KR20130088335A - 선박의 연료 자동전환 장치 및 방법 - Google Patents

선박의 연료 자동전환 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환함에 있어서, 연료의 온도 및 점도의 변화율을 모두 측정하여 밸브의 개폐를 조절하되, 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하면서 연료의 온도 및 점도의 변화율에 따라 밸브의 열림 정도를 자동으로 조절하는 선박의 연료 자동전환 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 선박 엔진의 더욱 안정적인 연료 전환이 가능해지며, 기존의 장비에 컨트롤러를 추가하는 것만으로 시스템을 구성할 수 있기 때문에 가격이 저렴하여 비용을 절감할 수 있다.

Description

선박의 연료 자동전환 장치 및 방법{Fuel Auto Change-Over Device and Method of Ship}
본 발명은 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환(Change-Over)함에 있어서, 연료의 온도 및 점도의 변화율을 모두 측정하여 밸브의 개폐를 조절하되, 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하면서 연료의 온도 및 점도의 변화율에 따라 밸브의 열림 정도를 자동으로 조절하는 선박의 연료 자동전환 장치 및 방법을 제공한다.
현재 세계 1위의 선박 엔진 제조회사인 MAN B&W는 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환할 때(도 2), 연료 온도의 급격한 변화에 따른 엔진 등 장비의 물리적 충격을 방지하기 위하여 온도가 최대 2℃/분 이하의 변화율이 발생하는 속도로 연료를 전환할 것을 권고하고 있다.
이에 따라 기존의 조선소에서는 메인 엔진의 연료 입구 측에 온도 센서를 부착하여 밸브(3)의 개폐를 조절하고 있다. 그러나 이 경우 점도의 변화율에 관한 정보 없이 온도의 변화율에 관한 정보만으로 밸브(3)가 조절되므로 정밀도가 떨어지는 문제가 있다. 또한 기존에는 복잡한 장비 및 알고리즘으로 인하여 고장 시 수리가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환함에 있어서, 연료의 온도 및 점도의 변화율을 모두 측정하여 밸브의 개폐를 조절하되, 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하면서 연료의 온도 및 점도의 변화율에 따라 밸브의 열림 정도를 자동으로 조절하는 선박의 연료 자동전환 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환함에 있어서,
선박 엔진에 주입되는 연료의 온도 및 점도를 실시간으로 연속 측정하고 해당 신호를 컨트롤러로 전송하는 온도 및 점도 센서;
상기 온도 및 점도 센서로부터 수신한 신호를 미분하여 온도 및 점도의 변화율을 산정하고 그 변화율을 설정값과 비교하여 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하는 컨트롤러 및;
상기 컨트롤러의 제어에 따라 작동하면서 연료의 이동 양을 조절하는 밸브;
를 포함하는 선박의 연료 자동전환 장치를 제공한다.
또한 본 발명은,
온도 및 점도 센서가 선박 엔진에 주입되는 연료의 온도 및 점도를 실시간으로 연속 측정하고 해당 신호를 컨트롤러로 전송하는 단계;
상기 컨트롤러가 상기 온도 및 점도 센서로부터 수신한 신호를 미분하여 온도 및 점도의 변화율을 산정하고 그 변화율을 설정값과 비교하여 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하는 단계 및;
상기 밸브가 상기 컨트롤러의 제어에 따라 작동하면서 연료의 이동 양을 조절하는 단계;
를 포함하는 선박의 연료 자동전환 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환함에 있어서, 연료의 온도 및 점도의 변화율을 모두 측정하여 밸브의 개폐를 조절하므로 더욱 안정적인 연료 전환이 가능해지며, 기존의 장비에 컨트롤러를 추가하는 것만으로 시스템을 구성할 수 있기 때문에 가격이 저렴하여 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 연료 자동전환 장치의 배치를 보여주는 시스템 도면.
도 2는 기존에 선박의 연료 전환을 위한 밸브를 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
선박의 연료 자동전환 장치
도 1은 본 발명에 따른 선박의 연료 자동전환 장치의 배치를 보여주는 시스템 도면이다.
본 발명은 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환함에 있어서, 연료의 온도 및 점도의 변화율을 모두 측정하여 밸브의 개폐를 조절하되, 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하면서 연료의 온도 및 점도의 변화율에 따라 밸브의 열림 정도를 자동으로 조절하는 선박의 연료 자동전환 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는바 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 온도 및 점도 센서(1), 컨트롤러(Controller)(2) 및 밸브(3)를 포함하여 이루어진다.
온도 및 점도 센서(1)는 선박 엔진에 주입되는 연료의 온도 및 점도를 실시간으로 연속 측정하고 해당 신호를 컨트롤러(2)로 전송한다.
컨트롤러(2)는 온도 및 점도 센서(1)로부터 수신한 신호를 미분하여 온도 및 점도의 변화율을 산정하고, 그 변화율을 설정값과 비교하여, 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브(3)의 열림이 시작되도록 제어하고, 설정값보다 커질 경우에는 밸브(3)의 열림이 정지되도록 제어한다. 이 경우 컨트롤러(2)는 밸브(3)가 완전히 열릴 때까지 밸브(3)의 열림이 시작되도록 하거나 또는 밸브(3)의 열림이 정지되도록 하는 제어 작용을 반복하게 된다.
상기 설정값은 컨트롤러(2)가 밸브(3)의 열림이 시작되도록 하거나 또는 밸브(3)의 열림이 정지되도록 하는 제어를 수행할 지 여부를 판단할 수 있도록 하기 위하여 사용자가 기준이 되는 온도 및 점도의 변화율 값을 입력한 것인데, 이러한 설정값은 상황에 따라 사용자가 다양한 값으로 입력할 수 있는 것이다.
이 경우 상기 설정값은 밸브(3)의 열림 속도 값을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 따르면 연료의 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우 밸브(3)의 열림이 시작되는데 이 때의 밸브(3)의 열림 속도 값을 설정값으로 입력할 수 있는 것이다. 이 경우, 밸브(3)의 열림 속도 값을 빠르게 설정할수록 연료 전환(Change-Over)은 신속하게 이루어지지만 상대적으로 정밀도가 떨어질 수 있으며, 밸브(3)의 열림 속도 값을 느리게 설정할수록 연료 전환은 더디게 이루어지지만 상대적으로 정밀도가 좋아질 수 있다. 물론 이러한 밸브(3)의 열림 속도 값 또한 상황에 따라 사용자가 다양한 값으로 설정할 수 있는 것이다.
선박의 연료 자동전환 방법
본 발명에 따른 선박의 연료 자동전환 방법은 다음의 과정에 따라 구현될 수 있다.
먼저, 온도 및 점도 센서(1)가 선박 엔진에 주입되는 연료의 온도 및 점도를 실시간으로 연속 측정하고 해당 신호를 컨트롤러(2)로 전송한다.
다음으로, 컨트롤러(2)가 온도 및 점도 센서(1)로부터 수신한 신호를 미분하여 온도 및 점도의 변화율을 산정하고, 그 변화율을 설정값과 비교하여, 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브(3)의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브(3)의 열림이 정지되도록 제어한다. 이 경우 컨트롤러(2)는 밸브(3)가 완전히 열릴 때까지 밸브(3)의 열림이 시작되도록 하거나 또는 밸브(3)의 열림이 정지되도록 하는 제어 작용을 반복한다.
마지막으로, 밸브(3)가 컨트롤러(2)의 제어에 따라 작동하면서 연료의 이동 양을 조절한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연료의 온도 및 점도의 변화율을 모두 측정하여 밸브(3)의 개폐를 조절하므로 더욱 안정적인 연료 전환이 가능해지며, 기존의 장비에 컨트롤러(2)를 추가하는 것만으로 시스템을 구성할 수 있기 때문에 가격이 저렴하여 비용을 절감할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 온도 및 점도 센서
2 : 컨트롤러
3 : 밸브

Claims (6)

  1. 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환함에 있어서,
    선박 엔진에 주입되는 연료의 온도 및 점도를 실시간으로 연속 측정하고 해당 신호를 컨트롤러로 전송하는 온도 및 점도 센서;
    상기 온도 및 점도 센서로부터 수신한 신호를 미분하여 온도 및 점도의 변화율을 산정하고 그 변화율을 설정값과 비교하여 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하는 컨트롤러 및;
    상기 컨트롤러의 제어에 따라 작동하면서 연료의 이동 양을 조절하는 밸브;
    를 포함하는 선박의 연료 자동전환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러의 설정값은 상기 밸브의 열림 속도 값을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료 자동전환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 밸브가 완전히 열릴 때까지 상기 밸브의 열림이 시작되도록 하거나 또는 상기 밸브의 열림이 정지되도록 하는 제어 작용을 반복하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료 자동전환 장치.
  4. 선박 엔진의 연료를 H.F.O.(Heavy Fuel Oil)에서 M.D.O.(Marine Diesel Oil) 또는 M.G.O.(Marine Gas Oil)로 전환함에 있어서,
    온도 및 점도 센서가 선박 엔진에 주입되는 연료의 온도 및 점도를 실시간으로 연속 측정하고 해당 신호를 컨트롤러로 전송하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 온도 및 점도 센서로부터 수신한 신호를 미분하여 온도 및 점도의 변화율을 산정하고 그 변화율을 설정값과 비교하여 온도 및 점도의 변화율이 설정값보다 작아질 경우에는 밸브의 열림이 시작되도록 제어하고 설정값보다 커질 경우에는 밸브의 열림이 정지되도록 제어하는 단계 및;
    상기 밸브가 상기 컨트롤러의 제어에 따라 작동하면서 연료의 이동 양을 조절하는 단계;
    를 포함하는 선박의 연료 자동전환 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러의 설정값은 상기 밸브의 열림 속도 값을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료 자동전환 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 밸브가 완전히 열릴 때까지 상기 밸브의 열림이 시작되도록 하거나 또는 상기 밸브의 열림이 정지되도록 하는 제어 작용을 반복하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료 자동전환 방법.
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