[发明专利]内燃机和供给气态燃料给这种机器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，该内燃机具有用于引燃燃料的至少一个第一燃料储存装置、用于液化气体燃料的至少一个第二燃料储存装置、燃料供给系统和用于喷射引燃燃料和喷射气态气体燃料的喷射系统，所述燃料供给系统具有引燃燃料泵和用于以至少200巴的压强提供气体的气体燃料泵，所述气体燃料泵至少部分地位于所述至少一个第二燃料储存装置中并且通过高压气体管道与喷射系统连接，所述高压气体管道具有用于将液化气体燃料蒸发成气态气体燃料的至少一个换热器。

背景技术

DK PA200900434公开了一种内燃机，其中气体燃料泵输送液化气体燃料，而换热器供应周边空气形式的热媒，而且在换热器的下游，冷却后的空气被输送至内燃机上涡轮增压器的压缩器入口。作为替换实施例，建议热媒取自压缩器的空气出口，在空气出口由于压缩作用空气更热。

EP1990272B1描述了用于具有LNG储存箱的LNG运输舰中的内燃机的燃料气体供应系统。第一泵安装在LNG储存箱中或者在箱外部附近并且在泵出口处执行对LNG的初始压缩，压缩至大约27巴的压强。接着LNG经过换热器，并且在其出口处，LNG具有约–100℃的温度和约27巴的压强。在换热器的下流处，LNG在第二泵中被加压至约250巴的压强并且通过第二换热器并传递至内燃机的喷射系统，作为液体LNG。将来自第二燃料储存装置的上部分并且回到在第二燃料储存装置的下部分的一侧的汽化气体供应至第一换热器。压缩器和冷却器位于汽化气体管线中换热器上游。在换热器的下游，汽化气体是液体。管线中的压强控制阀膨胀管线中的压强以与第二燃料储存装置中的压强加上储存器中LNG的液体容积的头部的压强对应。

发明内容

本发明的一个目的在于改善内燃机工作时的能量利用。

为此，根据本发明的内燃机的特征在于，在第一热媒流动路径中，用于来自第二燃料储存装置的汽化气体的出口管线经由压缩器装置连接至换热器，所述第一热媒流动路径具有在换热器上与入口管线连接的出口，该入口管线向下延伸通过第二燃料储存装置的上部分至位于所述至少一个第二燃料储存装置中的至少一个膨胀喷嘴装置。

高压气体管道在200巴以上的压强条件下将液态LNG输送至换热器，并且汽化气体被用作第一热媒以温热气体燃料。通过温热气体燃料，汽化气体本身被冷却，并且当汽化气体被压缩时，换热器的上游可以膨胀汽化气体并且因而更加地冷却它。离开换热器的汽化气体经由入口管线被输送至第二燃料储存装置，而在第二燃料储存装置内气体压强的膨胀造成第二燃料储存装置内汽化气体的冷却。

在一个实施例中，所述至少一个换热器具有连接至液体源的至少一个第二热媒流动路径，诸如在船上的空调系统中的流体回路、船上的水冷器、冷冻器中的冷却流体回路、或者内燃机的油冷却器或进气冷却器。液体源输送热至气体燃料并且同时自身被冷却，因此避免通过通常耗电的其它装置进行冷却。

在一个实施例中，所述至少一个换热器具有连接至气态源的至少一个第三热媒流动路径，诸如连接至内燃机的进气流动路径。可以在没有任何第二热媒流动路径的情况下应用第三热媒流动路径。气态源输送热至气体燃料并且同时自身被冷却，因此有利地获得降低发动机的具体燃料消耗率（每产生一个kWh所消耗的燃料质量）的冷却状态，或者仅避免通过通常耗电的其它装置进行冷却。

在结合之前两个实施例的优点的实施例中，所述至少一个换热器具有连接至液体源的至少一个第二热媒流动路径和连接至气态源的至少一个第三热媒流动路径。

在一个实施例中，位于第二燃料气体储存装置中的气体燃料泵具有两级，其中第一级是启动泵进料级而第二级是离心泵压力级。活塞泵进料级的优点是允许离心泵安装在距离第二燃料气体存储装置内壁一定距离处并且还能将几乎所有液态LNG泵送到储存装置之外，原因在于活塞泵进料级可以将LNG经由具有靠近储存装置底部的入口的吸入管线从储存装置底部汲取LNG。

另一方面，本发明涉及一种用于以至少200巴的压强将喷射系统中的气态气体燃料供应给内燃机的方法，所述内燃机包括用于引燃燃料的至少一个第一燃料储存装置和用于液化气体燃料的至少一个第二燃料储存装置，所述喷射系统用于喷射引燃燃料和喷射气态气体燃料，气体燃料泵至少部分地位于所述至少一个第二燃料储存装置中并且通过高压气体管道与喷射系统连接，所述高压气体管道具有用于将液化气体燃料蒸发成气态气体燃料的至少一个换热器。