KR102399987B1 - 해양플랜트 헬리콥터 연료주입 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해양플랜트의 헬리콥터에 연료를 주입하는 시스템에 있어서: 주유기(11)를 지닌 헬리데크(10); 상기 헬리데크(10)의 하측에 수직배관부(15)를 개재하여 연결되어 주유기(11)로 연료를 공급하는 오일탱크(20); 상기 주유기(11)에 인접하게 설치되고, 연료를 일시적으로 저장하는 어큐멀레이터(30); 및 상기 주유기(11)의 연료 압력을 일정하게 유지하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, FPSO와 같은 해양플랜트의 헬리데크에서 헬리콥터에 연료를 공급하는 과정에서 과도한 높이차에 따른 압력강하를 보상하여 안정적인 연료공급에 의한 업무 효율성 향상을 도모하는 효과가 있다.

Description

해양플랜트 헬리콥터 연료주입 시스템 {Fuel filling system for offshore plant helicopter}
본 발명은 헬리콥터 연료주입에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해양플랜트의 헬리데크에서 헬리콥터에 연료를 공급하기 위한 해양플랜트 헬리콥터 연료주입 시스템에 관한 것이다.
해양플랜트의 경우 대부분 망망대해에 고정되어 작업하는 관계로 헬리콥터 착륙을 고려한 헬리테크를 보유하고 있으며, 이와 함께 연료주입을 위하여 헬리퓨얼(helifuel) 시스템도 구비하고 있다. 그런데 연료가 저장되어 있는 곳은 하부이면서 헬리데크는 상부에 위치하니 실제 주유를 하는 주유건과 그 높이차에 의한 영향을 받게 된다. 통상의 드릴십(drill ship)의 경우 5~10m 이므로 크게 영향을 받지 않지만, FPSO의 경우 작게는 30m 많게는 40m까지 높이차가 발생한다.
헬리콥터 연료주입과 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1270544호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2013-0066933호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.
선행문헌 1은 주유시 배관상에 발생하는 과부하를 감지하여 제어하는 배압밸브, 및 탱크/펌프부에 접속되고 연료인입부에 마련되는 유량계; 연료 내의 이물질을 필터링하는 필터 모니터부; 및 필터 모니터부에 의해 필터링된 연료를 헬리콥터로 주유하는 주유부;를 포함한다. 이에, 가혹한 환경조건을 갖는 해상에서 사용하기에 적합하도록 충분한 강도와 안전성을 기대한다.
선행문헌 2는 급유 펌프를 구동시키는 엔진 구동부; 연료의 유로에 장착되어 실제 급유 압력을 감지하는 압력 감지부; 감지된 정보 및 급유 펌프의 축회전수를 토대로 급유에 필요한 압력 정보를 비교하는 신호 비교부; 및 엔진 구동부의 회전수를 제어하는 제어부;를 포함한다. 이에, 회전수 변화에 따라 이상 작동을 파악하여 급유 시 안전성을 확보하는 효과를 기대한다.
그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 작게는 30m 많게는 40m까지 높이차가 발생하는 FPSO의 헬리데크에 적용하여 헬리콥터 급유의 원활성을 유지하기에 한계성을 드러낸다.
한국 등록특허공보 제1270544호 "헬리콥터 급유 시스템" (공개일자 : 2012.07.12.) 한국 공개특허공보 제2013-0066933호 "항공기 급유 제어 시스템 및 그의 항공기 급유 제어 방법" (공개일자 : 2013.06.21.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, FPSO와 같은 해양플랜트의 헬리데크에서 헬리콥터에 연료를 공급하는 과정에서 과도한 높이차에 따른 압력강하를 보상하여 안정적인 연료의 공급이 가능하도록 하는 해양플랜트 헬리콥터 연료주입 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해양플랜트의 헬리콥터에 연료를 주입하는 시스템에 있어서: 주유기를 지닌 헬리데크; 상기 헬리데크의 하측에 수직배관부를 개재하여 연결되어 주유기로 연료를 공급하는 오일탱크; 상기 주유기에 인접하게 설치되고, 연료를 일시적으로 저장하는 어큐멀레이터; 및 상기 주유기의 연료 압력을 일정하게 유지하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 어큐멀레이터는 수직배관부의 상단에서 전자밸브를 개재하여 유로를 단속하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 마이컴 회로로 구성되는 제어기, 연료의 압력을 검출하는 압력센서, 연료의 유량을 검출하는 유량센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어기는 주유기의 작동과 무관하게 압력센서의 신호에 의한 연료압이 6.5bar 이하로 되는 동안 어큐멀레이터에 연료를 충전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 변형예로서, 상기 오일탱크와 어큐멀레이터 사이에 연료유동의 압력강하를 보상하는 보조펌프를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, FPSO와 같은 해양플랜트의 헬리데크에서 헬리콥터에 연료를 공급하는 과정에서 과도한 높이차에 따른 압력강하를 보상하여 안정적인 연료공급에 의한 업무 효율성 향상을 도모하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 주요부를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 배관 연결을 나타내는 블록도
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 작동을 예시하는 플로우차트
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 해양플랜트의 헬리콥터에 연료를 주입하는 시스템에 관하여 제안한다. 해양플랜트 중에서 특히 FPSO의 헬리퓨얼(HELIFUEL) 시스템을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 이는 오일탱크(펌프)와 주유건 간의 높이차에 의해서 생기는 압력강하로 인해 오일건의 주유압력이 저하되는 문제점을 해소함을 요지로 한다.
본 발명에 따르면 헬리데크(10)에 주유기(11)가 설치된다. 헬리콥터의 이착륙 안전성 등을 고려하여 헬리데크(10)는 선체에서 비교적 높게 이격된 위치에 배치된다. 헬리데크(10)의 일측에는 주유건(12)을 통하여 연료를 주입하기 위한 주유기(11)가 설치된다.
또한, 본 발명에 따르면 오일탱크(20)가 상기 헬리데크(10)의 하측에 수직배관부(15)를 개재하여 연결되어 주유기(11)로 연료를 공급한다. FPSO의 경우 수직배관부(15)의 길이가 대략 40m에 이르기 때문에 오일탱크(20)로부터 주유건(12)에 도달하기 까지 대략 4bar의 압력강하가 발생한다. 주유건(12)의 적정 분사압이 보통 6.5bar 범위이지만 압력강하로 인하여 2.5bar로 작용하므로 헬리콥터의 주유에 문제를 발생시키게 된다.
또한, 본 발명에 따르면 연료를 일시적으로 저장하는 어큐멀레이터(30)가 상기 주유기(11)에 인접하게 설치된다. 어큐멀레이터(30)는 고압용으로 적합한 다이아프램이나 플런저 방식이 선호되나 이에 한정되는 것은 아니다. 어느 경우에나 어큐멀레이터(30)는 헬리데크(10)에 대응하는 내충격성, 연료에 대응하는 내유성과 내후성을 요한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 어큐멀레이터(30)는 수직배관부(15)의 상단에서 전자밸브(32)를 개재하여 유로를 단속하도록 설치되는 것을 특징으로 한다. 어큐멀레이터(30)는 수직배관부(15)의 상단에서 주유기(11)와 인접한 위치에 전자밸브(32)를 개재하여 연결된다. 전자밸브(32)는 후술하는 제어기(42)에 연결되어 전기적 신호에 의하여 어큐멀레이터(30)의 유로를 개폐한다. 수직배관부(15)의 상단은 이에 수평으로 연결되는 배관을 포함하는 의미이다.
한편, 도시에는 생략하나 수직배관부(15)에는 어큐멀레이터(30)의 연료가 역류되지 않도록 체크밸브를 설치하는 것이 좋다.
또한, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 주유기(11)의 연료 압력을 일정하게 유지한다. 제어수단(40)은 수직배관부(15)의 높이차에 무관하게 주유기(11)의 주유건(12)을 통한 연료 분사압이 적정범위에 이르도록 한다. 일예로 적정 분사압은 6.5bar로 설정될 수 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)은 마이컴 회로로 구성되는 제어기(42), 연료의 압력을 검출하는 압력센서(46), 연료의 유량을 검출하는 유량센서(48)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 제어기(42)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로를 기반으로 한다. 압력센서(46)는 수직배관부(15)의 상단에서 어큐멀레이터(30)와 인접한 위치에 설치된다. 유량센서(48)는 수직배관부(15)의 하단에서 오일탱크(20)와 인접한 위치에 설치된다. 제어기(42)의 입력인터페이스에 압력센서(46), 유량센서(48) 등이 연결되고, 출력인터페이스에 오일펌프(25), 전자밸브(32) 등이 연결된다.
물론, 압력센서(46)와 유량센서(48)의 설치 위치는 이에 한정되지 않고 복수의 지점에 분산될 수 있다. 유량센서(48)의 신호는 압력센서(46)의 신호에 대한 보조적 정보로 활용될 수 있다.
이때, 상기 제어기(42)는 주유기(11)의 작동과 무관하게 압력센서(46)의 신호에 의한 연료압이 6.5bar 이하로 되는 동안 어큐멀레이터(30)에 연료를 충전하는 것을 특징으로 한다. 제어기(42)의 제어 알고리즘은 메모리에 프로그램과 데이터 형태로 저장된다. 주유기(11)의 주유건(12)으로 주유하는 연료압이 6.5bar를 유지하도록 어큐멀레이터(30)의 연료압을 6.5bar 이상으로 유지한다. 어큐멀레이터(30)에 대한 연료를 충전은 전자밸브(32)의 단속에 의하여 수행된다. 제어기(42)의 세부 알고리즘은 후술하는 도 3을 참조한다.
한편, 도 2에서 주유기(11) 및 오일탱크(20)에 인접한 위치에 압력게이지(44)가 설치된 상태를 예시한다. 사용자가 압력게이지(44)를 육안으로 살피면 압력센서(46) 및 연료공급의 이상을 확인할 수 있다.
본 발명의 변형예로서, 상기 오일탱크(20)와 어큐멀레이터(30) 사이에 연료유동의 압력강하를 보상하는 보조펌프(35)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 보조펌프(35)는 수직배관부(15) 상이나 그에 수평으로 연결되는 배관에 설치한다. 보조펌프(35)는 오일펌프(25)와 어큐멀레이터(30)의 기능 저하에 대비한다.
도 3을 참조하여 제어기(42)에 의한 작동의 일예를 설명한다. 주유건(12)의 오픈 상태로 주유가 개시되는 동안, 압력센서(46)에 의해 6.5bar 이상의 압력으로 판단되면 오일펌프(25)를 오프하고 전자밸브(32)를 폐쇄하지만, 6.5bar 이하로 판단되면 오일펌프(25)를 온하고 전자밸브(32)를 개방한다. 주유건(12)의 클로즈 상태로 주유가 정지된 상태에서, 6.5bar 이상의 압력으로 판단되면 오일펌프(25)를 오프하고 전자밸브(32)를 폐쇄하지만, 6.5bar 이하로 판단되면 오일펌프(25)를 온하고 전자밸브(32)를 개방한다. 즉, 주유작업을 정지하더라도 어큐멀레이터(30) 측의 압력이 6.5bar에 이르지 않으면 오일펌프(25)를 오프하지 않는다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 헬리데크 11: 주유기
12: 주유건 15: 수직배관부
20: 오일탱크 25: 오일펌프
30: 어큐멀레이터 32: 전자밸브
35: 보조펌프 40: 제어수단
42: 제어기 44: 압력게이지
46: 압력센서 48: 유량센서

Claims (5)

  1. 해양플랜트의 헬리콥터에 연료를 주입하는 시스템에 있어서:
    주유기(11)를 지닌 헬리데크(10);
    상기 헬리데크(10)의 하측에 수직배관부(15)를 개재하여 연결되어 주유기(11)로 연료를 공급하는 오일탱크(20);
    상기 주유기(11)에 인접하게 설치되고, 연료를 일시적으로 저장하는 어큐멀레이터(30); 및
    상기 주유기(11)의 연료 압력을 일정하게 유지하는 제어수단(40);을 포함하되,
    상기 어큐멀레이터(30)는 수직배관부(15)의 상단에서 전자밸브(32)를 개재하여 유로를 단속하도록 설치되고,
    상기 제어수단(40)은 마이컴 회로로 구성되는 제어기(42), 연료의 압력을 검출하는 압력센서(46), 연료의 유량을 검출하는 유량센서(48)를 구비하며,
    상기 오일탱크(20)와 어큐멀레이터(30) 사이에 연료유동의 압력강하를 보상하는 보조펌프(35)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 헬리콥터 연료주입 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(42)는 주유기(11)의 작동과 무관하게 압력센서(46)의 신호에 의한 연료압이 6.5bar 이하로 되는 동안 어큐멀레이터(30)에 연료를 충전하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 헬리콥터 연료주입 시스템.
  5. 삭제
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