船用发动机制造技术

本发明专利技术提供一种船用发动机。该船用发动机在以高负荷在海域航行的场景和以低负荷在海域航行的场景中使用，在以高负荷在海域航行的场景中，能够提高氨等代用燃料的比率，即提高所谓的“混烧率”，并且在以低负荷在海域航行的场景中，能够抑制氮氧化物(N0x)的产生，提高排气性能。在判断为船舶所在的海域是以高负荷航行的海域的情况下，在S3中，使发动机(1)以混合燃烧模式运转。之后，转移到S4，使燃烧室温度上升单元工作。另一方面，在判断为船舶所在的海域是以低负荷航行的海域的情况下，在S5中，使发动机(1)以通常燃烧模式运转。之后，转移到S6，使燃烧室温度上升单元停止。使燃烧室温度上升单元停止。使燃烧室温度上升单元停止。

【技术实现步骤摘要】
船用发动机


[0001]本专利技术涉及一种用于船舶的船用发动机。特别涉及一种还能够使氨等代用燃料与以往的化石燃料一起燃烧的船用发动机。

技术介绍

[0002]近年来，由于全球变暖等原因，要求实现二氧化碳等温室效应气体(Greenhouse gas)的排出量为零的所谓的零排放。因此，即使燃烧也不产生二氧化碳等温室效应气体的氨等代用燃料备受关注。但是，与化石燃料相比难以燃烧的氨等代用燃料难以进行仅使氨等燃烧的“单一燃烧”。
[0003]因此，考虑使氨等与柴油燃料等化石燃料一起燃烧的所谓“混合燃烧”的船用发动机等。
[0004]例如，在下述专利文献1中，公开了如下技术：为了使化石燃料和代用燃料混合燃烧，设置层状地喷射化石燃料和代用燃料的燃料喷射阀，从该燃料喷射阀向燃烧室内喷射化石燃料和代用燃料而使它们混合燃烧。
[0005]该专利文献1的技术构成为如下，例如，在将化石燃料作为点火用引燃燃料、将代用燃料作为主燃料的燃料喷射到燃烧室中而使它们混合燃烧的情况下，如果增加代用燃料的量，则会产生代用燃料的余烬，因此，通过在代用燃料之间进一步夹设化石燃料来提高点火性，由此进行完全混合燃烧。
[0006]另一方面，在下述专利文献2中，还提出了在使氨单一燃烧的发动机中，为了促进氨的燃烧，输送压缩后的加热气体来使燃烧室的温度升高的方案。
[0007]专利文献1：日本公开专利公报特开2020
‑
180567号公报
[0008]专利文献2：日本公开专利公报特开2012
‑
202559号公报

技术实现思路

[0009]‑
专利技术要解决的技术问题一
[0010]但是，最近，由于所要求的温室效应气体的削减量进一步增加，因此即使在如上述专利文献1那样混合燃烧代用燃料的情况下，也要求进一步增加代用燃料的量，提高一次燃料喷射时的代用燃料所占的比率、即所谓的“混烧率”。但是，即使单纯地提高混烧率，氨等代用燃料也难以燃烧，因此氨等代用燃料的余烬有可能增加，存在无法超过混烧率的界限的问题。
[0011]因此，如上述专利文献2所记载的那样，即使是混合燃烧氨等的发动机，为了促进氨的燃烧，也考虑使燃烧室的温度升高来使发动机运转。按照上述方式，在通过使燃烧室的温度升高来混合燃烧氨等代用燃料的船用发动机中，也可以考虑减少氨等代用燃料的余烬的产生，提高混烧率。
[0012]但是，就船舶而言，存在如下的场景，即：其不是始终以一定的负荷使发动机始运转，而是在进入港口或离开港口等靠近陆地的情况下，以低负荷使发动机运转。在该场景
下，由于氨等代用燃料的燃烧会恶化，因此可以考虑停止与代用燃料的混合燃烧，仅利用柴油燃料等化石燃料使发动机运转。
[0013]但是，如果在直接使发动机的燃烧室温度升高的状态下仅使化石燃料燃烧来使发动机运转，则会产生氮氧化物(N0x)，存在使排气性能恶化的问题。
[0014]本专利技术正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：提供一种船用发动机，其在以高负荷在海域航行的场景和以低负荷在海域航行的场景中使用，在以高负荷在海域航行的场景中，能够提高氨等代用燃料的比率，即提高所谓的“混烧率”，并且在以低负荷在海域航行的场景中，能够抑制氮氧化物(NOx)的产生，提高排气性能。
[0015]‑
用于解决技术问题的技术方案一
[0016]为了达到该目的，在本专利技术中，提供一种船舶的船用发动机，所述船用发动机在以高负荷在海域航行的场景和以低负荷在海域航行的场景中使用，所述船用发动机的特征在于：在以所述高负荷在海域航行的情况下，控制成以使代用燃料和化石燃料这两者燃烧的混合燃烧模式运转，并且使将燃烧室温度升高的所述燃烧室温度上升单元工作，在以所述低负荷在海域航行的情况下，控制成以使化石燃料燃烧的通常燃烧模式运转，并且不使所述燃烧室温度上升单元工作。
[0017]具体而言，在第一专利技术中，涉及一种船舶的船用发动机，所述船用发动机在以高负荷在海域航行的场景和以低负荷在海域航行的场景中使用，所述船用发动机的特征在于：具有：燃烧模式选择单元，所述燃烧模式选择单元包括混合燃烧模式和通常燃烧模式，在所述混合燃烧模式中，将代用燃料和化石燃料这两者喷射到燃烧室中并使它们燃烧，在所述通常燃烧模式中，将化石燃料喷射到燃烧室中并使其燃烧；以及燃烧室温度上升单元，所述燃烧室温度上升单元使所述燃烧室的温度升高，所述船用发动机包括发动机控制单元，在所述船舶以高负荷在海域航行的场景中，所述发动机控制单元控制成：由所述燃烧模式选择单元选择所述混合燃烧模式，使所述燃烧室温度上升单元工作，使所述燃烧室的温度升高，在所述船舶以低负荷在海域航行的场景中，所述发动机控制单元控制成：由所述燃烧模式选择单元选择所述通常燃烧模式，使所述燃烧室温度上升单元停止，不使所述燃烧室的温度升高。
[0018]根据该结构，在船舶以高负荷在海域航行的场景中，进行由燃烧模式选择单元选择混合燃烧模式，使燃烧室温度上升单元工作的控制，另一方面，在船舶以低负荷在海域航行的场景中，进行由燃烧模式选择单元选择通常燃烧模式，使燃烧温度上升单元停止的控制。即，在发动机以混合燃烧模式运转的情况下，燃烧室的温度升高，在发动机以通常燃烧模式运转的情况下，燃烧室的温度不会升高。
[0019]因此，在混合燃烧模式时，由于燃烧室的温度上升，因此，即使喷射更多的代替燃料，也不会产生代替燃料的余烬，能够抑制温室效应气体(特别是二氧化碳)的排出量。另一方面，在通常燃烧模式时，由于燃烧室的温度不会上升，因此能够抑制氮氧化物(NOx)的产生。
[0020]需要说明的是，在此，“化石燃料”一般是指柴油燃料、馏出油、残渣油等可以由原油精制的燃料。另一方面，“代用燃料”是指代替天然石油的燃料(Alternative Fuel)，一般是指氨、生物燃料、甲醇、乙醇等能够代替石油的燃料。
[0021]“混合燃烧模式”是指将化石燃料和代用燃料喷射到燃烧室内而使两者燃烧的发
动机的燃烧模式。需要说明的是，燃料喷射阀既可以是用一个燃料喷射阀喷射上述两者燃料，也可以是用多个燃料喷射阀分别喷射燃料。
[0022]另外，“通常燃烧模式”是指仅将化石燃料喷射到燃烧室内而使化石燃料燃烧的发动机的燃烧模式。
[0023]在第二专利技术中，将所述燃烧室温度上升单元设为扫气温度上升单元，该扫气温度上升单元使被导入所述燃烧室的扫气空气的温度上升。
[0024]根据该结构，由于燃烧室温度上升单元是使被导入燃烧室的扫气空气的温度上升的扫气温度上升单元，因此被导入燃烧室的扫气空气的温度比通常燃烧模式时高。
[0025]因此，所导入的扫气空气自身的温度高，因此燃烧室的温度也必然升高，代用燃料容易被点燃，容易燃烧。
[0026]因此，能够更可靠地提高混合燃烧模式时的代用燃料的燃烧性能。
[0027]在第三专利技术中，将所述扫气温度上升单元设为空气冷却器冷却水流量限制机构，该空气冷却器冷却水流量限制机构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶的船用发动机，所述船用发动机在以高负荷在海域航行的场景和以低负荷在海域航行的场景中使用，所述船用发动机的特征在于：具有：燃烧模式选择单元，所述燃烧模式选择单元包括混合燃烧模式和通常燃烧模式，在所述混合燃烧模式中，将代用燃料和化石燃料这两者喷射到燃烧室中并使它们燃烧，在所述通常燃烧模式中，将化石燃料喷射到燃烧室中并使其燃烧；以及燃烧室温度上升单元，所述燃烧室温度上升单元使所述燃烧室的温度升高，所述船用发动机包括发动机控制单元，在所述船舶以高负荷在海域航行的场景中，所述发动机控制单元控制成：由所述燃烧模式选择单元选择所述混合燃烧模式，使所述燃烧室温度上升单元工作，使所述燃烧室的温度升高，在所述船舶以低负荷在海域航行的场景中，所述发动机控制单元控制成：由所述燃烧模式选择单元选择所述通常燃烧模式，使所述燃烧室温度上升单元停止，不使所述燃烧室的温度升高。2.根据权利要求1所述的船用发动机，其特征在于：将所述燃烧室温度上升单元设为扫气温度上升单元，该扫气温度上升单元使...

【专利技术属性】
技术研发人员：大场启道，
申请(专利权)人：日本发动机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：