KR200368993Y1 - 연료밸브 테스트장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유압펌프를 압력조절용 밸브들을 이용해서 제어하여 소망하는 압력으로 오일을 연료밸브에 공급하여 일회의 오일분사만으로 테스트를 수행함으로써 필요이상 높은 압력의 오일을 연료밸브에 공급함에 따라 다수번의 오일분사가 이루어지던 종래의 테스트장치와 달리 분사노즐에 대한 충격이나 슬라이드의 높은 진동을 방지하여 연료밸브의 손상이 없도록 한 연료밸브 테스트장치에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 공기압으로 작동되고 테스트오일을 고압으로 만들어 연료밸브로 공급하는 유압펌프와, 테스트오일이 저장되는 저장탱크로 이루어진 통상의 연료밸브의 테스트장치에 있어서, 유압펌프로 연결된 주공기관로상에 설치되어 유입되는 공기량을 제어하는 압력콘트롤밸브와, 연료밸브와 유압펌프를 연결하는 오일유입관로에 설치되어 테스트오일의 압력을 센싱하는 압력변환기와, 압력변환기에서 측정된 테스트오일의 압력이 선택된 테스트종류에 따른 기준압력에 도달할 시 주공기관로에 대한 공기의 유입을 차단하는 2방향공기밸브와, 오일유입관로와 저장탱크를 연결하는 보조오일관로에 설치되어 테스트오일의 압력을 유지시키거나 빼는 역할을 하는 압력릴리즈밸브와, 압력변환기가 측정한 테스트오일의 압력을 디지털수치로 표시하는 개시배출압력표시기 및 작동압력표시기;가 장착된 연료밸브의 테스트장치가 제공된다.

Description

연료밸브 테스트장치{A fuel valve testing apparatus}

본 고안은 연료밸브 테스트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트오일의 압력을 증가시키는 유압펌프를 압력조절용 밸브들과 제어장치를 이용해서 제어하여 소망하는 정격압력으로 테스트오일을 연료밸브에 공급하여 일회의 오일분사로 테스트를 수행하게 함으로써 정격압력이상의 고압으로 테스트오일을 연료밸브에 공급하여 연료밸브가 다수번의 오일분사를 수행하게 하던 종래의 테스트장치와 달리 연료밸브내 분사노즐에 대한 충격이나 슬라이드의 높은 진동을 방지하여 연료밸브의 손상없이 테스트가 수행될 수 있도록 한 연료밸브 테스트장치에 관한 것이다.

연료밸브 테스트장치는 연료밸브의 오일분사가 주어진 정격압력에서 이루어지는지를 확인하거나 연료밸브의 구성요소들의 기능이 제대로 수행되고 있는지를 확인하여 정상의 연료밸브를 엔진에 장착하게 함으로써 불량의 연료밸브의 사용으로 인한 엔진의 오동작이나 손상을 사전에 방지한다.

특히 장기간을 항해하게 되는 선박은 엔진의 오동작이나 손상이 발생할시 수리에 어려움이 따르는 문제가 있으므로 항시 여분으로 다수개의 연료밸브와 연료밸브의 테스트장치를 구비하고 있다.

상기와 같이 선박등에서 사용되던 종래의 연료밸브 테스트장치는 연료밸브의 상단에 설치된 캠의 회전에 따라 연료밸브로 테스트오일이 단속적으로 공급되면서오일분사가 이루어지는 구조였는데, 주로 단순한 유압장치로 테스트오일의 압력을 증감시키는 장치가 사용됨에 따라 오일을 소망하는 압력으로 제어하기가 힘들었다. 이에 따라 250 내지 350바(bar)가 정격압력인 연료밸브에 주로 900바(bar)정도의 고압으로 테스트오일이 공급됨으로써 오일분사가 일회로 그치지 않고 캠의 회전에 따라 테스트오일이 연료밸브내로 흡입될때마다 다수번 오일분사가 이루어지게 되어 연료밸브의 분사노즐에 충격이 가해지거나 분사노즐 상단에 분사노즐밸브의 개폐를 위하여 스프링과 함께 설치되는 슬라이드가 급속하게 진동하게 되면서 테스트 도중 연료밸브에 무리가 가거나 연료밸브가 손상되는 일이 발생하였다. 특히 엔진제조회사인 MAN B&W사에 의해 새롭게 도입된 슬라이드 연료밸브(slide fuel valve)의 경우 슬라이드의 높은 진동이 슬라이드와 노즐의 파손을 불러일으키게 됨에 따라 종래와 같이 연료밸브의 정격압력범위로 테스트오일의 압력을 조정할 수 없어 다수번의 오일분사를 유도하던 연료밸브 테스트장치를 절대적으로 사용할 수 없었다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 테스트오일의 압력을 증가시키는 유압펌프를 압력조절용 밸브들과 제어장치를 이용해서 제어하여 소망하는 정격압력으로 테스트오일을 연료밸브에 공급하여 일회의 오일분사로 테스트를 수행하게 함으로써 연료밸브내 분사노즐에 대한 충격이나 슬라이드의 높은 진동을 방지하여 연료밸브의 손상없이 테스트가 수행될 수 있도록 한 연료밸브 테스트장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 전체 사시도

도 2는 본 고안의 구성도

도 3은 본 고안의 제어 회로도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 부호의 설명>

1 : 전스트로크밸브 2 : 압력릴리즈밸브

3 : 압력콘트롤밸브 4 : 압력변환기

5 : 선택스위치 7 : 개시배출압력표시기

8 : 작동압력표시기 9 : 공기유입구

11 : 덮개 12 : 오일필터

13 : 2방향공기밸브 14 : 유압펌프

15 : 자동배출필터 17 : 호스

18 : 테스트오일 19 : 저장탱크

20 : 주공기관로 21 : 보조공기관로

22 : 오일유입관로 23 : 보조오일관로

24 : 오일배출관로 25 : 연료밸브

이하, 본 고안의 구성과 작용을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 연료밸브의 테스트장치는, 공기가 유입되는 공기유입구(9)와, 유입된 공기의 불순물을 제거하는 자동배출필터(15)와, 공기압으로 작동되고 테스트오일(18)을 고압으로 만들어 연료밸브(25)로 공급하는 유압펌프(14)와, 테스트오일(18)이 저장되는 저장탱크(19)와, 저장탱크(19)에서 흘러나오는 테스트오일(18)의 불순물을 제거하는 오일필터(12)로 이루어진 통상의 연료밸브의 테스트장치에 있어서, 공기유입구(9)와 유압펌프(14) 사이 주공기관로(20)상에 설치되어 유압펌프(14)로 유입되는 공기량을 증감시키는 압력콘트롤밸브(3)와, 연료밸브(25)와 유압펌프(14) 사이 오일유입관로(22)에 연결된 보조오일관로(23)상에 설치되어 테스트오일(18)의 압력을 유지시키거나 빼는 역할을 하는 압력릴리즈밸브(2)와, 연료밸브(25) 근방에 설치되어 테스트오일(18)의 압력을 센싱하면서 2방향공기밸브(13)를 제어하는 압력변환기(4)와, 상기 압력변환기(4)에서 측정된 테스트오일(18)의 압력이 선택된 테스트종류에 따른 기준압력에 도달할시 주공기관로(20)에 대한 공기의 유입을 차단하는 2방향공기밸브(13)와, 상기 압력변환기(4)가 측정한 테스트오일(18)의 압력을 디지털수치로 표시하는 개시배출압력표시기(7) 및 작동압력표시기(8)가 장착되어 있다.

여기서, 연료밸브의 테스트장치에는 유압펌프(14)와 연결되고, 유압펌프(14)내의 피스톤을 최대펌핑동작으로 작동시키는 전(全)스트로크밸브(1)가 설치될 수 있다.

또한, 연료밸브의 테스트장치에는 배출압력테스트와 개시압력테스트를 선택하는 선택스위치(5)가 설치될 수 있다.

상기에서 배출압력테스트는 연료밸브(25)내의 슬라이드밸브로 테스트오일(18)이 누출되는 순간의 압력을 측정하는 테스트이고, 개시압력테스트는 연료밸브(25)가 테스트오일(18)을 분사하는 순간의 압력을 측정하는 테스트이다.

도면에서 미설명부호 11은 저장탱크(19)의 덮개이고, 17은 테스트오일(18)을 연료밸브(25)로 공급하는 호스이며, 24는 테스트에서 사용된 테스트오일(18)을 다시 저장탱크(19)로 이동시키는 오일배출관로이다.

본 고안은 공기가 미리 압축되어 있는 디젤엔진의 실린더로 연료를 분사시키는 연료밸브(25)의 불량여부를 확인하기 위한 연료밸브의 테스트장치로서, 테스트오일(18)을 고압으로 만들기 위하여 유압펌프(14)를 이용하고 있다.

상기의 유압펌프(14)는 공기압으로 작동되는데, 압력릴리즈밸브(2)와 압력콘트롤밸브(3)의 작동으로 테스트오일(18)의 압력을 증가 또는 감소시키고, 압력변환기(4)로 2방향공기밸브(13)를 제어함으로써 유압펌프(14)의 작동유무를 제어하여 테스트오일(18)의 압력을 기준압력으로 조정하게 된다.

테스트오일(18)의 압력이 제어되는 상기의 과정을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

공기는 공기유입구(9)로 유입되고 불순물이 제거되는 자동배출필터(15)를 거쳐 주공기관로(20)와 보조공기관로(21)로 분기되어 유압펌프(14)로 공급된다. 상기의 주공기관로(20)상으로는 압력콘트롤밸브(3)가 설치되어 유압펌프(14)를 작동시키는 공기의 대부분이 통과하여 유압펌프(14)로 들어가게 되고 상기의 보조공기관로(21)로는 자유유동에 의해 소량의 공기가 유압펌프(14)로 들어가게 된다.

상기의 압력콘트롤밸브(3)는 일정범위내에서 흡입되는 공기량을 조절하는 유량조절부를 가지는 장치로 압력콘트롤밸브(3)를 열어 소망하는바에 따라 작동시키면 주공기관로(20)를 흐르는 공기량이 증가 또는 감소된다. 이로써 유압펌프(14)를 작동시키는 공기의 압력이 증가 또는 감소되고, 이에 따라 유압펌프(14)내 테스트오일(18)의 압력이 증가 또는 감소되게 된다.

상기와 같이 압력콘트롤밸브(3)에 의해 압력이 증가 또는 감소되는 테스트오일(18)은 오일유입관로(22)를 통해 연료밸브(25)로 공급되는데, 연료밸브(25)와 연결되는 부분의 오일유입관로(22)의 일정지점에는 테스트오일(18)이 대기압상태로 저장되는 저장탱크(19)와 연결되어 있는 보조오일관로(23)가 설치되어 있고, 상기 보조오일관로(23)의 일정지점에 스톱밸브의 일종인 압력릴리즈밸브(2)가 설치되어 있다. 이에 따라 압력릴리즈밸브(2)를 폐쇄시키면 압력콘트롤밸브(3)에 의해 증감되는 테스트오일(18)의 압력이 계속해서 유지되면서 연료밸브(25)로 공급되고, 압력릴리즈밸브(2)를 개방시키면 대기압상태의 저장탱크(19)와 연결된 보조오일관로(23)로 테스트오일(18)의 압력이 점차적으로 빠지면서 연료밸브(25)로 공급되는 테스트오일(18)의 압력이 초기상태로 되돌아가게 된다.

여기서, 연료밸브(25)의 근방에는 압력변환기(4)가 설치되어 있어 테스트오일(18)의 압력을 측정하는데, 상기의 압력변환기(4)는 측정된 압력을 실시간으로 디코딩하여 테스트장치 외부에 설치된 작동압력표시기(8)에 디지털수치로 표시하여 작업자가 테스트상의 테스트오일(18)의 압력수치를 정확하게 확인할수 있도록 한다.

따라서, 연료밸브(25)로 공급되는 테스트오일(18)를 특정한 압력으로 조정할시는 압력릴리즈밸브(2)를 폐쇄한 상태에서 압력콘트롤밸브(3)의 유량조절부를 연속적으로 조작하여 테스트오일(18)의 압력을 계속해서 증감시키면서 상기의 작동압력표시기(8)에 표시된 테스트오일(18)의 압력을 확인하여 조정하면 되고, 테스트가 끝난후 테스트장치를 초기화시킬시는 상기의 압력콘트롤밸브(3)는 폐쇄시켜 공기의 흐름을 차단하고, 상기의 압력릴리즈밸브(2)는 개방시켜 테스트오일(18)의 압력이 점차적으로 빠지도록 한다.

여기서 압력변환기(4)에서 측정된 압력은 상기 압력변환기(4) 내부의 PLC회로에 입력되는데, 상기의 압력변환기(4)는 상기의 PLC회로에 의해 선택스위치(5) 및 2방향공기밸브(13)와 연결되어 있어 PLC회로에 의해 서로 제어된다.

이는 먼저, 상기의 선택스위치(5)로 배출압력테스트와 개시압력테스트 중의 어느 하나를 선택하게 되면, 선택된 테스트의 종류에 따른 기준압력이 PLC회로에 설정되고, 상기 압력콘트롤밸브(3)의 작동으로 테스트오일(18)의 압력이 점차 증가하여 기준압력에 도달하게 되면 상기 압력변환기(4)는 PLC회로를 통해 상기 2방향공기밸브(13)를 제어하여 공기의 흐름을 차단하게 된다. 상기의 2방향공기밸브(13)는 평상시에는 압력콘트롤밸브(3)가 설치된 주공기관로(20)로 공기가 흡입되도록개방되어 있는데, 테스트오일(18)의 압력이 기준압력에 도달할시에는 폐쇄됨으로써 주공기관로(20)를 통한 유압펌프(14)로의 공기흐름을 차단하여 유압펌프(14)의 동작을 정지시키게 된다.

또한 상기의 2방향공기밸브(13)가 폐쇄됨에 따라 유압펌프(14)는 보조공기관로(21)와만 연결되어 공기가 흐르게 되는데, 보조공기관로(21)는 공기유입구(9)에 연결되어 있어 대기압상태이므로 유압펌프(14)내의 고압의 공기가 역류하여 유압펌프(14)도 초기상태로 되돌아가게 된다.

이에 따라 테스트오일(18)의 압력은 더이상 증가되지 않고 소망하는 압력상태로 테스트상의 연료밸브(25)로 공급됨으로써 연료밸브(25)는 일회의 연료분사로 테스트를 할수 있게 된다.

상기의 PLC제어회로는 테스트에 사용되는 연료밸브(25)의 종류나 테스트의 종류에 맞추어 미리 프로그래밍되어 있게 된다.

또한, 테스트장치 외부에는 작동압력표시기(8)와 함께 개시배출압력표시기(7)가 설치되어 있는데, 상기의 개시배출압력표시기(7)은 상기의 압력변환기(4)의 PLC제어회로에 의해 제어되어 선택된 테스트종류에 따라 슬라이드밸브가 연료배출을 시작할시나 연료밸브(25)가 연료분사를 개시할시의 배출압력 또는 개시압력이 고정되어 표시된다. 이로써 테스트 수행자는 테스트된 연료밸브(25)의 정확한 배출압력과 개시압력을 손쉽게 확인할 수 있게 된다.

이와 같이 된 본 고안은 유압펌프(14)를 압력조절용 밸브인 압력릴리즈밸브(2)와 압력콘트롤밸브(3)를 이용해서 제어하여 소망하는 압력으로 테스트오일(18)을 연료밸브(25)에 공급하여 일회의 연료분사로 테스트를 수행하게 함으로써 정격압력이상의 고압으로 테스트오일(18)을 연료밸브(25)에 공급하여 연료밸브(25)가 다수번의 연료분사를 수행하게 하던 종래의 테스트장치와 달리 연료밸브(25)내 분사노즐에 대한 충격이나 슬라이드의 높은 진동을 방지하여 연료밸브(25)의 손상없이 테스트를 수행할 수 있게 된다. 이에 따라 테스트에 의한 연료밸브(25)의 마모나 손상을 줄이게 되어 연료밸브(25)를 오래 사용할 수 있으며, 테스트상의 오류로 인한 연료밸브(25)의 손실을 줄이게 되는 경제적 효과도 가지게 된다.

Claims (3)

1. 공기압으로 작동되고 테스트오일(18)을 고압으로 만들어 연료밸브(25)로 공급하는 유압펌프(14)와, 테스트오일(18)이 저장되는 저장탱크(19)로 이루어진 통상의 연료밸브의 테스트장치에 있어서, 유압펌프(14)로 연결된 주공기관로(20)상에 설치되어 유입되는 공기량을 제어하는 압력콘트롤밸브(3)와, 연료밸브(25)와 유압펌프(14)를 연결하는 오일유입관로(22)에 설치되어 테스트오일(18)의 압력을 센싱하는 압력변환기(4)와, 압력변환기(4)에서 측정된 테스트오일(18)의 압력이 선택된 테스트종류에 따른 기준압력에 도달할 시 주공기관로(20)에 대한 공기의 유입을 차단하는 2방향공기밸브(13)와, 오일유입관로(22)와 저장탱크(19)를 연결하는 보조오일관로(23)에 설치되어 테스트오일(18)의 압력을 유지시키거나 빼는 역할을 하는 압력릴리즈밸브(2)와, 압력변환기(4)가 측정한 테스트오일(18)의 압력을 디지털수치로 표시하는 개시배출압력표시기(7) 및 작동압력표시기(8);가 장착됨을 특징으로 하는 연료밸브의 테스트장치.
2. 제 1항에 있어서, 유압펌프(14)에는 유압펌프(14)의 피스톤을 최대펌핑동작으로 작동시키는 전(全)스트로크밸브(1)가 설치된 연료밸브의 테스트장치.
3. 제 1항에 있어서, 개시배출압력표시기(7)는 선택된 테스트종류에 따라 연료밸브(25) 내의 슬라이드밸브가 오일배출을 시작할 때나 연료밸브(25)가 오일분사를개시할 때의 배출압력 또는 개시압력을 고정시켜서 표시하는 것을 특징으로 하는 연료밸브의 테스트장치.