KR20110080785A - 연료유 자동전환장치를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

연료유 자동전환장치를 포함하는 선박이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 디젤유와 중질유 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환하여 엔진라인에 연료유로 공급하는 전환밸브; 엔진 라인에 흐르는 연료유의 점도를 감지하여 측정값을 출력하는 점도계; 및 측정값과 설정된 점도값을 비교하여 전환밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 선박의 연료유 자동전환장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따르면 엔진에 공급되는 연료유의 점도를 설정값 이상을 유지하도록 전환밸브가 자동적으로 작동되므로 엔진에 안정된 연료유를 공급할 수 있어 엔진 연료유 계통을 보호할 수 있고 작업자의 숙련 정도와 무관하게 간단하고 안전하게 연료유 전환을 수행할 수 있다.

Description

연료유 자동전환장치를 포함하는 선박 {Ship comprising automatic ship fuel conversion device}
본 발명은 연료유 전환장치를 포함하는 선박에 관한 것이다.
디젤 엔진을 사용하는 선박에서 일반적으로 디젤유와 중질유를 함께 사용한다. 예를 들어, 시동시에는 디젤유를 사용하고 운항시에는 중질유를 사용한다든지, 디젤유만 사용해야 하는 특정 지역에서는 운항시 디젤유를 사용한다.
그런데 디젤유는 고가인 반면, 중질유는 매우 저가이고 상온에서 디젤유는 점도가 낮고 중질유는 점도가 높은 특성을 가진다.
그래서 중질유를 연료유로 사용할 경우 점도가 높아 미리 가열하여 엔진에서 필요로 하는 적정 점도로 만든 후 엔진에 공급한다.
도 1은 종래 선박의 연료유 전환장치를 나타내는 계통도이다.
중질유에서 디젤유로 또는 디젤유에서 중질유로 전환하기 위해서는 도 1과 같은 전환장치에 의해 연료유를 전환한다.
도시된 바를 참조하면 연료유 전환장치는 디젤유가 공급되는 디젤유 라인(D)과 중질유가 공급되는 중질유 라인(H), 상기 디젤유 라인(D)과 중질유 라인(H)이 만나는 곳에 설치된 전환밸브(10)로 이루어져 전환밸브(10)에서 디젤유와 중질유 중 어느 하나를 선택하여 전환하면 전환된 연료유가 엔진 라인(E)을 통해 엔진에 공급된다.
그리고 종래 전환밸브는 수동으로 조작된다. 즉, 중질유에서 디젤유로 전환하고자 하거나 그 반대의 경우 작업자는 전환밸브를 손으로 천천히 조작하여 연료유를 전환한다.
그런데 디젤유는 온도와 점도가 낮고 중질유는 높은 온도로 가열되어 있기 때문에 수동으로 전환밸브를 급하게 조작하면 디젤유와 중질유가 한꺼번에 혼합되면서 온도차이 때문에 열충격이 발생할 수도 있고 디젤유의 온도가 높아지면서 디젤유의 점도가 급격하게 낮아지게 된다.
이와 같이 낮아진 점도의 연료유가 엔진에 공급되면 엔진의 계통에 큰 손상이 발생할 수 있다.
따라서, 작업자는 전환밸브를 작동할 때 시간 간격을 두고 매우 조심스럽게 조작해야 일정한 점도의 연료유가 엔진에 공급될 수 있으므로 숙련된 작업자가 요구된다.
본 발명의 실시예는 디젤유와 중질유를 함께 사용하는 선박의 연료유 전환장치에 있어 연료유 전환시 엔진에 공급되는 연료유의 점도가 요구되는 점도를 가지도록 전환밸브를 자동으로 작동시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 연료유 전환장치를 포함하는 선박에 있어서, 디젤유와 중질유 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환하여 엔진라인에 연료유로 공급하는 전환밸브; 상기 엔진 라인에 흐르는 연료유의 점도를 감지하여 측정값을 출력하는 점도계; 및 상기 측정값과 설정된 점도값을 비교하여 상기 전환밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 연료유 전환장치를 포함하는 선박이 제공된다.
또한, 상기 엔진 라인에 흐르는 연료유의 일부를 바이패스 시키는 바이패스 라인을 더 포함하고, 상기 점도계는 상기 바이패스라인에 흐르는 연료유의 점도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 바이패스 라인의 개폐를 제어하는 개폐밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 개폐밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 연료유의 전환이 있는 경우에 상기 개폐밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 점도계 후측에서, 연료유의 역류를 방지하는 체크밸브를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전환밸브는 모터에 의해 구동되는 3방향 전동밸브일 수 있다.
본 발명의 실시예는 엔진에 공급되는 연료유의 점도를 설정값 이상을 유지하도록 전환밸브가 자동적으로 작동되므로 엔진에 안정된 연료유를 공급할 수 있어 엔진 연료유 계통을 보호할 수 있고 작업자의 숙련 정도와 무관하게 간단하고 안전하게 연료유 전환을 수행할 수 있다.
도 1은 종래 선박의 연료유 전환장치를 나타내는 계통도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 선박의 연료유 자동전환장치를 나타내는 계통도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 선박의 연료유 자동전환장치를 나타내는 계통도이다.
여기서, 실선은 연료유의 흐름, 점선은 제어신호 흐름을 의미한다. 참고로, a는 연료전환신호, b는 개폐밸브의 개폐 제어신호, c는 점도 측정값 신호, d는 전환밸브의 모터 제어신호를 예시한다.
도시된 바와 같이 본 실시예는 전환밸브(10), 점도계(20), 개폐밸브(30) 및 제어부(40)로 구성될 수 있다.
보다 상세하게는, 본 실시예는 디젤유나 중질유 중 어느 한 쪽의 연료유로 전환할 때 양 연료의 혼합시 발생하는 점도의 저하를 막기 위해 제어부(40)가 전환밸브(10)의 작동을 정밀하게 제어하여 디젤유와 중질유의 혼합 속도를 조절함으로써 점도계(20)에서 측정된 점도가 제어부(40)에서 설정된 엔진에서 요구되는 점도 이상을 유지할 수 있도록 하는 것임을 알 수 있다.
먼저, 상기 전환밸브(10)는 디젤유와 중질유 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환하여 엔진라인에 연료유를 공급할 수 있다.
예를 들어, 상기 전환밸브(10)는 디젤유가 공급되는 디젤유 라인(D)과 중질유가 공급되는 중질유 라인(H)이 만나는 지점에 설치될 수 있다. 그리고, 전환밸브(10)는 제어부(40)의 제어하에 디젤유와 중질유 가운데 어느 하나를 선택하고 전환시켜 엔진 라인(E)에 전환된 연료유를 공급할 수 있다.
상기 전환밸브(10)는 모터를 이용한 전동식, 솔레노이드를 이용한 자력식, 유체 압력을 이용한 유압식 등 다양한 방식이 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 전환밸브(10)는 전동밸브는 상대적으로 제어가 용이하고 구조를 간단한 전동밸브로 구현될 수 있다. 보다 상세하게는, 전동밸브는 모터(12)를 이용하여 밸브의 개폐 또는 개폐속도 제어가 가능한 것으로 상기 모터(12)는 서보모터일 수 있다. 전동밸브는 공지된 기술이므로 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또 상기 전환밸브(10)는 디젤유 라인(D), 중질유 라인(H), 엔진 라인(E)의 3방향(3-Way) 유로를 개폐하는 3방향 밸브일 수 있다. 여기서, 3방향 밸브는 입출구가 3방향으로 형성되어 밸브체의 이동에 따라 각 입출구를 통한 유체 흐름 방향을 전환시킬 수 있도록 된 것으로, 하나의 입구로 들어온 유체를 다른 두 개의 출구를 통해 선택적으로 배출하거나 두 개의 입구를 통해 선택적으로 유체를 유입시켜 다른 하나의 출구로 배출하는 구조로 이루어진다.
점도계(20)는 엔진 라인(E)에 흐르는 연료유의 점도(Viscosity)를 측정하여 측정값을 출력할 수 있다. 보다 상세하게는, 점도계(20)는 상기 엔진 라인(E)으로 흐르는 연료유 중 일부를 분기하여 바이패스 시킨 바이패스 라인(B)위치에 설치될 수 있으며, 연료유의 점도(Viscosity)를 측정하는 센서를 포함할 수 있다.
점도계(20)는 다양하게 구현될 수 있는 바, 예를 들면 가는 관 속을 일정 부피의 유체가 흐르는 시간을 측정하던가 정상적인 유체를 흘려 보내 유량을 재고 푸아죄유의 법칙을 적용해서 점성률을 구하는 세관 점도계, 물의 점성률을 표준 삼아 그것과 비교되는 값을 실측하는 오스트발트 점도계, 정지한 유체 속의 작은 구(球)의 낙하속도를 측정해서 스토크스의 법칙을 적용하는 막구 점도계, 기포의 상승속도를 측정하는 기포 점도계, 동축 원통간에 유체를 채우고 내부 원통을 회전시켜 점성저항을 재는 회전 점도계, 유체 속의 진동체가 하는 비틀림 진동의 감쇠를 재는 진동 점도계, 엥글러도를 측정하는 엥글러 점도계 중 하나 이상을 이용하여 연료유의 점도를 측정할 수 있다. 또한 압전 소자를 이용하여 미세한 양의 유체 점도를 측정할 수 있다. 점도계(20)가 선박의 종류, 크기, 연료유의 양 등을 고려하여 다양하게 구현될 수 있을 것이다.
그리고, 점도계(20)는 연료유의 점도를 측정한 측정값을 후술하는 제어부(40)로 보낼 수 있다.
다음으로 상기 개폐밸브(30)는 후술하는 제어부(40)의 제어하에 바이패스 라인(B)을 개폐할 수 있다. 즉, 상기 개폐밸브(30)는 상기 점도계(20)로 바이패스 되는 연료유를 개폐하여 상기 점도계(20)에 연료유를 통과하게 하거나 차단시킬 수 있다.
예를 들어, 연료유의 전환이 없는 때, 다시 말해, 어느 하나의 연료를 사용하고 있는 경우에는 상기 점도계(20)에서 점도를 측정할 필요가 없으므로 상기 개폐밸브(30)를 제어하여 상기 바이패스 라인(B)을 폐쇄할 수 있다. 그리고, 연료유의 전환시에는, 상기 개폐밸브(30)를 제어하여 상기 바이패스 라인(B)을 개방하여 연료유를 바이패스 함으로써 점도계(20)가 점도를 측정할 수 있게 할 수 있다.
상기 개폐밸브(30)는 상기 제어부(40)로부터 수신되는 개폐 제어신호(b)를 에 따라 상기 바이패스 라인(B)가 개폐될 수 있게 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 개폐밸브(30)는 솔레노이드 밸브로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 개폐밸브(30) 일측에 별도의 보조밸브(60)를 더 구비할 수도 있다. 상기 보조밸브(60)는 제어부(40)의 제어하에 압축공기를 상술한 개폐밸브(30)에 선택적으로 공급할 수 있다. 이때, 개폐밸브(30)는 제공되는 압축공기에 따라 개폐될 수 있다.
예를 들어, 상기 보조밸브(60)는 전기적인 신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브로 구현될 수 있으며, 상기 개폐밸브(30)는 압축공기에 의해 개폐되는 방식의 공압실린더 밸브로 구현될 수 있다.
도 2에는 제어부(40)가 보조밸브(60)를 제어하여, 압축공기로서 개폐밸브(30)의 개폐를 제어하는 것으로 예시하였으나, 이는 일 실시예에 불과하며 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
예를 들어, 본 발명이 적용되는 환경에 따라 제어부(40)가 개폐밸브(30)를 직접 제어할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명하다.
또한, 상기 점도계(20) 후측에는 상기 점도계(20)를 통과하는 연료유의 역류를 방지하는 체크밸브(50)가 더 구비될 수 있다.
다음으로 상기 제어부(40)는 앞서 일부 설명한 바와 같이 상기 전환밸브(10), 개폐밸브(30) 및 보조밸브(60) 중 하나 이상을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(40)가 점도계(20)로부터 수신되는 측정값을 이용하여 설정된 점도값을 유지하기 위하여 상술한 전환밸브(10), 개폐밸브(30) 및 보조밸브(60) 중 하나 이상을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(40)는 외부에서 작업자가 연료유를 전환할 때 연료유 전환신호(a)를 입력할 수 있게 구성되고, 또한, 연료유 전환신호(a)에 의해 상기 개폐밸브(30)에 개폐 제어신호(b)를 출력할 수 있게 구성되며, 상기 점도계(20)에서 측정된 점도측정값을 입력 받아 내부적으로 설정된 점도값과 비교하여 상기 전환밸브(10)에 모터 제어신호(d)를 출력할 수 있게 구성된다.
여기서, 상기 전환밸브(10) 모터 제어신호(d)는 상기 모터(12)의 On-Off로 인한 상기 전환밸브(10)의 개폐뿐 아니라 모터(12)의 속도제어에 의해 상기 전환밸브(10)의 개폐속도를 제어하게 된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 작동 상태를 간략히 설명한다.
디젤유와 중질유의 전환이 필요할 때 작업자는 상기 제어부(40)에 연료유 전환신호(a)를 입력하면 상기 제어부(40)에서 상기 개폐밸브(30)로 직접 개폐 제어신호(b)를 보내거나 상기 보조밸브(60)를 경유하도록 하면 상기 개폐밸브(30)가 개방되고 상기 엔진 라인(E)에 흐르는 연료유 중 일부가 바이패스 되어 상기 점도계(20)로 유입된다.
동시에 상기 제어부(40)에서 상기 전환밸브(10)로 상기 모터 제어신호(d)를 보내면 상기 모터(12)가 작동하면서 상기 전환밸브(10)가 연료유를 전환하기 시작한다.
이때, 상기 점도계(20)에서 측정된 점도 측정값 신호(c)가 상기 제어부(40)에 입력되고 상기 제어부(40)에서 설정된 점도값과 비교하여 상기 전환밸브(10)로 상기 모터 제어신호(d)를 보내는데, 예를 들어 측정값이 설정값보다 낮은 경우 점도를 높여 주어야 하므로 상기 제어부(40)에서 상기 모터(12)의 속도를 제어하여 디젤유의 혼합량 또는 혼합속도를 줄이면 디젤유로 인해 낮아진 점도가 상승하게 된다.
반면에 측정값이 설정값보다 높은 경우에는 점도를 낮추어 주어야 하므로 상기 제어부(40)에서 상기 모터(12)의 속도를 제어하여 디젤유의 혼합량 또는 혼합속도를 늘리게 하면 점도가 낮아지게 된다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 특허청구범위에서 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 전환밸브 12 : 모터
20 : 점도계 30 : 개폐밸브
40 : 제어부 50 : 체크밸브
60 : 보조밸브
D : 디젤유 라인 H : 중질유 라인
E : 엔진 라인 B : 바이패스 라인

Claims (6)

  1. 연료유 전환장치를 포함하는 선박에 있어서,
    디젤유와 중질유 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환하여 엔진라인에 연료유로 공급하는 전환밸브;
    상기 엔진 라인에 흐르는 연료유의 점도를 감지하여 측정값을 출력하는 점도계; 및
    상기 측정값과 설정된 점도값을 비교하여 상기 전환밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 연료유 전환장치를 포함하는 선박.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 라인에 흐르는 연료유의 일부를 바이패스 시키는 바이패스 라인을 더 포함하고,
    상기 점도계는 상기 바이패스라인에 흐르는 연료유의 점도를 측정하는 것을 특징으로 하는 연료유 전환장치를 포함하는 선박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바이패스 라인의 개폐를 제어하는 개폐밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 개폐밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료유 전환장치를 포함하는 선박.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 연료유의 전환이 있는 경우에 상기 개폐밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료유 전환장치를 포함하는 선박.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 점도계 후측에서, 연료유의 역류를 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료유 전환장치를 포함하는 선박.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전환밸브는 모터에 의해 구동되는 3방향 전동밸브인 것을 특징으로 하는 연료유 전환장치를 포함하는 선박.

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