10)을 더 안전하게 형성할 수 있으며, 전술한 국소 누설 검출이 케이블(310)을 통한 연료 공급이나 손상된 밸브 하우징(151)으로 인한 연료 입구 밸브(150)의 모니터링을 포함할 수도 있다. 손상된 밸브 하우징(151)으로 인해, 그리고 도 8의 실시예를 참조하면, 손상된 내부 케이싱 벽체(145)로 인해, 또는 케이블(310)을 따라 연료를 공급하는 내부 및/또는 외부 배리어 벽체(171, 171', 172, 172') 내의 손상된 케이블 부싱으로 인해, 연료 입구 밸브(150)로부터 연료가 누설되면, 누설 검출 공간(141)과 누설 검출 공간(173)에 고압의 불활성 가스가 제공될 수도 있기 때문에, 누설을 검출할 수도 있다. 따라서, 케이싱 누설 검출 개구(114)를 통해 누설 검출 공간(113)에 연결된 누설 검출 공간(141)과 제1 밸브 누설 검출 개구(152)를 통해 누설 검출 공간(141)에 연결된 누설 검출 공간(173)을 각각 이용하여, 누설 검출 공간(141, 173) 중 적어도 하나에서의 압력 변화, 예컨대, 압력 강하가 압력 센서(230)로 전달될 수도 있다. 따라서, 누설되는 연료와 관련하여 연료 입구 밸브(150)를 모니터링할 수도 있다.
또한, 상부에 주조되는 입구 밸브 케이싱(143, 143')으로 인하여, 실린더 헤드(140, 140')의 제조가 용이할 수 있으며, 실린더 헤드 본체(149)에 연결될 별도의 부품으로서 입구 밸브 케이싱을 만들 때, 실린더 헤드의 고정밀 생산을 피할 수 있다. 또한, 상부에 주조되는 입구 밸브 케이싱(143)으로 인하여, 실린더 헤드(140, 140')의 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 내연 기관용 실린더 헤드는 실린더 헤드 본체와, 연료 입구 밸브를 적어도 부분적으로 수용하도록 구성된 입구 밸브 케이싱을 포함할 수 있으며, 입구 밸브 케이싱은 실린더 본체와 일체로 형성된다.
일 실시예에서, 입구 밸브 케이싱은 실린더 본체 상에 주조될 수 있다.
일 실시예에서, 입구 밸브 케이싱은 그 내부 표면과 연료 입구 밸브 사이에 누설 검출 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 입구 밸브 케이싱은 하우징 외부 벽체와 하우징 내부 벽체를 포함할 수 있으며, 하우징 외부 벽체와 하우징 내부 벽체는 그들 사이에 누설 검출 공간을 형성한다.
일 실시예에서, 누설 검출 공간은 폐쇄된 단부면과 개방된 단부면을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 입구 밸브 케이싱은, 개방된 단부면이 이중벽 연료 공급 파이프 시스템의 외부 파이프와 내부 파이프에 의해 형성된 사이의 공간에 유체적으로 연결되도록, 이중벽 연료 공급 파이프 시스템에 연결될 수 있도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 입구 밸브 케이싱은 적어도 하나의 케이블을 연료 입구 밸브로부터 실린더 헤드의 외부까지 안내하기 위한 케이싱 관통 홀을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 케이싱 관통 홀 내에 부싱이 배치될 수 있으며, 상기 부싱은 실린더 헤드의 외부로부터 연료 입구 밸브 속으로 적어도 부분적으로 연장된다.
일 실시예에서, 실린더 헤드는 입구 밸브 케이싱 내에 배치된 연료 입구 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 내연 기관에 가스 또는 액체 연료와 같은 연료, 예컨대, 디젤을 선택적으로 공급하기 위한 연료 공급 파이프 시스템에서 사용되도록 구성된 이중벽 연료 공급 파이프 요소는 내부 파이프, 외부 파이프, 제1 단부에서 외부 파이프와 내부 파이프를 연결하는 제1 단부면 요소, 및 제1 단부에 대향하는 제2 단부에서 외부 파이프와 내부 파이프를 연결하는 제2 단부면 요소를 포함할 수 있다. 외부 파이프, 내부 파이프, 제1 단부면 요소 및 제2 단부면 요소는 그들 사이에 누설 검출 공간을 형성할 수 있으며, 제2 단부면 요소는 누설 검출 공간을 이중벽 연료 공급 파이프 요소의 외부와 연결하는 파이프 요소 누설 검출 개구를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 단부면과 제2 단부면은 외부 파이프 및/또는 내부 파이프와 일체로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 단부면과 제2 단부면은 외부 파이프 및 내부 파이프와 별도로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 단부면과 제2 단부면은 외부 파이프 및/또는 내부 파이프에 장착되는 플랜지로서 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 내부 파이프와 외부 파이프는 실질적으로 T자형인 이중벽 연료 공급 파이프 요소를 형성하기 위한 실린더 헤드부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 이중벽 연료 공급 파이프 요소는 실린더 헤드부에 제3 단부면 요소를 더 포함할 수 있으며, 제3 단부면 요소는 누설 검출 공간을 이중벽 연료 공급 파이프 요소의 외부에 연결하는 적어도 하나의 케이싱 누설 검출 개구를 갖는다.
일 실시예에서, 이중벽 연료 공급 파이프 요소는 다른 이중벽 연료 공급 파이프 요소를 고정하기 위한 적어도 하나의 고정 홀을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 내부 파이프와 외부 파이프는 주조된다.
일 실시예에서, 이중벽 연료 공급 파이프 요소는 제1 단부면 요소와 제2 단부면 요소 사이에 배치된 적어도 하나의 이중벽 벨로우 요소를 더 포함할 수 있으며, 이중벽 벨로우 요소는 내부 벨로우와 외부 벨로우를 포함하고, 외부 벨로우와 내부 벨로우는 그들 사이에 벨로우 누설 검출 공간을 형성하며, 누설 검출 공간은 벨로우 누설 검출 공간과 연결된다.
일 실시예에서, 이중벽 벨로우 요소는 제1 단부면 요소 및/또는 제2 단부면 요소로부터 적어도 약 10㎜, 예컨대, 적어도 약 20㎜, 30㎜, 40㎜, 50㎜, 75㎜ 또는 100㎜의 거리만큼 이격될 수 있다.
일 실시예에서, 이중벽 벨로우 요소는 내부 파이프 및/또는 외부 파이프와 일체로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 이중벽 벨로우 요소는 내부 파이프 및/또는 외부 파이프에 용접되거나 몰딩될 수 있다.
일 실시예에서, 이중벽 벨로우 요소는 제1 단부에 있는 제1 벨로우 플랜지와 제2 단부에 있는 제2 벨로우 플랜지를 가질 수 있으며, 제1 및 제2 벨로우 플랜지들은 내부 파이프 및/또는 외부 파이프와 일체로 형성되며, 예컨대, 내부 파이프 및/또는 외부 파이프에 용접되거나 몰딩된다.
일 실시예에서, 이중벽 벨로우 요소는 제1 단부에 있는 제1 벨로우 플랜지와 제2 단부에 있는 제2 벨로우 플랜지를 가질 수 있으며, 제1 벨로우 플랜지는 제1 장착 플랜지에 장착되고 제2 벨로우 플랜지는 제2 장착 플랜지에 장착되며, 제1 및 제2 장착 플랜지들은 내부 파이프와 외부 파이프에 배치된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 체결 수단을 사용하여, 제1 벨로우 플랜지는 제1 장착 플랜지에 장착될 수 있으며, 제2 벨로우 플랜지는 제2 장착 플랜지에 장착될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 연료 공급 시스템이 연료 라인부를 구비한 연료 라인 시스템, 연료 라인부와 연관된 모니터링부를 구비한 압력 모니터링 시스템, 인접한 모니터링부를 유체적으로 분리하기 위한 밸브 세트 및 모니터링부들 중 하나에 유체적으로 연결된 압력 센서를 포함하는, 내연 기관의 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 위한 방법은,
- 압력 센서(23)에 의해 모니터링되는 모니터링부를 유체적으로 연결하기 위해 개방되는 밸브 세트를 가진 압력 모니터링 시스템의 내부 압력에 대해 제1 압력 측정을 실시하는 단계,
- 연료 라인부와 압력 모니터링 시스템 사이에서의 누설로 인한 압력의 변화를 검출하는 단계,
- 하나의 모니터링부만큼 크기가 다른 두 세트의 유체적으로 연결된 모니터링부에 대해 압력 거동 정보를 제공하기 위해 유체적으로 연결된 모니터링부들의 선택된 세트에 대해 적어도 하나의 추가적인 압력 측정을 실시하는 단계, 및
- 하나의 모니터링부만큼 크기가 다른 상기 두 세트의 유체적으로 연결된 모니터링부의 압력 거동 정보의 비교에 기초하여 누설되는 모니터링부를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 추가적인 압력 측정을 실시하는 방법은,
- 밸브 세트 중 제1 밸브를 활성화시킴으로써, 압력 센서에 유체적으로 연결된 모니터링부의 제1 압력 모니터링된 서브세트와 압력 센서로부터 유체적으로 분리된 모니터링부의 제1 원격 서브세트로 모니터링부의 제1 분리를 제공하는 단계,
- 모니터링부의 제1 압력 모니터링된 서브세트 내부의 압력을 모니터링함으로써, 압력의 연속적인 변화 또는 일정한 압력에 따라, 모니터링부의 제1 압력 모니터링된 서브세트 또는 모니터링부의 제1 원격 서브세트를 누설되는 모니터링부인 것으로 연관시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 추가적인 압력 측정을 실시하는 방법은,
- 누설되는 모니터링부를 포함하는 모니터링부의 서브세트가 적어도 하나의 모니터링부만큼 감소되도록, 밸브 세트 중 제2 밸브를 활성화시킴으로써, 압력 센서에 유체적으로 연결된 제2 압력 모니터링된 서브세트와 압력 센서로부터 유체적으로 분리된 제2 원격 서브세트로 모니터링부의 제2 분리를 제공하는 단계,
- 모니터링부의 제2 압력 모니터링된 서브세트 내부의 압력을 모니터링하는 단계, 및
- 제1 및 제2 분리의 검출된 압력 거동에 따라, 누설되는 모니터링부를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 추가적인 압력 측정을 실시하는 방법은 압력 센서에 유체적으로 연결된 모니터링부의 상이한 세트들에 대해 일련의 압력 측정을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 누설되는 모니터링부가 식별될 때까지, 압력 센서에 유체적으로 연결되는 모니터링부의 개수가 측정될 때마다 감소한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 추가적인 압력 측정을 실시하는 방법은 압력 센서에 유체적으로 연결된 모니터링부의 상이한 세트들에 대해 일련의 압력 측정을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 누설되는 모니터링부가 식별될 때까지, 압력 센서에 유체적으로 연결되는 모니터링부의 개수가 측정될 때마다 증가한다.
일 실시예에서, 연속적인 압력 측정을 위한 모니터링부들은 하나의 모니터링부만큼 상이할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 내연 기관용 연료 공급 시스템은 연료 라인부를 구비한 연료 라인 시스템, 연료 라인부와 연관된 모니터링부를 구비한 압력 모니터링 시스템, 인접한 모니터링부를 유체적으로 분리하기 위한 밸브 세트 및 모니터링부들 중 하나에 유체적으로 연결된 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력 모니터링 시스템은 모니터링부의 다양한 세트를 압력 센서에 선택적으로 및 유체적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 연료 라인 시스템과 압력 모니터링 시스템은 내부 파이프와 외부 파이프를 각각 가진 이중벽 연료 공급 파이프부의 연료 공급 파이프 시스템을 포함할 수 있다. 내부 파이프는 그 내부로 연료를 안내하도록 구성될 수 있으며, 내부 파이프와 외부 파이프 사이에 있는 공간은 모니터링부들 중 하나와 연관될 수 있다.
일 실시예에서, 모니터링 시스템은 불활성 가스 공급 파이프 시스템을 더 포함할 수 있으며, 상기 불활성 가스 공급 파이프 시스템은 이중벽 연료 공급 파이프부의 내부 파이프와 외부 파이프에 의해 형성된 사이의 공간과 압력 센서에 유체적으로 연결되고, 밸브를 통해 다수의 부분들로 분할될 수 있도록 구성된다.
일 실시예에서, 이중벽 연료 공급부들 중 적어도 하나는, 예컨대, 개별 단부면 요소에 있는 파이프 요소 누설 검출 개구를 통해, 누설 검출 공간을 형성하도록 유체적으로 연결된 사이의 공간들을 가진 2개의 연료 공급 파이프 요소를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 이중벽 연료 공급 파이프부들 중 적어도 하나는 T자형 파이프 요소, 선형 파이프 요소, 이중벽 벨로우 요소를 구비한 선형 파이프 요소, 및 연료 입구 밸브를 적어도 부분적으로 수용하고 그 내부 표면과 연료 입구 밸브 사이에 입구 밸브 누설 검출 공간을 형성하도록 구성된 상부에 주조되는 케이싱을 포함한 실린더 헤드 중 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 이중벽 연료 공급부들 중 적어도 하나는 실린더 헤드에 장착된 연료 입구 밸브를 더 포함할 수 있다. 연료 입구 밸브는 하우징, 전기 전원과 제어 연결을 공급하기 위해 하우징에 제공된 하우징 관통 홀, 피드스루 누설 검출 공간을 포함하며 하우징 관통 홀을 유체적으로 차단하기 위해 하우징 관통 홀 내에 배치된 배리어 요소, 및 이중벽 연료 공급부들 중 상기 적어도 하나의 나머지 누설 검출 공간과 피드스루 누설 검출 공간의 유체 연결부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 이중벽 연료 공급 파이프부들의 요소들의 누설 검출 공간들은 각각의 모니터링부의 누설을 검출하고 인접한 이중벽 유체 공급 파이프부의 유체 검출 공간으로부터 밸브를 통해 유체적으로 분할될 수 있는 공통 유체 검출 공간을 제공하도록 서로 유체적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 연료 공급 시스템은 압력 센서로부터 압력 거동 정보를 수신하고, 밸브를 제어하며, 전술한 방법을 실시하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 내연 기관은 전술한 연료 공급 시스템을 포함할 수 있다.
본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다음의 특허청구범위를 일탈하지 않는 개선들과 변형들이 포함될 수 있다.

Claims (14)

  1. 내연 기관(1)용 연료 입구 밸브(150, 150')이며,
    상기 연료 입구 밸브(150, 150')는,
    하우징(151, 151')과,
    전원 케이블을 수용하기 위해 하우징(151, 151')의 벽체에 제공된 하우징 관통 홀(153, 153')로서, 하우징 관통 홀(153, 153')을 밀봉하기 위해 하우징 관통 홀(153, 153') 내에 배리어 요소(170, 170')가 배치되고, 배리어 요소(170)는 제1 내부 배리어 벽체(171, 171')와 제2 외부 배리어 벽체(172, 172') 사이에 밸브 누설 검출 공간(173, 173')을 포함하는, 하우징 관통 홀(153, 153')과,
    하우징(151, 151')의 벽체 내에 통합되어 연료 입구 밸브(150, 150')의 외부와 밸브 누설 검출 공간(173, 173')을 유체적으로 연결하는 제1 밸브 누설 검출 개구(152, 152')를 포함하는,
    연료 입구 밸브(150, 150').
  2. 제1항에 있어서,
    제1 밸브 누설 검출 개구(152, 152')는 하우징(151, 151') 내에서 비스듬하게 연장하는,
    연료 입구 밸브(150, 150').
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    배리어 요소(170, 170')는 하우징 관통 홀(153, 153') 내에 기밀식으로 배치된,
    연료 입구 밸브(150, 150').
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하우징 관통 홀(153')은 적어도, 서로에 대해 수직하게 배치된 제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)과 제2 하우징 관통 홀 부분(153'b)을 포함하며, 배리어 요소(170)는 제2 하우징 관통 홀 부분(153'b) 내에 배치된,
    연료 입구 밸브(150').
  5. 제4항에 있어서,
    제2 하우징 관통 홀 부분(153'b)은 제1 직경부와 제2 직경부를 포함하며, 제1 직경부는 제2 직경부보다 큰,
    연료 입구 밸브(150').
  6. 제4항에 있어서,
    제1 하우징 관통 홀 부분(153'a)은, 적어도 하나의 케이블(310)을 통과시켜 안내하도록 구성된 너트(180)를 이용하여, 연료 입구 밸브(150')의 외부에 대해 폐쇄된,
    연료 입구 밸브(150').
  7. 내연 기관(1)용 실린더 헤드(140)이며,
    상기 실린더 헤드(140)는,
    제1항 또는 제2항에 따른 연료 입구 밸브(150)를 적어도 부분적으로 수용하고 그 내부 표면과 연료 입구 밸브(150) 사이에 누설 검출 공간(141)을 형성하도록 구성된 입구 밸브 케이싱(143)을 포함할 수 있으며,
    입구 밸브 케이싱(143)의 누설 검출 공간(141)은 제1 밸브 누설 검출 개구(152)를 통해 배리어 요소(170)의 누설 검출 공간(173)에 연결된,
    실린더 헤드(140).
  8. 내연 기관(1)용 실린더 헤드(140')이며,
    상기 실린더 헤드(140')는,
    외부 케이싱 벽체(144)와 내부 케이싱 벽체(145)를 포함한 입구 밸브 케이싱(143')을 포함하고,
    외부 케이싱 벽체(144)와 내부 케이싱 벽체(145)는 그들 사이에 누설 검출 공간(141')을 형성하며, 내부 케이싱 벽체(145)는 제2 밸브 누설 검출 개구(159)를 갖고 제1항 또는 제2항에 따른 연료 입구 밸브(150)를 적어도 부분적으로 수용하도록 구성되며,
    입구 밸브 케이싱(143')의 누설 검출 공간(141')은 제2 밸브 누설 검출 개구(159)와 제1 밸브 누설 검출 개구(152)를 통해 배리어 요소(170)의 누설 검출 공간(173)에 연결된,
    실린더 헤드(140').
  9. 제7항에 있어서,
    입구 밸브 케이싱(143, 143')은 적어도 하나의 케이블(310)을 연료 입구 밸브(150)로부터 실린더 헤드(140, 140')의 외부까지 안내하기 위한 케이싱 관통 홀(142, 142', 146)을 갖는,
    실린더 헤드(140, 140').
  10. 제9항에 있어서,
    입구 밸브 케이싱(143, 143')의 케이싱 관통 홀(142, 142', 146) 내에 부싱(160)이 배치되며, 부싱(160)은 적어도 하나의 케이블(310)을 보호하기 위해 실린더 헤드(140, 140')의 외부로부터 연료 입구 밸브(150)의 하우징(151)의 하우징 관통 홀(153) 속으로 적어도 부분적으로 연장된,
    실린더 헤드(140, 140').
  11. 제9항에 있어서,
    입구 밸브 케이싱(143, 143')의 케이싱 관통 홀(142, 142', 146)은, 실린더 헤드(140, 140') 내에 장착될 때, 연료 입구 밸브(150)의 하우징(151)의 하우징 관통 홀(153)에 대향하여 배치된,
    실린더 헤드(140, 140').
  12. 제10항에 있어서,
    부싱(160)은 하우징 관통 홀(153)과 동일한 단면을 갖는,
    실린더 헤드(140, 140').
  13. 제7항에 있어서,
    입구 밸브 케이싱(143, 143')은 실린더 헤드(143, 143') 상에 주조되는,
    실린더 헤드(140, 140').
  14. 제7항에 따른 실린더 헤드(140, 140')를 포함한 내연 기관(1).
KR1020147012019A 2011-11-04 2012-10-26 연료 입구 밸브 및 연료 입구 밸브를 수용하기 위한 실린더 헤드 KR101997943B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11187949.0A EP2589791B1 (en) 2011-11-04 2011-11-04 Fuel inlet valve and cylinder head for housing a fuel inlet valve
EP11187949.0 2011-11-04
PCT/EP2012/004485 WO2013064230A1 (en) 2011-11-04 2012-10-26 Fuel inlet valve and cylinder head for housing a fuel inlet valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140073558A KR20140073558A (ko) 2014-06-16
KR101997943B1 true KR101997943B1 (ko) 2019-07-08

Family

ID=47088801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147012019A KR101997943B1 (ko) 2011-11-04 2012-10-26 연료 입구 밸브 및 연료 입구 밸브를 수용하기 위한 실린더 헤드

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2589791B1 (ko)
KR (1) KR101997943B1 (ko)
CN (1) CN104040163B (ko)
WO (1) WO2013064230A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014195557A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-11 Wärtsilä Finland Oy Fuel system and method for operating a piston engine
CN103939240B (zh) * 2014-03-25 2016-08-17 南车玉柴四川发动机股份有限公司 多点进气双燃料发动机的双层燃气输送系统
CN106286018B (zh) * 2016-10-14 2018-12-04 中车大连机车车辆有限公司 燃气发动机双层燃气管路结构及制造方法
GB2570716B (en) * 2018-02-05 2022-03-16 Caterpillar Motoren Gmbh & Co Gas admission valve and fuel gas supply assembly with leakage containment flowpath
WO2020169191A1 (en) * 2019-02-20 2020-08-27 Wärtsilä Finland Oy A gaseous fuel feeding system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5259651A (en) 1991-04-04 1993-11-09 Sharp Bruce R Double wall fittings for use with double wall pipeline systems
WO2004005698A1 (en) 2002-07-04 2004-01-15 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector mounting arrangement
WO2007057629A1 (en) 2005-11-18 2007-05-24 Airbus Uk Limited Aircraft fuel pipe coupling
EP2053294A2 (en) 2007-10-22 2009-04-29 The Boeing Company Boot shrouds for joints in conduits
US20090127848A1 (en) 2007-11-20 2009-05-21 Carns James A Flange fitting with leak sensor port

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055575A1 (de) * 2004-11-18 2006-05-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Leckageprüfung eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine
DE102008015611A1 (de) * 2008-03-26 2009-10-29 Man Diesel Se Common-Rail-System
FI120843B (fi) * 2008-06-05 2010-03-31 Waertsilae Finland Oy Korkeapainepolttoaineen liitäntäjärjestely ruiskutussuuttimeen yhteispainevarastoon perustuvassa järjestelmässä
DE102008029224A1 (de) 2008-06-19 2009-12-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines in einer Fluid-Leitung in einem Kraftfahrzeug angeordneten Absperrventils

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5259651A (en) 1991-04-04 1993-11-09 Sharp Bruce R Double wall fittings for use with double wall pipeline systems
WO2004005698A1 (en) 2002-07-04 2004-01-15 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector mounting arrangement
WO2007057629A1 (en) 2005-11-18 2007-05-24 Airbus Uk Limited Aircraft fuel pipe coupling
EP2053294A2 (en) 2007-10-22 2009-04-29 The Boeing Company Boot shrouds for joints in conduits
US20090127848A1 (en) 2007-11-20 2009-05-21 Carns James A Flange fitting with leak sensor port

Also Published As

Publication number Publication date
EP2589791A1 (en) 2013-05-08
CN104040163B (zh) 2016-12-14
KR20140073558A (ko) 2014-06-16
CN104040163A (zh) 2014-09-10
EP2589791B1 (en) 2014-12-17
WO2013064230A1 (en) 2013-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101991533B1 (ko) 이중벽 연료 공급 파이프 요소
KR101961978B1 (ko) 누설 검출 수단을 구비한 연료 공급 시스템
KR101997943B1 (ko) 연료 입구 밸브 및 연료 입구 밸브를 수용하기 위한 실린더 헤드
CN101415984B (zh) 连通件及套筒
KR101997301B1 (ko) 실린더 헤드
CN1447096A (zh) 过程变送器及用于将工作压力联接到压力传感器的方法
US8997715B2 (en) Common rail system with leak containment and detection
JP2009229377A (ja) 磁歪式液面計検出部の振動防止構造
JP4633451B2 (ja) グラウチング時の注入圧力測定装置および圧力センサの信号リード線と信号ケーブルとの接続・切り離し方法
NL2010693C2 (en) Adaptor, assembly of an adaptor and accessory plate and kit for fitting a lpg fuel system for liquid injection in a car.
KR20230032443A (ko) 수소연료탱크 누설 검사시스템 및 검사방법
WO2020254361A1 (en) Valve with integrated temperature sensor for compressed gas cylinder
CN112129468A (zh) 一种基于冒泡法复杂流体管路气密性检测系统及检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant