KR20130014147A - 선박의 연료 전환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 연료 전환 시스템에 관한 것으로서, HFO가 유동되는 제1연료관, MGO 또는 MDO가 유동되는 제2연료관, 상기 제1연료관 및 상기 제2연료관과 선박의 구동부 사이를 연결하는 제3연료관, 상기 제1연료관, 상기 제2연료관 및 상기 제3연료관 사이에 마련되는 제어 밸브 및 상기 제어 밸브에 전기적으로 연결되어 상기 제어 밸브의 개도율을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1연료관 또는 상기 제2연료관이 상기 제3연료관과 연통되도록 상기 제어 밸브를 단속적으로 자동 개폐시키는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 연료 전환 시스템{FUEL CHANGEOVER SYSTEM OF SHIP}

본 발명은 선박의 연료 전환 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박에 사용되는 연료의 온도를 수동(manual)에서 자동(auto)으로 전환하여 안정적으로 연료를 전환하는 선박의 연료 전환 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 연료로 사용하는 벙커C유, 즉 헤비 퓨얼 오일(Heavy Fuel Oil, 이하 'HFO'라 한다.)은 가격은 저렴하지만 끈적거리는 점성이 높아 이송이 불가능함으로 점성을 낮추기 위하여 각 저장 탱크와 사용 탱크 내부에 스팀 배관 방식의 예열 장치를 설치하여 HFO를 일정 온도, 예를 들어 130℃ 내지 150℃로 가열한 후 사용하고 있다.

그러나, 선박이 항구에 정박을 하는 경우나 보일러에 이상이 발생한 경우 등에 있어서 엔진을 사용하지 않거나 예열 장치의 사용이 불가능하게 되면 HFO가 선박의 관로, 밸브 또는 펌프 등에서 고착이 되어 재시동이 불가능한 문제점이 발생한다.

따라서, 이러한 경우에는 상기와 같은 문제점이 발생하는 것을 방지하기 위하여 HFO보다 점도가 낮은 마린 디젤 오일(Marine Diesel Oil, 이하 'MDO'라 한다.) 또는 마린 가스 오일(Marine Gas Oil, 이하 'MGO'라 한다.)로 벙커 체인지, 즉 연료 전환을 하게 된다.

그러나, MDO 또는 MGO는 그 온도가 통상 각각 45℃와 30℃ 내외를 유지하며 사용되므로 선박에 사용되는 연료를 HFO에서 MDO 또는 MGO로, MDO 또는 MGO에서 HFO로 전환하는 경우 급격한 온도 하강 또는 온도 상승이 발생하여 특히 민감한 엔진 측의 플런저 펌프(plunger pump) 등의 고착 문제점이 발생한다.

또한, 연료 전환시 발생하는 급격한 온도 하강 또는 온도 상승을 방지하기 위하여 엔진 maker에서는 diesel switch라는 것으로 HFO, MDO 또는 MGO의 온도 및 점도 등을 제어하게 되는데, 이에 사용되는 장치들은 고가이며, 대형 사이즈로 설치 공간 확보에 어려움이 있으며 아울러 그 제어 방식이 복잡하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선박에 사용되는 연료가 HFO에서 MDO 또는 MGO로, 또는 MDO 또는 MGO에서 HFO로 전환될 때 제어 밸브의 개도율을 시간적으로 제어함으로써 연료의 급격한 온도 하강 또는 온도 상승을 방지하고 보다 손쉬운 선박의 연료 전환 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 선박의 연료 전환 시스템은, HFO가 유동되는 제1연료관; MGO 또는 MDO가 유동되는 제2연료관; 상기 제1연료관 및 상기 제2연료관과 선박의 구동부 사이를 연결하는 제3연료관; 상기 제1연료관, 상기 제2연료관 및 상기 제3연료관 사이에 마련되는 제어 밸브; 및 상기 제어 밸브에 전기적으로 연결되어 상기 제어 밸브의 개도율을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1연료관 또는 상기 제2연료관이 상기 제3연료관과 연통되도록 상기 제어 밸브를 단속적으로 자동 개폐시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 제1연료관 또는 상기 제2연료관이 30분 내지 2시간 내에 상기 제3연료관과 연통되도록 상기 제어 밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 선박에 사용되는 연료가 HFO에서 MDO 또는 MGO로, 또는 MDO 또는 MGO에서 HFO로 전환될 때 제어 밸브는 연료관이 시간에 따라 단속적으로 개방 또는 폐쇄되도록 제어함으로써 연료의 급격한 온도 하강 또는 온도 상승을 방지하여 안정적으로 연료 전환 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 전환 시스템을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 전환 시스템에서 시간에 따른 제어 밸브의 개도율을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 전환 시스템을 개략적으로 나타낸 정면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 전환 시스템에서 시간에 따른 제어 밸브(400)의 개도율을 나타낸 그래프이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상기 선박의 연료 전환 시스템의 구조 및 작동 과정에 대하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 선박의 연료 전환 시스템은 제1연료관(100), 제2연료관(200), 상기 제1연료관(100) 및 상기 제2연료관(200)과 선박의 메인 엔진, 즉 구동부 사이를 연결하는 제3연료관(300), 상기 제1연료관(100), 상기 제2연료관(200) 및 상기 제3연료관(300) 사이에 마련되는 제어 밸브(400), 상기 제어 밸브(400)에 전기적으로 연결되어 상기 제어 밸브(400)의 개도율을 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

상기 제1연료관(100)에는 HFO가 유동되며, 상기 HFO는 상기 제1연료관(100)과 선박의 메인 엔진, 즉 구동부(미도시)를 연결하는 상기 제3연결관을 통하여 상기 구동부에 공급된다.

그리고, 제2연료관(200)에는 MDO 또는 MGO가 유동되는데, 선박이 항구에 정박을 하거나 보일러에 이상이 발생하여 엔진을 사용하지 않거나 상기 HFO를 가열하는 예열 장치(미도시)의 사용이 불가능한 경우에는 상기 HFO가 선박의 관로, 밸브 또는 펌프 등에서 고착되는 것을 방지하기 위하여 상기 제2연료관(200)이 상기 제3연료관(300)과 연통되어 상기 MDO 또는 상기 MGO가 구동부로 공급된다.

상기 제어 밸브(400)는 상기 제어부(500)에 의하여 상기 제1연료관(100) 또는 상기 제2연료관(200)이 상기 제3연료관(300)과 연통되도록 연료의 유동 라인을 개폐하는데, 상기 제어부(500)는 상기 제어 밸브(400)를 타이머(timer) 셋팅 값에 따라 단속적으로 자동 개폐시킨다.

구체적으로, 선박이 항구 등에 정박하는 경우 먼저 사용자가 선박의 구동부의 구동은 25% 내지 40%가 되도록 조절하고, 선박의 연료인 상기 HFO를 가열시키는 예열 장치의 구동을 정지하면 상기 HFO의 온도가 130℃ 내지 150℃에서 95℃ 내지 100℃가 되도록 냉각하고 제어 스위치(700)를 이용하여 HFO 모드에서 MDO 또는 MGO 모드로 전환을 하게 되면, 상기 타이머에 의하여 정해진 시간 동안 HFO와 MDO(또는 MGO)를 혼합하면서 연료 전환이 일어나게 된다.

그리고, 상기 제어부(500)는 상기 제어 밸브(400)가 연료가 유동되는 라인을 단속적으로 자동 개폐하도록 연료 전환을 시작한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2연료관(200)의 개도율을 5% 증가시킨 후 일정 시간동안 그 상태를 유지하고 일정 시간이 지나고 나면 제2연료관(200)의 개도율을 다시 5% 증가시키는 과정을 반복한다. 이 경우 상기 제1연료관(100)의 개도율은 상기 제2연료관(200)의 개도율이 5%증가할 때마다 5%씩 감소한다.

상기 제2연료관(200)의 개도율이 100%가 되면 상기 제1연료관(100)의 개도율은 0%가 되어 연료 전환 작업이 완료된다. 따라서, 이와 같이 선박에 사용되는 연료가 HFO에서 MDO 또는 MGO로 전환될 때 연료의 급격한 온도 하강 또는 온도 상승을 방지하여 안정적으로 연료 전환 작업을 수행하게 된다. 반대로, 선박이 항구 등에서 출항을 하는 경우에는 상기 제1연료관(100)의 개도율을 5%씩 단속적으로 증가시키고 상기 제2연료관(200)의 개도율을 5%씩 감소시키게 된다.

이러한 연료의 전환 작업시 상기 HFO, 상기 MDO 또는 상기 MGO의 전환은 상기 제어 밸브(400)의 개폐 또는 상기 타이머의 시간 등을 통하여 확인한다.

한편, 도 2를 참조하면 연료 전환 작업이 20분 동안 진행되는 그래프가 도시되어 있으나, 바람직하게 상기 제어부(500)는 상기 제1연료관(100) 또는 상기 제2연료관(200)이 30분 내지 2시간 내에 상기 제3연료관(300)과 연통되도록 상기 제어 밸브(400)의 개폐를 제어한다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100: 제1연료관 200: 제2연료관
300: 제3연료관 400: 제어 밸브
500: 제어부 700: 제어 스위치

Claims (2)

1. HFO가 유동되는 제1연료관;
   MGO 또는 MDO가 유동되는 제2연료관;
   상기 제1연료관 및 상기 제2연료관과 선박의 구동부 사이를 연결하는 제3연료관;
   상기 제1연료관, 상기 제2연료관 및 상기 제3연료관 사이에 마련되는 제어 밸브; 및
   상기 제어 밸브에 전기적으로 연결되어 상기 제어 밸브의 개도율을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 제1연료관 또는 상기 제2연료관이 상기 제3연료관과 연통되도록 상기 제어 밸브를 단속적으로 자동 개폐시키는 것을 특징으로 하는 선박의 연료 전환 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1연료관 또는 상기 제2연료관이 타이머 셋팅에 의해 30분 내지 2시간 내에 자유롭게 상기 제3연료관과 연통되도록 상기 제어 밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료 전환 시스템.

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