KR101545157B1 - 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치 - Google Patents

Abstract

연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치에 관한 것으로,
LNG 탱크; LNG 탱크로부터 인출한 LNG를 고압으로 압축하는 고압펌프; 고압펌프 후단의 연료가스 공급라인에 설치되어 LNG를 기화하는 기화기; 기화기를 통해 공급되는 LPG를 연소하여 추진력을 발생하는 엔진에 마련되는 보조샤프트; 상기 보조샤프트에 접속되어 고압펌프를 작동하는 유압펌프;를 포함하는 기술 구성을 통하여
엔진 동력으로 고압펌프를 구동할 수 있게 되어 에너지를 절감할 수 있게 되고, 고압펌프의 제어를 용이하게 할 수 있게 된다.

Description

연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치 { HP PUMP DRIVING APPARATUS FOR FUEL GAS SUPPLYING SYSTEM }

본 발명은 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 별도의 전기에너지를 사용하지 않고 엔진 동력을 이용하여 고압펌프를 구동하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 벌크 화물선, 컨테이너선, 여객선 등의 각종 선박에서는 추진 연료로서 벙커C유 등의 중유(HFO) 또는 MGO(Marine Gas Oil) 등을 사용하는 디젤 엔진시스템을 널리 채용하고 있다.

그런데, 상기 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에서 연료로서 사용하고 있는 중유 등을 연소시킬 때에는, 배기 중의 온실가스와 각종 유해물질로 인한 환경오염이 초래되는 문제가 있으며, 환경오염 방지라는 범세계적 요구가 커지고 있으므로, 중유를 연료유로 사용하는 추진장치에 대한 규제도 강화되고 있다.

또한 화석연료 고갈이나 국제 정세불안 등의 요인으로 유가가 상승하는 경우, 중유를 연료로 사용하는 선박은 연료비가 급등하는 등 선박 운영상의 문제도 발생한다.

이에 선박의 추진을 위하여 전기를 사용하거나 LNG나 CNG 등의 청정연료를 사용하는 등 다른 연료의 사용이 고려되고 있는 실정이며, 가스와 오일을 선택적으로 사용하는 방식도 연구되고 있다.

하기의 특허문헌 1에는 LNG를 사용하는 연료가스 공급 시스템(Fuel Gas Supplying System)이 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 LNG를 사용하는 선박의 연료가스 공급 시스템(System For Supplying Fuel Gas in Ships)이 개시되어 있다.

특허문헌 1 및 특허문헌 2과 같이 LNG를 연료로 하는 연료가스 공급 시스템은 LNG 탱크; LNG 탱크로부터 인출한 LNG를 고압으로 압축하는 고압펌프; 고압펌프 후단의 연료가스 공급라인에 설치되어 LNG를 기화하는 기화기;를 포함한다.

상기 연료가스 공급 시스템이 장착된 선박의 추진은 LNG 탱크에 저장된 LNG를 빼내어서 고압펌프에서 고압으로 압축한 후, 기화기에서 기화시켜 고압가스 분사엔진에서 연소시킴으로써 이루어진다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0049199호 (2012년 05월 16일 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0030149호 (2011년 03월 23일 공개)

그런데 종래에는 상기 LNG를 고압으로 압축하는 고압펌프를 전기에너지를 사용하여 구동하였기 때문에 별도의 에너지가 소모될 뿐 아니라 고압펌프의 회전수를 제어하기 위한 인버터나 모터의 회전수를 제어하기 위한 제어장치가 필요함으로써 연료가스 공급 시스템이 복잡해지게 되는 문제가 있었다.

또한, 고압펌프가 압축하는 LNG는 가연성이므로 전기의 절연파괴로 인한 폭발의 위험이 있게 되는 문제도 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 전기에너지를 사용하지 않고 고압펌프를 구동하는 것에 의해 에너지를 절감할 수 있도록 하는 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 그 다른 목적이 고압펌프의 제어를 용이하게 할 수 있도록 하는 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치는 LNG 탱크; LNG 탱크로부터 인출한 LNG를 고압으로 압축하는 고압펌프; 고압펌프 후단의 연료가스 공급라인에 설치되어 LNG를 기화하는 기화기; 기화기를 통해 공급되는 LPG를 연소하여 추진력을 발생하는 엔진에 마련되는 보조샤프트; 상기 보조샤프트에 접속되어 고압펌프를 작동하는 유압펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료가스 공급시스템의 고압펌프 구동장치는 상기 유압펌프에 접속되는 전기모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치는 상기 보조샤프트와 유압펌프의 사이에 설치되는 제1전자클러치 및 유압펌프와 전기모터의 사이에 설치되는 제2전자클러치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치는 고압펌프를 작동시키는 제1유압모터; 피딩펌프를 작동시키는 제2유압모터;를 포함하고, 상기 제1유압모터와 제2유압모터가 유압펌프와 접속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치는 엔진에서 유압펌프로 출력되는 압력을 검출하여 고압펌프의 회전수를 증가 또는 감소시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치에 의하면, 별도의 전기에너지를 사용하지 않고 엔진의 보조샤프트로부터 공급되는 동력을 통해 유압펌프 및 유압모터를 작동시켜 고압펌프 및 피딩펌프를 구동함으로써 에너지를 크게 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치에 의하면, 유압펌프 및 고압펌프의 제어을 용이하게 할 수 있게 되는 등 연료가스 공급 시스템을 보다 효율적으로 제어할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치의 구성도.

이하 본 발명에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치의 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치(100)는

연료가스인 LNG가 저장되는 LNG 탱크(110);

LNG 탱크(110)로부터 인출한 LNG를 고압으로 압축하는 고압펌프(120);

고압펌프(120) 후단의 연료가스 공급라인에 설치되어 LNG를 기화하는 기화기(130);

기화기(130)를 통해 공급되는 LPG를 연소하여 추진력을 발생하는 엔진(200)에 마련되는 보조샤프트(140);

상기 보조샤프트(140)에 접속되어 고압펌프(120)를 작동하는 유압펌프(150);를 포함한다.

상기 유압펌프(150)에 접속되는 전기모터(160);를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치(100)는 상기 보조샤프트(140)와 유압펌프(150)의 사이에 설치되는 제1전자클러치(171) 및 유압펌프(150)와 전기모터(160)의 사이에 설치되는 제2전자클러치(172);를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치(100)에서 제1전자클러치(171)가 접속되는 경우 보조샤프트(140)를 통해 유압펌프(150)가 작동되고, 제2전자클러치(172)가 접속되는 경우 전기모터(160)를 통해 유압펌프(150)가 작동된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치(100)는 고압펌프(120)를 작동시키는 제1유압모터(181); 피딩펌프(190)를 작동시키는 제2유압모터(182);를 포함한다.

상기 제1유압모터(181)와 제2유압모터(182)는 유압펌프(150)와 접속된다.

상기 피딩펌프(190)는 LNG 탱크(110)의 LNG를 고압펌프(120) 쪽으로 이송하기 위한 것으로, LNG 탱크(110)의 내부에 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치(100)에서 LNG 탱크(100)에는 액체 상태의 LNG가 충전되고, 이는 피딩펌프(190)를 통해 고압펌프(120)로 이송된다.

상기 고압펌프(120)는 액체 상태의 LNG를 기화기(130)로 공급하고, 기화기(130)는 액체 상태의 LNG를 기화하여 엔진(200)에 공급하게 된다.

한편, 엔진(200)이 가동되면 보조샤프트(140)가 회전하게 되고, 제1전자클러치(171)이 접속되면 보조샤프트(140)를 통해 유압펌프(150)가 작동된다.

상기 유압펌프(150)에서 발생된 유압을 통해 제1유압모터(181) 및 제2유압모터(182)가 작동되며, 이때 제1유압모터(181)는 고압펌프(120)를 작동하게 되고, 제2유압모처(182)는 피딩펌프(190)를 작동하게 된다.

이처럼 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급시스템의 고압펌프 구동장치(100)는 엔진(200)의 보조샤프트(140)를 통해 유압펌프(150)를 작동하고, 유압펌프(150)를 통해 고압펌프(120)와 피딩펌프(190)를 구동하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급시스템의 고압펌프 구동장치(100)에서 제1전자클러치(171)를 끊고 제2전자클러치(172)를 접속하게 되면 전기모터(160)를 통해 유압펌프(150)를 작동할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료가스 공급시스템의 고압펌프 구동장치(100)는 엔진(200)에서 유압펌프(150)로 출력되는 압력을 검출하여 고압펌프(120)의 회전수를 증가 또는 감소시키도록 제어하면 엔진(200)으로의 연료가스 공급량을 제어할 수 있게 된다.

즉, 고압펌프(120)의 회전수가 증가되도록 제어하게 되면 연료가스 공급량 및 엔진(200) 출력을 증가시킬 수 있게 되고, 고압펌프(120)의 회전수가 감소되도록 제어하면 연료가스 공급량 및 엔진(200) 출격을 감소시킬 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 게시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 고압펌프 구동장치
110 : LNG 탱크
120 : 고압펌프
130 : 기화기
140 : 보조샤프트
150 : 유압펌프
160 : 전기모터
171, 172 : 전자클러치
181, 182 : 유압모터

Claims (5)

1. LNG 탱크(110);
   LNG 탱크(110)로부터 인출한 LNG를 고압으로 압축하는 고압펌프(120);
   고압펌프(120) 후단의 연료가스 공급라인에 설치되어 LNG를 기화하는 기화기(130);
   기화기(130)를 통해 공급되는 LPG를 연소하여 추진력을 발생하는 엔진(200)에 마련되는 보조샤프트(140);
   상기 보조샤프트(140)에 접속되어 고압펌프(120)를 작동하는 유압펌프(150);
   상기 유압펌프(150)에 접속되는 전기모터(160);
   상기 보조샤프트(140)와 유압펌프(150)의 사이에 설치되는 제1전자클러치(171) 및 유압펌프(150)와 전기모터(160)의 사이에 설치되는 제2전자클러치(172);
   고압펌프(120)를 작동시키는 제1유압모터(181);
   피딩펌프(190)를 작동시키는 제2유압모터(182);를 포함하고,
   상기 제1유압모터(181)와 제2유압모터(182)는 유압펌프(150)와 접속되고,
   엔진(200)에서 유압펌프(150)로 출력되는 압력을 검출하여 고압펌프(120)의 회전수를 증가 또는 감소시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템의 고압펌프 구동장치.
   
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