KR20170134243A - Fuel or lubrication pump for a large two-stroke compression-ignited internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 대형 저속 2 행정 단류(uniflow) 압축 점화 내연 기관용 연료 또는 윤활 펌프에 관한 것이다.The present disclosure relates to a fuel or lubrication pump for a large low speed two stroke uniflow compression ignition internal combustion engine.
대형 2 행정 단류 터보 차징 압축 점화 내연 크로스헤드 엔진(기관)은 통상적으로 대형 선박의 추진 시스템이나 발전소의 원동기로 사용되고 있다. 엄청난 크기, 무게 및 동력 출력으로 이 엔진은 일반 연소 엔진과 매우 다르며, 대형 2 행정 터보 차징 압축 내연기관은 그 자체가 하나의 클래스로 분류된다.Large two-stroke turbocharged compression ignition internal combustion crosshead engine (engine) is commonly used as a propulsion system for large ships or as a prime mover for power plants. With enormous size, weight and power output, this engine is very different from a conventional combustion engine, and a large two-stroke turbocharged compression internal combustion engine is itself categorized as one class.
대형 2 행정 압축 점화 내연기관은 전통적으로 연료유나 중유 등과 같은 액체 연료로 작동되고 있다. 그러나 환경 측면에 대한 관심이 증가함에 따라 가스, 메탄올, 석탄 슬러리, 석유 코크스 등과 같은 대체 연료를 사용하는 방향으로 발전하고 있다. Large two stroke compression ignition internal combustion engines are traditionally operated with liquid fuels such as fuel oil or heavy oil. However, as interest in the environment increases, alternative fuels such as gas, methanol, coal slurry, and petroleum coke are being developed.
이러한 대체 연료 유형 중 일부는 기존의 연료 펌프로는 다루기 어려운 특성이 있다. 일부는 석탄 슬러리와 같이 연마성이 있으며, 일부는 휘발유와 같이 윤활 특성이 형편없으며, 다른 일부는 액화 가스와 같이 극저온이 필요하다. Some of these alternative fuel types are difficult to handle with conventional fuel pumps. Some are abrasive like coal slurries, some have poor lubrication properties like gasoline, others require cryogenic temperatures like liquefied gas.
WO 제2016/015732호는 복수의 실린더 오일 펌프를 갖춘 실린더 윤활 시스템을 개시한다. 각 실린더 오일 펌프에는 복수의 도징 플런저에 연결된 구동 피스톤이 제공된다.WO 2016/015732 discloses a cylinder lubrication system with a plurality of cylinder oil pumps. Each cylinder oil pump is provided with a drive piston connected to a plurality of dosing plungers.
따라서 이러한 대체 연료를 처리할 수 있는 펌프를 제공할 필요가 있다.Therefore, there is a need to provide a pump capable of handling such alternative fuels.
이러한 배경을 고려하여 본 발명의 목적은 전술한 문제를 극복하거나 적어도 감소시키는 펌프를 제공하는 것이다.In view of this background, an object of the present invention is to provide a pump that overcomes or at least reduces the above-mentioned problems.
전술한 목적과 다른 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 추가 구현 형태는 종속항과 상세한 설명과 도면을 보면 명백하다.The above and other objects are achieved by the features of the independent claim. Additional implementations are evident from the dependent claims and the detailed description and drawings.
제1 양태에 따르면, 두 개 이상의 펌프부를 포함하는 펌프, 펌프 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 펌프 피스톤을 포함하는 각 펌프부 및 구동 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 유압 동력의 구동 피스톤이 제공되며, 상기 펌프 피스톤의 구동을 위해 상기 구동 피스톤이 상기 펌프 피스톤에 결합된다.According to a first aspect, there is provided a pump including two or more pump sections, each pump section including a pump piston slidably disposed in the pump cylinder, and a hydraulically powered drive piston slidably disposed in the drive cylinder, The drive piston is coupled to the pump piston for driving the pump piston.
각 펌프 피스톤이 선형 유압 액추에이터에 의해 작동되는 펌프를 제공함으로써, 임의의 적합한 펌프 피스톤이 크랭크샤프트의 제한 및 관성과는 독립적으로 완전히 유연한 방식으로 구동될 수 있으므로, 펌핑될 액체에 완전히 조정된 펌프 피스톤의 작동 프로파일을 가능하게 한다.By providing a pump in which each pump piston is operated by a linear hydraulic actuator, any suitable pump piston can be driven in a fully flexible manner independent of the limitations and inertia of the crankshaft, Lt; / RTI >
제1 양태의 가능한 제1 구현예에 따르면, 상기 펌프는 하나 이상의 펌프부의 구동 실린더로/로부터의 유압유의 유동을 제어하기 위해 고압 유압유 공급원과 탱크에 연결되는 적어도 하나의 유압 제어 밸브를 더 포함하되, 상기 고압 유압유 공급원은, 바람직하게는 압력 레벨이 가변적이며 제어 가능한 공급원이다.According to a first possible embodiment of the first aspect, the pump further comprises at least one hydraulic control valve connected to the tank and a high-pressure hydraulic fluid supply for controlling the flow of hydraulic fluid to / from the drive cylinder of the one or more pump sections, , The high-pressure hydraulic fluid supply is preferably a variable and controllable source of pressure.
제1 양태의 가능한 제2 구현예에 따르면, 상기 구동 실린더는 구동 챔버와 리턴 챔버를 포함한다.According to a second possible embodiment of the first aspect, the drive cylinder comprises a drive chamber and a return chamber.
제1 양태의 가능한 제3 구현예에 따르면, 상기 구동 챔버는 유압 제어 밸브에 연결되고 상기 리턴 챔버는, 바람직하게는 영구적으로, 고압 유압유 공급원의 압력보다 낮은 압력으로 유압유 공급원에 연결된다.According to a possible third embodiment of the first aspect, the drive chamber is connected to a hydraulic control valve and the return chamber is connected permanently to the hydraulic oil supply at a pressure lower than the pressure of the high-pressure hydraulic oil supply.
제1 양태의 가능한 제4 구현예에 따르면, 상기 구동 실린더에는 관련 구동 실린더 내 구동 피스톤의 위치를 감지하기 위한 위치 센서가 제공된다.According to a possible fourth embodiment of the first aspect, the drive cylinder is provided with a position sensor for sensing the position of the drive piston in the associated drive cylinder.
제1 양태의 가능한 제5 구현예에 따르면, 상기 연료 공급 시스템은 위치 센서로부터 신호를 수신하는 전자 제어 장치를 더 포함하고, 적어도 하나의 상기 유압 제어 밸브는 상기 전자 제어 장치에 결합 된 전자 제어 밸브이다.According to a fifth possible embodiment of the first aspect, the fuel supply system further comprises an electronic control device for receiving a signal from the position sensor, and at least one said hydraulic control valve is connected to an electronic control valve to be.
제1 양태의 가능한 제6 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 펌프부의 구동 챔버를 고압 유압유 공급원 또는 탱크에 선택적으로 연결하도록 구성된다.According to a sixth possible embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to selectively connect the drive chamber of the pump section to a high pressure hydraulic fluid supply or tank.
제1 양태의 가능한 제7 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 구동 피스톤의 펌프 행정이 그 종료에 가까워질 때 다른 구동 피스톤의 펌프 행정을 시작하도록 구성되어, 종료 펌프 행정과 시작 펌프 행정 사이에 작은 중첩이 있게 된다. 따라서, 펌프를 떠나는 연료 또는 윤활유에 대해 큰 압력 변동없이 실질적으로 안정적인 유동이 달성될 수 있다.According to a possible seventh embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to start the pump stroke of the other drive piston when the pump stroke of the drive piston is close to its end, There will be overlap. Thus, a substantially stable flow can be achieved without significant pressure fluctuations for the fuel or lubricant leaving the pump.
제1 양태의 가능한 제8 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 펌프로부터 고압 연료 또는 윤활유에 대해 실질적으로 일정한 유동을 얻기 위해 종료 펌프 행정의 동역학과 시작 펌프 행정의 동역학을 고려하도록 구성된다.According to a possible eighth embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to take into account the dynamics of the end pump run and the dynamics of the start pump run to obtain a substantially constant flow for high pressure fuel or lubricant from the pump.
제1 양태의 가능한 제9 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 구동 실린더/유닛 중 하나의 펌프 행정이 언제 시작되어야 하는지를 결정하고 구동 실린더의 펌프 행정이 언제 종료되어야 하는지를 결정하도록 구성된다. 따라서, 상기 펌프 행정이 시작되는 지점과 특히 펌프 행정이 끝나는 지점을 정확하게 제어할 수 있다.According to a possible ninth embodiment of the first aspect, the electronic control unit is configured to determine when to start the pump stroke of one of the drive cylinders / units and to determine when the pump stroke of the drive cylinder should end. Therefore, it is possible to accurately control the point at which the pump stroke starts, and in particular, the point at which the pump stroke ends.
제1 양태의 가능한 제10 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 각 구동 실린더를 사실상 연속적으로, 바람직하게는 적게 중첩되게 작동하도록 구성된다.According to a possible tenth embodiment of the first aspect, the electronic control unit is configured to operate each drive cylinder substantially continuously, preferably in a less overlapping manner.
제1 양태의 가능한 제11 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 펌프부 중 하나가 고장 난 때에 다른 펌프부의 구동 피스톤이 작동하도록 구성된다. 이에 따라 중복성이 이루어져서 펌프부 중 하나가 고장 나더라도 펌프 작동이 계속될 수 있다.According to a possible eleventh embodiment of the first aspect, the electronic control apparatus is configured so that the drive piston of the other pump section operates when one of the pump sections fails. This allows redundancy to occur and pump operation can continue even if one of the pump parts fails.
제1 양태의 가능한 제12 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 기능하는 다른 펌프부의 구동 실린더가 사실상 연속적으로, 바람직하게는 작은 중첩으로 작동되도록 기능하는 다른 펌프부의 구동 피스톤을 작동하도록 구성된다.According to a possible twelfth embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to actuate a drive piston of another pump section which functions to actuate the drive cylinder of the other pump section to function substantially continuously, preferably in a small overlap.
제1 양태의 가능한 제13 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 고압 펌프로부터 고압 기화기로 액화 가스 유동의 크기와 관련하여 구동 챔버가 고압 유압유 공급원으로부터 분리되는 구동 피스톤의 위치를 조정하도록 구성된다. 따라서, 상기 펌프 행정이 역전되는 위치는 펌프 피스톤과 구동 피스톤의 속도 및 결과적인 관성과 상관없이 동일하게 유지될 수 있다. According to a possible thirteenth embodiment of the first aspect, the electronic control device is arranged to adjust the position of the drive piston in which the drive chamber is separated from the high-pressure hydraulic fluid supply in relation to the magnitude of the liquefied gas flow from the high- pressure pump to the high-pressure vaporizer. Thus, the position at which the pump stroke reverses can be maintained the same regardless of the speed of the pump piston and the drive piston and the resulting inertia.
제1 양태의 가능한 제14 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 펌프로부터 연료 또는 윤활유의 유동이 증가할 때 구동 행정 방향과 반대 방향으로 고압 유체의 공급원으로부터 관련 구동 피스톤의 구동 챔버가 분리되는 구동 피스톤의 위치를 조정하도록 구성된다. According to a possible fourteenth embodiment of the first aspect, the electronic control device is characterized in that the drive chamber of the associated drive piston is disconnected from the supply of high-pressure fluid in a direction opposite to the drive stroke direction when the flow of fuel or lubricant from the pump increases, To adjust the position of the piston.
제1 양태의 가능한 제15 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 펌프로부터 연료 또는 윤활유의 유동이 감소할 때 구동 행정 방향의 방향으로 고압 유체의 공급원으로부터 관련 구동 피스톤의 구동 챔버가 분리되는 구동 피스톤의 위치를 조정하도록 구성된다.According to a fifteenth possible embodiment of the first aspect, the electronic control device comprises a drive piston in which the drive chamber of the associated drive piston is disconnected from the source of high-pressure fluid in the direction of the drive stroke direction when the flow of fuel or lubricant from the pump is reduced, As shown in FIG.
제1 양태의 가능한 제16 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 펌프 실린더의 마모를 줄이기 위해 펌프 피스톤이 펌프 피스톤의 행정 영역에서 역전되는 위치를 분배하기 위해 알고리즘이나 계획에 따라, 또는 임의로, 관련 구동 피스톤의 구동 챔버가 고압 유압유 공급원으로부터 분리되는 구동 피스톤의 위치를 조정하도록 구성된다. According to a possible sixteenth embodiment of the first aspect, the electronic control device is adapted to control the pump piston in accordance with an algorithm or a plan, or optionally, in relation to the pump piston in order to distribute the reversing position of the pump piston in the stroke region of the pump piston, The drive chamber of the drive piston is configured to adjust the position of the drive piston separated from the high pressure hydraulic fluid supply.
제1 양태의 가능한 제17 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 구동 챔버에 공급되는 유압유의 압력을 제어함으로써 펌프에 의해 전달되는 압력 펌핑된 연료 또는 윤활유를 제어하도록 구성된다. 따라서, 펌핑된 상기 연료 또는 윤활유의 압력에 대해 효과적이고 즉시 반응하는 제어가 달성된다.According to a possible seventeenth embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to control the pressure pumped fuel or lubricant delivered by the pump by controlling the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive chamber. Thus, an effective and immediately responsive control over the pressure of the pumped fuel or lubricant is achieved.
제1 양태의 가능한 제18 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 구동 챔버에 공급되는 유압유의 압력을 제어하기 위해 피드-포워드 기능으로 펌핑된 연료 또는 윤활유에 대해 원하는 압력을 사용하도록 구성된다. 상기 유압을 통해 액화 가스 압력의 피드-포워드 제어를 사용함으로써, 펌핑된 연료 또는 윤활유의 압력을 훨씬 더 빠르고 안정적으로 제어할 수 있다.According to a possible eighteenth embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to use a desired pressure for the fuel or lubricant pumped by the feed-forward function to control the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive chamber. By using the feed-forward control of the liquefied gas pressure through the hydraulic pressure, the pressure of the pumped fuel or lubricant can be controlled much more quickly and stably.
제1 양태의 가능한 제19 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 구동 챔버에 공급되는 유압유의 압력을 제어하기 위해 피드-백 기능으로 펌핑된 연료 또는 윤활유에 대해 측정된 압력을 사용하도록 구성된다. 따라서, 비선형성과 과도현상은 제어 시스템에 의해 수용될 수 있다.According to a possible nineteenth embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to use the measured pressure for the fuel or lubricant pumped with the feed-back function to control the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive chamber. Thus, nonlinearity and transient phenomena can be accommodated by the control system.
제1 양태의 가능한 제20 구현예에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 구동 챔버에 공급되는 유압유의 압력을 제어하는 것과 독립적으로 각 구동 피스톤의 작동과 정지를 제어하도록 구성된다. 따라서, 상기 구동 피스톤의 작동을 위한 제어 전략은 압력 제어와 독립적으로 상기 전자 제어 장치에 의해 최적화될 수 있다.According to a possible twentieth embodiment of the first aspect, the electronic control device is configured to control the operation and stop of each drive piston independently of controlling the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive chamber. Therefore, the control strategy for the actuation of the drive piston can be optimized by the electronic control unit independently of the pressure control.
제1 양태의 가능한 제21 구현예에서, 상기 제어 장치는 구동 피스톤의 작동과 정지를 제어하기 위해 구동 피스톤의 위치를 나타내는 신호를 사용하도록 구성된다.In a possible twenty-first embodiment of the first aspect, the control device is configured to use a signal indicative of the position of the drive piston to control actuation and stop of the drive piston.
제2 양태에 따르면, 상기 제1 양태와 그 임의의 가능한 구현예에 따른 대형 2 행정 터보 차징 압축 점화 내연 엔진이 제공된다.According to a second aspect, there is provided a large two-stroke turbocharged compression ignition internal combustion engine according to the first aspect and any possible implementation thereof.
제3 양태에 따르면, 제2 양태에 따른 엔진을 포함하는 화물선이 제공된다.According to a third aspect, there is provided a cargo ship comprising an engine according to the second aspect.
제4 양태에 따르면, 고압 가스를 엔진 내로 분사하기 위해 내연 기관에 연료 또는 윤활유를 펌핑하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 저장 탱크에 연료 또는 윤활유를 저장하는 단계; 및 펌프로 연료 또는 윤활유를 상기 엔진에 펌핑하는 단계를 포함하고, 상기 펌프는 두 개 이상의 펌프부를 포함하고, 각 펌프부는 펌프 피스톤을 구동하기 위해 구동 피스톤이 펌프 피스톤에 결합되고 펌프 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 펌프 피스톤과 구동 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 유압 동력 구동 피스톤을 포함하며, 상기 방법은, 상기 구동 피스톤을 구동하기 위해 고압의 유압유를 구동 실린더에 공급하는 단계; 및 상기 구동 실린더에 공급되는 유압유의 압력을 제어함으로써 상기 고압 펌프를 떠나는 연료 또는 윤활유의 압력을 제어하는 단계를 더 포함한다.According to a fourth aspect, there is provided a method of pumping fuel or lubricating oil to an internal combustion engine to inject high pressure gas into the engine, the method comprising: storing fuel or lubricating oil in a storage tank; And pumping fuel or lubricating oil to the engine, wherein the pump comprises two or more pump sections, each pump section having a drive piston coupled to the pump piston for driving the pump piston, And a hydraulic power drive piston slidably disposed within the drive cylinder, the method comprising: supplying high-pressure hydraulic fluid to the drive cylinder to drive the drive piston; And controlling the pressure of the fuel or lubricant leaving the high-pressure pump by controlling the pressure of the hydraulic oil supplied to the drive cylinder.
제4 양태의 가능한 제1 구현예에 따르면, 상기 방법은 구동 행정 동안 구동 피스톤 중 하나를 작동시킨 후, 리턴 행정 동안 상기 구동 피스톤을 정지시키는 단계를 더 포함한다.According to a first possible embodiment of the fourth aspect, the method further comprises the step of actuating one of the drive pistons during a drive stroke and then stopping the drive piston during a return stroke.
제4 양태의 가능한 제2 구현예에 따르면, 상기 펌프 피스톤과 구동 피스톤은 서로 연결되어 일제히 움직인다. According to a second possible embodiment of the fourth aspect, the pump piston and the drive piston are connected together and move in unison.
제4 양태의 가능한 제3 구현예에 따르면, 상기 방법은 구동 피스톤의 펌프 행정이 그 종료에 가까워질 때 다른 구동 피스톤의 펌프 행정을 시작하도록 구성되어, 종료 펌프 행정과 시작 펌프 행정 사이에 작은 중첩이 있게 되는 단계를 더 포함한다.According to a possible third embodiment of the fourth aspect, the method is arranged to start the pump stroke of the other drive piston when the pump stroke of the drive piston is close to its end, so that a small overlap between the end pump stroke and the start pump stroke And a step to be performed.
제4 양태의 제4 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 펌프로부터 상기 엔진으로 연료 또는 윤활유에 대해 실질적으로 일정한 유동을 얻기 위해 종료 펌프 행정의 동역학과 시작 펌프 행정의 동역학을 고려하는 단계를 더 포함한다.According to a fourth embodiment of the fourth aspect, the method further includes taking into account the dynamics of the end pump run and the dynamics of the start pump run to obtain a substantially constant flow for the fuel or lubricant from the pump to the engine do.
제4 양태의 가능한 제5 구현예에 따르면, 상기 방법은 각 구동 실린더를 사실상 연속적으로, 바람직하게는 적게 중첩되게 작동하도록 하는 단계를 더 포함한다. According to a possible fifth implementation of the fourth aspect, the method further comprises causing each drive cylinder to operate in a substantially continuous, preferably less overlapping manner.
본 발명의 이들 양태와 다른 양태는 이하에서 설명되는 실시예로부터 명백해질 것이다.These and other aspects of the invention will become apparent from the embodiments described below.
본 발명에 따르면 전술한 문제를 극복하거나 적어도 감소시키는 연료 또는 윤활 펌프를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of providing a fuel or lubrication pump that overcomes or at least reduces the above-mentioned problems.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 2 행정 디젤 엔진의 상승상태 정면도이다.
도 2는 도 1에 따라 LNG 저장 탱크로부터 대형 2 행정 디젤 엔진으로 고압 천연가스를 공급하는 연료 공급 시스템의 도식적인 표현이다.
도 3은 도 2 연료 공급 시스템의 고압 펌프에 대한 상승상태 도이다.
도 4는 도 3 고압 펌프에 대한 도식적인 표현이다.
도 5는 도 3 고압 펌프의 펌프부에 대한 상세 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 도 3 고압 펌프의 작동을 도시한 그래프이다.
도 9는 도 3 고압 펌프를 제어하는 제어 시스템에 대한 도식적인 표현이다.
도 10 및 도 11은 도 3 고압 펌프의 피스톤 운동을 도시한 그래프이다.1 is a front elevational view of a large two-stroke diesel engine according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic representation of a fuel supply system for supplying high pressure natural gas from a LNG storage tank to a large two-stroke diesel engine according to Figure 1;
3 is an elevational view of the high pressure pump of the fuel supply system of Fig. 2; Fig.
Figure 4 is a schematic representation of the high pressure pump of Figure 3;
5 is a detailed sectional view of the pump section of the high-pressure pump of FIG.
6 to 8 are graphs showing the operation of the high pressure pump of FIG. 3;
Figure 9 is a schematic representation of a control system for controlling the high pressure pump of Figure 3;
10 and 11 are graphs showing the piston motion of the high pressure pump of FIG.
이하의 상세한 설명에서, 크로스헤드를 포함하는 대형 2 행정 저속 터보 차징 압축 점화 내연기관용 연료 공급 시스템은 예시의 실시예들을 참조하여 설명될 것이지만, 상기 내연기관은 2 행정 오토(Otto), 4 행정 오토 또는 디젤 등의 다른 유형일 수 있으며, 터보차징과 배기가스 재순환이 있을 수도 있고 없을 수도 있는 것으로 이해해야 한다. 또한, 크로스헤드를 포함하는 대형 2 행정 저속 터보 차징 압축 점화 내연기관에 연료 또는 윤활유를 공급하는 펌프는 예시의 실시예들을 참조하여 설명될 것이지만, 상기 내연기관은 2 행정 오토(Otto), 4 행정 오토 또는 디젤 등의 다른 유형일 수 있으며, 터보차징과 배기가스 재순환이 있을 수도 있고 없을 수도 있는 것으로 이해해야 한다.In the following detailed description, a fuel supply system for a large two-stroke low-speed turbocharged compression ignition internal combustion engine including a crosshead will be described with reference to exemplary embodiments, but the internal combustion engine may be a two- Or diesel, and it should be understood that turbocharging and exhaust gas recirculation may or may not be present. Further, the pump for supplying the fuel or the lubricant to the large two-stroke low-speed turbocharged compression ignition internal combustion engine including the crosshead will be described with reference to the exemplary embodiments. However, the internal combustion engine is not limited to the two- It may be of other types, such as auto or diesel, and it should be understood that turbocharging and exhaust gas recirculation may or may not be present.
도 1은 터닝 휠과 크로스헤드를 구비한 대형 저속 터보 차징 2 행정 디젤 엔진을 도시한다. 이 일례의 실시예에서, 상기 엔진은 여섯 개의 실린더를 열을 지어 구비한다. 대형 저속 터보 차징 2 행정 디젤 엔진은 통상적으로 엔진 프레임(6)에 의해 지지되는 실린더 프레임에 의해 지지 되며, 열을 지어 4개 내지 14개의 실린더를 갖는다. 상기 엔진은 예컨대 선박의 주 엔진이나 발전소의 발전기를 작동시키는 고정식 엔진으로 사용될 수 있다. 엔진의 총 출력은, 예를 들면, 1,000 내지 110,000 kW의 범위일 수 있다.Figure 1 shows a large low speed turbocharged two stroke diesel engine with a turning wheel and a crosshead. In this exemplary embodiment, the engine has six cylinders in a row. A large low speed turbocharged two stroke diesel engine is typically supported by a cylinder frame supported by an
상기 엔진은, 이 일례의 실시예에서, 실린더 라이너(1) 하부 영역에 소기 포트 및 실린더 라이너(1) 상부 중앙에 배기밸브(4)가 구비된 2 행정 단류식 압축 점화 엔진이다. 상기 소기는 소기 수용부(2)로부터 개별 실린더(1)의 소기 포트로 통과한다. 상기 실린더(1) 라이너 내의 피스톤은 소기를 압축하고, 실린더 커버의 연료 분사 밸브를 통해 가스 연료 등과 같은 고압 연료가 분사되어, 연소가 진행되고 배기가스가 생성된다. The engine is a two-stroke, single-flow compression ignition engine in which, in this example embodiment, the
배기밸브(4)가 개방되면 상기 배기가스는 실린더(1)와 결합 된 배기덕트를 통해 배기가스 수용부(3)로 유동하고, 계속해서 터보차저(5)의 터빈으로 유동한 후, 상기 배기가스는 배기 도관을 통해 대기 중으로 배출된다. 상기 터보차저(5)의 터빈(6)은 흡기구를 경유하여 신선한 공기가 공급되는 압축기를 구동한다. 상기 압축기는 소기 수용부에 이르는 소기 도관에 가압 된 소기를 전달한다. 상기 소기 도관 내 소기는 소기의 냉각을 위해 인터쿨러(7)를 통과한다.When the
도 2는 엔진용 연료 또는 윤활유 공급 시스템의 개략도이다. 상기 연료 공급 시스템은 LNG 운반선 또는 컨테이너선 등과 같은 해양 선박에 설치될 수 있다. 2 is a schematic diagram of a fuel or lubricating oil supply system for an engine. The fuel supply system may be installed in a marine vessel such as an LNG carrier or a container ship.
상기 연료 공급 시스템은 윤활유 또는 연료유 등과 같은 연료가 저장되는 연료 저장 탱크(8)를 포함한다. 또한, 상기 연료는 극저온 조건으로 저장된 액화 가스이다. The fuel supply system includes a
피드 도관(9)은 연료 또는 윤활유 저장 탱크(8)의 출구를 고압 펌프(40)의 입구에 연결한다. 피드 펌프(10)는 상기 저장 탱크(8)로부터 상기 고압 펌프(40)의 입구로 연료 또는 윤활유의 운반을 지원한다. The feed conduit (9) connects the outlet of the fuel or lubricant storage tank (8) to the inlet of the high pressure pump (40). The
상기 펌프(40)는 연료 또는 윤활유 가스를 공급 도관(18)을 통해 엔진으로 펌핑 한다. 밸브 장치(19)는 연료/윤활유 공급 시스템과 대형 2 행정 디젤 엔진의 연결을 제어한다. The pump (40) pumps fuel or lubricant gas through the supply conduit (18) to the engine. The
상기 펌프(40)에는 두 개 이상의 펌프부(41, 42, 43)가 제공된다(본 실시예에는 세 개의 펌프부가 도시됨). 각 펌프부(41, 42, 43)는 펌프 피스톤(62)을 구동하기 위해 구동 피스톤(46)을 펌프 피스톤(62)에 연결하고 펌프 실린더(61) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 펌프 피스톤(62) 및 구동 실린더(45) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 유압 동력 구동 피스톤(62)을 포함한다. The
펌프 피스톤(62)과 펌프 실린더(61)는 용적형 펌프를 형성한다. 일 실시예에서, 펌프 피스톤(62)과 펌프 실린더(61)는 액화 가스를 펌핑하기 위해 펌프 챔버(63)와 함께 극저온 펌프부의 소위 저온 단부를 형성한다. The pump piston (62) and the pump cylinder (61) form a positive displacement pump. In one embodiment, the
펌프 실린더(61)는 피스톤 로드(49)를 경유하여 펌프부(41, 42, 43)의 구동 피스톤에 연결된다. 구동 피스톤(46)은 구동 실린더(45)의 내부를 구동 챔버(48)와 리턴 챔버(47)로 분할한다.The
구동 실린더(45)는 고압 유압 액추에이터(20)의 공급원에 연결된다. 고압 유압 액체 공급 도관(23)을 경유하여, 예컨대 펌프 또는 펌프 스테이션에 연결된다. 도시된 상기 실시예에서, 고압 유압유 공급원(20)은 고압 펌프(22)를 구동하는 전기 구동 모터(21)를 포함한다. 고압 펌프(22)는 예컨대, 용적형 펌프, 바람직하게는 가변 용적형 펌프일 수 있다. 중복성 목적을 위해 고압 유압유 공급원(20)은 실시예에서 각각 자체 전기 구동 모터(21)에 의해 구동되는 두 개의 고압 유압 펌프(22)를 포함한다. The drive cylinder (45) is connected to the source of the high-pressure hydraulic actuator (20). Via a high-pressure hydraulic
도 3은 펌프 실린더(61), 구동 실린더(45) 및 제어 밸브(24)를 구비한 펌프부(41, 42, 43)가 세 개인 고압 펌프(40)가 상승된 상태를 나타내는 도이다. 상기 펌프부(41, 42, 43)는 고압 펌프(40)의 상부 압력을 균등하게 하고 리턴 챔버의 하부 압력을 균등하게 하기 위한 어큐뮬레이터(53)와 함께 프레임(35)에 의해 지지가 된다. 펌프부(41, 42, 43)는 프레임(35) 위에 빽빽한(compact) 방식으로 배치되고, 프레임(35) 위에는 스파크를 발생하지 않고 ATEX가 승인한 전기 구성 요소만 있으므로 ATEX 환경에서 문제없이 장치를 설치할 수 있다.3 is a diagram showing a state in which the
도 4는 펌프부(41, 42, 43)가 구비된 고압 펌프(40)의 도식적인 표현이다. 각 펌프부(41, 42, 43)는 유압 액체 리턴 라인(26)을 경유하여 탱크에 연결되고, 유압 액체 공급 도관(23)을 경유하여 각 펌프부(41, 42, 43)에 연결되는 가변 용적형 펌프(22)를 포함하는 고압 유압 액체의 공급원에 연결된다. 각 펌프부(41, 42, 43)는 공급 도관(18)에 연결된다.4 is a schematic representation of a high-
각 펌프부(41, 42, 43)는 각 구동 챔버(48)를 고압 유압유의 공급원 또는 제어 도관(25)을 경유하는 탱크에 선택적으로 연결하도록 구성된 유압 제어 밸브(24)를 포함한다. Each
각 펌프부(41, 42, 43)는 구동 피스톤(46)이 슬라이딩 가능하게 배치된 구동 실린더(45)에 의해 형성되는 선형 유압 액추에이터의 형태인 구동 유닛(44)을 포함한다. 리턴 챔버(47)는 리턴 챔버(47)에 가압 된 유압 액체의 안정적인 공급을 보장하기 위해, 리턴 챔버 공급 라인을 경유하여, 바람직하게는 유동 제한(33)을 포함하고 어큐뮬레이터(32)에 결합 된 유압 펌프(30), 예컨대 가변 용적형 펌프를 포함하는 유압 공급원에 영구적으로 연결된다. 또는, 저압 공급원은 감압 밸브를 경유하여 고압 유압 시스템으로부터 얻어진다. 일 실시예에서, 리턴 챔버(47)로의 유압 액체의 공급 압력은 구동 챔버(48)에 공급된 유압 액체의 압력보다 상당히 낮다. 또는, 리턴 챔버(47)와 마주하는 구동 피스톤(46) 측면의 유효 압력 표면은 구동 챔버(48)와 마주하는 구동 피스톤의 유효 압력 표면보다 상당히 작게 배치될 수 있다. 후자의 경우, 리턴 챔버(47) 내 유압유의 압력은 구동 챔버(48)로의 유압유의 공급 압력과 실질적으로 동일할 수 있다. Each of the
각 펌프부(41, 42, 43)는 펌프 실린더(61)에 의해 형성된 선형 용적형 펌프의 형태인 펌프(60)를 포함하고, 펌프 실린더 내에 펌프 챔버(63)를 형성하도록 펌프 피스톤(62)을 수용한다. 상기 펌프 챔버(63)는 압력 챔버로의 유동만을 허용하는 제1 일방향 밸브(51)를 경유하여 피드 도관(9)에 연결된다. 상기 펌프 챔버(63)는 압력 챔버로부터의 유동만을 허용하는 제2 일방향 밸브(52)를 경유하여 공급 도관(18)에 연결된다. Each
도 5는 고압 펌프(40)의 펌프부(41, 42, 43)에 대한 상세 단면도이다. 펌프부(41, 42, 43)는 구동 피스톤(46)이 그 내부에 배치된 실린더(45)를 포함하는 유압 선형 액추에이터(44)를 포함한다. 구동 피스톤(46)은 피스톤 샤프트(47)에 연결되며, 바람직하게는 피스톤 샤프트(47)와 함께 하나의 장치로 형성된다. 피스톤 로드(49)와 구동 피스톤(46)에는 위치 센서(56)의 로드(57)를 수용하는 보어(58)가 제공된다. 위치 센서(56)의 신호는 전자 제어 장치(70)에 전달된다. 구동 피스톤(46)은 구동 실린더(45)의 내부를 구동 챔버(48)와 리턴 챔버(47)로 분할한다. 도 5에서, 구동 피스톤(46)이 구동 행정의 종료에 도달했기 때문에 리턴 챔버(47)는 인식할 수 없다. 구동 챔버(48)는 보어(25)를 통해 유압 제어 밸브(24)에 연결된다. 리턴 챔버(47)는 보어(31)를 통해 유압 공급원에 영구히 연결된다. 5 is a detailed sectional view of
선형 유압 액추에이터(44)의 피스톤 로드(47)는 극저온 펌프(60)의 피스톤 로드(62)에 연결된다(비록 상기 펌프(60)가 극저온이 아닌 액체를 펌핑하기 위한 통상적인 선형 용적형 펌프가 좋을 수 있더라도). 피스톤 로드(49)와 펌프 피스톤(62)의 연결은 피스톤 로드(49)와 펌프 피스톤(62)이 일제히 움직이도록 하는 방식으로 커넥터 피스(54)에 의해 설정된다. 구동 실린더(45)는 볼트 연결부(55)에 의해 펌프 실린더(61)에 연결된다. 상기 펌프(60)에는 펌프 챔버(63)를 이송 도관(50)에 연결하는 출구가 제공된다.The
도 9는 고압 펌프(40)의 작동을 제어하기 위한 전자 제어 장치(70) 형태의 제어 시스템에 대한 도식적인 표현이다.9 is a graphical representation of a control system in the form of an
상기 전자 제어 장치(70)는 윤활유 압력 설정점(71) 연료를 수용한다. 상기 압력 설정점(71)은 제1 합산점(72)으로 전달된다. 제1 합산점(72)에서, 측정된 가스 압력은 감산되고, 상기 압력 설정점(71)과 펌프(40) 출구에서 측정된 가스 압력의 차이는 피드백 제어 루프의 일부인 PI 제어기(74)에 전송된다. 상기 압력 설정점(71)은 피드-포워드 피스톤 비율 이득 장치(78)로 전달된다. 피드-포워드 피스톤 비율 이득 장치(78)로부터의 신호는 제2 합산점(76)에서 PI 제어기(74)로부터의 신호와 비교된다. The
제1 합산점(72)에 공급되는 연료 또는 윤활유에 대해 측정된 가스 압력은 엔진에서 파이프 체적, 즉 밸브 장치(19) 하류 내 압력의 측정에 기초할 수 있다. 상기 밸브 장치(19)는 공급 도관(18)으로부터 연료 또는 윤활유의 유동을 수용하는 이중 블록 및 블리드 밸브 장치이다. 측정된 상기 연료 또는 윤활유의 압력은 필터(86)에서 여과된다.The gas pressure measured for the fuel or lubricating oil supplied to the first summing
제2 합산점(76)에서의 비교 결과는 고압 유압 액추에이터(20)로 전달된다. 상기 신호에 기초하여, 고압 유압유 공급원(20)은 고압 펌핑부(40)에 압력이 정확한 유압 액체를 전달한다.The result of the comparison at the
전자 제어 장치(70)는 구동 피스톤(46)의 위치를 나타내는 신호를 수신하고 피스톤 감시 장치(92)에서 이 위치 신호를 처리한다. 피스톤 감시 장치(92)는 피스톤 작동 전략 장치(90)에 연결되어 있다. 피스톤 감시 장치(92)와 피스톤 작동 전략 장치(90)의 작동에 대한 세부 사항은 아래에서 더 상세하게 설명된다. 피스톤 작동 전략 장치(90)의 신호는 구동 피스톤(46)을 작동시키기 위해 고압 펌프(40)의 제어 밸브(24)로 전달된다.The
상기 구동 피스톤(46)의 작동은 연료 또는 윤활유가 공급 도관(18)을 통해 펌핑되게 한다.The actuation of the
전자 제어 장치(70)의 주된 압력 제어는 피드-포워드이다. PI(비례 적분) 제어기는 비선형성을 보정하고 과도현상을 지원한다. The main pressure control of the
상기 연료 또는 윤활유의 압력은 펌프부(41, 42, 43)로의 유압 공급 압력을 설정함으로써 스스로 제어된다. 상기 압력 제어는 유압 측에 있으며, 가스 측에 작동할 필요가 없다. 이 시스템은 상기 유압이 적절하게 제어될 때 연료 또는 윤활유가 너무 높은 압력에 도달하는 것을 불가능하게 한다. The pressure of the fuel or the lubricating oil is controlled by itself by setting the hydraulic pressure supply pressure to the pump sections (41, 42, 43). The pressure control is on the hydraulic side and does not need to operate on the gas side. This system makes it impossible for the fuel or lubricant to reach too high a pressure when the hydraulic pressure is properly controlled.
구동 피스톤(46)은 압력 제어의 작용 부분이 아닌 제어 전략을 통해 제어된다.The
각 펌프부(41, 42, 43)는 개별적으로 제어 가능하다. 따라서 다양한 피스톤 전략과 다양한 작동 조건을 실행할 수 있다. 또한, 두 행정 사이에 세 개로부터 두 개로 펌프부(41, 42, 43)를 변경하는 것이 가능하기 때문에, 펌프부(41, 42, 43)를 개별적으로 실행하는 것이 가능하여 중복성이 제공된다. Each of the
리턴 속도는 정방향(펌프) 속도보다 클 수 있으므로 두 개의 펌프부로만 작동할 때 중첩이 가능하다. 펌프부(41, 42, 43) 사이의 중첩은 압력 스파이크를 감소시키기 위해 필요에 따라 조정될 수 있다.The return speed can be greater than the forward (pump) speed, so overlapping is possible when operating with only two pump sections. The overlap between the
펌프 행정의 종료 위치는 시간이 지남에 따라 가변되어 마모를 펌프 실린더(61)의 영역에 분산시킬 수 있으며, 이는 실린더 상의 고정된 위치에서 마모가 높은 것과는 대조적이다. The end position of the pump stroke can be varied over time to disperse the wear in the region of the
매우 낮은 관성과 동적 응답에 부정적인 영향을 주는 다른 요소가 있기 때문에 갑작스런 셧다운(피스톤 정지)에도 거의 또는 전혀 압력 오버슈트를 허용하지 않는다.There is little or no pressure overshoot in the sudden shutdown (piston stop) due to very low inertia and other factors that adversely affect the dynamic response.
제어 밸브(24)는 유압 제어 밸브 또는 전자 제어 밸브일 수 있다. 상기 실시예에서, 제어 밸브(24)는 유압 제어 밸브이고, 제어 밸브(24)로의 유압 제어 신호를 제어하는 전자 제어 솔레노이드 밸브(미도시)가 제공된다. 상기 전자 제어 솔레노이드 밸브는 전자 제어 장치(70)로부터 전자 제어 신호를 수신한다.The
전자 제어 장치(70)는 펌프부(41, 42, 43)의 구동 챔버(48)를 고압 유압유 공급원(20) 또는 탱크에 선택적으로 연결하도록 구성된다.The
전자 제어 장치(70)는 다른 구동 피스톤(47)의 펌프 행정이 그 종료에 가까워질 때 구동 피스톤의 펌프 행정을 시작하도록 구성되어, 종료 펌프 행정과 시작 펌프 행정 사이에 작은 중첩이 있게 된다. 일 실시예에서, 전자 제어 장치(70)는 각 구동 실린더를 사실상 연속적으로, 바람직하게는 적게 중첩되게 작동하도록 구성된다.The
따라서, 상당한 압력 변동 없이, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 압력 기화기로 사실상 안정적인 LNG의 유동을 달성할 수 있다. Thus, without significant pressure fluctuations, a substantially stable LNG flow can be achieved with a pressure vaporizer, as shown in Figures 6 and 7. [
도 6, 도 7 및 도 8은 고압 펌프(40)의 전형적인 작동을 도시한다. 가는 연속선은 펌프부(41)을 나타내고, 굵은 연속선은 펌프부(42)를 나타내고, 점선은 펌프부(43)를 나타낸다. 도 6은 구동 피스톤(46)/펌프 피스톤(62)의 이동을 도시한 그래프이다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 다음 펌프부의 펌프 행정 시작은 현재 작동 중인 펌프부의 펌프 행정 바로 앞에서 시작된다. 도 7은 세 개의 펌프부(41, 42, 43)의 이송 도관(50)으로부터의 압력 출력으로 구성된 결과적인 압력을 도시한다. 결과적인 압력은 사실상 일정하고 변동이 없다. 6, 7 and 8 illustrate exemplary operation of the high-
도 8은 리턴 행정의 속도가 펌프 행정의 속도보다 상당히 높다는 것을 명확하게 볼 수 있는 펌프부의 속도 프로파일을 도시하며, 따라서 세 개 이상의 펌프부 중 두 개만이 사용 중이어도 펌프부 사이의 중첩을 허용한다.Figure 8 shows the velocity profile of the pump section which clearly shows that the speed of the return stroke is significantly higher than the speed of the pump stroke so that only two of the three or more pump sections are allowed to overlap between the pump sections .
일 실시예에서, 전자 제어 장치(70)는, 특히 피스톤 작동 전략 장치(90)에서, 고압 펌프로부터 고압 기화기(14)로 고압의 액화 가스의 실질적으로 일정한 유동을 얻기 위해 종료 펌프 행정의 동역학과 시작 펌프 행정의 동역학을 고려하도록 구성된다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 전자 제어 장치(70)는 펌프부(41, 42, 43) 중 하나의 펌프 행정이 언제 시작되어야 하는지를 결정하고 임의의 구동 장치(41, 42, 43)의 펌프 행정이 언제 종료되어야 하는지를 결정하도록 구성된다. 따라서, 상기 펌프 행정이 시작되는 지점과 특히 펌프 행정이 끝나는 지점을 피스톤 전략 장치(90)로, 바람직하게는 피스톤 감시 장치(92)와 함께, 정확하게 제어할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 전자 제어 장치(70)는 펌프부(41, 42, 43) 중 하나가 고장 나면 기능하는 다른 펌프부의 구동 피스톤을 작동하도록 구성된다. 이에 따라 중복성이 이루어져서 펌프부(41, 42, 43) 중 하나가 고장 나도 펌프 작동이 계속될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 상기 전자 제어 장치(70)는 고압 펌프(40)로부터 고압 기화기로 액화 가스 유동의 크기와 관련하여 구동 챔버(48)가 고압 유압유 공급원(20)으로부터 분리되는 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성된다. 따라서, 상기 펌프 행정이 역전되는 위치는 속도 및 구동 피스톤(46)과 펌프 피스톤(62)의 결과적인 관성에 관계없이 제어될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 전자 제어 장치(70)는 고압 펌프로부터 엔진으로 연료 또는 윤활유의 유동이 증가할 때 구동 행정 방향과 반대 방향으로 고압 유압유 공급원(20)으로부터 관련 구동 피스톤(46)의 구동 챔버(48)가 분리되는 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성되고, 전자 제어 장치(70)는 고압 펌프로부터 엔진으로 연료 또는 윤활유의 유동이 감소할 때 구동 행정 방향의 방향으로 고압 유압유 공급원(20)으로부터 관련 구동 피스톤(46)의 구동 챔버(48)가 분리되는 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성된다. 이것은 도 10과 도 11에 도시되어 있다. According to one embodiment, the
도 10은 구동/펌프 행정의 종료 위치에 대해 구동 피스톤(46)과 펌프 피스톤(62)의 증가된 속도의 효과를 도시한다. 가는 연속선은 펌프부(41)을 나타내고, 굵은 연속선은 펌프부(42)를 나타내고, 점선은 펌프부(43)를 나타낸다. 전자 제어 장치(70)는 고압 펌프(40)에 의해 전달되는 액화 가스 유동의 부하/크기에 관계없이 구동 피스톤이 80mm 행정에 도달할 때 구동 챔버(48)를 탱크에 연결하도록 유압 제어 밸브(24)에 신호를 보낸다. 관성과 고속 때문에 구동 피스톤(46)의 정지/후진 위치는 25% 부하의 85mm로부터 50% 부하의 89mm, 100% 부하의 98mm로 변동한다.10 shows the effect of the increased speed of
도 11은 부하가 높을 때 짧은 행정에서 및 부하가 낮을 때 긴 행정에서 구동 챔버(48)를 탱크에 연결함으로써 구동 피스톤(46)/펌프 피스톤(62)의 증가된 속도를 보정하는 전자 제어 장치(70)의 효과를 도시하는 그래프이다. 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 전자 제어 장치(70)는 이러한 방식으로 구동/펌프 행정의 종료 위치를 정확하게 제어할 수 있다.11 shows an electronic control device (not shown) that corrects the increased speed of the
상기 그래프의 예에서, 다음 구동 실린더의 25% 부하(즉, 고압 펌프(40) 최대 용량의 25%)에 대해 구동 챔버(48)를 탱크에 연결하기 위한 신호는 이전 실린더가 구동 챔버 내로 75mm일 때 나온다. "이전" 구동 실린더의 구동 챔버는 구동 챔버 내로 93mm 일 때 탱크에 연결된다. 다음 구동 실린더 "신호 켜기"의 고압 공급원 연결과 "이전" 실린더 "신호 끄기"의 탱크 연결은 아래 표 1에 나와 있다.In the example of the graph above, the signal for connecting the
물론, 펌프 실린더(61)의 마모를 줄이기 위해 전자 제어 장치(72)가 의도적으로 시작 위치를 변경하도록 프로그래밍하는 것 또한 여전히 가능하다. It is, of course, still possible to program the
전자 제어 장치(70)는 펌프 실린더(61)의 마모를 줄이기 위해 펌프 피스톤(62)이 펌프 피스톤(62)의 행정 영역에서 역전되는 위치를 분배하기 위해 알고리즘이나 계획에 따라, 또는 임의로, 관련 구동 피스톤(46)의 구동 챔버(48)가 고압 유압유 공급원(20)으로부터 분리되는 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성된다. 펌프 실린더(61)의 마모는 펌프 행정이 끝나는 위치에서 가장 높다고 알려져 있다. 펌프 행정이 종료되는 위치를 변경함으로써, 펌프 실린더(61)의 마모가 더 큰 영역으로 분산되어 펌프 실린더(61)의 수명이 상당히 증가할 수 있다.The
일 실시예에서, 전자 제어 장치(70)는 구동 챔버(48)에 공급되는 유압유의 압력을 제어하는 것과 독립적으로 각 구동 피스톤(46)의 작동과 정지를 제어하도록 구성된다. 따라서, 구동 피스톤(46)의 작동을 위한 제어 전략은 압력 제어와 독립적으로 전자 제어 장치(70)에 의해 최적화될 수 있다.In one embodiment, the
본 발명을 본 명세서의 다양한 실시예와 함께 설명했다. 그러나 개시된 실시예에 대한 다른 변형들은 도면, 개시된 내용 및 첨부된 청구범위의 연구로부터 청구된 본 발명을 실시하는 당업자에 의해 이해되고 실시될 수 있다. 본 청구 범위에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, "하나의" 또는 "한 개"는 복수를 배제하지 않는다. 상기 전자 제어 장치는 별도의 전자 제어 장치의 결합에 의해 형성될 수 있다. 특정 방안들이 서로 다른 종속항에서 인용된다는 단순한 사실만으로 방안으로 사용된 이들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 청구범위에 사용된 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.The invention has been described in conjunction with various embodiments thereof. However, other modifications to the disclosed embodiments can be understood and effected by those skilled in the art, practicing the claimed invention, from the study of the drawings, the disclosure and the appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and "one" or "one" The electronic control device may be formed by a combination of separate electronic control devices. The mere fact that certain measures are quoted in different dependent claims does not indicate that a combination of these used in the solution can not be used to advantage. Reference signs used in the claims should not be construed as limiting the scope.
8 연료 저장 탱크
14 고압 기화기
24 제어 밸브
40 고압 펌프
45 구동 실린더
46 구동 피스톤
47 리턴 챔버
48 구동 챔버
62 펌프 피스톤
70 전자 제어 장치8 Fuel storage tank 14 High pressure carburetor
24
45
47
62
Claims (26)
하나 이상 상기 펌프부(41, 42, 43)의 상기 구동 실린더(45)로/로부터의 유압유의 유동을 제어하기 위해 고압 유압유 공급원(20)과 탱크에 연결되는 적어도 하나의 제어 밸브(24)를 더 포함하되, 상기 고압 유압유 공급원(20)은 압력 레벨이, 바람직하게는 가변적이며 제어 가능한 공급원임을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to claim 1,
Pressure hydraulic fluid supply source 20 and at least one control valve 24 connected to the tank to control the flow of hydraulic fluid to / from the drive cylinder 45 of the pump section 41, 42, Wherein the high-pressure hydraulic fluid supply (20) is a source of pressure, preferably a variable and controllable source.
상기 구동 실린더(45)는 구동 챔버(48)와 리턴 챔버(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the drive cylinder (45) comprises a drive chamber (48) and a return chamber (47).
상기 구동 챔버(48)는 상기 제어 밸브(24)에 연결되고, 상기 리턴 챔버(47)는, 바람직하게는 상기 고압 유압유 공급원(20)의 압력보다 낮은 압력의 유압유 공급원(30)에 연결되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프. The method of claim 3,
The drive chamber 48 is connected to the control valve 24 and the return chamber 47 is preferably connected to a hydraulic oil supply 30 at a pressure lower than the pressure of the high pressure hydraulic oil supply 20 Features cryogenic pumps.
상기 구동 실린더(45)에는 관련된 상기 구동 실린더(45) 내 상기 구동 피스톤(46)의 위치를 감지하기 위한 위치 센서(56)가 제공되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to any one of claims 1 to 4,
Characterized in that the drive cylinder (45) is provided with a position sensor (56) for sensing the position of the drive piston (46) in the associated drive cylinder (45).
상기 위치 센서(56)로부터 신호를 수신하는 전자 제어 장치(70)를 더 포함하고, 적어도 하나의 상기 제어 밸브(24)는 상기 전자 제어 장치(70)에 결합되는 전자 제어 밸브임을 특징으로 하는 극저온 펌프. The method of claim 5,
Further comprising an electronic control device (70) that receives a signal from the position sensor (56), wherein at least one of the control valve (24) is an electronic control valve coupled to the electronic control device Pump.
적어도 하나의 상기 전자 제어 장치(70)는 상기 펌프부(41, 42, 43)의 상기 구동 챔버(48)를 상기 고압 유압유 공급원(20) 또는 탱크에 선택적으로 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method of claim 6,
Characterized in that the at least one electronic control device (70) is configured to selectively connect the drive chamber (48) of the pump section (41, 42, 43) to the high pressure hydraulic fluid supply source Pump.
상기 전자 제어 장치(70)는 구동 피스톤(46)의 펌프 행정이 그 종료에 가까워질 때 다른 구동 피스톤(46)의 펌프 행정을 시작하도록 구성되어, 종료 펌프 행정과 시작 펌프 행정 사이에 작은 중첩이 있게 되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to claim 6 or 7,
The electronic control device 70 is configured to initiate a pump stroke of the other drive piston 46 when the pump stroke of the drive piston 46 is close to its end so that there is a small overlap between the end pump stroke and the start pump stroke Wherein the cryogenic pump is a cryogenic pump.
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 펌프(40)로부터 고압 연료 또는 윤활유에 대해 실질적으로 일정한 유동을 얻기 위해 종료 펌프 행정의 동역학과 시작 펌프 행정의 동역학을 고려하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method of claim 8,
Characterized in that the electronic control device (70) is configured to take into account the dynamics of the end pump run and the dynamics of the start pump run to obtain a substantially constant flow for the high-pressure fuel or lubricant from the pump (40).
상기 전자 제어 장치(70)는 각각의 상기 구동 실린더(45)를 사실상 연속적으로, 바람직하게는 적게 중첩되게 작동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method of claim 9,
Characterized in that the electronic control unit (70) is configured to operate each of the drive cylinders (45) substantially continuously, preferably in a superimposed manner.
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 펌프(40)에 의해 펌핑된 연료 또는 윤활유 유동 크기의 증가와 관련하여 상기 구동 챔버(48)가 상기 고압 유압유 공급원(20)으로부터 분리되는 상기 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.11. The method according to any one of claims 6 to 10,
The electronic control unit 70 is configured to control the drive piston 46 in which the drive chamber 48 is disconnected from the high pressure hydraulic fluid supply 20 with respect to an increase in fuel or lubricant flow size pumped by the pump 40. [ Is configured to adjust the position of the cryogenic pump.
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 펌프(40)에 의해 펌핑된 연료 또는 윤활유의 유동이 증가할 때에 구동 행정 방향과 반대 방향으로 상기 고압 유압유 공급원(20)으로부터 관련 구동 피스톤(46)의 상기 구동 챔버(48)가 분리되는 상기 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method of claim 11,
The electronic control unit 70 controls the drive of the associated drive piston 46 from the high-pressure hydraulic fluid supply source 20 in the direction opposite to the drive stroke direction when the flow of fuel or lubricant pumped by the pump 40 increases. Is configured to adjust the position of the drive piston (46) from which the chamber (48) is disengaged.
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 펌프(40)에 의해 펌핑된 연료 또는 윤활유의 유동이 감소할 때에 구동 행정 방향의 방향으로 상기 고압 유압유 공급원(20)으로부터 관련 구동 피스톤(46)의 상기 구동 챔버(48)가 분리되는 상기 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to claim 11 or 12,
Pressure hydraulic fluid supply source (20) in the direction of the drive stroke direction when the flow of fuel or lubricant pumped by the pump (40) is reduced, the electronic control device (70) Is configured to adjust the position of the drive piston (46) from which the piston (48) is disengaged.
상기 전자 제어 장치(70)는 펌프 실린더(61)의 마모를 줄일 목적으로 펌프 피스톤(62)이 상기 펌프 피스톤(62) 행정의 일부를 역전하는 위치를 분배하기 위해 알고리즘이나 계획에 따라 또는 임의로 구동 피스톤(46)의 위치를 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프. The method according to any one of claims 6 to 13,
The electronic control unit 70 may be operated in accordance with an algorithm or plan or arbitrarily driven to distribute a position where the pump piston 62 reverses part of the stroke of the pump piston 62 for the purpose of reducing wear of the pump cylinder 61. [ Is configured to adjust the position of the piston (46).
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 구동 챔버(48)에 공급되는 유압유의 압력을 제어함으로써 펌프를 떠나는 연료 또는 윤활유의 압력을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to any one of claims 6 to 14,
Wherein the electronic control device (70) is configured to control the pressure of fuel or lubricant leaving the pump by controlling the pressure of the hydraulic oil supplied to the drive chamber (48).
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 구동 챔버(48)에 공급되는 유압유의 압력을 제어하기 위한 피드-포워드 기능으로 펌프를 떠나는 연료 또는 윤활유의 원하는 압력을 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프. 16. The method of claim 15,
Wherein the electronic control device (70) is configured to use a desired pressure of fuel or lubricant to leave the pump in a feed-forward function for controlling the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive chamber (48).
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 구동 챔버(48)에 공급되는 유압유의 압력을 제어하기 위한 피드백 기능으로 펌프를 떠나는 연료 또는 윤활유의 측정된 압력을 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to claim 15 or 16,
Wherein the electronic control device (70) is configured to use the measured pressure of fuel or lubricant leaving the pump as a feedback function to control the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive chamber (48).
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 구동 챔버(48)에 공급되는 유압유의 압력과 무관하게 각 구동 피스톤(46)의 작동과 정지를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to any one of claims 15 to 17,
Wherein the electronic control device (70) is configured to control the operation and stop of each drive piston (46) regardless of the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive chamber (48).
상기 전자 제어 장치(70)는 상기 구동 피스톤(46)의 작동과 정지를 제어하기 위해 상기 구동 피스톤(46)의 위치를 나타내는 신호를 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프.The method according to any one of claims 15 to 18,
Characterized in that the electronic control device (70) is configured to use a signal indicative of the position of the drive piston (46) to control activation and deactivation of the drive piston (46).
상기 펌프(40)는 개별적으로 작동되는 두 개 이상의 펌프부(41, 42, 43)를 포함하고, 각각의 상기 펌프부(41, 42, 43)는 펌프 피스톤(62)을 구동하기 위해 구동 피스톤(46)이 상기 펌프 피스톤(62)에 결합되고 펌프 실린더(61) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 상기 펌프 피스톤(62)과 구동 실린더(45) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 유압 동력의 상기 구동 피스톤(46)을 포함하며,
상기 방법은,
구동 행정 동안 상기 구동 피스톤(46)을 작동시킨 후, 리턴 행정 동안 상기 구동 피스톤(46)을 정지시키는 단계;
구동 행정 동안 상기 구동 피스톤(46)의 위치를 측정하는 단계; 및
상기 구동 피스톤(46)은 상기 구동 피스톤(46)이 리턴 위치에 있을 때 작동되고, 상기 구동 피스톤(46)은 상기 구동 피스톤(46)의 속도에 의존하는 위치에서 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A method for controlling pump piston operation of a pump (40)
The pump 40 includes two or more individually actuated pump portions 41, 42 and 43 and each of the pump portions 41, 42 and 43 includes a drive piston (46) is coupled to the pump piston (62) and is slidably disposed within the pump cylinder (61) and the drive piston (62) which is hydraulically powered and slidably disposed within the drive cylinder ),
The method comprises:
Operating the drive piston (46) during a drive stroke and then stopping the drive piston (46) during a return stroke;
Measuring the position of the drive piston (46) during a drive stroke; And
Characterized in that the drive piston (46) is actuated when the drive piston (46) is in the return position and the drive piston (46) is stopped in a position dependent on the speed of the drive piston Lt; / RTI >
상기 구동 피스톤(46)은 구동 행정 동안 상기 구동 피스톤(46)의 속도가 증가함에 따라 상기 리턴 위치에 더 가까운 위치에서 정지되고, 상기 구동 피스톤(46)은 구동 행정 동안 상기 구동 피스톤(46)의 속도가 감소함에 따라 상기 리턴 위치로부터 더 멀리 떨어진 위치에서 정지되는 것을 특징으로 하는 방법.23. The method of claim 21,
The drive piston 46 is stopped at a position closer to the return position as the speed of the drive piston 46 increases during the drive stroke and the drive piston 46 is stopped during a drive stroke of the drive piston 46 And stops at a further distance from the return position as the speed decreases.
상기 구동 피스톤(46)은 실질적으로 순차적으로 작동되고, 다음 구동 피스톤(46)의 작동은, 바람직하게는 현재 작동 중인 구동 피스톤(46)의 정지 직전에 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 21 or 22,
Characterized in that the drive piston (46) is operated substantially sequentially and the operation of the next drive piston (46) occurs preferably immediately before the stop of the currently operating drive piston (46).
상기 구동 피스톤(46)에 고압 유압유를 공급하는 단계를 더 포함하고, 상기 펌프(40)를 떠나는 연료 또는 윤활유의 압력은 상기 구동 피스톤(46)에 공급되는 유압유의 압력을 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of any one of claims 21 to 23,
Pressure hydraulic fluid to the drive piston 46. The pressure of the fuel or lubricant that leaves the pump 40 is controlled by controlling the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive piston 46 Lt; / RTI >
상기 펌프(40)는 개별적으로 작동되는 두 개 이상의 펌프부(41, 42, 43)를 포함하고, 각각의 상기 펌프부(41, 42, 43)는 펌프 피스톤(62)을 구동하기 위해 구동 피스톤(46)이 상기 펌프 피스톤(62)에 결합되고 펌프 실린더(61) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 상기 펌프 피스톤(62)과 구동 실린더(45) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 유압 동력의 상기 구동 피스톤(46)을 포함하며,
상기 방법은,
구동 행정 동안 상기 구동 피스톤(46)을 작동시킨 후, 리턴 행정 동안 상기 구동 피스톤(46)을 정지시키는 단계;
상기 구동 피스톤(46)에 고압 유압유를 공급하는 단계; 및
상기 구동 피스톤(46)에 공급되는 유압유의 압력을 제어함으로써 상기 펌프(40)를 떠나는 유체의 압력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A method for controlling pump piston operation of a pump (40)
The pump 40 includes two or more individually actuated pump portions 41, 42 and 43 and each of the pump portions 41, 42 and 43 includes a drive piston (46) is coupled to the pump piston (62) and is slidably disposed within the pump cylinder (61) and the drive piston (62) which is hydraulically powered and slidably disposed within the drive cylinder ),
The method comprises:
Operating the drive piston (46) during a drive stroke and then stopping the drive piston (46) during a return stroke;
Supplying high-pressure hydraulic fluid to the drive piston (46); And
And controlling the pressure of the fluid leaving the pump (40) by controlling the pressure of the hydraulic fluid supplied to the drive piston (46).
상기 구동 피스톤(46)은 실질적으로 순차적으로 작동되고, 다음 구동 피스톤(46)의 작동은, 바람직하게는 현재 작동 중인 구동 피스톤(46)의 정지 직전에 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.26. The method of claim 25,
Characterized in that the drive piston (46) is operated substantially sequentially and the operation of the next drive piston (46) occurs preferably immediately before the stop of the currently operating drive piston (46).
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