用于往复式发动机的气体供给系统及安装方法
【专利说明】用于往复式发动机的气体供给系统及安装方法
[0001]本发明涉及用于往复式发动机的气体供给系统。本发明还涉及安装气体供给系统的方法。
[0002]气体操作的往复式发动机使用气体供给阀来向气缸的进气口内供给气体燃料。在进气口内，气体燃料与发动机的助燃空气混合并在之后引导入气缸中。每个进气口设置有自己的气体供给阀。气体燃料可通过气体歧管供给到气体供给阀，该气体歧管与气缸组的气缸的全部气体供给阀相连接。例如，US 2008/0184964A1公开了这样的气体供给系统。
[0003]本发明的目的在于提供一种用于往复式发动机的气体供给系统及安装这种系统的方法。
[0004]本发明的目的可通过根据相应的独立权利要求的气体供给系统和安装方法来实现。
[0005]根据本发明的气体供给系统包括:用于引导助燃空气和气体燃料到发动机的气缸的进气口 ；用于供给气体燃料到进气口的气体供给阀，其中每个进气口设置有自己的气体供给阀；以及围绕气体供给阀的阀壳体。气体供给系统进一步包括分立的气体管线部，所述气体管线部用于引导气体燃料到气体供给阀，每个气体管线部被布置在两个相邻的阀壳体之间，使得气体管线部的一端部在一个阀壳体内而另一端部在另一阀壳体内。
[0006]根据本发明的气体供给系统具有模块化的设计，这种设计使得能够在不同的发动机构造中使用所述系统，例如，在具有不同气缸数的发动机中。因为气体管线部的端部被插入到相邻的阀壳体内，阀壳体支撑气体管线部，并且不需要单独的支架或其他支撑结构。这缩短了气体供给系统的安装时间。气体供给阀保养更容易，因为只有被保养的气体供给阀的阀壳体的盖必须被移除。进一步的，根据本发明的气体供给系统可无焊接结构的实施，这样降低了系统的制造成本并且这是有利的尤其在腐蚀和振动环境中。
[0007]根据本发明的一个实施例，每个阀壳体设置有固定机构，用以将气体管线部的一端部固定于阀壳体内的期望位置。
[0008]根据本发明的另一个实施例，气体管线部包括用于气体燃料的内部气体管线部和用于收集可能泄漏的气体燃料的外部气体管线部，内部气体管线部被布置在外部气体管线部的内部。泄漏空间可设置在内部气体管线部的外表面与外部气体管线部的内表面之间，泄漏空间与阀壳体的内部流动连接。阀壳体可设置有用来测量阀壳体内部的气体燃料含量的传感器。
[0009]根据本发明的一个实施例，每个阀壳体被安装到相应的进气口。
[0010]根据本发明的另一个实施例，连接件被设置在每一个阀壳体的内部以在气体管线部与气体供给阀的入口之间形成流动连接。由于具有连接件，整个气体供给系统可被制成是双壁的。
[0011]在安装气体供给系统的方法中，将第一阀壳体安装到第一进气口，将第一气体管线部的一端部插入到第一阀壳体内，将第二阀壳体安装到第二进气口，该第二阀壳体与第一阀壳体相邻，并且将第一气体管线部从第一阀壳体向外移动并将第一气体管线部的另一端部插入第二阀壳体内，使得第一气体管线部的一端部在第一阀壳体中并且另一端部在第二阀壳体中。
[0012]在安装第二阀壳体之后，可将第二气体管线部的一端部引入第二阀壳体内，将第三阀壳体安装到第三进气口，该第三阀壳体与第二阀壳体相邻，并且将第二气体管线部从第二阀壳体向外移动并将第二气体管线部的另一端部插入到第三阀壳体中以使得第二气体管线部的一端部位于第二阀壳体内而另一端部在第三阀壳体内。
[0013]如果气体管线部包括内部气体管线部和外部气体管线部，则将第一气体管线部的内部气体管线部的一端部和外部气体管线部的一端部插入到第一阀壳体中，将第二阀壳体安装到第二进气口，将内部气体管线部从第一阀壳体向外移动并将内部气体管道的另一端部插入到第二阀壳体中，并且将外部气体管线部从第一阀壳体向外移动并将外部气体管线部的另一端部插入到第二阀壳体内。
[0014]接下来，将参考附图以示例方式描述本发明，在附图中:
[0015]图1示意性的示出了根据本发明的一个实施例的气体供给系统；
[0016]图2示出了图1的气体供给系统的两个相邻阀壳体和设置在所述阀壳体之间的气体管线部；
[0017]图3不出了图2的阀壳体和气体管线部的横截面图；以及
[0018]图4是图2的进气口和阀壳体的横截面图。
[0019]附图中示出了往复式发动机的气体供给系统I。往复式发动机采用气体燃料例如甲烷运行。发动机可以是燃气发动机，该发动机仅采用气体燃料运行。气体燃料与助燃空气在气缸4的进气口 3内混合。一些气体燃料还被注入预燃室，在那里被火花塞点燃。来自预燃室的火焰点燃气缸4中的气体/空气混合物。可选地，发动机可以是所谓的双燃料发动机，该发动机可以采用两种模式运行。在液体燃料模式下，液体燃料(例如柴油或重燃油)作为燃烧期间唯一的能量源被直接地注入发动机的气缸4。在气体模式(或双燃料模式)下，气体燃料与助燃空气在气缸4的进气口 3内混合并且少量的液态引燃燃料被注入气缸4以点燃气体混合物和气体燃料。典型地，在气体模式下消耗的引燃燃料少于总燃料消耗的5%。
[0020]发动机是大型往复式发动机，该发动机在船舶和/或用于发电和/或发热的动力厂可被用作主要和/或辅助发动机。发动机是中速四冲程发动机。然而，本发明还可应用于高速发动机。发动机的转速典型的为300至1500rpm。发动机的气缸4可以以单列布置或者以V形构造双列布置。在图1的实施例中，气缸4以单列布置。发动机可以设置有涡轮增压器。
[0021]发动机包括用来存储助燃空气的储气罐17。发动机进一步包括用于从气体源20(例如气罐)传导气体燃料到气缸4的气体供给系统1，气体供给系统I包括用于将来自储气罐17的助燃空气并将气体燃料传导到气缸4的进气口 3。每一个气缸4设置有自己的进气口 3。如果发动机的每一个气缸4设置有多于一个进气阀，每个进气口 3可被分成两个或更多个通向进气阀的分支。进气口3的一部分布置在气缸盖内部。气体供给系统I进一步包括用于输送气体燃料到进气口 3中的气体供给阀2。每个进气口 3设有自己的气体供给阀2。气体供给阀2安装到进气口 3。进一步的，每个气体供给阀2都被单独的阀壳体5围绕。阀壳体5也安装到进气口 3。气体供给阀2和围绕的阀壳体5因而极为贴近进气口3。阀壳体5设置有可拆除的盖6。
[0022]气体供给系统I包括单独的气体管线部7，用于引导气体燃料到气体供给阀2。每个气体管线部7被布置在两个相邻的阀壳体5之间。气体管线部7可被布置在同一气缸列的气缸4的相邻阀壳体5之间。气体管线部7的一端部被插入到阀壳体5中而另一端部被插入相邻的阀壳体5。阀壳体5包括两个开口 11，气体管线部7可穿过该开口 11插入到阀壳体5中。开口 11位于阀壳体5的相反侧。开口 11可以具有公共中心轴线26。相邻的阀壳体5的开口 11相互面对。气体管线部7的中心轴线27是笔直的。
[0023]连接件14被放置在阀壳体5中。连接件14在插入所述阀壳体5的两个气体管线部7之间形成流动连接。自然地，在气缸列端部的那些阀壳体5中，只有一个气体管线部7插入到阀壳体5。然而，相似的部件可被用于从气体源20供应气体到该气缸列的第一气缸4的气体供给阀2。连接件14也在所述气体管线部7与气体供给阀2的入口之间形成流动连接。由于设置在阀壳体5内的连接件14，整个气体供应系统都是双壁的。连接件14包括环形法兰21，气体供给阀2借助该法兰被安装到进气口 3。在气体管线的末端，连接件14的一端部可被连接到放出管线，在发动机不运行时，气体可通过放出管线从系统移除。放出管线可以被设计成使得气缸列的最后一个气缸4的阀壳体5和连接件14可与其他气缸4的部件5、14完全相同。
[0024]气体管线部7包括用于气体燃料的内部气体管线部9和用于收集可能泄漏的气体燃料的外部气体管线部10。内部气体管线部9设置在气体管线部10内部。泄漏空间13设置在内部气体管线部9的外表面和外部气体管线部10的内表面之间。泄漏空间13与阀壳体5的内部18处于流动连接。阀壳体5可以设置有传感器19以测量阀壳体5的内部18中的气体燃料的含量。因此，来自内部气体管线部9的可能燃料泄漏可被检测到。
[0025]阀壳体5设置有用于将气体管线部7的端部固定在阀壳体5内的期望位置的固定机构。当所述气体管线部7的端部被从固定机构释放时，气体管线部7能够被更深入地移动到阀壳体5内。该固定机构可被安装到阀壳体5的盖6。
[0026]在附图所示出的实施例中，所述固定机构包括用于将内部气体管线部9的端部固定在阀壳体5内的期望位置的第一机构。第一机构由可附接至连接件14的固定元件22构成。内部气体管线部9的外表面设置有槽12并且固定元件22设置有凸起23，凸起23与槽12接合并因此将内部气体管线部9的端部固定就位。固定机构还包括用于将外部气体管线部10的端部固定在阀壳体5内的期望位置的第二机构。外部气体管线部10设置有第二槽15并且阀壳体的盖6设置有凸起16，凸起16插入第二槽15并因此将外部气体管线部10的端部固定就位。
[0027]在附图所示的实施例中，连接件14在插入阀壳