KR20150088300A - 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치 - Google Patents

저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150088300A
KR20150088300A KR1020157016611A KR20157016611A KR20150088300A KR 20150088300 A KR20150088300 A KR 20150088300A KR 1020157016611 A KR1020157016611 A KR 1020157016611A KR 20157016611 A KR20157016611 A KR 20157016611A KR 20150088300 A KR20150088300 A KR 20150088300A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discharge
fluid
valve
suction
hole
Prior art date
Application number
KR1020157016611A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101577674B1 (ko
Inventor
마코토 코노스
렌조 칸다
Original Assignee
미쯔이 죠센 가부시키가이샤
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 미쯔이 죠센 가부시키가이샤 filed Critical 미쯔이 죠센 가부시키가이샤
Publication of KR20150088300A publication Critical patent/KR20150088300A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101577674B1 publication Critical patent/KR101577674B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/14—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven relating to internal-combustion engines
    • 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
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0209—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
    • F02M21/0212—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
    • 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
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • 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
    • F02M21/0221—Fuel storage reservoirs, e.g. cryogenic tanks
    • 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
    • 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
    • F02M21/06—Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of 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
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
    • 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
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/462—Delivery 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
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/464—Inlet valves of the check valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • F04B2015/081—Liquefied gases
    • 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
    • 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
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시킬 때 사용하는 유체의 흡입·토출용 밸브체는, 상기 유체를 공급하는 유체 공급부와, 유체를 배출하는 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트 본체부와, 상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압된 흡입 밸브와, 상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브를 가진다. 상기 유체 공급부는, 상기 공급관과 접속된 공급 경로와, 상기 공급 경로의 끝에 설치되고, 상기 흡입 밸브에 면하는 복수의 흡입공이 형성된 격벽과, 상기 복수의 흡입공의 주위를 에워싸도록 상기 격벽에 형성된 오목부로서, 상기 흡입 밸브가 유체 공급부에 대하여 압압할 때, 상기 흡입 밸브가 상기 오목부의 에지에 맞닿도록 구성된 카운터 보링을 구비한다. 또한, 상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 외주보다 넓은 영역에 형성된 수압 오목부를 가진다.

Description

저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치{CRYOGENIC LIQUEFIED GAS INTAKE/DISCHARGE VALVE BODY, RECIPROCATING PUMP, AND FUEL GAS SUPPLY DEVICE}
본 발명은, 저온 액화 가스의 유체(流體)를 실린더 라이너(cylinder liner) 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시킬 때 사용하는 유체의 흡입·토출용 밸브체, 이 밸브체를 사용한 왕복식 펌프 및 이 왕복식 펌프를 사용한 연료 가스 공급 장치에 관한 것이다.
종래부터, 액화 천연 가스(이하, 「LNG」라고 함)가 기화된 천연 가스를 연료로서 운전하는 디젤 기관은 다수 존재하지만, 최근, 현존하는 오일 연소 저속 디젤 주기관(主機關)의 환경 배출 성능을 개선하기 위해, 고압 가스 분사형 저속 2사이클 디젤 기관이 여러 가지 제안되어 있다. 고압 가스 분사형 저속 2사이클 디젤 기관은, 디젤 기관 중에서는 고열효율 및 대출력의 기관이며, 선박 등에 특히 적용되는 것이 요구되고 있다.
예를 들면, 선박의 주기관이나 발전기 구동 기관 등에 적용되는 천연 가스 등의 가스 연료 공급 장치로서, 가스 위험 구역에 용이하게 배치 가능한 왕복식 펌프를 사용하여 연료의 액화 가스가 고압화되는 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1).
상기 장치에서는, 유압(油壓) 모터에 의해 구동되어 도입된 액화 가스를 원하는 압력까지 승압(昇壓)하여 토출(吐出)하는 왕복식 펌프와, 전동기에 의해 구동되는 가변(可變) 용량형의 유압 펌프로부터 상기 유압 모터에 구동용의 유압을 공급하는 유압 펌프 유닛과, 상기 왕복식 펌프로부터 공급되는 승압 후의 액화 가스를 가열하여 기화시키는 가열 장치와, 상기 유압 모터의 회전 속도를 조정하여 상기 가열 장치의 가스 연료 출구 압력을 일정하게 유지하는 제어부를 포함한다. 즉, 가스 위험 구역 밖에 위치한 유압 펌프 유닛에 있어서, 전동기에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프로부터 가스 위험 구역에 위치하는 유압 모터를 향해 구동용의 유압을 공급하고, 이 유압을 이용하여 왕복식 펌프를 구동하여 액화 가스를 원하는 압력까지 승압하여 토출한다.
또한, 이와 같은 왕복식 펌프의 예로서, 높은 작동 압력용으로 설계된 저온의 액체를 위한 피스톤 펌프도 알려져 있다(특허 문헌 2). 상기 피스톤 펌프에서는, 밸브 헤드는, 출구 개구부를 가지고 피스톤 선단부에 대응하는 공동(空洞)을 가지고, 배출 밸브는, 출구 개구부에 인접하여, 실린더 헤드에 들어가도록 배치되어 있고, 피스톤 선단부는, 피스톤 펌프 행정(行程)이 최대 시에 공동의 영역을 관통하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 피스톤 선단부는, 밸브 헤드의 공동에 꼭 맞도록 제작되고, 최대 피스톤 행정에서는, 상기 공동의 영역에 완전히 들어가는 것에 의해, 저온 매체는, 각 피스톤 펌프 행정으로 기계적으로 항상, 밸브 헤드로부터 완전히 배제된다. 부가하여, 배출 밸브도 또한, 밸브 헤드의 출구 개구부에 직접 인접하여, 밀폐된 압력관에 들어가도록 배치되어 있으므로, 저온 매체를 잔류할 수 있는 펌프 작동실 내의 공동이 없어, 매체의 잔류에 의한 기능 장해는, 현저하게 감소한다.
일본 공개특허 제2012―177333호 공보 일본 공개특허 제2012―2224호 공보
액화 가스를 원하는 압력까지 승압하여 효율적으로 토출하기 위해서는, 왕복식 펌프의 액화 가스의 흡입 효율 및 토출 효율(용적 효율)을 높이는 것이 바람직하다. 왕복식 펌프의 흡입 효율 및 토출 효율(용적 효율)을 높이기 위해서는, 흡입 밸브, 배출 밸브(토출 밸브)에 의해 이격된 2개의 공간 사이의, 밸브의 작동 개시 시의 압력차[이후, 이 압력차를 차압(差壓)이라고도 함]를 작게 하여, 액체 연료의 기화를 억제하면 된다.
그러나, 전술한 가스 연료 공급 장치(특허 문헌 1)에서는, 사용하는 왕복식 펌프의 구성은 개시되어 있지 않다. 또한, 전술한 피스톤 펌프(특허 문헌 2)의 경우, 피스톤 선단부는, 밸브 헤드의 공동에 꼭 맞도록 제작되므로, 저온 매체는, 각 피스톤 펌프 행정에서 기계적으로 항상, 밸브 헤드로부터 완전히 배제된다. 배출 밸브도 또한, 밸브 헤드의 출구 개구부에 직접 인접하여, 밀폐된 압력관에 들어가도록 배치되어 있다. 그러므로, 매체의 잔류는 없어, 잔류 압력은 생기지 않는다. 이와 같이, 전술한 피스톤 펌프에서는, 매체 배출의 향상을 의도하고 있지만, 매체의 흡입 및 토출 시의 용적 효율을 향상시키는 수단은 개시되어 있지 않다. 액화 가스인 매체의 흡입 시, 흡입 밸브가 개방되도록 피스톤이 후퇴하여 피스톤측 공간의 압력이 낮아지므로, 흡입 밸브의 동작을 개시할 때의 피스톤측 공간의 압력(작동 압력)과 흡입측 공간의 압력과의 차압은, 피스톤측 공간 내의 액화 가스인 매체가 기화되는 것을 억제하는 점에서 작은 것이 바람직하다.
그래서, 본 발명은, 왕복식 펌프의 피스톤측 공간의 액체 연료의 흡입 효율(용적 효율)을 높이기 위해, 또는 왕복식 펌프의 액체 연료의 토출 효율(용적 효율)을 높이기 위해, 왕복식 펌프의 흡입 밸브 또는 토출 밸브를 이격된 2개의 공간 사이의, 흡입 밸브 또는 토출 밸브의 작동 개시 시의 압력차를 작게 할 수 있는 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체는, 이하의 태양(態樣)을 포함한다.
(태양 1)
저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시킬 때 사용하는 유체의 흡입·토출용 밸브체로서,
상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트(valve seat) 본체부;
상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압(押壓)된 흡입 밸브; 및
상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브;
를 포함하고,
상기 유체 공급부는, 공급관과 접속된 공급 경로와, 상기 공급 경로의 끝에 설치되고, 상기 흡입 밸브에 면하는 복수의 흡입공이 형성된 격벽과, 상기 복수의 흡입공의 주위를 에워싸도록 상기 격벽에 형성된 오목부로서, 상기 흡입 밸브가 유체 공급부에 대하여 압압할 때, 상기 흡입 밸브가 상기 오목부의 에지에 맞닿도록 구성된 카운터 보링(counter boring)을 포함하는, 흡입·토출용 밸브체.
(태양 2)
상기 카운터 보링은, 상기 격벽에 형성된 흡입공 모두를 에워싸도록 1개 설치되어 있는, 태양 1에 기재된 흡입·토출용 밸브체.
(태양 3)
상기 밸브 시트 본체부에는, 상기 흡입 밸브를 상기 유체 공급부를 향해 가압하는 흡입용 스프링과, 상기 흡입용 스프링을 유지하는 흡입용 스프링 유지 부재가 설치되고, 상기 흡입용 스프링 유지 부재는, 상기 밸브 시트 본체부에 고정되어 있는, 태양 1 또는 2에 기재된 흡입·토출용 밸브체.
(태양 4)
상기 밸브 시트 본체부에는, 상기 토출 밸브를 상기 유체 배출부를 향해 가압하는 토출용 스프링과, 상기 토출용 스프링을 유지하는 토출용 스프링 유지 부재가 설치되고, 상기 토출용 스프링 유지 부재는, 상기 밸브 시트 본체부에 고정되어 있는, 태양 1∼3 중 어느 하나에 기재된 흡입·토출용 밸브체.
(태양 5)
상기 토출 밸브는, 상기 유체 배출부에 형성된 상기 유체를 토출하는 토출공(吐出孔)의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 상기 토출공을 막도록 배치되고,
상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 상기 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 상기 토출 밸브의 부분에 대하여 단차(段差)가 형성되고 오목한 수압(受壓) 오목부를 가지고, 상기 수압 오목부는, 상기 토출공의 외주(外周)보다 넓은 영역에 형성되어 있는, 태양 1∼4 중 어느 하나에 기재된 흡입·토출용 밸브체.
(태양 6)
상기 토출 밸브는, 상기 피스톤과 상기 실린더 라이너에 의해 구획되어 상기 유체가 채워지는 실린더 라이너 내 공간과 접속되는 토출공을 막는, 일단이 폐색(閉塞)된 통형상이며, 상기 토출 밸브에는, 상기 통형상의 외측과 내측의 공간을 접속하고, 상기 토출공의 개방 시, 토출된 유체를 상기 통형상의 외측으로부터 내측의 공간으로 인도하고, 또한 상기 토출 밸브를 상기 유체 배출부를 향해 가압하는 토출용 스프링을 유지하는 통형상의 토출용 스프링 유지 부재에 형성된 배출공으로 흐르게 하기 위한 토출 밸브 관통공이 형성되고,
상기 토출용 스프링 유지 부재의 통형상의 측벽에는, 상기 통형상의 내부의 상기 배출공과 외부의 공간을 접속하고, 상기 토출 밸브가 상기 토출공을 개방했을 때, 상기 토출용 스프링 유지 부재의 통형상의 외측에 있는 토출된 유체의 일부를 상기 배출공 내로 인도하는 유지 부재 관통공이 형성되어 있는, 태양 1∼5 중 어느 하나에 기재된 흡입·토출용 밸브체.
(태양 7)
상기 토출 밸브는, 상기 토출공을 막을 때, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿고,
상기 토출공의 상기 주위 에지부의 벽은, 상기 밸브 시트 본체부의, 상기 주위 에지부의 벽의 외측에 위치하는 부분에 비하여 비커스(Vickers) 경도(硬度)가 높은 고경도(高硬度) 부재로 구성되어 있는, 태양 6에 기재된 흡입·토출용 밸브체.
(태양 8)
저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시킬 때 사용하는 유체의 흡입·토출용 밸브체로서,
상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트 본체부;
상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압된 흡입 밸브; 및
상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브;
를 포함하고,
상기 토출 밸브는, 상기 유체 배출부에 형성된 상기 유체를 토출하는 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 상기 토출공을 막도록 배치되고,
상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 상기 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 상기 토출 밸브의 부분에 대하여 단차가 형성되고 오목한 수압 오목부를 가지고, 상기 수압 오목부는, 상기 토출공의 외주보다 넓은 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡입·토출용 밸브체.
(태양 9)
저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시키는 왕복식 펌프로서,
상기 피스톤과 상기 실린더 라이너를 구비하고, 상기 피스톤과 상기 실린더 라이너에 의해 구획된 실린더 라이너 내 공간을 가지는 본체부;
상기 본체부에 맞닿은, 태양 1∼8 중 어느 하나에 기재된 흡입·토출용 밸브체;
상기 실린더 라이너 내 공간과 상기 유체 공급부의 격벽이 면하고, 또한 상기 유체 배출부가 면하도록, 상기 실린더 라이너와 상기 흡입·토출용 밸브체를 맞닿게 하여, 상기 실린더 라이너 및 상기 흡입·토출용 밸브체의 순서로 끼워넣어지는 오목부를 구비하고, 상기 오목부의 벽에 상기 유체를 공급하기 위한 공급용 관통공을 가지는 실린더; 및
상기 실린더의 상기 오목부의 개구부에, 상기 흡입·토출용 밸브체를 상기 오목부 내의 방향으로 압압하여 고정하는 동시에, 토출된 유체를 배출하기 위한 배출용 관통공을 가지는 실린더 커버;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복식 펌프.
(태양 10)
상기 흡입·토출용 밸브체는, 일체로 교환 가능한 일체 구조물인, 태양 9에 기재된 왕복식 펌프.
(태양 11)
저온 액화 가스인 액체 연료를 저류(貯留)하는 탱크;
상기 탱크로부터 상기 액체 연료를 흡입하여 일정한 압력으로 배출하는, 태양 9 또는 10에 기재된 왕복식 펌프;
배출된 상기 액체 연료를 기화시켜 가스로 하는 기화 장치; 및
상기 가스를 가스 연소 엔진에 공급하는 가스 공급관;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 가스 공급 장치.
전술한 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치에 의하면, 왕복식 펌프의 흡입 밸브 또는 토출 밸브를 이격된 2개의 공간 사이의, 흡입 밸브 또는 토출 밸브의 작동 개시 시의 압력차를 작게 할 수 있다. 이로써, 왕복식 펌프의 피스톤측 공간의 액체 연료의 흡입 효율 또는 토출 효율(용적 효율)을 높게 할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체 및 왕복식 펌프를 적용한 본 실시형태의 연료 가스 공급 장치의 개략의 구성도이다.
도 2는 본 실시형태의 흡입·토출용 밸브체를 사용한 왕복식 펌프의 외관 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 왕복식 펌프의 단면도(斷面圖)이다.
도 4는 본 실시형태의 흡입·토출용 밸브체가 실린더에 끼워넣어졌을 때의 단면도이다.
도 5는 본 실시형태의 흡입·토출용 밸브체의 흡입공과 흡입 밸브를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 실시형태의 흡입·토출용 밸브체의 흡입공과 흡입 밸브를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 실시형태의 흡입·토출용 밸브체의 토출 밸브가 개방되어, 토출공이 개방된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 흡입 밸브에 작용하는 압력 및 힘을 설명하는 도면이다.
도 9는 토출 밸브에 작용하는 압력 및 힘을 설명하는 도면이다.
이하, 본 실시형태의 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
(연료 가스 공급 장치)
도 1은, 본 실시형태의 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체 및 왕복식 펌프를 적용한 본 실시형태의 연료 가스 공급 장치(10)의 개략의 구성도이다.
연료 가스 공급 장치(10)는, 가스 연소 엔진(28)의 연소실 내로, 액체 연료(저온 액화 가스의 유체)를 기화시킨 연료 가스를 고압으로 분사하여 공급하는 장치이다. 본 실시형태의 가스 연소 엔진(28)은 선박에 탑재되는 디젤 엔진이며, 예를 들면, 2스트로크 사이클의 저속 디젤 엔진을 사용할 수 있다.
연료 가스 공급 장치(10)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 작동유 저류 탱크(12)와, 유압 펌프(14)와, 유압 모터(16)와, 액체 연료 탱크(18)와, 왕복식 펌프(20)와, 기화 장치(22)와, 압력 조정 밸브(24)를 주로 가진다. 이 외에, 연료 가스 공급 장치(10)는, 유압관(油壓管)(15)과, 저압 액체 연료 공급관(19)과, 고압 액체 연료 공급관(21)과, 가스 연료 공급관(26)을 가진다.
연료 가스 공급 장치(10)의 이들 구성 요소는 모두 선박에 탑재된다.
작동유 저류 탱크(12)는, 유압 모터(16)를 구동시키는 유압을 공급하기 위한 작동유를 저류한다.
액체 연료 탱크(18)는, 가스 연소 엔진(28)에 공급되는 연료 가스가 기화되기 전의 액체 연료를 저류한다. 액체 연료로서, 액화 천연 가스(LNG), 액화 석유 가스(LPG) 등을 사용할 수 있다. 액체 연료 탱크(18)는, 저압 액체 연료 공급관(19)과 접속되어 있고, 저압 액체 연료 공급관(19)을 통하여 액체 연료를 왕복식 펌프(20)에 공급한다.
왕복식 펌프(20)는, 입구측이 저압 액체 연료 공급관(19)과 접속되고, 출구측이 고압 액체 연료 공급관(21)과 접속되어 있다. 왕복식 펌프(20)는, 액체 연료 탱크(18)로부터 저압 액체 연료 공급관(19)을 통하여 흡입된 액체 연료를 일정한 압력으로 승압하고, 고압 액체 연료 공급관(21)을 통하여 기화 장치(22)에 배출한다. 왕복식 펌프(20)에서는, 후술하는 바와 같이, 피스톤이 왕복 운동을 행한다.
유압 모터(16)는 왕복식 펌프(20)를 구동하는 동력원이다. 예를 들면, 도시하지 않은 크랭크를 사용하여, 유압 모터(16)의 회전 운동을 왕복식 펌프(20)의 피스톤의 왕복 운동으로 변환할 수 있다.
유압 모터(16)는, 작동유 저류 탱크(12)로부터 흡입한 작동유를 유압 펌프(14)에 의해 승압한 후 유압관(15)을 통해 공급한 유압에 의해 구동된다. 본 실시형태의 작동유로서는, 오일이나 수용성 작동유를 사용할 수 있다. 수용성 작동유는, 주성분으로서 물을 포함하는 작동유이며, 예를 들면, O/W 에멀전, W/O 에멀전, 폴리글리콜 용액을 포함한다.
본 실시형태에서는, 유압에 의해 구동되는 유압 모터(16)를 사용하지만, 작동유 저류 탱크(12), 유압 펌프(14), 및 유압 모터(16) 대신에 전동기를 사용할 수도 있다. 위험 구역에 있어서 전동기를 사용하는 경우, 방폭(防爆) 처리가 행해지는 것이 바람직하다. 이와 같이, 왕복식 펌프(20)의 동력원은, 공지의 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
기화 장치(22)는, 입구측이 고압 액체 연료 공급관(21)과 접속되고, 출구측이 가스 연료 공급관(26)과 접속되어 있다. 기화 장치(22)는, 고압 액체 연료 공급관(21)을 통하여 공급되는 승압 후의 액체 연료를 가열하고 기화시켜, 액체 연료를 가스로 한다. 액체 연료를 가열하는 열원으로서, 예를 들면, 액체 연료 탱크(18)에서 발생하는 보일 오프 가스(boil-off gas)의 연소열을 사용할 수 있다. 예를 들면, 보일 오프 가스의 연소열에 의해 가열된 온수와의 열교환에 의해 액체 연료를 가열해도 된다.
가스 연료 공급관(26)에는, 압력 조정 밸브(24)가 형성되어 있고, 일단이 기화 장치(22)와 타단이 가스 연소 엔진(28)의 연소실과 접속되어 있다. 액체 연료가 기화된 연료 가스는, 압력 조정 밸브(24)에 의해 소정 범위의 압력(예를 들면, 150∼300 bar)으로 압력 조정된 후, 가스 연료 공급관(26)을 통하여 가스 연소 엔진(28)의 연소실에 공급된다.
도 1에는 나타나 있지 않지만, 유압이나 액체 연료나 가스의 공급량이나 압력을 조정하기 위한 유압 밸브[릴리프 밸브(relief valve), 체크 밸브, 유량(流量) 제어 밸브 등]가 적절히 사용된다.
(왕복식 펌프)
도 2는, 왕복식 펌프(20)의 외관 사시도이다. 왕복식 펌프(20)는, 실린더(201)의 외주에 설치된 액체 연료 공급구(202)를 통해 저압 액체 연료 공급관(19)(도 1 참조)과 접속되고, 액체 연료가 왕복식 펌프(20)의 실린더 라이너 공간 내로 흡입된다. 액체 연료는, 피스톤(206)에 의해 가압되어 고압으로 되고, 후술하는 토출 밸브를 통해 왕복식 펌프(20)의 일단으로부터 토출된다.
도 3은, 왕복식 펌프(20)의 단면도이다.
왕복식 펌프(20)는, 주된 부재로서, 실린더(201)와, 실린더 라이너(204)와, 피스톤(206)과, 흡입·토출용 밸브체(208)와, 탑 커버(210)와, 플랜지(212)를 포함한다.
피스톤(206)과 실린더 라이너(204)는, 본체부를 형성한다. 이 본체부는, 피스톤(206)과 실린더 라이너(204)에 의해 구획된 실린더 라이너 내 공간을 가진다.
피스톤(206)은, 유압 모터(16)의 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 도시하지 않은 기구(機構), 예를 들면, 캠샤프트 기구에 접속되어 있다.
실린더(201)는, 통형상이며, 오목부(203)를 구비하고, 실린더 라이너(204)와 흡입·토출용 밸브체(208)를 맞닿게 하여, 실린더 라이너(204), 흡입·토출용 밸브체(208), 및 탑 커버(210)의 순서로 오목부(203) 내에 끼워넣도록 구성되어 있다. 오목부(203)의 벽, 즉 실린더(201)의 통형상의 측벽에는, 액체 연료를 공급하기 위한 공급용 관통공(214)을 구비한다. 실린더 라이너(204)와 흡입·토출용 밸브체(208)는, 실린더 내 공간과 후술하는 유체 공급부 및 유체 배출부가 면하도록, 맞닿는다.
탑 커버(210)는, 흡입·토출용 밸브체(208)를 오목부(203) 내의 방향으로 압압하면서, 실린더(201)의 상기 오목부의 개구부에 스스로를 고정시킨다. 탑 커버(210)는, 토출된 액체 연료를 배출하기 위한 배출용 관통공(216)을 구비한다. 구체적으로는, 흡입·토출용 밸브체(208)는, 탑 커버(210)와 접하는 측에 볼트와 나사결합되는 나사공이 형성되어 있다. 탑 커버(210)에는, 관통공이 형성되고, 이 관통공을 볼트가 관통하고, 흡입·토출용 밸브체(208)에 형성된 나사공과 나사결합됨으로써, 탑 커버(210)는 흡입·토출용 밸브체(208)를 오목부(203) 내의 방향으로 압압하여 고정시킨다. 동시에, 탑 커버(210)는, 도시하지 않은 볼트가 탑 커버(210)의 끝으로부터 탑 커버(210)의 관통공을 통하여 실린더(201)의 오목부(203)의 개구부에 형성된 나사공과 나사결합됨으로써, 탑 커버(210)의 오목부(203)의 개구부에 고정된다.
이와 같이, 흡입·토출용 밸브체(208)는, 일체 구조물로서, 실린더(201)에 1개의 유닛으로서 끼워넣어지므로, 왕복식 펌프(20)의 보수를 행할 때, 흡입·토출용 밸브체(208)는 1개의 유닛으로서 일체로 교환하는 것이 가능하게 되어 있다.
(흡입·토출용 밸브체)
흡입·토출용 밸브체(208)(도 3 참조)는, 회전체 형상으로, 회전체 형상의 회전축 방향의 중간 부분에서 직경이 좁아진 부분을 가진다. 이 부분에는, 실린더(201)에 형성된 공급용 관통공(214)을 통해 공급된 액체 연료를 실린더 라이너(204) 내의 실린더 내 공간으로 인도하기 위한 액체 연료 공급구(218)가 외주 상에 복수 설치되어 있다.
도 4는, 흡입·토출용 밸브체(208)가 실린더(201)에 끼워넣어졌을 때의 단면도이며, 도 3에 나타낸 영역(A)에서의 확대도이다. 도 5, 도 6은, 흡입·토출용 밸브체(208)의 흡입공과 흡입 밸브를 설명하는 도면이다. 도 7은, 흡입·토출용 밸브체(208)의 토출 밸브가 개방되어, 토출공이 개방된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 흡입·토출용 밸브체(208)는, 밸브 시트 본체부(220)와, 흡입 밸브(222)와, 흡입용 스프링(224)과, 흡입용 스프링 유지 부재(226)와, 토출 밸브(228)와, 토출용 스프링(230)과, 토출용 스프링 유지 부재(232)와, 토출부(吐出部) 라이너(234)를 주로 구비한다.
밸브 시트 본체부(220)는, 유체를 공급하는 유체 공급부(240)(도 4 참조)와, 유체를 배출하는 유체 배출부(242)(도 4 참조)를 포함한다.
유체 공급부(240)는, 액체 연료 공급구(218)로부터 연장되는, 밸브 시트 본체부(220) 내로 개방된 공급 경로(244)와, 공급 경로(244)의 끝에 설치되고, 흡입 밸브(222)에 면하는 복수의 흡입구(246)가 형성된 격벽(248)과, 복수의 흡입구(246)의 주위를 에워싸도록 격벽(248)에 설치된 카운터 보링(250)(도 5 참조)을 포함한다. 흡입구(246)는, 공급 경로(244)의 포트이다. 카운터 보링(250)은, 오목부로서, 흡입 밸브(222)가 유체 공급부(240)의 격벽(248)에 대하여 가압할 때, 흡입 밸브(222)가 격벽(248)의 상기 오목부의 에지에 맞닿도록 구성된 것이다. 카운터 보링(250)(도 5 참조)은, 흡입구(246)의 주위에, 격벽(248)의 표면에 대하여 단차가 형성되고 오목한 바닥부를 가지는, 스텝형(段狀; step shape)의 오목부이다. 이 오목부의 에지가 흡입 밸브(222)에 맞닿도록 카운터 보링(250)은 설치되어 있다. 오목부의 에지는, 오목부를 에워싸는 에지를 말한다. 도 5에 나타낸 예에서는, 복수의 흡입구(246)가 동심원형(同心圓形)으로 설치되고, 토출공(252)이, 흡입구(246)의 동심원형의 배치의 내측에 설치되어 있다.
유체 배출부(242)는, 격벽(248)과 격벽(248)에 형성된 토출공(252)을 포함한다.
카운터 보링(250)은, 격벽(248)에 설치된 흡입구(246) 모두를 에워싸도록 1개 설치되어 있는 것이, 후술하는 바와 같이, 흡입 밸브(222)가 흡입구(246) 측으로부터 압력을 받는 면적을 넓게 하는 점에서 바람직하다.
흡입 밸브(222)는, 흡입구(246)를 막도록 치수가 정해진, 한가운데에 구멍이 개방된 원반형상의 판재이다. 흡입 밸브(222)는, 흡입용 스프링(224)과 접촉되고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 흡입용 스프링(224)은, 흡입용 스프링 유지 부재(226)에 유지되어 있다. 흡입용 스프링 유지 부재(226)는 밸브 시트 본체부(220)에 고정되어 있다. 이로써, 흡입용 스프링(224)은 흡입 밸브(222)를 유체 공급부(240)를 향해 가압하여, 흡입 밸브(222)는, 흡입용 스프링(224)에 의해 유체 공급부(240)를 향해, 구체적으로는 유체 공급부(240)의 격벽(248)을 압압한다.
그리고, 흡입용 스프링 유지 부재(226)는, 밸브 시트 본체부(220)에 고정되어 있는 것이, 흡입 밸브(222)를 밸브 시트 본체부(220)에 끼워넣어 일체로 할 수 있는 점에서 바람직하다.
전술한 바와 같이, 복수의 흡입구(246)가 설치된 격벽(248)에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수의 흡입구(246)의 주위를 에워싸도록, 1개의 스텝형으로 오목한 오목부가 카운터 보링(250)으로서 설치되어 있다. 흡입구(246)는, 도 5에 나타낸 예에서는 동심원형으로 형성되어 있으므로, 카운터 보링(250)은, 흡입구(246)의 주위를 에워싸도록 동심원형으로 밴드형으로 일주(一周) 설치되어 있다.
이와 같이 카운터 보링(250)을 설치함으로써, 왕복식 펌프(20)의 실린더 라이너 내 공간(227)(도 7 참조)과 흡입측 공간인 공급 경로(244)와의 사이의, 흡입 밸브(222)의 작동 개시 시의 압력차를 작게 할 수 있고, 이로써, 액체 연료의 흡입을 효율적으로 행할 수 있다.
도 8은, 흡입 밸브(222)에 작용하는 압력 및 힘을 설명하는 도면이다. 흡입 밸브(222)를 협지(sandwich)하여 흡입 측의 압력을 P1이라고 하고, 압력 P1을 받는 흡입 밸브(222)의 면적을 S1이라고 하고, 피스톤측(실린더 라이너 내 공간)의 압력을 P2[실린더 라이너 내 공간(227)(도 7 참조)의 잔류 압력도 포함함]라고 하고, 압력 P2를 받는 흡입 밸브(222)의 면적을 S2라고 하고, 흡입용 스프링(224)이 흡입 밸브(222)를 압압하는 힘을 F2라고 했을 때, 흡입 밸브(222)가 개방되려고 할 때의 힘이 균형을 이루는 상태는, P1·S1=P2·S2＋F2로 된다. 따라서, 이 때의 작동 압력 P2는, (S1/S2)·P1―F2/S2로 된다. 또한, 압력차 P1―P2는, (S2―S1)/S2·P1＋F2/S2로 된다.
따라서, 흡입 밸브(222)의 면적 S1을 면적 S2에 근접시킴으로써, 압력차를 작게 할 수 있다. 즉, 피스톤(206)이 후퇴하여 실린더 라이너 내 공간(227)의 압력을 낮게 할 때, 면적 S1을 면적 S2에 근접시킴으로써, 상기 압력차가 작은 상태로 흡입 밸브(222)가 개방되어, 액체 연료가 실린더 라이너 내 공간(227)으로 유입(流入)된다. 따라서, 왕복식 펌프(20)의 액체 연료의 흡입 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 액체 연료는, 저온 액화 가스이므로, 차압을 작게 하는 것은, 피스톤측 공간 내의 감압 하에, 액체 연료의 일부가 기화되는 것을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.
한편, 토출 밸브(228)는, 일단이 폐색된 통형상이다. 토출 밸브(228)에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 통형상의 외측과 내측의 공간을 접속하는 토출 밸브 관통공(229)이 복수 형성되어 있다. 토출 밸브(228)는, 액체 연료를 토출하는 토출공(252)의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 토출공(252)을 막도록 배치되어 있다[토출공(252)의 폐색 시]. 토출 밸브 관통공(229)은, 토출공(252)의 개방 시, 토출 밸브(228)는 토출공(252)으로부터 이격되도록 후퇴하고, 토출된 액체 연료를, 토출 밸브(228)의 통형상의 외측으로부터 내측의 공간으로 인도하고, 다시 토출용 스프링 유지 부재(232)에 형성된 배출공(233)으로 흐르도록 기능한다.
토출용 스프링 유지 부재(232)는, 통형상을 이루고, 통형상의 외주에 토출용 스프링(230)을 배치하고, 통형상의 일단이 플랜지 형상을 이루고 있다. 토출용 스프링 유지 부재(232)는, 통형상의 중심축을 따라 배출 경로로 되는 배출공(233)(도 7 참조)을 통형상의 내부에 구비한다. 상기 플랜지 형상의 부분이 토출용 스프링(230)을 지지함으로써, 토출용 스프링(230)은, 토출용 스프링 유지 부재(232)에 유지된다. 토출용 스프링(230)의 한쪽의 끝은, 토출 밸브(228)와 접촉되어 있다. 토출용 스프링 유지 부재(232)는, 밸브 시트 본체부(220)에 도시하지 않은 볼트 등에 의해 고정되어 있다. 이로써, 토출용 스프링(230)은, 토출 밸브(228)를 유체 배출부(242)를 향해 가압하고, 토출 밸브(228)는, 유체 배출부(242)를 향해, 구체적으로는, 유체 배출부(242)의 격벽(248)[토출공(252)의 주위 에지부의 벽]에 대하여 압압한다.
토출부 라이너(234)는, 밸브 시트 본체부(220)의 오목부의 벽면을 따라 설치되어 있다. 토출 밸브(228)는 토출부 라이너(234)의 내벽을 따라 이동하도록, 토출부 라이너(234)는 구성되어 있다.
토출 밸브(228)는, 피스톤(206)과 실린더 라이너(204)에 의해 구획되어 액체 연료가 채워지는 실린더 라이너 내 공간(227)(도 7 참조)과 접속하는 토출공(252)을 막는, 일단이 폐색된 통형상이다. 이 폐색된 일단이, 토출 밸브(228)의 압압에 의해 막힌다. 실린더 라이너 내 공간(227) 내의 압력으로부터 토출 밸브(228)가 받는 힘이, 토출용 스프링(230)의 가압보다 우세하면, 토출 밸브(228)가 토출공(252)을 개방한다. 토출공(252)의 개방 시, 도 7에 나타낸 바와 같이, 토출된 액체 연료는, 관통공(229)을 통해 통형상의 외측으로부터 내측의 공간으로 인도되고, 다시 토출용 스프링 유지 부재(232)의 토출 경로인 배출공(233)으로 흐른다.
토출용 스프링 유지 부재(232)의 통형상의 측벽에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 통형상의 내부의 토출 경로인 배출공(233)과 외부의 공간을 접속하는 유지 부재 관통공(238)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 유지 부재 관통공(238)은, 토출 밸브(228)가 토출공(252)을 개방했을 때, 토출용 스프링 유지 부재(232)의 통형상의 외측에 있는 토출된 액체 연료의 일부를, 유지 부재 관통공(238)을 통해 배출공(233) 내로 인도한다. 이 때, 토출 밸브(228)의 격벽(248)의 측과는 반대측의 끝은, 토출용 스프링 유지 부재(232)의 끝에 맞닿는다. 그러나, 이 접촉 시, 상기 액체 연료의 이동에 의해, 토출 밸브(228)의 급격한 이동에 대한 댐퍼 효과가 발휘되므로, 토출 밸브(228)의 급격한 이동을 억제할 수 있어, 토출 밸브(228)와 토출용 스프링 유지 부재(232)의 접촉 시의 충격을 완화시킬 수 있다. 도 7에 나타낸 예에서는, 배출공(233)의 벽면의 주위 상에 4개소, 유지 부재 관통공(238)이 형성되어 있지만, 유지 부재 관통공(238)의 수는 제한되지 않는다.
이와 같은 토출 밸브(228)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 액체 연료를 토출하는 토출공(252)의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 토출공(252)을 막도록 배치되어 있다. 그리고, 토출 밸브(228)가 토출공(252) 측으로부터 액체 연료의 압력을 받는 부분은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 토출공(252)의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 토출 밸브(228)의 부분에 대하여 단차가 형성되고 오목한 수압 오목부(228a)를 가진다. 이 수압 오목부(228a)는, 토출공(252)의 외주보다 넓은 영역에 형성되어 있다. 즉, 수압 오목부(228a)가 토출공(252) 측으로부터 액체 연료의 압력을 받는 부분의 면적은, 토출공(252)의 구멍 면적보다 넓게 되어 있다. 그러므로, 왕복식 펌프(20)에서의 액체 연료의 토출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 9는, 토출 밸브(228)에 작용하는 압력 및 힘을 설명하는 도면이다. 토출공(252) 측의 액체 연료의 압력을 P3라고 하고, 압력 P3를 받는 토출 밸브(228)의 면적을 S3라고 하고, 토출 밸브(228) 측의 압력을 P4라고 하고, 압력 P4를 받는 토출 밸브(228)의 수압 면적을 S4라고 하고, 토출용 스프링(230)이 토출 밸브(228)를 압압하는 힘을 F4라고 했을 때, 토출 밸브(228)가 개방되려고 할 때의 힘이 균형을 이루는 상태는, P3·S3=P4·S4＋F4로 된다. 따라서, 이 때의 작동 압력 P3는, (S4/S3)·P4＋F4/S3로 된다. 또한, 토출 밸브(228)의 동작 개시 시의 압력차 P3―P4는, (S4―S3)/S3·P4＋F4/S3로 된다.
따라서, 토출 밸브(228)의 면적 S3를 면적 S4에 근접시킴으로써, 압력차를 작게 할 수 있다. 즉, 피스톤(206)이 전진하여 실린더 라이너 내 공간(227)의 압력을 승압할 때, 면적 S3를 면적 S4에 근접시킴으로써, 상기 압력차가 작은 상태로 토출 밸브(228)가 개방되어, 액체 연료가 토출 밸브(228) 측으로 유입된다. 따라서, 왕복식 펌프(20)의 액체 연료의 토출 효율을 향상시킬 수 있다.
토출 밸브(228)는, 토출공(252)을 막을 때, 전술한 바와 같이 토출공(252)의 주위 에지부의 벽에 맞닿는다. 토출공(252)의 토출 밸브(228)와 맞닿는 주위 에지부의 벽은, 도 7 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 주위 에지부의 벽의 외측에 위치하는 밸브 시트 본체부(220)의 부분에 비하여 비커스 경도가 높은 고경도 부재(256)로 구성되어 있다. 이 고경도 부재(256)에 의해, 밸브 시트 본체부(220)의 수명은 길어진다. 고경도 부재(256)는, 예를 들면, 스텔라이트(stellite) 분말을 레이저 조사(照射)[레이저 클래딩(laser cladding)]에 의해 용해(溶解)되어 얻어진 스텔라이트재가 사용된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 왕복식 펌프(20)의 흡입·토출용 밸브체(208)에 있어서, 격벽(248)에 설치되는 복수의 흡입구(246)의 주위를 에워싸도록 카운터 보링(250)을 설치하고, 흡입 밸브(222)가, 흡입구(246)의 개구 에지가 아니고, 카운터 보링(250)의 에지에 맞닿도록 구성하였으므로, 흡입 밸브(222)의 동작을 개시하게 하는 실린더 라이너 내 공간(227)과 토출측 공간과의 사이의, 흡입 밸브(222)의 동작 개시 시의 압력차를 작게 할 수 있다. 이 결과, 액체 연료의 흡입 효율을 높일 수 있다.
또한, 토출 밸브(228)는, 유체 배출부(242)에 형성된 액체 연료를 토출하는 토출공(252)의 주위 에지부의 벽[주위 에지부는 토출공(252)을 에워싸는 토출 밸브(228)의 부분임]에 맞닿음으로써 토출공(252)을 막도록 배치되고, 토출 밸브(228)가 토출공(252) 측으로부터 액체 연료의 압력을 받는 부분은, 토출공(252)의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 토출 밸브(228)의 부분에 대하여 단차가 형성되고 오목한 수압 오목부(228a)를 가진다. 이 수압 오목부(228a)는, 토출공(252)의 외주보다 넓은 영역에 형성되어 있다. 그러므로, 토출 밸브(228)의 동작 개시 시의 압력차를 작게 할 수 있다. 이 결과, 액체 연료의 토출 효율을 높일 수 있다.
또한, 흡입·토출용 밸브체(208)는, 흡입 밸브(222) 및 토출 밸브(228)를 일체로 포함한 일체 구조물이며, 실린더(201)에 1개의 유닛으로서 끼워넣어지므로, 왕복식 펌프(20)의 보수를 행할 때, 흡입·토출용 밸브체(208)는 1개의 유닛으로서 일체로 교환하는 것이 가능하게 되어 있다. 그러므로, 왕복식 펌프(20)의 보수를 시급하게 행할 수 있다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 토출용 스프링 유지 부재(232)의 통형상의 측벽에는, 통형상의 내부의 토출 경로인 배출공(233)과 외부의 공간을 접속하는 유지 부재 관통공(238)이 형성되어 있으므로, 유지 부재 관통공(238)을 통하여, 토출용 스프링 유지 부재(232)의 통형상의 외측에 있는 액체 연료의 일부를, 유지 부재 관통공(238)을 통해 토출 경로 내로 인도할 수 있다. 이 액체 연료의 이동에 의해, 토출 밸브(228)의 급격한 이동에 대한 댐퍼 효과가 발휘되어, 토출 밸브(228)와 토출용 스프링 유지 부재(232)가 맞닿을 때의 충격을 완화시킬 수 있다.
본 실시형태의 흡입·토출용 밸브체(208)에서는, 밸브 시트 본체부(220)에, 흡입 밸브(222) 및 토출 밸브(228)의 기구가 일체로 되어 있으므로, 밸브는 양호한 정밀도로 동작할 수 있어, 고정밀도의 밸브의 구성을 실현할 수 있다. 또한, 밸브 시트 본체부(220)에, 흡입 밸브(222) 및 토출 밸브(228)의 기구가 일체로 되어 있으므로, 왕복식 펌프(20)의 흡입 동작 또는 토출 동작이 상태가 좋지 않을 때, 실린더(201)로부터 흡입·토출용 밸브체(208)를 인출하여, 흡입 밸브(222) 및 토출 밸브(228)의 기구의 어느 부분에 문제점이 있는지를 용이하게 특정할 수 있다. 종래의 왕복식 펌프에서는, 밸브 시트 본체부 주위의 부품에 흡입 밸브, 토출 밸브, 및 밸브 시트 본체부가 장착되므로, 왕복식 펌프를 조립했을 때 흡입 밸브, 토출 밸브, 및 밸브 시트 본체부의 위치 등이 비로소 확정되므로, 밸브 시트 본체부를 인출한 것만으로는, 어느 부분에 문제점이 있는지를 특정하는 것은 어려웠다. 이 점에서, 본 실시형태의 밸브 시트 본체부(220)에, 흡입 밸브(222) 및 토출 밸브(228)의 기구가 일체화된 흡입·토출용 밸브체(208)는 우수하다.
이상, 본 발명의 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 해도 되는 것은 물론이다.
10; 연료 가스 공급 장치
12; 작동유 저류 탱크
14; 유압 펌프
15; 유압관
16; 유압 모터
18; 액체 연료 탱크
19; 저압 액체 연료 공급관
20; 왕복식 펌프
21; 고압 액체 연료 공급관
22; 기화 장치
24; 압력 조정 밸브
26; 가스 연료 공급관
28; 가스 연소 엔진
201; 실린더
202; 액체 연료 공급구
204; 실린더 라이너
206; 피스톤
208; 흡입·토출용 밸브체
210; 탑 커버
212; 플랜지
214; 공급용 관통공
216; 배출용 관통공
218; 액체 연료 공급구
220; 밸브 시트 본체부
222; 흡입 밸브
224; 흡입용 스프링
226; 흡입용 스프링 유지 부재
227; 실린더 라이너 내 공간
228; 토출 밸브
228a; 수압 오목부
229; 토출 밸브 관통공
230; 토출용 스프링
232; 토출용 스프링 유지 부재
233; 배출공
234; 토출부 라이너
238; 유지 부재 관통공
240; 유체 공급부
242; 유체 배출부
244; 공급 경로
246; 흡입구
248; 격벽
250; 카운터 보링
252; 토출공
256; 고경도 부재

Claims (15)

  1. 저온 액화 가스의 유체(流體)를 실린더 라이너(cylinder liner) 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출(吐出)시킬 때 사용하는 유체의 흡입·토출용 밸브체로서,
    상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트(valve seat) 본체부;
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압(押壓)된 흡입 밸브; 및
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브;
    를 포함하고,
    상기 유체 공급부는, 공급관과 접속된 공급 경로와, 상기 공급 경로의 끝에 설치되고, 상기 흡입 밸브에 면하는 복수의 흡입공이 형성된 격벽과, 상기 복수의 흡입공의 주위를 에워싸도록 상기 격벽에 형성된 오목부로서, 상기 흡입 밸브가 유체 공급부에 대하여 압압할 때, 상기 흡입 밸브가 상기 오목부의 에지에 맞닿도록 구성된 카운터 보링(counter boring)을 구비하는,
    흡입·토출용 밸브체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 보링은, 상기 격벽에 형성된 흡입공 모두를 에워싸도록 1개 설치되어 있는, 흡입·토출용 밸브체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밸브 시트 본체부에는, 상기 흡입 밸브를 상기 유체 공급부를 향해 가압하는 흡입용 스프링과, 상기 흡입용 스프링을 유지하는 흡입용 스프링 유지 부재가 설치되고, 상기 흡입용 스프링 유지 부재는, 상기 밸브 시트 본체부에 고정되어 있는, 흡입·토출용 밸브체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 시트 본체부에는, 상기 토출 밸브를 상기 유체 배출부를 향해 가압하는 토출용 스프링과, 상기 토출용 스프링을 유지하는 토출용 스프링 유지 부재가 설치되고, 상기 토출용 스프링 유지 부재는, 상기 밸브 시트 본체부에 고정되어 있는, 흡입·토출용 밸브체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출 밸브는, 상기 유체 배출부에 형성된 상기 유체를 토출하는 토출공(吐出孔)의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 상기 토출공을 막도록 배치되고,
    상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 상기 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 상기 토출 밸브의 부분에 대하여 단차(段差)가 형성되고 오목한 수압(受壓) 오목부를 가지고, 상기 수압 오목부는, 상기 토출공의 외주(外周)보다 넓은 영역에 형성되어 있는, 흡입·토출용 밸브체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출 밸브는, 상기 피스톤과 상기 실린더 라이너에 의해 구획되어 상기 유체가 채워지는 실린더 라이너 내 공간과 접속되는 토출공을 막는, 일단이 폐색(閉塞)된 통형상이며, 상기 토출 밸브에는, 상기 통형상의 외측과 내측의 공간을 접속하고, 상기 토출공의 개방 시, 토출된 유체를 상기 통형상의 외측으로부터 내측의 공간으로 인도하고, 또한 상기 토출 밸브를 상기 유체 배출부를 향해 가압하는 토출용 스프링을 유지하는 통형상의 토출용 스프링 유지 부재에 형성된 배출공으로 흐르게 하기 위한 토출 밸브 관통공이 형성되고,
    상기 토출용 스프링 유지 부재의 통형상의 측벽에는, 상기 통형상의 내부의 상기 배출공과 외부의 공간을 접속하고, 상기 토출 밸브가 상기 토출공을 개방했을 때, 상기 토출용 스프링 유지 부재의 통형상의 외측에 있는 토출된 유체의 일부를 상기 배출공 내로 인도하는 유지 부재 관통공이 형성되어 있는, 흡입·토출용 밸브체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 토출 밸브는, 상기 토출공을 막을 때, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿고,
    상기 토출공의 상기 주위 에지부의 벽은, 상기 밸브 시트 본체부의, 상기 주위 에지부의 벽의 외측에 위치하는 부분에 비하여 비커스(Vickers) 경도(硬度)가 높은 고경도(高硬度) 부재로 구성되어 있는, 흡입·토출용 밸브체.
  8. 저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시킬 때 사용하는 유체의 흡입·토출용 밸브체로서,
    상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트 본체부;
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압된 흡입 밸브; 및
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브;
    를 포함하고,
    상기 토출 밸브는, 상기 유체 배출부에 형성된 상기 유체를 토출하는 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 상기 토출공을 막도록 배치되고,
    상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 상기 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 상기 토출 밸브의 부분에 대하여 단차가 형성되고 오목한 수압 오목부를 가지고, 상기 수압 오목부는, 상기 토출공의 외주보다 넓은 영역에 형성되어 있는, 흡입·토출용 밸브체.
  9. 저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시키는 왕복식 펌프로서,
    상기 피스톤과 상기 실린더 라이너를 구비하고, 상기 피스톤과 상기 실린더 라이너에 의해 구획된 실린더 라이너 내 공간을 가지는 본체부;
    상기 본체부에 맞닿은 흡입·토출용 밸브체로서,
    상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트 본체와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압된 흡입 밸브와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브를 구비하고,
    상기 유체 공급부는, 공급관과 접속된 공급 경로와, 상기 공급 경로의 끝에 설치되고, 상기 흡입 밸브에 면하는 복수의 흡입공이 형성된 격벽과, 상기 복수의 흡입공의 주위를 에워싸도록 상기 격벽에 형성된 오목부로서, 상기 흡입 밸브가 유체 공급부에 대하여 압압할 때, 상기 흡입 밸브가 상기 오목부의 에지에 맞닿도록 구성된 카운터 보링을 구비하는 흡입·토출용 밸브체;
    상기 실린더 라이너 내 공간과 상기 유체 공급부의 격벽이 면하고, 또한 상기 유체 배출부가 면하도록, 상기 실린더 라이너와 상기 흡입·토출용 밸브체를 맞닿게 하여, 상기 실린더 라이너 및 상기 흡입·토출용 밸브체의 순서로 끼워넣어지는 오목부를 구비하고, 상기 오목부의 벽에 상기 유체를 공급하기 위한 공급용 관통공을 가지는 실린더; 및
    상기 실린더의 상기 오목부의 개구부에, 상기 흡입·토출용 밸브체를 상기 오목부 내의 방향으로 압압하여 고정하는 동시에, 토출된 유체를 배출하기 위한 배출용 관통공을 가지는 실린더 커버;
    를 포함하는,
    왕복식 펌프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 토출 밸브는, 상기 유체 배출부에 형성된 상기 유체를 토출하는 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 상기 토출공을 막도록 배치되고,
    상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 상기 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 상기 토출 밸브의 부분에 대하여 단차가 형성되고 오목한 수압 오목부를 가지고, 상기 수압 오목부는, 상기 토출공의 외주보다 넓은 영역에 형성되어 있는, 왕복식 펌프.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 흡입·토출용 밸브체는, 일체로 교환 가능한 일체 구조물인, 왕복식 펌프.
  12. 저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시키는 왕복식 펌프로서,
    상기 피스톤과 상기 실린더 라이너를 구비하고, 상기 피스톤과 상기 실린더 라이너에 의해 구획된 실린더 라이너 내 공간을 가지는 본체부;
    상기 본체부에 맞닿은 흡입·토출용 밸브체로서,
    상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트 본체와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압된 흡입 밸브와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브를 구비하고,
    상기 토출 밸브는, 상기 유체 배출부에 형성된 상기 유체를 토출하는 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 상기 토출공을 막도록 배치되고,
    상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 상기 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 상기 토출 밸브의 부분에 대하여 단차가 형성되고 오목한 수압 오목부를 가지고, 상기 수압 오목부는, 상기 토출공의 외주보다 넓은 영역에 형성되어 있는, 흡입·토출용 밸브체;
    상기 실린더 라이너 내 공간과 상기 유체 공급부의 격벽이 면하고, 또한 상기 유체 배출부가 면하도록, 상기 실린더 라이너와 상기 흡입·토출용 밸브체를 맞닿게 하여, 상기 실린더 라이너 및 상기 흡입·토출용 밸브체의 순서로 끼워넣어지는 오목부를 구비하고, 상기 오목부의 벽에 상기 유체를 공급하기 위한 공급용 관통공을 가지는 실린더; 및
    상기 실린더의 상기 오목부의 개구부에, 상기 흡입·토출용 밸브체를 상기 오목부 내의 방향으로 압압하여 고정하는 동시에, 토출된 유체를 배출하기 위한 배출용 관통공을 가지는 실린더 커버;
    를 포함하는, 왕복식 펌프.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 흡입·토출용 밸브체는, 일체로 교환 가능한 일체 구조물인, 왕복식 펌프.
  14. 저온 액화 가스인 액체 연료를 저류(貯留)하는 탱크;
    상기 탱크로부터 상기 액체 연료를 흡입하여 일정한 압력으로 배출하는 왕복식 펌프;
    배출된 상기 액체 연료를 기화시켜 가스로 하는 기화 장치; 및
    상기 가스를 가스 연소 엔진에 공급하는 가스 공급관;
    을 포함하고,
    상기 왕복식 펌프는, 저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시키는 왕복식 펌프로서,
    상기 피스톤과 상기 실린더 라이너를 구비하고, 상기 피스톤과 상기 실린더 라이너에 의해 구획된 실린더 라이너 내 공간을 가지는 본체부;
    상기 본체부에 맞닿은 흡입·토출용 밸브체로서,
    상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트 본체부와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압된 흡입 밸브와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브를 구비하고,
    상기 유체 공급부는, 공급관과 접속된 공급 경로와, 상기 공급 경로의 끝에 설치되고, 상기 흡입 밸브에 면하는 복수의 흡입공이 형성된 격벽과, 상기 복수의 흡입공의 주위를 에워싸도록 상기 격벽에 형성된 오목부로서, 상기 흡입 밸브가 유체 공급부에 대하여 압압할 때, 상기 흡입 밸브가 상기 오목부의 에지에 맞닿도록 구성된 카운터 보링을 구비하는 흡입·토출용 밸브체;
    상기 실린더 라이너 내 공간과 상기 유체 공급부의 격벽이 면하고, 또한 상기 유체 배출부가 면하도록, 상기 실린더 라이너와 상기 흡입·토출용 밸브체를 맞닿게 하여, 상기 실린더 라이너 및 상기 흡입·토출용 밸브체의 순서로 끼워넣어지는 오목부를 구비하고, 상기 오목부의 벽에 상기 유체를 공급하기 위한 공급용 관통공을 가지는 실린더; 및
    상기 실린더의 상기 오목부의 개구부에, 상기 흡입·토출용 밸브체를 상기 오목부 내의 방향으로 압압하여 고정하는 동시에, 토출된 유체를 배출하기 위한 배출용 관통공을 가지는 실린더 커버;
    를 포함하는 왕복식 펌프인,
    연료 가스 공급 장치.
  15. 저온 액화 가스인 액체 연료를 저류하는 탱크;
    상기 탱크로부터 상기 액체 연료를 흡입하여 일정한 압력으로 배출하는 왕복식 펌프;
    배출된 상기 액체 연료를 기화시켜 가스로 하는 기화 장치; 및
    상기 가스를 가스 연소 엔진에 공급하는 가스 공급관;
    을 포함하고,
    상기 왕복식 펌프는, 저온 액화 가스의 유체를 실린더 라이너 내에 흡입하여 피스톤을 사용하여 토출시키는 왕복식 펌프로서,
    상기 피스톤과 상기 실린더 라이너를 구비하고, 상기 피스톤과 상기 실린더 라이너에 의해 구획된 실린더 라이너 내 공간을 가지는 본체부;
    상기 본체부에 맞닿은 흡입·토출용 밸브체로서,
    상기 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급부와, 유체를 배출하도록 구성된 유체 배출부를 포함하는 밸브 시트 본체부와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 공급부를 향해 압압된 흡입 밸브와,
    상기 밸브 시트 본체부의 유체 배출부를 향해 압압된 토출 밸브를 구비하고,
    상기 토출 밸브는, 상기 유체 배출부에 형성된 상기 유체를 토출하는 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿음으로써 상기 토출공을 막도록 배치되고,
    상기 토출 밸브가 상기 토출공 측으로부터 상기 유체의 압력을 받는 부분은, 상기 토출공의 주위 에지부의 벽에 맞닿은 상기 토출 밸브의 부분에 대하여 단차가 형성되고 오목한 수압 오목부를 가지고, 상기 수압 오목부는, 상기 토출공의 외주보다 넓은 영역에 형성되어 있는, 흡입·토출용 밸브체;
    상기 실린더 라이너 내 공간과 상기 유체 공급부의 격벽이 면하고, 또한 상기 유체 배출부가 면하도록, 상기 실린더 라이너와 상기 흡입·토출용 밸브체를 맞닿게 하여, 상기 실린더 라이너 및 상기 흡입·토출용 밸브체의 순서로 끼워넣어지는 오목부를 구비하고, 상기 오목부의 벽에 상기 유체를 공급하기 위한 공급용 관통공을 가지는 실린더; 및
    상기 실린더의 상기 오목부의 개구부에, 상기 흡입·토출용 밸브체를 상기 오목부 내의 방향으로 압압하여 고정하는 동시에, 토출된 유체를 배출하기 위한 배출용 관통공을 가지는 실린더 커버;
    를 포함하는 왕복식 펌프인,
    연료 가스 공급 장치.
KR1020157016611A 2013-12-26 2014-12-26 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치 KR101577674B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013269035A JP5519857B1 (ja) 2013-12-26 2013-12-26 低温液化ガスの吸入・吐出用弁体、往復式ポンプ、及び燃料ガス供給装置
JPJP-P-2013-269035 2013-12-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150088300A true KR20150088300A (ko) 2015-07-31
KR101577674B1 KR101577674B1 (ko) 2015-12-15

Family

ID=51031335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157016611A KR101577674B1 (ko) 2013-12-26 2014-12-26 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9719500B2 (ko)
JP (1) JP5519857B1 (ko)
KR (1) KR101577674B1 (ko)
CN (1) CN104884799B (ko)
WO (1) WO2015099106A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170014730A (ko) 2015-07-31 2017-02-08 한국가스안전공사 가스센서의 피독 감소를 위한 가스 유로 구조 및 그 제조 방법
KR20170014729A (ko) 2015-07-31 2017-02-08 한국가스안전공사 혼합가스의 압력변동 감소를 위한 흡입 및 배출 구조 및 제조 방법
KR20210150261A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3252289A4 (en) * 2015-01-30 2019-01-09 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING SHORTER ENGINE FUEL SUPPLY
JP5934409B1 (ja) * 2015-04-13 2016-06-15 三井造船株式会社 燃料供給装置
JP5953395B1 (ja) 2015-04-13 2016-07-20 三井造船株式会社 燃料供給装置
JP6193291B2 (ja) * 2015-04-13 2017-09-06 三井造船株式会社 燃料供給装置
US10060421B2 (en) * 2015-06-29 2018-08-28 Caterpillar Inc. Hydraulic drive multi-element cryogenic pump
JP6546807B2 (ja) * 2015-08-04 2019-07-17 三菱重工業株式会社 燃料噴射ポンプ、燃料噴射装置、内燃機関
US9976517B2 (en) * 2015-09-02 2018-05-22 Caterpillar Inc. Direct injection system and method
FR3043164B1 (fr) * 2015-10-29 2018-04-13 CRYODIRECT Limited Pompe de transfert d'un gaz liquefie
DK179219B1 (en) * 2016-05-26 2018-02-12 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland Fuel or lubrication pump for a large two-stroke compression-ignited internal combustion engine
JP6106792B1 (ja) * 2016-07-05 2017-04-05 三井造船株式会社 昇圧用ポンプ
US10378535B2 (en) 2016-11-02 2019-08-13 Caterpillar Inc. Damping assembly
IT201800003099A1 (it) * 2018-02-27 2019-08-27 Magneti Marelli Spa Corpo farfallato o attuatore, in particolare per alimentazione di gas ad alta pressione, munito di sfiato
KR200491857Y1 (ko) * 2018-10-10 2020-06-19 심창섭 가스운반선용 펌프 장치
CN111022913A (zh) * 2019-11-29 2020-04-17 彩虹无人机科技有限公司 一种便携式无人机充氮装置
WO2021246712A1 (ko) * 2020-06-03 2021-12-09 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
CN112664824B (zh) * 2020-12-24 2022-08-19 浙江巨程钢瓶有限公司 一种钢瓶的充装系统及其充装方法
JP6928192B1 (ja) * 2021-05-12 2021-09-01 株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー ピストンポンプ
CN115013302A (zh) * 2022-07-29 2022-09-06 广东富森水射流科技有限公司 一种阀组件以及使用该阀组件的柱塞式高压泵

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3364679A (en) * 1965-10-21 1968-01-23 Chrysler Corp Hydrostatic transmission
US3630639A (en) * 1969-10-31 1971-12-28 Air Reduction Suction line vent valve for reciprocating pumps
BE758980A (fr) * 1970-01-21 1971-04-30 Zyma Sa Soupape doseuse
JPS6061355A (ja) * 1983-09-16 1985-04-09 Hitachi Ltd ブレ−キ液圧保持装置
US5996472A (en) 1996-10-07 1999-12-07 Chemical Seal And Packing, Inc. Cryogenic reciprocating pump
CN1224805A (zh) * 1997-12-26 1999-08-04 三电有限公司 致冷压缩机的吸入孔和排放孔的形状
FR2805006B1 (fr) 2000-02-11 2002-06-14 Air Liquide Pompe cryogenique tres haute pression
KR200202878Y1 (ko) * 2000-06-09 2000-11-15 백경태 워터제트직기의 왕복펌프용 흡입토출밸브
US6581390B2 (en) * 2001-10-29 2003-06-24 Chart Inc. Cryogenic fluid delivery system
US20080047629A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Barry Lyn Holtzman Manually driven transfer pump for liquefied gases
CH703376B1 (de) 2010-06-21 2014-05-15 Fives Cryomec Ag Hubkolbenpumpe für kryogene Flüssigkeiten.
CN201865906U (zh) * 2010-11-14 2011-06-15 大庆市金拓石油机械制造有限公司 往复泵用球面密封组合阀
JP6012140B2 (ja) 2011-02-25 2016-10-25 三菱重工業株式会社 ガス燃料供給装置、高圧ガス噴射ディーゼル機関及び高圧ガス噴射ディーゼル機関の液化ガス燃料供給方法
EP2646718B1 (en) 2012-02-09 2015-05-27 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd. Annular valve

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170014730A (ko) 2015-07-31 2017-02-08 한국가스안전공사 가스센서의 피독 감소를 위한 가스 유로 구조 및 그 제조 방법
KR20170014729A (ko) 2015-07-31 2017-02-08 한국가스안전공사 혼합가스의 압력변동 감소를 위한 흡입 및 배출 구조 및 제조 방법
KR20210150261A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
KR20210150262A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
KR20210150264A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
KR20210150266A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
KR20210150267A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
KR20210150265A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
KR20210150269A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프
KR20210150268A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 현대중공업 주식회사 선박 이중연료엔진의 가스공급펌프

Also Published As

Publication number Publication date
CN104884799A (zh) 2015-09-02
KR101577674B1 (ko) 2015-12-15
US20150369228A1 (en) 2015-12-24
CN104884799B (zh) 2016-06-22
JP5519857B1 (ja) 2014-06-11
US9719500B2 (en) 2017-08-01
WO2015099106A1 (ja) 2015-07-02
JP2015124670A (ja) 2015-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101577674B1 (ko) 저온 액화 가스의 흡입·토출용 밸브체, 왕복식 펌프 및 연료 가스 공급 장치
JP6137342B2 (ja) エンジン
KR100331761B1 (ko) 연료공급장치
US10280907B2 (en) Booster pump
JP6451486B2 (ja) 油圧発生装置およびクロスヘッド型エンジン
JP6870499B2 (ja) 可変圧縮装置及びエンジンシステム
JP6932278B1 (ja) 封入特性の向上した燃料ポンプ
EP3734040B1 (en) Variable compression device, and engine system
CN111373131B (zh) 可变压缩装置和发动机系统
JP2018096326A (ja) ピストンポンプ
EP3674528B1 (en) Variable compression device and engine system
JP7031458B2 (ja) 可変圧縮装置及びエンジンシステム
JP6904130B2 (ja) 可変圧縮装置及びエンジンシステム
CN111386391A (zh) 发动机系统和可变压缩装置的控制方法
KR20200044958A (ko) 가변 압축 장치 및 엔진 시스템
JP2017172501A (ja) 液圧駆動ピストン装置及びクロスヘッド式内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180911

Year of fee payment: 4