本發(fā)明總的涉及用于船用內燃發(fā)動機——例如，氣態(tài)燃料運行的內燃發(fā)動機和雙燃料內燃發(fā)動機——的氣體系統(tǒng)，更具體地涉及高效地向內燃發(fā)動機提供氣態(tài)燃料。

背景技術：

在海洋應用中，內燃發(fā)動機可利用液態(tài)燃料和/或氣態(tài)燃料運行。為了提供氣態(tài)燃料(文中也稱為燃料氣體)，在船舶上設置了船用氣體系統(tǒng)。船用氣體系統(tǒng)將燃料氣體儲罐與發(fā)動機流體連接。通常，船用氣體系統(tǒng)包括蓄壓部和發(fā)動機加壓部，其中經由流量控制閥來控制氣閥單元內的壓力。

一般而言，船級社的規(guī)定要求船用氣體系統(tǒng)設置有雙壁系統(tǒng)。因此，可采用雙壁管道并在船舶上設置用于船用氣體系統(tǒng)的相應部分的特定房屋或房間。

為了檢修、維護，或在燃料氣體未被儲存在船上時，可使用通常為氮氣的惰性氣體吹洗船用氣體系統(tǒng)。

例如，EP2740918A1中公開了一種用于以氣態(tài)燃料模式和液態(tài)燃料模式運行雙燃料內燃發(fā)動機的方法。

本發(fā)明至少部分針對于改善或克服現(xiàn)有技術系統(tǒng)的一個或多個方面。

技術實現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的一方面，一種用于控制特別是船用氣體系統(tǒng)內的氣態(tài)燃料流量的雙壁氣閥單元包括：殼體，所述殼體提供所述雙壁氣閥單元的外壁，并且包括燃料氣體入口、燃料氣體出口和惰性氣體入口；燃料管路，所述 燃料管路與所述燃料氣體入口和所述燃料氣體出口流體連接并在所述殼體內延伸，由此形成所述雙壁氣閥單元的內壁，其中所述燃料管路包括流量控制閥和切斷閥；吹洗管路；以及吹洗閥系統(tǒng)。所述吹洗管路與所述惰性氣體入口流體連接，所述吹洗管路經由所述吹洗閥系統(tǒng)與所述燃料管路的儲存?zhèn)鹊竭_點和所述燃料管路的發(fā)動機側到達點流體連接，并且所述儲存?zhèn)鹊竭_點流體地位于所述燃料氣體入口與所述切斷閥之間且所述發(fā)動機側到達點流體地位于所述切斷閥與所述燃料氣體出口之間。

在另一方面，一種用于為內燃發(fā)動機提供氣態(tài)燃料的船用氣體系統(tǒng)包括：具有主氣閥的燃料氣體儲存單元；雙壁燃料供給儲存管路；例如如上所述的雙壁氣閥單元；雙壁燃料供給發(fā)動機管路；氣態(tài)燃料系統(tǒng)，其中所述氣閥單元的燃料管路的入口經由所述雙壁燃料供給儲存管路與所述燃料氣體儲存單元流體連接并且所述氣閥單元的燃料管路的出口經由所述雙壁燃料供給發(fā)動機管路與所述燃料氣體儲存單元流體連接。

在另一方面，一種用于吹洗船用氣體系統(tǒng)的氣體儲存?zhèn)鹊姆椒òㄒ韵虏襟E：提供例如如上所述的氣閥單元，所述氣閥單元具有位于燃料管路中的切斷閥、吹洗閥系統(tǒng)和惰性氣體入口，并且所述氣閥單元還經由雙壁燃料供給儲存管路與具有主氣閥、泄放閥和安全泄放/通氣管路的燃料氣體儲存單元流體連接；關閉所述切斷閥；將所述吹洗閥系統(tǒng)和所述泄放閥配置成提供從所述惰性氣體入口經由所述燃料管路的儲存?zhèn)鹊竭_點到所述燃料氣體儲存單元的安全泄放/通氣管路的流體連接；在所述惰性氣體入口處提供惰性氣體；以及將來自所述惰性氣體入口的氣體從所述惰性氣體入口經由所述氣閥單元的位于所述儲存?zhèn)鹊竭_點的上游的部分并經由所述雙壁燃料供給儲存管路經所述安全泄放/通氣管路從所述燃料氣體儲存單元吹洗出來。

在另一方面，一種用于吹洗船用氣體系統(tǒng)的發(fā)動機側的方法包括以下步驟：提供例如如上所述的氣閥單元，所述氣閥單元具有位于燃料管路中的切斷閥、吹洗閥系統(tǒng)和惰性氣體入口，并且所述氣閥單元還經由雙壁燃料供給發(fā)動機管路與內燃發(fā)動機的氣態(tài)燃料系統(tǒng)流體連接；關閉所述切斷 閥；將所述吹洗閥系統(tǒng)配置成提供從所述惰性氣體入口經由所述燃料管路的發(fā)動機側到達點到所述氣態(tài)燃料系統(tǒng)的通氣出口的流體連接；在所述惰性氣體入口處提供惰性氣體；以及將來自所述惰性氣體入口的惰性氣體經由所述氣閥單元的位于所述發(fā)動機側到達點下游的部分從所述氣態(tài)燃料系統(tǒng)吹洗出來。

在另一方面，一種用于通過吹洗具有氣態(tài)燃料系統(tǒng)和液態(tài)燃料系統(tǒng)的雙燃料內燃發(fā)動機的船用氣體系統(tǒng)的發(fā)動機側來從氣態(tài)燃料運行切換為液態(tài)燃料運行的方法包括以下步驟：提供例如如上所述的氣閥單元，所述氣閥單元具有位于燃料管路中的切斷閥、吹洗閥系統(tǒng)和惰性氣體入口，并且所述氣閥單元還經由雙壁燃料供給儲存管路與具有主氣閥、泄放閥和安全泄放閥/通氣管路的燃料氣體儲存單元流體連接并經由雙壁燃料供給發(fā)動機管路與所述氣態(tài)燃料系統(tǒng)流體連接；關閉所述切斷閥和/或所述主氣閥；將所述吹洗閥系統(tǒng)配置成提供從所述惰性氣體入口經由所述燃料管路到所述氣態(tài)燃料系統(tǒng)的流體連接；開始所述內燃發(fā)動機的液態(tài)燃料運行；在所述惰性氣體入口處提供惰性氣體以將來自所述惰性氣體入口的惰性氣體連同來自所述氣閥單元內的殘留氣態(tài)燃料一起吹洗為用于液態(tài)燃料運行的進氣。

本發(fā)明的其它特征和方面將從下文的說明和附圖而顯而易見。

附圖說明

結合在本文中并構成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的示例性實施例，并連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：

圖1是用于船用內燃發(fā)動機的船用氣體系統(tǒng)的示意性概況圖；

圖2是船用氣體系統(tǒng)中的小型氣閥單元的示例性實施方案的示意圖；

圖3是船用氣體系統(tǒng)中的小型氣閥單元的另一示例性實施方案的示意圖；

圖4和5示出使用如例如圖2和3所示的氣閥單元的吹洗程序的示例性流程圖；以及

圖6示出使用如例如圖2和3所示的氣閥單元的操作程序的示例性流程圖。

具體實施方式

以下是對本發(fā)明的示例性實施例的詳細說明。文中所述和附圖所示的示例性實施例旨在教導本發(fā)明的原理，從而使本領域的普通技術人員能夠在許多不同的環(huán)境中并針對許多不同應用實施并使用本發(fā)明。因此，示例性實施例并非旨在成為且不應該被認為是對專利保護范圍的限制性說明。確切而言，專利保護范圍應該通過所附權利要求來限定。

本發(fā)明部分基于以下認識：可以設置用于氣閥單元的結構獨立單元，其允許特別是以通過數(shù)量少的關鍵部件允許的小包裝尺寸在發(fā)動機附近安裝在船舶中。由于減小的尺寸，可以安裝在船上的發(fā)動機艙內，由此一般而言減小船上的空間需求以及安裝費用。例如，認識到通過使用如文中公開的氣閥單元，提高了所設置的船用氣體系統(tǒng)的管道的靈活性。特別地，可設置10m以下的氣閥單元與發(fā)動機之間的距離，由此由于需要考慮的體積減小而允許發(fā)動機控制的改善。

還認識到，為了提供最小尺寸的氣閥單元，可以將硬件分割為兩個部位，即小型氣閥單元和船用氣體系統(tǒng)的氣體儲存?zhèn)?。認識到這可以減少所需的硬件，形成更小的用于位于發(fā)動機附近的構件的包絡線，并使最小的氣閥單元移動靠近發(fā)動機(由此改善氣態(tài)燃料提供軌道中的氣體壓力對發(fā)動機的動態(tài)響應并且通常改善發(fā)動機在氣體模式下的動態(tài)性能)。此外，可以實現(xiàn)在雙壁管道的距離內更靈活的安裝，并且可以避免雙壁空間(硬件和軟件特征)的惰性氣體吹洗(或至少減少需求和所需的元件)。

此外，還認識到，鑒于減小的體積，可以在相應的主氣閥關閉時使用具有最小氣體壓力的氣體燃料運行發(fā)動機，因為，例如，可避免或至少緩解氣體壓力變動。

一般而言，認識到文中公開的氣閥單元允許發(fā)動機關于壓力和控制速度的動態(tài)運轉。例如，文中公開的概念可改善分配氣態(tài)燃料的軌道中的氣 體壓力對發(fā)動機的動態(tài)響應，由此改善發(fā)動機在氣態(tài)燃料模式下的動態(tài)性能。此外，相應構型可允許通過利用惰性氣體供給促進氣態(tài)燃料(例如處于低壓下)燃燒來高效地利用氣態(tài)燃料。

本發(fā)明還部分基于以下認識：特別是為了吹洗船用氣體發(fā)動機的雙壁氣體系統(tǒng)，如文中公開的氣閥單元可允許實現(xiàn)使用惰性氣體的簡化吹洗的構型。

此外，盡管船舶實施方案中存在氣閥單元，所提出的概念也基于主氣閥的通常存在?；谶@一點，這主氣閥可被賦予在截止和泄放構型下作為第一切斷閥的功能。注意，主氣閥可由現(xiàn)場或氣體處理設備供應商支持安裝，而氣閥單元可由發(fā)動機供應商提供。因此，下述泄放閥也可能需要在主氣閥附近增加以釋放氣體管道系統(tǒng)。

總之，本文提出所謂的小型氣閥單元(小型GVU)可包括例如用于形成切斷和泄放構型的(下游)切斷閥、諸如壓力傳感器和溫度傳感器的傳感器、用于在氣態(tài)燃料運轉模式下調節(jié)氣態(tài)燃料的供給量的氣體調節(jié)器、和用于吹洗船用氣體系統(tǒng)的兩個吹洗(惰性氣體)閥。該氣閥單元還可構造成如果例如在船舶的試運轉期間需要的話包括顆粒過濾器。

基于這一點，小型GVU的切斷閥下游的氣體供給管路向發(fā)動機通氣可基于安裝在發(fā)動機上的通氣閥的使用。另一方面，控制從小型GVU/發(fā)動機到主氣閥的相對較大的體積。通過將GVU的尺寸減至“最小”，可以將小型GVU的潛在殼體集成到發(fā)動機與GVU之間的管道的雙重空間容積中。此外，該容積可擴展到第一截止閥(這里為主氣閥)。由此，可減小雙壁和要監(jiān)視的容積的數(shù)量。在一些實施例中，要監(jiān)視容積的雙壁甚至可減至接受泄漏監(jiān)視和/或吹洗的單一容積。

在文中公開的概念的上下文中，流量控制閥是氣態(tài)燃料壓力調節(jié)元件。特別地，流量控制閥可允許將供給壓力——即由氣態(tài)燃料供給源提供的壓力——降至運行發(fā)動機所需的壓力，特別是為了使氣態(tài)燃料與進氣混合。在一些實施例中，流量控制閥的主要功能可以是調節(jié)閥的打開面積以提供所需的氣體流量。與控制閥下游已存在的氣體體積相結合，該氣體流量可 引起進氣閥上游的該容積的壓力變化。

切斷閥的主要功能是在不使用外部能量的情況下在很短的時間內切斷燃料氣體供給。為了打開切斷閥，可使用外部能量(通常是壓縮空氣)。

結合圖1說明氣體或雙燃料內燃發(fā)動機的示例性氣體系統(tǒng)的示意性概況圖。結合圖2和3說明氣閥單元的示例性構型。然后結合如圖4至圖6說明各種操作程序。

圖1示意性地示出基于氣閥單元3的船用氣體系統(tǒng)1。氣閥單元3形成船用氣體系統(tǒng)1的儲存壓力部5A和發(fā)動機壓力部5B之間的接口。

文中公開的氣閥單元3的概念允許將氣閥單元3相對靠近內燃發(fā)動機7并相對遠離通常包括一個或多個儲罐10的燃料氣體儲存單元9定位。因此，氣閥單元3和發(fā)動機7基本上形成船用氣體系統(tǒng)1的發(fā)動機相關部分11，因為，除進一步遠離發(fā)動機延伸以與燃料氣體儲存單元9連接的一些管道區(qū)段之外，氣閥單元3大部分可直接位于發(fā)動機7上或緊鄰發(fā)動機7。

例如根據(jù)船舶應用的需要，氣閥單元3和發(fā)動機7被設置為雙壁系統(tǒng)。具體地，在圖1的實施例中，雙壁燃料供給儲存管路13將燃料氣體儲存單元9與氣閥單元3連接。在一些實施例中，雙壁燃料供給儲存管路13可例如延伸數(shù)十米。雙壁燃料供給發(fā)動機管路15將氣閥單元3與發(fā)動機7的相應雙壁燃料系統(tǒng)流體連接，并且相比于雙壁燃料供給儲存管路13，可僅延伸數(shù)米，例如10m以下。

一般而言，通過一個或多個監(jiān)視系統(tǒng)17關于氣體/氣態(tài)燃料泄漏對氣閥單元3的雙壁系統(tǒng)進行監(jiān)視。在一些實施例中，除氣閥單元3的雙壁系統(tǒng)以外，監(jiān)視系統(tǒng)17還可監(jiān)視如例如圖2中示例性地示出的發(fā)動機7的雙壁系統(tǒng)。

在文中公開的吹洗船用氣體系統(tǒng)1的蓄壓部5A的至少一部分的概念中，氣閥單元3包括用于例如從惰性氣體供應系統(tǒng)19接收(用箭頭19A示意性地表示)加壓氮氣的吹洗通道。

一般而言，吹洗所需的惰性氣體可由惰性氣體供給系統(tǒng)19在超過氣態(tài)燃料供給壓力的壓力下提供。根據(jù)所進行的吹洗，在燃料氣體儲存單元9(用 箭頭19B示意性地表示)處可設置有第一通氣出口并且在發(fā)動機7處可設置有第二通氣出口(用箭頭19C示意性地表示)。如下文將進一步討論的，在如文中公開的概念允許的緊湊構型中，惰性氣體供給系統(tǒng)19還可允許例如在燃料類型之間的轉換過程中高效地使用余量燃料。

如圖1中為了完整而示意性地表示的，內燃發(fā)動機7尤其包括用于以可控方式為氣缸單元7B提供氣態(tài)燃料的氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A。雙壁氣態(tài)燃料系統(tǒng)例如在EP2589787A1中被公開。

如從以下對氣閥單元3的示例性實施例的說明將變得顯而易見的，文中公開的概念基于具有(僅)一個切斷閥的氣閥單元，所述切斷閥可與設置在蓄壓部5A內的主閥相結合地形成如圖2和3所示的雙重切斷和泄放系統(tǒng)。該系統(tǒng)還允許包括雙壁燃料供給儲存管路13的氣閥單元3的蓄壓部側的吹洗以及包括雙壁燃料供給發(fā)動機管路15的氣閥單元3的發(fā)動機側和發(fā)動機燃料系統(tǒng)的相應部分的吹洗。

在圖2中，氣閥單元3的示例性實施例被示意性地詳細示出。一般而言，氣閥單元3被構造成用于船用氣體系統(tǒng)1的雙壁燃料氣體控制模塊。船用氣體系統(tǒng)1被示范性地分割成四個部分1A至1D，其中部分1A包括用于氣體儲存、過濾等氣體處理室。此外，部分1B表示發(fā)動機與氣體處理室之間的空間(例如相距數(shù)十米的距離d)，而部分1C主要是尤其盡可能接近位于部分1D(代表安裝在發(fā)動機上的氣態(tài)燃料發(fā)動機系統(tǒng))中的發(fā)動機定位的氣閥單元3。

氣閥單元3包括用于在安裝狀態(tài)下將燃料氣體儲存單元9與發(fā)動機7的氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A流體連接的燃料管路21(在圖2中被顯示為氣閥單元3內的雙線)。

在圖2的示例性實施例中，氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A包括一系列的雙壁燃料管道部分8，其各自都尤其包括用于預設和可調節(jié)的量的氣態(tài)燃料在控制系統(tǒng)(未示出)的控制下以氣缸特定方式進入加壓進氣中的螺線管進氣閥(SOGAV)?？刂葡到y(tǒng)同樣可例如通過控制閥操作和接收測量數(shù)據(jù)來控制氣閥單元3。

燃料管路21設置在氣閥單元3的殼體23內。殼體23構造成為氣密的，以使得燃料管路21連同殼體23(作為外壁)一起形成(作為內壁的一部分)雙壁系統(tǒng)。殼體23收納各種部件，通常為“單壁”元件，例如管道、傳感器和閥。

殼體23包括燃料氣體入口23A和燃料氣體出口23B。燃料管路21將燃料氣體入口23A和燃料氣體出口23B分別與雙壁燃料供給儲存管路13和雙壁燃料供給發(fā)動機管路15——具體而言內部氣態(tài)燃料引導管道容積——流體地連接。燃料管路21包含如下面將說明的一系列構件，包括例如如下構件：例如用于控制氣體流量、測量壓力、測量流量、測量溫度并且在一些操作模式/階段中過濾顆粒的構件。殼體23的結構構造成耐受例如高達16巴的壓力并且是氣密的。在一些實施例中，殼體23包括允許到達殼體23的內部容積23’的兩個以上的部件。各部件可采用滿足上述結構要求的方式安裝，例如螺接在一起。相比于通氣室收納用于控制氣態(tài)燃料供給的氣體燃料構件的實施例，殼體23是封閉系統(tǒng)且其內部容積23’可用于監(jiān)測任何氣體泄漏。

雙壁燃料供給儲存管路12和雙壁燃料供給發(fā)動機管路15之間的外部監(jiān)視容積13’、15’可用于監(jiān)視氣體泄漏。在一些實施例中，這些外部監(jiān)視容積(一個或兩個)可與殼體23的內部容積23’流體連接(在燃料氣體入口23A和/或燃料氣體出口23B處)，由此形成用于監(jiān)視船用氣體系統(tǒng)1的擴展或甚至單個容積。示范性地，對于監(jiān)視單個容積的情況，監(jiān)視系統(tǒng)17被示出位于雙壁燃料供給儲存管路13的氣體儲存?zhèn)取?/p>

監(jiān)視系統(tǒng)17包括例如真空泵17A、氣體傳感器17B和用于雙壁管道系統(tǒng)的永久通氣的某種通氣構型17C。此外，該系統(tǒng)可配備有用于雙壁管道(內、外氣體管道)的惰轉的惰性氣體連接部(未示出)。

此外，燃料管路21包括吹洗(儲存?zhèn)群?或發(fā)動機側)到達點25A、25B和燃料控制管路部27。

如圖2中示意性地示出的，吹洗到達點25A、25B分別流體地位于燃料氣體入口23A與燃料控制管路部27之間和燃料氣體出口23B與燃料控 制管路部27之間。

如圖2中進一步示范性地示出的，過濾器單元29(例如僅在發(fā)動機7的安裝階段安裝)以及一系列溫度傳感器31、壓力傳感器33和/或壓力指示器35可位于燃料氣體入口23A與燃料控制管路部27之間或遍布燃料管路21。示范性地，另外的壓力指示器和壓力傳感器被示意性地示出位于如下面示范性地說明的燃料控制管路部27內。一般而言，傳感器和指示器可與設置于殼體23處的相應到達點相關。

在圖2的構型中，燃料控制管路部27可包括用于調節(jié)提供給氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A的壓力且因而用于控制蓄壓部5A與發(fā)動機加壓部5B之間的壓降的流量控制閥37。

燃料控制管路部27還可包括用于形成雙重切斷和泄放閥系統(tǒng)——連同設置在部段1A中的燃料氣體儲存單元9內的雙壁燃料供給儲存管路13上游的切斷閥39B和泄放閥39C一起——的切斷閥39A。切斷閥39B例如可以是燃料氣體儲存單元9的用于切斷與儲罐10的流體連接的主閥。

一般而言，由此形成的雙重切斷和泄放閥系統(tǒng)可確保氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A與燃料氣體儲存單元9的所需分離。

切斷閥39C與安全泄放/通氣管路41流體連接，這允許在切斷閥39A、39B中的一者無法關閉的情況下向環(huán)境中的安全位置釋放任何氣態(tài)燃料。一般而言，泄放閥39C和安全泄放/通氣管路41可用于吹洗氣閥單元3的包括雙壁燃料供給儲存管路13的蓄壓部側。

此外，在燃料控制管路部27內，并且具體而言在流量控制閥37與切斷閥39A之間，設置了用于控制或監(jiān)視流量控制閥37的操作的兩個壓力傳感器33。

類似地，為了吹洗氣閥單元3的包括雙壁燃料供給發(fā)動機管路15和發(fā)動機燃料系統(tǒng)的相應部分的發(fā)動機側，通氣閥43例如設置于發(fā)動機氣態(tài)燃料系統(tǒng)并經由通氣管路45與環(huán)境中的安全位置流體連接。

由此，形成了在需要的情況下將任何加壓的氣態(tài)燃料從氣閥單元3引出到環(huán)境的系統(tǒng)。

此外，殼體23包括用于將氣閥單元3與儀表化的空氣系統(tǒng)49連接的多個控制端口47。儀表化的空氣系統(tǒng)49例如構造成用于例如經由IP轉換器控制流量控制閥37并經由電氣裝置控制切斷閥39A。流量控制閥37以及切斷閥39A、39B和通氣閥43的相應操作在本領域中是已知的。

關于文中公開的吹洗概念，吹洗到達點25A、25B經由吹洗管路53和吹洗閥系統(tǒng)59與設置于殼體23處的惰性氣體入口55連接。各吹洗到達點25A、25B可分別經由例如由吹洗閥系統(tǒng)59提供的常閉吹洗閥59A和59B與惰性氣體入口55流體連接和/或分離。在一些實施例中，三向閥可替代/加入所述吹洗閥。相應控制端口可再次設置于殼體23處。惰性氣體入口55可與惰性氣體供給系統(tǒng)19連接以提供用于船用氣體系統(tǒng)1的文中公開的吹洗程序。

在特定惰性氣體吹洗程序期間并假設吹洗閥59A和59B的相應操作，安全泄放/通氣管路41和通氣管路45允許將氣態(tài)燃料(通過惰性氣體沖出)從氣閥單元3釋放到環(huán)境。

相比于結合圖3公開的實施例而言，圖2中的燃料控制管路部27的構型在液態(tài)燃料運轉(例如柴油或重燃料油運轉)期間將流量控制閥37與可能經SOGAV泄漏到雙壁燃料管道部8中的任何進氣分離。然而，位于流量控制閥37上游的吹洗到達點25A的位置引起燃料管路21的一部分——盡管小——(具體而言流量控制閥37與切斷閥39A之間的部分)無法被主動吹洗。

圖3示出具有尤其具有燃料控制管路部27內的元件的稍微顛倒的次序的氣閥單元3的另一實施例。圖3著重于船用氣體系統(tǒng)1的部分1C。其余部分例如可與圖1和2相似地構成。在圖3中，為了清楚維持了用于一般而言與上文結合圖1和2討論的元件相似或等同的元件的附圖標記。對于相應特征和功能，參照前面的說明。例如，這涉及燃料管路21、殼體23、管道和閥/傳感器以及它們的連接部。

然而，相比于圖2的實施例，流量控制閥37’位于切斷閥39A’的下游。與圖2的實施例一致，切斷閥39A’再次與燃料氣體儲存單元9(參見圖1的 部分1A)的切斷閥39B和泄放閥39C一起形成雙重切斷和泄放閥系統(tǒng)。

此外，相比于圖2的實施例，用于吹洗發(fā)動機側的吹洗到達點25B’的位置與其不同之處是位于流量控制閥37’的上游且因而位于流量控制閥37’與切斷閥39A’之間。

因而，由于在圖3的實施例中到達點25A’、25B’位于切斷閥39A’側，所以蓄壓部側的吹洗以及發(fā)動機側的吹洗不包括任何未被吹洗的容積。然而，流量控制閥37’可接受從氣態(tài)燃料系統(tǒng)中的SOGAV在燃料管路21內向上游流動的氣體。

如技術人員將理解的，下述吹洗程序以及發(fā)動機7在氣態(tài)燃料模式下的運轉在本發(fā)明的上下文中基本上同樣適用于燃料控制管路部的上述構型和相應改型。

氣閥單元的上述實施例適用于尤其用于需要氣體調節(jié)裝置和雙重切斷和泄放閥以冗余地切斷氣體供給的船舶應用的氣體發(fā)動機和雙燃料發(fā)動機。相比于可能大得多、更昂貴并且由于它們的尺寸而難以集成在已有的發(fā)動機艙室中的已知氣閥單元實施方案，可以節(jié)省成本地實施緊湊構型。

因而，氣閥單元的上述實施例可允許僅利用可獲得的有限空間在船用構型中進行改造。由此，將維持氣閥單元在報警之后將氣態(tài)燃料從氣閥單元釋放到發(fā)動機的要求工作性能。

工業(yè)適用性

如下文將說明的，氣閥單元3允許提供結合圖4和5說明的兩種類型的吹洗程序。類似地，氣閥單元3允許在將雙燃料內燃發(fā)動機從氣態(tài)燃料運轉切換到將結合圖6說明的液態(tài)燃料運轉時使用殘留的氣態(tài)燃料。

一般而言，如根據(jù)氣閥單元3的構型對技術人員而言將變得顯而易見的，吹洗可能需要提供惰性氣體壓力，該惰性氣體壓力提供相對于流量控制閥37上游的最大氣體壓力的安全過壓。例如，在流量控制閥37的上游，燃料氣體壓力可處于6.5至9.5巴的范圍內，而在流量控制閥37的下游，燃料氣體壓力可處于0.5至6巴的范圍內，后者針對使內燃發(fā)動機7在不同的輸出功率水平下運轉而被調節(jié)。因此，惰性氣體供給系統(tǒng)19可構造成 提供處于比流量控制閥37上游的燃料氣體壓力高至少約0.5巴(安全壓力差)的壓力的惰性氣體。例如，鑒于吹洗閥系統(tǒng)59的特定構型，可能需要約10巴的惰性氣體壓力。

參照圖2，可通過利用惰性氣體入口55向氣閥單元3提供諸如加壓氮氣的惰性氣體來執(zhí)行以下吹洗程序。此外，燃料管路21的儲存?zhèn)鹊竭_點25A和發(fā)動機側到達點25B、25B’允許用于向燃料管路21提供惰性氣體的靈活開始點。

參照圖4，公開了用于吹洗氣態(tài)燃料系統(tǒng)——例如圖1至3所示的船用氣體系統(tǒng)1——的氣體儲存?zhèn)鹊南到y(tǒng)的操作。一般而言，用于吹洗的特征尤其包括如文中說明的氣閥單元，該氣閥單元具體而言包括位于燃料管路21中的切斷閥39A、吹洗閥系統(tǒng)59和惰性氣體入口55。氣閥單元3還經由雙壁燃料供給儲存管路13與具有主氣閥39B、泄放閥39C和安全泄放/通氣管路41流體連接。

參照圖4，為了執(zhí)行吹洗程序70，提供這樣的系統(tǒng)被表示為步驟71。基于該步驟，關閉切斷閥39A(步驟73)。吹洗閥系統(tǒng)59和泄放閥39C配置成(步驟75)提供從惰性氣體入口55經由燃料管路21的儲存?zhèn)鹊竭_點25A與燃料氣體儲存單元9的安全泄放/通氣管路41的流體連接。例如，第二(例如常閉)吹洗閥59B保持關閉，而第一(例如常閉)吹洗閥59A打開?；蛘?，可相應地切換三向閥。

然后，在步驟77中，在惰性氣體入口55處提供惰性氣體并從惰性氣體入口55經由氣閥單元3的位于儲存?zhèn)鹊竭_點25A的部分并且經由雙壁燃料供給儲存管路13將惰性氣體從燃料氣體儲存單元9經由安全泄放/通氣管路41吹洗出來(步驟79)。

由此，可以將惰性氣體從惰性氣體入口55經由氣閥單元3的相應部分吹洗到燃料氣體儲存單元9，并例如經由位于燃料氣體儲存單元9中的某一位置處的泄放閥39C吹洗到環(huán)境中。因此，將從氣閥單元3開始——具體而言從吹洗閥系統(tǒng)59開始——使用惰性氣體吹洗燃料儲存單元9。

參照圖5，公開了用于吹洗氣態(tài)燃料系統(tǒng)——例如圖1至3所示的船 用氣體系統(tǒng)1——的發(fā)動機側的系統(tǒng)的操作。一般而言，用于吹洗的特征尤其包括如文中說明的氣閥單元，該氣閥單元具體而言包括位于燃料管路21中的切斷閥39A、吹洗閥系統(tǒng)59和惰性氣體入口55。氣閥單元3還經由雙壁自燃料供給發(fā)動機管路15與內燃發(fā)動機7的氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A流體連接。

參照圖5，為了執(zhí)行吹洗程序80，提供這樣的系統(tǒng)被表示為步驟81?；谠摬襟E，關閉切斷閥39A(步驟83)。吹洗閥系統(tǒng)59配置成(步驟85)提供從惰性氣體入口55經由燃料管路21的發(fā)動機側到達點25B、25B’與氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A的通氣出口的流體連接。例如，第一(例如常閉)吹洗閥59A保持關閉，而第二(例如常閉)吹洗閥59B打開。或者，可相應地切換三向閥。

然后，在步驟87中，在惰性氣體入口55處提供惰性氣體并從惰性氣體入口55經由氣閥單元3的位于發(fā)動機側到達點25B、25B’的部分將惰性氣體從氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A吹洗出來(步驟89)。

雖然以上將吹洗氣體公開為例如釋放到環(huán)境中，但在一些替代實施例中可執(zhí)行這些吹洗氣體的利用。

參照圖6，針對氣態(tài)燃料系統(tǒng)如圖1至3所示的船用氣體系統(tǒng)1的氣態(tài)燃料運轉并針對如本領域中已知的液態(tài)燃料系統(tǒng)的液態(tài)燃料運轉說明用于在雙燃料發(fā)動機的運轉模式之間的切換的系統(tǒng)的操作。

文中公開的氣閥單元的概念可允許通過吹洗雙燃料內燃發(fā)動機的船用氣體系統(tǒng)1的發(fā)動機側來從氣態(tài)燃料運轉切換為液態(tài)燃料運轉。

一般而言，用于在運轉模式期間切換的特征尤其包括如文中說明的氣閥單元，該氣閥單元具體而言包括位于燃料管路21中的切斷閥39A、吹洗閥系統(tǒng)59和惰性氣體入口55。氣閥單元3還經由雙壁燃料供給儲存管路13與具有主氣閥39B、泄放閥39C和安全泄放/通氣管路41流體連接并經由雙壁燃料供給發(fā)動機管路15與氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A流體連接。

參照圖5，為了執(zhí)行切換程序90，提供這樣的系統(tǒng)被表示為步驟91?；谠摬襟E，關閉切斷閥39A和/或主氣閥39B(步驟93)。吹洗閥系統(tǒng)59 配置成(步驟95)提供從惰性氣體入口55經由燃料管路21與氣態(tài)燃料系統(tǒng)7A的流體連接。例如，第一(例如常閉)吹洗閥59A保持關閉，而第二(例如常閉)吹洗閥59B打開，或恰恰相反?；蛘撸上鄳厍袚Q三向閥。

然后，在步驟97中，開始內燃發(fā)動機的液態(tài)燃料運轉并在惰性氣體入口55處提供惰性氣體，并且連同來自氣閥單元3內的殘留氣態(tài)燃料一起將惰性氣體從惰性氣體入口55吹洗(步驟99)到進氣以用于液態(tài)燃料運轉。

惰性氣體可在位于切斷閥39A上游的儲存?zhèn)鹊竭_點25A和/或在位于切斷閥39A下游的發(fā)動機側到達點25B、25B’被添加至氣閥單元3的燃料管路21。

在本上下文中，上游指在燃料供給側且下游指在氣態(tài)燃料流動方向的發(fā)動機側。特別地，在小型GVU內，上游指朝向燃料氣體入口側且下游指朝向燃料管路的燃料氣體出口側。

雖然例如結合圖2和圖3將一些常閉閥表示為電氣閥，但這些閥中的一個或多個可類似地被構造為例如電子氣動閥。

為了完整，注意如文中公開的示例性小型GVU可安裝在由Caterpillar Motoren GmbH&Co.KG制造的M27至MG46DF系列的雙燃料發(fā)動機中。

盡管文中已說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但可加入改進和修改而不脫離所附權利要求的范圍。