KR102270746B1 - 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법 및 이를 위한 가스 공급 장치 - Google Patents

가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법 및 이를 위한 가스 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102270746B1
KR102270746B1 KR1020197007540A KR20197007540A KR102270746B1 KR 102270746 B1 KR102270746 B1 KR 102270746B1 KR 1020197007540 A KR1020197007540 A KR 1020197007540A KR 20197007540 A KR20197007540 A KR 20197007540A KR 102270746 B1 KR102270746 B1 KR 102270746B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
valve
engine
pressure
dual
Prior art date
Application number
KR1020197007540A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190039272A (ko
Inventor
프라이드리히 비르츠
틸로 판텐
Original Assignee
테흐니셰 우니베르시테트 함부르그-하르브르가
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 테흐니셰 우니베르시테트 함부르그-하르브르가 filed Critical 테흐니셰 우니베르시테트 함부르그-하르브르가
Publication of KR20190039272A publication Critical patent/KR20190039272A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102270746B1 publication Critical patent/KR102270746B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/022—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure, temperature or composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0605—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure or temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • 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
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0239—Pressure or flow regulators therefor
    • 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
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F02M21/0272—Ball valves; Plate valves; Valves having deformable or flexible parts, e.g. membranes; Rotatable valves
    • 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
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0278—Port fuel injectors for single or multipoint injection into the air intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0606—Fuel temperature
    • 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)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은, 연소 가스(G)가 연소 공기(L)와 함께 연소되는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법에 관한 것으로, 가스 밸브(1)가 연소 공기(L)에 연소 가스(G)를 공급하기 위해 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 상류에 배열되고, 연소 가스(G)는, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 상태와 독립적으로 제어되지 않은 방식으로 가스 밸브(1)에 공급되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은, 또한 연소 가스(G)가 연소 공기(L)와 함께 연소되는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 장치에 관한 것으로, 가스 공급 장치는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진에 대한 가압 가스 공급원 및 가스 공급부(10)를 가지며, 가스 밸브(1)가 연소 공기(L)에 연소 가스(G)를 공급하기 위해 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 상류에서 가스 공급부(10)에 배열되고, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 상태에 의존하는 방식으로 가스 밸브(1) 상류에서의 가스 압력을 제어하는 것은 제공되지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법 및 이를 위한 가스 공급 장치
본 발명은 연소 가스가 연소 공기와 함께 연소되는 가스 엔진(gas engine) 또는 듀얼-연료 엔진(dual-fuel engine)을 위한 가스 공급 방법에 관한 것으로, 가스 밸브가 연소 공기에 연소 가스를 공급하기 위해 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 상류에 배치된다. 또한, 본 발명은 연소 가스가 연소 공기와 함께 연소되는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 장치에 관한 것으로, 가스 공급 장치는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진에 대한 가압 가스 공급원(pressurized gas source) 및 가스 공급부(gas feed)를 가지며, 가스 밸브가 연소 공기에 연소 가스를 공급하기 위해 가스 엔진 또는 듀얼-연료의 상류에서 가스 공급부에 배열된다.
가스 엔진들 또는 듀얼-연료 엔진들은 흡기 및 배기 밸브들뿐만 아니라 가스 밸브를 각각의 실린더에 할당하여 가스 라인을 통해 공급된 연소 가스가 연소 공기로부터 구획화된(compartmentalized) 채로 유지되도록 한다. 이러한 가스 밸브는, 예를 들어 흡기 행정 중에 개방되고 이후에 다시 폐쇄된다. 개방 단계 동안, 연소 가스는 가스 밸브를 통해 가스 라인을 경유하여 유입 밸브(inlet valve) 전의 대기챔버(antechamber)로 흐르기 때문에 연소 가스와 연소 공기의 원하는 혼합물이 여기서 형성되고, 이는 그 다음 유입 밸브의 개방 중에 실린더의 연소 챔버로 흐른다. 오늘날의 가스 엔진과 듀얼-연료 엔진의 경우, 이러한 강제 가스 밸브(obligatory gas valve)는 일반적으로 액추에이터(actuator)를 통해 전기적으로 작동한다.
또한, 공지의 가스 엔진들과 듀얼-연료 엔진들의 경우, 가스가 공급될 내연 기관(internal combustion engine)에 가스 라인을 통해 공급되는 연소 가스의 가스 압력을 제어하는, 소위 가스 제어 시스템이 항상 제공된다. 가스 제어 시스템은 공급된 연소 가스의 순간 가스 압력을 제어하여 내연 기관 측 가스 밸브를 가로지르는 차압은 상업적으로 입수가능한 밸브들이 작동 중 요건들에 따라 작동될 수 있음을 보장하기 위해 가능한 한 일정하게 유지된다. 여기서, 차압을 일정하게 유지하기 위해, 가스 제어 시스템의 압력 조절기가 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 부하 상황 및 충전 공기 압력에 따라 가스 압력을 연속적으로 조절할 필요가 있다. 여기서, 시스템의 관성을 최소화하기 위해 일반적으로 대용량 가스 제어 시스템이 가능한 내연 기관 근처에 배열되어야 한다. 특히, 선박 추진과 같은 이동성 적용례에서, 가스 제어 시스템의 위치는 선박 설계에 대한 중요한 제약을 나타낸다. 또한, 내연 기관의 제조업체는 내연 기관의 제어에서 종종 자체 제품 포트폴리오에서 나오지 않는 가스 제어 시스템을 통합해야 한다.
압력-평형 밸브들은 특히, 예를 들어 DE 10 2007 050 151 B4, DE 36 43 318 A1, WO 2007/118674 A2 또는 EP 2 381 146 A2로부터 엔진 차량용 공압 서스펜션 시스템들(pneumatic suspension systems)에 대해 공지되어 있다. 그러나, 엔진 차량들의 공압 서스펜션들을 위한 밸브에 대한 요건들은 내연 기관용 가스 밸브에 대한 요건들과 유사하지 않다. 자동차 에어 서스펜션 시스템들에 사용되는 압력 해제 밸브들의 구체적인 특징들은 간단한 구조 및 고압 차동(최대 10 bar)에 대한 개방 능력이다. 이러한 밸브는 특히 피스톤 엔진들에서 발생하는 것과 같이 매우 동적인 작동(중속 듀얼-연료 엔진(medium-speed dual-fuel engine)에서 분당 약 375 회 작동들)을 위해 설계되지 않아서 엔진을 위한 가스 공급 장치들에 사용될 수 없다. 또한, 필요한 양의 가스가 설명된 실시예들을 사용하여 이용가능한 시간 내에 공급될 수 있는지 여부가 의심스럽다.
자동차 기술에서, 압력-평형 밸브들은, 예를 들어 DE 197 35 315 A1로부터의 캠(cam) 제어형 샤프트 유도 흡기 밸브로 알려져 있다. 이와 같이, 유입 포핏(poppet) 밸브를 폐쇄할 때, 엔진의 작동 챔버 내의 높은 가스 압력으로 인해 밸브 트레인(valve train) 상에 작용하는 높은 부하들은 피해야 한다. 이러한 밸브는 마찰로 인해 슬라이딩 표면들이 마모되도록 기계적으로 제어된다. 따라서, 이러한 흡기 밸브에 있어서, 유입 채널로부터 내연 기관의 작동 챔버 내로의 연료/가스/공기 혼합물의 유입이 직접적으로 제어된다. 그러나, 이러한 유입 밸브는 개방 단면적이 너무 작기 때문에, 연소 가스 라인에 대한 가스 공급부를 차단하는 데 적합하지 않으므로, 연소 가스가 지배적인 압력 차이에서 충분한 양으로 흐를 수 없게 된다.
또한, DE 10 2009 002 836 A1은 가스 엔진들 또는 연료 전지 추진을 위한 천연 가스, LPG 또는 수소와 같은 기체 연료의 투여를 위한 압력-평형 가스 밸브를 나타낸다.
유사한 배열이 연료 엔진의 유입 영역 직전에 연료 공급 밸브로서 US 8,272,399 B2에 기술되어 있으며, 여기서 밸브는 완전히 또는 적어도 부분적으로 보상된다.
그럼에도 불구하고, 가스 엔진들 또는 듀얼-연료 엔진들의 경우, 바람직하게는 연소 공기 라인의 가스 밸브를 통해 가스 공급 수단 직전에 배열되는 연소 가스의 입구에 배열되는 소위 가스 압력 제어 시스템이 수십 년간 제공되었다. 이러한 가스 압력 제어 라인들은, 유입 가스 압력의 제어에 추가하여,, 예를 들어 가스 필터 및 긴급 정지(emergency shutdown)와 같은 추가 안전 기능들을 종종 갖는다. 선박용 엔진들의 전형적인 가스 제어 라인들은 길이가 1 내지 3 미터이다. 따라서, 특히 가스 제어 시스템이 환기된 하우징을 필요로 하기 때문에 이에 따라 선박 선체 내의 설비와 같은 적절한 공간 레이아웃이 어려워진다.
그러나, 종래 기술의 가스 제어 시스템들에서 용납될 수 없는 것으로 여겨지는 것은, 시스템의 관성이 연소 챔버로부터의 거리가 증가함에 따라 증가하기 때문에, 위치결정(positioning)에서의 공간적 어려움들에 추가하여 공학적 어려움들을 제어하는 것이다. 또한, 엔진 제어에 의해 부분적으로 제어되어야 하는 많은 구성요소들이 있다. 따라서, 당업계에 공지된 가스 압력 제어 시스템들은 비싸고 관리-집약적이며, 여기서 또한 가스 엔진 또는 듀얼-유체 엔진의 신뢰성이 이에 의존한다. 전반적으로, 제어된 차등 압력에 의해 가스 제어를 통해 이루어지는 가스 계량은 부정확하고 따라서 내연 기관의 최적 공급이 되지 못한다는 결론을 내리지 않으면 안 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 내연 기관의 가스 계량을 단순화하고 개선시키는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법에 의해 달성된다. 또한, 상기 과제는 청구항 6에 따른 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 장치에 의해 해결된다.
따라서, 연소 가스는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 조건에 관계없이 조절되지 않은 가스 밸브에 공급되고, 가스 공급부 내에 가스 제어 시스템을 필요로 하지 않고 연소 가스의 미리정해진 질량이 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 실린더에 공급된다. 가스 계량은 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 유입 영역 바로 앞에 위치한 가스 밸브의 정밀한 제어에 의해서만 이루어지므로, 관성 효과가 발생하지 않으며 엔진에 항상 정확한 양의 가스가 공급된다. 장치와 관련하여, 이는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 상태에 따라 가스 밸브 상류에서의 가스 압력의 조절이 생략된다는 점에서 달성된다.
가스 밸브에 공급되는 연소 가스의 압력이 감소되거나 제한될 때, 가스 공급원으로부터의 지나치게 높은 공급 압력은 일정한 값으로 또는 선형적으로 더 낮은 값으로 감소된다. 이는 가스 밸브의 작동을 용이하게 하여, 가스 밸브에 작용하는 가스 압력 차가 변화함에도 불구하고 가스 밸브의 신속한 개폐를 가능하게 한다.
가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 중, 가스 밸브 전후의 압력 및 공급된 연소 가스의 온도가 측정되면, 엔진 작동 지점이 검출되고, 이들로부터 가스 밸브의 개방 기간(opening period) 및/또는 차단되지 않은 개방 단면적이 제어되고, 연소 가스의 질량이 측정된 값 및 결정된 엔진 작동 지점에 기초하여 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 각각의 실린더에 공급된다. 측정 결과에 기초하여, 가스 밸브의 개방 기간 및/또는 차단되지 않은 개방 단면적의 제어는 공급된 연소 가스 질량이 보다 정확하게 유지될 수 있도록 재조정될 수 있다.
추가의 바람직한 실시예에서, 이전에 검출된 가스 밸브의 유동 성능 맵(map)이 저장되고, 가스 밸브의 개방 지속기간 및/또는 차단되지 않은 개방 단면적은 현재 측정된 값, 현재 엔진 작동 지점 및 유동 성능 맵에 따라 제어된다. 여기서, 밸브의 유동 성능 맵은 바람직하게는 테스트 스탠드(test stand)를 사용하여 사전 결정된다.
가스 밸브가 압력-평형 상태로 작동할 때, 요구되는 가스 밸브 배출력들(throw forces)이 감소되어 신뢰성과 계량 정확도가 한층 더 높아진다.
따라서, 측정된 압력 및 측정된 온도를 고려하여, 설정된 유동 성능 맵을 사용하여, 실제로 공급된 연소 가스가 매우 정밀하게 결정될 수 있다. 따라서, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 현재 회수된 성능에 의존하는 가스 압력의 제어가 가스 밸브의 전방 상류에서 수행되지 않기 때문에, 종래 기술에 비해 내연 기관에 대한 훨씬 더 정확한 가스 계량이 달성된다. 각각의 가압 압력과 무관하게 가스 밸브의 신속하고 예측가능한 이동을 달성하기 위해, 가스 밸브는 압력-평형 상태로 작동한다.
압력 제한기 또는 감압기가 가스 공급부의 가스 밸브의 상류에 제공되면, 가스 밸브의 가스 공급측에서의 지나치게 높은 가스 압력이 회피될 수 있다.
가스 밸브는 여기에 가해지는 압력 차에 관계없이 작동되도록 설계되는 것이 바람직하다.
가스 밸브는 압력-평형 밸브로 설계된다는 사실로 인해, 가스 밸브는 가스 밸브에 작용하는 압력 차에 관계없이 실질적으로 일정한 구동력(actuating force)으로 작동될 수 있다. 본원에서, "압력-평형 밸브"는 작동될 밸브의 양 측면에 작용하는 가압 영역이 밸브의 샤프트 상에 작용하는 힘에 대해 대략 평형을 이루도록 하는 방식으로 밸브의 유효 단면들(표면들)이 형성되는 가압된 표면을 갖는 밸브를 의미한다. 이 경우, "대략" 또는 "거의"는 비-압력-평형 밸브에 대해 요구되는 구동력이 적어도 1/10, 보다 바람직하게는 1/20 또는 심지어 0으로 감소되도록 유효 단면적들이 10%, 바람직하게는 5% 미만의 최대 편차를 갖는다.
따라서, 지금까지 필요한 충전 압력의 함수로서 가스 압력 제어 시스템에서 수행된 공급된 연소 가스의 압력 조절은 불필요하다. 이전에, 압력은 가스 밸브의 하류 측에서 측정되었고(과급 압력(boost pressure)), 가스 압력 제어 시스템의 압력 조절기는 측정된 압력 및 엔진 작동 상태에 따라 조절되었다. 이는 공급될 연소 가스와 가스 밸브에서 요구되는 과급 압력 사이에 너무 큰 차압이 존재하는 것을 방지하여, 소정의 경우에 따라서는, 가스 밸브의 개방이 더 이상 가능하지 않거나 가스 계량에서의 현저한 부정확성을 초래할 수 있다.
과급 압력은, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 부하 상황에 따라 변하므로, 단기간의 격렬한 압력 변화들이 발생하고 압력 차의 변화가 있음을 주목해야 한다. 압력-평형 밸브로서의 가스 밸브의 설계로 인해, 공급되는 가스의 압력(p1)과 과급 압력(p2) 사이의 압력 차는 사실상 더 이상 기능을 하지 못하는데, 이는 밸브상의 압력 보상에 의해, 어떠한 압력 차동 상황에서도 거의 동일한 힘으로 밸브가 개방될 수 있기 때문이다.
따라서, 특히 가스 밸브가 가스 공급 시스템에 배열되고 가스 공급부 및 적어도 하나의 실린더를 갖는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진용 압력-평형 밸브를 사용하는 경우, 순간적으로 접근되는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 성능에 의존하여 가스 밸브 상류의 가스 압력 제어 장치를 없앨 수 있다.
따라서, 가스 밸브는 포핏 밸브 및 대향 피스톤을 가지고, 이때 대향 피스톤은 포핏 밸브와 거의 동일한 유효 단면적을 가지며, 상응하게 설계된 대향 피스톤을 통한 압력 보상의 구성은 쉽게 달성된다.
"대략"은 대향 피스톤의 유효 단면적이 밸브의 유효 단면적에서 최대 10%, 바람직하게는 5% 미만으로 벗어남을 의미한다. 포핏 밸브 외에도, 동심 밸브들(concentric valves) 또는 기본적으로 압력이 작용하는 표면들이 있는 밸브들도 생각할 수 있으므로, 본원에 사용된 "포핏 밸브"라는 용어는 이러한 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
포핏 밸브 및 대향 피스톤이 샤프트 상에 제공되고, 포핏 밸브 및 가스 밸브의 대향 피스톤이 하우징 내의 샤프트와 함께 안내될 때, 압력 평형화 힘들은 샤프트를 통해 포핏 밸브에서 대향 피스톤으로 직접 전달되거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
대향 피스톤을 갖는 구성에 대한 대안으로서, 가스 밸브는 포핏 밸브 및 압력 다이어프램이고, 상기 압력 다이어프램은 포핏 밸브와 거의 동일한 유효 단면적을 가질 수 있다. 압력 다이어프램의 배압은 포핏 밸브에 해당하므로, 압력 보상이 보장된다. 다시, "약"은 10%, 바람직하게는 5% 미만의 최대 편차를 의미한다.
포핏 밸브 및 압력 다이어프램이 샤프트 상에 안착되어, 샤프트와 함께 포핏 밸브가 하우징 내에서 안내되고 압력 다이어프램이 하우징 내에 고정되기 때문에, 이러한 압력은 압력 다이어프램에서 직접 샤프트를 통해 포핏 밸브로 향하게 된다.
보조 밸브 액추에이터를 구비한 보조 밸브가 가스 밸브에, 예를 들어 초기 위치에서 대향 피스톤의 측면에 유체 연결을 형성하고 작동 위치에서 낮은 압력으로 연결되는 밸브 블록의 형상으로 제공되는 경우, 압력-평형 밸브는 보조 밸브 액추에이터 및 이와 연결된 보조 밸브를 통해 간접적으로 스위칭된다. 이 경우, 보조 밸브는 초기 위치에서 가스 및 주변 공기로 구성된 연소 공기가 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진에서 흡기용으로 제공되는 혼합 챔버와 대향 피스톤의 외측을 연결함으로써, 가스 밸브의 폐쇄 위치 방향으로 가스 밸브의 샤프트에 작은 힘만이 작용한다. 보조 밸브 액추에이터의 작동시, 보조 밸브는 작동 위치로 이동되어, 밸브 블록을 통해 주위 공기와 같은 감압하에 대향 피스톤 위에서 공간의 연결이 발생한다. 이에 따라 가스 밸브는 폐쇄 위치로 규정된 압력-평형 밸브의 폐쇄 위치를 향해 압력-평형 밸브의 약간의 과도한 힘으로부터 해제되어, 대향 피스톤 외부의 상응하는 반대 힘이 없기 때문에 가스 밸브는 개방된다.
대체 실시예에서, 개폐를 위해, 샤프트에 작용하는 액추에이터가 가스 밸브를 위치결정시키기 위해 제공된다. 액추에이터는, 예를 들어 전동기 드라이브, 전자기, 공압 또는 유압 드라이브이며, 이는 액추에이터의 작동시 샤프트를 조절하여 가스 밸브를 그의 폐쇄 위치에서 그의 개방 위치로 조정한다.
폐쇄 위치를 휴지 위치로 기계적으로 사전 설정하기 위해, 가스 밸브에 스프링을 배열하여 밸브를 폐쇄 방향으로 사전-로딩한다. 이 경우, 스프링은 압축, 인장(tension) 또는 비틀림(torsion) 스프링일 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 가스 밸브의 유동 거동을 결정하기 위한 테스트 리그(rig) 구조이다.
도 2는 결정된 유동 성능 맵이다.
도 3은 가스 밸브의 단면의 개략적인 측면도로서의 제1 실시예이다.
도 4는 가스 밸브의 제2 실시예이다.
도 5는 가스 밸브의 제3 실시예이다.
도 6은 가스 밸브의 제4 실시예이다.
도 7은 가스 밸브의 제5 실시예이다.
도 1에는 사용되는 가스 밸브(1)의 유동 거동을 결정할 수 있는 테스트 스탠드가 도시되어 있다. 테스트 벤치는 가스 밸브(1)가 초기에 폐쇄 상태로 장착된 후, 규정된 공급원 및 감압을 받는 측정 섹션으로 구성된다. 공급원 및 감압(즉, 밸브를 가로지르는 압력비)이 항상 실제 엔진 작동에서도 발생할 수 있는 값과 항상 일치하는 것을 보장하도록 주의해야 한다. 충전 공기 압력에 상응하는 감압은 이 경우 일반적으로 1 bar abs 내지 6 bar abs의 범위이며, 공급원 압력은 가스 탱크의 (감소된) 탱크 압력에서 시스템 압력 손실들을 뺀 값에 해당한다. 일반적으로, 탱크 압력은 최대 10 bar abs이지만, 이는 변할 수 있다. 이제 밸브는 다양한 압력 조건, 가스 온도 및 개방 시간에 대해 개방되고 관통-유동은 측정에 의해 결정된다. 특히 짧은 개방 시간(예를 들어, 부분-부하 작동시)에서 총 유동 시간 내의 폐쇄 및 개방 작동의 비율은, 밸브가 비교적 오랜 시간 기간에 걸쳐 완전히 개방되어 있고 결과적으로 관통-유동 거동이 상응하는 길이의 시간 동안 변하지 않는 것을 특징으로 하는 큰 개방 시간에서보다 현저히 크기 때문에, 밸브의 개방 간격들의 변화가 중요하다. 따라서, 이러한 (부분-부하) 작동 지점들의 체적 관통-유동은 매우 역동적이고 이에 따라 또한, 밸브-특이적이기 때문에 계산이 훨씬 어렵다. 또한, 밸브 설계 및 압력비에 따라 가장 좁은 단면에서 유동 매질이 소리의 속도에 도달하므로, 이론적으로 밸브의 체적 관통-유동에 대한 한계 값에 도달할 수 있다. 이러한 현상은 맵의 구조에 영향을 미칠 수 있다.
충분한 수의 샘플링 지점들을 결정한 후, 밸브 유동 특성 맵을 생성할 수 있다(도 2). 이제 밸브를 통과하는 가스 체적은 기계의 이론적으로 가능한 각각의 동작 지점에서의 개방 지속기간 및 압력비의 함수로 공지된다. 연료 가스의 온도 그리고 밀도 및 발열량을 고려하여, 이제는 공급된 에너지 흐름 또는 사이클 당 공급되는 에너지의 양을 결정할 수 있다. 상기 맵을 엔진 제어 장치에 저장함으로써, 디젤 엔진들에서 오랫동안 사용되었던 제어 전략이 고려될 수 있다(주: 여기서, 공급된 에너지의 양은 장비에서 액체 상태로 있는 연료의 양에 비례하기 때문에 공지된다).
본 발명의 방법은 단순한 감압기로 압력 조절기를 원래의 구성으로 대체하거나 이러한 구성요소를 완전히 제거하는 것을 가능하게 한다. 제어 작업들을 제거함으로써, 엔진 제어 장치에 추가 구성요소를 통합할 필요가 없다. 또한, 엔진의 바로 근처에 나머지 가스 피팅들을 더 이상 위치결정할 필요가 없다.
본 발명에 따른 방법의 구현에서, 유동 성능 맵은 제어기에 저장되어, 각각의 주입 공정에 대한 가스 질량 및 공급된 에너지의 양은 양호한 근사치로 또는 더욱 정확하게 (가스 조성 및 이에 따른 발열량이 알려진 경우) 측정될 수 있다. 이 방법은 밸브를 통한 체적 유동이 밸브의 압력 차에 따라 언제든지 공지된 것으로 가정한다. 온도 및 압력 측정에 의해, 가스의 밀도를 결정할 수 있다. 밀도 및 체적 유동의 곱은 가스 질량 유동을 제공하며, 이러한 질량 유동에 발열량을 곱하면 엔진에 공급되는 에너지 유동이 제공된다.
도 3에는 연소 가스용 가스 공급부(10)를 갖는 가스 밸브(1) 및 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 실린더(상세히 도시되지 않음)의 바로 상류에 배열되는 혼합 챔버(16)의 개략적인 단면도가 도시된다. 가스 공급부(10)에서, 연소 가스(G)는 가스 압력(p1)으로 존재한다. 혼합 챔버(16)에는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 각각의 현재 요구되는 작동 지점에 의존하는 과급 압력(p2)이 존재한다. 혼합 챔버(16)에는, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 중에, 필요에 따라, 가스 밸브(1)를 통해 공급되는 연소 가스(G)와 함께 실린더 또는 엔진의 연소 챔버 내로 엔진 흡기 밸브(도시되지 않음)를 통해 흡입되는 연소 공기(L)가 있다.
가스 밸브(1)는 실질적으로 원통형인 하우징(14)을 가지며, 여기서 포핏 밸브(11)는 액추에이터(2)를 통해 실린더 축을 따라 변위가능하고, 도 3에 도시된 바와 같은 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 조정될 수 있다(도 3에서 상향 이동). 본원에서 포핏 밸브(11)는 실린더 축에 위치한 샤프트(13)를 통해 액추에이터(2)와 연결된다. 또한, 샤프트(13) 상에는, 하우징(14) 내에 밀봉되어 장착되고 또한 하우징(14) 내의 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 변위가 밀봉식으로 안내되는 대향 피스톤(12)이 배열된다. 그러나, 가스 밸브(1)의 하우징(14)은 또한 상부로부터 포핏 밸브(11)를 가압하는 가스 압력(p1)이 대향 피스톤(12)을 하부로부터 가압하도록 설계된다. 도 3의 실시예에서 대향 피스톤(12)은 포핏 밸브(11)보다 단지 약간 작기 때문에, 가스 밸브(1) 상의 가스 압력(p1)에 의해 야기되는 가압력들은 본질적으로 평형을 이룬다. 포핏 밸브(11) 및 대향 피스톤(12)의 대향 측면들에는 과급 압력(p2)의 반대 가압력들이 작용하여 이들이 또한 실질적으로 평형을 이룬다. 이는 압력-평형 밸브(1)를 구성한다.
따라서, 밸브를 개방하기 위해, 액추에이터(2)는 도 3에 따른 유도 평면에서 상향으로 작용하는 샤프트(13) 상에 비교적 작은 힘만을 필요로 한다. 그러나, 포핏 밸브(11)와 대조적으로 약간 더 작은 대향 피스톤(12)으로 인해, 밸브(1)를 개방할 때 가스 압력(p1)이 항상 과급 압력(p2)보다 크기 때문에 폐쇄 위치 방향으로의 힘이 항상 극복되어야 한다. 지금까지, 압력-평형 밸브(1)는 폐쇄 위치에서 p1 > p2에 의해 약간 로딩된다.
동일한 유효 구성요소들이 동일한 참조 부호들로 참조되는 도 4에 따른 제2 예시적인 실시예에서, 가스 밸브(1)는 또한 하우징(14) 내에서 안내되는 대향 피스톤(12)을 갖는 포핏 밸브(11)로서 설계된다. 이 실시예에서, 포핏 밸브(11)의 직경은 대향 피스톤(12)보다 약간 더 크지만, 이 밸브(1)는 액추에이터(2) 옆에 샤프트(13) 상에 안착된 스프링(21)을 가지며, 이는 사전-로딩된 압력 스프링으로서 샤프트(13)를 대향 피스톤(12) 및 포핏 밸브(11)와 함께 도 4의 도면에서 하향으로 가압한다. 이러한 설계는 대략 동일한 가스 압력(p1) = 과급 압력(p2)에서도 가스 밸브(1)가 폐쇄 위치에서 유지되는 것을 보장한다. 밸브가 액추에이터(2)를 통해 구동될 때, 이는 포핏 밸브(11) 및 대향 피스톤(12)에 작용하는 가압력들(대략 평형된 압력 해제) 및 스프링(21)의 힘에 대항하여 샤프트(13)를 상승시킴으로써 액추에이터가 가스 밸브(1)를 개방하게 한다.
도 5에는 가스 밸브(1)의 하우징(14)에 의해 양 측면들을 통해 연장되는 샤프트(13)를 가지는 가스 밸브(1)를 갖는 본 발명의 제3 실시예가 도시된다. 여기서 샤프트(13)의 외측으로 돌출된 단부들에는 각각 하우징(14)의 양 측면들에 액추에이터(2, 2')가 제공되며, 이들 액추에이터는 함께 샤프트(13)를 폐쇄 위치에서 개방 위치로 스위칭하거나 다시 되돌릴 수 있다. 그렇지 않으면, 가스 밸브(1)는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 실시예들에서와 같은 포핏 밸브(11) 및 대향 피스톤(12)과 함께 장착된다.
도 6에는, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진 상에 가스 밸브(1)의 제4 실시예가 도시되어 있으며, 여기서, 가스 밸브(1)의 하우징(14) 내에 압력 다이어프램(15)이 배열되어 압력 다이어프램(15)이 포핏 밸브(11)와 대면하고 하우징(14)의 외주 엣지에 고정되는 반면, 압력 다이어프램(15)은 중심에서 샤프트(13)와 연통하한다. p1 > p2인 p1과 p2 사이의 적절한 압력 차에 의해, 한편으로는 포핏 밸브(11)는, 따라서, 도 4의 도시된 평면에서, 상부에서 하부로 그리고 하부에서 상부로 압력 다이어프램(15)을 통해 힘들을 작용시키며 이는 매칭 영역들로 인해 서로를 정확하게 보상한다. 유사하게, 압력 다이어프램(15) 또는 포핏 밸브(11)의 대향 측면들 상에서, 반대 방향들로 작용하는 과급 압력(p2)도 마찬가지로 평형을 달성하는 데 효과적이다. 따라서, 액추에이터(2)를 통해 개방 위치 또는 폐쇄 위치에 위치될 수 있는 압력-평형 밸브(1)가 상대적으로 작은 구동력들로 존재한다. 폐쇄 위치의 방향으로의 사전-로딩을 달성하기 위해, 하우징과 압력 다이어프램(15) 사이의 샤프트(13) 상에 압축 스프링(21)이 또한 배열된다. 따라서 샤프트(13) 및 포핏 밸브(11)를 통해 밸브 시트(17)에 작용하는 전체적인 힘은 본질적으로 압축 스프링(21)에 의해 유발된다. 따라서, 액추에이터(2)의 구동력은 압축 스프링(21)의 대항력(counterforce)과 조화될 수 있다.
도 7에는, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진 상에 가스 밸브(1)의 제5 실시예가 도시되어 있으며, 여기서　가스 밸브(1)의 하우징(14) 내에 포핏 밸브(11) 및 대향 피스톤(12)이 공통 샤프트(13) 상에 다시 배열되고, 이는 압력(p1)하에 있는 연소 가스(G)와 저압(p2) 하에 있는 연소 공기(L) 사이에서 밸브(1)에 압력 해제를 제공한다. 그러나, 제1, 제2 및 제3 실시예들과 대조적으로, 가스 밸브(1)의 샤프트(13)는 액추에이터에 의해 직접 작동되지 않는다. 오히려, 제5 실시예에서는, 보조 액츄에이터(22)가 제공되어 보조 밸브(23)를 구동시킨다. 보조 밸브(23)는 밸브 블록(24)을 가지며, 이 밸브 블록은, 도 7에 도시된 바와 같이, 그 휴지 위치에서, 연소 챔버(16)로부터의 연소 공기(L)가 대향 피스톤(12)의 상부에 유체 연결되도록 하여 가스 밸브(1)에 압력 보상을 생성한다. 대향 피스톤에 비해 포핏 밸브의 약간 큰 면적으로 인해, 가스 밸브(1)는 폐쇄 위치에서 시트(seat)에 대해 작은 힘으로 위치한다.
보조 액추에이터(22)가 통전되고, 밸브 블록(24)을 갖는 보조 밸브(23)가 우측(도 7의 도면에서)으로 이동되면, 대향 피스톤(12) 위의 공간은 새로이 생성된 유체 연결부를 통해 감소된 압력(p3), 예를 들어 주위 압력으로 압력 해제된다. 이는 가스 밸브(1)에서의 대략적인 압력 평형화를 제거하여, 가스 밸브(1)가 폐쇄 위치로부터 개방된다.
다음으로, 보조 밸브(23)는 보조 액추에이터(22)를 통해 다시 휴지 위치로 조정되고, 혼합 챔버(16)에서 순간 작용하는 압력(p2)은 대향 피스톤(12)의 상부에서 다시 형성되고, 대향 피스톤(12)에 비해 포핏 밸브(11)의 약간 더 큰 유효 면적으로 인해, 밸브(1)는 다시 폐쇄된다. 임의적으로, 가스 밸브(1)의 폐쇄는 폐쇄 위치 방향으로 압력-인장 스프링 또는 비틀림 스프링에 의해 지지되지만, 이는 도 7에 명확하게 도시되지는 않는다.
5개의 실시예들 모두에서 도면들의 상류의 가스 공급부(10)에 가스 제어 시스템이 제공되지 않는다. 연소 가스(G)의 가스 압력(p1)은, 가스 밸브(1)의 유효 압력 해제 때문에 끊임없이 변화하는 과급 압력(p2)에 대해 조정될 필요가 없다. 이와 관련하여, 지금까지 수행된 바와 같이, 가스 엔진들 또는 듀얼-연료 엔진들에 공급하는 가스 압력 제어는 특히 압력-평형 가스 밸브(1)에서는 필요하지 않다. 가스 공급부에서, 물론 가스 여과 및 임의적으로 안전 차단이 제공될 수도 있다. 이와 관련하여 - 의무화된 안전 규정들과 처리되는 가스의 품질에 따라 - 가스의 전처리 및 가능한 안전 차단이 제공될 수 있지만, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진에 의존하는 가스 압력 제어는 기존의 과급 압력 및 작동 조건이 필요하지 않다. 이는 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동을 상당히 단순화시키고, 유지 보수 시간과 노력을 줄이고 가스 작동 중 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 신뢰성을 개선시켜,, 예를 들어, 안전상의 이유들로 선박용 드라이브들의 경우에 규정된 임의의 불필요한 중복들은 더 이상 필요로 하지 않게 할 수 있다.
1 : 가스 밸브, 압력-평형 밸브
10 : 가스 공급부
11 : 포핏 밸브
12 : 대향 피스톤
13 : 샤프트
14 : 하우징
15 : 압력 다이어프램
16 : 혼합 챔버
17 : 밸브 시트
2, 2' : 액추에이터
21 : 스프링
22 : 보조 액추에이터
23 : 보조 밸브
24 : 매니폴드
G : 연소 가스
L : 연소 공기
p1 : 가스 압력　
p2 : 공기 과급 압력
p3 : 감소된 압력, 주위 압력

Claims (15)

  1. 연소 가스(G)가 연소 공기(L)와 함께 연소되는, 가스 엔진(gas engine) 또는 듀얼-연료 엔진(dual-fuel engine)을 위한 가스 공급 방법으로서,
    가스 밸브(1)가 상기 연소 공기(L)에 상기 연소 가스(G)를 공급하기 위해 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 상류에 배열되고,
    상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진은 가변(variable) 충전 공기 압력에 의해 작용을 받고,
    상기 연소 가스(G)는, 연소 가스(G)의 공급되는 질량이 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 상태와 관계없이 조절되지 않는 방식으로, 상기 가스 밸브(1)에 공급되고, 이 과정에서 가스 계량은 오로지 상기 가스 밸브의 정밀한 제어에 의해서만 이루어지며, 즉, 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 중에 가스 밸브(1)의 상류 및 하류의 압력, 그리고 공급된 상기 연소 가스의 온도가 측정되고, 상기 엔진의 작동 지점이 결정되고, 이로부터 가스 밸브(1)의 개방 지속기간 및 차단되지 않은 개방 단면적 중의 한 가지 이상이 제어되며, 상기 가스 밸브(1)는 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 흡기 영역(intake region)의 바로 상류에(directly upstream) 배열되는,
    가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가스 밸브(1)의 사전 결정된 유동 성능 맵이 저장되고, 가스 밸브(1)의 개방 지속기간 및 차단되지 않은 개방 단면적 중의 한 가지 이상이 현재 측정값들, 현재 엔진 작동 지점, 및 상기 유동 성능 맵에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는,
    가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 가스 밸브(1)에 공급되는 연소 가스(G)의 압력이 감소되거나 제한되는 것을 특징으로 하는,
    가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 가스 밸브(1)는 압력 해제되는(pressure-relieved) 방식으로 작동되는 것을 특징으로 하는,
    가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법.
  5. 연소 가스(G)가 연소 공기(L)와 함께 연소되는, 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 장치로서,
    상기 가스 공급 장치는 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진에 대한 가압 가스 공급원(pressurized gas source) 및 가스 공급부(gas feed)(10)를 가지며,
    가스 밸브(1)가, 상기 연소 공기(L)에 연소 가스(G)를 공급하기 위해, 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 상류에서 상기 가스 공급부(10)에 배열되고,
    상기 가스 공급 장치의 상기 가스 밸브는 제1항에 따른 방법에 따라 제어되고,
    상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진은 가변 충전 공기 압력에 의해 작용을 받고,
    상기 가스 밸브(1)는, 가스 밸브(1)에 가해지는 압력차와 독립적으로 구동될 수 있고, 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 흡기 영역의 바로 상류에(directly upstream) 배열되어서, 상기 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진의 작동 상태에 따라 상기 가스 밸브(1) 상류에서의 가스 압력을 조절하는 것은 제공되지 않는,
    가스 공급 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    압력 제한기 또는 감압기가, 상기 가스 공급부(10)에서 상기 가스 밸브(1)의 상류에 제공되는 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 가스 밸브(1)는 압력 해제 밸브의 형태인 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 가스 밸브(1)는 포핏 밸브(11)와 대향 피스톤(12)을 가지며,
    상기 대향 피스톤(12)은 상기 포핏 밸브(11)와 동일한 유효 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 포핏 밸브(11) 및 대향 피스톤(12)이 샤프트(13) 상에 위치되고, 상기 가스 밸브(1)의 포핏 밸브(11) 및 대향 피스톤(12)이 하우징(14) 내에서 샤프트(13)와 함께 안내되는 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 가스 밸브(1)는 포핏 밸브(11) 및 압력 다이어프램(pressure diaphragm)(15)을 가지며, 상기 압력 다이어프램(15)은 상기 포핏 밸브(11)와 동일한 유효 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 포핏 밸브(11) 및 압력 다이어프램(15)은 샤프트(13) 상에 위치되고, 상기 샤프트(13)와 함께 상기 포핏 밸브(11)가 하우징(14) 내에서 안내되고, 상기 압력 다이어프램(15)이 상기 하우징(14) 내에 고정되는 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  12. 제8 항 또는 제10 항에 있어서,
    보조 밸브 액추에이터(22)를 갖는 보조 밸브(23)가 상기 가스 밸브(1)에 제공되고, 상기 보조 밸브는 휴지 위치에서, 상기 대향 피스톤(12) 또는 압력 다이어프램(15)의 일 측에 유체 연결을 형성하고, 구동 위치에서 감소된 압력(p3)에 대한 연결을 제공하는 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  13. 제9 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 샤프트(13)에 작용하는 액추에이터(2)는, 상기 가스 밸브(1)를 조정하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는,
    가스 공급 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020197007540A 2016-08-15 2017-08-15 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법 및 이를 위한 가스 공급 장치 KR102270746B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016115113.0A DE102016115113A1 (de) 2016-08-15 2016-08-15 Gasmotor oder Zweistoffmotor mit Gasventil sowie Verwendung eines druckentlasteten Gasventils hierfür
DE102016115113.0 2016-08-15
PCT/DE2017/100685 WO2018033185A1 (de) 2016-08-15 2017-08-15 Gaszufuhrverfahren für einen gasmotor oder zweistoffmotor sowie gasversorungsvorrichtung dafür

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190039272A KR20190039272A (ko) 2019-04-10
KR102270746B1 true KR102270746B1 (ko) 2021-06-29

Family

ID=59745679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197007540A KR102270746B1 (ko) 2016-08-15 2017-08-15 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법 및 이를 위한 가스 공급 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11143123B2 (ko)
EP (1) EP3497314B1 (ko)
JP (1) JP2019527795A (ko)
KR (1) KR102270746B1 (ko)
CN (1) CN109715921B (ko)
DE (1) DE102016115113A1 (ko)
WO (1) WO2018033185A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3677769B1 (en) * 2018-06-29 2024-02-14 Weichai Power Co., Ltd. Gas control system and gas control method of off-road gas engine
US11236705B2 (en) 2020-06-25 2022-02-01 Caterpillar Inc. Gaseous fuel mixer assembly for engine and engine system operating method
CN115142992B (zh) * 2022-07-05 2024-02-02 上海中船三井造船柴油机有限公司 船用低速柴油机的燃气压力调节装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013133792A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Denso Corp 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2921603A (en) * 1957-02-12 1960-01-19 Chaplin Fulton Mfg Company Double ported poppet valve
US3012573A (en) * 1958-07-17 1961-12-12 Universal Controls Corp Safety device for gas pressure regulator
US4535728A (en) * 1984-02-02 1985-08-20 Propane Carburetion Systems, Inc. Fuel feed control system and control valve for dual fuel operation of an internal combustion engine
DE3643318A1 (de) * 1986-12-18 1988-06-30 Mueller Gottfried Druckentlastetes ventil
EP0690215B1 (en) * 1994-06-29 2002-12-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engines
JP3382025B2 (ja) * 1994-08-01 2003-03-04 本田技研工業株式会社 ガスエンジンの制御装置
US5752489A (en) 1997-02-10 1998-05-19 Cummins Engine Company, Inc. Integrated fuel measurement and control system for gaseous fuels
DE19735315A1 (de) 1997-08-14 1999-02-18 Bayerische Motoren Werke Ag Heißgas-Kraftmaschine mit einem nockengesteuerten, schaftgeführten Einlaßventil
JP4203183B2 (ja) * 1999-06-03 2008-12-24 パロマ工業株式会社 貯湯式ボイラーのコントロールバルブ
DE50012529D1 (de) * 2000-05-26 2006-05-18 Jenbacher Ag Jenbach Einrichtung zum Einstellen des Verbrennungsgas-Luft-Verhältnisses eines vorzugsweise stationären Gasmotors
US6918569B2 (en) * 2002-02-28 2005-07-19 Jansen's Aircraft Systems Controls, Inc. Active combustion fuel valve
AU2002950972A0 (en) * 2002-08-23 2002-09-12 Hunt, James Richard Fuel delivery system
US6748932B1 (en) * 2003-02-10 2004-06-15 Chapeau, Inc. Fuel regulator for natural gas fired co-generation unit
DE102005014789A1 (de) * 2005-03-31 2006-10-05 Nonox B.V. Verfahren zum Steuern des im Brennraum einer Brennkraftmaschine vorhandenen brennfähigen Luft-Kraftstoffgemisches
DE112007000428T5 (de) * 2006-02-20 2008-12-11 AISAN KOGYO K.K., Obu-shi Kraftstoffzufuhrvorrichtung
EP2004428B1 (de) * 2006-04-12 2011-09-21 Miro Gudzulic Schaltventil
DE102006025857A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-06 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschinenanordnung
DE102007028513A1 (de) * 2007-06-21 2008-12-24 Robert Bosch Gmbh Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102007050151B4 (de) * 2007-10-19 2014-10-30 Miro Gudzulic Druckentlastetes Schaltventil und Federanlage
US8272399B2 (en) 2008-06-13 2012-09-25 Woodward, Inc. Fluid admission system for providing a pressure-balanced valve
DE102009002836A1 (de) * 2009-05-06 2010-11-11 Robert Bosch Gmbh Gasventil
DE102010012413A1 (de) * 2010-03-23 2011-09-29 Miro Gudzulic Ventil
DE102014216874B4 (de) * 2014-08-25 2018-02-22 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
EP3015679B1 (de) * 2014-10-31 2018-12-05 Winterthur Gas & Diesel AG Zylinder für eine hubkolbenbrennkraftmaschine, hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie verfahren zum betreiben einer hubkolbenbrennkraftmaschine
WO2017079770A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-11 GM Global Technology Operations LLC Reciprocating expander valve

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013133792A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Denso Corp 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019527795A (ja) 2019-10-03
CN109715921A (zh) 2019-05-03
DE102016115113A1 (de) 2018-02-15
US20190178176A1 (en) 2019-06-13
KR20190039272A (ko) 2019-04-10
CN109715921B (zh) 2022-02-25
EP3497314A1 (de) 2019-06-19
US11143123B2 (en) 2021-10-12
WO2018033185A1 (de) 2018-02-22
EP3497314B1 (de) 2021-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6758233B2 (en) High volume electronic gas regulator
KR102270746B1 (ko) 가스 엔진 또는 듀얼-연료 엔진을 위한 가스 공급 방법 및 이를 위한 가스 공급 장치
US8646748B2 (en) Pressure regulator
EP1295189B1 (en) Gas flow regulation system
EP2417383B1 (en) Flow sensing shutoff valve
US6889705B2 (en) Electromagnetic valve for regulation of a fuel flow
US7069917B2 (en) Gas feeding system for an internal combustion engine, having a pressure reducing valve and a pressure regulating solenoid valve
ATE542994T1 (de) Verbessertes brennstoffdruckregulationssystem und verbesserter brennstoffdruckregulator zur verwendung darin
US7073490B2 (en) Gas feeding system for an internal combustion engine, having an improved pressure reducing valve
EP1593833B1 (en) Gas feeding system for an internal combustion engine, having a pressure reducing valve controlled by a pilot pressure
KR20130014555A (ko) 연료 공급용 압력 조절기 및 그 압력 조절기로 구성된 조절 유닛을 포함하는 연료 공급 시스템
CN103890360B (zh) 用于确定变换压力调节阀的开关状态所需的电流值的方法
JP2005115955A (ja) ガスを制御するための圧力調節モジュール
US20110114196A1 (en) Electronic pressure regulator
US11572847B2 (en) Internal combustion engine
WO2022190115A1 (en) A fuel control system
CA2368957C (en) High volume electronic gas regulator
JPH07139435A (ja) 気体燃料機関における燃料調圧装置

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