JP7832764B2 - ２つの二重管部分を接続するためのフランジ接続部、ガス供給システム及び大型エンジン - Google Patents

Description

本発明は、それぞれのカテゴリの独立特許請求項のプリアンブルに記載の、２つの二重管部分を接続するためのフランジ接続部、大型エンジン用のガス供給システム、及び大型エンジンに関する。

大型エンジンは、古くから大型ディーゼル・エンジンとして重油で運転されている。大型エンジンは、２ストローク・エンジン又は４ストローク・エンジンとして、例えば、長手方向に掃気される（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ ｓｃａｖｅｎｇｅｄ）２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計することができ、しばしば船舶の駆動装置として使用されるか、又は、定置運転でも使用されて、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。エンジンは、通常、相当な期間にわたって連続運転で稼働するため、運転安全性及び可用性が高度に要求される。その結果として、特に保守の間隔が長く、摩耗が少なく、運転資材の取り扱いが経済的であることが、操作者には重要な基準である。大型ディーゼル・エンジンは、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。最近では、最大で９６０ｍｍ以上のボアを有する大型エンジンが使用されている。

経済的且つ効率的な運転、排出制限の順守、及び資源の可用性の側面で、現在、大型エンジンに対しては重油の代替案も求められている。この点において、液体燃料、すなわち液体状態で燃焼室内に導入される燃料と、ガス燃料、すなわち気体状態で燃焼室内に導入される燃料との双方が使用されている。

重油の既知の代替案としての液体燃料の実例としては、特に石油精製業から残留する他の重炭化水素、アルコール、特にメタノール又はエタノール、ガソリン、ディーゼル油、或いはまたエマルション又は懸濁液が挙げられる。例えば、多相超微細霧化残渣物（ＭＳＡＲ：Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ａｔｏｍｉｚｅｄ Ｒｅｓｉｄｕｅ）と称されるエマルシ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としては炭塵と水との懸濁液があり、これも燃料として大型エンジンに使用される。ガス燃料としては、液化天然ガス（ＬＮＧ：ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ）のような天然ガスが知られている。

特に、少なくとも２種類の異なる燃料で運転されることが可能な大型エンジンも知られており、これによりエンジンは、運転状況又は環境に応じて、一方の燃料又は他方の燃料のいずれかで運転される。

少なくとも２種類以上の異なる液体燃料又はガス燃料で運転されることが可能な大型エンジンは、多くの場合、そのときに使用中の燃料に応じて、異なる運転モードで運転される。ディーゼル運転としばしば呼ばれる運転モードでは、燃料の燃焼は、一般に、燃料の圧縮着火又は自己着火の原理に従って起こる。オットー運転としばしば呼ばれるモードでは、燃焼は、発火性の予め混合された混合気の火花点火によって起こる。この火花点火は、例えば、点火プラグなどによる電気火花によって、或いはまた噴射された少量の燃料の自己着火によって起こり得、これにより、次に別の燃料の火花点火が引き起こされる。自己着火を意図した少量の燃料は、多くの場合、燃焼室に接続された副燃焼室（ｐｒｅ－ｃｈａｍｂｅｒ）に噴射される。

更に、オットー運転及びディーゼル運転からの混合形式も知られている。

２つの異なる燃料で運転されることが可能な大型エンジンの１つの実例としては、二元燃料大型ディーゼル・エンジンとして設計された、長手方向に掃気される大型ディーゼル・エンジンがある。この大型ディーゼル・エンジンは、液体燃料が燃焼のためにシリンダへ導入される液体モードと、燃料としてガスがシリンダへ導入されるガス・モードとにおいて、運転されることが可能である。

本出願の枠組み内では、「大型ディーゼル・エンジン」という用語は、少なくともディーゼル運転で運転されることが可能なエンジンを指す。よって、特に「大型ディーゼル・エンジン」という用語には、ディーゼル運転に加えて、別の運転、例えばオットー運転で、運転されることが可能な二元燃料又は多元燃料大型エンジンも含まれる。

もちろん、大型エンジンは、燃料として１種類又は複数種類のガスのみで運転されることが可能なガス・エンジンとして設計することもできる。

燃料としてガスで運転するためには、大型エンジンは、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が可能なガス供給システムを有していなければならない。典型的には、ガス供給システムは、少なくともガスをシリンダへ導入するためのガス送給システムと、圧力調整システムとを備え、圧力調整システムにより、ガス圧はシリンダに導入するための所望の圧力に設定され、ガス送給システムに与えられる。そのような圧力調整システムはまた、機関付圧力調整弁（ｉＧＰＲ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｇａｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）とも称される。ｉＧＰＲは、圧力制御弁に加えて、典型的には、流量計、様々なセンサ・ボックス、遮断弁及びフィルタ装置のような他の構成要素を備えている。

安全上の理由で、そのようなガス供給システムには、ガス用二重管が使用される。そのような管又は管部分は、ガスが流れる内側チャネルと、内側チャネルと同軸に設計された環状の外側チャネルとを備える。外側チャネル内には、保護媒体として第２の流体（例えば空気）が流れる。通常、外側チャネル内の第２の流体は、内側チャネル内の第１の流体、ここではガス、に対して向流で案内される。加えて、二重管は、外側チャネル内の圧力が内側チャネル内よりも低くなるように操作される。ガス輸送管システムにおいて、例えば内側チャネルで漏出が生じた場合には、ガスは内側チャネルから逃げて外側チャネルに入り、外側チャネルにおいてガスは保護媒体によって内側チャネル内のガスの流れ方向に逆らって運び去られる。この保護機能が常に約束されることを保証するためには、ガスを輸送する内側システムが、保護媒体を輸送する外側システムに常に包囲されていることが保証されなければならない。

ｉＧＰＲの様々な構成要素もまた、二重管部分を介して互いに接続される。この目的のためには、燃料として機能するガスが流れるすべての構成要素及びそれらの構成要素を接続する管部分が、保護媒体によってガスが環境中へ逃げるのを防止されるように、そのような管部分を高い運転安全性をもって接続することが必要である。

この目的のために、例えば、デンマーク特許出願第２０１７７０４０７Ａ１号では、２つの二重管部分がともに接続されることが可能なフランジ接続部が提案されている。このフランジ接続部は、ガスのための中央軸線方向ボアと、保護媒体がガスから分離されてフランジ接続部を通って流れることができるいくつかの非中央チャネルとを備える。接続される管部分の端部にある２つのフランジは、幾つかのねじ接続部によってそれ自体既知の方法でともに押圧される。これらのねじ接続部が機能しなくなると、ガス用のガス輸送中央ボア及び保護媒体用の非中央チャネルの双方が互いから分離されるか、又は少なくとも漏出を生じ、そのため、ガスが環境中へ逃げてしまう可能性がある。これは相当な安全上のリスクを呈する。

デンマーク特許出願第２０１７７０４０７Ａ１号

この最先端技術から、したがって、本発明の目的は、運転安全性の増大を保証する、ガス供給システムの２つの二重管部分を接続するためのフランジ接続部を提案することにある。更に、本発明の目的は、そのようなフランジ接続部を含む大型エンジン用のガス供給システムを提案することにある。本発明の目的はまた、そのようなガス供給システムを有する大型エンジンを提案することにある。

これらの目的を満たす本発明の主題は、それぞれのカテゴリの独立請求項の特徴によって特徴付けられる。

よって、本発明によれば、ガス供給システムの２つの二重管部分を接続するためのフランジ接続部が提案され、フランジ接続部は、各々が２つの管部分のうちの一方の内壁に接続され得る２つの第１のフランジと、２つの第１のフランジを通って軸線方向に延びる、第１の流体のための中心に配置された流体チャネルとを備え、各第１のフランジは、軸線方向端面を備え、２つの軸線方向端面は互いに当接し、２つの第１のフランジが互いに固定され得る少なくとも１つの第１の締結要素が設けられ、各々が２つの管部分のうちの一方の外壁に接続され得る２つの第２のフランジが設けられ、２つの第２のフランジは、第２の流体のための流れ接続部の境界を定め、流れ接続部を介して、第２の流体が、第１の流体から分離されたフランジ接続部を通って流れることができ、２つの第２のフランジが互いに対して固定され得る少なくとも第２の締結要素が設けられ、第２の締結要素は、第１の締結要素とは異なるものである。

よって、本発明によれば、２つの第１のフランジと、２つの第２のフランジとを備えたフランジ接続部が提案され、２つの第１のフランジは、第１の媒体のための流体チャネルを備え、２つの第２のフランジは、第２の流体が第１の流体から分離されたフランジ接続部を通って流れることができるように、第２の流体のための流れ接続部の境界を定める。２つの第１のフランジを互いに固定する第１の締結要素が、２つの第２のフランジを互いに対して固定する第２の締結要素とは異なるものであるため、第１の締結要素が機能しなくなるか、又は漏出を引き起こしたとしても、第１の流体、例えば燃料として使用されるガス、の環境への漏出は、第２の締結要素によって確実に防止されるので、運転安全性が著しく増大される結果となる。

実用的な理由から、複数の第１の締結要素又は複数の第２の締結要素が設けられることが好ましく、第１の締結要素又は第２の締結要素は、ねじ接続部として設計される。

好ましい実施例によれば、２つの第２のフランジは、２つの第２のフランジが軸線方向に関して重なり合うように設計され、且つ配置されている。２つの第２のフランジが重なり合う領域における２つの第２のフランジの間には、好ましくは、半径方向に配置される密封要素が設けられる。

この密封要素の半径方向の配置により、密封機能を損なうことなく、２つの第２のフランジの間の相対的運動が吸収されることが可能である。

第１の好ましい実施例において、２つの第２のフランジは、第１の締結要素を形成し、第２のフランジが２つの第１のフランジのそれぞれの半径方向外側部分を取り囲み、そのため、第１のフランジの２つの半径方向外側部分が、軸線方向に関して２つの第２のフランジの間に配置されるように設計され、且つ配置されている。これは、この実施例では、２つの第１のフランジを互いに対して押圧するために、２つの第２のフランジが使用されることを意味する。

複数の第２の締結要素が設けられる場合には、第２の締結要素が、ねじ接続部と、２つの第２のフランジの固定を保証するバヨネット接続部とを含むことが、特に好ましい。万一、第２の締結要素のねじ接続部が機能しなくなった場合には、バヨネット接続部により、第２のフランジが互いに対して固定され続け、よって第１の締結要素も完全に機能し続けることが保証される。

第２の好ましい実施例において、２つの第２のフランジは、軸線方向に関して互いから離間して配置され、２つの第１のフランジは、軸線方向に関して２つの第２のフランジの間に配置され、２つの第１のフランジ及び２つの第２のフランジを半径方向外側で包囲する、実質的に円筒状のスリーブが設けられる。スリーブは、第２の流体がスリーブを通って一方の第２のフランジから他方の第２のフランジに流れることができるように、半径方向に関して２つの第２のフランジの間の環状空間を閉鎖するように機能する。

スリーブを２つの第２のフランジに対して固定するために複数の固定要素を設けることは、好ましい手段である。

第２の流体、又は事故の場合には第２の流体と第１の流体との混合物が、スリーブから環境中に流出することができないように、好ましくは、各第２のフランジとスリーブとの間には、いずれの場合にも、密封要素が設けられている。好ましくは、密封要素は、各第２のフランジの周方向溝に挿入されるＯリングとしてそれぞれ設計されている。

各第１のフランジが、いずれの場合にも、第１のフランジの軸線方向端面を形成するカラーを有する実施例が更に好ましく、第１の締結要素は、第１のフランジの周方向に延び、且つ２つのカラーを受容するように設計された溝をそれぞれ有する２つの締付け要素を含む締付け装置として設計されており、締付け要素が互いに対して引き締められ得る複数の張力要素（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）が設けられている。従って、この実施例では、２つの第１のフランジは、締付け装置によって互いに対して押圧される。

２つのカラーは、それらのカラーが合わさって、半径方向外側にテーパーをなす周方向に見て台形の輪郭を形成するように有利に設計されている。この設計により、第１のフランジの軸線方向端面を互いに対して特に効率的な方法で押圧することが可能である。

実用的な理由から、各張力要素が、いずれの場合にも軸線方向に対して垂直に延びるねじを含むことが好ましい。

更に有利な手段は、固定要素が、第２のフランジを包囲するスリーブよりも各々が軸線方向に長い複数のねじを含むことである。

更に、本発明によって、大型エンジン用のガス供給システムが提案され、ガス供給システムにより、大型エンジンの少なくとも１つのシリンダに燃料としてガスが供給されることが可能であり、ガス供給システムは、第１の二重管部分と第２の二重管部分とを備え、各管部分は、ガス燃料のための内側チャネルと、内側チャネルのまわりに配置された、第２の流体のための外側チャネルとを備え、２つの二重管部分は、本発明に従って設計されたフランジ接続部によって接続される。

更に、本発明によって、少なくとも１つのシリンダを有した大型エンジンが提案され、大型エンジンでは、各シリンダに燃料としてガスが供給されることが可能なガス供給システムが設けられており、ガス供給システムは本発明に従って設計されている。

好ましい実施例では、大型エンジンは、長手方向に掃気される２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計されており、好ましくは、液体燃料が燃焼のためにシリンダへ導入される液体モードで運転されることが可能であり、且つガスが燃料としてシリンダへ導入されるガス・モードで運転されることも可能である二元燃料大型ディーゼル・エンジンとして設計されている。

本発明の更に有利な手段及び実施例は、従属請求項からもたらされる。

以下において、実施例及び図面を参照しながら、本発明についてより詳細に説明する。図面には以下を示す。

軸線方向における、本発明によるフランジ接続部の第１の実施例に対する平面図である。 図１の断面線ＩＩ－ＩＩに沿った断面における、図１の実施例の断面図。 図１の断面線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った断面における、図１の実施例の断面図。 本発明によるフランジ接続部の第２の実施例の図。 スリーブ及び固定要素が除去されている第２の実施例の図。 半径方向に沿った断面における第２の実施例の断面図。 図６の断面線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿った断面における、第２の実施例の断面図。 本発明によるフランジ接続部の第３の実施例の図。 スリーブ及び固定要素が除去されている第３の実施例の図。 軸線方向に沿った断面における第３の実施例の断面図。 大型エンジンにおける、本発明によるガス供給システムの実施例の概略図。

「大型エンジン」という用語は、通常、船舶の主要駆動装置として使用されるか、又は定置運転でも使用されて、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ようなエンジンを指す。典型的には、大型ディーゼル・エンジンのシリンダはそれぞれ、少なくとも約２００ｍｍの内径（ボア）を有する。「長手方向に掃気される」という用語は、掃気又は給気が下端部の領域においてシリンダに導入されることを意味する。

実施例に関連する本発明の以下の記載では、例示的な意味合いで、二元燃料大型ディーゼル・エンジン、すなわち２つの異なる燃料で運転されることが可能なエンジンとして設計された特に実用に重要な大型エンジンの場合について言及する。とりわけ、この大型ディーゼル・エンジンの実施例は、液体燃料のみがシリンダの燃焼室に噴射される液体モードで運転されることが可能である。通常、液体燃料、例えば重油又はディーゼル油は、適時に燃焼室に直接噴射され、そこで自己着火のディーゼル原理に従って着火する。大型ディーゼル・エンジンはまた、燃料として作用するガス、例えば天然ガスが、予め混合された混合気の形態で燃焼室内において点火されるガス・モードでも運転されることが可能である。ガス・モードでは、大型ディーゼル・エンジンの運転は、特に低圧法によって行われる。すなわち、ガスは気体状態でシリンダへ導入され、ガスの噴射圧は最高５ＭＰａ（５０バール）、好ましくは最高２ＭＰａ（２０バール）である。空気ガス混合物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、少量の自己着火性液体燃料（例えば、ディーゼル油又は重油）を適当な瞬間に燃焼室又は副燃焼室へ導入し、次いで燃焼室内で自己着火させて、混合気の火花点火を引き起こすことによって行われる。

ガス・モードでは、大型エンジンは燃料としてガス、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１１は、大型エンジンにおける本発明によるガス供給システムの実施例を概略図で示している。大型エンジンは全体として参照符号２００で表され、ガス供給システムは全体として参照符号１５０で表されている。ガス供給システム１５０は、ガスをシリンダへ導入するためのガス送給システム１００と、圧力調整システム１３０とを備え、圧力調整システム１３０により、ガス圧はシリンダへの導入のために所望の圧力に設定され、ガス送給システムに与えられる。そのような圧力調整システム１３０はまた、機関付圧力調整弁（ｉＧＰＲ）とも称される。圧力制御弁に加えて、ｉＧＰＲは、典型的には、流量計、様々なセンサ・ボックス、遮断弁、及びフィルタ装置のような他の構成要素を備える。

本明細書に記載する実施例では、長手方向に掃気される二元燃料２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計された大型エンジンについて言及する。

大型ディーゼル・エンジン２００は、少なくとも１つの、しかしながら通常は複数の、シリンダ２１０を有する。図１１では、合計で４本のシリンダ２１０が示されている。各シリンダの内部には、ピストン（図示せず）が、シリンダ軸線に沿って上死点と下死点との間で前後に移動可能となるように、それ自体既知の方法で配置されている。ピストンは、ピストン・ロッド（図示せず）によってクロスヘッド（図示せず）に対して、それ自体既知の方法で接続され、クロスヘッドは、プッシュ・ロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に接続されており、そのため、ピストンの運動は、クランクシャフトを回転させるために、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る。ピストンの上部側面は、シリンダ・カバー（図示せず）とともに、燃料が燃焼のために導入される燃焼室の境界を定める。ガス・モードでは、この燃料は、ガス、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）のような天然ガスである。低圧プロセスでは、例えば、ガスは、好ましくはピストンの上死点と下死点との間の実質的に中央において、各シリンダ２１０の円筒壁面を通って、又はシリンダ・ライナを通って、シリンダ２１０内に導入される。シリンダ２１０では、ガスが、ピストンの圧縮運動中に掃気と混合し、よって発火性の混合気を形成し、混合気は次いでピストンが実質的に上死点に位置するときに火花点火される。火花点火は、好ましくは、自己着火性燃料、例えば重油又はディーゼル燃料を各シリンダの副燃焼室に噴射することによって行われる。

図１１に表されるように、各シリンダ２１０には、いずれの場合にも、２本のガス送給管１０４が設けられており、ガス送給管１０４の各々は、シリンダ２１０又はシリンダ・ライナのガス入口ノズル（明示的には図示せず）に通じている。各シリンダ２１０の２つのガス入口ノズルは、好ましくは、正反対に対向している。ガス送給管１０４は、ガスをシリンダ２１０ヘ導く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からそれぞれ分岐している。図によると上側の管、すなわち第３の管１０３からは、ガス送給管１０４のうちの１本が、いずれの場合にも各シリンダ２１０へ分岐しており、図によると下側の管、すなわち第２の管１０２からは、ガス送給管１０４のうちの１本がまた、いずれの場合にも各シリンダ２１０へ分岐している。第２の管１０２の両端部及び第３の管１０３の両端部には、いずれの場合にも、遮断弁１１０が設けられている。各遮断弁１１０は、閉位置及び開位置を有する。遮断弁１１０が開位置にある場合には、ガス、又はより一般的に第１の流体は、遮断弁１１０を通って流れることができる。遮断弁１１０が閉位置にある場合には、ガス又は第１の流体に対して、遮断弁１１０を通る通路が遮断される。

図によると第２の管１０２及び第３の管１０３の右端部に配置された、２つの遮断弁１１０の右側における図によれば、これらの２つの遮断弁１１０を互いに接続する第１の管１０１が設けられている。第１の管１０１には、ガス入口１０５が設けられており、ガス入口１０５を通って、圧力調整システム１３０からのガスが第１の管１０１へ送給され得る。圧力調整システム１３０は、詳細には示されていないが、少なくとも１つの圧力調整弁をそれ自体既知の方法で備えている。更に、圧力調整システム１３０には、１つ又は複数のフィルタ、流量計、様々なセンサ、通気弁（ａｅｒａｔｉｏｎ ｖａｌｖｅ）又は排気弁（ｖｅｎｔｉｎｇ ｖａｌｖｅ）、及び遮断弁を設けることができる。ガスは、燃料として使用されるガス用の貯蔵タンク（図示せず）から圧力調整システム１３０に送給される。

すべてのガス輸送管、すなわち、特にガス送給管１０４の各々、第１の管１０１、第２の管１０２、第３の管１０３、及び詳細に示されていない圧力調整システム１３０の構成要素を接続するすべての管又は管部分、並びに圧力調整システム１３０とガス入口１０５との間の接続部は、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とを有する二重管又は二重管部分としてそれぞれ設計されている。この第２の流体は、例えば、空気である。外側チャネル１０７は、例えば、環状チャンネルとして設計されており、内側チャネルと同軸に配置されている。

図によると第２の管１０２及び第３の管１０３の左端部に配置された、２つの遮断弁１１０の左側における図によると、これらの２つの遮断弁１１０を互いに接続するフラッシング管１０８が設けられている。フラッシング管１０８には出口１０９が設けられており、出口１０９を介して流体をフラッシング管１０８から排出させることができる。フラッシング管１０８は、大型エンジン２００の通常のガス運転には必要とされない。すなわち、図によると左側の２つの遮断弁１１０は、通常運転では閉位置にある。清掃作業又は保守作業のために、流体、例えば、洗浄剤を内側チャネル１０６に通して案内し、フラッシング管１０８及び出口１０９を介して排出させることができるように、これらの２つの遮断弁１１０を開放させることができる。フラッシング管１０８は通常のガス運転に必要とされないので、フラッシング管１０８は、好ましくは、単に一重管として設計される。

ガス・モードでの大型エンジン２００の運転中、図によると左側の２つの遮断弁１１０は閉鎖され、図によると右側の２つの遮断弁１１０は開放している。燃料として使用されるガスは、次に圧力調整システム１３０によって、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、そこから図１１に参照符号Ｇの矢印によって表されるように、第２の管１０２及び第３の管１０３のそれぞれの内側チャネル１０６、並びにガス送給管１０４の内側チャネル１０６を通って、シリンダ２１０にあるガス入口ノズルまで流れる。

同時に、第２の流体は、保護媒体として、ガス送給管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を通って案内されて、漏出の場合にガスが環境中へ逃げるのを防止する。好ましくは、保護媒体は、図１１で参照符号Ｆの矢印によって表されるように、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。更に、外側チャネル１０７内の保護媒体の圧力は、該圧力が内側チャネル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の流体は、好ましくは空気である。

圧力調整システム１３０の構成要素を接続する様々な二重管及び様々な管部分は、可能な限り安全に設計されたフランジ接続部を介して接続されなければならない。図１１では、これらのフランジ接続部のうちの１つのみが、例示的な意味合いで表されており、全体として参照符号１で示されている。図１１には、圧力調整システム１３０をガス入口１０５と接続するフランジ接続部１が表されている。

従って、本発明によるフランジ接続部１の以下の好適な実施例の記載では、いずれの場合にも例示的な意味合いで、ガス入口１０５を圧力調整システム１３０に接続するフランジ接続部１について言及する。もちろん、フランジ接続部１は、２つの二重管部分がともに接続される必要がある任意の他の場所にも設けることができ、換言すれば、特に圧力調整システム１３０、すなわちｉＧＰＲ、の構成要素の間にも設けることができる。

以下では、本発明によるフランジ接続部１の第１の実施例について、図１～図３に基づいて説明する。図１は、軸線方向Ａにおける本発明によるフランジ接続部１の第１の実施例に対する平面図を示しており、軸線方向Ａは、第１の流体、ここでは燃料として機能するガスが、フランジ接続部１を通って流れる方向に相当する。これは、図１には、フランジ接続部１を軸線方向Ａで見た場合の平面図が示されていることを意味する。図２は、図１の断面線ＩＩ－ＩＩに沿った断面におけるフランジ接続部１の断面図を示している。図３は、図１の断面線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った断面におけるフランジ接続部１の断面図を示している。

以下では、軸線方向Ａに対して垂直な方向を半径方向と称する。

ガス入口１０５と圧力調整システム１３０との２つの二重管部分を接続するためのフランジ接続部１は、２つの第１のフランジ２を含んでおり、２つの第１のフランジ２の各々は、２つの管部分１０５、１３０のうちの一方の内壁１０５１又は１３０１に接続されている。すなわち、第１のフランジ２のうちの一方は、ガス入口１０５の内壁１０５１に接続され、他方の第１のフランジ２は、圧力調整システム１３０の内壁１３０１に接続されている。各第１のフランジ２は、各内壁１０５１又は１３０１に対して、例えば溶接によって、好ましくは取り外し不能に接続されている。

フランジ接続部１は、２つの第１のフランジ２を通って軸線方向Ａに延びる中心に配置された流体チャネル４を更に有し、流体チャネル４は、燃料として使用されるガスが、ガス入口１０５の内側チャネル１０６からフランジ接続部１の流体チャネル４を通って圧力調整システム１３０の内側チャネル１０６内に流れることができるように、２つの内側チャネル１０６を互いに接続している。

各第１のフランジ２は軸線方向端面２１を有しており、第１のフランジ２は、２つの軸線方向端面２１が互いに当接するように配置されている。２つの端面２１の間の流体チャネル４からガスが逃げることができないように、これらの端面２１の少なくとも一方には、密封要素２２、好ましくはＯリング２２が設けられている。更に、２つの第１のフランジ２が互いに固定され得る少なくとも第１の締結要素５が設けられ、その結果、２つの軸線方向端面２１は互いに対して押圧される。第１の締結要素５については後でより詳細に説明する。

フランジ接続部１は、更に２つの第２のフランジ３を含んでおり、２つの第１のフランジ３の各々は、２つの管部分１０２、１３０のうちの一方の外壁１０５２又は１３０２に接続されている。すなわち、第２のフランジ３のうちの一方は、ガス入口１０５の外壁１０５２に接続され、他方の第２のフランジ３は、圧力調整システム１３０の外壁１３０２に接続されている。各第２のフランジ３は、各外壁１０５２又は１３０２に対して、例えば、溶接によって、好ましくは取り外し不能に接続されている。

各第２のフランジ３は軸線方向端面３１を有しており、第２のフランジ３は、２つの軸線方向端面３１が互いに当接するように配置されている。更に、２つの第２のフランジ３が互いに対して固定され得る少なくとも第２の締結要素６が設けられている。第１の実施例では、第２のフランジ３の２つの軸線方向端面３１は、第２の締結要素６によって互いに対して押圧される。

更に、２つの第２のフランジ３は、第２の流体、すなわち、例えば保護媒体のための流れ接続部７の境界を定め、そのため、第２の流体は、ガス入口１０５の外側チャネル１０７から、２つの第１のフランジ２と２つの第２のフランジ３との間の流れ接続部７を通って、圧力調整システム１３０の外側チャネル１０７内に流れることができる。第２の流体は、中心に配置された流体チャネル４を通って流れる第１の流体から分離されたフランジ接続部１を通って流れる。

第１の実施例において、２つの第２のフランジ３は、２つの第１のフランジ２の軸線方向端面２１がそれにより互いに対して押圧される第１の締結要素５として機能する。

この目的のために、２つの第２のフランジ３が組み立てられた状態で周方向に延びる環状溝を形成し、この環状溝内に２つの第１のフランジ２が受容されるように、各第２のフランジ３は、各第２のフランジ３の内側において半径方向に配置された環状突出部３３を有する。これは、２つの第１のフランジ２の各々が環状半径方向外側部分２３を有し、環状半径方向外側部分２３が第２のフランジ３の２つの突出部３３によって取り囲まれることを意味する。従って、組み立てられた状態では、第１のフランジ２の２つの半径方向外側部分２３は、軸線方向Ａに関して第２のフランジ３の２つの突出部３３の間に配置される。

第２の締結手段６の支援により、２つの第２のフランジ３が互いに対して引き締められると、２つの第１のフランジの軸線方向端面２１もまた互いに対して密封状に押圧される。このように、２つの第２のフランジ３は、２つの第１のフランジ２がそれにより互いに対して押圧される第１の締結要素５として機能する。

２つの第２のフランジ３が軸線方向Ａに関して重なり合うような方法で、２つの第２のフランジ３を設計し、配置することが有利な手段であることが判明した。この目的のために、図（図２、図３）によれば右側の第２のフランジ３は、その軸線方向端面３１に関して半径方向内側に環状延長部３４を有しており、この環状延長部３４上に、図によると左側の第２のフランジ３が載っている。よって、環状延長部３４と、図によると左側の第２のフランジ３とが、軸線方向Ａで見た場合に２つの第２のフランジ３が重なり合う、重複領域３５を形成する。好ましくは、この重複領域３５には、２つの第２のフランジ３の間の密封を改善するために、密封要素３６、好ましくはＯリング３６が配置されている。

２つの第２のフランジ３が互いに対して固定され得る第２の締結要素６は、複数のねじ接続部６１と、加えて２つの第２のフランジ３の互いに対する固定を保証するバヨネット接続部６２とを含む。

特に図１及び図２において見られるように、ねじ接続部６１、この場合には６つのねじ接続部が、流体チャネル４のまわりの環状線上に配置されている。各ねじ接続部６１は、いずれの場合にも、ねじ山付きボルト又はねじ６１１と、ナット６１２とを備えている。各ねじ６１１は、双方の第２のフランジ３を通って軸線方向Ａに延びており、そのため、ナット６１２を締めることによって、２つの第２のフランジ３は互いに対して固定され、それらの端面は互いに対して押圧される。

特に図１及び図３に見られるように、バヨネット接続部６２は複数のボルト６２２を備え、ボルト６２２は、２つの第２のフランジ３のうちの一方のボア内に固定され、これは図３では図によると左側の第２のフランジ３である。ねじ接続部６１のうちの２つの間にそれぞれ配置された、合計６本のボルト６２２が設けられている。ボルト６２２はそれぞれ軸線方向Ａに延び、その自由端において皿頭６２３を有する。２つのフランジ３の他方において、これは図３では図によると右側の第２のフランジ３であるが、各ボルト６２２に対して長穴６２４が設けられており、長穴６２４は、（周方向に見て）その一端ではボルト６２２の皿頭６２３の直径よりも大径であり、その他端ではボルト６２２の皿頭６２３の直径よりも小径である。各ボルト６２２は、軸線方向Ａにおいて、各ボルト６２２がそれに割り当てられた長穴６２４を通って係合することができるような寸法に形成されている。

組み立てるために、２つの第２のフランジ３は、バヨネット接続部６２については通常通りに、先ずは、各皿頭６２３がそれに割り当てられたより大径の長穴６２４の端部を通って係合するように、互いに差し込まれる。続いて、軸線方向Ａを中心に２つの第２のフランジ３を互いに対して回転させ、その結果、皿頭６２３を有したボルト６２２が今度はより小径の長穴６２４の端部に当接することにより、バヨネット接続部６２はロックされる。

よって、フランジ接続部１をフランジ接続の漏出又は開放から守る、２つの独立した接続部が提供される。２つの第１のフランジ２を互いに対して押圧する２つの第２のフランジ３は、２つの第１のフランジ２を固定するための第１の締結要素５として機能する。万一、ここで、第２の締結要素６の一部として２つの第２のフランジ３を互いに対して引き締めるねじ接続部６１において機能不全又は損傷が生じた場合には、バヨネット接続部６２が、２つの第２のフランジ３の間の接続が開放せず、密着し続けることを保証する。このように、２つの第１のフランジの間における密封接続が維持されることも保証される。これは、フランジ接続部１の運転安全性が相当に増大することを意味する。

以下では、本発明によるフランジ接続部１の第２の実施例について、今度は図４～図７に基づいて説明する。第１の実施例に対する相違点のみについて、より詳細に説明する。その他の点については、第１の実施例に関する説明が、同じように、又は類似して同じように、第２の実施例に当てはまる。第２の実施例では、同一部品又は機能的に等価な部品は、第１の実施例に関連して説明される同一の参照符号で表される。

図４は、本発明によるフランジ接続部１の実施例の図を示している。図５は、図４におけるような第２の実施例の図を示しているが、よりよく理解するために、スリーブ及び固定要素が除去されている。図６は、軸線方向Ａに沿った断面におけるフランジ接続部１の第２の実施例の断面図を示しており、図７は、図６の断面線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿った断面における第２の実施例の断面図を示している。

本発明によるフランジ接続部の第２の実施例において、２つの第２のフランジ３は、軸線方向Ａに関して、互いから離間して配置されている（特に図５及び図６参照）。第１の２つのフランジ２は、軸線方向Ａに関して、２つの第２のフランジ３の間に配置されている。更に、２つの第１のフランジ２及び２つの第２のフランジ３を半径方向外側で包囲する、実質的に円筒状のスリーブ８が設けられている。スリーブ８は、スリーブ８が２つの第２のフランジ３の上に載り、２つの第２のフランジ３の間の空間を半径方向に関して閉鎖するような寸法に形成されている。スリーブ８の内径は、２つの第２のフランジ３の外径に実質的に相当し、そのため、スリーブ８は、軸線方向Ａにおいて２つの第２のフランジ３の上に押し被され得る。好ましくは、２つの第１のフランジ２の外径は、２つの第２のフランジ３の外径より小さく、従ってスリーブ８の内径よりも小さい。この手段により、第２の流体のための流れ接続部７は、単純な方法で実現することができる。

更に、スリーブ８を第２のフランジ３に対して固定するいくつかの固定要素９が設けられる。これらの固定要素９は図４のみに示されている。第２の実施例では、合計４つの、すなわちフランジ接続部１のそれぞれの側に２つの固定要素９が設けられている。各固定要素９は、例えば４分の１円上に延びる円盤状のリング部分として設計されている。図６に示すように、スリーブ８は、軸線方向Ａに関して、２つの第２のフランジ３と同一平面上に位置する。スリーブ８を固定するために、固定要素９のうちの２つが、ねじ９１によって、スリーブ８の各軸線方向端面に締結される（図４）。固定要素９は、それらの半径方向延長部に関して、固定要素９がいずれの場合にもスリーブ８の軸線方向端面を越えて半径方向に内側に突出し、よって第２のフランジ３の外側軸線方向端面に当接するような寸法に形成されている。このように、スリーブ８は、第２のフランジ３に対して固定され得る。好ましくは、すべての第２のフランジ３とスリーブ８との間には、好ましくはＯリングとして設計された、密封要素が設けられている。このＯリングのために、例えば、各第２のフランジ３の半径方向外側の境界面には周方向溝３８が設けられ、Ｏリングは周方向溝３８に挿入される。

第２の実施例では、よって、第２の締結要素は、スリーブ８及び固定要素９を備える。

第２の実施例では、複数のねじ接続部５１が、第１の締結要素５として設けられており、中央流体チャネル４のまわりの環状線上に配置されている。第２の実施例では、例示的な意味合いで、６つのねじ接続部５１が第１の締結要素として設けられている。

各ねじ接続部５１は、ねじ山付きボルト又はねじ５１１とナット５１２とを備えている。各ねじ５１１のために、外側（半径方向に関して）に開放した溝５１３が、いずれの場合にも、２つの第１のフランジ２の半径方向外側の外郭面に設けられており、溝５１３は、いずれの場合にも、双方の第１のフランジ２を通って軸線方向Ａに延びている。各溝５１３は、実質的にＵ字型の輪郭を有する。外側に開放した溝５１３を有した実施例は、ねじ接続部５１が外側から溝５１３内にそれぞれ挿入されることが可能であり、ボアに通される必要がないという長所を有する。ナット５１２を締めることによって、２つの第１のフランジ２は互いに対して固定され、それらの端面２１は互いに対して押圧される。

第１の締結要素が取り付けられた後、スリーブ８が、２つの第２のフランジ３の上に押し被され、固定要素９によって第２のフランジ３に固定される。

以下では、本発明によるフランジ接続部１の第３の実施例について、図８～図１０に基づいて説明する。第１の実施例及び第２の実施例に対する相違点のみについて、より詳細に説明する。その他の点については、第１の実施例及び第２の実施例に関する説明がまた、同じように、又は類似して同じように、第３の実施例に当てはまる。第３の実施例では、同一部品又は機能的に等価な部品は、第１の実施例及び第２の実施例に関連して説明される同一の参照符号で表される。

図８は、本発明によるフランジ接続部１の第３の実施例の図を示している。図９は、第３の実施例の図を示しているが、よりよく理解するために、スリーブ及び固定要素が除去されている。図１０は、軸線方向Ａに沿った断面における第３の実施例の断面図を示している。

本発明によるフランジ接続部１の第３の実施例では、２つの第２のフランジ３は、軸線方向Ａに関して互いから離間して配置されており、第２のフランジのうちの一方から第２のフランジの他方まで軸線方向Ａに延びるスリーブ８が設けられている。スリーブ８を第２のフランジ３に対して固定する４つの固定要素９が設けられている。合計４つの、すなわちフランジ接続部１のそれぞれの側に２つの固定要素９が設けられている。各固定要素９は、例えば４分の１円上に延びる円盤状のリング部分として設計されている。図１０に示すように、固定要素９は、各第２のフランジ３の半径方向外側の境界面に設けられた周方向溝３９にそれぞれ係合する。スリーブ８を固定するために、ねじ山付きボルト９２１及びナット９２２をそれぞれ備えた複数のねじ接続部９２が更に設けられている。固定要素９は、第２のフランジ３の外側軸線方向端面に当接する。各ねじ山付きボルト９２１は、固定要素９のうちの２つと、スリーブ８とを通って軸線方向Ａに延びている。ナット９２２を締めることによって、２つの第２のフランジ３はスリーブ８によって互いに対して固定される。

２つの内側フランジ２は、クランプ接続部によってともに引き締められる。この目的のために、各第１のフランジ２は、いずれの場合にも第１のフランジ２の軸線方向端面２１を形成するカラー２５を有する。２つのカラー２５は、半径方向に関して第１のフランジ２の残りの部分を越えて外側に突出しており、組み立てられた状態で互いに対して当接する。

第１の締結要素５は、締付け装置として設計されており、２つの締付け要素５３を含み、締付け要素５３は、第１のフランジ２の周方向に延び、且つ２つのカラー２５を受容するように設計された溝５４をそれぞれ有する。各締付け要素５３は、実質的に半環状の形状である。２つの締付け要素５３を互いに対して引き締めるために、複数の張力要素５５、すなわち、ここでは４つの張力要素が設けられている。

各張力要素５５は、ねじとして設計されており、それらのねじに対して、締付け要素５３のうちの一方の壁には、軸線方向Ａに対して垂直に延びるボアが設けられている。他方の締付け要素５３の壁には、対応するねじ山付きボアが設けられており、そのため、各ねじをねじ山付きボアに係合させ、各ねじを締めることによって、２つの締付け要素５３が互いに対して引っ張られ、よって２つの第１のフランジ２を互いに対して密封状に押圧する。

２つのカラー２５は、それらのカラーが合わさって、半径方向外側にテーパーをなす周方向に見て台形の輪郭（図１０参照）を形成するように設計されているのが、特に好ましい。従って、２つの締付け要素５３の溝５４もまた、カラーが溝５４の壁に対して平らになるように、台形の輪郭で設計されている。

Claims (8)

1. ガス供給システムの２つの二重管部分を接続するためのフランジ接続部であって、前記フランジ接続部は、各々が前記２つの管部分（１０５、１３０）のうちの一方の内壁（１０５１、１３０１）に接続され得る２つの第１のフランジ（２）と、前記２つの第１のフランジ（２）を通って軸線方向（Ａ）に延びる、第１の流体のための中心に配置された流体チャネル（４）とを備え、各第１のフランジ（２）は、軸線方向端面（２１）を備え、２つの前記軸線方向端面（２１）は互いに当接し、前記２つの第１のフランジ（２）が互いに固定され得る少なくとも第１の締結要素（５）が設けられている、フランジ接続部において、各々が前記２つの管部分のうちの一方の外壁（１０５２、１３０２）に接続され得る２つの第２のフランジ（３）が設けられ、前記２つの第２のフランジ（３）は、第２の流体のための流れ接続部（７）の境界を定め、前記流れ接続部（７）を介して、前記第２の流体が、前記第１の流体から分離された前記フランジ接続部（１）を通って流れることができ、前記２つの第２のフランジが互いに対して固定され得る少なくとも第２の締結要素（６）が設けられ、前記第２の締結要素（６）は、前記第１の締結要素（５）とは異なるものであることを特徴とし、前記２つの第２のフランジ（３）は、前記第１の締結要素（５）を形成し、前記第２のフランジ（３）が前記２つの第１のフランジのそれぞれの半径方向外側部分（２３）を取り囲み、そのため、前記第１のフランジ（２）の２つの前記半径方向外側部分（２３）が、前記軸線方向（Ａ）に関して前記２つの第２のフランジ（３）の間に配置されるように設計され、且つ配置されている、フランジ接続部。
2. 複数の第２の締結要素（６）が設けられ、前記第２の締結要素（６）は、ねじ接続部（６１）として設計されている、請求項１に記載のフランジ接続部。
3. 前記２つの第２のフランジ（３）は、前記２つの第２のフランジ（３）が前記軸線方向（Ａ）に関して重なり合うように設計され、且つ配置されている、請求項１又は２に記載のフランジ接続部。
4. 複数の第２の締結要素が設けられ、前記第２の締結要素は、ねじ接続部（６１）と、前記２つの第２のフランジ（３）の前記固定を保証するバヨネット接続部（６２）とを含む、請求項１に記載のフランジ接続部。
5. 大型エンジン用のガス供給システムであって、前記ガス供給システムにより、前記大型エンジン（２００）の少なくとも１つのシリンダ（２１０）に燃料としてガスが供給されることが可能であり、前記ガス供給システムが、第１の二重管部分と、第２の二重管部分とを備え、各管部分は、ガス燃料のための内側チャネル（１０６）と、前記内側チャネルのまわりに配置された、第２の流体のための外側チャネル（１０７）とを備える、ガス供給システムにおいて、前記２つの二重管部分は、請求項１から４までのいずれか一項に従って設計されたフランジ接続部（１）によって接続されることを特徴とする、ガス供給システム。
6. 少なくとも１つのシリンダ（２１０）を有した大型エンジンであって、各シリンダ（２１０）に燃料としてガスが供給されることが可能なガス供給システム（１５０）が設けられている、大型エンジンにおいて、前記ガス供給システム（１５０）が請求項５に従って設計されていることを特徴とする、大型エンジン。
7. 液体燃料が燃焼のために前記シリンダ（２１０）へ導入される液体モードで運転されることが可能であり、且つガスが燃料として前記シリンダ（２１０）へ導入されるガス・モードで運転されることも可能である、長手方向に掃気される２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計されている、請求項６に記載の大型エンジン。
8. 前記長手方向に掃気される２ストローク大型ディーゼル・エンジンは、二元燃料大型ディーゼル・エンジンである、請求項７に記載の大型エンジン。