TW201404663A - 船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，包括：一氣態燃料供應單元於出口段銜接一第一管體；一液態燃料供應單元於出口段銜接一第四管體；一內燃機於進口段分別銜接一第二管體及第四管體，於出口段銜接一第三管體，第二管體之一段部與第一管體相通；一第一調節閥設於第一管體之一段部；一氣態燃料偵測器設於第二管體之一段部，且位於第一管體與內燃機的進口段之間；一處理器分別電性連接第一調節閥、氣態燃料偵測器，處理器寫入一氣態燃料預設值及一調節閥控制程式。藉由上述之構造，本發明主要是先將氣態燃料與空氣混合後輸入至內燃機，再讓液態燃料在內燃機內與氣態燃料及空氣進行混合，來讓整體燃料得以於內燃機內完全燃燒，不僅可以讓整體燃料提供更多的能量，進而增加內燃機的工作效率，而且可以降低有害氣體之產生，並且本發明藉由氣態燃料偵測器、第一調節閥、處理器，來讓流入至內燃機內氣態燃料的量，得以維持在一預設值範圍內，以令內燃機得以保持在較佳的工作狀態。
Description
本發明係關於一種內燃機之系統，尤指一種船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統。
按，隨著能源日漸短缺，造成石油價格不斷的攀升，進而提高汽車、機車、船舶在行駛時所需燃料成本。尤其船舶需長時間在海上航行，為了降低航運時的燃料成本，大多數船舶會選擇重油作為主要燃料。
然，重油具有分子量大、黏度高等特性，且成分包括碳氫化合物、硫磺及微量的無機化合物，因此，重油在燃燒後容易產生硫化物及懸浮粒子，而對人體及地球環境造成影響。
為此，IMO國際海事組織針對空氣污染防治與控制建立了各種相關規範，並且對於船舶航行時所排放的廢氣也作嚴格的限制，尤其是廢氣中硫化物及氮氧化合物的排放量。
由於重油在經過完全燃燒以後，不僅可以提高熱轉換效率(熱能轉換成動能之效率)，也可以降低廢氣中所含的硫化物及氮氧化合物的排放量。並且不僅只有重油會有上述之問題，其他種類之燃料，如汽油、柴油等燃料，在無法完全燃燒的狀態下，所產生的廢氣均會對環境造成影響。
雖然有人藉由偵測流入內燃機內的空燃比(空氣與燃料之間的混合比例)，是否滿足預設值，來控制燃料供應系統所提供燃料的量，進而讓重油得以完全燃燒。然，因一般船舶用的內燃機係選用均質進氣壓縮點火引擎(HCCI)(此種內燃機是係利用活塞將空氣與燃料進行壓縮，在壓縮的過程中會因為分子之間的摩擦，來讓燃料產生自燃)，使得內燃機在運作時，容易因一些不確定之因素，而造成燃料在壓縮時無法產生自燃，或是有無法完全燃燒之情事，不僅會造成燃料的浪費，也會產生有害之氣體或物質，而違反IMO國際海事組織針對於船舶廢氣之規定。爰此，本發明者認為此種內燃機有需改善之必要。
然，重油具有分子量大、黏度高等特性，且成分包括碳氫化合物、硫磺及微量的無機化合物，因此，重油在燃燒後容易產生硫化物及懸浮粒子，而對人體及地球環境造成影響。
為此，IMO國際海事組織針對空氣污染防治與控制建立了各種相關規範，並且對於船舶航行時所排放的廢氣也作嚴格的限制，尤其是廢氣中硫化物及氮氧化合物的排放量。
由於重油在經過完全燃燒以後，不僅可以提高熱轉換效率(熱能轉換成動能之效率)，也可以降低廢氣中所含的硫化物及氮氧化合物的排放量。並且不僅只有重油會有上述之問題，其他種類之燃料，如汽油、柴油等燃料，在無法完全燃燒的狀態下，所產生的廢氣均會對環境造成影響。
雖然有人藉由偵測流入內燃機內的空燃比(空氣與燃料之間的混合比例)，是否滿足預設值，來控制燃料供應系統所提供燃料的量，進而讓重油得以完全燃燒。然，因一般船舶用的內燃機係選用均質進氣壓縮點火引擎(HCCI)(此種內燃機是係利用活塞將空氣與燃料進行壓縮，在壓縮的過程中會因為分子之間的摩擦，來讓燃料產生自燃)，使得內燃機在運作時，容易因一些不確定之因素，而造成燃料在壓縮時無法產生自燃，或是有無法完全燃燒之情事，不僅會造成燃料的浪費，也會產生有害之氣體或物質，而違反IMO國際海事組織針對於船舶廢氣之規定。爰此，本發明者認為此種內燃機有需改善之必要。
為解決先前技術所述不足之處，本發明者提出一種船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，包括：
一氣態燃料供應單元：
該氣態燃料供應單元於出口段銜接一第一管體。
一液態燃料供應單元：
該液態燃料供應單元於出口段銜接一第四管體。
一內燃機：
該內燃機進口段分別銜接一第二管體及該第四管體，出口段銜接一第三管體，該第二管體之一段部連通該第一管體。
一調節閥：
該調節閥設於該第一管體之一段部。
一氣態燃料偵測器：
該氣態燃料偵測器設於該第二管體一段部，且位於該第一管體與該內燃機的進口段之間，該氣態燃料偵測器可供偵測流入該內燃機之氣態燃料的量，而得到一氣態燃料偵測訊號。
一處理器：
該處理器分別電性連接該調節閥及該氣態燃料偵測器，該處理器寫入一氣態燃料預設值及一調節閥控制程式，該調節閥控制程式可供該處理器執行：根據該氣態燃料偵測訊號與該氣態燃料預設值的乖離度，來控制該調節閥的開度。
藉由上述之構造，本發明主要先將氣態燃料與空氣混合後送入至該內燃機內，再讓液態燃料於該內燃機內，與該氣態燃料及空氣混合，藉此讓該內燃機在運作時，整體燃料得以完全燃燒，而提供更多得能量，來提升該內燃機的工作效率，並可降低有害廢氣的產生，以符合國際環境保護組織對於船舶廢氣排放量之規定。並藉由該氣態燃料偵測機及該處理器及該控制閥，來讓流入至該內燃機之氣態燃料得以維持在預設值範圍內，以令該內燃機得以維持在較佳的工作效率。
一氣態燃料供應單元：
該氣態燃料供應單元於出口段銜接一第一管體。
一液態燃料供應單元：
該液態燃料供應單元於出口段銜接一第四管體。
一內燃機：
該內燃機進口段分別銜接一第二管體及該第四管體，出口段銜接一第三管體，該第二管體之一段部連通該第一管體。
一調節閥：
該調節閥設於該第一管體之一段部。
一氣態燃料偵測器：
該氣態燃料偵測器設於該第二管體一段部，且位於該第一管體與該內燃機的進口段之間，該氣態燃料偵測器可供偵測流入該內燃機之氣態燃料的量，而得到一氣態燃料偵測訊號。
一處理器：
該處理器分別電性連接該調節閥及該氣態燃料偵測器，該處理器寫入一氣態燃料預設值及一調節閥控制程式，該調節閥控制程式可供該處理器執行：根據該氣態燃料偵測訊號與該氣態燃料預設值的乖離度，來控制該調節閥的開度。
藉由上述之構造，本發明主要先將氣態燃料與空氣混合後送入至該內燃機內，再讓液態燃料於該內燃機內，與該氣態燃料及空氣混合，藉此讓該內燃機在運作時，整體燃料得以完全燃燒，而提供更多得能量，來提升該內燃機的工作效率，並可降低有害廢氣的產生，以符合國際環境保護組織對於船舶廢氣排放量之規定。並藉由該氣態燃料偵測機及該處理器及該控制閥，來讓流入至該內燃機之氣態燃料得以維持在預設值範圍內，以令該內燃機得以維持在較佳的工作效率。
以下藉由圖式之輔助，說明本發明之構造、特點與實施例，俾使貴審查人員對於本發明有更進一步之瞭解。
以下請參閱第一圖所示，本發明係關於一種船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，該船舶內燃機系統(A)包括：
一氣態燃料供應單元(1)：
該氣態燃料供應單元(1)於出口段銜接一第一管體(11)，該氣態燃料供應單元(1)所提供的氣態燃料可為：瓦斯、氫氣等，以下茲以該氣態燃料為氫氣來介紹本發明之優點。
一液態燃料供應單元(9)：
該液態燃料供應單元(9)於出口段銜接一第四管體(91)，該液態燃料供應單元(9)所提供的液態燃料可為：汽油、重油、柴油等。
一內燃機(2)：
該內燃機(2)於進口段分別銜接一第二管體(21)及該第四管體(91)，於出口段銜接一第三管體(22)，該第二管體(21)之一段部連通該第一管體(22)。
一第一調節閥(3)：
該第一調節閥(3)設於該第一管體(11)之一段部，藉由調整該第一調節閥(3)的開度，可以決定氣態燃料由該氣態燃料供應單元(1)流入至該第二管體(21)的量。
一氣態燃料偵測器(4)：
該氣態燃料偵測器(4)設於該第二管體(21)之一段部，且位於該第一管體(11)與該內燃機(2)的進口段之間，該氣態燃料偵測器(4)可供偵測流入該內燃機(2)內的氣態燃料的量，而得到一氣態燃料偵測訊號。
一處理器(6)：
請再配合參閱第二圖所示，該處理器(6)分別電性連接該第一調節閥(3)及該氣態燃料偵測器(4)，該處理器(6)寫入一氣態燃料預設值及一調節閥控制程式，該調節閥控制程式可供該處理器(6)執行：根據該氣態燃料偵測訊號與該氣態燃料預設值的乖離度，來控制該第一調節閥(3)的開度。
因此，藉由上述之構造，本發明可達成下述之優點：
(1)由於一般船舶用的內燃機係選用均質進氣壓縮點火引擎(HCCI)，此種內燃機是係利用活塞將空氣與燃料進行壓縮，在壓縮的過程中會因為分子之間的摩擦，使得燃料產生自燃。針對上述船舶內燃機之特性，本發明先利用該氣態燃料與空氣進行混合後輸送至該內燃機(2)，再將液態燃料輸送至該內燃機內(2)進行混合，藉此來令整體燃料易於發生自燃，進而令整體燃料得以完全燃燒，以提高燃燒效率，而減少有害廢氣或物質之產生，尤其當該液態燃料為重油時，利用本發明之構造，可以提升該重油的燃燒效率，而且重油經過完全燃燒後，不僅較不易有浪費之情形，也不易產生硫化物及懸浮粒子，而對地球環境的保護有較大的貢獻，也可符合IMO國際海事組織所制定的規範。
(2)藉由偵測該氣態燃料流入至該內燃機(2)的量，來控制該第一調節閥(3)的開度，進而使得該氣態燃料的流量得以維持固定，以令該內燃機(2)得以維持在較佳的工作效率。
(3)本發明只需在使用前只需針對不同液態燃料設定相對應之氣態燃料預設值，當船舶在海上行駛時，針對不同航行狀態，而切換成同性質不同油品規範之液態燃料作為動力來源時(如使用的液態燃料由海運輕柴油切換成海運重柴油時)，本發明即可立即依照不同液態燃料之所需，來控制相對應的氣態燃料的量，以令該內燃機(2)運作時得以維持較佳的工作效率。
請參閱第一圖配合第二圖所示，本發明之船舶內燃機系統(A)還可以實施為：於該內燃機(2)設一溫度偵測器(23)及一壓力偵測器(24)，該溫度偵測器(23)可供偵測該內燃機(2)之汽缸內的溫度，而得到一溫度偵測訊號；該壓力偵測器(24)可供偵測該內燃機(2)之汽缸內的壓力，而得到一壓力偵測訊號；該處理器(6)分別電性連接該溫度偵測器(23)及該壓力偵測器(24)，該處理器(6)寫入一溫度預設值及一壓力預設值，該調節閥控制程式進一步可供該處理器(6)執行：再根據該溫度偵測訊號與該溫度預設值的乖離度，及該壓力偵測訊號與該壓力預設值的乖離度，來控制該第一調節閥(3)的開度。
因此，此實施例令本發明得以再根據該溫度偵測訊號與該溫度預設值的乖離度，及該壓力偵測訊號與該壓力預設值的乖離度，來控制該第一調節閥(3)的開度，來進一步控制該氣態燃料的流量，來更進一步提升前述之優點。
請參閱第一圖並配合第二圖及第三圖所示，為使該第二管體(21)便於與該第一管體(11)形成相通，本發明還可以實施為：該第二管體(21)包括一第一管段(211)及一第二管段(212)；一連結接頭(7)包括一本體(71)，一孔道(72)貫穿該本體(71)，且該本體(71)設有穿孔(73)與該孔道(72)相通，該孔道(72)一端銜接該第一管段(211)，另一端銜接該第二管段(212)，該穿孔(73)一端銜接該第一管體(11)。其中該連結接頭(7)與該第一管段(211)、該第二管段(212)、該第一管體(11)之連接手段不限於螺合，亦可利用連接件來達成銜接之目的。並且為使本發明得以讓二種不同氣態燃料進行混合，該本體(71)更設一穿孔(76)，該穿孔(76)以令一第一管體(11A)與另一氣態燃料提供單元(1A)形成相通，且該第一管體(11A)之一段部亦設有另一第一調節閥(3A)，且該第一調節閥(3A)與該處理器(6)作電性連接。
以下係介紹其中一種連接之手段，而令該連結接頭(7)便於銜接該第一管段(211)：請參閱第一圖、第三圖及第四圖所示，該孔道(72)一端之孔壁設有一L型溝槽(75)，該L型溝槽(75)包括一直立向溝槽(751)及一橫向溝槽(752)，該直立向溝槽(751)另一端與該橫向溝槽(752)一端連接而形成連通，且該直立向溝槽(751)一端於該孔道(72)之孔緣形成透空；該第一管段(211)一端外側設有一凸塊(213)。因此，該第一管段(211)之一端銜接該連結接頭(7)時，將該凸塊(213)穿入該直立向溝槽(751)內後，橫向移動至該橫向溝槽(752)內，使得該凸塊(213)受到該橫向溝槽(752)的卡制，以令該第一管段(211)與該連結接頭(7)形成穩固之銜接。
並且，該孔道(72)較佳係分別自二端由外向內形成漸縮，使得該孔道(72)二端的孔徑大於該孔道(72)中央段部的孔徑，而加快空氣流過該孔道(72)之速率，進而造成該孔道(72)與該第一管體(11)之間形成負壓，而驅使該氣態燃料供應單元(1)內的燃料流入該第二管體(21)內，與空氣進行混合。為了增加上述燃料與空氣混合的速度，請再配合參閱第五圖所示，該連結接頭(7)更包括一錐形管(74)，該錐形管(74)之第一端設於該孔道(72)內，且該錐形管(74)之第一端的開口口徑小於該孔道(72)之孔徑。
請再參閱第六圖所示，該錐形管(74)可進一步實施為：包括一第一錐形管段(741)及一第二錐形管段(742)，該第一錐形管段(741)及該第二錐形管段(742)之孔徑分別由第二端朝向第一端逐漸漸縮，且該第二錐形管段(742)之第二端孔徑小於該第一錐形管段(741)之第一端孔徑，沿該第一錐形管段(741)之第一端孔緣向內設一肩部(743)，沿該第二錐形管段(742)之第二端孔緣向外設一搭抵部(744)，該第二錐形管段(742)係局部設於該第一錐形管段(741)內，且該搭抵部(744)搭抵於該肩部(745)。
本發明不限於該錐形管(74)僅包括該第一錐形管段(741)及該第二錐形管段(742)，亦可為其他開孔孔徑之錐形管段，藉以令使用者得以依照需求，來選擇不同開口口徑之錐形管段，以本發明之圖示為例，該錐形管(74)較佳係包括該第一至第三錐形管段(741、742、745)。
為避免該內燃機(2)作動時所產生的高溫，而影響該連結接頭(7)的使用壽命，該本體(71)較佳為耐火材質所製，並且該本體(71)外側度上一層不鏽鋼而形成一不鏽層，以避免該連結接頭(7)受到鏽蝕。
一般設於船舶的渦輪增壓器，其渦輪葉片的角度是固定，藉此來提供較充足的空氣給內燃機使用，由於整體系統內部氣體的流動，使渦輪增壓器在一定轉速之下，渦輪增壓器所提供的空氣量會超過內燃機所能負荷的量，此時整體系統就會出現強迫進氣的現象，而將空氣強迫性的輸送至內燃機內，由於內燃機的運作速度與壓縮空氣的量成正比，使得內燃機會過度運作而造成使用壽命下降，並由於渦輪增壓機輸送過量的空氣進內燃機，而降低內燃機內燃料所產生的能量。
請參閱第一圖所示，為解決上述之問題，本發明更設一渦輪增壓機(8)，該渦輪增壓機(8)之出口段銜接該第一管段(211)之另一端，且該第一管段(211)依序設有一第二調節閥(214)及一流量偵測器(215)，該流量偵測器(215)可供偵測該第一管段(211)內的空氣流量，而得到一流量訊號，該處理器(6)分別電性連接該第二調節閥(214)及該流量偵測器(215)，該處理器(6)寫入一流量控制程式，該流量控制程式可供該處理器(6)依據該流量訊號來決定該第二調節閥(214)的開度，藉此來控制流入至該內燃機(2)的空氣量。
由於，該內燃機(2)在運作的過程中，可能會因為空氣的壓縮比不足，或者液態燃料與空氣之間的比例不足，或是該液態燃料提供單元(9)對該內燃機(2)提供液態燃料時間提前，而造成該內燃機(2)在運作時會產生一氧化碳，以及其他有害之物質。為解決上述之問題，請參閱第一圖所示，本發明之船舶內燃機系統(A)更進一步還可以實施為：
一一氧化碳偵測器(5)：
該一氧化碳偵測器(5)設於該第三管體(23)之一段部，該一氧化碳偵測器(5)可供偵測該第三管體(23)內一氧化碳的濃度，而得到一濃度偵測訊號。
一處理器(6)：
該處理器(6)寫入一濃度預設值，該調節閥控制程式更進一步可供該處理器(6)執行：再根據該濃度偵測訊號與該濃度預設值的乖離度，來控制該第二調節閥(214)的開度。
所以利用該濃度偵測訊號與該濃度預設值之間的乖離度，來更進一步控制該第二調節閥(214)的開度，進而控制空氣進入該內燃機(2)的量，來解決前述不足之處。
綜上所述，本發明確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。
惟上述所陳，為本發明在產業上一較佳實施例，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的之範疇。
以下請參閱第一圖所示，本發明係關於一種船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，該船舶內燃機系統(A)包括：
一氣態燃料供應單元(1)：
該氣態燃料供應單元(1)於出口段銜接一第一管體(11)，該氣態燃料供應單元(1)所提供的氣態燃料可為：瓦斯、氫氣等，以下茲以該氣態燃料為氫氣來介紹本發明之優點。
一液態燃料供應單元(9)：
該液態燃料供應單元(9)於出口段銜接一第四管體(91)，該液態燃料供應單元(9)所提供的液態燃料可為：汽油、重油、柴油等。
一內燃機(2)：
該內燃機(2)於進口段分別銜接一第二管體(21)及該第四管體(91)，於出口段銜接一第三管體(22)，該第二管體(21)之一段部連通該第一管體(22)。
一第一調節閥(3)：
該第一調節閥(3)設於該第一管體(11)之一段部，藉由調整該第一調節閥(3)的開度，可以決定氣態燃料由該氣態燃料供應單元(1)流入至該第二管體(21)的量。
一氣態燃料偵測器(4)：
該氣態燃料偵測器(4)設於該第二管體(21)之一段部，且位於該第一管體(11)與該內燃機(2)的進口段之間，該氣態燃料偵測器(4)可供偵測流入該內燃機(2)內的氣態燃料的量，而得到一氣態燃料偵測訊號。
一處理器(6)：
請再配合參閱第二圖所示，該處理器(6)分別電性連接該第一調節閥(3)及該氣態燃料偵測器(4)，該處理器(6)寫入一氣態燃料預設值及一調節閥控制程式，該調節閥控制程式可供該處理器(6)執行：根據該氣態燃料偵測訊號與該氣態燃料預設值的乖離度，來控制該第一調節閥(3)的開度。
因此，藉由上述之構造，本發明可達成下述之優點：
(1)由於一般船舶用的內燃機係選用均質進氣壓縮點火引擎(HCCI)，此種內燃機是係利用活塞將空氣與燃料進行壓縮，在壓縮的過程中會因為分子之間的摩擦，使得燃料產生自燃。針對上述船舶內燃機之特性，本發明先利用該氣態燃料與空氣進行混合後輸送至該內燃機(2)，再將液態燃料輸送至該內燃機內(2)進行混合，藉此來令整體燃料易於發生自燃，進而令整體燃料得以完全燃燒，以提高燃燒效率，而減少有害廢氣或物質之產生，尤其當該液態燃料為重油時，利用本發明之構造，可以提升該重油的燃燒效率，而且重油經過完全燃燒後，不僅較不易有浪費之情形，也不易產生硫化物及懸浮粒子，而對地球環境的保護有較大的貢獻，也可符合IMO國際海事組織所制定的規範。
(2)藉由偵測該氣態燃料流入至該內燃機(2)的量，來控制該第一調節閥(3)的開度，進而使得該氣態燃料的流量得以維持固定，以令該內燃機(2)得以維持在較佳的工作效率。
(3)本發明只需在使用前只需針對不同液態燃料設定相對應之氣態燃料預設值，當船舶在海上行駛時，針對不同航行狀態，而切換成同性質不同油品規範之液態燃料作為動力來源時(如使用的液態燃料由海運輕柴油切換成海運重柴油時)，本發明即可立即依照不同液態燃料之所需，來控制相對應的氣態燃料的量，以令該內燃機(2)運作時得以維持較佳的工作效率。
請參閱第一圖配合第二圖所示，本發明之船舶內燃機系統(A)還可以實施為：於該內燃機(2)設一溫度偵測器(23)及一壓力偵測器(24)，該溫度偵測器(23)可供偵測該內燃機(2)之汽缸內的溫度，而得到一溫度偵測訊號；該壓力偵測器(24)可供偵測該內燃機(2)之汽缸內的壓力，而得到一壓力偵測訊號；該處理器(6)分別電性連接該溫度偵測器(23)及該壓力偵測器(24)，該處理器(6)寫入一溫度預設值及一壓力預設值，該調節閥控制程式進一步可供該處理器(6)執行：再根據該溫度偵測訊號與該溫度預設值的乖離度，及該壓力偵測訊號與該壓力預設值的乖離度，來控制該第一調節閥(3)的開度。
因此，此實施例令本發明得以再根據該溫度偵測訊號與該溫度預設值的乖離度，及該壓力偵測訊號與該壓力預設值的乖離度，來控制該第一調節閥(3)的開度，來進一步控制該氣態燃料的流量，來更進一步提升前述之優點。
請參閱第一圖並配合第二圖及第三圖所示，為使該第二管體(21)便於與該第一管體(11)形成相通，本發明還可以實施為：該第二管體(21)包括一第一管段(211)及一第二管段(212)；一連結接頭(7)包括一本體(71)，一孔道(72)貫穿該本體(71)，且該本體(71)設有穿孔(73)與該孔道(72)相通，該孔道(72)一端銜接該第一管段(211)，另一端銜接該第二管段(212)，該穿孔(73)一端銜接該第一管體(11)。其中該連結接頭(7)與該第一管段(211)、該第二管段(212)、該第一管體(11)之連接手段不限於螺合，亦可利用連接件來達成銜接之目的。並且為使本發明得以讓二種不同氣態燃料進行混合，該本體(71)更設一穿孔(76)，該穿孔(76)以令一第一管體(11A)與另一氣態燃料提供單元(1A)形成相通，且該第一管體(11A)之一段部亦設有另一第一調節閥(3A)，且該第一調節閥(3A)與該處理器(6)作電性連接。
以下係介紹其中一種連接之手段，而令該連結接頭(7)便於銜接該第一管段(211)：請參閱第一圖、第三圖及第四圖所示，該孔道(72)一端之孔壁設有一L型溝槽(75)，該L型溝槽(75)包括一直立向溝槽(751)及一橫向溝槽(752)，該直立向溝槽(751)另一端與該橫向溝槽(752)一端連接而形成連通，且該直立向溝槽(751)一端於該孔道(72)之孔緣形成透空；該第一管段(211)一端外側設有一凸塊(213)。因此，該第一管段(211)之一端銜接該連結接頭(7)時，將該凸塊(213)穿入該直立向溝槽(751)內後，橫向移動至該橫向溝槽(752)內，使得該凸塊(213)受到該橫向溝槽(752)的卡制，以令該第一管段(211)與該連結接頭(7)形成穩固之銜接。
並且，該孔道(72)較佳係分別自二端由外向內形成漸縮，使得該孔道(72)二端的孔徑大於該孔道(72)中央段部的孔徑，而加快空氣流過該孔道(72)之速率，進而造成該孔道(72)與該第一管體(11)之間形成負壓，而驅使該氣態燃料供應單元(1)內的燃料流入該第二管體(21)內，與空氣進行混合。為了增加上述燃料與空氣混合的速度，請再配合參閱第五圖所示，該連結接頭(7)更包括一錐形管(74)，該錐形管(74)之第一端設於該孔道(72)內，且該錐形管(74)之第一端的開口口徑小於該孔道(72)之孔徑。
請再參閱第六圖所示，該錐形管(74)可進一步實施為：包括一第一錐形管段(741)及一第二錐形管段(742)，該第一錐形管段(741)及該第二錐形管段(742)之孔徑分別由第二端朝向第一端逐漸漸縮，且該第二錐形管段(742)之第二端孔徑小於該第一錐形管段(741)之第一端孔徑，沿該第一錐形管段(741)之第一端孔緣向內設一肩部(743)，沿該第二錐形管段(742)之第二端孔緣向外設一搭抵部(744)，該第二錐形管段(742)係局部設於該第一錐形管段(741)內，且該搭抵部(744)搭抵於該肩部(745)。
本發明不限於該錐形管(74)僅包括該第一錐形管段(741)及該第二錐形管段(742)，亦可為其他開孔孔徑之錐形管段，藉以令使用者得以依照需求，來選擇不同開口口徑之錐形管段，以本發明之圖示為例，該錐形管(74)較佳係包括該第一至第三錐形管段(741、742、745)。
為避免該內燃機(2)作動時所產生的高溫，而影響該連結接頭(7)的使用壽命，該本體(71)較佳為耐火材質所製，並且該本體(71)外側度上一層不鏽鋼而形成一不鏽層，以避免該連結接頭(7)受到鏽蝕。
一般設於船舶的渦輪增壓器，其渦輪葉片的角度是固定，藉此來提供較充足的空氣給內燃機使用，由於整體系統內部氣體的流動，使渦輪增壓器在一定轉速之下，渦輪增壓器所提供的空氣量會超過內燃機所能負荷的量，此時整體系統就會出現強迫進氣的現象，而將空氣強迫性的輸送至內燃機內，由於內燃機的運作速度與壓縮空氣的量成正比，使得內燃機會過度運作而造成使用壽命下降，並由於渦輪增壓機輸送過量的空氣進內燃機，而降低內燃機內燃料所產生的能量。
請參閱第一圖所示，為解決上述之問題，本發明更設一渦輪增壓機(8)，該渦輪增壓機(8)之出口段銜接該第一管段(211)之另一端，且該第一管段(211)依序設有一第二調節閥(214)及一流量偵測器(215)，該流量偵測器(215)可供偵測該第一管段(211)內的空氣流量，而得到一流量訊號，該處理器(6)分別電性連接該第二調節閥(214)及該流量偵測器(215)，該處理器(6)寫入一流量控制程式，該流量控制程式可供該處理器(6)依據該流量訊號來決定該第二調節閥(214)的開度，藉此來控制流入至該內燃機(2)的空氣量。
由於，該內燃機(2)在運作的過程中，可能會因為空氣的壓縮比不足，或者液態燃料與空氣之間的比例不足，或是該液態燃料提供單元(9)對該內燃機(2)提供液態燃料時間提前，而造成該內燃機(2)在運作時會產生一氧化碳，以及其他有害之物質。為解決上述之問題，請參閱第一圖所示，本發明之船舶內燃機系統(A)更進一步還可以實施為：
一一氧化碳偵測器(5)：
該一氧化碳偵測器(5)設於該第三管體(23)之一段部，該一氧化碳偵測器(5)可供偵測該第三管體(23)內一氧化碳的濃度，而得到一濃度偵測訊號。
一處理器(6)：
該處理器(6)寫入一濃度預設值，該調節閥控制程式更進一步可供該處理器(6)執行：再根據該濃度偵測訊號與該濃度預設值的乖離度，來控制該第二調節閥(214)的開度。
所以利用該濃度偵測訊號與該濃度預設值之間的乖離度，來更進一步控制該第二調節閥(214)的開度，進而控制空氣進入該內燃機(2)的量，來解決前述不足之處。
綜上所述，本發明確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。
惟上述所陳，為本發明在產業上一較佳實施例，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的之範疇。
(A)．．．船舶內燃機系統
(1)．．．氣態燃料供應單元
(1A)．．．氣態燃料供應單元
(11)．．．第一管體
(11A)．．．第一管體
(2)．．．內燃機
(21)．．．第二管體
(211)．．．第一管段
(212)．．．第二管段
(213)．．．凸塊
(214)．．．第二調節閥
(215)．．．流量偵測器
(22)．．．第三管體
(23)．．．溫度偵測器
(24)．．．壓力偵測器
(3)．．．第一調節閥
(3A)．．．第一調節閥
(4)．．．氣態燃料偵測器
(5)．．．一氧化碳偵測器
(6)．．．處理器
(7)．．．連結接頭
(71)．．．本體
(72)．．．孔道
(73)．．．穿孔
(74)．．．錐形管
(741)．．．第一錐形管段
(742)．．．第二錐形管段
(743)．．．肩部
(744)．．．搭抵部
(745)．．．第三錐形管段
(75)．．．L型溝槽
(751)．．．直立向溝槽
(752)．．．橫向溝槽
(76)．．．第二穿孔
(8)．．．渦輪增壓機
(9)．．．液態燃料供應單元
(91)．．．第四管體
第一圖係本發明各元件連接示意圖
第二圖係處理器與各元件間的連接示意圖
第三圖係第一管段與連結接頭之連結示意圖
第四圖係連結接頭之剖面圖
第五圖係錐形管置入於連結接頭之孔道內的示意圖
第六圖係錐形管之實施例圖
第二圖係處理器與各元件間的連接示意圖
第三圖係第一管段與連結接頭之連結示意圖
第四圖係連結接頭之剖面圖
第五圖係錐形管置入於連結接頭之孔道內的示意圖
第六圖係錐形管之實施例圖
(A)．．．船舶內燃機系統
(1)．．．氣態燃料供應單元
(1A)．．．氣態燃料供應單元
(11)．．．第一管體
(11A)．．．第一管體
(2)．．．內燃機
(21)．．．第二管體
(211)．．．第一管段
(212)．．．第二管段
(214)．．．第二調節閥
(215)．．．流量偵測器
(22)．．．第三管體
(23)．．．溫度偵測器
(24)．．．壓力偵測器
(3)．．．第一調節閥
(3A)．．．第一調節閥
(4)．．．氣態燃料偵測器
(5)．．．一氧化碳偵測器
(7)．．．連結接頭
(8)．．．渦輪增壓機
(9)．．．液態燃料供應單元
(91)．．．第四管體
Claims (10)
- 一種船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，包括：
一氣態燃料供應單元：於出口段銜接一第一管體；
一液態燃料供應單元：於出口段銜接一第四管體；
一內燃機：進口段分別銜接一第二管體及該第四管體，出口段銜接一第三管體，該第二管體之一段部連通該第一管體；
一調節閥：設於該第一管體之一段部；
一氣態燃料偵測器：設於該第二管體一段部，且位於該第一管體與該內燃機的進口段之間，該氣態燃料偵測器可供偵測流入該內燃機之氣態燃料的量，而得到一氣態燃料偵測訊號；
一處理器：分別電性連接該調節閥及該氣態燃料偵測器，該處理器寫入一氣態燃料預設值及一調節閥控制程式，該調節閥控制程式可供該處理器執行：根據該氣態燃料偵測訊號與該氣態燃料預設值的乖離度，來控制該調節閥的開度。 - 如申請專利範圍第1項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，其中於該內燃機設一溫度偵測器及一壓力偵測器，該溫度偵測器可供偵測該內燃機之汽缸內的溫度，而得到一溫度偵測訊號；該壓力偵測器可供偵測該內燃機之汽缸內的壓力，而得到一壓力偵測訊號；該處理器分別電性連接該溫度偵測器及該壓力偵測器，該處理器寫入一溫度預設值及一壓力預設值，該調節閥控制程式進一步可供該處理器執行：再根據該溫度偵測訊號與該溫度預設值的乖離度，及該壓力偵測訊號與該壓力預設值的乖離度，來控制該調節閥的開度。
- 如申請專利範圍第1項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，其中該第二管體包括一第一管段及一第二管段；一連結接頭包括一本體，一孔道貫穿該本體，且該本體設有一穿孔與該孔道相通，該孔道一端銜接該第一管段，另一端銜接該第二管段，該穿孔一端銜接該第一管體。
- 如申請專利範圍第3項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，其中該孔道分別自二端向內形成漸縮。
- 如申請專利範圍第3項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，其中該孔道一端之孔壁設有一L型溝槽，該L型溝槽包括一直立向溝槽及一橫向溝槽，該直立向溝槽令一端連接該橫向溝槽一端而形成相通，且該直立向溝槽一端於該孔道之孔緣形成透空；該第一管段一端外側設有一凸塊，該凸塊操作性置於該橫向溝槽內。
- 如申請專利範圍第3項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，更設一錐形管，該錐形管之第一端設於該孔道內，且該錐形管之第一端的開口口徑小於該孔道之孔徑。
- 如申請專利範圍第6項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，其中該錐形管包括一第一錐形管段及一第二錐形管段，該第一錐形管段及該第二錐形管段之孔徑分別由第二端朝向第一端逐漸漸縮，且該第二錐形管段之第二端孔徑小於該第一錐形管段之第一端孔徑，沿該第一錐形管段之第一端孔緣向內設一肩部，沿該第二錐形管段之第二端孔緣向外設一搭抵部，以令該第二錐形管段局部設於該第一錐形管段內，且該搭抵部搭抵於該肩部。
- 如申請專利範圍第3項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，其中該本體為耐火材質所製，該本體外側設有一不鏽層。
- 如申請專利範圍第1項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，更設一渦輪增壓機，該渦輪增壓機之出口段銜接該第一管段之另一端，且該第一管段依序設有一第二調節閥及一流量偵測器，該流量偵測器可供偵測該第一管段內的空氣流量，而得到一流量訊號，該處理器分別電性連接該第二調節閥及該流量偵測器，該處理器寫入一流量控制程式，該流量控制程式可供該處理器依據該流量訊號來決定該第二調節閥的開度，。
- 如申請專利範圍第9項所述船舶內燃機之氣態燃料自動控制系統，更設一一氧化碳偵測器，該一氧化碳偵測器設於該第三管體之一段部，該一氧化碳偵測器可供偵測該第三管體內一氧化碳的濃度，而得到一濃度偵測訊號；該處理器：電性連接該一氧化碳偵測器，該處理器寫入一濃度預設值，該流量控制程式更進一步可供該處理器執行：再根據該濃度偵測訊號與該濃度預設值的乖離度，來控制該第二調節閥的開度。
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-
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