KR20200143652A - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200143652A KR20200143652A KR1020200071353A KR20200071353A KR20200143652A KR 20200143652 A KR20200143652 A KR 20200143652A KR 1020200071353 A KR1020200071353 A KR 1020200071353A KR 20200071353 A KR20200071353 A KR 20200071353A KR 20200143652 A KR20200143652 A KR 20200143652A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fuel gas
- valve
- safety valve
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 305
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 claims description 36
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000010759 marine diesel oil Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- 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
- F02M21/0248—Injectors
- F02M21/0275—Injectors for in-cylinder direct injection, e.g. injector combined with spark plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
- F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/08—Safety, indicating or supervising devices
- F02B77/082—Safety, indicating or supervising devices relating to valves
-
- 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
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
- F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
-
- 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
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
-
- 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
- F02D41/30—Controlling fuel injection
-
- 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
- F02M21/0218—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
- F02M21/0242—Shut-off valves; Check valves; Safety valves; Pressure relief 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
- F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
- F02M21/026—Lift valves, i.e. stem operated valves
- F02M21/0263—Inwardly opening single or multi nozzle valves, e.g. needle valves
- F02M21/0266—Hollow stem valves; Piston valves; Stems having a spherical tip
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- 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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
Description
본 발명은, 2-행정 내연 엔진 및 밸브 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a two-stroke internal combustion engine and a valve assembly.
2-행정 내연 엔진은 컨테이너선, 벌크선 및 유조선과 같은 선박에서 추진 엔진으로서 사용되고 있다. 내연 엔진으로부터의 원치 않는 배기가스의 감소는 점점 중요해지고 있다.Two-stroke internal combustion engines are used as propulsion engines in ships such as container ships, bulk carriers and oil tankers. The reduction of unwanted emissions from internal combustion engines is becoming increasingly important.
원치 않는 배기가스의 양을 감소시키는 효과적인 방법은 예컨대 중유(HFO)와 같은 연료유로부터 연료가스로의 전환이다. 연료가스는 압축 행정의 끝에서 실린더 내로 분사될 수 있으며, 여기서 압축시 실린더 내의 가스가 도달하는 고온에 의해 또는 파일럿 연료의 점화에 의해 즉시 점화될 수 있다. 그러나, 압축 행정의 끝에서 실린더 내로 연료가스를 분사하는 것은, 실린더 내의 큰 압력을 극복하기 위해 분사 전에 연료가스를 압축하기 위한 고압 가스 압축기를 필요로 한다.An effective way to reduce the amount of unwanted exhaust gas is the conversion from fuel oil to fuel gas, for example heavy oil (HFO). The fuel gas can be injected into the cylinder at the end of the compression stroke, where it can be ignited immediately by the high temperature reached by the gas in the cylinder during compression or by ignition of the pilot fuel. However, injecting the fuel gas into the cylinder at the end of the compression stroke requires a high pressure gas compressor to compress the fuel gas before injection to overcome the large pressure in the cylinder.
그러나 고압 가스 압축기는 가격이 비싸고 제조 및 유지보수가 복잡하다. 이러한 고압 압축기의 필요를 회피하는 하나의 방법은, 실린더 내의 압력이 상당히 낮은 압축 행정의 초기에 연료가스를 분사하도록 구성되는 연료가스 밸브를 갖추는 것이다.However, high pressure gas compressors are expensive and complex to manufacture and maintain. One way to avoid the need for such a high pressure compressor is to have a fuel gas valve configured to inject fuel gas at the beginning of the compression stroke where the pressure in the cylinder is significantly lower.
특허문헌 EP 3015679호에는 그러한 연료가스 밸브가 개시되어 있다.Patent document EP 3015679 discloses such a fuel gas valve.
2-행정 유니플로 소기식 내연 엔진의 경우, 연료가스 밸브는 실린더 내에서 비교적 낮게 배열될 필요가 있는데, 이는 연료가스가 피스톤 아래의 소기공기 공간에 방출될 수 있기 때문에 연료가스 밸브의 고장은 매우 큰 문제가 된다. 이는 지나치게 높은 실린더 압력을 초래하여 다음 번 엔진 사이클에 실린더 커버를 들어올리게 하거나 실화(misfire) 또는 노킹을 초래한다. 나아가서, 예컨대 밸브시트 영역이 약간만 손상됨에 따라 누출이 적은 경우에는, 연료가스 밸브의 누출을 검출하기 어려울 수 있다. 검출하지 못한 작은 누출은 또한 환경에 유해한 메탄 슬립을 증가시킨다.In the case of a two-stroke uniflow scavenging internal combustion engine, the fuel gas valve needs to be arranged relatively low in the cylinder, which causes the fuel gas valve to fail very much because the fuel gas can be released into the scavenging space under the piston. It's a big problem. This results in an excessively high cylinder pressure, causing the cylinder cover to lift, misfire or knock in the next engine cycle. Furthermore, when there is little leakage due to, for example, only slight damage to the valve seat area, it may be difficult to detect the leakage of the fuel gas valve. Small, undetected leaks also increase methane slip, which is harmful to the environment.
따라서, 보다 안전한 내연 엔진을 제공하기 위해서는 문제가 남아 있다.Therefore, a problem remains in order to provide a safer internal combustion engine.
제1 태양에 따르면, 본 발명은, 복수의 실린더를 갖는 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진으로서, 복수의 실린더 각각은 실린더 벽과 상기 실린더의 하부에 배열되는 소기공기 입구를 가지며, 상기 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진은 연료가스 탱크에 유체 연결되는 연료가스 공급 시스템을 경유하여 연료가스를 복수의 실린더 각각에 분사하도록 구성되며, 상기 연료가스 공급 시스템은, 각각의 실린더에 대하여, 상기 실린더 벽에 적어도 부분적으로 배열되고 압축 행정 동안에 상기 실린더 내로 연료가스를 유입시키도록 구성되어 연료가스가 소기공기 입구로부터의 소기공기와 혼합되도록 할 수 있고 점화 전에 소기공기 및 연료가스의 혼합물이 압축되도록 허용하는 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단을 포함하며, 상기 연료가스 공급 시스템은, 각각의 실린더에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단의 상류측에 배열되는 안전 밸브를 더 포함하며, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단은 상기 안전 밸브를 경유하여 상기 연료가스 탱크에 유체 연결되는 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진에 관한 것이다.According to a first aspect, the present invention is a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine having a plurality of cylinders, each of the plurality of cylinders having a cylinder wall and a scavenging air inlet arranged at a lower portion of the cylinder, the The two-stroke uniflow scavenging type crosshead internal combustion engine is configured to inject fuel gas into each of a plurality of cylinders via a fuel gas supply system fluidly connected to a fuel gas tank, and the fuel gas supply system comprises: On the other hand, it is arranged at least partially on the cylinder wall and is configured to introduce fuel gas into the cylinder during the compression stroke so that the fuel gas can be mixed with the scavenger air from the scavenger air inlet and a mixture of scavenger air and fuel gas before ignition And a first group of one or more fuel gas valves that allow it to be compressed, and the fuel gas supply system includes, for each cylinder, a safety valve arranged upstream of the first group of one or more fuel gas valves. And the first group of one or more fuel gas valves is directed to a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine fluidly connected to the fuel gas tank via the safety valve.
결과적으로, 연료가스 밸브로의 연료가스의 전달은 효과적이고 신속하게 정지될 수 있다. 따라서 손상된 연료가스 밸브를 통해 유동할 수 있는 연료가스의 양이 제한될 수 있어, 엔진에 대한 손상 위험이 낮아질 수 있다.As a result, the delivery of fuel gas to the fuel gas valve can be effectively and quickly stopped. Accordingly, the amount of fuel gas that can flow through the damaged fuel gas valve can be limited, and the risk of damage to the engine can be lowered.
내연 엔진은 바람직하게는 실린더 당 적어도 400kW의 동력을 갖는 선박을 추진하기 위한 유니플로 소기식의 대형 저속 터보차지식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진이다. 연소 엔진 시스템은 내연 엔진에 의해 생성된 배기 가스에 의해 구동되고 소기공기를 압축하도록 구성되는 터보차저를 포함할 수 있다. 내연 엔진은 연료가스로 운전할 때의 오토 사이클 모드 및 대체 연료 예컨대 중유 또는 마린 디젤 오일로 운전할 때의 디젤 사이클 모드를 갖는 이중-연료 엔진일 수 있다. 그러한 이중-연료 엔진은 대체 연료를 분사하기 위한 전용의 연료 공급 시스템을 가지고 있으며, 이러한 연료 공급 시스템은 또한 연료가스와 소기공기의 혼합물을 점화시키기 위해 오토 사이클 모드로 작동할 때 파일럿 연료의 분사에 사용될 수도 있다.The internal combustion engine is preferably a uniflow scavenging large low speed turbocharged two-stroke crosshead internal combustion engine for propulsion of ships with a power of at least 400 kW per cylinder. The combustion engine system can include a turbocharger that is driven by exhaust gases produced by an internal combustion engine and configured to compress scavenge air. The internal combustion engine may be a dual-fuel engine having an auto cycle mode when running on fuel gas and a diesel cycle mode when running on alternative fuels such as heavy oil or marine diesel oil. Such dual-fuel engines have a dedicated fuel supply system for injecting alternative fuels, and these fuel supply systems also respond to injection of pilot fuel when operating in auto cycle mode to ignite a mixture of fuel gas and scavenger air. It can also be used.
내연 엔진은 정확하게 측정된 소량의 파일럿 연료, 예컨대 중유 또는 마린 디젤 오일을 분사 가능한 파일럿 연료 시스템과 같은 전용의 점화 시스템을 포함 할 수 있어, 필요한 양의 파일럿 연료만이 사용되도록 연료가스와 소기공기의 혼합물을 점화시킬 수 있다. 그러한 파일럿 연료 시스템은 대체 연료를 위한 전용의 연료 공급 시스템에 비해 크기가 훨씬 작고 정확한 양의 파일럿 연료를 분사하기에 더 적합하며, 대체 연료를 위한 전용의 연료 공급 시스템은 큰 크기의 구성부품으로 인해 이러한 목적에 적합하지 않다.An internal combustion engine may include a dedicated ignition system such as a pilot fuel system capable of injecting accurately measured small amounts of pilot fuel, such as heavy or marine diesel oil, so that only the required amount of pilot fuel is used. You can ignite the mixture. Such pilot fuel systems are much smaller in size than dedicated fuel supply systems for alternative fuels and are more suitable for injecting the exact amount of pilot fuel, and dedicated fuel supply systems for alternative fuels are due to their large size components. It is not suitable for this purpose.
파일럿 연료는 내연 엔진의 연소실에 유체 연결된 프리-챔버 내에 분사될 수 있다. 대안적으로, 연료가스 및 소기공기의 혼합물은 점화 플러그 또는 레이저 점화기를 포함하는 수단에 의해 점화될 수 있다. 각각의 실린더는 실린더의 하부에 하나 이상의 소기공기 입구 및 실린더의 상부에 배기 출구를 구비할 수 있다.The pilot fuel can be injected into a pre-chamber fluidly connected to the combustion chamber of an internal combustion engine. Alternatively, the mixture of fuel gas and scavenge air can be ignited by means comprising a spark plug or a laser igniter. Each cylinder may have at least one scavenger air inlet at the bottom of the cylinder and an exhaust outlet at the top of the cylinder.
일부 실시형태에 있어서, 안전 밸브는, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단이 개방되기 전에 개방되고, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단이 폐쇄된 후에 폐쇄되도록 구성되어, 연료가스가 안전 밸브를 통해 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단으로 유동할 수 있도록 하는 제한된 기간을 생성한다.In some embodiments, the safety valve is configured to be opened before the first group of one or more fuel gas valves is opened, and closed after the first group of one or more fuel gas valves are closed, such that the fuel gas opens the safety valve. It creates a limited period of time allowing it to flow through to the first group of one or more fuel gas valves.
일부 실시형태에 있어서, 연료가스 밸브는 하사점으로부터 0도 내지 160도, 또는 하사점으로부터 0도 내지 130도, 또는 하사점으로부터 0도 내지 90도의 압축 행정 동안에 실린더 내로 연료가스를 분사하도록 구성된다.In some embodiments, the fuel gas valve is configured to inject fuel gas into the cylinder during a compression stroke of 0 degrees to 160 degrees from bottom dead center, or 0 degrees to 130 degrees from bottom dead center, or 0 degrees to 90 degrees from bottom dead center. .
연료가스의 예로서는 천연가스, 메탄, 에탄, 및 액화석유가스가 있다.Examples of fuel gases include natural gas, methane, ethane, and liquefied petroleum gas.
일부 실시형태에 있어서, 연료가스 공급 시스템은, 안전 밸브 각각에 조작 가능하게 접속(operationally connected)되고 각각의 실린더에 대하여 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단이 폐쇄되어 있는 기간 동안에 안전 밸브를 폐쇄 유지하여 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과의 사이의 공간 내에 압축된 연료가스가 포획되어 있도록 구성되는 하나 이상의 제어 유닛을 포함한다.In some embodiments, the fuel gas supply system keeps the safety valve closed while the first group of one or more fuel gas valves for each cylinder is operably connected to each of the safety valves. And one or more control units configured such that the compressed fuel gas is captured in the space between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves.
결과적으로, 예컨대 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과의 사이의 상대적으로 작은 공간(volume)에 대하여 압력 변화 또는 온도 변화를 모니터링함으로써, 폐쇄 상태에서 연료가스 밸브를 통해 누출되는 단지 미세한 양의 연료가스라도 존재하는 경우, 고장난 연료가스 밸브를 조기에 감지할 수 있게 된다.As a result, only minor leaks through the fuel gas valve in the closed state, for example by monitoring pressure changes or temperature changes over a relatively small volume between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves. If even positive fuel gas is present, it is possible to detect a failed fuel gas valve early.
안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과의 사이의 공간은, 안전 밸브의 폐쇄 부재의 하류에서 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단의 폐쇄 부재 사이의 공간, 예컨대 안전 밸브의 밸브 플레이트와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단의 밸브 플레이트와의 사이의 공간으로 규정된다.The space between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves is a space between the closing member of the first group of one or more fuel gas valves downstream of the closure member of the safety valve, such as the valve plate of the safety valve and It is defined as the space between the valve plates of the first group of one or more fuel gas valves.
일부 실시형태에 있어서, 2-행정 내연 엔진은, 각각의 실린더에 대하여, 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과의 사이의 공간 내에 배열되는 제1 센서를 더 포함하며, 이 제1 센서는 고장난 연료가스 밸브를 가리키는 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과 안전 밸브와의 사이의 공간 내의 압력 변화를 직접 또는 간접적으로 검출하도록 구성된다.In some embodiments, the two-stroke internal combustion engine further comprises, for each cylinder, a first sensor arranged in the space between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves, the first The sensor is configured to directly or indirectly detect a pressure change in the space between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves indicating a failed fuel gas valve.
결과적으로, 상이한 유형의 연료가스 밸브의 고장을 검출하는 것이 신뢰할 수 있는 방식으로 가능해진다.As a result, it becomes possible in a reliable manner to detect failures of different types of fuel gas valves.
제1 센서는 압력 변화를 직접적으로 검출하도록 구성되는 압력 센서일 수 있다. 대안적으로, 제1 센서는 예컨대 온도 센서와 같이 압력 변화를 간접적으로 검출하도록 구성되는 또 다른 센서일 수 있다. 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과의 사이의 공간 내에는 제2 센서가 더 배열될 수 있으며, 예를 들어 제1 센서는 압력 센서일 수 있고 제2 센서는 온도 센서일 수 있다. 내연 엔진은 제1 센서(그리고 가능하게는 제2 센서)에 조작 가능하게 접속되는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다. 제어 유닛은 제1 센서로부터 수신된 센서 신호를 모니터링하여 고장난 연료가스 밸브가 검출되면, 예를 들어, 밸브 플레이트나 밸브 시트의 손상 또는 밸브 샤프트의 막힘을 가리키는, 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과의 사이의 공간 내의 압력 하락이 검출되면, 경보를 발하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 경보에 응답하여 조치를 취하도록 구성되어, 예를 들면, 제어 유닛은 고장난 연료가스 밸브의 안전 밸브를 영구적으로 폐쇄하고/하거나, 연료가스 공급 시스템으로부터의 연료가스를 배출시키기 위한 블로우 작동을 개시하고/하거나, 가스 모드를 예컨대 디젤 모드와 같은 대체 모드로 전환시키도록 엔진을 제어할 수 있다.The first sensor may be a pressure sensor configured to directly detect a pressure change. Alternatively, the first sensor may be another sensor configured to indirectly detect a pressure change, such as a temperature sensor. A second sensor may be further arranged in the space between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves, for example, the first sensor may be a pressure sensor and the second sensor may be a temperature sensor. . The internal combustion engine may further comprise a control unit operably connected to the first sensor (and possibly the second sensor). The control unit monitors the sensor signal received from the first sensor, and if a faulty fuel gas valve is detected, the safety valve and one or more fuel gas valves, indicating, for example, damage to the valve plate or valve seat or blockage of the valve shaft. When a drop in pressure in the space between the first population is detected, it may be configured to issue an alarm. The control unit is configured to take action in response to an alarm, e.g., the control unit permanently closes the safety valve of a failed fuel gas valve and/or blows to discharge fuel gas from the fuel gas supply system. And/or control the engine to switch the gas mode to an alternative mode, such as diesel mode.
일부 실시형태에 있어서, 제어 유닛은 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단이 폐쇄된 후까지 안전 밸브를 개방 유지하도록 구성된다.In some embodiments, the control unit is configured to keep the safety valve open until after the first group of one or more fuel gas valves are closed.
결과적으로, 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단과의 사이의 공간 내에 포획되어 있는 연료가스의 초기 압력은 분사 압력과 동일하므로, 작은 누출이라도 검출하는 것이 보다 용이해진다.As a result, since the initial pressure of the fuel gas trapped in the space between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves is equal to the injection pressure, it becomes easier to detect even a small leak.
일부 실시형태에 있어서, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단은 140도 이하, 또는 90도 이하, 또는 60도 이하에 걸쳐 실린더의 외주부 일부를 따라 배열된다.In some embodiments, the first population of one or more fuel gas valves is arranged along a portion of the outer periphery of the cylinder over 140 degrees or less, or 90 degrees or less, or 60 degrees or less.
결과적으로, 외주부의 작은 일부를 따라 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단의 연료가스 밸브(들)를 배열함으로써, 배관은 더욱 단순해지게 되고 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단의 연료가스 밸브(들)와의 사이의 공간은 작아질 수 있다.As a result, by arranging the fuel gas valve(s) of the first group of one or more fuel gas valves along a small portion of the outer periphery, the piping becomes simpler and the fuel of the first group of the safety valve and one or more fuel gas valves is The space between the gas valve(s) can be made small.
하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단은 단일의 연료가스 밸브로 이루어지는 것이 바람직하지만, 2개 이상의 연료가스 밸브를 포함할 수도 있다.The first group of one or more fuel gas valves preferably consists of a single fuel gas valve, but may also include two or more fuel gas valves.
일부 실시형태에 있어서, 각각의 실린더에 대하여, 안전 밸브 하류측의 연료가스 공급 시스템의 내부 체적은 15리터 이하, 또는 10리터 이하, 또는 8리터 이하이다.In some embodiments, for each cylinder, the internal volume of the fuel gas supply system downstream of the safety valve is 15 liters or less, or 10 liters or less, or 8 liters or less.
결과적으로, 안전 밸브의 하류측 공간을 작게 유지함으로써, 손상된 연료가스 밸브를 통해 누출될 수 있는 연료가스의 양은 대략 그에 상응하게 줄어들 수 있다.As a result, by keeping the space on the downstream side of the safety valve small, the amount of fuel gas that can leak through the damaged fuel gas valve can be approximately correspondingly reduced.
안전 밸브의 하류측의 연료가스 공급 시스템의 내부 공간은 안전 밸브의 폐쇄 부재의 하류측, 예컨대 안전 밸브의 밸브 플레이트의 하류측의 연료가스 공급 시스템의 내부 공간으로 규정된다.The internal space of the fuel gas supply system on the downstream side of the safety valve is defined as the internal space of the fuel gas supply system on the downstream side of the closing member of the safety valve, for example, on the downstream side of the valve plate of the safety valve.
일부 실시형태에 있어서, 각각의 실린더에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단은 제1 연료가스 밸브로 이루어진다.In some embodiments, for each cylinder, the first group of one or more fuel gas valves consists of a first fuel gas valve.
결과적으로, 각각의 연료가스 밸브는 전용의 안전 밸브를 구비한다. 이것은 안전 밸브의 하류측 공간을 최소화하고 고장난 연료가스 밸브의 신속하고 정확한 식별을 가능하게 한다.As a result, each fuel gas valve has a dedicated safety valve. This minimizes the space on the downstream side of the safety valve and enables quick and accurate identification of failed fuel gas valves.
일부 실시형태에 있어서, 안전 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 갖고, 제1 연료가스 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 가지며, 여기서 안전 밸브의 밸브 하우징은 제1 연료가스 밸브의 밸브 하우징에 직접적으로 연결되어, 안전 밸브의 출구가 제1 연료가스 밸브의 입구에 직접적으로 연결된다.In some embodiments, the safety valve has a valve housing with an inlet and an outlet, and the first fuel gas valve has a valve housing with an inlet and an outlet, wherein the valve housing of the safety valve is a valve housing of the first fuel gas valve Is directly connected to, the outlet of the safety valve is directly connected to the inlet of the first fuel gas valve.
결과적으로, 안전 밸브의 하류측 공간은 작아질 수 있다.As a result, the space on the downstream side of the safety valve can be made small.
일부 실시형태에 있어서, 안전 밸브의 밸브 하우징 및 제1 연료가스 밸브의 밸브 하우징은 일체로, 예컨대 하나의 요소로 형성될 수 있다.In some embodiments, the valve housing of the safety valve and the valve housing of the first fuel gas valve may be formed integrally, for example as one element.
일부 실시형태에 있어서, 안전 밸브의 이동가능한 부분은 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단의 모든 연료가스 밸브의 이동가능한 부분과 동일하다.In some embodiments, the movable portion of the safety valve is the same as the movable portion of all fuel gas valves of the first group of one or more fuel gas valves.
결과적으로, 유지보수 및 생산이 더욱 간단해질 수 있다.As a result, maintenance and production can be made simpler.
일부 실시형태에 있어서, 각각의 실린더에 대하여, 안전 밸브는 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단을 위한 분사 시간 정도의 소정 기간 동안만 개방되도록 구성된다.In some embodiments, for each cylinder, the safety valve is configured to open only for a predetermined period of time, such as the injection time for the first group of one or more fuel gas valves.
일부 실시형태에 있어서, 상기 연료가스 공급 시스템은, 복수의 실린더의 제1 그룹의 실린더 각각에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단을 연료가스 탱크에 유체 연결하기에 적합한 제1 메인 연료가스 공급 튜브와, 이 제1 메인 연료가스 공급 튜브를 연료가스 탱크에 유체 연결하기 위한 제1 메인 안전 밸브와, 제1 메인 연료가스 공급 튜브를 블로아웃 시스템에 유체 연결하기에 적합한 제1 블로아웃 밸브와, 제1 메인 안전 밸브, 제1 블로아웃 밸브, 및 복수의 실린더의 제1 그룹의 실린더 각각의 안전 밸브에 조작 가능하게 접속되는 하나 이상의 제어 유닛을 더 포함하며, 여기서 하나 이상의 제어 유닛은, 실린더들의 제1 그룹의 실린더 각각에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단의 상태를 모니터링하도록 구성되어, 연료가스 밸브의 고장시, In some embodiments, the fuel gas supply system comprises, for each of the first group of cylinders of the plurality of cylinders, a first main fuel gas suitable for fluidly connecting a first group of one or more fuel gas valves to a fuel gas tank. A supply tube, a first main safety valve for fluidly connecting the first main fuel gas supply tube to the fuel gas tank, and a first blowout valve suitable for fluidly connecting the first main fuel gas supply tube to the blowout system And, at least one control unit operably connected to the safety valve of each of the first main safety valve, the first blowout valve, and the cylinder of the first group of the plurality of cylinders, wherein the at least one control unit, For each of the cylinders of the first group of cylinders, configured to monitor the state of the first group of one or more fuel gas valves, in the event of a failure of the fuel gas valve,
- 고장난 연료가스 밸브의 안전 밸브에 제어 신호를 보내 해당 안전 밸브를 폐쇄하도록 제어하고; -Sending a control signal to the safety valve of the failed fuel gas valve to control to close the safety valve;
- 제1 메인 안전 밸브에 제어 신호를 보내 제1 메인 안전 밸브를 폐쇄하도록 제어하고; -Sending a control signal to the first main safety valve to control to close the first main safety valve;
- 블로아웃 밸브에 제어 신호를 보내 블로아웃 밸브를 개방하도록 제어하며, -Controls to open the blowout valve by sending a control signal to the blowout valve,
여기서 연료가스 공급 시스템은, 제1 메인 안전 밸브 하류측의 연료가스 공급 시스템 내에 존재하는 연료가스의 대부분(예컨대 적어도 80%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 95%)을 메인 연료가스 공급 튜브 및 블로아웃 밸브를 경유하여 블로아웃 시스템으로 안내하기에 적합하다.Here, the fuel gas supply system includes most (eg, at least 80%, or at least 90%, or at least 95%) of the fuel gas present in the fuel gas supply system downstream of the first main safety valve, to the main fuel gas supply tube and blow. It is suitable for guiding to the blowout system via an out valve.
결과적으로, 연료가스 밸브에 연료가스를 공급하기 위해 그리고 연료가스를 위한 연료가스 공급 시스템을 비우기 위해 동일한 연료가스 튜브를 사용함으로써, 상당히 간단한 시스템이 얻어지며, 다시 말해서, 비상시의 경우에 연료가스를 수용하기 위한 전용의 블로아웃 시스템이 더 이상 필요하지 않다.As a result, by using the same fuel gas tube to supply the fuel gas to the fuel gas valve and to empty the fuel gas supply system for the fuel gas, a fairly simple system is obtained, that is, the fuel gas in case of an emergency. There is no longer a need for a dedicated blowout system to accommodate.
일부 실시형태에 있어서, 2-행정 내연 엔진은, 연료가스 공급 시스템이 복수의 실린더 각각에 연료가스를 제공하는 제1 상태와 연료가스 공급 시스템이 복수의 실린더 중 적어도 하나의 실린더의 안전 밸브를 폐쇄 유지함으로써 복수의 실린더 중 적어도 하나의 실린더에 대한 연료가스의 전달을 차단시키는 제2 상태로 조작 가능하다.In some embodiments, the two-stroke internal combustion engine is in a first state in which the fuel gas supply system provides fuel gas to each of the plurality of cylinders, and the fuel gas supply system closes the safety valve of at least one of the plurality of cylinders. By holding it, it is possible to operate in a second state in which the delivery of fuel gas to at least one of the plurality of cylinders is blocked.
결과적으로, 유지보수를 위하여 실린더가 차단되어 2-행정 내연 엔진이 가스 모드로 작동할 수 있게 한다.As a result, the cylinders are shut off for maintenance, allowing the two-stroke internal combustion engine to operate in gas mode.
제2 태양에 따르면, 본 발명은, 제1 태양과 관련하여 설명된 바와 같은 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 연료가스 공급 시스템용 밸브 조립체로서, 연료가스 밸브 및 안전 밸브를 포함하며, 안전 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 갖고, 연료가스 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 가지며, 여기서 안전 밸브의 밸브 하우징은 연료가스 밸브의 밸브 하우징에 직접적으로 연결되어, 안전 밸브의 출구는 연료가스 밸브의 입구에 직접적으로 연결되는 밸브 조립체에 관한 것이다.According to a second aspect, the present invention is a valve assembly for a fuel gas supply system of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine as described in connection with the first aspect, comprising a fuel gas valve and a safety valve, , The safety valve has a valve housing with inlet and outlet, and the fuel gas valve has a valve housing with inlet and outlet, wherein the valve housing of the safety valve is directly connected to the valve housing of the fuel gas valve, The outlet relates to a valve assembly directly connected to the inlet of the fuel gas valve.
안전 밸브의 밸브 하우징 및 연료가스 밸브의 밸브 하우징은 서로에 대해 위치결정됨으로써 직접적으로 연결될 수 있어, 예를 들어, 안전 밸브의 밸브 하우징이 연료가스 밸브의 밸브 하우징과 접하도록 되어 있다. 대안적으로, 안전 밸브 및 연료가스 밸브의 밸브 하우징은, 일체화된 요소로서 만들어짐으로써 직접적으로 연결될 수 있고, 예를 들어 결합된 단일의 요소로서 그것들을 (또는 그것들의 적어도 일부를) 성형함으로써 직접적으로 연결될 수 있다.The valve housing of the safety valve and the valve housing of the fuel gas valve can be directly connected by being positioned relative to each other such that, for example, the valve housing of the safety valve is in contact with the valve housing of the fuel gas valve. Alternatively, the valve housing of the safety valve and the fuel gas valve can be directly connected by making them as an integral element, for example by shaping them (or at least part of them) as a single combined element. Can be connected to.
일부 실시형태에 있어서, 밸브 조립체는 안전 밸브와 연료가스 밸브와의 사이의 공간 내에 배열되는 압력 센서를 더 포함한다.In some embodiments, the valve assembly further includes a pressure sensor arranged in the space between the safety valve and the fuel gas valve.
본 발명의 상이한 태양은 전술한 및 후술하는 바와 같이 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진 및 밸브 조립체를 포함하여 상이한 방식으로 구현될 수 있으며, 전술한 적어도 하나의 태양과 관련하여 설명된 하나 이상의 이점 및 장점을 각각 제공하며, 전술한 및/또는 종속 청구항에 기재된 태양들 중 적어도 하나와 관련하여 설명된 바람직한 실시형태에 상응하는 하나 이상의 바람직한 실시형태를 각각 갖는다. 나아가서, 여기에 설명된 태양들 중 하나와 관련하여 설명된 실시형태는 또 다른 태양에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.Different aspects of the present invention may be implemented in different ways, including a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine and valve assembly as described above and below, one described in connection with at least one aspect described above. Each provides the above advantages and advantages, and each has one or more preferred embodiments corresponding to the preferred embodiments described in connection with at least one of the aspects described above and/or in the dependent claims. Furthermore, it will be understood that an embodiment described in connection with one of the aspects described herein may be equally applicable to another aspect.
결과적으로, 연료가스 밸브로의 연료가스의 전달은 효과적이고 신속하게 정지될 수 있다. 따라서 손상된 연료가스 밸브를 통해 유동할 수 있는 연료가스의 양이 제한될 수 있어, 엔진에 대한 손상 위험이 낮아질 수 있다.As a result, the delivery of fuel gas to the fuel gas valve can be effectively and quickly stopped. Accordingly, the amount of fuel gas that can flow through the damaged fuel gas valve can be limited, and the risk of damage to the engine can be lowered.
본 발명의 상기된 및/또는 추가의 목적, 특징 및 장점들은, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대한 아래의 예시적이고 비-제한적인 상세한 설명에 의해 더욱 잘 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진을 위한 연료가스 밸브의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 일부를 개략적으로 도시한다.
도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 일부를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 연료가스 공급 시스템을 위한 밸브 조립체의 개략적인 도면을 도시한다.The above and/or additional objects, features and advantages of the present invention will be better explained by the following illustrative and non-limiting detailed description of embodiments of the present invention, with reference to the accompanying drawings.
1 schematically shows a cross-section of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows a cross section of a fuel gas valve for a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
3A schematically shows a cross-section of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
3B schematically shows a cross-section of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
4A schematically shows a part of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
4B schematically shows a part of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
5 shows a schematic view of a valve assembly for a fuel gas supply system of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
이하의 설명에서, 본 발명이 구체화되는 방식을 예시에 의해 나타내는 첨부된 도면을 참조한다.In the following description, reference is made to the accompanying drawings that illustrate by way of example how the invention may be embodied.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 해양 선박 추진용 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진(이하, 2-행정 내연 엔진이라고도 함)(100)의 단면을 개략적으로 도시한다. 2-행정 내연 엔진(100)은 소기공기 시스템(111), 배기가스 리시버(108) 및 터보차저(109)를 포함한다. 2-행정 내연 엔진은 복수의 실린더(101)를 갖는다(단면도에는 단일의 실린더만이 도시되어 있음). 각각의 실린더(101)는, 소기공기를 제공하기 위하여 실린더의 하부에 배열되는 소기공기 입구(102)와, 실린더 커버(113)에 배열되는 배기 밸브(104)와, 하나 이상의 연료가스 밸브(105) (단지 개략적으로만 도시됨)를 포함한다. 소기공기 입구(102)는 소기공기 시스템에 유체 연결(fluidly connected)되어 있다. 피스톤(103)은 크랭크샤프트(도시생략)에 연결된 피스톤 로드를 갖는다. 연료가스 밸브(105)는 단지 개략적으로만 도시되어 있다. 연료가스 밸브(105)는, 실린더 커버(113)와 소기공기 입구(102) 사이에서 실린더 벽 내에 적어도 부분적으로 배열되고 연료가스 공급 시스템의 일부를 형성하며, 압축 행정 동안에 실린더 내로 연료가스를 분사하여 연료가스가 소기공기 입구(102)로부터의 소기공기와 혼합될 수 있고 소기공기와 연료가스의 혼합물이 점화 전에 압축되는 것을 허용하도록 구성되어 있으며, 연료가스 밸브(105)는 연료가스 노즐을 가지며, 연료가스 노즐은 실린더의 내부에 연료가스를 제공하기 위한 하나 이상의 노즐 출구를 갖는다. 연료가스 공급 시스템은 연료가스 탱크에 유체 연결되어 있다. 연료가스 공급 시스템은 각각의 실린더에 대하여 안전 밸브(112)(단지 개략적으로만 도시됨)를 더 포함하며, 여기서 연료가스 밸브(105)는 안전 밸브(112)를 경유하여 연료가스 탱크에 유체 연결되어 있다. 안전 밸브(112)는 연료가스 밸브(105)가 개방되도록 구성되기 전에 단시간 개방되고 연료가스 밸브(105)가 폐쇄되도록 구성된 후에 단시간 폐쇄되도록 구성되며, 그에 따라 메인 연료가스 공급 튜브(316)으로부터의 연료가스는 안전 밸브(112)를 통해 연료가스 밸브(105)까지 유동할 수 있는 제한된 시간을 생성한다. 이것은, 정상 작동시 안전 밸브(112)는, 가스가 실린더 내로 유입되는 가스 밸브(105)의 개방 기간의 직전과 직후에, 각각, 개방 및 폐쇄됨에 따라, 연료가스 밸브(105)만큼 자주 작동할 것이라는 점을 의미한다. 안전 밸브(112)는 2중 안전 기능을 갖는다. 첫째로, 연소 챔버로의 가스 유입은 정확한 유입 시기에만 가능한 것이 보장되고, 둘째로, 연료가스 밸브(105)의 고정 발생시 연소 챔버에 가스가 들어가는 것을 차단할 수 있어, 안전 밸브의 하류측 공간에 있는 매우 적은 양의 가스만이 연소 챔버에 들어가게 되는 것을 보장한다. 안전 밸브가 엔진의 각각의 회전마다 작동되는 것에 의한 또 다른 장점은, 드물게 고장이 발생할 때에만 안전 밸브가 작동하는 경우에 문제가 될 수 있는 안전 밸브(112)가 막히는 일이 발생하지 않는다는 것이다.1 schematically shows a cross-section of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine (hereinafter also referred to as a two-stroke internal combustion engine) 100 for propulsion of a marine vessel according to an embodiment of the present invention. The two-stroke
연료가스 밸브(105)는 하사점으로부터 0도 내지 130도의 압축 행정의 초기에, 즉, 크랭크샤프트가 하사점에서의 배향으로부터 0도 내지 130도 회전하였을 때, 실린더(101) 내로 연료가스를 분사하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 배기 밸브(104) 및 소기공기 입구(102)를 통해 연료가스가 배출되는 것을 방지하기 위해 피스톤이 소기공기 입구(102)를 지나갈 수 있도록, 크랭크샤프트 축이 하사점으로부터 몇 도 회전된 이후에 연료가스 밸브(105)는 연료가스 분사를 시작하도록 구성될 수 있다. 소기공기 시스템(111)은 소기공기 리시버(110) 및 공기 냉각기(106)를 포함한다.The
배기 밸브는 실린더 커버에 있어서 중심에 배열되며, 배기 밸브의 폐쇄 및/또는 개방이 예컨대 압축기 및/또는 실린더 내의 온도를 제어하기 위해 최적화될 수 있도록 배기 밸브의 타이밍은 변화될 수 있다.The exhaust valve is arranged centrally in the cylinder cover, and the timing of the exhaust valve can be varied so that closing and/or opening of the exhaust valve can be optimized, for example, to control the temperature in the compressor and/or cylinder.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 내연 엔진을 위한 연료가스 밸브(200)의 단면을 개략적으로 도시한다. 연료가스 밸브(200)는 밸브 샤프트(201), 밸브 플레이트(202), 밸브 시트(203), 및 노즐 출구(206)를 갖는 연료가스 노즐(204)을 포함한다. 밸브 샤프트(201) 및 밸브 플레이트(202)는 도 2에서 폐쇄 위치로 도시되어 있다. 밸브 샤프트(201) 및 밸브 플레이트(202)는 제어 유닛(도시생략)에 의해 제어되는 액추에이터(도시생략)에 의하여 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하다.2 schematically shows a cross section of a
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복수의 실린더(301)를 갖는 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진(300)의 개략적인 도면을 도시한다. 2-행정 유니플로 소기식 내연 엔진(300)은 연료가스 탱크(318)에 유체 연결 가능한 연료가스 공급 시스템(315, 313, 316, 312, 305)을 경유하여 연료가스를 복수의 실린더 각각에 분사하도록 구성된다. 연료가스 공급 시스템(315, 313, 316, 312, 305)은, 각각의 실린더(301)에 대하여, 압축 행정 동안에 실린더(301) 내로 제어된 양의 연료가스를 유입시켜 연료가스가 소기공기와 혼합될 수 있도록 하고 소기공기와 연료가스의 혼합물이 점화 전에 압출되는 것을 허용하도록 구성되는 하나 이상의 연료가스 밸브(305)의 제1 집단을 포함한다. 연료가스 공급 시스템(315, 313, 316, 312, 305)은, 각각의 실린더(301)에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브(305)의 제1 집단의 상류측에 배열되는 안전 밸브(312)를 더 포함하며, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단은 안전 밸브(312)를 경유하여 연료가스 탱크(318)에 유체 연결되어 있다. 연료가스 공급 시스템(315, 313, 316, 312, 305)은, 복수의 실린더의 제1 그룹의 각각의 실린더(301)에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브(305)의 제1 집단을 연료가스 탱크(318)에 유체 연결하기에 적합한 제1 메인 연료가스 공급 튜브(316)와, 제1 메인 연료가스 공급 튜브(316)를 연료가스 탱크(318)에 유체 연결하기 위한 제1 메인 안전 밸브(315)와, 제1 메인 연료가스 공급 튜브(316)를 블로아웃 시스템(314)에 유체 연결하기에 적합한 제1 블로아웃 밸브(313)와, 제1 메인 안전 밸브(315), 제1 블로아웃 밸브(313), 및 실린더의 제1 그룹의 각각의 실린더의 안전 밸브(312)에 조작 가능하게 접속(operationally connected)되는 하나 이상의 제어 유닛(도시생략)을 더 포함한다. 연료가스 탱크(318)는 연료가스를 예컨대 3 내지 40bar, 바람직하게는 10 내지 24bar의 유입압력으로 압축하도록 구성되는 압축기(317)를 통해 제1 메인 안전 밸브(315)에 유체 연결될 수 있다. 대안적으로, 연료가스 탱크(318)에 저장된 연료가스는 분사압력으로 압축될 수 있어, 연료가스 탱크(318)와 제1 메인 안전 밸브(315) 사이에 압축기가 필요하지 않다. 하나 이상의 제어 유닛은, 실린더의 제1 그룹의 각각의 실린더(301)에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브(305)의 제1 집단의 상태를 모니터링하도록 구성되어, 연료가스 밸브(305)의 고장시, 3A shows a schematic view of a two-stroke uniflow scavenging crosshead
- 고장난 연료가스 밸브의 안전 밸브(312)에 제어 신호를 보내 해당 안전 밸브(312)를 폐쇄하도록 제어하고; -Sending a control signal to the
- 제1 메인 안전 밸브(315)에 제어 신호를 보내 제1 메인 안전 밸브(315)를 폐쇄하도록 제어하고; -Sending a control signal to the first
- 블로아웃 밸브(313)에 제어 신호를 보내 블로아웃 밸브(313)를 개방하도록 제어하며, -Controls to open the
여기서 연료가스 공급 시스템은, 예컨대, 나머지 안전 밸브(312) 및/또는 나머지 연료가스 밸브(305)를 또한 폐쇄함으로써, 제1 메인 안전 밸브(315) 하류측의 연료가스 공급 시스템 내에 존재하는 연료가스의 대부분(예컨대 적어도 80%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%)을 메인 연료가스 공급 튜브(316) 및 블로아웃 밸브(313)를 경유하여 블로아웃 시스템 쪽으로 안내하기에 적합하다. 본 실시형태에 있어서 복수의 실린더의 제1 그룹은 모든 실린더로 이루어지지만, 다른 실시형태에 있어서 제1 그룹은 보다 적은 실린더, 예컨대 2개 이상의 실린더로 이루어질 수 있다. 또한, 하나 이상의 제어 유닛은, 실린더의 제1 그룹 내의 다른 실린더의 하나 이상의 연료가스 밸브(305)의 제1 집단 및/또는 안전 밸브(312)에 제어 신호를 보내, 밸브들을 폐쇄하고/하거나 폐쇄된 밸브들을 유지한다.Here, the fuel gas supply system, for example, by closing the remaining
도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진(300)의 개략적인 도면을 도시한다. 이 엔진(300)은 도 3a에 도시된 엔진과 유사하며, 연료가스 공급 시스템이, 각각의 실린더(301)에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브(305')의 제2 집단과, 하나 이상의 연료가스 밸브(305')의 제2 집단의 상류측에 배열되는 제2 안전 밸브(312')를 더 포함한다는 점에서 차이점이 있으며, 하나 이상의 연료가스 밸브(305')의 제2 집단은 제2 안전 밸브(312')를 경유하여 연료가스 탱크(318)에 유체 연결될 수 있다. 연료가스 공급 시스템은, 복수의 실린더의 제1 그룹의 각각의 실린더(301)에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브(305')의 제2 집단을 연료가스 탱크(318)에 유체 연결하기에 적합한 제2 메인 연료가스 공급 튜브(316')와, 제2 메인 연료가스 공급 튜브(316')를 연료가스 탱크(318)에 유체 연결하기 위한 제2 메인 안전 밸브(315')와, 제2 메인 연료가스 공급 튜브(316')를 블로아웃 시스템(314')에 유체 연결하기에 적합한 제2 블로아웃 밸브(313')를 더 포함한다.3B shows a schematic diagram of a two-stroke uniflow scavenging crosshead
도 4a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 일부를 개략적으로 도시한다. 도시된 것은 실린더(401)와 연료가스 공급 시스템의 일부(412, 405)이다. 연료가스 공급 시스템은, 실린더(401)에 대하여, 실린더 내로 연료가스를 분사시키도록 구성되는 하나 이상의 연료가스 밸브(405)의 제1 집단을 포함한다. 본 실시형태에 있어서 하나 이상의 연료가스 밸브(405)의 제1 집단은 단일의 연료가스 밸브(405)로 이루어진다. 연료가스 공급 시스템은, 실린더(401)에 대하여, 연료가스 밸브(405)의 상류측에 배열되는 안전 밸브(412)를 더 포함하여 연료가스 밸브(405)가 이 안전 밸브(412)를 경유하여 연료가스 탱크에 유체 연결되도록 한다. 연료가스 밸브(405)는 이 연료가스 밸브(405)를 개방 및 폐쇄하도록 구성되는 제1 제어 유닛(320)에 조작 가능하게 접속되어 있다. 상응하여, 안전 밸브는 이 안전 밸브를 개방 및 폐쇄하도록 구성되는 제2 제어 유닛(319)에 조작 가능하게 접속되어 있다. 그렇지만, 다른 실시형태에 있어서, 연료가스 밸브 및 안전 밸브 양자 모두는 동일한 제어 유닛에 조작 가능하게 접속되어 있을 수 있다.4A schematically shows a part of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. Shown is a
도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 일부를 개략적으로 도시한다. 도시된 것은 실린더(401)와 연료가스 공급 시스템의 일부(412, 405, 430)이다. 연료가스 공급 시스템은, 실린더(401)에 대하여, 이 실린더 내로 연료가스를 분사하도록 구성되는 하나 이상의 연료가스 밸브(405, 430)의 제1 집단을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 하나 이상의 연료가스 밸브(405, 430)의 제1 집단은 제1 연료가스 밸브(405) 및 제2 연료가스 밸브(430)를 포함한다. 연료가스 공급 시스템은, 실린더(401)에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브(405, 430)의 제1 집단의 상류측에 배열되는 안전 밸브(412)를 포함하여 하나 이상의 연료가스 밸브(405, 430)의 제1 집단이 안전 밸브(412)를 경유하여 연료가스 탱크에 유체 연결되도록 한다. 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단은, 본 실시형태에 있어서는 대략 55도 각도로, 외주부(421)의 일부를 따라 배열된다. 그렇지만, 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단은, 임의의 개수의 연료가스 밸브를 포함할 수 있으며, 예컨대 원형의 노즐 링을 형성하도록, 전체 외주부를 따라 배열될 수도 있다. 연료가스 밸브는 내부 또는 외부로 개방되는 포핏 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 로터리 밸브, 또는 다른 적절한 밸브일 수 있다.4B schematically shows a part of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. Shown is a
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진의 연료가스 공급 시스템을 위한 밸브 조립체(690)의 개략적인 도면을 도시한다. 밸브 조립체(690)는 연료가스 밸브(600) 및 안전 밸브(650)를 포함하며, 안전 밸브(650)는 입구(656) 및 출구(657)를 갖는 밸브 하우징(655)을 가지며, 연료가스 밸브(600)는 밸브 노즐(604) 내에 형성되는 입구(607) 및 출구(606)를 갖는 밸브 하우징(605)을 갖는다. 안전 밸브(650)는 밸브 샤프트(651), 밸브 플레이트(652), 및 밸브 시트(653)를 포함한다. 밸브 샤프트(651) 및 밸브 플레이트(652)는, 연료가스가 안전 밸브(650)를 통해 유동하는 것을 방지하는 폐쇄 위치와, 연료가스가 안전 밸브(650)를 통해 유동하는 것을 허용하는 개방 위치와의 사이에서 이동 가능하다. 밸브 샤프트(651) 및 밸브 플레이트(652)는 도 5에서는 개방 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 연료가스 밸브(600)는 밸브 샤프트(601), 밸브 플레이트(602), 및 밸브 시트(603)를 포함한다. 밸브 샤프트(601) 및 밸브 플레이트(602)는, 연료가스가 연료가스 밸브(600)를 통해 유동하는 것을 방지하는 폐쇄 위치와, 연료가스가 연료가스 밸브(600)를 통해 유동하는 것을 허용하는 개방 위치와의 사이에서 이동 가능하다. 밸브 샤프트(601) 및 밸브 플레이트(602)는 도 5에서는 개방 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 안전 밸브의 밸브 하우징(655)은 제1 연료가스 밸브(565)의 밸브 하우징과 직접적으로 연결되어, 일체 요소로서 연료가스 밸브의 밸브 하우징(605)의 일부 및 안전 밸브의 밸브 하우징(655)을 형성한다. 밸브 조립체(690)는 안전 밸브(650)와 연료가스 밸브(600) 사이에서 공간(volume)(680) 내에 배열되는 압력 센서(608)를 더 포함한다.5 shows a schematic view of a
게다가, 밸브 조립체(690)는 밸브 샤프트(601)의 위치를 모니터링하는 위치 센서, 예컨대 인덕티브 센서를 포함할 수 있다. 인덕티브 위치 센서에 비해 압력 센서를 사용하면, 압력 센서가 스핀들 위치뿐만 아니라 전체 밸브 조립체의 견고성을 확인할 수 있다는 장점이 있다. 나아가서 단일의 압력 센서는 연료가스 밸브 및 안전 밸브 양자의 기능을 동시에 모니터링할 수 있다. 위치 센서를 사용하는 방법은 2개의 밸브를 모니터링하기 위해 2개의 별도의 센서가 필요하다.In addition, the
압력 모니터링은 엔진의 안전성 및/또는 분사 파라미터를 조정하기 위한 제어 시스템에서 사용될 수 있다.Pressure monitoring can be used in a control system to adjust the safety and/or injection parameters of the engine.
일부 실시형태들이 상세하게 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 이것들로 제한되지 않으며, 이하의 청구범위에서 규정된 주제의 범위 내에서 다른 방식으로도 구현될 수 있다. 특히, 또 다른 실시형태가 이용될 수 있고 구조적 및 기능적 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.While some embodiments have been described and illustrated in detail, the present invention is not limited to these, and may be implemented in other ways within the scope of the subject matter defined in the following claims. In particular, it should be understood that other embodiments may be used and structural and functional modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
여러 수단을 열거하는 장치 청구항에 있어서, 이들 수단 중 일부는 하나의 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 특정 방안(measures)들이 서로 다른 종속 항들에서 인용되거나 상이한 실시형태들에서 설명된다는 사실은 이러한 방안들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다.In the device claim enumerating several means, some of these means may be implemented by one and the same item of hardware. The fact that certain measures are recited in different dependent claims or described in different embodiments does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)/포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계 또는 구성요소의 존재를 특정하기 위해 사용되지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 구성요소 또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다는 것이 강조되어야 한다.As used herein, the term "comprises/comprising" is used to specify the presence of a recited feature, integer, step, or component, but one or more other features, integers, steps, components It should be emphasized that the presence or addition of elements or groups thereof is not excluded.
100: 내연 엔진, 101: 실린더, 102: 소기공기 입구, 313: 블로아웃 밸브, 315: 메인 안전 밸브, 316: 메인 연료가스 공급 튜브, 319, 320: 제어 유닛, 600: 연료가스 밸브, 605: 밸브 하우징, 607: 입구, 650: 안전 밸브, 655: 밸브 하우징, 656: 입구, 657: 출구.: Internal combustion engine, 101: cylinder, 102: scavenge air inlet, 313: blowout valve, 315: main safety valve, 316: main fuel gas supply tube, 319, 320: control unit, 600: fuel gas valve, 605: Valve housing, 607: inlet, 650: safety valve, 655: valve housing, 656: inlet, 657: outlet.
Claims (11)
복수의 실린더 각각은 실린더 벽과 상기 실린더의 하부에 배열되는 소기공기 입구를 가지며,
상기 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진은 연료가스 탱크에 유체 연결되는 연료가스 공급 시스템을 경유하여 연료가스를 복수의 실린더 각각에 분사하도록 구성되며,
상기 연료가스 공급 시스템은, 각각의 실린더에 대하여, 상기 실린더 벽에 적어도 부분적으로 배열되고 압축 행정 동안에 상기 실린더 내로 연료가스를 유입시키도록 구성되어 연료가스가 소기공기 입구로부터의 소기공기와 혼합되도록 할 수 있고 점화 전에 소기공기 및 연료가스의 혼합물이 압축되도록 허용하는 하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단을 포함하며,
상기 연료가스 공급 시스템은, 각각의 실린더에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단의 상류측에 배열되는 안전 밸브를 더 포함하며,
하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단은 상기 안전 밸브를 경유하여 상기 연료가스 탱크에 유체 연결되는 것을 특징으로 하는 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine having a plurality of cylinders,
Each of the plurality of cylinders has a cylinder wall and a small air inlet arranged at a lower portion of the cylinder,
The two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine is configured to inject fuel gas into each of a plurality of cylinders via a fuel gas supply system fluidly connected to a fuel gas tank,
The fuel gas supply system, for each cylinder, is arranged at least partially on the cylinder wall and is configured to introduce fuel gas into the cylinder during a compression stroke so that the fuel gas is mixed with the scavenge air from the scavenge air inlet And a first set of one or more fuel gas valves that allow the mixture of scavenger air and fuel gas to be compressed prior to ignition,
The fuel gas supply system further includes, for each cylinder, a safety valve arranged upstream of the first group of one or more fuel gas valves,
The first group of one or more fuel gas valves is fluidly connected to the fuel gas tank via the safety valve. A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine.
상기 안전 밸브는, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단이 개방되기 전에 개방되고, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단이 폐쇄된 후에 폐쇄되도록 구성되어, 연료가스가 상기 안전 밸브를 통해 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단으로 유동할 수 있도록 하는 제한된 기간을 생성하는, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to claim 1,
The safety valve is configured to be opened before the first group of one or more fuel gas valves is opened, and closed after the first group of one or more fuel gas valves is closed, so that one fuel gas is supplied through the safety valve. A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine that creates a limited period of time allowing it to flow to the first group of fuel gas valves.
상기 연료가스 공급 시스템은, 상기 안전 밸브 각각에 조작 가능하게 접속되고 각각의 실린더에 대하여 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단이 폐쇄되어 있는 기간 동안에 상기 안전 밸브를 폐쇄 유지하여 상기 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단과의 사이의 공간 내에 압축된 연료가스가 포획되어 있도록 구성되는 하나 이상의 제어 유닛을 포함하는, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to claim 1 or 2,
The fuel gas supply system is operably connected to each of the safety valves and maintains the safety valve closed during a period in which the first group of at least one fuel gas valve for each cylinder is closed. A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine comprising at least one control unit configured to trap fuel gas compressed in a space between the first group of fuel gas valves.
상기 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진은, 각각의 실린더에 대하여, 상기 안전 밸브와 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단과의 사이의 공간에 배열되는 압력 센서를 더 포함하는, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to any one of claims 1 to 3,
The two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine further comprises, for each cylinder, a pressure sensor arranged in a space between the safety valve and the first group of one or more fuel gas valves, 2 -Stroke Uniflow scavenging crosshead internal combustion engine.
하나 이상의 연료가스 밸브의 제1 집단은 140도 이하, 또는 90도 이하, 또는 60도 이하에 걸쳐 상기 실린더의 외주부 일부를 따라 배열되는, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to any one of claims 1 to 4,
A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine, wherein the first population of one or more fuel gas valves is arranged along a portion of the outer periphery of the cylinder over 140 degrees or less, or 90 degrees or less, or 60 degrees or less.
각각의 실린더에 대하여, 상기 안전 밸브 하류측의 상기 연료가스 공급 시스템의 내부 체적은 15리터 이하, 또는 10리터 이하, 또는 8리터 이하인, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to any one of claims 1 to 5,
For each cylinder, the internal volume of the fuel gas supply system on the downstream side of the safety valve is 15 liters or less, or 10 liters or less, or 8 liters or less.
각각의 실린더에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단은 하나의 제1 연료가스 밸브로 이루어지는, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to any one of claims 1 to 6,
For each cylinder, the first group of one or more fuel gas valves consists of one first fuel gas valve. A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine.
상기 안전 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 갖고, 상기 제1 연료가스 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 가지며,
상기 안전 밸브의 밸브 하우징은 상기 제1 연료가스 밸브의 밸브 하우징에 직접적으로 연결되어, 상기 안전 밸브의 출구가 상기 제1 연료가스 밸브의 입구에 직접적으로 연결되는, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method of claim 7,
The safety valve has a valve housing with an inlet and an outlet, and the first fuel gas valve has a valve housing with an inlet and an outlet,
The valve housing of the safety valve is directly connected to the valve housing of the first fuel gas valve, and the outlet of the safety valve is directly connected to the inlet of the first fuel gas valve. Head internal combustion engine.
상기 연료가스 공급 시스템은, 복수의 실린더의 제1 그룹의 실린더 각각에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단을 상기 연료가스 탱크에 유체 연결하도록 구성되는 제1 메인 연료가스 공급 튜브와, 상기 제1 메인 연료가스 공급 튜브를 상기 연료가스 탱크에 유체 연결하기 위한 제1 메인 안전 밸브와, 상기 제1 메인 연료가스 공급 튜브를 블로아웃 시스템에 유체 연결하도록 구성되는 제1 블로아웃 밸브와, 상기 제1 메인 안전 밸브, 상기 제1 블로아웃 밸브, 및 복수의 실린더의 상기 제1 그룹의 실린더 각각의 상기 안전 밸브에 조작 가능하게 접속되는 하나 이상의 제어 유닛을 더 포함하며,
하나 이상의 상기 제어 유닛은, 복수의 실린더의 상기 제1 그룹의 실린더 각각에 대하여, 하나 이상의 연료가스 밸브의 상기 제1 집단의 상태를 모니터링하도록 구성되어, 연료가스 밸브의 고장시,
- 고장난 연료가스 밸브의 안전 밸브에 제어 신호를 보내 해당 안전 밸브를 폐쇄하도록 제어하고;
- 상기 제1 메인 안전 밸브에 제어 신호를 보내 상기 제1 메인 안전 밸브를 폐쇄하도록 제어하고;
- 상기 블로아웃 밸브에 제어 신호를 보내 상기 블로아웃 밸브를 개방하도록 제어하며,
여기서 연료가스 공급 시스템은,
상기 제1 메인 안전 밸브 하류측의 상기 연료가스 공급 시스템 내에 존재하는 연료가스의 대부분(예컨대 적어도 80%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 95%)을 상기 제1 메인 연료가스 공급 튜브 및 상기 블로아웃 밸브를 경유하여 상기 블로아웃 시스템으로 안내하도록 구성되는, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to any one of claims 1 to 8,
The fuel gas supply system includes a first main fuel gas supply tube configured to fluidly connect the first group of one or more fuel gas valves to the fuel gas tank for each of the first group of cylinders of the plurality of cylinders, A first main safety valve for fluidly connecting the first main fuel gas supply tube to the fuel gas tank, and a first blowout valve configured to fluidly connect the first main fuel gas supply tube to a blowout system, The first main safety valve, the first blowout valve, and further comprising at least one control unit operably connected to the safety valve of each of the cylinders of the first group of the plurality of cylinders,
The at least one control unit is configured to monitor the state of the first group of at least one fuel gas valve, for each of the cylinders of the first group of a plurality of cylinders, when a fuel gas valve fails,
-Sending a control signal to the safety valve of the failed fuel gas valve to control to close the safety valve;
-Sending a control signal to the first main safety valve to control to close the first main safety valve;
-Control to open the blowout valve by sending a control signal to the blowout valve,
Here, the fuel gas supply system,
Most (for example, at least 80%, or at least 90%, or at least 95%) of the fuel gas present in the fuel gas supply system downstream of the first main safety valve is supplied to the first main fuel gas supply tube and the blowout. A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine configured to guide via a valve to the blowout system.
상기 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진은, 상기 연료가스 공급 시스템이 복수의 실린더 각각에 연료가스를 제공하는 제1 상태와 상기 연료가스 공급 시스템이 복수의 실린더 중 적어도 하나의 실린더의 안전 밸브를 폐쇄 유지함으로써 상기 적어도 하나의 실린더에 대한 연료가스의 전달을 차단시키는 제2 상태로 조작 가능한, 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진.The method according to any one of claims 1 to 9,
The two-stroke uniflow scavenging type crosshead internal combustion engine has a first state in which the fuel gas supply system provides fuel gas to each of a plurality of cylinders, and the fuel gas supply system provides safety of at least one cylinder among a plurality of cylinders. A two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine operable in a second state that blocks the delivery of fuel gas to the at least one cylinder by keeping the valve closed.
연료가스 밸브 및 안전 밸브를 포함하며,
상기 안전 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 갖고, 상기 연료가스 밸브는 입구 및 출구를 갖춘 밸브 하우징을 가지며,
상기 안전 밸브의 밸브 하우징은 상기 연료가스 밸브의 밸브 하우징에 직접적으로 연결되어, 상기 안전 밸브의 출구는 상기 연료가스 밸브의 입구에 직접적으로 연결되는, 밸브 조립체.A valve assembly for a fuel gas supply system of a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, comprising:
It includes a fuel gas valve and a safety valve,
The safety valve has a valve housing with inlet and outlet, the fuel gas valve has a valve housing with inlet and outlet,
The valve housing of the safety valve is directly connected to the valve housing of the fuel gas valve, so that the outlet of the safety valve is directly connected to the inlet of the fuel gas valve.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210089605A KR20210090135A (en) | 2019-06-14 | 2021-07-08 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DKPA201970373A DK180386B1 (en) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | Internal combustion engine |
DKPA201970373 | 2019-06-14 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210089605A Division KR20210090135A (en) | 2019-06-14 | 2021-07-08 | Internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200143652A true KR20200143652A (en) | 2020-12-24 |
KR102285087B1 KR102285087B1 (en) | 2021-08-04 |
Family
ID=73736194
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200071353A KR102285087B1 (en) | 2019-06-14 | 2020-06-12 | Internal combustion engine |
KR1020210089605A KR20210090135A (en) | 2019-06-14 | 2021-07-08 | Internal combustion engine |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210089605A KR20210090135A (en) | 2019-06-14 | 2021-07-08 | Internal combustion engine |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP6946519B2 (en) |
KR (2) | KR102285087B1 (en) |
CN (2) | CN117090710A (en) |
DK (1) | DK180386B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114592966A (en) * | 2022-05-11 | 2022-06-07 | 四川迅联达智能科技有限公司 | All-air scavenging engine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5825633U (en) * | 1981-08-13 | 1983-02-18 | 日産自動車株式会社 | Electronically controlled fuel injection device |
JPH07259688A (en) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Hino Motors Ltd | Fuel injection device for directly injecting type diesel engine |
JP2004225673A (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Denso Corp | Pressure accumulation type fuel injection system |
JP2012154188A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Ihi Corp | 2-cycle engine |
KR20150020663A (en) * | 2012-10-19 | 2015-02-26 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Fuel gas injection valve, dual-fuel gas engine, and fuel gas injection method |
KR20160060750A (en) * | 2013-12-26 | 2016-05-30 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Gas fuel supply system and method for detecting abnormality of gas fuel supply system |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3903944B2 (en) * | 2002-06-24 | 2007-04-11 | 株式会社デンソー | Safety device and manufacturing method thereof |
CN201306218Y (en) * | 2008-12-05 | 2009-09-09 | 南车资阳机车有限公司 | Power-indicating safety valve component for diesel engine |
JP5395848B2 (en) * | 2011-06-24 | 2014-01-22 | 三井造船株式会社 | Low speed 2-cycle gas engine |
JP5820185B2 (en) * | 2011-08-12 | 2015-11-24 | 株式会社Ihi | 2-cycle engine |
JP6141126B2 (en) * | 2013-07-08 | 2017-06-07 | 三菱重工業株式会社 | Fuel gas supply / purge system for internal combustion engine and internal combustion engine |
JP6171232B2 (en) * | 2013-12-27 | 2017-08-02 | 三菱重工業株式会社 | Gaseous fuel supply system, control device and engine |
JP6023900B2 (en) * | 2014-01-10 | 2016-11-09 | 川崎重工業株式会社 | Fuel gas supply device for gas engine |
JP6455085B2 (en) * | 2014-11-04 | 2019-01-23 | 株式会社Ihi | Uniflow scavenging 2-cycle engine |
DE102015226181A1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Valve for metering a fluid |
-
2019
- 2019-06-14 DK DKPA201970373A patent/DK180386B1/en active IP Right Grant
-
2020
- 2020-06-11 CN CN202311035512.7A patent/CN117090710A/en active Pending
- 2020-06-11 CN CN202010530839.1A patent/CN112081687B/en active Active
- 2020-06-12 JP JP2020102462A patent/JP6946519B2/en active Active
- 2020-06-12 KR KR1020200071353A patent/KR102285087B1/en active IP Right Grant
-
2021
- 2021-06-18 JP JP2021101575A patent/JP2021181783A/en active Pending
- 2021-07-08 KR KR1020210089605A patent/KR20210090135A/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5825633U (en) * | 1981-08-13 | 1983-02-18 | 日産自動車株式会社 | Electronically controlled fuel injection device |
JPH07259688A (en) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Hino Motors Ltd | Fuel injection device for directly injecting type diesel engine |
JP2004225673A (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Denso Corp | Pressure accumulation type fuel injection system |
JP2012154188A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Ihi Corp | 2-cycle engine |
KR20150020663A (en) * | 2012-10-19 | 2015-02-26 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Fuel gas injection valve, dual-fuel gas engine, and fuel gas injection method |
KR20160060750A (en) * | 2013-12-26 | 2016-05-30 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Gas fuel supply system and method for detecting abnormality of gas fuel supply system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114592966A (en) * | 2022-05-11 | 2022-06-07 | 四川迅联达智能科技有限公司 | All-air scavenging engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6946519B2 (en) | 2021-10-06 |
JP2021181783A (en) | 2021-11-25 |
CN112081687B (en) | 2023-09-05 |
CN112081687A (en) | 2020-12-15 |
JP2020204326A (en) | 2020-12-24 |
KR20210090135A (en) | 2021-07-19 |
DK180386B1 (en) | 2021-02-24 |
CN117090710A (en) | 2023-11-21 |
KR102285087B1 (en) | 2021-08-04 |
DK201970373A1 (en) | 2021-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5705765B2 (en) | Gas engine control apparatus and method | |
KR102206923B1 (en) | Ending operation of dual fuel engine in gaseous fuel mode | |
US9689365B2 (en) | Internal combustion engine with starting air system | |
US20140238353A1 (en) | Apparatus and Method for Detecting Leakage of Liquid Fuel into Gas Fuel Rail | |
EP2740918B1 (en) | Method and control system for a dual fuel engine | |
DK3015679T3 (en) | Cylinder for a piston combustion engine, piston combustion engine and method for operating a piston combustion engine | |
KR102285087B1 (en) | Internal combustion engine | |
DK3015699T3 (en) | Gas supply system with a control system and cylinder for a piston combustion engine, piston combustion engine and method of operation of a piston combustion engine | |
US10288003B1 (en) | System and method of valve wear detection | |
EP2706214A1 (en) | Gas valve operation in dual fuel internal combustion engine | |
EP3394411B1 (en) | Method for operating piston engine and piston engine | |
DK180809B1 (en) | Internal combustion engine | |
JP6872871B2 (en) | Gas supply system and cylinder liner for reciprocating piston internal combustion engine, reciprocating piston internal combustion engine, and operating method of reciprocating piston internal combustion engine | |
EP3279453B1 (en) | Method for testing an ignition device of an internal combustion engine | |
WO2021110229A1 (en) | Internal combustion engine | |
KR20210008317A (en) | Internal combustion engine | |
DK201970744A1 (en) | Internal combustion engine | |
US20240084744A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine, and internal combustion engine | |
WO2007126022A1 (en) | Gas fuel internal combustion engine | |
KR20210008298A (en) | Internal combustion engine |
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 |