KR20240076700A - Large two-stroke uniflow scavenged internal combustion engine configured to operate with high jacket water temperature - Google Patents

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KR20240076700A
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Abstract

높은 재킷 수온으로 작동하도록 구성된 대형 2행정 유니플로 소기식 내연 엔진 및 방법. 습식 냉각 회로(70)의 정체로 인해 냉각 재킷, 실린더 커버 또는 배기 밸브의 물이 끓는 부주의한 경우 습식 냉각 회로(70)로부터 팽창 탱크(77) 또는 압력 용기(74)로의 물의 교축 유동을 위해 습식 냉각 회로(70)와 팽창 탱크(77) 또는 압력 용기(74) 사이의 유체 연결부 각각에 오리피스가 제공된다. A large two-stroke uniflow scavenged internal combustion engine and method configured for operation with high jacket water temperatures. For throttling the flow of water from the wet cooling circuit 70 to the expansion tank 77 or pressure vessel 74 in case of inadvertent boiling of water in the cooling jacket, cylinder cover or exhaust valve due to stagnation in the wet cooling circuit 70. An orifice is provided at each fluid connection between the cooling circuit 70 and the expansion tank 77 or pressure vessel 74.

Description

높은 재킷 수온으로 작동하도록 구성된 대형 2행정 유니플로 소기식 내연 엔진 {LARGE TWO-STROKE UNIFLOW SCAVENGED INTERNAL COMBUSTION ENGINE CONFIGURED TO OPERATE WITH HIGH JACKET WATER TEMPERATURE}LARGE TWO-STROKE UNIFLOW SCAVENGED INTERNAL COMBUSTION ENGINE CONFIGURED TO OPERATE WITH HIGH JACKET WATER TEMPERATURE}

본 개시는 높은 재킷 수온으로 작동하도록 구성된 대형 2행정 내연 엔진, 특히 연료(기체 또는 액체 연료)로 작동하는 크로스헤드를 갖는 대형 2행정 유니플로 소기식 내연 엔진에 관한 것이다.The present disclosure relates to large two-stroke internal combustion engines configured to operate at high jacket water temperatures, and in particular to large two-stroke uniflow scavenged internal combustion engines with a crosshead running on fuel (gaseous or liquid fuel).

예를 들어 크로스헤드를 갖는 대형 2행정 터보차지식 유니플로 소기식 내연 엔진은 대형 원양 선박의 추진 또는 발전소의 주요 동력원으로 사용된다. 이러한 2행정 디젤 엔진은 크기만 큰 것이 아니라 다른 내연 엔진과 다르게 구성된다. 배기 밸브의 무게는 최대 400 kg이고 피스톤의 직경은 최대 100 cm이며 연소 챔버의 최대 작동 압력은 일반적으로 수백 bar이다. 이러한 높은 압력 수준과 피스톤 크기에 수반되는 힘은 엄청나다.For example, large two-stroke turbocharged Uniflow scavenging internal combustion engines with crossheads are used as the main power source for propulsion of large ocean-going ships or power plants. These two-stroke diesel engines are not only larger in size but are also constructed differently from other internal combustion engines. The weight of the exhaust valve is up to 400 kg, the diameter of the piston is up to 100 cm, and the maximum operating pressure in the combustion chamber is usually several hundred bar. The forces that accompany these high pressure levels and piston sizes are enormous.

대형 2행정 터보차지식 내연 엔진은 액체 연료(예를 들어 연료유, 선박용 디젤, 중유, 에탄올, 디메틸에테르(DME)) 또는 기체 연료(예를 들어 암모니아, 메탄, 천연 가스(LNG), 석유 가스(LPG), 메탄올 또는 에탄)로 작동된다.Large two-stroke turbocharged internal combustion engines operate on liquid fuels (e.g. fuel oil, marine diesel, heavy oil, ethanol, dimethyl ether (DME)) or gaseous fuels (e.g. ammonia, methane, natural gas (LNG), petroleum gas). (LPG), methanol or ethane).

기체 연료로 작동하는 엔진은 실린더 커버 또는 실린더 라이너의 길이를 따라 가운데에 배열된 연료 밸브에 의해 기체 연료가 유입되는 Otto 사이클에 따라 작동할 수 있으며, 즉 이러한 엔진은 배기 밸브가 폐쇄되기 훨씬 전에 시작하는 피스톤의 (BDC로부터 TDC로의) 상향 행정 중에 기체 연료를 유입시키고 연소 챔버에서 기체 연료와 소기 공기의 혼합물을 압축하며 예를 들어 액체 연료 분사기와 같은 적시 점화 수단에 의해 TDC 또는 그 근처에서 압축된 혼합물을 점화시킨다.Engines running on gaseous fuel may operate according to the Otto cycle in which the gaseous fuel is introduced by a fuel valve arranged centrally along the length of the cylinder cover or cylinder liner, i.e. such engines start well before the exhaust valve closes. introduces gaseous fuel during the upstroke (from BDC to TDC) of the piston and compresses the mixture of gaseous fuel and scavenge air in the combustion chamber, compressed at or near TDC by means of timed ignition, for example a liquid fuel injector. Ignite the mixture.

액체 연료로 작동되는 엔진과 고압 분사를 통해 기체 연료로 작동되는 엔진은 피스톤이 TDC 또는 그 근처에 있을 때, 즉 연소 챔버의 압축 압력이 최대 또는 그 근처일 때 기체 또는 액체 연료를 분사하여 디젤 사이클에 따라, 즉 압축 점화로 작동된다.Engines running on liquid fuel and engines running on gaseous fuel via high-pressure injection inject gaseous or liquid fuel when the piston is at or near TDC, i.e. when the compression pressure in the combustion chamber is at or near maximum, thus creating a diesel cycle. Accordingly, it operates with compression ignition.

2행정 터보차지식 내연 엔진의 연비는 카르노의 정리(https://en.wikipedia.org/wiki/Carnot%27s_theorem_(thermodynamics))에 의해 제한되며, 이에 따라 더 높은 절대 온도에서 작동하면 연비가 증가한다. 알려진 2행정 터보차지식 내연 엔진에서 실린더 라이너, 실린더 커버 및 배기 밸브는 약 80 내지 90℃의 온도로 유지되는 재킷 워터로 냉각되며, 이는 실린더 라이너, 실린더 커버 및 배기 밸브의 온도를, 그리고 간접적으로 연소 챔버의 최대 온도를 제한한다. 알려진 엔진에서 재킷 워터의 온도를 단순히 높이는 것은 알려진 재킷 워터 냉각 시스템이 이러한 높은 온도를 처리하도록 구성되지 않기 때문에 불가능하고, 이는 재킷 워터가 끓을 위험을 수반하며 이에 따라 재킷 워터가 재킷 워터 시스템으로부터 없어지도록 빠르게 강제하고 재킷 워터 냉각 시스템에 재킷 워터가 없어, 엔진에 강제 냉각 성능이 없어지게 된다.The fuel economy of a two-stroke turbocharged internal combustion engine is limited by Carnot's theorem (https://en.wikipedia.org/wiki/Carnot%27s_theorem_(thermodynamics)), whereby operating at higher absolute temperatures increases fuel economy. do. In known two-stroke turbocharged internal combustion engines, the cylinder liners, cylinder covers and exhaust valves are cooled by jacket water maintained at a temperature of about 80 to 90° C., which reduces the temperature of the cylinder liners, cylinder covers and exhaust valves and, indirectly, Limits the maximum temperature of the combustion chamber. Simply increasing the temperature of the jacket water in known engines is not possible because known jacket water cooling systems are not configured to handle such high temperatures, which carries the risk of the jacket water boiling and thus causing the jacket water to escape from the jacket water system. If forced quickly and there is no jacket water in the jacket water cooling system, the engine will have no forced cooling capability.

JP2015132191은 청구항 1의 전제부에 따른 대형 2행정 내연 엔진을 개시한다.JP2015132191 discloses a large two-stroke internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

위에서 언급한 문제를 극복하거나 적어도 감소시키는 엔진 및 방법을 제공하는 것이 목적이다.The aim is to provide an engine and method that overcomes or at least reduces the problems mentioned above.

상기 및 다른 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 추가 구현 형태는 종속항, 설명 및 도면으로부터 명백해진다.The above and other objects are achieved by the features of the independent claims. Additional embodiment forms become apparent from the dependent claims, description and drawings.

제1 양상에 따르면, 크로스헤드를 갖는 대형 2행정 터보차지식 유니플로 소기식 내연 엔진이 제공되는데, 엔진은,According to a first aspect, a large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine having a crosshead is provided, the engine comprising:

각각 실린더 라이너, 실린더 라이너에서 왕복하도록 구성된 피스톤, 및 실린더 커버에 의해 한정되는 복수의 연소 챔버,a plurality of combustion chambers each defined by a cylinder liner, a piston configured to reciprocate in the cylinder liner, and a cylinder cover;

연소 챔버로 소기 가스를 유입하기 위해 각 실린더 라이너에 배열되는 소기 포트,a scavenge port arranged in each cylinder liner for introducing scavenge gases into the combustion chamber;

실린더 커버에 있는 적어도 하나의 냉각 채널,at least one cooling channel in the cylinder cover,

각 실린더 라이너의 일부를 둘러싸는 환형 냉각 챔버,an annular cooling chamber surrounding a portion of each cylinder liner;

각 실린더 커버에 배열되고 배기 밸브에 의해 제어되는 배기 가스 아웃렛,an exhaust gas outlet arranged in each cylinder cover and controlled by an exhaust valve;

복수의 연소 챔버는 소기 포트를 통해 소기 가스 리시버에, 그리고 배기 가스 아웃렛을 통해 배기 가스 리시버에 연결되는 것,the plurality of combustion chambers being connected to a scavenge gas receiver through a scavenge port and to an exhaust gas receiver through an exhaust gas outlet;

배기 가스의 흐름에 의해 구동되는 터보차저 시스템의 터빈을 포함하는 배기 가스 시스템,an exhaust gas system comprising a turbine of a turbocharger system driven by a flow of exhaust gases;

터보차저 시스템의 압축기를 포함하되, 압축기는 소기 가스 리시버에 가압된 소기 가스를 공급하도록 구성되는 공기 인렛 시스템,an air inlet system comprising a compressor of a turbocharger system, wherein the compressor is configured to supply pressurized scavenge gas to a scavenge gas receiver;

1차 냉각 회로에서 물을 순환시키기 위해 구성된 적어도 하나의 1차 순환 펌프를 포함하되, 실린더 커버에 있는 적어도 하나의 냉각 채널 및 바람직하게는 또한 복수의 연소 챔버의 환형 냉각 챔버는 1차 냉각 회로의 일부인 1차 냉각 회로,At least one primary circulation pump configured to circulate water in the primary cooling circuit, wherein at least one cooling channel in the cylinder cover and preferably also an annular cooling chamber of the plurality of combustion chambers are configured to circulate water in the primary cooling circuit. primary cooling circuit, which is part of

1차 냉각 회로에서 물의 팽창 및 수축을 허용하기 위해 1차 냉각 회로에 유체 연결부에 의해 연결되는 압력 용기 또는 팽창 탱크를 포함하되,A pressure vessel or expansion tank connected by a fluid connection to the primary cooling circuit to allow expansion and contraction of water in the primary cooling circuit,

유체 연결부는 하나 이상의 도관에 의해 형성되며, 각 도관은 1차 냉각 회로로부터 압력 용기 또는 팽창 탱크로의 물의 흐름을 스로틀링하기 위한 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fluid connection is formed by one or more conduits, each conduit comprising an orifice for throttling the flow of water from the primary cooling circuit to the pressure vessel or expansion tank.

압력 용기 또는 팽창 탱크와 1차 냉각 회로 사이에서 각 유체 연결부에 오리피스를 제공함으로써 냉각 챔버의 물이 1차 냉각 회로의 정체로 인해 부주의하게 끓는 경우 1차 냉각 회로로부터 압력 용기 또는 팽창 탱크로의 물 흐름이 스로틀링된다. 이러한 스로틀링 효과는 (1차 냉각 회로의 물이 의도치 않게 정체될 때 엔진이 정지되거나 엔진 부하가 감소하는 경우) 수동 냉각에 의해 냉각 챔버의 온도가 감소되기에 충분하게 1차 냉각 회로로부터 압력 용기 또는 팽창 탱크로의 물의 배출을 늦추며, 따라서 1차 냉각 회로가 물에 대해 비워지는 것을 방지함으로써 1차 냉각 회로의 순환 용량이 재설정될 때 정상 엔진 작동의 신속한 재시작을 허용한다.By providing an orifice at each fluid connection between the pressure vessel or expansion tank and the primary cooling circuit, water from the primary cooling circuit into the pressure vessel or expansion tank in case the water in the cooling chamber inadvertently boils due to stagnation in the primary cooling circuit. The flow is throttled. This throttling effect (if the engine is stopped or the engine load is reduced when water in the primary cooling circuit unintentionally stagnates) causes the pressure from the primary cooling circuit to decrease sufficiently to reduce the temperature of the cooling chamber by passive cooling. It slows the discharge of water into the vessel or expansion tank and thus prevents the primary cooling circuit from emptying of the water, thereby allowing rapid restart of normal engine operation when the circulating capacity of the primary cooling circuit is re-established.

제1 양상의 가능한 구현에서, 오리피스는 유체 연결부를 형성하는 하나 이상의 도관에 대해 적어도 50배, 바람직하게는 적어도 100배, 가장 바람직하게는 적어도 150배만큼 흐름에 이용 가능한 단면적을 감소시킨다.In a possible implementation of the first aspect, the orifice reduces the cross-sectional area available for flow by a factor of at least 50, preferably by a factor of at least 100 and most preferably by a factor of at least 150 for one or more conduits forming the fluid connection.

제1 양상의 가능한 구현에서, 오리피스는 75 내지 250배만큼 흐름에 이용 가능한 단면적을 감소시킨다.In a possible implementation of the first aspect, the orifice reduces the cross-sectional area available for flow by a factor of 75 to 250.

제1 양상의 가능한 구현에서, 하나 이상의 도관은 35 mm 내지 80 mm의 실질적으로 일정한 내부 직경을 갖고, 적어도 하나의 오리피스는 3 내지 5 mm의 최소 직경을 갖는다.In a possible implementation of the first aspect, the one or more conduits have a substantially constant internal diameter between 35 mm and 80 mm, and the at least one orifice has a minimum diameter between 3 and 5 mm.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 바람직하게는 냉각 회로에서 물이 수축할 때, 물이 압력 용기 또는 팽창 탱크로부터 1차 냉각 회로로 흐르도록 허용하기 위해 적어도 하나의 오리피스 중 하나와 병렬로, 유체 연결부에, 바람직하게는 디에어레이터에 압력 용기 또는 팽창 탱크를 유체적으로 연결하는 공급 도관에 제1 역지 밸브를 포함한다.In a possible implementation of the first aspect, the engine preferably has one of the at least one orifices in parallel with one of the at least one orifices to allow water to flow from the pressure vessel or expansion tank into the primary cooling circuit when the water contracts in the cooling circuit. The fluid connection preferably includes a first non-return valve in the supply conduit fluidly connecting the pressure vessel or expansion tank to the deaerator.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 바람직하게는 1차 냉각 회로에서 물의 팽창으로 인해, 1차 냉각 회로에서 물의 압력이 임계값보다 상승할 때, 물이 1차 냉각 회로로부터 압력 용기 또는 팽창 탱크로 흐르도록 허용하기 위해 적어도 하나의 오리피스 중 하나와 병렬로, 유체 연결부에, 바람직하게는 디에어레이터에 압력 용기 또는 팽창 탱크를 유체적으로 연결하는 공급 도관에 압력 설정 밸브를 포함한다.In a possible implementation of the first aspect, the engine preferably stores water in a pressure vessel or expansion tank from the primary cooling circuit when the pressure of the water in the primary cooling circuit rises above a threshold due to the expansion of the water in the primary cooling circuit. and a pressure setting valve in a supply conduit fluidly connecting the pressure vessel or expansion tank to the fluidic connection, preferably to the deaerator, in parallel with one of the at least one orifices to allow flow to the deaerator.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 바람직하게는 물로 냉각 회로를 초기에 충천하기 위해, 적어도 하나의 오리피스 중 하나와 병렬로, 유체 연결부에, 바람직하게는 디에어레이터에 압력 용기 또는 팽창 탱크를 유체적으로 연결하는 공급 도관에 제1 제어 밸브를 포함한다.In a possible implementation of the first aspect, the engine preferably has a pressure vessel or expansion tank in the fluid connection, preferably in the de-aerator, in parallel with one of the at least one orifices, for initially filling the cooling circuit with water. A first control valve is included in the fluidically connecting supply conduit.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은,In a possible implementation of the first aspect, the engine may:

- 엔진 냉각수 인렛 및 엔진 냉각수 아웃렛,- Engine coolant inlet and engine coolant outlet,

- 엔진 냉각수 아웃렛으로부터 엔진 냉각수 인렛으로 연장되는 1차 순환 도관, 및- a primary circulation conduit extending from the engine coolant outlet to the engine coolant inlet, and

- 순환 도관에 배열되고 오리피스를 포함하는 공급 도관 및 오리피스를 포함하는 제1 벤트 도관에 의해 압력 용기 또는 팽창 탱크에 연결되는 디에어레이터, 및- a deaerator arranged in the circulation conduit and connected to the pressure vessel or expansion tank by a supply conduit comprising an orifice and a first vent conduit comprising an orifice, and

- 바람직하게는 압력 용기 또는 팽창 탱크에 엔진 물 아웃렛을 연결하고 오리피스를 포함하는 제2 벤트 도관을 포함한다.- preferably comprising a second vent conduit connecting the engine water outlet to a pressure vessel or expansion tank and comprising an orifice.

제1 양상의 가능한 구현에서, 오리피스가 디에어레이터의 상류의 위치에서 1차 순환 도관에 배열되고, 제2 제어 밸브가 오리피스와 병렬로 배열된다.In a possible implementation of the first aspect, an orifice is arranged in the primary circulation conduit at a position upstream of the deaerator, and a second control valve is arranged in parallel with the orifice.

제1 양상의 가능한 구현에서, 적어도 하나의 1차 순환 펌프는 디에어레이터의 상류에 배열된다.In a possible implementation of the first aspect, at least one primary circulation pump is arranged upstream of the deaerator.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 1차 냉각 회로의 물을 냉각하기 위한 쿨러를 포함하고, 쿨러는 바람직하게는 1차 순환 도관에 배열된 쿨러 제한부와 병렬로 배열되며 쿨러는 바람직하게는 제3 밸브에 의해 순환 회로에 연결되고 제3 제어 밸브는 바람직하게는 컨트롤러에 의해 제어된다.In a possible implementation of the first aspect, the engine comprises a cooler for cooling the water of the primary cooling circuit, the cooler preferably arranged in parallel with a cooler limiter arranged in the primary circulation conduit and the cooler preferably comprising: It is connected to the circulation circuit by a third valve and the third control valve is preferably controlled by a controller.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 냉각 회로의 물의 온도, 바람직하게는 물이 엔진을 떠나 1차 순환 도관으로 들어가는 위치에 가까운 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하는 컨트롤러를 포함하고,In a possible implementation of the first aspect, the engine comprises a controller that receives a first signal indicative of the temperature of the water in the cooling circuit, preferably close to the position where the water leaves the engine and enters the primary circulation conduit,

컨트롤러는 적어도 100℃, 바람직하게는 120 내지 130℃의 온도로 1차 냉각 회로의 물의 온도를 제어하도록 구성된다.The controller is configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit to a temperature of at least 100°C, preferably between 120 and 130°C.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 컨트롤러에 의해 제어되고 1차 냉각 회로의 물에 적용되는 냉각량을 조정하기 위해 컨트롤러의 제어하에 1차 냉각 회로의 물에 선택적인 냉각량을 적용하여 적어도 100℃, 바람직하게는 120 내지 130℃의 온도로 1차 냉각 회로의 물의 온도를 제어하도록 구성되는 쿨러를 포함한다.In a possible implementation of the first aspect, the engine is controlled by a controller and applies a selective amount of cooling to the water in the primary cooling circuit under the control of the controller to adjust the amount of cooling applied to the water in the primary cooling circuit to a temperature of at least 100. and a cooler configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit to a temperature of 120 to 130 ℃.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하 범위로 작동하도록 구성되고, 컨트롤러는 최대 엔진 부하에 대해, 그리고 바람직하게는 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 전체 엔진 부하 범위에 대해 100℃ 초과의 온도로 1차 냉각 회로의 물의 온도, 바람직하게는 물이 엔진을 떠나 1차 순환 도관으로 들어가는 위치에 가까운 1차 냉각 회로의 온도를 제어하도록 구성된다.In a possible implementation of the first aspect, the engine is configured to operate with an engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load, and the controller is configured to operate for the maximum engine load, and preferably for the entire range between the minimum engine load and the maximum engine load. It is arranged to control the temperature of the water in the primary cooling circuit to a temperature above 100° C. for the engine load range, preferably close to the position where the water leaves the engine and enters the primary circulation conduit.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 1차 냉각 회로에서 적어도 3 barg의 압력으로 작동하도록 구성된다.In a possible implementation of the first aspect, the engine is configured to operate with a pressure of at least 3 barg in the primary cooling circuit.

제1 양상의 가능한 구현에서, 2차 냉각 회로는 1차 냉각 회로의 물의 압력을 조정하고 1차 냉각 회로에서 물의 팽창 및 수축을 허용하기 위해 압력 용기 또는 팽창 탱크에 연결된다.In a possible implementation of the first aspect, the secondary cooling circuit is connected to a pressure vessel or expansion tank to regulate the pressure of the water in the primary cooling circuit and to allow expansion and contraction of the water in the primary cooling circuit.

제1 양상의 가능한 구현에서, 1차 냉각 회로는 엔진의 내부의 제1 부분 및 엔진의 외부의 제2 부분을 포함하고, 제1 부분은 엔진 인렛으로부터 엔진 아웃렛으로 연장되며, 제1 부분은 냉각 챔버, 및 바람직하게는 실린더 커버의 적어도 하나의 채널 및 바람직하게는 배기 밸브의 하우징의 적어도 하나의 채널 및/또는 챔버를 포함한다.In a possible implementation of the first aspect, the primary cooling circuit includes a first portion internal to the engine and a second portion external to the engine, the first portion extending from the engine inlet to the engine outlet, and the first portion cooling. chamber, and preferably at least one channel in the cylinder cover and preferably at least one channel and/or chamber in the housing of the exhaust valve.

제1 양상의 가능한 구현에서, 제2 부분은 순환 도관을 포함하고, 순환 도관은 적어도 하나의 1차 순환 펌프, 적어도 하나의 1차 순환 펌프의 상류의 디에어레이터, 및 바람직하게는 디에어레이터의 상류의 냉각 장치를 포함한다.In a possible implementation of the first aspect, the second part comprises a circulation conduit, the circulation conduit comprising at least one primary circulation pump, a de-aerator upstream of the at least one primary circulation pump, and preferably a de-aerator. Includes an upstream cooling device.

제1 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 실린더 라이너의 적어도 일부를 둘러싸고 실린더 라이너의 반경 방향 외부 사이드와 함께 환형 냉각 챔버를 정의하는 환형 워터 재킷을 포함한다.In a possible implementation of the first aspect, the engine includes an annular water jacket surrounding at least a portion of the cylinder liner and defining an annular cooling chamber with a radially outer side of the cylinder liner.

제2 양상에 따르면, 크로스헤드를 갖는 대형 2행정 터보차지식 유니플로 소기식 내연 엔진이 제공되는데, 엔진은,According to a second aspect, a large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine having a crosshead is provided, the engine comprising:

각각 실린더 라이너, 실린더 라이너에서 왕복하도록 구성된 피스톤, 및 실린더 커버에 의해 한정되는 복수의 연소 챔버,a plurality of combustion chambers each defined by a cylinder liner, a piston configured to reciprocate in the cylinder liner, and a cylinder cover;

실린더 커버에 있는 적어도 하나의 냉각 채널,at least one cooling channel in the cylinder cover,

적어도 하나의 연소 챔버로 소기 가스를 유입하기 위해 각 실린더 라이너에 배열되는 소기 포트,a scavenging port arranged in each cylinder liner for introducing scavenging gas into at least one combustion chamber;

각 실린더 라이너의 일부를 둘러싸는 환형 냉각 챔버,an annular cooling chamber surrounding a portion of each cylinder liner;

각 실린더 커버에 배열되고 배기 밸브에 의해 제어되는 배기 가스 아웃렛,an exhaust gas outlet arranged in each cylinder cover and controlled by an exhaust valve;

복수의 연소 챔버는 소기 포트를 통해 소기 가스 리시버에, 그리고 배기 가스 아웃렛을 통해 배기 가스 리시버에 연결되는 것,the plurality of combustion chambers being connected to a scavenge gas receiver through a scavenge port and to an exhaust gas receiver through an exhaust gas outlet;

배기 가스의 흐름에 의해 구동되는 터보차저 시스템의 터빈을 포함하는 배기 가스 시스템,an exhaust gas system comprising a turbine of a turbocharger system driven by a flow of exhaust gases;

터보차저 시스템의 압축기를 포함하되, 압축기는 소기 가스 리시버에 가압된 소기 가스를 공급하도록 구성되는 공기 인렛 시스템,an air inlet system comprising a compressor of a turbocharger system, wherein the compressor is configured to supply pressurized scavenge gas to a scavenge gas receiver;

2차 냉각 회로에서 물을 순환시키기 위해 구성된 2차 순환 펌프를 포함하되, 실린더 커버에 있는 적어도 하나의 냉각 채널 및 바람직하게는 또한 복수의 연소 챔버의 냉각 챔버는 2차 냉각 회로의 일부인 2차 냉각 회로,a secondary circulation pump configured to circulate water in the secondary cooling circuit, wherein at least one cooling channel in the cylinder cover and preferably also the cooling chambers of the plurality of combustion chambers are part of the secondary cooling circuit. Circuit,

2차 냉각 회로는 2차 냉각 회로의 물에 1차 냉각 회로로부터의 물을 혼합하기 위한 밸브 시스템에 의해 1차 냉각 회로에 유체적으로 연결되는 것,a secondary cooling circuit fluidly connected to the primary cooling circuit by a valve system for mixing water from the primary cooling circuit with water in the secondary cooling circuit;

1차 냉각 회로는 1차 냉각 회로에서 물을 순환시키기 위한 적어도 하나의 1차 순환 펌프를 포함하는 것,the primary cooling circuit comprising at least one primary circulation pump for circulating water in the primary cooling circuit;

2차 회로의 물의 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하고 1차 냉각 회로의 물의 온도를 나타내는 제2 신호를 수신하는 컨트롤러,a controller for receiving a first signal representing the temperature of the water in the secondary circuit and receiving a second signal representing the temperature of the water in the primary cooling circuit;

컨트롤러는 바람직하게는 밸브 시스템을 제어하여 2차 냉각 회로의 물에 혼합되는 1차 냉각 회로로부터의 물의 양을 조정함으로써, 95℃ 미만의 온도로 1차 냉각 회로의 물의 온도를 제어하고 100℃ 초과의 온도로, 바람직하게는 120℃ 내지 140℃의 온도로 2차 냉각 회로의 물의 온도를 제어하도록 구성되는 것을 포함한다.The controller preferably controls the valve system to adjust the amount of water from the primary cooling circuit mixed into the water in the secondary cooling circuit, thereby controlling the temperature of the water in the primary cooling circuit to a temperature below 95°C and above 100°C. It includes being configured to control the temperature of the water in the secondary cooling circuit to a temperature of, preferably, a temperature of 120°C to 140°C.

실린더의 환형 냉각 챔버를 포함하는 2차 냉각 시스템을 제공하고 100℃ 초과의 온도에서 2차 냉각 시스템을 작동시킴으로써, 위에서 카르노의 정리를 참조하여 설명한 바와 같이 엔진의 연료 효율이 증가할 수 있는 한편 1차 냉각 시스템은 일반적으로 80 내지 90℃의 온도로 작동하는 종래의 1차 냉각 시스템과 동일하거나 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 따라서 2차 냉각 시스템 및 관련 구성요소만 더 높은 온도로 작동하는 데 적합하기만 하면 된다.By providing a secondary cooling system comprising an annular cooling chamber in the cylinder and operating the secondary cooling system at temperatures exceeding 100° C., the fuel efficiency of the engine can be increased as explained above with reference to Carnot's theorem while 1 The secondary cooling system may be configured in the same or similar manner as a conventional primary cooling system, which typically operates at a temperature of 80 to 90° C. Therefore, only the secondary cooling system and associated components need to be suitable for operation at higher temperatures.

제2 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하 범위로 작동하도록 구성되고, 컨트롤러는 최대 엔진 부하에 대해, 그리고 바람직하게는 중간 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해, 그리고 더 바람직하게는 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해 100℃ 초과의 온도로 2차 냉각 회로의 물의 온도를 제어하도록 구성된다.In a possible implementation of the second aspect, the engine is configured to operate with an engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load, and the controller is configured to operate the engine for the maximum engine load, and preferably between the intermediate engine load and the maximum engine load. It is arranged to control the temperature of the water in the secondary cooling circuit to a temperature above 100° C. for the load, and more preferably for the engine load between the minimum engine load and the maximum engine load.

제2 양상의 가능한 구현에서, 밸브 시스템은 제4 제어 밸브, 바람직하게는 컨트롤러에 의해 제어되는 3방향 제어 밸브를 포함하고, 제4 제어 밸브는 1차 냉각 회로에 배열되며 복귀 도관을 통해 2차 냉각 회로에 유체적으로 연결되고, 제4 제어 밸브는 복귀 도관을 통해 2차 냉각 회로로부터 제어 가능한 크기의 물의 흐름을 분기하도록 구성된다.In a possible implementation of the second aspect, the valve system comprises a fourth control valve, preferably a three-way control valve controlled by a controller, the fourth control valve being arranged in the primary cooling circuit and providing secondary cooling via a return conduit. Fluidically connected to the cooling circuit, the fourth control valve is configured to diverge a controllable amount of water flow from the secondary cooling circuit through a return conduit.

제2 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 바람직하게는 제4 제어 밸브의 상류에서, 1차 냉각 회로에 2차 냉각 회로를 연결하는 공급 도관을 포함한다.In a possible implementation of the second aspect, the engine comprises a supply conduit connecting the secondary cooling circuit to the primary cooling circuit, preferably upstream of the fourth control valve.

제2 양상의 가능한 구현에서, 밸브 시스템은 2차 냉각 회로에, 바람직하게는 복귀 도관이 2차 냉각 회로에 연결되는 위치와 공급 도관이 2차 냉각 회로에 연결되는 위치 사이에 배열된 제2 역지 밸브를 포함한다.In a possible implementation of the second aspect, the valve system comprises a second checkpoint arranged in the secondary cooling circuit, preferably between the position at which the return conduit is connected to the secondary cooling circuit and the position at which the supply conduit is connected to the secondary cooling circuit. Includes valves.

제2 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 2차 냉각 회로의 물을 냉각하기 위한 쿨러를 포함한다.In a possible implementation of the second aspect, the engine includes a cooler for cooling the water in the secondary cooling circuit.

제2 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 1차 냉각 회로 도관에 배열되고 1차 및 2차 냉각 회로의 물 압력을 조정하고 1차 및 2차 냉각 회로에서 물의 팽창 및 수축을 허용하기 위한 압력 용기 또는 팽창 탱크에 연결되는 디에어레이터를 포함하고, 압력 용기 또는 팽창 탱크는 바람직하게는 2차 냉각 회로의 물이 최대 140℃, 바람직하게는 최대 130℃의 수온에 대해 끓는 것을 방지하기에 충분한 압력을 유지하도록 구성된다.In a possible implementation of the second aspect, the engine is provided with a pressure vessel arranged in the primary cooling circuit conduit and configured to regulate the water pressure in the primary and secondary cooling circuits and to allow expansion and contraction of water in the primary and secondary cooling circuits; or and a de-aerator connected to an expansion tank, the pressure vessel or expansion tank preferably having sufficient pressure to prevent the water in the secondary cooling circuit from boiling for water temperatures of up to 140°C, preferably up to 130°C. It is configured to maintain.

제3 양상에 따르면, 크로스헤드를 갖는 대형 2행정 터보차지식 유니플로 소기식 내연 엔진을 작동시키는 방법이 제공되는데, 엔진은,According to a third aspect, a method is provided for operating a large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine having a crosshead, the engine comprising:

각각 실린더 라이너, 실린더 라이너에서 왕복하도록 구성된 피스톤, 및 실린더 커버에 의해 한정되는 복수의 연소 챔버,a plurality of combustion chambers each defined by a cylinder liner, a piston configured to reciprocate in the cylinder liner, and a cylinder cover;

실린더 커버에 있는 적어도 하나의 냉각 채널,at least one cooling channel in the cylinder cover,

적어도 하나의 연소 챔버로 소기 가스를 유입하기 위해 각 실린더 라이너에 배열되는 소기 포트,a scavenging port arranged in each cylinder liner for introducing scavenging gas into at least one combustion chamber;

각 실린더 라이너의 일부를 둘러싸는 환형 냉각 챔버,an annular cooling chamber surrounding a portion of each cylinder liner;

각 실린더 커버에 배열되고 배기 밸브에 의해 제어되는 배기 가스 아웃렛,an exhaust gas outlet arranged in each cylinder cover and controlled by an exhaust valve;

복수의 연소 챔버는 소기 포트를 통해 소기 가스 리시버에, 그리고 배기 가스 아웃렛을 통해 배기 가스 리시버에 연결되는 것,the plurality of combustion chambers being connected to a scavenge gas receiver through a scavenge port and to an exhaust gas receiver through an exhaust gas outlet;

배기 가스의 흐름에 의해 구동되는 터보차저 시스템의 터빈을 포함하는 배기 가스 시스템,an exhaust gas system comprising a turbine of a turbocharger system driven by a flow of exhaust gases;

터보차저 시스템의 압축기를 포함하되, 압축기는 소기 가스 리시버에 가압된 소기 가스를 공급하도록 구성되는 공기 인렛 시스템,an air inlet system comprising a compressor of a turbocharger system, wherein the compressor is configured to supply pressurized scavenge gas to a scavenge gas receiver;

2차 냉각 회로에서 물을 순환시키기 위해 구성된 2차 순환 펌프를 포함하되, 실린더 커버에 있는 적어도 하나의 냉각 채널 및 바람직하게는 또한 복수의 연소 챔버의 냉각 챔버는 2차 냉각 회로의 일부인 2차 냉각 회로,a secondary circulation pump configured to circulate water in the secondary cooling circuit, wherein at least one cooling channel in the cylinder cover and preferably also the cooling chambers of the plurality of combustion chambers are part of the secondary cooling circuit. Circuit,

1차 냉각 회로는 2차 냉각 회로의 물에 1차 냉각 회로로부터의 물을 혼합하기 위한 밸브 시스템에 의해 1차 냉각 회로에 유체적으로 연결되는 것,the primary cooling circuit being fluidly connected to the primary cooling circuit by a valve system for mixing water from the primary cooling circuit with water from the secondary cooling circuit;

1차 냉각 회로는 1차 냉각 회로에서 물을 순환시키기 위한 적어도 하나의 1차 순환 펌프를 포함하는 것을 포함하고,the primary cooling circuit comprising at least one primary circulation pump for circulating water in the primary cooling circuit,

2차 회로의 물의 온도를 감지하는 단계,detecting the temperature of water in the secondary circuit;

1차 냉각 회로의 물의 온도를 감지하는 단계,detecting the temperature of water in the primary cooling circuit;

95℃ 미만의 온도로 1차 냉각 회로의 물의 온도를 제어하는 단계, 및controlling the temperature of the water in the primary cooling circuit to a temperature below 95°C, and

100℃ 초과의 온도로, 바람직하게는 120℃ 내지 140℃의 온도로 2차 냉각 회로의 물의 온도를 제어하는 단계를 포함한다.and controlling the temperature of the water in the secondary cooling circuit to a temperature above 100°C, preferably between 120°C and 140°C.

제3 양상의 가능한 구현에서, 엔진은 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하 범위로 작동하도록 구성되고, 적어도 최대 엔진 부하에 대해, 그리고 바람직하게는 중간 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해, 그리고 더 바람직하게는 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해 100℃ 초과의 온도로, 바람직하게는 120 내지 140℃의 온도로 2차 회로의 물의 온도를 제어하는 단계를 포함한다.In a possible implementation of the third aspect, the engine is configured to operate in an engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load, at least for the maximum engine load, and preferably between the intermediate engine load and the maximum engine load. and more preferably for engine loads between the minimum and maximum engine loads, controlling the temperature of the water in the secondary circuit to a temperature above 100° C., preferably at a temperature between 120 and 140° C. do.

제3 양상의 가능한 구현에서, 본 방법은 2차 냉각 회로의 물 온도를 제어하는 단계는 밸브 시스템을 제어함으로써 2차 냉각 회로의 물에 혼합되는 1차 냉각 회로로부터의 물의 양을 조절하는 단계를 포함하는 것을 포함한다.In a possible implementation of the third aspect, the method may comprise controlling the temperature of the water in the secondary cooling circuit comprising controlling the amount of water from the primary cooling circuit that is mixed into the water in the secondary cooling circuit by controlling a valve system. includes includes.

제3 양상의 가능한 구현에서, 본 방법은 1차 및 2차 냉각 회로에서 적어도 5 barg의 압력을 유지하는 단계를 포함한다.In a possible implementation of the third aspect, the method includes maintaining a pressure of at least 5 barg in the primary and secondary cooling circuits.

이들 및 다른 양상은 아래 설명된 실시예로부터 명확해질 것이다.These and other aspects will become clear from the examples described below.

본 개시의 다음의 상세한 부분에서 양상, 실시예 및 구현이 도면에 도시된 예시 실시예를 참조하여 더 자세히 설명될 것이다.In the following detailed portions of the present disclosure, aspects, embodiments and implementations will be described in greater detail with reference to example embodiments shown in the drawings.

도 1은 대형 2행정 디젤 엔진의 사시도이다.
도 2는 도 1의 대형 2행정 엔진의 다른 각도의 사시도이다.
도 3은 도 1 및 2에 따른 대형 2행정 엔진의 개략도이다.
도 4는 도 1 내지 3의 엔진의 제1 실시예의 개략도이다.
도 5는 도 1 내지 3의 엔진의 제2 실시예의 개략도이다.
도 6은 도 1 내지 3의 엔진의 제3 실시예의 개략도이다.
Figure 1 is a perspective view of a large two-stroke diesel engine.
Figure 2 is a perspective view from another angle of the large two-stroke engine of Figure 1;
Figure 3 is a schematic diagram of a large two-stroke engine according to Figures 1 and 2;
Figure 4 is a schematic diagram of a first embodiment of the engine of Figures 1 to 3;
Figure 5 is a schematic diagram of a second embodiment of the engine of Figures 1 to 3;
Figure 6 is a schematic diagram of a third embodiment of the engine of Figures 1 to 3;

다음의 상세한 설명에서 내연 엔진은 예시 실시예로 대형 2행정 저속 터보차지식 내연 크로스헤드 엔진을 참조하여 설명될 것이다. 도 1, 2 및 3은 크랭크샤프트(8)와 크로스헤드(9)를 갖는 대형 저속 터보차지식 2행정 디젤 엔진의 실시예를 도시한다. 도 1과 2는 서로 다른 각도에서 바라본 사시도이다. 도 3은 흡기 및 배기 시스템을 갖는 도 1 및 2의 대형 저속 터보차지식 2행정 디젤 엔진의 실시예의 개략도이다. 이 실시예에서 엔진은 일렬로 6개의 실린더를 갖는다. 그러나 대형 저속 터보차지식 2행정 내연 엔진은 엔진 프레임(11)에 의해 마련되는 실린더 라이너와 함께, 일렬로 4 내지 14개의 실린더를 가질 수 있다. 엔진은 예를 들어 해양 선박의 메인 엔진으로 또는 발전소의 발전기를 작동시키는 고정 엔진으로 사용될 수 있다. 엔진의 총 출력은 예를 들어 1,000 내지 110,000 kW일 수 있다.In the following detailed description, internal combustion engines will be described with reference to a large two-stroke, low-speed, turbocharged internal combustion crosshead engine as an example embodiment. 1, 2 and 3 show an embodiment of a large, low-speed turbocharged two-stroke diesel engine with a crankshaft (8) and a crosshead (9). Figures 1 and 2 are perspective views seen from different angles. Figure 3 is a schematic diagram of an embodiment of the large, low-speed turbocharged two-stroke diesel engine of Figures 1 and 2 with intake and exhaust systems. In this embodiment the engine has six cylinders in a row. However, a large low-speed turbocharged two-stroke internal combustion engine may have 4 to 14 cylinders in line, with cylinder liners provided by the engine frame 11. The engine can be used, for example, as the main engine of a marine vessel or as a stationary engine to run a generator in a power plant. The total output of the engine may be, for example, 1,000 to 110,000 kW.

본 예시 실시예에서 엔진은 실린더 라이너(1)의 하부 영역에 소기 포트(18)를 갖고 실린더 라이너(1)의 상단에서 실린더 커버(22)에 중앙 배기 밸브(4)를 갖는 2행정 유니플로 소기식 유형의 엔진이다. 소기 가스는 피스톤(10)이 소기 포트(18) 아래에 있을 때 소기 가스 리시버(2)로부터 개별 실린더 라이너(1)의 소기 포트(18)를 통해 통과된다.In this example embodiment the engine is a two-stroke uniflow scavenge engine with a scavenge port (18) in the lower region of the cylinder liner (1) and a central exhaust valve (4) in the cylinder cover (22) at the top of the cylinder liner (1). It is an expression type engine. Scavenging gas passes from the scavenging gas receiver (2) through the scavenging port (18) of the individual cylinder liner (1) when the piston (10) is below the scavenging port (18).

엔진이 프리믹스 엔진(Otto 원리)으로 작동될 때 기체 연료(예를 들어 메탄올, 석유 가스 또는 LPG, 메탄, 천연 가스 LNG 또는 에탄)는 피스톤(10)이 (BDC로부터 TDC로의) 상향 운동을 할 때, 그리고 피스톤(10)이 연료 밸브(50')(가스 유입 밸브)를 통과하기 전에 전자 컨트롤러(100)의 제어하에 기체 연료 유입 밸브(50')로부터 유입된다. 기체 또는 액체 연료(예를 들어 연료유)는 고압(바람직하게는 300 bar 이상)으로 분사되며 피스톤(10)이 TDC에 또는 그 근처에 있을 때 연소 챔버 연료 밸브(50)로 분사된다. 연료 가스는 30 bar 미만, 바람직하게는 25 bar 미만, 더 바람직하게는 20 bar 미만인 상대적으로 저압으로 유입되고, 기체 연료 공급 시스템(30')에 의해 공급된다. 연료 밸브(50)를 통해 분사하기 위한 연료를 포함하는 흐름은 연료 시스템(30)에 의해 공급된다. 고압은 연료 시스템(30)(커먼 레일)에 의해 또는 연료 밸브(50)에서 생성될 수 있다. 연료 유입 밸브(50')는 실린더 라이너의 원주 주위에, 바람직하게는 고르게 분포되어 있으며 실린더 라이너(1)의 길이의 중앙 영역에 배치된다. 기체 연료의 유입은 압축 압력이 상대적으로 낮을 때, 즉 피스톤이 TDC에 도달할 때 압축 압력보다 훨씬 낮을 때 일어나며, 따라서 상대적으로 저압에서 유입을 허용한다.When the engine is operated as a premix engine (Otto principle), the gaseous fuel (e.g. methanol, petroleum gas or LPG, methane, natural gas LNG or ethane) is released as the piston 10 moves upward (from BDC to TDC). , and flows in from the gaseous fuel inlet valve 50' under the control of the electronic controller 100 before the piston 10 passes through the fuel valve 50' (gas inlet valve). Gaseous or liquid fuel (eg fuel oil) is injected at high pressure (preferably above 300 bar) and into the combustion chamber fuel valve 50 when the piston 10 is at or near TDC. The fuel gas is introduced at relatively low pressure, less than 30 bar, preferably less than 25 bar, more preferably less than 20 bar, and is supplied by the gaseous fuel supply system 30'. A flow containing fuel for injection through the fuel valve 50 is supplied by the fuel system 30 . The high pressure can be generated by the fuel system 30 (common rail) or in the fuel valve 50. The fuel inlet valves 50' are distributed around the circumference of the cylinder liner, preferably evenly, and are arranged in a central region of the length of the cylinder liner 1. The inflow of gaseous fuel occurs when the compression pressure is relatively low, i.e. much lower than the compression pressure when the piston reaches TDC, thus allowing inflow at relatively low pressure.

엔진이 압축 점화 엔진(디젤 원리)으로 작동될 때 가스 유입 밸브(50')는 없으며 피스톤(10)이 TDC에 또는 그 근처에 있을 때 연료(기체 또는 액체)는 연료 밸브(50)를 통해 고압으로 분사된다.When the engine is operated as a compression ignition engine (diesel principle), there is no gas inlet valve 50' and when the piston 10 is at or near TDC, fuel (gaseous or liquid) flows under high pressure through the fuel valve 50. is sprayed as

실린더 라이너(1)의 피스톤(10)은 기체 연료 및 소기 가스의 충전물을 압축하고(또는 오직 TDC에서의 연료 분사로 작동되는 경우 소기 가스를 압축하고) TDC 또는 그 근처에서 점화는 바람직하게는 실린더 커버(22)에 배열된 연료 밸브(50)로부터 고압의 연료의 분사에 의해 또는 오직 TDC 또는 그 근처에서의 액체 연료 분사의 경우 압축을 통해 촉발된다. 이에 연소가 이루어지며 이를 함유하는 배기 가스가 생성된다.The piston 10 of the cylinder liner 1 compresses a charge of gaseous fuel and scavenge gas (or compresses the scavenge gas if operated with fuel injection only at TDC) and ignition at or near TDC preferably occurs in the cylinder. It is triggered by injection of high-pressure fuel from a fuel valve 50 arranged in the cover 22 or through compression in the case of liquid fuel injection only at or near TDC. This causes combustion and produces exhaust gas containing it.

배기 밸브(4)가 개방되면 연소 가스는 실린더(1)와 연관된 연소 가스 덕트를 통해 연소/배기 가스 리시버(3)로 흐르고 계속해서 배기 가스에서 질소 산화물(Nox)의 감소를 위한 선택적 촉매 반응기(33)를 포함하는 제1 배기 가스 도관(19)을 통해 흐른다.When the exhaust valve (4) is opened, the combustion gases flow through the combustion gas duct associated with the cylinder (1) to the combustion/exhaust gas receiver (3) and continue to the selective catalytic reactor ( It flows through a first exhaust gas conduit (19) comprising 33).

샤프트를 통해, 터빈(6)은 공기 인렛(12)을 통해 신선한 공기가 공급되는 압축기(7)를 구동한다. 압축기(7)는 가압된 소기 공기를 소기 공기 리시버(2)로 이어지는 소기 공기 도관(13)으로 전달한다. 도관(13)의 소기 공기는 소기 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러(14)를 지나간다.Via the shaft, the turbine (6) drives the compressor (7), which is supplied with fresh air through the air inlet (12). The compressor (7) delivers pressurized scavenge air to the scavenge air conduit (13) leading to the scavenge air receiver (2). The scavenge air in conduit 13 passes through an intercooler 14 to cool the scavenge air.

인터쿨러(14)의 상류(도시) 또는 하류(미도시)에서 배기 가스 재순환 도관(35)은 소기 공기 도관(13)에 연결된다. 이 위치에서, 재순환된 배기 가스는 소기 공기와 혼합되어 소기 공기 리시버(2)로 흐르는 소기 공기를 형성한다. 컨트롤러(100)(전자 제어 유닛)는 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이 소기 가스 내 소기 공기와 배기 가스 사이의 비율을 조정하도록 구성된다.Upstream (shown) or downstream (not shown) of intercooler 14 an exhaust gas recirculation conduit 35 is connected to a scavenge air conduit 13 . In this position, the recirculated exhaust gas mixes with the scavenge air to form scavenge air that flows to the scavenge air receiver 2. The controller 100 (electronic control unit) is configured to adjust the ratio between scavenge air and exhaust gas in the scavenge gas, as described in more detail below.

냉각된 소기 공기 또는 가스는 터보차저(5)의 압축기(7)가 소기 공기 리시버(2)에 충분한 압력을 전달하지 못할 때, 즉 엔진의 낮은 또는 부분 부하 상태에서 소기 기류를 가압하는 전기 모터(17)에 의해 구동되는 보조 블로어(16)를 통과한다. 더 높은 엔진 부하에서 터보차저 압축기(7)는 충분한 압축된 소기 공기를 전달하고 보조 블로어(16)는 역지 밸브(15)를 통해 바이패싱된다. 본 검토는 하나 이상의 터보차저(5)를 포함하여 터보차저 시스템을 형성할 수 있다.The cooled scavenge air or gas is supplied by an electric motor ( It passes through the auxiliary blower (16) driven by 17). At higher engine loads the turbocharger compressor (7) delivers sufficient compressed scavenging air and the auxiliary blower (16) is bypassed via the non-return valve (15). This review may include one or more turbochargers (5) to form a turbocharger system.

프로세서 및 컨트롤러의 기능을 수행하기 위한 다른 하드웨어를 포함하는 몇몇 상호 연결된 전자 유닛으로 구성될 수 있는 컨트롤러(100)는 일반적으로 엔진의 작동을 제어하고 예를 들어 기체 연료 유입(양 및 타이밍), 액체 연료 분사(양 및 타이밍), 배기 밸브(4)의 개폐(양정의 타이밍 및 정도), 재순환된 배기 가스 비율 및 다양한 쿨러, 펌프 및 기타 장비의 작동에 걸쳐 제어를 가한다. 이에 컨트롤러(100)는 센서로부터 엔진의 작동 상태(엔진 부하, 엔진 속도, 블로어 속도, 소기 가스 온도, 다양한 지점에서 이그절트(exalt) 가스 온도, 다양한 지점에서 배기 가스 온도, 소기 시스템, 연소 챔버, 배기 가스 시스템 및 (존재 시) 배기 가스 재순환 시스템의 압력)을 알려주는 다양한 신호를 수신한다. 바람직하게는 엔진은 각 연소 챔버에 대한 배기 밸브 타이밍의 개별 제어를 허용하는 가변 타이밍 배기 밸브 구동 시스템을 포함한다. 컨트롤러(100)는 신호 라인 또는 무선 연결을 통해 연료 밸브(50), 액체 연료 유입 밸브(50'), 배기 밸브 액추에이터, 크랭크샤프트의 각도를 감지하고 크랭크샤프트의 위치를 나타내는 신호를 생성하는 각도 위치 센서 및 바람직하게는 실린더 커버(22)의, 대안적으로는 연소 챔버의 압력을 나타내는 신호를 생성하는 실린더 라이너(1)의 압력 센서에 연결된다.The controller 100, which may consist of several interconnected electronic units including a processor and other hardware to perform the functions of the controller, generally controls the operation of the engine and controls, for example, gaseous fuel intake (amount and timing), liquid Controls are exerted over fuel injection (quantity and timing), opening and closing of the exhaust valve (4) (timing and degree of lift), recirculated exhaust gas rates and operation of various coolers, pumps and other equipment. Accordingly, the controller 100 detects the operating status of the engine from sensors (engine load, engine speed, blower speed, scavenge gas temperature, exhaust gas temperature at various points, exhaust gas temperature at various points, scavenge system, combustion chamber, It receives various signals that inform it of the pressure in the exhaust gas system and (if present) the exhaust gas recirculation system. Preferably the engine includes a variable timing exhaust valve actuation system allowing individual control of exhaust valve timing for each combustion chamber. The controller 100 detects the angles of the fuel valve 50, the liquid fuel inlet valve 50', the exhaust valve actuator, and the crankshaft via a signal line or wireless connection and the angular position to generate a signal indicative of the position of the crankshaft. It is connected to a sensor and preferably to a pressure sensor in the cylinder cover 22 or alternatively to a pressure sensor in the cylinder liner 1 which generates a signal indicative of the pressure in the combustion chamber.

엔진 크기에 따라 실린더 라이너(1)는 일반적으로 250 mm 내지 1000 mm의 실린더 보어 및 1000 mm 내지 4500 mm의 대응되는 일반적인 길이를 갖는 다양한 크기로 제조될 수 있다.Depending on the engine size, the cylinder liners 1 can be manufactured in various sizes, with cylinder bores generally from 250 mm to 1000 mm and corresponding typical lengths from 1000 mm to 4500 mm.

실린더 라이너(1)는 그 사이에 기밀 인터페이스를 갖는 각 실린더 라이너(1)의 상단에 배치된 실린더 커버(22)를 갖는 실린더 프레임(23)에 장착된다. 실린더 커버(22)를 냉각하기 위해 적어도 하나의 냉각 채널이 실린더 커버(22)에 제공되는데, 각 실린더 커버(22)의 적어도 하나의 채널은 아래에서 상세히 설명될 습식 냉각 시스템(60, 70)에 유체 연결된다. 피스톤(10)은 하사점(BDC)과 상사점(TDC) 사이를 왕복하도록 배열된다. 피스톤(10)의 이들 두 극단 위치는 크랭크샤프트(8)의 180도 회전에 의해 구분된다. 실린더 라이너(1)는 피스톤(10)이 실린더 윤활 홀(25)을 통과할 때 실린더 윤활유의 공급을 제공하고, 그 후 피스톤(10)에서 피스톤 링(도시되지 않음)이 실린더 윤활유를 실린더 라이너(1)의 작동 표면(내부 표면)에 분배하는 실린더 윤활 라인에 연결되는 둘레 방향으로 분포된 복수의 실린더 윤활 홀이 제공된다. 실린더 라이너는 재킷(미도시)이 제공되고 재킷 냉각수는 재킷과 실린더 라이너 사이의 공간에서 순환된다.The cylinder liners 1 are mounted on a cylinder frame 23 with a cylinder cover 22 disposed on top of each cylinder liner 1 with an airtight interface therebetween. At least one cooling channel is provided in the cylinder cover 22 for cooling the cylinder cover 22, wherein at least one channel of each cylinder cover 22 is connected to the wet cooling system 60, 70, which will be described in detail below. fluid connection. The piston 10 is arranged to reciprocate between bottom dead center (BDC) and top dead center (TDC). These two extreme positions of the piston 10 are separated by 180 degrees of rotation of the crankshaft 8. The cylinder liner (1) provides a supply of cylinder lubricant when the piston (10) passes through the cylinder lubrication hole (25), after which a piston ring (not shown) in the piston (10) transfers the cylinder lubricant to the cylinder liner ( 1) A plurality of circumferentially distributed cylinder lubrication holes are provided, which are connected to a cylinder lubrication line that distributes to the working surface (inner surface) of the cylinder. The cylinder liner is provided with a jacket (not shown) and the jacket coolant circulates in the space between the jacket and the cylinder liner.

액체 연료 밸브(50)(전형적으로 실린더당 1개 이상, 바람직하게는 3개 또는 4개)는 실린더 커버(22)에 장착되고 가압 연료의 공급원(30)에 연결된다. 액체 연료 밸브(50)는 바람직하게는 배기 밸브(4) 주위에, 특히 실린더 커버(22)에서 중앙 아웃렛(개구부) 주위에서 둘레 방향으로 고르게 분포된다. 중앙 아웃라인은 배기 밸브(4)에 의해 제어된다. 어퍼리션(apparition) 연료 분사의 타이밍과 양은 컨트롤러(100)에 의해 제어된다. 연료 밸브(50)는 엔진이 프리믹스 모드에서 작동 중인 경우 소량의 점화 액체(파일럿)를 분사하는 데만 사용된다. 엔진이 압축 점화 모드로 작동하는 경우, 실제 엔진 부하로 엔진을 작동시키기 위해 필요한 양의 액체 연료가 액체 연료 밸브(50)를 통해 분사된다. 실린더 커버(22)는 프리챔버(미도시)가 제공될 수 있으며 액체 연료 밸브(50)의 팁, 일반적으로 하나 이상의 노즐 홀을 갖는 노즐이 제공된 팁은 파일럿 오일(점화 액체)이 프리챔버에 주입되고 분무되어 점화를 트리거링하도록 배열된다. 프리챔버는 안정적인 점화를 보장하는 데 도움을 준다.Liquid fuel valves 50 (typically one or more, preferably three or four per cylinder) are mounted on the cylinder cover 22 and connected to a source 30 of pressurized fuel. The liquid fuel valves 50 are preferably evenly distributed circumferentially around the exhaust valve 4, especially around the central outlet (opening) in the cylinder cover 22. The central outline is controlled by the exhaust valve (4). The timing and amount of apparition fuel injection are controlled by the controller 100. The fuel valve 50 is only used to inject a small amount of ignition liquid (pilot) when the engine is operating in premix mode. When the engine operates in compression ignition mode, the amount of liquid fuel required to operate the engine at the actual engine load is injected through the liquid fuel valve 50. The cylinder cover 22 may be provided with a prechamber (not shown), and the tip of the liquid fuel valve 50, generally a tip provided with a nozzle having one or more nozzle holes, allows pilot oil (ignition liquid) to be injected into the prechamber. and is arranged to be sprayed to trigger ignition. The prechamber helps ensure stable ignition.

연료 유입 밸브(50')는 실린더 라이너(1)(또는 실린더 커버(22))에 설치되며, 그 노즐은 실린더 라이너(1)의 내부 표면과 실질적으로 같은 높이에 있고 연료 밸브(50')의 후방 단부는 실린더 라이너(22)의 외부 벽으로부터 돌출되어 있다. 전형적으로 1개 또는 2개, 단 가능하면 3개 또는 4개 정도의 연료 밸브(50')가 각 실린더 라이너(1)에 제공되어 실린더 라이너(1) 주위에 둘레 방향으로 분포(바람직하게는 둘레 방향으로 고르게 분포)된다. 연료 유입 밸브(50')는 실시예에서 실린더 라이너(1)의 길이를 따라 실질적으로 중앙에 배열된다. 연료 유입 밸브(50')는 기체 연료(30')(예를 들어 메탄올, LPG, LNG, 에탄 또는 암모니아)의 가압 공급원에 연결되며, 즉 연료는 연료 유입 밸브(50')로 전달될 때 기체 상태로 있다. BDC에서 TDC로의 피스톤(10) 행정 중에 기체 연료가 유입되기 때문에, 기체 연료의 공급원의 압력은 실린더 라이너(1)에 존재하는 압력보다 높기만 하면 되며, 일반적으로 20 bar 미만의 압력이면 연료 유입 밸브(50')로 전달되는 기체 연료에 충분하다. 연료 유입 밸브(50')는 연료 유입 밸브(50')의 개폐의 타이밍과 연료 유입 밸브(50')의 개방의 지속 시간을 결정하는 컨트롤러(100)에 연결된다.The fuel inlet valve 50' is installed in the cylinder liner 1 (or cylinder cover 22), and its nozzle is substantially flush with the inner surface of the cylinder liner 1 and is located at the center of the fuel valve 50'. The rear end protrudes from the outer wall of the cylinder liner 22. Typically one or two, but possibly as many as three or four fuel valves 50' are provided in each cylinder liner 1 and distributed circumferentially around the cylinder liner 1 (preferably around the circumference). distributed evenly in each direction. The fuel inlet valve 50' is arranged substantially centrally along the length of the cylinder liner 1 in the embodiment. The fuel inlet valve 50' is connected to a pressurized source of gaseous fuel 30' (e.g. methanol, LPG, LNG, ethane or ammonia), i.e. the fuel is gaseous when delivered to the fuel inlet valve 50'. It is in a state. Since gaseous fuel is introduced during the stroke of the piston (10) from BDC to TDC, the pressure of the source of gaseous fuel need only be higher than the pressure present in the cylinder liner (1), and generally a pressure of less than 20 bar is required to open the fuel inlet valve. (50') is sufficient for the gaseous fuel delivered. Fuel inlet valve 50' is connected to a controller 100 that determines the timing of opening and closing of fuel inlet valve 50' and the duration of opening of fuel inlet valve 50'.

점화를 위한 액체 연료는 실시예에서 연료유, 선박용 디젤, 중유, 에탄올 또는 디메틸에테르(DME)이다.The liquid fuel for ignition is in embodiments fuel oil, marine diesel, heavy oil, ethanol or dimethyl ether (DME).

기체 작동 모드는 엔진의 몇몇 작동 모드 중 하나일 수 있다. 다른 모드는 엔진의 작동에 필요한 모든 연료가 액체 연료 밸브(50)를 통해 액체 형태로 제공되는 액체 연료 작동 모드를 포함할 수 있다. 기체 연료 작동 모드에서 엔진은 메인 연료로서, 즉 엔진에 공급되는 에너지의 대부분을 제공하는 것으로서 상대적으로 저압으로 BDC로부터 TDC로의 피스톤의 행정 동안 유입되는 기체 연료로 작동되는 반면 액체 연료는 이에 비해 엔진에 공급되는 에너지의 양에 상대적으로 작은 기여만 하는 상대적으로 적은 양의 연료를 구성하며, 액체 연료의 목적은 적시 점화로, 즉 액체 연료는 점화 액체로서 역할을 한다.The aircraft operating mode may be one of several operating modes of the engine. Other modes may include a liquid fuel operation mode in which all fuel required for operation of the engine is provided in liquid form through the liquid fuel valve 50. In the gaseous fuel mode of operation, the engine operates with gaseous fuel as the main fuel, i.e. the one that provides most of the energy supplied to the engine, which enters the engine at relatively low pressure during the stroke of the piston from BDC to TDC, while liquid fuel provides It constitutes a relatively small amount of fuel that makes only a relatively small contribution to the amount of energy supplied, and its purpose is for just-in-time ignition, i.e. the liquid fuel acts as an ignition liquid.

따라서 본 실시예의 엔진은 듀얼 연료 엔진일 수 있으며, 즉 엔진은 액체 연료로만 작동하는 모드와 거의 기체 연료로만 작동하는 모드를 갖는다.Accordingly, the engine of this embodiment may be a dual fuel engine, that is, the engine has a mode in which it operates only with liquid fuel and a mode in which it operates almost exclusively with gaseous fuel.

이 실시예에서 엔진은 Otto 원리에 따라 작동하는 프리믹스 엔진으로 도시되어 있다. 그러나 엔진은 피스톤(10)이 TDC 또는 그 근처에 있을 때 연료(기체 또는 액체)가 고압으로 분사되는 (디젤 원리에 따라 작동하는) 압축 점화 엔진일 수도 있다.In this embodiment the engine is shown as a premix engine operating according to the Otto principle. However, the engine may also be a compression ignition engine (operating on diesel principles) in which fuel (gas or liquid) is injected at high pressure when the piston 10 is at or near TDC.

엔진은 연소 챔버에 연료(액체 및/또는 기체 연료)를 공급하고, 연소 챔버에서 연료를 연소시켜 배기 가스의 흐름을 생성함으로써 작동된다. 도시되지 않은 실시예에서 배기 가스(또는 재순환된 가스가 연소 챔버로부터 직접 취해지는 실시예의 경우 연소 가스)의 흐름의 제1 부분은 재순환되고, 배기 가스로서 배기 가스의 흐름의 다른 (제2) 부분은 배기된다.An engine operates by supplying fuel (liquid and/or gaseous fuel) to a combustion chamber and burning the fuel in the combustion chamber to produce a stream of exhaust gases. In an embodiment not shown, a first part of the flow of exhaust gases (or combustion gases in the case of embodiments in which the recirculated gases are taken directly from the combustion chamber) is recirculated, and the other (second) part of the flow of exhaust gases as exhaust gases. is exhausted.

터보차저(5)의 터빈(6)의 하류에서 배기 가스는 일반적으로 스팀을 생성하도록 구성된 보일러(20)(이코노마이저라고도 함)로 배기 가스를 안내하는 제2 배기 도관(28)으로 들어간다. 스팀은 예를 들어 다양한 목적으로 엔진이 장착되는 해양 선박에 장착되어 사용된다. 보일러(20)의 하류에서 제2 배기 도관(28)은 연장되어 대기로 이어진다.Downstream of the turbine 6 of the turbocharger 5 the exhaust gases generally enter a second exhaust conduit 28 which leads the exhaust gases to a boiler 20 (also known as an economizer) configured to produce steam. Steam is used, for example, on marine vessels equipped with engines for various purposes. Downstream of the boiler 20 a second exhaust conduit 28 extends to the atmosphere.

실린더 라이너(1)는 환형 냉각 챔버(23)를 정의하는 재킷(21)이 제공된다. 환형 냉각 챔버(23)는 바람직하게는 실린더 라이너(1)의 열적으로 가장 높은 부하를 받는 상부 부분에 배열된다. 환형 냉각 챔버(23)는 아래에서 더 자세히 설명될 습식 냉각 시스템(60, 70)에 유체적으로 연결된다. 일반적으로 실린더 커버(22)와 배기 밸브(4)를 위한 하우징은 습식 냉각 시스템으로부터 냉각수를 수용하기 위한 채널과 챔버가 제공된다.The cylinder liner (1) is provided with a jacket (21) defining an annular cooling chamber (23). The annular cooling chamber 23 is preferably arranged in the thermally most loaded upper part of the cylinder liner 1 . The annular cooling chamber 23 is fluidly connected to wet cooling systems 60, 70, which will be described in more detail below. Typically, the cylinder cover 22 and the housing for the exhaust valve 4 are provided with channels and chambers for receiving coolant from the wet cooling system.

도 4는 도식적으로 도시된 습식 냉각 시스템을 갖는 엔진의 제1 실시예를 도시한다. 이 실시예에서 습식 냉각 시스템은 1차 냉각 회로(70) 및 2차 냉각 회로(60)를 포함한다. 1차 냉각 회로(70)는 엔진 작동 중에 물로 채워지는 1차 순환 도관(73)을 포함한다. 1차 순환 도관(73)은 1차 순환 회로(73)의 물을 순환시키는 역할을 하는 1차 순환 펌프(72)를 포함한다. 리던던시를 위해 2개 이상의 1차 순환 펌프(72)가 제공된다. 역지 밸브는 1차 순환 펌프(72) 각각의 하류에 제공된다. 역지 밸브의 상류에는 제1 온도 센서(75)가 제공된다. 1차 순환 펌프(72)의 상류에는 물 속에 축적된 공기, 가스 또는 스팀을 제거하고 갇혀 있는 기포를 제거하기 위한 디에어레이터(디에어레이션 용기)(78)가 배열된다. 디에어레이터(78)는 공급 및 벤트 라인을 통해 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)에 연결된다. 압력 용기(74) 팽창 탱크(77)의 기능은 물을 저장하고, 습식 냉각 시스템에 압력을 제공하며, 수온이 변함에 따른 습식 냉각 시스템의 물의 팽창 및 수축을 허용하는 것이다.Figure 4 shows a first embodiment of an engine with a wet cooling system shown schematically. The wet cooling system in this embodiment includes a primary cooling circuit (70) and a secondary cooling circuit (60). The primary cooling circuit 70 includes a primary circulation conduit 73 that is filled with water during engine operation. The primary circulation conduit 73 includes a primary circulation pump 72 that serves to circulate water in the primary circulation circuit 73. Two or more primary circulation pumps 72 are provided for redundancy. A non-return valve is provided downstream of each primary circulation pump 72. A first temperature sensor 75 is provided upstream of the check valve. Upstream of the primary circulation pump 72, a deaerator (deaeration vessel) 78 is arranged to remove air, gas, or steam accumulated in the water and to remove trapped air bubbles. De-aerator 78 is connected to pressure vessel 74 or expansion tank 77 via supply and vent lines. The function of the pressure vessel 74 expansion tank 77 is to store water, provide pressure to the wet cooling system, and allow expansion and contraction of the water in the wet cooling system as the water temperature changes.

전형적으로 디에어레이터(78)의 상류에서 쿨러(79), 예를 들어 엔진이 선박에 설치되어 있는 경우 해수와 열을 교환하는 열교환기, 또는 다른 냉각 매체를 포함하는 냉각 장치가 제공된다. 쿨러(79)는 제3 제어 밸브(71), 예를 들어 3방향 제어 밸브에 의해 1차 순환 도관(73)에 유체적으로 연결되며, 쿨러(79)를 바이패싱하는 흐름의 부분에 대해 쿨러(79)를 통과하는 물의 흐름의 부분의 크기를 변경하는 것이 흐름 조건, 즉 1차 순환 펌프(72)가 겪는 저항에 실질적으로 영향을 미치지 않도록 쿨러(79)의 그것과 대략 동일한 흐름에 대한 제한을 갖는 오리피스(도 4에 미도시, 도 5 및 6에서 오리피스(83)로 도시됨)와 병렬로 배열된다. 제3 제어 밸브 (71)은 컨트롤러(100)의 제어를 받으며 쿨러(79)를 통과하는 물과 쿨러(79)를 바이패싱하는 물의 비율을 조절함으로써 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 조절하기 위한 냉각 성능을 조절한다. 이에 컨트롤러(100)는 제1 온도 센서(75)로부터 냉각수의 온도를 나타내는 신호를 수신하고, 컨트롤러(100)는 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 85℃의 목표 온도를 가지면서, 예를 들어 80 내지 90℃의 온도로, 바람직하게는 90℃ 미만의 온도로 조절한다. 1차 순환 도관(73)은 엔진 물 인렛(41) 및 엔진 물 아웃렛(42)에 의해, 예를 들어 플랜지에 의해 엔진에 결합된다.Typically, a cooling device is provided upstream of the deaerator 78, including a cooler 79, for example a heat exchanger for exchanging heat with sea water if the engine is installed on a ship, or another cooling medium. The cooler 79 is fluidly connected to the primary circulation conduit 73 by a third control valve 71, for example a three-way control valve, which controls the cooler for that portion of the flow bypassing the cooler 79. A restriction to the flow approximately equal to that of the cooler 79 so that varying the size of the portion of water flowing through 79 does not materially affect the flow conditions, i.e. the resistance experienced by the primary circulation pump 72. It is arranged in parallel with an orifice (not shown in FIG. 4, shown as orifice 83 in FIGS. 5 and 6). The third control valve 71 is controlled by the controller 100 and regulates the temperature of the water in the primary cooling circuit 70 by adjusting the ratio of water passing through the cooler 79 and water bypassing the cooler 79. Adjust cooling performance to Accordingly, the controller 100 receives a signal indicating the temperature of the coolant from the first temperature sensor 75, and the controller 100 sets the temperature of the water in the primary cooling circuit 70 to a target temperature of 85°C, e.g. For example, it is adjusted to a temperature of 80 to 90°C, preferably less than 90°C. The primary circulation conduit 73 is coupled to the engine by an engine water inlet 41 and an engine water outlet 42, for example by a flange.

제4 제어 밸브(56), 예를 들어 3방향 밸브는 1차 순환 펌프(72) 및 관련 역지 밸브의 하류에서 1차 순환 회로(73)에, 바람직하게는 엔진 아웃렛(42)에서 엔진 인렛(41) 사이에서 연장되는 1차 순환 도관(73)의 부분에 배열된다. 제4 제어 밸브(56)는 2차 순환 회로(60)의 2차 순환 도관(63)에 연결되는 복귀 도관(82)에 연결된다. 2차 순환 도관(63)은 2차 역지 밸브(57)를 포함하고 복귀 도관(82)은 2차 역지 밸브(57)의 상류에서 2차 순환 도관(60)에 연결된다. 공급 도관(81)은 제4 제어 밸브(56)의 상류에서 1차 순환 도관(73)에 연결되고 2차 역지 밸브(57)의 하류의 위치에서 2차 순환 도관(63)에 연결된다.A fourth control valve (56), e.g. a three-way valve, is connected to the primary circulation circuit (73) downstream of the primary circulation pump (72) and the associated non-return valve, preferably at the engine outlet (42) to the engine inlet ( 41) is arranged in the part of the primary circulation conduit 73 extending therebetween. The fourth control valve 56 is connected to a return conduit 82 which is connected to the secondary circulation conduit 63 of the secondary circulation circuit 60 . The secondary circulation conduit 63 includes a secondary non-return valve 57 and a return conduit 82 is connected to the secondary circulation conduit 60 upstream of the secondary non-return valve 57 . The supply conduit (81) is connected to the primary circulation conduit (73) upstream of the fourth control valve (56) and to the secondary circulation conduit (63) at a location downstream of the secondary check valve (57).

압력 용기(74) 팽창 탱크(77)는 1차 순환 펌프(72)와 함께, 1차 및 2차 냉각 회로(60, 70)의 물이 최대 140℃, 바람직하게는 최대 130℃의 수온에 대해 끓는 것을 방지하기에 충분한 압력을 유지하도록 구성되며, 즉 1차 냉각 회로의 물 압력이 적어도 3 barg, 바람직하게는 적어도 4 barg, 가장 바람직하게는 적어도 5 barg를 갖도록 유지하도록 구성된다.The pressure vessel 74 expansion tank 77 together with the primary circulation pump 72 ensures that the water in the primary and secondary cooling circuits 60, 70 is supplied for a water temperature of up to 140°C, preferably up to 130°C. It is configured to maintain a pressure sufficient to prevent boiling, i.e. to maintain the water pressure in the primary cooling circuit to be at least 3 barg, preferably at least 4 barg and most preferably at least 5 barg.

제4 제어 밸브(56)는 컨트롤러(100)의 제어를 받으며 2차 순환 도관(63)으로 공급되는 물과 2차 순환 도관(63)을 바이패싱하는 물 사이의 비율을 조절함으로써 2차 냉각 회로(60)의 물 온도에 대해 2차 순환 회로(63)의 물과 혼합되는 1차 순환 도관(73)의 물의 양을 조절한다. 이에 컨트롤러(100)는 제2 온도 센서(65)로부터 2차 순환 회로(63)의 냉각수의 온도를 나타내는 신호를 수신하며, 컨트롤러(100)는 2차 냉각 회로(60)의 물의 온도를 예를 들어 100℃ 초과의 온도, 바람직하게는 120 내지 140℃의 온도로 조절하도록 구성된다. 2차 순환 펌프(62)는 순환 회로(63)에서 물의 순환을 보장한다. 필요시 2차 순환 펌프(62)가 바이패싱될 수 있도록 2차 순환 펌프(62)를 바이패싱하도록 제공된다.The fourth control valve 56 is controlled by the controller 100 and regulates the ratio between the water supplied to the secondary circulation conduit 63 and the water bypassing the secondary circulation conduit 63 to form a secondary cooling circuit. The amount of water in the primary circulation conduit (73) mixed with the water in the secondary circulation circuit (63) is adjusted relative to the water temperature of (60). Accordingly, the controller 100 receives a signal indicating the temperature of the coolant in the secondary circulation circuit 63 from the second temperature sensor 65, and the controller 100 receives the temperature of the water in the secondary cooling circuit 60, for example. For example, it is configured to adjust the temperature to a temperature exceeding 100°C, preferably 120 to 140°C. The secondary circulation pump 62 ensures the circulation of water in the circulation circuit 63. Provision is made to bypass the secondary circulation pump 62 so that the secondary circulation pump 62 can be bypassed when necessary.

제4 제어 밸브(56)는 바람직하게는 컨트롤러(100)에 의해 제어되는 3방향 제어 밸브이고, 제4 제어 밸브(56)는 1차 냉각 회로(70)에 배열되고 공급 도관(82)을 통해 2차 냉각 회로(60)에 유체적으로 연결되고, 제4 제어 밸브(56)는 공급 도관(82)을 통해 2차 냉각 회로(60)에 제어 가능한 크기의 물의 흐름을 분기시킴으로써 2차 냉각 회로(60)로부터 1차 냉각 회로(70)로 동일한 크기의 물의 흐름을 분기시키도록 구성된다.The fourth control valve 56 is preferably a three-way control valve controlled by the controller 100, the fourth control valve 56 being arranged in the primary cooling circuit 70 and via the supply conduit 82. Fluidically connected to the secondary cooling circuit 60, the fourth control valve 56 diverges a controllable amount of water flow to the secondary cooling circuit 60 through the supply conduit 82, thereby forming the secondary cooling circuit. It is configured to branch a flow of water of the same size from (60) to the primary cooling circuit (70).

냉각 회로(60)는 모든 실린더 라이너(1)의 환형 냉각 챔버(23)와 실린더 커버(22), 그리고 선택적으로 또한 배기 밸브(4)의 하우징을 관통하여 지나가 모든 실린더 라이너(1), 실린더 커버(2), 그리고 선택적으로 또한 배기 밸브(4)의 하우징이 증가된 (80 내지 90℃의 온도를 갖는 냉각 챔버의 냉각수로 작동하는 공지된 대형 2행정 내연 엔진에 비해 증가된) 온도로 작동하도록 함으로써 연료 효율을 향상시킨다.The cooling circuit 60 passes through the annular cooling chamber 23 of all cylinder liners 1 and the cylinder cover 22 and, optionally, also through the housing of the exhaust valve 4, (2), and optionally also for the housing of the exhaust valve 4 to operate at increased temperatures (increased compared to known large two-stroke internal combustion engines operating with coolant in a cooling chamber having a temperature of 80 to 90° C.). This improves fuel efficiency.

도 4에서 파선으로 된 직사각형은 실제 엔진의 일부로 간주되는 모든 구성 요소를 나타내는 반면 나머지 구성 요소는 습식 냉각 시스템, 즉 보조 시스템의 일부로 간주된다.The dashed rectangles in Figure 4 represent all components that are considered part of the actual engine, while the remaining components are considered part of the wet cooling system, i.e. the auxiliary system.

도 5는 엔진의 제2 실시예를 도시한다. 이 실시예에서 이전에 설명되거나 도시된 대응되는 구조 및 특징과 동일하거나 유사한 구조 및 특징은 단순화를 위해 이전에 사용된 것과 동일한 참조 번호로 표시된다. 본 실시예에서 엔진 및 그 작동은 이전 실시예와 거의 동일하므로 이전 실시예와의 차이점만 상세히 설명될 것이다.Figure 5 shows a second embodiment of the engine. In this embodiment, structures and features that are the same or similar to corresponding structures and features previously described or shown are denoted by the same reference numerals as previously used for simplicity. Since the engine and its operation in this embodiment are almost identical to the previous embodiment, only the differences from the previous embodiment will be described in detail.

이 실시예는 엔진 물 인렛(41)과 엔진 물 아웃렛(42)에 의해 엔진에 연결되는 1차 냉각 회로(70)를 포함하며, 냉각 회로의 일부는 엔진을 통해, 특히 냉각 챔버(23)를 통해, 선택적으로 또한 이들 구성요소를 냉각하기 위한 배기 밸브(4)의 실린더 커버(22)와 하우징을 통해 연장된다. 본 실시예에서 팽창 탱크(77)는 정압을 보장하는 역할을 하며, 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도가 변동함으로 인한 1차 냉각 회로(70)의 물의 팽창 및 수축을 허용하기 위한 저장조를 형성한다.This embodiment comprises a primary cooling circuit (70) connected to the engine by an engine water inlet (41) and an engine water outlet (42), with a portion of the cooling circuit flowing through the engine, in particular through the cooling chamber (23). It extends through the cylinder cover 22 and the housing of the exhaust valve 4, optionally also for cooling these components. In this embodiment, the expansion tank 77 serves to ensure static pressure, and is a storage tank to allow expansion and contraction of the water in the primary cooling circuit 70 due to fluctuations in the temperature of the water in the primary cooling circuit 70. form

팽창 탱크(77)는 1차 순환 펌프(72)와 함께, 1차 냉각 회로(70)의 물이 최대 140℃, 바람직하게는 최대 130℃의 수온에 대해 끓는 것을 방지하기에 충분한 압력을 유지하도록 구성되며, 즉 1차 냉각 회로의 물 압력을 적어도 3 barg, 바람직하게는 적어도 4 barg, 가장 바람직하게는 적어도 5 barg로 유지하도록 구성된다.The expansion tank 77, together with the primary circulation pump 72, maintains sufficient pressure to prevent the water in the primary cooling circuit 70 from boiling for water temperatures of up to 140°C, preferably up to 130°C. It is configured to maintain the water pressure in the primary cooling circuit at least 3 barg, preferably at least 4 barg and most preferably at least 5 barg.

공급 도관(89)은 팽창 탱크(77)에 연결되어 물의 재공급이 제공되며, 팽창 탱크(77)의 물의 표면 위의 공기가 대기에 연결되도록 허용함으로써 팽창 탱크의 압력을 일정하게 유지하기 위해 벤트(90)가 제공된다. 실시예에서 팽창 탱크(77)의 수위를 모니터링하기 위해 레벨 센서가 제공된다. 따라서 정상 작동 중에 팽창 탱크(77)는 항상 물로 부분적으로 채워져 있다.A supply conduit (89) is connected to the expansion tank (77) to provide a resupply of water and is vented to keep the pressure in the expansion tank constant by allowing air above the surface of the water in the expansion tank (77) to connect to the atmosphere. (90) is provided. In an embodiment a level sensor is provided to monitor the water level in the expansion tank 77. Therefore, during normal operation the expansion tank 77 is always partially filled with water.

쿨러(79) 및 연관된 제3 제어 밸브(71) 및 오리피스(83)는 디에어레이터의 상류에 배열되고, 제3 제어 밸브(71)는 컨트롤러(100)의 제어하에 작동된다.The cooler 79 and the associated third control valve 71 and orifice 83 are arranged upstream of the deaerator, and the third control valve 71 is operated under the control of the controller 100.

본 실시예에서 3개의 1차 순환 펌프(72)가 도시되어 있지만, 1차 냉각 회로는 충분한 수준의 리던던시를 제공하기 위해 2개 이상의 순환 펌프와 협력할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 디에어레이션 용기(78)는 1차 냉각 회로(72)의 물로부터 제거된 공기, 가스 또는 스팀이 팽창 탱크(77)를 연소시킨 대기로 빠져나가도록 허용하기 위한 제1 벤트 도관(85)에 의해 팽창 탱크(77)에 연결된다. 디에어레이션 용기(78)는 또한 공급 도관(84)에 의해 팽창 용기(77)에 연결되는데, 이는 1차 순환 회로(73)와 팽창 탱크(77) 사이에서 물 압력을 연통시키고 물 체적을 교환하기 위한 주요 유체 연결부를 형성한다. 제2 배출 도관(87)은 팽창 탱크(77)에 직접 엔진 물 아웃렛(42)을 연결한다. 따라서, 본 실시예에서 팽창 탱크(77)를 1차 순환 회로(73)에 연결하는 3개의 도관(84, 85, 87)이 존재한다. 이들 3개의 도관(84, 85, 87) 각각은 1차 순환 도관(73)으로부터 팽창 탱크(77)로의 물의 흐름을 스로틀링하기 위한 오리피스(87, 88, 93)가 제공되는데, 1차 순환 회로(73)에서 물의 정체의 경우, 이는 엔진에 있는, 특히 냉각 챔버(23)에 있는, 그리고 실린더 커버(22)를 통한, 그리고 특히 실린더 라이너(1)와 실린더 커버(22)가 상대적으로 뜨겁도록 엔진이 높은 또는 최대 부하로 작동되었을 때 순환 회로(73)의 일부의 물의 보딩을 유도할 수 있다. 이러한 상황에서 끓는 물이 1차 순환 도관(73)으로부터 팽창 탱크(77)로, 그리고 가능하게는 팽창 탱크(77)로부터 대기로 모든 물을 배출하지 않는 것이 유리하다. 이는 팽창 탱크(77)를 향한 물의 흐름을 늦추는 오리피스(78, 88, 93)의 스로틀링 효과에 의해 달성되며, 이로써 실린더 라이너(1)(및 실린더 커버(22) 및 배기 밸브(4)를 위한 하우징)가 수동적으로 냉각되기에 충분한 시간을 제공하여, 1차 순환 도관(73)의 물의 대부분 또는 전부가 1차 순환 도관(73)에 유지된다. 공급 도관(84), 제1 벤트 도관(85), 제2 벤트 도관(87)을 형성하는 배관은 일반적으로 35 mm 내지 80 mm의 실질적으로 일정한 내부 직경을 가지며, 오리피스는 바람직하게는 3 내지 5 mm의 최소 직경을 갖는다. 바람직하게는 오리피스(87, 88, 93)는 흐름에 이용 가능한 단면적을 도관(84, 85, 87)에 비해 적어도 50배, 바람직하게는 적어도 100배, 가장 바람직하게는 적어도 150배만큼 감소시킨다.Although three primary circulation pumps 72 are shown in this embodiment, it should be understood that the primary cooling circuit may cooperate with two or more circulation pumps to provide a sufficient level of redundancy. The deaeration vessel 78 is connected by a first vent conduit 85 to allow air, gas or steam removed from the water in the primary cooling circuit 72 to escape the expansion tank 77 to the atmosphere that fired it. It is connected to the expansion tank (77). The de-aeration vessel 78 is also connected to the expansion vessel 77 by a supply conduit 84, which communicates the water pressure and exchanges water volumes between the primary circulation circuit 73 and the expansion tank 77. Forms the main fluid connection for A second discharge conduit (87) connects the engine water outlet (42) directly to the expansion tank (77). Accordingly, in this embodiment there are three conduits 84, 85, 87 connecting the expansion tank 77 to the primary circulation circuit 73. Each of these three conduits 84, 85, 87 is provided with an orifice 87, 88, 93 for throttling the flow of water from the primary circulation conduit 73 to the expansion tank 77. In case of stagnation of water in (73), this means that in the engine, especially in the cooling chamber (23) and through the cylinder cover (22), and in particular the cylinder liner (1) and cylinder cover (22) are relatively hot. When the engine is operated at high or full load, this can lead to water loading of part of the circuit 73. In this situation it is advantageous for the boiling water not to discharge all the water from the primary circulation conduit 73 into the expansion tank 77 and possibly from the expansion tank 77 into the atmosphere. This is achieved by the throttling effect of the orifices 78, 88, 93 which slows down the flow of water towards the expansion tank 77, thereby providing pressure for the cylinder liner 1 (and cylinder cover 22 and exhaust valve 4). housing) to passively cool, so that most or all of the water in the primary circulation conduit 73 is retained in the primary circulation conduit 73. The piping forming the supply conduit 84, first vent conduit 85 and second vent conduit 87 generally has a substantially constant internal diameter of 35 mm to 80 mm, and the orifice is preferably 3 to 5 mm. It has a minimum diameter of mm. Preferably orifices 87, 88, 93 reduce the cross-sectional area available for flow by at least 50 times, preferably at least 100 times, and most preferably at least 150 times compared to conduits 84, 85, 87.

일 실시예에서 제1 역지 밸브(91)는 물이 수축할 때 팽창 탱크(77)로부터 순환 도관(73)으로의 물의 신속한 충전을 보장하도록 오리피스(93)와 병렬로 공급 도관(84)에 배열된다.In one embodiment the first non-return valve 91 is arranged in the supply conduit 84 in parallel with the orifice 93 to ensure rapid filling of water from the expansion tank 77 into the circulation conduit 73 when the water contracts. do.

일 실시예에서 압력 설정 밸브(92)가 오리피스(93)와 병렬로 공급 도관(84)에 배열되어, 바람직하게는 1차 냉각 회로(70)의 물의 팽창으로 인해 1차 냉각 회로(70)의 물의 압력이 입계치보다 상승할 때(압력 임계치는 압력 설정 밸브의 개방 압력에 의해 설정됨) 물이 1차 냉각 도관(73)으로부터 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)로 흐르도록 허용한다.In one embodiment, a pressure setting valve 92 is arranged in the supply conduit 84 in parallel with the orifice 93, preferably to allow expansion of the water in the primary cooling circuit 70 to reduce pressure in the primary cooling circuit 70. When the water pressure rises above the threshold (the pressure threshold is set by the opening pressure of the pressure setting valve), water is allowed to flow from the primary cooling conduit 73 into the pressure vessel 74 or expansion tank 77. .

실시예에서 제1 제어 밸브(94)는 냉각 회로(70)를 물로 초기에 충전하기 위해 오리피스(93)와 병렬로 공급 도관(84)에 배열된다.In an embodiment the first control valve 94 is arranged in the supply conduit 84 in parallel with the orifice 93 for initially charging the cooling circuit 70 with water.

실시예에서 컨트롤러는 냉각 회로의 물의 온도, 바람직하게는 물이 엔진을 떠나 1차 순환 도관으로 들어가는 위치에 가까운 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하고, 컨트롤러(100)는 1차 냉각 회로(70)의 물 온도를 적어도 100℃, 바람직하게는 120 내지 130℃의 온도로 제어하도록 구성된다. 쿨러(79)는 컨트롤러(100)에 의해 제어되고, 컨트롤러(100)의 제어에 따라 1차 냉각 회로(70)의 물에 선택적인 냉각량을 가하여 1차 냉각 회로(70)의 물에 인가되는 냉각량을 조절해 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 적어도 100℃, 바람직하게는 120 내지 130℃의 온도로 제어하도록 구성된다.In an embodiment, the controller receives a first signal indicating the temperature of the water in the cooling circuit, preferably close to the location where the water leaves the engine and enters the primary circulation conduit, and the controller 100 controls the primary cooling circuit 70 It is configured to control the water temperature to a temperature of at least 100°C, preferably 120 to 130°C. The cooler 79 is controlled by the controller 100, and applies a selective cooling amount to the water in the primary cooling circuit 70 under the control of the controller 100 to cool the water in the primary cooling circuit 70. It is configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit 70 to at least 100°C, preferably 120 to 130°C, by adjusting the cooling amount.

엔진은 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하(최대 연속 정격) 사이의 엔진 부하 범위로 작동하도록 구성되고, 컨트롤러(100)는 적어도 최대 엔진 부하에 대해, 바람직하게는 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 전체 엔진 부하 범위에 대해 100℃ 이상의 온도로, 물이 엔진을 떠나 1차 순환 도관(73)으로 들어가는 위치에 가까운 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 제어하도록 구성된다.The engine is configured to operate with an engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load (maximum continuous rating), and the controller 100 is configured to operate at least for the maximum engine load, preferably for the entire range between the minimum engine load and the maximum engine load. It is configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit (70) close to the position where the water leaves the engine and enters the primary circulation conduit (73) to a temperature above 100°C for the engine load range.

도 5의 실시예는 팽창 탱크(77)를 사용하는 것으로 개시되었지만, 이 실시예는 압력 용기(74)와 동일하게 기능할 것으로 이해된다. 도 5의 실시예는 단일 냉각 회로(70)(1차 냉각 회로)를 사용하는 것으로 개시되었지만, 이 실시예는 도 4를 참조하여 개시된 바와 같은 1차 냉각 회로(70)와 2차 냉각 회로(60)의 조합을 사용하여 동일하게 기능할 것으로 이해된다.Although the embodiment of Figure 5 is disclosed using an expansion tank 77, it is understood that this embodiment will function equally well with a pressure vessel 74. Although the embodiment of Figure 5 is disclosed as using a single cooling circuit 70 (primary cooling circuit), this embodiment uses a primary cooling circuit 70 and a secondary cooling circuit (as disclosed with reference to Figure 4). It is understood that it will function the same using a combination of 60).

도 6은 엔진의 제3 실시예를 도시한다. 이 실시예에서 이전에 설명되거나 도시된 대응되는 구조 및 특징과 동일하거나 유사한 구조 및 특징은 단순화를 위해 이전에 사용된 것과 동일한 참조 번호로 표시된다. 본 실시예에서 엔진 및 그 작동은 이전 실시예와 거의 동일하므로 이전 실시예와 차이점만 상세히 설명될 것이다.Figure 6 shows a third embodiment of the engine. In this embodiment, structures and features that are the same or similar to corresponding structures and features previously described or shown are denoted by the same reference numerals as previously used for simplicity. Since the engine and its operation in this embodiment are almost identical to the previous embodiment, only the differences from the previous embodiment will be described in detail.

제3 실시예는 1차 순환 도관(73)의 물의 팽창과 수축을 수용하고 압력을 수용하기 위해 압력 용기(74)가 사용되는 것을 제외하고는 제2 실시예와 기본적으로 동일하다. 또한 공급 도관(84)은 오리피스(93)가 제공되지 않으며, 그 대신 오리피스(98)가 엔진 물 아웃렛(42)의 하류에서 1차 순환 도관(73)에 배치된다. 1차 순환 펌프(72)와 엔진 물 인렛(41) 사이의 복귀 밸브는 예를 들어 순환 펌프(72)가 고장나거나 순환 펌프(72)를 구동하는 전기 모터에 전력이 제공되지 않음으로 인해 정체가 있는 상황에서 엔진 인렛으로부터 1차 순환 펌프를 향하는 물의 흐름을 방지한다. 따라서 1차 순환 도관(73)의 물의 정체를 갖는 이러한 상황에서 예를 들어 환형 냉각 챔버(23)의 물은 엔진 물 아웃렛(42)을 통해서만 빠져나갈 수 있다. 그러나 오리피스(98)는 환형 냉각 챔버(23) 및 실린더 커버(22)로부터 압력 용기(74)로의 흐름을 스로틀링한다. 그러나 정상 작동 중에 오리피스(98)는 1차 순환 도관(73)의 물의 순환을 제한하지 않아야 한다. 따라서 선택적으로 제2 제어 밸브(97)가 오리피스(98)와 병렬로 배열된다. 제2 제어 밸브(97)는 평상시에는 개방되고 예를 들어 1차 순환 도관(73)에 물의 정체가 있을 때에는 자동으로 폐쇄된다. 제2 제어 밸브는 1차 순환 회로(73)의 흐름의 부족에 응답하여 유압식 또는 유체 역학적 장치에 의해 또는 선택적으로 신호, 예를 들어 1차 순환 펌프(72)가 작동하지 않는 신호 또는 1차 순환 도관의 물의 정체를 나타내는 다른 신호에 의해 자동으로 폐쇄쇠도록 선택적으로 트리거링될 수 있다.The third embodiment is basically the same as the second embodiment except that a pressure vessel 74 is used to accommodate the pressure and accommodate the expansion and contraction of water in the primary circulation conduit 73. Also the supply conduit 84 is not provided with an orifice 93, instead an orifice 98 is arranged in the primary circulation conduit 73 downstream of the engine water outlet 42. The return valve between the primary circulation pump (72) and the engine water inlet (41) may become stagnant, for example due to a failure of the circulation pump (72) or lack of power to the electric motor driving the circulation pump (72). Prevents the flow of water from the engine inlet toward the primary circulation pump in situations where Therefore, in this situation with stagnation of water in the primary circulation conduit 73 , for example water in the annular cooling chamber 23 can only escape via the engine water outlet 42 . However, orifice 98 throttles the flow from annular cooling chamber 23 and cylinder cover 22 to pressure vessel 74. However, during normal operation the orifice 98 should not restrict the circulation of water in the primary circulation conduit 73. Accordingly, optionally a second control valve 97 is arranged in parallel with the orifice 98 . The second control valve 97 is normally open and automatically closed, for example, when water stagnates in the primary circulation conduit 73. The second control valve responds to a lack of flow in the primary circulation circuit 73 by means of a hydraulic or hydrodynamic device or optionally by a signal, for example a signal that the primary circulation pump 72 is not operating or a signal that the primary circulation pump 72 is not operating. It can be selectively triggered to automatically close by another signal indicating stagnation of water in the conduit.

도 6의 실시예는 압력 용기(74)를 사용하는 것으로 개시되었지만, 이 실시예는 팽창 탱크(77)와 동일하게 기능할 것으로 이해된다. 도 6의 실시예는 단일 냉각 회로(70)(1차 냉각 회로)를 사용하는 것으로 개시되었지만, 이 실시예는 도 4를 참조하여 개시된 바와 같은 1차 냉각 회로(70) 및 2차 냉각 회로(60)의 조합을 사용하여 동일하게 기능할 것으로 이해된다.Although the embodiment of Figure 6 is disclosed using a pressure vessel 74, it is understood that this embodiment will function equally well with an expansion tank 77. While the embodiment of FIG. 6 is disclosed as using a single cooling circuit 70 (primary cooling circuit), this embodiment uses a primary cooling circuit 70 and a secondary cooling circuit (as disclosed with reference to FIG. 4 ). It is understood that it will function the same using a combination of 60).

다양한 양상 및 구현이 다양한 실시예와 관련하여 설명되었다. 실시예들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 또한 개시된 실시예에 대한 다른 변형은 도면, 개시 및 첨부 청구항의 참조로부터, 청구된 대상을 실시함에 있어 당업자에 의해 이해되고 실행될 수 있다. 청구항에서 "포함"이라는 단어는 다른 요소나 단계를 배제하지 않으며, 부정관사 "한" 또는 "하나의"는 복수를 배제하지 않는다. 단일 프로세서, 컨트롤러 또는 기타 유닛은 청구항에 언급된 여러 항목의 기능을 수행할 수 있다. 특정 측정값이 서로 다른 종속항에 언급되어 있다고 해서 이러한 측정값의 조합이 이점을 위해 사용될 수 없는 것은 아니다. 청구항에 사용된 참조 기호가 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Various aspects and implementations have been described in connection with various embodiments. Embodiments may be combined in various ways. Additionally, other modifications to the disclosed embodiments may be understood and effected by those skilled in the art in practicing the claimed subject matter, from reference to the drawings, disclosure, and appended claims. In a claim, the word "comprising" does not exclude another element or step, and the indefinite article "a" or "an" does not exclude a plurality. A single processor, controller or other unit may perform the functions of several items recited in the claims. Just because certain measures are mentioned in different dependent claims does not mean that a combination of these measures cannot be used to advantage. Reference signs used in the claims should not be construed as limiting their scope.

Claims (28)

크로스헤드를 갖는 대형 2행정 터보차지식 유니플로 소기식 내연 엔진으로서,
각각 실린더 라이너(1), 실린더 라이너(1)에서 왕복하도록 구성된 피스톤(10), 및 실린더 커버(22)에 의해 한정되는 복수의 연소 챔버,
연소 챔버로 소기 가스를 유입하기 위해 각 실린더 라이너(1)에 배열되는 소기 포트(18),
실린더 커버(22)에 있는 적어도 하나의 냉각 채널,
각 실린더 라이너(1)의 일부를 둘러싸는 환형 냉각 챔버(23),
각 실린더 커버(22)에 배열되고 배기 밸브(4)에 의해 제어되는 배기 가스 아웃렛,
복수의 연소 챔버는 소기 포트(18)를 통해 소기 가스 리시버(2)에, 그리고 배기 가스 아웃렛을 통해 배기 가스 리시버(3)에 연결되는 것,
배기 가스의 흐름에 의해 구동되는 터보차저 시스템(5)의 터빈(6)을 포함하는 배기 가스 시스템,
터보차저 시스템(5)의 압축기(7)를 포함하되, 압축기(7)는 소기 가스 리시버(2)에 가압된 소기 가스를 공급하도록 구성되는 공기 인렛 시스템,
1차 냉각 회로(70)에서 물을 순환시키기 위해 구성된 적어도 하나의 1차 순환 펌프(72)를 포함하되, 실린더 커버(22)에 있는 적어도 하나의 냉각 채널 및 바람직하게는 또한 복수의 연소 챔버의 환형 냉각 챔버(23)는 1차 냉각 회로(70)의 일부인 1차 냉각 회로(70)를 포함하되,
압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)가 1차 냉각 회로(70)에서 물의 팽창 및 수축을 허용하기 위해 1차 냉각 회로(70)에 유체 연결부(73, 84, 85, 87)에 의해 연결되고,
유체 연결부는 하나 이상의 도관(73, 84, 85, 87)에 의해 형성되며, 각 도관은 1차 냉각 회로(70)로부터 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)로의 물의 흐름을 스로틀링하기 위한 오리피스(87, 88, 93, 98)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
엔진.
A large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine having a crosshead, comprising:
a plurality of combustion chambers each defined by a cylinder liner (1), a piston (10) configured to reciprocate in the cylinder liner (1), and a cylinder cover (22);
a scavenging port (18) arranged in each cylinder liner (1) for introducing scavenging gas into the combustion chamber;
at least one cooling channel in the cylinder cover (22),
an annular cooling chamber (23) surrounding a portion of each cylinder liner (1);
an exhaust gas outlet arranged in each cylinder cover (22) and controlled by an exhaust valve (4);
the plurality of combustion chambers being connected to the scavenging gas receiver (2) via a scavenging port (18) and to the exhaust gas receiver (3) via an exhaust gas outlet;
An exhaust gas system comprising a turbine (6) of a turbocharger system (5) driven by a flow of exhaust gases,
an air inlet system comprising a compressor (7) of the turbocharger system (5), wherein the compressor (7) is configured to supply pressurized scavenge gas to the scavenge gas receiver (2);
At least one primary circulation pump (72) configured to circulate water in the primary cooling circuit (70), comprising at least one cooling channel in the cylinder cover (22) and preferably also in the plurality of combustion chambers. The annular cooling chamber (23) includes a primary cooling circuit (70) that is part of the primary cooling circuit (70),
A pressure vessel (74) or expansion tank (77) is connected to the primary cooling circuit (70) by fluid connections (73, 84, 85, 87) to allow expansion and contraction of water in the primary cooling circuit (70). become,
The fluid connection is formed by one or more conduits (73, 84, 85, 87), each conduit for throttling the flow of water from the primary cooling circuit (70) to the pressure vessel (74) or expansion tank (77). Characterized by comprising orifices (87, 88, 93, 98),
engine.
제1항에 있어서,
오리피스(87, 88, 93, 98)는 유체 연결부를 형성하는 하나 이상의 도관(73, 84, 85, 87)에 대해 적어도 50배, 바람직하게는 적어도 100배, 가장 바람직하게는 적어도 150배만큼 흐름에 이용 가능한 단면적을 감소시키는,
엔진.
According to paragraph 1,
Orifices (87, 88, 93, 98) provide at least 50 times the flow, preferably at least 100 times, most preferably at least 150 times the flow relative to one or more conduits (73, 84, 85, 87) forming a fluid connection. reducing the cross-sectional area available to,
engine.
제2항에 있어서,
하나 이상의 도관(73, 84, 85, 87)은 35 mm 내지 80 mm의 실질적으로 일정한 내부 직경을 갖고, 적어도 하나의 오리피스(87, 88, 93, 98)는 3 내지 5 mm의 최소 직경을 갖는,
엔진.
According to paragraph 2,
One or more conduits (73, 84, 85, 87) have a substantially constant internal diameter of 35 mm to 80 mm, and at least one orifice (87, 88, 93, 98) has a minimum diameter of 3 to 5 mm. ,
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
바람직하게는 냉각 회로(70)에서 물이 수축할 때, 물이 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)로부터 1차 냉각 회로(70)로 흐르도록 허용하기 위해 적어도 하나의 오리피스(87, 88, 93, 98) 중 하나와 병렬로, 유체 연결부(73, 84, 85, 87)에, 바람직하게는 디에어레이터(78)에 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크를 유체적으로 연결하는 공급 도관(84)에 제1 역지 밸브(91)를 포함하는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
Preferably, when the water contracts in the cooling circuit 70, at least one orifice 87, 88 is provided to allow water to flow from the pressure vessel 74 or expansion tank 77 into the primary cooling circuit 70. , 93, 98), a supply conduit fluidly connecting the pressure vessel 74 or expansion tank to the fluid connections 73, 84, 85, 87, preferably to the de-aerator 78. Comprising a first check valve (91) at (84),
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
바람직하게는 1차 냉각 회로(70)에서 물의 팽창으로 인해, 1차 냉각 회로(70)에서 물의 압력이 임계값보다 상승할 때, 물이 1차 냉각 회로(70)로부터 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)로 흐르도록 허용하기 위해 적어도 하나의 오리피스(87, 88, 93, 98) 중 하나와 병렬로, 유체 연결부(73, 84, 85, 87)에, 바람직하게는 디에어레이터(78)에 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크를 유체적으로 연결하는 공급 도관(84)에 압력 설정 밸브(92)를 포함하는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
Preferably, when the pressure of the water in the primary cooling circuit 70 rises above a threshold due to the expansion of the water in the primary cooling circuit 70, water is discharged from the primary cooling circuit 70 into the pressure vessel 74 or In parallel with one of the at least one orifices (87, 88, 93, 98) to allow flow to the expansion tank (77), at the fluid connection (73, 84, 85, 87), preferably a de-aerator ( 78) comprising a pressure setting valve (92) in the supply conduit (84) fluidly connecting the pressure vessel (74) or expansion tank.
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
바람직하게는 물로 냉각 회로(70)를 초기에 충천하기 위해, 적어도 하나의 오리피스(87, 88, 93, 98) 중 하나와 병렬로, 유체 연결부(73, 84, 85, 87)에, 바람직하게는 디에어레이터(78)에 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)를 유체적으로 연결하는 공급 도관(84)에 제1 제어 밸브(94)를 포함하는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
to the fluid connections 73, 84, 85, 87, preferably in parallel with one of the at least one orifices 87, 88, 93, 98, for initially filling the cooling circuit 70 with water. comprising a first control valve (94) in the supply conduit (84) fluidly connecting the pressure vessel (74) or expansion tank (77) to the deaerator (78),
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
- 엔진 냉각수 인렛(41) 및 엔진 냉각수 아웃렛(42),
- 엔진 냉각수 아웃렛(42)으로부터 엔진 냉각수 인렛(41)으로 연장되는 1차 순환 도관(73), 및
- 순환 도관(73)에 배열되고 오리피스(93)를 포함하는 공급 도관(84) 및 오리피스(87)를 포함하는 제1 벤트 도관(85)에 의해 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(93)에 연결되는 디에어레이터(87), 및
- 바람직하게는 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)에 엔진 물 아웃렛(42)을 연결하고 오리피스(88)를 포함하는 제2 벤트 도관(87)을 포함하는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
- Engine coolant inlet (41) and engine coolant outlet (42),
- a primary circulation conduit (73) extending from the engine coolant outlet (42) to the engine coolant inlet (41), and
- to the pressure vessel (74) or expansion tank (93) by means of a supply conduit (84) arranged in the circulation conduit (73) and comprising an orifice (93) and a first vent conduit (85) comprising an orifice (87). A connected de-aerator (87), and
- preferably comprising a second vent conduit (87) connecting the engine water outlet (42) to the pressure vessel (74) or expansion tank (77) and comprising an orifice (88).
engine.
제7항에 있어서,
오리피스(98)가 디에어레이터(87)의 상류의 위치에서 1차 순환 도관(73)에 배열되고, 제2 제어 밸브(97)가 오리피스(98)와 병렬로 배열되는,
엔진.
In clause 7,
An orifice (98) is arranged in the primary circulation conduit (73) at a position upstream of the deaerator (87), and a second control valve (97) is arranged in parallel with the orifice (98).
engine.
제7항 또는 제8항에 있어서,
적어도 하나의 1차 순환 펌프(72)는 디에어레이터(78)의 상류에 배열되는,
엔진.
According to paragraph 7 or 8,
At least one primary circulation pump 72 is arranged upstream of the de-aerator 78,
engine.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
1차 냉각 회로(70)의 물을 냉각하기 위한 쿨러(79)를 포함하고, 쿨러는 바람직하게는 1차 순환 도관(73)에 배열된 쿨러 제한부(83)와 병렬로 배열되며 쿨러(79)는 바람직하게는 제3 밸브(71)에 의해 순환 회로(73)에 연결되고 제3 제어 밸브(71)는 바람직하게는 컨트롤러(100)에 의해 제어되는,
엔진.
According to any one of claims 7 to 9,
comprising a cooler (79) for cooling the water in the primary cooling circuit (70), the cooler being preferably arranged in parallel with a cooler limiter (83) arranged in the primary circulation conduit (73) and cooler (79) ) is preferably connected to the circulation circuit 73 by a third valve 71 and the third control valve 71 is preferably controlled by the controller 100,
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
냉각 회로(70)의 물의 온도, 바람직하게는 물이 엔진을 떠나 1차 순환 도관(73)으로 들어가는 위치에 가까운 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하는 컨트롤러(100)를 포함하고,
컨트롤러(100)는 적어도 100℃, 바람직하게는 120 내지 130℃의 온도로 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 제어하도록 구성되는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
a controller (100) receiving a first signal indicative of the temperature of the water in the cooling circuit (70), preferably close to the position where the water leaves the engine and enters the primary circulation conduit (73);
The controller 100 is configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit 70 to a temperature of at least 100° C., preferably between 120 and 130° C.
engine.
제11항에 있어서,
컨트롤러(100)에 의해 제어되고 1차 냉각 회로(70)의 물에 적용되는 냉각량을 조정하기 위해 컨트롤러(100)의 제어하에 1차 냉각 회로(70)의 물에 선택적인 냉각량을 적용하여 적어도 100℃, 바람직하게는 120 내지 130℃의 온도로 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 제어하도록 구성되는 쿨러(79)를 포함하는,
엔진.
According to clause 11,
By applying a selective amount of cooling to the water in the primary cooling circuit 70 under the control of the controller 100 to adjust the amount of cooling controlled by the controller 100 and applied to the water in the primary cooling circuit 70. comprising a cooler (79) configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit (70) to a temperature of at least 100° C., preferably between 120 and 130° C.
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
엔진은 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하 범위로 작동하도록 구성되고, 컨트롤러(100)는 최대 엔진 부하에 대해, 그리고 바람직하게는 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 전체 엔진 부하 범위에 대해 100℃ 초과의 온도로 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도, 바람직하게는 물이 엔진을 떠나 1차 순환 도관(73)으로 들어가는 위치에 가까운 1차 냉각 회로(70)의 온도를 제어하도록 구성되는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
The engine is configured to operate with an engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load, and the controller 100 is configured to operate over the maximum engine load, and preferably over the entire engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load. configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit (70) to a temperature above 100°C, preferably close to the position where the water leaves the engine and enters the primary circulation conduit (73). felled,
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
1차 냉각 회로(70)는 1차 냉각 회로(70)에서 물의 팽창 및 수축을 허용하기 위해 압력 용기(78) 또는 팽창 탱크(77)에 연결되는.
엔진.
According to any one of the preceding claims,
Primary cooling circuit 70 is connected to a pressure vessel 78 or expansion tank 77 to allow expansion and contraction of water in primary cooling circuit 70.
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
1차 냉각 회로(70)는 엔진의 내부의 제1 부분 및 엔진의 외부의 제2 부분을 포함하고, 제1 부분은 엔진 인렛(41)으로부터 엔진 아웃렛(42)으로 연장되며, 제1 부분은 냉각 챔버(23), 및 바람직하게는 실린더 커버(22)의 적어도 하나의 채널 및 바람직하게는 배기 밸브(4)의 하우징의 적어도 하나의 채널 및/또는 챔버를 포함하는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
The primary cooling circuit 70 includes a first portion internal to the engine and a second portion external to the engine, the first portion extending from the engine inlet 41 to the engine outlet 42, and the first portion comprising: Comprising a cooling chamber (23), and preferably at least one channel of the cylinder cover (22) and preferably at least one channel and/or chamber of the housing of the exhaust valve (4).
engine.
제15항에 있어서,
제2 부분은 1차 순환 도관(73)을 포함하고, 순환 도관(73)은 적어도 하나의 1차 순환 펌프(72), 적어도 하나의 1차 순환 펌프(72)의 상류의 디에어레이터(78), 및 바람직하게는 디에어레이터(78)의 상류의 냉각 장치(71, 79, 83)를 포함하는,
엔진.
According to clause 15,
The second part comprises a primary circulation conduit (73), the circulation conduit (73) comprising at least one primary circulation pump (72), a de-aerator (78) upstream of the at least one primary circulation pump (72) ), and preferably a cooling device (71, 79, 83) upstream of the deaerator (78).
engine.
선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
실린더 라이너(1)의 적어도 일부를 둘러싸고 실린더 라이너(1)의 반경 방향 외부 사이드와 함께 환형 냉각 챔버(23)를 정의하는 환형 워터 재킷(21)을 포함하는,
엔진.
According to any one of the preceding claims,
Comprising an annular water jacket (21) surrounding at least a part of the cylinder liner (1) and defining an annular cooling chamber (23) with the radially outer side of the cylinder liner (1).
engine.
크로스헤드를 갖는 대형 2행정 터보차지식 유니플로 소기식 내연 엔진으로서,
각각 실린더 라이너(1), 실린더 라이너(1)에서 왕복하도록 구성된 피스톤(10), 및 실린더 커버(22)에 의해 한정되는 복수의 연소 챔버,
실린더 커버(22)에 있는 적어도 하나의 냉각 채널,
적어도 하나의 연소 챔버로 소기 가스를 유입하기 위해 각 실린더 라이너(1)에 배열되는 소기 포트(18),
각 실린더 라이너(1)의 일부를 둘러싸는 환형 냉각 챔버(23),
각 실린더 커버(22)에 배열되고 배기 밸브(4)에 의해 제어되는 배기 가스 아웃렛,
복수의 연소 챔버는 소기 포트(18)를 통해 소기 가스 리시버(2)에, 그리고 배기 가스 아웃렛을 통해 배기 가스 리시버(3)에 연결되는 것,
배기 가스의 흐름에 의해 구동되는 터보차저 시스템(5)의 터빈(6)을 포함하는 배기 가스 시스템,
터보차저 시스템(5)의 압축기(7)를 포함하되, 압축기(7)는 소기 가스 리시버(2)에 가압된 소기 가스를 공급하도록 구성되는 공기 인렛 시스템,
2차 냉각 회로(60)에서 물을 순환시키기 위해 구성된 2차 순환 펌프(62)를 포함하되, 실린더 커버(22)에 있는 적어도 하나의 냉각 채널 및 바람직하게는 또한 복수의 연소 챔버(1)의 냉각 챔버(23)는 2차 냉각 회로(60)의 일부인 2차 냉각 회로(60),
2차 냉각 회로(60)는 2차 냉각 회로(60)의 물에 1차 냉각 회로(70)로부터의 물을 혼합하기 위한 밸브 시스템(56, 57)에 의해 1차 냉각 회로(70)에 유체적으로 연결되는 것,
1차 냉각 회로(70)는 1차 냉각 회로(70)에서 물을 순환시키기 위한 적어도 하나의 1차 순환 펌프(72)를 포함하는 것,
2차 회로(60)의 물의 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하고 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 나타내는 제2 신호를 수신하는 컨트롤러(100),
컨트롤러(100)는 바람직하게는 밸브 시스템(56, 57)을 제어하여 2차 냉각 회로(60)의 물에 혼합되는 1차 냉각 회로(70)로부터의 물의 양을 조정함으로써, 95℃ 미만의 온도로 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 제어하고 100℃ 초과의 온도로, 바람직하게는 120℃ 내지 140℃의 온도로 2차 냉각 회로(60)의 물의 온도를 제어하도록 구성되는 것을 포함하는,
엔진.
A large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine having a crosshead, comprising:
a plurality of combustion chambers each defined by a cylinder liner (1), a piston (10) configured to reciprocate in the cylinder liner (1), and a cylinder cover (22);
at least one cooling channel in the cylinder cover (22),
a scavenging port (18) arranged in each cylinder liner (1) for introducing scavenging gas into at least one combustion chamber;
an annular cooling chamber (23) surrounding a portion of each cylinder liner (1);
an exhaust gas outlet arranged in each cylinder cover (22) and controlled by an exhaust valve (4);
the plurality of combustion chambers being connected to the scavenging gas receiver (2) via a scavenging port (18) and to the exhaust gas receiver (3) via an exhaust gas outlet;
An exhaust gas system comprising a turbine (6) of a turbocharger system (5) driven by a flow of exhaust gases,
an air inlet system comprising a compressor (7) of the turbocharger system (5), wherein the compressor (7) is configured to supply pressurized scavenge gas to the scavenge gas receiver (2);
a secondary circulation pump (62) configured to circulate water in the secondary cooling circuit (60), comprising at least one cooling channel in the cylinder cover (22) and preferably also in the plurality of combustion chambers (1). The cooling chamber 23 includes a secondary cooling circuit 60, which is part of the secondary cooling circuit 60;
The secondary cooling circuit 60 provides fluid to the primary cooling circuit 70 by valve systems 56, 57 for mixing water from the primary cooling circuit 70 with the water in the secondary cooling circuit 60. connected to the enemy,
The primary cooling circuit (70) includes at least one primary circulation pump (72) for circulating water in the primary cooling circuit (70),
A controller 100 that receives a first signal representing the temperature of the water in the secondary circuit 60 and a second signal representing the temperature of the water in the primary cooling circuit 70,
Controller 100 preferably controls valve systems 56, 57 to adjust the amount of water from primary cooling circuit 70 mixed with water in secondary cooling circuit 60 to achieve a temperature below 95°C. and configured to control the temperature of the water in the primary cooling circuit (70) and to control the temperature of the water in the secondary cooling circuit (60) to a temperature above 100°C, preferably to a temperature between 120°C and 140°C. ,
engine.
제18항에 있어서,
엔진은 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하 범위로 작동하도록 구성되고, 컨트롤러(100)는 최대 엔진 부하에 대해, 그리고 바람직하게는 중간 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해, 그리고 더 바람직하게는 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해 100℃ 초과의 온도로 2차 냉각 회로(60)의 물의 온도를 제어하도록 구성되는,
엔진.
According to clause 18,
The engine is configured to operate with an engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load, and the controller 100 is configured to operate for the maximum engine load, and preferably for engine loads between the intermediate engine load and the maximum engine load, and More preferably configured to control the temperature of the water in the secondary cooling circuit (60) to a temperature above 100° C. for engine loads between the minimum and maximum engine loads.
engine.
제18항 또는 제19항에 있어서,
밸브 시스템(56, 57)은 제4 제어 밸브(56), 바람직하게는 컨트롤러(100)에 의해 제어되는 3방향 제어 밸브를 포함하고, 제4 제어 밸브(56)는 1차 냉각 회로(70)에 배열되며 복귀 도관(82)을 통해 2차 냉각 회로(60)에 유체적으로 연결되고, 제4 제어 밸브(56)는 복귀 도관(82)을 통해 2차 냉각 회로(60)로부터 제어 가능한 크기의 물의 흐름을 분기하도록 구성되는,
엔진.
According to claim 18 or 19,
The valve system 56 , 57 comprises a fourth control valve 56 , preferably a three-way control valve controlled by a controller 100 , wherein the fourth control valve 56 controls the primary cooling circuit 70 and is fluidly connected to the secondary cooling circuit 60 via a return conduit 82, and the fourth control valve 56 has a size controllable from the secondary cooling circuit 60 via the return conduit 82. configured to branch the flow of water,
engine.
제20항에 있어서,
바람직하게는 제4 제어 밸브(56)의 상류에서, 1차 냉각 회로(70)에 2차 냉각 회로(60)를 연결하는 공급 도관(81)을 포함하는,
엔진.
According to clause 20,
Comprising a supply conduit (81) connecting the secondary cooling circuit (60) to the primary cooling circuit (70), preferably upstream of the fourth control valve (56).
engine.
제20항 또는 제21항에 있어서,
밸브 시스템(56, 57)은 2차 냉각 회로(60)에, 바람직하게는 복귀 도관(82)이 2차 냉각 회로(60)에 연결되는 위치와 공급 도관(81)이 2차 냉각 회로(60)에 연결되는 위치 사이에 배열된 제2 역지 밸브(57)를 포함하는,
엔진.
According to claim 20 or 21,
The valve system (56, 57) is connected to the secondary cooling circuit (60), preferably at the point where the return conduit (82) is connected to the secondary cooling circuit (60) and the supply conduit (81) is connected to the secondary cooling circuit (60). ), comprising a second non-return valve 57 arranged between positions connected to
engine.
제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
2차 냉각 회로(70)의 물을 냉각하기 위한 쿨러(79)를 포함하는,
엔진.
According to any one of claims 18 to 22,
Comprising a cooler (79) for cooling the water in the secondary cooling circuit (70),
engine.
제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
1차 냉각 회로 도관(70)에 배열되고, 1차 및 2차 냉각 회로(60, 70)의 물 압력을 조정하고 1차 및 2차 냉각 회로(60, 70)에서 물의 팽창 및 수축을 허용하기 위한 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)에 연결되는 디에어레이터(87)를 포함하고, 압력 용기(74) 또는 팽창 탱크(77)는 바람직하게는 2차 냉각 회로(60)의 물이 최대 140℃, 바람직하게는 최대 130℃의 수온에 대해 끓는 것을 방지하기에 충분한 압력을 유지하도록 구성되는,
엔진.
According to any one of claims 18 to 23,
arranged in the primary cooling circuit conduit (70), for regulating the water pressure in the primary and secondary cooling circuits (60, 70) and allowing expansion and contraction of water in the primary and secondary cooling circuits (60, 70). and a de-aerator (87) connected to a pressure vessel (74) or expansion tank (77), wherein the water of the secondary cooling circuit (60) is preferably configured to maintain sufficient pressure to prevent boiling for water temperatures of up to 140°C, preferably up to 130°C,
engine.
크로스헤드를 갖는 대형 2행정 터보차지식 유니플로 소기식 내연 엔진을 작동시키는 방법으로서,
엔진은,
각각 실린더 라이너(1), 실린더 라이너(1)에서 왕복하도록 구성된 피스톤(10), 및 실린더 커버(22)에 의해 한정되는 복수의 연소 챔버,
실린더 커버(22)에 있는 적어도 하나의 냉각 채널,
적어도 하나의 연소 챔버로 소기 가스를 유입하기 위해 각 실린더 라이너(1)에 배열되는 소기 포트(18),
각 실린더 라이너(1)의 일부를 둘러싸는 환형 냉각 챔버(23),
각 실린더 커버(22)에 배열되고 배기 밸브(4)에 의해 제어되는 배기 가스 아웃렛,
복수의 연소 챔버는 소기 포트(18)를 통해 소기 가스 리시버(2)에, 그리고 배기 가스 아웃렛을 통해 배기 가스 리시버(3)에 연결되는 것,
배기 가스의 흐름에 의해 구동되는 터보차저 시스템(5)의 터빈(6)을 포함하는 배기 가스 시스템,
터보차저 시스템(5)의 압축기(7)를 포함하되, 압축기(7)는 소기 가스 리시버(2)에 가압된 소기 가스를 공급하도록 구성되는 공기 인렛 시스템,
2차 냉각 회로(60)에서 물을 순환시키기 위해 구성된 2차 순환 펌프(62)를 포함하되, 실린더 커버(22)에 있는 적어도 하나의 냉각 채널 및 바람직하게는 또한 복수의 연소 챔버(1)의 냉각 챔버(23)는 2차 냉각 회로(60)의 일부인 2차 냉각 회로(60),
1차 냉각 회로(60)는 2차 냉각 회로(60)의 물에 1차 냉각 회로(70)로부터의 물을 혼합하기 위한 밸브 시스템(56, 57)에 의해 1차 냉각 회로(70)에 유체적으로 연결되는 것,
1차 냉각 회로(70)는 1차 냉각 회로(70)에서 물을 순환시키기 위한 적어도 하나의 1차 순환 펌프(72)를 포함하는 것을 포함하고,
2차 회로(60)의 물의 온도를 감지하는 단계,
1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 감지하는 단계,
95℃ 미만의 온도로 1차 냉각 회로(70)의 물의 온도를 제어하는 단계, 및
100℃ 초과의 온도로, 바람직하게는 120℃ 내지 140℃의 온도로 2차 냉각 회로(60)의 물의 온도를 제어하는 단계를 포함하는,
방법.
A method of operating a large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine having a crosshead, comprising:
The engine is
a plurality of combustion chambers each defined by a cylinder liner (1), a piston (10) configured to reciprocate in the cylinder liner (1), and a cylinder cover (22);
at least one cooling channel in the cylinder cover (22),
a scavenging port (18) arranged in each cylinder liner (1) for introducing scavenging gas into at least one combustion chamber;
an annular cooling chamber (23) surrounding a portion of each cylinder liner (1);
an exhaust gas outlet arranged in each cylinder cover (22) and controlled by an exhaust valve (4);
the plurality of combustion chambers being connected to the scavenging gas receiver (2) via a scavenging port (18) and to the exhaust gas receiver (3) via an exhaust gas outlet;
An exhaust gas system comprising a turbine (6) of a turbocharger system (5) driven by a flow of exhaust gases,
an air inlet system comprising a compressor (7) of the turbocharger system (5), wherein the compressor (7) is configured to supply pressurized scavenge gas to the scavenge gas receiver (2);
a secondary circulation pump (62) configured to circulate water in the secondary cooling circuit (60), comprising at least one cooling channel in the cylinder cover (22) and preferably also in the plurality of combustion chambers (1). The cooling chamber 23 includes a secondary cooling circuit 60, which is part of the secondary cooling circuit 60,
Primary cooling circuit 60 provides fluid to primary cooling circuit 70 by valve systems 56, 57 for mixing water from primary cooling circuit 70 with water from secondary cooling circuit 60. connected to the enemy,
The primary cooling circuit (70) includes comprising at least one primary circulation pump (72) for circulating water in the primary cooling circuit (70),
Detecting the temperature of water in the secondary circuit 60,
Detecting the temperature of water in the primary cooling circuit (70),
controlling the temperature of the water in the primary cooling circuit (70) to a temperature below 95° C., and
controlling the temperature of the water in the secondary cooling circuit (60) to a temperature above 100°C, preferably to a temperature between 120°C and 140°C.
method.
제25항에 있어서,
엔진은 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하 범위로 작동하도록 구성되고,
적어도 최대 엔진 부하에 대해, 그리고 바람직하게는 중간 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해, 그리고 더 바람직하게는 최소 엔진 부하와 최대 엔진 부하 사이의 엔진 부하에 대해 100℃ 초과의 온도로, 바람직하게는 120 내지 140℃의 온도로 2차 회로의 물의 온도를 제어하는 단계를 포함하는,
방법.
According to clause 25,
the engine is configured to operate with an engine load range between the minimum engine load and the maximum engine load,
At a temperature above 100°C, at least for the maximum engine load, and preferably for engine loads between the intermediate and maximum engine loads, and more preferably for engine loads between the minimum and maximum engine loads, comprising controlling the temperature of the water in the secondary circuit, preferably at a temperature of 120 to 140° C.
method.
제25항 또는 제26항에 있어서,
2차 냉각 회로(60)의 물 온도를 제어하는 단계는 밸브 시스템(56, 57)을 제어함으로써 2차 냉각 회로(60)의 물에 혼합되는 1차 냉각 회로(70)로부터의 물의 양을 조절하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 25 or 26,
The step of controlling the water temperature in the secondary cooling circuit 60 controls the amount of water from the primary cooling circuit 70 mixed with the water in the secondary cooling circuit 60 by controlling the valve systems 56 and 57. Including the steps of:
method.
제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
1차 및 2차 냉각 회로(60, 70)에서 적어도 5 bar의 압력을 유지하는 단계를 포함하는,
방법.
According to any one of claims 25 to 27,
maintaining a pressure of at least 5 bar in the primary and secondary cooling circuits (60, 70),
method.
KR1020230155045A 2022-11-14 2023-11-10 Large two-stroke uniflow scavenged internal combustion engine configured to operate with high jacket water temperature KR20240076700A (en)

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