Nova Patents
NL9002425A

Combustion system for dual fuel engine

Abstract

We provide a torch cell for a dual gas-liquid fuel engine, the torch cell has a torch cell nozzle at one end thereof and the other end having appropriate means to connect said torch cell to a fuel supply. A fuel injector is mounted in said torch cell at a predetermined angle to an axis of said torch cell. The torch cell has an auto-ignition chamber that is in operative communication with the injector by an injector nozzle passageway. The injector nozzle passageway enters the auto-ignition chamber at a predetermined angle relative to the cell axis. The torch cell provides an improved dual fuel engine and method for operating a dual fuel engine by use of its autoignition chamber. We also provide a cylinder head which can replace present dual fuel engine cylinder heads. Our cylinder head has at least one of our torch cells operatively connected to the cylinder head.

NL9002425A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 9

Term

Term ended

Projected expiry passed 8 November 2010, 15.9 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

18 claims: 12 independent, 6 dependent

  1. 1
    CONCLUSIES CONCLUSIONS 5 Engine suitable for two fuels, being a piston engine suitable for the use of both gaseous fuel and liquid fuel, characterized by an externally arranged torch cell (torch cell) (50) for the ignition of 5 1. Motor geschikt voor twee brandstoffen, zijnde een zuigermotor die geschikt is voor de toepassing van zowel gasvormige brandstof als ook van vloeibare brandstof, gekenmerkt door een uitwendig opgestelde toorts cel (torch cell) (50) voor de ontsteking van 10 the gaseous fuel. 10 de gasvormige brandstof.
  2. 4
    A dual fuel engine according to any one of claims 1-3, wherein the torch cell (50) comprises externally energized heating means for increasing the temperature gradient in the inner surface of the torch cell, which 4. Motor geschikt voor twee brandstoffen volgens een van de conclusies 1-3, waarbij de toorts cel (50) uitwendig van energie voorziene verhittingsorganen omvat voor het verhogen van de temperatuurgradiënt in het inwendige oppervlak van de toorts cel, die 30 serve to start the ignition upon contact of the liquid fuel substance with the chamber surface of the torch cell. 30 dienst doen voor het starten van de ontsteking bij contact van de vloeibare brandstofsubstantie met het kameroppervlak van de toorts cel.
  3. 7
    Two-fuel engine according to any of claims 1-6, wherein the torch cell assembly (50) comprises an injection means (80) for introducing the liquid fuel into the chamber (100) of the torch cell, which injection means (80) below 7. Motor geschikt voor twee brandstoffen volgens een van de conclusies 1-6 waarbij het toorts cel samenstel (50) een inspuitmiddel (80) omvat om de vloeibare brandstof in de kamer (100) van de toorts cel binnen te voeren, welk inspuitmiddel (80) onder 30 an angle is arranged with respect to the axial diametrical placement of the chamber (100) of the torch cell. 30 een hoek is opgesteld met betrekking tot de axiale diametrale plaatsing van de kamer (100) van de toorts cel.
  4. 9
    9 0 0 2 425 angle with respect to an axis of the torch cell, that one end of the self-ignition chamber generally has the shape (52) of 9 0 0 2 425 hoek ten opzichte van een as van de toorts cel vasthoudt, dat het ene einde van de zelfontstekingskamer in zijn algemeenheid de vorm (52) heeft van 5 a segment of a sphere in which the spherical portion is operatively connected to the passage (70) for the nozzle of the injection member, and at the other end a generally portion of a paraboloid shape (93) 5 een segment van een bol waarbij het bolvormige gedeelte werkzaam is verbonden met de doorgang (70) voor het mondstuk van het inspuitorgaan, en aan het andere einde een in zijn algemeenheid een gedeelte van een paraboloïde vorm (93)
  5. 10
    10 shows that is complementary to the end of the part of the sphere, for the purpose of forming a bulb-paraboloid-shaped self-igniting chamber (100) generally composed of parts and 10 vertoont die complementair is aan het uiteinde van het deel van de bol, ten behoeve van het vormen van een in zijn algemeenheid uit delen samengestelde bol-paraboloïde vormige zelfonstekingskamer (100) en 15 - that the passage (102) for the torch mouthpiece communicates with the self-ignition chamber (100) through the part face (95) of the part of a paraboloid. 15 - dat de doorgang (102) voor het mondstuk van de toorts in verbinding staat met de zelfontstekingskamer (100) door middel van het deelvlak (95) van het deel van een paraboloïde.
  6. 11
    13. Cylinder head (24) for an engine with a multitude 13. Cylinderkop (24) voor een motor met een veelheid 20 of cylinders and wherein at least one inlet valve and at least one outlet valve are operatively connected to each cylinder, characterized by means for mounting on it at least one of the torch cells of claims 11 or 12. 20 van cylinders en waarbij aan iedere cylinder tenminste een inlaatklep en tenminste een uitlaatklep werkzaam is verbonden, gekenmerkt door middelen voor het erop aanbrengen van tenminste een van de toorts cellen van de conclusies 11 of 12. 25 25
  7. 12
    14 14 Cylinder head according to claim 13 for engines suitable for two fuels, in particular gaseous liquid fuels, which has a plurality of cylinders and in which two inlet valves, two outlet valves and a first liquid fuel injection device are operatively connected to each cylinder head, characterized by:Cylinderkop volgens conclusie 13 voor motoren geschikt voor twee brandstoffen, met name gasvormigevloeibare brandstoffen, die een veelheid van cylinders vertoont en waarbij aan elke cylinderkop twee inlaatkleppen, twee uitlaatkleppen en een eerste inspuitorgaan voor vloeibare brandstof werkzaam zijn verbonden, gekenmerkt door: twee toorts cellen (50) voor vloeibare brandstof die werkzaam zijn verbonden met de cylinderkop (25) , welke toorts cellen (50) werkzaam zijn verbonden met de cylinderkop in de nabijheid van een omtrek van de cylinderkop en elk zijn aangebracht tussen een inlaatklep (26) en een uit5 laatklep (28), welke toorts cel een in zijn algemeenheid buisvormig inspuitlichaam (60) vertoont met een massief gedeelte (62) aan een einde ervan, terwijl het andere einde geschikte middelen two liquid fuel torch cells (50) operatively connected to the cylinder head (25), said torch cells (50) operatively connected to the cylinder head in the vicinity of a circumference of the cylinder head and each arranged between an inlet valve (26) ) and an outlet valve (28), which torch cell has a generally tubular injection body (60) with a solid portion (62) at one end thereof, while the other end appropriately means 10 has to seal the tubular body and to connect the tubular body to a liquid fuel supply, which has the solid portion a first and a second end, 10 heeft om het buisvormige lichaam af te sluiten en om het buisvormige lichaam te verbinden met een toevoer van vloeibare brandstof, dat het massieve gedeelte een eerste en een tweede einde vertoont,
  8. 13
    15 - which first end communicates with the tubular injection body, which has a passage (70) for an injection member formed in the solid part, which passage for an injection member has such a shape that it can hold a second liquid fuel injection member (80) retaining at a predetermined angle with respect to an axis of the tubular body, which second injection member (80) is arranged 15 - welk eerste einde in verbinding staat met het buisvormige inspuitlichaam, dat in het massieve gedeelte een doorgang (70) voor een inspuitorgaan is gevormd, welke doorgang voor een inspuitorgaan een zoda20 nige vorm heeft dat het een tweede inspuitorgaan (80) voor vloeibare brandstof kan vasthouden onder een vooraf bepaalde hoek ten opzichte van een as van het buisvormige lichaam, welke tweede inspuitorgaan (80) is aangebracht 25 in the tubular injection body (60) and in the passage (70) for the injection member, which second end defines a generally hemispherical cavity (52), which semicircular cavity (52) 25 in het buisvormige inspuitlichaam (60) en in de doorgang (70) voor het inspuitorgaan, welke tweede einde een in zijn algemeenheid half bolvormige holte (52) bepaalt, welke half bolvormige holte (52) een vooraf 30 has a certain volume and is generally symmetrical in relation to the axis of the tubular body, the second fuel injector having a nozzle (84), 30 bepaald volume heeft en in zijn algemeenheid symmetrisch is gevormd ten opzichte van de as van het buisvormige lichaam, dat het tweede brandstof inspuitorgaan een mondstuk (84) vertoont, 35 - which nozzle (84) of the injector through a passage (70) for the nozzle 35 - welk mondstuk (84) van het inspuitorgaan door middel van een doorgang (70) voor het mondstuk 25 15. 25 15. 25 15. 25 15. of the injection member is in operative communication with the hemispherical cavity (52), which passage (70) for the nozzle enters the hemispherical cavity at a predetermined angle with respect to said axis, that a nozzle (90) of the torch is sealably (104) connected to said second end, which nozzle (90) of the torch defines a cavity (93) of the nozzle formed from a part of a paraboloid which is adapted to the hemispherical cavity (52) to form a combined bulb-paraboloid self-ignition chamber generally composed of parts (100) and a passage (102) of the torch nozzle connecting the self-ignition chamber (100) at a predetermined angle to the upper interior portion of the cylinder head (24) and facing an interior portion of the cylinder head in which a tapered groove (121) is formed which is tapered from the passage (102) of the torch nozzle. van het inspuitorgaan in werkzame verbinding staat met de half bolvormige holte (52) , welke doorgang (70) voor het mondstuk de half bolvormige holte binnentreedt onder een vooraf bepaalde hoek met betrekking tot de genoemde as, dat een mondstuk (90) van de toorts afdichtbaar (104) is verbonden met het genoemde tweede einde, welke mondstuk (90) van de toorts een uit een deel van een paraboloïde gevormde holte (93) van het mondstuk bepaalt dat aangepast is aan de half bolvormige holte (52) ter vorming van een gecombineerde in zijn algemeenheid uit delen samengestelde bol-paraboloïde zelfontstekingskamer (100), en een doorgang (102) van het mondstuk van de toorts die de zelfontstekingskamer (100) onder een vooraf bepaalde hoek tot het bovenste inwendige gedeelte van de cylinderkop (24) verbindt en die is gericht naar een inwendig gedeelte van de cylinderkop waarin een tapse groef (121) is gevormd, die taps verloopt vanaf de doorgang (102) van het mondstuk van de toorts. Improved combustion method for a piston engine suitable for two fuels, showing the steps of introducing a gaseous fuel mixture into the chamber of a cylinder of the engine, compressing the gaseous fuel mixture by means of a reciprocating piston in the cylinder, igniting the compressed fuel mixture at the upper position of the compression stroke in the cylinder chamber, characterized by igniting the compressed fuel mixture using a torch cell Verbeterde werkwijze van verbranding voor een zuigermotor die geschikt is voor twee brandstoffen, vertonende de stappen van het invoeren van een gasvormig hrandstofmengsel in de kamer van een cylinder van de motor, het comprimeren van het gasvormige hrandstofmengsel door middel van een heen en weer gaande zuiger in de cylinder, het ontsteken van het gecomprimeerde hrandstofmengsel bij de bovenste positie van de compressieslag in de cylinderkamer, gekenmerkt door het ontsteken van het gecomprimeerde hrandstofmengsel met behulp van een toorts cel voor 900 900
  9. 14
    16. 16. 16. 16.
  10. 15
    17. 17. 17. 17.
  11. 16
    18. 18. 18. 18.
  12. 17
    19. 19. 19. 19. brandstof die uitwendig van de cylinder is opgesteld, welke toorts cel een zelfontstekingskamer bevat. fuel disposed externally of the cylinder, which torch cell contains a self-ignition chamber. Improved method according to claim 15, characterized by including the step of introducing a portion of the compressed gaseous mixture into the torch cell via a port means communicating with the cylinder chamber, and then introducing a liquid fuel for self-ignition into the cell, for igniting the liquid fuel on contact with the compressed mixture, and igniting the compressed gaseous mixture in the cylinder chamber via said port means. Verbeterde werkwijze volgens conclusie 15 gekenmerkt door het omvatten van de stap van 'het invoeren van een gedeelte van het gecomprimeerde gasvormige mengsel in de toorts cel via een poortmiddel dat in verbinding staat met de cylinderkamer, en het dan invoeren van een vloeibare brandstof voor zelfontsteking in de cel, ten behoeve van het ontsteken van de vloeibare brandstof bij contact met het gecomprimeerde mengsel, en het ontsteken van het gecomprimeerde gasvormige mengsel in de cylinder kamer via het genoemde poortmiddel. Method according to claim 15, characterized in that the gaseous mixture in the cylinder chamber consists of a low-fuel mixture to ensure complete combustion of this gaseous mixture. Werkwijze volgens conclusie 15 met het kenmerk, dat het gasvormige mengsel in de cylinderkamer bestaat uit een brandstofarm mengsel ter verzekering van volledige verbranding van dit gasvormige mengsel. Improved method according to claim 15 or 16, characterized in that the engine has one or more cylinders and one or more torch cells, the amount of fuel for self-ignition introduced into the self-ignition chamber of the torch cell or cells being a fraction is from one percent to fifty percent of the total fuel used by the engine, depending on the relative dimensions, geometry and number of self-ignition chambers. Verbeterde werkwijze volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat de motor een of meer cylinders vertoont en een of meer toorts cellen, waarbij de hoeveelheid van brandstof ten behoeve van zelfontsteking die wordt ingevoerd in de zelfontstekingskamer van de toorts cel of cellen een fractie is van een procent tot vijftig procent van de totale brandstof die door de motor wordt gebruikt, afhankelijk van de relatieve afmetingen, de geometrie en het aantal zelfontstekingskamers. A method according to any one of claims 15-17, characterized in that the torch cell comprises a substantially spherical chamber, the gate means being arranged tangentially with respect to the chamber of the torch cell to obtain a swirl effect in the compressed gaseous mixture that is introduced into the chamber of the torch cell from the chamber of the cylinder, with the fuel in the compressed swirling gaseous mixture Werkwijze volgens een van de conclusies 15-17, met het kenmerk, dat de toorts cel een in wezen bolvormige kamer omvat, waarbij de poortmiddelen tangentiaal zijn opgesteld met betrekking tot de kamer van de toorts cel ter verkrijging van een wervel effect in het gecomprimeerde gasvormige mengsel dat wordt binnen gevoerd in de kamer van de toorts cel vanuit de kamer van de cylinder, waarbij de brandstof in het gecomprimeerde wervelende gasvormige mengsel 5 is introduced at a predetermined angle, to associate with its flow and to ensure complete combustion after ignition. 5 wordt binnengevoerd onder een vooraf bepaalde hoek, om zich te verenigen met de stroming daarvan en om na ontsteking volledige verbranding te verzekeren.
Independent claims12