KR101920701B1 - 연료 공급 시스템, 선박, 및 연료 공급 방법 - Google Patents

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토시히로 우치다
마사야 후루카와
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가부시키가이샤 미쯔이 이앤에스 머시너리
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Abstract

[과제] 연료를 흡입하고 가압하여 토출시키는 가압 장치에서, 가압 및 토출과, 연료의 흡입 사이에서 필요로 하는 유압 생성량의 차이가 커도, 이 유압 생성량을 효율적으로 생성한다.
[해결 수단] 가압 장치는, 2개의 연료 펌프, 연료 펌프 각각을 구동하는 2개의 리니어 액츄에이터, 상기 연료 펌프에서의 상기 연료의 토출을 위해 상기 리니어 액츄에이터에 유압을 공급하는 상기 리니어 액츄에이터에 공통되는 제1 유압 펌프, 상기 연료 펌프에서의 상기 연료의 흡입을 위해 상기 리니어 액츄에이터에 유압을 공급하는 상기 리니어 액츄에이터에 공통되는 제2 유압 펌프를 구비한다. 상기 제1 유압 펌프를 구동하는 제1 전동 모터의 정회전시와 역회전시에서는 서로 다른 상기 연료 펌프가 상기 연료를 토출하도록, 상기 제2 유압 펌프를 구동하는 제2 전동 모터의 정회전시와 역회전시에서는 서로 다른 상기 연료 펌프가 상기 연료를 흡입하도록 구성된다.

Description

연료 공급 시스템, 선박, 및 연료 공급 방법{FUEL SUPPLY SYSTEM, SHIP, AND FUEL SUPPLY METHOD}
본 발명은, 연료를 흡입하고 가압하여 토출시키는 연료의 가압 장치를 사용하여, 가압한 연료를 연소 엔진에 공급하는 연료 공급 시스템 및 연료 공급 방법, 이 연료 공급 시스템을 구비한 선박에 관한 것이다.
최근, 액화 천연가스(이하, LNG라고도 함)를 가압한 후, 초임계 상태(압력 및 온도가 임계점을 넘은 유체의 상태)의 연료에 의해 운전되는 디젤 기관이 제안되고 있다. 예를 들면, 현존하는 오일 연소 저속 디젤 주기관의 환경 배출 성능을 개선하기 위해, 초임계 상태 LNG를 연료로 사용하는 고압 연료 분사형 저속 2사이클 디젤 엔진이 종종 제안되고 있다.
예를 들면, 상기 고압 연료 분사형 저속 2사이클 디젤 엔진에 공급하는 연료가 되는 액화 천연가스를 가압하기 위한 가압 장치로 왕복식 가압 펌프가 사용된다. 이 왕복식 가압 펌프에서는, 액화 천연가스는 예를 들면 20∼40MPa까지 가압된다. 이러한 왕복식 가압 펌프를 사용한 선박의 연료 공급 시스템으로, 저장 탱크에 저장된 LNG를 펌프에 의해 압축하여 선박의 주(主) 엔진에 연료로 공급하는 LNG 주(主) 공급 라인, 저장 탱크에 저장된 LNG를 펌프에 의해 압축하여 선박의 부(副) 엔진에 연료로 공급하는 LNG 부(副) 공급 라인을 구비하고, 주 엔진에 공급되는 연료는 150∼400bar(15∼40MPa)로 압축되는 시스템이 알려져 있다(특허 문헌 1).
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1: 일본 특표2015-532237호 공보
이러한 시스템에서는, LNG를 왕복식 연료 펌프로 가압할 때, LNG를 가압하여 토출하기 위해 큰 에너지를 필요로 하기 때문에, 왕복식 연료 펌프의 구동원이 되는 유압도 상기 큰 에너지에 대응하여 가압한 유압을 다량으로 생성할 필요가 있다. 한편, 왕복식 가압 펌프의 실린더 내에 LNG를 흡입하기 위해 필요로 하는 에너지는 소량이면 되기 때문에, 구동원의 유압 생성량은 소량이면 된다. 그러므로, 왕복식 연료 펌프의 구동원이 되는 유압을 생성하는 유압 펌프의 유압 생성량은, 연료의 가압 및 토출과 연료의 흡입 사이에서 크게 다르지만, 필요로 하는 큰 유압 생성량에 대응할 수 있도록, 큰 크기의 유압 펌프를 채용해야 한다.
또, 주 엔진에 공급하는 연료의 공급량도, 주 엔진의 부하에 따라 크게 변화하기 때문에, 복수 개의 왕복식 연료 펌프를 병렬 배치하여 연료를 공급하는 경우가 많다. 이 경우, 복수 개의 왕복식 연료 펌프 마다 구동원이 되는 유압을 생성하는 큰 유압 펌프가 설치된다. 그러므로, 이 시스템으로는, 제조 비용 및 설비의 규모 면에서 낭비가 많다.
이로써, 본 발명은, 연료를 흡입하고 가압하여 토출시키는 연료의 가압 장치를 사용하고, 가압한 연료를 연소 엔진에 공급할 때, 가압 장치에서의 연료의 가압 및 토출과 연료의 흡입 사이에서 필요로 하는 유압 생성량의 차이가 커도, 이 유압 생성량을 효율적으로 생성할 수 있는 연료 공급 시스템, 연료 공급 방법, 및 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양은, 가압한 연료를 연소 엔진에 공급하는 연료 공급 시스템이다. 당해 연료 공급 시스템은,
가압한 연료를 연소 엔진에 공급하는 연료 공급 시스템으로서,
연료를 흡입하고 가압하여 토출시키는 연료의 가압 장치,
가압한 상기 연료를 연소 엔진에 공급하는 연료 공급관
을 구비하고,
상기 가압 장치는,
상기 연료를 가압하는 2개의 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B를 구비하고, 상기 연료 펌프 A가 상기 연료의 흡입을 행할 때, 상기 연료 펌프 B가 상기 연료의 토출을 행하고, 상기 연료 펌프 A가 상기 연료의 토출을 행할 때, 상기 연료 펌프 B가 상기 연료의 흡입을 행하도록, 상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B가 구동하는, 연료 펌프군,
유압의 공급에 의해 구동하고, 상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B 각각으로부터 상기 연료가 교호적으로 토출하도록 상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B를 구동시키는, 상기 연료 펌프 A에 접속된 리니어 액츄에이터 A, 상기 연료 펌프 B에 접속된 리니어 액츄에이터 B를 적어도 구비하는 리니어 액츄에이터군,
상기 연료 펌프 각각에서의 상기 연료의 토출을 위해, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B 각각에 유압을 공급하는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B에 공통되는 제1 유압 펌프,
상기 제1 유압 펌프를 구동시키는 회전 방향이 자유로운 제1 전동 모터,
상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B 각각에, 상기 연료 펌프 각각에서의 상기 연료의 흡입을 위해 유압을 공급하는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B에 공통되는 제2 유압 펌프,
상기 제2 유압 펌프를 구동시키는 회전 방향이 자유로운 제2 전동 모터,
상기 제1 유압 펌프와 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B의 각각을 접속하고, 또한, 상기 제2 유압 펌프와 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B의 각각을 접속하는 유압 배관
을 구비한다.
상기 제1 유압 펌프는, 상기 제1 전동 모터의 정회전시에, 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제1 전동 모터의 역회전시에, 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급하도록, 상기 유압 배관은 구성되고,
또한, 상기 제2 유압 펌프는, 상기 제2 전동 모터의 정회전시에, 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제2 전동 모터의 역회전시에, 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급하도록, 상기 유압 배관이 구성된다.
제1항에 있어서,
상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각은, 실린더와 상기 실린더 내에 설치된 피스톤을 구비하고, 상기 실린더의 내부 공간은, 상기 피스톤에 대해 서로 다른 측에 구분된 제1 공간과 제2 공간을 구비하고,
상기 제1 유압 펌프는, 상기 유압 배관을 통하여 상기 제1 공간에 접속되고, 상기 제2 유압 펌프는, 상기 유압 배관을 통하여 상기 제2 공간에 접속되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제2 유압 펌프의 크기는, 상기 제1 유압 펌프의 크기에 비해 작은 것이 바람직하다.
상기 제2 유압 펌프는 1개의 유압 펌프로 구성되고, 상기 제1 유압 펌프는 2개의 유압 펌프로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 연료 펌프군은, 상기 연료를 흡입하고 가압하여 토출하도록 구성되되, 상기 연료 펌프의 쌍방이 구동할 때 구동하지 않는 예비 연료 펌프를 더 구비하고,
상기 리니어 액츄에이터군은, 상기 예비 연료 펌프가 상기 연료를 흡입하고 가압하여 토출하도록 상기 예비 연료 펌프를 구동시키도록 구성되되, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B의 쌍방이 동작할 때 동작하지 않는 예비 리니어 액츄에이터를 더 구비하고,
상기 유압 배관에는, 상기 유압 배관으로부터 분기하여 상기 예비 리니어 액츄에이터에 접속한 분기 유압 배관이 설치되고,
상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B의 어느 한 쪽이 구동하지 않을 때, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B의 다른 쪽과 상기 예비 연료 펌프가, 상기 제1 유압 펌프 및 상기 제1 전동 모터에 의해 구동하도록, 제1 제어 밸브가 상기 유압 배관 혹은 상기 분기 유압 배관에 설치되고, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B의 다른 쪽과 상기 예비 연료 펌프가, 상기 제2 유압 펌프 및 상기 제2 전동 모터에 의해 구동하도록, 제2 제어 밸브가 상기 유압 배관 혹은 상기 분기 유압 배관에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 태양은, 상기 연료 공급 시스템을 구비하고,
상기 연소 엔진은, 선박 탑재 추진 엔진인, 선박이다.
본 발명의 또 다른 일 태양은,
연료를 가압하여 연소 엔진에 공급하는 연료 공급 방법이다. 연료를 흡입하고 가압하여 토출시키는 연료의 가압 장치는, 연료를 가압하는 2개의 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B와, 상기 연료 펌프 A에 대응하여 설치되고, 상기 연료 펌프 A를 구동시키는 리니어 액츄에이터 A 및 상기 연료 펌프 B에 대응하여 설치되고, 상기 연료 펌프 B를 구동시키는 리니어 액츄에이터 B를 구비한다.
당해 연료 공급 방법은,
상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B 중 한 쪽이 상기 연료의 흡입을 행할 때, 다른 쪽이 상기 연료의 토출을 행하는 단계,
상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B의 한 쪽이 상기 연료의 토출을 행할 때, 다른 쪽이 상기 연료의 흡입을 행하는 단계를 구비한다.
상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B는, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B 각각으로부터 교호적으로 상기 연료를 토출시키도록, 제1 전동 모터의 회전에 의해 회전하는 제1 유압 펌프로부터 유압의 공급을 받고,
상기 제1 유압 펌프는, 상기 제1 전동 모터의 정회전시에 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제1 전동 모터의 역회전시에 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급하고,
상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B는, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B 각각이 교호적으로 상기 연료를 흡입하도록, 제2 전동 모터의 회전에 의해 회전하는 제2 유압 펌프로부터 유압의 공급을 받고,
상기 제2 유압 펌프는, 상기 제2 전동 모터의 정회전시에 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제2 전동 모터의 역회전시에 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급한다.
그 때, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각은, 실린더와 상기 실린더 내에 설치된 피스톤을 구비하고, 상기 실린더의 내부 공간은, 상기 피스톤에 대해 서로 다른 측에 구분된 제1 공간과 제2 공간을 구비하고,
상기 제1 유압 펌프는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각의 상기 제1 공간에 유압을 공급하고,
상기 제2 유압 펌프는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각의 상기 제2 공간에 유압을 공급하는 것이 바람직하다.
상기 연료 공급 시스템, 연료 공급 방법 및 선박에 의하면, 제조 코스트 및 설비의 규모를 억제하고, 가압 장치에서의 연료의 가압 및 토출과, 연료의 흡입 사이에서 유압 생성량의 차이가 커도, 필요로 하는 유압 생성량을 효율적으로 생성할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태의 연료 공급 시스템의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 연료 공급 시스템의 가압 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타내는 연료 공급 시스템의 가압 장치의 유압 흐름의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 다른 일 실시 형태의 연료 공급 시스템의 가압 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
본 발명과 관련되는 연료 공급 시스템, 연료 공급 방법 및 선박의 일 실시 형태를 상세하게 설명한다.
(연료 공급 장치)
도 1은 일 실시 형태의 연료 공급 시스템(10)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
연료 공급 시스템(10)은, 연소 엔진(28)의 연소실 내로, 액체 연료(LNG 등의 저온 액화 가스의 유체)를 초임계 상태로 한 연료를 고압으로 분사하여 공급하는 장치이다. 본 실시 형태의 연소 엔진(28)은 선박에 탑재되는 디젤 엔진이며, 예를 들면 고압 연료 분사형 저속 2 사이클 디젤 엔진을 사용할 수 있다.
연료 공급 시스템(10)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 작동유 저류 탱크(12), 컨트롤러(16), 액체 연료 탱크(18), 가압 장치(20), 가열 장치(22), 조압 밸브(24)를 주로 가진다. 이 외에, 연료 공급 시스템(10)은, 작동유관(15), 저압 액체 연료 공급관(19), 고압 액체 연료 공급관(21), 연료 공급관(26)을 가진다.
연료 공급 시스템(10)의 이들 구성 요소는 모두 선박에 탑재된다.
작동유 저류 탱크(12)는, 가압 장치(20)를 구동시키는 작동유를 저류한다.
액체 연료 탱크(18)는, 연소 엔진(28)에 공급되는 연료가 초임계 상태가 되기 전의 저온 액체 연료를 저류한다. 액체 연료로서, 액화 천연 가스(LNG), 액화 석유 가스(LPG) 등을 사용할 수 있다. 액체 연료 탱크(18)는, 저압 액체 연료 공급관(19)과 접속되어 있고, 저압 액체 연료 공급관(19)을 통하여 액체 연료를 가압 장치(20)에 공급한다.
가압 장치(20)는, 입구 측이 저압 액체 연료 공급관(19)과 접속되고, 출구 측이 고압 액체 연료 공급관(21)과 접속되어 있다. 가압 장치(20)는, 액체 연료 탱크(18)로부터 저압 액체 연료 공급관(19)을 통하여 가압 장치(20)의 후술하는 연료 펌프의 실린더 내의 공간에 흡입된 액체 연료를 일정한 압력으로 승압하고, 고압 액체 연료 공급관(21)을 통하여 가열 장치(22)에 토출한다. 가압 장치(20)에서는, 후술하는 바와 같이, 피스톤 혹은 플런저를 구비한 펌프가 사용되고, 피스톤 혹은 플런저가 왕복 운동한다.
컨트롤러(16)는, 연소 엔진(28)의 부하율에 따라, 가압 장치(20)의 구동을 제어한다. 구체적으로는, 가압 장치(20)는, 후술하는 연료 펌프(30, 31)에서의 단위 시간당 액체 연료의 토출량을, 연소 엔진(28)의 부하율에 따라 제어한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 리니어 액츄에이터(32, 33)의 동작을 조정하기 위해, 구동원의 유압을 생성하는 유압 펌프(제1 유압 펌프(34), 제2 유압 펌프(40))를 동작시키는 전동 모터(제1 전동 모터(36), 제2 전동 모터(42))의 회전을 제어한다.
가압 장치(20)는, 전동 모터(제1 전동 모터(36), 제2 전동 모터(42))로 회전한 유압 펌프(제1 유압 펌프(34), 제2 유압 펌프(40))로 유압을 생성하고, 이 유압을 구동원으로 하는 리니어 액츄에이터(32, 33)(리니어 액츄에이터 A, B)를 동작시켜, 이 리니어 액츄에이터(32, 33)로 연료 펌프(30, 31)(연료 펌프 A, B)를 구동시킨다.
작동유로서는, 오일이나 수용성 작동유를 사용할 수 있다. 수용성 작동유는, 주성분으로서 물을 포함하는 작동유이며, 예를 들면, O/W 에멀전, W/O 에멀전, 폴리글리콜 용액을 포함한다.
가열 장치(22)는, 입구 측이 고압 액체 연료 공급관(21)과 접속되고, 출구 측이 연료 공급관(26)과 접속되어 있다. 가열 장치(22)는, 고압 액체 연료 공급관(21)을 통하여 공급되는 승압 후의 액체 연료를 가열하여 초임계 상태로 한다. 액체 연료를 가열하는 열원으로서, 예를 들면, 액체 연료 탱크(18)에서 발생하는 보일 오프 가스의 연소열을 사용할 수 있다. 예를 들면, 보일 오프 가스의 연소열로 가열한 온수와의 열 교환에 의해 액체 연료를 가열해도 된다.
연료 공급관(26)에는 조압 밸브(24)가 설치되어 있고, 연료 공급관(26)의 일단이 가열 장치(22)와, 연료 공급관(26)의 타단이 연소 엔진(28)의 연소실과 접속되어 있다. 액체 상태에서 초임계 상태가 된 연료는, 조압 밸브(24)에 의해 소정의 범위의 압력(예를 들면, 150~400bar)으로 조압된 후, 연료 공급관(26)을 통하여 연소 엔진(28)의 연소실에 공급된다.
도 1에는 도시되지 않지만, 유압이나 액체 연료이나 초임계 상태의 연료의 공급량이나 압력을 조정하기 위한 유압 밸브(릴리프 밸브, 체크 밸브, 유량 제어 밸브 등)가 적절히 사용된다.
(가압 장치)
도 2는 일 실시 형태의 가압 장치(20)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
가압 장치(20)는, 2개의 연료 펌프(30, 31), 2개의 리니어 액츄에이터(32, 33), 제1 유압 펌프(34), 제1 전동 모터(36), 유압 배관(38), 제2 유압 펌프(40), 제2 전동 모터(42)를 구비한다. 도 2에서는, 연료 펌프(30, 31)는, 고압으로 액체 연료를 가압하기 때문에, HP("High Pressure")펌프로 기재되어 있다.
연료 펌프(30, 31)는, 서로 같은 크기의 왕복식 피스톤 펌프 혹은 플런저 펌프이며, 액체 연료를 실린더 내의 공간에 흡입 밸브를 통하여 흡입하여 가압하고, 가압한 액체 연료를 토출 밸브를 통하여 토출시킨다. 연료 펌프(30, 31) 중 한 쪽의 연료 펌프가 연료의 흡입을 행할 때 다른 쪽의 연료 펌프가 액체 연료의 토출을 행하고, 연료 펌프의 한 쪽이 액체 연료의 토출을 행할 때 다른 쪽의 연료 펌프가 액체 연료의 흡입을 행하도록 연료 펌프(30, 31)는 구성되어 있다.
리니어 액츄에이터(32, 33)는, 서로 같은 크기로, 연료 펌프(30, 31)의 피스톤 혹은 플런저에 연결된 로드(32a, 33a)가 왕복 운동하도록 구성되어 있다.
리니어 액츄에이터(32, 33)는, 로드(32a, 33a), 유압 실린더(32b, 33b), 유압 피스톤(32c, 33c)을 구비한다. 유압 실린더(32b, 33b)의 벽면에는, 유압의 유입 및 배출을 위한 개구(32d, 32e, 33d, 33e)가 설치되어 있다. 이들 개구(32d, 32e, 33d, 33e)에는, 후술하는 제1 유압 펌프(34) 및 제2 유압 펌프(40)에 접속하는 유압 배관(38)이 접속되어 있다.
로드(32a, 33a)는, 유압 피스톤(32c, 33c)에 연결되고, 유압 피스톤(32c, 33c)이 도면 중 좌우로 이동함으로써, 로드(32a, 33a)도 좌우로 이동하며, 이로써, 연료 펌프(30, 31)의 피스톤 혹은 플런저를 이동시킨다.
개구(32d, 32e, 33d, 33e)로부터, 유압 실린더(32b, 33b) 내의 공간에 유압이 유입하고, 또, 이 공간 내의 유압이 개구(32d, 32e, 33d, 33e)로부터 배출된다. 여기서, 유압 실린더(32b, 33b) 내의 공간 중, 유압 피스톤(32c, 33c)에 대해 로드(32a, 33a) 측에 있는 공간을 로드 측 공간이라고 하고, 유압 피스톤(32c, 33c)에 대해 로드(32a, 33a)와 반대 측에 있는 공간을 로드 반대 측 공간이라고 한다.
이와 같이, 리니어 액츄에이터(32) 및 리니어 액츄에이터(33) 각각은, 실린더와 실린더 내에 설치된 피스톤을 구비하고, 실린더의 내부 공간은, 피스톤에 대해 서로 다른 측에 구분된 로드 반대 측 공간(제1 공간)과 로드 측 공간(제2 공간)을 구비한다. 제1 유압 펌프(34)는, 유압 배관(38)을 통하여 리니어 액츄에이터(32) 및 리니어 액츄에이터(33)의 각각의 로드 반대 측 공간에 접속되고, 제2 유압 펌프(40)는, 유압 배관(38)을 통하여 리니어 액츄에이터(32) 및 리니어 액츄에이터(33)의 각각의 로드 측 공간(제2 공간)에 접속되어 있다.
유압 피스톤(32c, 33c)은, 개구(32d, 33d)로부터 로드 반대 측 공간에 유압이 유입하고, 개구(32e, 33e)로부터 로드 측 공간 내의 유압을 배출함으로써, 연료 펌프(30, 31)의 피스톤 혹은 플런저를 눌러 액체 연료를 가압하여 토출시킨다. 한편, 유압 피스톤(32c, 33c)은, 개구(32d, 33d)로부터 로드 반대 측 공간 내의 유압을 배출하고, 개구(32e, 33e)로부터 로드 측 공간 내에 유압이 유입함으로써, 연료 펌프(30, 31)의 피스톤을 리니어 액츄에이터(32, 33) 측으로 당겨, 이로써 액체 연료를 연료 펌프(30, 31)의 실린더 내 공간에 흡입한다.
이러한 유압의 동작은, 제1 유압 펌프(34)의 회전을 제어하는 제1 전동 모터(36) 및 제2 유압 펌프(40)의 회전을 제어하는 제2 전동 모터(42)에 의해 실현된다.
유압 배관(38)은, 개구(32d)와 개구(33d) 사이를 제1 유압 펌프(34)를 통하여 접속하고, 또, 개구(32e)와 개구(33e) 사이를 제2 유압 펌프(40)를 통하여 접속한다. 또한, 개구(32d)와 제1 유압 펌프(34)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분, 개구(33d)과 제1 유압 펌프(34)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분, 개구(32e)와 제2 유압 펌프(40)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분 및 개구(33e)와 제2 유압 펌프(40)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분은, 체크 밸브(32f, 32g, 33f, 33g) 및 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)로 연장되어 있다. 체크 밸브(32f, 32g, 33f, 33g)는, 작동유 저류 탱크(12)로부터 작동유를 제1 유압 펌프(34) 혹은 제2 유압 펌프(40)에 의해 유압 배관(38) 내에 빨아 올리는 방향으로 흐름을 제한한다. 또한, 개구(32d)와 제1 유압 펌프(34)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분, 개구(33d)와 제1 유압 펌프(34)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분, 개구(32e)와 제2 유압 펌프(40)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분 및 개구(33e)과 제2 유압 펌프(40)를 접속하는 유압 배관(38)의 부분은, 릴리프 밸브(32h, 32i, 33h, 33i) 및 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)로 연장되어 있다.
제1 유압 펌프(34)는, 연료 펌프(30, 31) 각각에서의 연료의 토출을 위해, 리니어 액츄에이터(32, 33) 각각에 유압을 공급한다. 제1 유압 펌프(34)는, 리니어 액츄에이터(32, 33)에 공통되는 유압 펌프이다. 즉, 제1 유압 펌프(34)는, 연료의 가압 및 토출을 위한 전용 펌프이다.
제1 전동 모터(36)는, 제1 유압 펌프(34)를 구동시키는 회전 방향이 자유로운 전동 모터이다. 예를 들면, 써보 모터가 사용된다.
제2 유압 펌프(40)는, 연료 펌프(30, 31) 각각에서의 연료의 흡입을 위해, 리니어 액츄에이터(32, 33) 각각에 유압을 공급한다. 제2 유압 펌프(40)는, 리니어 액츄에이터(32, 33)에 공통되는 유압 펌프이다. 즉, 제2 유압 펌프(40)는, 연료의 흡입을 위한 전용 펌프이다.
제2 전동 모터(42)는, 제2 유압 펌프(40)를 구동시키는 회전 방향이 자유로운 전동 모터이다. 제1 전동 모터(36) 및 제2 전동 모터(42)로는, 예를 들면, 써보 모터가 사용된다.
그리고, 도 2에서는 제2 유압 펌프(40)는 1개의 유압 펌프로 구성되어 있는 것에 대하여, 제1 유압 펌프(34)는 2개의 유압 펌프(34a, 34b)로 구성되고, 유압 펌프(34a)에 전동 모터(36a)가, 유압 펌프(34b)에 전동 모터(36b)가 설치된다. 이것은, 연료 펌프(30, 31)에서의 액체 연료의 가압 및 토출에 필요로 하는 에너지는 크고, 큰 크기의 1개의 유압 펌프로 유압을 제공하는 것은, 설비상 규제의 면에서 곤란하며, 작은 유압 펌프를 병렬 배치하여 유압을 제공하는 쪽이 코스트 및 설비 규모의 면에서 유리하기 때문이다. 그러나, 경우에 따라, 제1 유압 펌프(34) 및 제1 전동 모터(36)는 1개의 유압 펌프와 1개의 전동 모터로 구성해도 된다.
제1 전동 모터(36) 및 제2 전동 모터(42)의 정회전 및 역회전은, 컨트롤러(16)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 컨트롤러(16)는, 연소 엔진(28)의 부하율에 따라 연료 펌프(30, 31)에 의해 연료의 가압 및 토출의 주기를 변경하기 위해, 제1 전동 모터(36) 및 제2 전동 모터(42)의 정회전 및 역회전의 주기를 변경하도록 제어한다. 그리고, 본 명세서에서 말하는 "정회전” 및 "역회전"이란, 회전이 서로 역방향인 것을 의미하고, 지정된 회전 방향에 대한 회전을 의미하지 않는다.
유압 배관(38)은 상술한 바와 같이 배치되므로, 제1 유압 펌프(34)는, 제1 전동 모터(36)의 정회전시에 연료 펌프(30, 31)의 한 쪽이 액체 연료를 토출하도록 리니어 액츄에이터(32, 33)의 한 쪽의 로드 반대 측 공간에 유압을 공급하고, 제1 전동 모터(36)의 역회전시에 연료 펌프(30, 31)의 다른 쪽이 액체 연료를 토출하도록 리니어 액츄에이터(32, 33)의 다른 쪽의 로드 반대 측 공간에 유압을 공급한다. 제2 유압 펌프(40)는, 제2 전동 모터(42)의 정회전시에 연료 펌프(30, 31)의 한 쪽이 액체 연료를 실린더 내의 공간에 흡입하도록 리니어 액츄에이터(32, 33)의 한 쪽의 로드 측 공간에 유압을 공급하고, 제2 전동 모터(42)의 역회전시에 연료 펌프(30, 31)의 다른 쪽이 액체 연료를 실린더 내의 공간에 흡입하도록 리니어 액츄에이터(32, 33)의 다른 쪽의 로드 측 공간에 유압을 공급한다.
이와 같이, 제1 유압 펌프(34)는, 연료 펌프(30, 31)에 의한 액체 연료의 가압 및 토출에 필요한 큰 에너지를 공급하는 유압을 생성하고, 제2 유압 펌프(40)는, 연료 펌프(30, 31)에 의한 액체 연료의 흡입에 필요한 작은 에너지를 공급하는 유압을 생성한다. 이 때문에, 종래처럼, 액체 연료의 가압 및 토출을 위한 큰 에너지를 연료 펌프(30, 31) 각각에 공급할 수 있도록 연료 펌프(30, 31) 각각에 큰 유압 펌프를 사용하지 않고, 제1 유압 펌프(34)를, 연료 펌프(30, 31)에 의한 액체 연료의 가압 및 토출에 필요한 유압의 유압원으로 공유한다. 또한, 연료 펌프(30)에 의한 액체 연료의 가압 및 토출과, 연료 펌프(31)에 의한 액체 연료의 가압 및 토출은 교호적으로 행해지므로, 제1 유압 펌프(34)를 공유하여 사용할 수 있다. 한편, 제2 유압 펌프(40)는, 연료 펌프(30, 31)에 의한 액체 연료의 흡입에 필요한 에너지가 작으므로, 제2 유압 펌프(40) 및 제2 전동 모터(42)는 작은 크기로 할 수 있다. 이와 같이, 연료 공급 시스템(10)은, 액체 연료의 가압 및 토출을 위해, 큰 크기의 제1 유압 펌프(34) 및 제1 전동 모터(36)를 공유하여 사용하고, 액체 연료의 흡입을 위해, 작은 크기의 제2 유압 펌프(40) 및 제2 전동 모터(42)를 사용할 수 있으므로, 제조 코스트 및 설비의 규모를 억제하고, 가압 장치(20)에서의 연료의 가압 및 토출과, 연료의 흡입 사이에서 유압 생성량의 차이가 커도, 필요한 유압 생성량을 효율적으로 생성할 수 있다.
도 2에 나타내는 화살표는, 유압 흐름을 나타내고 있다. 도 2에 나타내는 예에서는, 연료 펌프(31)가 실린더 내의 공간에 흡입한 액체 연료를 가압하여 토출하고, 연료 펌프(30)가 액체 연료를 액체 연료 탱크(18) 측에서 실린더 내의 공간에 흡입하는 상태를 나타내고 있다. 이때, 리니어 액츄에이터(32)의 로드 반대 측 공간 내의 유압이 배출되고, 이 유압이 제1 유압 펌프(34)의 구동에 의해 리니어 액츄에이터(33)의 로드 반대 측 공간 내에 유입한다. 유압의 부족분은, 작동유관(15) 및 체크 밸브(32f)를 통하여, 개구(32d)와 제1 유압 펌프(34) 사이의 유압 배관(38)의 부분에 합류하고, 리니어 액츄에이터(33)의 로드 반대 측 공간 내에 유입한다. 필요에 따라서, 여분의 유압은, 릴리프 밸브(32h)에서 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)에 되돌려진다. 또한, 리니어 액츄에이터(33)의 로드 측 공간 내의 유압이 배출되고, 이 유압이 제2 유압 펌프(40)의 구동에 의해 리니어 액츄에이터(32)의 로드 측 공간 내에 유입한다. 유압의 부족분은, 작동유관(15) 및 체크 밸브(33g)를 통하여, 유압 배관(38)에 합류하고, 리니어 액츄에이터(32)의 로드 측 공간 내에 유입한다. 여분의 유압은, 릴리프 밸브(33i)에서 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)에 되돌려진다.
도 3은 연료 공급 시스템(10)의 가압 장치의 유압 흐름의, 도 2와 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 예에서는, 연료 펌프(30)가, 실린더 내의 공간에 흡입한 액체 연료를 가압하여 토출하고, 연료 펌프(31)가 액체 연료를 액체 연료 탱크(18) 측에서 흡입하는 상태를 나타내고 있다. 이때, 리니어 액츄에이터(33)의 로드 반대 측 공간 내의 유압이 배출되고, 이 유압이 제1 유압 펌프(34)의 구동에 의해 리니어 액츄에이터(32)의 로드 반대 측 공간 내에 유입한다. 유압의 부족분은, 작동유관(15) 및 체크 밸브(33f)를 통하여, 유압 배관(38)에 합류하고, 리니어 액츄에이터(32)의 로드 반대 측 공간 내에 유입한다. 필요에 따라서, 여분의 유압은, 릴리프 밸브(33h)에서 유압이 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)에 되돌려진다. 또한, 리니어 액츄에이터(32)의 로드 측 공간 내의 유압이 배출되고, 이 유압이 제2 유압 펌프(40)의 구동에 의해 리니어 액츄에이터(33)의 로드 측 공간 내에 유입한다. 유압의 부족분은, 작동유관(15) 및 체크 밸브(32g)를 통하여, 유압 배관(38)에 합류하고, 리니어 액츄에이터(33)의 로드 측 공간 내에 유입한다. 여분의 유압은, 릴리프 밸브(32i)에서 유압이 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)에 되돌려진다.
이와 같은 연료 공급 시스템(10)으로 행하는 연료 공급 방법은,
연료 펌프(30, 31)(연료 펌프 A, B) 중 한 쪽이 액체 연료의 흡입을 행할 때, 다른 쪽이 액체 연료의 토출을 행하는 단계,
연료 펌프(30, 31)의 한 쪽이 액체 연료의 토출을 행할 때, 다른 쪽이 액체 연료의 흡입을 행하는 단계를 구비한다.
이때,
(1) 리니어 액츄에이터(32, 33)(리니어 액츄에이터 A, B)는, 연료 펌프(30, 31) 각각으로부터 액체 연료를 교호적으로 토출시키도록, 제1 전동 모터(36)의 회전에 의해 회전하는 제1 유압 펌프(34)로부터 유압의 공급을 받고,
(2) 제1 유압 펌프(34)는, 제1 전동 모터(36)의 정회전시에, 연료 펌프(30, 31)의 한 쪽, 예를 들면 연료 펌프(30)가 액체 연료를 토출하도록, 리니어 액츄에이터(32, 33)의 한 쪽, 예를 들면 리니어 액츄에이터(32)에 유압을 공급하고, 제1 전동 모터(36)의 역회전시에 연료 펌프(30, 31)의 다른 쪽, 예를 들면 연료 펌프(31)가 액체 연료를 토출하도록, 리니어 액츄에이터(32, 33)의 다른 쪽, 예를 들면 리니어 액츄에이터(33)에 유압을 공급하고,
(3) 리니어 액츄에이터(32, 33)는, 연료 펌프(30, 31) 각각이 액체 연료 탱크(18)로부터 연료를 교호적으로 흡입시키도록, 제2 전동 모터(42)의 회전에 의해 회전하는 제2 유압 펌프(40)으로부터 유압의 공급을 받고,
(4) 제2 유압 펌프(40)는, 제2 전동 모터(42)의 정회전시에, 연료 펌프(30, 31)의 한 쪽, 예를 들면 연료 펌프(30)가 액체 연료를 흡입하도록 리니어 액츄에이터(32, 33)의 한 쪽, 예를 들면 리니어 액츄에이터(32)에 유압을 공급하고, 제2 전동 모터(42)의 역회전시에 연료 펌프(30, 31)의 다른 쪽, 예를 들면 연료 펌프(31)가 액체 연료를 흡입하도록 리니어 액츄에이터(32, 33)의 다른 쪽, 예를 들면 리니어 액츄에이터(33)에 유압을 공급한다.
제1 유압 펌프(34)는, 리니어 액츄에이터(32) 및 리니어 액츄에이터(33) 각각의 로드 반대 측 공간에 유압을 공급하고, 제2 유압 펌프(40)는, 리니어 액츄에이터(32) 및 리니어 액츄에이터(33) 각각의 로드 측 공간에 유압을 공급한다.
도 4는 다른 일 실시 형태의 가압 장치(20)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 가압 장치(20)에는, 도 2에 나타내는 가압 장치(20)와 같은 구성의 연료 펌프(30, 31), 리니어 액츄에이터(32, 33), 제1 유압 펌프(34), 제1 전동 모터(36), 제2 유압 펌프(40), 제2 전동 모터(42) 및 유압 배관(38)을 구비하고, 이 외에 예비 연료 펌프(50), 예비 리니어 액츄에이터(52) 및 분기 유압 배관(54, 56, 58, 60)을 구비한다.
예비 연료 펌프(50)는, 액체 연료를 흡입하고 가압하여 토출하도록 구성되되, 연료 펌프(30, 31)의 쌍방이 구동할 때 구동하지 않도록 구성된 예비 장치이다.
예비 리니어 액츄에이터(52)는, 예비 연료 펌프(50)가 액체 연료를 흡입하고 가압하여 토출하도록 예비 연료 펌프(50)를 구동시키도록 구성되되, 리니어 액츄에이터(32, 33)의 쌍방이 동작할 때 동작하지 않도록 구성된 예비 장치이다.
예비 리니어 액츄에이터(52)는, 리니어 액츄에이터(32, 33)와 같은 구성을 가지고, 로드(52a), 실린더(52b), 유압 피스톤(52c), 개구(52d, 52e), 체크 밸브(52f, 52g) 및 릴리프 밸브(52h, 52i)를 구비한다.
분기 유압 배관(54, 56, 58, 60)은, 유압 배관(38)로부터 분기하고, 예비 리니어 액츄에이터(52)에 접속되어 있다.
분기 유압 배관(54)은, 제1 유압 펌프(34)와 리니어 액츄에이터(33) 사이의 유압 배관(38)의 부분으로부터 분기하여 예비 리니어 액츄에이터(52)의 실린더 내의 로드 반대 측 공간의 개구(52d)에 연장되어 있다.
분기 유압 배관(56)은, 제1 유압 펌프(34)와 리니어 액츄에이터(32) 사이의 유압 배관(38)의 부분으로부터 분기하여 예비 리니어 액츄에이터(52)의 실린더 내의 로드 반대 측 공간의 개구(52d)에 연장되어 있다.
분기 유압 배관(58)은, 제2 유압 펌프(40)와 리니어 액츄에이터(33) 사이의 유압 배관(38)의 부분으로부터 분기하여 예비 리니어 액츄에이터(52)의 실린더 내의 로드 측 공간의 개구(52e)에 연장되어 있다.
분기 유압 배관(60)은, 제2 유압 펌프(40)와 리니어 액츄에이터(32) 사이의 유압 배관(38)의 부분으로부터 분기하여 예비 리니어 액츄에이터(52)의 실린더 내의 로드 측 공간의 개구(52e)에 연장되어 있다.
또, 분기 유압 배관(54, 56, 58, 60)은, 체크 밸브(52f, 52g) 및 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)에 접속되어 있다. 또한, 분기 유압 배관(54, 56, 58, 60)은, 릴리프 밸브(52h, 52i) 및 작동유관(15)을 통하여 작동유 저류 탱크(12)에 접속되어 있다.
분기 유압 배관(54, 56, 58, 60)에는, 제어 밸브(54a, 56a, 58a, 60a)가 설치된다. 또한, 제1 유압 펌프(34)와 리니어 액츄에이터(33) 사이의 유압 배관(38)의 부분으로서, 분기 유압 배관(54)의 분기 위치보다 리니어 액츄에이터(33) 측 부분에, 제어 밸브(38a)가 설치된다. 이와 같이, 제1 유압 펌프(40)와 리니어 액츄에이터(33) 사이의 유압 배관(38)의 부분으로서, 분기 유압 배관(58)의 분기 위치보다 리니어 액츄에이터(33) 측 부분에, 제어 밸브(38b)가 설치된다. 제어 밸브(38a, 38b, 54a, 56a, 58a, 60a)는, 유압 배관(38) 혹은 분기 유압 배관(54, 56, 58, 60)의 개폐를 컨트롤러(16)의 제어에 의해 행한다.
이와 같은 가압 장치(20)에서는, 연료 펌프(30, 31)의 쌍방이 구동할 때, 제어 밸브(38a, 38b)는 열린 상태로 하고, 제어 밸브(54a, 56a, 58a, 60a)를 닫은 상태로 한다.
한편, 연료 펌프(30)가 고장에 의해 구동하지 않을 때, 연료 펌프(31) 및 예비 연료 펌프(50)를 구동하도록, 제어 밸브(56a, 60a)를 열고, 제어 밸브(38a, 38b, 54a, 58a)는 닫은 상태를 유지한다. 이로써, 리니어 액츄에이터(33)와 예비 리니어 액츄에이터(52)를, 제1 유압 펌프(34) 및 제2 유압 펌프(40)의 구동에 의해 구동시킬 수 있다. 이 경우에, 리니어 액츄에이터(32)에 유압이 흐르지 않도록 미도시의 제어 밸브가 닫혀진다.
한편, 연료 펌프(31)가 고장에 의해 구동하지 않을 때, 연료 펌프(30) 및 예비 연료 펌프(50)를 구동하도록, 제어 밸브(54a, 58a)를 열고, 제어 밸브(38a, 38b, 56a, 60a)는 닫은 상태를 유지한다. 이로써, 리니어 액츄에이터(32)와 예비 리니어 액츄에이터(52)를, 제1 유압 펌프(34) 및 제2 유압 펌프(40)의 구동에 의해 구동시킬 수 있다. 이 경우에, 리니어 액츄에이터(33)에 유압이 흐르지 않도록 미도시의 제어 밸브가 닫혀진다.
이와 같이, 연료 펌프(30, 31)의 어느 한 쪽이 구동하지 않을 때, 연료 펌프(30, 31)의 다른 쪽과 예비 연료 펌프(50)가, 제1 유압 펌프(34) 및 제1 전동 모터(36)에 의해 구동하도록 제어 밸브(제1 제어 밸브)(38a, 54a, 56a)가 유압 배관(38a) 혹은 분기 유압 배관(54, 56)에 설치되고, 연료 펌프(30, 31)의 다른 쪽과 예비 연료 펌프(50)가, 제2 유압 펌프(40) 및 제2 전동 모터(42)에 의해 구동하도록 제어 밸브(제2 제어 밸브)(38b, 58a, 60a)가 유압 배관(38) 혹은 유압 분기 배관(58, 60)에 설치되어 있다.
이와 같이, 도 4에 나타내는 실시 형태에서는, 연료 펌프(30, 31)의 어느 한 쪽이 고장 등에 의해 구동하지 않을 때, 예비 연료 펌프(50) 및 예비 리니어 액츄에이터(52)를 제1 유압 펌프(34) 및 제2 유압 펌프(40)로 생성되는 유압에 의해 구동함으로써, 연소 엔진(28)에 연료를 공급할 수 있다.
그리고, 일 실시 형태에 의하면, 제1 유압 펌프(34)의 유압 유출구에서 리니어 액츄에이터(32, 33) 각각의 개구(유압 도입구)(32d, 33d)까지의, 유압 배관 거리 및 유압 배관 내의 체적은, 서로 같은 것이 바람직하다. 이로써, 리니어 액츄에이터(32, 33)의 실린더의 로드 반대 측 공간 사이에서 유압이 이동할 때, 리니어 액츄에이터(32, 33)가, 연료 펌프(30, 31)에 같은 가압 및 토출량을 실현시키도록 동작하기 때문에, 작동유 저류 탱크(12)로부터 작동유를 보충하거나, 여분의 작동유를 작동유 저류 탱크(12)에 되돌리는 양을 억제할 수 있다.
이와 같이, 제2 유압 펌프(40)의 유압 유출구에서 리니어 액츄에이터(32, 33) 각각의 개구(유압 도입구)(32e, 33e)까지의, 유압 배관 거리 및 유압 배관 내의 체적은, 서로 같은 것이 바람직하다. 이로써, 리니어 액츄에이터(32, 33)의 실린더의 로드 측 공간 사이에서 유압이 이동할 때, 리니어 액츄에이터(32, 33)가, 연료 펌프(30, 31)에 같은 액체 연료의 흡입량을 실현시키도록 동작하기 때문에, 작동유 저류 탱크(12)로부터 작동유를 보충하거나, 여분의 작동유를 작동유 저류 탱크(12)에 되돌리는 양을 억제할 수 있다.
도 4에 나타내는 실시 형태의 경우라도, 제1 유압 펌프(34)의 유압 유출구에서 리니어 액츄에이터(32, 33) 및 예비 리니어 액츄에이터(52) 각각의 개구(유압 도입구)(32d, 33d, 52d)까지의, 유압 배관 거리 및 유압 배관 내의 체적은, 서로 같은 것이 바람직하다.
이와 같이, 제2 유압 펌프(40)의 유압 유출구에서 리니어 액츄에이터(32, 33) 및 예비 리니어 액츄에이터(52) 각각의 개구(유압 도입구)(32e, 33e, 52e)까지의, 유압 배관 거리 및 유압 배관 내의 체적은, 서로 같은 것이 바람직하다.
이와 같은 연료 공급 시스템(10)은, 선박에 탑재되고, 연소 엔진(28)은, 선박 탑재의 추진 엔진인 것이 바람직하다. 선박은, 탑재 설비의 설치 영역이 한정되고, 만들어지는 에너지도 한정되기 때문에, 연료 공급 시스템(10)은, 제조 코스트 및 설비의 규모의 면에서 유효하다.
상술의 연료 공급 시스템(10), 연료 공급 방법 및 선박의 일례에 불과하고, 본 발명의 취지에 기초하여 종종의 변형이 가능하고, 그것들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.
10 연료 공급 시스템
12 작동유 저류 탱크
15 작동유관
16 컨트롤러
19 저압 액체 연료 공급관
20 가압 장치
21 고압 액체 연료 공급관
22 가열 장치
24 조압 밸브
26 연료 공급관
28 연소 엔진
30, 31 연료 펌프
32, 33 리니어 액츄에이터
32a, 33a, 52a 로드
32b, 33b, 52b 실린더
32c, 33c, 52c 유압 피스톤
32d, 32e, 33d, 33e, 52d, 52e 개구
32f, 32g, 33f, 33g, 52f, 52g 체크 밸브
32h, 32i, 33h, 33i, 52h, 52i 릴리프 밸브
34 제1 유압 펌프
34a, 34b 유압 펌프
36 제1 전동 모터
36a, 36b 전동 모터
38a, 38b, 54a, 56a, 58a, 60a 제어 밸브
50 예비 연료 펌프
52 예비 리니어 액츄에이터
54, 56, 58, 60 분기 유압 배관

Claims (8)

  1. 가압한 연료를 연소 엔진에 공급하는 연료 공급 시스템으로서,
    연료를 흡입하고 가압하여 토출시키는 연료의 가압 장치,
    가압한 상기 연료를 연소 엔진에 공급하는 연료 공급관
    을 구비하고,
    상기 가압 장치는,
    상기 연료를 가압하는 2개의 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B를 구비하고, 상기 연료 펌프 A가 상기 연료의 흡입을 행할 때 상기 연료 펌프 B가 상기 연료의 토출을 행하고, 상기 연료 펌프 A가 상기 연료의 토출을 행할 때 상기 연료 펌프 B가 상기 연료의 흡입을 행하도록, 상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B가 구동하는, 연료 펌프군,
    유압의 공급에 의해 구동하고, 상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B 각각으로부터 상기 연료가 교호적으로 토출하도록 상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B를 구동시키는, 상기 연료 펌프 A에 접속된 리니어 액츄에이터 A, 상기 연료 펌프 B에 접속된 리니어 액츄에이터 B를 적어도 구비하는 리니어 액츄에이터군,
    상기 연료 펌프 각각에서의 상기 연료의 토출을 위해, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B 각각에 유압을 공급하는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B에 공통되는 제1 유압 펌프,
    상기 제1 유압 펌프를 구동시키는 회전 방향이 자유로운 제1 전동 모터,
    상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B 각각에, 상기 연료 펌프 각각에서의 상기 연료의 흡입을 위해 유압을 공급하는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B에 공통되는 제2 유압 펌프,
    상기 제2 유압 펌프를 구동시키는 회전 방향이 자유로운 제2 전동 모터,
    상기 제1 유압 펌프와 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B의 각각을 접속하고, 또한, 상기 제2 유압 펌프와 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B의 각각을 접속하는 유압 배관
    을 구비하고,
    상기 제1 유압 펌프는, 상기 제1 전동 모터의 정회전시에 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제1 전동 모터의 역회전시에 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급하도록, 상기 유압 배관은 구성되고,
    또한, 상기 제2 유압 펌프는, 상기 제2 전동 모터의 정회전시에 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제2 전동 모터의 역회전시에 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급하도록, 상기 유압 배관이 구성되어 있는, 연료 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각은, 실린더와 상기 실린더 내에 설치된 피스톤을 구비하고, 상기 실린더의 내부 공간은, 상기 피스톤에 대해 서로 다른 측으로 구분된 제1 공간과 제2 공간을 구비하고,
    상기 제1 유압 펌프는, 상기 유압 배관을 통하여 상기 제1 공간에 접속되고, 상기 제2 유압 펌프는, 상기 유압 배관을 통하여 상기 제2 공간에 접속되어 있는, 연료 공급 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 유압 펌프의 크기는, 상기 제1 유압 펌프의 크기에 비해 작은, 연료 공급 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 유압 펌프는 1개의 유압 펌프로 구성되고, 상기 제1 유압 펌프는 2개의 유압 펌프로 구성되어 있는, 연료 공급 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연료 펌프군은, 상기 연료를 흡입하고 가압하여 토출하도록 구성되되, 상기 연료 펌프의 쌍방이 구동할 때 구동하지 않는 예비 연료 펌프를 더 구비하고,
    상기 리니어 액츄에이터군은, 상기 예비 연료 펌프가 상기 연료를 흡입하고 가압하여 토출하도록 상기 예비 연료 펌프를 구동시키도록 구성되되, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B의 쌍방이 동작할 때 동작하지 않는 예비 리니어 액츄에이터를 더 구비하고,
    상기 유압 배관에는, 상기 유압 배관으로부터 분기하여 상기 예비 리니어 액츄에이터에 접속한 분기 유압 배관이 설치되고,
    상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B의 어느 한 쪽이 구동하지 않을 때, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B의 다른 쪽과 상기 예비 연료 펌프가, 상기 제1 유압 펌프 및 상기 제1 전동 모터에 의해 구동하도록, 제1 제어 밸브가 상기 유압 배관 혹은 상기 분기 유압 배관에 설치되고, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B의 다른 쪽과 상기 예비 연료 펌프가, 상기 제2 유압 펌프 및 상기 제2 전동 모터에 의해 구동하도록, 제2 제어 밸브가 상기 유압 배관 혹은 상기 분기 유압 배관에 설치되어 있는, 연료 공급 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 연료 공급 시스템을 구비하고,
    상기 연소 엔진은, 선박 탑재의 추진 엔진인, 선박.
  7. 연료를 가압하여 연소 엔진에 공급하는 연료 공급 방법으로서,
    연료를 흡입하고 가압하여 토출시키는 연료의 가압 장치는, 연료를 가압하는 2개의 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B와, 상기 연료 펌프 A에 대응하여 설치되고, 상기 연료 펌프 A를 구동시키는 리니어 액츄에이터 A 및 상기 연료 펌프 B에 대응하여 설치되고, 상기 연료 펌프 B를 구동시키는 리니어 액츄에이터 B를 구비하고,
    상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B 중 한 쪽이 상기 연료의 흡입을 행할 때, 다른 쪽이 상기 연료의 토출을 행하는 단계,
    상기 연료 펌프 A 및 연료 펌프 B의 한 쪽이 상기 연료의 토출을 행할 때, 다른 쪽이 상기 연료의 흡입을 행하는 단계를 구비하고,
    상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B는, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B 각각으로부터 교호적으로 상기 연료를 토출시키도록, 제1 전동 모터의 회전에 의해 회전하는 제1 유압 펌프로부터 유압의 공급을 받고,
    상기 제1 유압 펌프는, 상기 제1 전동 모터의 정회전시에 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제1 전동 모터의 역회전시에 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 토출하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급하고,
    상기 리니어 액츄에이터 A 및 리니어 액츄에이터 B는, 상기 연료 펌프 A 및 상기 연료 펌프 B 각각이 교호적으로 상기 연료를 흡입하도록, 제2 전동 모터의 회전에 의해 회전하는 제2 유압 펌프로부터 유압의 공급을 받고,
    상기 제2 유압 펌프는, 상기 제2 전동 모터의 정회전시에 상기 연료 펌프 A가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 A에 유압을 공급하고, 상기 제2 전동 모터의 역회전시에 상기 연료 펌프 B가 상기 연료를 흡입하도록 상기 리니어 액츄에이터 B에 유압을 공급하는, 연료 공급 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각은, 실린더와 상기 실린더 내에 설치된 피스톤을 구비하고, 상기 실린더의 내부 공간은, 상기 피스톤에 대해 서로 다른 측으로 구분된 제1 공간과 제2 공간을 구비하고,
    상기 제1 유압 펌프는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각의 상기 제1 공간에 유압을 공급하고,
    상기 제2 유압 펌프는, 상기 리니어 액츄에이터 A 및 상기 리니어 액츄에이터 B 각각의 상기 제2 공간에 유압을 공급하는, 연료 공급 방법.
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