燃气发动机的制作方法

本公开涉及一种能够燃烧氢气的燃气发动机。

背景技术：

1、在专利文献1中，作为能够燃烧氢气等可燃性气体的燃气发动机的一例，公开了并用油燃料和气体燃料的二元燃料发动机。具体而言，该专利文献1所公开的二元燃料发动机具有向燃烧缸供给气体燃料的气体燃料供给管路(原管)、从气体燃料供给管路分支的大气压开放管路、以及与气体燃料供给管路连接的供气管路。

2、此处，上述专利文献1所涉及的供气管路能够将干燥了的不活泼气体(氮气、二氧化碳等)或空气供给到气体燃料供给管路内。

3、而且，根据上述专利文献1，在停止气体燃料的供给的情况下，会打开夹装在大气压开放管路上的大气开放阀。由此，积存在气体燃料供给管路内的气体燃料被排出。然后，打开供气管路的开闭阀，向气体燃料供给管路供给不活泼气体或空气。此时，不活泼气体或空气在被调节为比规定的供气压力稍高压的状态下被供给到气体燃料供给管路。

4、专利文献1：日本公开专利公报特开2009-203944号公报

技术实现思路

1、-发明要解决的技术问题-

2、但是，在上述专利文献1所公开的燃气发动机中，为了从氢气的供给管排出氢气，有时向该供给管送入氮气等不活泼气体。

3、但是，例如如上述专利文献1所公开的方法那样，仅通过送入被调节为高压的不活泼气体，无法充分地抽出被吸收到供给管的内壁等燃气发动机的构成材料内的氢气。氢气吸收到钢材等中会引起所谓的氢脆而引发不良情况。

4、此处所公开的技术正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：在能够燃烧氢气的燃气发动机中，使吸收到其构成材料内的氢气充分排出。

5、-用于解决技术问题的技术方案-

6、本公开的第一方面涉及一种能够在气缸内燃烧氢气的燃气发动机。该燃气发动机包括第一供给管、第二供给管、加热单元以及控制器，所述第一供给管向所述气缸供给所述氢气，所述第二供给管向所述第一供给管供给不燃性气体，所述加热单元对所述第二供给管中的所述不燃性气体进行加热，所述控制器对经由所述第一供给管向所述气缸供给所述氢气、和经由所述第二供给管向所述第一供给管供给所述不燃性气体分别进行控制。

7、而且，根据上述第一方面，所述控制器在不向所述气缸供给所述氢气时，执行使所述氢气从所述第一供给管排出的吹扫控制，所述控制器在执行所述吹扫控制时，在所述不燃性气体被所述加热单元加热后的状态下，将所述不燃性气体经由所述第二供给管供往所述第一供给管。

8、此处，“不燃性气体”表示可燃性比氢气差的气体。

9、本技术发明人等注意到了燃气发动机的构成材料中的氢脆的易出现性与其周边温度的关系。也就是说，在不锈钢材料等一般构成材料的情况下，例如在35℃以上的试验温度下，随着该试验温度变高，构成材料单调地变得不易氢脆。

10、此时，本技术发明人等注意到，不易氢脆是指，与存积在构成材料内部的氢分子的数量相比，从该构成材料释放出的氢分子的数量较多。

11、也就是说，根据本技术发明人的发现，通过在吹扫控制时加热燃气发动机的构成材料，能够促进从该构成材料释放氢气。上述第一方面所涉及的控制器构成为进行基于这样的发现的吹扫控制。

12、具体而言，根据上述第一方面，控制器在执行吹扫控制时，在不燃性气体被加热单元加热后的状态下，将该不燃性气体经由第二供给管供往第一供给管。通过供给加热后的不燃性气体，能够对第一供给管的构成材料进行加热。通过该加热，能够促进从该构成材料释放氢气，并使吸收到其内部的氢气更多地排出。

13、此外，根据本公开的第二方面，也可以是，所述燃气发动机布置在船舶的发动机室，所述加热单元对所述不燃性气体进行加热，使所述不燃性气体的温度达到所述发动机室的室温以上。

14、根据上述第二方面，能够对燃气发动机的构成材料适当地进行加热，这有利于促进从该构成材料释放氢气。

15、此外，根据本公开的第三方面，也可以是，所述加热单元对所述不燃性气体进行加热，使所述不燃性气体的温度达到35摄氏度以上。

16、根据上述第三方面，能够对燃气发动机的构成材料适当地进行加热，这有利于促进从该构成材料释放氢气。

17、此外，根据本公开的第四方面，也可以是，所述加热单元由热交换系统构成，所述热交换系统使热介质流通到所述燃气发动机的气缸水套中，所述加热单元利用从所述气缸水套受热后的热介质对所述不燃性气体进行加热。

18、根据上述第四方面，无需新设加热器等，就能对不燃性气体进行加热。由此，有利于实现燃气发动机的紧凑化。此外，由于利用热介质加热不燃性气体，相应地能够从该热介质夺走热，因此也能够减轻用于在热交换系统中冷却热介质的负荷。

19、此外，根据本公开的第五方面，也可以是，所述加热单元由与所述气缸连接的排气管构成，所述加热单元利用从所述气缸排出的废气来对所述不燃性气体进行加热。

20、根据上述第五方面，无需新设加热器等，就能对不燃性气体进行加热。由此，有利于实现燃气发动机的紧凑化。

21、此外，根据本公开的第六方面，也可以是，所述燃气发动机包括切换单元，所述切换单元构成为能够在第一模式与第二模式之间进行切换，在所述第一模式下，向所述第一供给管供给所述不燃性气体，在所述第二模式下，向该第一供给管供给空气，所述控制器通过在所述吹扫控制中控制所述切换单元，分别执行：按照所述第一模式供给所述不燃性气体的步骤，以及按照所述第二模式供给所述空气，以取代按照所述第一模式供给的所述不燃性气体的步骤。

22、根据上述第六方面，控制器在供给不燃性气体之后，执行空气供给。空气中的氧气能够氧化构成材料中产生的裂纹的新生面。由此，能够抑制氢气进入构成材料中，抑制裂纹的加剧。

23、此外，根据本公开的第七方面，也可以是，所述控制器在执行所述吹扫控制时，将处于被所述加热单元加热后的状态且压力为大致大气压的所述不燃性气体供往所述第一供给管。

24、需要说明的是，如果将成为大气压的国际基准的标准气压设为p0，则此处所说的“大致大气压”为落入p0±20％范围内的气压。

25、根据上述第七方面，控制器不是利用以往已知的高压气体，而是利用压力为大致大气压的不燃性气体来执行吹扫控制。通过使用压力为大致大气压的不燃性气体，能够降低氢的分压。由此，能够促进从构成材料内释放氢气。

26、此外，根据本公开的第八方面，也可以是，所述控制器在执行所述吹扫控制时，在进行完将压力高于大气压的所述不燃性气体供往所述第一供给管的步骤后，进行将处于被所述加热单元加热后的状态且压力为大致大气压的所述不燃性气体供往所述第一供给管的步骤。

27、供给被加热后且压力为大致大气压的不燃性气体，虽然有利于释放被吸收到构成材料内的氢气，但不利于挤出在未被构成材料吸收的状态下存积的氢气等比较高压的气体。

28、因此，如上述第八方面那样，在供给压力为大致大气压的不燃性气体之前，通过预先供给相对高压的不燃性气体，能够预先挤出在未被构成材料吸收的状态下存积的氢气。由此，能够在不会受到未被构成材料吸收的氢气阻碍的情况下，释放被构成材料吸收的氢气。其结果是，能够尽可能多地去除氢气。

29、此外，根据本公开的第九方面，也可以是，所述控制器在不向所述气缸供给所述氢气时，通过使所述第一供给管向大气开放，来执行使所述氢气从该第一供给管排出的排放控制，所述控制器在开始所述吹扫控制之前执行所述排放控制。

30、根据上述第九方面，控制器在执行吹扫控制之前执行排放控制。由此，能够在预先降低第一供给管内的压力的基础上开始吹扫控制。由此，在吹扫控制时，不燃性气体容易进入第一供给管。

31、-发明的效果-

32、如上述说明所示，根据本公开，在能够燃烧氢气的燃气发动机中，能够充分地排出吸收到其构成材料内的氢气。