JP2018159312A - 燃料油移送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の燃料油貯蔵タンク2A、2Bのうちの一つから移送された燃料油を燃料油澄タンク3によって加熱し、加熱済みの燃料油を燃料油貯蔵タンクに戻して燃料油貯蔵タンク内の燃料油と混合させることにより燃料油貯蔵タンク内の燃料油の温度を局部的に高めることが可能な燃料油移送システムにおいて、移送ポンプ6に導入される燃料油の温度およびまたは流入圧力の低下あるいは駆動電力の異常な上昇により強制的に移送ポンプ6が停止されたときに流下ポンプ11を稼働しながら移送ポンプ6の燃料油導入側に加熱済み燃料油を流す処理と、移送ポンプ6が稼働するのに併せて流下ポンプ11を稼働させる処理とを選択できることを特徴とする。
【選択図】 図6
Description
船舶に用いられる燃料油や潤滑油の貯留部は、性状の種類や異なる貯留量などに応じて複数のタンクを準備される場合がある(例えば、特許文献1)。
特許文献1には、内燃機関で消費されることにより減少した潤滑油を補充する際に性状の異なる潤滑油を貯蔵している複数のタンクの一つが選択される構成が開示されている。
性状の異なる潤滑油から選択されるのは、内燃機関内の潤滑油の性状に適合する潤滑剤を供給することにより、内燃機関での運転状況が悪化する原因となる潤滑剤の不足を防ぐためである。
しかし、特許文献1に開示されている構成は、複数のタンクのいずれかを選択することが前提となっているだけで、燃料油という同じ性状を持つ対象物をタンク同士で移送することを考慮してはいない。
このため、タンク内に残った少量の燃料油は消費されないまま放置されるので、燃料消費の無駄を抑える省エネを実施するには不利となる。
図1は、本発明を実施するための形態に係る燃料油移送システムに用いられる燃料油移送装置1の構成である。
燃料油移送装置1は、一対を含む複数の燃料油貯蔵タンク2に連通する燃料油澄タンク3,燃料油サービスタンク4を備えている。
燃料油澄タンク3は、燃料油を加熱するために用いられるタンクであり、図示しないヒータにより、一例として70〜80℃の温度に燃料油が加熱される。
温度センサ7は、移送管5内を移動する燃料油の温度検知、例えば、移送ポンプ6の燃料油入り口側、いわゆる吸入側の温度を計測している。
圧力センサ8は、移送ポンプ6内に吸入される燃料油の圧力変化を監視するために設けられている。圧力変化は、燃料油の粘度変化に応じた流動抵抗の変化を判断するために用いられる。特に、粘度が高くなり流動抵抗が増加した場合には、移送ポンプ6の入り口側の圧力が負圧化して真空化傾向となる。従って、真空化傾向となったときの負圧の大きさが所定値以上に達したことを検知されると燃料油の粘度を下げるための加熱が必要となる。
燃料油澄タンク3には、移送ポンプ6によって吸入された燃料油の液面を検知するためのレベルセンサ9が設けられている。
レベルセンサ9は、燃料油澄タンク3内に燃料油が所定量導入されたときの液面を検知できるセンサである。レベルセンサ9は、燃料油澄タンク3内に燃料油が所定量導入されたことを検知すると、移送ポンプ6の駆動を停止させるために用いられる。
センサは、上述した位置に限らず、燃料油貯蔵タンク2の内部にも設けられている(図5参照)。このセンサLG1,LG2は、燃料油貯蔵タンク内の燃料残量をレベルあるいは圧力により検知する残量センサである。
この場合にいう流下ポンプ11の名称は、燃料油サービスタンク4が燃料油貯蔵タンク2よりも高い位置に配置されている構成を前提としていることが理由である。つまり、上位の燃料油サービスタンク4から、これよりも下位の燃料油貯蔵タンク2に燃料油を流れ落とすように繰り出すことを意味させて流下という表現としている。
燃料油澄タンク3およびまたは燃料油サービスタンク4において一時的に貯留されている燃料油の一部は、流下ポンプ11によって燃料油貯蔵タンク2に戻される。この結果、燃料油貯蔵タンク2内の燃料油は加熱された燃料油と混合されることにより部分的に36〜40℃に加熱される。
なお、停泊中などのように燃料油の消費がないときは、移送ポンプ6の稼働時間が短く、レベルセンサ9が作動するまでの時間が例えば6分程度となる。
このような構成を用いる燃料油移送装置1は、その主要部の構成が本出願人の先願である特開2012−17123号公報に開示されている。
この場合の加熱とは、加熱された燃料油を加熱されていない燃料油と混合させることにより加熱されていない燃料油の温度を高めることを意味している。
以下、燃料油移送装置を用いて実行される加熱方法について説明する。
加熱運転モードを実行するための条件として次に挙げるパラメータが用いられる。
すなわち、パラメータは、少なくとも、移送ポンプ6に吸入される燃料油の温度、圧力および移送ポンプ6の稼働時間が用いられる。移送ポンプ6の稼働時間に関しては、前述したように、レベルセンサ9が作動するまでの稼働時間や移送ポンプ6自身に備えられたタイマの計時時間が参照される。これら各パラメータの全てもしくはいずれか一つまたは複数が、加熱を必要とする所定条件に一致すると加熱運転モードが実行される。
移送ポンプ6および流下ポンプ11は、その稼働状態を、図3に示す制御部20によって制御される。
タイマ16は、例えば、移送ポンプ6が稼働し始めた時点からレベルセンサ9により液面検知が行われるまでの所要時間を計測する。従って、移送ポンプ6が稼働しながらレベルセンサ9による液面検知までの稼働時間が必要以上に長くなるときは粘度が高く流動抵抗が大きいと判断できる。換言すれば、移送ポンプ6の稼働時間が必要以上に長くなるときには移送ポンプ6を流れる燃料油の粘度が高く、流動抵抗が大きい状態であることを判断できる。移送ポンプ6は、稼働時間を計測するタイマを自らが備えている場合もある。この場合には、自身のタイマに予め設定されている稼働時間以上に移送ポンプ6が稼働したときに燃料油の粘度が高く流動抵抗が高い状態であることを判断できる。
移送ポンプ6は、予め設定されている稼働時間を超える時、強制的に停止され、後で説明する加熱運転モードに備えられる。
駆動電流値は、予めセットされているモータの回転数、トルクを得るために決められているが、回転数やトルクが変化した場合には元の状態に復帰させるように変化し、特に回転数やトルクが低下した場合には駆動電流値は上昇する。そこで、駆動電流値が上昇した場合を監視することにより燃料油の粘度が上昇したことを判断でき、運転モードの切り換えが行える。
通常運転モード時の制御部20は、移送ポンプ6に導入される燃料油の温度、圧力そして移送ポンプ6の稼働時間、さらに加えて移送ポンプ6の駆動源であるモータに対して印加される駆動電流値の変化を監視する。
これらの監視対象項目は、例えば次に挙げる4種類のケースが発生した場合に燃料油の粘度変化、特に粘度が上昇したことを判断する所定条件として用いられる。
(1)燃料油の粘度が上昇して流動抵抗が増加する温度以下に達している場合。
(2)移送ポンプ6の燃料油導入側の圧力変化が真空化傾向発生状態である場合。
(3)レベルセンサ9が作動するまでの移送ポンプ6の稼働時間が長大化している場合。
(4)移送ポンプ6の駆動源に対する駆動電流値が上昇している場合。
これらの所定条件を満たしていないで燃料油の粘度上昇が発生していない場合に通常運転モードが実行される。
通常運転モード実行時には、燃料油貯蔵タンク2から燃料油澄タンク3へ燃料油を吸入するサイクルと燃料油澄タンク3およびまたは燃料油サービスタンク4内の一部の燃料油を燃料油貯蔵タンク2へ向け流下させるサイクルとが交互に繰り返される。ただし、サイクル途中であっても、レベルセンサ9の作動に応じて移送ポンプ6は停止される。この運転モード実行時での各ポンプ6,11の稼働状態が操作パネル15に表示される。
図4は、縦軸が燃料油の量(レベルセンサ9が作動する量)を示し、横軸が時間を示している。
同図において、燃料油の粘度が高くなるに従い、移送ポンプ6を一定出力とした場合にレベルセンサ9が作動するまでの時間が長くなる。
従って、粘度が低い燃料油が燃料油澄タンク3内へ導入されてレベルセンサ9が作動するまでの時間(図4中、符号Tで示す時間)を基準として、その時間よりも長大化した場合(図4中、符号T1で示す時間)には燃料油の粘度が高いことが判断できる。なお、移送ポンプ6自身にタイマを備えている場合には、タイマの設定時間と実際の稼働時間とを比較して実際の稼働時間が長大化している場合に燃料油の粘度が高いと判断することができる。
すなわち、移送ポンプは、燃料油の温度、吸入側での吸入圧力が前述した所定条件を満たした場合に強制的に停止される。このため、燃料油澄タンク3は温度管理の対象である移送先の燃料油貯蔵タンク2Bから送られてくる燃料油の加熱および燃料量を維持するための補充が行われなくなる。
そこで、移送ポンプ6が強制的に停止されたときには、前述した加熱運転モードが実行され、燃料油澄タンク3から移送ポンプ6の燃料吸入側に加熱済みの燃料油を移送する(図2参照)。これにより、燃料油貯蔵タンク2を含めた燃料吸入側での燃料油の温度を高める。
一方、移送ポンプ6が強制的に停止された後は、移送ポンプ6が強制的に停止されるのを少なくするために、移送ポンプ6の稼働に併せて流下ポンプ11も稼働させて加熱済みの燃料油を移送ポンプ6の燃料油導入側に混合する。
この結果、移送ポンプ6の燃料油吸入側の粘度上昇が回避されて燃料油の移送抵抗が低減されるので、移送ポンプ6の強制的な停止が抑えられ、補充燃料が供給できる間、燃料油澄タンク3への燃料油の移送が継続できる。
以下、上記特徴を得るための構成について説明する。
移送管5,吸入管10には、燃料油の移送方向を設定するための開閉弁V1〜V6が配置されている。
これら開閉弁V1〜V6は、移送ポンプ6および流下ポンプ11の駆動用モータM1,M2の駆動制御に用いられる制御部20によって開閉状態が制御される。
移送先の燃料油貯蔵タンク2Bに貯蔵されている燃料油は、図1に示した移送経路を通って加熱されるために燃料油澄タンク3に向け移送される。
温度管理を行うときには、図5に示す開閉弁V2,V3,V4が制御部20により開放されることにより移送先の燃料油貯蔵タンク2Bからの燃料油が燃料油澄タンク3に送られて加熱される。
燃料油澄タンク3において加熱された燃料油は、流下ポンプ11および開閉弁V6,V5,V3,V2が制御部20により制御されることにより移送先の燃料油貯蔵タンク2Bに環流される。これにより、移送先の燃料油貯蔵タンク2Bの燃料油が局部的に加熱されて移送抵抗が生じない粘度を維持される。
移送ポンプ6が強制的に停止されると制御部20は、図2に示した移送経路を設定される加熱運転モードに切り換える。
加熱運転モードを実行する際の移送経路を設定するために、制御部20は、燃料油澄タンク3から流れる燃料油の流れに沿って開閉弁V6,V5,V3,V2を開放する。
この結果、移送ポンプ6の燃料油吸引(導入)側の燃料油の粘度上昇が解消され、移送抵抗を低減されるので、移送ポンプ6を再始動することができる。移送ポンプ6が再始動されると、移送先の燃料油貯蔵タンク2B内に貯蔵されている燃料油の温度管理が継続可能となる。
この処理を選択される理由は、次の通りである。
すなわち、移送ポンプ6が停止されると燃料油澄タンク3への燃料油の汲み上げが中断され、温度管理対象である燃料油貯蔵タンク2Bの燃料油が充足されないで加熱されなくなるのを防ぐためである。
換言すれば、移送ポンプ6に流れ込む燃料油の温度が粘度上昇や移送抵抗の増加を招く温度とならないように維持することである。
移送ポンプ6に流れ込む燃料油は、移送管5の長さや周辺温度の影響を受けて燃料油貯蔵タンク2Bから繰り出された時と温度が変化することがある。そこで、移送ポンプ6に流れ込む燃料油の温度を適正化することにより移送ポンプの強制的な停止が頻繁に起こるのを避けることが望まれる。
図6は、加熱運転モードが実行された後、移送ポンプ6が再稼働されるのに併せて流下ポンプを稼働するときの状態を示す図である。
図6の(A)は、移送ポンプ6が稼働して燃料油貯蔵タンク2Bから燃料油が汲み上げられるのに併せて流下ポンプ11が稼働して燃料油澄タンク3から加熱済み燃料油が移送ポンプ6の燃料油導入側に移送される状態を示している。
本実施形態では、流下ポンプ11から移送される燃料油は、移送ポンプ6により移送される燃料油の全量に対して30%程度の量が燃料油貯蔵タンク2Bから移送される燃料油に混合される。従って、燃料油貯蔵タンク2Bからの燃料油は、70%の量が燃料油澄タンク3に移送され、この移送量よりも少ない30%の量が移送ポンプ6に移送されて燃料油の加熱に用いられる。
これにより、移送ポンプ6に導入される燃料油の粘度上昇の原因となる温度低下が矯正され、移送ポンプ6の負荷増大を抑制できる。
図6の(B)において、移送ポンプ6に汲み上げられる燃料油の温度、移送ポンプ6の吸引圧力の変化、さらに移送ポンプ6の駆動用電力が異常に上昇した時に、それまで燃料油澄タンク3に向け汲み上げていた移送ポンプ6は強制的に停止される(タイミングT1)。
移送ポンプ6が強制的に停止されると、加熱運転モードにより燃料油澄タンク3内から流下ポンプ11によって加熱済み燃料油が燃料油貯蔵タンク2Bを含む、移送ポンプ6の燃料油吸引(導入)側に戻される。これにより燃料油澄タンク3内の燃料は減少する(タイミングT1〜T2)。
加熱済み燃料油が移送ポンプ6の燃料油吸引(導入)側の燃料を加熱することにより移送ポンプ6の稼働に適した燃料油の性状が得られると移送ポンプ6が再稼働される。移送ポンプ6が再稼働されると、燃料油貯蔵タンク2Bから燃料油が燃料油澄タンク3に向け汲み上げられて燃料油澄タンク3内の油量が増加する(タイミングT2〜T3)。
移送ポンプ6の強制的な停止が最初の場合には、加熱運転モードに用いられる流下ポンプ11の加熱済み燃料油は、停止前の供給量よりも多くされる。図6の(B)では、移送ポンプ6が最初に停止した直後に実行される加熱運転モードでの流下ポンプ11の燃料油供給量が停止前の供給量よりも多いことを、油量変化度に相当する角度(θ)の違いで示してある(θ1<θ2)。
最初に移送ポンプ6が強制的に停止された後、移送ポンプ6が再稼働すると、これに併せて流下ポンプ11が稼働される。これにより、移送ポンプ6の燃料油吸引(導入)側には、加熱済みの燃料油が混合されて燃料油が加熱される。
移送ポンプ6に吸引される燃料油は放熱や周辺温度により低下してしまうと、移送ポンプ6が停止されることになるが、その都度、加熱運転モードを選択されて移送ポンプ6の再稼働が可能になる。
燃料油澄タンク3への燃料油の補充は、流下ポンプ11により燃料油澄タンク3から加熱済み燃料油が戻される移送先の燃料油貯蔵タンク2Bとは別に、加熱済み燃料油を貯蔵している移送元の燃料油貯蔵タンク2Aの燃料油が用いられる。
本実施形態では、移送元の燃料油貯蔵タンク2Aから燃料油が移送ポンプ6により汲み上げられるときにも、図6の(A)に示した条件と同じ条件に従って、移送ポンプ6の稼働に併せて流下ポンプ11が稼働される。
この結果、放熱や周辺温度の影響により汲み上げられる燃料油の温度が低くなっている場合でも、流下ポンプ11からの加熱済み燃料油が混合されることで、移送ポンプ6に汲み上げられる燃料油の温度低下を少なくすることができる。移送元の燃料油貯蔵タンク2Aから燃料油澄タンク3への燃料油の補充は、図6の(B)中において「移送元からの補充」と表記した状態である。
2 燃料油貯蔵タンク
2A 移送元の燃料油貯蔵タンク
2B 移送先の燃料油貯蔵タンク
3 燃料油澄タンク
5 移送管
6 移送ポンプ
7 温度センサ
9 レベルセンサ
8 圧力センサ
16 タイマ
20 制御部
LG1,LG2 残量センサ
V1〜V6 開閉弁
Claims (5)
- 複数の燃料油貯蔵タンクのうちの一つから移送ポンプにより移送された燃料油を燃料油澄タンクによって加熱し、加熱済みの燃料油が流下ポンプによって前記燃料油貯蔵タンクに戻されて該燃料油貯蔵タンク内の燃料油と混合されることにより該燃料油貯蔵タンク内の燃料油の温度を局部的に高めることが可能な燃料油移送システムにおいて、
前記移送ポンプに導入される燃料油の温度およびまたは流入圧力の低下あるいは駆動電力の異常な上昇により強制的に移送ポンプが停止されたときに前記流下ポンプを稼働しながら前記移送ポンプの燃料油導入側に加熱済み燃料油を流す処理と、移送ポンプが稼働する前記流下ポンプを稼働させる処理とを選択できることを特徴とする燃料油移送システム。 - 請求項1記載の燃料油移送システムにおいて、
前記移送ポンプの稼働に併せて流下ポンプを稼働させる処理は、最初に前記移送ポンプが強制停止された後に行われることを特徴とする燃料油移送システム。 - 請求項1または2に記載の燃料油移送システムにおいて、
移送元の燃料油貯蔵タンクから移送先の燃料油貯蔵タンクに向け燃料油を移送する移送経路には、
燃料油貯蔵タンクと前記燃料油澄タンクとを連通する移送管と、
該移送管に設けられて該燃料油貯蔵タンク内の燃料油を前記燃料油澄タンクに向け吸入する移送ポンプと、
前記加熱された燃料油を前記燃料油貯蔵タンクに向け繰り出し可能な吸入管と、
該吸入管に設けられて加熱された燃料油を小出しに繰り出し可能な流下ポンプと、
前記移送管、吸入管にそれぞれ設けられて燃料油の移送方向を設定する開閉弁と、が備えられ、
前記移送ポンプ、流下ポンプおよび各開閉弁は、その稼働状態を制御部により制御され、
前記制御部は、前記燃料油貯蔵タンク内の燃料残量を検知する残量センサと、前記移送管内を移動する燃料油の温度検知をする温度センサと、前記移送ポンプに流れ込む燃料油の圧力を検知する圧力センサと、前記移送ポンプの稼働時間を計測するタイマと、前記燃料油澄タンク内の燃料油の量を検知するレベルセンサと、が入力側に接続され、前記移送ポンプおよび流下ポンプの駆動部が出力側に接続され、各センサおよびタイマからのデータを所定条件と比較した結果に基づき前記移送ポンプに吸入される燃料油の粘度が高いと判断した場合に該移送ポンプを強制的に停止して前記移送ポンプに流れる燃料油の粘度上昇を解消するべく前記流下ポンプを用いて前記加熱された燃料油を前記移送ポンプの燃料油吸入側に堰き止められている燃料油と混合させて前記燃料油貯蔵タンクに向け流し出す処理と、前記移送ポンプの稼働に併せて前記流下ポンプを稼働させる処理とを選択できることを特徴とする燃料油移送システム。 - 請求項1乃至3のうちの一つに記載の燃料油移送システムにおいて、
前記移送ポンプの稼働に併せて前記流下ポンプを稼働させる処理は、該流下ポンプにより前記移送ポンプに移送される燃料油の量が、該移送ポンプにより前記燃料油澄タンクに移送される燃料油の量よりも少ない量に設定されていることを特徴とする燃料油移送システム。 - 請求項1乃至4のうちの一つに記載の燃料油移送システムにおいて、
前記移送ポンプの稼働に併せて流下ポンプを稼働させる処理は、該流下ポンプにより燃料油が戻される移送先の燃料油貯蔵タンクとは別に加熱済み燃料油を貯蔵している移送元の燃料油貯蔵タンクから燃料油を汲み上げて前記燃料油澄タンクに燃料油を補充するときにも実行可能であることを特徴とする燃料油移送システム。
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