JP7580968B2 - ２重壁管のための遮断弁、ガス供給システム、及び大型機関 - Google Patents

Description

本発明は、それぞれの分類区分の独立特許請求項のプリアンブルに記載の、ガス供給システムの２重壁管のための遮断弁、大型機関のためのガス供給システム、及び大型機関に関する。

大型機関は、重油により大型ディーゼル機関として古くから運転されている。２行程機関又は４行程機関として、例えば長手方向掃気式２行程大型ディーゼル機関（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ ｓｃａｖｅｎｇｅｄ ｔｗｏ－ｓｔｒｏｋｅ ｌａｒｇｅ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ）として設計され得る大型ディーゼル機関は、船舶のための駆動ユニットとして使用されることが多く、又は、例えば電気エネルギーを生成するための大型発電機を駆動するために定置運転で使用されることすらある。機関は、通常、相当な期間にわたって連続運転で稼働し、それにより、動作の安全性及び確実性に対して高い要求が課せられる。その結果、動作材料の特に長いメンテナンス間隔、低摩耗性、及び経済的な取扱いが、オペレータにとって重要な基準になる。大型ディーゼル機関は、典型的には、内径（ボア）が少なくとも２００ｍｍのシリンダを有する。今日では、９６０ｍｍまで、さらにはそれよりも大きいボアを有する大型機関が使用されている。

現在、経済的且つ効率的な運転、排気物質閾値の順守、及び資源の有用性に関して、重油に代わるものが、大型機関に対しても求められている。この点において、液体燃料、即ち液体状態で燃焼室内に導入される燃料と、気体燃料、即ち気体状態で燃焼室内に導入される燃料との両方が使用される。

重油に代わるものとして知られた液体燃料の実例は、特に油の精製から残留物として残される他の重炭化水素、特にメタノール又はエタノールであるアルコール、ガソリン、ディーゼル、さらにはエマルジョン又は懸濁液である。例えば、ＭＳＡＲ（Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ａｔｏｍｉｚｅｄ Ｒｅｓｉｄｕｅ、多相超微細噴霧残留物）として知られるエマルジョンが燃料として使用されることが、知られている。よく知られた懸濁液は、炭塵及び水の懸濁液であり、この懸濁液もまた、大型機関のための燃料として使用される。ＬＮＧ（ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ、液化天然ガス）などの天然ガスが、気体燃料として知られている。

特に、少なくとも２種類の異なる燃料で動作され得る大型機関も知られており、それによると、機関は、運転状況又は運転環境に応じて１つの種類の燃料で又は他の種類の燃料で動作される。

少なくとも２種類の、さらにはより多くの種類の異なる液体燃料又は気体燃料で動作され得る大型機関は、目下使用中の燃料に応じて異なる動作モードで動作されることが多い。ディーゼル運転としばしば呼ばれる動作モードでは、燃料の燃焼は、一般に、燃料の圧縮点火又は自己点火の原理に基づく。オットー運転としばしば呼ばれるモードでは、燃焼は、予め混合された引火性の空気・燃料混合気の火花点火によって行われる。例えば、この火花点火は、例えばスパーク・プラグを用いた電気火花によって行われ得るか、又は、別の燃料の火花点火を生じさせる少噴射量の燃料の自己点火によっても行われ得る。自己点火を目的とする少量の燃料は、燃焼室に接続された予燃焼室内に噴射されることが多い。

さらに、オットー運転及びディーゼル運転からの混合された形態も知られている。

２種類の異なる燃料で動作され得る大型機関の１つの実例は、複式燃料大型ディーゼル機関として設計された長手方向掃気式大型ディーゼル機関である。この機関は、燃焼のために液体燃料がシリンダ内に導入される液体モードと、燃料としてのガスがシリンダ内に導入されるガス・モードとで動作され得る。

本出願の枠内では、「大型ディーゼル機関」という用語は、少なくともディーゼル運転で動作され得る機関を意味する。したがって、具体的には、「大型ディーゼル機関」という用語は、ディーゼル運転に加えて別のモード、例えばオットー運転で動作され得る、複式燃料又は多燃料の大型機関をも含む。

当然ながら、大型機関は、燃料としての１種類又はより多くの種類のガスでのみ動作され得るガス機関としても設計され得る。

燃料としてのガスでの運転の場合、大型機関は、燃料として使用されるガスがシリンダに供給されることを可能にするガス供給システムを有さなければならない。安全上の理由のため、ガスのための２重壁管が、そのようなガス供給システムに使用される。そのような管は、ガスが流れる内側チャネル、及び、内側チャネルと同軸に設計された環状の外側チャネルを備える。例えば空気である第２の流体が、保護媒体として外側チャネル内を流れる。通常、外側チャネル内の第２の流体は、ここではガスである内側チャネル内の第１の流体に対して向流で案内される。さらに、２重壁管は、外側チャネル内の圧力が内側チャネル内の圧力よりも低くなるように運用される。ガス移送管系において、例えば内側チャネルにおいて漏れが発生した場合、ガスは、内側チャネルから漏出して外側チャネルに入り、外側チャネルでは、ガスは、内側チャネル内のガスの流れ方向に反して、保護媒体によって運び去られる。この保護機能が常に保証されることを確実にするには、ガスを移送する内側系が保護媒体を移送する外側系によって常に包囲されることを確実にしなければならない。

しかし、例えば、ガス流を阻止することを可能とする遮断弁の場合、燃料として働くガスが流れる構成要素が、環境中へのガスの漏出に対抗する保護媒体によって保護されることがそのような遮断弁において確実とされなければならないので、困難が生じる。

この目的のために、２つの２重壁管の２つの端部フランジ間に遮断弁が取り付けられることを可能にする２つのフランジを有する遮断弁が、特許文献１で提案されている。遮断弁は、両方のフランジを貫通して延在する、ガスのための内側チャネルを有する。この内側チャネルは、２つのフランジ間に配置された第１の円筒状スリーブによって境界される。第２のスリーブが、第１のスリーブと第２のスリーブとの間に環状のチャネルが形成されるように、２つのフランジ間で第１のスリーブの周りに同軸に配置され、環状のチャネルは、２つのフランジ間に延在し、また、この環状のチャネルを通じて、保護媒体が案内される。いずれの場合にも２つのフランジに幾つかの開口部が設けられ、保護媒体は、それらの開口部を通って環状のチャネルを出入りすることができる。内側チャネルを通る通路を選択的に開閉するために、閉鎖体が内側チャネルに回転可能に配置される。閉鎖体は、第１のスリーブ及び第２のスリーブを径方向に貫通して延在し且つ閉鎖体内に係合する作動部材によって回転され得る。

この遮断弁は、設計が非常に複雑である。例えば、遮断弁を管系内に設置するために、４つのフランジが常に設けられなければならず、即ち、遮断弁上の２つのフランジと、間に遮断弁が取り付けられる管の各端部の１つのフランジとが常に設けられなければならない。

国際公開第２０１９／０５２６２４号

したがって、本発明の目的は、この現況技術を根幹として、設計が単純であると同時に２重壁管の内側チャネル内を流れる流体が環境中に漏出し得ないことを確実にする、ガス供給システムの２重壁管のための遮断弁を提案することである。さらに、本発明の目的は、そのような遮断弁を備える、大型機関のためのガス供給システムを提案することである。本発明のさらなる目的は、そのようなガス供給システムを有する大型機関を提案することである。

この課題に応じる本発明の目的は、それぞれの分類区分の独立特許請求項の特徴によって特徴付けられる。

本発明によれば、弁ハウジングを完全に貫通して軸方向に延在する第１の流体のための第１の流体チャネルが中央に配置された弁ハウジングと、閉位置では第１の流体チャネルを通る通路を塞ぎ、開位置では第１の流体チャネルを通る通路を開く、弁体と、弁体が閉位置から開位置へまた開位置から閉位置へ動かされることを可能にする作動部材と、を備える、ガス供給システムの２重壁管のための遮断弁であって、複数の第２の流体チャネルが、第２の流体のために設けられ、第２の流体が、複数の第２の流体チャネルを通って弁ハウジングを流れることができ、各第２の流体チャネルが、いずれの場合にも弁ハウジング内のボアとして設計される、遮断弁が提案される。

本発明による遮断弁は、例えば保護媒体である第２の流体のために複数の第２の流体チャネルが設けられ、そのそれぞれが中実な弁ハウジング内のボアとして設計されるので、特に設計が単純である。これは、いずれの場合にも第２の流体チャネルのためにボアのみが必要とされるので、製造の観点からすれば特に単純な設計である。この事実により、弁ハウジングを１つの部品に設計することがさらに可能であり、このことは、潜在的な漏出点である弁ハウジングの様々な部品間の接続点が存在しないという利点を有する。さらに、例えば燃料として働くガスである第１の流体が環境中に漏出することから確実に保護されるように第２の流体が弁ハウジングを流れ得ることが、確実とされる。

各第２の流体チャネルは、第１の流体チャネルに対して平行に延在することが好ましく、この場合、第２の流体チャネルは、第１の流体チャネルの周りに径方向外方に配置される。この実施例は、製造の観点からすれば特に単純である。さらに、第１の流体チャネルは、環境中への第１の流体の漏出がさらに確実に防がれるように、第２の流体チャネルによって完全に取り囲まれる。

単純且つ安全な方法で遮断弁を管系に組み入れるために、弁ハウジングが、２つの環状シェル表面を備え、そのそれぞれの上で接続フランジが弁ハウジングを抱持し得ることが、好ましい。この方策により、必要とされるフランジの数を減らすことも可能である。フランジは、もはや遮断弁そのものに設けられる必要はない。管端部に設けられたフランジは、弁ハウジングを直接抱持することができる。すると、遮断弁は、ねじ接続により、２つの２重壁管の端部間で締め付けられ得る。

封止要素が各シェル表面内に配置されることが、好ましい。そうすることで、第２の流体がこのシェル表面に沿って漏出し得ることが回避される。封止要素は、例えばＯリングであり、これは、シェル表面にある溝内、又は接続フランジにある溝内に挿入され得る。

好ましい一実施例によれば、作動部材は、軸方向に対して垂直に延在し、且つ、弁体内に係合する。例えば、弁体は、球状の形状であり、球状の弁体を直径方向に貫通して延在するボアを含む。弁体内に係合する作動部材により、弁体は、遮断弁を通る第１の流体のための流れ接続を弁体内のボアが解放するように、開位置まで９０°回転され得る。反対に、弁体は、開位置から閉位置まで９０°回転されることが可能であり、この閉位置では、弁体内のボアは、第１の流体がもはや遮断弁を通って流れることができないように、軸方向に対して垂直に延在する。

好ましい一実施例によれば、作動部材は、環状溝を備え、第２の流体は、この環状溝を通って作動部材の周りを流れることができる。作動部材は、好ましくは軸方向に対して垂直な径方向において第２の流体チャネルのうちの１つを貫通して延在するので、第２の流体は、この第２の流体チャネルを通る流れが阻止されないように、作動部材の周りを流れることができる。

好ましい一実施例では、弁ハウジングは、２つの軸方向端面を有し、ここで、いずれの場合にも各端面に環状円板形状の封止要素が配置され、この環状円板形状の封止要素は、第１の流体チャネルを取り囲み、環状円板形状の封止要素の外径は、環状円板形状の封止要素が径方向に関して第１の流体チャネルと第２の流体チャネルとの間で終端するように寸法決めされる。この方策により、無故障運転中の遮断弁において、第２の流体チャネル内への第１の流体の浸透が防がれる。

さらに、大型機関の少なくとも１つのシリンダに燃料としてのガスが供給されることを可能にする、大型機械のためのガス供給システムであって、第１の２重壁管及び第２の２重壁管を備え、各管が、気体燃料のための内側チャネル、及び内側チャネルと同軸に配置された第２の流体のための環状の外側チャネルを含み、気体燃料のための遮断弁が、第１の２重壁管と第２の２重壁管との間に設けられ、遮断弁が本発明に従って設計されるガス供給システムが、本発明によって提案される。

各管は、それぞれの管を遮断弁に接続するための接続フランジをその端部のうちの少なくとも一方に有することが、好ましい。

各接続フランジは、例えば溶接によりそれぞれの管に取外し不能に接続されることが、特に好ましい。この方策により、必要とされる封止要素の数、及び潜在的な漏出点の数が、少なくなる。

各接続フランジは、弁ハウジングを抱持するように設計されることが、特に好ましい。したがって、接続フランジ及び弁ハウジングは、軸方向に関して重なり合い、それにより、遮断弁とそれぞれの管との間の緊密な接続が可能になる。

好ましい一実施例によれば、各接続フランジは、複数のボアを備え、ボアのそれぞれは、各ボアが管の外側チャネルを遮断弁の第２の流体チャネルのうちの１つに接続するように設計される。この方策により、第２の流体は、特に単純な態様で遮断弁を流れ、且つ、環境中への第１の流体の不要な漏出を防ぐことができる。

この点において、各ボアが軸方向に対して斜めに延在することが、特に構成上の理由のために好ましい。

さらに、燃料としてのガスが各シリンダに供給されること可能にするガス供給システムが設けられ、また、ガス供給システムが本発明に従って設計される、少なくとも１つのシリンダを有する大型機関が、本発明によって提案される。

好ましい一実施例では、請求項１４に記載の大型機関は、長手方向掃気式２行程大型ディーゼル機関として設計され、好ましくは、燃焼のために液体燃料がシリンダ内に導入される液体モードで運転されることが可能でありまたさらに燃料としてのガスがシリンダ内に導入されるガス・モードで運転されることが可能である複式燃料大型ディーゼル機関として設計される。

本発明のさらなる有利な方策及び実施例は、従属請求項から生じる。

以下、図面を参照しながら、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

軸方向に沿った断面における、本発明による遮断弁の一実施例の断面図である。 軸方向に対して垂直な断面における、図１の実施例の断面図である。 軸方向に沿った断面における、２つの管の間に取り付けられた図１の実施例の断面図である。 軸方向に対して垂直な断面における、２つの管の間に取り付けられた図１の実施例の断面図である。 大型機関における本発明によるガス供給システムの一実施例の概略図である。

「大型機関」という用語は、船舶のための主駆動ユニットとして通常使用される機関、又は、例えば電気エネルギーを生成するための大型発電機を駆動するために定置運転でも使用されるような機関を意味する。典型的には、大型ディーゼル機関のシリンダは、それぞれ、少なくとも約２００ｍｍである内径（ボア）を有する。「長手方向掃気式」という用語は、掃気空気又は給気空気が下端部の領域においてシリンダ内に導入されることを意味する。

実施例に基づく本発明の以下の説明では、複式燃料機関、即ち２種類の異なる燃料で動作され得る機関として設計された、実践に特に重要な大型機関の例が、説明に役立つ性質とともに参照される。特に、大型ディーゼル機関のこの実施例は、液体燃料のみがシリンダの燃焼室内に噴射される液体モードで動作され得る。通常、液体燃料、例えば重油又はディーゼル油は、適切なタイミングで燃焼室内に直接噴射されて、ディーゼルの自己点火の原理に従ってそこで点火する。大型ディーゼル機関はまた、燃料となるガス、例えば天然ガスが、予め混合された空気・燃料混合気の形態で燃焼室において点火される、ガス・モードで動作され得る。ガス・モードでは、大型機関は、特に低圧法に従って動作し、即ち、ガスは、気体状態でシリンダ内に導入され、ここで、ガスの噴射圧力は、最大でも５０バール、好ましくは最大でも２０バールである。空気・ガス混合気は、オットーの原理に従って燃焼室内で火花点火される。この火花点火は、通常、少量の自己点火液体燃料（例えば、ディーゼル油又は重油）を適切な瞬間に燃焼室内又は予燃焼室内に導入し、次いでこの自己点火液体燃料が自己点火して燃焼室内の空気・燃料混合気の火花点火を引き起こすことにより、達成される。

ガス・モードでは、大型機関は、燃料としてガス、例えば天然ガスを必要とする。この目的のために、ガス供給システムが必要とされる。図５は、大型機関における本発明によるガス供給システムの一実施例の概略図を示す。大型機関は、全体が参照記号２００で表わされ、ガス供給システムは、参照記号１００で表わされる。

本明細書において説明される実施例では、長手方向掃気式複式燃料２行程大型ディーゼル機関として設計された大型機関が参照される。

大型ディーゼル機関２００は、少なくとも１つの、しかし通常は複数のシリンダ２１０を有する。図５では、合計４つのシリンダ２１０が示されている。各シリンダの内側には、ピストン（図示せず）が、上死点と下死点との間でシリンダ軸に沿って前後に移動可能であるように、それ自体が知られた態様で配置される。ピストン・ロッド（図示せず）により、ピストンは、それ自体が知られた態様でクロスヘッド（図示せず）に接続され、クロスヘッドは、プッシュ・ロッド（図示せず）によりクランク軸（図示せず）に接続され、その結果、ピストンの運動がピストン・ロッド、クロスヘッド、及びプッシュ・ロッドを介してクランクシャフトに伝達されて、クランクシャフトを回転させる。ピストンの上側は、シリンダ・カバー（図示せず）と一緒に、燃焼のために燃料が導入される燃焼室の境界となる。ガス・モードでは、この燃料はガスであり、例えばＬＮＧ（液化天然ガス）などの天然ガスである。低圧法では、ガスは、好ましくはピストンの上死点と下死点との間のおおよそ中間において、例えばそれぞれのシリンダ２１０の円筒状壁面を通じて又はシリンダ・ライナを通じて、シリンダ２１０内に導入される。シリンダ２１０内では、ガスは、ピストンの圧縮運動中に掃気空気と混ざり合い、したがって引火性の空気・燃料混合気を形成し、次いで、この空気・燃料混合気は、ピストンがおおよそ上死点に位置したときに、火花点火される。火花点火は、例えば重油又はディーゼル燃料である自己点火燃料をそれぞれのシリンダの予燃焼室内に噴射することによって達成されることが、好ましい。

図５に示されるように、いずれの場合にも各シリンダ２１０に対して２つのガス供給管１０４が設けられ、ガス供給管１０４のそれぞれは、シリンダ２１０上又はシリンダ・ライナ上のガス入口ノズル（明確には図示せず）に通じる。各シリンダ２１０の２つのガス入口ノズルは、直径方向に向かい合うことが好ましい。ガス供給管１０４は、シリンダ２１０にガスを供給するための主管として設計された第２の管１０２又は第３の管１０３から分岐する。図による上側の管、即ち第３の管１０３からは、いずれの場合にも、ガス供給管１０４のうちの１つが各シリンダ２１０へ分岐し、図によると下側の管、即ち第２の管１０２からは、いずれの場合にも、ガス供給管１０４のうちの１つが各シリンダ２１０へ分岐する。第２の管１０２の両端、及び第３の管１０３の両端には、いずれの場合にも、後でより詳細に説明される遮断弁１が設けられる。各遮断弁１は、閉位置及び開位置を有する。遮断弁１が開位置にある場合、ガス－又はより一般的には第１の流体－は、遮断弁１を通って流れることができる。遮断弁１が閉位置にある場合、遮断弁１を通る通路は、ガス又は第１の流体に対して塞がれる。

図によると第２の管１０２及び第３の管１０３の右側に配置されている２つの遮断弁１の右側には、図によると、これらの２つの遮断弁１を互いに接続する第１の管１０１が設けられる。ガス入口１０５が第１の管１０１上に設けられ、このガス入口１０５を通じて、ガス供給ユニット１０６からのガスが第１の管１０１に送り込まれ得る。詳細には示されていないガス供給ユニット１０６は、燃料として使用されるガスのための少なくとも１つの貯蔵容器と、燃料として使用されるガスの圧力を調整又は制御するためのガス圧制御デバイスとを、それ自体が知られた態様で備える。

ガス供給管１０４、第１の管１０１、第２の管１０２、及び第３の管１０３のそれぞれは、燃料として使用されるガスが流れる内側チャネル１０６と、保護媒体として機能する第２の流体のための外側チャネル１０７とを有する２重壁管としてそれぞれ設計される。この第２の流体は、例えば空気である。外側チャネル１０７は、いずれの場合も、環状チャネルとして設計され、且つ、内側チャネル１０６と同軸に配置される。

図によると第２の管１０２及び第３の管１０３の左端に配置されている２つの遮断弁１の左側には、図によると、これらの２つの遮断弁１を互いに接続する掃気管１０８が設けられる。出口１０９が掃気管１０８上に設けられ、この出口１０９を通じて、流体が掃気管１０８から排出され得る。掃気管１０８は、大型機関２００の通常のガス運転には必要とされず、即ち、通常運転では、図によると左側の２つの遮断弁１は、それぞれ閉位置にある。洗浄作業又はメンテナンス作業の場合、これらの２つの遮断弁１は、流体、例えば洗浄剤が内側チャネル１０６を通して案内されて掃気管１０８及び出口１０９を介して排出され得るように、開かれ得る。掃気管１０８は、通常のガス運転には必要とされないので、単に単一壁管として設計されることが好ましい。

ガス・モードでの大型機関２００の運転中、図によると左側の２つの遮断弁１は閉じており、
右側の２つの遮断弁は図によると開いている。燃料として使用されるガスは、図５中の参照記号Ｇの矢印によって示されるように、ガス供給ユニット１０６からガス入口１０５を介して第１の管１０１の内側チャネル１０６内に導入され、そこから第２の管１０２又は第３の管１０３の内側チャネル１０６及びガス供給管１０４を通ってシリンダ２１０上のガス入口ノズルへ流れる。

それと同時に、漏れが生じた場合にガスが環境中に流出するのを防ぐために、第２の流体が、保護媒体としてガス供給管１０４、第２の管１０２、第３の管１０３、及び第１の管１０１の外側チャネル１０７を通って案内される。保護媒体は、図５中の参照記号Ｆの矢印によって示されるように、外側チャネル１０７を通って向流で案内されることが好ましい。これは、保護媒体がガスとは反対方向に流れることを意味する。さらに、外側チャネル１０７内の保護媒体の圧力は、内側チャネル１０６内のガスの圧力よりも低くなるように調整される。保護媒体として機能する第２の媒体は、好ましくは空気である。

以下では、本発明による遮断弁１が、一実施例を参照しながらより詳細に説明される。図１は、２重壁管１０１、１０２、１０３、１０４のための本発明による遮断弁１の一実施例の断面図を示す。この断面は軸方向Ａに沿ったものであり、この軸方向Ａは、開位置にある遮断弁１を通って第１の流体－ここでは燃料として働くガスである－が流れる方向に対応する。より良い理解のために、図２は、図１の断面線ＩＩ－ＩＩに沿った軸方向Ａに垂直な断面におけるこの実施例の断面図をさらに示す。以下では、軸方向Ａに垂直な方向は、径方向と呼ばれる。

遮断弁１は、ここでは例えば燃料として働くガスである第１の流体のための第１の流体チャネル６が中央に配置された、弁ハウジング２を備える。第１の流体チャネル６は、弁ハウジング２を完全に貫通して軸方向Ａに延在する。さらに、弁体３が設けられ、この弁体３は、ここでは球状の形状とされている。ボール弁にはよくあるように、球状の弁体３は、弁体を直径方向に貫通して延在する中央ボアを有する。遮断弁が図１及び図２に示された開位置にある場合、弁体３内のボアは、第１の流体チャネル６が開かれて第１の流体が遮断弁１を通って流れることができるように、軸方向Ａに合わせられる。遮断弁を開位置から閉位置に動かすために、弁体３は、弁体３内のボアが軸方向Ａに対して垂直に合わせられるように、９０°回転される。この閉位置では、弁体３は、第１の流体がもはや遮断弁１を通って流れることができないように、第１の流体チャネル６を通る通路を塞ぐ。

弁体３を回転させるために、即ち、遮断弁１を閉位置から開位置へ又は開位置から閉位置へ動かすために、遮断弁は作動部材４を有し、この遮断弁４は、棒形状とされ、且つ、それ自体が知られた態様で円形断面を有する。作動部材４は、その端部のうちの一方により弁体３内の凹部に係合し、且つ、そこから軸方向Ａに対して垂直に弁ハウジング２を貫通して、弁ハウジング２の外側に配置されたその第２の端部まで延在する。作動部材４は、軸方向Ａに垂直なその長手軸の周りで回転可能に配置される。したがって、作動部材４をその長手軸の周りで回転させることにより、遮断弁１は、閉位置から開位置へ、又は開位置から閉位置へ動かされ得る。作動部材４の回転は、手動で行われてもよく、又は、作動部材４を回転させるための駆動部、例えば電気式又は液圧式又は空気圧式の駆動部が設けられる。

遮断弁は、ここでは例えば保護媒体である第２の流体のための複数の第２の流体チャネル７をさらに有し、第２の流体は、遮断弁１が開位置にあるか閉位置にあるかに関係なく、この第２の流体チャネル７を通って遮断弁１を流れることができる。各第２の流体チャネル７は、弁ハウジング２内のボアとして設計される。各第２の流体チャネル７は、径方向に関して第１の流体チャネル６よりもさらに外方に配置される。ここで説明される実施例では、合計８つの第２の流体チャネル７が設けられ、それらは第１の流体チャネル６の周りに配置される。図２で特に認識され得るように、第２の流体チャネル７は、第１の流体チャネル６の周りの円上に配置され、この円は、第１の流体チャネル６の円形断面と同心であり、且つ、第１の流体チャネル６よりも大きい直径を有する。その結果、第２の流体チャネル７は、無故障運転中に第１の流体チャネル６と第２の流体チャネル７との間の質量交換が不可能であるように、弁ハウジング２の固体材料により第１の流体チャネル６から隔てられる。

全ての第２の流体チャネル７は、第１の流体チャネル６に対して平行に設計され且つ－前述のように－径方向に関して第１の流体チャネル６に対して径方向外方に配置されることが、好ましい。したがって、各第２の流体チャネル７は、軸方向Ａに延在する。

図１及び図２で認識され得るように、第２の流体チャネル７のうちの１つは、棒形状の作動部材４により径方向に穴を開けられ、その他の点では、全ての第２の流体チャネル７は、まったく同様に設計される。作動部材４が貫通する第２の流体チャネル７を通って第２の流体も容易に流れることが確実にできるようにするために、作動部材４は、その外側壁面に環状溝４１を有し、第２の流体は、この環状溝４１を通って作動部材４の周りを流れることができる。環状溝４１は、径方向に関して、作動部材４が第２の流体チャネル７を突き抜ける位置に配置される。

図（図１、図２）によれば、環状溝４１の上方及び下方には、いずれの場合にも、作動部材４上にシール４２が設けられ、このシール４２は、例えばＯリングとして設計される。図によると上方のシール４２は、流体が作動部材４に沿って第２の流体チャネル７から漏出するか又は第２の流体チャネル７に入ることができないように、第２の流体チャネル７と環境との間を封止する。図によると下方のシール４２は、第１の流体が弁体３及び作動部材４に沿って第１の流体チャネル６から第２の流体チャネル７に入ることができないように、第２の流体チャネル７と第１の流体チャネル６との間を封止する。

弁ハウジング２は、軸方向Ａに関して弁ハウジングの境界となる２つの軸方向端面２１をさらに有する。これらの軸方向端面２１のそれぞれには、いずれの場合にも環状円板形状の封止要素２２が設けられ、これらの封止要素２２は、遮断弁１が取り付けられたときに、第１の流体チャネル６を第２の流体チャネル７に対して封止する（図３も参照）。各環状円板形状の封止要素２２は、原則的に第１の流体チャネル６の直径に一致する内径と、対向する２つの第２の流体チャネル７間の直径距離よりも小さい外径とを有する。したがって、各環状円板形状の封止要素２２は、径方向に関して第１の流体チャネル６と第２の流体チャネル７との間で終端する。環状円板形状の封止要素２２のそれぞれは、それぞれの軸方向端面２１にある相応に設計された凹部に挿入される。その側面が弁ハウジング２の内側に面している状態で、各環状円板形状の封止要素２２は、球状の弁体３に当接する。

弁ハウジング２は、２つの環状シェル表面２３をさらに有し、そのそれぞれの上には、後で説明されるように接続フランジ１１０が弁ハウジング２を抱持し得るように、第１の管１０１、第２の管１０２、又は第３の管１０３の接続フランジ１１０が位置し得る。

２つの環状シェル表面２３は、軸方向端面２１に隣接するように配置され、且つ、円周方向において弁ハウジング２を完全に囲むようにそれぞれ延在する。径方向に延在する作動部材４は、軸方向Ａに関して２つのシェル表面２３の間で弁ハウジング２から突出するように配置される。

いずれの場合にもシェル表面２３のそれぞれに環状封止要素２４が設けられ、この環状封止要素２４は、円周方向において弁ハウジング２を完全に囲むように延在する。各封止要素２４は、遮断弁１と遮断弁１が接続される管１０１、１０２、１０３との間を封止する機能を果たす。各環状封止要素２４は、例えばＯリングとして設計され、例えば、それぞれのシェル表面２３にあるリング溝に挿入される。

図３は、例えば図５に関連して説明されたように設計され得る大型機関２００のための本発明によるガス供給システム１００の一実施例からの詳細を示す。特に図３は、ガス供給システム１００の第１の管１０１と第２の管１０２との間での設置状態における、図１及び図２に基づいて説明された遮断弁１を示す。

より良い理解のために、図３における断面線ＩＶ－ＩＶに沿った断面、即ち軸方向Ａに垂直な断面が、図４にさらに示される。

２重壁の第１の管１０１、及び２重壁の第２の管１０２は、それぞれ、封止するような態様で第１の管１０１及び第２の管１０２を遮断弁１に接続するために、それらの端部のうちの少なくとも一方に接続フランジ１１０を有する。

各接続フランジ１１０は、例えば溶接によりそれぞれの管１０１又は１０２に取外し不能に接続されることが好ましい。さらに、各接続フランジ１１０は、遮断弁１のシェル表面２３のうちの１つを抱持し得るように設計される。これは、軸方向Ａに関して接続フランジ１１０が遮断弁１のシェル表面２３と重なることを意味する。

各接続フランジ１１０は、複数のボア１１１を備え、ボア１１１のそれぞれは、各ボア１１１が第１の管１０１又は第２の管１０２の外側チャネル１０７を遮断弁１の第２の流体チャネル７の１つに接続するように設計される。結果として、接続フランジ１１０内のボア１１１の数は、遮断弁１内の第２の流体チャネル７の数に等しい。しかし、必ずしも第２の流体チャネル７の数がボア１１１の数に等しいとは限らない。他の実施例では、ボア１１１の数が第２の流体チャネル７の数よりも多い又は少ないことが考えられる。例えば幾何学的な理由のために小さな断面積のボア１１１しか接続フランジ１１０内に設けられ得ない場合、遮断弁内に第２の流体チャネル７が設けられるのよりも多くのボア１１１を設けることが、有利である。

この目的のために、各ボア１１１は、一方では第１の管１０１又は第２の管１０２の外側チャネル１０７と流れ接続し、他方では遮断弁１の第２の流体チャネル７のうちの１つと流れ接続するように、軸方向Ａに対して斜めに位置合わせされることが好ましい。さらに、各接続フランジ１１０は、ねじ接続部を受け入れるように設計された複数の取付けボア１１２（図４）を備える。

当然ながら、幾何学的条件が許容するのであれば、各ボア１１１が軸方向に対して平行に又は少なくともおおよそ平行に延在することも可能である。

遮断弁１をガス供給システム１００に組み入れるために、第１の管１０１の接続フランジ１１０は、遮断弁１のシェル表面２３のうちの一方に押し被せられ、第２の管１０２の接続フランジ１１０は、遮断弁１の他方のシェル表面２３に押し被せられる。続いて、ねじ又はボルト１１３が、取付けボア１１２のそれぞれに押し通され、次いでそのねじ又はボルト１１３上にナット１１４がねじ込まれる。全てのナット１１４を締めることにより、遮断弁１が第１の管１０１と第２の管１０２との間で締め付けられる。

１ 遮断弁
２ 弁ハウジング
３ 弁体
４ 作動部材
６ 第１の流体チャネル
７ 第２の流体チャネル
２１ 軸方向端面
２２ 環状円板形状の封止要素
２３ 環状シェル表面
２４ 環状封止要素
４１ 環状溝
４２ シール
１００ ガス供給システム
１０１ 第１の管、２重壁管
１０２ 第２の管、２重壁管
１０３ 第３の管、２重壁管
１０４ ガス供給管、２重壁管
１０５ ガス入口
１０６ ガス供給ユニット、内側チャネル
１０７ 外側チャネル
１０８ 掃気管
１０９ 出口
１１０ 接続フランジ
１１１ ボア
１１２ 取付けボア
１１３ ボルト
１１４ ナット
２００ 大型機関
２１０ シリンダ
Ａ 軸方向
Ｆ 矢印
Ｇ 矢印

Claims (14)

1. 弁ハウジング（２）を完全に貫通して軸方向（Ａ）に延在する第１の流体のための中央に配置された第１の流体チャネル（６）を有する弁ハウジング（２）と、閉位置では前記第１の流体チャネル（６）を通る通路を塞ぎ、開位置では前記第１の流体チャネル（６）を通る前記通路を開く、弁体（３）と、前記閉位置から前記開位置へ及び前記開位置から前記閉位置へ前記弁体（３）を動かすことを可能にする作動部材（４）とを備える、ガス供給システム（１００）の２重壁管（１０１、１０２、１０３）のための遮断弁であって、複数の第２の流体チャネル（７）が、第２の流体のために設けられ、前記第２の流体は、前記複数の第２の流体チャネル（７）を通って前記弁ハウジング（２）を流れることができ、各第２の流体チャネル（７）は、いずれの場合にも前記弁ハウジング（２）内のボアとして設計されており、前記作動部材（４）は、環状溝（４１）を備え、前記第２の流体は、前記環状溝（４１）を通って前記作動部材（４）の周りを流れることができることを特徴とする、遮断弁。
2. 各第２の流体チャネル（７）は、前記第１の流体チャネル（６）に対して平行に延在し、前記第２の流体チャネル（７）は、前記第１の流体チャネル（６）の周りに径方向外方に配置されている、請求項１に記載の遮断弁。
3. 前記弁ハウジング（２）は、２つの環状シェル表面（２３）を備え、前記環状シェル表面（２３）のそれぞれの上で、接続フランジ（１１０）が前記弁ハウジング（２）を抱持することができる、請求項１又は２に記載の遮断弁。
4. 各シェル表面（２３）内に封止要素（２４）が配置されている、請求項３に記載の遮断弁。
5. 前記作動部材（４）は、前記軸方向（Ａ）に対して垂直に延在し、且つ前記弁体（３）内に係合する、請求項１から４までのいずれか一項に記載の遮断弁。
6. 前記弁ハウジング（２）は、２つの軸方向端面（２１）を有し、いずれの場合にも各端面（２１）内に環状円板形状の封止要素（２２）が配置され、前記環状円板形状の封止要素（２２）は、前記第１の流体チャネル（６）を取り囲み、前記環状円板形状の封止要素（２２）の外径は、前記環状円板形状の封止要素（２２）が、軸方向（Ａ）に対して垂直である径方向に関して前記第１の流体チャネル（６）と前記第２の流体チャネル（７）との間で終端するように寸法決めされている、請求項１から５までのいずれか一項に記載の遮断弁。
7. 第１の２重壁管（１０１）及び第２の２重壁管（１０２）を備え、各管（１０１、１０２）は、気体燃料のための内側チャネル（１０６）、及び前記内側チャネル（１０６）と同軸に配置された第２の流体のための環状の外側チャネル（１０７）を含み、前記気体燃料のための遮断弁（１）が、前記第１の２重壁管（１０１）と前記第２の２重壁管（１０２）との間に設けられている、大型機関（２００）の少なくとも１つのシリンダ（２１０）に燃料としてのガスが供給されることができる、前記大型機関のためのガス供給システムであって、前記遮断弁（１）は、請求項１から６までのいずれか一項に従って設計されていることを特徴とする、ガス供給システム。
8. 各管（１０１、１０２、１０３）は、それぞれの前記管（１０１、１０２、１０３）を前記遮断弁（１）に接続するための接続フランジ（１１０）をその端部のうちの少なくとも一方に有する、請求項７に記載のガス供給システム。
9. 各接続フランジ（１１０）は、それぞれの前記管（１０１、１０２、１０３）に取外し不能に接続されている、請求項８に記載のガス供給システム。
10. 各接続フランジ（１１０）は、前記弁ハウジング（２）を抱持するように設計されている、請求項８又は９に記載のガス供給システム。
11. 各接続フランジ（１１０）は、複数のボア（１１１）を備え、前記ボア（１１１）のそれぞれは、各ボア（１１１）が前記管（１０１、１０２、１０３）の前記外側チャネル（１０７）を前記遮断弁（１）の前記第２の流体チャネル（７）のうちの１つに接続するように設計されている、請求項８又は１０に記載のガス供給システム。
12. 各ボア（１１１）は、前記軸方向（Ａ）に対して斜めに延在する、請求項１１に記載のガス供給システム。
13. 燃料としてのガスが各シリンダ（２１０）に供給されることができるガス供給システム（１００）が設けられる、少なくとも１つのシリンダを有する大型機関であって、前記ガス供給システム（１００）は、請求項７から１２までのいずれか一項に従って設計されていることを特徴とする、大型機関。
14. 燃焼のために液体燃料が前記シリンダ（２１０）内に導入される液体モードで運転されることができ、さらに燃料としてのガスが前記シリンダ（２１０）内に導入されるガス・モードで運転されることができる、長手方向掃気式２行程大型ディーゼル機関、好ましくは、複式燃料大型ディーゼル機関として設計されている、請求項１３に記載の大型機関。