[發(fā)明專利]燃?xì)獍l(fā)動機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510067405.1
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN104727982B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 村田聰;岡勝
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會社
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02M21/06;F02D19/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 雒運樸

本申請是申請日為2012年3月15日、申請?zhí)枮?01280002387.3、發(fā)明名稱為“燃?xì)獍l(fā)動機(jī)”的專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于例如船舶的主發(fā)動機(jī)或發(fā)電機(jī)驅(qū)動發(fā)動機(jī)等、以天然氣等的氣體燃料為燃料而運轉(zhuǎn)的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)

以往，以液化天然氣(以下，稱為“LNG”)所氣化的天然氣為燃料而運轉(zhuǎn)的柴油機(jī)存在多種。近年來，作為現(xiàn)存的改善燃油低速柴油主發(fā)動機(jī)的環(huán)境排出性能的對策，高壓氣體噴射型低速兩沖程柴油機(jī)(以下，稱為“SSD-GI”)引起注目。與以往的LNG利用熱發(fā)動機(jī)(例如蒸氣渦輪等)相比，該SSD-GI是高熱效率及高響應(yīng)性的發(fā)動機(jī)，且是能夠進(jìn)行低速的輸出的發(fā)動機(jī)，能夠與螺旋槳直接連結(jié)而進(jìn)行驅(qū)動。

然而，在以天然氣為燃料的SSD-GI的情況下，與具有實際成績的燃油的柴油機(jī)不同，將天然氣以高壓(約150～300bar)供給到燃燒室內(nèi)的高壓噴射技術(shù)不成熟，還未發(fā)現(xiàn)與LNG燃料供給相關(guān)的確立的技術(shù)。

以往，在將SSD-GI作為LNG船的主發(fā)動機(jī)候補(bǔ)時，研究了利用多級氣體壓縮機(jī)對于大致大氣壓的蒸發(fā)氣體(以下，稱為“BOG”)進(jìn)行壓縮，然后，在壓縮過程或壓縮后對BOG進(jìn)行冷卻而使用于發(fā)動機(jī)燃料的方法。然而，對BOG進(jìn)行壓縮及冷卻的方法的缺點是需要大規(guī)模的設(shè)備，而且消耗較大的動力。

需要說明的是，作為LNG運輸船的推進(jìn)發(fā)動機(jī)，例如有下述的專利文獻(xiàn)1(參照專利文獻(xiàn)1的圖7等)記載那樣利用低壓及高壓的壓縮機(jī)對氣罐內(nèi)的BOG進(jìn)行兩級壓縮而導(dǎo)入到發(fā)動機(jī)室內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

另一方面，在LNG船中實現(xiàn)BOG的再液化系統(tǒng)的近年來，不將BOG作為燃料而能夠進(jìn)行液化保存。因此，從BOG的有效利用的觀點出發(fā)，在以往的LNG船中，對于以BOG為燃料的方法付出了努力，但是在以LNG為主發(fā)動機(jī)的主燃料的情況下，這一點的障礙得以消除。而且，在LNG船以外的船舶中以LNG為燃料時，由于使用加壓方式的LNG罐而不需要BOG處理。

從這種背景出發(fā)，在近年來的船舶中，作為主發(fā)動機(jī)等的燃料而具有良好的環(huán)境排出性能的LNG的使用引起注目，與LNG的使用方法等相關(guān)的各種研究開發(fā)變得活躍。

而且，作為高壓噴射天然氣而進(jìn)行燃料供給的方法，考慮了對LNG進(jìn)行高壓化然后進(jìn)行加熱·氣化的方法。這種LNG的高壓化通常使用往復(fù)泵進(jìn)行升壓。該往復(fù)泵由于旋轉(zhuǎn)速度為300rpm左右，因此與一般的電動機(jī)速度的旋轉(zhuǎn)速度即1800～3600rpm相比，成為相當(dāng)?shù)偷乃俣取Ｒ虼耍诶秒妱訖C(jī)來驅(qū)動往復(fù)泵時，需要減速至往復(fù)泵的旋轉(zhuǎn)速度的機(jī)構(gòu)。

另外，作為在往復(fù)泵的運轉(zhuǎn)中使用的一般的減速機(jī)構(gòu)，已知有齒輪方式或滑輪方式。齒輪方式的減速機(jī)構(gòu)是將齒數(shù)不同的多個齒輪組合的減速機(jī)構(gòu)，滑輪方式的減速機(jī)構(gòu)是使由V傳送帶連結(jié)的大小的輪旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，在液化氣體的再氣體化設(shè)備中，例如下述的專利文獻(xiàn)2公開那樣，利用泵使從儲存罐內(nèi)取出的液化氣體的壓力以液體的狀態(tài)進(jìn)行升壓而實現(xiàn)高壓化。

另外，在近年來的船舶用柴油機(jī)中，為了應(yīng)對世界性的對船舶用發(fā)動機(jī)的廢氣限制強(qiáng)化，而開發(fā)出了在氮氧化物減少等環(huán)境應(yīng)對方面有效的電子控制發(fā)動機(jī)。該電子控制發(fā)動機(jī)是對于燃料噴射系統(tǒng)、排氣動閥系統(tǒng)、起動系統(tǒng)及工作缸注油系統(tǒng)的至少一部分實現(xiàn)了以往的基于凸輪軸的驅(qū)動的電子控制化的發(fā)動機(jī)，采取利用控制器和電磁閥來控制高壓工作油并驅(qū)動發(fā)動機(jī)的各裝置的方式。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平9-209788號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-204026號公報

發(fā)明的概要

發(fā)明要解決的課題

如上述那樣，在近年來的船舶中，作為主發(fā)動機(jī)的燃料而LNG的關(guān)注度不斷增加，但是用于將天然氣以高壓噴射到燃燒室內(nèi)的高壓氣體供給技術(shù)還未確立。并且，為了將天然氣作為發(fā)動機(jī)燃料進(jìn)行高壓噴射，考慮需要進(jìn)行基于往復(fù)式泵的LNG的高壓化，并指出了與往復(fù)式泵的驅(qū)動控制相關(guān)的下述的問題。即，若采取使用電動機(jī)作為往復(fù)泵的驅(qū)動源并介有減速機(jī)構(gòu)而減速至往復(fù)泵的旋轉(zhuǎn)速度的運轉(zhuǎn)方式時，關(guān)于減速機(jī)構(gòu)或電動機(jī)，會產(chǎn)生下述的問題。

第一問題關(guān)于往復(fù)式泵的電動機(jī)驅(qū)動所需的機(jī)械性的減速機(jī)構(gòu)。

具體而言，齒輪方式的減速機(jī)構(gòu)中，預(yù)想到來自往復(fù)泵側(cè)的轉(zhuǎn)矩變動會對齒輪齒面或齒根造成損傷。因此，當(dāng)考慮到對于長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)的耐久性時，需要考慮用于對轉(zhuǎn)矩變動進(jìn)行緩沖的彈性接頭或慣性輪等聯(lián)接器。