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公開番号2025137469
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2025034671
出願日2025-03-05
発明の名称内燃機関
出願人マン・エナジー・ソリューションズ、フィリアル・エフ・マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー、ティスクランド
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類F02D 19/02 20060101AFI20250911BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】アンモニアを燃焼することが可能な改善された内燃機関を提供する。
【解決手段】主燃焼室中にアンモニアベースの燃料を提供するように構成された主燃料供給システムを備え、アンモニアベースの燃料に着火させるためのパイロット燃料を噴射するように構成された少なくとも1つのパイロット燃料噴射器を備えるパイロット燃料供給システム備え、パイロット燃料は、アンモニアである化合物又はアンモニアに由来することが可能な化合物を備える。自己着火可能燃料を噴射するように構成された少なくとも1つの予備燃料噴射器を備える予備燃料供給システムを更に備え、主燃料供給システム及びパイロット燃料供給システムがアクティブであり、予備燃料供給システムが非アクティブである第1のモードと、予備燃料供給システムがアクティブである第2のモードとで動作可能となるように構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つのシリンダ、シリンダカバー、ピストン、主燃料供給システム、及び掃気空気システムを備える２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関であって、前記シリンダは、シリンダ壁を有し、前記シリンダカバーは、前記シリンダの頂部に配置され、排気弁を有し、前記ピストンは、下死点と上死点との間の中心軸に沿って前記シリンダ内に可動配置され、前記掃気空気システムは、前記シリンダの底部に配置された掃気空気入口を有し、前記主燃料供給システムは、前記ピストンと前記シリンダカバーとの間に画定された主燃焼室中にアンモニアベースの燃料を提供するように構成され、前記機関は、前記アンモニアベースの燃料に着火させるためのパイロット燃料を噴射するように構成された少なくとも１つのパイロット燃料噴射器を備えるパイロット燃料供給システムを更に備え、前記パイロット燃料は、アンモニアである化合物又はアンモニアに由来することが可能な化合物を備える、２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関において、前記機関は、自己着火可能燃料を噴射するように構成された少なくとも１つの予備燃料噴射器を備える予備燃料供給システムを更に備え、前記機関は、前記主燃料供給システム及び前記パイロット燃料供給システムがアクティブであり、前記予備燃料供給システムが非アクティブである第１のモードと、前記予備燃料供給システムがアクティブである第２のモードとで動作可能となるように構成されることを特徴とする、２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記パイロット燃料は、アンモニアに由来することが可能な化合物を備え、前記化合物は、水素であり、前記パイロット燃料供給システムは、アンモニアから前記水素を発生させるように構成された水素生成ユニットに接続可能である、請求項１に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項３】
前記第２のモードでは、前記主燃料供給システムは、アクティブであり、前記パイロット燃料供給システムは、非アクティブであり、機関は、前記アンモニアベースの燃料に着火させるための前記予備燃料供給システムの前記予備燃料噴射器によって噴射される前記自己着火可能燃料を使用するように構成される、請求項２に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項４】
前記機関は、圧縮着火予室ユニットを更に備え、パイロット燃料弁が、前記圧縮着火予室ユニット中に配置され、前記パイロット燃料は、自己着火可能パイロット燃料である、請求項１～３のいずれか一項に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項５】
前記機関は、シーリング油システムを更に備え、前記シーリング油システムは、ある量のシーリング油が前記パイロット燃料中に漏出することを確実にする圧力で前記パイロット燃料供給システムに自己着火可能シーリング油を提供するように構成され、前記パイロット燃料中に漏出する前記ある量のシーリング油は、前記パイロット燃料を自己着火可能にする、請求項１～４のいずれか一項に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項６】
前記主燃料供給システムは、前記シリンダカバー中に配置された少なくとも１つの主燃料噴射器を備え、前記主燃料噴射器は、圧縮ストロークの終わりに前記主燃焼室中に前記アンモニアベースの燃料を噴射するように構成され、前記機関は、ジェット予室ユニットを更に備え、前記パイロット燃料噴射器は、前記ジェット予室ユニット中に配置され、前記ジェット予室ユニット中に前記パイロット燃料を噴射するように構成され、前記ジェット予室ユニットは、前記パイロット燃料に着火させるように構成された着火素子を更に備える、請求項１～３のいずれか一項に２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項７】
前記ジェット予室ユニットには、第１の中心軸に沿って前記主燃焼室中に燃えているパイロット燃料のジェット火炎を誘導するための、前記主燃焼室中に開口する開口部が設けられ、少なくとも１つの前記主燃料噴射器は、第２の中心軸に沿ってジェットで前記アンモニアベースの燃料を噴射するように構成され、前記第１の中心軸及び前記第２の中心軸は、燃えているパイロット燃料の前記ジェット火炎が前記アンモニアベースの燃料の前記ジェットと接触するように配置される、請求項６に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項８】
前記第１の中心軸及び前記第２の中心軸は交差する、請求項７に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項９】
前記第１の中心軸と前記第２の中心軸との間の角度は、２５度、１８度、又は１０度未満である、請求項８に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。
【請求項１０】
前記ジェット予室ユニットには、前記主燃焼室中に燃えているパイロット燃料の単一のジェット火炎を誘導するための、前記主燃焼室中への単一の開口部が設けられる、請求項６～９のいずれか一項に記載の２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
２ストローク内燃機関は、コンテナ船、ばら積み貨物船、及びタンカのような船舶において推進機関として使用される。内燃機関からの炭素排出の低減が、ますます重要になってきている。
【０００３】
炭素排出量を低減するための効果的な方法は、燃料油、例えば重質燃料油（ＨＦＯ）から非炭素ベースの燃料に切り替えることである。アンモニアは、非炭素ベースの燃料として大きな潜在性を示している。アンモニアは、しかしながら、貧弱な自己着火性を有しており、従って、ある量のディーゼル燃料が、アンモニアに着火させるためのパイロット燃料として使用されることが多い。
【０００４】
ディーゼルパイロット燃料の燃焼は、しかしながら、炭素排出をもたらす。
【０００５】
内燃機関が船中の推進機関として使用されるとき、機関の信頼性は、機関出力の損失が破局的事象につながり得るので必須となる。
【０００６】
そのような推進機関のコストを低く維持することは、炭素ベースの燃料から非炭素ベースの燃料への迅速な移行を可能にするための更なる主要な優先事項である。
【０００７】
このことから、アンモニアを燃焼することが可能な改善された内燃機関を提供することが依然として課題となっている。
【発明の概要】
【０００８】
第１の態様によると、本発明は、少なくとも１つのシリンダ、シリンダカバー、ピストン、主燃料供給システム、及び掃気空気システムを備える２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関であって、シリンダは、シリンダ壁を有し、シリンダカバーは、シリンダの頂部に配置され、排気弁を有し、ピストンは、下死点と上死点との間の中心軸に沿ってシリンダ内に可動配置され、掃気空気システムは、シリンダの底部に配置された掃気空気入口を有し、主燃料供給システムは、ピストンとシリンダカバーとの間に画定された主燃焼室中にアンモニアベースの燃料を提供するように構成され、機関は、アンモニアベースの燃料に着火させるためのパイロット燃料を噴射するように構成された少なくとも１つのパイロット燃料噴射器を備えるパイロット燃料供給システムを更に備え、パイロット燃料は、アンモニアである化合物又はアンモニアに由来することが可能な化合物を備え、機関は、自己着火可能燃料を噴射するように構成された少なくとも１つの予備燃料噴射器を備える予備燃料供給システムを更に備え、機関は、主燃料供給システム及びパイロット燃料供給システムがアクティブであり、予備燃料供給システムが非アクティブである第１のモードと、予備燃料供給システムがアクティブである第２のモードとで動作可能となるように構成される、２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド内燃機関に関する。
【０００９】
その結果として、第３の燃焼供給システムを機関に設けることによって、機関は、他の燃料供給システムのうちの２つのうちの一方が、例えば機能不全又は保守の結果として動作不能となっても、依然として動作可能であり得る。
【００１０】
内燃機関は、好ましくは、シリンダ当たり少なくとも４００ｋＷの出力を有する海洋船舶又は定置型発電所を推進するための、ユニフロー掃気を有する大型低速ターボチャージャ付き２ストローククロスヘッド内燃機関である。内燃機関は、内燃機関によって発生させられた排気ガスによって駆動され、且つ掃気空気を圧縮するように構成されたターボチャージャを備え得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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