NO332225B1 - Et gasstilforselssystem for en gassmotor - Google Patents

Abstract

Det omtales et gasstilførselssystem for en gassmotor, omfattende et dobbelveggrør (10) med et indre og et ytre rør (10a, 10b) for tilførsel av brennstoffgass til motorens sylinderenheter, hvor nevnte dobbelvegg frembringer et ytre langsgående ringrom i hele rørets (10) lengde og der brennstoffgassen transporteres i det indre røret (10b). Dobbelveggrøret (10) langs motoren er oppdelt i seksjoner (12) mellom respektive sylindre, hvor det mellom nevnte seksjoner (12) er anordnet et koblingsstykke (14) for å skjøte seksjonene, og koblingsstykket (14) er innvendig åpent og omfatter en eller flere kanaler (16) for å forbinde det langsgående ringrom mellom respektive seksjoner (12), og en boring (20) for utføring av brennstoffgassen fra det indre røret (10b) og gjennom et utløp (22) til respektiv sylinderenhet.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et gasstilførselssystem for en gassmotor, omfattende et dobbelveggrør med et indre og et ytre rør for tilførsel av brennstoffgass til motorens sylinderenheter, hvor nevnte dobbelvegg frembringer et ytre langsgående ringrom i hele rørets lengde og der brennstoffgassen transporteres i det indre røret.

En gassmotor har normalt et relativt stort rør for brennstoffgass langs motoren (for V type motor brukes to rør). Fra dette røret går det ett mindre, eventuelt fleksibelt, rør inn til hver sylinderenhet. I tillegg er det vanligvis et rør langs motor for forkammergass (for V-type motor brukes to rør). Også fra dette røret går det et mindre rør inn til hver sylinderenhet. På motorer levert til kraftproduksjon på land er disse rørene produsert ved sveising og lodding.

Et nytt marked for gassmotorindustrien de siste årene er skip med gass som driv-stoff. Dette er et nytt marked p.g.a. regelverk for eksosutslipp, avgiftsendringer og utbygging av infrastruktur for gassfylling. Når en setter en gassmotor i et skip vil den bli underlagt regelverk fra klasseselskap og myndigheter. Ett av disse kravene er at alle gassrør skal være doble, hvor det indre røret brukes til å føre gass til motor, og det ytre røret er brukt for å detektere eventuell lekkasje fra det indre røret. Dette kan eventuelt gjøres med luftgjennomstrømning med gassensor i systemet, eller et trykksatt inertgassystem. Volumet mellom det ytre og det indre røret må føres hele veien langs hovedrøret, og ut hvert stikk til sylindrene. Dette gjelder både hovedgass og forkammergass.

Den naturlige måten å lage disse doble rørene på er ved sveising. Dette er svært vanskelig, tidkrevende og dyrt. Sveisene på de indre røret er viktigst, og disse må også kontrolleres godt. Både å få sveist og kontrollert rørene er vanskelig. I tillegg må rørene holdes på plass mot motorblokka av braketter. Disse må være solide, maskinerte konstruksjoner for å kunne motstå motorens vibrasjoner i blokk og gassrør. P.g.a. dette blir også brakettene dyre.

Fra US 4149568 A er det kjent et drivstofftilførselssystem for en motor med et dobbelveggrør med et indre og et ytre rør for tilførsel av brennstoff til motorens sylinderenheter. Dobbeltveggen vist i publikasjonen frembringer et ytre langsgående ringrom i hele rørets lengde og der brennstoffet transporteres i det indre røret.

Videre vises til GB 2281111 A, US 5927762 A og US 5401064 A, der alle dokumentene viser dobbelveggrør som er oppdelt i seksjoner og at det mellom nevnte seksjoner er anordnet et koblingsstykke for å skjøte seksjonene. Videre er det beskrevet i publikasjonene at koblingsstykket er innvendig åpent og omfatter en eller flere kanaler for å forbinde de langsgående ringrom mellom respektive seksjoner, og en boring for utføring av brennstoffet eller gassen fra det indre røret og gjennom et utløp.

Det er følgelig et formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe et sikkert gass-tilførselssystem for en gassmotor, og som gir en enkel og mindre arbeidskrevende løsning for produksjon, montering og demontering av rør.

Overnevnte formål oppnås med system som angitt i det selvstendige krav 1, ved at dobbelveggrøret langs motoren er oppdelt i seksjoner mellom respektive sylindre, hvor det mellom nevnte seksjoner er anordnet et koblingsstykke for å skjøte seksjonene, og at koblingsstykket er innvendig åpent og omfatter en eller flere kanaler for å forbinde de langsgående ringrom mellom respektive seksjoner, og en boring for utføring av brennstoffgassen fra det indre røret og gjennom et utløp til respektiv sylinderenhet, samt at et rør for tilførsel av forkammergass til motorens sylinderenheter er anordnet innvendig i det indre røret.

Alternative utførelser er angitt i de uselvstendige kravene.

En kanal i utløpet kan være forbundet med kanalen som forbinder de langsgående ringrom, og være utformet som et gjennomløpende ringrom eller en eller flere boringer.

Kanalen kan være utformet som et ringrom eller boringer som løper gjennom koblingsstykket, og kanalens munning kan omfatte en eller flere pakninger som anligger mot det ytre røret og en eller flere pakning som anligger mot det indre røret.

Nevnte ringrom kan være avstivet av en eller flere støttepunkter.

Boringen for utføring av brennstoffgassen i det indre røret kan løpe gjennom et av nevnte støttepunkter og gjennom utløpet.

I en videre variant av oppfinnelsen kan koblingsstykket på en eller begge sider være utstyrt med en avtakbar koblingsflens for tilkobling og frakobling av en rørseksjon. Koblingsflensen kan omfatte en eller flere kanaler for å forbinde det langsgående ringrom mellom respektive seksjoner. Videre kan koblingsflensen omfatte en eller flere kanaler som er forbundet med koblingsstykkets kanal.

Tilsvarende kan kanalens munning omfatte en eller flere pakninger som anligger mot det ytre røret og en eller flere pakninger som anligger mot det indre røret.

Videre kan gass fra røret for tilførsel av forkammergass strømme gjennom en boring i et utløp i koblingsstykket og til motorens sylinderenhet.

Videre kan en ringromformet kanal eller boring i utløpet være forbundet med den første kanalen.

Koblingsstykket kan omfatte en innvendig åpen utvekst som røret for forkammergass er anordnet i. Røret kan være inndelt i seksjoner som hovedsakelig samsvarer med nevnte seksjoner mellom sylinderenhetene, og utveksten kan omfatte pakninger for mottak av respektive seksjoner.

For alle variantene kan det innvendige røret i enden av en seksjon rage lenger ut enn det utvendige røret, hvorved den utadragende enden til det innvendige røret er innrettet til å stenge mellom kanalen i koblingsstykket og det innvendige løpet for brennstoffgass. Videre kan koblingsstykket være støpt i ett stykke, og omfatte er festebrakett for rørene.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av de vedlagte figurer, hvori: Figur 1 og 2 viser et riss av flere rørseksjoner sammensatt av koblingstykker, i følge oppfinnelsen.

Figur 3 viser et snitt langs A-A i figur 1.

Figur 4 og 5 viser et snitt langs henholdsvis B-B og C-C i figur 3.

Figur 6 viser et snitt langs D-D i figur 5.

Figur 7 viser et riss av en alternativ koblingsflens for koblingstykket, i følge oppfinnelsen.

Figur 8 viser et snitt langs A-A i figur 7.

Figur 9 og 10 viser et riss av flere rørseksjoner sammensatt av koblingstykker, i følge en videre variant av oppfinnelsen.

Figur 11 viser et snitt langs A-A i figur 9.

Figur 12 og 13 viser et snitt langs henholdsvis B-B og C-C i figur 10.

Figur 14 viser et snitt langs D-D i figur 13.

Figur 15 viser et snitt langs E-E i figur 10.

En gassmotor anses kjent for en fagmann og er derfor ikke nærmere forklart i søknaden. Vesentlige momenter og tekniske trekk i forbindelse med foreliggende oppfinnelse ved en gassmotor er i det etterfølgende forklart nærmere. Det skal videre kommenteres at selv om det benyttes uttrykket gassmotor betyr ikke dette nødvendigvis at foreliggende gasstilførselssystem kun er rettet mot en frittstående gassmotor, men kan også benyttes på en motor innrettet for både gassdrift og drift med andre brennstoffer, dvs. en såkalt kombinasjonsmotor, idet gasstilførsels-systemet uansett vil være hovedsakelig likt.

Som figur 1-3 viser omfatter foreliggende gasstilførselssystem flere seksjoner 12 av dobbelveggrør 10, hvor seksjonene er skjøtet sammen ved hjelp av respektive koblingsstykker 14. Dobbelveggrøret 10 omfatter et innvendig åpent rør 10b med et innvendig løp 28 for brennstoffgass som skal tilføres motorens sylinderenheter. Om det indre røret 10b er det anordnet et ytre rør 10a slik at det dannes et langsgående ringrom. Som nevnt tidligere brukes ringrommet for å detektere eventuell lekkasje fra det indre røret, eksempelvis ved luftgjennomstrømning med gassensor i systemet, eller et trykksatt inertgassystem.

I kjent teknikk løper røret for tilførsel av brennstoffgass vanligvis i hel lengde langs motorblokken og er festet med flere braketter, normalt tilstøtende utstikkene til sylinderenhetene. I foreliggende oppfinnelse er dobbelveggrøret 10 oppdelt i seksjoner 12 og sammenføyd ved hjelp av flere koblingsstykker 14. Lengden på hver seksjon 12 er tilpasset til avstanden mellom sylinderenhetene og koblingsstykkets bredde. Fordelen med foreliggende løsning er at det unngås bruk av sveising, siden rørseksjonene vil være enkle rørbiter uten sveis. Koblingsstykket kan videre være helstøpt og utformet slik at ringrommet mellom det indre og ytre røret videreføres til neste seksjon. En annen fordel er at koblingsstykket også kan benyttes som festebrakett for dobbelveggrøret 10. Et eksempel på festebrakett 50 er vist på figur 2.

Koblingsstykket 14 skal nå forklares nærmere med henvisning til figurene 3-6, og

som viser ulike snitt av koblingsstykket 14. Koblingsstykket 14 er innvendig åpent og omfatter en boring 20 for å lede brennstoffgass fra det indre røret 10b og ut gjennom et utløp 22. Gassen ledes så videre gjennom ytterligere dobbelveggrør (ikke vist) og til sylinderenheten. For å videreføre ringrommet mellom det ytre røret 10a og det indre røret 10b omfatter koblingsstykket 14 minst en kanal 16 som løper gjennom koblingsstykket. Kanalen 16 er fortrinnsvis utformet med en ringromsform, men kan også alternativt være utformet på andre måter. Som figurene viser omfatter koblingsstykket 14 fortrinnsvis flere støttepunkter 26 for å avstøtte kanalen 16 i forhold til den indre åpningen 28. Boringen 20 for utførsel av brennstoffgass løper helst gjennom et av disse støttepunktene 26.

Siden det er et krav at ringrommet i dobbelveggrøret 10 også skal videreføres til sylinderenhetene, kan utløpet 22 omfatte en ringromsformet kanal 18 eller en eller flere boringer som løper til den gjennomgående kanalen 16 mellom seksjonene 12. Eksempelvis kan kanalen 18 være fire boringer i koblingsstykket 14. Den ringromsformete kanalen 18 i utløpet kan således videreformidles gjennom det ytterligere dobbelveggrør (ikke vist) og til sylinderenheten.

Det indre røret 10b i seksjonen 12 er fortrinnsvis lenger enn det ytre røret 10a. Ved montering av en seksjon 12 i koblingsstykket 14 innføres seksjonen slik at det indre røret 10b stopper mot en indre utsparing, hvori det er anordnet en eller flere pakninger 24 for å tette mot røret 10b. Den indre utsparingen og pakningene 24 ligger innenfor en munningsåpning til kanalen 16 slik at den ytre siden av det indre røret 10b avstenger mellom kanalen 16 og det indre løpet 28 for brennstoffgass. Utenfor munningsåpningen til kanalen 16 er det tilsvarende frembrakt en utsparing og en eller flere pakninger 24 for å tette mot det ytre røret 10a. Munningsåpningen til kanalen 16 kan være avbøyd slik som blant annet figur 3 og 6 viser, eller alternativt ikke avbøyd, og forbinder dermed ringrommet i dobbelveggrøret 10 med den fortrinnsvis ringromsformete kanalen 16 i koblingsstykket 14 og videre til neste seksjon 12.

Pakningene 24 som kan benyttes er hovedsakelig vanlige standardpakninger og er ikke nærmere forklart.

Ved bruk av seksjonene 12 og koblingsstykkene 14 i følge oppfinnelsen frembringes en løsning som gjør at dobbelveggrøret 10 er demonterbart, slik at en seksjon 12 kan skiftes ut i tilfelle feil. Imidlertid kan det være vanskelig å skifte ut en og en seksjon andre enn endeseksjoner, idet seksjonene "støter" mot hverandre og er innført i koblingsstykkene. En løsning på dette problemet er bruk av en avtakbar koblingsflens. Figurene 7 og 8 viser en koblingsflens 30 i følge oppfinnelsen. Flensen 30 kan monteres til koblingsstykket 14 på en eller begge sider, men normalt er det tilstrekkelig med flens på en side.

Som figurene viser er flensen 30 innvendig åpen og omfatter en ytre ringromsformet kanal 16a som samsvarer med og som er forbundet med kanalen 16 i koblingsstykket 14. Munningsåpningen til kanalen 16a og pakningene er tilsvarende utformet som omfalt ovenfor, slik at innfesting av en seksjon 12 utføres på samme måte. Flensen 30 kan monteres til koblingsstykket 14 på kjent måte ved hjelp av bolter 32 som skues inn, eller for så vidt på annen kjent måte. Mellom flensen 30 og koblingsstykket 14 kan det være anordnet pakninger. Det er også tenkbart at det alternativt kan benyttes to flenser for sammenkobling av seksjoner 12, og to flenser sammensatt kan da erstatte en koblingsflens og frembringe samme form og funksjon.

Som nevnt tidligere har en gassmotor i tillegg til røret 10 for brennstoffgass, vanligvis et rør langs motoren for forkammergass. Dette forkammergassrøret har de samme krav til dobbelvegg, og løper også til motorens sylinderenheter. En videre variant av oppfinnelsen er vist i figurene 9 til 15 og viser en løsning hvor et forkammergassrør 40 er plassert innvendig i dobbelveggrøret 10 for brennstoffgass, slik som vist i blant annet figur 11. Med denne løsningen vil det ikke være krav at forkammergassrøret skal være med dobbelvegg, idet dobbelveggrøret 10 for brennstoffgass vil ivareta dette.

Forkammergassrøret 40 er tilsvarende som omtalt ovenfor oppdelt i seksjoner og monteres hovedsakelig på samme måte. Av den grunn er koblingsstykket 14 utstyrt med en innvendig åpen utvekst eller vulst 44 som seksjonene av forkammergass-røret 40 er montert i. Utveksten 44 kan på tilsvarende måte omfatte pakninger.

For å formidle forkammergass til sylinderenhetene omfatter koblingstykket 14 et andre utløp 42, og som i den viste utførelsen er plassert 90° forskjøvet i forhold til det første utløpet 22 for brennstoffgass. En boring 48 for forkammergass løper fra utveksten 44, og forkammergassrøret 40, og ut gjennom utløpet 42. Boringen 48 kan tilsvarende løpe gjennom et av støttepunktene 26.

Som nevnt er det et krav at ringrommet også skal videreføres til sylinderenhetene, og det andre utløpet 42 kan derfor omfatte en ringromsformet kanal 46 eller en eller flere boringer som løper til den gjennomgående kanalen 16 mellom seksjonene 12. Den ringromsformete kanalen 46 i utløpet 42 kan således videreformidles gjennom det ytterligere dobbelveggrør (ikke vist) og til sylinderenheten.

Claims (17)

1. Gasstilførselssystem for en gassmotor, omfattende et dobbelveggrør (10) med et indre og et ytre rør (10a, 10b) for tilførsel av brennstoffgass til motorens sylinderenheter, hvor nevnte dobbelvegg frembringer et ytre langsgående ringrom i hele rørets (10) lengde og der brennstoffgassen transporteres i det indre røret (10b),karakterisert ved- at dobbelveggrøret (10) langs motoren er oppdelt i seksjoner (12) mellom respektive sylindre, - at det mellom nevnte seksjoner (12) er anordnet et koblingsstykke (14) for å skjøte seksjonene, - at koblingsstykket (14) er innvendig åpent og omfatter en eller flere kanaler (16) for å forbinde de langsgående ringrom mellom respektive seksjoner (12), og en boring (20) for utføring av brennstoffgassen fra det indre røret (10b) og gjennom et utløp (22) til respektiv sylinderenhet, og at et rør (40) for tilførsel av forkammergass til motorens sylinderenheter er anordnet innvendig i det indre røret (10b).

2. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat en kanal (18) i utløpet (22) er forbundet med kanalen (16) som forbinder de langsgående ringrom i koblingstykket.

3. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat kanalens (16) munning omfatter en eller flere pakninger (24) som anligger mot det ytre røret (10a) og en eller flere pakning (24) som anligger mot det indre røret (10b).

4. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat kanalen (16) hovedsakelig er utformet som et ringrom som løper gjennom koblingsstykket (14).

5. System i samsvar med krav 2,karakterisert vedat kanalen (18) i utløpet (22) er utformet som et gjennomløpende ringrom eller en eller flere boringer.

6. System i samsvar med krav 4 eller 5,karakterisert vedat nevnte ringrom er avstivet av en eller flere støttepunkter (26).

7. System i samsvar med krav 6,karakterisert vedat boringen (20) for utføring av brennstoffgassen i det indre røret (10b) løper gjennom et av nevnte støttepunkter (26) og gjennom utløpet (22).

8. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat koblingsstykket (14) på en eller begge sider er utstyrt med en avtakbar koblingsflens (30) for tilkobling og frakobling av en rørseksjon (12).

9. System i samsvar med krav 8,karakterisert vedat koblingsflensen (30) omfatter en eller flere kanaler (16a) for å forbinde det langsgående ringrom mellom respektive seksjoner (12).

10. System i samsvar med krav 8,karakterisert vedat koblingsflensen (30) omfatter en eller flere kanaler (16a) som er forbundet med koblingsstykkets kanal (16).

11. System i samsvar med krav 9 eller 10,karakterisert vedat kanalens (16a) munning omfatter en eller flere pakninger (24) som anligger mot det ytre røret (10a) og en eller flere pakning (24) som anligger mot det indre røret (10b).

12. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat gass fra røret (40) for tilførsel av forkammergass strømmer gjennom en boring (48) i et utløp (42) i koblingsstykket (14) og til motorens sylinderenhet.

13. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat en ringromformet kanal (46) eller en eller flere boringer i utløpet (42) er forbundet med den første kanalen (16).

14. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat koblingsstykket (14) omfatter en innvendig åpen utvekst (44) som røret (40) for forkammergass er anordnet i.

15. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat røret (40) for tilførsel av forkammergass er inndelt i seksjoner som hovedsakelig samsvarer med nevnte seksjoner (12) mellom sylinderenhetene, og at utveksten (44) omfatter pakninger for mottak av respektive seksjoner.

16. System i samsvar med et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat i enden av en seksjon (12) rager det innvendige røret (10b) lenger ut enn det utvendige røret (10a), hvorved den utadragende enden til det innvendige røret er innrettet til å stenge mellom kanalen (16, 16a) i koblingsstykket og det innvendige løpet (28) for brennstoffgass.

17. System i samsvar med et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat koblingsstykket (14) er støpt i ett stykke, og omfatter er festebrakett (50) for rørene.