KR101381186B1 - 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진 출력을 친환경 기준치내에서 선박내에 설치된 복수의 추력부에 제공하도록 제어함으로써 환경 가스 배출을 줄이면서 연료 소모도 줄일 수 있는 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 엔진 중 적어도 하나의 엔진과 전기적으로 연결되는 복수의 추력부; 및 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값을 이용하여 계산된 추력합과 미리 설정된 친환경 기준치를 근거로 하여 상기 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공되도록 제어하는 제어반을 포함하는 친환경 엔진 제어 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 엔진 중 적어도 하나의 엔진과 전기적으로 연결되는 복수의 추력부; 및 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값을 이용하여 계산된 추력합과 미리 설정된 친환경 기준치를 근거로 하여 상기 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공되도록 제어하는 제어반을 포함하는 친환경 엔진 제어 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 출력을 친환경 기준치내에서 선박내에 설치된 복수의 추력부에 제공하도록 제어함으로써 환경 가스 배출을 줄이면서 연료 소모도 줄일 수 있는 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법에 관한 것이다.
최근 이산화탄소, 이산화질소 등에 환경세가 부과되고 있는 상황이다. 또한 유가가 2009년 이후 지속적인 상승세를 보이고 있다. 따라서 선주들은 환경 가스를 적게 배출하면서도 기름을 적게 쓰는 선박과 해양 구조물을 원하고 있다.
자동차와 더불어 선박은 대표적인 대기 오염 물질 배출 대상이다. 그 중에서도 시추나 탐사와 같은 기능을 수행하는 선박이나 해양 구조물에서 필수적으로 사용되는 동적 위치 유지 시스템(Dynamic Positioning System)은 선박의 위치 유지를 위해 계속 엔진이나 추력기를 가동하기 때문에 대기 오염과 밀접한 관련이 있다.
또한, 동적 위치 유지 시스템은 엔진과 추력기를 가동함에 있어 연료를 소모
하게 되는데, 국제 유가의 상승에 따라 동적 위치유지 시스템의 가동은 선주의 경
제적인 부담으로 이어지기 때문에, 동적 위치유지 시스템의 연료 소비 효율이 매우
중요해지고 있다.
일반적으로 엔진은 출력이 80-90%일때 기름이 완전 연소하여 배기 가스가 적어지고 출력이 70-90%가 되어야 온도 조건을 만족하여 환경 가스를 촉매반응으로 제거하는 촉매 반응 시스템이 작동하여 가스 배출을 줄이게 된다.
그러나, 연료 소모는 반대 경향으로 움직여서 엔진 출력이 80% 이상으로 증가하게 되면 엔진 출력에 따라 지수적으로 연료 소모가 증가한다. 따라서 엔진 출력이 75% 정도를 일정하게 사용하는 것이 환경 가스 배출을 줄이고 연료 소모도 줄일 수 있는 친환경 엔진 제어 시스템이 요구된다.
본 발명의 목적은, 엔진 출력을 친환경 기준치내에서 선박내에 설치된 복수의 추력부에 제공하도록 제어함으로써 환경 가스 배출을 줄이면서 연료 소모도 줄일 수 있는 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 엔진 중 적어도 하나의 엔진과 전기적으로 연결되는 복수의 추력부; 및 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값을 이용하여 계산된 추력합과 미리 설정된 친환경 기준치를 근거로 하여 상기 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공되도록 제어하는 제어반을 포함하는 친환경 엔진 제어 시스템이 제공된다.
상기 제어반은 미리 정해진 위치를 유지하기 위하여 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력 요구값을 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의해 수신된 추력요구값을 이용하여 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력합을 계산하는 계산부; 및 상기 계산된 추력합을 상기 친환경 기준치내에서 분배되도록 상기 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진 출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공하는 엔진 출력 조절부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 엔진 출력 조절부는 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치를 초과하는 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값에 맞춰 제공하고, 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치 미만인 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 허용최대기준치를 초과하지 않으면서 허용최소기준치 미만으로 운용되지 않도록 상기 복수의 추력부에 제공하는 것이 바람직하다.
상기 친환경 기준치는 상기 복수의 엔진으로부터 출력되는 엔진출력이 환경가스 배출량이 적고 연료소모량을 줄일 수 있는 수치로 정해지며, 상기 허용최대기준치와 상기 허용최소기준치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어반은 상기 복수의 엔진과 상기 복수의 추력부의 가동률을 모니터링하는 모니터링부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 엔진 제어 시스템은 상기 복수의 추력부의 가동에 따라 해당 추력부에서 각각 발생하는 환경가스 배출량을 측정하는 프로브; 및 상기 복수의 추력부에서 소모하는 연료의 소모량을 체크하는 연료소모 체크 게이지를 더 포함하여, 상기 제어반은 상기 프로브 및 상기 연료소모 체크 게이지에 의해 측정된 환경가스 배출량 및 연료 소모량을 저장하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 미리 정해진 위치를 유지하기 위하여 복수의 추력부에서 요구하는 추력 요구값을 수신하는 단계; 상기 수신된 추력요구값을 이용하여 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력합을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 추력합을 친환경 기준치내에서 분배되도록 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진 출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공하는 단계를 포함하는 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 제어 방법이 제공된다.
상기 제공하는 단계는 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치를 초과하는 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값에 맞춰 제공하고, 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치 미만인 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 허용최대기준치를 초과하지 않으면서 허용최소기준치 미만으로 운용되지 않도록 상기 복수의 추력부에 제공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 엔진 출력을 친환경 기준치내에서 선박내에 설치된 복수의 추력부에 제공하도록 제어함으로써 환경 가스 배출을 줄이면서 연료 소모도 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 엔진 제어 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 제어반을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 엔진 출력 대비 환경가스 배출량을 나타낸 그래프, 그리고
도 5는 엔진 력 대비 연료소모량을 나타낸 그래프.
도 2는 도 1에 도시된 제어반을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 엔진 출력 대비 환경가스 배출량을 나타낸 그래프, 그리고
도 5는 엔진 력 대비 연료소모량을 나타낸 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 엔진 제어 시스템의 구성이 도시되어 있다.
친환경 엔진 제어 시스템(10)은 복수의 엔진과, 추력을 발생하는 복수의 추력부와, 복수의 엔진과 복수의 추력부 사이에서 엔진 출력을 적절하게 제공하도록 제어하는 제어반을 포함한다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 친환경 엔진 제어 시스템(10)은 선박의 위치를 포함하는 선박 정보를 계측하는 계측부를 포함한다. 도 1에 미도시된 계측부는 풍력계(Anemometer)와, GPS(Global Positioning System)와, GLONASS(Global Navigation Satellite System)와, 자이로스코프(Gyroscope)와, 팬빔(Fan Beam)과, 음향 센서(Acoustic Sensor)를 구비한다. 풍력계는 풍향 및 풍속을 측정하여 이에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. GPS는 선박의 위치를 측정하여 이에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. GLONASS는 선박의 위치를 측정하여 이에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. GLONASS는 GPS에 의해 측정된 위치를 보정하는 역할을 한다. 자이로스코프는 선박의 헤딩 각도를 측정하여 이에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. 팬빔은 레이저를 이용하여 해상 구조물에 대한 상대적인 위치를 측정하여 이에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. 음향 센서는 선박 및 해양 구조물의 기준점 위치를 계산할 수 있는 데이터를 출력한다.
제어반은 이와 같이 측정된 전기적 신호, 즉 선박 정보에 근거하여 미리 정해진 위치를 유지하기 위한 추력제어신호를 생성하여 추력부에 제공한다. 추력부는 프로펠러와, 스러스터(Thruster)와, 러더(rudder)를 구비한다. 프로펠러는 선박의 전후 방향으로의 위치를 유지시키고, 스러스터는 선박의 좌우 방향으로의 위치를 유지시키며, 러더는 선박의 회전방향을 조정한다. 여기서는 추력부를 스러스터로 예를 들어 설명하기로 하나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
도 1에서는 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)과, 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)에 각각 연결되는 한쌍의 엔진(G1~G4) 및 한쌍의 스러스터(T1~T4)를 포함하는 친환경 엔진 제어 시스템(10)을 도시하고 있다. 그러나 반드시 두개의 제어반, 한쌍의 엔진(G1~G4) 및 한쌍의 스러스터(T1~T4)로 한정되는 것은 아니고 선주의 요청 또는 선박이 정해진 위치를 유지하기 위하여 필요한 예를 들면 8개의 스러스터와 4개의 엔진 및 적어도 하나의 제어반으로 구성될 수 있다.
이와 같은 친환경 엔진 제어 시스템(10)은 연료소모를 줄이고 오염원 배출을 최소화하도록 추력부에 제공되는 엔진 출력을 친환경 기준치내에서 분배되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제 1 및 제 2 제어반(11, 12)은 해당 제어반에 연결된 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3) 및 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)에서 요구하는 추력요구값을 수신한다. 이때 추력요구값은 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3) 및 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)에서 미리 정해진 위치를 유지하기 위하여 필요로 하는 추력값을 의미한다. 추력 요구값은 해상 환경에 따라 차이가 있을 수 있다.
제 1 및 제 2 제어반(11, 12)에서는 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3) 및 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)에서 수신된 추력요구값을 각각 합산하여 추력값을 결정한다. 또한 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)은 한쌍의 제 1 엔진(G1, G2) 및 한쌍의 제 2 엔진(G3, G4)으로부터 각각 엔진 출력을 공급받는다.
도 1에서는 한쌍의 제 1 엔진(G1, G2) 중 G2는 제 1 제어반(11)과 연결되지 않은 리던던시 엔진이고, 한쌍의 제 2 엔진(G3, G4) 중 G4도 마찬가지로 제 2 제어반(11)과 연결되지 않는 리던던시 엔진이다.
여기서 엔진은 전기 에너지를 생성하는 발전기를 말하고, 엔진 출력은 발전기로부터 공급되는 전기 에너지를 말한다.
제 1 제어반(11)은 제 1 스위치(S1)에 의해 제 1 엔진(G1)으로부터 공급된 엔진 출력을 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3)에 제공되도록 제 2 및 제 4 스위치(S2, S4)를 제어한다. 이때 제 1 제어반(11)은 제 3 스위치(S3)를 개방시켜 제 1 엔진(G1)의 이상시에 제 1 스위치(S1)를 개방시키고 제 3 스위치(S3)를 폐쇄시켜 제 2 엔진(G2)로부터 엔진 출력을 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3)에 제공되도록 제 1 내지 제 4 스위치(S1, S2, S3, S4)를 제어한다.
마찬가지로, 제 2 제어반(12)은 제 6 스위치(S6)에 의해 제 3 엔진(G3)으로부터 공급된 엔진 출력을 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)에 제공되도록 제 7 및 제 8 스위치(S7, S8)를 제어한다. 이때 제 2 제어반(12)은 제 8 스위치(S8)를 개방시켜 제 3 엔진(G3)의 이상시에 제 6 스위치(S6)을 개방시키고 제 8 스위치(S8)를 폐쇄시켜 제 4 엔진(G4)으로부터 엔진 출력을 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)에 제공되도록 제 6 내지 제 9 스위치(S6, S7, S8, S9)를 제어한다.
제 1 제어반(11)의 제어에 따라 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3)와 각각 연결된 제 2 스위치(S2)와 제 4 스위치(S4)를 개방(open)/폐쇄(close)시킬 수 있고, 제 2 제어반(12)의 제어에 따라 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)와 각각 연결된 제 7 스위치(S7) 및 제 8 스위치(S8)를 개방(open)/폐쇄(close)시킬 수 있다.
제 1 및 제 2 제어반(11, 12) 사이에는 제 5 스위치(S5)가 설치된다. 제 5 스위치(S5)는 제 1 제어반(11) 또는 제 2 제어반(12)에서 공동 또는 단독으로 제어할 수 있다. 제 5 스위치(S5)의 개방은 제 1 제어반(11)과 제 2 제어반(12)에서 개별적으로 스러스터에 엔진 출력을 제공한다. 즉, 제 1 제어반(11)에 연결된 제 1 엔진(G1)의 엔진 출력은 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3)에 제공되고, 제 2 제어반(12)에 연결된 제 3 엔진(G3)의 엔진 출력은 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)에 제공된다.
제 1 및 제 2 제어반(11, 12)은 한쌍의 제 1 및 제 2 스러스터(T1~T4)에서 선박의 정해진 위치를 유지하기 위해 필요한 추력요구값을 수신하고, 수신된 추력요구값을 합산한 추력합과 친환경 기준치를 이용하여 제 1 엔진(G1) 및 제 3 엔진(G3)으로부터 각각 공급되는 엔진 출력을 추력 요구값에 준하여 제공될 수 있도록 제어한다. 친환경 기준치는 허용최대기준치와 허용최소기준치로 이루어지며 허용최대기준치를 넘지 않으면서 허용최소 기준치내에서 엔진출력을 분배하기 위한 기준치이다. 또한 친환경 기준치는 복수의 엔진으로부터 출력되는 엔진출력이 환경가스 배출량이 적고 연료 소모량을 줄일 수 있는 수치로 정해지며, 도 4 및 도 5에 잘 도시되어 있다.
도 4는 엔진출력 대비 환경가스 배출량을 나타낸 그래프로, 도 4를 참조하면 엔진 출력이 대략 80-90%일때 기름이 완전 연소하여 환경가스 배출량이 적어지고 엔진 출력이 대략 70-90%가 되어야 온도 조건을 만족하여 환경 가스를 촉매반응으로 제거하는 촉매 반응 시스템이 가동하여 가스 배출을 줄일 수 있다. 도 4에서 도트로 표시한 영역은 엔진 출력이 낮을 때의 높은 환경가스 배출량을 나타내고, 밑줄로 표시한 영역은 엔진 출력이 대략 60-85% 사이에 있을때의 양호한 환경가스 배출량을 나타내며, 나머지 영역은 엔진 출력이 대략 85% 이상일 때의 적은 환경가스 배출량을 나타내고 있다.
도 5를 참조하면 연료 소모는 도 4와 반대 경향으로 움직여서 엔진 출력이 대략 80% 이상으로 증가하게 되면 엔진 출력에 따라 지수적으로 연료 소모가 증가한다. 따라서 엔진 출력이 대략 75%정도를 일정하게 사용하는 것이 환경 가스 배출을 줄이고 연료 소모도 줄이는 최적점임을 발견하였다. 도 5에서 도트로 표시한 영역은 엔진 출력이 높을때의 연료 소모량을 나타낸 영역이고, 밑줄로 표시한 영역은 엔진 출력이 대략 60-85% 사이에 있을때의 양호한 연료소모량을 나타내며, 나머지 영역은 엔진 출력이 대략 60% 미만일때의 연료 소모량을 나타내고 있다.
도 4 및 도 5의 그래프에서 보는 바와 같이 엔진 출력이 대략 60-85% 사이를 유지할 때 양호한 환경가스 배출량 및 양호한 연료 소모량을 얻을 수 있는 것을 확인하였다. 따라서 친환경 기준치는 환경 가스가 적고 연료 소모를 줄일 수 있는 수치, 예를 들면 엔진출력을 대략 60-85%가 되도록 정해질 수 있으나 바람직하게는 40-85%에서 운용되도록 엔진출력이 정해질 수 있다.
이하에서는 제 1 제어반(11)의 구성을 설명하기로 하나, 제 2 제어반(12)도 제 1 제어반(11)과 동일한 구성을 가진다. 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)는 미도시된 오퍼레이션 콘솔을 통해 오퍼레이터의 명력을 입력받는다. 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)이 PLC(Programmable Logic Controller)로 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면 제 1 제어반(11)은 수신부(111), 계산부(112), 엔진 출력 조절부(113) 및 모니터링부(114)를 포함하여 구성된다.
수신부(111)는 선박의 하부에 설치된 복수의 스러스터에서 요구하는 추력 요구값을 수신한다. 추력 요구값은 미리 정해진 경계를 벗어나지 않도록 하기 위한 추력값이다. 미리 정해진 경계는 선박 길이의 10%로 설정되거나 드릴쉽 깊이의 1%로 설정될 수 있다.
계산부(112)는 수신부(111)로부터 수신된 스러스터별 추력 요구값을 합산하여 총 추력합을 계산한다.
엔진 출력 조절부(113)는 계산부(112)에 의해 계산된 추력합이 미리 설정된 친환경 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고, 추력합이 미리 설정된 친환경 기준치를 초과하는 경우 스러스터별로 요구하는 추력 요구값에 맞춰 복수의 엔진으로부터 공급된 엔진 출력을 제공하도록 제어한다. 엔진 출력 조절부(113)는 추력합이 미리 설정된 친환경 기준치미만인 경우 친환경 기준치내에서 복수의 엔진으로부터 공급된 엔진 출력을 조절하여 복수의 추력부에 제공되도록 제어한다. 즉 엔진 출력 조절부(113)는 엔진의 엔진 출력이 대략 85%가 넘지 않으면서 대략 40% 미만으로 운용되지 않도록 복수의 추력부에 적절히 분배되도록 제공한다.
엔진 출력 조절부(113)는 예를 들어 추력합이 미리 설정된 친환경 기준치를 초과하는 경우 엔진 출력이 100%에 맞춰지도록 예를 들면 한쌍의 제 1 스러스터(T1, T3)에 25%의 엔진 출력이 제공되고 한쌍의 제 2 스러스터(T2, T4)에 75%의 엔진 출력이 제공될 수도 있다. 그렇지만, 추력합이 친환경 기준치 미만인 경우 친환경 기준치 이내에서 엔진출력이 복수의 추력부에 제공되도록 함으로써 엔진 출력분배하여 환경가스의 배출량을 줄이고 연료소모도 줄일 수 있다.
모니터링부(114)는 미도시된 엔진 출력 모니터, 스러스터 출력 모니터, 프로펠러 출력 모니터, 러더 추력 모니터를 구비할 수 있다. 이와 같은 모니터링부(114)는 추력부와 엔진의 가동률을 모니터링한다.
또한 모니터링부(114)는 프로브(15)로부터 측정된 환경가스 배출량을 모니터링하고, 연료 소모 체크 게이지(16)로부터 측정된 연료 소모량을 모니터링한다. 프로브(15)는 추력부의 가동에 따라 발생되는 환경가스, 즉 대기 오염 물질에 대한 정보를 측정한다. 대기 오염 물질은 SOx, NOx, COx를 포함한다. 프로브(15)는 배기 파이프의 끝단 및 엔진과 배기 파이프의 연결부분에 설치되어 대기 오염 물질을 샘플링할 수 있다.
제 1 및 제 2 제어반(11, 12)은 미도시된 DP 제어기와 오퍼레이션 콘솔(Operation Console)을 구비한다. 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)은 해당 스위치를 거쳐 적절한 제어신호를 한쌍의 제 1 및 제 2 스러스터(T1~T4)에 출력한다. 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)는 계측부로부터 입력된 선박의 위치 정보 및 바람 정보에 기초하여 선박이 정해진 경계 또는 구역(기준점으로부터 반경 5m 내지 20m 내부를 포함하는 영역)을 벗어나지 않도록 하는 제어신호를 한쌍의 제 1 및 제 2 스러스터(T1~T4)에 출력한다. 여기서는 한쌍의 제 1 및 제 2 스러스터(T1~T4)에 제어신호를 출력하는 것으로 한정하여 설명하고 있지만, 선박이 정해진 경계를 유지하기 위해 필요한 추력부에 포함되는 스러스터, 프로펠러 및 러더에 해당 제어신호를 출력한다.
종래의 동적 위치 유지 시스템과는 달리 본 실시예에 따른 친환경 엔진 제어 시스템은 정해진 위치를 유지하면서도 친환경 기준치내에서 엔진 출력을 분배함으로써 환경가스의 배출량을 줄이면서 연료 소모를 줄일 수 있다. 또한 친환경 기준치내에서 적절히 엔진 출력을 복수의 추력부에 각각 분배함에 따라 엔진 출력의 변동을 최소화할 수 있다. 또한 모니터링부(114)에 의해 모니터링되는 엔진 및 추력부의 가동률을 이용하여 선박의 위치 제어를 수행할 수 있다. 즉 환경가스 배출량을 줄이고 연료소모량을 줄이는 방향으로 제어가 이루어질 수 있다.
제 1 및 제 2 제어반(11, 12)은 추력부 운용에 따른 환경가스 배출량 및 연료 소모량이 저장된 저장장치(미도시)를 구비한다.
이와 같은 구성을 갖는 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 제어 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다. 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 제어 방법은 제 1 및 제 2 제어반(11, 12)에서 각각 수행되며, 설명의 중복을 피하기 위하여 제어반에서 수행되는 것으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면 제어반은 선박이 미리 정해진 경계를 벗어나지 않도록 위치를 유지하기 위하여 복수의 추력부에서 요구하는 추력 요구값을 각각 수신한다(S11).
제어반은 상술된 S11 단계에서 각각 수신된 추력 요구값을 합산하여 추력합을 계산한다(S13).
제어반은 계산된 추력합이 상술된 친환경 기준치를 초과하는지 여부를 판단한다(S15).
상기 S15 단계의 판단결과 계산된 추력합이 상술된 친환경 기준치를 초과하는 경우 제어반은 복수의 추력부에서 각각 요구하는 추력 요구값에 맞춰 엔진의 엔진 출력을 제공하도록 제어한다(S16).
상기 S15 단계의 판단결과 계산된 추력합이 상술된 친환경 기준치를 초과하지 않은 경우, 즉 계산된 추력합이 상술된 친환경 기준치 미만인 경우 제어반은 친환경 기준치 내에서 엔진의 엔진 출력이 복수의 추력부에 각각 제공되도록 제어한다(S17). 즉, 엔진의 엔진 출력이 대략 85%가 넘지 않으면서 대략 40% 미만으로 운용되지 않도록 복수의 추력부에 적절히 분배되도록 제공하여 연료 소모량 및 환경가스 배출량을 줄일 수 있다.
상술된 S16 단계 또는 S17 단계를 통하여 복수의 추력부에 엔진 출력이 제공되면 제어반은 복수의 추력부에서 발생하는 환경가스 배출량을 측정한다(S19). 환경가스 배출량은 도 2에 도시된 프로브(15)를 통하여 측정될 수 있다.
제어반은 복수의 추력부에서 소모하는 연료 소모량을 측정한다(S21). 연료 소모량은 도 2에 도시된 연료 소모량 체크 게이지(16)를 통하여 측정될 수 있다.
상술된 S19 단계와 S21 단계는 그 순서에 제한되지 않고 연료 소모량을 측정하고 그 후에 환경가스 배출량을 측정하는 것으로도 구현 가능하다.
제어반은 상술된 S19 단계 및 S21 단계를 통하여 측정된 환경가스 배출량 및 연료 소모량을 저장부에 저장한다. 선박의 관계자는 저장된 환경가스 배출량 및 연료 소모량을 모니터링할 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
G1~G4 : 제 1 내지 제 4 엔진
S1~S9 : 제 1 스위치 내지 제 9 스위치
T1, T3 : 한쌍의 제 1 스러스터
T2, T4 : 한쌍의 제 2 스러스터
11, 12 : 제 1 및 제 2 제어반 15 : 프로브
16 : 연료 소모 체크 게이지 111 : 수신부
112 : 계산부 113 : 엔진 출력 조절부
114 : 모니터링부
S1~S9 : 제 1 스위치 내지 제 9 스위치
T1, T3 : 한쌍의 제 1 스러스터
T2, T4 : 한쌍의 제 2 스러스터
11, 12 : 제 1 및 제 2 제어반 15 : 프로브
16 : 연료 소모 체크 게이지 111 : 수신부
112 : 계산부 113 : 엔진 출력 조절부
114 : 모니터링부
Claims (8)
- 복수의 엔진 중 적어도 하나의 엔진과 전기적으로 연결되는 복수의 추력부; 및
상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값을 이용하여 계산된 추력합과 미리 설정된 친환경 기준치를 근거로 하여 상기 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공되도록 제어하는 제어반을 포함하되,
상기 제어반은
미리 정해진 위치를 유지하기 위하여 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력 요구값을 수신하는 수신부;
상기 수신부에 의해 수신된 추력요구값을 이용하여 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력합을 계산하는 계산부; 및
상기 계산된 추력합을 상기 친환경 기준치내에서 분배되도록 상기 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진 출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공하는 엔진 출력 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 엔진 제어 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 엔진 출력 조절부는
상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치를 초과하는 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값에 맞춰 제공하고, 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치 미만인 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 허용최대기준치를 초과하지 않으면서 허용최소기준치 미만으로 운용되지 않도록 상기 복수의 추력부에 제공하는 것을 특징으로 하는 친환경 엔진 제어 시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 친환경 기준치는 상기 복수의 엔진으로부터 출력되는 엔진출력이 환경가스 배출량이 적고 연료소모량을 줄일 수 있는 수치로 정해지며, 상기 허용최대기준치와 상기 허용최소기준치를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 엔진 제어 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어반은
상기 복수의 엔진과 상기 복수의 추력부의 가동률을 모니터링하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 엔진 제어 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 복수의 추력부의 가동에 따라 해당 추력부에서 각각 발생하는 환경가스 배출량을 측정하는 프로브; 및
상기 복수의 추력부에서 소모하는 연료의 소모량을 체크하는 연료소모 체크 게이지를 더 포함하여,
상기 제어반은 상기 프로브 및 상기 연료소모 체크 게이지에 의해 측정된 환경가스 배출량 및 연료 소모량을 저장하는 것을 특징으로 하는 친환경 엔진 제어 시스템. - 미리 정해진 위치를 유지하기 위하여 복수의 추력부에서 요구하는 추력 요구값을 수신하는 단계;
상기 수신된 추력요구값을 이용하여 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력합을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 추력합을 친환경 기준치내에서 분배되도록 복수의 엔진으로부터 공급되는 엔진 출력을 조절하여 상기 복수의 추력부에 각각 제공하는 단계를 포함하는 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 제어 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 제공하는 단계는
상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치를 초과하는 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 상기 복수의 추력부에서 요구하는 추력요구값에 맞춰 제공하고, 상기 계산된 추력합이 상기 친환경 기준치 미만인 경우 상기 복수의 엔진으로부터의 엔진 출력을 허용최대기준치를 초과하지 않으면서 허용최소기준치 미만으로 운용되지 않도록 상기 복수의 추력부에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 엔진 제어 시스템의 엔진 출력 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120132772A KR101381186B1 (ko) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120132772A KR101381186B1 (ko) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101381186B1 true KR101381186B1 (ko) | 2014-04-04 |
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ID=50656466
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020120132772A KR101381186B1 (ko) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 친환경 엔진 제어 시스템 및 그의 엔진 출력 제어 방법 |
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| KR (1) | KR101381186B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180023426A (ko) * | 2016-08-26 | 2018-03-07 | 대우조선해양 주식회사 | 시추선의 발전 시스템 및 그의 발전 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009521363A (ja) * | 2005-12-27 | 2009-06-04 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 船のエネルギーシステムを運転するための方法およびこの方法に適したエネルギーシステム |
| JP2012153342A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船舶の電力制御方法及び船舶電力制御システム |
-
2012
- 2012-11-22 KR KR1020120132772A patent/KR101381186B1/ko active IP Right Grant
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| KR102539438B1 (ko) * | 2016-08-26 | 2023-06-05 | 한화오션 주식회사 | 시추선의 발전 시스템 및 그의 발전 방법 |
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