KR20100119518A - 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100119518A KR20100119518A KR1020100039980A KR20100039980A KR20100119518A KR 20100119518 A KR20100119518 A KR 20100119518A KR 1020100039980 A KR1020100039980 A KR 1020100039980A KR 20100039980 A KR20100039980 A KR 20100039980A KR 20100119518 A KR20100119518 A KR 20100119518A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fuel
- feed tube
- detectors
- section
- large diesel
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 148
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 27
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 4
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010762 marine fuel oil Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 aluminum silicates Chemical class 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LXQXZNRPTYVCNG-YPZZEJLDSA-N americium-241 Chemical compound [241Am] LXQXZNRPTYVCNG-YPZZEJLDSA-N 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2835—Specific substances contained in the oils or fuels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/60—Specific applications or type of materials
- G01N2223/637—Specific applications or type of materials liquid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/024—Mixtures
- G01N2291/02416—Solids in liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
본 발명의, 대형 디젤 엔진(9)에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템(10)은 연료를 공급하기 위한 공급 튜브부(12)를 포함한다. 상기 시스템은 또한, 상기 공급 튜브부(12) 내에 포함되는 연료 내로 각각 초음파를 방출하기 위한 초음파 송신기 또는 X-선을 방출하기 위한 X-선 소스인 하나 이상의 소스(13), 및 상기 공급 튜브부 내에 포함되는 연료 내에 각각 방출된 초음파 또는 X-선을 검출하고 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 검출기(14)를 포함한다. 상기 시스템(10)은, 연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 상기 신호를 평가하기 위해 상기 검출기(14)에 연결되어 있는 입자 제어 유닛(11)을 더 포함한다.
Description
본 발명은, 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 공급 튜브부를 포함하는, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템 및 공급 튜빙을 통해 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하는 단계를 포함하는, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 방법, 및 연료 탱크, 및 상기 연료 탱크에 연결되어 있는 연료 공급 튜빙을 포함하며 상기 시스템을 가지는, 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료 공급기에 관한 것이다.
대형 디젤 엔진, 특히 2행정 유형의 대형 디젤 엔진을 위한 경제적 연료에 대한 관심이 증가하고 있다. 대형 디젤 엔진은 예를 들면 선박, 파워 스테이션, 및 유사한 응용에 사용된다. 그러한 응용에 가장 일반적으로 사용되는 연료는, 970 kg/m3 이상의 밀도를 가진 중유(HFO) 및 선박용 연료유(MFO)이다. HFO와 MFO는 주로, 오일 제품의 정류시, 비스브레이커(visbreaker)와 같은 정유소에서의 분해(cracking) 프로세스 또는 캣크랙커(catcracker) 프로세스라고도 지칭되는 촉매 분해 프로세스의 잔류물로 구성된다. 공지되어 있는 캣크랙커 프로세스는, 소위 "제오라이트(zeolites)", 즉 합성 규산알루미늄을 사용한다. 특히 규산알루미늄의 20μm 미만의 작은 입자는 분류(fractioning) 컬럼에 도달할 수 있고, 따라서 컬럼의 잔류물 내에 수집될 것이다. 이러한 잔류물은 가장 일반적인 HFO와 MFO의 일부를 형성한다.
따라서, 공지되어 있는 HFO와 MFO는 고체 입자로 오염된다. 주로 규산알루미늄 또는 소위 "캣 파인즈(cat fines)"인 이들 입자는 대형 디젤 엔진의 입구에서 15 ppm의 공지되어 있는 규정된 한계를 초과하는 경우에 전염성의 복잡한 문제로 간주된다. 연료 오일의 불충분한 처리는 연료 내의 캣 파인의 농도를 더 높게 하며, 따라서, 예를 들면 실린더 라이너, 피스톤 링, 분사 제어 유닛 등의 여러 가지 부품에 대한 마모 비율의 증가와 같은 엔진 운행 작동에 해로운 효과를 일으킬 수 있다.
따라서, 저장된 HFO와 MFO는 엔진에 주입되기 전에 처리되어야 하는 것이 필수적이다. 실질적 경험에 따르면, 원심 분리기와 같은 연료 분리기에서 HFO와 MFO를 적절하게 처리함으로써, 80 ppm의 알루미늄 및 규소의 합이 통상적으로 겨우 허용 가능한 것으로 간주되는 15 ppm 아래로 감소될 수 있다. 가장 해로운 캣 파인은 10 μm 내지 20 μm의 사이즈이다. 따라서, 연료 분리기는 10 μm 보다 큰 입자를 실질적으로 모두 제거할 수 있어야 한다. 최종적으로 엔진에 도달하는 연료는 15 ppm보다 큰 알루미늄 및 규소를 포함하지 않아야 한다.
침전물을 형성하는 바나듐 또는 나트륨과 같은 다른 오염 역시 각각 100 ppm 과 30 ppm의 규정된 한계를 초과하지 않아야 한다.
연료 처리 시스템의 하나 이상의 부품 예를 들면 자동 필터링 유닛 또는 원심 분리기가 부적절하게 작용하고, 따라서 연료의 품질이 떨어져 허용 불가한 양의 입자가 대형 디젤 엔진에 주입되는 일이 자주 발생한다.
본 발명의 목적은, 엔진에 주입되기 전에 HFO와 MFO 내의 고체 입자를 검출 및 측정하며 고체 입자의 농도를 15 ppm 이하로 낮추고 고체 입자의 사이즈를 10 μm 이하로 감소시킬 수 있는, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법, 및 그러한 시스템을 사용하여 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료 공급기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 청구항 제1항에 정의된 시스템, 청구항 제8항에 정의된 방법, 및 청구항 제14항에 정의된 연료 공급기에 의해 충족된다.
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 시스템은 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 공급 튜브부를 포함한다. 상기 시스템은 또한, 상기 공급 튜브부 내에 포함되는 연료 내로 각각 초음파를 방출하기 위한 초음파 송신기 또는 X-선을 방출하기 위한 X-선 소스인 하나 이상의 소스, 상기 공급 튜브부 내에 포함되는 연료 내에 각각 방출된 초음파를 검출하기 위한 초음파 수신기 또는 X-선을 검출하기 위한 X-선 검출기이며, 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 검출기, 및 연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 상기 신호를 평가하기 위해 상기 검출기에 연결되어 있는 입자 제어 유닛을 포함한다. 공급 튜브부는, 예를 들면 정사각형 또는 직사각형 단면 또는 서로 대향하는 2개 이상의 평행면을 가질 수 있다. 선택사항으로서, 소스는 또한 입자 제어 유닛에 연결될 수 있다. 이것은, 예를 들면 초음파 송신기가 사용될 때 시간 지연을 결정할 수 있게 한다.
본 명세서에서, X-선은 특히 연료 내의 고체 입자를 검출하기 위한 것으로 언급되었다. 그러나, 연료 내의 고체 입자를 검출하기 위해 γ-선이 사용될 수도 있고, 적절한 경우에는 X-선은 γ-선으로 대치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, X-선 검출기는 통상적으로 γ-선과 함께 작용한다. 따라서, 이하에서 X-선이 언급될 때마다 되풀이 하지 않더라도 γ-선도 뜻하는 것을 명심하여야 한다.
또한, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 상술한 시스템 내의 하나 이상의 소스는 또한, 공급 튜브부에 포함되는 연료로 마이크로파를 방출하기 위한 마이크로파 안테나 또는 커플러일 수 있고, 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 검출기는, 공급 튜브부 내에 포함되는 연료 내로 방출되는 마이크로파를 검출하기 위한 마이크로파 검출기일 수 있다. 적용되는 마이크로파 주파수는 통상적으로 10 GHz와 100 GHz 사이의 범위에 있다.
바람직한 변경예에서, 하나 이상의 상기 소스 및/또는 하나 이상의 상기 검출기는 후방 분산 모드라고도 지칭되는 반사 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 상기 공급 튜브부의 동일한 면에 배치되어 있다. 따라서, 하나 이상의 검출기는 공급 튜브부의 동일한 면에서 하나 이상의 소스 옆에 배치될 수 있거나, 초음파 변환기가 사용되는 경우에는, 변환기는, 변환기에 송신기의 별도의 단자 및 수신기 기능을 제공함으로써, 또는 초음파를 송신하기 위해 사용되는 주파수 발생기와 초음파를 수신하기 위해 사용되는 증폭기 사이에서 변환기의 단자를 교대로 절환함으로써, 초음파 송신기 및 초음파 수신기 모두로서 사용될 수 있다.
다른 바람직한 변경예에서, 하나 이상의 상기 소스 및 하나 이상의 상기 검출기는 각각 전달 모드 또는 흡수 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 상기 공급 튜브부의 대향면에 배치된다.
하나 이상의 소스는 바람직하게 기본적으로 공급 튜브부의 전체 단면을 조사하도록 배치된다. 통상적 변경예에서, 하나 이상의 소스 및/또는 하나 이상의 검출기는 기본적으로 공급 튜브부의 전체 면에 걸쳐 연장된다.
상기 시스템은 2개의 그룹의 소스를 포함하며, 제1 그룹의 상기 소스는 상기 공급 튜브부의 단면의 일면에 위치되어 있고, 제2 그룹의 상기 소스는 상기 단면의 다른 면 특히 인접면에 위치되어 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 상기 시스템은 2개의 그룹의 검출기를 포함하며, 제1 그룹의 상기 검출기는 상기 공급 튜브부의 단면의 일면에 위치되어 있고, 제2 그룹의 상기 검출기는 상기 단면의 다른 면 특히 인접면에 위치되어 있다.
또 다른 변경예에서, 상기 소스 및/또는 상기 검출기는 상기 공급 튜브부 내부에 또는 상기 공급 튜브부의 하나 이상의 벽에 배치되어 있고, 상기 공급 튜브부 내의 연료와 상기 소스 또는 검출기 사이에 창 또는 덮개가 있다.
상기 검출기는 바람직하게, 연료 내의 50 μm 미만 또는 20 μm의 직경을 가진 고체 입자를 검출할 수 있다. 또 다른 변경예에서, 상기 검출기는, 연료 내의 15 ppm 이하의 농도에서 5 μm 만큼 작거나 2 μm 만큼 작은 직경을 가진 고체 입자를 검출할 수 있다. 통상적 검출기는 5 μm와 50 μm 사이의 범위에 있는 고체 입자를 검출할 수 있다.
초음파 송신기와 수신기가 사용되는 경우에, 포함되는 주파수 범위는 바람직하게 20 kHz와 100 MHz 사이이다. 통상적으로 여러 가지 초음파 송신기 및 수신기가 필요한데, 그것은 단일 송신기 및 단일 수신기 또는 유사하게 단일 변환기로 20kHz와 100 MHz 사이의 주파수 범위와 같은 필요한 주파수 범위를 포함하지 못할 수 있기 때문이다. 연속 모드 또는 펄스 모드가, 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생하기 위해 사용될 수 있다. 주파수는 바람직하게 필요한 주파수 범위 내에 포함된다.
연료의 품질을 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 방법은 공급 튜빙을 통해 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은, 각각 초음파 송신기 또는 X-선 소스인 하나 이상의 소스에 의해 초음파 또는 X-선을 공급 튜브부 내에 포함된 연료 내로 방출하는 단계, 상기 공급 튜브부 내에 포함된 연료 내로 각각 방출된 초음파 또는 X-선을 초음파를 검출하기 위한 초음파 수신기 또는 X-선 검출기인 하나 이상의 검출기에 의해 검출하는 단계, 하나 이상의 상기 검출기에 의해 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키는 단계, 및 상기 검출기에 연결되는 입자 제어 유닛에 의해 연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 상기 신호를 평가하는 단계를 포함한다. 선택사항으로서, 소스는 또한, 입자 제어 유닛에 연결될 수 있다. 이것은 예를 들면, 초음파 송신기가 사용될 때 시간 지연을 판정할 수 있게 한다.
하나 이상의 상기 소스 및/또는 하나 이상의 상기 검출기가 상기 공급 튜브부의 동일한 면에 배치되어, 상기 고체 입자는 후방 분산 모드라고도 지칭되는 반사 모드에서 검출될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 검출기는 공급 튜브부의 동일한 면에서 하나 이상의 소스 옆에 배치될 수 있거나, 초음파 변환기가 사용되는 경우에는, 변환기는, 변환기에 송신기의 별도의 단자 및 수신기 기능을 제공함으로써, 또는 초음파를 송신하기 위해 사용되는 주파수 발생기와 초음파를 수신하기 위해 사용되는 증폭기 사이에서 변환기의 단자를 교대로 절환함으로써, 초음파 송신기 및 초음파 수신기 모두로서 사용될 수 있다.
하나 이상의 상기 소스 및/또는 하나 이상의 상기 검출기가 각각 상기 공급 튜브부의 대향면에 배치되어, 상기 고체 입자가 또한 전달 모드 또는 흡수 모드에서 검출될 수 있다.
통상적으로 하나 이상의 상기 소스는 기본적으로 상기 공급 튜브부의 전체 단면을 조사하며, 통상적으로 하나 이상의 상기 검출기는 기본적으로 상기 공급 튜브부의 전체 단면으로부터 오는 초음파 또는 X-선을 검출한다.
상기 방법의 변경예의 바람직한 실시예에서, 각각 조사 방향을 가지는 2개의 그룹의 소스에 의해 상기 공급 튜브부의 상기 단면에 포함되는 연료가 조사되며, 제1 그룹의 상기 소스의 상기 조사 방향은 제2 그룹의 상기 소스의 상기 조사 방향과 상이하다.
상기 방법의 변경예의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 방법은 2개의 그룹의 상기 검출기에 의해 초음파 또는 X-선이 검출되고, 초음파 또는 X-선을 검출하는 각각의 상기 그룹은 특정 방향을 가지며, 상기 제1 그룹의 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향은 상기 제2 그룹의 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향과 상이하다.
상기 제1 그룹의 상기 소스의 조사 방향과 상기 제2 그룹의 상기 소스의 조사 방향 사이의 각도 또는 상기 제1 그룹의 상기 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향과 상기 제2 그룹의 상기 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향 사이의 각도는 60°와 120° 사이, 또는 80°와 110° 사이, 또는 기본적으로 90°와 같을 수 있다.
상기 방법은, 연료 내의 50 μm 미만 또는 20 μm 미만의 직경을 가지는 고체 입자를 검출하는 단계를 더 포함한다. 변경예의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 방법은, 연료 내의 15 ppm 이하의 농도에서 5 μm만큼 작거나 2 μm 만큼 작은 직경을 가지는 고체 입자를 검출하는 단계를 더 포함한다.
검출되는 입자 범위는 통상적으로 5 μm와 50 μm 사이에 있다.
주요한 물리적 현상은, 초음파가 입자를 때릴 때 발생하는 분산 효과, 또는 X-선이 입자를 때릴 때 발생하는 회절 효과라고 생각된다. 초음파의 경우에, 분산은 주파수, 거리, 입사각, 입자의 특성의 함수로서 초음파의 속도 및 감쇄에 영향을 준다. 입자의 농도 및 사이즈 분포는, 주파수의 함수로서 원래의 신호의 속도 및/또는 시간 및/또는 감쇄를 측정하고, 예를 들면 고속 푸우리에 변환에 기초하여 수학적 모델을 적용함으로써 판정될 수 있다. X-선의 경우에, 회절은 회절 패턴을 발생시키고 X-선의 감쇄에 영향을 준다. 입자의 농도 및 사이즈 분포는, 예를 들면 입자의 직접적 이미지를 주는 감쇄를 측정함으로써 판정될 수 있다.
본 발명은 또한, 연료 탱크와 연료 탱크에 연결된 연료 공급 튜빙을 포함하며 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료 공급기, 및 선택사항으로서, 연료 공급 튜빙이 연결된 대형 디젤 엔진, 및/또는 연료 탱크로부터 공급되는 연료로부터 불순물을 제거하기 위한 연료 처리 장치를 포함한다. 연료 공급기는 또한, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한, 하나 이상의 상술한 실시예 또는 변경예에 따른 시스템을 포함한다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법, 및 본 발명에 따른 연료 공급기는, 실시간에 고체 입자에 관해 연료 오일의 품질을 지속적으로 온라인으로 모니터링할 수 있게 하며, 연료 처리 장치의 서비스, 및/또는 가능한 경우에는 다른 연료 공급기로 교체하거나 다른 연료 필터 또는 분리기를 작동시키는 것과 같이 적시에 적절한 조치를 취할 수 있게 하는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 시스템 및 방법, 및 본 발명에 따른 연료 공급기는 또한, 공급 튜브부의 전체 단면 내의 고체 입자가 검출될 수 있게 하는 이점을 가진다. 하나 이상의 검출기가 사용될 때, 검출기로부터 오는 신호는 신호를 배경 잡음으로부터 더 명확히 구별하기 위해 합산될 수 있다. 또한, 주어진 시간 간격에서 고체 입자의 이동을 판정함으로써 공급 튜브부 내의 연료의 속도를 판정하고, 및/또는 공급 튜브부의 특정한 길이에 걸쳐, 즉, 예를 들면 1 리터 또는 1/2 리터의 주어진 부피에서 입자의 농도 및 사이즈 분포를 판정하는 것이 가능하다. 공급 튜브부를 통해 흐르는 모든 고체 입자는, 검출기, 멀티플렉서 및 입자 제어 유닛의 처리 속도가 제한되더라도 검출될 수 있다는 것 또한 이점이다. 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위해 초음파가 사용될 때, 여러 가지 사이즈의 입자를 검출하기 위해 여러 가지 주파수 범위를 포함하는 복수의 송신기 및/또는 수신기 및/또는 변환기가 제공될 수 있다.
상기 실시예 및 변경예의 상기 설명은 단순히 예일 뿐이다. 첨부된 청구범위 및 도면으로부터 더욱 바람직한 실시예를 볼 수 있다. 또한, 본 발명과 관련하여, 상술하였거나 도시된 실시예 및 상술하였거나 도시된 변경예의 개별적 특징은 새로운 실시예를 형성하기 위해 서로 결합될 수 있다.
아래에서 본 발명을 특정 실시예 및 도면을 참조하여 더 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명에 따른 연료 공급기의 예시적 실시예의 다이어그램이다.
도 2는, 본 발명에 따른 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 3은, 도 2에 도시된 실시예의 검출기의 상세도이다.
도 3a는, 변경예의 검출기의 상세도이다.
도 4는, 본 발명의 변경예에 따른 검출기의 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 변경예에 따른 검출기의 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 3은, 도 2에 도시된 실시예의 검출기의 상세도이다.
도 3a는, 변경예의 검출기의 상세도이다.
도 4는, 본 발명의 변경예에 따른 검출기의 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 변경예에 따른 검출기의 단면도이다.
도 1은, 본 발명에 따른 연료 공급기의 예시적 실시예의 다이어그램을 도시하고 있다. 상기 실시예에서, 연료 공급기(1)는, 연료 공급 튜빙(2, 2'), 및 선택사항으로서, 도 1에 도시되지 않은 하나 이상의 연료 탱크, 도 1에 도시되지 않은 연료 처리 장치, 대형 디젤 엔진(9), 공급 펌프(5), 흡입 필터(4), 부스터 펌프(6), 엔드 히터(7), 연료 필터(8), 유량계(15) 및 필요시의 추가적 부품 중 하나 이상의 부품을 포함한다. 연료 공급 튜빙(2, 2')은 통상적으로 한쪽에서는 하나 이상의 대형 디젤 엔진에 연결되고, 다른 한쪽에서는 하나 이상의 연료 탱크 및/또는 예를 들면 하나 이상의 원심 분리기 및/또는 하나 이상의 연료 필터링 유닛을 포함하는 연료 처리 장치에 연결된다. 또한, 연료 공급 튜빙(2, 2')은 통상적으로, 이송되는 HFO와 MFO의 점성을 낮추기 위한 히터 및 열절연체(3)를 포함한다.
또한, 연료 공급기(1)는, 대형 디젤 엔진(9)에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 시스템(10)을 포함한다. 본 발명에 따른 시스템(10)은, 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 공급 튜브부(12)를 포함한다. 시스템(10)은 또한, 공급 튜브부(12) 내에 포함된 연료 내로 각각 초음파를 방출하기 위한 초음파 송신기 또는 X-선을 방출하기 위한 X-선 소스인 하나 이상의 소스(13), 공급 튜브부 내에 포함된 연료 내에 각각 방출된 초음파를 검출하기 위한 초음파 수신기 또는 X-선을 검출하기 위한 X-선 검출기이며 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 검출기(14), 및 연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 신호를 평가하기 위해 검출기에 연결되는 입자 제어 유닛(11)을 포함한다. 선택사항으로서, 소스(13)는 또한 입자 제어 유닛(11)에 연결될 수 있다. 공급 튜브부(12)는, 예를 들면 정사각형 또는 직사각형 단면 또는 서로 대향하는 2개 이상의 평행면을 가질 수 있으며, 상기 단면은 통상적으로 인접하는 연료 공급 튜빙(1)의 단면과 대략 같거나 약간 크거나 작다. 또한, 시스템(10)은, 선택사항으로서 예를 들면 입자 제어 유닛(11)에 연결되는 초음파 도플러 유량계와 같은 유량계(15)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, X-선은 특히 연료 내의 고체 입자를 검출하기 위한 것으로 언급되었다. 그러나, 연료 내의 고체 입자를 검출하기 위해 γ-선이 사용될 수도 있고, 적절한 경우에는 X-선은 γ-선으로 대치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, X-선 검출기는 통상적으로 γ-선과 함께 작용한다. 따라서, 이하에서 X-선이 언급될 때마다 되풀이 하지 않더라도 γ-선도 뜻하는 것을 명심하여야 한다.
도 2는, 본 발명에 따른 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템(10)의 실시예의 개략도이다. 도 2에 도시된 실시예에 따른 시스템(10)은 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 공급 튜브부(12)를 포함한다. 시스템(10)은 또한, 공급 튜브부(12) 내에 포함된 연료 내로 각각 초음파를 방출하기 위한 초음파 송신기 또는 X-선을 방출하기 위한 X-선 소스인 하나 이상의 소스(13a1, 13a2, 13b), 공급 튜브부 내에 포함된 연료 내에 각각 방출된 초음파를 검출하기 위한 초음파 수신기 또는 X-선을 검출하기 위한 X-선 검출기이며 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 검출기(14a1, 14a2)를 포함한다. 시스템(10)은 또한 연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 신호를 평가하기 위해 검출기(14a1, 14a2)에 연결되는 입자 제어 유닛(11)을 포함한다. 공급 튜브부(12)는, 예를 들면 정사각형 또는 직사각형 단면 또는 서로 대향하는 2개 이상의 평행면을 가질 수 있다. 선택사항으로서, 소스(13a1, 13a2)는 또한 입자 제어 유닛(11)에 연결될 수 있다. 이것은, 예를 들면 초음파 송신기가 사용될 때 시간 지연을 판정할 수 있게 한다.
도 3a에 도시된 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 소스(13a1, 13a2, 13b) 및/또는 하나 이상의 검출기(14a1, 14a2)는, 반사 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 공급 튜브부(12)의 동일한 면에 배치된다. 도 2 및 도 3에 도시된 다른 바람직한 변경예에서, 하나 이상의 소스(13a1, 13a2, 13b) 및 하나 이상의 검출기(14a1, 14a2)는, 각각 전달 모드 또는 흡수 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 공급 튜브부(12)의 대향면에 배치된다.
소스(13a1, 13a2, 13b)는 바람직하게 기본적으로 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하도록 배치된다. 통상적 변경예에서, 소스(13a1, 13a2, 13b) 및/또는 검출기(14a1, 14a1)는 기본적으로 공급 튜브부(12)의 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장된다.
정사각형 단면을 가진 공급 튜브부에서, 하나의 면은 통상적으로 10 cm 내지 15 cm의 길이를 가진다. 따라서, 특히 소스(13a1, 13a2, 13b) 및/또는 2개 이상의 검출기(14a1, 14a2)가 기본적으로 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장될 때, 복수의 소스 및/또는 복수의 검출기를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 소스 및/또는 검출기는 예를 들면 각각 2개, 3개, 또는 4개 이상의 피스(piece)로 된 열에 배치될 수 있다. 또한, 필요시에는 하나의 면에 하나 이상의 열을 배치하는 것이 가능하다.
시스템은, 도 2에 도시되어 있듯이, 2개의 그룹의 소스(13aj, 13b)를 포함할 수 있으며, 제1 그룹의 소스(13aj)는 공급 튜브부(12)의 단면의 일면에 위치되고, 제2 그룹의 소스(13b)는 단면의 다른 면 특히 인접 면에 위치된다. 대안으로서 또는 추가적으로, 시스템은 2개의 그룹의 검출기를 포함할 수 있으며, 제1 그룹의 검출기는 공급 튜브부의 단면의 일면에 위치되고, 제2 그룹의 검출기는 단면의 다른 면 특히 인접 면에 위치된다.
검출기(14a1, 14a2)는, 바람직하게 연료 내의 50 μm 미만 또는 20 μm 미만의 직경을 가진 고체 입자를 검출할 수 있다. 다른 변경예에서, 연료 내의 15 ppm 이하의 농도에서 5 μm 만큼 작거나 2 μm 이하의 직경을 가진 고체 입자를 검출할 수 있다.
바람직한 변경예에서, 검출기(14a1, 14a2)는 공급 튜브부(12) 내부에 또는 공급 튜브부의 벽에 배치되며, 선택사항으로서 공급 튜브부의 연료와 검출기 사이에 창 또는 덮개가 있다.
X-선이 사용되면, 기본적으로 공급 튜브부의 단면 전체를 조사하기 위해 공급 튜브부(12)로부터 0.1 m 이상의 거리에 하나의 소스를 구비하는 것으로 통상적으로 충분하다. 통상적 X-선 소스는, 음극과 양극을 가진 진공 튜브인 X-선 튜브를 포함한다. 가열된 음극으로부터 오는 전자는 양극을 향해 가속되며, 양극에서 통상적으로 텅스텐, 몰리브덴, 구리 또는 유사 금속을 포함하는 양극 타겟과 충돌한다. 전자의 에너지의 일부는 양극 타겟으로부터 X-선으로서 방출된다. X-선 소스 대신에, 아메리슘-241 소스와 같은 γ-선 소스가 사용될 수 있다. 그러한 γ-선 소스는 통상적으로 40년의 연속적 사용에 맞추어지고, X-선 소스는 통상적으로 3년 내지 6년의 연속적 사용 후에 대치되어야 한다.
바람직한 변경예에서, 2 인치 × 3 인치(51 mm × 76 mm) 이상의 사이즈까지 이용 가능한 CCD 칩 또는 CMOS 칩과 같은 X-선 또는 γ-선 영역 검출기가 사용된다. CMOS 칩은 X-선 또는 γ-선을 직접 변환시킬 수 있고, CCD 칩 앞에 섬광체(scintillator)가 있을 필요가 있다. 섬광체를 사용하면, 예를 들면 섬광체와 검출기 칩 사이에 섬유 광학 부재와 같은 광학 부재를 사용함으로써, 손상을 입히는 X-선 또는 γ-선 밖에 위치될 수 있는 이점을 가진다.
시스템(10)은, 예를 들면 입자 제어 유닛(11)에 연결되는 초음파 도플러 유량계와 같은 유량계(15)를 선택사항으로서 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 유량계(15)는, 공급 튜빙(2) 내에 삽입되는 공급 튜브부의 일면에 서로 이격되어 배치되는 2개의 초음파 송수신기(16.1, 16.2)를 포함한다. 송수신기 중 하나는, 공급 튜브부의 반대쪽 벽에서 반사되는 초음파를 방출하며, 반사된 파는 제2 송수신기에 의해 검출된다. 따라서, 제2 송수신기에 의해 검출되는 초음파의 주파수는, 공급 튜브부 내에서 흐르는 연료의 속도에 의존한다.
또한, 시스템(10) 및/또는 입자 제어 유닛(11)은, 도 2에 도시되지 않은, 여러 가지 다른 소스(13a1, 13a2, 13b) 및/또는 검출기(14a1, 14a2) 사이에서 절환하기 위한 멀티플렉서 또는 스위칭 유닛, 초음파 송신기를 위해 신호를 발생시키기 위한 펄스 또는 스위프 신호 발생기(sweep generator)와 같은 주파수 발생기, 초음파 수신기로부터의 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 및 디지털 아날로그 변환기 또는 아날로그 디지털 변환기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 3은, 도 2에 도시되어 있고 상술된 실시예의 검출기 장치의 경사도이다. 하나 이상의 검출기는, 예를 들면 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있는 공급 튜브부(12) 내에 또는 공급 튜브부(12)에 배치된다. 도 3에 도시된 변경예에서, 하나 이상의 소스(13a, 13b) 및 하나 이상의 검출기(14a, 14b)는, 각각 전달 모드 또는 흡수 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 공급 튜브부(12)의 대향면에 배치된다.
소스(13a, 13b)는 바람직하게 기본적으로 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하도록 배치된다. 통상적 변경예에서, 소스(13a, 13b) 및/또는 검출기(14a, 14b)는 기본적으로 공급 튜브부(12)의 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장된다.
도 3에 도시된 실시예에서, 공급 튜브부(12)의 단면의 하나의 면은 통상적으로 8 cm 내지 15 cm의 길이를 가진다. 따라서, 특히 소스(13a, 13b) 및/또는 검출기(14a, 14b)가 기본적으로 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장될 때, 복수의 소스 및/또는 복수의 검출기를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 소스 및/또는 검출기는 예를 들면 각각 2개, 3개, 또는 4개 이상의 피스로 된 열에 배치될 수 있다. 또한, 필요시에는 하나의 면에 하나 이상의 열을 배치하는 것이 가능하다.
도 3에 도시된 장치는 2개의 그룹의 소스(13a, 13b)를 포함할 수 있으며, 제1 그룹의 소스(13a)는 공급 튜브부(12)의 단면의 일면에 위치되고, 제2 그룹의 소스(13b)는 단면의 다른 면 특히 인접 면에 위치된다. 대안으로서 또는 추가적으로, 시스템은 2개의 그룹의 검출기를 포함할 수 있으며, 제1 그룹의 검출기는 공급 튜브부의 단면의 일면에 위치되고, 제2 그룹의 검출기는 단면의 다른 면 특히 인접 면에 위치된다.
바람직한 변경예에서, 검출기(14a, 14b)는 공급 튜브부(12) 내부에 또는 공급 튜브부의 벽에 배치되며, 선택사항으로서 공급 튜브부의 연료와 검출기 사이에 하나 이상의 창 또는 덮개가 있다.
도 3a는 변경예의 소스 및 검출기 장치의 경사도이다. 하나 이상의 소스(13a1-13a4, 13b1-13b4) 및 하나 이상의 검출기(14a1-14a4, 14b1-14b4)는, 반사 모드 또는 후방 분산 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 공급 튜브부(12)의 일면(12a)에 배치된다. 공급 튜브부(12)는 예를 들면 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다.
소스(13a1-13a4, 13b1-13b4)는 바람직하게 기본적으로 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하도록 배치된다. 통상적 변경예에서, 소스(13a1-13a4, 13b1-13b4) 및/또는 검출기(14a1-14a4, 14b1-14b4)는 기본적으로 공급 튜브부(12)의 면(12a)의 전체 폭에 걸쳐 연장된다.
도 3a에 도시된 실시예에서, 면(12a)은 통상적으로 8 cm 내지 15 cm의 폭을 가진다. 따라서, 특히 소스(13a1-13a4, 13b1-13b4) 및/또는 검출기(14a1-14a4, 14b1-14b4)가 기본적으로 면(12a) 전체에 걸쳐 연장될 때, 복수의 소스 및/또는 복수의 검출기를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 소스 및/또는 검출기는 예를 들면 각각 2개, 3개, 또는 4개 이상의 피스로 된 열에 배치될 수 있다. 또한, 필요시에는 하나 이상의 열을 배치하는 것이 가능하다.
도 4는, 본 발명의 변경예에 따른 검출기 장치의 단면도이다. 하나 이상의 검출기(14a, 14b)는, 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있는 공급 튜브부 내에 또는 공급 튜브부에 배치된다. 도 4에 도시된 변경예에서, 하나 이상의 소스(13a, 13b) 및 하나 이상의 검출기(14a, 14b)는, 각각 전달 모드 또는 흡수 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 공급 튜브부의 대향면에 배치된다.
소스(13a, 13b)는 바람직하게 기본적으로 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하도록 배치된다. 통상적 변경예에서, 소스(13a, 13b) 및/또는 검출기(14a, 14b)는 기본적으로 공급 튜브부의 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장된다. X-선 소스가 사용될 때, 소스(13a, 13b)를 공급 튜브부로부터 소정 거리에 배치하는 것이 바람직할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에서, 공급 튜브부(12)의 단면의 하나의 면은 통상적으로 8 cm 내지 15 cm의 길이를 가진다. 따라서, 특히 소스(13a, 13b) 및/또는 검출기(14a, 14b)가 기본적으로 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장될 때, 복수의 소스 및/또는 복수의 검출기를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 소스 및/또는 검출기는 예를 들면 각각 2개, 3개, 또는 4개 이상의 피스로 된 열에 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 장치는 2개의 그룹의 소스(13a, 13b)를 포함할 수 있으며, 제1 그룹의 소스(13a)는 공급 튜브부(12)의 단면의 일면에 위치되고, 제2 그룹의 소스(13b)는 단면의 다른 면 특히 인접 면에 위치된다. 대안으로서 또는 추가적으로, 시스템은 2개의 그룹의 검출기(14a, 14b)를 포함할 수 있으며, 제1 그룹의 검출기(14a)는 공급 튜브부의 단면의 일면에 위치되고, 제2 그룹의 검출기(14b)는 단면의 다른 면 특히 인접 면에 위치된다.
바람직한 변경예에서, 검출기(14a, 14b)는 공급 튜브부 내부에 또는 공급 튜브부의 벽에 배치되며, 선택사항으로서 공급 튜브부의 연료와 검출기 사이에 하나 이상의 창 또는 덮개가 있다.
도 5는, 본 발명의 다른 변경예에 따른 검출기 장치의 단면도이다. 하나 이상의 검출기(14.1-14.4)는, 서로 대향하는 2개의 평행면을 가진 단면을 가지는 공급 튜브부(12) 내에 또는 공급 튜브부(12)에 배치된다. 도 5에 도시된 변경예에서, 하나 이상의 소스(13.1-13.4) 및 하나 이상의 검출기(14.1-14.4)는, 각각 전달 모드 또는 흡수 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 공급 튜브부의 대향면에 배치된다.
소스(13.1-13.4)는 바람직하게 기본적으로 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하도록 배치된다. 통상적 변경예에서, 소스(13.1-13.4) 및/또는 검출기(14.1-14.4)는 기본적으로 공급 튜브부의 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장된다. X-선 소스가 사용될 때, 소스를 공급 튜브부로부터 소정 거리에 배치하는 것이 바람직할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에서, 공급 튜브부(12)의 단면의 하나의 면은 통상적으로 8 cm 내지 15 cm의 길이를 가진다. 따라서, 특히 소스(13.1-13.4) 및/또는 검출기(14.1-14.4)가 기본적으로 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장될 때, 복수의 소스 및/또는 복수의 검출기를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 소스 및/또는 검출기는 예를 들면 각각 2개, 3개, 또는 4개 이상의 피스로 된 열에 배치될 수 있다.
바람직한 변경예에서, 검출기(14.1-14.4)는 공급 튜브부 내부에 또는 공급 튜브부의 벽에 배치되며, 선택사항으로서 공급 튜브부의 연료와 검출기 사이에 창 또는 덮개가 있다.
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예를 도 1 내지 도 5를 참조하여 다음에서 설명한다. 상기 방법은 연료를 공급 튜빙(2, 2')을 통해 대형 디젤 엔진(9)으로 공급하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은, 각각 초음파 송신기 또는 X-선 소스인 하나 이상의 소스(13, 13a, 13b)에 의해 초음파 또는 X-선을 공급 튜브부(12) 내에 포함된 연료 내로 방출하는 단계, 공급 튜브부(12) 내에 포함된 연료 내로 각각 방출된 초음파 또는 X-선을 초음파를 검출하기 위한 초음파 수신기 또는 X-선 검출기인 하나 이상의 검출기(14, 14a, 14b)에 의해 검출하는 단계, 하나 이상의 검출기에 의해 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키는 단계, 및 검출기(14, 14a, 14b)에 연결되는 입자 제어 유닛(11)에 의해 연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 신호를 평가하는 단계를 포함한다. 선택사항으로서, 소스(13, 13a, 13b)는 또한 입자 제어 유닛(11)에 연결될 수 있다.
하나 이상의 소스(13, 13a, 13b) 및/또는 하나 이상의 검출기(14, 14a, 14b)가 공급 튜브부(12)의 동일한 면에 배치되어 고체 입자가 반사 모드에서 검출될 수 있거나, 하나 이상의 소스(13, 13a, 13b) 및 하나 이상의 검출기(14, 14a, 14b)가 각각 공급 튜브부(12)의 대향면에 배치되어 고체 입자가 전달 모드 또는 흡수 모드에서 검출될 수 있다.
통상적으로 소스(13, 13a, 13b)는 기본적으로 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하며, 검출기(14, 14a, 14b)는 기본적으로 공급 튜브부이 전체 단면으로부터 오는 초음파 또는 X-선을 검출한다.
복수의 소스는, 개별 소스에 의해 전송되는 파의 위상을 제어함으로써, 특정 방향을 가진 평면 초음파 또는 평면 마이크로파를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 복수의 검출기는 특정 방향으로부터 오는 초음파 또는 마이크로파를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
상기 방법의 바람직한 변경예에서, 공급 튜브부(12)의 단면에 포함되는 연료는 2개의 그룹의 소스(13a, 13b)에 의해 조사되며, 각각의 그룹은 조사 방향을 가지고, 제1 그룹의 조사 방향은 제2 그룹의 조사 방향과 상이하다.
상기 방법의 다른 바람직한 변경예에서, 초음파 또는 X-선은 2개의 그룹에 의 검출기(14a, 14b)에 의해 검출되며, 각각의 그룹은 특정 방향을 가지는 초음파 또는 X-선을 검출하고, 제1 그룹에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향은 제2 그룹에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향과 상이하다.
제1 그룹의 소스(13a)의 조사 방향과 제2 그룹의 소스(13b)의 조사 방향 사이의 각도 또는 제1 그룹의 검출기(14a)에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향과 제2 그룹의 검출기(14b)에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향 사이의 각도는 60°와 120° 사이, 또는 80°와 110° 사이, 또는 기본적으로 90°와 같을 수 있다.
상기 방법은, 연료 내의 50μm 미만 또는 20μm의 직경을 가지는 고체 입자를 검출하는 단계를 포함한다. 다른 바람직한 변경예에서, 상기 방법은 연료 내의 15 ppm 이하의 농도에서 5 μm 만큼 작거나 2 μm 이하의 직경을 가지는 고체 입자를 검출하는 단계를 포함한다.
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 시스템 및 방법, 및 그러한 시스템을 포함하는 연료 공급기는 디젤 엔진의 작동 동안에 고체 입자에 관해 연료 오일의 품질을 지속적으로 온라인 및 현장에서 모니터링할 수 있게 한다. 바람직하게, 고체 입자는 기본적으로 공급 튜브부의 전체 단면에서 모니터링된다. 따라서, 공급된 연료 내의 입자의 수가 규정 한계를 초과하면, 적시에 조치를 취하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템, 방법, 및 연료 공급기는 대형 디젤 엔진의 서비스 수명을 현저하게 증가시킨다.
11: 입자 제어 유닛
12: 공급 튜브부
13, 13a, 13b: 소스
14, 14a, 14b: 검출기
12: 공급 튜브부
13, 13a, 13b: 소스
14, 14a, 14b: 검출기
Claims (15)
- 대형 디젤 엔진(9)에 연료를 공급하기 위한 공급 튜브부(12),
상기 공급 튜브부(12) 내에 포함되는 연료 내로 각각 초음파를 방출하기 위한 초음파 송신기 또는 X-선을 방출하기 위한 X-선 소스인 하나 이상의 소스(13, 13a, 13b),
상기 공급 튜브부(12) 내에 포함되는 연료 내에 각각 방출된 초음파를 검출하기 위한 초음파 수신기 또는 X-선을 검출하기 위한 X-선 검출기이며, 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 검출기(14, 14a, 14b), 및
연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 상기 신호를 평가하기 위해 상기 검출기(14, 14a, 14b)에 연결되어 있는 입자 제어 유닛(11)
을 포함하는, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 공급 튜브부(12)는, 정사각형 단면 또는 직사각형 단면, 또는 서로 대향하는 2개 이상의 평행면을 가진, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
하나 이상의 상기 소스(13, 13a, 13b) 및/또는 하나 이상의 상기 검출기(14, 14a, 14b)는 반사 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 상기 공급 튜브부(12)의 동일한 면에 배치되어 있거나, 하나 이상의 상기 소스(13, 13a, 13b) 및 하나 이상의 상기 검출기(14, 14a, 14b)는 각각 전달 모드 또는 흡수 모드에서 고체 입자를 검출하기 위해 상기 공급 튜브부(12)의 대향면에 배치되어 있는, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템. - 제3항에 있어서,
하나 이상의 상기 소스(13, 13a, 13b) 및/또는 하나 이상의 상기 검출기(14, 14a, 14b)는 기본적으로 상기 공급 튜브부(12)의 단면의 하나의 면 전체에 걸쳐 연장되어 있고 및/또는 상기 하나 이상의 소스(13, 13a, 13b)는 기본적으로 상기 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하는, 대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
2개의 그룹의 소스(13a, 13b)를 포함하며,
제1 그룹의 상기 소스는 상기 공급 튜브부(12)의 단면의 일면에 위치되어 있고, 제2 그룹의 상기 소스는 상기 단면의 다른 면 특히 인접면에 위치되어 있으며, 및/또는
상기 시스템은 2개의 그룹의 검출기(14a, 14b)를 포함하고,
제1 그룹의 상기 검출기는 상기 공급 튜브부(12)의 단면의 일면에 위치되어 있으며, 제2 그룹의 상기 검출기는 상기 단면의 다른 면 특히 인접면에 위치되어 있는,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소스(13, 13a, 13b) 및/또는 상기 검출기(14, 14a, 14b)는 상기 공급 튜브부(12) 내부에 또는 상기 공급 튜브부의 하나 이상의 벽에 배치되어 있고,
상기 공급 튜브부 내의 연료와 상기 소스 또는 검출기 사이에 창 또는 덮개가 있는,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출기(14, 14a, 14b)는, 연료 내의 50 μm 미만 또는 20 μm의 직경을 가진 고체 입자를 검출할 수 있고, 및/또는
상기 검출기(14, 14a, 14b)는, 연료 내의 15 ppm 이하의 농도에서 5 μm 만큼 작거나 2 μm 만큼 작은 직경을 가진 고체 입자를 검출할 수 있는,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템. - 공급 튜빙(2, 2')을 통해 대형 디젤 엔진(9)에 연료를 공급하는 단계,
각각 초음파 송신기 또는 X-선 소스인 하나 이상의 소스(13, 13a, 13b)에 의해 초음파 또는 X-선을 공급 튜브부(12) 내에 포함된 연료 내로 방출하는 단계,
상기 공급 튜브부(12) 내에 포함된 연료 내로 각각 방출된 초음파 또는 X-선을 초음파를 검출하기 위한 초음파 수신기 또는 X-선 검출기인 하나 이상의 검출기(14, 14a, 14b)에 의해 검출하는 단계,
하나 이상의 상기 검출기(14, 14a, 14b)에 의해 연료 내의 고체 입자의 존재를 나타내는 신호를 발생시키는 단계, 및
상기 검출기(14, 14a, 14b)에 연결되는 입자 제어 유닛(11)에 의해 연료 내의 고체 입자의 수 및/또는 사이즈에 관해 상기 신호를 평가하는 단계
를 포함하는,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 방법. - 제8항에 있어서,
하나 이상의 상기 소스(13, 13a, 13b) 및/또는 하나 이상의 상기 검출기(14, 14a, 14b)가 상기 공급 튜브부(12)의 동일한 면에 배치되어, 상기 고체 입자는 반사 모드에서 검출되며, 또는
하나 이상의 상기 소스(13, 13a, 13b) 및/또는 하나 이상의 상기 검출기(14, 14a, 14b)가 각각 상기 공급 튜브부(12)의 대향면에 배치되어, 상기 고체 입자가 전달 모드 또는 흡수 모드에서 검출되는,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 방법. - 제8항 또는 제9항에 있어서,
하나 이상의 상기 소스(13, 13a, 13b)는 기본적으로 상기 공급 튜브부(12)의 전체 단면을 조사하며,
하나 이상의 상기 검출기(14, 14a, 14b)는 기본적으로 상기 공급 튜브부(12)의 전체 단면으로부터 오는 초음파 또는 X-선을 검출하는,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 방법. - 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
각각 조사 방향을 가지는 2개의 그룹의 소스(13a, 13b)에 의해 상기 공급 튜브부(12)의 상기 단면에 포함되는 연료를 조사하는 단계를 더 포함하며,
제1 그룹의 상기 소스의 상기 조사 방향은 제2 그룹의 상기 소스의 상기 조사 방향과 상이하며, 및/또는
상기 방법은 2개의 그룹의 상기 검출기(14a, 14b)에 의해 초음파 또는 X-선을 검출하는 단계를 더 포함하고,
초음파 또는 X-선을 검출하는 각각의 상기 그룹은 특정 방향을 가지며,
상기 제1 그룹의 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향은 상기 제2 그룹의 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향과 상이한,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제1 그룹의 상기 소스의 조사 방향과 상기 제2 그룹의 상기 소스의 조사 방향 사이의 각도 또는 상기 제1 그룹의 상기 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향과 상기 제2 그룹의 상기 검출기에 의해 검출되는 초음파 또는 X-선의 방향 사이의 각도는 60°와 120° 사이, 또는 80°와 110° 사이, 또는 기본적으로 90°와 같은,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 방법. - 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
연료 내의 50 μm 미만 또는 20 μm 미만의 직경을 가지는 고체 입자를 검출하는 단계를 더 포함하고, 및/또는
연료 내의 15 ppm 이하의 농도에서 5 μm만큼 작거나 2 μm 만큼 작은 직경을 가지는 고체 입자를 검출하는 단계를 더 포함하는,
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한 방법. - 대형 디젤 엔진(9)에 연료를 공급하기 위한 연료 공급기(1)에 있어서,
연료 탱크,
상기 연료 탱크에 연결되어 있는 연료 공급 튜빙(2, 2'), 및
대형 디젤 엔진에 공급되는 연료의 품질을 모니터링하기 위한, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 시스템(10)
을 포함하는, 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료 공급기. - 제14항에 있어서,
상기 연료 공급 튜빙(2, 2')이 연결되어 있는 대형 디젤 엔진(9), 및/또는
상기 연료 탱크로부터 공급되는 연료로부터 불순물을 제거하기 위한 연료 처리 장치
를 더 포함하는, 대형 디젤 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료 공급기.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP09159157.8 | 2009-04-30 | ||
| EP09159157 | 2009-04-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100119518A true KR20100119518A (ko) | 2010-11-09 |
Family
ID=41145223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100039980A KR20100119518A (ko) | 2009-04-30 | 2010-04-29 | 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2246698B1 (ko) |
| JP (1) | JP5606782B2 (ko) |
| KR (1) | KR20100119518A (ko) |
| CN (1) | CN101876275A (ko) |
| DK (1) | DK2246698T3 (ko) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105629243A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-06-01 | 环创(厦门）科技股份有限公司 | 一种污水管渠中固体垃圾的在线监测声纳装置 |
| CN105629246A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-06-01 | 环创(厦门）科技股份有限公司 | 一种管渠污水的断面扫描成像声纳装置 |
| CN104973069B (zh) * | 2015-07-10 | 2017-04-26 | 吉林大学 | 重型车空气阻力合成系数和质量的在线同步辨识方法 |
| JP2019066180A (ja) * | 2016-01-13 | 2019-04-25 | 株式会社日立製作所 | 超音波計測装置及び遠心圧縮機装置 |
| JP2017168343A (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法、リチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法およびリチウムイオン電池用電極の製造方法 |
| US10260466B2 (en) | 2016-04-29 | 2019-04-16 | Progeny Systems Corporation | Ultrasonic contaminant detection system |
| US10466123B2 (en) * | 2017-06-20 | 2019-11-05 | United Technologies Corporation | Early coking detection in aircraft fuel |
| CN107525912A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-29 | 苏州坤阳机械科技有限公司 | 一种柴油中污染物的全面测定方法 |
| GB201720276D0 (en) | 2017-12-05 | 2018-01-17 | Parker Hunnifin Emea S A R L | Detecting particles in a particle containing fluid |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3779070A (en) * | 1971-11-23 | 1973-12-18 | Autometrics Co | Particle size and percent solids monitor |
| JPS6353463A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-07 | Nippon Radiator Co Ltd | オイル劣化検出装置 |
| JPH0333451A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-13 | Tonen Corp | エンジンの燃料供給方法 |
| US5982847A (en) * | 1996-10-28 | 1999-11-09 | Utah State University | Compact X-ray fluorescence spectrometer for real-time wear metal analysis of lubrucating oils |
| US5969237A (en) * | 1997-10-09 | 1999-10-19 | Baker Hughes Incorporated | Measurement and control of asphaltene agglomeration in hydrocarbon Liquids |
| US6859517B2 (en) * | 2003-04-22 | 2005-02-22 | Battelle Memorial Institute | Dual x-ray fluorescence spectrometer and method for fluid analysis |
| JP4581884B2 (ja) * | 2005-07-21 | 2010-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料供給装置 |
| EP1715323A1 (en) * | 2005-08-05 | 2006-10-25 | Bp Oil International Limited | Method for determining the concentration and/or size distribution of solid particles in middle distillate fuels |
| EP1840361A1 (de) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Wärtsilä Schweiz AG | Einrichtung zur Detektion eines Siganlverlaufs eines Geräuschs |
| US7286633B1 (en) * | 2006-10-24 | 2007-10-23 | Innov-X Systems, Inc. | Fuel analysis system |
| US7661293B2 (en) * | 2007-02-06 | 2010-02-16 | Cosense, Inc. | Ultrasonic system for detecting and quantifying of air bubbles/particles in a flowing liquid |
| JP2008281377A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Denso Corp | 燃料供給システム及び燃料情報取得装置 |
-
2010
- 2010-04-20 DK DK10160389.2T patent/DK2246698T3/da active
- 2010-04-20 EP EP10160389A patent/EP2246698B1/en not_active Not-in-force
- 2010-04-28 JP JP2010102845A patent/JP5606782B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-29 KR KR1020100039980A patent/KR20100119518A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-04-29 CN CN2010101752498A patent/CN101876275A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK2246698T3 (da) | 2012-10-01 |
| JP5606782B2 (ja) | 2014-10-15 |
| EP2246698B1 (en) | 2012-06-27 |
| JP2010261943A (ja) | 2010-11-18 |
| CN101876275A (zh) | 2010-11-03 |
| EP2246698A1 (en) | 2010-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20100119518A (ko) | 연료의 품질을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법 | |
| US6363788B1 (en) | Noninvasive detection of corrosion, mic, and foreign objects in containers, using guided ultrasonic waves | |
| US6367328B1 (en) | Noninvasive detection of corrosion, MIC, and foreign objects in fluid-filled containers using leaky guided ultrasonic waves | |
| US7673526B2 (en) | Apparatus and method of lensing an ultrasonic beam for an ultrasonic flow meter | |
| TWI413027B (zh) | 文件檢視系統 | |
| WO1995027897A1 (en) | Ultrasonic flaw detection device | |
| US7467560B2 (en) | Broadband long pulse ultrasonic inspection | |
| RU2018104539A (ru) | Система и способ обнаружения частиц в жидкости или воздухе | |
| US4403510A (en) | Apparatus and method for ultrasonic inspection | |
| US8466833B2 (en) | Monitoring system for an inner area of a machine | |
| FI85773B (fi) | Foerfarande samt system foer inspektion av ett fast material under ytan. | |
| KR100728454B1 (ko) | 유도센서를 이용한 유도초음파 세정장치 | |
| JP7122973B2 (ja) | 超音波プローブおよび超音波検査システム | |
| JP4144699B2 (ja) | 探触子及びこれを用いた材料評価試験方法 | |
| US20170315098A1 (en) | Ultrasonic contaminant detection system | |
| KR20090094975A (ko) | 초음파를 이용하여 정상 세포와 특이 세포를 선별 및분리하는 방법 | |
| KR102297571B1 (ko) | 이종 물질 혼합물의 성분의 농도 또는 입자 크기를 정량적으로 결정하기 위한 장치 및 방법 | |
| JP6678907B2 (ja) | 散乱体中における測定対象物の距離計測方法、及びその距離計測装置 | |
| CN115165792A (zh) | 管线中气液两相流状态检测方法及装置 | |
| NO20210320A1 (ko) | ||
| CN107430091B (zh) | 获得或维持脱气液体中的光学透射率的方法 | |
| CN220603238U (zh) | 一种抗燃油颗粒度传感器 | |
| CN115855828A (zh) | 一种基于光声成像的污损检测装置及方法 | |
| JP2023023970A (ja) | 堆積物検出システム及び堆積物検出方法 | |
| JP2017044667A (ja) | 渦検知装置および渦検知装置を備えるポンプ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |