Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MARINE DIESEL ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/087788
Kind Code:
A1
Abstract:
A marine diesel engine having superchargers, in which, when the superchargers are switched from single operation to parallel operation or from parallel operation to single operation, surging of a supercharger that is started up or stopped is prevented. The marine diesel engine has an exhaust pipe (L2) for connecting between an exhaust manifold (6) mounted on an engine body (2) and a turbine section (4a), a turbine inlet valve (10) connected to the middle of the exhaust pipe (L2), an air supply pipe (L4) for connecting between a compressor section (4b) and an air supply manifold (7) mounted on the engine body (2), a check valve (11) connected to the middle of the air supply pipe (L4) and becomes an open state when the exit pressure of the compressor section (4b) is not less than the exit pressure of a compressor (3b), an air release pipe (L9) having one end connected to the air supply pipe (L4) at its middle portion between the compressor section (4b) and the check valve (11), and an air release valve (12) connected to the middle of the air release pipe (L9).

Inventors:
SHIRAISHI KEIICHI (JP)
TESHIMA TAKANORI (JP)
ASHIDA TAKUMA (JP)
NISHIJIMA TAKANORI (JP)
NOMURA SHINJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/063656
Publication Date:
July 16, 2009
Filing Date:
July 30, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MITSUBISHI HEAVY IND LTD (JP)
TSUNEISHI HOLDINGS CORP (JP)
HITACHI SHIPBUILDING ENG CO (JP)
SHIRAISHI KEIICHI (JP)
TESHIMA TAKANORI (JP)
ASHIDA TAKUMA (JP)
NISHIJIMA TAKANORI (JP)
NOMURA SHINJI (JP)
International Classes:
F02B37/02; F02B37/007; F02B37/16; F02B37/22
Foreign References:
JPH03199626A1991-08-30
JPH01315614A1989-12-20
JPH02298628A1990-12-11
Other References:
See also references of EP 2228523A4
Attorney, Agent or Firm:
FUJITA, Takaharu et al. (3-1 Minatomirai 3-chome, Nishi-ku, Yokohama-sh, Kanagawa 12, JP)
Download PDF:
Claims:
 一台のエンジン本体と、
 前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、常に運転状態とされる少なくとも一台の主排気タービン過給機と、
 前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、停止状態、または前記主排気タービン過給機と並列運転状態とされる少なくとも一台の副排気タービン過給機とを備えた舶用ディーゼル機関であって、
 前記エンジン本体に搭載された排気マニホールドと、前記副排気タービン過給機のタービン部とを連通する排気管と、
 前記排気管の途中に接続されたタービン入口弁と、
 前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記エンジン本体に搭載された給気マニホールドとを連通する給気管と、
 前記給気管の途中に接続され、前記副排気タービン過給機の前記コンプレッサ部の出口圧力が、前記給気マニホールドの圧力以上のときに開状態となる逆止弁と、
 前記給気管の途中で、前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記逆止弁との間にその一端が接続された空気放出管と、
 前記空気放出管の途中に接続された空気放出弁とを備えてなることを特徴とする舶用ディーゼル機関。
 一台のエンジン本体と、
 前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、常に運転状態とされる少なくとも一台の主排気タービン過給機と、
 前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、停止状態とされるか、あるいは前記主排気タービン過給機と並列運転状態とされる少なくとも一台の副排気タービン過給機とを備え、
 前記エンジン本体に搭載された排気マニホールドと、前記副排気タービン過給機のタービン部とを連通する排気管と、
 前記排気管の途中に接続されたタービン入口弁と、
 前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記エンジン本体に搭載された給気マニホールドとを連通する給気管と、
 前記給気管の途中に接続され、前記副排気タービン過給機の前記コンプレッサ部の出口圧力が、前記給気マニホールドの圧力以上のときに開状態となる逆止弁と、
 前記給気管の途中で、前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記逆止弁との間にその一端が接続された空気放出管と、
 前記空気放出管の途中に接続された空気放出弁とを備えた舶用ディーゼル機関の運転方法であって、
 前記副排気タービン過給機の起動時には、前記空気放出弁を予め開放しておき、つぎに前記タービン入口弁を開けた後、前記空気放出弁を徐々に閉めていき、
 前記副排気タービン過給機の停止時には、前記空気放出弁を徐々に開けていき、つぎに前記タービン入口弁を閉めるようにしたことを特徴とする舶用ディーゼル機関の運転方法。
Description:
舶用ディーゼル機関

 本発明は、舶用ディーゼル機関に関し、 に、排気を利用して給気を昇圧させる過給 を複数備えた舶用ディーゼル機関に関する のである。

 商船の運航形態として、主機関での燃料消 量を削減するため、また運航スケジュール 調整のために常用の航海速力から幾らか減 して運航する場合がある。こういった場合 は主機関の負荷を常用航海負荷から幾らか げて運航する必要があるが、通常の過給機 1台のみ装備する場合は、広域な主機関負荷 において最適な過給機効率を得ることは困難 である。そこで、複数の過給機を装備し、こ れらの運転台数を制御することにより、広域 な主機関負荷において最適な過給機効率が得 られるため、通常の過給機1台のみの場合と べ燃料消費量を削減することが可能となり 結果、商船の運航採算向上および環境負荷 減に寄与することが可能となる。このよう 過給機を複数備えた舶用ディーゼル機関と ては、例えば、特許文献1に開示されたもの 知られている。

特開昭60-166716号公報

 しかしながら、上記特許文献1に開示され た舶用ディーゼル機関では、No.2過給機2の起 に際して弁bを開放すると、No.1過給機1のブ ア1B(より詳しくは、掃気室3)からNo.2過給機2 のブロア2Bに向かって逆流現象が発生し、No.2 過給機2をスムーズに回転(起動)させることが できず、No.2過給機2にサージングが発生して まうといった問題点があった。

 本発明は、上記の事情に鑑みてなされた ので、過給機を複数備えた舶用ディーゼル 関において、過給機を単独運転から並列運 させる際、あるいは並列運転から単独運転 せる際に、常に運転状態にある過給機のコ プレッサ部から起動または停止される過給 のコンプレッサ部への逆流現象を防止する とができ、起動または停止される過給機を ムーズに起動または停止させることができ 、起動または停止される過給機のサージン を防止することができる舶用ディーゼル機 を提供することを目的とする。

 本発明は、上記課題を解決するため、以下 手段を採用した。
 本発明に係る舶用ディーゼル機関は、一台 エンジン本体と、前記エンジン本体から導 れた排気ガスによって駆動されるタービン と、このタービン部により駆動されて前記 ンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ とを有し、前記エンジン本体の運転中、常 運転状態とされる少なくとも一台の主排気 ービン過給機と、前記エンジン本体から導 れた排気ガスによって駆動されるタービン と、このタービン部により駆動されて前記 ンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ とを有し、前記エンジン本体の運転中、停 状態、または前記主排気タービン過給機と 列運転状態とされる少なくとも一台の副排 タービン過給機とを備えた舶用ディーゼル 関であって、前記エンジン本体に搭載され 排気マニホールドと、前記副排気タービン 給機のタービン部とを連通する排気管と、 記排気管の途中に接続されたタービン入口 と、前記副排気タービン過給機のコンプレ サ部と前記エンジン本体に搭載された給気 ニホールドとを連通する給気管と、前記給 管の途中に接続され、前記副排気タービン 給機の前記コンプレッサ部の出口圧力が、 記給気マニホールドの圧力以上のときに開 態となる逆止弁と、前記給気管の途中で、 記副排気タービン過給機のコンプレッサ部 前記逆止弁との間にその一端が接続された 気放出管と、前記空気放出管の途中に接続 れた空気放出弁とを備えている。

 また、本発明に係る舶用ディーゼル機関 運転方法は、一台のエンジン本体と、前記 ンジン本体から導かれた排気ガスによって 動されるタービン部と、このタービン部に り駆動されて前記エンジン本体に外気を圧 するコンプレッサ部とを有し、前記エンジ 本体の運転中、常に運転状態とされる少な とも一台の主排気タービン過給機と、前記 ンジン本体から導かれた排気ガスによって 動されるタービン部と、このタービン部に り駆動されて前記エンジン本体に外気を圧 するコンプレッサ部とを有し、前記エンジ 本体の運転中、停止状態とされるか、ある は前記主排気タービン過給機と並列運転状 とされる少なくとも一台の副排気タービン 給機とを備え、前記エンジン本体に搭載さ た排気マニホールドと、前記副排気タービ 過給機のタービン部とを連通する排気管と 前記排気管の途中に接続されたタービン入 弁と、前記副排気タービン過給機のコンプ ッサ部と前記エンジン本体に搭載された給 マニホールドとを連通する給気管と、前記 気管の途中に接続され、前記副排気タービ 過給機の前記コンプレッサ部の出口圧力が 前記給気マニホールド圧力以上のときに開 態となる逆止弁と、前記給気管の途中で、 記副排気タービン過給機のコンプレッサ部 前記逆止弁との間にその一端が接続された 気放出管と、前記空気放出管の途中に接続 れた空気放出弁とを備えた舶用ディーゼル 関の運転方法であって、前記副排気タービ 過給機の起動時には、前記空気放出弁を予 開放しておき、つぎに前記タービン入口弁 開けた後、前記空気放出弁を徐々に閉めて き、前記副排気タービン過給機の停止時に 、前記空気放出弁を徐々に開けていき、つ に前記タービン入口弁を徐々に閉めていく うにした。

 本発明に係る舶用ディーゼル機関または本 明に係る舶用ディーゼル機関の運転方法に れば、給気管に設けられた逆止弁は、例え 、副排気タービン過給機を起動して、副排 タービン過給機のコンプレッサ部の出口圧 が、給気マニホールドの圧力以上になると 放(全開)することとなる。
 これにより、副排気タービン過給機の起動 における給気マニホールドから副排気ター ン過給機のコンプレッサ部への逆流現象を 止することができ、副排気タービン過給機 スムーズに回転(起動)させることができて 副排気タービン過給機のサージングを防止 ることができる。

 また、本発明に係る舶用ディーゼル機関ま は本発明に係る舶用ディーゼル機関の運転 法によれば、給気管に設けられた逆止弁は 例えば、空気放出弁を開いてゆき、副排気 ービン過給機のコンプレッサ部の出口圧力 、給気マニホールドの圧力よりも低くなる 閉塞(全閉)するようになっている。
 これにより、副排気タービン過給機の停止 における給気マニホールドから副排気ター ン過給機のコンプレッサ部への逆流現象を 止することができ、副排気タービン過給機 スムーズに回転(停止)させることができて 副排気タービン過給機のサージングを防止 ることができる。

 本発明に係る舶用ディーゼル機関によれ 、過給機を単独運転から並列運転させる際 あるいは並列運転から単独運転させる際に 常に運転状態にある過給機のコンプレッサ から起動または停止される過給機のコンプ ッサ部への逆流現象を防止することができ 起動または停止される過給機をスムーズに 動または停止させることができて、起動ま は停止される過給機のサージングを防止す ことができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る舶用ディー ル機関の概略構成図である。 本発明に係る舶用ディーゼル機関の作 効果を説明するためのグラフである。 本発明に係る舶用ディーゼル機関の作 効果を説明するためのグラフである。

 以下、本発明に係る舶用ディーゼル機関の 実施形態について、図1から図3を参照しな ら説明する。
 図1は本実施形態に係る舶用ディーゼル機関 の概略構成図、図2および図3は本発明に係る 用ディーゼル機関の作用効果を説明するた のグラフである。

 図1に示すように、本実施形態に係る舶用デ ィーゼル機関1は、ディーゼルエンジン本体( えば、低速2サイクルディーゼル機関)2と、 1の排気タービン過給機(主排気タービン過 機)3と、第2の排気タービン過給機(副排気タ ビン過給機)4とを備えている。
 ディーゼルエンジン本体(以下「エンジン本 体」という。)2を構成するクランク軸(図示せ ず)には、プロペラ軸(図示せず)を介してスク リュープロペラ(図示せず)が直接的または間 的に取り付けられている。また、エンジン 体2には、シリンダライナ(図示せず)、シリ ダカバー(図示せず)等からなるシリンダ部5 設けられており、各シリンダ部5内には、ク ランク軸と連結されたピストン(図示せず)が 置されている。さらに、各シリンダ部5の排 気ポート(図示せず)は、排気マニホールド6と 接続されており、排気マニホールド6は、第1 排気管L1を介して第1の排気タービン過給機( 以下、「過給機A」という。)3のタービン部3a 入口側と接続され、第2の排気管L2を介して 2の排気タービン過給機(以下、「過給機B」 いう。)4のタービン部4aの入口側と接続され ている。一方、各シリンダ部5の給気ポート( 示せず)は、給気マニホールド7と接続され おり、給気マニホールド7は、第1の給気管L3 介して過給機A3のコンプレッサ部3bと接続さ れ、第2の給気管L4を介して過給機B4のコンプ ッサ部4bと接続されている。

 過給機A3は、第1の排気管L1を介してエンジ 本体2から導かれた排気ガス(燃焼ガス)によ て駆動されるタービン部3aと、このタービン 部3aにより駆動されてエンジン本体2に外気を 圧送するコンプレッサ部3bと、これらタービ 部3aとコンプレッサ部3bとの間に設けられて これらを支持するケーシング(図示せず)とを たる要素として構成されたものである。
 
また、ケーシングには、一端部をタービン部 3a側に突出させ、他端部をコンプレッサ部3b 突出させた回転軸3cが挿通されている。回転 軸3cの一端部は、タービン部3aを構成するタ ビン・ロータ(図示せず)のタービン・ディス ク(図示せず)に取り付けられており、回転軸3 cの他端部は、コンプレッサ部3bを構成するコ ンプレッサ羽根車(図示せず)のハブ(図示せず )に取り付けられている。

 過給機B4は、第2の排気管L2を介してエンジ 本体2から導かれた排気ガス(燃焼ガス)によ て駆動されるタービン部4aと、このタービン 部4aにより駆動されてエンジン本体2に外気を 圧送するコンプレッサ部4bと、これらタービ 部4aとコンプレッサ部4bとの間に設けられて これらを支持するケーシング(図示せず)とを たる要素として構成されたものである。
 また、ケーシングには、一端部をタービン 4a側に突出させ、他端部をコンプレッサ部4b に突出させた回転軸4cが挿通されている。回 軸4cの一端部は、タービン部4aを構成するタ ービン・ロータ(図示せず)のタービン・ディ ク(図示せず)に取り付けられており、回転 4cの他端部は、コンプレッサ部4bを構成する ンプレッサ羽根車(図示せず)のハブ(図示せ )に取り付けられている。
 そして、タービン部3a,4aを通過した排気ガ はそれぞれ、タービン部3a,4aの出口側に接続 された排気管L5,L6を介してファンネル(図示せ ず)に導かれた後、船外に排出されるように っている。

 コンプレッサ部3b,4bの入口側に接続され 給気管L7,L8にはそれぞれ、消音器(図示せず) 配置されており、この消音器を通過した外 が、コンプレッサ部3b,4bにそれぞれ導かれ ようになっている。また、コンプレッサ部3b ,4bの出口側に接続された給気管L3,L4の途中に 、空気冷却器(インタークーラ)8,9や図示し いサージタンク等が接続されており、コン レッサ部3b,4bを通過した外気は、これら空気 冷却器8,9やサージタンク等を通過した後、エ ンジン本体2の給気マニホールド7に供給され ようになっている。

 さて、本実施形態に係る舶用ディーゼル 関1の第2の排気管L2の途中には、タービン入 口弁10が接続され、第2の給気管L4(より詳しく は、コンプレッサ部4bと空気冷却器9とを結ぶ 第2の給気管L4)の途中には、逆止弁11が接続さ れており、逆止弁11の上流側に位置する第2の 給気管L4(より詳しくは、コンプレッサ部4bと 止弁11とを結ぶ第2の給気管L4)の途中には、 気放出管L9の一端が接続されている。空気 出管L9の他端は、排気管L6またはファンネル 途中に接続されており、空気放出管L9を通 した外気は、排気ガスとともに船外に排出 れるようになっている。また、空気放出管L9 の途中には、空気放出弁12が接続されている

 そして、タービン入口弁10および空気放出 12はそれぞれ、過給機A3を単独運転させてい 状態から、過給機B4を起動して、過給機A3と 過給機B4とを並列運転させるとき、あるいは 給機A3と過給機B4とを並列運転させている状 態から、過給機B4を停止して、過給機A3を単 運転させるときに手動で、または自動的に 閉される。
 すなわち、図2に示すように、過給機A3を単 運転させている状態から、過給機B4を起動 て、過給機A3と過給機B4とを並列運転させる きには、タービン入口弁10を開放し(全開と )、予め開放しておいた空気放出弁12を徐々 閉めていく。そして、空気放出弁12を徐々 閉めていくことにより、過給機A3および過給 機B4のコンプレッサ出口圧力が徐々に上昇し 過給機A3および過給機B4のコンプレッサ出口 圧力が所定の圧力までそれぞれ高められるこ ととなる。
 なお、逆止弁11は、過給機B4のコンプレッサ 出口圧力が、給気マニホールド7の圧力以上 なるか、あるいは給気マニホールド7の圧力 略等しくなると開放(全開)するようになっ いる。

 一方、図3に示すように、過給機A3と過給機B 4とを並列運転させている状態から、過給機B4 を停止して、過給機A3を単独運転させるとき は、空気放出弁12を徐々に開放し(全開とし) 、給気マニホールド7の圧力が、過給機B4のコ ンプレッサ出口圧力(コンプレッサ部4bの出口 圧力)よりも高くなるようにした後、タービ 入口弁10を閉めていく。そして、タービン入 口弁10を閉めていくことにより、過給機B4の ンプレッサ出口圧力が徐々に低下して0(零) なり、過給機B4が停止する。
 なお、逆止弁11は、過給機B4のコンプレッサ 出口圧力が、給気マニホールド7の圧力より 低くなるか、あるいは給気マニホールド7の 力よりも所定の圧力低くなると閉塞(全閉) るようになっている。

 本実施形態に係る舶用ディーゼル機関1によ れば、第2の給気管L4に設けられた逆止弁11は 過給機B4を起動して、過給機B4のコンプレッ サ出口圧力(コンプレッサ部4bの出口圧力)が 給気マニホールド7の圧力以上になるか、あ いは給気マニホールド7の圧力と略等しくな ると開放(全開)するようになっている。すな ち、過給機B4の起動時において、第2の給気 L4に設けられた逆止弁11は、過給機B4のコン レッサ出口圧力と給気マニホールド7の圧力 との圧力差がなくなって、あるいは僅少とな ってから開くようになっている。
 これにより、過給機B4の起動時における給 マニホールド7からコンプレッサ部4bへの逆 現象を防止する、あるいは大幅に低減させ ことができ、過給機B4(の回転軸4c)をスムー に回転(起動)させることができて、過給機B4 サージングを防止することができる。

 また、本実施形態に係る舶用ディーゼル機 1によれば、第2の給気管L4に設けられた逆止 弁11は、空気放出弁12を開けていき、過給機B4 のコンプレッサ出口圧力(コンプレッサ部4bの 出口圧力)が、給気マニホールド7の圧力より 低くなるか、あるいは給気マニホールド7の 圧力よりも所定の圧力低くなると閉塞(全閉) るようになっている。すなわち、過給機B4 停止時において、第2の給気管L4に設けられ 逆止弁11は、過給機B4のコンプレッサ出口圧 と給気マニホールド7の圧力との圧力差が所 定の圧力よりも大きくなると閉まるようにな っている。
 これにより、過給機B4の停止時における給 マニホールド7からコンプレッサ部4bへの逆 現象を防止する、あるいは大幅に低減させ ことができ、過給機B4(の回転軸4c)をスムー に回転(停止)させることができて、過給機B4 サージングを防止することができる。

 なお、上述した実施形態では、過給機A3 よび過給機B4をそれぞれ一台ずつ具備した舶 用ディーゼル機関について説明したが、本発 明はこれに限定されるものではなく、過給機 A3を2台以上および/または過給機B4を2台以上 備した舶用ディーゼル機関にも適用するこ ができる。