JP5848375B2 - Fuel gas supply device - Google Patents
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Description
本発明は、船舶に搭載されるディーゼルエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel gas supply device that supplies fuel gas to a diesel engine mounted on a ship.
従来の船舶においては、低速での出力が可能であり、プロペラに直結して駆動することができる、2ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンが用いられている。
近年、低速ディーゼルエンジンの燃料として、CO2排出量の少ない天然ガスが注目されている。低速ディーゼルエンジンの燃焼室に高圧の天然ガス(燃料ガス)を噴射して燃焼させることで、高熱効率で高出力が得られる。
2. Description of the Related Art Conventional marine vessels use a two-stroke cycle low-speed diesel engine that can output at low speed and can be driven directly by a propeller.
In recent years, natural gas with low CO 2 emission has attracted attention as a fuel for low-speed diesel engines. By injecting and burning high-pressure natural gas (fuel gas) into the combustion chamber of a low-speed diesel engine, high output can be obtained with high thermal efficiency.
天然ガスを高圧にして低速ディーゼルエンジンの燃焼室に噴射するために、液化天然ガス(以下、「LNG」という)を昇圧してから加熱し、気化させることが考えられる。具体的には、タンクに貯留されたLNGを液体ポンプにより昇圧し、昇圧されたLNGを気化器により加熱し、気化させてから低速ディーゼルエンジンの燃焼室に噴射する(例えば、特許文献1等)。特許文献1に記載のガス燃料供給装置では、電動機により非危険区域に配置された油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプによって危険区域に配置された油圧モータに油圧を供給し、油圧モータによって上記の液体ポンプを駆動している。 In order to inject natural gas at a high pressure and inject it into the combustion chamber of a low-speed diesel engine, it is conceivable to increase the pressure of liquefied natural gas (hereinafter referred to as “LNG”) and then heat and vaporize it. Specifically, the LNG stored in the tank is boosted by a liquid pump, and the boosted LNG is heated by a vaporizer and vaporized before being injected into a combustion chamber of a low-speed diesel engine (for example, Patent Document 1) . In the gas fuel supply device described in Patent Document 1, a hydraulic pump arranged in a non-hazardous area is driven by an electric motor, and hydraulic pressure is supplied to a hydraulic motor arranged in the dangerous area by the hydraulic pump, and the above-described liquid is supplied by the hydraulic motor. The pump is being driven.
従来の方法では、油圧ポンプの回転数を制御するために、油圧ポンプの吐出量を調節する。油圧ポンプの吐出量の調整は、油圧ポンプの出力軸に取り付けられた斜板の角度を変えることでピストンのストロークを調節することで行われる。しかし、この方法では、油圧ポンプからの作動油の吐出量を変動させても、油圧ポンプの回転数は定格回転数で運転することになるので、油圧ポンプ内部の摩擦抵抗で油温が上昇してしまう。作動油の温度が上昇すると、油圧モータの温度が上昇し、油圧モータが駆動させる液体ポンプの温度が上昇する。これにより液体ポンプ内で液体燃料の温度が上昇すると、液体ポンプ内でキャビテーションが生じやすくなり、液体ポンプによる昇圧の効率が低下する。また、油圧用の配管のフラッシングや油漏れ対策等のメンテナンスが煩雑であるという問題がある。 In the conventional method, in order to control the rotation speed of the hydraulic pump, the discharge amount of the hydraulic pump is adjusted. The discharge amount of the hydraulic pump is adjusted by adjusting the stroke of the piston by changing the angle of the swash plate attached to the output shaft of the hydraulic pump. However, with this method, even if the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is changed, the hydraulic pump operates at the rated speed, so the oil temperature rises due to the frictional resistance inside the hydraulic pump. End up. When the temperature of the hydraulic oil rises, the temperature of the hydraulic motor rises, and the temperature of the liquid pump driven by the hydraulic motor rises. As a result, when the temperature of the liquid fuel rises in the liquid pump, cavitation is likely to occur in the liquid pump, and the pressure increase efficiency by the liquid pump decreases. In addition, there is a problem that maintenance such as flushing of hydraulic pipes and measures against oil leakage are complicated.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液体ポンプによる液体燃料の昇圧効率を高めることができ、メンテナンスが簡便な燃料ガス供給装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel gas supply device that can increase the pressure increase efficiency of liquid fuel by a liquid pump and can be easily maintained. It is.
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、船舶のディーゼル機関の燃焼室内へ燃料ガスを供給するガス燃料供給装置であって、
燃料ガスを液化した液体燃料を貯留する液体燃料タンクと、
前記液体燃料タンクから供給される液体燃料を昇圧する液体ポンプと、
前記液体ポンプにより供給される液体燃料を気化させて前記燃焼室に供給する気化器と、
前記液体ポンプを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータを駆動する油圧ポンプと、
前記油圧モータと前記油圧ポンプとを直接接続し、前記油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記油圧モータに供給する密閉された供給配管と、
前記油圧モータと前記油圧ポンプとを直接接続し、前記油圧モータから排出される全ての作動油を前記油圧ポンプに戻す密閉された排出配管と、
前記油圧ポンプを駆動する電動モータと、
前記電動モータを変速制御することで前記油圧ポンプの回転数を制御する制御部と、
を備える。
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a gas fuel supply device for supplying fuel gas into a combustion chamber of a diesel engine of a ship,
A liquid fuel tank for storing liquid fuel obtained by liquefying fuel gas;
A liquid pump for boosting the liquid fuel supplied from the liquid fuel tank;
A vaporizer that vaporizes liquid fuel supplied by the liquid pump and supplies the vaporized fuel to the combustion chamber;
A hydraulic motor for driving the liquid pump;
A hydraulic pump for driving the hydraulic motor;
A sealed supply pipe that directly connects the hydraulic motor and the hydraulic pump, and supplies all hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the hydraulic motor;
A sealed discharge pipe that directly connects the hydraulic motor and the hydraulic pump and returns all hydraulic fluid discharged from the hydraulic motor to the hydraulic pump;
An electric motor for driving the hydraulic pump;
A control unit for controlling the rotational speed of the hydraulic pump by performing shift control of the electric motor;
Is provided.
本発明の第2の態様は、船舶のディーゼル機関の燃焼室内へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置であって、
燃料ガスを液化した液体燃料を貯留する液体燃料タンクと、
前記液体燃料タンクから供給される液体燃料を昇圧する液体ポンプと、
前記液体ポンプにより供給される液体燃料を気化させて前記燃焼室に供給する気化器と、
前記液体ポンプを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータを駆動する複数の油圧ポンプと、
前記油圧モータと前記複数の油圧ポンプとを直接接続し、前記複数の油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記油圧モータに供給する密閉された供給配管と、
前記油圧モータと前記複数の油圧ポンプとを直接接続し、前記油圧モータから排出される全ての作動油を前記複数の油圧ポンプに戻す密閉された排出配管と、
前記複数の油圧ポンプを駆動する複数の電動モータと、
前記複数の電動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも一つの電動モータの回転を変速制御することで少なくとも一つの油圧ポンプの回転数を制御し、前記油圧モータの出力を制御する、ことを特徴とする。
A second aspect of the present invention is a fuel gas supply device for supplying fuel gas into a combustion chamber of a marine diesel engine,
A liquid fuel tank for storing liquid fuel obtained by liquefying fuel gas;
A liquid pump for boosting the liquid fuel supplied from the liquid fuel tank;
A vaporizer that vaporizes liquid fuel supplied by the liquid pump and supplies the vaporized fuel to the combustion chamber;
A hydraulic motor for driving the liquid pump;
A plurality of hydraulic pumps for driving the hydraulic motor;
A sealed supply pipe that directly connects the hydraulic motor and the plurality of hydraulic pumps, and supplies all hydraulic oil discharged from the plurality of hydraulic pumps to the hydraulic motor;
A sealed discharge pipe that directly connects the hydraulic motor and the plurality of hydraulic pumps, and returns all the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor to the plurality of hydraulic pumps;
A plurality of electric motors for driving the plurality of hydraulic pumps;
A control unit for controlling the plurality of electric motors;
With
The controller is configured to control the number of rotations of at least one hydraulic pump by controlling the speed of rotation of at least one electric motor to control the output of the hydraulic motor.
前記油圧ポンプには、前記作動油を密閉した状態で貯留する容量可変の作動油タンクが設けられている、ことが好ましい。 It is preferable that the hydraulic pump is provided with a variable capacity hydraulic oil tank that stores the hydraulic oil in a sealed state.
前記供給配管には内部の作動油の圧力を計測する圧力計が設けられ、
前記制御部は、前記圧力計の計測結果に応じて前記電動モータの回転数を制御する、ことが好ましい。
The supply pipe is provided with a pressure gauge for measuring the pressure of the internal hydraulic oil,
It is preferable that the control unit controls the number of revolutions of the electric motor according to a measurement result of the pressure gauge.
前記油圧モータの回転数を計測する回転計をさらに備え、
前記制御部は、前記回転計の計測結果に応じて前記電動モータの回転数を制御する、ことが好ましい。
A tachometer for measuring the rotation speed of the hydraulic motor;
It is preferable that the control unit controls the number of rotations of the electric motor according to a measurement result of the tachometer.
前記制御部と前記電動モータとは配線により接続され、前記電動モータは危険区域に配置され、前記制御部は、少なくとも8メートル以上、前記電動モータと離して非危険区域に配置される、ことが好ましい。 The control unit and the electric motor are connected by wiring, the electric motor is disposed in a dangerous area, and the control unit is disposed in a non-hazardous area at least 8 meters away from the electric motor. preferable.
前記電動モータと前記配線の接続部は、本質安全防爆構造である、ことが好ましい。 It is preferable that the connection part of the said electric motor and the said wiring is an intrinsically safe explosion-proof structure.
本発明によれば、電動モータを変速制御することで油圧ポンプの回転数を制御するため、油圧装置の作動油の温度を上昇させることがないため、液体ポンプによる液体燃料の昇圧効率を高めることができる。また、油圧の供給配管および排出配管が密閉されているので、油漏れのおそれがなく、メンテナンスが簡便なガス燃料供給装置を提供することができる。 According to the present invention, since the rotation speed of the hydraulic pump is controlled by controlling the speed of the electric motor, the temperature of the hydraulic fluid in the hydraulic device is not increased, and the boosting efficiency of the liquid fuel by the liquid pump is increased. Can do. In addition, since the hydraulic supply pipe and the discharge pipe are sealed, a gas fuel supply apparatus that is easy to maintain without risk of oil leakage can be provided.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る燃料ガス供給装置を図1、図2に基づいて説明する。
本実施形態の燃料ガス供給装置10は、ディーゼルエンジン90の燃焼室内へ液体燃料を気化させた燃料ガスを高圧で噴射して供給する装置である。本実施形態のディーゼルエンジン90は船舶に搭載されるディーゼルエンジンであり、例えば2ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンを用いることができる。
[First Embodiment]
Hereinafter, a fuel gas supply apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The fuel
燃料ガス供給装置10は、図1に示すように、液体燃料タンク11と、昇圧ポンプ12と、気化器14と、液体燃料供給管15と、昇圧燃料供給管16と、燃料ガス供給管17と、調圧弁18と、圧力計19と、昇圧ポンプ駆動装置20Aと、制御部60と、を備える。
燃料ガス供給装置10のこれらの構成要素は全て船舶に搭載される。液体燃料タンク11、昇圧ポンプ12、気化器14、液体燃料供給管15、昇圧燃料供給管16、燃料ガス供給管17、調圧弁18、圧力計19、および昇圧ポンプ駆動装置20Aは、危険区域HAに配置され、制御部60は、非危険区域NHAに配置される。危険区域HAは、図示しない隔壁(A60級仕切り)により非危険区域NHAから隔離された区画であることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the fuel
All these components of the fuel
ここで、「危険区域」とは、機器の組立て、設置および使用のために特別な予防策を必要とする量のガス状の爆発性雰囲気が存在する、又は存在する可能性がある区域をいう。「非危険区域」とは、機器の組立て、設置および使用のために特別な予防策を必要とする量のガス状の爆発性雰囲気が存在しないと予測できる区域をいう。「A級仕切り」とは、(i)銅又は鋼と同等の材料を用いたものであり、(ii)適当に補強されたものであり、(iii)不燃性材料で防熱が施されたものであり、かつ、(iv)60分の標準火災試験が終わるまで煙および炎の通過を阻止することができる、隔壁又は甲板で形成する仕切りである。「A60級仕切り」とは、標準火災試験における防熱時間(炎にさらされない側の平均温度が最初の温度から摂氏140度を超えて上昇せず、かつ、継手を含むいかなる点においても最初の温度から摂氏180度を超えて上昇しない時間をいう。)が60分以上である仕切りをいう。 Here, “dangerous area” means an area where there is or may be an amount of gaseous explosive atmosphere that requires special precautions for the assembly, installation and use of equipment. . “Non-hazardous area” refers to an area where it can be predicted that there will be no gaseous explosive atmosphere in an amount that requires special precautions for assembly, installation and use of the equipment. “Class A partition” means (i) a material equivalent to copper or steel, (ii) appropriately reinforced, and (iii) heat-resistant with a nonflammable material And (iv) a partition formed by partitions or decks that can block the passage of smoke and flame until the 60 minute standard fire test is over. “A60 class partition” means the heat insulation time in the standard fire test (the average temperature on the non-flammable side does not rise above 140 degrees Celsius from the initial temperature, and the initial temperature at any point including the joint) Refers to the time during which the temperature does not rise beyond 180 degrees Celsius).
液体燃料タンク11は、ディーゼルエンジン90に供給される燃料ガスが気化される前の液体燃料を貯留する。液体燃料として、液化天然ガス(LNG)、液化石油ガス(LPG)等を用いることができる。液体燃料タンク11は、液体燃料供給管15と接続されており、液体燃料供給管15を介して液体燃料を昇圧ポンプ12に供給する。
The liquid fuel tank 11 stores liquid fuel before the fuel gas supplied to the
昇圧ポンプ12は、入口側が液体燃料供給管15と接続され、出口側が昇圧燃料供給管16と接続されている。昇圧ポンプ12は、液体燃料供給管15から供給される液体燃料を昇圧し、昇圧燃料供給管16を介して気化器14に供給する。昇圧ポンプ12には、可動部(プランジャー等)が往復運動を行う形式の往復ポンプを用いることができる。昇圧ポンプ12は、後述する昇圧ポンプ駆動装置20Aにより駆動される。昇圧ポンプにより供給される液体燃料の量によりディーゼルエンジン90の回転数が調整される。
The
気化器14は、入口側が昇圧燃料供給管16と接続され、出口側が燃料ガス供給管17と接続されている。気化器14は、昇圧燃料供給管16を介して供給される昇圧後の液体燃料を加熱し、気化させる。液体燃料を加熱する熱源として、例えば、液体燃料タンク11で発生するボイルオフガスの燃焼熱を用いることができる。例えば、ボイルオフガスの燃焼熱で加熱した温水との熱交換により液体燃料を加熱してもよい。
The
燃料ガス供給管17には、調圧弁18が設けられており、一端が気化器14と、他端がディーゼルエンジン90の燃焼室と接続されている。液体燃料が気化した燃料ガスは、調圧弁18により所定の範囲の圧力(例えば、150〜300bar)に調圧された後、燃料ガス供給管17を介してディーゼルエンジン90の燃焼室に供給される。
また、燃料ガス供給管17には、圧力計19が設けられている。圧力計19は燃料ガス供給管17内の圧力を計測し、計測信号を制御部60に出力する。
The fuel
The fuel
制御部60は圧力計19から出力された計測信号に応じて、後述する昇圧ポンプ駆動装置20Aを制御する。また、制御部60は、燃料ガス供給装置10が搭載される船舶の速度に応じて必要とされるディーゼルエンジン90の回転数に応じて、昇圧ポンプ駆動装置20Aを制御する。
例えば、港湾内等で船速が遅く、低負荷である場合には、ディーゼルエンジン90の回転数を少なく(例えば60rpmに)する。このとき、圧力計19により計測される圧力が比較的低圧(例えば250bar)となるように、昇圧ポンプ駆動装置20Aをフィードバック制御する。
一方、例えば、外洋等で船速が速く、高負荷である場合には、ディーゼルエンジン90の回転数を多く(例えば120rpmに)する。このとき、圧力計19により計測される圧力が比較的高圧(例えば300bar)となるように、昇圧ポンプ駆動装置20Aをフィードバック制御する。
上記以外の場合でも、負荷に応じてディーゼルエンジン90の回転数を調節するために、圧力計19により計測される圧力が所望の回転数に応じた圧力となるように、昇圧ポンプ駆動装置20Aをフィードバック制御する。
The
For example, when the boat speed is low and the load is low in a harbor or the like, the rotational speed of the
On the other hand, for example, when the boat speed is fast and the load is high in the open ocean, the rotational speed of the
Even in cases other than the above, in order to adjust the rotational speed of the
次に、昇圧ポンプ駆動装置20Aに付いて説明する。図2は昇圧ポンプ駆動装置20Aの概略図である。昇圧ポンプ駆動装置20Aは、油圧モータ21と、供給配管22と、排出配管23と、油圧ポンプ24と、電動モータ25と、電動モータ制御部29と、を備える。
油圧モータ21は昇圧ポンプ12を駆動する動力源である。例えば、図示しないクランクを用いて、油圧モータ21の回転運動をプランジャーポンプのシリンダーの往復運動に変換することができる。
供給配管22は油圧モータ21と油圧ポンプ24とを直接接続し、油圧ポンプ24から吐出される全ての作動油を油圧モータ21に供給する。
排出配管23は油圧モータ21と油圧ポンプ24とを直接接続し、油圧モータ21から排出される全ての作動油を油圧ポンプ24に戻す。
油圧ポンプ24は油圧モータ21を駆動する動力源であり、電動モータ25により駆動される。油圧ポンプ24として、例えばギヤポンプ等の固定容量形ポンプを使用することが好ましい。油圧ポンプ24として固定容量形ポンプを用いることで、油圧ポンプ24の回転数を変動させて作動油の吐出量を調整することができ、摩擦抵抗による作動油の温度上昇を低減することができる。
Next, the booster
The
The
The
The
電動モータ25は電動モータ制御部29により制御される。電動モータ25は電動モータ制御部29と配線30により接続されている。電動モータ25は危険区域HAに配置され、電動モータ制御部29は、少なくとも8メートル以上、電動モータ25と離して非危険区域NHAに配置されることが好ましい。電動モータ25は危険区域に配置されるため、本安機器であることが好ましい。また、電動モータ25と配線30との接続部は、本質安全防爆構造であることが好ましい。本安機器である電動モータ25を用い、電動モータ25と配線30との接続部を本質安全防爆構造とすることで、電動モータ25を危険度0区域に配置することができる。
ここで、「本安機器」とは、機器内部の回路が正常状態および特定の故障状態において、発生する火花又は熱が対象の爆発性ガス雰囲気に点火をしない回路である電気機器をいう。また、「本質安全防爆構造」とは、容器内および爆発性雰囲気に露出した相互接続用配線の電気エネルギーを、火花又は温度上昇によって着火を引き起こすレベル以下に抑える防爆方式をいう。「危険度0区域」とは、ガス、蒸気又はミスト状の可燃性物質と空気との混合物質で構成する爆発性雰囲気が連続的に、長時間又は頻繁に存在する区域をいう。
The
Here, the “real safety device” refers to an electrical device that is a circuit in which a spark or heat generated does not ignite a target explosive gas atmosphere when a circuit inside the device is in a normal state and a specific failure state. The “intrinsically safe explosion-proof structure” means an explosion-proof system that suppresses the electrical energy of the interconnection wiring exposed to the inside of the container and the explosive atmosphere to a level that causes ignition due to a spark or a temperature rise. The “hazardous zone 0” refers to a zone where an explosive atmosphere composed of a mixture of a gas, vapor or mist combustible substance and air continuously exists for a long time or frequently.
油圧モータ21、油圧ポンプ24、供給配管22および排出配管23は内部の作動油を密閉しており、外気から遮断している。供給配管22および排出配管23が密閉されていることで、油漏れのおそれがなく、メンテナンスを簡便に行うことができる。
なお、油圧ポンプ24には、作動油を密閉した状態で貯留する容量可変の作動油タンク26が設けられていてもよい。例えば、作動油の増減に応じて容積が増減するブラダ(気体が封入されたゴム等の弾性膜)を作動油タンク26の内部に設けることで、内部の作動油を密閉した状態で作動油タンク26の容量を可変とすることができる。このような作動油タンク26を設けることで、例えば温度変化により作動油の体積が増減する場合でも、作動油の体積変化に追従して作動油タンク26の容積が変化するので、油圧モータ21、油圧ポンプ24、供給配管22および排出配管23により作動油が密閉された状態を維持することができる。
The
The
また、供給配管22の内部の作動油の圧力を計測する圧力計27を設け、圧力計27の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25の回転数を制御してもよい。これにより、供給配管22内の作動油の圧力を一定範囲内に保つことができる。
Further, a
さらに、油圧モータ21の回転数を計測する回転計28を設け、回転計28の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25の回転数を制御してもよい。これにより、油圧モータ21の回転数を所望の値に保つことができる。
Further, a
ここで、油圧モータ21の所望の回転数は、ディーゼルエンジン90の燃焼室内へ供給するのに必要な燃料ガスの圧力(圧力計19により計測される圧力)により異なる。例えば、港湾内等で船速が遅く、低負荷である場合、ディーゼルエンジン90の回転数は少なくてすみ(例えば60rpm)、圧力計19により計測される圧力が比較的低圧(例えば250bar)でよいため、油圧モータ21の所望の回転数は少なくなる。一方、例えば、外洋等で船速が速く、高負荷である場合、ディーゼルエンジン90の回転数は多い必要があり(例えば120rpm)、圧力計19により計測される圧力が比較的高圧(例えば300bar)である必要があり、油圧モータ21の所望の回転数は多くなる。いずれの場合も、ディーゼルエンジン90の回転数、圧力計19により計測される圧力が所望の値となるように、制御部60は油圧モータ21の回転数が所望の値に保たれるように電動モータ25を制御する。
Here, the desired number of rotations of the
本実施形態によれば、電動モータ25により油圧ポンプ24の回転数を制御し、油圧モータ21の出力を制御するため、港湾内等の低速航行時(低出力時)における電動モータ25の消費電力を低減することができる。このため、斜板による出力制御を行う場合のように、作動油の温度が上昇することがなく、油圧モータ21の温度や昇圧ポンプ12の温度が上昇することがない。したがって昇圧ポンプ12内の液体燃料の温度が上昇することがなく、昇圧ポンプ12内でのキャビテーションの発生を抑制し、液体ポンプによる昇圧の効率を高めることができる。
また、本実施形態に置いては、油圧モータ21および油圧ポンプ24を危険区域HAに設けているため、供給配管22および排出配管23を短くすることができる。このため、供給配管22および排出配管23のフラッシングや油漏れ対策等のメンテナンスを簡便にすることができる。
According to the present embodiment, the
In the present embodiment, since the
〔第2実施形態〕
図3は本発明の第2の実施形態に係る昇圧ポンプ駆動装置20Bの概略図である。なお、第1の実施形態の昇圧ポンプ駆動装置20Aと同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
本実施形態においては、昇圧ポンプ駆動装置20Bを構成する油圧モータ21、供給配管22、排出配管23、油圧ポンプ24、電動モータ25、電動モータ制御部29のうち、電動モータ制御部29に加えて、油圧ポンプ24、電動モータ25がさらに非危険区域NHAに配置されている点が、上記実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a schematic diagram of a booster
In the present embodiment, in addition to the electric
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、昇圧ポンプ12内の液体燃料の温度上昇を抑制することができ、昇圧ポンプ12内でのキャビテーションの発生を抑制し、液体ポンプによる昇圧の効率を高めることができる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the temperature rise of the liquid fuel in the
なお、本実施形態においても、油圧ポンプ24に、作動油を密閉した状態で貯留する容量可変の作動油タンク26が設けられていてもよい。また、供給配管22の内部の作動油の圧力を計測する圧力計27を設け、圧力計27の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25の回転数を制御してもよい。さらに、油圧モータ21の回転数を計測する回転計28を設け、回転計28の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25の回転数を制御してもよい。
Also in this embodiment, the
〔第3実施形態〕
図4は本発明の第3の実施形態に係る昇圧ポンプ駆動装置20Cの概略図である。なお、第1の実施形態の昇圧ポンプ駆動装置20Aと同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
本実施形態においては、油圧モータ21は1つであるが、供給配管22が複数の供給配管22A、22Bに分岐している点、排出配管23が複数の排出配管23A、23Bに分岐している点、複数の油圧ポンプ24A、24B、複数の電動モータ25A、25Bが設けられている点が第1実施形態と異なる。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a schematic view of a booster pump drive device 20C according to the third embodiment of the present invention. In addition, about the structure similar to the pressure | voltage rise
In the present embodiment, there is one
本実施形態においては、電動モータ制御部29は、複数の電動モータ25A、25Bの少なくとも一つの回転を変速制御することで、油圧ポンプ24A、24Bの少なくとも一つの回転数を制御し、油圧モータ21の出力を制御することができる。なお、複数の油圧ポンプ24A、24Bが並列に設けられ、油圧ポンプ24Aに供給配管22Aおよび排出配管23A、油圧ポンプ24Bに供給配管22Bおよび排出配管23Bが設けられているため、油圧ポンプ24Aが故障した場合でも油圧ポンプ24Bを用いて油圧モータ21を駆動することができる。
また、第1実施形態と同様に、昇圧ポンプ12内の液体燃料の温度上昇を抑制することができ、昇圧ポンプ12内でのキャビテーションの発生を抑制し、液体ポンプによる昇圧の効率を高めることができる。
In the present embodiment, the electric
Further, similarly to the first embodiment, the temperature rise of the liquid fuel in the
なお、本実施形態においても、各油圧ポンプ24A、24Bに、作動油を密閉した状態で貯留する容量可変の作動油タンク26A、26Bが設けられていてもよい。また、供給配管22の内部の作動油の圧力を計測する圧力計27を設け、圧力計27の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25A、25Bの少なくとも一方の回転数を制御してもよい。さらに、油圧モータ21の回転数を計測する回転計28を設け、回転計28の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25A、25Bの少なくとも一方の回転数を制御してもよい。
Also in this embodiment, the
〔第4実施形態〕
図5は本発明の第4の実施形態に係る昇圧ポンプ駆動装置20Dの概略図である。なお、第3の実施形態の昇圧ポンプ駆動装置20Cと同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
本実施形態においては、昇圧ポンプ駆動装置20Dを構成する油圧モータ21、供給配管22A、22B、排出配管23A、23B、油圧ポンプ24A、24B、電動モータ25A、25B、電動モータ制御部29のうち、電動モータ制御部29に加えて、油圧ポンプ24A、24B、電動モータ25A、25Bがさらに非危険区域NHAに配置されている点が、上記実施形態と異なる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a schematic view of a booster
In the present embodiment, among the
本実施形態においても、第3実施形態と同様に、電動モータ制御部29が複数の電動モータ25A、25Bの少なくとも一つの回転を変速制御することで、油圧ポンプ24A、24Bの少なくとも一つの回転数を制御し、油圧モータ21の出力を制御することができる。また、複数の油圧ポンプ24A、24Bが並列に設けられ、油圧ポンプ24Aに供給配管22Aおよび排出配管23A、油圧ポンプ24Bに供給配管22Bおよび排出配管23Bが設けられているため、油圧ポンプ24Aが故障した場合でも油圧ポンプ24Bを用いて油圧モータ21を駆動することができる。
さらに、昇圧ポンプ12内の液体燃料の温度上昇を抑制することができ、昇圧ポンプ12内でのキャビテーションの発生を抑制し、液体ポンプによる昇圧の効率を高めることができる。
Also in the present embodiment, as in the third embodiment, the electric
Furthermore, the temperature rise of the liquid fuel in the
なお、本実施形態においても、各油圧ポンプ24A、24Bに、作動油を密閉した状態で貯留する容量可変の作動油タンク26A、26Bが設けられていてもよい。また、供給配管22の内部の作動油の圧力を計測する圧力計27を設け、圧力計27の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25A、25Bの少なくとも一方の回転数を制御してもよい。さらに、油圧モータ21の回転数を計測する回転計28を設け、回転計28の計測結果に応じて制御部60が電動モータ25A、25Bの少なくとも一方の回転数を制御してもよい。
Also in this embodiment, the
なお、上記説明においては、液体燃料がLNGである場合について説明したが、本発明はこれに限らず、LPG等の液体燃料を用いてもよい。また、本実施形態においては、一つの昇圧ポンプ12により液体燃料を一段階で昇圧する場合について説明したが、複数の昇圧ポンプを用いて液体燃料を多段階で昇圧してもよい。
また、上記説明におけるディーゼルエンジン90の回転数、ディーゼルエンジン90に供給する燃料ガスの圧力は一例であり、本発明はこれに限られるものではない。
In the above description, the case where the liquid fuel is LNG has been described. However, the present invention is not limited to this, and liquid fuel such as LPG may be used. Further, in the present embodiment, the case where the liquid fuel is boosted in one stage by the
Moreover, the rotation speed of the
HA 危険区域
NHA 非危険区域
10 燃料ガス供給装置
11 液体燃料タンク
12 昇圧ポンプ
14 気化器
15 液体燃料供給管
16 昇圧燃料供給管
17 燃料ガス供給管
18 調圧弁
19 圧力計
20A、20B、20C、20D 昇圧ポンプ駆動装置
21 油圧モータ
22、22A、22B 供給配管
23、23A、23B 排出配管
24、24A、24B 油圧ポンプ
25、25A、25B 電動モータ
26 作動油タンク
27 圧力計
28 回転計
29 電動モータ制御部
30 配線
60 制御部
90 ディーゼルエンジン
HA Hazardous Area
Claims (7)
燃料ガスを液化した液体燃料を貯留する液体燃料タンクと、
前記液体燃料タンクから供給される液体燃料を昇圧する液体ポンプと、
前記液体ポンプにより供給される液体燃料を気化させて前記燃焼室に供給する気化器と、
前記液体ポンプを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータを駆動する油圧ポンプと、
前記油圧モータと前記油圧ポンプとを直接接続し、前記油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記油圧モータに供給する密閉された供給配管と、
前記油圧モータと前記油圧ポンプとを直接接続し、前記油圧モータから排出される全ての作動油を前記油圧ポンプに戻す密閉された排出配管と、
前記油圧ポンプを駆動する電動モータと、
前記電動モータを変速制御することで前記油圧ポンプの回転数を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部と前記電動モータとは配線により接続され、前記電動モータは危険区域に配置され、前記制御部は前記電動モータと離して非危険区域に配置される、燃料ガス供給装置。 A fuel gas supply device for supplying fuel gas into a combustion chamber of a marine diesel engine,
A liquid fuel tank for storing liquid fuel obtained by liquefying fuel gas;
A liquid pump for boosting the liquid fuel supplied from the liquid fuel tank;
A vaporizer that vaporizes liquid fuel supplied by the liquid pump and supplies the vaporized fuel to the combustion chamber;
A hydraulic motor for driving the liquid pump;
A hydraulic pump for driving the hydraulic motor;
A sealed supply pipe that directly connects the hydraulic motor and the hydraulic pump, and supplies all hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the hydraulic motor;
A sealed discharge pipe that directly connects the hydraulic motor and the hydraulic pump and returns all hydraulic fluid discharged from the hydraulic motor to the hydraulic pump;
An electric motor for driving the hydraulic pump;
A control unit for controlling the rotational speed of the hydraulic pump by performing shift control of the electric motor;
Equipped with a,
Wherein said control unit and the electric motor are connected by wires, the electric motor is disposed in hazardous areas, the control unit Ru is disposed in a non-hazardous area away with the electric motor, the fuel gas supply system.
燃料ガスを液化した液体燃料を貯留する液体燃料タンクと、
前記液体燃料タンクから供給される液体燃料を昇圧する液体ポンプと、
前記液体ポンプにより供給される液体燃料を気化させて前記燃焼室に供給する気化器と、
前記液体ポンプを駆動する油圧モータと、
前記油圧モータを駆動する複数の油圧ポンプと、
前記油圧モータと前記複数の油圧ポンプとを直接接続し、前記複数の油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記油圧モータに供給する密閉された供給配管と、
前記油圧モータと前記複数の油圧ポンプとを直接接続し、前記油圧モータから排出される全ての作動油を前記複数の油圧ポンプに戻す密閉された排出配管と、
前記複数の油圧ポンプを駆動する複数の電動モータと、
前記複数の電動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部と前記電動モータとは配線により接続され、前記電動モータは危険区域に配置され、前記制御部は前記電動モータと離して非危険区域に配置され、
前記制御部は、少なくとも一つの電動モータの回転を変速制御することで少なくとも一つの油圧ポンプの回転数を制御し、前記油圧モータの出力を制御する、燃料ガス供給装置。 A fuel gas supply device for supplying fuel gas into a combustion chamber of a marine diesel engine,
A liquid fuel tank for storing liquid fuel obtained by liquefying fuel gas;
A liquid pump for boosting the liquid fuel supplied from the liquid fuel tank;
A vaporizer that vaporizes liquid fuel supplied by the liquid pump and supplies the vaporized fuel to the combustion chamber;
A hydraulic motor for driving the liquid pump;
A plurality of hydraulic pumps for driving the hydraulic motor;
A sealed supply pipe that directly connects the hydraulic motor and the plurality of hydraulic pumps, and supplies all hydraulic oil discharged from the plurality of hydraulic pumps to the hydraulic motor;
A sealed discharge pipe that directly connects the hydraulic motor and the plurality of hydraulic pumps, and returns all the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor to the plurality of hydraulic pumps;
A plurality of electric motors for driving the plurality of hydraulic pumps;
A control unit for controlling the plurality of electric motors;
With
The control unit and the electric motor are connected by wiring, the electric motor is disposed in a dangerous area, the control unit is disposed in a non-hazardous area apart from the electric motor,
The said control part is a fuel gas supply apparatus which controls the rotation speed of at least 1 hydraulic pump by carrying out transmission control of the rotation of at least 1 electric motor, and controls the output of the said hydraulic motor.
前記制御部は、前記圧力計の計測結果に応じて前記電動モータの回転数を制御する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置。 The supply pipe is provided with a pressure gauge for measuring the pressure of the internal hydraulic oil,
The fuel gas supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls the number of revolutions of the electric motor according to a measurement result of the pressure gauge.
前記制御部は、前記回転計の計測結果に応じて前記電動モータの回転数を制御する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置。 A tachometer for measuring the rotation speed of the hydraulic motor;
The said control part is a fuel gas supply apparatus as described in any one of Claims 1-4 which controls the rotation speed of the said electric motor according to the measurement result of the said tachometer.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置。 The control unit is arranged at least 8 meters away from the electric motor ,
The fuel gas supply apparatus as described in any one of Claims 1-5.
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