KR102183889B1 - 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템 - Google Patents

선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 선박 엔진에 연료유를 분사하는 연료분사펌프의 플런저와 플런저를 감싸는 배럴 사이의 간극에서 윤활역할을 하는 연료유를 회수하는 드레인 라인과, 드레인 라인을 통해 회수되는 연료유를 저장하고 저장된 연료유가 일정 수량이상인 경우 자동으로 청정기(Purifier)로 배출하는 연료유 회수 탱크를 포함한다.

Description

선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템{SYSTEM FOR RECYCLING FUEL OIL USED IN SHIP ENGINE}
본 발명은 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 연료유 탱크에서 선박 엔진으로 공급되는 연료유 중 누출되는 연료유를 회수하여 재활용하고, 나아가 연료분사펌프의 고장 또는 이상 유무를 외부에 알려줄 수 있는 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 제공하는 것이다.
일반적으로 선박용 엔진의 연료유 저장탱크의 연료유는 이송펌프(Transfer Pump)와 청정기(Purifier)를 통과하여 불순물이 제거된 후 서비스탱크(Service Tank)로 보내진다. 사용 준비된 서비스탱크(Service Tank)의 연료유는 연료분사펌프(Supply Pump)에 의해 엔진으로 분사된다.
일반적으로, 대형, 중형 선박용 디젤엔진의 연료분사펌프는, 엔진의 크랭크축에서 연장되어 캠축에 설치된 각 실린더마다 하나의 연료 캠과 연료분사펌프의 작동으로 연료분사가 인젝터를 통해 연소실로 분사되도록 작동한다. 디젤엔진에 사용되는 일반적인 연료분사장치는 플런저의 상하운동으로 연료의 압력을 증감시킨다. 플런저의 상승 운동으로 인해 고압의 연료유는 상부로 전달되고 일부 연료유는 하부로 내려와 플런저와 플런저를 감싸는 배럴 사이의 간극으로 채워져 플런저의 왕복운동을 위한 윤활역할을 하기도 한다. 윤활역할을 하는 연료유는 플런저 가운데 부분에 준비된 드레인 홈을 통해 외부로 배출된다.
그런데 연료분사펌프에서 엔진으로 연료유 분사 시, 비교적 많은 양의 연료유가 배유되는 현상이 발생하게 되는데, 비싼 연료유의 많은 양이 배출되기 때문에 그 비용부담이 상당한 부분을 차지하게 되었다.
한국등록특허공보 제10-1219987호 (등록일 2013.01.02) 한국등록실용신안공보 20-0468286호 (등록일 2013.07.29)
본 발명은 상술한 바와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 엔진 연료유 탱크에서 선박 엔진으로 공급되는 연료유 중 누출되는 연료유를 회수하여 재활용할 수 있도록 해주는 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연료분사펌프의 고장 또는 이상 유무를 외부에 알려줄 수 있고, 장치 설치 비용을 절감할 수 있는 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 회수되어 저장된 연료유가 굳어서 재이용할 수 없거나 연료유 회수 탱크의 배출관을 막지 않도록 조치할 수 있는 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 선박 엔진에 연료유를 분사하는 연료분사펌프의 플런저와 플런저를 감싸는 배럴 사이의 간극에서 윤활역할을 하는 연료유를 회수하는 드레인 라인과, 드레인 라인을 통해 회수되는 연료유를 저장하고 저장된 연료유가 일정 수량이상인 경우 자동으로 청정기(Purifier)로 배출하는 연료유 회수 탱크를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템의 연료유 회수 탱크는, 저장된 연료유가 일정 수량이상인 경우 오버플로우 되도록 하는 차단막과, 차단막을 오버플로우 하는 연료유의 수위를 감지하는 수위 감지 센서를 포함한다. 이 같은 양상에 따르면, 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 수위 감지 센서에서 출력되는 신호를 검출하여 연료분사펌프의 고장 유무를 판단하는 제어부와, 제어부로부터 출력되는 점등제어신호에 따라 경고신호를 출력하는 알람부를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 연료유 회수 탱크에 차단막에 의해 고여 있는 연료유의 점도(Viscosity)를 조절하는 연료유 점도 조절부를 더 포함한다. 연료유 점도 조절부는 연료유 회수 탱크에 저장된 연료유의 온도를 조절하는 것으로, 가열히터 또는 고온의 냉각수를 이용한 워터 자겟 또는 엔진으로 공급되는 연료유 중 일부를 연료유 회수 탱크에 공급하는 수단으로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 연료분사펌프에서 누출되는 윤활유를 회수하여 일시적으로 저장할 수 있는 연료유 회수 탱크를 포함하여 구현됨으로써, 회수한 연료유를 재활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 연료유 회수 탱크에 연료유가 일정 수량이상인 경우 오버플로우 되도록 차단막을 설치하고, 오버플로우 되는 연료유의 수위를 감지하는 수위 감지 센서와 수위를 검출하여 연료분사펌프의 고장 또는 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함함로써, 오버플로우 되는 연료유가 갑자기 증가하여 연료유의 수위가 비정상적으로 높아질 경우 연료분사펌프에 고장 또는 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 비싼 유량 센서 대신 상대적으로 비용이 저렴한 수위 감지 센서를 이용하여 회수되는 연료유의 갑작스런 증가 유무를 검출하도록 구현됨으로써, 장치 설치 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템은, 연료유 회수 탱크에 차단막에 의해 고여 있는 연료유의 점도(Viscosity)를 조절하는 연료유 점도 조절부를 더 포함함으로써, 회수되어 저장된 연료유가 굳어서 재이용할 수 없거나 연료유 회수 탱크의 배출관을 막지 않도록 조치할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 구비한 선박을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 본 발명에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 구비한 선박을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
선박은 예를 들어 드릴쉽(drill ship)과 같이 자항능력을 가지고 추진 가능한 선박을 모두 포함할 수 있으며, 이외에도 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage & offloading unit, or FPSO)나 부유식 가스저장재기화 설비(floating storage and regasification unit, or FSRU)와 같은 부유식 해양 구조물 등을 포함할 수 있다.
선박은 추진용으로 사용되는 주기 엔진과 선박에 필요한 전기를 발생시키는 발전용 엔진을 각각 구비한다. 발전용 엔진은 오일(Oil)만을 연료로서 사용하는 디젤 엔진과 오일과 가스를 모두 연료로서 사용하는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric, 이중 연료 디젤-전기 방식) 엔진으로 분류된다. 어떤 발전용 엔진이든 저점도(low viscosity) 상태의 연료유를 연료분사펌프를 통해 엔진으로 분사하는데, 이때 많은 양의 연료유가 연료분사펌프에서 누유되며, 고가의 연료유가 그냥 배출될 경우 그 비용부담이 상당하다.
도 1을 참조하면, 선박은 선체(1)와 선체(1)에 설치되는 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템(1000)을 포함한다. 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템(1000)은 도 2에 도시된 바와 같이 선박 엔진에 연료유를 분사하는 연료분사펌프(21 내지 23)의 플런저와 플런저를 감싸는 배럴 사이의 간극에서 윤활역할을 하는 연료유를 회수하여 재사용할 수 있도록 하는 장치이다.
선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템(1000)의 연료유 회수 탱크(40)는 연료유가 일정 수량이상인 경우 오버플로우 되도록 하여 항상 일정한 양의 연료유가 배출되도록 하여 회수된 연료유의 재사용율을 보다 높일 수 있다. 또한, 연료유 회수 탱크(40)에서 오버플로우 되는 연료유의 수위를 감지하여 연료분사펌프의 고장 또는 이상 유무를 판단할 수 있다.
본 실시예에 따른 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템(1000)은 도 2에 도시한 바와 같이, 선박 엔진(11 내지 13)에 연료유를 분사하는 연료분사펌프(21 내지 23)와, 연료분사펌프(21 내지 23)의 플런저와 플런저를 감싸는 배럴 사이의 간극에서 윤활역할을 하는 연료유를 회수하는 드레인 라인(61 내지 63)와, 드레인 라인(61 내지 63)을 통해 회수되는 연료유를 저장하고 저장된 연료유가 일정 수량이상인 경우 자동으로 배출하는 연료유 회수 탱크(40)를 포함하여 구현될 수 있다.
연료유 회수 탱크(40)는, 저장된 연료유가 일정 수량이상인 경우 오버플로우 되도록 하는 차단막(50)과, 차단막(50)을 오버플로우 하는 연료유의 수위를 감지하는 수위 감지 센서(100)를 포함하여 구현될 수 있다. 차단막(50)은 일정한 사이즈를 갖는 연료유 배출부(51)가 형성될 수 있다. 차단막(50)은 회수되는 연료유를 일시적으로 저장하는 역할과 연료분사펌프의 고장으로 인해 연료유가 갑자기 증가하더라도 연료유 회수 탱크(40) 배출관을 통해 일시에 많은 양의 연료유가 배출되는 것을 막는 역할을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 연료유 회수 탱크(40) 내에 저장된 연료유 수위를 측정하기 위한 수위 감지 센서(100)는 연료유 회수 탱크(40)의 상부 일측에 구비되는 엔코더(110)와, 엔코더(110)의 일측에 상,하로 회동 가능하게 구비되어 엔코더(110)와 연동되는 작동바(120) 및 작동바(120)의 선단에 구비되어 연료유의 표면에 부력에 의해 그 위치가 가변되는 뜨개(130)로 구성된다. 수위 감지 센서(100)는 연료분사펌프(21 내지 23)의 고장으로 인해 연료유가 갑자기 증가하는 것을 엔코더(110)의 회전량을 통해 검출한다. 통상 연료유의 유량을 검출하기 위해 사용되는 유량 센서는 고가이다. 이에 상대적으로 비용이 저렴한 수위 감지 센서를 이용하여 장치 설치 비용을 절감할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템(1000)은, 수위 감지 센서(100)에서 출력되는 신호를 검출하여 연료분사펌프(21 내지 23)의 고장 유무를 판단하는 제어부(200)와, 제어부(200)로부터 출력되는 점등제어신호에 따라 경고신호를 출력하는 알람부(300)를 포함하여 구현될 수 있다. 알람부(300)는 경보음 출력부 또는 경고등 표시부로 구현될 수 있다.
연료유 회수 탱크(40)에는 배출관에 연결되는 연료유 배출라인(81)과 밸브(82)를 포함하여 구현될 수 있다. 제어부(200)는 밸브(82)를 제어하여 연료유 배출라인(81)을 통해 연료유를 배출하거나 차단할 수 있다. 연료유 회수 탱크(40)에서 배출되는 연료유는 청정기(Purifier)를 통과하여 불순물이 제거된 후 서비스탱크(Service Tank)로 보내질 수 있다.
선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템(1000)은, 연료유 회수 탱크(40)에 차단막(50)에 의해 고여 있는 연료유의 점도(Viscosity)를 조절하는 연료유 점도 조절부를 더 포함할 수 있다. 연료유 점도 조절부는 일례로, 연료유 회수 탱크(40)에 저장된 연료유의 온도를 조절하는 것으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 일례로 선박 엔진(11 내지 13)으로 공급되는 연료유 중 일부를 연료유 회수 탱크(40)에 공급하는 연료유 배출라인(71)과 밸브(72)를 포함하여 구현될 수 있다. 연료유 점도 조절부 다른 예로, 가열히터 또는 고온의 냉각수를 이용한 워터 자겟으로 구현될 수도 있다.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1000 : 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템
11, 12, 13 : 선박 엔진
21, 22, 23 : 연료분사펌프
61, 62, 63 : 드레인 라인
40 : 연료유 회수 탱크
50 : 차단막
51 : 연료유 배출부
71, 81 : 연료유 배출라인
72, 82 : 밸브
100 : 수위 감지 센서
110 : 엔코더
120 : 작동바
130 : 뜨개
200 : 제어부
300 : 알람부

Claims (3)

  1. 선박 엔진에 연료유를 분사하는 연료분사펌프의 플런저와 플런저를 감싸는 배럴 사이의 간극에서 윤활역할을 하는 연료유를 회수하는 드레인 라인; 및
    상기 드레인 라인을 통해 회수되는 연료유를 저장하고, 저장된 연료유가 일정 수량이상인 경우 자동으로 청정기(Purifier)로 배출하는 연료유 회수 탱크; 를 포함하며,
    상기 연료유 회수 탱크는,
    저장된 연료유가 일정 수량 이상일 경우 오버플로우 되도록 하는 차단막;
    상기 차단막에 형성되어 연료유가 오버플로우 되도록 하는 연료유 배출부; 및
    상기 차단막의 연료유 배출부를 오버플로우 한 연료유의 수위를 감지하는 수위 감지 센서; 를 포함하며,
    상기 수위 감지 센서에서 출력되는 신호를 검출하여 상기 연료분사펌프의 고장 유무를 판단하는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 점등제어신호에 따라 경고신호를 출력하는 알람부; 및
    상기 연료유 회수 탱크에 차단막에 의해 고여 있는 연료유의 점도(Viscosity)를 조절하는 연료유 점도 조절부; 를 더 구비하며,
    상기 연료유 점도 조절부는, 엔진으로 공급되는 연료유 중 일부를 상기 연료유 회수 탱크에 공급하는 연료유 배출라인과, 상기 연료유 배출라인에 설치되는 밸브(72)를 포함하는 선박 엔진 연료유 리사이클링 시스템.
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