(57)【要約】  大型低速運転内燃エンジン及び大型低速運転２ストローク内燃エンジンのシリンダの安全潤滑システム。大型低速運転内燃エンジンのシリンダ（１）の潤滑システム。潤滑システムは、各潤滑油噴射器が対応する複数の潤滑油供給管路（９）のうちの１つの潤滑油供給管路を介して潤滑油ポンプ装置（１１）に接続された複数の潤滑油噴射器（４）含む。噴射器（４）は、潤滑油を排出するように作動する噴射圧レベルを有する。複数の潤滑油供給管路（９）の各々は、対応する複数の過圧安全弁（１６）のうちの１つの過圧安全弁の上流側に接続されて、対応する潤滑油供給管路（９）内の圧力が噴射圧レベルよりも高い所定の過圧安全レベルを超えた時に過圧安全弁（１６）を開く。全ての過圧安全弁（１６）の下流側は、共通の過圧検出装置（１７、１９、２６）に接続され、過圧検出装置（１７、１９、２６）は、複数の潤滑油供給管路（９）のうちのいずれか１つの潤滑油供給管路内の圧力が所定の過圧安全レベルを超えた時に信号を発するように構成される。とりわけ、過圧安全弁（１６）は、潤滑油ポンプ装置（１１）から離れて設けられ、潤滑油供給管路（９）を介してパイプ（９、１５）のみによって潤滑油ポンプ装置（１１）に通じている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型低速運転内燃エンジンのシリンダ（１）の潤滑システムであって、各々が対応する複数の潤滑油供給管路（９）のうちの１つを介して潤滑油ポンプ装置（１１）に接続された複数の潤滑油噴射器（４）備え、前記噴射器（４）は、潤滑油を排出するように作動する噴射圧レベルを有し、前記複数の潤滑油供給管路（９）の各々は、対応する複数の過圧安全弁（１６）のうちの１つの上流側に接続されて、対応する前記潤滑油供給管路（９）内の圧力が前記噴射圧レベルよりも高い所定の過圧安全レベルを超えた時に前記過圧安全弁（１６）を開き、全ての過圧安全弁（１６）の下流側は、共通の過圧検出装置（１７、１９、２６）に接続され、前記過圧検出装置（１７、１９、２６）は、前記複数の潤滑油供給管路（９）のうちのいずれか１つの潤滑油供給管路内の圧力が前記所定の過圧安全レベルを超えた時に信号を発するように構成され、前記過圧安全弁（１６）は、前記潤滑油ポンプ装置（１１）から離れて設けられ、前記潤滑油供給管路（９）を介してパイプ（９、１５）のみによって前記潤滑油ポンプ装置（１１）に通じている、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記過圧検出装置（１７、１９）は、
−  前記過圧安全弁（１６）の前記下流側の圧力を検知し、前記過圧安全弁（１６）の前記下流側の前記圧力が所定のレベルを上回った時に信号を供給するように構成された圧力スイッチである圧力センサ（１９）、又は、
−  前記過圧安全弁（１６）の前記下流側の圧力を測定し、当該測定された圧力に比例する信号を供給して、前記過圧安全弁（１６）の前記下流側の前記圧力が所定のレベルを上回ることを示すように構成された圧力変換器である圧力センサ（１９）と、
−  上流側が前記過圧安全弁（１６）の前記下流側に接続されて、前記過圧安全弁（１６）のうちのいずれか１つから潤滑油を受け取る流量変換器（２６）であって、当該流量変換器（２６）を通過する流れに比例する信号を供給して、所定の流量レベルを上回る潤滑油の流れを測定することによって開いた過圧安全弁（１６）を示すように構成された前記流量変換器（２６）と、
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記噴射器（４）は、ミスト状の油を１０バールより高い圧力でエンジンシリンダ（１）内に排出するスワールインジェクション原理のために構成される、
請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
噴射器ユニット（２２）が前記噴射器（４）毎に設けられ、前記噴射器ユニット（２２）は、前記複数の噴射器（４）のうちの１つの噴射器のみと、これに対応して接続された前記過圧安全弁（１６）とを収容して前記過圧検出装置（１７、１９、２６）を収容しないハウジング（２３）を含み、前記過圧検出装置（１７、１９、２６）は、前記噴射器ユニット（２３）内の全ての過圧安全弁（１６）の前記下流側と流体連通する、
請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記過圧検出装置（１７）は、接続管路（２１）を通じて互いに接続されたスロットル（１８）と前記圧力センサと（１９）とを含み、前記接続管路（２１）は、前記潤滑油供給管路（９）のうちのいずれかの特定の潤滑油供給管路（９）内に過圧が生じて前記特定の潤滑油供給管路（９）の過圧安全弁（１６）が対応して開いた場合に、前記特定の潤滑油供給管路からの潤滑油が前記スロットル（１８）に流れるように、全ての前記過圧安全弁（１６）の前記下流側とも流体連通し、前記スロットル（１８）は、前記接続管路（２１）から潤滑油を排出するための排出チャネル（２４）を含み、当該排出チャネル（２４）は、前記接続管路（２１）内に前記圧力安全弁（１６）の前記過圧安全レベルよりも低い背圧を生じるような寸法を有し、前記圧力センサ（１９）は、前記接続管路（２１）内の第１の圧力レベルを上回る前記背圧の増加を示すように構成される、
請求項１から４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記過圧検出装置（１７）は、前記接続管路（２１）に接続されて、上昇圧力による損傷から前記圧力センサ（１９）を保護するように構成されたさらなる圧力安全弁（２０）を含み、当該さらなる圧力安全弁（２０）は、前記接続管路（２１）内の圧力が前記第１の圧力レベルよりも高い第２の圧力レベルを超えた時に開いて、当該さらなる圧力安全弁（２０）を流れが通過するよう構成される、
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記スロットル（１８）は、前記チャネル（２４）を通る流れに依存して背圧をもたらすように構成される、
請求項５又は６に記載のシステム。
【請求項８】
前記スロットル（１８）の前記チャネル（２４）を通る処理量は調整することができる、
請求項５から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の圧力レベルは、前記過圧安全弁の前記過圧安全レベルよりも少なくとも一桁分低い、
請求項５から８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
各過圧安全弁（１６）の前記過圧安全レベルは、個別に調整することができる、
請求項１から９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記過圧検出装置は、接続管路（２１）に接続された圧力センサ（１９）を含み、前記接続管路（２１）は、前記圧力センサ（１９）が前記接続管路（２１）内の圧力を検知できるように全ての過圧安全弁（１６）の前記下流側と流体連通し、前記接続管路（２１）は、対応する複数の分配弁（２８）のうちの１つを通じて各潤滑油供給管路（９）にさらに接続され、前記複数の潤滑油供給管路（９）のうちのいずれかの特定の潤滑油供給管路（９）に過圧が生じた場合に、前記特定の潤滑油供給管路から前記対応する過圧安全弁（１６）を通じて前記接続管路（２１）内に、そして前記接続管路（２１）から前記分配弁（２８）を通じて前記所定の過圧安全レベルよりも圧力が低い残りの全ての潤滑油供給管路（９）内に、潤滑油が流れるようにする、
請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記過圧検出装置（１７、１９、２６）は、単一の圧力センサ（１９）又は単一の流量変換器（２６）のみを含む、
請求項１から１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載のシステムを備えた大型低速運転２ストローク内燃エンジン。
【請求項１４】
前記エンジンは、ディーゼル又は液化天然ガスを使用する船舶用エンジンである、
請求項１３に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過圧安全弁を用いた過圧安全制御を伴う油圧システムに関する。具体的には、本発明は、このようなシステムと複数の油圧負荷ユニットとを備えた装置に関する。本発明は、大型低速運転２ストロークエンジンにおける油潤滑弁の過圧安全制御にも関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧システムの構成部品を保護するために、通常は、許容レベルを上回る圧力よって引き起こされる損傷からシステムを保護するために安全圧力安全弁が使用される。米国特許第８２５６３８８号には、内燃エンジンにおけるオイルジェットのためのノズルに関する具体例が開示されている。この例では、油圧が所定のレベルよりも高い場合、圧力安全弁が油をサンプ（ｓｕｍｐ）に送り返すように適合される。
【０００３】
複数の潤滑油噴射器に油を送出する油圧ポンプの圧力安全弁も知られている。逆止弁を使用する油噴射器では、高圧時にこのような弁が開くことによって単独で過圧安全弁として機能するので、過圧問題は深刻ではない。
【０００４】
Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ社に譲渡されたＭｕｒａｔｏ他による欧州特許出願第１５８６７５１号には、異常時に噴射器を閉じるために使用される遮断弁を各噴射器に設けたシリンダ潤滑システムが開示されている。
【０００５】
商業的にＳＩＰ弁と呼ばれている、スワールインジェクション（渦噴射）原理（Ｓｗｉｒｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）のための特殊なタイプの弁では、一般にシステムへの損傷を防ぐ圧力制御及び圧力除去機構が必要とされる。ＳＩＰ弁油噴射システムは、国際公開第２００２／３５０６８号、国際公開第２００４／０３８１８９号、国際公開第２００５／１２４１１２号、国際公開第２０１２／１２６４８０号、国際公開第２０１４／０４８４３８号及び国際公開第２０１２／１２６４７３号に記載されており、これらは全てＨａｎｓ  Ｊｅｎｓｅｎ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｏｒｓ  Ａ／Ｓ社によるものである。スワールインジェクション原理（ＳＩＰ）は、霧状の潤滑油噴霧物をシリンダ内部の掃気渦（ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ  ａｉｒ  ｓｗｉｒｌ）内に噴射することに基づく。潤滑油は、渦によって薄い均一な層としてシリンダ壁に対して外向きに押し付けられる。これらの弁は、典型的には弁ニードルである往復動式弁部材が内部に設けられた噴射器ハウジングを含む。弁部材は、例えばニードル先端部を用いて、ノズル開口部への経路を正確なタイミングに従って開閉する。逆止弁原理に基づく従来の潤滑油噴射器は、潤滑油の圧力をシリンダ内に放出する傾向にあるので比較的過圧に強いが、ＳＩＰ弁の場合は動作原理が異なるため必ずしもそうではない。また、ＳＩＰ弁は、素早い反応をもたらすために、例えば３５〜４０バール（１バール＝１００ｋＰａ）の高圧で動作する。
【０００６】
従って、ＳＩＰ弁では、ＳＩＰ弁のうちの１つが正常に機能していない場合にシステムへの損傷を防ぐために過圧安全機構が不可欠である。現在のＳＩＰ潤滑システムでは、ＳＩＰ弁が潤滑油を排出できなくなって供給パイプ内の潤滑油の圧力がＳＩＰ弁の正常な作動圧力を上回る所定の圧力限界を超えた場合に開いて高圧の潤滑油を排出する安全逆止弁によって、ＳＩＰ噴射器が過圧から保護されている。１又は複数のＳＩＰ弁が正常に機能していない状態を制御するために、インジケータセンサが使用される。このインジケータセンサは、いずれかの安全過圧弁から排出される潤滑油の流れによって変位する金属部材を含む。過圧弁が開いて所定の圧力限界を超える圧力で潤滑油を放出した場合、この潤滑油が排出管路内に排出されて金属部材の周囲を流れ、この金属部材をアイドル位置からインジケータ位置に変位させる。この金属部材の変位が磁気センサによって検知され、検知された場合には、修理の必要性を示すアラームが引き起こされる。しかしながら、この種のセンサは、特に現場での正確な調整が必要であることによって比較的多大な設置努力を必要とし、この点が不利である。
【０００７】
先行技術では、例えば国際公開第２００９／０１５６６６号及び国際公開第２０１５／１４４１８２号に開示されるように、ＳＩＰ弁のための潤滑油の供給が小型のポンプ装置を用いて行われている。例えば、Ｌｕｂｔｒｏｎｉｃという商品名で販売されている市販の先行技術のシステムでは、過圧安全機構がポンプ装置の一部であることによって他のポンプシステムと組み合わせることができず、潤滑ポンプの交換に対する柔軟性が妨げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第８２５６３８８号明細書
【特許文献２】欧州特許出願第１５８６７５１号明細書
【特許文献３】国際公開第２００２／３５０６８号
【特許文献４】国際公開第２００４／０３８１８９号
【特許文献５】国際公開第２００５／１２４１１２号
【特許文献６】国際公開第２０１２／１２６４８０号
【特許文献７】国際公開第２０１４／０４８４３８号
【特許文献８】国際公開第２０１２／１２６４７３号
【特許文献９】国際公開第２００９／０１５６６６号
【特許文献１０】国際公開第２０１５／１４４１８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、柔軟性が高く、設置が容易であり、調整努力の少ないシステムを有することが望ましい。過圧制御はＳＩＰシステムの重要な側面であるため、機能性に対する改善が絶え間なく望まれている。特に、例えばディーゼルエンジンなどの大型低速運転２ストロークエンジンを潤滑させる油噴射システムにおける過圧安全制御のための改善されたシステム及び方法が必要とされている。
【００１０】
従って、本発明の目的は、この分野の改善を行うことである。具体的には、内燃エンジンにおける、特に大型低速運転２ストロークエンジンにおける油潤滑システムの過圧安全制御機構を改善し、過圧安全制御機構の生産コストを下げて設置及び動作を容易にすることが目的である。さらなる目的は、動作中の信頼性及び安定性が高く先行技術よりも正確であるという利点を有する安全制御機構を備えた潤滑システムである。さらなる目的は、柔軟性を高めたシステムである。この目的は、以下でさらに詳細に説明するような、複数の潤滑油噴射器を用いてシリンダ内に潤滑油を噴射し、システムへの損傷を防ぐための過圧安全制御機構を設けた大型低速運転内燃エンジンのシリンダ潤滑システムによって達成される。このようなエンジンは、発電プラント及び船舶において使用される。一例は、大型低速運転２ストロークエンジン、任意に船舶用エンジン又は固定エンジンである。一例は、ディーゼル燃料又は液化天然ガス（ＬＮＧ）燃料を使用するエンジンである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
潤滑システムの具体的な実施形態では、潤滑油噴射器の各潤滑油噴射器が、対応する複数の潤滑油供給管路のうちの１つの潤滑油供給管路を介して潤滑油ポンプ装置に接続される。潤滑油供給管路の少なくとも一部はパイプであり、従って潤滑油噴射器は、潤滑油を供給するポンプ装置にパイプ接続する。通常、ポンプ装置は圧力安全ハウジングを有し、潤滑油供給管路は、潤滑油供給管路のパイプ端部をハウジングに、例えばハウジング内又はハウジング上に設けられたポンプ装置の一部であるマニホルドに取り付けることによってこのようなハウジングに流れ接続（ｆｌｏｗ−ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）される。
【００１２】
噴射器は、潤滑油を排出するように作動する噴射圧レベルを有する。例えば、この圧力は１０バール（１バール＝１００ｋＰａ）よりも高く、従来の逆止弁噴射器のものよりも２倍ほど高い。ミスト状の油をエンジンシリンダ内に排出するスワールインジェクション原理のために構成されたＳＩＰ噴射器では、通常、この圧力は、例えば３０〜４０バールなどの１０バール以上、又は約６０バールなどのそれよりも高い圧力である。ＳＩＰ弁油噴射システムは、国際公開第２００２／３５０６８号、国際公開第２００４／０３８１８９号、国際公開第２００５／１２４１１２号、国際公開第２０１２／１２６４８０号、国際公開第２０１４／０４８４３８号及び国際公開第２０１２／１２６４７３号に記載されており、従ってこれらの参考文献に複数の例が示唆されているので本明細書では詳細に説明しない。
【００１３】
複数の潤滑油供給管路の各々は、対応する複数の過圧安全弁のうちの１つの過圧安全弁の上流側に接続されて、対応する潤滑油供給管路内の圧力が噴射圧レベルを上回る所定の過圧安全レベルを超えた時に過圧安全弁を開く。任意に、各過圧安全弁の過圧安全レベルは個別に調整可能である。この点は、安全弁がポンプ装置のハウジングに一体化された先行技術のポンプ装置とは対照的である。
【００１４】
例えば、エンジンシリンダ内に３０〜４０バールの範囲内の圧力でミスト状の油を排出するスワールインジェクション原理のために構成されたＳＩＰ噴射器である噴射器の場合、所定の過圧安全レベルは４０バールを上回り、例えば５０バール超であり、さらには１００バールを上回り、任意に最大１２０又は１４０バールである。
【００１５】
全ての過圧安全弁の下流側は共通の過圧検出装置に接続され、この過圧検出装置は、複数の潤滑油供給管路のうちのいずれか１つの潤滑油供給管路内の圧力が所定の過圧安全レベルを超えた時に、任意にアラーム信号として使用される電気信号を発するように構成される。従って、複数の噴射器のために１つの過圧検出装置しか使用しない。
【００１６】
ポンプ装置に対する技術的柔軟性のために、過圧安全弁は、潤滑油ポンプ装置から離れて設けられ、潤滑油供給管路を介してパイプのみによって潤滑油ポンプ装置に通じている。この点は、安全弁及びポンプが圧力安全ハウジング内でポンプ装置に一体化された上述したＬｕｂｔｒｏｎｉｃシステムとは対象的である。
【００１７】
例えば、過圧検出装置は圧力センサを含む。任意に、この圧力センサは、過圧安全弁の下流側の圧力を検知し、過圧安全弁の下流側の圧力が所定のレベルを上回った時に電気信号を供給するように構成された圧力スイッチである。或いは、この圧力センサは、過圧安全弁の下流側の圧力を測定し、この測定された圧力に比例する電気信号を供給して、過圧安全弁の下流側の圧力が所定のレベルを超えることを示すように構成された圧力変換器である。
【００１８】
圧力を直接測定する代わりに、上流側が過圧安全弁の下流側に接続されて過圧安全弁のうちのいずれか１つの過圧安全弁からの潤滑油を受け取る流量センサを使用することもできる。任意に、この流量センサは、流量変換器を通る流れに比例する電気信号を供給して、所定の流量レベルを上回る潤滑油の流れを測定することによって開いた過圧安全弁を示すように構成された流量変換器である。
【００１９】
このような手段は、生産コストが低く設置及び動作が容易であることを示唆するという点で有利である。最初の説明を参照すれば、これは先行技術を凌ぐ利点である。さらに、このようなシステムは、動作中の信頼性及び安定性が高く、過圧によって引き起こされた流れによる変位時に部材が磁気的に測定される先行技術よりも一般に正確である。
【００２０】
さらなる単純性のために、厳密に必要なわけではないが、過圧検出装置が単一の圧力センサ又は単一の流量変換器しか含まなければ有利である。この場合、これによって特に生産コスト、並びに設置及びメンテナンスのための作業負荷が最小化される。さらなる利点は、制御及び動作が容易な点である。
【００２１】
いくつかの実施形態では、複数の噴射器のうちの１つの噴射器のみと、これに対応して接続された過圧安全弁とを収容して過圧検出装置を収容しないハウジングを含む噴射器ユニットが噴射器毎に設けられる。この時、過圧検出装置は、噴射器ユニット内の全ての過圧安全弁の下流側と流体連通する。従って、この場合も、複数の噴射器のために１つの過圧検出装置しか必要でない。
【００２２】
いくつかの実施形態では、過圧検出装置が、接続管路を通じて互いに接続されたスロットルと圧力センサとを含み、接続管路は、いずれかの特定の潤滑油供給管路内に過圧が生じてこの特定の潤滑油供給管路の過圧安全弁が対応して開いた場合に、この特定の潤滑油供給管路からの潤滑油がスロットルに流れるように全ての過圧安全弁の下流側とも流体連通する。スロットルは、接続管路から潤滑油を排出するための排出チャネルを含む。排出チャネルは、接続管路内に圧力安全弁の過圧安全レベルよりも低い背圧を生じるような寸法を有する。圧力センサは、接続管路内の第１の圧力レベルを上回る背圧の増加を示すように構成される。
【００２３】
例えば、スロットルは、排出チャネルを通る流れに依存して背圧をもたらすように構成される。通常、スロットルは、潤滑流体の大部分をパイプ分岐部から放出する。任意に、スロットルの排出チャネルを通じた処理量は調整可能である。
【００２４】
任意に、この過圧検出装置は、接続管路に接続されて圧力の上昇による損傷から圧力センサを保護するように構成されたさらなる圧力安全弁を含む。さらなる圧力安全弁は、接続管路内の圧力が第１の圧力レベルよりも高い第２の圧力レベルを超えた時に開いてさらなる圧力安全弁を流れが通過できるように構成される。この任意のさらなる圧力安全弁は、圧力センサ、スロットル及びパイプシステムのための安全機構として機能する。
【００２５】
通常、第１の圧力レベルは、過圧安全弁の安全レベルよりも実質的に低く、例えば少なくとも５倍又は少なくとも１桁分低い。任意に、第１の圧力レベルは、過圧安全弁の過圧安全レベルよりも少なくとも一桁分低い。
【００２６】
別の実施形態では、過圧検出装置が、圧力センサが接続管路内の圧力を検知できるように全ての過圧安全弁の下流側と流体連通する、接続管路に接続された圧力センサを含む。接続管路は、対応する複数の分配弁のうちの１つの分配弁を通じて各潤滑油供給管路にさらに接続される。いずれかの特定の潤滑油供給管路内に過圧が生じると、対応する過圧安全弁を通じて接続管路内に、そして接続管路から分配弁を通じて所定の過圧安全レベルよりも圧力が低い残りの全ての潤滑油供給管路内に潤滑油が流れるようになる。この実施形態は、測定に圧力しか必要としないのに対し、排出は他の正しく機能する噴射器を通じて行われるので、過圧検出装置からのスロットル又は他の形態の排出路が不要である。欠陥のある噴射器を通じて流れない潤滑油の容量は他の機能している噴射器に分配され、これによってシリンダのための総潤滑油量が維持される点が利点である。
【００２７】
上記の内容から分かるように、この潤滑システムでは以下の一般的原理を適用した。油圧システムは、複数の油圧供給装置と、対応する複数の油圧負荷と、対応する複数のパイプとを含み、複数のパイプの各パイプは、複数の油圧供給装置のうちの１つの油圧供給装置のみを複数の油圧負荷のうちの１つの油圧負荷のみに接続する。各パイプからはパイプ分岐部が延びて、共通の過圧検出装置に接続される。また、各パイプ分岐部は、圧力安全レベルを有する過圧安全弁を含み、対応するパイプ分岐部内の圧力が圧力安全レベルを超えた時に過圧安全弁が開く。
【００２８】
接続管路を通じて互いに接続された、スロットルと、例えば圧力スイッチ又は圧力変換器などの圧力センサと、任意にさらなる圧力安全弁とを含み、パイプ分岐部からの油圧液がスロットルに流れるように接続管路がパイプ分岐部とも連通する過圧検出装置の具体例には、以下の一般的原理が当てはまる。スロットルは、パイプ分岐部から油圧液を排出するための、分岐部に背圧を生じるような寸法の排出チャネルを含む。この背圧は、圧力安全弁の圧力安全レベルよりも低い。圧力センサは、接続管路内の圧力が第１の圧力レベルを超えた時に作動し、作動すると、例えばアラーム信号などの信号を発する。任意のさらなる圧力安全弁は、接続管路内の圧力が第１の圧力レベルよりも高い第２の圧力レベルを超えた時に開いて、さらなる圧力安全弁を流れが通過できるようにする。動作時には、１つのパイプ内の圧力が対応する過圧安全弁の圧力安全レベルよりも高く上昇すると、この過圧安全弁が開いてパイプ分岐部を通じてスロットルに圧力を解放し、このスロットルが過圧油圧液を排出する。しかしながら、油圧供給装置から分岐パイプ内に送出できる容量よりもスロットルの流量が小さい時には、例えばスロットルを通る実際の潜在的に調整可能な流れに依存して、スロットルの上流で背圧が高まる。この背圧を、接続管路を通じてスロットルの上流側に接続された圧力センサによって測定する。従って、圧力センサは、背圧が事前に設定された第１の圧力レベルを上回った場合に、例えばアラーム信号などの信号を発する。この一般化した事例では、第１の圧力レベルよりも高い第２の圧力安全レベルを上回って背圧が上昇した場合、さらなる圧力安全弁が開いて油圧液をさらに逃す。この任意のさらなる圧力安全弁は、圧力センサ、スロットル及びパイプシステムのための安全機構として機能する。例えば、スロットルは、チャネルを通る油圧液の処理量を調整できるチャネルを含む。
【００２９】
任意に、過圧安全弁の過圧安全レベルは調整可能である。いくつかの実施形態では、過圧安全レベルを全ての弁で同時に同じレベルに調整可能である。或いは、過圧安全レベルは、過圧安全弁毎に個別に調整することもできる。後者の場合、保護圧力レベルを負荷毎に具体的に調整することができる。このことは、負荷が、特に上記の実施形態における潤滑油噴射器が異なる圧力で作動し、又は油圧に対する安定性が異なる場合に有用である。検出装置の利点は、圧力センサによるアラームを引き起こすために必要な圧力パラメータを、任意に流量パラメータと組み合わせて徐々に調整できる点である。
【００３０】
図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】大型低速運転２ストロークエンジンにおけるシリンダ潤滑システムを示す図である。
【図２】過圧安全制御システムの原理図である。
【図３】図２のような過圧安全制御システムを含む油潤滑システムの例を示す図である。
【図４】噴射器ユニットに過圧弁を組み込んだ別の過圧安全制御システムを示す図である。
【図５】流量センサを含む実施形態を示す図である。
【図６】機能している噴射器に潤滑油を再分配する実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１に、例えばディーゼルエンジン又はＬＮＧ燃料を使用するエンジンなどの大型低速運転２ストロークエンジンのシリンダの半分を示す。このシリンダは、シリンダ壁３の内側にシリンダライナ２を含む。シリンダ壁３の内部には、円に沿って分布する複数の潤滑油噴射器４が設けられ、隣接する噴射器４間の角距離は同じである。噴射器４は、潤滑油ポンプ装置１１から潤滑油供給管路９を通じて潤滑油を受け取る。潤滑の一部は、潤滑戻り管路１０によってポンプに戻される。潤滑油ポンプ装置１１は、エンジンのシリンダ１のピストン運動と同期する正確なタイミングのパルスで噴射器４に加圧潤滑油を供給する。この同期のために、潤滑油ポンプ装置１１は、クランク軸の速度、負荷、及びシリンダ内におけるピストンの位置を示すクランク軸の位置を含む実際のエンジンの状態及び動きのパラメータをモニタするコンピュータに電子的に接続される。
【００３３】
噴射器４の各々は、小液滴７の噴霧物を高圧下でシリンダ内に排出するノズル５を有する。シリンダ１内の掃気の渦２９は、潤滑油がシリンダライナ２上に均一に分布するように噴霧物８をシリンダライナ２に押し付ける。当業では、この潤滑システムがスワールインジェクション原理：ＳＩＰとして知られている。代替例として、例えばシリンダライナに向けてジェットを噴射する噴射器などの他の潤滑油噴射器原理も可能である。任意に、シリンダライナ２は、シリンダ４からの噴霧物又はジェットにとって十分な空間を提供する自由切断部（ｆｒｅｅ−ｃｕｔ）６を有する。ＳＩＰ弁油噴射システムは、国際公開第２００２／３５０６８号、国際公開第２００４／０３８１８９号、国際公開第２００５／１２４１１２号、国際公開第２０１２／１２６４８０号、国際公開第２０１４／０４８４３８号及び国際公開第２０１２／１２６４７３号に記載されており、これらは全てＨａｎｓ  Ｊｅｎｓｅｎ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｏｒｓ  Ａ／Ｓ社によるものである。
【００３４】
図２は、いくつかの実施形態では図１のエンジン潤滑システムで使用される過圧安全制御機構を有する改善された油圧システムの原理図である。この油圧システムは、複数の油圧供給装置１２を含む。複数の油圧供給装置１２は、任意に共通の油圧ポンプ装置から油圧供給される潜在的に複数の油圧ポンプ又は複数の油圧出力弁である。実用的な実施形態では、油圧供給装置１２が、例えば図１に示すポンプ装置などのポンプ装置１１に接続された共通マニホルド１２として設けられる。各油圧供給装置１２は、図１に関連して説明したような内燃エンジンにおける潤滑油供給パイプ９及び油噴射器４と同様に配管９を介して油圧負荷４に接続される。
【００３５】
各パイプ９からは、この図面では第１の分岐部についてＱ１で、第２の分岐部についてＱ２で、第ｎの分岐部についてＱｎで示す調整可能な過圧安全弁１６を含む、例えばパイプなどの分岐部１５が延びる。第１の圧力安全弁Ｑ１は、Ｘ１の圧力単位の過圧安全レベルに調整され、このレベルになると弁が開いて第１の圧力安全弁Ｑ１を流れが通過するようになる。これに対応して、第２の圧力安全弁Ｑ２及び第ｎの安全弁Ｑｎは、それぞれＸ２の圧力単位及びＸｎの圧力単位に調整される。
【００３６】
一般に、ｎ本の分岐部１５は、典型的には接続パイプ２１である共通接続管路２１を介して検出装置１７に接続されるが、場合によっては接続パイプ２１の代わりにマニホルドを使用することもできる。検出装置１７は、スロットル１８と、典型的には圧力スイッチ又は圧力変換器である圧力センサ１９と、さらなる圧力安全弁２０とを含む。スロットル１８は、スロットル１８を通る流れに抵抗Ｒ１を与えることによって、分岐部１５内及びスロットル１８と圧力センサ１９との間の接続管路２１内に若干の背圧Ｐ１を発生させるように調整される。圧力センサ１９は、圧力センサ１９の上流の背圧Ｐ１がＺバールを超えた時に作動し、作動時にアラーム信号を発する。さらなる圧力安全弁２０は、背圧がＹの圧力単位を超えた時に開いてさらなる圧力安全弁２０を流れが通過できるようにする。
【００３７】
スロットル１８の容量にもよるが、スロットル１８を通る流れが小さい場合には背圧が発生せず、従って圧力安全弁１６を若干の漏れが流れることができる。また、油圧負荷４’に不具合を引き起こす過圧が修復されて、対応する過圧安全弁１６が再び閉じた場合には、スロットル１８を通る流れによってスロットル１８の上流の圧力が再び低下し、圧力スイッチ１９がアラームを発することなく検出装置１７はアイドル状態に戻る。
【００３８】
分岐部１５では、Ｙの圧力単位でさらなる圧力安全弁２０が開くので、ピーク時の最大圧力がＹの圧力単位に制限される。圧力センサ１９のレベルＺは、さらなる圧力安全弁２０のレベルＹよりも低い。圧力安全弁１６は、その下流側の分岐部１５におけるＹの圧力単位の最大背圧に起因して、パイプ９と分岐部１５との間の圧力差が圧力安全レベルＸｉ、ｉ＝（１、２、...、ｎ）を超えた時に開くので、圧力安全弁Ｑｉの上流のパイプ９の最大圧力はＸｉ＋Ｙの圧力単位である。
【００３９】
図２に示すように、スロットル１８を通る流れは、排出管路１０を通じてサンプ１３内に続く。しかしながら、以下の具体的な実施形態で分かるように、排出管路１０は、油圧供給装置１２内に循環して戻るためにポンプに戻る油圧戻り管路でもある。
【００４０】
図３では、図１の原理図のシステムが、例えば図１に示す大型低速運転２ストローク船舶用エンジンと同様の大型低速運転２ストロークエンジンの油噴射器４の実施例に移行している。例えば、油噴射器４は、最初に説明したようなＳＩＰタイプのものである。
【００４１】
図１に関連して説明した供給パイプ９と同様に、潤滑油は、油圧供給装置を構成するマニホルド１２を通じて、高圧潤滑油ポンプ装置１１から複数の潤滑油供給管路９に供給される。各潤滑油供給管路９からは、例えば分岐パイプ１５などの分岐部１５が過圧安全弁１６を通じて延びる。図示の実施形態では、一例として本発明を限定することなく、Ｋ１〜Ｋ８で示す全ての圧力安全弁１６が１２０バール（１バール＝１００ｋＰａ）に調整される。また、全ての圧力安全弁１６の圧力レベルが同じである必要はなく、様々な異なる圧力レベルに調整することもできる。例えば、ポンプ装置１１はハウジング１１’を含み、潤滑油供給管路９は、ポンプハウジング１１’に接続されたパイプとしてここから延びる。従って、分岐部１５は、例えば供給管路に９に取り付けられたＴ字形部品によって供給管路９に流れ接続（ｆｌｏｗ−ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）される。圧力スイッチ１９の代わりに、例えば圧力変換器などの異なるタイプのセンサを使用することもできる。
【００４２】
図２と同様の上述したような検出装置１７も設けられる。図示の例では、圧力センサ１９が、圧力スイッチ１９における圧力が所定のレベルを超えた時に電気信号を発する圧力スイッチである。一例として、本発明を限定することなく、さらなる過圧安全弁１６の圧力レベルは８バールに設定され、圧力スイッチ１９の圧力レベルは４バールに設定され、従ってさらなる過圧安全弁１６の１２０バールのレベルよりも低い。これは、圧力スイッチ１９を比較的低い背圧で作動させるべきであると同時に、さらなる過圧安全弁１６が圧力スイッチ１９への損傷を防ぐ保護機構の機能を有するという事実によるものである。
【００４３】
また、図３の検出装置１７は、排出管路又は戻り管路１０に接続された、排出管路又は戻り管路１０から検出装置１７に油が入り込むのを防ぐための逆止弁１４を含む。例えば、戻り管路１０は、油を油噴射器４からポンプ装置１１に戻す。戻り管路１０と検出装置１７との間の圧力差レベルは、例えば１バールの低圧などの所定の圧力に設定される。
【００４４】
例えば、スロットル１８は、ダイヤフラムによって形成された排出チャネル２４を含む。非限定的な例として、スロットルの断面は０．３ｍｍである。しかしながら、スロットルの直径などの排出チャネルサイズは可変とすることができ、圧力及び流量などのシステム仕様だけでなく油の粘度にも依存する。
【００４５】
図４は、図３の実施形態に関連する別の実施形態であり、例えばＳＩＰ噴射器などの油噴射器４及び過圧安全弁１６が噴射器ユニット２２に一体化されている。噴射器ユニット２２は、油噴射器４と、安全弁１６と、接続管路２１に接続された油戻し（ｏｉｌ  ｒｅｔｕｒｎ）２５とを収容する噴射器ハウジング２３を含み、噴射器ハウジング２３は、検出装置１７を通じて、全ての噴射器ユニット２２にとって共通の潤滑油戻り管路１０と連通する。供給管路９は、ポンプ装置１１から噴射器ユニット２２まで部分的にパイプとして延び、噴射器ハウジング２３内のチャネル９’として噴射器４に続くのに対し、分岐部１５は、ハウジング２３の内部のチャネル９’から分岐する。通常、このような場合、分岐部１５はパイプではなく、ハウジング内の導管（ｃａｎａｌ）である。
【００４６】
図５に、図３の検出装置を流量センサ２６に置き換えたさらなる実施形態を示す。流量センサ２６は、流量検出器２６を通る流れに依存する信号を供給するように構成される。例えば、流れが閾値を上回る場合には、管路９内の圧力が高まって圧力安全弁１６のうちの１つが開き、これによって噴射器４のうちの１つが正常に機能していないことをさらに示すアラーム信号がセンサによって発せられる。或いは、流量センサ２６は、流量センサ２６通る流れに比例する信号を供給する。この場合、流れが設定信号レベルを上回った場合にアラームが引き起こされる。アラームは、流量センサ自体が引き起こすことも、或いは流量センサからの信号を電子コントローラに供給し、供給管路９内に機能不全及び過圧が生じた場合に電子コントローラがアラームを引き起こすこともできる。例えば、流量検出器は、潤滑油の流れによって楕円形のスプロケットホイールが駆動される楕円形のギアメータを含む。この図５の検出実施形態は、図４の噴射器ユニット２２の原理と組み合わせることもできると指摘しておく。
【００４７】
図６に、図３の実施形態のさらなる修正例を示す。この例では、図３の検出装置を圧力センサ１９に、或いは一般的に圧力スイッチ又は圧力変換器に置き換えただけである。圧力センサ１９が圧力スイッチである場合、圧力センサ１９は、圧力センサ１９の上流の、一般的には圧力安全弁１６が接続される接続管路２１内の圧力が上昇した場合に、例えばアラーム信号などの信号を発する。図３とは対照的に、接続管路２１からの潤滑油は共通排出管路１０を通じて排出されず、再分配弁２８及び直列に接続された再分配管路３０を通じて潤滑油供給管路９毎に再分配され、他の噴射器４の１つの潤滑油供給管路９に戻される。例えば一方向圧力弁などの再分配弁２８は、任意に調整可能なＹバールの開放圧を有する。
【００４８】
油噴射器４に問題があって、もはやエンジンのシリンダ内に潤滑油を噴射しない場合には、潤滑油供給管路９内の圧力が圧力安全弁１６における所定の安全圧力レベルを超えて高まる。分岐部１５内の対応する圧力安全弁１６が開いて、全ての分岐部１５が接続された接続管路２１内の対応する圧力増加を引き起こす。接続管路２１内の高圧は、圧力スイッチ１９におけるアラーム信号を引き起こす。しかしながら、一方で、接続管路２１内に供給された潤滑油は、再分配弁２８及び再分配管路２９を通じて潤滑油供給管路９内に放出される。従って、噴射器４のうちの１つが故障した時でも、８つの噴射器４によってシリンダ内に噴射されるはずの総潤滑油量の大部分が保持されて単に残りの潤滑油供給管路９に再分配され、対応する７つの噴射器を通じてシリンダ内に噴射される。問題のある噴射器４が修復又は置換されると、接続管路２１から高圧が解放され、もはや圧力センサ１９がトリガされることはない。
【００４９】
図６の再分配原理の利点は、単一の噴射器４の、或いは潜在的に２つの噴射器の故障を原因とするさらなるエンジンの摩耗が最小化される点であるが、２つの噴射器が同時に故障することは極めてまれである。
【００５０】
パラメータの例として、潤滑油噴射器は３７バールの噴射圧を有する。再分配弁２８の開放圧がＹ＝２０バールの場合、接続管路２１内の最大圧力は５７バールに制限される。一例として、例えば圧力スイッチ１９などの圧力センサ１９のインジケータ圧力レベルは５０バールに調整され、噴射器４のうちの１つ又は２つ以上が閉塞した場合に信号を発する。接続管路２１内には、漏れによって最大３７バールの圧力が生じ得るが、３７バールの噴射圧に起因してそれを上回ることはないので、圧力センサ１９は、３７バールの噴射圧を上回るアラームレベルを有することが有利である。
【００５１】
全ての図面には、典型的な数である８つの複数の噴射器を示しているが、この噴射器の数は一例として示すものにすぎず、異なることもある。例えば、エンジンのシリンダ当たり２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０個、１１個又は１２個、或いはさらに多くの潤滑油噴射器を設けることもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１  シリンダ
２  シリンダライナ
３  シリンダ壁
４  油噴射機
４’  油圧負荷
５  ノズル
６  ライナの自由切断部
７  噴霧液滴
８  単一の噴射器からの噴霧
９  潤滑油供給管路
９’  噴射器ハウジング２３内の潤滑油供給チャネル
１０  排油管路又は戻り管路
１１  潤滑油ポンプ及びコントローラシステム
１２  油圧供給装置
１２’  油圧マニホルド
１３  サンプ
１４  戻り管路１０へのさらなる逆止弁
１５  分岐部
１６  過圧安全弁
１７  検出装置
１８  検出装置１７内のスロットル
１９  検出装置７内の圧力スイッチ
２０  検出装置７内のさらなる圧力安全弁
２１  接続管路
２２  噴射器ユニット
２３  噴射器ユニット２２のハウジング
２４  スロットル１８内の排出チャネル
２５  噴射器ユニット２２内の油戻し
２６  流量計
２７  収集分岐部
２８  再分配弁
２９  シリンダ１内の掃気の渦
３０  再分配管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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