KR102327411B1 - 점화용 오일 공급 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 점화용 오일을 공급하는 점화용 오일 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 점화용 오일 공급 시스템은, 선박에 마련되며 연료유와 가스연료를 연료로 공급받을 수 있는 이중연료 엔진; 상기 이중연료 엔진으로 점화용 오일을 공급하는 연료유 순환펌프; 및 상기 엔진의 운전 조건에 따라 상기 연료유 순환펌프의 운전 속도를 제어하는 펌프 제어부;를 더 포함하고, 상기 펌프 제어부는, 상기 이중연료 엔진에 점화용 오일이 필요할 때에는 상기 연료유 순환펌프가 최소 운전 속도로 운전되도록 제어하고, 상기 이중연료 엔진의 정상 운전 조건에서는 상기 연료유 순환펌프가 상기 이중연료 엔진의 입구 압력을 만족시킬 수 있는 운전 속도로 운전되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

점화용 오일 공급 시스템 및 방법 {Pilot Oil Supply System and Control Method}
본 발명은 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 점화용 오일을 공급하는 점화용 오일 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.
특히 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로서 여러 분야에서 사용이 늘어나고 있다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -163℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다.
선박에 대한 국제기구와 각 국가의 규제 기준도 점차 까다로워지고 있어, 선박의 친환경 고효율의 연료에 대한 관심도 늘고 있는데, 그 중 하나로 LNG를 선박의 연료로 이용하는 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 예를 들어, LNG 운반선을 비롯한 선박에서 추진 장치나 발전 장치의 연료로 LNG가 자연기화 또는 강제기화된 천연가스와 디젤 연료 등 연료유를 연료로 사용할 수 있는 이중연료 엔진인 DFDE 엔진(Dual Fuel Diesel Electric Engine) 및 DFDG(Dual Fuel Diesel Generator), LNG 연료 기반 엔진인 ME-GI 엔진(MAN Electronic Gas Injection Engine) 등이 개발되어 선박에 사용되고 있다.
이러한 이중연료 엔진은, 천연가스를 연료로 사용하는 가스연료 모드와 연료유를 연료로 사용하는 연료유 모드로 운전 제어될 수 있는데, 천연가스는 연료유보다 비용이 저렴하고 친환경적이므로, LNG 저장탱크에서 LNG가 자연기화하여 발생한 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 사용하고, 증발가스가 부족한 경우에는 LNG를 강제기화시킨 강제기화가스를 사용하는 가스연료 모드로 우선적으로 운전되고 천연가스가 부족한 경우에 연료유 모드로 운전된다.
한편, 엔진을 연료유 모드 또는 가스연료 모드로 운전할 때, 연료의 점화력을 높이기 위하여 엔진의 연소실로 점화용 오일(pilot oil)을 분사해주어야 한다.
선박의 이중연료 엔진을 운전하기 위해서는, 연료를 공급하기 위한 연료 공급 시스템이 마련되며, 연료 공급 시스템은 가스연료 또는 연료유를 엔진에서 요구하는 압력, 온도 등의 조건을 만족시키도록 하는 장비가 포함된다.
예를 들면, 가스연료의 압력을 조절하는 압축기 및 온도를 조절하는 열교환기와 연료유의 압력을 조절하는 연료유 공급펌프 및 엔진으로 공급되고 남은 연료유를 순환시키는 연료유 순환펌프 등을 포함할 수 있다.
엔진에서 소모되고 남은 연료유는 혼합탱크(mixing tank)로 순환시킬 수 있는데, 연료유 순환펌프는 혼합탱크에 저장된, 엔진에서 소모되고 남은 연료유를 순환시킬 수 있다. 즉, 혼합탱크에서는 연료유 저장탱크로부터 연료유 공급펌프에 의해 공급된 연료유와 엔진에서 소모되고 남은 연료유가 혼합되며, 혼합탱크에 저장된 연료유는 연료유 순환펌프에 의해 엔진으로 공급된다.
연료유 순환펌프의 운전 압력은 엔진에서 요구하는 엔진 입구 측의 적정압력을 유지할 수 있도록 연료유 공급펌프의 후단 압력을 고려하여 설계되는데, 예를 들어, 엔진의 입구 측 압력이 약 7 bar 내지 8 bar 정도로 유지될 수 있도록 약 6 bar 정도의 운전 압력으로 설계된다. 단, 연료유 순환펌프의 운전 유량은 엔진의 종류(type)별로 다르게 적용될 수 있다.
연료유 순환펌프는 엔진의 운전 여부, 엔진의 운전 모드 및 엔진의 부하 변동 등 운전 조건에 관계없이 항상 동일한 정해진 운전 속도로 운전하도록 설계되고 또한 단일 속도(single speed)로 제어되며, 따라서 항상 동일한 전력 소모량(power consumption)만큼 에너지가 소모된다.
한편, 연료유 공급펌프와 연료유 순환펌프는 엔진으로 점화용 오일을 공급해주기 위한 용도로도 사용되는데, 특히, 엔진이 운전 정지 상태이거나 가스연료 모드로 운전될 때 점화용 오일을 엔진으로 공급하기 위하여 작동된다.
점화용 오일은 엔진 내에서 연료를 점화시킬 수 있을 정도의 미량만을 분사해주면 되는데, 그럼에도 펌프는 항상 동일한 속도로 운전되므로, 낭비되는 전력 등 에너지와 연료의 소모량이 크다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 엔진의 운전 조건에 따라 펌프의 운전 속도를 제어함으로써 에너지 소모량을 대폭 절감할 수 있는 선박용 엔진의 점화용 오일 공급 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 선박에 마련되며 연료유와 가스연료를 연료로 공급받을 수 있는 이중연료 엔진; 상기 이중연료 엔진으로 점화용 오일을 공급하는 연료유 순환펌프; 및 상기 이중연료 엔진의 운전 조건에 따라 상기 연료유 순환펌프의 운전 속도를 제어하는 펌프 제어부;를 더 포함하고, 상기 펌프 제어부는, 상기 이중연료 엔진에 점화용 오일이 필요할 때에는 상기 연료유 순환펌프가 최소 운전 속도로 운전되도록 제어하고, 상기 이중연료 엔진의 정상 운전 조건에서는 상기 연료유 순환펌프가 정상 운전 속도로 운전되도록 제어하는, 점화용 오일 공급 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료유 순환펌프는 회전수를 조절하는 주파수 변환기;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료유 순환펌프는, 펌프 회전부; 및 상기 펌프 회전부의 회전수와 관계없이 일정하게 운전되며 상기 펌프 회전부를 냉각시키는 외부 팬;을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 이중연료 엔진으로 공급되고 남은 점화용 오일이 순환되도록 경로를 개폐하는 바이패스 밸브;를 더 포함하고, 상기 바이패스 밸브에는, 상기 점화용 오일이 낮은 압력에서도 상기 바이패스 밸브를 통과할 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 홀(hole);이 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 엔진의 운전 정지 신호 및 가스연료 모드 운전 신호를 상기 펌프 제어부로 송신하는 엔진 제어부;를 더 포함하고, 상기 펌프 제어부는, 상기 엔진의 운전 정지 신호 및 가스연료 모드 운전 신호를 받으면 상기 연료유 순환펌프를 최소 운전 속도로 운전시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 이중연료 엔진은, 선박에 마련되는 추진 엔진으로써, ME-GI 엔진일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 엔진에서 점화용 오일의 수요가 발생하면, 엔진으로 연료유를 공급하는 연료유 순환펌프의 운전 속도를 최소 운전 속도로 운전되도록 제어하고, 상기 엔진에서 연료유의 공급 수요가 발생하면, 상기 연료유 순환펌프의 운전 속도를 정상 운전 속도로 운전되도록 제어하는, 점화용 오일 공급 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료유 순환펌프를 냉각시키는 외부 팬은, 상기 연료유 순환펌프의 회전수와 관계없이 일정하게 작동하도록 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료유 순환펌프의 운전 속도는 상기 엔진의 운전 조건에 따라 제어하되, 상기 점화용 오일의 공급 수요는, 상기 엔진이 운전 정지 후 시동될 때 또는 가스연료 모드로 운전될 때 발생할 수 있다.
바람직하게는, 상기 엔진으로 공급하고 남은 점화용 오일을 상기 연료유 순환펌프로 순환시키되, 상기 연료유 순환펌프로 상기 점화용 오일이 순환되도록 경로를 제공하는 바이패스 밸브에는, 하나 이상의 홀을 마련하여 상기 점화용 오일이 낮은 압력에서도 상기 홀을 통과하여 상기 연료유 순환펌프로 유동되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 점화용 오일 공급 시스템 및 방법은, 펌프의 운전 속도를 엔진의 운전 조건에 따라 제어할 수 있어 펌프의 전력 소모, 연료 소모량을 절감할 수 있고, 또한, 펌프의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 엔진의 입구 측 적정 압력을 유지할 수 있도록 펌프의 속도를 제어할 수 있으며, 펌프의 연료 점화를 위해 점화용 오일을 공급할 수 있다.
또한, 점화용 오일의 순환을 원활히 할 수 있고, 낮은 유체 압력에 의한 점화용 오일의 기화 현상(vaporizing)을 막을 수 있다.
또한, 펌프를 낮은 속도로 운전하더라도 외부 팬에 의해 펌프를 냉각시킬 수 있어 과열을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화용 오일 공급 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 발명은 천연가스(또는 액화가스)와 연료유를 모두 연료로써 사용할 수 있는 이중연료 엔진이 적용된 선박에 적용될 수 있으며, 후술할 실시예에서는 이중연료 엔진이 주 추진엔진으로써 적용된 선박에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화용 오일 공급 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 점화용 오일 공급 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 점화용 오일 공급 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 이중연료 엔진(10), 연료유 공급라인(OL), 연료유 공급펌프(미도시) 및 연료유 순환펌프(20a, 20b)를 포함한다.
본 실시예의 이중연료 엔진(10)은, 천연가스와 같은 액화가스를 연료로써 사용하는 가스연료 모드와 디젤유와 같은 연료유를 연료로써 사용하는 연료유 모드로 운전될 수 있으며, 바람직하게는 ME-GI 엔진일 수 있다.
ME-GI 엔진은 고압가스 분사엔진으로써, 가스연료 모드를 우선순위로 하여 운전될 수 있고, 연료로써 요구되는 가스연료의 압력 조건은 약 150 bar 내지 300 bar의 고압이다.
이중연료 엔진(10)은, 연료유 모드로 동작하든 가스연료 모드로 동작하든 연료를 점화시키기 위해 점화용 오일(pilot oil)을 분사해줄 필요가 있고, 본 실시예는 이중연료 엔진(10)으로 점화용 오일(pilot oil)을 공급할 때 적용될 수 있다.
본 실시예의 연료유 공급라인(OL)은 점화용 오일이 이중연료 엔진(10)으로 공급되도록 경로를 제공하며, 점화용 오일을 저장하는 점화용 오일 저장탱크(미도시)로부터 이중연료 엔진(10)으로 연결된다.
연료유 공급라인(OL)에는 이중연료 엔진(10)으로 공급되는 점화용 오일을 가압하는 연료유 공급펌프(미도시) 및 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 마련될 수 있다.
점화용 오일은, 점화용 오일 저장탱크로부터 연료유 공급펌프에 의해 연료유 순환펌프(20a, 20b)로 이송되고, 연료유 순환펌프(20a, 20b)는 연료유 공급펌프에 의해 이송된 점화용 오일을 이중연료 엔진(10)으로 공급한다.
도 1에는 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 병렬로 2개 마련되도록 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고 펌프와 엔진의 사양 등에 따라 적절하게 마련할 수 있고, 적어도 2개 이상의 연료유 순환펌프(20a, 20b)를 병렬로 마련하여, 어느 하나의 연료유 순환펌프(20a)를 작동할 수 없는 상황에서도 나머지 하나의 연료유 순환펌프(20b)로 대체(redundancy)가 가능하도록 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에 따르면, 이중연료 엔진(10)으로 공급되고 남은 점화용 오일이 유동하도록 경로를 제공하는 바이패스 라인(도면부호 미부여), 연료유 공급펌프와 연료유 순환펌프(20a, 20b) 사이에 마련되며 바이패스 라인을 따라 이중연료 엔진(10)으로부터 배출된 점화용 오일을 저장하는 혼합탱크(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이중연료 엔진(10)으로 공급되고 남은 점화용 오일은, 혼합탱크로 회수될 수도 있고, 점화용 오일 저장탱크로 회수될 수도 있다.
바이패스 라인에는 바이패스 라인의 개폐를 조절하는 바이패스 밸브(30)가 더 마련될 수 있으며, 바이패스 밸브(30)는 체크밸브(check valve)로써 점화용 오일이 다시 이중연료 엔진(10) 측으로 역류하지 않도록 할 수 있다.
본 실시예에 따른 점화용 오일 공급 시스템은, 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 운전을 제어하는 펌프 제어부(CAMS; Control Alarm Monitoring System)(CS)와 이중연료 엔진(10)의 운전을 제어하는 엔진 제어부(ECS; Engine Control System)(미도시)를 더 포함한다.
본 실시예에서 연료유 순환펌프(20a, 20b)는 펌프 제어부(CS)와 엔진 제어부에 의해 이중연료 엔진(10)의 운전 조건에 따라 분당 회전속도(rpm)가 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 연료유 순환펌프(20a, 20b)는 이중연료 엔진(10)이 정상 운전될 때에는 정상 운전 속도로 운전되도록 제어되고, 이중연료 엔진(10)에서 점화용 오일의 수요가 발생하면 최소 운전 속도로 운전되도록 제어된다.
이중연료 엔진(10)이 정상 운전된다는 것은, 이중연료 엔진(10)이 연료유 모드로 운전되는 것을 의미할 수 있다. 즉, 이중연료 엔진(10)이 연료유 모드로 운전되도록 제어되면, 엔진 제어부는 펌프 제어부(CS)로 정상 운전 신호를 보내고, 펌프 제어부(CS)는 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 정상 운전 속도로 운전되도록 제어한다.
연료유 순환펌프(20a, 20b)의 정상 운전 속도는, 이중연료 엔진(10)의 입구 측 요구 압력, 예를 들어 연료유가 이중연료 엔진(10)으로 약 7 bar 내지 8 bar로 공급될 수 있도록, 연료유 공급펌프의 후단 압력을 고려하여 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 유체를 약 6 bar 정도로 가압할 수 있도록, 즉, 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 흡입 측 압력과 토출 측 압력이 약 6 bar 정도 차이 나도록 설계된 회전수일 수 있다. 또한, 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 정상 운전 속도로 운전된다는 것은 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 운전 캐퍼시티(capacity)의 100%로 운전되는 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에서, 엔진의 '정상' 운전이라는 의미는 엔진의 고장 등 엔진의 '비정상' 운전 상황에 반대되는 것을 의미하는 것은 아니고, 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 100%의 캐퍼시티로 운전되는 속도를 '정상' 운전 속도라고 할 때, 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 정상 운전 속도로 운전될 때의 엔진의 운전 조건을 의미하기 위하여 사용되는 용어이며, 본 실시예에서 이중연료 엔진(10)은 가스연료 모드로 운전되는 것을 우선순위로 하고, 연료로써 사용될 자연기화가스(BOG; Boil-Off Gas)나 강제기화가스가 부족한 경우에 연료유 모드로 운전되는 것을 기본으로 한다.
또한, 이중연료 엔진(10)에서 점화용 오일의 수요가 발생한다는 것은, 예를 들어 이중연료 엔진(10)이 운전 정지 후 가동 또는 재가동될 때, 이중연료 엔진(10)이 가스연료 모드로 운전될 때와 같이 연료의 점화를 위하여 점화용 오일을 공급할 필요가 있다는 것을 의미한다. 즉, 이중연료 엔진(10)으로 점화용 오일을 공급할 필요가 발생하면, 엔진 제어부는 펌프 제어부(CS)로 이중연료 엔진의 운전 정지 신호(FWE; Finished With Engine) 또는 가스연료 모드 운전 신호를 보내고, 펌프 제어부(CS)는 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 최소 운전 속도로 운전되도록 제어한다.
연료유 순환펌프(20a, 20b)의 최소 운전 속도는, 이중연료 엔진(10)으로 엔진(10)에서 필요로 하는 만큼의 소량의 점화용 오일을 공급할 수 있을 정도의 운전 속도를 의미할 수 있으며, 최소 운전 속도로 운전되는 연료유 순환펌프(20a, 20b)에 의해 이송된 점화용 오일이 기화될 수 있는 정도로 낮은 압력보다 약간 높은 수준일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 속도를 제어하기 위하여 공급 전압 및 주파수를 변환시키는 주파수 변환기(Frequency Converter)(FC)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 주파수 변환기(FC)는 가변 주파수 드라이브(VFD;Variable Frequency Drive)로 마련될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 바이패스 밸브(30)에는 하나 이상의 홀(Hole)이 마련될 수 있으며, 바이패스 밸브(30)에 홀이 마련됨으로써, 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 최소 운전 속도로 운전될 때 바이패스 밸브(30)가 개방되도록 제어되지 않아도 점화용 오일이 바이패스 라인(BL)을 통해 원활하게 순환하도록 하고, 낮은 점화용 연료유의 압력에 의한 기화 현상(vaporizing)을 방지할 수 있다.
또한, 연료유 공급라인(OL)에는 연료유 공급라인(OL)을 따라 흐르는 점화용 오일의 압력 설정값에 따라 연료유 순환펌프(20a, 20b), 후술할 외부 팬(21a, 21b) 및 체크밸브 등의 작동/멈춤(ON/OFF)을 자동 제어하는 압력 스위치(PS)가 더 마련될 수 있으며, 연료유 순환펌프(20a, 20b), 외부 팬(21a, 21b), 주파수 변환기(FC) 및 체크밸브(도면부호 미부여) 중 어느 하나 이상은 압력 스위치(PS)의 압력 감지에 의해 제어될 수 있다.
본 실시예에서 연료유 순환펌프(20a, 20b)는 펌프 회전부(pump rotation part)(미도시)와 펌프 회전부의 모터 상부에 펌프 회전부를 냉각시키는 외부 팬(external fan)(21a, 21b)을 더 포함할 수 있다. 외부 팬(21a, 21b)은 도 1에 도시한 바와 같이, 연료유 순환펌프(20a, 20b) 마다 각각 하나씩 마련되는 것이 바람직하다.
본 실시예의 연료유 순환펌프(20a, 20b)는 펌프를 냉각시키는 수단으로써 기존의 내부 팬(internal fan)(미도시) 대신 외부 팬(21a, 21b)을 이용하여 펌프를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
내부 팬은, 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 설정값 이상의 속도(rpm)로 운전되거나 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 내부 온도가 설정값 이상으로 높아지면 자동으로 작동되어 연료유 순환펌프(20a, 20b)를 냉각시키도록 설계되어 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 외부 팬(21a, 21b)은, 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 회전수에 관계없이 항상 일정하게 운전되어 연료유 순환펌프(20a, 20b)를 냉각시키도록 마련된다.
또한, 본 실시예에서 연료유 공급라인(OL)에는, 이중연료 엔진(10)으로 공급되는 점화용 오일의 점도를 이중연료 엔진(10)의 요구 조건에 맞도록 조절하는 점도 조절 수단(미도시)이 더 마련될 수도 있다. 점도 조절 수단은 예를 들어 점화용 오일을 냉각 또는 가열시키는 온도 조절 장치일 수 있다.
점도 조절 수단은 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 최소 운전 속도로 운전되며 이중연료 엔진(10)으로 점화용 오일을 공급할 때에만 작동될 수 있고, 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 정상 운전 속도로 운전되며 이중연료 엔진(10)으로 연료유를 공급할 때에는 작동되지 않도록 마련될 수 있으며 또는, 점도 조절 수단이 연료유 공급라인(OL)으로부터 분기되는 라인 상에 마련되도록 하여 이중연료 엔진(10)으로 점화용 오일을 공급할 때에는 분기되는 라인을 개방하고 연료유를 공급할 때에는 폐쇄할 수도 있을 것이다.
한편, 본 실시예에서, 상술한 연료유 공급라인(OL), 연료유 공급펌프 및 연료유 순환펌프(20a, 20b), 바이패스 라인(BL) 등은 이중연료 엔진(10)이 연료유 모드로 운전될 때 연료유가 이중연료 엔진(10)으로 공급되도록 할 수도 있다.
즉, 이중연료 엔진(10)이 연료유 모드로 운전될 때, 연료유 저장탱크(미도시)로부터 배출된 연료유는 연료유 공급펌프에 의해 연료유 순환펌프(20a, 20b)로 공급되고, 연료유 순환펌프(20a, 20b)에 의해 이중연료 엔진(10)의 요구 압력 조건으로 압축되어 이중연료 엔진(10)으로 공급될 수 있다. 이때 연료유 순환펌프(20a, 20b)는 정상 운전 속도로 제어될 수 있다.
이중연료 엔진(10)으로 공급되고 남은 연료유는 바이패스 라인을 따라 혼합탱크로 이송되고, 혼합탱크에 저장된 연료유는 혼합탱크로부터 배출되어 연료유 순환펌프(20a, 20b)에 의해 이중연료 엔진(10)으로 재순환될 수 있다.
혼합탱크에서는 연료유 공급펌프에 의해 연료유 저장탱크로부터 공급된 연료유와 이중연료 엔진(10)으로 공급되고 바이패스 라인을 따라 재순환되는 연료유가 혼합될수 있다.
또한, 연료유 공급라인(OL)에 마련되는 압력 트랜스미터(PT)에 의해 이중연료 엔진(10)으로 공급되는 연료유의 입구 측 압력을 측정할 수 있고, 필요에 따라서는 측정한 압력을 표시하는 압력 표시기(PI) 및 설정에 의해 작업자에게 알람을 경보하는 알람 경보기(AL) 등이 더 마련될 수 있다.
예를 들어, 바이패스 밸브(30)는 압력 트랜스미터(PT)의 측정값을 이용하여 개폐 및 개도량이 제어될 수 있으며, 예를 들어, 압력 측정값이 설정값 이상이면 바이패스 밸브(30)를 개방하도록 제어될 수 있다.
본 실시예에서 연료유는, HFO(Heavy Fuel Oil), MDO(Marine Diesel Oil), MGO(Marine Gas Oil) 등을 포함할 수 있으며, 연료유 저장탱크는 HFO, MDO, MGO 중 어느 하나를 저장할 수 있고, 연료유 저장탱크는 하나 이상 마련되어 각각 서로 다른 연료유를 저장할 수도 있다.
연료유 공급라인(OL)은 상술한 바와 같이 연료유와 점화용 오일을 모두 공급할 수 있도록 마련될 수도 있고, 또는 연료유를 공급하는 공급라인과 점화용 오일을 공급하는 공급라인이 각각 따로 마련될 수도 있다. 또한, 연료유 저장탱크와 점화용 오일 저장탱크도 동일한 것일 수도 있고 각각 마련되는 것일 수도 있다. 즉, 점화용 오일 저장탱크를 따로 마련하는 것이 아니라 연료유 저장탱크에 저장된 연료유를 연료유 또는 점화용 오일로 공급할 수도 있고, 연료유 저장탱크와 점화용 오일 저장탱크를 각각 따로 마련할 수도 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 운전 속도를 이중연료 엔진(10)의 운전 조건에 따라 제어되도록 마련함으로써, 특히, 이중연료 엔진(10)로 점화용 오일을 공급할 때에는 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 최소 운전 속도로 운전되도록 제어하는 등 연료유 순환펌프(20a, 20b)를 100% 캐퍼시티로 운전하지 않아도 될 때에는 운전 속도를 낮추도록 함으로써, 연료유 순환펌프(20a, 20b)를 항상 일정 속도로 운전되도록 제어하던 종래 방식에 비해 불필요하게 소모되던 전력을 절감할 수 있고, 그에 따라 연료유 순환펌프(20a, 20b)의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 연료유 순환펌프(20a, 20b)가 최소 운전 속도로 운전되도록 제어하더라도, 외부 팬(21a, 21b)에 의해 연료유 순환펌프(20a, 20b)를 냉각시킬 수 있으며, 바이패스 밸브(30)에 마련된 홀에 의해 이중연료 엔진(10)의 입구 측 압력이 설정값보다 낮더라도 연료유가 바이패스 라인(BL)을 따라 원활하게 순환될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10 : 이중연료 엔진
20a, 20b : 연료유 순환펌프
21a, 21b : 외부 팬
30 : 바이패스 밸브
OL : 연료유 공급라인
BL : 바이패스 라인
FC : 주파수 변환기
CS : 펌프 제어부

Claims (10)

  1. 선박에 마련되며 연료유와 가스연료를 연료로 공급받을 수 있는 이중연료 엔진;
    상기 이중연료 엔진으로 연료유와 점화용 오일 중 어느 하나 이상을 공급하는 연료유 순환펌프; 및
    상기 이중연료 엔진의 운전 조건에 따라 상기 연료유 순환펌프의 운전 속도를 제어하는 펌프 제어부;를 더 포함하고,
    상기 펌프 제어부는, 상기 이중연료 엔진이 가스 연료 모드로 운전될 때에는 상기 연료유 순환펌프가 최소 운전 속도로 운전되도록 제어하고, 상기 이중연료 엔진이 연료유 모드로 운전될 때에는 상기 연료유 순환펌프가 정상 운전 속도로 운전되도록 제어하는, 점화용 오일 공급 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료유 순환펌프는 회전수를 조절하는 주파수 변환기;를 더 포함하는, 점화용 오일 공급 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료유 순환펌프는,
    펌프 회전부; 및
    상기 펌프 회전부의 회전수와 관계없이 일정하게 운전되며 상기 펌프 회전부를 냉각시키는 외부 팬;을 포함하는, 점화용 오일 공급 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이중연료 엔진으로 공급되고 남은 점화용 오일이 순환되도록 경로를 개폐하는 바이패스 밸브;를 더 포함하고,
    상기 바이패스 밸브에는,
    상기 점화용 오일이 낮은 압력에서도 상기 바이패스 밸브를 통과할 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 홀(hole);이 마련되는, 점화용 오일 공급 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진의 운전 정지 신호 및 가스연료 모드 운전 신호를 상기 펌프 제어부로 송신하는 엔진 제어부;를 더 포함하고,
    상기 펌프 제어부는, 상기 엔진의 운전 정지 신호 및 가스연료 모드 운전 신호를 받으면 상기 연료유 순환펌프를 최소 운전 속도로 운전시키는, 점화용 오일 공급 시스템.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이중연료 엔진은,
    선박에 마련되는 추진 엔진으로써, ME-GI 엔진인, 점화용 오일 공급 시스템.
  7. 엔진이 가스연료 모드로 운전될 때에는, 엔진으로 연료유를 공급하는 연료유 순환펌프의 운전 속도를 최소 운전 속도로 운전되도록 제어하고,
    상기 엔진이 연료유 모드로 운전될 때에는, 상기 연료유 순환펌프의 운전 속도를 정상 운전 속도로 운전되도록 제어하는, 점화용 오일 공급 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 연료유 순환펌프를 냉각시키는 외부 팬은, 상기 연료유 순환펌프의 회전수와 관계없이 일정하게 작동하도록 제어하는, 점화용 오일 공급 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 연료유 순환펌프의 운전 속도는 상기 엔진의 운전 조건에 따라 제어하되,
    상기 점화용 오일의 공급 수요는, 상기 엔진이 운전 정지 후 시동될 때 또는 가스연료 모드로 운전될 때 발생하는, 점화용 오일 공급 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 엔진으로 공급하고 남은 점화용 오일을 상기 연료유 순환펌프로 순환시키되,
    상기 연료유 순환펌프로 상기 점화용 오일이 순환되도록 경로를 제공하는 바이패스 밸브에는, 하나 이상의 홀을 마련하여 상기 점화용 오일이 낮은 압력에서도 상기 홀을 통과하여 상기 연료유 순환펌프로 유동되도록 하는, 점화용 오일 공급 방법.
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