KR101239983B1 - 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법 - Google Patents

선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101239983B1
KR101239983B1 KR1020100127869A KR20100127869A KR101239983B1 KR 101239983 B1 KR101239983 B1 KR 101239983B1 KR 1020100127869 A KR1020100127869 A KR 1020100127869A KR 20100127869 A KR20100127869 A KR 20100127869A KR 101239983 B1 KR101239983 B1 KR 101239983B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
angular velocity
fuel supply
control signal
brown gas
Prior art date
Application number
KR1020100127869A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120066501A (ko
Inventor
김은경
박희준
박건일
최재웅
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020100127869A priority Critical patent/KR101239983B1/ko
Publication of KR20120066501A publication Critical patent/KR20120066501A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101239983B1 publication Critical patent/KR101239983B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

선박의 엔진구동시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 선박의 엔진구동시스템은, 동력을 발생시키기 위한 엔진과, 동력에 의하여 회전되어 추진력을 발생시키는 프로펠러와, 엔진으로부터 프로펠러에 동력을 전달하기 위한 샤프트를 포함하는 선박의 엔진구동시스템에 있어서, 제어각속도에 대응되는 속도제어신호를 생성하는 제어부; 샤프트의 실제각속도를 측정하여, 실제각속도에 따른 실제각속도 정보를 생서하는 각속도 측정유닛; 속도제어신호 및 실제각속도정보가 입력되어, 속도제어신호 및 실제각속도정보를 바탕으로 연료공급제어신호를 생성하는 연산부; 연료공급제어신호가 입력되며, 연료공급제어신호를 바탕으로, 엔진에 대한 화석연료의 공급을 제어하는 화석연료공급부; 및 연료공급제어신호가 입력되며, 연료공급제어신호를 바탕으로 엔진에 대한 브라운가스의 공급을 제어하는 브라운가스공급부;를 포함하며, 엔진은 공급된 화석연료 및 브라운가스를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다.

Description

선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법{DRIVING SYSTEM FOR ENGINE OF SHIP AND DRIVING SYSTEM FOR ENGINE USING THE SAME}
본 발명의 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박에는 벙커-C유 또는 LNG와 같은 화석연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진이 마련된다. 상기 연소과정에서 발생되는 동력은 상기 엔진에 회전가능하게 설치되는 샤프트를 통하여 프로펠러로 전달되며, 상기 프로펠러는 전달된 동력에 의하여 회전되어 추진력을 발생시킴으로써, 선박이 운항될 수 있도록 한다.
한편, 대형 선박의 경우에 큰 동력이 요구되며, 따라서 상기 대형 선박에는 큰 동력을 발생시키기 위한 대형엔진이 설치되며, 상기 대형엔진은 대량의 화석연료를 소모하게 된다. 따라서, 대량의 상기 화석연료의 연소에 의하여, NOx 및 SOx와 같은 오염물질 및 이산화탄소와 같은 온실가스가 배출되어, 환경오염을 심화시키는 문제가 발생된다.
이에, 본 발명의 실시예는 선박의 운항과정에서 오염물질 및 온실가스의 배출을 감소시킴으로써, 환경오염을 최소화할 수 있는 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 실시예의 일 측면에 의하면, 동력을 발생시키기 위한 엔진과, 상기 동력에 의하여 회전되어 추진력을 발생시키는 프로펠러와, 상기 엔진으로부터 상기 프로펠러에 상기 동력을 전달하기 위한 샤프트를 포함하는 선박의 엔진구동시스템에 있어서, 제어각속도에 대응되는 속도제어신호를 생성하는 제어부; 상기 샤프트의 실제각속도를 측정하여, 상기 실제각속도에 따른 실제각속도 정보를 생성하는 각속도 측정유닛; 상기 속도제어신호 및 상기 실제각속도정보가 입력되어, 상기 속도제어신호 및 상기 실제각속도정보를 바탕으로 연료공급제어신호를 생성하는 연산부; 상기 연료공급제어신호가 입력되며, 상기 연료공급제어신호를 바탕으로, 상기 엔진에 대한 상기 화석연료의 공급을 제어하는 화석연료공급부; 및 상기 연료공급제어신호가 입력되며, 상기 연료공급제어신호를 바탕으로 상기 엔진에 대한 상기 브라운가스의 공급을 제어하는 브라운가스공급부;를 포함하며, 상기 엔진은 공급된 상기 화석연료 및 상기 브라운가스를 연소시켜 동력을 발생시키는 선박의 엔진구동시스템이 제공된다.
또한, 상기 연산부는, 입력된 상기 속도제어신호 및 상기 실제각속도정보의 편차를 바탕으로 PID제어를 수행하여 상기 연료공급제어신호를 생성하기 위한 PID 제어유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연산부는, 상기 PID 제어유닛에서 생성된 상기 연료공급제어신호의 크기를 제한하기 위한 리미터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 브라운가스공급부는, 상기 브라운가스를 생성하기 위한 용수가 저장되는 용수저장부; 상기 용수를 전기분해하여 브라운가스를 생성하는 브라운가스생성장치; 및 상기 연료공급제어신호를 바탕으로 상기 브라운가스의 생성량을 제어하기 위하여, 상기 브라운가스 생성장치로 공급되는 전류를 제어하기 위한 브라운가스생성장치 제어유닛;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 화석연료공급부는, 상기 화석연료가 저장된 연료저장부; 상기 화석연료를 상기 엔진으로 공급하기 위한 공급유로의 일부 또는 전부를개방하거나 폐쇄하는 연료공급유닛; 상기 연료공급유닛이 상기 공급유로를 개방 또는 차폐하도록 상기 연료공급유닛을 동작시키기 위한 구동력을 생성하는 액츄에이터; 상기 연료공급제어신호를 바탕으로 상기 엔진으로의 상기 화석연료 공급량을 제어하기 위하여, 상기 액츄에이터에 공급되는 전류를 제어하여, 상기 연료공급유닛이 상기 공급유로의 일부 또는 전부를 개방하거나 상기 공급유로를 폐쇄하도록 하는 액츄에이터 제어유닛;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액츄에이터는 상기 액츄에이터의 구동에 따른 구동정보를 생성하며, 상기 구동정보는 상기 연료공급제어신호에 피드백되며, 상기 구동정보가 피드백되어 보정된 상기 연료공급제어신호는 상기 액츄에이터 제어유닛으로 전달될 수 있다.
또한, 상기 화석연료공급부 및 상기 브라운가스공급부에 의하여 공급되는 상기 화석연료 및 상기 브라운가스의 비율은 일정할 수 있다.
또한, 상기 샤프트에는 상기 샤프트의 외주면을 따라서 마커부가 형성되며, 상기 각속도 측정유닛은, 상기 샤프트와 함께 회전되는 상기 마커부를 센싱하여, 상기 샤프트의 상기 실제각속도를 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 다른 측면에 의하면, 엔진에 의하여 구동되는 샤프트의 실제각속도를 측정하는 단계; 새로운 속도제어신호가 인가되는지 여부를 판단하는 단계; 상기 속도제어신호에 따른 제어각속도와 상기 샤프트의 실제각속도를 비교하는 단계; 및 상기 제어각속도와 상기 실제각속도의 비교 결과에 따라서, 엔진에 공급되는 브라운가스 공급량 및 화석연료의 공급량을 제어하는 단계;를 포함하는 선박의 엔진구동방법이 제공된다.
또한, 상기 엔진에 공급되는 브라운가스 공급량 및 화석연료의 공급량을 제어하는 단계는, 상기 제어각속도 보다 상기 실제각속도가 큰 경우에 상기 브라운가스 공급량 및 상기 화석연료의 공급량이 감소되도록 제어하며, 상기 제어각속도 보다 상기 실제각속도가 작은 경우에 상기 브라운가스 공급량 및 상기 화석연료의 공급량이 증가되도록 제어하고, 상기 제어각속도와 상기 실제각속도가 동일한 경우에 상기 브라운가스 공급량 및 상기 화석연료의 공급량이 유지되도록 할 수 있다.
또한, 상기 엔진에 공급되는 브라운가스 공급량 및 화석연료의 공급량을 제어하는 단계에서, 상기 엔진으로 공급되는 상기 브라운가스의 공급량 및 상기 화석연료의 공급량의 비율은 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템은, 엔진이 화석연료와 브라운가스를 혼소하여 동력을 발생시킴으로써, 엔진이 화석연료만을 연소시켜 동력을 발생시키는 경우에 비하여, 오염물질 및 온실가스의 배출이 감소되도록 할 수 있다.
또한, 피드백 시스템을 이용하여, 화석연료와 브라운가스의 공급량 조절을 통한 엔진의 출력을 제어함으로써, 보다 정밀한 엔진 출력의 제어가 수행되도록 할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1의 엔진구동시스템을 이용하여 선박의 엔진구동방법을 보여주는 플로우차트.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템(1)은, 연료를 연소시켜 동력을 발생시키기 위한 엔진(41)에 일례로 벙커-C 또는 LNG와 같은 화석연료(F) 및 브라운가스(Gb)를 공급한다. 이때, 화석연료(F) 및 브라운가스(Gb)는 엔진(41)에 동시에 공급될 수 있으며 엔진으로 공급 전, 화석연료(F) 및 브라운가스(Gb)는 혼합되어 공급될 수 있다. 그리고, 엔진(41)은 화석연료(F) 및 브라운가스(Gb)를 혼소시켜 선박을 추진하기 위한 추진력을 발생시킨다.
이때, 브라운가스(Gb)는 청정에너지의 한 종류로서, 물의 전기분해방식에 의하여 생성되는 수소와 산소가 2:1의 혼합비로 혼합된 혼합가스를 의미한다. 브라운가스(Gb)를 연소시키는 경우에 완전연소되며, 화석연료와 달리 NOx, SOx 및 그을음과 같은 오염물질과 이산화탄소와 같은 온실가스가 생성되지 아니한다.
따라서, 본 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템(1)은 화석연료(F) 및 브라운가스(Gb)를 함께 연소시킴으로써, 화석연료(F)만을 연소시키는 경우와 동일한 동력을 생성하여도 화석연료(F)의 연소에 의하여 발생되는 오염물질 및 온실가스가 저감될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템(1)의 구성을 상세하게 설며한다.
본 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템(1)은, 동력부(40)와, 연산부(10)와, 브라운가스 공급부(20)와, 화석연료공급부(30)와, 제어부(50)와, 각속도 측정유닛(60)을 포함한다.
동력부(40)는 화석연료(F) 및 브라운가스(Gb)를 연소시켜 동력을 발생시키기 위한 엔진(41)과, 상기 동력에 의하여 회전되어 추진력을 발생시키는 프로펠러(43)와, 상기 엔진으로부터 상기 프로펠러에 상기 동력을 전달하기 위한 샤프트(42)와, 샤프트(42)의 외주면을 따라서 형성되며 샤프트(42)가 회전되는 각속도인 실제각속도가 측정되도록 하기 위한 마커부(44)를 포함한다.
제어부(50)는 외부로부터 입력되는 신호 또는 내부 알고리즘에 의하여, 제어각속도에 대응되는 속도제어신호(Sg)를 생성한다. 이때, 상기 제어각속도는 엔진(41)에 의하여 샤프트(42)가 회전되도록 제어되는 목표 각속도를 의미한다.
그리고, 각속도 측정유닛(60)은, 샤프트(42)가 실제로 회전되는 각속도인 실제각속도를 측정하여, 상기 실제각속도에 따른 실제각속도정보(Sω)를 생성한다. 이때, 각속도측정유닛(60)은 샤프트(42)와 함께 회전되는 마커부(44)를 센싱함으로써, 샤프트(42)의 상기 실제각속도를 측정할 수 있다.
본 실시예에 따른 각속도측정유닛(60)은 일례로 검출면에 접근하는 물체 또는 근방에 존재하는 물체의 유무를 기계적인 접촉없이 검출하기 위한 근접센서(Aproximity Sensor)일 수 있다. 그리고 각속도측정유닛(60)은 마커부(44)의 주변에 설치되어, 마커부(44)의 회전에 따라서 발생되는 마커부(44)의 감지 딜레이를 이용하여 샤프트(42)가 회전되는 실제각속도를 측정할 수 있다.
이때, 마커부(44)는 일례로 일정 크기의 자기력을 갖도록 형성된 다수의 마커유닛들을 포함할 수 있으며, 각속도측정유닛(60)은 자기력을 감지함으로써, 상기 마커유닛들의 감지주기를 이용하여 상기 실제각속도를 측정하게 된다.
한편, 연산부(10)에는 제어부(50)로부터 속도제어신호(Sg) 및 각속도측정유닛(60)으로부터 실제각속도정보(Sω)가 입력된다. 그리고, 연산부(10)는 입력되는 상기 속도제어신호 및 상기 실제각속도정보를 바탕으로 엔진(41)으로의 연료 공급, 즉 화석연료(F) 및 브라운가스(Gb)의 공급량을 제어하기 위한 연료공급제어신호(S1,S2,S3)를 생성한다.
즉, 본 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템(1)은, 속도제어신호(Sg) 및 엔진(41)에 의한 샤프트(42)의 상기 실제각속도를 바탕으로 연산부(10)에서 연료공급제어신호(S1,S2,S3)을 생성하여 브라운가스공급부(20) 및 화석연료공급부(30)를 동작시킴으로써, 엔진(41)의 부하량을 피드백(Feedback) 제어할 수 있다.
이때, 연산부(10)는 PID 제어유닛(11)과, 리미터(12)를 포함한다.
보다 상세히, PID 제어유닛(11)은 입력된 속도제어신호(Sg) 및 실제각속도정보(Sω)편차를 바탕으로 PID제어를 수행하여 제1연료공급제어신호(S1)를 출력한다. 상기 PID 제어는 제어 변수와 기준 입력 사이의 오차에 근거하여 계통의 출력이 기준 전압을 유지하도록 하는 피드백 제어의 일종으로, 비례(Proportional) 제어와 비례 적분(Proportional-Integral) 제어, 비례 미분(Proportional-Derivative) 제어를 조합한 제어방법으로서, 일반적인 PID 제어와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 리미터(12)에는 PID 제어유닛(11)에서 생성된 제1연료공급제어신호(S1)가 입력되며, 리미터(12)는 제1연료공급제어신호(S1)의 전압 크기가 일정크기 이하의 크기로 형성되도록 제1연료공급제어신호(S1)를 변환시켜, 제2연료공급제어신호(S2)를 출력한다.
리미터(12)에서 출력된 제2연료공급제어신호(S2)는 노드(n)에서 분기되어 브라운가스공급부(20) 및 화석연료공급부(30)로 전달된다.
이때, 화석연료공급부(30)로 전달되는 제2연료공급제어신호(S2)에는 연료공급을 제어하기 위한 화석연료공급부(30)의 구동정보(Sfb)가 피드백되며, 피드백되는 구동정보(Sfb)에 의하여 제2연료공급제어신호(S2)가 제3연료공급제어신호(S3)로 보정되어, 화석연료공급부(30)의 액츄에이터 제어유닛(31)으로 전달된다. 화석연료공급부(30)로부터 구동정보(Sfb)가 피드백되는 구성에 관해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
화석연료공급부(30)는 입력된 제3연료공급제어신호(S3)를 바탕으로 엔진(41)에 대한 화석연료(F)의 공급을 제어한다.
보다 상세히, 화석연료공급부(30)는 화석연료(F)가 저장된 연료저장부(34)와, 화석연료(F)를 엔진(41)으로 공급하기 위한 공급유로의 일부 또는 전부를 개방하거나 폐쇄하는 연료공급유닛(33)과, 연료공급유닛(33)이 상기 공급유로를 개방 또는 차폐하도록 연료공급유닛(33)을 동작시키기 위한 구동력을 생성하는 액츄에이터(32)와, 제3연료공급제어신호(S3)를 바탕으로 엔진(41)으로의 화석연료(F)의 공급량을 제어하기 위하여, 액츄에이터(32)에 공급되는 전류를 제어하는 액츄에이터 제어유닛(31)을 포함한다.
본 실시예에 따른 연료공급유닛(33)은 상기 공급유로의 일부 또는 전부를 개방하거나 폐쇄하기 위한 밸브일 수 있으며, 액츄에이터(32)는 전류를 공급받아 회전자가 회전되어 연료공급유닛(33)에 대하여 동력을 제공하기 위한 모터일 수 있다. 이때, 액츄에이터 제어유닛(31)은 액츄에이터(32)에 대한 전류를 제어함으로써, 액츄에이터(33)에 의한 연료공급유닛(33)의 개방상태 또는 개방속도를 제어할 수 있다.
액츄에이터(32)는 액츄에이터(32)의 구동에 따른 구동정보(Sfb)를 생성한다. 그리고, 구동정보(Sf)는 제2연료공급제어신호(S2)에 피드백되며, 구동정보(Sfb)가 피드백되어 보정된 제3연료공급제어신호(S3)는 액츄에이터 제어유닛(31)으로 전달된다. 액츄에이터 제어유닛(31)은 제3연료공급제어신호(S3)을 바탕으로 액츄에이터(32)에 대하여 전류의 공급을 수행함으로써, 액츄에이터(32)를 제어할 수 있다. 이때, 상기 구동정보(Sfb)는 액츄에이터(32)의 상기 회전자의 회전위치 또는 회전속도에 관한 정보일 수 있으며, 구동정보(Sfb)가 제2연료공급제어신호(S2)에 피드백되어 보정된 제3연료공급제어신호(S3)가 액츄에이터 제어유닛(31)에 공급됨으로써, 액츄에이터(32)에 대한 피드백 제어가 수행될 수 있다.
한편, 브라운가스공급부(20)는 연산부(10)로부터 제2연료공급제어신호(S2)가 입력되며, 제2연료공급제어신호(S2)를 바탕으로 엔진(41)에 대한 브라운가스(Gb)의 공급을 제어한다.
보다 상세히, 브라운가스공급부(20)는, 용수저장부(22)와, 브라운가스생성장치(23)와, 브라운가스생성장치 제어유닛(21)을 포함한다.
용수저장부(22)에는 전기분해를 이용하여 브라운가스(Gb)를 생성하기 위한 용수(W)가 저장되며, 상기 용수(W)는 청수(淸水)일 수 있다.
그리고, 브라운가스생성장치(23)에는 용수저장부(22)에 있는 용수(W)가 공급되며, 브라운가스생성장치(23)는 공급된 용수(W)를 전기분해시킴으로써, 수소와 산소가 혼합된 브라운가스(Gb)를 형성한다.
이때, 브라운가스생성장치 제어유닛(21)은 전달되는 제2연료공급제어신호(S2)을 바탕으로, 브라운가스생성장치(23)에 브라운가스(Gb)의 생성을 위하여 공급되는 전류를 제어함으로써, 브라운가스(Gb)의 생성량 및 엔진(41)에 대한 브라운가스(Gb)의 공급량을 제어한다.
즉, 본실시예에 따른 엔진(41)에 대한 브라운가스(Gb)의 공급량의 제어는, 브라운가스생성장치 제어유닛(21)에 의하여 브라운가스(Gb)의 생성량의 제어에 의하여 수행될 수 있다.
한편, 브라운가스공급부(20) 및 화석연료공급부(30)에 의하여 공급량이 제어되는 브라운가스(Gb) 및 화석연료(F)는 엔진(41)으로 동시에 공급된다. 그리고, 엔진(41)은 공급된 브라운가스(Gb) 및 화석연료(F)를 혼소시켜 동력을 생성한다.
브라운가스(Gb) 및 화석연료(F)의 공급량은 제어부(50)로부터의 속도제어신호(Sg)에 따른 샤프트(42)의 상기 제어각속도가 증가될수록 증가되며, 상기 제어각속도가 감소될 수록 감소된다. 이때, 본 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템(1)에 의한 브라운가스(Gb) 및 화석연료(F)의 공급량은 상기 제어각속도 즉 엔진(41)의 부하량에 따라서 달라지지만, 브라운가스(Gb) 및 화석연료(F)의 비율은 일정하게 유지된다. 이는, 브라운가스(Gb) 및 화석연료(F)의 연소 효율이 극대화된 최적혼합비율이 일정하게 유지되도록 하기 위함이다.
이하에서는 본 실시예에 따른 선박의 엔진구동시스템(1)을 이용한 엔진구동방법을 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 엔진구동시스템을 이용하여 선박의 엔진구동방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 2를 참조하면, 엔진(41)이 시동되는 단계(S10)가 수행된다.
엔진(41)이 시동된 다음, 엔진구동시스템(1)이 엔진구동시스템(1)의 제어부(50)를 통하여 연산부(10)에 새로운 속도제어신호(Sg)가 입력되는지 여부를 판단하는 단계(S11)를 수행한다. 이때, 엔진(41)이 시동된 상태에서 처음으로 속도제어신호(Sg)가 입력된 경우, 처음으로 입력된 속도제어신호(Sg)는 새로운 속도제어신호(Sg)로 판단된다.
새로운 속도제어신호(Sg)가 입력되면, 연산부(10)가 속도제어신호(Sg)에 따른 제어각속도, 즉 엔진(41)의 부하량과, 엔진(41)에 의한 샤프트(42)의 실제회전속도인 실제각속도를 비교하는 단계(S12,S13)를 수행하고, 비교결과에 따라서, 엔진(41)에 공급되는 브라운가스(Gb)의 공급량 및 화석연료(F)의 공급량을 제어하는 단계(S121,S131,S14)를 수행한다.
보다 상세히, 상기 제어각속도가 상기 실제각속도 보다 작거나, 상기 제어각속도와 상기 실제각속도가 같은지 여부를 판단(S12)하여, 상기 제어각속도가 상기 실제각속도 보다 작거나, 상기 제어각속도와 상기 실제각속도가 같은 경우에는, 엔진구동시스템(1)이 상기 제어각속도와 상기 실제각속도가 같은 지 여부를 판단하는 단계(S13)를 수행한다.
상기 제어각속도와 상기 실제각속도가 동일한 경우에는, 엔진구동시스템(1)이 브라운가스(Gb)의 공급량 및 화석연료(F)의 공급량을 유지시킴으로써 엔진(41)의 출력이 유지되도록 하는 단계(S15)를 수행한다.
그 다음, 엔진구동시스템(1)이 제어부(50)를 통하여 엔진구동종료신호가 입력되는지 여부를 판단하는 단계(S15)가 수행된다.
그리고, 상기 엔진구동종료신호가 입력되는 경우, 엔진구동시스템(1)이 브라운가스(Gb) 및 화석연료(F)의 공급을 중단하는 단계(S16)를 수행함으로써, 엔진(41)의 구동이 정지되도록 한다.
한편, 새로운 속도제어신호(Sg)가 입력되지 않는 경우에는, 엔진구동시스템(1)이 브라운가스(Gb)의 공급량 및 화석연료(F)의 공급량을 유지시킴으로써 엔진(41)의 출력이 유지되도록 하는 단계(S14)를 수행한다.
그리고, 상기 제어각속도가 상기 실제각속도 보다 큰 경우(S12)에는, 엔진구동시스템(1)이 브라운가스(Gb)의 공급량 및 화석연료(F)의 공급량을 증가시키는 단계(S121)를 수행함으로써, 엔진(41)의 출력이 증가되도록 한다.
그리고, 상기 제어각속도가 상기 실제각속도 보다 작은 경우(S13)에는, 엔진구동시스템(1)이 브라운가스(Gb)의 공급량 및 화석연료(F)의 공급량을 감소시키는 단계(S131)를 수행함으로써, 엔진(41)의 출력이 감소되도록 한다.
또한, 상기 엔진구동종료신호가 인가되지 않은 경우(S15)에는, 엔진구동시스템(1)이 새로운 속도제어신호(Sg)가 입력되는지 여부를 판단하는 단계(S11)를 수행한다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이, 브라운가스(Gb)의 공급량 및 화석연료(F)의 공급량을 제어하는 단계에서, 상기 제어각속도와는 무관하게 엔진(41)으로 공급되는 브라운가스(Gb)의 공급량 및 화석연료(F)의 공급량의 비율은 일정하게 유지된다.
제안되는 실시예에 의하면, 엔진이 화석연료와 브라운가스를 혼소하여 동력을 발생시킴으로써, 엔진이 화석연료만을 연소시켜 동력을 발생시키는 경우에 비하여, 오염물질 및 온실가스의 배출이 감소될 수 있다.
또한, 피드백 시스템을 이용하여, 화석연료와 브라운가스의 공급량 조절을 통한 엔진의 출력을 제어함으로써, 보다 정밀한 엔진 출력의 제어가 수행될 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
1 : 엔진구동시스템 10 : 연산부
11 : PID 제어유닛 12 : 리미터
20 : 브라운가스공급부 21 : 브라운가스생성장치 제어유닛
22 : 브라운가스생성장치 23 : 용수저장부
30 : 화석연료공급부 31 : 액츄에이터 제어유닛
32 : 액츄에이터 33 : 연료공급유닛
34 : 연료저장부 40 : 동력부
41 : 엔진 42 : 샤프트
43 : 프로펠러 44 : 마커부
50 : 제어부 60 : 각속도측정유닛
Sg : 속도제어신호 Sω : 실제각속도정보
S2 : 제1연료공급제어신호 S2 : 제2연료공급제어신호
S3 : 제3연료공급제어신호 Sfb : 구동정보

Claims (11)

  1. 동력을 발생시키기 위한 엔진과, 상기 동력에 의하여 회전되어 추진력을 발생시키는 프로펠러와, 상기 엔진으로부터 상기 프로펠러에 상기 동력을 전달하기 위한 샤프트를 포함하는 선박의 엔진구동시스템에 있어서,
    제어각속도에 대응되는 속도제어신호를 생성하는 제어부;
    상기 샤프트의 실제각속도를 측정하여, 상기 실제각속도에 따른 실제각속도 정보를 생성하는 각속도 측정유닛;
    상기 속도제어신호 및 상기 실제각속도정보가 입력되어, 상기 속도제어신호 및 상기 실제각속도정보를 바탕으로 연료공급제어신호를 생성하는 연산부;
    상기 연료공급제어신호가 입력되며, 상기 연료공급제어신호를 바탕으로, 상기 엔진에 대한 화석연료의 공급을 제어하는 화석연료공급부; 및
    상기 연료공급제어신호가 입력되며, 상기 연료공급제어신호를 바탕으로 상기 엔진에 대한 브라운가스의 공급을 제어하는 브라운가스공급부;를 포함하며, 상기 엔진은 공급된 상기 화석연료 및 상기 브라운가스를 연소시켜 동력을 발생시키는 선박의 엔진구동시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산부는, 입력된 상기 속도제어신호 및 상기 실제각속도정보의 편차를 바탕으로 PID제어를 수행하여 상기 연료공급제어신호를 생성하기 위한 PID 제어유닛을 포함하는 선박의 엔진구동시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 PID 제어유닛에서 생성된 상기 연료공급제어신호의 크기를 제한하기 위한 리미터를 더 포함하는 선박의 엔진구동시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 브라운가스공급부는,
    상기 브라운가스를 생성하기 위한 용수가 저장되는 용수저장부;
    상기 용수를 전기분해하여 브라운가스를 생성하는 브라운가스생성장치; 및
    상기 연료공급제어신호를 바탕으로 상기 브라운가스의 생성량을 제어하기 위하여, 상기 브라운가스 생성장치로 공급되는 전류를 제어하기 위한 브라운가스생성장치 제어유닛;을 포함하는 선박의 엔진구동시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화석연료공급부는,
    상기 화석연료가 저장된 연료저장부;
    상기 화석연료를 상기 엔진으로 공급하기 위한 공급유로의 일부 또는 전부를 개방하거나 폐쇄하는 연료공급유닛;
    상기 연료공급유닛이 상기 공급유로를 개방 또는 차폐하도록 상기 연료공급유닛을 동작시키기 위한 구동력을 생성하는 액츄에이터;
    상기 연료공급제어신호를 바탕으로 상기 엔진으로의 상기 화석연료 공급량을 제어하기 위하여, 상기 액츄에이터에 공급되는 전류를 제어하여, 상기 연료공급유닛이 상기 공급유로의 일부 또는 전부를 개방하거나 상기 공급유로를 폐쇄하도록 하는 액츄에이터 제어유닛;을 포함하는 선박의 엔진구동시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 액츄에이터의 구동에 따른 구동정보를 생성하며, 상기 구동정보는 상기 연료공급제어신호에 피드백되며, 상기 구동정보가 피드백되어 보정된 상기 연료공급제어신호는 상기 액츄에이터 제어유닛으로 전달되는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진구동시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화석연료공급부 및 상기 브라운가스공급부에 의하여 공급되는 상기 화석연료 및 상기 브라운가스의 비율은 일정한 것을 특징으로 하는 선박의 엔진구동시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤프트에는 상기 샤프트의 외주면을 따라서 마커부가 형성되며,
    상기 각속도 측정유닛은, 상기 샤프트와 함께 회전되는 상기 마커부를 센싱하여, 상기 샤프트의 상기 실제각속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진구동시스템.
  9. 엔진에 의해 구동되는 샤프트의 실제각속도를 측정하는 단계;
    새로운 속도제어신호가 인가되는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 속도제어신호에 따른 제어각속도와 상기 샤프트의 실제각속도를 비교하는 단계; 및
    상기 제어각속도와 상기 실제각속도의 비교 결과에 따라서, 엔진에 공급되는 브라운가스 공급량 및 화석연료의 공급량을 제어하는 단계;를 포함하는 선박의 엔진구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 엔진에 공급되는 브라운가스 공급량 및 화석연료의 공급량을 제어하는 단계는,
    상기 제어각속도 보다 상기 실제각속도가 큰 경우에 상기 브라운가스 공급량 및 상기 화석연료의 공급량이 감소되도록 제어하며, 상기 제어각속도 보다 상기 실제각속도가 작은 경우에 상기 브라운가스 공급량 및 상기 화석연료의 공급량이 증가되도록 제어하고, 상기 제어각속도와 상기 실제각속도가 동일한 경우에 상기 브라운가스 공급량 및 상기 화석연료의 공급량이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진구동방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 엔진에 공급되는 브라운가스 공급량 및 화석연료의 공급량을 제어하는 단계에서, 상기 엔진으로 공급되는 상기 브라운가스 공급량 및 상기 화석연료의 공급량의 비율은 일정한 것을 특징으로 하는 선박의 엔진구동방법.
KR1020100127869A 2010-12-14 2010-12-14 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법 KR101239983B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100127869A KR101239983B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100127869A KR101239983B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120066501A KR20120066501A (ko) 2012-06-22
KR101239983B1 true KR101239983B1 (ko) 2013-03-06

Family

ID=46685853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100127869A KR101239983B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101239983B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10494992B2 (en) 2018-01-29 2019-12-03 Hytech Power, Llc Temperature control for HHO injection gas
US10605162B2 (en) 2016-03-07 2020-03-31 HyTech Power, Inc. Method of generating and distributing a second fuel for an internal combustion engine
US11879402B2 (en) 2012-02-27 2024-01-23 Hytech Power, Llc Methods to reduce combustion time and temperature in an engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200398720Y1 (ko) * 2005-05-10 2005-10-17 임용하 브라운가스혼합엔진
KR20100035459A (ko) * 2008-09-26 2010-04-05 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 엘피아이 차량의 연료 펌프 제어 시스템 및 방법
KR20100036635A (ko) * 2008-09-30 2010-04-08 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 차량의 연료 펌프 제어 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200398720Y1 (ko) * 2005-05-10 2005-10-17 임용하 브라운가스혼합엔진
KR20100035459A (ko) * 2008-09-26 2010-04-05 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 엘피아이 차량의 연료 펌프 제어 시스템 및 방법
KR20100036635A (ko) * 2008-09-30 2010-04-08 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 차량의 연료 펌프 제어 시스템 및 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11879402B2 (en) 2012-02-27 2024-01-23 Hytech Power, Llc Methods to reduce combustion time and temperature in an engine
US10605162B2 (en) 2016-03-07 2020-03-31 HyTech Power, Inc. Method of generating and distributing a second fuel for an internal combustion engine
US11280261B2 (en) 2016-03-07 2022-03-22 HyTech Power, Inc. Systems for HHO gas second fuel distribution and control
US11815011B2 (en) 2016-03-07 2023-11-14 Hytech Power, Llc Generation and regulation of HHO gas
US10494992B2 (en) 2018-01-29 2019-12-03 Hytech Power, Llc Temperature control for HHO injection gas
US10619562B2 (en) 2018-01-29 2020-04-14 Hytech Power, Llc Explosion safe electrolysis unit
US11828219B2 (en) 2018-01-29 2023-11-28 Hytech Power, Llc Rollover safe electrolysis unit for vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120066501A (ko) 2012-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8371100B2 (en) System and method to generate electricity
US20130220274A1 (en) Control system for dual fuel engines
DK2652293T3 (en) METHOD OF OPERATING A Piston Incinerator in Transient Load Change, a Control System to Operate the Function of an Internal Combustion Engine, and a Piston Engine
KR101239983B1 (ko) 선박의 엔진구동시스템 및 이를 이용한 엔진구동방법
CN101614161A (zh) 一种空燃比控制装置
JP5285763B2 (ja) 予混合エンジンの空燃比制御装置
JP4196837B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009179196A (ja) 駆動システムおよびその制御方法並びに車両
JP2011089471A (ja) 気化器の空燃比制御装置
JP2016136021A (ja) ターボチャージャウェイストゲートの制御のためのシステムおよび方法
US20210239025A1 (en) Method For Exhaust Gas Aftertreatment, And Exhaust Gas Aftertreatment System
US6176224B1 (en) Method of operating an internal combustion engine which uses a low energy gaseous fuel
CN106979082B (zh) 涡轮系统的瞬态排放物温度控制
US11667273B2 (en) Motor generator control for fixed fuel source engine
KR20130057839A (ko) Ｅｇｒ밸브 및 이를 이용한 ｅｇｒ 제어 시스템 및 방법
JP2009024638A (ja) 制振制御装置
CN201436378U (zh) 一种空燃比控制装置
JP2011168124A (ja) ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
JP7341084B2 (ja) メタンスリップ抑制システム並びに該メタンスリップ抑制システムを備える船舶および洋上浮体設備
JP6888932B2 (ja) 燃焼タービンによって放出される固体粒子の量を制御するプロセスおよび装置
JP5863342B2 (ja) エンジンシステム
JP2003065083A (ja) 発電装置及びその運転制御方法
CN110446842B (zh) 用于运行内燃机的方法和内燃机
JP2022098362A (ja) エンジンシステム
JP2013047496A (ja) エンジンシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160201

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 7