KR102135872B1 - 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산 - Google Patents

연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산 Download PDF

Info

Publication number
KR102135872B1
KR102135872B1 KR1020197000664A KR20197000664A KR102135872B1 KR 102135872 B1 KR102135872 B1 KR 102135872B1 KR 1020197000664 A KR1020197000664 A KR 1020197000664A KR 20197000664 A KR20197000664 A KR 20197000664A KR 102135872 B1 KR102135872 B1 KR 102135872B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
water
flow
mixture
water mixture
Prior art date
Application number
KR1020197000664A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190015557A (ko
Inventor
크리스토퍼 더글라스 힐
패트릭 존 짐머
테일러 로버트 스코트
Original Assignee
마이크로 모우션, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마이크로 모우션, 인코포레이티드 filed Critical 마이크로 모우션, 인코포레이티드
Publication of KR20190015557A publication Critical patent/KR20190015557A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102135872B1 publication Critical patent/KR102135872B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/085—Control based on the fuel type or composition
    • F02D19/087—Control based on the fuel type or composition with determination of densities, viscosities, composition, concentration or mixture ratios of fuels
    • F02D19/088—Control based on the fuel type or composition with determination of densities, viscosities, composition, concentration or mixture ratios of fuels by estimation, i.e. without using direct measurements of a corresponding sensor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/08—Propulsion
    • B63G8/12—Propulsion using internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0225—Water atomisers or mixers, e.g. using ultrasonic waves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

연료 및 물 혼합물에 대한 연료 소비량 계산을 위한 연료 제어 시스템(300)이 제공된다. 연료 제어 시스템(300)은, 혼합기(330), 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고, 혼합기(330)로의 연료의 유동을 측정하도록 구성된 연료 공급원(310), 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고, 혼합기(330)로의 물의 유동을 측정하도록 구성된 물 공급원(315), 및 혼합기(330)에 유체적으로 결합된 혼합물 유량계(5)를 포함한다. 혼합물 유량계(5)는 혼합기(330)로부터 연료/물 혼합물을 수용하여 연료/물 혼합물의 특성들을 측정하도록 구성된다.

Description

연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산
후술하는 실시예들은 연료 소비량 계산(fuel consumption calculation)에 관한 것이고, 보다 특별하게는 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산에 관한 것이다.
해양 산업은 선박들 상의 엔진들에 중질 연료유들(heavy fuel oils)을 사용한다. 엔진에 연료를 공급하는 연료 라인(fuel line) 내의 물의 양은 중질 연료유의 양에 비해 적을 수 있다. 이러한 작은 농도의 물은, 중질 연료유의 보다 많은 농축 후에 증발한다. 물은 중질 연료유보다 저렴하기 때문에, 물의 연소는 엔진의 효율을 향상시킨다. 그러나, 많은 표준들은 물이 없는 연료의 소비량에 기초하고 있다.
예를 들면, 연료 소비율(Specific Fuel Oil Consumption; SFOC) 값은 해상 엔진의 연료 효율이다. 엔진의 SFOC는 ISO 표준(ISO 3046-1)으로 계산되고 공장 수락 시험(Factory Acceptance Test) SFOC와 비교되어 엔진의 현재 수명 주기 사용을 결정할 수 있다. 엔진의 전형적인 수명이 10 년을 초과하기 때문에, 이러한 ISO 표준 비교는 또한, 엔진 제조업체에 의해 판매되는 예방 유지보수/서비스 프로그램들(preventative maintenance/service programs)의 효과를 입증하는데도 사용될 수 있다. 하기는 엔진의 SFOC를 ISO 표준으로 보정하는데 사용될 수 있는 측정 데이터의 몇 가지 예들이다.
● 주변 온도
● 주변 습도
● 연료 발열량(fuel calorific content)
물이 연료와 혼합되는 경우, 연소된 혼합물의 발열량은 순수한 연료의 발열량과는 상이하다. 발열량에 대한 이러한 영향이 고려되지 않는다면, 고객은 잘못된 SFOC 데이터를 해석할 수 있고, 따라서 엔진 유지보수 서비스의 효율 증가/감소를 잘못 평가할 수 있다. 따라서, 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산에 대한 필요성이 존재한다.
개요
혼합기를 포함하는, 연료 및 물 혼합물에 대한 연료 소비량 계산을 위한 연료 제어 시스템이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 연료 제어 시스템은, 혼합기에 유체적으로 결합되고 혼합기로의 연료의 유동을 측정하도록 구성된 연료 공급원, 혼합기에 유체적으로 결합되고 혼합기로의 물의 유동을 측정하도록 구성된 물 공급원, 및 혼합기에 유체적으로 결합되고 혼합기로부터 연료/물 혼합물을 수용하여 연료/물 혼합물의 특성들을 측정하도록 구성된 혼합물 유량계를 포함한다.
연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 상기 방법은 연료/물 혼합물을 유동시키는 단계, 연료/물 혼합물 내의 연료 및 물의 유동을 측정하는 단계, 및 연료 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하는 단계를 포함한다.
양태들
일 양태에 따르면, 연료 및 물 혼합물에 대한 연료 소비량 계산을 위한 연료 제어 시스템(300)은, 혼합기(330), 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고 혼합기(330)로의 연료의 유동을 측정하도록 구성된 연료 공급원(310), 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고 혼합기(330)로의 물의 유동을 측정하도록 구성된 물 공급원(315), 및 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고 혼합기(330)로부터 연료/물 혼합물을 수용하여 연료/물 혼합물의 특성들을 측정하도록 구성된 혼합물 유량계(5)를 포함한다.
바람직하게는, 연료 제어 시스템(300)은 연료 공급원(310), 물 공급원(315) 및 혼합물 유량계(5)에 통신가능하게 결합된 제어기(360)를 더 포함하며, 상기 제어기(360)는 연료의 측정된 유동 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하도록 구성된다.
바람직하게는, 제어기(360)가 연료의 측정된 유동 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하도록 구성되는 것은 제어기(360)가 하기의 식에 기초하여 연료 소비량을 계산하도록 구성되는 것을 포함한다:
Figure 112019002398051-pct00001
여기서:
SFOC = 연료 소비율(g/kWh);
QTEST = 시험 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
QCONT = 공장 수락 시험이라고 지칭될 수 있는 엔진의 기준 평가 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
α = 동력 조정 계수;
K = 지시된 동력의 비율;
Be = 시험 베드(test bed)에서의 연료유 소비량(g/kWh); 및
EDP = 엔진 구동 펌프들(Engine driven pumps)(g/kWh).
바람직하게는, 시험 동안의 연료의 순 발열량(QTEST)은 하기의 식을 사용하여 갱신된다:
Figure 112019002398051-pct00002
여기서:
QNEW = 연료/물 혼합물의 발열량;
QFUEL = 연료유의 발열량 값;
QWATER = 물의 발열량 값;
mFUEL = 연료의 질량 유동 농도 계수; 및
mWATER = 물의 질량 유동 농도 계수.
바람직하게는, 제어기(360)가 연료 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하도록 구성되는 것은, 제어기(360)가 연료의 측정된 유동, 물의 측정된 유동, 및 혼합물 유량계(5)에 의해 제공된 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여, 연료의 질량 유동 농도 계수(mFUEL) 및 물의 질량 유동 농도 계수(mWATER)를 계산하도록 구성되는 것을 포함한다.
바람직하게는, 물 공급원(315)은 물 공급원 유량계(5w)를 포함하고, 연료 공급원(310)은 연료 공급원 유량계(5f)를 포함한다.
바람직하게는, 물 공급원(315)이 물의 유동을 측정하도록 구성되는 것은 물 공급원(315)이 물의 질량 유동(mFLOW WATER)을 측정하도록 구성되는 것을 포함하고, 연료 공급원(310)이 연료의 유동을 측정하도록 구성되는 것은 연료 공급원(310)이 연료의 질량 유동(mFLOW FUEL)을 측정하도록 구성되는 것을 포함한다.
바람직하게는, 혼합물 유량계(5)가 혼합기(330)로부터 연료/물 혼합물을 수용하여 연료/물 혼합물의 특성들을 측정하도록 구성되는 것은 혼합물 유량계(5)가 연료/물 혼합물의 질량 유동(mFLOW TOTAL)을 측정하도록 구성되는 것을 포함한다.
바람직하게는, 연료의 측정된 유동 및 물의 측정된 유동은 체적 유량들이고, 연료 공급원(310)은 연료의 유동의 밀도를 측정하도록 추가로 구성되고, 물 공급원(315)은 물의 유동의 밀도를 측정하도록 추가로 구성되며, 연료/물 혼합물의 특성들은 체적 유량 및 연료/물 혼합물의 밀도 중 적어도 하나를 포함한다.
일 양태에 따르면, 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법은, 연료/물 혼합물을 유동시키는 단계, 연료/물 혼합물 내의 연료의 유동 및 물의 유동을 측정하는 단계, 및 연료 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 연료 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하는 단계는, 하기 식에 기초하여 연료 소비량을 계산하는 단계를 포함한다:
Figure 112019002398051-pct00003
여기서:
SFOC = 연료 소비율(g/kWh);
QTEST = 시험 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
QCONT = 공장 수락 시험이라고 지칭될 수 있는 엔진의 기준 평가 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
α = 동력 조정 계수;
K = 지시된 동력의 비율;
Be = 시험 베드에서의 연료유 소비량(g/kWh); 및
EDP = 엔진 구동 펌프들(g/kWh).
바람직하게는, 시험 동안의 연료의 순 발열량(QTEST)은 하기의 식을 사용하여 갱신된다:
Figure 112019002398051-pct00004
여기서:
QNEW = 연료/물 혼합물의 발열량;
QFUEL = 연료유의 발열량 값;
QWATER = 물의 발열량 값;
mFUEL = 연료의 질량 유동 농도 계수; 및
mWATER = 물의 질량 유동 농도 계수.
바람직하게는, 연료 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하는 단계는 연료 및 물의 측정된 유동 및 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 연료의 질량 유동 농도 계수(mFUEL) 및 물의 질량 유동 농도 계수(mWATER)를 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 연료 및 물의 유동을 측정하는 단계는 물의 질량 유동(mFLOW WATER)을 측정하는 단계 및 연료의 질량 유동(mFLOW FUEL)을 측정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 연료 및 물의 유량을 측정하는 단계는 연료/물 혼합물의 질량 유동(mFLOW TOTAL)을 측정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 연료의 측정된 유동 및 물의 측정된 유동은 체적 유량들이고, 상기 방법은 연료의 유동 및 물의 유동 중 적어도 하나의 밀도를 측정하는 단계를 더 포함한다.
동일한 참조 번호는 모든 도면들에서 동일한 요소를 나타낸다. 도면들이 반드시 축척대로 되어 있지는 않다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산을 위한 연료 제어 시스템(100)을 도시한다.
도 2는 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산을 위한 다른 연료 제어 시스템(200)을 도시한다.
도 3은 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산을 위한 다른 연료 제어 시스템(300)을 도시한다.
도 4는 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산을 위한 방법(400)을 도시한다.
또한, 도 1 내지 도 4 및 하기의 설명은 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산의 실시예들의 최상 모드를 제조 및 사용하는 방법을 당업자에게 교시하기 위한 특정 예들을 묘사한다. 발명 원리들을 교시하는 목적으로, 일부 종래의 양태들은 간략화되거나 생략되었다. 당업자는 본 설명의 범위 내에 있는 이들 예들로부터의 변형예들을 이해할 것이다. 당업자는 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산의 다수의 변형예들을 형성하기 위해 후술하는 특징들이 다양한 방식들로 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 결과적으로, 후술하는 실시예들은 후술하는 특정 예들에 한정되지 않는다.
연료 제어 시스템
도 1은 물 및 연료 혼합물에 대한 연료 소비량 계산을 위한 연료 제어 시스템(100)을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 제어 시스템(100)은 엔진(20)에 유체적으로 결합된 혼합물 유량계(5)로 구성된다. 또한, 엔진(20)에 의해 제공된 소비되지 않은 연료를 이송하는 연료 라인(fuel line)으로 구성된 재순환기(150)가 도시되어 있다. 재순환기(150)는 소비되지 않은 연료를 엔진(20)으로 다시 재순환시켜 소비되게 한다. 혼합물 유량계(5)는 재순환기(150)를 통해 엔진(20)에 유체적으로 결합된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 혼합물 유량계(5)는 코리올리 유량계(Coriolis flow meter)와 같은 진동 유량계일 수 있지만, 임의의 적합한 유량계가 다른 실시예들에서 이용될 수 있다. 혼합물 유량계(5)는 혼합물 유량계(5)를 통해 유동하는 연료의 특성들 및 특징들을 측정 및/또는 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 혼합물 유량계(5)는 혼합물 유량계(5)를 통해 유동하는 연료/물 혼합물의 유동을 측정할 수 있다.
혼합물 유량계(5)가 단일 통합 유닛으로서 도시되어 있지만, 혼합물 유량계(5)는 연료 제어 시스템(100) 전체에 걸쳐 분산된 별개의 구성요소들로 구성될 수 있다. 예를 들면, 혼합물 유량계(5) 내의 계기 전자기기(meter electronics)는 예를 들어 엔진(20)에 통신가능하게 결합된 별도의 제어기의 일부일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 혼합물 유량계(5)는 연료의 밀도를 측정하는 제1 구성요소, 유량을 측정하는 제2 구성요소 등과 같은 특정 기능들을 수행하는 별도의 구성요소들로 구성될 수 있다. 혼합물 유량계(5)는 또한 연료 제어 시스템(100) 내의 다른 위치들에 배치될 수 있다. 예를 들면, 혼합물 유량계(5)는 엔진(20)에 보다 근접하게 배치되거나, 재순환기(150)의 일부이거나, 기타 등등일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 혼합물 유량계(5)는 연료/물 혼합물을 수용하고, 연료/물 혼합물을 재순환기(150)에 제공한다. 혼합물 유량계(5)에 의해 제공된 연료/물 혼합물은 엔진(20)에 의해 제공된 소비되지 않은 연료/물 혼합물과 혼합된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 혼합물 유량계(5)는 엔진(20)에 의한 소비율과 동일한 비율로 연료/물 혼합물을 재순환기(150)에 제공한다. 또한 이해될 수 있는 바와 같이, 도 1은 직렬 구성을 도시하고 있다. 즉, 하나의 혼합물 유량계(5)만이 연료/물 혼합물을 엔진(20)에 제공하는데 이용된다. 또한, 엔진(20)에 의한 소비율은 혼합물 유량계(5)로부터 결정된다. 하기의 논의에서 예시되는 바와 같이, 다른 구성들이 이용될 수 있다.
도 2는 연료 및 물 혼합물에 대한 연료 소비량 계산을 위한 다른 연료 제어 시스템(200)을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 연료 제어 시스템(200)은 엔진들(20)에 유체적으로 결합된 유입 유량계들(inlet flow meters)(5i)로 구성된다. 복귀 유량계들(return flow meters)(5r)은 또한 엔진들(20)에 유체적으로 결합된다. 또한, 엔진(20)에 의해 제공된 소비되지 않은 연료/물 혼합물을 재순환시키는 연료 라인으로 구성된 재순환기(250)가 도시되어 있다. 재순환기(250)는 재순환된 연료/물 혼합물을 엔진(20)으로 다시 이송하여 소비되게 한다. 유입 유량계들(5i)은 엔진(20)에 유체적으로 결합되고, 복귀 유량계들(5r)은 재순환기(250)를 통해 유입 유량계들(5i)에 유체적으로 결합된다. 유입 및 복귀 유량계들(5i, 5r)은 도 1을 참조하여 설명된 혼합물 유량계(5)와 동일할 수 있다. 또한, 혼합기(230)에 유체적으로 결합된 물 공급원 유량계(water source flow meter)(5w) 및 연료 공급원 유량계(fuel source flow meter)(5f)가 도시되어 있다. 혼합기(230)는 유입 및 복귀 유량계들(5i, 5r)에 유체적으로 결합된다.
물 공급원 유량계(5w) 및 연료 공급원 유량계(5f)는 혼합기(230)에 물 및 연료를 각각 제공한다. 물 공급원 유량계(5w) 및 연료 공급원 유량계(5f)는 혼합기(230)에 제공된 물 및 연료의 유동을 측정한다. 측정된 유동은 체적 또는 질량 유량과 같은 임의의 적합한 유동일 수 있다. 혼합기(230)는 연료와 물을 연료/물 혼합물로 혼합하고, 연료/물 혼합물을 유입 유량계들(5i)에 제공한다.
유입 유량계들(5i)은 혼합기(230)로부터 연료/물 혼합물을 수용하고, 연료/물 혼합물을 엔진들(20)에 제공한다. 유입 유량계들(5i)에 의해 제공된 연료/물 혼합물은 엔진들(20)에 의해 제공된 소비되지 않은 연료/물 혼합물과 혼합된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 유입 유량계들(5i)은 엔진들(20)에 의한 소비율과 유사할 수 있는 비율로 엔진들(20)에 재혼합된 연료/물 혼합물을 제공한다. 엔진들(20)에 의한 소비율은 또한 유입 유량계들(5i) 및 복귀 유량계들(5r)에 의해 측정된 유량들의 차이와 유사할 수 있다. 또한 이해될 수 있는 바와 같이, 도 2는 유입 유량계들(5i), 엔진들(20) 및 복귀 유량계들(5r)의 병렬 구성을 도시하고 있다.
도 3은 연료 및 물 혼합물에 대한 연료 소비량 계산을 위한 다른 연료 제어 시스템(300)을 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 연료 제어 시스템(300)은 밸브(320)에 유체적으로 결합된 연료 공급원(310)으로 구성된다. 밸브(320)는 밸브(320)를 통해 공급된 연료를 수용하도록 구성된 제1 혼합기(330)에 유체적으로 결합된다. 제1 혼합기(330)는 물 공급원(315)에 유체적으로 결합되고, 물 공급원(315)에 의해 제공된 물을 수용하도록 구성된다. 제1 혼합기(330)는 도 3에 도시된 혼합물 유량계(5)에 유체적으로 결합되고, 연료/물 혼합물을 혼합물 유량계(5)에 공급하도록 구성된다. 혼합물 유량계(5)는 공급된 연료/물 혼합물을 수용하고 그 특성들을 측정하도록 구성된다. 혼합물 유량계(5)는 제2 혼합기(340)에 유체적으로 결합된다. 제2 혼합기(340)는 또한 엔진(20) 및 재순환기(350)에 유체적으로 결합된다. 제2 혼합기(340) 및 재순환기(350)는 엔진(20)에 유체적으로 결합된다. 제2 혼합기(340)는 혼합물 유량계(5)에 의해 제공된 공급된 연료/물 혼합물 및 재순환기(350)로부터의 재순환된 연료/물 혼합물을 수용하여 재혼합된 연료/물 혼합물로 혼합하도록 구성된다. 제2 혼합기(340)는 재혼합된 연료/물 혼합물을 엔진(20)에 제공한다. 혼합물 유량계(5), 엔진(20), 연료 공급원(310), 물 공급원(315), 밸브(320) 및 재순환기(350)는 제어기(360)에 통신가능하게 결합된다.
연료 및 물 공급원(310, 315)은 물 공급원 유량계(5w) 및 연료 공급원 유량계(5f)로 구성되거나 이들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 연료 및 물 공급원(310, 315)은 물 공급원 유량계(5w) 및 연료 공급원 유량계(5f) 상의 입구들에 유체적으로 결합되는 탱크(tank)를 포함할 수 있다. 따라서, 물 공급원 유량계(5w) 및 연료 공급원 유량계(5f)는 제어기(360)에 통신가능하게 결합된다. 물 공급원 유량계(5w) 및 연료 공급원 유량계(5f)는 또한 연료 및 물을 제1 혼합기(330)에 제공한다. 혼합물 유량계(5)는 유입 및 복귀 유량계들(5i, 5r)의 단순화된 표현일 수 있다. 혼합물 유량계(5)는 엔진(20)에 의한 연료/물 혼합물의 소비량을 측정할 수 있다.
제1 및 제2 혼합기(330, 340)는 연료/물 혼합물을 유지하고 균질한 혼합물로 혼합하도록 구성된 탱크들일 수 있다. 제1 및 제2 혼합기(330, 340)는 다양한 기구들에 의존하여 연료를 균질화할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 혼합기(330, 340)는 예를 들어 환경 진동들, 교반기들 등을 이용하여 연료를 균질화할 수 있다. 그러나, 임의의 적합한 구성이 대안적인 실시예들에서 이용될 수 있다. 균질화됨으로써, 연료/물 혼합물은 수용된 연료와 물로 균일하게 구성된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 균질하지만, 연료 및 물의 농도들은 시간 경과에 따라 변할 수 있다.
재순환기(350)는 엔진(20)에 의한 소비를 위해 엔진(20)에 의해 재순환되는 연료/물 혼합물을 조절하도록 구성될 수 있다. 재순환기(350)는 압력 제어기, 온도 제어기 등으로 구성될 수 있지만, 임의의 적합한 구성이 이용될 수 있다. 엔진(20)에 의해 재순환되는 연료/물 혼합물을 조절하는 것은 재순환된 연료/물 혼합물이 엔진(20)에 의한 사용에 적합하도록 제어기(360)가 압력, 온도 등을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예들에서, 연료/물 혼합물을 재조절하는 것은 제어기(360)에 의해 제어되지 않은 구성요소들을 이용하는 것을 포함할 수 있다.
제어기(360)는 메모리(memory) 및 I/O 포트들(ports)에 통신가능하게 결합된 프로세서(processor)를 포함하는 회로 기판일 수 있지만, 임의의 적합한 제어기가 대안적인 실시예들에서 이용될 수 있다. 제어기(360)는, 도 3에 도시된 연료 제어 시스템(300)을 통해 연료/물 혼합물의 유동을 제어하기 위해, 본원에 설명된 방법들과 같은 방법들을 실행하는 소프트웨어(software)를 포함할 수 있다. 소프트웨어는 메모리에 저장되고 제어기(360) 내의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 제어기(360)가 단일 회로 기판인 것으로 설명되지만, 대안적인 실시예들에서, 다른 제어기들이 서브-기판들(sub-boards), 모듈들(modules) 등과 같은 2 개 또는 그 초과의 기판들로 구성될 수 있다.
도 3에는 도시되지 않았지만, 연료 제어 시스템(300)은 온도 또는 압력 센서들, 유동 제어 밸브들, 압력 조절기들 등과 같은 추가적인 구성요소들로 구성될 수 있다. 대안적으로, 다른 실시예들은 도 3에 도시된 모든 구성요소들을 이용하는 것은 아닐 수 있다. 예를 들면, 다른 실시예들은 제1 및 제2 혼합기(330, 340), 재순환기(350) 등을 이용하지 않을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 3에 도시된 구성요소들은 다른 구성들을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 혼합기(330, 340)는 제1 및 제2 혼합기(330, 340)에 의해 수용된 연료/물 혼합물을 혼합하도록 제어기(360)에 의해 제어되는 센서들(sensors) 및/또는 액추에이터들(actuators)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제어기(360)는 I/O 포트들을 사용하여 혼합물 유량계(5), 엔진(20), 연료 공급원(310), 물 공급원(315), 밸브(320) 및 재순환기(350)와 통신하도록 구성될 수 있다. I/O 포트들은, 예를 들어 직렬, 병렬, 패킷-기반(packet-based) 통신 수단 등과 같은 임의의 적절한 통신 수단을 사용하여 통신하도록 구성될 수 있다. 제어기(360)는, 예를 들어 연료 공급원 유량계(310), 물 공급원 유량계(315), 혼합물 유량계(5)로부터의 유량 측정치들, 엔진(20)으로부터의 연료 소비 데이터, 밸브(320)로부터의 밸브 포지션 정보, 및 재순환기(350)로부터의 연료/물 혼합물 재순환 데이터를 I/O 포트들을 통해 수신할 수 있다. 제어기(360)는 또한 밸브 개방/폐쇄 명령들과 같은 명령들을 밸브(320)에 송신하고, 연료 조절 명령들을 재순환기(350)에 송신할 수 있다.
제어기(360) 내의 프로세서는 수신된 유량 데이터를 사용하여, 혼합물 유량계(5)를 통해 유동하는 연료/물 혼합물의 유량을 계산할 수 있다. 제어기(360) 내의 프로세서는 또한 혼합물 유량계(5)에 의해 제공된 연료/물 혼합물의 유량을 사용하여 연료/물 혼합물 소비율을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(360) 내의 프로세서는 또한 I/O 포트들을 거쳐서 밸브(320)를 개방 및 폐쇄하는 명령들을 송신할 수 있다. 제어기(360)는 또한 명령들이 밸브(320)에 송신되는 시간을 결정하기 위해 프로세서에 의해 사용되는 타이머(timer)를 포함할 수 있다. 하기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 제어기(360)는 연료/물 혼합물의 연료 소비량을 계산할 수 있다.
연료(수분 함량이 없음)에 대한 발열량은 ISO-SFOC 계산 내에 사용되고, 하기의 식 (1)에서 QTEST로 나타난다:
Figure 112019002398051-pct00005
(1)
여기서:
SFOC = 연료 소비율(g/kWh);
QTEST = 시험 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
QCONT = 공장 수락 시험이라고 지칭될 수 있는 엔진의 기준 평가(baseline characterization) 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
α = 동력 조정 계수;
K = 지시된 동력의 비율;
Be = 시험 베드(test bed)에서의 연료유 소비량(g/kWh); 및
EDP = 엔진 구동 펌프들(Engine driven pumps)(g/kWh).
"SFOC"라는 용어가 이용되지만, 예를 들어 BISO―또한 ISO 3046-1에 따른 연료유 소비량을 지칭함―와 같은 대안적인 용어들이 또한 이용될 수 있다.
연료/물 혼합물이 혼합물 유량계(5)에 공급되는 경우, 갱신된 연료/물 혼합물 발열량 값이 계산되고, 하기의 식 (2)에 나타나 있다:
Figure 112019002398051-pct00006
(2)
여기서:
QNEW = 연료/물 혼합물의 발열량;
QFUEL = 연료유의 발열량 값;
QWATER = 물의 발열량 값;
mFUEL = 연료의 질량 유동 농도 계수; 및
mWATER = 물의 질량 유동 농도 계수.
질량 유동 농도 계수들(mass flow concentration factors)(mFUEL 및 mWATER)은 각각 하기의 식 (3) 및 식 (4)에서 계산된다:
Figure 112019002398051-pct00007
(3)
Figure 112019002398051-pct00008
(4)
여기서:
mFLOW FUEL = 연료의 질량 유동;
mFLOW WATER = 물의 질량 유동; 및
mFLOW TOTAL = 연료/물 혼합물의 질량 유동.
연료, 물 및 연료/물 혼합물의 질량 유동은 도 3을 참조하여 설명된 물 및 연료 공급원 유량계들(5w, 5f) 및 혼합물 유량계(5)에 의해 측정된다. 물 및 연료 공급원 유량계들(5w, 5f) 및 혼합물 유량계(5)는 측정된 질량 유동들을 제어기(360)에 제공할 수 있으며, 제어기(360)는 식 (3) 및 식 (4)를 사용하여 질량 유동 농도 계수들을 계산하고, 식 (2)를 사용하여 연료/물 혼합물의 발열량(QNEW)을 계산하며, 연료/물 혼합물에 대한 SFOC를 계산할 수 있다. 연료/물 혼합물에 대한 SFOC를 계산할 때, 연료/물 혼합물의 발열량(QNEW)은 하기의 식 (5)에 나타낸 바와 같이 QTEST 대신에 사용된다:
Figure 112019002398051-pct00009
(5)
SFOCCORR = 연료/물 혼합물에 대해 보정된 연료 소비율(g/kWh).
따라서, 보정된 비 연료 소비량(SFOCCORR)은 기준 또는 공장 수락 시험 SFOC이 연료유의 발열량(QCONT)만을 사용했더라도 물의 발열량을 포함한다.
다른 방법들이 SFOC를 보정하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 혼합물에 대한 SFOC를 보정하기 위한 대안적인 방법은 '소비된 연료 질량(fuel mass consumed)' 값을 보정하고 '연료 발열량' 값을 보정하지 않은 채로 남겨두는 것이다. '소비된 연료 질량' 값은 총 유체 연소 측정치를 사용하는 대신에, 연료 혼합물에 첨가된 연료만을 사용함으로써 보정된다. 대안적으로, 물 및 연료 공급원 유량계들(5w, 5f) 및 혼합물 유량계(5)에 의한 유동 측정치들은 체적 유동 측정치들일 수 있다. 따라서, 연료 소비량 계산은 질량보다는 체적에 기초할 수 있다. 하기는 연료/물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법을 예시한다.
방법
도 4는 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산 방법(400)을 도시하고 있다. 이 방법(400)은 단계(410)에서 연료/물 혼합물을 유동시킴으로써 시작한다. 연료/물 혼합물은 연료 공급원(310)에 의해 제공된 연료유와 물 공급원(315)에 의해 제공된 물의 혼합물일 수 있지만, 임의의 적합한 연료/물 혼합물이 이용될 수 있다. 연료/물 혼합물은 제1 혼합기(330)에서 혼합되고 혼합물 유량계(5)에 제공될 수 있다. 연료 및 물의 농도들은 예를 들어 연료 또는 물의 유량을 제어함으로써 시간 경과에 따라 변할 수 있다.
단계(420)에서, 이 방법(400)은 연료/물 혼합물 내의 연료 및 물의 유동을 측정한다. 연료 및 물의 농도들이 변하기 때문에, 연료 및/또는 물의 측정된 질량 유동은 변할 수 있다. 물 및 연료의 유동은 물 및 연료 공급원 유량계들(5w, 5f)에 의해 측정될 수 있다. 물 및 연료 공급원 유량계들(5w, 5f)은 연료 및 물의 측정된 유동을 제어기(360)에 제공할 수 있다. 유사하게, 연료/물 혼합물의 유동은 혼합물 유량계(5)에 의해 측정되고 제어기(360)에 제공될 수 있다.
단계(430)에서, 이 방법(400)은 연료 및 물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산한다. 계산된 연료 소비량은 식 (5)를 사용하여 계산된 보정된 연료 소비율(SFOCCORR)일 수 있지만, 임의의 적합한 연료 소비량 계산이 이용될 수 있다. 식 (2) 내지 식 (5)를 참조하여, 연료/물 혼합물의 순 발열량(QNEW)은 연료 및 물의 질량 유동들(mFLOW FUEL, mFLOW WATER)에 기초하여 계산될 수 있다. 보정된 연료 소비율(SFOCCORR)은 연료/물 혼합물의 순 발열량에 기초하여 계산될 수 있다.
연료 소비량은 연속적으로 계산될 수 있다. 예를 들면, 제어기(360)는 물 및 연료 공급원 유량계들(5w, 5f)로부터의 질량 유동(mFLOW FUEL, mFLOW WATER) 측정치들 및 혼합물 유량계(5)로부터의 총 질량 유동(mFLOW TOTAL)을 연속적으로 수신하여 보정된 연료 소비율(SFOCCORR)을 연속적으로 및 반복적으로 계산할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 질량 유동(mFLOW FUEL, mFLOW WATER, mFLOW TOTAL) 측정치들과 대응하는 연료/물 혼합물의 소비량 사이의 시간 지연이 포함될 수 있다. 예를 들면, 보정된 연료 소비율(SFOCCORR)은, 지시된 동력의 비율(K)과 엔진 구동 펌프들(EDP)뿐만 아니라, 시간 경과에 따라 변하는 임의의 다른 보정 계수들이 엔진(20)에 의해 실제로 소비되는 연료/물 혼합물에 대응하는 것을 보장하도록 지연에 의해 오프셋된 측정 데이터로 계산될 수 있다. 지연은 고정 값일 수 있거나, 연료/물 혼합물의 질량 유동(mFLOW TOTAL)에 상관될 수 있다.
전술한 바와 같이, 연료 제어 시스템(300) 및 방법(400)은 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산한다. 연료 소비량은 물 및 연료 공급원 유량계들(5w, 5f)에 의해 측정될 수 있는 연료의 질량 유동 및 물의 질량 유동에 기초하여 계산될 수 있다. 제어기(360)는 연료/물 혼합물 내의 연료 및 물 둘 모두의 발열량들을 사용하여 연료 소비량을 계산할 수 있다. 연료/물 혼합물의 발열량은 연료/물 혼합물 내의 연료 및 물의 질량 농도들에 기초할 수 있다. 예를 들면, 보정된 연료 소비율(SFOCCORR)은 연료/물 혼합물의 보정된 발열량(QNEW)으로 계산될 수 있고, 이에 의해 연료/물 혼합물 내의 물의 발열량에 대해 보정할 수 있다.
결과적으로, 엔진(20)의 연료 소비율(SFOC)은, 엔진(20)이 연료/물 혼합물을 소비하는 중이더라도, ISO 표준(예를 들면, ISO 3046-1)으로 계산되고 공장 수락 시험 SFOC와 비교되어 엔진의 현재 수명 주기 사용을 결정할 수 있다. 이러한 ISO 표준 비교는 또한 엔진(20) 제조업체에 의해 판매되는 예방 유지보수/서비스 프로그램들의 효과를 입증하는데 사용될 수 있다. 예방 유지보수/서비스 프로그램들의 효과는 보정되지 않은 연료 소비율(SFOC) 계산이 사용되는 경우보다 보정된 연료 소비율(SFOCCORR)으로 보다 정확하게 평가될 수 있다.
상기 실시예들의 상세한 설명들은 본 명세서의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자들에 의해 고려되는 모든 실시예들에 대한 철저한 설명들은 아니다. 실제로, 당업자는 전술한 실시예들의 특정 요소들이 다른 실시예들을 생성하기 위해 다양하게 조합되거나 제거될 수 있으며, 그러한 다른 실시예들이 본 명세서의 범위 및 교시들 내에 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 당업자에게는, 전술한 실시예들이 전체적으로 또는 부분적으로 조합되어 본 명세서의 범위 및 교시들 내에서 추가적인 실시예들을 생성할 수 있다는 것이 자명할 것이다.
따라서, 특정 실시예들이 예시의 목적들을 위해 본원에 설명되었지만, 당업자가 인식하는 바와 같이, 본 명세서의 범위 내에서 다양한 등가 변형예들이 가능하다. 본원에 제공된 교시들은 연료 및 물 혼합물의 다른 연료 소비량 계산들에 적용될 수 있으며, 상기에서 설명되고 첨부 도면들에 도시된 실시예들에만 적용될 수 있는 것은 아니다. 따라서, 전술한 실시예들의 범위는 하기의 청구범위로부터 결정되어야 한다.

Claims (16)

  1. 연료 및 물 혼합물에 대한 연료 소비량 계산을 위한 연료 제어 시스템(300)으로서,
    상기 연료 제어 시스템(300)은,
    혼합기(330);
    상기 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고(fluidly coupled), 상기 혼합기(330)로의 연료의 유동을 측정하도록 구성된 연료 공급원(310);
    상기 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고, 상기 혼합기(330)로의 물의 유동을 측정하도록 구성된 물 공급원(315);
    상기 혼합기(330)에 유체적으로 결합되고, 상기 혼합기(330)로부터 연료/물 혼합물을 수용하여 상기 연료/물 혼합물의 특성들을 측정하도록 구성된 혼합물 유량계(5); 및
    상기 연료 공급원(310), 상기 물 공급원(315) 및 상기 혼합물 유량계(5)에 통신가능하게 결합된 제어기(360)를 포함하며,
    상기 제어기(360)는, 연료의 측정된 유동, 물의 측정된 유동, 및 상기 혼합물 유량계(5)에 의해 제공되는 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여, 연료 소비량을 계산하도록 구성되는,
    연료 제어 시스템(300).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어기(360)가 상기 연료의 측정된 유동, 상기 물의 측정된 유동, 및 상기 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 상기 연료 소비량을 계산하도록 구성되는 것은, 상기 제어기(360)가 하기의 식에 기초하여 상기 연료 소비량을 계산하도록 구성되는 것을 포함하는,
    연료 제어 시스템(300).
    Figure 112020014381340-pct00010

    여기서:
    SFOC = 연료 소비율(g/kWh);
    QTEST = 시험 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
    QCONT = 공장 수락 시험이라고 지칭될 수 있는 엔진의 기준 평가 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
    α = 동력 조정 계수;
    K = 지시된 동력의 비율;
    Be = 시험 베드(test bed)에서의 연료유 소비량(g/kWh); 및
    EDP = 엔진 구동 펌프들(Engine driven pumps)(g/kWh).
  3. 제2 항에 있어서,
    시험 동안의 연료의 순 발열량(QTEST)은 하기의 식을 사용하여 갱신되는,
    연료 제어 시스템(300).
    Figure 112020014381340-pct00011

    여기서:
    QNEW = 연료/물 혼합물의 발열량;
    QFUEL = 연료유의 발열량 값;
    QWATER = 물의 발열량 값;
    mFUEL = 연료의 질량 유동 농도 계수; 및
    mWATER = 물의 질량 유동 농도 계수.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어기(360)가, 상기 연료의 측정된 유동, 상기 물의 측정된 유동, 및 상기 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 상기 연료 소비량을 계산하도록 구성되는 것은, 상기 제어기(360)가 상기 연료의 측정된 유동, 상기 물의 측정된 유동, 및 상기 혼합물 유량계(5)에 의해 제공된 상기 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 연료의 질량 유동 농도 계수(mFUEL) 및 물의 질량 유동 농도 계수(mWATER)를 계산하도록 구성되는 것을 포함하는,
    연료 제어 시스템(300).
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물 공급원(315)은 물 공급원 유량계(5w)를 포함하고, 상기 연료 공급원(310)은 연료 공급원 유량계(5f)를 포함하는,
    연료 제어 시스템(300).
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물 공급원(315)이 상기 물의 유동을 측정하도록 구성되는 것은 상기 물 공급원(315)이 물의 질량 유동(mFLOW WATER)을 측정하도록 구성되는 것을 포함하고, 상기 연료 공급원(310)이 상기 연료의 유동을 측정하도록 구성되는 것은 상기 연료 공급원(310)이 연료의 질량 유동(mFLOW FUEL)을 측정하도록 구성되는 것을 포함하는,
    연료 제어 시스템(300).
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합물 유량계(5)가 상기 혼합기(330)로부터 연료/물 혼합물을 수용하여 상기 연료/물 혼합물의 특성들을 측정하도록 구성되는 것은, 상기 혼합물 유량계(5)가 연료/물 혼합물의 질량 유동(mFLOW TOTAL)을 측정하도록 구성되는 것을 포함하는,
    연료 제어 시스템(300).
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료의 측정된 유동 및 상기 물의 측정된 유동은 체적 유량들이고, 상기 연료 공급원(310)은 상기 연료의 유동의 밀도를 측정하도록 추가로 구성되고, 상기 물 공급원(315)은 상기 물의 유동의 밀도를 측정하도록 추가로 구성되며, 상기 연료/물 혼합물의 특성들은 체적 유량 및 연료/물 혼합물의 밀도 중 적어도 하나를 포함하는,
    연료 제어 시스템(300).
  9. 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    연료/물 혼합물을 유동시키는 단계;
    상기 연료/물 혼합물의 유동을 측정하는 단계:
    상기 연료/물 혼합물 내의 연료의 유동 및 물의 유동을 측정하는 단계; 및
    연료의 측정된 유동, 물의 측정된 유동, 및 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 연료 소비량을 계산하는 단계를 포함하는,
    연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 연료의 측정된 유동, 상기 물의 측정된 유동, 및 상기 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 상기 연료 소비량을 계산하는 단계는, 하기 식에 기초하여 상기 연료 소비량을 계산하는 단계를 포함하는,
    연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법.
    Figure 112020014381340-pct00012

    여기서:
    SFOC = 연료 소비율(g/kWh);
    QTEST = 시험 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
    QCONT = 공장 수락 시험이라고 지칭될 수 있는 엔진의 기준 평가 동안의 연료유의 순 발열량 값(MJ/kg);
    α = 동력 조정 계수;
    K = 지시된 동력의 비율;
    Be = 시험 베드에서의 연료유 소비량(g/kWh); 및
    EDP = 엔진 구동 펌프들(g/kWh).
  11. 제10 항에 있어서,
    시험 동안의 연료의 순 발열량(QTEST)은 하기의 식을 사용하여 갱신되는,
    연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법.
    Figure 112020014381340-pct00013

    여기서:
    QNEW = 연료/물 혼합물의 발열량;
    QFUEL = 연료유의 발열량 값;
    QWATER = 물의 발열량 값;
    mFUEL = 연료의 질량 유동 농도 계수; 및
    mWATER = 물의 질량 유동 농도 계수.
  12. 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료의 측정된 유동, 상기 물의 측정된 유동, 및 상기 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 상기 연료 소비량을 계산하는 단계는, 상기 연료의 측정된 유동, 상기 물의 측정된 유동, 및 상기 연료/물 혼합물의 측정된 유동에 기초하여 상기 연료의 질량 유동 농도 계수(mFUEL) 및 상기 물의 질량 유동 농도 계수(mWATER)를 계산하는 단계를 포함하는,
    연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 및 물의 유동을 측정하는 단계는, 상기 물의 질량 유동(mFLOW WATER)을 측정하는 단계 및 상기 연료의 질량 유동(mFLOW FUEL)을 측정하는 단계를 포함하는,
    연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 및 물의 유량을 측정하는 단계는, 상기 연료/물 혼합물의 질량 유동(mFLOW TOTAL)을 측정하는 단계를 포함하는,
    연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료의 측정된 유동 및 상기 물의 측정된 유동은 체적 유량들이고, 상기 방법은 상기 연료의 유동 및 상기 물의 유동 중 적어도 하나의 밀도를 측정하는 단계를 더 포함하는,
    연료 및 물 혼합물의 연료 소비량을 계산하는 방법.
  16. 삭제
KR1020197000664A 2016-06-09 2017-06-06 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산 KR102135872B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662347999P 2016-06-09 2016-06-09
US62/347,999 2016-06-09
PCT/US2017/036058 WO2017214082A1 (en) 2016-06-09 2017-06-06 Fuel consumption calculation of a fuel and water mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190015557A KR20190015557A (ko) 2019-02-13
KR102135872B1 true KR102135872B1 (ko) 2020-07-20

Family

ID=59315690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197000664A KR102135872B1 (ko) 2016-06-09 2017-06-06 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11441496B2 (ko)
EP (1) EP3469318B1 (ko)
JP (2) JP6992013B2 (ko)
KR (1) KR102135872B1 (ko)
CN (1) CN109219736A (ko)
AU (1) AU2017278274B2 (ko)
BR (1) BR112018073916B1 (ko)
CA (1) CA3027042C (ko)
MX (1) MX2018013603A (ko)
RU (1) RU2712989C1 (ko)
SG (1) SG11201810026VA (ko)
WO (1) WO2017214082A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020129992B4 (de) * 2020-11-13 2022-09-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung eines Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs
CN112502865A (zh) * 2020-11-25 2021-03-16 江苏科技大学 一种动态智能乳化系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0233458A (ja) * 1988-07-25 1990-02-02 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジンの運転方法
US6612186B1 (en) 2000-02-16 2003-09-02 Micro Motion, Inc. Mass fraction metering device
JP4864952B2 (ja) * 2008-09-30 2012-02-01 川崎重工業株式会社 ディーゼル機関の運転制御方法、運転制御装置およびディーゼル機関
DE102009015198A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-14 Germanischer Lloyd Ag Verfahren zum Bestimmen in Echtzeit einer momentanen Energieumsatzgröße eines Schiffs
WO2011053905A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Cummins Inc. Engine control techniques to account for fuel effects
AU2010313280A1 (en) 2009-10-30 2012-05-31 Bp Corporation North America Inc. Composition and method for reducing NOx and smoke emissions from diesel engines at minimum fuel consumption
JP5481310B2 (ja) * 2010-08-05 2014-04-23 川崎重工業株式会社 比重監視制御装置及びそれを備える燃料供給装置
KR20120113321A (ko) * 2011-04-05 2012-10-15 무원엘에스 주식회사 초크유동 및 스월유동을 이용한 선박기관의 유화유 제조 및 공급시스템
KR101110015B1 (ko) * 2011-09-02 2012-04-18 이엔에프씨 주식회사 선박용 엔진 또는 보일러의 연료공급 및 배출가스 저감 시스템
JP5941224B2 (ja) 2013-08-29 2016-06-29 独立行政法人水産大学校 水混合燃料生成装置
KR101463972B1 (ko) * 2014-01-10 2014-11-26 이지현 유화연료 제조장치 및 이를 사용한 연소시스템

Also Published As

Publication number Publication date
MX2018013603A (es) 2019-02-21
EP3469318B1 (en) 2022-03-02
BR112018073916B1 (pt) 2022-10-11
CN109219736A (zh) 2019-01-15
JP6992013B2 (ja) 2022-01-13
JP2019519715A (ja) 2019-07-11
CA3027042C (en) 2021-07-06
RU2712989C1 (ru) 2020-02-03
US11441496B2 (en) 2022-09-13
BR112018073916A2 (pt) 2019-02-26
AU2017278274B2 (en) 2019-08-15
JP2020172930A (ja) 2020-10-22
KR20190015557A (ko) 2019-02-13
SG11201810026VA (en) 2018-12-28
AU2017278274A1 (en) 2018-11-29
US20190301374A1 (en) 2019-10-03
WO2017214082A1 (en) 2017-12-14
CA3027042A1 (en) 2017-12-14
EP3469318A1 (en) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7428838B2 (en) Calibration for an oil-consumption-measurement system
KR102135872B1 (ko) 연료 및 물 혼합물의 연료 소비량 계산
RU170327U1 (ru) Установка для калибровки, поверки и контроля метрологических характеристик поточных плотномеров нефти и нефтепродуктов
KR101395396B1 (ko) 비중 감시 제어 장치 및 이를 구비한 연료 공급 장치
US11592430B2 (en) Method for estimating a combustion characteristic of a gas that may contain dihydrogen
RU2763240C2 (ru) Контур дозирования топлива и способ с компенсацией изменчивости плотности топлива
US7249530B2 (en) Oil consumption simulating device
JP6818756B2 (ja) 混合燃料の流れ期間の特性を明らかにする方法
JP2018036168A (ja) 流量計検査システム及び流量計検査方法
Taubert et al. Some aspects of validation of the fuel consumption measurement method
RU138529U1 (ru) Стенд для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси
RU2383867C1 (ru) Способ измерения расхода газа при выдаче его из замкнутой емкости
JP2019138829A (ja) 試験体のガス応答性を評価する装置
NO332544B1 (no) System for overvaking og tilforing av tilsetningsstoffer i et brennstoff

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant