KR101291057B1

KR101291057B1 - 내연기관의 연료 공급장치

Info

Publication number: KR101291057B1
Application number: KR1020120027130A
Authority: KR
Inventors: 최한배
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-08-01

Abstract

본 발명은 내연기관에 연료를 공급하는 장치에 있어서, 점도가 상기 내연기관이 요구하는 기준점도범위보다 높은 제1연료, 점도가 기준점도범위에 해당하는 제2연료 및 점도가 기준점도범위보다 낮은 제3연료 중에서 선택적으로 어느 하나를 공급하는 연료공급부, 상기 연료공급부 및 상기 내연기관에 연결되며, 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료를 상기 내연기관으로 공급 및 상기 내연기관으로부터 배출되는 연료를 순환시켜 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료와 혼합하여 상기 내연기관으로 재공급하는 순환라인, 상기 순환라인상에 분기되어 배치되며, 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료의 점도에 따라서 선택적으로 가열 및 냉각을 통해서 공급되는 연료의 점도를 조절하는 점도조절부 및 상기 순환라인상에서 상기 내연기관의 하류에 분기되어 배치되며 상기 내연기관으로부터 배출된 연료를 선택적으로 냉각시키는 열교환기를 포함한다.

Description

내연기관의 연료 공급장치{Fuel Supply Apparatus for Engine}

본 발명은 내연기관에 연료를 공급하는 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 종류의 연료를 사용할 수 있는 내연기관에서 점도가 서로 다른 연료를 사용할 때 사용되는 연료의 점도에 따라 연료가 순환하는 순환경로가 바뀌도록 구성된 내연기관의 연료 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 내연기관은 선박을 이동시키는 구동력을 제공하는 것으로서, 실린더 내에서 피스톤의 운동에 의하여 흡입/압축, 폭발/배기의 2 행정으로 이루어 지고 있으며 폭발 행정에서 폭발 압력에 의하여 피스톤이 하강하면서, 크랭크 축을 회전시키며, 이때 크랭크 축에 발생하는 회전력을 동력원으로 하여 선박 추진에 적용되고 있다.

이러한 선박의 내연기관에서 사용하는 연료로는 비용 절감을 위해서 점도가 높고, 휘발성이 낮으며 가연성이 낮은 저급 연료인 H.F.O (Heavy Fuel Oil) 연료를 주로 사용하고 있다.

그러나 현재의 선박용 연료는 이산화황 등 황산화물(Sox)을 비롯해 질소산화물(NOx)과 입자상물질(PM) 등 유해가스를 다량 배출하기 때문에 이의 사용을 제한하기 위한 규제책이 지속적으로 강화되고 있다. EU는 EU회원국 항구에 정박하는 모든 선박에 대해서 2010년부터 황 함유량 0.1%이하의 연료만 사용하도록 규정한다. CARB(California Air Resources Board)는 CARB Area(Within 24miles(39km) from California sea coat)에 항해 또는 정박하는 모든 선박에 대해서 2012년부터 황 함유량 0.1% 이하의 연료만을 사용하도록 규정한다.

따라서 상기 기준을 만족시키기 위해서 중유가 아닌 고정제 연료유(M.G.O, 경유와 유사한 정도)의 사용이 고려되어야 하며, 필드에 따라서 비교적 저가의 H.F.O 연료를 사용하고, 상기 규정을 만족해야 되는 필드에서는 M.G.O 연료를 사용하기 희망하므로 두 가지 연료를 병용하여 사용할 수 있는 연료 공급 시스템이 구성되고 있다.

두 가지 연료를 병용하여 선택적으로 사용하는 선박용 연료 공급시스템을 살펴보면, 일반 항해 시에는 H.F.O 연료가 사용되고, 초기 시동 또는 선주의 특별한 운전으로 M.D.O 연료 사용이 요구될 때에는 H.F.O연료가 사용된다.

선박의 내연기관측으로 H.F.O계통의 연료가 사용되는 구성은, H.F.O가 내연기관에 공급된 후 소모되고 남은 H.F.O 연료를 순환시켜서 재공급을 한다. 여기서, H.F.O연료는 점도가 크기 때문에, 별도의 가열수단을 구비하여 H.F.O가 내연기관에 사용되기 알맞은 점도를 가지도록 가열되어 공급된다.

그리고 M.G.O계통의 연료가 사용되는 구성은, M.G.O연료가 내연기관에서 사용되기 알맞은 점도를 가지기 때문에 별도의 가열과정을 거치지 않고 바로 내연기관에 공급된다. 하지만, 내연기관에 공급된 후 배출되는 M.G.O의 온도가 상승하기 때문에, 내연기관에 재공급 하는 경우 별도의 냉각기를 구비하여 냉각시킨 후 내연기관으로 공급한다.

이와 같이, 종래에는 두 가지 연료를 사용하기 위해서 각각의 연료의 점도를 조절하기 위한 가열수단 및 냉각기를 구비하여 사용되어 왔다.

이러한 두 가지 연료를 선택적으로 사용할 수 있는 선박용 연료 공급시스템의 일 예로 국내 등록특허 10-1026181호 의 내연기관의 연료 공급시스템이 개시된다. .

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서로 다른 점도의 연료를 사용하여 내연기관에 공급할 때 별도의 점도조절부 및 열교환기를 구비하여 연료의 종류에 따라서 점도를 조절하며 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 에너지소비를 절감시킬 수 있는 내연기관의 연료 공급장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 내연기관에 연료를 공급하는 장치에 있어서, 점도가 상기 내연기관이 요구하는 기준점도범위보다 높은 제1연료, 점도가 기준점도범위에 해당하는 제2연료 및 점도가 기준점도범위보다 낮은 제3연료 중에서 선택적으로 어느 하나를 공급하는 연료공급부, 상기 연료공급부 및 상기 내연기관에 연결되며, 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료를 상기 내연기관으로 공급 및 상기 내연기관으로부터 배출되는 연료를 순환시켜 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료와 혼합하여 상기 내연기관으로 재공급하는 순환라인, 상기 순환라인상에 분기되어 배치되며, 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료의 점도에 따라서 선택적으로 가열 및 냉각을 통해서 공급되는 연료의 점도를 조절하는 점도조절부 및 상기 순환라인상에서 상기 내연기관의 하류에 분기되어 배치되며 상기 내연기관으로부터 배출된 연료를 선택적으로 냉각시키는 열교환기를 포함한다.

또한, 상기 점도조절부는 상기 순환라인을 통해서 상기 내연기관으로 공급되는 상기 제1연료를 가열하는 히터(Heater) 및 상기 순환라인을 통해서 상기 내연기관으로 공급되는 상기 제3연료를 냉각시키는 칠러(Chiller)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 내연기관으로부터 배출되는 연료의 순환경로 하류에 분기되어 배치되며 순환되는 연료를 선택적으로 배출시키는 배출라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 순환라인은 순환되는 연료의 유동을 원활하게 하는 별도의 순환펌프를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1연료는 H.F.O(Heavy Fuel Oil)이고, 상기 제2연료는 M.D.O(Marine Diesel Oil)이며, 상기 제3연료는 M.G.O(Marine Gas Oil)일 수 있다.

또한, 상기 열교환기는 상기 내연기관으로부터 배출되어 경유하는 연료를 청수를 사용하여 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 내연기관에 연료를 공급하는 방법에 있어서, 외부로부터 공급되는 점도가 상기 내연기관의 기준점도범위보다 높은 제1연료를 사용할 때, 상기 제1연료를 가열한 후 상기 내연기관에 공급하며 상기 내연기관으로부터 배출되는 상기 제1연료를 다시 상기 내연기관으로 공급하여 지속적으로 순환시키는 단계, 외부로부터 공급되는 점도가 상기 내연기관의 기준점도범위에 해당하는 제2연료를 사용할 때, 상기 제2연료에 별도의 점도조절과정을 하지 않고 바로 상기 내연기관에 공급하며 상기 내연기관으로부터 배출되는 상기 제2연료를 냉각시킨 후 다시 상기 내연기관으로 공급하여 지속적으로 순환시키는 단계, 외부로부터 공급되는 점도가 상기 내연기관의 기준점도범위보다 낮은 제3연료를 사용할 때 상기 제3연료를 냉각시킨 후 상기 내연기관에 공급하며 상기 내연기관으로부터 배출되는 상기 제3연료를 다시 상기 내연기관으로 공급하여 지속적으로 순환시키는 단계를 가진다.

또한, 상기 내연기관으로부터 배출되는 상기 제 1연료 내지 상기 제 3연료를 외부로 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 내연기관의 연료 공급장치는, 서로 다른 점도를 가진 제1연료, 제2연료 및 제3연료 각각을 선택적으로 사용하는 내연기관에 있어서 내연기관에 사용되고 배출되는 연료를 순환시켜 재사용할 때, 내연기관의 기준점도 범위에 속하는 연료는, 별도의 점도조절과정을 거치지 않고 청수를 이용한 열교환을 통해서 냉각시키며 지속적으로 순환하여 사용함으로써 연료의 점도조절과정에서 소비되는 에너지의 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 내연기관으로 연료가 순환되는 순환라인에 분기되어 배치되며 순환되는 연료의 종류에 따라서 가열 및 냉각을 통해서 순환되는 연료 각각의 점도를 조절하는 점도조절부를 구비하여 점도가 서로 다른 제1연료 내지 제3연료 중에서 어느 하나를 선택적으로 내연기관에 공급할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내연기관의 연료 공급장치의 구성을 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 연료 공급장치에서 제1연료의 흐름을 나타내는 도면;
도 3은 도 1의 연료 공급장치에서 제2연료의 흐름을 나타내는 도면; 및
도 4는 도 1의 연료 공급장치에서 제3연료의 흐름을 나타내는 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 서로 점도가 다른 세가지 제1연료, 제2연료 및 제3연료를 선택적으로 내연기관에 공급하는 공급 장치 및 방법에 관한 것이며, 제1연료, 제2연료 및 제3연료가 특정 형태의 연료에 한정되지 않는다.

본 실시예에서는 설명의 편의상 내연기관이 선박용인 경우를 가정하여, 제1연료가 H.F.O(Heavy Fuel Oil)이고, 제2연료가 M.D.O(Marine Diesel Oil)이며, 제3연료가 M.G.O(Marine Gas Oil)인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

선박용 내연기관의 경우, H.F.O, M.D.O 및 M.G.O가 모두 사용될 수 있으며, 이 경우 각각의 연료들은 점도가 모두 다르기 때문에 하나의 내연기관에서 모두 사용하기란 쉽지가 않다.

본 실시예는 상기 H.F.O, M.D.O, M.G.O를 모두 사용 가능함과 동시에 불필요하게 소비되는 에너지를 최소화 시킬 수 있는 연료 공급장치에 대해서 설명한다.

도 1를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 내연기관의 연료 공급장치의 기본적인 구성은 크게 연료공급부(100), 순환라인(200), 점도조절부(300), 열교환기(400) 및 배출라인(500)으로 구성된다.

상기 연료공급부(100)는 복수 개의 저장탱크로 구성되며 상기 저장탱크 각각은 서로 다른 성질의 연료를 보관한다. 본 실시예에서는 점도가 상기 내연기관(E)이 요구하는 기준점도범위보다 높은 제1연료를 수용하는 제 1저장탱크(110), 점도가 기준점도범위에 준하는 제2연료를 수용하는 제 2저장탱크(120) 및 점도가 기준점도범위보다 낮은 제3연료를 저장하는 제 3저장탱크(130)를 포함하여 구성되며 상기 제 1저장탱크(110) 내지 상기 제 3저장탱크(130)로부터 상기 순환라인(200)으로 연료를 공급하는 공급라인이 포함된다.

그리고 상기 공급라인은 상기 순환라인(200)에 분기되어 연결되며 상기 순환라인(200)상에 상기 제 1저장탱크(110) 내지 상기 제 3저장탱크(130)로부터 공급되는 연료 중에서 선택적으로 하나만이 상기 순환라인(200)으로 공급되도록 조절하는 공급조절밸브(102)가 구비된다. 그래서 상기 공급조절밸브(102)의 조작에 의해 상기 제1연료 내지 상기 제3연료 중 어느 하나만이 상기 순환라인(200)으로 공급된다.

상기 순환라인(200)은 상기 연료공급부(100) 및 상기 내연기관(E)에 연결되며 상기 연료공급부(100)로부터 공급되는 연료를 상기 내연기관(E)으로 공급한다.

또한, 상기 내연기관(E)으로부터 사용되고 배출되는 연료를 순환시켜 상기 연료공급부(100)로부터 공급되는 연료와 혼합하여 다시 상기 내연기관(E)으로 재공급 한다.

그리고 상기 순환라인(200)은 순환경로상에 배치되어 순환되는 연료의 흐름을 증가시키는 별도의 순환펌프(210)를 구비한다. 특히, 상기 H.F.O와 같이 점도가 높은 연료는 상기 순환경로상에서 유체의 흐름이 원활하지 않기 때문에 상기 순환펌프(210)를 통해서 유체의 흐름을 원활하게 한다.

상기 점도조절부(300)는 상기 순환라인(200)의 순환경로 상류에 분기되어 배치되며 상기 연료공급부(100)로부터 공급되는 연료의 점도를 상기 내연기관(E)의 기준점도범위에 준하도록 가열 및 냉각을 통해서 조절한다.

상기 점도조절부(300)는 상기 연료공급부(100)로부터 공급되는 연료를 가열하여 점도를 낮춰주는 히터(310: Heater) 및 상기 연료공급부(100)로부터 공급되는 연료를 냉각시켜 점도를 증가시키는 칠러(320: Chiller)를 포함하여 구성된다.

상기 히터(310)는 일반적으로 스팀을 이용한 방식이 사용되고, 상기 순환라인(200)의 상류상에 분기되어 배치되며 상기 순환라인(200)에서 순환되는 연료의 점도가 상기 내연기관(E)에서 요구하는 기준점도범위보다 높은 경우 가열시켜 연료의 점도를 낮추게 된다.

상기 칠러(320)는 상기 순환라인(200)의 상류상에 분기되어 배치되며 상기 순환라인(200)에서 순환되는 연료의 점도가 상기 내연기관(E)에서 요구하는 기준 점도범위보다 낮은 경우 냉각시켜 연료의 점도를 높이게 된다.

한편, 상기 순환라인(200)을 따라서 순환되는 연료가 상기 내연기관(E)에서 요구하는 기준 점도 범위에 준하는 경우, 상기 점도조절부(300)를 거치지 않고 바로 상기 내연기관(E)으로 공급된다.

본 실시예에서는 상기 H.F.O의 점도가 상기 내연기관(E)에서 요구되는 점도보다 높기 때문에 상기 히터(310)를 경유하여 점도가 낮아지게 되고 상기 M.G.O의 점도가 상기 내연기관(E)에서 요구되는 점도보다 낮기 때문에 상기 칠러(320)를 경유하여 점도가 높아지게 된다.

그리고 상기 M.D.O는 상기 내연기관(E)에서 요구되는 점도에 준하기 때문에 상기 히터(310) 및 상기 칠러(320)를 거치지 않고 바로 상기 내연기관(E)으로 공급된다.

또한, 상기 점도조절부(300)는 상기 순환라인(200)과의 분기되는 지점에 구비되며 상기 연료공급부(100)로부터 공급되는 연료가 점도에 따라서 선택적으로 상기 히터(310) 또는 상기 칠러(320)를 경유하거나 상기 점도조절부(300)를 경유하지 않도록 조절 하는 경로조절밸브(312, 322)를 더 포함한다.

여기서, 상기 경로조절밸브(312, 322)는 상기 순환라인(200)상에서 순환되는 연료가 상기 히터(310)를 경유하도록 하는 제 1조절밸브(312) 및 순환되는 연료가 상기 칠러(320)를 경유하도록 하는 제 2조절밸브(322)로 구성된다.

본 실시예 에서는 상기 경로조절밸브(312, 322)가 3-Way 밸브 형태로 구비되며 상기 히터(310) 및 상기 칠러(320)의 분기지점에 각각 구비되어 선택적으로 조절이 가능하도록 구성되어 있지만, 상기 경로조절밸브(312, 322)가 하나의 4-Way 밸브(미도시)로 구성되며 상기 히터(310) 및 상기 칠러(320)의 분기지점에 구비되어 선택적으로 순환되는 연료의 흐름을 조절할 수 있도록 구성할 수 있다. 이때, 상기 4-Way 밸브를 사용할 경우 상기 순환라인(200)상에 위치한 상기 히터(310) 및 상기 칠러(320)의 분기지점이 동일하여야 한다.

상기 열교환기(400)는 상기 순환라인(200)을 따라서 이동하는 연료의 하류에 배치되며 상기 내연기관(E)에서 배출되는 연료를 냉각시키게 된다. 여기서, 상기 열교환기(400)는 냉각수를 사용하여 열교환을 통해 상기 내연기관(E)으로부터 배출되는 연료를 냉각시키도록 구성되어 별도의 에너지가 소모되지 않는다.

상기 내연기관(E)에서 사용되고 배출되는 연료는 일정부본 온도가 상승하여 점도가 변하게 되므로 상기 열교환기(400)를 통해서 배출되는 연료를 냉각시킨다.

하지만, 본 실시예에서는 상기 내연기관(E)에서 배출되는 연료 중에서 상기 M.D.O만 상기 열교환기(400)를 경유를 하게 된다. 왜냐하면 상기 순환라인(200)을 통해서 상기 내연기관(E)에 공급되는 상기 H.F.O 및 상기 M.G.O는 어차피 공급되기 직전에 상기 점도조절부(300)를 통해서 가열 및 냉각이 이루어지기 때문에 별도의 다른 냉각과정이 필요가 없다.

그러나 상기 M.D.O는 상기 순환라인(200)을 따라서 상기 내연기관(E)으로 공급될 때 별도의 점도조절과정을 거치지 않고 바로 상기 내연기관(E)으로 공급되기 때문에 상기 열교환기(400)를 통해서 냉각과정을 거치도록 한다.

그리고 상기 열교환기(400)는 상기 순환라인(200)상에 배치되며 상기 내연기관(E)으로부터 배출되는 연료를 선택적으로 상기 열교환기(400)를 경유하도록 조절하는 제 3조절밸브(402)를 포함한다.

상기 배출라인(500)은 상기 내연기관(E)으로부터 배출되는 연료의 순환경로 하류상에서 상기 열교환기(400)와 상기 연료공급부(100) 사이에 분기되어 배치되며 선택적으로 순환되는 연료를 외부로 배출한다.

상기 내연기관(E)에 사용되는 연료를 다른 종류의 연료로 전환하여 상기 내연기관(E)을 동작시킬 경우 상기 순환라인(200)상에 순환되는 연료를 모두 배출시켜야 한다. 이때, 상기 배출라인(500)을 통해서 상기 내연기관(E)에서 배출되는 연료가 외부로 배출된다.

이때, 상기 배출라인(500)을 통해 배출된 연료는 상기 연료공급부(100)로 회수되어 다시 수용될 수 있다, 또한 별도의 보조탱크(미도시)를 구비하여 상기 보조탱크에 수용할 수도 있다.

여기서, 상기 배출라인(500)은 상기 순환라인(200)상에 상기 배출라인(500)이 분기되는 지점에 배치되어 상기 내연기관(E)으로부터 배출되는 연료를 선택적으로 상기 배출라인(500)으로 배출시킬 수 있도록 조절하는 제 4조절밸브(502)를 더 포함한다.

이와 같이 구성된 연료 공급장치는 상기 H.F.O, 상기 M.D.O 및 상기 M.G.O를 선택적으로 상기 내연기관(E)에 공급하며 상기 내연기관(E)으로부터 배출되는 연료를 순환시켜 상기 내연기관(E)으로 다시 재공급 할 때 별도의 에너지소비를 하지 않고 공급할 수 있다.

다음으로, 도 2내지 도 4를 참조하여 상기 H.F.O, 상기 M.D.O 및 상기 M.G.O 각각이 상기 내연기관(E)에 공급되어 순환되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 도 1의 연료 공급장치에서 제1연료의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 연료 공급장치에서 제2연료의 흐름을 나타내는 도면이며, 도 4는 도 1의 연료 공급장치에서 제3연료의 흐름을 나타내는 도면이다.

먼저, 도 2를 살펴보면 상기 H.F.O가 상기 내연기관(E)에 공급되어 순환되는 과정이 도시되었다.

상기 제 1저장탱크(110)로부터 상기 H.F.O가 상기 순환라인(200)으로 공급된다. 상기 순환라인(200)으로 공급된 상기 H.F.O는 상기 순환펌프(210)에 의해서 순환되며 상기 히터(310)로 공급된다.

여기서, 상기 제 1조절밸브(312)는 상기 순환라인(200)을 따라 공급되는 H.F.O가 상기 히터(310)로 공급되도록 조절되며 상기 제 2조절밸브(322)는 상기 순환라인(200)을 따라 공급되는 상기 H.F.O가 상기 칠러(320)로 공급되지 않도록 조절된다.

상기 H.F.O는 점도가 높기 때문에 상기 내연기관(E)에서 요구되는 점도범위에 맞추기 위해서 상기 히터(310)를 통해서 가열된다.

그리고 상기 히터(310)를 통해서 가열된 상기 H.F.O는 상기 내연기관(E)으로 공급된다. 상기 내연기관(E)은 공급된 상기 H.F.O를 사용하여 동작한 후 남은 H.F.O를 다시 상기 순환라인(200)으로 배출한다.

상기 내연기관(E)으로부터 배출된 상기 H.F.O는 상기 순환라인(200)을 따라 이동된다. 이때, 상기 제 3조절밸브(402)는 배출된 상기 H.F.O가 상기 열교환기(400)를 경유하지 않도록 조절된다. 왜냐하면, 상기 H.F.O는 상기 순환라인(200)을 따라 순환되면서 상기 내연기관(E)에 공급될 때 상기 히터(310)를 통해서 가열되기 때문에, 상기 HFO는 상기 열교환기(400)를 통해서 냉각되는 과정을 가질 필요가 없다.

이후, 상기 H.F.O는 상기 순환라인(200)을 따라 다시 상기 히터(310)를 경유하여 상기 내연기관(E)으로 재공급 된다.

만약, 상기 H.F.O를 더 이상 사용하지 않고 다른 연료로 전환하여 상기 내연기관(E)에 공급할 때, 상기 순환라인(200)상에 배치된 상기 제 4조절밸브(502)를 통해 상기 배출라인(500)으로 상기 H.F.O를 배출시킨다. 여기서, 상기 제 4조절밸브(502)는 상기 순환라인(200)상에서 상기 열교환기(400)와 상기 연료공급부(100) 사이에 구비된다.

다음으로, 도 3을 참조하여 상기 M.D.O가 상기 내연기관(E)에 공급되어 순환되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제 2저장탱크(120)로부터 상기 M.D.O가 상기 순환라인(200)으로 공급된다. 상기 순환라인(200)으로 공급된 상기 M.D.O는 상기 순환펌프(210)에 의해서 순환되며 상기 점도조절부(300)를 경유하지 않고 상기 내연기관(E)으로 바로 공급된다.

여기서, 상기 제 1조절밸브(312)는 상기 순환라인(200)을 따라 공급되는 M.D.O가 상기 히터(310)로 공급되지 않도록 조절되며 상기 제 2조절밸브(322)는 상기 순환라인(200)을 따라 공급되는 상기 M.D.O가 상기 칠러(320)로 공급되지 않도록 조절된다.

상기 M.D.O는 점도가 상기 내연기관(E)에서 요구되는 점도범위에 준하기 때문에 별도의 점도조절과정을 거치지 않고 상기 내연기관(E)으로 바로 공급된다.

그리고 상기 내연기관(E)은 공급된 M.D.O를 사용하여 동작한 후 남은 상기 M.D.O를 다시 상기 순환라인(200)으로 배출한다.

상기 내연기관(E)으로부터 배출된 상기 M.D.O는 상기 순환라인(200)을 따라 이동된다. 이때, 상기 제 3조절밸브(402)는 배출된 상기 M.D.O가 상기 열교환기(400)를 경유하도록 조절된다.

상기 M.D.O는 상기 내연기관(E)을 거치면서 온도가 상승하기 때문에 점도가 낮아지게 되므로 상기 열교환기(400)를 통해서 냉각되어야 한다. 왜냐하면 상기 M.D.O는 상기 내연기관(E)으로 공급될 때 별도의 점도조절과정을 거치지 않기 때문이다.

이후, 상기 M.D.O는 상기 순환라인(200)을 따라 다시 상기 내연기관(E)으로 재공급 된다.

만약, 상기 M.D.O를 더 이상 사용하지 않고 다른 연료로 전환하여 상기 내연기관(E)에 공급할 때, 상기 순환라인(200)상에 배치된 상기 제 4조절밸브(502)를 통해 상기 배출라인(500)으로 상기 M.D.O를 배출시킨다.

이어서, 도 4를 참조하여 상기 M.G.O가 상기 내열기관에 공급되어 순환되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제 3저장탱크(130)로부터 상기 M.G.O가 상기 순환라인(200)으로 공급된다. 상기 순환라인(200)으로 공급된 상기 M.G.O는 상기 순환펌프(210)에 의해서 순환되며 상기 칠러(320)로 공급된다.

여기서, 상기 제 1조절밸브(312)는 상기 순환라인(200)을 따라 공급되는 M.G.O가 상기 히터(310)로 공급되지 않도록 조절되며 상기 제 2조절밸브(322)는 상기 순환라인(200)을 따라 공급되는 상기 M.G.O가 상기 칠러(320)로 공급되도록 조절된다.

상기 M.G.O는 점도가 낮기 때문에 상기 내연기관(E)에서 요구되는 점도범위에 맞추기 위해서 상기 칠러(320)를 통해서 냉각된다.

그리고 상기 칠러(320)를 통해서 냉각된 상기 M.G.O는 상기 내연기관(E)으로 공급된다. 상기 내연기관(E)은 공급된 상기 M.G.O를 사용하여 동작한 후 남은 M.G.O를 다시 상기 순환라인(200)으로 배출한다.

상기 내연기관(E)으로부터 배출된 상기 M.G.O는 상기 순환라인(200)을 따라 이동된다. 이때, 상기 제 3조절밸브(402)는 배출된 상기 M.G.O가 상기 열교환기(400)를 경유하지 않도록 조절된다. 상기 M.G.O는 상기 순환라인(200)을 따라 순환되면서 상기 내연기관(E)에 공급될 때 상기 칠러(320)를 통해서 냉각되기 때문에 상기 열교환기(400)를 통해서 냉각되는 과정은 필요가 없다.

이후, 상기 M.G.O는 상기 순환라인(200)을 따라 다시 상기 칠러(320)를 경유하여 상기 내연기관(E)으로 재공급 된다.

만약, 상기 M.G.O를 더 이상 사용하지 않고 다른 연료로 전환하여 상기 내연기관(E)에 공급할 때, 상기 순환라인(200)상에 배치된 상기 제 4조절밸브(502)를 통해 상기 배출라인(500)으로 상기 H.F.O를 배출시킨다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 연료공급부 110: 제 1저장탱크
120: 제 2저장탱크 130: 제 3저장탱크
200: 순환라인 210: 순환펌프
300: 점도조절부 310: 히터
312: 제 1조절밸브 320: 칠러
322: 제 2조절밸브 400: 열교환기
402: 제 3조절밸브 500: 배출라인
502: 제 4조절밸브 E: 내연기관

Claims

내연기관에 연료를 공급하는 장치에 있어서,
상기 내연기관이 요구하는 기준점도범위보다 높은 점도를 갖는 제1연료, 상기 기준점도범위에 해당하는 점도를 갖는 제2연료 및 상기 기준점도범위보다 낮은 점도를 갖는 제3연료 중 어느 하나를 공급하는 연료공급부;
상기 연료공급부로부터 공급되는 연료를 상기 내연기관으로 공급하고, 상기 내연기관으로부터 배출되는 연료를 상기 내연기관으로 재공급하는 순환라인;
상기 연료를 상기 내연기관으로 공급하는 상기 순환라인상에 분기되어, 공급되는 연료에 따라서 상기 연료의 점도를 조절하는 점도조절부; 및
상기 내연기관으로부터 배출되는 상기 순환라인상에 분기되어, 상기 내연기관으로부터 배출된 연료를 선택적으로 냉각시키는 열교환기;
를 포함하는 내연기관의 연료 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 점도조절부는,
상기 순환라인을 통해서 상기 내연기관으로 공급되는 상기 제1연료를 가열하는 히터(Heater); 및
상기 순환라인을 통해서 상기 내연기관으로 공급되는 상기 제3연료를 냉각시키는 칠러(Chiller);
를 포함하는 내연기관의 연료 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 내연기관으로부터 배출되는 상기 순환라인상에 분기되어, 배출된 연료를 선택적으로 배출시키는 배출라인을 더 포함하는 내연기관의 연료 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 순환라인 상에 순환되는 연료의 유동을 원활하게 하는 순환펌프를 더 포함하는 내연기관의 연료 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1연료는 H.F.O(Heavy Fuel Oil)이고, 상기 제2연료는 M.D.O(Marine Diesel Oil)이며, 상기 제3연료는 M.G.O(Marine Gas Oil)인 내연기관의 연료 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 열교환기는,
해수를 사용하여 상기 배출된 연료를 냉각시키는 내연기관의 연료 공급장치.