JP2020070804A - Large 2-stroke uniflow scavenging gas fuel engine and method of reducing preignition or diesel knocking - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダライナと、ピストンと、シリンダカバーとで区切られた燃焼室と、掃気空気ポートと、排気ガス排気口と、加圧ガス燃料の供給源から受けたガス燃料をガス燃料弁を介して燃焼室内に給気する複数のガス燃料給気用開口と、燃焼室に接続されて燃焼ガス弁によって制御される燃焼ガス排気口と、燃焼ガス弁の排気口からガス燃料弁の給気口、または専用燃焼ガス噴射弁の給気口まで延びた燃焼ガス流路と、を備える、大型2ストロークターボ過給式ユニフロー掃気式内燃エンジンにおいて、燃料噴射の際に燃焼室内に噴射される物質の運動量を高めるように構成すること。【解決手段】燃料噴射の際に、ガス燃料給気用開口を用いてガス燃料を燃焼室内に噴射し、これと同時に、または順次に、またはオーバラップして、給気用開口または専用燃焼ガス噴射弁36を用いて燃焼ガスを燃焼室内に噴射する。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide gas fuel received from a cylinder liner, a piston, a combustion chamber separated by a cylinder cover, a scavenging air port, an exhaust gas exhaust port, and a supply source of pressurized gas fuel via a gas fuel valve. Multiple gas fuel air supply openings that supply air to the combustion chamber, a combustion gas exhaust port that is connected to the combustion chamber and controlled by the combustion gas valve, and an air supply port of the gas fuel valve from the exhaust port of the combustion gas valve. Or, in a large 2-stroke turbo supercharged uniflow scavenging internal combustion engine equipped with a combustion gas flow path extending to the air supply port of a dedicated combustion gas injection valve, a substance injected into the combustion chamber at the time of fuel injection. Configure to increase the amount of exercise. At the time of fuel injection, gas fuel is injected into a combustion chamber using a gas fuel air supply opening, and at the same time, sequentially, or overlapping, an air supply opening or a dedicated combustion gas is used. Combustion gas is injected into the combustion chamber using the injection valve 36. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本開示は、大型2ストロークガス燃料内燃エンジンに関し、特にシリンダライナに配置された燃料弁から噴射されるガス燃料で動くクロスヘッドを備えた大型2ストロークユニフロー掃気式内燃エンジンに関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to large two-stroke gas fuel internal combustion engines, and more particularly to large two-stroke uniflow scavenging internal combustion engines with gas fuel injected cross-heads injected from fuel valves located in a cylinder liner.
クロスヘッドを備えた大型2ストロークターボ過給式ユニフロー掃気式内燃エンジンは、例えば、大型外航船の推進用エンジンや発電所の1次側可動子として使用されている。サイズだけでなく、この2ストローク内燃エンジンの構成は他の各種内燃エンジンと種々異なっている。また、このエンジンの排気弁の重量は最大400kgであり、ピストンの径は最大100cmであり、燃焼室の最大動作圧は通常数百バールである。このような高い圧力レベルと大型のピストンサイズに伴う力は莫大なものになる。 A large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine equipped with a crosshead is used, for example, as a propulsion engine for large ocean going vessels and as a primary mover of a power plant. Not only the size, but the construction of this two-stroke internal combustion engine differs from many other internal combustion engines. Also, the weight of the exhaust valve of this engine is up to 400 kg, the diameter of the piston is up to 100 cm, and the maximum operating pressure of the combustion chamber is usually several hundred bar. The forces associated with such high pressure levels and large piston sizes are enormous.
シリンダライナの長さ方向の内側に配置された燃料弁によって噴射されたガス燃料で動作する大型2ストロークターボ過給式内燃エンジン、すなわち排気弁の閉弁時付近で開始するピストンの上昇行程の間にガス燃料を噴射するエンジンは、燃焼室内でガス燃料と掃気空気との混合気を圧縮して、例えばパイロット給油などの時限点火手段により上死点(TDC)またはその近傍で圧縮された混合気を点火する。 Large two-stroke turbocharged internal combustion engine operating on gas fuel injected by a fuel valve arranged inside the length of the cylinder liner, i.e. during the ascending stroke of the piston starting near the closing of the exhaust valve. BACKGROUND ART An engine that injects gas fuel into an engine compresses a gas mixture of gas fuel and scavenging air in a combustion chamber, and a gas mixture compressed at or near top dead center (TDC) by a timed ignition means such as pilot fueling. Ignite
シリンダライナに配置された燃料弁を用いたこのタイプのガス噴射は、圧縮圧力が比較的低いときにガス燃料が噴射されるので、ピストンが上死点(TDC)に近づくときに(すなわち、燃焼室内の圧縮圧力が最大またはその近傍のときに)ガス燃料を噴射する大型2ストロークターボ過給式内燃エンジンと比べたとき、著しく低い燃料噴射圧を使用することができるという利点がある。後者のタイプのエンジンは、既に高圧となっている最大燃焼圧よりも著しく高い燃料噴射圧を必要とする。この著しく高圧のガス圧力に耐えることができる燃料系は、ガス燃料のもつ揮発性とそのような高圧での作用(燃料系の鋼部品の内部を通じた拡散など)に起因して高価かつ複雑なものになる。 This type of gas injection with a fuel valve located in the cylinder liner injects the gas fuel when the compression pressure is relatively low so that when the piston approaches top dead center (TDC) (ie combustion The advantage is that significantly lower fuel injection pressures can be used when compared to large two-stroke turbocharged internal combustion engines that inject gaseous fuel (when the compression pressure in the chamber is at or near its maximum). The latter type of engine requires a fuel injection pressure that is significantly higher than the already high maximum combustion pressure. Fuel systems that can withstand this significantly higher gas pressure are expensive and complex due to the volatility of gas fuels and their action at such high pressures (such as diffusion through the steel parts of the fuel system). It becomes a thing.
したがって、圧縮行程の間にガス燃料を噴射するエンジンの燃焼供給系は、TDCまたはその近傍でガス燃料を噴射するエンジンに比べると著しく低価格である。 Therefore, the combustion supply system of the engine that injects the gas fuel during the compression stroke is significantly less expensive than the engine that injects the gas fuel at or near TDC.
しかし、圧縮行程の間にガス燃料を噴射すると、ピストンがガス燃料と掃気空気との混合気を圧縮する結果、過早点火および/またはディーゼルノックのリスクが生じる。 However, injecting gas fuel during the compression stroke results in pre-ignition and / or diesel knock risk as a result of the piston compressing the mixture of gas fuel and scavenging air.
過早点火またはディーゼルノックに伴う問題は、燃焼室内の燃料充填をできるだけ均一にすることによって低減することができる。しかし、掃気空気とガス燃料との均一な充填の実現は困難である。これは、排気弁が上死点に近づくときからのエンジンサイクルの期間は通常70度から90度のクランクシャフト角の範囲であり、例えば4ストロークエンジンで利用可能なエンジンサイクルの期間に比べて短いために、そのような均一な充填を実現するために利用できるエンジンサイクルの期間はきわめて短いものでしかないことによる(4ストロークエンジンでは、ガス燃料と充填する空気とを実際には吸気系で混合することができる、もしくは少なくとも吸気弁の開弁位相の大半の期間(通常40度から160度のクランクシャフト角の期間)で混合することができる)。 Problems with pre-ignition or diesel knock can be reduced by making the fuel fill in the combustion chamber as uniform as possible. However, it is difficult to realize uniform filling of scavenging air and gas fuel. This is because the period of the engine cycle from when the exhaust valve approaches the top dead center is usually in the range of 70 to 90 degrees of the crankshaft angle, which is shorter than the period of the engine cycle that is available in, for example, a 4-stroke engine. Due to this, the period of the engine cycle available to achieve such a uniform filling is only very short (in a four-stroke engine, the gas fuel and the filling air are actually mixed in the intake system). Or at least can be mixed during most of the intake valve opening phase (usually between 40 and 160 degrees of crankshaft angle)).
このように均一な充填を実現するために利用できるエンジンサイクルの期間が比較的短いことが、大型2ストロークディーゼルエンジンにおいて過早点火またはディーゼルノックを回避することの困難さを増している。 The relatively short duration of the engine cycle available to achieve this uniform fill increases the difficulty of avoiding pre-ignition or diesel knock in large two-stroke diesel engines.
燃焼室へのガス燃料と掃気空気との不均一な充填は過早点火またはディーゼルノックのリスクを高め、結果としてエンジンに重大な損傷をもたらす恐れがある。 Non-uniform filling of the combustion chamber with gaseous fuel and scavenging air increases the risk of pre-ignition or diesel knock, which can result in significant engine damage.
従来技術では、以下の方法でエンジンにおける過早点火またはディーゼルノックの問題の解決が図られている。 The prior art attempts to solve the problem of pre-ignition or diesel knock in the engine by the following method.
ある公知の大型ユニフロー掃気式2ストロークエンジンは、シリンダライナ内を動くピストンと、排気弁を備えたシリンダヘッドと、シリンダライナ内で周方向に配置された掃気空気ポートとを備えている。数個の燃料噴射弁が、掃気空気ポートの上方でシリンダライナの適所に周方向に配置されている。燃料は、TDCより少なくとも90度手前のクランク角で噴射される。 One known large uniflow scavenging two-stroke engine includes a piston moving in a cylinder liner, a cylinder head with an exhaust valve, and a scavenging air port circumferentially arranged in the cylinder liner. Several fuel injectors are circumferentially located in place on the cylinder liner above the scavenging air port. Fuel is injected at a crank angle of at least 90 degrees before TDC.
また、ある公知の大型ユニフロー掃気式2ストロークエンジンでは、ガス燃料が掃気ポートから燃焼室に流入する空気中に噴射される。さらに、水噴射ノズルがシリンダヘッドに設けられている。燃料と空気との混合気の温度を下げるために、圧縮時に水が燃焼室内に噴射されて、過早点火またはディーゼルノックが防止されるようになっている。 Further, in a known large uniflow scavenging two-stroke engine, gas fuel is injected into the air flowing into the combustion chamber from the scavenging port. Further, a water jet nozzle is provided on the cylinder head. To lower the temperature of the mixture of fuel and air, water is injected into the combustion chamber during compression to prevent pre-ignition or diesel knock.
しかし、以上の解決法は、大型2ストローク圧縮点火式内燃エンジンにおける過早点火またはディーゼルノックを有効には防ぎ得ないことがわかっている。 However, it has been found that the above solutions do not effectively prevent pre-ignition or diesel knock in large two-stroke compression ignition internal combustion engines.
特開第2012−154188号に開示された2ストロークエンジンは、シリンダとて、シリンダ内を摺動するピストンと、シリンダのストローク方向の一端部に設けられ、シリンダ内で生じた排気ガスを排気するために開閉される排気ポートと、シリンダのストローク方向の他端部側の内周面に設けられ、ピストンの摺動動作に応じてシリンダ内に活性ガスを吸引する掃気ポートと、シリンダの内周面において燃料ガスを噴射する燃料噴射弁と、噴射された燃料ガスと衝突するように不活性物質を噴射する不活性物質噴射弁と、を備えている。このようにエンジンの動作時に少量の不活性物質を低圧で噴射することにより二酸化窒素の放出が低減される。燃焼室内で燃料ガスの濃度が局部的に高い領域では不活性物質が多めに供給され、燃料ガスの濃度が低い領域では不要な不活性物質の供給が抑制される。これにより少量の不活性物質で窒素酸化物が低減され、シリンダライナの内部が高温になったときに燃料ガスの点火時期のずれによって生じる過早点火またはディーゼルノックが低減される。しかし、燃料ガスと衝突するように少量の不活性物質を噴射することでは、過早点火またはディーゼルノックの問題は十分には解決しない。また、特開第2012−154188号に提案されたエンジンは加圧不活性ガスの供給を必要とするが、不活性ガス源について実行可能な解は示されていない。 The two-stroke engine disclosed in JP 2012-154188 A is provided as a cylinder, a piston that slides in the cylinder, and one end portion in the stroke direction of the cylinder, and exhausts exhaust gas generated in the cylinder. The exhaust port that is opened and closed for this purpose, the scavenging port that is provided on the inner peripheral surface on the other end side of the cylinder in the stroke direction and that sucks active gas into the cylinder according to the sliding movement of the piston, and the inner peripheral surface of the cylinder A fuel injection valve for injecting fuel gas on the surface and an inert material injection valve for injecting an inert material so as to collide with the injected fuel gas are provided. Injecting a small amount of inert material at low pressure during engine operation thus reduces nitrogen dioxide emissions. In the region where the concentration of the fuel gas is locally high in the combustion chamber, a large amount of the inert substance is supplied, and in the region where the concentration of the fuel gas is low, the supply of the unnecessary inert substance is suppressed. This reduces nitrogen oxides with a small amount of inert material, and reduces pre-ignition or diesel knock caused by the deviation of the ignition timing of the fuel gas when the inside of the cylinder liner becomes hot. However, injecting a small amount of inert material to impinge on the fuel gas does not adequately solve the problem of preignition or diesel knock. Also, the engine proposed in JP 2012-154188 requires the supply of pressurized inert gas, but no feasible solution for an inert gas source is shown.
このため、過早点火またはディーゼルノックに関する問題を解決または少なくとも軽減するためには、このような大型2ストロークターボ過給式内燃エンジンにおける燃料噴射を改善する必要がある。 Therefore, there is a need to improve fuel injection in such large two-stroke turbocharged internal combustion engines in order to solve or at least mitigate the problems associated with pre-ignition or diesel knock.
したがって、シリンダライナの燃料弁から噴射されたガス燃料で動く大型ユニフロー掃気式2ストロークターボ過給式エンジンであって、圧縮行程の間にガス燃料を噴射し、過早点火またはディーゼルノックを防止または少なくとも低減することが可能なエンジンを提供することを目的とする。 Therefore, a large uniflow scavenging two-stroke turbocharged engine that runs on gas fuel injected from a cylinder liner fuel valve, injects gas fuel during the compression stroke to prevent pre-ignition or diesel knock. It is an object to provide an engine that can be reduced at least.
上記およびその他の目的は、独立請求項の特徴により達成される。さらなる実施態様が、従属請求項と、発明の説明と、図面とにより明らかにされる。 The above and other objects are achieved by the features of the independent claims. Further embodiments are set forth in the dependent claims, the description of the invention and the drawings.
第1態様によれば、大型2ストロークターボ過給式ユニフロー掃気式内燃エンジンが提供される。このエンジンは、
シリンダライナと、ピストンと、シリンダカバーとで区切られた燃焼室と、
前記シリンダライナに配置された掃気空気ポートと、
前記シリンダカバーに配置されて排気弁によって制御される排気ガス排気口と、
加圧ガス燃料の供給源から受けたガス燃料をガス燃料弁を介して前記燃焼室内に給気する、前記シリンダライナに配置された1つ以上のガス燃料給気用開口と、
前記燃焼室に接続されて燃焼ガス弁によって制御される燃焼ガス排気口と、
前記燃焼ガス弁の排気口から
前記ガス燃料弁の給気口、または
専用燃焼ガス噴射弁の給気口まで延びた燃焼ガス流路と、を備え、
前記エンジンは、
前記ガス燃料を給気し、これと同時に、または順次に、またはオーバラップして燃料噴射の際に前記燃焼ガスを前記燃焼室内に噴射して前記燃料噴射の際に前記燃焼室内に噴射される物質の運動量を高めるように構成される。
According to the first aspect, a large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine is provided. This engine
A combustion chamber separated by a cylinder liner, a piston, and a cylinder cover;
A scavenging air port located on the cylinder liner,
An exhaust gas exhaust port arranged on the cylinder cover and controlled by an exhaust valve;
One or more gas fuel supply openings arranged in the cylinder liner for supplying gas fuel received from a source of pressurized gas fuel into the combustion chamber via a gas fuel valve;
A combustion gas exhaust port connected to the combustion chamber and controlled by a combustion gas valve;
A combustion gas passage extending from the exhaust port of the combustion gas valve to the air supply port of the gas fuel valve or the air supply port of the dedicated combustion gas injection valve;
The engine is
The gas fuel is supplied, and at the same time, sequentially, or overlapping, the combustion gas is injected into the combustion chamber at the time of fuel injection and injected into the combustion chamber at the time of fuel injection. It is configured to enhance the momentum of matter.
燃焼ガスを噴射する目的は、燃焼室内に噴射された物質の発熱量を変化させない反応性物質を噴射することによって、該噴射物質の運動量を高めることにある。運動量を高めることによってガス燃料と掃気空気との混合が促進され、それにより充填の均一度が増すと共に過早点火またはディーゼルノックのリスクが下がる。 The purpose of injecting the combustion gas is to increase the momentum of the injected substance by injecting a reactive substance that does not change the heat generation amount of the injected substance into the combustion chamber. The increased momentum promotes mixing of the gas fuel and scavenging air, which increases the uniformity of the charge and reduces the risk of pre-ignition or diesel knock.
燃焼ガスは反応性物質であるが、燃焼室内に噴射された物質の発熱量は変化させない。ただし、燃焼ガスの噴射によって運動量が付加されて噴射物質の全運動量が増すことで、ノックまたは早期燃焼のリスクが下がる。 Although the combustion gas is a reactive substance, it does not change the calorific value of the substance injected into the combustion chamber. However, the momentum is added by the injection of the combustion gas to increase the total momentum of the injected substance, thereby reducing the risk of knock or early combustion.
運動量(p)は対象物の質量m(kg)と速度v(m/s)との積で表される(p=mv(kg・m/s))。 The momentum (p) is represented by the product of the mass m (kg) of the object and the velocity v (m / s) (p = mv (kg · m / s)).
したがって、燃料噴射の際に燃焼室に噴射された物質の全運動量は、噴射された燃料の質量と速度との積と、噴射された燃焼ガスの質量と速度との積とを合わせたものになる。 Therefore, the total momentum of the substance injected into the combustion chamber during the fuel injection is the sum of the product of the mass of the injected fuel and the velocity and the product of the mass of the injected combustion gas and the velocity. Become.
噴射されたガス燃料の速度は音速により制限される。したがって、噴射されたガス燃料の速度を無限に高めることはできない。1回噴射の間または1エンジンサイクル当たりに噴射されるガス燃料の質量はエンジン負荷により決定される。したがって、エンジン負荷を変えることなくガス燃料の噴射質量を変えることは不可能であり、大半の動作条件において、エンジン負荷によってガス燃料の噴射量が決定され、その逆はない。このため、ガス燃料が音速に達した後は、噴射されたガス燃料の運動量をそれ以上高めることは通常不可能である。 The velocity of the injected gas fuel is limited by the speed of sound. Therefore, the speed of the injected gas fuel cannot be increased infinitely. The mass of gaseous fuel injected during a single injection or per engine cycle is determined by the engine load. Therefore, it is impossible to change the injection mass of gas fuel without changing the engine load, and under most operating conditions the engine load determines the injection quantity of gas fuel and not the other way around. Therefore, after the gas fuel reaches the sonic velocity, it is usually impossible to further increase the momentum of the injected gas fuel.
しかし、本発明者は、ガス燃料の噴射に加えて燃焼ガスを噴射することで噴射質量を増やして、1回の噴射の間に噴射される物質の運動量を高めることにより、噴射ガス燃料の運動量を高めることができるという知見を得た。すなわち、追加のガス(特に燃焼ガス)の高速噴射によって上記運動量が高められるということである。 However, the inventor of the present invention increases the injection mass by injecting the combustion gas in addition to the injection of the gas fuel to increase the momentum of the substance injected during one injection, thereby increasing the momentum of the injected gas fuel. We obtained the knowledge that That is, the momentum is increased by high-speed injection of additional gas (in particular, combustion gas).
また、本発明者は、追加の燃焼ガスによって圧縮時の燃焼室内の燃料充填温度が下がり、さらにそれによって過早点火またはディーゼルノックのリスクが下がるという知見を得た。 The inventor has also found that the additional combustion gas lowers the fuel filling temperature in the combustion chamber during compression, which further reduces the risk of pre-ignition or diesel knock.
噴射物質の運動量を高めるためにガス燃料と共に噴射される燃焼ガスは、燃焼室から取得された燃焼ガスである。この燃焼ガスは高圧の燃焼室から取得され、それにより燃焼ガスを燃焼室内に噴射し戻すのに必要なポンピング作動力が軽減される。 The combustion gas injected with the gas fuel in order to increase the momentum of the injected substance is the combustion gas obtained from the combustion chamber. This combustion gas is obtained from the high pressure combustion chamber, which reduces the pumping force required to inject the combustion gas back into the combustion chamber.
さらに、燃料噴射の際の燃焼室内への燃焼ガスの噴射は排気ガスと燃焼ガスの再循環の形で行われるので、燃焼室内の混合気の酸素濃度が下がる。それにより燃焼温度が下がって窒素酸化物(NOx)の生成量が減少する。 Further, the injection of the combustion gas into the combustion chamber during the fuel injection is performed in the form of recirculation of the exhaust gas and the combustion gas, so that the oxygen concentration of the air-fuel mixture in the combustion chamber is lowered. This lowers the combustion temperature and reduces the amount of nitrogen oxides (NOx) produced.
さらに、燃焼室内の酸素濃度が低下すること自体もまた過早点火またはディーゼルノックを低減する。 Furthermore, the reduced oxygen concentration in the combustion chamber itself also reduces pre-ignition or diesel knock.
このように、3つの作用により過早点火またはディーゼルノックが低減される。1つめは酸素濃度の低下、2つめは温度の低下である。3つめは燃料噴射の間に噴射される物質の運動量の増加であり、これにより掃気空気とガス燃料との混合が促進され、燃焼室内の混合気がより均一になる。これによっても過早点火またはディーゼルノックが低減される。混合気が不均一であると過早点火またはディーゼルノックが発生しやすくなるためである。 In this way, three effects reduce pre-ignition or diesel knock. The first is a decrease in oxygen concentration, and the second is a decrease in temperature. Thirdly, the momentum of the substance injected during the fuel injection is increased, which promotes the mixing of the scavenging air and the gas fuel, and makes the air-fuel mixture in the combustion chamber more uniform. This also reduces pre-ignition or diesel knock. This is because if the air-fuel mixture is not uniform, pre-ignition or diesel knock is likely to occur.
過早点火またはディーゼルノックを発生しにくくすることで圧縮圧力を上げることができ、エネルギ出力と燃料効率との面で有利になる。 By making premature ignition or diesel knock less likely to occur, the compression pressure can be increased, which is advantageous in terms of energy output and fuel efficiency.
さらに、過早点火またはディーゼルノックのリスクの低減はガス燃料の噴射圧力を下げることで促進することができ、それによりガス燃料供給系の作製および運転の費用が低減される。 Furthermore, the reduction of the risk of pre-ignition or diesel knock can be facilitated by lowering the injection pressure of the gas fuel, which reduces the costs of making and operating the gas fuel supply system.
第1態様の可能な第1実施態様によれば、前記燃焼ガス流路は、燃焼ガス受けと、前記燃焼ガス弁と前記燃焼ガス受けの給気口とを接続する燃焼ガス供給用導管とを含む。 According to a possible first embodiment of the first aspect, the combustion gas flow path comprises a combustion gas receiver and a combustion gas supply conduit connecting the combustion gas valve and an inlet of the combustion gas receiver. Including.
第1態様の可能な第2実施態様によれば、前記燃焼ガス流路は、背圧を生成することによって燃焼ガス流を安定に制御できるようにする燃焼ガス制御弁を含む。 According to a possible second embodiment of the first aspect, the combustion gas flow path comprises a combustion gas control valve which allows a stable control of the combustion gas flow by creating a back pressure.
第1態様の可能な第3実施態様によれば、前記燃焼ガス流路は、好ましくは前記燃焼ガス受けの下流に配置された、前記燃焼ガスを洗浄する湿式スクラバーを含む。 According to a possible third embodiment of the first aspect, the combustion gas flow path comprises a wet scrubber for cleaning the combustion gas, preferably arranged downstream of the combustion gas receiver.
第1態様の可能な第4実施態様によれば、前記燃焼ガス流路は、好ましくは前記湿式スクラバーの下流に配置された、前記燃焼ガスを冷却する燃焼ガス冷却器を含む。 According to a possible fourth embodiment of the first aspect, the combustion gas channel comprises a combustion gas cooler, preferably downstream of the wet scrubber, for cooling the combustion gas.
第1態様の可能な第5実施態様によれば、前記燃焼ガス流路は遮断弁を含む。 According to a possible fifth embodiment of the first aspect, the combustion gas flow path comprises a shutoff valve.
第1態様の可能な第6実施態様によれば、前記燃焼ガス流路は、前記燃焼ガス流路を前記燃料弁または前記燃焼ガス弁に接続する燃焼ガス供給用導管を含む。 According to a possible sixth embodiment of the first aspect, the combustion gas passage comprises a combustion gas supply conduit connecting the combustion gas passage to the fuel valve or the combustion gas valve.
第1態様の可能な第7実施態様によれば、前記燃焼ガス排気口は前記シリンダカバーと前記シリンダライナの上部とのいずれかに配置される。 According to a possible seventh embodiment of the first aspect, the combustion gas exhaust port is arranged either on the cylinder cover or on the upper part of the cylinder liner.
第1態様の可能な第8実施態様によれば、前記エンジンは、前記排気弁に先立ってまたはそれと同時に前記燃焼ガス弁を開けるように構成される。 According to a possible eighth embodiment of the first aspect, the engine is arranged to open the combustion gas valve prior to or simultaneously with the exhaust valve.
第1態様の可能な第9実施態様によれば、前記ガス燃料と前記燃焼ガスは混合気として少なくとも1つの前記燃料弁から同時に前記燃焼室内に噴射される。 According to a possible ninth embodiment of the first aspect, the gaseous fuel and the combustion gas are simultaneously injected as a mixture from the at least one fuel valve into the combustion chamber.
第1態様の可能な第10実施態様によれば、前記ガス燃料と前記燃焼ガスは少なくとも1つの前記燃料弁の内部で混合される。 According to a possible tenth embodiment of the first aspect, the gaseous fuel and the combustion gas are mixed inside at least one of the fuel valves.
第1態様の可能な第11実施態様によれば、前記ガス燃料と燃焼ガスとは少なくとも1つの前記燃料弁の上流で混合される。 According to a possible eleventh embodiment of the first aspect, the gaseous fuel and the combustion gas are mixed upstream of at least one of the fuel valves.
第1態様の可能な第12実施態様によれば、前記ガス燃料と前記燃焼ガスは少なくとも1つの前記燃料弁のノズルの複数のノズル穴から同時に噴射される。 According to a possible twelfth embodiment of the first aspect, the gaseous fuel and the combustion gas are injected simultaneously from a plurality of nozzle holes of the nozzle of at least one of the fuel valves.
第1態様の可能な第13実施態様によれば、前記エンジンは、前記燃焼ガスを前記燃料弁または前記燃焼ガス噴射弁に供給する燃焼ガス供給用導管と、前記ガス燃料を加圧ガス燃料供給源から前記燃料弁に供給する独立した供給用導管とを含む。 According to a possible thirteenth embodiment of the first aspect, the engine comprises a combustion gas supply conduit for supplying the combustion gas to the fuel valve or the combustion gas injection valve, and a pressurized gas fuel supply for the gas fuel. A separate supply conduit for supplying the fuel valve from a source.
第1態様の可能な第14実施態様によれば、前記エンジンは、燃料噴射の際に前記燃焼室内に噴射される燃焼ガスの量を制御するように構成された制御装置を含む。 According to a possible fourteenth embodiment of the first aspect, the engine comprises a control device arranged to control the amount of combustion gas injected into the combustion chamber during fuel injection.
第1態様の可能な第15実施態様によれば、前記燃料弁は前記シリンダライナの外周にわたって均等に配置される。 According to a possible fifteenth embodiment of the first aspect, the fuel valves are evenly arranged around the outer circumference of the cylinder liner.
第1態様の可能な第16実施態様によれば、前記燃料弁は前記シリンダライナの長さ方向の中央位置に配置される。 According to a possible sixteenth embodiment of the first aspect, the fuel valve is arranged at a central position in the longitudinal direction of the cylinder liner.
第1態様の可能な第17実施態様によれば、前記ガス燃料と前記燃焼ガスとの同時、または順次、またはオーバラップした噴射は、前記シリンダカバーに向かう前記ピストンのストロークの間に、好ましくはピストンが掃気空気ポートを通過した後、さらに好ましくは排気弁が閉じられるときまたはその直前に開始される。 According to a possible seventeenth embodiment of the first aspect, the simultaneous, sequential or overlapping injection of the gaseous fuel and the combustion gas is preferably performed during the stroke of the piston towards the cylinder cover. After the piston has passed through the scavenging air port, it is more preferably started when or just before the exhaust valve is closed.
第1態様の可能な第18実施態様によれば、前記エンジンが、点火を開始する点火装置を好ましくは上死点(TDC)またはその近傍に含む。 According to a possible eighteenth embodiment of the first aspect, the engine comprises an ignition device for initiating ignition, preferably at or near top dead center (TDC).
第1態様の可能な第19実施態様によれば、前記エンジンはノックセンサを含み、前記ノックセンサからの信号に応じて燃焼ガスの添加量を制御するように構成される。 According to a possible nineteenth embodiment of the first aspect, the engine includes a knock sensor and is configured to control the amount of combustion gas added in response to a signal from the knock sensor.
第1態様の可能な第20実施態様によれば、前記エンジンは、過早点火またはディーゼルノックが前記ノックセンサにより検出されたとき、燃料噴射の際に噴射される燃焼ガスの質量を増やすように構成される。 According to a possible twentieth embodiment of the first aspect, the engine is arranged to increase the mass of combustion gas injected during fuel injection when pre-ignition or diesel knock is detected by the knock sensor. Composed.
第1態様の可能な第21実施態様によれば、前記エンジンは、所定期間または所定のエンジン回転数の間前記ノックセンサによりノックが検出されなかったとき、燃料噴射の間に噴射される燃焼ガスの質量を減らすように構成される。 According to a possible twenty-first embodiment of the first aspect, the engine comprises combustion gas injected during fuel injection when knock is not detected by the knock sensor for a predetermined period or a predetermined engine speed. Configured to reduce the mass of.
第1態様の可能な第23実施態様によれば、各専用燃焼ガス弁が前記ガス燃料弁のいずれかに近接して前記シリンダライナに配置される。 According to a possible twenty-third embodiment of the first aspect, each dedicated combustion gas valve is arranged in the cylinder liner proximate to any of the gas fuel valves.
第1態様の可能な第25実施態様によれば、各専用燃焼ガス噴射弁が1つ以上のノズル穴を備えたノズルを有する。 According to a possible twenty-fifth embodiment of the first aspect, each dedicated combustion gas injection valve has a nozzle with one or more nozzle holes.
第1態様の可能な第26実施態様によれば、掃気空気が燃焼ガスに添加されて、掃気空気と燃焼ガスとの混合気が燃料噴射の際に噴射される。 According to a possible twenty-sixth embodiment of the first aspect, scavenging air is added to the combustion gas and a mixture of scavenging air and combustion gas is injected during fuel injection.
第1態様の可能な第27実施態様によれば、前記燃焼ガス噴射弁が前記シリンダライナの長さ方向の中央位置に配置される。 According to a possible twenty-seventh embodiment of the first aspect, the combustion gas injection valve is arranged at a central position in the longitudinal direction of the cylinder liner.
第1態様の可能な第28実施態様によれば、前記エンジンは、前記ガス燃料を前記燃料給気用開口を用いて給気し、前記燃焼ガスを前記燃料給気用開口または前記専用燃焼ガス噴射弁を用いて噴射し、前記燃焼室へのガス燃料の給気と燃焼ガスの噴射とは燃料噴射の際に同時に、または順次に、またはオーバラップして行われて、それにより前記燃料噴射の際に前記燃焼室内に噴射される物質の運動量が増すように構成される。 According to a possible twenty-eighth embodiment of the first aspect, the engine supplies the gaseous fuel using the fuel supply opening and the combustion gas to the fuel supply opening or the dedicated combustion gas. The fuel is injected by using an injection valve, and the supply of the gas fuel to the combustion chamber and the injection of the combustion gas are performed simultaneously, sequentially, or at the time of fuel injection, whereby the fuel injection is performed. At this time, the momentum of the substance injected into the combustion chamber is increased.
第1態様の可能な第29実施態様によれば、前記シリンダライナが、前記燃焼ガス噴射弁に接続された、1つ以上の燃焼ガス噴射用開口を有する。 According to a possible twenty-ninth embodiment of the first aspect, the cylinder liner has one or more combustion gas injection openings connected to the combustion gas injection valve.
第2態様によれば、大型2ストロークターボ過給式ユニフロー掃気式内燃エンジンの燃焼室内でのガス燃料と掃気空気との混合を促進することにより過早点火またはディーゼルノックを回避または低減する方法であって、前記エンジンは、
シリンダライナと、ピストンと、シリンダカバーとで区切られた燃焼室と、
前記シリンダライナに配置された掃気空気ポートと、
前記シリンダカバーに配置されて排気弁によって制御される排気ガス排気口と、
燃料弁を介して加圧ガス燃料の供給源から受けたガス燃料を前記燃焼室内に給気する、前記シリンダライナに配置された少なくとも1つのガス燃料給気用開口と、
前記燃焼室に接続されかつ燃焼ガス弁によって制御される燃焼ガス排気口と、
前記燃焼ガス弁の排気口から
前記ガス燃料弁の給気口、または
1つ以上の専用燃焼ガス噴射弁の給気口まで延びた燃焼ガス流路と、を備え、
前記方法は、前記給気用開口を用いて前記ガス燃料を給気し、これと同時に、または順次に、またはオーバラップして、前記給気用開口または前記1つ以上の専用燃焼ガス噴射弁を用いて前記燃焼ガスを前記燃焼室内に噴射することによって、燃料噴射の間に前記燃焼室内に噴射される物質の運動量を増やすこと、を含む方法が提供される。
According to the second aspect, a method for avoiding or reducing pre-ignition or diesel knock by promoting mixing of gas fuel and scavenging air in the combustion chamber of a large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine. So, the engine is
A combustion chamber separated by a cylinder liner, a piston, and a cylinder cover;
A scavenging air port located on the cylinder liner,
An exhaust gas exhaust port arranged on the cylinder cover and controlled by an exhaust valve;
At least one gas fuel supply opening arranged in the cylinder liner for supplying gas fuel received from a supply source of pressurized gas fuel via a fuel valve into the combustion chamber;
A combustion gas exhaust port connected to the combustion chamber and controlled by a combustion gas valve;
A combustion gas flow path extending from an exhaust port of the combustion gas valve to an air supply port of the gas fuel valve, or to an air supply port of one or more dedicated combustion gas injection valves,
The method uses the charge opening to charge the gaseous fuel and simultaneously, sequentially, or overlap with the charge opening or the one or more dedicated combustion gas injection valves. Is used to increase the momentum of a substance injected into the combustion chamber during fuel injection by injecting the combustion gas into the combustion chamber.
第2態様の可能な第1実施態様によれば、エンジン負荷が高い場合のみ、好ましくはエンジン負荷が前記エンジンの最大連続定格の60%より大きい場合のみ、さらに好ましくはエンジン負荷が前記エンジンの最大連続定格の70%より大きい場合のみ、前記燃焼ガスが噴射される。 According to a first possible embodiment of the second aspect, only if the engine load is high, preferably only if the engine load is greater than 60% of the maximum continuous rating of the engine, more preferably the engine load is the maximum of the engine. The combustion gas is injected only if it is greater than 70% of the continuous rating.
第2態様の可能な第2実施態様によれば、各専用燃焼ガス弁が、前記ガス燃料弁のいずれかに近接して前記シリンダライナに配置される。 According to a possible second embodiment of the second aspect, each dedicated combustion gas valve is arranged in the cylinder liner proximate to any of the gas fuel valves.
上記およびその他の態様は、以下に述べる実施形態により明らかになる。 The above and other aspects will be apparent from the embodiments described below.
以下に述べる本開示の細部において、各態様と、各実施形態と、各実施態様とが図に示した実施形態例を参照してより詳細に説明される。
以下の詳細な説明において、実施形態例の大型2ストローク低速ターボ過給式内燃クロスヘッドエンジンを参照して内燃エンジンを説明する。図1、図2、図3は、クランクシャフト8とクロスヘッド9とを備えた大型低速ターボ過給式2ストロークディーゼルエンジンの一実施形態を示す。図1と図2はそれぞれ正面図と側面図である。図3は、図1と図2の大型低速ターボ過給式2ストロークディーゼルエンジンをその吸気系と排気系と併せて図式的に示したものである。この実施形態例では、エンジンは4つのシリンダを1列に有している。大型低速ターボ過給式2ストロークディーゼルエンジンは通常、エンジンフレーム11に支持された、4から14のシリンダを1列に有している。このエンジンは、例えば、船舶の主エンジンや発電所の発電機駆動用の定置エンジンとして使用される。このエンジンの全出力は、例えば、1,000kWから110,000kWの範囲にある。 In the following detailed description, the internal combustion engine will be described with reference to the large two-stroke low speed turbocharged internal combustion crosshead engine of the example embodiment. 1, 2, and 3 show an embodiment of a large-sized low-speed turbocharged two-stroke diesel engine equipped with a crankshaft 8 and a crosshead 9. 1 and 2 are a front view and a side view, respectively. FIG. 3 schematically shows the large-sized low-speed turbocharged two-stroke diesel engine of FIGS. 1 and 2 together with its intake system and exhaust system. In this example embodiment, the engine has four cylinders in a row. A large low speed turbocharged two stroke diesel engine typically has 4 to 14 cylinders in a row supported by the engine frame 11. This engine is used, for example, as a main engine of a ship or a stationary engine for driving a generator of a power plant. The total output of this engine is, for example, in the range of 1,000 kW to 110,000 kW.
本実施形態例では、このエンジンは、シリンダライナ1の下部の掃気ポート18とシリンダライナ1の頂部の中央排気弁4とを備えた、2ストロークユニフロー掃気型エンジンである。掃気空気は、ピストンが掃気ポート18より下方にあるときに、掃気空気受け2から個々のシリンダ1の掃気ポート18を通じて送られる。ガス燃料と燃焼ガスとは、ピストンが上昇中でかつ燃料弁30または燃焼ガス噴射弁36を通過する前に、燃料弁30から噴射される(一実施形態(図11)では、燃焼ガスは専用燃焼ガス噴射弁36によって噴射され、各専用燃焼ガス噴射弁36は好ましくはシリンダライナ1内の燃料弁30に近接している)。好ましくは燃料弁30と燃焼ガス噴射弁36の両方共に、シリンダライナの外周の周りに均等に配置されて、シリンダライナ1の長さ方向のほぼ中央部に配置される。これにより、ガス燃料の噴射(および燃焼ガスの噴射)は、圧縮圧力が比較的低いとき、すなわち、ピストンがTDCに達するときの圧縮圧力より著しく低いときに起きる。 In the present embodiment example, this engine is a two-stroke uniflow scavenging type engine having a scavenging port 18 at the bottom of the cylinder liner 1 and a central exhaust valve 4 at the top of the cylinder liner 1. Scavenging air is delivered from the scavenging air receiver 2 through the scavenging ports 18 of the individual cylinders 1 when the piston is below the scavenging ports 18. The gas fuel and the combustion gas are injected from the fuel valve 30 while the piston is rising and before passing through the fuel valve 30 or the combustion gas injection valve 36 (in one embodiment (FIG. 11), the combustion gas is exclusively used). Injected by combustion gas injection valves 36, each dedicated combustion gas injection valve 36 preferably being proximate to the fuel valve 30 in the cylinder liner 1). Preferably, both the fuel valve 30 and the combustion gas injection valve 36 are evenly arranged around the outer periphery of the cylinder liner, and are arranged substantially at the center of the cylinder liner 1 in the longitudinal direction. This causes the injection of gas fuel (and the injection of combustion gases) to occur at relatively low compression pressures, ie significantly below the compression pressure at which the piston reaches TDC.
シリンダライナ1内のピストン10により、充填されたガス燃料と、噴射燃焼ガスと、掃気空気とが圧縮される。圧縮は、TDC点火またはその近傍で起こり、例えば、パイロット油燃料弁50からのパイロット油(または任意の他の適当な点火液)の噴射によりトリガされる。パイロット油燃料弁50は好ましくはシリンダカバー22に配置される。点火後燃焼が起こり、排気ガスが生成される。パイロット油燃料弁50の代わりにまたはそれに加えて、例えば、予燃焼室や、レーザ点火や、グロープラグ(いずれも非図示)などの別方式の点火装置を用いて点火を開始することもできる。 The piston 10 in the cylinder liner 1 compresses the filled gas fuel, the injected combustion gas, and the scavenging air. Compression occurs at or near TDC ignition and is triggered, for example, by injection of pilot oil (or any other suitable ignition fluid) from pilot oil fuel valve 50. The pilot oil fuel valve 50 is preferably located on the cylinder cover 22. Post-ignition combustion occurs and exhaust gas is produced. Instead of or in addition to the pilot oil fuel valve 50, it is also possible to start ignition by using another type of ignition device such as a pre-combustion chamber, laser ignition, or a glow plug (both not shown).
排気弁4が開くと、排気ガスはシリンダ1に付随した排気ダクトを通って排気ガス受け3に流入し、第1排気用導管19を通ってターボ過給機5のタービン6に進み、タービン6から第2排気用導管中を通り、エコノマイザ20を経て排気口21から大気中に流出する。タービン6は、シャフトを介して、空気吸入口12から外気を供給されるコンプレッサ7を駆動する。コンプレッサ7は、掃気空気受け2に通じる掃気空気用導管13に加圧掃気空気を供給する。導管13内の掃気空気は、掃気空気冷却用の中間冷却器14を通過する。 When the exhaust valve 4 is opened, the exhaust gas flows into the exhaust gas receiver 3 through the exhaust duct attached to the cylinder 1, passes through the first exhaust conduit 19 and proceeds to the turbine 6 of the turbocharger 5, and the turbine 6 Through the second exhaust pipe, the economizer 20, and the exhaust port 21 into the atmosphere. The turbine 6 drives a compressor 7 supplied with outside air from an air intake 12 via a shaft. The compressor 7 supplies the pressurized scavenging air to the scavenging air conduit 13 leading to the scavenging air receiver 2. The scavenging air in the conduit 13 passes through an intercooler 14 for cooling the scavenging air.
冷却された掃気空気は電気モータ17により駆動される補助ブロワ16を経て進む。補助ブロワ16は、ターボ過給機5のコンプレッサ7が掃気空気受け2に十分な圧力を供給しないとき、すなわち、エンジンが低負荷または部分負荷状態のときに、掃気空気流を加圧する。エンジン負荷が高いときは、ターボ過給機のコンプレッサ7が十分な加圧掃気空気を供給し、その後補助ブロワ16は逆止弁15を介して迂回される。 The cooled scavenging air travels through an auxiliary blower 16 driven by an electric motor 17. The auxiliary blower 16 pressurizes the scavenging air flow when the compressor 7 of the turbocharger 5 does not supply sufficient pressure to the scavenging air receiver 2, that is, when the engine is in a low load or partial load state. When the engine load is high, the compressor 7 of the turbocharger supplies sufficient pressurized scavenging air, after which the auxiliary blower 16 is bypassed via the check valve 15.
燃焼ガスは、燃焼ガス弁26によって制御される排気口を通じて燃焼室から抽気される。排気口と燃焼ガス弁26とは好ましくはシリンダカバー20に配置される。燃焼ガス弁26は電子制御装置(図示せず)によって制御され、燃焼ガス弁26の開弁のタイミングと長さは、動作条件、すなわち燃焼室に噴射し戻す必要のある燃焼ガスの量に従って決定される。好ましくは、燃焼ガス弁26は、燃焼ガス噴射時のシリンダ圧力より高い圧力で燃焼ガスを抽気するために、排気ガス弁と同時にまたはそれより前に開弁される。 Combustion gas is extracted from the combustion chamber through an exhaust port controlled by the combustion gas valve 26. The exhaust port and the combustion gas valve 26 are preferably arranged in the cylinder cover 20. The combustion gas valve 26 is controlled by an electronic control unit (not shown), and the timing and length of opening the combustion gas valve 26 are determined according to operating conditions, that is, the amount of combustion gas that needs to be injected back into the combustion chamber. To be done. Preferably, the combustion gas valve 26 is opened simultaneously with or before the exhaust gas valve in order to extract the combustion gas at a pressure higher than the cylinder pressure at the time of injecting the combustion gas.
エンジンは、燃焼ガス弁26の排気口から燃料弁30の給気口または専用燃焼ガス噴射弁36の給気口まで延びた燃焼ガス流路を備えている。 The engine has a combustion gas passage extending from the exhaust port of the combustion gas valve 26 to the air supply port of the fuel valve 30 or the air supply port of the dedicated combustion gas injection valve 36.
燃焼ガス流路は、抽気された燃焼ガスを燃料弁30または専用燃焼ガス噴射弁36に供給する働きをする。専用燃焼ガス噴射弁36は、燃焼室内へのガス燃料の噴射と同時に、または順次に、またはオーバラップして燃焼ガスを燃焼室に噴射する。 The combustion gas passage serves to supply the extracted combustion gas to the fuel valve 30 or the dedicated combustion gas injection valve 36. The dedicated combustion gas injection valve 36 injects the combustion gas into the combustion chamber at the same time as, or sequentially or overlapping with the injection of the gas fuel into the combustion chamber.
燃焼ガス流路は、燃焼ガスを回収して抽気プロセスでの圧力変動を最小にする燃焼ガス受け27と、必要な背圧の生成により再循環燃焼ガス量の安定な制御を確保する制御弁28と、二酸化硫黄(SO2)と煤煙粒子とが必要な程度まで除去されるように再循環燃焼ガスを洗浄する湿式スクラバー29と、再循環燃焼ガスを掃気空気と同温度まで冷却する燃焼ガス冷却器39と、燃焼ガス再循環系44の休止の間に系を閉鎖して湿式スクラバー29に対して緊密にする遮断弁38と、スクラバー水の洗浄と煤煙粒子と清浄水との分離を行う水処理系45とを含む。燃焼ガス流路はさらに、燃焼ガス供給用導管48と燃焼ガス供給用導管37とを含む。一実施形態では、燃焼ガス供給用導管48は、燃焼ガス弁26の排気口と燃焼ガス受け27の給気口とを接続すると共に、燃焼ガス受け27の排気口と湿式スクラバー29の給気口とを接続する。燃焼ガス供給用導管48には(好ましくは燃焼ガス受け27と湿式スクラバー29との間に)制御弁28が配置されている。また、燃焼ガス流路は、燃焼ガス供給用導管37を含む。一実施形態において、燃焼ガス供給用導管37は、湿式スクラバー29の排気口を燃焼ガス冷却器39の給気口に接続すると共に、燃焼ガス冷却器39の排気口を燃料弁30の給気口または専用燃焼ガス噴射弁36の給気口に接続する。一実施形態において、遮断弁38は、燃焼ガス冷却器39と燃料弁30または専用燃焼ガス噴射弁36の給気口との間で燃焼ガス供給用導管37内に設置されている。 The combustion gas passage collects the combustion gas and minimizes pressure fluctuations in the extraction process, and a control valve 28 that secures stable control of the amount of recirculated combustion gas by generating the necessary back pressure. And a wet scrubber 29 that cleans the recirculated combustion gas so that sulfur dioxide (SO 2 ) and soot particles are removed to the required extent, and combustion gas cooling that cools the recirculated combustion gas to the same temperature as the scavenging air. A device 39, a shut-off valve 38 for closing the system during the pause of the combustion gas recirculation system 44 to close the system to the wet scrubber 29, water for cleaning scrubber water and separating soot particles and clean water. And a processing system 45. The combustion gas flow path further includes a combustion gas supply conduit 48 and a combustion gas supply conduit 37. In one embodiment, the combustion gas supply conduit 48 connects the exhaust port of the combustion gas valve 26 and the supply port of the combustion gas receiver 27, and the exhaust port of the combustion gas receiver 27 and the supply port of the wet scrubber 29. And connect. A control valve 28 is arranged in the combustion gas supply conduit 48 (preferably between the combustion gas receiver 27 and the wet scrubber 29). Further, the combustion gas flow path includes a combustion gas supply conduit 37. In one embodiment, the combustion gas supply conduit 37 connects the exhaust port of the wet scrubber 29 to the intake port of the combustion gas cooler 39, and connects the exhaust port of the combustion gas cooler 39 to the intake port of the fuel valve 30. Alternatively, it is connected to the air supply port of the dedicated combustion gas injection valve 36. In one embodiment, the shutoff valve 38 is installed in the combustion gas supply conduit 37 between the combustion gas cooler 39 and the fuel valve 30 or the air inlet of the dedicated combustion gas injection valve 36.
燃焼ガス弁26はエンジンのシリンダごとに1つだけ設けられてもよいし複数設けられてもよい。 Only one combustion gas valve 26 may be provided for each cylinder of the engine, or a plurality of combustion gas valves 26 may be provided for each cylinder.
一実施形態において、燃焼ガス受け27はエンジンの全てのシリンダの燃焼ガス弁26に接続され、その結果燃焼ガス流路は燃焼ガス受け27から遮断弁38まで一連なりになっている。すなわち、燃焼ガス流路は、燃焼ガス受け27と、制御弁28と、湿式スクラバー29と、燃焼ガス冷却器39と、遮断弁38とをいずれも1つだけ含む。 In one embodiment, the combustion gas receiver 27 is connected to the combustion gas valves 26 of all cylinders of the engine so that the combustion gas flow path is in series from the combustion gas receiver 27 to the shutoff valve 38. That is, the combustion gas passage includes only one of the combustion gas receiver 27, the control valve 28, the wet scrubber 29, the combustion gas cooler 39, and the shutoff valve 38.
ガスが洗浄系に入る前に安定な圧力を得るために、約700℃の高温燃焼ガスが燃焼ガス弁26によって燃焼室から抽気されて燃焼ガス受け27内に供給され、燃焼ガス受け27内で燃焼ガス弁26の開閉によって生じる圧力変動が低減される。効率的な洗浄プロセスのためには、スクラバー内が安定な圧力状態であることが好ましい。 In order to obtain a stable pressure before the gas enters the cleaning system, a high-temperature combustion gas of about 700 ° C. is extracted from the combustion chamber by the combustion gas valve 26 and supplied into the combustion gas receiver 27, and inside the combustion gas receiver 27. Pressure fluctuations caused by opening and closing the combustion gas valve 26 are reduced. For efficient cleaning process, it is preferable that the pressure inside the scrubber is stable.
湿式スクラバー29内で再循環燃焼ガスは再循環清浄水によって洗浄される。再循環清浄水は、好ましくは水とSO2並びに三酸化硫黄(SO3)との反応の間に生成した硫酸を中和するためにNaOHが添加される。スクラバー水の蒸発によって、温度は湿式スクラバー29内において90℃付近で平衡温度に達する。スクラバー水の蒸発分は10%から20%のみであり、残りの汚れたスクラバー水はスクラバーから排出されて、水処理系45の一部であるバッファタンクに回収される。水処理系45は、汚れたスクラバー水を洗浄し、スクラバーに清浄な再循環スクラバー水を供給する。水処理系45は、スラッジ排出部46と清浄水排出部47とを備えており、清浄水排出部47からスクラバーに清浄水が供給されてもよい。 In the wet scrubber 29, the recirculated combustion gas is washed with recirculated clean water. The recycled clean water is preferably added with NaOH to neutralize the sulfuric acid formed during the reaction of water with SO 2 and sulfur trioxide (SO 3 ). Due to the evaporation of the scrubber water, the temperature reaches an equilibrium temperature in the wet scrubber 29 near 90 ° C. The amount of evaporated scrubber water is only 10% to 20%, and the remaining dirty scrubber water is discharged from the scrubber and collected in a buffer tank which is a part of the water treatment system 45. The water treatment system 45 cleans dirty scrubber water and supplies clean recirculating scrubber water to the scrubber. The water treatment system 45 includes a sludge discharge part 46 and a clean water discharge part 47, and the clean water may be supplied from the clean water discharge part 47 to the scrubber.
洗浄された再循環燃焼ガスは次に燃焼ガス冷却器39で冷却される。冷却の間にかなりの量の水が燃焼ガス冷却器39内で凝縮する。 The washed recirculated combustion gas is then cooled in the combustion gas cooler 39. During cooling a considerable amount of water condenses in the combustion gas cooler 39.
一実施形態において、再循環燃焼ガスは約35℃から40℃の掃気空気温度まで冷却される。 In one embodiment, the recycle combustion gas is cooled to a scavenging air temperature of about 35 ° C to 40 ° C.
一実施形態において、再循環燃焼ガスがコンプレッサ7から送られる冷却された掃気空気と混合され、混合された燃焼ガスと掃気空気とが燃料弁30または専用燃焼ガス噴射弁36に供給されて、燃料噴射時にガス燃料と同時に、または順次に、またはオーバラップして噴射される。掃気空気は掃気空気供給ダクト52を通じて供給され、掃気空気の量は掃気空気弁53によって制御される。掃気空気弁53を用いて燃焼ガス供給用導管37への掃気空気の供給が遮断される。または、図示されていない独立した遮断弁が掃気空気供給ダクト52に設けられる。 In one embodiment, the recirculated combustion gas is mixed with the cooled scavenging air sent from the compressor 7, and the mixed combustion gas and the scavenging air are supplied to the fuel valve 30 or the dedicated combustion gas injection valve 36, and the fuel is injected. At the time of injection, it is injected simultaneously with the gas fuel, sequentially, or overlapping. Scavenging air is supplied through the scavenging air supply duct 52, and the amount of scavenging air is controlled by the scavenging air valve 53. The scavenging air valve 53 is used to shut off the supply of scavenging air to the combustion gas supply conduit 37. Alternatively, an independent shut-off valve (not shown) is provided in the scavenging air supply duct 52.
再循環燃焼ガスの量の制御は、燃焼ガス弁26の開閉時のタイミングによって行うことができる。これにより異なるモード(すなわち、燃焼ガス再循環に関する国際海事機関(IMO)の2次規制および3次規制モード)での動作が可能になる。さらに、再循環燃焼ガスの量を負荷範囲全域にわたって変化させることができる。 The amount of recirculated combustion gas can be controlled by the timing of opening and closing the combustion gas valve 26. This allows operation in different modes (ie, International Maritime Organization (IMO) secondary and tertiary regulatory modes for combustion gas recirculation). Further, the amount of recirculated combustion gas can be varied over the entire load range.
一実施形態において、燃焼ガス弁26は、排気弁4が開口を開始する前に、35度から50度の開口を始める。一般的な大型2ストロークインフロー掃気式クロスヘッド内燃エンジンでは、このときの圧力は約15バールから30バールの範囲にある。 In one embodiment, the combustion gas valve 26 begins to open 35 to 50 degrees before the exhaust valve 4 begins to open. In a typical large two-stroke inflow scavenging crosshead internal combustion engine, the pressure at this time is in the range of about 15 to 30 bar.
ガス燃料によってエンジンが動作する一実施形態では、予燃焼またはディーゼルノックを避けるために燃焼ガスの量を少なくする必要がある。すなわち、燃焼ガス噴射弁を低いシリンダ圧力で後から開弁させる。 In one embodiment in which the engine operates on gas fuel, the amount of combustion gas needs to be low to avoid pre-combustion or diesel knock. That is, the combustion gas injection valve is opened later with a low cylinder pressure.
燃焼ガス弁26の開弁長さは燃焼ガス弁26の寸法と数とに依存する。開弁時間および期間は再循環燃焼ガスの必要量に基づいて変化する。 The opening length of the combustion gas valve 26 depends on the size and number of the combustion gas valve 26. The valve opening time and duration will vary based on the recirculated combustion gas requirements.
図12は、掃気ポート18(吸気ポート)と、排気弁4と、ガス弁(ガス燃料弁30と燃焼ガス噴射弁36)とのそれぞれの開弁期間と閉弁期間とをクランク角の関数として示したグラフである。グラフが示すように、ガス燃料と燃焼ガスとを噴射する期間はきわめて短く、そのためにガス燃料が燃焼室内で掃気空気と混合される時間がきわめて短い。ガス燃料と噴射燃焼ガスとはこのきわめて短い期間内に噴射されなければならない。 FIG. 12 shows the opening and closing periods of the scavenging port 18 (intake port), the exhaust valve 4, and the gas valve (gas fuel valve 30 and combustion gas injection valve 36) as a function of crank angle. It is the graph shown. As the graph shows, the injection period of the gas fuel and the combustion gas is very short, which results in the gas fuel being mixed with the scavenging air in the combustion chamber for a very short time. The gaseous fuel and the injected combustion gas must be injected within this very short period.
噴射される燃焼ガスはかなりの量であり、また噴射圧力は高い。これは、大きい運動量の噴射燃焼ガスを得るために、比較的高速で噴射される比較的大量の燃焼ガスを得るためである。 The combustion gas injected is considerable and the injection pressure is high. This is to obtain a relatively large amount of combustion gas injected at a relatively high speed in order to obtain a large amount of momentum of the injected combustion gas.
噴射された燃焼ガスの運動量が噴射されたガス燃料の運動量と組み合わさって、ガス燃料単独の運動量よりも著しく大きい合計運動量が生じる。 The momentum of the injected combustion gases combined with the momentum of the injected gas fuel results in a total momentum that is significantly greater than the momentum of the gas fuel alone.
噴射される燃焼ガスは反応性物質であるが発熱量を全く有さないので、燃焼室に噴射される全物質の発熱量は単独で燃焼室に噴射されるガス燃料の発熱量と実質的に違わない。 The combustion gas injected is a reactive substance, but has no calorific value at all, so the calorific value of all the substances injected into the combustion chamber is substantially the same as the calorific value of the gas fuel injected into the combustion chamber. No difference.
1回のエンジンサイクルで噴射されるガス燃料の量は、エンジン負荷によって決定される。1回のエンジンサイクルで噴射される燃焼ガスの量は、噴射されたガス燃料の速度(この速度はガス燃料の噴射圧力と、燃料弁のノズルと、ノズル穴の形状とに関係する)に依存すると共に、特定の種類のガス燃料で動く特定のエンジンの過早点火またはディーゼルノックを防ぐ必要性に依存し、簡単な試行錯誤によって決定することができる。 The amount of gas fuel injected in one engine cycle is determined by the engine load. The amount of combustion gas injected in one engine cycle depends on the speed of the injected gas fuel (this speed is related to the injection pressure of the gas fuel, the nozzle of the fuel valve, and the shape of the nozzle hole). And depends on the need to prevent pre-ignition or diesel knock on a particular engine running on a particular type of gas fuel and can be determined by simple trial and error.
燃焼ガスはエンジンサイクルごとに噴射されることが好ましい。エンジン負荷が低い場合、通常は過早点火またはディーゼルノックのリスクがきわめて低い。したがって、一実施形態では、エンジン負荷が高い場合(例えば、エンジンの最大連続定格の60%から70%を超える場合)、燃焼ガスだけが燃焼室に噴射される。 The combustion gas is preferably injected every engine cycle. At low engine loads, the risk of preignition or diesel knock is usually very low. Therefore, in one embodiment, only the combustion gases are injected into the combustion chamber when the engine load is high (eg, above 60% to 70% of the engine's maximum continuous rating).
一実施形態において、エンジンは図示されていないノックセンサを備え、添加される燃焼ガスの量はノックセンサからの信号に応じて制御される。すなわち、過早点火またはディーゼルノックが検出されたときに噴射される燃焼ガスの量(質量)を増やす(過早点火またはディーゼルノックが検出されないときはしばらくしてから燃焼ガスの量を減らす)。 In one embodiment, the engine comprises a knock sensor, not shown, and the amount of combustion gas added is controlled in response to a signal from the knock sensor. That is, the amount (mass) of combustion gas injected when pre-ignition or diesel knock is detected is increased (when pre-ignition or diesel knock is not detected, the amount of combustion gas is decreased after a while).
一実施形態において、燃焼ガスは、ガス燃料との混合気としてガス燃料と同時に噴射される。あるいは、1つのノズルの別々のノズル穴または1つの燃料弁の別々のノズルを通じてガス燃料弁30から別々に噴射される。 In one embodiment, the combustion gas is injected simultaneously with the gas fuel as a mixture with the gas fuel. Alternatively, the gas fuel valve 30 separately injects through different nozzle holes of one nozzle or different nozzles of one fuel valve.
一実施形態において、燃焼ガスは、専用燃焼ガス噴射弁36から単独で、ガス燃料と同時に、順次に、またはオーバラップして噴射される。 In one embodiment, the combustion gas is injected from the dedicated combustion gas injection valve 36 alone, simultaneously with the gas fuel, sequentially or with overlap.
図4、図5、図6は、大型2ストローククロスヘッドエンジンに通常使用されるシリンダライナ1を示す。シリンダライナ1は、エンジンサイズに応じて、シリンダ内径は通常250mmから1,000mmの範囲で、またこれに対応するシリンダ長は通常1,000mmから4,500mmの範囲で、種々のサイズに作製される。 4, 5, and 6 show a cylinder liner 1 commonly used in large two-stroke crosshead engines. The cylinder liner 1 is manufactured in various sizes depending on the engine size, with the cylinder inner diameter usually in the range of 250 mm to 1,000 mm, and the corresponding cylinder length usually in the range of 1,000 mm to 4,500 mm. It
図4に示したシリンダライナ1は、気密界面を介してシリンダカバー22がシリンダライナ1の頂部に配置された状態でシリンダフレーム23に搭載されている。図4では、ピストン10は下死点(BDC)と上死点(TDC)とで破線で示されているが、これら2つの位置は同時には起こり得ず、クランクシャフト8の180度回転分隔たっていることは言うまでもない。シリンダライナ1は、シリンダ油穴25とシリンダ油路24とを備えており、ピストン10がシリンダ油路24を通過する際にシリンダ油路24によってシリンダ潤滑油が供給され、次に来るピストンリング(図示せず)がシリンダライナ1の滑走面にわたってシリンダ潤滑油を行き渡らせる。 The cylinder liner 1 shown in FIG. 4 is mounted on the cylinder frame 23 with the cylinder cover 22 arranged on the top of the cylinder liner 1 via an airtight interface. In FIG. 4, the piston 10 is shown by a broken line at bottom dead center (BDC) and top dead center (TDC), but these two positions cannot occur at the same time, and the crankshaft 8 is rotated by 180 degrees. Needless to say The cylinder liner 1 is provided with a cylinder oil hole 25 and a cylinder oil passage 24. When the piston 10 passes through the cylinder oil passage 24, the cylinder lubricating oil is supplied by the cylinder oil passage 24 and the next piston ring ( (Not shown) spreads the cylinder lubricating oil over the sliding surface of the cylinder liner 1.
図示の実施形態では、壁49の最も薄い部分はシリンダライナ1の底部、すなわち、掃気ポート18の下方の部分になる。シリンダライナ1の壁49の最も厚い部分はシリンダライナ1の軸方向の上部になる。シリンダライナ1は、その軸方向中央部の周囲で厚さが急激に変化しており、この変化部分がシリンダをシリンダフレーム23上に載置させるショルダの働きをしている。シリンダカバー22は、引付けボルトから加えられる大きな力でシリンダライナ1の上面に押し付けられている。 In the illustrated embodiment, the thinnest portion of the wall 49 is the bottom of the cylinder liner 1, that is, the portion below the scavenging port 18. The thickest portion of the wall 49 of the cylinder liner 1 is the axially upper portion of the cylinder liner 1. The cylinder liner 1 has a sudden change in thickness around the central portion in the axial direction, and this changed portion functions as a shoulder for mounting the cylinder on the cylinder frame 23. The cylinder cover 22 is pressed against the upper surface of the cylinder liner 1 with a large force applied from the attracting bolt.
パイロット油弁50(通常シリンダごとに2つ以上)またはパイロット油弁50を備えた予燃焼室がシリンダカバー22に搭載されて、図示されていないパイロット油源に接続される。一実施形態において、パイロット油噴射のタイミングは図示されていない電子制御装置によって制御される。 A pilot oil valve 50 (normally two or more for each cylinder) or a pre-combustion chamber equipped with the pilot oil valve 50 is mounted on the cylinder cover 22 and connected to a pilot oil source (not shown). In one embodiment, the timing of pilot oil injection is controlled by an electronic controller, not shown.
各燃料弁30は、該弁30のノズルがシリンダライナ1の内面と実質的に面一でかつ後端がシリンダライナ1の外壁から突出した状態で、シリンダライナ1に取り付けられている。通常、1つか2つ(場合によっては3つか4つ)の燃料弁30が、各シリンダライナ1の適所に周方向に配置される形で、シリンダライナ1に設けられている。一実施形態において、燃料弁30はシリンダライナ1の長さ方向のほぼ中央に配置される。 Each fuel valve 30 is attached to the cylinder liner 1 with the nozzle of the valve 30 being substantially flush with the inner surface of the cylinder liner 1 and with its rear end protruding from the outer wall of the cylinder liner 1. Usually, one or two (in some cases, three or four) fuel valves 30 are provided in the cylinder liner 1 in such a manner that they are circumferentially arranged at appropriate positions in each cylinder liner 1. In one embodiment, the fuel valve 30 is arranged substantially at the center of the cylinder liner 1 in the longitudinal direction.
図5、図6にシリンダライナ1と燃料弁30とをより詳しく示す。この実施形態では、シリンダライナ1は4つの燃料弁30を備えている。図6に示した燃料弁30は径方向を向いているが、燃料弁30をシリンダライナ1に対して他の角度で配置することもできることは明らかである。この実施形態では、エンジンは専用燃焼ガス噴射弁36を有さず、燃焼ガスはガス燃料弁30によって噴射される。 5 and 6 show the cylinder liner 1 and the fuel valve 30 in more detail. In this embodiment, the cylinder liner 1 comprises four fuel valves 30. Although the fuel valve 30 shown in FIG. 6 is oriented radially, it is clear that the fuel valve 30 can be arranged at other angles with respect to the cylinder liner 1. In this embodiment, the engine does not have a dedicated combustion gas injection valve 36 and the combustion gas is injected by the gas fuel valve 30.
図6は、燃料噴射弁30の高さでのシリンダライナ1の断面図であり、ガス燃料供給用導管41を介して各ガス燃料弁30の給気口に接続された加圧ガス燃料供給源40を含むガス燃料供給系を模式的に示した図である。ガス燃料弁30の給気口は燃焼ガス供給用導管37にも接続されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the cylinder liner 1 at the height of the fuel injection valve 30, and the pressurized gas fuel supply source connected to the air supply port of each gas fuel valve 30 via the gas fuel supply conduit 41. It is the figure which showed typically the gas fuel supply system containing 40. The air supply port of the gas fuel valve 30 is also connected to the combustion gas supply conduit 37.
一実施形態では、燃料弁30はガス燃料と燃焼ガスとの共通(混合)供給源に接続されている。 In one embodiment, the fuel valve 30 is connected to a common (mixed) source of gaseous fuel and combustion gas.
図7に示した燃料弁30は、1本の供給ライン42を介して加圧燃料源40と燃焼ガス抽気/再循環系44との両方に接続されている。供給ライン42は、燃焼ガス供給用導管37とガス燃料供給用導管41との両方が接続された混合点に接続されている。一実施形態では、図示されていない弁を設けてガス燃料と燃料弁30に供給された燃焼ガスとの所望の割合が確保される。共通導管32によって混合気がガス燃料弁30の給気用開口34に移送される。混合気は給気用開口34から燃焼室内に給気される。燃料弁30は、例えば、電子制御装置による制御下で混合気を燃焼室に時限噴射する手段を備えている。 The fuel valve 30 shown in FIG. 7 is connected to both the pressurized fuel source 40 and the combustion gas extraction / recirculation system 44 via one supply line 42. The supply line 42 is connected to a mixing point to which both the combustion gas supply conduit 37 and the gas fuel supply conduit 41 are connected. In one embodiment, a valve, not shown, is provided to ensure the desired ratio of gas fuel to combustion gas supplied to fuel valve 30. The air-fuel mixture is transferred to the air supply opening 34 of the gas fuel valve 30 by the common conduit 32. The air-fuel mixture is supplied into the combustion chamber through the air supply opening 34. The fuel valve 30 is provided with, for example, means for timely injecting the air-fuel mixture into the combustion chamber under the control of the electronic control unit.
図7の実施形態の一変形において、ガス燃料と燃焼ガスとは混合されず、ガス燃料と噴射燃焼ガスとのいずれかを先にして(実質的に途切れることなく)順次燃料弁30に供給されて順次噴射される。 In a variation of the embodiment of FIG. 7, the gas fuel and the combustion gas are not mixed and either the gas fuel or the injected combustion gas is sequentially supplied to the fuel valve 30 first (without substantial interruption). Are sequentially ejected.
図8に示される別の実施形態では、ガス燃料源40が専用供給ライン41によって燃料弁30の専用ポートに接続される。ガス燃料が専用導管31によって燃料弁30内の混合点33に導かれる。燃焼ガス抽気/再循環系44が、燃焼ガス供給用導管37によって燃料弁30の専用ポートに接続される。専用導管35が燃焼ガスを燃料弁30内部の混合点33に導く。混合点33でガス燃料と燃焼ガスが混合され、混合気が共通導管32によって混合点33から給気用開口34に移送される。ガス燃料が給気用開口34から燃焼室に給気される。燃料弁30は、例えば、電子制御装置の制御下で混合気を燃焼室に時限噴射する手段を備えている。 In another embodiment shown in FIG. 8, a gas fuel source 40 is connected to a dedicated port of the fuel valve 30 by a dedicated supply line 41. Gas fuel is guided to the mixing point 33 in the fuel valve 30 by a dedicated conduit 31. A combustion gas extraction / recirculation system 44 is connected to a dedicated port of the fuel valve 30 by a combustion gas supply conduit 37. A dedicated conduit 35 guides the combustion gases to the mixing point 33 inside the fuel valve 30. The gas fuel and the combustion gas are mixed at the mixing point 33, and the mixture is transferred from the mixing point 33 to the air supply opening 34 by the common conduit 32. Gas fuel is supplied to the combustion chamber through the supply opening 34. The fuel valve 30 is equipped with, for example, means for time-injecting the air-fuel mixture into the combustion chamber under the control of the electronic control unit.
図9に示される別の実施形態では、ガス燃料源40が専用供給ライン41によって燃料弁30の専用ポートに接続されている。専用導管31がガス燃料を第1ノズル39に導く。燃焼ガス抽気/再循環系44が、燃焼ガス供給用導管37によって燃料弁30の専用ポートに接続されている。専用導管35が燃焼ガスを燃焼ガス給気用開口51に導く。給気用開口34からガス燃料が燃焼室に給気され、燃焼ガス給気用開口51から燃焼ガスが燃焼室内に噴射される。燃料弁30は、例えば、電子制御装置の制御下でガス燃料と燃焼ガスとを燃焼室内に時限噴射する手段を備えている。 In another embodiment shown in FIG. 9, a gas fuel source 40 is connected to a dedicated port of the fuel valve 30 by a dedicated supply line 41. The dedicated conduit 31 guides the gas fuel to the first nozzle 39. A combustion gas extraction / recirculation system 44 is connected to a dedicated port of the fuel valve 30 by a combustion gas supply conduit 37. The dedicated conduit 35 guides the combustion gas to the combustion gas supply opening 51. Gas fuel is supplied to the combustion chamber through the supply air opening 34, and combustion gas is injected into the combustion chamber through the combustion gas supply opening 51. The fuel valve 30 is provided with, for example, means for timely injecting a gas fuel and a combustion gas into the combustion chamber under the control of the electronic control unit.
図11に示される別の実施形態では、シリンダライナ1が、ガス燃料を噴射する専用燃料弁30と、燃焼ガスを燃焼室内に噴射する専用燃焼ガス噴射弁36とを備えている。 In another embodiment shown in FIG. 11, the cylinder liner 1 includes a dedicated fuel valve 30 for injecting gas fuel and a dedicated combustion gas injection valve 36 for injecting combustion gas into the combustion chamber.
専用燃焼ガス噴射弁36は、該弁36の燃焼ガス噴射用開口51がシリンダライナ1の内面と実質的に面一でかつ後端がシリンダライナ1の外壁から突出した状態で、シリンダライナ1に取り付けられている。通常、1つか2つ(場合によっては3つか4つ)の専用燃焼ガス噴射弁36が、各シリンダライナ1の適所に周方向に均等に配置される形で、各シリンダライナ1に設けられている。一実施形態において、専用燃焼ガス噴射弁36はシリンダライナ1の長さ方向のほぼ中央で、好ましくは専用ガス燃料弁30に近接して配置される。 The exclusive combustion gas injection valve 36 is installed in the cylinder liner 1 with the combustion gas injection opening 51 of the valve 36 being substantially flush with the inner surface of the cylinder liner 1 and the rear end protruding from the outer wall of the cylinder liner 1. It is installed. Usually, one or two (in some cases, three or four) dedicated combustion gas injection valves 36 are provided in each cylinder liner 1 in such a manner that they are evenly arranged at appropriate places in each cylinder liner 1 in the circumferential direction. There is. In one embodiment, the dedicated combustion gas injection valve 36 is disposed substantially in the center of the cylinder liner 1 in the lengthwise direction, preferably adjacent to the dedicated gas fuel valve 30.
加圧ガス燃料供給源40は(本実施形態では4つの)ガス燃料弁30に接続され、燃焼ガス抽気/再循環系44は(本実施形態では4つの)専用燃焼ガス噴射弁36に接続される。ガス燃料弁30と燃焼ガス噴射弁36とは、例えば、電子制御装置の制御下でガス燃料と燃焼ガスとを燃焼室内に時限噴射する手段を備えている。図11では燃料弁30と燃焼ガス噴射弁36とは密接した対として示されているが、この配置はあくまでも一例であって、燃料弁30と燃焼ガス噴射弁36とは対にして配置する必要はなく、もっと広い間隔を置いて配置することも可能なことは明らかである。 The pressurized gas fuel supply source 40 is connected to the (four in this embodiment) gas fuel valves 30, and the combustion gas extraction / recirculation system 44 is connected to (four in this embodiment) dedicated combustion gas injection valves 36. It The gas fuel valve 30 and the combustion gas injection valve 36 are provided with, for example, means for injecting the gas fuel and the combustion gas into the combustion chamber in a timed manner under the control of the electronic control unit. In FIG. 11, the fuel valve 30 and the combustion gas injection valve 36 are shown as a close pair, but this arrangement is merely an example, and the fuel valve 30 and the combustion gas injection valve 36 need to be arranged in a pair. Obviously, it is also possible to place them at wider intervals.
図10は、燃焼ガスを燃焼室内に噴射する少なくとも1つの燃焼ガス噴射用開口51を備えた燃焼ガス噴射弁36の側面図である。図示の燃焼ガス噴射弁36はその近接端が燃焼ガス供給用導管37に接続されている。 FIG. 10 is a side view of the combustion gas injection valve 36 having at least one combustion gas injection opening 51 for injecting the combustion gas into the combustion chamber. The illustrated combustion gas injection valve 36 has its proximal end connected to a combustion gas supply conduit 37.
一実施形態において、燃焼ガスの圧力は図示されていないコンプレッサによって適当な噴射圧力まで高められる。燃焼ガスは既に加圧されているので、空気またはガスの圧力を噴射圧力まで高めるのに必要なエネルギは、この噴射圧力までの加圧を大気圧から始めた場合に比べて少ない。 In one embodiment, the pressure of the combustion gases is increased to a suitable injection pressure by a compressor not shown. Since the combustion gas is already pressurized, less energy is required to raise the pressure of the air or gas to the injection pressure than if the pressurization to this injection pressure was started from atmospheric pressure.
一実施形態において、混合時間を長めにするために、排気弁が閉じる前にガス燃料が給気される。燃焼ガスの噴射タイミングはこれに応じて調整される。 In one embodiment, the gaseous fuel is provided before the exhaust valve closes to prolong the mixing time. The injection timing of the combustion gas is adjusted accordingly.
図示されていない一実施形態において、シリンダが、独立したパイロット液(パイロット油)噴射系からのパイロット噴射によって燃料補給される、点火用の予燃焼室を備えている。 In one embodiment, not shown, the cylinder comprises a pre-combustion chamber for ignition, which is refueled by pilot injection from an independent pilot fluid (pilot oil) injection system.
図示されていない一実施形態において、ガス燃料が1つのガス燃料弁から複数のガス燃料給気用開口に供給され、さらにこのガス燃料給気用開口から燃焼室に給気される。 In one embodiment (not shown), the gas fuel is supplied from one gas fuel valve to the plurality of gas fuel supply openings, and the gas fuel supply openings are further supplied to the combustion chamber.
一実施形態では、エンジンが複数のシリンダを有しており、その内の1つ以上のシリンダは請求の範囲に規定されたとおりに動作するが、残りのシリンダは燃焼室内に燃焼ガスを噴射することなく動作する。あるいは、残りのシリンダは液体燃料で動作する。 In one embodiment, the engine has multiple cylinders, one or more of which operates as defined in the claims, while the remaining cylinders inject combustion gas into the combustion chamber. Works without. Alternatively, the remaining cylinders operate on liquid fuel.
本明細書において種々の態様と実施態様とを種々の実施形態との関連で説明した。しかし、図面と、明細書と、添付した特許請求の範囲とを検討することにより、本開示の各実施形態の種々の他の変形は、特許請求された主題の実施に際して当業者によって理解され実行される。特許請求の範囲において、用語「備える(含む)」は他の要素や工程を排除するものではない。1つのプロセッサまたはその他の装置が、特許請求の範囲に列挙された複数の項目の機能を満たすこともある。複数の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されていることは、これらの手段の組合せを有効に使用することはできないことを示すものではない。 Various aspects and implementations have been described herein in connection with various embodiments. However, upon studying the drawings, the specification, and the appended claims, various other variations of the embodiments of the present disclosure will be understood and effected by those skilled in the art in practicing the claimed subject matter. To be done. In the claims, the term "comprising" does not exclude other elements or steps. A single processor or other device may fulfill the functions of several items recited in the claims. The mere fact that several measures are recited in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage.
特許請求の範囲に使用された参照符号は、発明の技術的範囲を制限する意味のものではない。 Reference signs used in the claims are not meant to limit the scope of the invention.
Claims (25)
前記シリンダライナ(1)に配置された掃気空気ポート(18)と、
前記シリンダカバー(22)に配置されて排気弁(4)によって制御される排気ガス排気口と、
加圧ガス燃料の供給源(40)から受けたガス燃料をガス燃料弁(30)を介して前記燃焼室内に給気する、前記シリンダライナ(1)に配置された1つ以上のガス燃料給気用開口(34)と、
前記燃焼室に接続されて燃焼ガス弁(26)によって制御される燃焼ガス排気口と、
前記燃焼ガス弁(26)の排気口から
前記ガス燃料弁(30)の給気口、または
専用燃焼ガス噴射弁(36)の給気口まで延びた燃焼ガス流路と、を備え、
前記エンジンは、
前記ガス燃料を給気し、これと同時に、または順次に、またはオーバラップして燃料噴射の際に前記燃焼ガスを前記燃焼室内に噴射して、前記燃料噴射の際に前記燃焼室内に噴射される物質の運動量を高めるように構成される、
大型2ストロークターボ過給式ユニフロー掃気式内燃エンジン。 A combustion chamber partitioned by a cylinder liner (1), a piston (10), and a cylinder cover (22);
A scavenging air port (18) located in the cylinder liner (1),
An exhaust gas exhaust port arranged on the cylinder cover (22) and controlled by an exhaust valve (4);
One or more gas fuel supplies arranged in the cylinder liner (1) for supplying gas fuel received from a supply source (40) of pressurized gas fuel into the combustion chamber via a gas fuel valve (30). An air opening (34),
A combustion gas outlet connected to the combustion chamber and controlled by a combustion gas valve (26);
A combustion gas passage extending from the exhaust port of the combustion gas valve (26) to the air supply port of the gas fuel valve (30) or the air supply port of the dedicated combustion gas injection valve (36);
The engine is
The gas fuel is supplied, and at the same time, sequentially, or overlapping, the combustion gas is injected into the combustion chamber during fuel injection, and is injected into the combustion chamber during the fuel injection. Configured to increase the momentum of a substance
Large 2-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine.
シリンダライナ(1)と、ピストン(10)と、シリンダカバー(22)とで区切られた燃焼室と、
シリンダライナ(1)に配置された掃気空気ポート(18)と、
前記シリンダカバー(22)に配置されて排気弁(4)によって制御される排気ガス排気口と、
加圧ガス燃料の供給源(40)から燃料弁を介して受けたガス燃料を前記燃焼室内に給気する、前記シリンダライナ(1)に配置された少なくとも1つのガス燃料給気用開口(34)と、
前記燃焼室に接続されて燃焼ガス弁(26)によって制御される燃焼ガス排気口と、
前記燃焼ガス弁(26)の排気口から
前記ガス燃料弁(30)の給気口、または
1つ以上の専用燃焼ガス噴射弁(36)の給気口まで延びた燃焼ガス流路と、を備え、
前記方法は、前記給気用開口(34)を用いて前記ガス燃料を給気し、これと同時に、または順次に、またはオーバラップして、前記給気用開口(34)または前記1つ以上の専用燃焼ガス噴射弁(36)を用いて前記燃焼ガスを前記燃焼室内に噴射することによって、燃料噴射の間に前記燃焼室内に噴射される物質の運動量を増やすことを含む、方法。 A method of avoiding or reducing pre-ignition or diesel knock by promoting mixing of gas fuel and scavenging air in the combustion chamber of a large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine, the engine comprising:
A combustion chamber partitioned by a cylinder liner (1), a piston (10), and a cylinder cover (22);
A scavenging air port (18) located on the cylinder liner (1),
An exhaust gas exhaust port arranged on the cylinder cover (22) and controlled by an exhaust valve (4);
At least one gas fuel supply opening (34) arranged in the cylinder liner (1) for supplying the gas fuel received from the supply source (40) of the pressurized gas fuel via the fuel valve into the combustion chamber. )When,
A combustion gas outlet connected to the combustion chamber and controlled by a combustion gas valve (26);
A combustion gas passage extending from the exhaust port of the combustion gas valve (26) to the air supply port of the gas fuel valve (30) or the air supply port of one or more dedicated combustion gas injection valves (36); Prepare,
The method uses the charge opening (34) to charge the gaseous fuel and simultaneously, sequentially, or overlapping the charge opening (34) or the one or more. Increasing the momentum of substances injected into the combustion chamber during fuel injection by injecting the combustion gas into the combustion chamber using a dedicated combustion gas injection valve (36) of.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114592966A (en) * | 2022-05-11 | 2022-06-07 | 四川迅联达智能科技有限公司 | All-air scavenging engine |
| CN116025459A (en) * | 2021-10-26 | 2023-04-28 | 曼能解决方案(曼能解决方案德国股份公司)分公司 | Large two-stroke turbocharged single-flow scavenged internal combustion engine and method of operation thereof |
| JP2023129320A (en) * | 2022-03-04 | 2023-09-14 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | Large two-stroke uniflow scavenged turbocharged internal combustion engine having a system for reducing nitrous oxide emissions and method for reducing nitrous oxide emissions of such engines |
| WO2025088013A1 (en) * | 2023-10-26 | 2025-05-01 | Rh2 Sas | Injection arrangement for an internal combustion engine |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102887926B1 (en) * | 2020-10-16 | 2025-11-18 | 에이치디한국조선해양 주식회사 | Vessel using ammonia as fuel |
| EP4001628A1 (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-25 | Volvo Truck Corporation | A method for controlling injection in a combustion engine |
| DK181009B1 (en) * | 2021-07-27 | 2022-09-19 | Man Energy Solutions Filial Af Man Energy Solutions Se Tyskland | A large two-stroke turbocharged uniflow scavenged internal combustion engine and method of operating the engine |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58146852U (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | 三菱自動車工業株式会社 | engine control device |
| JPH06257520A (en) * | 1993-03-05 | 1994-09-13 | Mazda Motor Corp | Two-cycle engine |
| JP2010106856A (en) * | 2005-12-01 | 2010-05-13 | Man Diesel Filial Af Man Diesel Se Tyskland | Method for reduction of nox-emission at internal combustion engine and internal combustion engine appropriate for this method |
| JP2010121628A (en) * | 2008-11-22 | 2010-06-03 | Man Diesel Filial Af Man Diesel Se Tyskland | Internal combustion engine |
| JP2010133413A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Man Diesel Filial Af Man Diesel Se Tyskland | Internal combustion engine |
| JP2012154188A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Ihi Corp | 2-cycle engine |
| JP2013133708A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Daihatsu Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102341589B (en) * | 2009-03-18 | 2013-08-28 | 曼恩柴油机涡轮公司,曼恩柴油机涡轮德国公司子公司 | Large Turbocharged Two-Stroke Diesel Engine With Exhaust- Or Combustion Gas Recirculation And Method For Reducing NOx And Soot Emissions |
| JP6019941B2 (en) * | 2012-08-31 | 2016-11-02 | 株式会社Ihi | Uniflow scavenging 2-cycle engine |
| CA2798870C (en) * | 2012-12-17 | 2014-07-22 | Westport Power Inc. | Air-enriched gaseous fuel direct injection for an internal combustion engine |
| JP5908636B1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-04-26 | 川崎重工業株式会社 | Ship engine system and control method thereof |
-
2018
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-
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- 2019-10-22 CN CN201911007500.7A patent/CN111120081B/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58146852U (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | 三菱自動車工業株式会社 | engine control device |
| JPH06257520A (en) * | 1993-03-05 | 1994-09-13 | Mazda Motor Corp | Two-cycle engine |
| JP2010106856A (en) * | 2005-12-01 | 2010-05-13 | Man Diesel Filial Af Man Diesel Se Tyskland | Method for reduction of nox-emission at internal combustion engine and internal combustion engine appropriate for this method |
| JP2010121628A (en) * | 2008-11-22 | 2010-06-03 | Man Diesel Filial Af Man Diesel Se Tyskland | Internal combustion engine |
| JP2010133413A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Man Diesel Filial Af Man Diesel Se Tyskland | Internal combustion engine |
| JP2012154188A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Ihi Corp | 2-cycle engine |
| JP2013133708A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Daihatsu Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116025459A (en) * | 2021-10-26 | 2023-04-28 | 曼能解决方案(曼能解决方案德国股份公司)分公司 | Large two-stroke turbocharged single-flow scavenged internal combustion engine and method of operation thereof |
| CN116025459B (en) * | 2021-10-26 | 2024-01-05 | 曼能解决方案(曼能解决方案德国股份公司)分公司 | Large two-stroke turbocharged uniflow scavenged internal combustion engine and method of operating the same |
| JP2023129320A (en) * | 2022-03-04 | 2023-09-14 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | Large two-stroke uniflow scavenged turbocharged internal combustion engine having a system for reducing nitrous oxide emissions and method for reducing nitrous oxide emissions of such engines |
| JP7611280B2 (en) | 2022-03-04 | 2025-01-09 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | Large two-stroke uniflow scavenged turbocharged internal combustion engine having a system for reducing nitrous oxide emissions and a method for reducing nitrous oxide emissions from such an engine |
| CN114592966A (en) * | 2022-05-11 | 2022-06-07 | 四川迅联达智能科技有限公司 | All-air scavenging engine |
| WO2025088013A1 (en) * | 2023-10-26 | 2025-05-01 | Rh2 Sas | Injection arrangement for an internal combustion engine |
| FR3154769A1 (en) * | 2023-10-26 | 2025-05-02 | Rh2 | Injection device for an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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