KR102031674B1 - 연료유 이송 시스템 - Google Patents

Abstract

복수의 탱크에 저류되어 있는 연료유의 소비에 낭비가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능한 연료유 이송 시스템을 제공한다.
복수의 연료유 저장 탱크(2A, 2B) 중 하나로부터 이송된 연료유를 연료유 세틀링 탱크(3)에 의하여 가열하고, 가열 완료 연료유를 연료유 저장 탱크(2)로 복귀시켜 연료유 저장 탱크 내의 연료유와 혼합시킴으로써, 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유의 온도를 국부적으로 높이는 것이 가능한 연료유 이송 시스템에 있어서, 이송펌프(6)에 도입되는 연료유의 온도 및 또는 유입 압력의 저하 또는 구동전력의 이상한 상승에 의하여 강제적으로 이송펌프(6)가 정지되었을 때에 유하펌프(11)를 가동하면서 이송펌프(6)의 연료유 도입측에 가열 완료 연료유를 유입하는 처리와, 이송펌프(6)가 가동하는 것에 맞추어 유하펌프(11)를 가동시키는 처리를 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

연료유 이송 시스템{A Transfer System of Fuel Oil}

본 발명은 연료유 이송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연료유 저장 탱크 사이에서 연료유를 교환하기 위한 연료유 이송 시스템에 관한 것이다.

선박이나 발전기 등의 보일러에 이용되는 연료유는, 탱크 등의 저류부에 수용되고, 내연기관 등에 공급되어 소비된다. 또한, 연료유와는 별개로 내연기관 등의 메인기를 대상으로 한 윤활유도 연료유와 마찬가지로 탱크 등의 저류부에 수용되어 이용된다.

선박에 이용되는 연료유나 윤활유의 저류부는, 성상의 종류나 상이한 저류량 등에 따라서 복수의 탱크가 준비되는 경우가 있다(예를 들어, 특허문헌 1).

특허문헌 1에는, 내연기관에서 소비됨으로써 감소한 윤활유를 보충할 때에 성상이 다른 윤활유를 저장하고 있는 복수의 탱크 중 하나가 선택되는 구성이 개시되어 있다.

성상이 다른 윤활유로부터 선택되는 것은, 내연기관 내의 윤활유의 성상에 적합한 윤활제를 공급함으로써, 내연기관에서의 운전 상황이 악화되는 원인이 되는 윤활제의 부족을 방지하기 위함이다.

특허문헌 1에 개시되어 있는 구성은, 연료유와는 다르지만, 내연기관 내에 공급되는 물질을 대상으로 하여 복수의 탱크로부터 공급하고 있는 점에서 연료유와 개념이 공통되고 있다.

하지만, 특허문헌 1에 개시되어 있는 구성은, 복수의 탱크 중 어느 것을 선택하는 것이 전제로 되어 있을 뿐으로, 연료유라고 하는 동일한 성상을 가지는 대상물을 탱크끼리 이송하는 것을 고려하고 있지는 않다.

이 때문에, 탱크 내에 남은 소량의 연료유는 소비되지 않은 채로 방치되므로, 연료소비의 낭비를 억제하는 에너지 절약을 실시하는 데에는 불리해진다.

특허문헌 1: 일본공개특허공보 2015-86866호

그래서, 본 발명의 과제는, 연료유의 가열에 이용되는 연료유 세틀링 탱크(settling tank)로의 연료유의 이송이 불가능해지는 것을 방지하고, 연료유의 예열을 가능하게 하여 연료유의 점도 상승에 따른 이송저항의 증가를 방지할 수 있는 연료유 이송 시스템을 제공하는 것에 있다.

이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 복수의 연료유 저장 탱크 중 하나로부터 이송펌프에 의하여 이송된 연료유를 연료유 세틀링 탱크에 의하여 가열하고, 가열 완료 연료유가 유하(流下)펌프에 의하여 상기 연료유 저장 탱크에 복귀되어 그 연료유 저장 탱크 내의 연료유와 혼합됨으로써, 그 연료유 저장 탱크 내의 연료유의 온도를 국부적으로 높이는 것이 가능한 연료유 이송 시스템에 있어서, 상기 이송펌프에 도입되는 연료유의 온도 및 또는 유입압력의 저하 또는 펌프구동용 전력의 이상한 상승에 의하여 강제적으로 이송펌프가 정지되었을 때에 상기 유하펌프를 가동하면서 상기 이송펌프의 연료유 도입측에 가열 완료 연료유를 유입하는 처리와, 이송펌프가 가동하는 것에 맞추어 상기 유하펌프를 가동시키는 처리를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 이송펌프가 강제적으로 정지되었을 때에 이송펌프의 연료유 도입측으로 가열 완료 연료유를 유입함으로써, 이송펌프에 도입되는 연료유의 점도 저하 및 이송저항의 저감을 도모할 수 있다. 특히, 강제적으로 정지된 이후에는, 이송펌프의 가동에 맞추어 유하펌프를 가동시키는 경우를 선택할 수 있음으로써, 이송펌프에 흐르는 연료유의 온도를 점도 상승이나 이송저항의 증가가 발생하지 않는 온도로 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 연료유 이송 시스템에 이용되는 연료유 이송장치의 구성 및 연료유 가열시에서의 연료유의 흐름을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 연료유 이송장치에서 실행되는 연료유 이송시에서의 연료유의 흐름을 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 연료유 이송장치에 이용되는 제어부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 제어부에서 실시되는 소정 조건 판정에 이용되는 원리를 설명하기 위한 다이아그램이다.
도 5는 도 1에 나타낸 구성을 전제로 한 연료유 이송 시스템의 구성부품에 부호를 붙여 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 구성에 의하여 얻어지는 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 따른 연료유 이송 시스템에 이용되는 연료유 이송장치(1)의 구성이다.

연료유 이송장치(1)는, 한 쌍을 포함하는 복수의 연료유 저장 탱크(2)에 연통하는 연료유 세틀링 탱크(3), 연료유 서비스 탱크(4)를 구비하고 있다.

연료유 세틀링 탱크(3)는, 연료유를 가열하기 위하여 이용되는 탱크이고, 도시하지 않은 히터에 의하여, 일례로서 70~80℃의 온도로 연료유가 가열된다.

연료유 저장 탱크(2)와 연료유 세틀링 탱크(3)는 이송관(5)에 의하여 연통되어 있고, 그 도중에는, 이송펌프(6), 온도센서(7) 및 압력센서(8)가 배치되어 있다.

온도센서(7)는, 이송관(5) 내를 이동하는 연료유의 온도 감지, 예를 들어 이송펌프(6)의 연료유 입구측, 이른바 흡입측의 온도를 계측하고 있다.

압력센서(8)는, 이송펌프(6) 내에 흡입되는 연료유의 압력 변화를 감시하기 위하여 설치되어 있다. 압력 변화는, 연료유의 점도 변화에 따른 유동저항의 변화를 판단하기 위하여 이용된다. 특히, 점도가 높아져 유동저항이 증가한 경우에는, 이송펌프(6)의 입구측 압력이 부압화하여 진공화 경향이 된다. 따라서, 진공화 경향이 되었을 때의 부압의 크기가 소정값 이상이 도달한 것이 감지되면 연료유의 점도를 낮추기 위한 가열이 필요해진다.

연료유 세틀링 탱크(3)에는, 이송펌프(6)에 의하여 흡입된 연료유의 액면을 감지하기 위한 레벨센서(9)가 설치되어 있다.

레벨센서(9)는, 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 연료유가 소정량 도입되었을 때의 액면을 감지할 수 있는 센서이다. 레벨센서(9)는, 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 연료유가 소정량 도입된 것을 감지하면, 이송펌프(6)의 구동을 정지시키기 위하여 이용된다.

센서는, 상술한 위치로 한정되지 않으며, 연료유 저장 탱크(2)의 내부에도 설치되어 있다(도 5를 참조). 이러한 센서(LG1, LG2)는, 연료유 저장 탱크 내의 연료 잔량을 레벨 또는 압력에 의하여 감지하는 잔량센서이다.

연료유 서비스 탱크(4)는, 가열된 연료유를 청정화한 후, 일시적으로 저류하여, 내연기관 등을 향하여 연료유를 공급하기 위하여 이용되는 탱크이다. 연료유 저장 탱크(2)와 연료유 서비스 탱크(4)는 흡입관(10)에 의하여 연통되어 있고, 그 도중에는, 유하펌프(11)가 배치되어 있다. 연료유 서비스 탱크(4)에 저류되어 있는 연료유의 일부는 연료유를 조금씩 배출하는 유하펌프(11)에 의하여 연료유 저장 탱크(2)에 유하되어 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유의 온도를 높인다.

이 경우에 말하는 유하펌프(11)의 명칭은, 연료유 서비스 탱크(4)가 연료유 저장 탱크(2)보다 높은 위치에 배치되어 있는 구성을 전제로 하고 있는 것이 이유이다. 즉, 상위의 연료유 서비스 탱크(4)로부터, 이것보다 하위의 연료유 저장 탱크(2)에 연료유를 흘려 떨어뜨리도록 배출하는 것을 의미하여 유하라고 하는 표현으로 하고 있다.

도 1에 나타내는 구성에서는, 연료유 세틀링 탱크(3) 및 연료유 서비스 탱크(4)가 각각 흡입관(10)에 연통된 구성을 채용하고 있다. 따라서, 이들 양쪽 탱크(3, 4) 또는 어떤 탱크로부터 연료유 저장 탱크(2)를 향한 가열 완료 연료유의 유로를 설정할 수 있도록 각 탱크(3, 4)의 연료유 출구의 유로에 밸브(12)가 설치되어 있다.

이상의 연료유 이송장치(1)는, 이송펌프(6)에 의하여 연료유 저장 탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)에 흡입된 연료유가 가열되고, 가열된 연료유가 청정화된 후에 연료유 서비스 탱크(4)에 도입되어, 저류된 연료유가 내연기관 등으로의 공급에 구비된다.

연료유 세틀링 탱크(3) 및 또는 연료유 서비스 탱크(4)에 있어서 일시적으로 저류되어 있는 연료유의 일부는, 유하펌프(11)에 의하여 연료유 저장 탱크(2)로 복귀한다. 이 결과, 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유는 가열된 연료유와 혼합됨으로써 부분적으로 36~40℃로 가열된다.

본 실시형태에 있어서는, 펌프끼리의 가동시간으로서, 예를 들어 이송펌프(6)가 15분 정도, 그리고 유하펌프(11)가 45분 정도로 선택되어 번갈아가며 가동된다. 이 시간 중에 이송펌프(6)의 가동시간은, 예를 들어, 상술한 연료유 세틀링 탱크(3) 내의 레벨센서(9)에 의하여 연료유의 액면이 감지될 때까지의 시간에 대응시킬 수 있다. 즉, 이송펌프(6)의 회전수, 구동전류 등의 정격에 근거한 유량으로 연료유를 흘려보냈을 때의 가동시간 내에 연료유의 액면이 레벨센서(9)에 의하여 감지되면 연료유의 유동저항이 발생하지 않는 연료유의 점도라고 판단할 수 있고, 이 가동시간을 넘을 경우에는 연료유의 점도가 높아 유동성이 나쁘다고 판단할 수 있다. 또한, 레벨센서(9)는, 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 도입되는 연료유가 소정량에 도달한 것을 감지하면, 이송펌프(6)의 가동을 정지시켜 연료유가 넘치는 것을 방지한다.

한편, 정박 중 등과 같이 연료유의 소비가 없을 때에는, 이송펌프(6)의 가동시간이 짧아, 레벨센서(9)가 작동할 때까지의 시간이, 예를 들어 6분 정도가 된다.

이송펌프(6)를 이용하여 연료유 저장 탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)를 향하여 연료유를 흡입하는 루트는, 도 1에 있어서 부호 F1~F5로 나타나 있다. 유하펌프(11)를 이용하여 연료유 서비스 탱크(4)로부터 연료유 저장 탱크(2)를 향하여 연료유를 유하시키는 루트는, 도 2에 있어서 화살표 F10~F13으로 나타나 있다.

이와 같은 구성을 이용하는 연료유 이송장치(1)는, 그 주요부의 구성이 본 출원인의 선출원인 일본공개특허공보 2012-17123호에 개시되어 있다.

이상의 구성을 구비한 연료유 이송장치(1)는, 연료유의 유동저항이 증가하는 것을 억제하는 가열방법이 이용된다.

이 경우의 가열이란, 가열된 연료유를 가열되어 있지 않은 연료유와 혼합시킴으로써 가열되어 있지 않은 연료유의 온도를 높이는 것을 의미하고 있다.

이하, 연료유 이송장치를 이용하여 실행되는 가열방법에 대하여 설명한다.

연료유 이송장치(1)는, 연료유의 점도가 낮아, 유동저항이 적은 경우에 실행되는 통상운전모드와, 상기 점도가 높아, 유동저항이 증가한 경우에 실행되는 가열운전모드 중 어느 것을 선택 가능하다. 통상운전모드는, 레벨센서(9)의 작동상태에 따라서 가동하는 이송펌프(6) 및 연료유 저장 탱크(2) 내로 연료유의 공급을 행하는 유하펌프(11)가 번갈아가며 운전되어 연료유가 순환되는 모드이다. 가열운전모드는, 이송펌프(6)를 강제적으로 정지한 후, 이송펌프(6)의 연료유 흡입측에서 막혀 있는 연료유를 가열하는 동시에, 연료유 저장 탱크(2)로 복귀하는 연료유에 의하여 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유도 가열하는 모드이다. 가열운전모드는, 이송펌프(6)측에서 막혀 있는 연료유의 점도가 유동저항을 증가시키지 않는 값에 도달할 때까지 실행되는 것이 바람직하다.

가열운전모드를 실행하기 위한 조건으로서 다음에 드는 파라미터가 이용된다.

즉, 파라미터는, 적어도 이송펌프(6)에 흡입되는 연료유의 온도, 압력 및 이송펌프(6)의 가동시간이 이용된다. 이송펌프(6)의 가동시간에 관하여는, 상술한 바와 같이, 레벨센서(9)가 작동될 때까지의 가동시간이나 이송펌프(6) 자체에 구비된 타이머의 계시시간이 참조된다. 이들 각 파라미터의 전부 혹은 어느 하나 또는 복수가, 가열을 필요로 하는 소정 조건에 일치하면 가열운전모드가 실행된다.

이하, 이 운전모드를 실행하기 위한 구성 및 작용에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다.

이송펌프(6) 및 유하펌프(11)는, 그 가동상태를 도 3에 나타내는 제어부(20)에 의하여 제어한다.

제어부(20)는, 이송관(5)에 설치되어 있는 온도센서(7), 압력센서(8), 레벨센서(9)가 입력측에 접속되어 있다. 제어부(20)의 출력측에는, 이송펌프(6)의 구동부 및 유하펌프(11)의 구동부가 각각 접속되어 있다. 이송펌프(6) 및 유하펌프(11)는, 모두 모터(도 1, 2 중 부호 M1, M2로 나타내는 부재)가 회전 제어됨으로써 유량이나 유속을 제어할 수 있는 타입이 이용된다.

도 3에 있어서 부호 15는, 예를 들어 각 펌프(6, 11)의 가동시간이나 연료유의 유량 등을 표시하기 위하여 및 연료소비량 더욱이는 복귀량 등의 필요 조건을 입력하기 위하여 이용되는 조작패널이며, 부호 16은 타이머이다.

타이머(16)는, 예를 들어 이송펌프(6)가 가동되기 시작한 시점에서 레벨센서(9)에 의하여 액면 감지가 행하여질 때까지의 소요시간을 계측한다. 따라서, 이송펌프(6)가 가동되면서 레벨센서(9)에 의한 액면 감지까지의 가동시간이 필요 이상으로 길어질 때에는 점도가 높아 유동저항이 크다고 판단할 수 있다. 바꿔 말하면, 이송펌프(6)의 가동시간이 필요 이상으로 길어질 때에는 이송펌프(6)를 흐르는 연료유의 점도가 높아, 유동저항이 큰 상태인 것을 판단할 수 있다. 이송펌프(6)는, 가동시간을 계측하는 타이머를 자체에 구비하고 있는 경우도 있다. 이 경우에는, 자체 타이머에 미리 설정되어 있는 가동시간 이상으로 이송펌프(6)가 가동되었을 때에 연료유의 점도가 높아 유동저항이 높은 상태인 것을 판단할 수 있다.

이송펌프(6)는, 미리 설정되어 있는 가동시간을 넘을 때, 강제적으로 정지되며, 나중에 설명하는 가열운전모드에 대비된다.

또한, 연료유의 점도가 유동저항을 증가시키는 점도인 것을 판단하는 소정 조건에 이용하는 감시대상항목으로서, 이송펌프(6)의 구동원에 이용되는 모터의 구동전류값을 대상으로 할 수 있다.

구동전류값은, 미리 세팅되어 있는 모터의 회전수, 토크를 얻기 위하여 결정되어 있는데, 회전수나 토크가 변한 경우에는 원래의 상태로 복귀시키도록 변하고, 특히 회전수나 토크가 저하된 경우에는 구동전류값은 상승한다. 그래서, 구동전류값이 상승한 경우를 감시함으로써 연료유의 점도가 상승한 것을 판단할 수 있고, 운전모드의 전환을 행할 수 있다.

제어부(20)에 의하여 선택되는 통상운전모드는, 연료유의 점도가 유동저항을 증가시키지 않는 값인 경우에 보온하면서 연료유를 순환시킨다. 이러한 운전모드에 따르면, 연료유 저장 탱크(2) 내에 저장되어 있는 연료유의 온도가 낮아지는 것을 억제하여 점도가 높아지는 것을 방지하는 상태가 유지된다.

통상운전모드시의 제어부(20)는, 이송펌프(6)에 도입되는 연료유의 온도, 압력 그리고 이송펌프(6)의 가동시간, 더욱이 이송펌프(6)의 구동원인 모터에 대하여 인가되는 구동전류값의 변화를 감시한다.

이들 감시대상항목은, 예를 들어 다음에 드는 4종류의 케이스가 발생한 경우에 연료유의 점도 변화, 특히 점도가 상승한 것을 판단하는 소정 조건으로서 이용된다.

(1) 연료유의 점도가 상승하여 유동저항이 증가하는 온도 이하에 도달한 경우.

(2) 이송펌프(6)의 연료유 도입측의 압력 변화가 진공화 경향 발생 상태인 경우.

(3) 레벨센서(9)가 작동할 때까지의 이송펌프(6)의 가동시간이 장기화된 경우.

(4) 이송펌프(6)의 구동원에 대한 구동전류값이 상승하고 있는 경우.

이들 소정 조건을 만족하지 않고 연료유의 점도 상승이 발생하지 않은 경우에 통상운전모드가 실행된다.

통상운전모드 실행시에는, 연료유 저장 탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)로 연료유를 흡입하는 사이클과 연료유 세틀링 탱크(3) 및 또는 연료유 서비스 탱크(4) 내의 일부의 연료유를 연료유 저장 탱크(2)를 향하여 유하시키는 사이클이 번갈아가며 반복된다. 단, 사이클 도중이어도, 레벨센서(9)의 작동에 따라서 이송펌프(6)는 정지된다. 이러한 운전모드 실행시에서의 각 펌프(6, 11)의 가동상태가 조작패널(15)에 표시된다.

상기 감시대상항목의 감시가 계속되어 통상운전모드가 실행되고 있을 때, 그 감시대상항목에 의하여 도출되는 소정 조건의 전부, 어느 하나 또는 복수가 일치한 경우에는, 통상운전모드로부터 가열운전모드로 전환된다.

가열운전모드에서는, 이송펌프(6)가 강제적으로 정지되고, 유하펌프(11)를 가동시켜 가열된 연료유가 연료유 저장 탱크(2)에 흐른다. 이때, 가열된 연료유는, 이송펌프(6)의 연료유 도입측을 경유하여 이 위치에 막혀 있는 연료유와 혼합되면서 연료유 저장 탱크(2)를 향하여 흐른다. 연료유는, 예를 들어 필터(도 2에 있어서 부호 FT로 나타내는 부재)에 대하여 역류하도록 흐르면, 필터의 막힘을 해소하는 기능을 발휘한다.

제어부(20)에서는, 감시대상항목 중에서 온도, 압력은 직접 센서에 의하여 감시할 수 있는데, 레벨센서(9)를 이용하여 액면을 감지할 때까지의 이송펌프(6)의 가동시간에 관하여는, 도 4에 나타내는 상태에 근거하여 가열운전모드를 실행할지 말지를 판정한다.

도 4는, 세로축이 연료유의 양(레벨센서(9)가 작동하는 양)을 나타내고, 가로축이 시간을 나타내고 있다.

도 4에 있어서, 연료유의 점도가 높아짐에 따라서, 이송펌프(6)를 일정 출력으로 한 경우에 레벨센서(9)가 작동할 때까지의 시간이 길어진다.

따라서, 점도가 낮은 연료유가 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 도입되어 레벨센서(9)가 작동할 때까지의 시간(도 4 중, 부호 T로 나타내는 시간)을 기준으로 하여, 그 시간보다 장기화된 경우(도 4 중, 부호 T1로 나타내는 시간)에는 연료유의 점도가 높은 것을 판단할 수 있다. 한편, 이송펌프(6) 자체에 타이머를 구비하고 있는 경우에는, 타이머의 설정시간과 실제 가동시간을 비교하여 실제 가동시간이 장기화되고 있는 경우에 연료유의 점도가 높다고 판단할 수 있다.

감시대상항목으로부터 도출되는 소정 조건의 전부, 또는 일부 또는 복수가 일치한 경우에 가열운전모드가 선택되면, 가열된 연료유가 연료유 저장 탱크(2)를 향하여 이송된다. 이에 따라, 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유에 직접 혼합되는 것 뿐만 아니라, 이송펌프(6)의 흡입측에 막혀 있는 연료유와도 혼합되어 연료유의 온도를 상승시킬 수 있다. 결과적으로, 이송펌프(6)에 연료유가 흡입되기 직전의 유로에 있어서 연료유가 가열되므로, 이송펌프(6)에 유입되는 연료유의 점도 저하를 확보할 수 있다.

감시대상항목인 온도, 압력, 이송펌프의 가동시간, 더욱이는 이송펌프의 모터에서의 구동전류값의 변화가 점도 상승을 해소한 조건에 도달하여, 소정 조건에 일치하지 않게 된 경우에는, 통상운전모드로 복귀한다.

이상의 가열방법에 이용하는 연료유 이송장치(1)는, 이송처의 연료유 저장 탱크에 저장되어 있는 연료유를 연료유 세틀링 탱크에 이송할 때에 이송펌프가 강제적으로 정지된 경우의 처리에 특징이 있다. 특히, 이송펌프의 강제정지시와 강제정지 후의 연료유의 이송처리를 선택할 수 있는 점에 특징이 있다.

즉, 이송펌프는, 연료유의 온도, 흡입측에서의 흡입 압력이 상술한 소정 조건을 만족한 경우에 강제적으로 정지된다. 이 때문에, 연료유 세틀링 탱크(3)는 온도관리의 대상인 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)로부터 이송되어 오는 연료유의 가열 및 연료량을 유지하기 위한 보충이 이루어지지 않게 된다.

그래서, 이송펌프(6)가 강제적으로 정지되었을 때에는, 상술한 가열운전모드가 실행되고, 연료유 세틀링 탱크(3)로부터 이송펌프(6)의 연료흡입측에 가열 완료 연료유를 이송한다(도 2를 참조). 이에 따라, 연료유 저장 탱크(2)를 포함한 연료흡입측에서의 연료유의 온도를 높인다.

한편, 이송펌프(6)가 강제적으로 정지된 후에는, 이송펌프(6)가 강제적으로 정지되는 것을 적게 하기 위하여, 이송펌프(6)의 가동에 맞추어 유하펌프(11)도 가동시켜 가열 완료 연료유를 이송펌프(6)의 연료유 도입측에 혼합한다.

이 결과, 이송펌프(6)의 연료유 흡입측의 점도 상승이 회피되어 연료유의 이송저항이 저감되므로, 이송펌프(6)의 강제적인 정지가 억제되어, 보충 연료를 공급할 수 있는 동안에 연료유 세틀링 탱크(3)로의 연료유의 이송을 계속할 수 있다.

이하, 상기 특징을 얻기 위한 구성에 대하여 설명한다.

도 5는, 도 1에 나타낸 구성에 있어서 연료유의 이송경로를 설정하기 위하여 이용되는 개폐밸브에 부호를 붙인 도면이다.

이송관(5), 흡입관(10)에는, 연료유의 이송방향을 설정하기 위한 개폐밸브(V1~V6)가 배치되어 있다.

이들 개폐밸브(V1~V6)는, 이송펌프(6) 및 유하펌프(11)의 구동용 모터(M1. M2)의 구동제어에 이용되는 제어부(20)에 의하여 개폐 상태가 제어된다.

제어부(20)는, 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)로의 연료유의 이송이 가능한 양의 연료유가 만족되고, 또한 연료유의 온도가 연료유의 이송저항을 증가시키지 않는 온도인 경우, 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)에 가열 완료 연료유를 환류시켜 온도 관리할 수 있다.

이송처의 연료유 저장 탱크(2B)에 저장되어 있는 연료유는, 도 1에 나타낸 이송경로를 통과하여 가열되기 때문에 연료유 세틀링 탱크(3)를 향하여 이송된다.

온도 관리를 행할 때에는, 도 5에 나타내는 개폐밸브(V2, V3, V4)가 제어부(20)에 의하여 개방됨으로써 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)로부터의 연료유가 연료유 세틀링 탱크(3)로 이송되어 가열된다.

연료유 세틀링 탱크(3)에 있어서 가열된 연료유는, 유하펌프(11) 및 개폐밸브(V6, V5, V3, V2)가 제어부(20)에 의하여 제어됨으로써 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)로 환류된다. 이에 따라, 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)의 연료유가 국부적으로 가열되어 이송저항이 발생하지 않는 점도가 유지된다.

그런데, 이송펌프(6)에 흡입되는 연료유의 온도가 소정값 이하에 도달하였을 때, 유입측 압력이 진공화 경향이 되었을 때, 또한 펌프를 구동하기 위한 모터측에서의 구동용 전력이 소정값 이상으로 상승하였을 때에는 이송펌프(6)가 강제적으로 정지된다.

이송펌프(6)가 강제적으로 정지되면 제어부(20)는, 도 2에 나타낸 이송경로를 설정하는 가열운전모드로 전환된다.

가열운전모드를 실행할 때의 이송경로를 설정하기 위하여, 제어부(20)는, 연료유 세틀링 탱크(3)로부터 흐르는 연료유의 흐름을 따라서 개폐밸브(V6, V5, V3, V2)를 개방한다.

이 결과, 이송펌프(6)의 연료유 흡입(도입)측의 연료유의 점도 상승이 해소되어, 이송저항이 저감되므로, 이송펌프(6)를 재가동할 수 있다. 이송펌프(6)가 재가동되면, 이송처의 연료유 저장 탱크(2B) 내에 저장되어 있는 연료유의 온도 관리를 계속할 수 있게 된다.

한편, 이송펌프(6)가 강제적으로 정지되어 가열운전모드가 실행된 이후에는, 이송펌프(6)의 가동에 맞추어 유하펌프를 가동시키는 처리가 선택된다.

이러한 처리가 선택되는 이유는, 다음과 같다.

즉, 이송펌프(6)가 정지되면 연료유 세틀링 탱크(3)로의 연료유의 끌어올림이 중단되고, 온도관리대상인 연료유 저장 탱크(2B)의 연료유가 충족되지 않아 가열되지 않게 되는 것을 방지하기 위함이다.

바꿔말하면, 이송펌프(6)에 유입되는 연료유의 온도가 점도 상승이나 이송저항의 증가를 초래하는 온도가 되지 않도록 유지하는 것이다.

이송펌프(6)에 유입되는 연료유는, 이송관(5)의 길이나 주변온도의 영향을 받아 연료유 저장탱크(2B)로부터 배출되었을 때와 온도가 변하는 경우가 있다. 그래서, 이송펌프(6)에 유입되는 연료유의 온도를 적정화함으로써 이송펌프의 강제적인 정지가 빈번하게 일어나는 것을 피하는 것이 요망된다.

본 실시형태에서는, 이송펌프의 강제적인 정지가 최초로 실행된 후, 가열운전모드에 의하여 이송펌프(6)가 재가동되는 것에 맞추어 유하펌프(11)를 가동함으로써 이송펌프(6)에 유입되는 연료유의 온도를 적정화한다.

도 6은, 가열운전모드가 실행된 후, 이송펌프(6)가 재가동되는 것에 맞추어 유하펌프를 가동할 때의 상태를 나타내는 도면이다.

도 6의 (a)는, 이송펌프(6)가 가동하여 연료유 저장 탱크(2B)로부터 연료유가 끌어올려지는 것에 맞추어 유하펌프(11)가 가동하여 연료유 세틀링 탱크(3)로부터 가열 완료 연료유가 이송펌프(6)의 연료유 도입측에 이송되는 상태를 나타내고 있다.

본 실시형태에서는, 유하펌프(11)로부터 이송되는 연료유는, 이송펌프(6)에 의하여 이송되는 연료유의 전량에 대하여 30% 정도의 양이 연료유 저장 탱크(2B)로부터 이송되는 연료유에 혼합된다. 따라서, 연료유 저장 탱크(2B)로부터의 연료유는, 70%의 양이 연료유 세틀링 탱크(3)에 이송되고, 이러한 이송량보다 적은 30%의 양이 이송펌프(6)에 이송되어 연료유의 가열에 이용된다.

이에 따라, 이송펌프(6)에 도입되는 연료유의 점도 상승의 원인이 되는 온도 저하가 교정되어, 이송펌프(6)의 부하 증대를 억제할 수 있다.

도 6의 (b)는, 이송펌프(6)가 정지한 후의 유하펌프(11)의 가동 상태를 연료유 세틀링 탱크(3) 내의 유량의 변화에 의하여 나타내는 도면이다.

도 6의 (b)에 있어서, 이송펌프(6)로 끌어올려지는 연료유의 온도, 이송펌프(6)의 흡입압력의 변화, 더욱이 이송펌프(6)의 구동용 전력이 이상하게 상승하였을 때, 그때까지 연료유 세틀링 탱크(3)를 향하여 끌어올려지고 있던 이송펌프(6)는 강제적으로 정지된다(타이밍 T1).

이송펌프(6)가 강제적으로 정지되면, 가열운전모드에 의하여 연료유 세틀링 탱크(3) 내로부터 유하펌프(11)에 의하여 가열 완료 연료유가 연료유 저장 탱크(2B)를 포함하는, 이송펌프(6)의 연료유 흡입(도입)측으로 복귀한다. 이에 따라, 연료유 세틀링 탱크(3) 내의 연료는 감소한다(타이밍 T1~T2).

가열 완료 연료유가 이송펌프(6)의 연료유 흡입(도입)측의 연료를 가열함으로써 이송펌프(6)의 가동에 적합한 연료유의 성상이 얻어지면 이송펌프(6)가 재가동된다. 이송펌프(6)가 재가동되면, 연료유 저장 탱크(2B)로부터 연료유가 연료유 세틀링 탱크(3)를 향하여 끌어올려져 연료유 세틀링 탱크(3) 내의 유량이 증가한다(타이밍 T2~T3).

이송펌프(6)의 강제적인 정지가 최초인 경우에는, 가열운전모드에 이용되는 유하펌프(11)의 가열 완료 연료유는, 정지 전의 공급량보다 많아진다. 도 6의 (b)에서는, 이송펌프(6)가 최초로 정지한 직후에 실행되는 가열운전모드에서의 유하펌프(11)의 연료유 공급량이 정지 전의 공급량보다 많은 것을, 유량변화도에 상당하는 각도(θ)의 차이로 나타내고 있다(θ1<θ2).

최초로 이송펌프(6)가 강제적으로 정지된 후, 이송펌프(6)가 재가동하면, 이것에 맞추어 유하펌프(11)가 가동된다. 이에 따라, 이송펌프(6)의 연료유 흡입(도입)측에는, 가열 완료 연료유가 혼합되어 연료유가 가열된다.

이송펌프(6)에 흡입되는 연료유는 방열이나 주변온도에 의하여 저하되어 버리면, 이송펌프(6)가 정지되게 되는데, 그때마다 가열운전모드가 선택되어 이송펌프(6)의 재가동이 가능해진다.

연료유 세틀링 탱크(3)로부터 가열 완료 연료유가 연료유 저장 탱크(2B)를 향하여 환류되면, 연료유 세틀링 탱크(3) 내의 연료유가 감소하여, 가열할 수 있는 양을 마련할 수 없게 될 우려가 있다. 이때에는, 이송원의 연료유 저장 탱크(2A)에 남는 연료유를 보충할 필요가 발생한다.

연료유 세틀링 탱크(3)로의 연료유의 보충은, 유하펌프(11)에 의하여 연료유 세틀링 탱크(3)로부터 가열 완료 연료유가 복귀되는 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)와는 별도로, 가열 완료 연료유를 저장하고 있는 이송원의 연료유 저장 탱크(2A)의 연료유가 이용된다.

본 실시형태에서는, 이송원의 연료유 저장 탱크(2A)로부터 연료유가 이송펌프(6)에 의하여 끌어올려질 때에도, 도 6의 (a)에 나타낸 조건과 동일한 조건에 따라서, 이송펌프(6)의 가동에 맞추어 유하펌프(11)가 가동된다.

이 결과, 방열이나 주변 온도의 영향에 의하여 끌어올려지는 연료유의 온도가 낮아지고 있는 경우에도, 유하펌프(11)로부터의 가열 완료 연료유가 혼합됨으로써, 이송펌프(6)에 끌어올려지는 연료유의 온도 저하를 적게 할 수 있다. 이송원의 연료유 저장 탱크(2A)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)로의 연료유의 보충은, 도 6의 (b) 중에 있어서 '이송원으로부터 보충'으로 표기한 상태이다.

가열운전모드는, 연료유의 점도 상승에 따른 이송저항의 증가를 해소할 수 있는 연료유의 최적온도와 현단계에서의 이송펌프(6)에 끌어올려지는 연료유의 온도와의 차이에 따른 유하펌프(11)로부터의 연료유의 공급량 또는 온도차를 해소할 수 있는 가열 완료 연료유의 온도를 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 최적온도와 현실 온도와의 차이를 신속하게 해소하는 것이 가능해진다.

이상의 실시형태에 따른 연료유 이송 시스템에 따르면, 이송펌프가 강제적으로 정지된 경우의 가열운전모드를 이용한 연료유의 예열 및 이송펌프의 가동에 맞추어 유하펌프를 가동시켜 연료유의 예열을 행하는 처리를 선택할 수 있다. 이에 따라, 이송펌프의 정지가 원인이 되어 연료유 세틀링 탱크로의 연료유의 끌어올림이 불가능하여, 연료유의 가열을 행할 수 없게 되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명은, 이송처의 연료유를 가열하기 위하여 이용되는 이송펌프가 강제적으로 정지된 경우는 물론, 정지 후의 재가동시를 포함하여, 연료유 세틀링 탱크로부터 가열 완료 연료유를 연료유에 혼합하여 연료유의 이송성을 거의 항상 악화시키지 않는 점에서 이용가능성이 높다.

1: 연료유 이송 시스템에 이용되는 연료유 이송장치
2: 연료유 저장 탱크
2A: 이송원의 연료유 저장 탱크
2B: 이송처의 연료유 저장 탱크
3: 연료유 세틀링 탱크
5: 이송관
6: 이송펌프
7: 온도센서
8: 압력센서
9: 레벨센서
16: 타이머
20: 제어부
LG1, LG2: 잔량센서
V1~V6: 개폐밸브

Claims (5)

1. 복수의 연료유 저장 탱크 중 하나로부터 이송펌프에 의하여 이송된 연료유를 연료유 세틀링 탱크에 의하여 가열하고, 가열 완료 연료유가 유하펌프에 의하여 상기 연료유 저장 탱크로 복귀되어 그 연료유 저장 탱크 내의 연료유와 혼합됨으로써, 그 연료유 저장 탱크 내의 연료유의 온도를 국부적으로 높이는 것이 가능한 연료유 이송 시스템에 있어서,
   상기 이송펌프에 도입되는 연료유의 점도가 상승하여 유동저항이 증가하는 온도, 상기 이송펌프로의 연료유의 유입 압력의 저하 및 구동전류의 이상한 상승 중 적어도 하나에 의하여 강제적으로 이송펌프가 정지되었을 때에 상기 유하펌프를 가동하면서 상기 이송펌프의 연료유 도입측에 막혀 있는 연료유를 가열하는 처리와,
   상기 이송펌프가 정지된 후, 상기 유하펌프의 가동에 의하여 그 이송펌프에 도입되는 연료유가 가열되는 것에 의하여 상기 이송펌프의 정지가 해제되어 재가동되었을 때에는 그 이송펌프의 가동에 맞추어 상기 유하펌프를 가동하여 상기 이송펌프의 연료유 도입측에 가열 완료 연료유를 흘려보내서 연료유를 가열하는 처리를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 연료유 이송 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   이송원의 연료유 저장 탱크(2A)로부터 이송처의 연료유 저장 탱크(2B)를 향하여 연료유를 이송하는 이송경로에는,
   연료유 저장 탱크와 상기 연료유 세틀링 탱크를 연통하는 이송관과,
   그 이송관에 설치되어 그 연료유 저장 탱크 내의 연료유를 상기 연료유 세틀링 탱크를 향하여 흡입하는 이송펌프와,
   상기 가열된 연료유를 상기 연료유 저장 탱크를 향하여 배출 가능한 흡입관과,
   그 흡입관에 설치되어 가열된 연료유를 조금씩 배출 가능한 유하펌프와,
   상기 이송관, 흡입관에 각각 설치되어 연료유의 이송방향을 설정하는 개폐밸브가 구비되고,
   상기 이송펌프, 유하펌프 및 각 개폐밸브는, 그 가동상태를 제어부에 의하여 제어하며,
   상기 제어부는 상기 제어부의 입력측에, 상기 연료유 저장 탱크 내의 연료 잔량을 감지하는 잔량센서와, 상기 이송관 내를 이동하는 연료유의 온도 감지를 하는 온도센서와, 상기 이송펌프에 유입되는 연료유의 압력을 감지하는 압력센서와, 상기 이송펌프의 가동시간을 계측하는 타이머와, 상기 연료유 세틀링 탱크 내의 연료유의 양을 감지하는 레벨센서가 각각 접속되고, 상기 제어부의 출력측에, 상기 이송펌프 및 유하펌프의 구동부가 각각 접속되며,
   각 센서 및 타이머로부터의 감시대상항목을 소정 조건과 비교한 결과에 근거하여 상기 이송펌프에 흡입되는 연료유의 점도가 높다고 판단한 경우에 그 이송펌프를 강제적으로 정지하여 상기 이송펌프에 흐르는 연료유의 점도 상승을 해소하기 위하여 상기 유하펌프를 이용하여 상기 가열된 연료유를 상기 이송펌프의 연료유 흡입측에 막혀 있는 연료유와 혼합시켜 상기 연료유 저장 탱크를 향하여 유출하는 처리와,
   상기 이송펌프가 정지된 후, 상기 유하펌프의 가동에 의하여 그 이송펌프에 도입되는 연료유가 가열되는 것에 의하여 상기 이송펌프의 정지가 해제되어 재가동되었을 때에는 그 이송펌프의 가동에 맞추어 상기 유하펌프를 가동하여 상기 이송펌프의 가열유 도입측에 가열 완료 연료유를 흘려보내서 연료유를 가열하는 처리를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 연료유 이송 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 이송펌프의 재가동에 맞추어 유하펌프를 가동하여 그 이송펌프의 연료유 도입측에 가열 완료 연료유를 흘려보내서 연료유를 가열하는 처리는, 상기 이송펌프에 의하여 이송되는 연료유의 양보다도, 상기 유하펌프에 의하여 그 이송펌프의 연료유 도입측에 흐르는 연료유의 적은 양으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 연료유 이송 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 이송펌프의 재가동에 맞추어 유하펌프를 가동하여 그 이송펌프의 연료유 도입측에 가열 완료 연료유를 흘려보내서 연료유를 가열하는 처리는, 그 유하펌프에 의하여 연료유가 복귀되는 이송처의 연료유 저장 탱크와는 별개로 가열 완료 연료유를 저장하고 있는 이송원의 연료유 저장 탱크로부터 상기 이송펌프에 의하여 상기 연료유 세틀링 탱크를 향해 연료유를 이송하여 연료의 보충을 실행할 때를 대상으로 하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 연료유 이송 시스템.
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