KR20220013430A - Internal combustion engine - Google Patents

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KR20220013430A
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요한 휠트
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만 에너지 솔루션즈, 필리알 아프 만 에너지 솔루션즈 에스이, 티스크란드
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Abstract

Disclosed is a two-stroke uniflow scavenging type crosshead internal combustion engine. The engine comprises at least one cylinder, a cylinder cover, a piston, a fuel gas supply system, and a scavenging air system. The cylinder has a cylinder wall. The cylinder cover is disposed on top of the cylinder and has an exhaust valve. The fuel gas supply system includes a fuel gas valve configured to inject fuel gas into the cylinder during a compression stroke so as to enable the fuel gas to be mixed with scavenging air. The engine further includes a pre-chamber and a pilot fuel supply system. The pilot fuel supply system includes a pilot fuel valve configured to inject a pilot fuel gas into the pre-chamber during a compression stroke so as to enable the pilot fuel gas to be compressed before being ignited, and an ignition element is configured to ignite the pilot fuel gas in the pre-chamber. According to the present invention, the safety of the internal combustion engine can be enhanced.

Description

내연 엔진 {INTERNAL COMBUSTION ENGINE}internal combustion engine {INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연 엔진 및 프리-챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a two-stroke uniflow scavenging crosshead internal combustion engine and a pre-chamber.

2-행정 내연 엔진은 컨테이너선, 벌크선, 및 유조선과 같은 선박에서 추진 엔진으로서 사용된다. 내연 엔진으로부터 원치 않는 배기가스를 감소시키는 것이 점차 중요해지고 있다.Two-stroke internal combustion engines are used as propulsion engines in ships such as container ships, bulk carriers, and oil tankers. It is becoming increasingly important to reduce unwanted exhaust gases from internal combustion engines.

원치 않는 배기가스의 양을 감소시키기 위한 하나의 유효한 방법은 연료유 예컨대 중유(HFO)에서 연료가스로의 전환이다. 연료가스는 압축 행정의 끝에서 실린더 내로 분사될 수 있고, 여기서 압축시 실린더 내의 가스가 도달하는 고온에 의해 또는 파일럿 연료의 점화에 의해 즉각적으로 점화될 수 있다. 그렇지만, 압축 행정의 끝에서 실린더 내로 연료가스를 분사하는 것은, 실린더 내의 고압을 극복할 수 있도록 분사 이전에 연료가스를 압축시키기 위한 고압 가스 압축기를 필요로 한다.One effective way to reduce the amount of unwanted exhaust gases is the conversion of fuel oils such as heavy fuel oil (HFO) to fuel gas. The fuel gas may be injected into the cylinder at the end of the compression stroke, where it may be ignited immediately by the high temperature the gas in the cylinder reaches during compression or by ignition of the pilot fuel. However, injecting fuel gas into the cylinder at the end of the compression stroke requires a high-pressure gas compressor to compress the fuel gas prior to injection to overcome the high pressure in the cylinder.

그러나 고압 가스 압축기는 제작 및 유지하기에 비용이 많이 들고 복잡하다. 고압 압축기의 사용을 회피하기 위한 하나의 방법은, 실린더 내의 압력이 상당히 낮은 압축 행정의 시작점에서 연료가스를 분사하도록 엔진을 구성하는 것이다.However, high pressure gas compressors are expensive and complex to manufacture and maintain. One way to avoid the use of a high pressure compressor is to configure the engine to inject fuel gas at the beginning of the compression stroke where the pressure in the cylinder is significantly lower.

특허문헌 WO 2013/007863호에는 그러한 엔진이 개시되어 있다. 연료가스의 적절한 점화를 보장하기 위해 파일럿 점화 프리-챔버가 실린더 커버 내에 제공된다. 소정량의 파일럿 연료유가 파일럿 점화 프리-챔버 내로 분사되고, 그 후 파일럿 점화 프리-챔버 내의 온도 및 압력으로 인해 자가-점화된다. 이는 실린더의 메인 챔버 내의 연료가스를 점화시키는 불꽃을 야기시킨다.Patent document WO 2013/007863 discloses such an engine. A pilot ignition pre-chamber is provided in the cylinder cover to ensure proper ignition of the fuel gas. A predetermined amount of pilot fuel oil is injected into the pilot ignition pre-chamber, and then self-ignitions due to the temperature and pressure in the pilot ignition pre-chamber. This causes a spark that ignites the fuel gas in the main chamber of the cylinder.

그렇지만 소정량의 파일럿 연료유를 점화시키는 것은 원치 않는 배기가스의 양을 증가시키게 하고 엔진을 더욱 복잡하게 만드는 전용의 연료유 공급 시스템을 필요하게 한다. 나아가서, 연료가스 공급 시스템 및 연료유 공급 시스템 모두를 갖는 이중 연료 엔진의 경우, 엔진이 연료유 공급 시스템 없이는 기능할 수 없다면, 2개의 연료 시스템을 가지는 추가적인 신뢰성이 부분적으로 손실된다.However, igniting a certain amount of pilot fuel oil increases the amount of unwanted exhaust gases and requires a dedicated fuel oil supply system which further complicates the engine. Furthermore, in the case of a dual fuel engine having both a fuel gas supply system and a fuel oil supply system, the additional reliability of having two fuel systems is partially lost if the engine cannot function without the fuel oil supply system.

따라서 개선된 2-행정 내연 엔진을 제공하는 것에 여전히 문제가 남아 있다.Accordingly, there remains a problem in providing an improved two-stroke internal combustion engine.

제1 측면에 따르면, 본 발명은, 적어도 하나의 실린더, 실린더 커버, 피스톤, 연료가스 공급 시스템, 및 소기공기 시스템을 포함하는 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진에 관한 것으로서, 실린더는 실린더 벽을 가지며, 실린더 커버는 실린더의 상부에 배열되고 배기 밸브를 가지며, 피스톤은 하사점과 상사점 사이에서 중심 축선을 따라 실린더 내에 이동 가능하게 배열되며, 소기공기 시스템은 실린더의 하부에 배열되는 소기공기 유입구를 가지며, 연료가스 공급 시스템은 실린더 벽에 적어도 부분적으로 배열되고 압축 행정 동안에 실린더 내로 연료가스를 분사하도록 구성되어 연료가스가 소기공기와 혼합될 수 있도록 하고 점화 전에 소기공기 및 연료가스의 혼합물이 압축되도록 허용하는 연료가스 밸브를 포함하며, 여기서 엔진은 프리-챔버 및 파일럿 연료 공급 시스템을 더 포함하며, 프리-챔버는 제1 개구부를 통하여 실린더 내로 개방되고 점화 요소를 포함하며, 파일럿 연료 공급 시스템은 압축 행정 동안에 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성되어 프리-챔버 내측에서 연소가능한 혼합물을 형성하기 위해 파일럿 연료가스가 점화 전에 공기와 혼합되고 압축될 수 있도록 하며, 점화 요소는 프리-챔버 내에서 파일럿 연료가스를 점화시키도록 구성된다.According to a first aspect, the present invention relates to a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine comprising at least one cylinder, a cylinder cover, a piston, a fuel gas supply system, and a scavenging air system, wherein the cylinder comprises a cylinder a wall, the cylinder cover arranged at the top of the cylinder and having an exhaust valve, the piston being movably arranged in the cylinder between bottom dead center and top dead center along a central axis, and a scavenging air system arranged at the bottom of the cylinder. having an air inlet, wherein the fuel gas supply system is arranged at least partially in the cylinder wall and configured to inject fuel gas into the cylinder during a compression stroke such that the fuel gas is mixed with the scavenge air and prior to ignition the mixture of the scavenge air and the fuel gas and a fuel gas valve allowing the gas to be compressed, wherein the engine further comprises a pre-chamber and a pilot fuel supply system, the pre-chamber opening into the cylinder through the first opening and including an ignition element, the pilot fuel supply The system is configured to inject pilot fuel gas into the pre-chamber during a compression stroke such that the pilot fuel gas is mixed with air and compressed prior to ignition to form a combustible mixture inside the pre-chamber, the ignition element being configured to ignite the pilot fuel gas within the chamber.

따라서, 파일럿 연료로서 연료가스를 사용함으로써, 연료유의 연소로 초래되는 임의의 원치 않는 배기가스가 회피될 수 있다. 나아가서, 엔진은 보다 적은 연료 공급 시스템으로 설계될 수 있거나, 엔진이 이중연료 엔진이라면 연료가스만에 의해 작동할 수 있는 보다 신뢰성 있는 엔진이 제공된다.Therefore, by using the fuel gas as the pilot fuel, any unwanted exhaust gas resulting from the combustion of the fuel oil can be avoided. Furthermore, the engine can be designed with less fuel supply system, or if the engine is a dual fuel engine, a more reliable engine is provided that can run on fuel gas only.

바람직하게 내연 엔진은, 실린더 당 적어도 400kW의 동력을 가지는, 해양 선박을 추진하기 위한 유니플로 소기 방식의 대형 저속 터보차지식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진이다. 내연 엔진은, 이 내연 엔진에 의해 발생된 배기가스에 의해 구동되고 소기공기를 압축시키도록 구성되는 터보차저를 포함한다. 내연 엔진은 연료가스로 구동되는 오토 사이클 모드와, 대체연료 예컨대 중유나 마린 디젤 오일로 구동되는 디젤 사이클 모드를 갖는 이중-연료 엔진일 수 있다. 그러한 이중-연료 엔진은 대체연료를 분사하기 위하여 전용의 연료 공급 시스템을 갖는다. 압축 동안에, 실린더로부터의 공기나 실린더 내에서 형성된 공기 및 연료가스의 혼합물은 프리-챔버 내로 유동할 것이며 파일럿 연료가스와 혼합될 것이다.Preferably the internal combustion engine is a uniflow scavenging, large, low-speed turbocharged, two-stroke crosshead internal combustion engine for propulsion of marine vessels with a power of at least 400 kW per cylinder. An internal combustion engine includes a turbocharger that is driven by exhaust gases generated by the internal combustion engine and is configured to compress scavenging air. The internal combustion engine may be a dual-fuel engine having an auto cycle mode driven by fuel gas and a diesel cycle mode driven by an alternative fuel such as heavy oil or marine diesel oil. Such dual-fuel engines have a dedicated fuel supply system for injecting alternative fuels. During compression, the air from the cylinder or the mixture of air and fuel gas formed in the cylinder will flow into the pre-chamber and mix with the pilot fuel gas.

점화 요소는 스파크 플러그, 코로나/플라즈마 점화기, 마이크로파 점화기, 예열 플러그, 레이저 점화기, 또는 제트 토치일 수 있다.The ignition element may be a spark plug, corona/plasma igniter, microwave igniter, glow plug, laser igniter, or jet torch.

바람직하게 내연 엔진은 예컨대 4 내지 14개 사이의 복수의 실린더를 포함한다. 내연 엔진은 복수의 실린더 각각에 대하여 실린더 커버, 배기 밸브, 피스톤, 연료가스 밸브, 및 소기공기 유입구를 더 포함한다.Preferably the internal combustion engine comprises a plurality of cylinders, for example between 4 and 14. The internal combustion engine further includes a cylinder cover, an exhaust valve, a piston, a fuel gas valve, and a scavenging air inlet for each of the plurality of cylinders.

바람직하게 연료가스 공급 시스템은 음속 조건, 즉 음속과 동일한 속도, 즉 일정한 속도 하에서 하나 이상의 연료가스 밸브를 경유하여 연료가스를 분사하도록 구성된다. 음속 조건은 노즐 스로트(최소 단면적)의 압력 강하 비율이 대략 2보다 클 때 달성될 수 있다.Preferably, the fuel gas supply system is configured to inject fuel gas via one or more fuel gas valves under sonic conditions, ie a speed equal to the speed of sound, ie a constant velocity. The sonic condition can be achieved when the pressure drop ratio in the nozzle throat (minimum cross-sectional area) is greater than approximately two.

따라서, 파일럿 연료 공급 시스템은 음속 조건 하에서 프리-챔버 내로 파일럿 연료 밸브를 경유하여 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성될 수도 있다.Accordingly, the pilot fuel supply system may be configured to inject pilot fuel gas via the pilot fuel valve into the pre-chamber under sonic conditions.

하나 이상의 연료가스 밸브는 상사점과 하사점 사이에서, 바람직하게는 소기공기 유입구 위쪽의 위치에서, 실린더 벽 내에 적어도 부분적으로 배열된다. 하나 이상의 연료가스 밸브는 실린더 내로 연료가스를 분사하기 위하여 실린더 벽 내에 배열되는 노즐을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서 점화 요소는 작동시 거의 순간적인 최대 에너지 방출을 생성하도록 구성된다.The one or more fuel gas valves are arranged at least partially in the cylinder wall between top dead center and bottom dead center, preferably at a position above the scavenging air inlet. The one or more fuel gas valves may include a nozzle arranged in the cylinder wall for injecting fuel gas into the cylinder. In some embodiments the ignition element is configured to produce an almost instantaneous maximum energy release upon actuation.

이것은 점화 타이밍을 더욱 잘 제어할 수 있도록 한다. 작동시 거의 순간적인 에너지 방출을 생성할 수 있는 점화 요소의 예로서는 스파크 플러그, 코로나/플라즈마 점화기, 마이크로파 점화기, 레이저 점화기, 또는 제트 토치가 있다.This allows for better control of the ignition timing. Examples of ignition elements capable of producing a near-instantaneous release of energy in operation are spark plugs, corona/plasma igniters, microwave igniters, laser igniters, or jet torches.

몇몇 실시형태에 있어서, 하나 이상의 연료가스 밸브는 하사점으로부터 0도 내지 160도에서, 또는 하사점으로부터 0도 내지 130도에서, 또는 하사점으로부터 0도 내지 90도에서 압축 행정 동안에 실린더 내로 연료가스를 분사하도록 구성된다.In some embodiments, the one or more fuel gas valves direct fuel gas into the cylinder during a compression stroke between 0 degrees and 160 degrees from bottom dead center, or between 0 degrees and 130 degrees from bottom dead center, or between 0 degrees and 90 degrees from bottom dead center. is configured to spray.

연료가스의 예로서는 액화천연가스(LNG), 메탄, 에탄, 및 액화석유가스(LPG)가 있다.Examples of fuel gas include liquefied natural gas (LNG), methane, ethane, and liquefied petroleum gas (LPG).

몇몇 실시형태에 있어서, 연료가스 공급 시스템 및 파일럿 연료 공급 시스템은 동일한 연료가스를 제공한다.In some embodiments, the fuel gas supply system and the pilot fuel supply system provide the same fuel gas.

몇몇 실시형태에 있어서, 엔진은 제2 프리-챔버를 더 포함하며, 제2 프리-챔버는 제2 개구부를 통하여 실린더 내로 개방되고 점화 요소를 포함하며, 파일럿 연료 공급 시스템은 압축 행정 동안에 제2 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성되어 파일럿 연료가스가 점화 전에 압축될 수 있도록 하며, 점화 요소는 프리-챔버 내에서 파일럿 연료가스를 점화시키도록 구성된다.In some embodiments, the engine further comprises a second pre-chamber, the second pre-chamber opening through the second opening into the cylinder and including an ignition element, and wherein the pilot fuel supply system is configured to perform a second pre-chamber during the compression stroke. - configured to inject the pilot fuel gas into the chamber such that the pilot fuel gas can be compressed prior to ignition, and the ignition element is configured to ignite the pilot fuel gas in the pre-chamber.

2개의 프리-챔버는 동일할 수 있다. 2개의 프리-챔버는 서로 반대로 배열될 수 있다.The two pre-chambers may be identical. The two pre-chambers can be arranged opposite to each other.

엔진은 더 많은 프리-챔버, 예컨대 실린더 당 적어도 3개 또는 4개의 프리-챔버를 구비할 수 있다.The engine may have more pre-chambers, such as at least three or four pre-chambers per cylinder.

몇몇 실시형태에 있어서, 파일럿 연료 밸브는 하사점으로부터 0도 내지 160도에서, 또는 하사점으로부터 0도 내지 130도에서, 또는 하사점으로부터 0도 내지 90도에서 압축 행정 동안에 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성된다.In some embodiments, the pilot fuel valve moves pilot fuel into the pre-chamber during the compression stroke at 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. configured to inject gas.

몇몇 실시형태에 있어서, 파일럿 연료 밸브는 파일럿 연료 분사기간 동안 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성되며, 여기서 점화 요소는 파일럿 연료 분사기간의 종료 이후에 프리-챔버 내의 파일럿 연료가스를 점화시키도록 구성된다.In some embodiments, the pilot fuel valve is configured to inject pilot fuel gas during the pilot fuel injection period, wherein the ignition element is configured to ignite the pilot fuel gas in the pre-chamber after the end of the pilot fuel injection period.

따라서, 파일럿 연료가스가 점화 전에 프리-챔버 내에 머물러 있는 것을 허용함으로써 충전 공기와의 적절한 혼합이 성취될 수 있다. 실린더의 메인 챔버로부터의 충전 공기 및 연료가스는 점화 요소가 점화되기 전에 프리-챔버에 들어갈 수 있다. 이것은, 연소가능한 혼합물에 여전히 도달할 수 있게 하면서, 분사될 파일럿 연료가스의 양을 감소시킬 수 있게 한다.Accordingly, proper mixing with the charge air can be achieved by allowing the pilot fuel gas to remain in the pre-chamber prior to ignition. Charge air and fuel gas from the main chamber of the cylinder may enter the pre-chamber before the ignition element is ignited. This makes it possible to reduce the amount of pilot fuel gas to be injected, while still allowing a combustible mixture to be reached.

몇몇 실시형태에 있어서, 프리-챔버는 프리-챔버 내의 소기공기 및 파일럿 연료가스의 혼합물의 공기-연료 당량비(λ)가 점화시에 λ=1.6, λ=1.5, λ=1.4, 또는 λ=1.3 이하이다.In some embodiments, the pre-chamber is configured such that the air-fuel equivalence ratio (λ) of the mixture of scavenge air and pilot fuel gas in the pre-chamber upon ignition is λ=1.6, λ=1.5, λ=1.4, or λ=1.3 is below.

이것은 분사되는 파일럿 연료가스의 양을 제어함으로써 그리고 원하는 양의 연료가스가 프리-챔버 내에 머물도록 프리-챔버 및 제1 개구부의 형상을 설계함으로써 수행될 수 있다.This can be done by controlling the amount of pilot fuel gas injected and by designing the shape of the pre-chamber and the first opening so that a desired amount of fuel gas stays in the pre-chamber.

몇몇 실시형태에 있어서, m2으로 측정된 실린더로의 프리-챔버의 개구부의 단면적과 m3으로 측정된 프리-챔버의 체적과의 사이의 비는 0.5 내지 1.2 m-1 사이에 있다.In some embodiments, the ratio between the cross-sectional area of the opening of the pre-chamber into the cylinder measured in m 2 and the volume of the pre-chamber measured in m 3 is between 0.5 and 1.2 m −1 .

따라서, 점화되기 전에 너무 많은 파일럿 연료가스가 프리-챔버를 빠져 나가지 않도록 보장할 수 있다.Accordingly, it can be ensured that too much pilot fuel gas does not exit the pre-chamber before being ignited.

일례로서, 프리-챔버가 제1 개구부만을 포함하고 제1 개구부의 면적이 60㎟이고, 프리-챔버의 체적이 0.1 리터라면, 비는 0.6m-1 이 된다.As an example, if the pre-chamber includes only the first opening and the area of the first opening is 60 mm 2 , and the volume of the pre-chamber is 0.1 liters, the ratio becomes 0.6 m −1 .

몇몇 실시형태에 있어서, 엔진은 실린더 내의 소기공기 및 연료가스의 혼합물의 λ가 λ=2.0 이상인 것을 보장하도록 구성된다.In some embodiments, the engine is configured to ensure that λ of the mixture of scavenge air and fuel gas in the cylinder is λ=2.0 or greater.

몇몇 실시형태에 있어서, 프리-챔버는 제2 점화 요소를 더 포함한다.In some embodiments, the pre-chamber further comprises a second ignition element.

제2 점화 요소를 갖춘 프리-챔버를 제공함으로써, 점화 요소 중 하나가 고장나는 경우에도 엔진이 작동할 수 있으므로 보다 신뢰성 있는 엔진이 제공된다.By providing a pre-chamber with a second ignition element, a more reliable engine is provided as the engine can operate even if one of the ignition elements fails.

몇몇 실시형태에 있어서, 프리-챔버는 실린더 벽 내에 적어도 부분적으로 배열되고 제1 개구부는 실린더 벽 내에 형성된다.In some embodiments, the pre-chamber is arranged at least partially in the cylinder wall and the first opening is formed in the cylinder wall.

몇몇 실시형태에 있어서, 엔진은 프리-챔버를 냉각시키기 위한 프리-챔버 냉각 시스템을 더 포함하며, 프리-챔버 냉각 시스템은 프리-챔버로부터 열을 추출하기 위하여 프리-챔버에 근접해 있는 냉각 채널을 포함하며, 프리-챔버 냉각 시스템은 냉각 채널을 통하여 냉각 유체를 순환시키도록 구성된다.In some embodiments, the engine further comprises a pre-chamber cooling system for cooling the pre-chamber, the pre-chamber cooling system comprising a cooling channel proximate the pre-chamber for extracting heat from the pre-chamber and the pre-chamber cooling system is configured to circulate a cooling fluid through the cooling channel.

실린더 벽 내에 프리-챔버를 배열하는 것은 프리-챔버 냉각 시스템을 위한 더 많은 공간을 제공한다. 이것은, 배기 밸브 폐쇄 타이밍, 엔진 속도, 엔진 부하 등과 같은 다른 엔진 파라미터의 영향을 덜 받으면서 프리-챔버의 온도를 보다 정확하게 제어할 수 있게 한다. 프리-챔버의 온도를 보다 정밀하게 제어하면 실화 위험을 감소시킬 수 있으므로, 예컨대 액화천연가스(LNG), 메탄, 에탄 및 액화석유가스(LPG)와 같은 연료가스처럼 보다 점화하기 어려운 파일럿 연료를 사용하는 것을 더욱 적합하게 한다. Arranging the pre-chamber within the cylinder wall provides more space for the pre-chamber cooling system. This makes it possible to more accurately control the temperature of the pre-chamber while being less influenced by other engine parameters such as exhaust valve closing timing, engine speed, engine load, and the like. Precise control of the temperature of the pre-chamber can reduce the risk of misfire, so use pilot fuels that are more difficult to ignite, such as fuel gases such as liquefied natural gas (LNG), methane, ethane and liquefied petroleum gas (LPG). make it more suitable for

몇몇 실시형태에 있어서, 프리-챔버 냉각 시스템은 냉각 유체의 유동 및/또는 냉각 유체의 입구 온도를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함한다.In some embodiments, the pre-chamber cooling system further comprises a control unit configured to control the flow of the cooling fluid and/or the inlet temperature of the cooling fluid.

몇몇 실시형태에 있어서, 제어 유닛은 엔진 부하, 엔진 속도 및/또는 소기공기와 연료가스의 혼합물의 공기-연료 당량비(λ)에 따라, 냉각 유체의 유동 및/또는 냉각 유체의 입구 온도를 제어하도록 구성된다.In some embodiments, the control unit is configured to control the flow of the cooling fluid and/or the inlet temperature of the cooling fluid according to the engine load, the engine speed and/or the air-fuel equivalence ratio (λ) of the mixture of scavenged air and fuel gas. is composed

몇몇 실시형태에 있어서, 실린더는 베이스 부재와 프리-챔버 부재를 가지며, 프리-챔버 부재는 베이스 부재의 상부에 배열되고 실린더 커버는 프리-챔버 부재의 상부에 배열되며, 여기서 프리-챔버는 프리-챔버 부재의 실린더 벽 내에 적어도 부분적으로 배열되며, 프리-챔버는 프리-챔버 부재의 실린더 벽 내에 형성되는 개구부를 통하여 실린더 내로 개방된다.In some embodiments, the cylinder has a base member and a pre-chamber member, wherein the pre-chamber member is arranged on top of the base member and the cylinder cover is arranged on top of the pre-chamber member, wherein the pre-chamber is a pre-chamber member arranged at least partially within a cylinder wall of the chamber member, the pre-chamber opening into the cylinder through an opening formed in the cylinder wall of the pre-chamber member.

이것은 예컨대 적절한 재료를 선택함으로써 프리-챔버 부재가 프리-챔버 내의 고온 및 고압을 취급하도록 특별히 설계되는 것을 허용한다. 이것은 또한 프리-챔버에 대한 유지보수를 더욱 쉽게 수행할 수 있도록 한다.This allows the pre-chamber member to be specifically designed to handle the high temperatures and high pressures in the pre-chamber, for example by selecting the appropriate material. This also makes it easier to perform maintenance on the pre-chamber.

프리-챔버 부재는 실린더의 베이스 부재와 함께 볼트 결합될 수 있다. 대안적으로, 프리-챔버 부재는 실린더의 베이스 부재와 함께 용접될 수 있다.The pre-chamber member may be bolted together with the base member of the cylinder. Alternatively, the pre-chamber member may be welded together with the base member of the cylinder.

몇몇 실시형태에 있어서, 실린더의 프리-챔버 부재는 실린더의 베이스 부재와는 상이한 재료로 만들어진다.In some embodiments, the pre-chamber member of the cylinder is made of a different material than the base member of the cylinder.

몇몇 실시형태에 있어서, 프리-챔버는 실린더 커버 내에 적어도 부분적으로 배열되고 제1 개구부는 실린더 커버 내에 형성된다.In some embodiments, the pre-chamber is arranged at least partially in the cylinder cover and the first opening is formed in the cylinder cover.

몇몇 실시형태에 있어서, 엔진은 연료가스로 구동되는 오토 사이클 모드와 대체연료로 구동되는 디젤 사이클 모드를 갖는 이중-연료 엔진이며, 엔진은 대체연료를 분사하기 위한 전용의 대체연료 공급 시스템을 더 포함하며, 대체연료 공급 시스템은 실린더 커버에 배열되는 하나 이상의 연료 분사기를 포함하며, 여기서 엔진은, 디젤 사이클 모드에 있을 때, 하나 이상의 연료 분사기를 사용하여 고압 하에서 압축 행정의 끝에서 대체연료를 분사하도록 구성되며, 여기서 엔진은, 디젤 사이클 모드에 있을 때, 프리-챔버를 청소하기 위한 청소 동작을 반복적으로 수행하도록 구성된다.In some embodiments, the engine is a dual-fuel engine having an auto cycle mode powered by fuel gas and a diesel cycle mode driven by an alternative fuel, the engine further comprising a dedicated alternative fuel supply system for injecting the alternative fuel wherein the alternative fuel supply system comprises one or more fuel injectors arranged on the cylinder cover, wherein the engine, when in diesel cycle mode, injects the alternative fuel at the end of the compression stroke under high pressure using the one or more fuel injectors. and wherein the engine is configured to repeatedly perform a cleaning operation for cleaning the pre-chamber when in a diesel cycle mode.

따라서, 프리-챔버는 대체연료의 연소로부터 초래되는 연소 부산물로부터 보호될 수 있다. 이것은 엔진이 디젤 사이클 모드에서 오랜 기간이 지난 후에도 오토 사이클 모드로 되돌아가는 것을 신뢰성 있게 전환할 수 있도록 한다.Thus, the pre-chamber can be protected from combustion by-products resulting from the combustion of the alternative fuel. This allows the engine to reliably switch back to auto cycle mode after a long period of time in diesel cycle mode.

대체연료는 중유 또는 마린 디젤 오일일 수 있다. 엔진은 각각의 엔진 사이클에서 청소 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 청소 동작은 더 낮은 빈도(frequency)로, 예컨대 두 번째 엔진 사이클마다, 다섯 번째 엔진 사이클마다, 또는 매일 한 번 수행될 수 있다. 청소 동작 빈도는 엔진 부하 및/또는 하나 이상의 센서에 의해 기록되는 센서 데이터와 같은 엔진 파라미터 설정에 기초하여 결정될 수 있다. 청소 동작은 엔진 사이클 중 언제라도 일어날 수 있다.The alternative fuel may be heavy oil or marine diesel oil. The engine may be configured to perform a cleaning operation at each engine cycle. Alternatively, the cleaning operation may be performed at a lower frequency, such as every second engine cycle, every fifth engine cycle, or once daily. The frequency of cleaning operations may be determined based on engine load and/or engine parameter settings such as sensor data recorded by one or more sensors. The cleaning operation may occur at any time during the engine cycle.

몇몇 실시형태에 있어서, 청소 동작은, 프리-챔버 내에 퇴적된 연소 부산물을 제거하고/하거나 연소 부산물이 프리-챔버 내에 퇴적되는 것을 방지하도록 구성된다.In some embodiments, the cleaning operation is configured to remove combustion by-products deposited within the pre-chamber and/or to prevent combustion by-products from depositing within the pre-chamber.

몇몇 실시형태에 있어서, 청소 동작은 파일럿 연료 밸브를 이용하여 제1 유체를 분사하는 것을 포함한다.In some embodiments, the cleaning operation includes injecting the first fluid using a pilot fuel valve.

몇몇 실시형태에 있어서, 제1 유체는 연료가스, 대기 공기 및/또는 불활성 가스이다.In some embodiments, the first fluid is a fuel gas, atmospheric air, and/or an inert gas.

몇몇 실시형태에 있어서, 제1 유체는 대기 공기 또는 불활성 가스이고 여기서 제1 유체는 프리-챔버를 플러싱하기 위하여 사용된다.In some embodiments, the first fluid is atmospheric air or an inert gas wherein the first fluid is used to flush the pre-chamber.

따라서, 프리-챔버를 플러싱함으로써 프리-챔버를 청소하는 간단한 방법이 제공된다.Accordingly, a simple method of cleaning the pre-chamber by flushing the pre-chamber is provided.

플러싱은 실린더 내부의 압력이 낮을 때, 예컨대 압축 행정의 시작에서 수행될 수 있다. 분사는 배기 밸브가 폐쇄되기 전이나 배기 밸브가 폐쇄된 후에 일어날 수 있다.Flushing can be performed when the pressure inside the cylinder is low, for example at the beginning of the compression stroke. Injection may occur before the exhaust valve is closed or after the exhaust valve is closed.

몇몇 실시형태에 있어서, 제1 유체는 연료가스이고 여기서 점화 요소는 청소 동작의 일부로서 연료가스를 점화시키도록 구성된다.In some embodiments, the first fluid is a fuel gas wherein the ignition element is configured to ignite the fuel gas as part of a cleaning operation.

따라서, 프리-챔버 내에서의 대체연료의 연소로부터 초래되는 원치 않는 부산물은 소각되어 버릴 수 있다.Accordingly, unwanted by-products resulting from the combustion of alternative fuels in the pre-chamber may be incinerated.

몇몇 실시형태에 있어서, 엔진은, 디젤 사이클 모드에 있을 때, 프리-챔버를 청소하기 위하여 제1 빈도를 갖는 제1 유형의 청소 동작 및 제2 빈도를 갖는 제2 유형의 청소 동작을 반복적으로 수행하도록 구성되며, 여기서 제2 빈도는 제1 빈도보다 낮다.In some embodiments, the engine, when in the diesel cycle mode, repeatedly performs a first type of cleaning operation having a first frequency and a second type of cleaning operation having a second frequency to clean the pre-chamber and wherein the second frequency is lower than the first frequency.

몇몇 실시형태에 있어서, 제1 유형의 청소 동작은 파일럿 연료 밸브를 이용하여 제1 유체를 분사하는 것을 포함하고, 제1 유체는 대기 공기 또는 불활성 가스이며 여기서 제1 유체는 프리-챔버를 플러싱하기 위하여 사용되고 있으며, 여기서 제2 유형의 청소 동작은 파일럿 연료 밸브를 이용하여 연료가스를 분사하는 것을 포함하며 여기서 점화 요소는 제2 유형의 청소 동작의 일부로서 연료가스를 점화시키도록 구성된다.In some embodiments, the first type of cleaning action comprises injecting a first fluid using a pilot fuel valve, wherein the first fluid is atmospheric air or an inert gas, wherein the first fluid is configured to flush the pre-chamber. wherein the second type of cleaning operation comprises injecting fuel gas using a pilot fuel valve, wherein the ignition element is configured to ignite the fuel gas as part of the second type of cleaning operation.

따라서, 프리-챔버는 프리 챔버는 효과적으로 깨끗하게 유지될 수 있다. 낮은 빈도의 청소 동작의 일부로서 연료가스를 분사하는 것만으로, 엔진이 디젤 사이클 모드에 있을 때 대부분의 시간 동안 파일럿 연료 공급 시스템은 연료가스를 퍼징할 수 있어 안전성이 향상된다. 제2 빈도는 1시간에 한 번, 6시간에 한 번, 12시간에 한 번, 하루에 한 번, 이틀에 한 번, 또는 매주 한 번보다 적을 수 있다.Accordingly, the pre-chamber can be effectively kept clean. By only injecting fuel gas as part of a low frequency cleaning operation, the pilot fuel supply system can purge the fuel gas most of the time when the engine is in diesel cycle mode, improving safety. The second frequency may be less than once an hour, once every 6 hours, once every 12 hours, once a day, once every two days, or once a week.

제2 측면에 따르면, 본 발명은, 제1 측면과 관련하여 설명된 바와 같은 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진과 함께 사용되기 위한 프리-챔버에 관한 것으로서, 프리-챔버는 제1 개구부를 통하여 실린더 내로 개방되도록 구성되고, 프리-챔버는 점화 요소와 파일럿 연료 밸브를 포함하며, 파일럿 연료 밸브는 압축 행정 동안에 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성되어 파일럿 연료가스가 점화 전에 압축될 수 있도록 한다.According to a second aspect, the present invention relates to a pre-chamber for use with a uniflow scavenge two-stroke crosshead internal combustion engine as described in relation to the first aspect, wherein the pre-chamber has a first opening wherein the pre-chamber is configured to open into the cylinder through make it possible

본 발명의 상이한 측면은 위에서 그리고 아래에서 설명된 바와 같이 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진 및 프리-챔버를 포함하는 상이한 방식으로 구현될 수 있으며, 각각은 위에서 설명된 측면들 중 적어도 하나와 관련하여 설명 된 하나 이상의 이점 및 장점을 산출하고, 각각은 위에서 설명된 및/또는 종속청구항에 개시된 측면들 중 적어도 하나와 관련하여 설명된 바람직한 실시형태에 대응하는 하나 이상의 바람직한 실시형태를 갖는다. 나아가서, 여기에 설명되는 측면들 중 하나와 관련하여 설명된 실시형태는 또 다른 측면에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.Different aspects of the present invention may be implemented in different ways, including a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine and a pre-chamber as described above and below, each comprising at least one of the aspects described above It yields one or more advantages and advantages described in connection with, each having one or more preferred embodiments corresponding to preferred embodiments described in connection with at least one of the aspects described above and/or disclosed 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.

본 발명에 따르면, 파일럿 연료로서 연료가스를 사용함으로써, 연료유의 연소로 초래되는 임의의 원치 않는 배기가스가 회피될 수 있다. 나아가서, 엔진은 보다 적은 연료 공급 시스템으로 설계될 수 있거나, 엔진이 이중연료 엔진이라면 연료가스만에 의해 작동할 수 있는 보다 신뢰성 있는 엔진이 제공된다.According to the present invention, by using fuel gas as pilot fuel, any unwanted exhaust gases resulting from combustion of fuel oil can be avoided. Furthermore, the engine can be designed with less fuel supply system, or if the engine is a dual fuel engine, a more reliable engine is provided that can run on fuel gas only.

본 발명에 따르면, 파일럿 연료가스가 점화 전에 프리-챔버 내에 머물러 있는 것을 허용함으로써 충전 공기와의 적절한 혼합이 성취될 수 있다. 실린더의 메인 챔버로부터의 충전 공기 및 연료가스는 점화 요소가 점화되기 전에 프리-챔버에 들어갈 수 있다. 이것은, 연소가능한 혼합물에 여전히 도달할 수 있게 하면서, 분사될 파일럿 연료가스의 양을 감소시킬 수 있게 한다.According to the present invention, proper mixing with the charge air can be achieved by allowing the pilot fuel gas to remain in the pre-chamber prior to ignition. Charge air and fuel gas from the main chamber of the cylinder may enter the pre-chamber before the ignition element is ignited. This makes it possible to reduce the amount of pilot fuel gas to be injected, while still allowing a combustible mixture to be reached.

본 발명에 따르면, 점화되기 전에 너무 많은 파일럿 연료가스가 프리-챔버를 빠져 나가지 않도록 보장할 수 있다.According to the present invention, it can be ensured that too much pilot fuel gas does not exit the pre-chamber before being ignited.

본 발명에 따르면, 프리-챔버는 대체연료의 연소로부터 초래되는 연소 부산물로부터 보호될 수 있다. 이것은 엔진이 디젤 사이클 모드에서 오랜 기간이 지난 후에도 오토 사이클 모드로 되돌아가는 것을 신뢰성 있게 전환할 수 있도록 한다.According to the present invention, the pre-chamber can be protected from combustion by-products resulting from the combustion of alternative fuels. This allows the engine to reliably switch back to auto cycle mode after a long period of time in diesel cycle mode.

본 발명에 따르면, 프리-챔버를 플러싱함으로써 프리-챔버를 청소하는 간단한 방법이 제공된다.According to the present invention, a simple method for cleaning a pre-chamber by flushing the pre-chamber is provided.

본 발명에 따르면, 프리-챔버 내에서의 대체연료의 연소로부터 초래되는 원치 않는 부산물은 소각되어 버릴 수 있다.According to the present invention, unwanted by-products resulting from the combustion of alternative fuels in the pre-chamber can be incinerated.

본 발명에 따르면, 프리-챔버는 프리 챔버는 효과적으로 깨끗하게 유지될 수 있다. 낮은 빈도의 청소 동작의 일부로서 연료가스를 분사하는 것만으로, 엔진이 디젤 사이클 모드에 있을 때 대부분의 시간 동안 파일럿 연료 공급 시스템은 연료가스를 퍼징할 수 있어 안전성이 향상된다. 제2 빈도는 1시간에 한 번, 6시간에 한 번, 12시간에 한 번, 하루에 한 번, 이틀에 한 번, 또는 매주 한 번보다 적을 수 있다.According to the present invention, the pre-chamber can be effectively kept clean. By only injecting fuel gas as part of a low frequency cleaning operation, the pilot fuel supply system can purge the fuel gas most of the time when the engine is in diesel cycle mode, improving safety. The second frequency may be less than once an hour, once every 6 hours, once every 12 hours, once a day, once every two days, or once a week.

본 발명의 상기된 및/또는 추가적인 목적, 특징 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대한 다음의 예시적이고 비-제한적인 상세한 설명에 의해 더 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-행정 내연 엔진의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진의 일부 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진의 일부 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 프리-챔버를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진의 일부 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 프리-챔버를 도시하는 개략도이다.
The above and/or additional objects, features and advantages of the present invention will be further elucidated by the following illustrative and non-limiting detailed description of embodiments of the present invention, with reference to the accompanying drawings.
1 is a schematic cross-sectional view of a two-stroke internal combustion engine according to an embodiment of the present invention;
2 is a partial schematic cross-sectional view of a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial schematic cross-sectional view of a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating a pre-chamber according to an embodiment of the present invention;
5 is a partial schematic cross-sectional view of a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a pre-chamber according to an embodiment of the present invention;

다음의 설명에서는, 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 예시적으로 보여주는 첨부된 도면을 참조한다.DETAILED DESCRIPTION In the following description, reference is made to the accompanying drawings, which show by way of example how the present invention may be practiced.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 해양 선박을 추진하기 위한 유니플로 소기 방식의 대형 저속 터보차지식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진(100)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 엔진(100)은 소기공기 시스템(111), 배기가스 리시버(108), 연료가스 공급 시스템, 및 터보차저(109)를 포함한다. 엔진은 복수의 실린더(101)를 갖는다(단면도에는 단일의 실린더만이 도시되어 있음). 각각의 실린더(101)는 실린더 벽(115)을 가지며 실린더(101)의 하부에 배열되는 소기공기 유입구(102)를 포함한다. 엔진은 각각의 실린더에 대하여 실린더 커버(112) 및 피스톤(103)을 더 포함한다. 실린더 커버(112)는 실린더(101)의 상부에 배열되고 배기 밸브(104)를 갖는다. 피스톤(103)은 하사점과 상사점 사이에서 중심축선(113)을 따라 실린더 내에 이동 가능하게 배열되어 있다. 연료가스 공급 시스템은, 압축 행정 동안에 실린더(101) 내로 연료가스를 분사하도록 구성되어 연료가스가 소기공기와 혼합될 수 있도록 하고 소기공기 및 연료가스의 혼합물이 점화 전에 압축되는 것을 허용하는 하나 이상의 연료가스 밸브(105)를 포함한다. 엔진은 프리-챔버(114) 및 파일럿 연료 공급 시스템을 더 포함하며, 프리-챔버(114)는 제1 개구부를 통하여 실린더(101) 내로 개방되고 점화 요소(도시생략)를 포함한다. 파일럿 연료 공급 시스템은 파일럿 연료가스를 압축 행정 동안에 프리-챔버 내로 분사하여 파일럿 연료가스가 점화 전에 압축될 수 있도록 구성되는 파일럿 연료 밸브(도시생략)를 포함하며, 점화 요소는 파일럿 연료가스를 프리-챔버 내에서 점화시키도록 구성된다. 그런데, 본 실시형태에 있어서는 프리-챔버(114)가 실린더 벽(115) 내에 배열되어 있으며, 또 다른 실시형태에 있어서는 프리-챔버(114)가 실린더 커버(112) 내에 배열될 수도 있다. 소기공기 유입구(102)는 소기공기 시스템에 유체 연결되어 있다. 피스톤(103)은 가장 낮은 위치(하사점)에 있는 것으로 도시되어 있다. 피스톤(103)은 크랭크샤프트(도시되지 않음)에 연결된 피스톤 로드를 갖는다. 연료가스 밸브(105)는 압축 행정 동안에 연료가스를 실린더 내로 분사하도록 구성되어, 연료가스가 소기공기와 혼합될 수 있도록 하고 점화 전에 소기공기와 연료가스의 혼합물이 압축되는 것을 허용한다. 연료가스 밸브(105)는 실린더 커버(112)와 소기공기 유입구(102) 사이에서 실린더 벽에 적어도 부분적으로 배열되어, 예컨대 연료가스 밸브(105)의 연료가스 노즐이 실린더 벽에 배열될 수 있고 연료가스 밸브의 나머지 부분은 실린더의 외측에 배열될 수 있다. 연료가스 밸브는, 하사점으로부터 0도 내지 130도의 압축 행정의 시작에서, 즉 크랭크샤프트가 하사점에서의 배향으로부터 0도 내지 130도로 회전하였을 때, 실린더(101) 내로 연료가스를 분사하도록 구성된다. 바람직하게는, 연료가스 밸브(105)는, 연료가스가 소기공기 유입구(102)를 통해 배출되는 것을 방지하기 위해, 피스톤이 소기공기 유입구(102)를 지나서 이동하도록 크랭크샤프트 축이 하사점으로부터 몇 도 회전한 후 연료가스의 분사를 개시하도록 구성된다. 소기공기 시스템(111)은 소기공기 리시버(110) 및 공기 냉각기(106)를 포함한다.1 schematically shows a cross-sectional view of a uniflow scavenging large, low-speed turbocharged two-stroke crosshead internal combustion engine 100 for propulsion of a marine vessel, in accordance with an embodiment of the present invention. The engine 100 includes a scavenging air system 111 , an exhaust gas receiver 108 , a fuel gas supply system, and a turbocharger 109 . The engine has a plurality of cylinders 101 (only a single cylinder is shown in the cross-sectional view). Each cylinder 101 has a cylinder wall 115 and includes a scavenging air inlet 102 arranged at the bottom of the cylinder 101 . The engine further includes a cylinder cover 112 and a piston 103 for each cylinder. A cylinder cover 112 is arranged on top of the cylinder 101 and has an exhaust valve 104 . The piston 103 is arranged movably in the cylinder along a central axis 113 between bottom dead center and top dead center. The fuel gas supply system is configured to inject fuel gas into the cylinder 101 during a compression stroke such that the fuel gas is mixed with the scavenge air and the mixture of the scavenge air and the fuel gas is compressed prior to ignition. a gas valve 105 . The engine further includes a pre-chamber 114 and a pilot fuel supply system, the pre-chamber 114 opening into the cylinder 101 through a first opening and including an ignition element (not shown). The pilot fuel supply system includes a pilot fuel valve (not shown) configured to inject the pilot fuel gas into the pre-chamber during a compression stroke so that the pilot fuel gas can be compressed prior to ignition, and the ignition element injects the pilot fuel gas into the pre-chamber during a compression stroke. configured to ignite within the chamber. However, in this embodiment the pre-chamber 114 is arranged in the cylinder wall 115 , and in another embodiment the pre-chamber 114 may be arranged in the cylinder cover 112 . The scavenging air inlet 102 is fluidly connected to the scavenging air system. The piston 103 is shown in its lowest position (bottom dead center). The piston 103 has a piston rod connected to a crankshaft (not shown). The fuel gas valve 105 is configured to inject fuel gas into the cylinder during the compression stroke, allowing the fuel gas to mix with the scavenge air and allow the mixture of scavenge air and fuel gas to be compressed prior to ignition. The fuel gas valve 105 is arranged at least partially in the cylinder wall between the cylinder cover 112 and the scavenging air inlet 102 , such that for example a fuel gas nozzle of the fuel gas valve 105 can be arranged in the cylinder wall and the fuel The remaining part of the gas valve may be arranged outside the cylinder. The fuel gas valve is configured to inject fuel gas into the cylinder 101 at the beginning of a compression stroke of 0 degrees to 130 degrees from bottom dead center, ie when the crankshaft is rotated 0 degrees to 130 degrees from orientation at bottom dead center. . Preferably, the fuel gas valve 105 is configured such that the crankshaft shaft moves several times from bottom dead center so that the piston moves past the scavenge air inlet 102 to prevent fuel gas from escaping through the scavenge air inlet 102 . It is also configured to start injection of fuel gas after rotation. The scavenge air system 111 includes a scavenge air receiver 110 and an air cooler 106 .

엔진(100)은 바람직하게는, 연료가스로 구동되는 오토 사이클 모드와, 대체연료 예컨대 중유나 마린 디젤 오일로 구동되는 디젤 사이클 모드를 갖는 이중-연료 엔진이다. 이러한 이중-연료 엔진은 대체연료를 분사하기 위한 전용의 대체연료 공급 시스템을 갖는다. 따라서 선택적으로 엔진(100)은 대체연료 공급 시스템의 일부를 형성하는 실린더 커버(112) 내에 배열되는 하나 이상의 연료 분사기(116)를 더 포함한다. 엔진(100)이 대체연료로 구동될 때, 연료 분사기(116)는 고압인 압축 행정의 끝에서 예컨대 중유와 같은 대체연료를 분사하도록 구성된다.The engine 100 is preferably a dual-fuel engine having an auto cycle mode driven by fuel gas and a diesel cycle mode driven by an alternative fuel such as heavy oil or marine diesel oil. These dual-fuel engines have a dedicated alternative fuel supply system for injecting alternative fuels. Accordingly, optionally the engine 100 further comprises one or more fuel injectors 116 arranged within the cylinder cover 112 forming part of the alternative fuel supply system. When the engine 100 is driven on an alternative fuel, the fuel injector 116 is configured to inject an alternative fuel, eg, heavy oil, at the end of a high-pressure compression stroke.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진의 일부 개략 단면도를 도시한다. 실린더(101), 실린더 커버(112), 피스톤(103), 및 배기 밸브(104)가 도시되어 있다. 피스톤(103)은 상사점에 위치되어 있다. 실린더(101)는 제1 프리-챔버(114) 및 제2 프리-챔버(116)를 구비하는 실린더 벽(115)을 갖는다. 제1 및 제2 프리-챔버(114, 116)는 실린더 벽(115)에 형성된 개구부를 통해 실린더(101) 내로 개방되고, 프리-챔버(114, 116)는 실린더 내에서 소기공기와 연료가스의 혼합물을 점화시키도록 구성된다. 엔진은 제1 프리-챔버(114) 내에 배열되는 제1 파일럿 연료 밸브 및 제2 프리-챔버(116) 내에 배열되는 제2 파일럿 연료 밸브를 포함하는 파일럿 연료 공급 시스템을 더 포함하며, 제1 및 제2 파일럿 연료 밸브는 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성된다. 제1 및 제2 프리-챔버(114, 116)는 파일럿 연료가스를 점화시키도록 구성되는 점화 요소를 더 포함한다.2 shows a partial schematic cross-sectional view of a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. A cylinder 101 , a cylinder cover 112 , a piston 103 , and an exhaust valve 104 are shown. The piston 103 is located at top dead center. The cylinder 101 has a cylinder wall 115 having a first pre-chamber 114 and a second pre-chamber 116 . The first and second pre-chambers 114 and 116 are opened into the cylinder 101 through an opening formed in the cylinder wall 115, and the pre-chambers 114 and 116 are formed of scavenge air and fuel gas in the cylinder. configured to ignite the mixture. The engine further comprises a pilot fuel supply system comprising a first pilot fuel valve arranged in the first pre-chamber 114 and a second pilot fuel valve arranged in the second pre-chamber 116 , the first and The second pilot fuel valve is configured to inject pilot fuel gas into the pre-chamber. The first and second pre-chambers 114 , 116 further include an ignition element configured to ignite the pilot fuel gas.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진의 일부 개략 단면도를 도시한다. 이 일부는 도 2에 도시된 부분에 대응되나, 실린더(101)가 베이스 부재(117)와 프리-챔버 부재(118)를 가지며, 프리-챔버 부재(118)는 베이스 부재(117)의 상부에 배열되고 실린더 커버(112)는 프리-챔버 부재(118)의 상부에 배열된다는 점에서 상이하다. 제1 및 제2 프리-챔버(114, 116)는 프리-챔버 부재(118)의 실린더 벽 내에 배열된다. 이는 프리-챔버 부재가 예컨대 적절한 재료를 선택함으로써 높은 온도 및 압력을 취급하도록 특별하게 설계될 수 있게 한다.3 shows a partial schematic cross-sectional view of a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. This part corresponds to the part shown in FIG. 2 , but the cylinder 101 has a base member 117 and a pre-chamber member 118 , and the pre-chamber member 118 is disposed on the upper portion of the base member 117 . arranged and the cylinder cover 112 is arranged on top of the pre-chamber member 118 . The first and second pre-chambers 114 , 116 are arranged in the cylinder wall of the pre-chamber member 118 . This allows the pre-chamber member to be specially designed to handle high temperatures and pressures, for example by selecting appropriate materials.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 프리-챔버(114)의 개략도를 도시한다. 프리-챔버(114)는 제1 개구부(123) 및 제2 개구부(124)를 통해 실린더 내로 개방되도록 구성된다. 프리-챔버는 점화 요소(119)와 파일럿 연료 밸브(120)를 포함하며, 파일럿 연료 밸브는 파일럿 연료가스(121)가 점화되기 전에 압축될 수 있도록 압축 행정 동안에 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성된다. 점화 요소(119)는 프리-챔버 내에서 파일럿 연료가스를 점화시키도록 구성되어 실린더 내에서 연료가스를 점화시키기 위한 불꽃(122)을 생성한다.4 shows a schematic diagram of a pre-chamber 114 according to an embodiment of the present invention. The pre-chamber 114 is configured to open into the cylinder through the first opening 123 and the second opening 124 . The pre-chamber includes an ignition element 119 and a pilot fuel valve 120 which injects the pilot fuel gas into the pre-chamber during a compression stroke so that the pilot fuel gas 121 can be compressed before being ignited. is configured to The ignition element 119 is configured to ignite the pilot fuel gas in the pre-chamber to create a flame 122 for igniting the fuel gas in the cylinder.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진의 일부 개략 단면도를 도시한다. 실린더(101), 실린더 커버(112), 및 배기 밸브(104)가 도시되어 있다. 실린더 커버(112)는 제1 프리-챔버(114) 및 제2 프리-챔버(116)를 구비하고 있다. 제1 및 제2 프리-챔버(114, 116)는 실린더 커버(112)에 형성된 개구부를 통해 실린더(101) 내로 개방되고, 프리-챔버(114, 116)는 실린더 내에서 소기공기와 연료가스의 혼합물을 점화시키도록 구성된다. 엔진은 제1 프리-챔버(114) 내에 배열되는 제1 파일럿 연료 밸브 및 제2 프리-챔버(116) 내에 배열되는 제2 파일럿 연료 밸브를 포함하는 파일럿 연료 공급 시스템을 더 포함하며, 제1 및 제2 파일럿 연료 밸브는 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성된다. 제1 및 제2 프리-챔버(114, 116)는 파일럿 연료가스를 점화시키도록 구성되는 점화 요소를 더 포함한다.5 shows a partial schematic cross-sectional view of a uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. A cylinder 101 , a cylinder cover 112 , and an exhaust valve 104 are shown. The cylinder cover 112 has a first pre-chamber 114 and a second pre-chamber 116 . The first and second pre-chambers 114 and 116 are opened into the cylinder 101 through an opening formed in the cylinder cover 112, and the pre-chambers 114 and 116 are formed of scavenge air and fuel gas in the cylinder. configured to ignite the mixture. The engine further comprises a pilot fuel supply system comprising a first pilot fuel valve arranged in the first pre-chamber 114 and a second pilot fuel valve arranged in the second pre-chamber 116 , the first and The second pilot fuel valve is configured to inject pilot fuel gas into the pre-chamber. The first and second pre-chambers 114 , 116 further include an ignition element configured to ignite the pilot fuel gas.

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 프리-챔버(114)의 개략도를 도시한다. 프리-챔버(114)는 제1 개구부(123) 및 제2 개구부(124)를 통해 실린더 내로 개방되도록 구성된다. 프리-챔버는 점화 요소(119)와 파일럿 연료 밸브(120)를 포함하며, 파일럿 연료 밸브는 파일럿 연료가스(121)가 점화되기 전에 압축될 수 있도록 압축 행정 동안에 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스를 분사하도록 구성된다. 점화 요소(119)는 프리-챔버 내에서 파일럿 연료가스를 점화시키도록 구성되어 실린더 내에서 연료가스를 점화시키기 위한 불꽃(122)을 생성한다. 본 실시형태에 있어서 엔진은, 디젤 사이클 모드에 있을 때(그에 따라 프리-챔버(114)를 사용하지 않을 때), 프리-챔버(114)를 청소하기 위한 청소 동작을 반복적으로 수행하도록 구성된다. 본 실시형태에 있어서 파일럿 연료 밸브(120)는 가스 탱크(140) 및 N2 탱크(130)에 모두 유체 연결되어 있다. 파일럿 연료 밸브(120)는 가스를 압축시키도록 구성되는 압축기(141) 및 차단 밸브(142)를 경유하여 가스 탱크(140)에 유체 연결되어 있다. 상응하여, 파일럿 연료 밸브(120)는 N2를 압축시키도록 구성되는 압축기(131) 및 차단 밸브(132)를 경유하여 N2 탱크(130)에 유체 연결되어 있다. 또한 N2 공급 시스템(130, 131, 132)은 예를 들어 엔진이 디젤 사이클 모드에 있을 때와 같이 가스 공급 시스템이 사용되지 않는 경우, 예컨대 하나 이상의 블로아웃 튜브(도시생략)를 이용하여 가스 공급 시스템(140, 141, 142)을 퍼징하기 위하여 사용될 수도 있다. 청소 동작은 프리-챔버 내에 퇴적된 연소 부산물을 제거하도록 및/또는 연소 부산물이 프리-챔버 내에 퇴적되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 청소 동작은 파일럿 연료 밸브(120)를 이용한 제1 유체의 분사를 포함한다. 제1 유체는 N2 탱크(130)로부터 공급되는 N2일 수 있으며 여기서 제1 유체는 프리-챔버(114)를 플러싱하기 위하여 사용된다. 대안적으로/부가적으로, 제1 유체는 가스 탱크(140)로부터 공급되는 연료가스일 수 있으며 여기서 점화 요소(119)는 청소 동작의 일부로서 연료가스를 점화시키도록 구성되고, 그에 따라 원치 않는 연소 부산물이 연소될 수 있다.6 shows a schematic diagram of a pre-chamber 114 according to an embodiment of the present invention. The pre-chamber 114 is configured to open into the cylinder through the first opening 123 and the second opening 124 . The pre-chamber includes an ignition element 119 and a pilot fuel valve 120 which injects the pilot fuel gas into the pre-chamber during a compression stroke so that the pilot fuel gas 121 can be compressed before being ignited. is configured to The ignition element 119 is configured to ignite the pilot fuel gas in the pre-chamber to create a flame 122 for igniting the fuel gas in the cylinder. The engine in the present embodiment is configured to repeatedly perform a cleaning operation for cleaning the pre-chamber 114 when in the diesel cycle mode (thus not using the pre-chamber 114 ). In this embodiment, the pilot fuel valve 120 is fluidly connected to both the gas tank 140 and the N2 tank 130 . The pilot fuel valve 120 is fluidly connected to the gas tank 140 via a compressor 141 configured to compress the gas and a shutoff valve 142 . Correspondingly, the pilot fuel valve 120 is fluidly connected to the N2 tank 130 via a compressor 131 configured to compress the N2 and a shutoff valve 132 . The N2 supply system 130 , 131 , 132 also provides a gas supply system when the gas supply system is not in use, eg using one or more blowout tubes (not shown), eg when the engine is in diesel cycle mode. It may also be used to purge (140, 141, 142). The cleaning operation may be configured to remove combustion by-products deposited within the pre-chamber and/or to prevent combustion by-products from depositing within the pre-chamber. The cleaning operation includes injection of the first fluid using the pilot fuel valve 120 . The first fluid may be N2 supplied from the N2 tank 130 where the first fluid is used to flush the pre-chamber 114 . Alternatively/additionally, the first fluid may be fuel gas supplied from the gas tank 140 wherein the ignition element 119 is configured to ignite the fuel gas as part of a cleaning operation, and thus undesired Combustion by-products may be combusted.

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 shown in detail, the invention is not limited thereto, but may be embodied in other ways within the scope of the subject matter defined in the claims that follow. In particular, it is to be understood that other embodiments may be utilized 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 종속항들에서 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 embodied by one and the same item of hardware. The fact that certain measures are recited in different dependent claims or are 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 element, but one or more other features, integers, steps, configurations. It should be emphasized that this does not exclude the presence or addition of elements or groups thereof.

100: (2-행정 유니플로 소기식 크로스헤드 내연) 엔진, 101: 실린더, 102: 소기공기 유입구, 103: 피스톤, 104: 배기 밸브, 105: 연료가스 밸브, 111: 소기공기 시스템, 112: 실린더 커버, 113: 중심 축선, 114: 프리-챔버, 115: 실린더 벽, 119: 점화 요소, 120: 파일럿 연료 밸브, 121: 파일럿 연료가스, 123: 제1 개구부.100: (2-stroke uniflow scavenge crosshead internal combustion) engine, 101 cylinder, 102 scavenging air inlet, 103 piston, 104 exhaust valve, 105 fuel gas valve, 111 scavenging air system, 112 cylinder Cover, 113: central axis, 114: pre-chamber, 115: cylinder wall, 119: ignition element, 120: pilot fuel valve, 121: pilot fuel gas, 123: first opening.

Claims (19)

적어도 하나의 실린더(101), 실린더 커버(112), 피스톤(103), 연료가스 공급 시스템, 및 소기공기 시스템(111)을 포함하는 유니플로 소기식 2-행정 크로스헤드 내연 엔진(100)으로서,
상기 실린더는 실린더 벽(115)을 가지며,
상기 실린더 커버는 상기 실린더의 상부에 배열되고 배기 밸브(104)를 가지며,
상기 피스톤은 하사점과 상사점 사이에서 중심 축선(113)을 따라 상기 실린더 내에 이동 가능하게 배열되며,
상기 소기공기 시스템(111)은 상기 실린더의 하부에 배열되는 소기공기 유입구(102)를 가지며,
상기 연료가스 공급 시스템은 상기 실린더 벽에 적어도 부분적으로 배열되고 압축 행정 동안에 상기 실린더 내로 연료가스를 분사하도록 구성되어 연료가스가 소기공기와 혼합될 수 있도록 하고 점화 전에 소기공기 및 연료가스의 혼합물이 압축되도록 허용하는 연료가스 밸브(105)를 포함하며,
상기 엔진은 프리-챔버(114) 및 파일럿 연료 공급 시스템을 더 포함하며,
상기 프리-챔버(114)는 개구부(123)를 통하여 상기 실린더 내로 개방되고 점화 요소(119)를 포함하며,
상기 파일럿 연료 공급 시스템은 압축 행정 동안에 상기 프리-챔버 내로 파일럿 연료가스(121)를 분사하도록 구성되어 파일럿 연료가스가 점화 전에 압축될 수 있도록 하며,
상기 점화 요소(119)는 상기 프리-챔버(114) 내에서 상기 파일럿 연료가스(121)를 점화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
A uniflow scavenging two-stroke crosshead internal combustion engine (100) comprising at least one cylinder (101), a cylinder cover (112), a piston (103), a fuel gas supply system, and a scavenging air system (111);
The cylinder has a cylinder wall (115),
the cylinder cover is arranged on top of the cylinder and has an exhaust valve (104);
the piston is arranged movably within the cylinder along a central axis 113 between bottom dead center and top dead center;
The scavenging air system 111 has a scavenging air inlet 102 arranged at the bottom of the cylinder,
The fuel gas supply system is arranged at least partially on the cylinder wall and configured to inject fuel gas into the cylinder during a compression stroke such that the fuel gas is mixed with the scavenge air and the mixture of scavenge air and fuel gas is compressed prior to ignition. and a fuel gas valve (105) allowing it to be
The engine further comprises a pre-chamber (114) and a pilot fuel supply system,
the pre-chamber (114) opens into the cylinder through an opening (123) and includes an ignition element (119);
the pilot fuel supply system is configured to inject pilot fuel gas (121) into the pre-chamber during a compression stroke so that the pilot fuel gas can be compressed prior to ignition;
A two-stroke crosshead internal combustion engine, characterized in that the ignition element (119) is configured to ignite the pilot fuel gas (121) in the pre-chamber (114).
청구항 1에 있어서,
상기 연료가스 공급 시스템 및 상기 파일럿 연료 공급 시스템은 동일한 연료가스를 제공하는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
The method according to claim 1,
wherein the fuel gas supply system and the pilot fuel supply system provide the same fuel gas.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 파일럿 연료 밸브(120)는 하사점으로부터 0도 내지 160도에서, 또는 하사점으로부터 0도 내지 130도에서, 또는 하사점으로부터 0도 내지 90도에서 압축 행정 동안에 상기 프리-챔버(114) 내로 파일럿 연료가스(121)를 분사하도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
The method according to claim 1 or 2,
The pilot fuel valve 120 enters the pre-chamber 114 during a compression stroke at 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. A two-stroke crosshead internal combustion engine configured to inject pilot fuel gas (121).
청구항 3에 있어서,
상기 파일럿 연료 밸브(120)는 파일럿 연료 분사기간 동안 파일럿 연료가스(121)를 분사하도록 구성되며, 상기 점화 요소(119)는 상기 파일럿 연료 분사기간의 종료 이후에 상기 프리-챔버(114) 내의 파일럿 연료가스(121)를 점화시키도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
4. The method according to claim 3,
The pilot fuel valve 120 is configured to inject pilot fuel gas 121 during a pilot fuel injection period, and the ignition element 119 is configured to inject pilot fuel gas 121 into the pre-chamber 114 after the end of the pilot fuel injection period. A two-stroke crosshead internal combustion engine configured to ignite fuel gas (121).
청구항 4에 있어서,
상기 프리-챔버(114)는 상기 프리-챔버(114) 내의 소기공기 및 파일럿 연료가스(121)의 혼합물의 공기-연료 당량비(λ)가 점화시에 λ=1.6 이하인 것을 보장하도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
5. The method according to claim 4,
the pre-chamber 114 is configured to ensure that the air-fuel equivalence ratio λ of the mixture of scavenge air and pilot fuel gas 121 in the pre-chamber 114 is λ=1.6 or less upon ignition -Stroke crosshead internal combustion engine.
청구항 5에 있어서,
m2으로 측정된 상기 실린더(101)로의 상기 프리-챔버(114)의 개구부(123, 124)의 단면적과 m3으로 측정된 상기 프리-챔버의 체적과의 사이의 비는 0.5 내지 1.2 m-1 사이에 있는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
6. The method of claim 5,
The ratio between the cross-sectional area of the openings 123 , 124 of the pre-chamber 114 into the cylinder 101 measured in m 2 and the volume of the pre-chamber measured in m 3 is 0.5 to 1.2 m - Between 1 , 2-stroke crosshead internal combustion engines.
청구항 6에 있어서,
상기 엔진은 상기 실린더 내의 소기공기 및 연료가스의 혼합물의 λ가 λ=2.0 이상인 것을 보장하도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
7. The method of claim 6,
wherein the engine is configured to ensure that λ of the mixture of scavenge air and fuel gas in the cylinder is λ=2.0 or greater.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리-챔버(114)는 상기 실린더 벽(115) 내에 적어도 부분적으로 배열되고 상기 개구부(123)는 상기 실린더 벽 내에 형성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
wherein the pre-chamber (114) is arranged at least partially in the cylinder wall (115) and the opening (123) is formed in the cylinder wall.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리-챔버(114)는 상기 실린더 커버(112) 내에 적어도 부분적으로 배열되고 상기 개구부(123)는 상기 실린더 커버(112) 내에 형성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
9. The method of any one of claims 1 to 8,
wherein the pre-chamber (114) is arranged at least partially in the cylinder cover (112) and the opening (123) is formed in the cylinder cover (112).
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 점화 요소(119)는 작동시 순간적인 최대 에너지 방출을 생성하도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
wherein the ignition element (119) is configured to produce an instantaneous maximum energy release in operation.
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진은 연료가스로 구동되는 오토 사이클 모드와 대체연료로 구동되는 디젤 사이클 모드를 갖는 이중-연료 엔진이고, 상기 엔진은 대체연료를 분사하기 위한 전용의 대체연료 공급 시스템을 더 포함하고, 상기 대체연료 공급 시스템은 상기 실린더 커버에 배열되는 하나 이상의 연료 분사기를 포함하며,
상기 엔진은, 디젤 사이클 모드에 있을 때, 하나 이상의 연료 분사기를 사용하여 고압 하에서 압축 행정의 끝에서 대체연료를 분사하도록 구성되며,
상기 엔진은, 디젤 사이클 모드에 있을 때, 상기 프리-챔버를 청소하기 위한 청소 동작을 반복적으로 수행하도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The engine is a dual-fuel engine having an auto cycle mode driven by fuel gas and a diesel cycle mode driven by an alternative fuel, the engine further comprising an alternative fuel supply system dedicated to injecting the alternative fuel, the replacement fuel The fuel supply system comprises one or more fuel injectors arranged in the cylinder cover,
the engine is configured to inject an alternative fuel at the end of a compression stroke under high pressure using one or more fuel injectors when in a diesel cycle mode;
and the engine is configured to repeatedly perform a cleaning operation to clean the pre-chamber when in a diesel cycle mode.
청구항 11에 있어서,
상기 청소 동작은, 상기 프리-챔버 내에 퇴적된 연소 부산물을 제거하고/하거나 연소 부산물이 상기 프리-챔버 내에 퇴적되는 것을 방지하도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
12. The method of claim 11,
wherein the cleaning operation is configured to remove combustion by-products deposited in the pre-chamber and/or to prevent combustion by-products from depositing in the pre-chamber.
청구항 11 또는 12에 있어서,
상기 청소 동작은 상기 파일럿 연료 밸브를 이용하여 제1 유체를 분사하는 것을 포함하는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
13. The method of claim 11 or 12,
and wherein the cleaning operation comprises injecting a first fluid using the pilot fuel valve.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 유체는 연료가스, 대기 공기 및/또는 불활성 가스인, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
13. The method of claim 12,
wherein the first fluid is fuel gas, atmospheric air and/or an inert gas.
청구항 14에 있어서,
상기 제1 유체는 대기 공기 또는 불활성 가스이고 상기 제1 유체는 상기 프리-챔버를 플러싱하기 위하여 사용되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
15. The method of claim 14,
wherein the first fluid is atmospheric air or an inert gas and the first fluid is used to flush the pre-chamber.
청구항 13에 있어서,
상기 제1 유체는 연료가스이고 상기 점화 요소는 청소 동작의 일부로서 연료가스를 점화시키도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
14. The method of claim 13,
wherein the first fluid is fuel gas and the ignition element is configured to ignite the fuel gas as part of a cleaning operation.
청구항 11 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진은, 디젤 사이클 모드에 있을 때, 상기 프리-챔버를 청소하기 위하여 제1 빈도(frequency)를 갖는 제1 유형의 청소 동작 및 제2 빈도를 갖는 제2 유형의 청소 동작을 반복적으로 수행하도록 구성되며, 상기 제2 빈도는 상기 제1 빈도보다 낮은, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
17. The method according to any one of claims 11 to 16,
the engine, when in a diesel cycle mode, repeatedly performs a first type of cleaning operation having a first frequency and a second type of cleaning operation having a second frequency to clean the pre-chamber; and wherein the second frequency is lower than the first frequency.
청구항 17에 있어서,
상기 제1 유형의 청소 동작은 상기 파일럿 연료 밸브를 이용하여 제1 유체를 분사하는 것을 포함하고, 상기 제1 유체는 대기 공기 또는 불활성 가스이며 상기 제1 유체는 상기 프리-챔버를 플러싱하기 위하여 사용되고 있으며, 상기 제2 유형의 청소 동작은 상기 파일럿 연료 밸브를 이용하여 연료가스를 분사하는 것을 포함하며 상기 점화 요소는 상기 제2 유형의 청소 동작의 일부로서 연료가스를 점화시키도록 구성되는, 2-행정 크로스헤드 내연 엔진.
18. The method of claim 17,
The first type of cleaning operation includes injecting a first fluid using the pilot fuel valve, wherein the first fluid is atmospheric air or an inert gas and the first fluid is used to flush the pre-chamber wherein the second type of cleaning operation comprises injecting fuel gas using the pilot fuel valve and the ignition element is configured to ignite the fuel gas as part of the second type of cleaning operation; Stroke crosshead internal combustion engine.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 2-행정 크로스헤드 내연 엔진과 함께 사용되기 위한 프리-챔버로서,
상기 프리-챔버(114)는 개구부(123)를 통하여 실린더(101) 내로 개방되도록 구성되고 점화 요소(119)를 포함하며,
상기 프리-챔버는 압축 행정 동안에 상기 프리-챔버(114) 내로 파일럿 연료가스(121)를 분사하도록 구성되어 파일럿 연료가스(121)가 점화 전에 압축될 수 있도록 하는 파일럿 연료 밸브(120)를 더 포함하며,
상기 점화 요소(119)는 상기 프리-챔버(114) 내의 파일럿 연료가스(121)를 점화시키도록 구성되는, 프리-챔버.
11. A pre-chamber for use with a two-stroke crosshead internal combustion engine according to any one of the preceding claims, comprising:
the pre-chamber (114) is configured to open into the cylinder (101) through an opening (123) and comprises an ignition element (119);
The pre-chamber further comprises a pilot fuel valve (120) configured to inject pilot fuel gas (121) into the pre-chamber (114) during a compression stroke so that the pilot fuel gas (121) can be compressed prior to ignition. and
and the ignition element (119) is configured to ignite pilot fuel gas (121) in the pre-chamber (114).
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