KR20120096100A - 연료 펌프의 내부에 침전물의 형성을 방지하기 위한 퍼지 방법 및 시스템 - Google Patents

연료 펌프의 내부에 침전물의 형성을 방지하기 위한 퍼지 방법 및 시스템 Download PDF

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위르겐 나겔
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캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 대형 내연기관(5)의 분사 노즐(105)에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하도록 구성된 연료 분사 시스템(100)에 관한 것이다. 연료 분사 시스템은 분사를 위해 정확한 양으로 예를 들어 중유와 같은 연료를 측정하도록 구성되어, 고압을 축적하고, 적절한 시간에 대형 내연기관(5)의 적어도 하나의 분사 노즐(110)에 이를 전달하는 연료 분사 펌프(110)를 포함할 수 있다. 연료 분사 펌프(110)는 종방향을 따라 연장하고 배럴 내부벽(12)을 갖는 펌프 배럴(10), 펌프 배럴(10) 내에서 왕복하도록 구성되고 배럴 내부벽(12)에 의해 안내되는 플런저(13) 및 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽(12) 내에 형성되고 왕복하는 플런저(13)에 의해 항상 덮여지는 제1 홈(38)을 포함할 수 있다. 퍼지 시스템(125)이 제1 홈(38)에 연결되도록 제공될 수 있다. 퍼지 시스템(125)은 제1 홈(38)을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성될 수 있다.

Description

연료 펌프의 내부에 침전물의 형성을 방지하기 위한 퍼지 방법 및 시스템{PURGING METHOD AND SYSTEM FOR PREVENTING FORMATION OF DEPOSITS INSIDE FUEL PUMP}
본 발명은 일반적으로 예를 들어 중유와 같은 연료를 대형 내연기관의 분사 노즐에 공급하기 위한 연료 분사 시스템에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 연료 사출 펌프 뿐만 아니라, 대형 내연기관의 예를 들어 중유와 같은 연료를 펌핑하도록 구성된 연료 분사 펌프를 퍼지하기 위한 방법에 관한 것이다.
게다가, 본 발명은 예를 들어 중유와 같은 연료를 연료 분사 시스템의 커먼레일(common rail)에 공급하기 위한 고압 연료 펌프, 대형 내연기관의 예를 들어 중유와 같은 연료를 펌핑하도록 구성된 연료 펌프 및 연료 펌프를 퍼지하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 용어 "대형 내연기관"은 순양함 정기선(cruiser liner), 화물선, 컨테이너선 및 탱커와 같은 배/선박의 메인 또는 보조 엔진으로서 또는 열 및/또는 전기의 생성을 위한 발전소에 사용될 수 있는 내연기관을 칭할 수 있다. 특히, 대형 내연기관은 디젤, 선박용 디젤유(MDO) 및 중유(HFO)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 연료를 연소하도록 구성될 수 있다.
용어 "연료 분사 펌프" 및 "고압 연료 펌프"는 본 명세서에 사용될 때, 서로에 대해 대체될 수 있다. 달리 말하면, 본 발명에 따른 연료 분사 펌프의 제시된 특성은 또한 고압에서 커먼레일에 중유 등과 같은 연료를 공급하는데 사용될 수 있는 고압 연료 펌프에 제공될 수도 있다.
중유는 "아스팔텐(asphaltene)"을 함유할 수 있다. 아스팔텐은 수지, 방향족 탄화수소 및 알칸(즉, 포화 탄화수소)과 함께 원유 내에서 발견되는 분자 물질로서 정의될 수 있다. 아스팔텐은 탄소, 수소, 질소, 산소 및 황, 뿐만 아니라 대량의 바나듐 및 니켈로 주로 이루어질 수 있다. 중유는 중간 API 그래픽유(graphic oil) 또는 경원유보다 훨씬 높은 비율의 아스팔텐을 함유할 수 있다. 예를 들어, ISO 8217 연료 표준은 "선박용 증류유" 또는 "선박용 잔류유"라 또한 칭하는 "중유"의 다양한 파라미터를 설명할 수 있다.
게다가, 디젤 또는 MDO와 같은 연료는 예를 들어 중유와 같은 오염물 및/또는 예를 들어 아연 등과 같은 다른 성분을 함유할 수 있다. 이들 오염물은 펌프 내에 침전물을 생성할 수 있다. 아연의 경우에, 아연 설페이트의 층이 전개될 수도 있다.
대형 내연기관의 분사 노즐에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하기 위한 연료 분사 펌프가 기본적으로 공지되어 있다. 이들 펌프는 정확한 양의 오일 분사로 예를 들어 중유와 같은 연료를 측정하도록 구성되어, 고압을 축적하고 적절한 시간에 대형 내연기관의 분사 노들에 이를 전달한다. 이러한 연료 분사 펌프는 펌프 배럴을 포함할 수 있고, 펌프 배럴은 종방향을 따라 연장하고 배럴 내부벽을 갖는다. 플런저는 펌프 배럴 내에서 왕복하도록 구성되고 배럴 내부벽에 의해 안내될 수 있다. 제1 홈이 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 플런저에 의해 덮여질 수 있다.
전술된 유형의 연료 분사 펌프가 예를 들어 GB 2 260 374 A호로부터 공지되어 있다. 이 문헌에는, 압력 하에서 윤활제의 공급부에 연결되는 홈을 보어의 벽에 제공하는 것이 알려져 있고, 홈은 플런저가 연장하는 보어의 단부 및 포트 또는 포트의 중간에 배치되어 있다고 언급되어 있다. 플런저는 왕복하기 때문에, 윤활제는 플런저와 보어의 벽 사이의 작업 간극(working clearance)의 윤활을 제공하기 위해 홈으로부터 취출된다. 몇몇 윤활제는 작업 간극으로부터 유출되고, 작업면을 윤활할 것이다. 그러나, 펌프의 펌핑 챔버 내에 전개되는 높은 연료 압력에 기인하는 연료는 또한 작업 간극을 따라 유동할 것이고 홈 내에서 윤활제와 혼합될 것이고 작업면 상으로 유동할 수 있을 것이다. 연료가 차량용 디젤 엔진에 사용되는 것과 같은 경유이면, 연료의 누출은 지금까지 심각하지 않다. 다양한 표면의 윤활이 관련될 때, 이것이 엔진 윤활유를 삭제하기 때문에 연료의 누출이 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 이를 위해, 포트 및 포트들의 중간에 추가의 홈 및 상기에 언급된 홈을 제공하고, 원숙한 연료가 수집되어 소스로 복귀되도록 저압 연료 소스에 추가의 홈을 연결하는 것이 공지되어 있다.
연료가 예를 들어 펌프에 공급되기 전에 가열되도록 요구되는 유형의 중유(예를 들어, HFO)이면, 설명된 바와 같은 연료의 누설은 다수의 문제점을 제시한다는 것이 또한 언급되어 있다. 첫째로, 연료는 홈 내에 축적되는 경향이 있을 것이고, 설명된 바와 같은 윤활 작용이 손상될 수 있을 것이다. 둘째로, 중유가 윤활제의 의도된 유동을 차단하기 때문에, 윤활제는 열에 기인하여 로커(locker)를 형성하는 경향이 있다. 셋째로, 엔진이 정지되는 경우에 연료유는 고화하는 경향이 있어 슬리브의 세팅을 제어하는 수단이 기능하는 것을 불가능하지 않으면 곤란하게 한다.
전술된 GB 2 260 374 A호에는, 상기 포트 또는 포트들 중간의 보어의 벽 내에 그리고 플런저가 연장하는 보어의 단부에 원주방향 홈을 제공하는 것이 개시되어 있다. 제1 통로가 펌프 배럴 내에 형성되고 이는 사용시에 압력 하에서 윤활제의 소스에 연결되고, 펌프 배럴 내의 제2 통로는 홈에 연결되고 윤활제의 제어 유동이 그를 통해 펌프의 사용시에 발생한다. 따라서, 펌프 배럴에 축적될 수 있는 침전물은 특정 시간 기간 동안 이 연료 분사 펌프로 중유 대신에 디젤 연료를 펌핑함으로써 제거될 수 있다. 따라서, 퍼지는 정상 중유 공급을 정지하지 않고 수행될 수 없다.
EP 0 537 911 B1호는 매우 유사한 연료 분사 펌프를 언급하고 있다. EP 0 537 911 B1호에는, GB 2 260 374 A호로부터 공지된 펌프에 의해, 경유 상에서 소정 시간 기간 동안 이를 운전함으로써 중유의 펌프를 퍼지하기 위해 엔진을 정지할 때 일반적인 실시이다. 이는 펌프 내의 다양한 통로 내에서 중유 고화의 가능성을 회피하고, 이에 의해 펌프를 가열하지 않고 엔진의 재시동을 방지하거나 방해하지만, 이러한 펌프에 의해 경유로 전환할 때 플런저의 윤활을 제공할 필요가 있을 것이다. 해결책으로서, EP 0 537 911 B1호에는 제1 및 제2 홈을 상호 연결하는 통로 및 홈들 각각으로 및 홈들 각각으로부터의 액체 유동을 제어하기 위한 한 쌍의 전환 밸브를 제공하는 것이 개시되어 있다. 상기 밸브들 중 제1 밸브는 일 위치에 있을 때 연관 홈을 배수구에 연결하고 중유가 펌프에 의해 펌핑될 때 상기 일 위치에 있고 그 다른 위치에서는 압력 하에서 일종의 윤활유에 연관 홈을 연결하고, 상기 밸브들 중 제2 밸브는 일 위치에 있을 때 연관 홈을 배수구에 연결하고 중유가 펌프에 의해 펌핑될 때 상기 일 위치에 있고 그 다른 위치에서는 윤활유 배수구에 연관 홈을 연결한다. 전환 밸브는 경유가 펌프에 의해 펌핑될 때 그 상기 위치들에 있다. 윤활유는 통로를 통해 홈 사이에 유동한다. 따라서, EP 0 537 911 B1호로부터 공지된 연료 분사 펌프는 GB 2 260 374 A호의 연료 분사 펌프와 동일한 문제점을 나타낼 수도 있다.
현재의 하드 코팅은 종종 플런저의 마모 및 녹아붙음(seizure)에 대한 수단으로서 펌프 플런저 상에 사용될 수 있다. 이들 층은 매우 낮은 표면 거칠기를 가질 수 있다. 이러한 코팅은 일반적으로 배럴 내부에 사용되지 않을 수 있고, 따라서 층들은 침전물 층을 위한 더 양호한 접합부인 이들의 더 높은 표면 거칠기에 기인하여 배럴 표면 상에 주로 나타날 것이다.
본 발명은 종래의 시스템의 하나 이상의 양태를 적어도 부분적으로 향상시키거나 극복하는 것에 관련된다.
본 발명의 제1 양태에서, 대형 내연기관의 분사 노즐에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하기 위한 연료 분사 시스템이 제공된다. 연료 분사 펌프는 분사를 위해 정확한 양으로 예를 들어 중유와 같은 연료를 측정하도록 구성될 수 있어, 고압을 축적하고, 적절한 시간에 대형 내연기관의 분사 노즐에 이를 전달한다. 연료 분사 펌프는 펌프 배럴을 포함할 수 있고, 펌프 배럴은 종방향을 따라 연장할 수 있고 배럴 내부벽을 가질 수 있다. 플런저가 펌프 배럴 내에서 왕복하도록 구성되고 배럴 내부벽에 의해 안내될 수 있다. 제1 홈이 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 왕복하는 플런저에 의해 덮여질 수 있다. 퍼지 시스템이 제1 홈에 연결될 수 있다. 퍼지 시스템은 제1 홈을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 펌프의 예시적인 실시예에서, 퍼지 유체는 적절한 압력으로 공급될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 연료 분사 펌프는 전술된 유형의 연료 분사 시스템에 사용되도록 구성될 수 있다. 연료 분사 펌프는 분사를 위해 정확한 양으로 예를 들어 중유와 같은 연료를 측정하도록 구성될 수 있어, 고압을 축적하고, 적절한 시간에 대형 내연기관의 적어도 하나의 분사 노즐에 이를 전달한다. 연료 분사 펌프는 종방향을 따라 연장할 수 있고 배럴 내부벽을 가질 수 있는 펌프 배럴을 포함할 수 있다. 플런저가 펌프 배럴 내에서 왕복하도록 구성될 수 있고 배럴 내부벽에 의해 안내된다. 제1 홈이 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 왕복하는 플런저에 의해 항상 덮여질 수 있다. 제1 홈은 제1 홈을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성된 퍼지 시스템에 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 연료 분사 펌프용 펌프 하우징이 제공된다. 펌프 하우징은 종방향을 따라 연장하고 배럴 내부벽을 가질 수 있는 펌프 배럴을 포함할 수 있고 펌프 배럴 내에서 왕복하는 플런저를 안내하도록 구성될 수 있다. 제1 홈이 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 플런저에 의해 덮여지도록 구성될 수 있다. 제1 홈은 제1 홈에 퍼지 유체를 공급하기 위해 퍼지 시스템에 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 연료 분사 펌프를 퍼지하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 펌프 배럴 내에서 왕복하도록 구성되고 배럴 내부벽에 의해 안내되는 플런저에 의해 덮여진 제1 홈에 압력 하에서 퍼지 유체를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 대형 내연기관의 커먼레일에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하기 위한 연료 공급 시스템이 제공된다. 연료 펌프는 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하도록 구성될 수 있어, 고압을 축적하고, 대형 내연기관의 커먼레일에 이를 전달한다. 연료 공급 펌프는 펌프 배럴을 포함할 수 있고, 펌프 배럴은 종방향을 따라 연장할 수 있고 배럴 내부벽을 가질 수 있다. 플런저가 펌프 배럴 내에서 왕복하도록 구성되고 배럴 내부벽에 의해 안내될 수 있다. 제1 홈이 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 플런저에 의해 덮여질 수 있다. 퍼지 시스템이 제1 홈에 연결될 수 있다. 퍼지 시스템은 제1 홈을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 고압 연료 펌프가 전술된 유형의 연료 분사 시스템에 사용되도록 구성될 수 있다. 연료 펌프는 예를 들어 중유와 같은 연료를 측정하도록 구성될 수 있어, 고압을 축적하고, 대형 내연기관의 커먼레일에 이를 전달한다. 연료 공급 펌프는 종방향을 따라 연장할 수 있고 배럴 내부벽을 가질 수 있는 펌프 배럴을 포함할 수 있다. 플런저가 펌프 배럴 내에서 왕복하도록 구성되고 배럴 내부벽에 의해 안내될 수 있다. 제1 홈이 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 왕복하는 플런저에 의해 항상 덮여질 수 있다. 제1 홈은 제1 홈을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성된 퍼지 시스템에 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 연료 공급 펌프용 펌프 하우징이 제공된다. 펌프 하우징은 종방향을 따라 연장하고 배럴 내부벽을 가질 수 있는 펌프 배럴을 포함할 수 있고 펌프 배럴 내에서 왕복하는 플런저를 안내하도록 구성될 수 있다. 제1 홈이 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 플런저에 의해 덮여지도록 구성될 수 있다. 제1 홈은 제1 홈에 퍼지 유체를 공급하기 위해 퍼지 시스템에 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 연료 펌프를 퍼지하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 종방향에 대해 제1 위치에서 배럴 내부벽 내에 형성되고 펌프 배럴 내에서 왕복하도록 구성되고 배럴 내부벽에 의해 안내되는 플런저에 의해 덮여진 제1 홈에 퍼지 유체를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 양태는 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 연료 분사 시스템의 예시적인 실시예의 개략 블록 다이어그램을 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 연료 분사 시스템에 사용되도록 구성될 수 있는 연료 분사 펌프의 개략 단면도를 도시한다.
도 3은 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 연료 분사 펌프에 사용되도록 구성된 피스톤 및 펌프 배럴을 도시한다.
도 1은 대형 내연기관(5)의 분사 노즐(105)에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하도록 구성된 연료 분사 시스템(100)의 예시적인 실시예의 개략 블록 다이어그램을 도시한다. 연료 분사 시스템(100)의 이 예시적인 실시예에 따르면, 각각의 분사 노즐(105)은 고압 연료 라인(115)을 경유하여 연관 연료 분사 펌프(110)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 일 연료 분사 펌프(110)는 복수의 연료 분사 노즐(110)에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하도록 구성될 수 있다.
각각의 연료 분사 펌프(110)는 연료 공급 라인(116)을 경유하여 연료 저장조(120)에 연결될 수 있다. 더욱이, 각각의 연료 분사 펌프(110)는 퍼지 유체 공급 라인(111)을 경유하여 퍼지 시스템(125)에 연결될 수 있다. 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 도 1에 도시된 배열은 복수의 펌프(110) 대신에 단지 하나의 고압 연료 펌프가 제공되도록 수정될 수 있다. 하나의 고압 연료 펌프는 커먼레일(도시 생략)에 연결될 수 있고, 이는 이어서 노즐(105)에 연결될 수 있다.
퍼지 시스템(125)은 공통 퍼지 유체 펌프(135)를 포함할 수 있다. 각각의 연료 분사 펌프(110)는 연관 개별 퍼지 유체 펌프(135)에 연결될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 퍼지 유체 펌프(135)는 퍼지 유체 공급 라인(145)을 경유하여 퍼지 유체 저장조(140)에 연결될 수 있다. 게다가, 퍼지 유체 펌프(135)는 통신 라인을 경유하여 제어 유닛(180)에 접속될 수 있다.
도 1에서, 본 발명의 일 양태에 따른 유체 분사 시스템의 기본 구조가 도시되어 있다. 대안 구조체가 복수의 연료 분사 펌프(110) 대신에 커먼레일 및 하나의 단일의 연료 펌프를 포함할 수 있다. 따라서, 이 대안적인 구조에서, 연료 분사 노즐(105)은 커먼레일에 연결될 수 있고, 연료 펌프는 고압에서 커먼레일에 연료를 공급할 수 있고, 커먼레일로부터 고압 연료가 개별 분사 노즐(105)에 분배된다.
이하에서, 연료 분사 펌프(110)의 추가의 상세가 도 2를 참조하여 제공된다. 도 2를 참조하면, 펌프는 하우징(11) 내에 위치될 수 있는 단차형 펌프 배럴(10)을 포함할 수 있다. 배럴 내에는 왕복 가능 플런저(13)가 형성되어 있는 보어가 형성될 수 있다. 플런저는 배럴(10)의 단부로부터 연장될 수 있고, 배럴(10)의 원통부(17)에 대한 각도 이동을 위해 장착되는 제어 슬리브(16)의 연장부 내에 각각 형성된 홈(15) 내에 위치될 수 있는 한 쌍의 측방향 페그(14)를 구비할 수 있다. 제어 슬리브(16)는 공지의 방식으로 랙 바아(rack bar)(18)에 의한 결합을 위한 치형부를 구비할 수 있다. 플런저는 그 자유 단부에 형성된 푸트(19, foot)를 가질 수 있고, 푸트는 스프링 접촉부(20)에 의해 결합되고, 이는 이어서 권취형 압축 스프링(21)의 일 단부에 의해 결합되고, 그의 대향 단부는 부가적으로 축방향 이동에 대해 슬리브(16)를 유지하는 기능을 할 수 있는 플랜지가 있는 스프링 접촉부(22)와 결합될 수 있다.
하우징(11)은 사용시에 로커 기구를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 엔진 캠의 작용에 의해 내향으로 구동될 수 있는 컵 형상 태핏(tappet)(24)을 위한 원통형 안내면(23)을 형성할 수 있다. 태핏(24)의 내향 이동 중에, 그의 베이스벽은 플런저(13)의 푸트(19)와 결합하여 스프링에 작용에 대한 플런저(13)의 내향 이동을 부여할 수 있다. 스프링(21)은 캠에 의해 이와 같이 허용될 때 플런저(13) 및 또한 태핏을 복귀시킬 수 있다.
공지된 방식으로, 하우징과 펌프 배럴(10) 사이에 형성된 연료 공급 갤러리(27)와 연통하는 한 쌍의 포트(26)가 보어의 벽 내에 제공될 수 있다. 포트(26)는 미리 결정된 내향 이동 후에 플런저(13)에 의해 덮여지도록 배열될 수 있고, 그 후에 연료는 플런저의 단부 및 보어의 벽에 의해 부분적으로 형성된 펌핑 챔버(28)로부터 연관 엔진으로 방출될 것이다. 플런저는 또한 펌핑 챔버(28)와 연통하는 홈을 구비할 수 있고, 홈은 플런저의 추가의 내향 이동 후에 홈으로 포트(26) 중 하나를 노출시킬 수 있는 나선형 제어 에지(29)를 갖고, 포트가 홈으로 노출될 수 있을 때 연료는 펌핑 챔버로부터 누출될 수 있고 공급 갤러리(27)로 복귀될 수 있다. 슬리브 및 플런저의 각도 세팅은 플런저의 내향 이동 중에 누출이 발생하는 지점 및 따라서 연관 엔진에 공급된 연료의 양을 결정할 수 있다.
플런저가 연장되는 배럴(10)의 단부 및 포트(26)의 중간의 위치에서 보어의 벽 내에는 (제2) 원주방향 홈(30)이 형성될 수 있다. 이 홈(30)은 배럴(10) 내의 통로(31)를 경유하여 갤러리(27)와 연통할 수 있다. 홈(30)은 갤러리(27)에 연결될 수 있어, 펌프(110)의 사용시에 그 내부의 고압에 기인하여 펌핑 챔버로부터 누설될 수 있는 실질적으로 모든 유체가 홈(30) 내에 수집되어 통로(31)를 경유하여 연료 공급 갤러리(27)에 복귀될 수 있게 된다.
연료 분사 펌프(110) 내에 펌핑된 연료의 종류에 따라, 예를 들어 경화된 아스팔텐 및/또는 아연 설파이트 및/또는 아연 설페이트 및/또는 칼슘 설페이트의 침전물 또는 층의 형태의 침전물이 예를 들어 포트(26)와 원통부(17) 사이의 영역 내에서, 플런저(13)의 외부면 및/또는 배럴 내부벽(12)에서 전개될 수 있다.
다른(제1) 홈(38)이 제2 홈(30) 아래의 위치, 특히 전술된 제2 홈(30)보다 에지(29)로부터 더 멀리 이격되어 위치될 수 있는 위치에서 보어의 벽 내에 형성될 수 있다. 홈(38)은 통로(32, 39)를 경유하여 퍼지 시스템(125)의 입구(33)에 연결될 수 있다.
복수의 퍼지 유체 공급 라인(111) 중 하나는 통로(32)에 연결될 수 있다. 따라서, 퍼지 유체 저장조(140)가 공급 라인(145) 및 펌프(135)를 경유하여 홈(38)에 연결될 수 있다. 따라서, 홈(38)은 퍼지 유체가 공급될 수 있어 퍼지 유체가 홈(38)에 연속적으로, 빈번하게 또는 요구시에 공급될 수도 있게 된다. 따라서, 퍼지 유체는 에지(29)로의 방향에서 및/또는 푸트(19)로의 방향에서, 홈(38)으로부터 플런저(13)의 2개의 접촉면과 배럴 보어, 즉 배럴 내부벽(12) 사이의 최소 간극 내로 분배될 수 있다. 퍼지 유체는 미리 제공되거나 전개된 임의의 침전물을 제거할 수 있다.
도 3을 참조하면, 예를 들어 도 2에 도시된 연료 분사 펌프(110)에 사용되는 것과 유사한 피스톤(13) 및 배럴(10)의 더 개략적인 도면이 도시되어 있다.
연료 분사 펌프(110)용 플런저(13) 및 펌핑 배럴(10)의 이 예시적인 실시예에서, 홈(30, 38) 사이의 배럴 내부벽(12)의 면적 및/또는 심지어 에지(29)와 플런저(13)의 하부 원통부 사이의 더 큰 면적이 홈(38) 내에 공급된 퍼지 유체와 접촉하게 될 수 있다. 예를 들어 플런저(13) 및/또는 배럴 내부벽(12) 상의 임의의 침전물을 적어도 감소시키거나 제거하기 위해 압력 하에서 퍼지 유체를 홈(38)에 공급하는 가능성을 제공하는 것이 효과적일 수 있다.
산업상 이용 가능성
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도시된 연료 분사 펌프의 기본 작동 및 어떻게 퍼지 방법이 행해질 수 있는지가 설명될 것이다. 연료 분사 펌프(110)로 예를 들어 중유, MDO 또는 디젤과 같은 연료를 펌핑하는 동안, 연료는 배럴 내부벽(12)과 플런저(13)의 외부면 사이의 간극 내에서 누출할 수 있다. 이 연료는 플런저(13) 및/또는 배럴 내부벽(12) 상의 침전물의 형성을 초래할 수 있다. 이는 중유(HFO)가 칼슘, 인, 아연 및 황을 포함할 수 있기 때문이다. 따라서, 또한 아연 설페이트 및/또는 아연 설파이트 및/또는 칼슘 설페이트가 형성될 수도 있다. 게다가, 중유 내의 높은 아스팔텐 함량은 연료 분사 펌프 내에, 특히 플런저 외부면 또는 배럴 내부벽(12) 상에 침전물을 또한 생성할 수 있다. HDO 또는 아연으로 오염된 디젤 또는 MDO가 펌핑되게 되는 경우에, 아연 설페이트 또는 다른 침전물이 전개될 수 있다.
라인(111)을 경유하여 연료 분사 펌프(110)에 유체 펌프(135)를 퍼지하는 수단에 의해 퍼지 유체를 공급하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 것은 제어 유닛(180)이 하나 이상의 펌프(110)를 제어하면 가능하다. 유체 펌프(135)를 퍼지하는 작업 중에, 퍼지 유체 저장조(140)로부터 흡인된 퍼지 유체는 예를 들어 적절한, 심지어 높은 압력에서 입구(33), 통로(32) 및 통로(39)를 경유하여 홈(38) 내에 공급될 수 있다. 예를 들어 높은 압력(예를 들어, 10 내지 70 bar, 특히 40 내지 60 bar, 더 특히 50 bar)에서 홈(38) 내로의 퍼지 유체의 공급은 빈번한 방식으로, 연속적으로 또는 요구시에 수행될 수 있다. 퍼지 유체 디젤 연료로서, 적절한 첨가제를 갖는 디젤 연료, 선박용 디젤유, 적절한 첨가제를 갖는 선박용 디젤유 또는 적절한 첨가제를 함유하는 연료가 사용될 수도 있다.
적절한 첨가제가 "캐터필러 연료 첨가제(Caterpillar fuel additive)" 또는 "캐터필러 연료 조절제(Caterpillar fuel conditioner)"라는 명칭 하에서 캐터필러 인크.(Caterpillar Inc.)에 의해 배포될 수 있다. 다른 적절한 첨가제가 또한 다른 제조업자 및 공급자로부터 입수 가능하다. 용어 "첨가제"는 본 명세서에 사용될 때, 용어 "조절제", 특히 "연료 조절제"로 대체될 수도 있다.
용어 "퍼지"는 본 명세서에 사용될 때 용어 "세척"으로 대체될 수도 있다는 것이 주목되어야 한다. 용어가 본 명세서에 사용되는지 여부에 무관하게, 본 명세서는 플런저 및/또는 배럴 내부벽에서 펌프 내의 침전물 또는 층의 전개를 회피하거나 감소시키고, 또는 플런저 및/또는 배럴 내부벽에서 펌프 내에 미리 축적된 침전물 또는 층을 감소시키거나 배제하는 기능을 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서에 설명되어 있지만, 개량 및 수정이 이하의 청구범위의 범주로부터 벗어나지 않고 구체화될 수 있다. 이러한 수정 및 개량의 예는 상기 설명 및/또는 첨부된 청구범위에 개시될 수 있다.

Claims (13)

  1. 대형 내연기관(5)의 분사 노즐(105)에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하도록 구성된 연료 분사 시스템(100)이며,
    분사를 위해 정확한 양으로 예를 들어 중유와 같은 연료를 측정하도록 구성되어, 고압을 축적하고, 적절한 시간에 상기 대형 내연기관(5)의 적어도 하나의 분사 노즐(110)에 이를 전달하는 연료 분사 펌프(110)로서, 상기 연료 분사 펌프(110)는
    종방향을 따라 연장하고 배럴벽(12)을 갖는 펌프 배럴(10),
    상기 펌프 배럴(10) 내에서 왕복하도록 구성되고 상기 배럴벽(12)에 의해 안내되는 플런저(13), 및
    종방향에 대해 제1 위치에서 상기 배럴벽(12) 내에 형성되고 왕복하는 플런저(13)에 의해 항상 덮여지는 제1 홈(38)을 포함하는 연료 분사 펌프(110)와,
    상기 제1 홈(38)에 연결 가능하고, 상기 제1 홈(38)을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성되는 퍼지 시스템(125)을 포함하는
    연료 분사 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서,
    종방향에 대해 제2 위치에서 상기 배럴 내부벽(12) 내에 형성된 제2 홈(30)을 더 포함하고, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치와는 상이하고 유체를 배수하거나 왕복하기 위해 챔버(27)에 연결되는
    연료 분사 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 퍼지 시스템(125)은
    디젤 연료, 첨가제를 함유하는 디젤 연료, 선박용 디젤유, 첨가제를 함유하는 선박용 디젤유 및 첨가제를 함유하는 연료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 퍼지 유체를 저장하도록 구성된 퍼지 유체 저장조(140), 및
    상기 퍼지 유체 저장조(140) 및 상기 제1 홈(38)에 연결되고, 상기 제1 홈(38)에 퍼지 유체를 펌핑하도록 구성되는 퍼지 유체 펌프(135)를 포함하는
    연료 분사 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 첨가제의 함량은 0.2 vol % 내지 3.0 vol %의 범위 이내인
    연료 분사 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 부가의 연료 분사 펌프(110)를 더 포함하고,
    상기 부가의 연료 분사 펌프(110)는 제1 연료 분사 펌프(110)와 동일하게 구성되고,
    상기 퍼지 시스템(125)은 복수의 유체 분사 펌프(110)의 제1 홈(38)을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성되는
    연료 분사 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 연료 분사 시스템에 사용되도록 구성된 연료 분사 펌프(110)이며,
    상기 연료 분사 펌프(110)는 분사를 위해 정확한 양으로 예를 들어 중유와 같은 연료를 측정하도록 구성되어, 고압을 축적하고, 적절한 시간에 대형 내연기관(5)의 적어도 하나의 분사 노즐(110)에 이를 전달하고,
    상기 연료 분사 펌프(110)는
    종방향을 따라 연장하고 배럴 내부벽(12)을 갖는 펌프 배럴(10)과,
    상기 펌프 배럴(10) 내에서 왕복하도록 구성되고 상기 배럴 내부벽(12)에 의해 안내되는 플런저(13)와,
    종방향에 대해 제1 위치에서 상기 배럴 내부벽(12) 내에 형성되고 왕복하는 플런저(13)에 의해 항상 덮여지는 제1 홈(38)으로서, 상기 제1 홈(38)은 상기 제1 홈(38)을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성된 퍼지 시스템(125)에 연결되도록 구성되는 제1 홈(38)을 포함하는
    연료 분사 펌프(110).
  7. 제6항에 있어서,
    종방향에 대해 제2 위치에서 상기 배럴 내부벽(12) 내에 형성된 제2 홈(30)을 더 포함하고,
    상기 제2 위치는 상기 제1 위치와는 상이하고 챔버(27)에 연결되는
    연료 분사 펌프(110).
  8. 예를 들어 선박 또는 발전기 세트 내의 대형 내연기관(5)의 예를 들어 중유와 같은 연료를 펌핑하도록 구성된 연료 분사 펌프(110)를 퍼지하는 방법이며,
    상기 연료 분사 펌프(110)는 종방향을 따라 연장하고 배럴 내부벽(12)을 갖는 펌프 배럴(10), 상기 펌프 배럴(10) 내에서 왕복하도록 구성되고 상기 배럴 내부벽(12)에 의해 안내되는 플런저(13) 및 종방향에 대해 제1 위치에서 상기 배럴 내부벽(12) 내에 형성되고 플런저(13)에 의해 덮여지는 제1 홈(38)을 포함하고,
    상기 연료 분사 펌프를 퍼지하는 방법은 상기 제1 홈(38)에 퍼지 유체를 공급하는 단계를 포함하는
    연료 분사 펌프를 퍼지하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 퍼지 유체를 공급하는 단계는 상기 제1 홈(38)에 압력 하에서 퍼지 유체를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 압력은 10 내지 80 bar, 특히 40 내지 60 bar의 범위, 더 특히 약 50 bar인
    연료 분사 펌프를 퍼지하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 퍼지 유체를 공급하는 단계는 연속적, 요구시 및 빈번하게로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 방식으로 제1 홈(38)에 퍼지 유체를 공급하는 단계를 포함하는
    연료 분사 펌프를 퍼지하는 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 유체는 복수의 연료 분사 펌프(110)의 홈(38)에 공급되고, 각각의 연료 펌프는 종방향을 따라 연장하고 배럴 내부벽(12)을 갖는 펌프 배럴(10), 상기 펌프 배럴(10) 내에서 왕복하도록 구성되고 상기 배럴 내부벽(12)에 의해 안내되는 플런저(13) 및 종방향에 대해 제1 위치에서 상기 배럴 내부벽(12) 내에 형성되고 플런저(13)에 의해 덮여지는 제1 홈(38)을 포함하는
    연료 분사 펌프를 퍼지하는 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 유체는 디젤 연료, 첨가제를 함유하는 디젤 연료, 선박용 디젤유, 첨가제를 함유하는 선박용 디젤유 및 첨가제를 함유하는 연료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는
    연료 분사 펌프를 퍼지하는 방법.
  13. 대형 내연기관(5)의 커먼레일에 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하도록 구성된 연료 분사 시스템이며,
    커먼레일에 고압에서 예를 들어 중유와 같은 연료를 공급하도록 구성된 고압 연료 펌프로서, 상기 연료 펌프는
    종방향을 따라 연장하고 배럴벽(12)을 갖는 펌프 배럴(10),
    상기 펌프 배럴(10) 내에서 왕복하도록 구성되고 상기 배럴벽(12)에 의해 안내되는 플런저(13), 및
    종방향에 대해 제1 위치에서 상기 배럴벽(12) 내에 형성되고 왕복하는 플런저(13)에 의해 항상 덮여지는 제1 홈(38)을 포함하는 연료 펌프와,
    상기 제1 홈(38)에 연결 가능하고, 상기 제1 홈(38)을 통해 퍼지 유체를 공급하도록 구성되는 퍼지 시스템(125)을 포함하는
    연료 분사 시스템.
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