KR102271316B1 - 연료분사밸브의 제어밸브 시험 장치 - Google Patents

연료분사밸브의 제어밸브 시험 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료분사밸브의 제어밸브 시험 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치는, 오일이 저장되는 오일 탱크; 연소기관에 연료를 분사하는 연료분사밸브에 작동유를 공급하는 제어밸브를 시험하기 위해 상기 오일 탱크에 저장된 오일을 승압하여 상기 제어밸브 측으로 공급하는 피스톤 펌프; 상기 피스톤 펌프를 구동시키는 전기모터; 및 상기 피스톤 펌프에서 상기 제어밸브 측으로 공급되는 오일을 제어하여 공급하기 위해 적어도 하나의 솔레노이드 밸브가 포함된 매니폴드 블록 및 상기 제어밸브 측에 전기신호를 인가하는 전자 패널을 포함하고, 상기 제어밸브에 전기신호가 인가되면, 인가된 전기신호에 의해 상기 제어밸브에서 오일이 분사되도록 상기 제어밸브를 시험할 수 있다. 본 발명에 의하면, 연료분사밸브에 작동유를 공급하는 제어밸브에 대해 제어밸브가 장착되는 구동되는 환경과 동일한 환경에서 시험할 수 있어, 제어밸브에 대한 정확한 시험이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

연료분사밸브의 제어밸브 시험 장치{TESTING APPARATUS FOR CONTROL VALVE OF FUEL INJECTION VALVE}
본 발명은 연료분사밸브의 제어밸브 시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료분사밸브에 작동유의 공급을 제어하는 제어밸브를 시험하는 연료분사밸브의 제어밸브 시험 장치에 관한 것이다.
연료분사밸브는 선박 등의 엔진에 연료를 분사하기 위한 밸브이다. 이러한 연료분사밸브는 엔진에 연료를 공급하기 위해 연료가 공급되고, 공급된 연료를 엔진에 분사하도록 동작한다. 이를 위해 연료분사밸브는 연료분사밸브를 동작시키기 위해 작동유가 공급될 필요가 있다.
따라서 연료분사밸브는 연료 외에도 작동유가 별도로 공급되며, 공급된 작동유는 연료분사밸브를 동작시킨 다음, 외부로 배출된다. 따라서 연료분사밸브에 작동유를 공급하고 회수하기 위한 작동유 탱크가 구비될 수 있다.
또한, 연료분사밸브에 작동유의 공급을 제어하기 위한 제어밸브가 구비될 필요가 있다. 제어밸브는 작동유 탱크에서 공급된 작동유를 연료분사밸브가 동작할 수 있도록 연료분사밸브에 공급하고, 또한, 작동유가 연료분사밸브와 작동유 탱크 사이에서 순환하도록 동작한다.
그런데 이러한 제어밸브를 연료분사밸브에 설치할 때, 정상적으로 동작하는지 시험할 필요가 있다. 제어밸브가 정상 동작이 이루어지는지 확인되지 않은 상태에서 연료분사밸브에 설치하는 경우, 설치된 상태에서 제어밸브가 정상적으로 동작하지 않으면 그로 인해 연료분사밸브에 정상적으로 작동유가 공급되지 않아 연료분사밸브도 함께 문제가 발생할 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-0686447호 (2007.02.15.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연료분사밸브에 작동유를 공급하는 제어밸브를 시험할 수 있는 연료분사밸브의 제어밸브 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치는, 오일이 저장되는 오일 탱크; 연소기관에 연료를 분사하는 연료분사밸브에 작동유를 공급하는 제어밸브를 시험하기 위해 상기 오일 탱크에 저장된 오일을 승압하여 상기 제어밸브 측으로 공급하는 피스톤 펌프; 상기 피스톤 펌프를 구동시키는 전기모터; 상기 피스톤 펌프에서 상기 제어밸브 측으로 공급되는 오일을 제어하여 공급하기 위해 적어도 하나의 솔레노이드 밸브가 포함된 매니폴드 블록 및 상기 제어밸브 측에 전기신호를 인가하는 전자 패널을 포함하고, 상기 제어밸브에 전기신호가 인가되면, 인가된 전기신호에 의해 상기 제어밸브에서 오일이 분사되도록 상기 제어밸브를 시험할 수 있다.
상기 전자패널에서 인가된 전기신호에 따라 상기 제어밸브에서 분사되는 오일량이 조절될 수 있다.
상기 매니폴드 블록은, 상기 피스톤 펌프에서 공급된 오일의 공급량을 조절하여 상기 제어밸브 측으로 공급하는 제1 솔레노이드 밸브; 및 상기 제어밸브에서 배출되는 오일량을 조절하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
상기 매니폴드 블록은, 상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되며, 상기 제어밸브에서 분사되는 오일량을 조절하는 제3 솔레노이드 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 매니폴드 블록은, 상기 제1 솔레노이드 밸브에 연결되며, 이동하는 오일의 압력을 낮추기 위한 릴리프 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 솔레노이드 밸브는 상기 제어밸브가 정상적으로 동작하는지 확인하기 위한 테스트 포인트가 배치될 수 있다.
상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되며, 순환되는 오일의 압력을 감지하는 압력 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 오일 탱크로 회수되는 오일에서 이물질을 제거하는 리턴 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 피스톤 펌프를 거쳐 공급되는 오일에서 이물질을 제거하는 압력 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 오일 탱크에 저장된 오일의 온도를 높이기 위해 상기 오일 탱크에 설치된 오일 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되며, 상기 제어밸브에서 분사된 오일의 유량을 측정하기 위해 설치된 유량계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연료분사밸브에 작동유를 공급하는 제어밸브에 대해 제어밸브가 장착되는 구동되는 환경과 동일한 환경에서 시험할 수 있어, 제어밸브에 대한 정확한 시험이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 제어밸브는 다수의 연료분사밸브에 공급되는 작동유의 공급을 제어하기 때문에 연료분사밸브에 설치되기 전에 시험이 이루어질 수 있어, 정상적인 제어밸브를 연료분사밸브에 설치할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브와 연료분사밸브의 설치 관계를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 측면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브와 연료분사밸브의 설치 관계를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 개략도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 정면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치를 도시한 측면도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 연료분사밸브(400)의 제어밸브 시험 장치(100)에서 시험하고자 하는 제어밸브(300)는, 도시된 바와 같이 다수의 연료분사밸브(400)에 작동을 공급하기 위해 구비된다.
연료분사밸브(400)는 제어밸브(300)를 통해 공급된 작동유에 의해 동작될 수 있으므로, 제어밸브(300)는 연료분사밸브(400)의 동작을 위해 작동유를 공급한다. 이때, 제어밸브(300)는, 작동유의 공급시기 및 작동유의 공급량을 조절하여 연료분사밸브(400)의 연료분사 시기 및 연료 분사량을 제어할 수 있다.
도시된 바와 같이, 하나의 제어밸브(300)는 다수의 연료분사밸브(400)에 작동유를 공급하도록 제어됨에 따라 제어밸브(300)에서 공급되는 작동유에 의해 다수의 연료분사밸브(400)가 동시에 동일한 동작으로 동작될 수 있다.
본 실시예에서, 시험하고자 하는 제어밸브(300)는, 연료분사밸브(400)에 작동유를 공급하기 위해 구비되며, 제어밸브 시험 장치(100)는, 제어밸브(300)가 연료분사밸브(400)에 작동유를 정상적으로 공급하는지를 시험하기 위한 장치이다.
본 발명의 상기와 같이 동작하는 제어밸브(300)가 정상적으로 동작하는지를 시험하기 위한 시험 장치로, 제어밸브 시험 장치(100)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전기모터(110), 피스톤 펌프(120), 오일 히터(130), 유량계(140), 지그(150), 마그넷 분리부(160), 에어브리더(170), 오일탱크(180), 전자패널(210), 매니폴드 블록(220) 및 테스트 블록(230)을 포함한다.
전기모터(110)는 피스톤 펌프(120)를 구동시키기 위해 구비된다. 전기모터(110)는 공급된 전원에 의해 구동되며, 피스톤 펌프(120)를 통해 작동유가 소정의 압력을 갖도록 피스톤 펌프(120)를 구동시킬 수 있다.
피스톤 펌프(120)는, 작동유를 제어밸브(300)에 공급하기 위해 구비된다. 피스톤 펌프(120)는 피스톤의 왕복운동으로 흡수 및 배출 동작이 이루어지는 펌프이다. 피스톤 펌프(120)는 송수작용이 끊어졌다 이어졌다 하는 단속적으로 이루어질 수 있으며, 배출관의 하부에 공기실을 설치하거나 두 대 이상의 펌프를 사용하여 복동식으로 구동될 수 있다. 따라서 제어밸브(300)에 작동유의 압력을 높여 공급할 수 있다.
오일 히터(130)는, 작동유를 가열하기 위해 구비되고, 오일 탱크(180)에서 공급된 오일을 소정의 온도로 가열한다. 본 실시예에서, 오일 히터(130)는 공급된 전력에 의해 가열되는 열선을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 방식의 열원을 포함할 수 있다.
유량계(flow transmitter, 140)는 배관에 흐르는 작동유의 유량을 측정하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어밸브(300)에서 배출되는 작동유의 유량을 측정하도록 배치된다.지그(150)는 제어밸브(300)를 시험하기 위해 제어밸브(300)가 거치되기 위해 구비되고, 본 실시예에서, 지그(150)는 하나 이상의 제어밸브(300)가 설치될 수 있다. 또한, 지그(150)를 통해 전기신호가 제어밸브(300)로 전달될 수 있도록 지그(150)와 제어밸브(300)는 전기적으로 연결될 수 있다.
마그넷 분리부(magnet separator, 160)는, 제어밸브(300)에서 분사되는 작동유에 포함될 수 있는 금속을 제거하기 위해 구비된다. 따라서 제어밸브(300)에서 분사되는 작동유에서 소량의 금속이 포함되더라도 마그넷 분리부(160)를 통해 금속이 분리되어, 분사된 작동유를 다시 제어밸브(300)에 공급할 수 있다.
에어브리더(air breather, 170)는, 오일 탱크(180) 내에서 작동유의 압력을 낮추기 위해 구비된다. 즉, 에어브리더(170)는 작동유의 압력을 배출시키고, 압력을 낮추는 과정에서 내부가 진공상태가 되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이때, 에어브리더(170)로 이송되는 작동유에 대해 오일레벨 게이지(OG)를 통해 오일 탱크(180)의 레벨을 검출할 수 있다. 그리고 오일레벨 게이지(OG)를 통해 오일 탱크(180)의 압력도 검출할 수 할 수 있다.
오일 탱크(180)는, 작동유가 보관되며, 보관된 작동유가 제어밸브(300)로 공급될 수 있도록 하며, 또한, 제어밸브(300)에서 분사된 작동유가 회수되어 보관될 수 있다.
전자패널(210)은, 본 실시예에 따른 제어밸브 시험 장치(100)를 구동하고, 제어하기 위해 구비된다. 본 실시예에서, 전자패널(210)은 전원 버튼, 긴급 정지 버튼, 수동/자동 버튼, 펌프 작동버튼, 펌프 중지버튼, 버저 버튼, 지그 업 버튼, 지그 다운 버튼 및 가압 버튼 등이 배치될 수 있다. 또, 필요에 따라 제어밸브 시험 장치(100)의 구동 상태를 확인할 수 있는 모니터가 구비될 수 있다. 또한, 전자패널(210)은 전기신호(예컨대, 전류)를 발생시키고, 발생된 전기신호를 제어밸브(300)로 전송시킨다.
매니폴드 블록(220)은 본 실시예에 따른 각종 밸브가 설치될 수 있으며, 제1 솔레노이드 밸브(SOV1) 내지 제3 솔레노이드 밸브(SOV3) 및 비례 밸브(proportional valve, PV)가 설치될 수 있다.
테스트 블록(230)은 제어밸브(300)가 배치되고, 매니폴드 블록(220)과 작동유의 공급라인 및 회수라인이 연결될 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 작동유가 이동하는 경로에 따라 제어밸브 시험 장치(100)를 이용하여 제어밸브(300)를 시험하는 과정에 대해 설명한다.
전기모터(110)의 구동에 의해 피스톤 펌프(120)가 구동되어 작동유가 소정의 압력을 가진 상태에서, 제어밸브(300) 측으로 공급된다. 이때, 압력 필터(PF)를 거쳐 작동유에 있을 수 있는 오염을 제거한다. 그리고 작동유는 체크 밸브(CV)를 거쳐 매니폴드 블록(220)을 거쳐 제어밸브(300)로 공급될 수 있다.
작동유는 매니폴드 블록(220)의 비례 밸브(PV)를 거쳐 작동유의 압력이 감압되고, 일부는 제1 솔레노이드 밸브(SOV1)로 공급되고, 다른 일부는 릴리프 밸브(RV)에 연결될 수 있다. 릴리프 밸브(RV)는 안전 밸브의 하나로 작동의 압력이 설정된 압력 이상으로 올라가는 경우, 자동적으로 개방되어 작동유의 압력을 낮출 수 있다. 제1 솔레노이드 밸브(SOV1)를 통해 작동유의 공급 시기가 조절될 수 있다. 그리고 제어밸브(300)에서 배출되는 작동유는 제2 솔레노이드 밸브(SOV2) 및 제3 솔레노이드 밸브(SOV3)를 거쳐 배출되는 시기가 조절될 수 있다.
이때, 제어밸브(300)를 시험하기 위한 작동유가 오일 탱크(180)와 제어밸브(300) 사이에서 순환이 이루어지는 동안 다수의 테스트 포인트(TP)가 배치될 수 있다. 테스트 포인트(TP)는 제어밸브(300)에서 작동유가 분사되는 라인에 배치될 수 있고, 릴리프 밸브(RV)의 끝단에 연결될 수 있으며, 또한, 제2 솔레노이드 밸브(SOV2) 및 제3 솔레노이드 밸브(SOV3)에 연결될 수 있다. 또한, 제3 솔레노이드 밸브(SOV3)에서 오일 탱크(180)로 회수되는 라인 상에 테스트 포인트(TP)가 배치될 수 있다. 이러한 테스트 포인트(TP)는 작동유의 순환이 정상적으로 이루어지는 확인하기 위한 지점으로, 해당 위치에서 작동유가 정상적으로 순환되는 경우, 제어밸브(300)의 동작이 정상적으로 동작하는 것으로 확인할 수 있다.
또한, 테스트 포인트(TP)의 위치에는 압력 센서(PS)가 배치될 수 있다. 압력 센서(PS)는 작동유가 순환하는 배관의 압력을 측정할 수 있다. 이때, 필요에 따라 릴리프 밸브(RV)의 일단에는 압력 센서(PS)와 압력 게이지(PG)가 함께 설치될 수 있다.
그리고 오일 탱크(180)로 회수되는 작동유에 포함된 이물질 등을 제거하기 위해 리턴 필터(RF)가 설치될 수 있으며, 또한, 오일 탱크(180)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(TS)가 설치될 수 있다. 그리고 오일 탱크(180)의 작동유의 수용량을 확인하기 위해 오일레벨 게이지(OG)가 설치될 수 있다. 또한 오일 탱크(180)에서 작동유를 외부로 배출하기 위한 볼 밸브(BV)가 구비될 수 있다.
상기와 같이 순환구조를 갖는 제어밸브 시험 장치(100)는, 제어밸브(300)를 시험하기 위해 전자패널(210)을 통해 전기신호(예컨대, 전류)가 발생되면, 해당 전기신호가 제어밸브(300)로 전달된다.
그에 따라 제어밸브(300)로 전달된 전기신호에 의해 제어밸브(300)가 구동하여 작동유를 분사한다. 이때, 제어밸브(300)에서 분사된 작동유는 매니폴드 블록(220)을 거쳐 오일 탱크(180)로 이동될 수 있다. 이때, 유량계(140)를 이용하여 작동유의 유량을 측정하여 제어밸브(300)가 정상적으로 동작하는지 확인할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 제어밸브 시험 장치
110: 전기모터
120: 피스톤 펌프
130: 오일 히터
140: 유량계
150: 지그
160: 마그넷 분리부
170: 에어브리더
180: 오일 탱크
210: 전자패널
220: 매니폴드 블록
230: 테스트 블록
300: 제어밸브
400: 연료분사밸브
BV: 볼 밸브
CV: 체크 밸브
OG: 오일레벨 게이지
PF: 압력 필터
PG: 압력 게이지
PS: 압력 센서
PV: 비례 밸브
RF: 리턴 필터
RV: 릴리프 밸브
SOV1 ~ SOV3: 제1 내지 제3 솔레노이드 밸브
TS: 온도 센서

Claims (11)

  1. 오일이 저장되는 오일 탱크;
    연소기관에 연료를 분사하는 연료분사밸브에 작동유를 공급하는 제어밸브를 시험하기 위해 상기 오일 탱크에 저장된 오일을 승압하여 상기 제어밸브 측으로 공급하는 피스톤 펌프;
    상기 피스톤 펌프를 구동시키는 전기모터;
    상기 피스톤 펌프에서 상기 제어밸브 측으로 공급되는 오일을 제어하여 공급하기 위해 적어도 하나의 솔레노이드 밸브가 포함된 매니폴드 블록; 및
    상기 제어밸브 측에 전기신호를 인가하는 전자 패널을 포함하고,
    상기 매니폴드 블록은, 상기 피스톤 펌프에서 공급된 오일의 공급량을 조절하여 상기 제어밸브 측으로 공급하는 제1 솔레노이드 밸브와, 상기 제어밸브에서 분사되는 오일량을 조절하는 제2 솔레노이드 밸브 및 상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되며, 상기 제어밸브에서 배출되는 오일량을 조절하는 제3 솔레노이드 밸브를 포함하며;
    상기 제2 솔레노이드 밸브는 상기 제어밸브가 정상적으로 동작하는지 확인하기 위한 테스트 포인트가 배치되며;
    상기 오일탱크에는 상기 제어밸브에서 분사되는 작동유에 포함될 수 있는 금속을 제거하기 위한 마그넷 분리부가 연결 구성되며;
    상기 제어밸브에 전기신호가 인가되면, 인가된 전기신호에 의해 상기 제어밸브에서 오일이 분사되도록 상기 제어밸브를 시험하는 제어밸브 시험 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자패널에서 인가된 전기신호에 따라 상기 제어밸브에서 분사되는 오일량이 조절되는 제어밸브 시험 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은,
    상기 제1 솔레노이드 밸브에 연결되며, 이동하는 오일의 압력을 낮추기 위한 릴리프 밸브를 더 포함하는 제어밸브 시험 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되며, 순환되는 오일의 압력을 감지하는 압력 센서를 더 포함하는 제어밸브 시험 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일 탱크로 회수되는 오일에서 이물질을 제거하는 리턴 필터를 더 포함하는제어밸브 시험 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤 펌프를 거쳐 공급되는 오일에서 이물질을 제거하는 압력 필터를 더 포함하는 제어밸브 시험 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일 탱크에 저장된 오일의 온도를 높이기 위해 상기 오일 탱크에 설치된 오일 히터를 더 포함하는 제어밸브 시험 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되며, 상기 제어밸브에서 분사된 오일의 유량을 측정하기 위해 설치된 유량계를 더 포함하는 제어밸브 시험 장치.
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