KR20130139986A - 장치 외부에 있는 선박 연료 증기 분리기용 연료 수준 센서 - Google Patents

장치 외부에 있는 선박 연료 증기 분리기용 연료 수준 센서 Download PDF

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KR20130139986A
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카일 엔커
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페더럴-모걸 코오포레이숀
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Abstract

연료 증기 조립체는 개방형 내부를 가지는 하우징 및 하우징 내에 배치된 플로우트를 포함한다. 적어도 하나의 자석은 플로우트 상에 배치되고, 자기장에 응답하는 센서 조립체는 하우징의 외부에 배치된다. 센서 조립체는 플로우트의 위치를 감지하여 증기가 연료 증기 분리기 내에 존재하는지를 판정한다. 센서 조립체가 증기가 연료 증기 분리기 내에 존재한다고 판정하는 경우, 센서 조립체는 신호를 발생시키고, 제어기는 이 신호를 수신하여 증기가 방출되게 증기 배기 밸브를 작동시키고 그리고/또는 추가 연료가 연료 증기 분리기로 펌핑되도록 연료 리프트 펌프를 작동시킨다. 센서 조립체는, 예컨대 홀 이펙트 센서나 리드 타입 센서일 수 있다.

Description

장치 외부에 있는 선박 연료 증기 분리기용 연료 수준 센서{FUEL LEVEL SENSOR FOR MARINE FUEL VAPOR SEPARATOR EXTERNAL TO UNIT}
본 출원은 2011년 1월20일에 출원된 미국 가특허출원 제61/434,461호에 대한 우선권을 주장하고, 미국 가특허출원의 전체 개시는 여기에 참조용으로 통합되고 이에 의존한다.
본 발명은 증기 분리기에 관한 것이고, 더 상세하게는 선박용 엔진의 연료 시스템용 증기 분리기에 관한 것이다.
연료 증기는 선박 연료 산업에서 오랫동안 인식된 문제점이다. 선체 밖에 있는 작은 선박용 엔진은 장착된 트랜섬 및 선미 추진 장치를 포함하고, 선박에 위치된 연료 통이나 연료 탱크로부터 흡인 중인 액상 연료를 흡입하는 통합 연료 시스템을 자주 이용한다. 연료는 흡인력을 받아 흡입되는데, 이는 연료 라인이 파열되는 경우에 연료 탱크와 엔진 사이에서 흐르는 연료가 진공 상태에서 흡인되어 연료가 선박 속으로 누유되는 것을 방지하는 것이 선박 안전 규정에서 요구되기 때문이다. 하지만, 연료가 부압에 의해 탱크로부터 빠져나온다는 사실이 문제될 수 있는데, 이는 이러한 저압에서 연료가 쉽게 증발할 수 있기 때문이다. 이러한 문제점이 해결되지 않는다면, 이러한 문제점은 증기가 발생시키는 고온의 효과 및 충격진동(jarring) 상태와 결합되어 증기 폐색(vapor lock)과 펌핑 효율의 감소를 야기할 수 있다.
과도한 증기 문제는 연료를 연료 증기 분리 장치를 통과시켜서 고압으로 선박용 엔진의 연료 분사 시스템에 전달함으로써 대체로 해결된다. 진공 흡입 단계에서 자연스럽게 발생하는 증기뿐만 아니라, 연료 레일에서 사용되지 않은 고온의 연료는 연료가 고압 펌프와 연료 레일로 재진입 되기 전에 연료 증기가 액상으로 응축되는 증기 분리기로 회수된다. 응축되지 않은 연료 증기는 대기 중으로 배기되거나 진공 라인 연결을 통하여 엔진 흡기 시스템으로 인입된다.
도 1과 도 2에는 미국 특허 제7,503,314호에 완전히 도시된 바와 같이 선박의 트랜섬(14)에 부착된 선체 밖에 있는 선박용 엔진(12)이 전체적으로 도시된다. 이러한 유형의 선체 밖에 있는 선박용 엔진(12)은 종종 브라켓(16)에 장착되어서, 선박용 엔진(12)이 수송 및/또는 유지하기 위하여 선박으로부터 신속히 제거될 수 있다. 브라켓(16)은 이 실시예에서 모터 헤드를 축 A를 중심으로 회전시켜서, 선박을 진수하고 얕은 곳으로 이동시키고 선박의 균형을 제어한다.
도 1에 도시된 유형의 엔진 뿐만 아니라 다른 선박용 엔진 유형에는 가솔린이나 에탄올 같은 액상 연료가 사용되는 것이 일반적이다. 액상 연료는 도 2의 부재번호 22에서 전체로 도시된 시스템과 같이 엔진이 장착된 선박 연료 시스템에 의해 연료 탱크(20)로부터 흡입된다. 연료 탱크(20)와 공급 라인(24)을 제외하고, 연료 시스템(22)의 잔여 부분은 통상적으로(하지만 필수적인 것은 아님) 선박용 엔진(12)으로 통합된다.
작동시, 저압 연료 공급 펌프(26)는 연료를 연료 탱크(20)로부터 공급 라인(24)을 지나서 흡인한다. 연료는 대체로 부재번호 28로 지시되는 증기 분리기로 전달된다. 증기 분리기(28)는 유입되는 저압 연료로부터 발산되는 증기 및 엔진(12)에서 회수되는 고온의 교반된 연료로부터 발산되는 증기를 수집하고 방출한다. 그때 고압 펌프(30)는 압력을 받고 있는 연료를 연료 분사 시스템(32)으로 펌핑하여 엔진에 의해 소모시킨다. 사용되지 않은 연료는 회수 라인(34)을 지나서 증기 분리기(28)로 회수된다. 대체로 부재번호 36으로 지시되는 배기 밸브 장치는 엔진 흡기 진공 시스템으로 연결되도록 제공된다. 엔진 흡기 진공 시스템은 배기 라인(40)에 부압을 생성하여서, 연료 증기가 엔진(12) 전체에 걸쳐 순환될 수 있다.
리프트 펌프로도 알려진 저압 연료 공급 펌프(26)는 맥동 다이어프램형(pulsed diaphragm type) 또는 임의의 다른 적합한 유형일 수 있다. 다이어프램형 연료 펌프는 때때로 이들 적용예에 바람직한데, 이는 연료가 고온이고 고 응축 증기가 있는 경우 연료 펌프가 펌핑 문제에 영향을 덜 받기 때문이다. 통상적으로, 이러한 맥동 다이어프램 펌프는 엔진(12)의 크랭크 케이스 부분에서 발생된 공기압 변동에 의해 작동된다. 하나의 예시적인 맥동 펌프는 그 전체로 여기에 통합된 출원인 자신의 미국 특허 제6,158,972호에 도시된다.
도 3에는 하나의 공지된 유형의 연료 증기 분리기 조립체(28')의 단면도가 간략히 도시된다. 리프트 펌프(26')는 다이어프램형이지만 엔진 맥동에 의해 작동되지 않는다. 오히려, 전자기계 장치가 리프트 펌프(26') 내부에서 다이어프램을 왕복운동시키는데 사용되어(미 도시) 진공 상태를 발생시킨다. 전자기계 장치는 직선형 전동기(예컨대, 솔레노이드), 회전축 전동기 또는 임의의 다른 유형의 전자기계 장치일 수 있다. 연료는 진공 상태하에서 탱크로부터(미 도시) 공급 라인(24')을 통과하여 흡인되고, 유입구(50')를 지나서 연료 증기 분리기 조립체(28')의 내부로 방출된다. 회수 라인(34')을 지나서 연료 분사기로부터 회수되는 고온의 연료는 또한 증기 분리기 조립체(28')의 내부로 들어가고 리프트 펌프(26')로부터 전달된 연료와 혼합된다. 냉각 튜브(52')는 열교환 및 증기 분리기(28') 내부 연료의 온도 감소를 위하여 증기 분리기(28') 내부에 위치된다. 냉각수는 유입구(54')로부터 냉각 튜브(52')를 통과하여 유출구(56')로 지속적으로 공급된다. 증기 배기 밸브(36')는 연료 증기가 연료 증기 분리기(28')로부터 흡인되는 것을 허용한다. 고압 펌프(30')는 연료를 연료 흡입구(42')로부터 흡인하고, 연료를 유출구(44')를 통하여 엔진의 연료 분사 시스템으로 방출한다.
리프트 펌프(26')를 보다 상세하게 살펴보면, 도 3에는 리프트 펌프(26') 내부에 있는 전자기계 장치에 전력을 공급하는 전원(60')이 도시된다. 수동형 프라임 레버(prime lever)(62')는 적절한 상황에 리프트 펌프(26')를 수동으로 준비하기(priming) 위하여 포함될 수 있다.
본 발명의 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있는 것처럼, 도 2와 도 3과 관련되어 전술된 바와 같이 다수의 공지된 증기 분리기는 연료 증기 유출 제어 및/또는 연료 유입 제어를 위한 플로우트/니들 어셈블리(needle assembly)(36, 36')를 사용한다. 하지만, 이러한 플로우트/니들 어셈블리(36, 36')는 쉽게 마모되거나 새는 곳이 생기기 쉽다. 그 대안으로 증기 분리 장치의 내부에 배치된 전자 센서(미 도시)를 사용하는 것이 개발되어 왔고, 이 증기 분리 장치는 임의의 형태의 관통 밀봉식 커넥터를 사용하는 분리기 하우징을 통과하여 와이어가 지나가는 경로를 지정하는 것을 필요로 한다. 이러한 관통 밀봉식 커넥터는 종종 새는 곳이 생기고 공통된 고장 형태와 관련될 수 있다.
본 발명의 특허대상의 적어도 일 양태는 외부에 장착된 센서를 가진 선박 연료 증기 분리기를 제공한다. 증기 분리기는 개방형 내부를 가지는 하우징과, 하우징 내에 배치된 플로우트를 포함한다. 플로우트는 미리 설정된 한 쌍의 제한선 사이의 범위 내에서 개방형 내부에서 변하는 연료 수준에 응답하여 수직방향으로 이동가능하다. 적어도 하나의 자석은 플로우트 상에 배치되고, 자석의 이동에 반응하는 센서 조립체는 하우징의 외부에 배치된다. 탱크의 연료 수준이 낮아지는 경우, 센서 조립체는 플로우트의 하강을 탐지하고 그 신호를 제어기에 전송하고, 제어기는 연료 리프트 펌프를 작동시킴으로써 추가 연료를 증기 연료 분리기로 펌핑하는 조치 및/또는 증기 배기 밸브를 개방함으로써 증기를 연료 증기 분리기로부터 방출하는 조치를 취한다.
별개의 증기 배기 밸브를 가진 외부에 장착된 센서 조립체는 플로우트/니들 어셈블리 보다 유리한데, 이는 센서 조립체가 쉽게 마모되지 않고 새는 곳이 생기지 않기 때문이다. 더욱이, 센서가 하우징의 외부에 장착되기 때문에, 와이어가 하우징 속을 지나가기 위한 관통 커넥터는 필요하지 않다. 따라서, 연료 증기 분리기는 다른 공지의 연료 증기 분리기 보다 더욱 신뢰할 만하고 쉽게 마모되지 않고 새는 곳이 생기지 않는다.
선박 연료 증기 분리기는, 예컨대 선체 밖에 있는 모터, 선체 안/밖에 있는 모터 또는 선체 안에 있는 모터와 같은 임의의 유형의 선박 엔진와 함께 사용될 수 있다. 연료 증기 분리기는 또한 엔진 내부나 외부에 장착될 수 있다. 센서 조립체는, 예컨대 홀 이펙트(Hall effect) 센서 또는 리드 타입(reed-type) 센서를 포함하여 자기장에 응답하는 임의의 유형의 센서 조립체일 수 있다. 홀 이펙트 센서는 가동 부품을 가지지 않기 때문에 신뢰성 측면에서 바람직하다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 센서 조립체는 서로 수직방향으로 이격된 한 쌍의 감지 요소를 포함한다. 감지 요소들 중 하나는 플로우트와 자석이 최고 위치에 있을 경우 전기 신호를 발생시키고, 다른 감지 요소는 플로우트와 자석이 최저 위치에 있을 경우 상이한 전기 신호를 발생시킨다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 서로 수직방향으로 이격된 한 쌍의 자석은 플로우트 상에 배치되고, 센서 조립체는 단일의 센서 조립체만을 포함한다. 자석은 서로 상이한 힘이나 상이한 극성을 가진다. 플로우트가 최고 위치에 있는 경우, 자석 중 하나는 감지 요소에 근접해 있고 이 감지 요소는 신호를 발생시킨다. 플로우트가 최저 위치에 있는 경우, 다른 자석은 감지 요소에 근접해 있고, 이 감지 요소는 상이한 신호를 발생시킨다.
본 발명의 여러 가지 구성 및 이점은 첨부의 도면과 관련지어 고려되는 경우 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 잘 이해되는 대로 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 공지된 선체 밖에 있는 선박용 엔진의 측면도 내지 정면도이다.
도 2는 선박 연료 시스템에 장착된 공지된 엔진의 개략도이다.
도 3은 공지된 연료 증기 분리기의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 양태에 따라 구성된 증기 분리기의 부분 단면도이고, 플로우트는 최고 위치에 있다.
도 4b는 도 4a와 같은 증기 분리기의 부분 단면도이고, 플로우트는 최저 위치에 있다.
도 5는 본 발명의 양태에 따라 구성된 선박 연료 전달 시스템의 개략도이다.
도 6a는 본 발명에 따라 구성된 증기 분리기의 부분 단면도이고, 플로우트는 최고 위치에 있다.
도 6b는 도 6a와 같은 증기 분리기의 부분 단면도이고, 플로우트는 최저 위치에 있다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 양태에 따라 구성된 증기 분리기의 부분 단면도이고, 플로우트는 최고 위치에 있다.
도 7b는 도 7a와 같은 증기 분리기의 부분 단면도이고, 플로우트는 최저 위치에 있다.
도 8은 선박 연료 전달 시스템을 작동하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 4a와 도 4b에 대하여 참조하면, 본 발명의 일 양태에 따라 구성된 연료 증기 분리기 조립체는 보통 부재번호 128로 도시된다. 편의상, 유사한 구성 또는 상술한 구성과 동일한 부재는 미리 설정된 참조 부재에 100이라는 숫자를 더하여 도시된다. 이 도면에서, 플로우트 조립체(148)는 하우징(146) 상의 캡(184)으로부터 하향하여 뻗어있는 짧은 샤프트(182)에 끼워져 미끄럼이동가능하게 지지되는 퍽(puck) 같은 플로우트 바디부(180)를 포함한다. 리테이너 클립(186)은 증기 분리기(128) 내부에 있고 샤프트(182)에 끼워져 있는 플로우트(180)를 구속하는 고정장치(keeper)와 같이 샤프트(182)의 말단부에 부착된다. 플로우트 바디부(180)는 원형 또는 다른 임의의 적합한 형상일 수 있다. 플로우트 바디부(180)가 선박용 엔진에 적합한 바람직한 연료 보다 밀도가 작아서, 플로우트 바디부(180)는 증기 분리 장치(128)에서 연료의 수준에 응답하고 캡(184)에 의해 설정된 상한선과 리테이너 클립(186)에 의해 설정된 하한선 사이에서 샤프트(182)를 따라서 이동가능하다. 증기 분리기(128)는 또한, 아래에서 더 상세하게 언급될 바와 같이, 연료 증기를 개방형 내부로부터 배기하기 위하여 캡(184)으로부터 외향하여 뻗어있는 배기관(138)을 포함한다. 더욱이, 연료 증기 분리기(128)는 연료 증기 분리기(128)에서 냉각수와 연료 사이의 열 교환을 위한 냉각 튜브(152)를 포함한다. 연료 증기 분리기(128)는, 예컨대 선체 밖에 있는 선박용 엔진, 선체 안/밖에 있는 엔진 또는 선체 안에 있는 엔진을 포함하는 임의의 바람직한 유형의 선박용 엔진과 함께 사용될 수 있다.
플로우트 바디부(180)의 적어도 일부의 외부 에지, 또는 가장자리는 적어도 하나의 자석(188)을 가지고 있다. 자기장에 응답하는 센서 조립체(190)는 자석(188) 바로 맞은편에 있고 하우징(146)의 외부에 배치된다. 외부에 장착된 센서 조립체(190)는 홀 이펙트 타입인 것이 바람직하고, 즉 센서 조립체(190)는 자기장에 응답하여 전압(홀 전압)을 발생시킨다. 홀 이펙트 센서는 대체로 가동 부품을 가지지 않아서 극한 상황에서 강화된 신뢰성을 제공하는 것으로 알려져 있다. 홀 이펙트 센서는 또한 종래의 플로우트/니들 어셈블리(36, 36')와 비교하여 긴 기대 수명 및 다른 유형의 전자기계적인 스위치를 가진다. 센서 조립체(190)는, 예컨대 용접, 납땜, 본딩 또는 기계적인 잠금장치와 같이 임의의 적합한 테크닉을 사용하여 하우징(146)의 외부에 장착될 수 있다. 바람직하게는, 센서 조립체(190)는 하우징(146)의 내부에 배치되지 않기 때문에 연료에 대해 저항성 있는 재료일 필요가 없는 적합한 보호 재료로 보호된다.
이 실시예의 센서 조립체(190)는 제 1 감지 요소(192)와 제 2 감지 요소(194)를 포함하는 이중 탐지형 장치이다. 각각의 감지 요소(192, 194)는 이와 함께 근접하여 이동하는 자석(188) 또는 이로부터 멀어지는 자석(188)에 응답한다. 도 4a에서, 증기 분리기(128) 내의 연료 수준이 매우 높아서, 플로우트(180)는 자석(188)이 제 1 감지 요소(192)에 근접해 있는 최고 위치에 있는 것으로 도시된다. 그때 센서 조립체(190)는 전자 센서 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 유형의 전기 신호를 발생시킨다. 그때 전기 신호는, 아래에서 더 상세하게 설명될 바와 같이, 전기 케이블(196)을 지나서 또는 무선으로 제어기(198)로 전송될 수 있다(도 6에 도시됨). 도 4b에서, 증기 분리기(128) 내의 연료 수준이 낮아서, 플로우트(180)는 최저 위치에 있고 제 2 감지 요소(194)가 자석(188)에 근접해 있다. 그때 센서 조립체(190)는 전기 케이블(196)을 지나서(또는 무선으로) 제어기(198)로 역시 전송되는 상이한 전기 신호를 발생시킨다. 아래에서 더 상세하게 설명될 바와 같이, 증기 분리기(128) 내의 연료 수준이 낮은 경우에는 바람직하지 않은 연료 증기가 증기 분리기(128)에 존재할 가능성이 있어서, 바람직하지 않은 연료 증기가 배기되지 않는다면 증기 폐색이 야기될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르는 선박용 연료 전달 시스템의 개략도는 도 4에 도시된다. 작동시, 리프트 펌프(126)는 연료를 연료 탱크(120)로부터 공급 라인(124)을 지나서 흡인한다. 연료는 증기 분리기(128)로 전달되고, 이 증기 분리기는 유입되는 저압 연료로부터 및 엔진에서 회수되는 고온의 교반된 연료로부터 발산되는 증기를 수집하고 방출한다(미 도시). 그때 고압 펌프(130)는 압력을 받고 있는 연료를 연료 분사 시스템(132)(또는 기화기)으로 펌핑하여 엔진에 의해 소모시킨다. 사용되지 않은 연료는 회수 라인(134)을 지나서 증기 분리기(128)로 회수된다. 배기 밸브 장치(136)가 배기관(138)에 부착되어 증기를 배기 라인(140)을 지나서 엔진 흡기 매니폴드 속으로 선택적으로 유동시켜서, 증기는 엔진을 통과하여 순환되고 연소된다. 번갈아서, 증기는 대기 중으로 방출될 수 있다. 연료 전달 시스템은 또한 적어도 하나의 체크 밸브(148)를 포함하여 연료가 공급 라인(124)으로부터 연료 탱크(120) 속으로 역류하거나 회수 라인(134)을 지나서 연료 분사기(132)로 흐르는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이 도 4a와 도 4b에 대하여 다시 참조하면, 제 1 감지 요소(192)는 고 연료 상태와 관련되고, 제 2 감지 요소(194)는 저 연료 상태와 관련된다. 플로우트(180)가 충분히 낙하하여 제 2 감지 요소(194)가 자석(188)의 존재를 탐지하는 경우, 신호는 제어기(198)에 제공된다. 제어기(198)는 연료 리프트 펌프(126)를 작동하여 더 많은 연료를 증기 분리기(128)로 분사하는 조치 및/또는 증기 배기 밸브(136)를 개방하여 연료 증기를 증기 분리기(128)로부터 배기하는 조치를 취한다. 플로우트(180)가 충분히 높게 상승하여 제 1 감지 요소(192)가 자석(188)의 존재를 탐지하는 경우, 상이한 신호는 센서 조립체(190)에 의해 제어기(198)에 제공되고, 이 제어기는 연료 리프트 펌프(126)의 작동을 중지시키는 조치 및/또는 증기 배기 밸브(136)를 폐쇄하는 조치를 취한다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 플로우트(180)를 대체하여 장착하는 장치, 예컨대 도시된 미끄럼이동가능한 장치 보다는 피벗가능하게 장착된 장치를 인식할 수 있을 것이다. 선박 연료 증기 분리 장치(128)용으로 외부에 장착된 홀 이펙트 연료 수준 센서(190)의 이러한 개념을 벗어나지 않는 다른 설계 역시 실시 가능하고, 이로써 관통 커넥터를 필요로 하지 않게 하고 쉽게 조기 마모되지 않는 증기 분리 장치(128)를 단순하게 설계할 수 있다.
도 6a와 도 6b는 도 4a 및 도 4b와 유사하지만, 여기에는 본 발명을 대체할 수 있는 양태에 따라 구성된 증기 분리기(228)가 도시되고, 유사하거나 동일한 부품에는 100이라는 숫자 차이만 있는 동일한 참조번호가 사용된다. 이 실시예에서, 센서 조립체(290)는 상술된 2 개의 감지 요소(192, 194)와는 대조적으로 단일의 리드 타입 감지 요소(292)만을 포함한다. 전자기술 분야의 통상의 기술자에게 인식될 수 있듯이, 리드 타입 스위치는 전기 스위치이고, 이 전기 스위치는 자기장이 존재하는 경우 개방되거나 폐쇄될 수 있고 자기장으로부터 이탈되는 경우 휴지 상태(개방되거나 폐쇄된 상태)로 되돌아 갈 수 있다. 이 실시예에서, 플로우트(280) 내에서 지지되는 자석(288)은 플로우트(280)와 자석(288)이 도 6b에 도시된 최저 위치에 있는 경우 리드 스위치 요소(292)에 영향을 미친다. 센서 조립체(290)는 전기 케이블(296)을 지나서(또는 무선으로) 제어기로 전송되는 전기 신호를 발생시킨다. 전기 신호를 수신하자마자, 제어기는 리프트 펌프를 작동시키는 조치 및/또는 증기 배기 밸브를 개방하는 조치를 취한다. 플로우트(280)가 최고 위치 상태에 있는 경우 센서 조립체(290)가 위치되어 전기 신호를 번갈아 발생시킬 수 있다는 점은 인식되어야 한다. 더 나아가, 리드 타입 스위치 조립체는 도 4a와 도 4b에 도시되고 상술된 센서 조립체(190)와 유사하게 이중 신호 방식으로 작동하도록 재구성될 수 있다.
도 7a와 도 7b는 도 4a 및 도 4b와 유사하지만, 여기에는 본 발명의 또 다른 양태에 따라 구성된 증기 분리기(328)가 도시되고, 유사하거나 동일한 부품에는 200이라는 숫자 차이만 있는 동일한 참조번호가 사용된다. 이 실시예에서, 센서 조립체(390)는 단일의 감지 요소(392)를 포함하고, 플로우트(380)는 서로 수직방향으로 이격되고 2 개의 상이한 힘이나 2 개의 상이한 극성을 가지는 2 개의 자석(388-A, 388-B)을 가지고 있다. 이 실시예에서, 자석(388-A)은 플로우트(380)가 도 7b에 도시된 최저 상태에 있는 경우 감지 요소(392)에 영향을 미친다. 센서 조립체(390)는 전기 케이블(396)을 지나서(또는 무선으로) 제어기로 전송되는 전기 신호를 발생시킨다. 전기 신호를 수신하자마자, 제어기는 연료 리프트 펌프를 작동하여 더 많은 연료를 연료 증기 분리기(328)로 펌핑할 수 있는 조치 및/또는 증기 배기 밸브를 개방하여 연료 증기 분리기(328)로부터 증기를 방출할 수 있는 조치를 취한다. 그때, 플로우트(380)가 도 7a에 도시된 위치로 상승되는 경우, 자석(388-A)과 비교하여 상이한 힘 또는 상이한 극성을 가지는 자석(388-B)은 감지 요소(392)에 영향을 미친다. 센서 조립체(390)는 전기 케이블(396)을 지나서(또는 무선으로) 제어기로 전송되는 상이한 전기 신호를 발생시킨다. 이 전기 신호를 수신하자마자, 제어기는 리프트 펌프의 작동을 중지시키는 조치 및/또는 배기 밸브를 폐쇄하는 조치를 취할 수 있다. 증기 분리기(328)는 도 6a와 도 6b에 도시된 것과 유사한 리드 타입 스위치 요소를 수용하도록 재구성될 수 있다.
도 8의 흐름도, 도 4의 증기 분리기(128) 및 도 5의 선박 연료 전달 시스템에 관하여 참조하면, 본 발명의 다른 양태는 선박 연료 전달 시스템을 작동하는 방법이다. 본 발명의 방법은 플로우트(180)가 내부에 배치된 개방형 내부를 가지는 연료 증기 분리기(128)를 제공하는 단계(400)로 시작하고, 여기에서의 플로우트(180)는 변하는 연료 수준에 응답하여 미리 설정된 제한선 범위 내의 개방형 내부에서 이동가능하고, 여기에서의 적어도 하나의 자석(188)은 플로우트(180) 상에 배치된다. 본 발명의 방법은 연료 증기 분리기(128)의 외부에 배치되고 자석(188)에 응답하는 센서 조립체(190)를 제공하는 단계(402)로 이어진다. 상술한 바와 같이, 센서 조립체(190)는, 예컨대 홀 이펙트 타입 센서, 리드 타입 센서 또는 자기장에 응답하는 임의의 다른 유형의 센서일 수 있다.
본 발명의 방법은 수직방향으로 이격되어 미리 설정된 상한선 또는 하한선 내에 있는 플로우트(180)에 응답하여 센서 조립체(190)를 작동시키는 단계(activating)(404)로 계속 이어진다. 본 발명의 방법은 또한, 플로우트(180)가 미리 설정된 하한선 내에 있는 것을 탐지하는 센서 조립체(190)에 응답하여, 연료 리프트 펌프(126)를 사용하여 연료를 연료 증기 분리기(128)의 개방형 내부로 펌핑하는 단계 및/또는 증기 배기 밸브(136)를 사용하여 연료 증기를 개방형 내부로부터 배기하는 단계(406)를 포함한다. 본 발명의 방법은, 플로우트(180)가 미리 설정된 상한선 내에 있는 것을 탐지하는 센서 조립체(190)에 응답하여, 연료 리프트 펌프(126)의 작동을 중지시키는 단계(deactivating) 및/또는 증기 배기 밸브(136)를 폐쇄하는 단계(408)를 추가로 포함한다.
전술한 발명이 관련 법규 기준에 따라 기술되었기에, 본 발명의 상세한 설명은 사실상 제한하는 것이라기보다는 예시적인 것이다. 개시된 실시예에 대한 변경과 수정은 본 발명의 범위 내의 기술 분야에서의 통상의 기술자에게는 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. 선박 연료 증기 분리기로서,
    연료를 수용하기 위한 개방형 내부를 가지는 분리기 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고 상기 하우징의 상기 내부에 있는 변하는 연료의 수준에 응답하여 이동가능한 플로우트;
    상기 플로우트 상에 배치되고 상기 플로우트와 함께 이동가능한 적어도 하나의 자석; 및
    상기 자석의 이동을 감지하기 위하여 상기 플로우트의 상기 자석과 협력 관계에 있고, 상기 하우징의 외부에 배치된 센서 조립체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박 연료 증기 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플로우트는 미리 설정된 상한선과 미리 설정된 하한선 사이에서 상기 하우징의 개방형 내부에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 선박 연료 증기 분리기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 조립체는 서로 수직방향으로 이격된 한 쌍의 감지 요소를 포함하고,
    상기 감지 요소들 중 하나는 상기 플로우트가 상기 미리 설정된 상한선에 있는 경우 작동되고, 상기 감지 요소들 중 다른 하나는 상기 플로우트가 상기 미리 설정된 하한선에 있는 경우 작동되는 것을 특징으로 하는 선박 연료 증기 분리기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 조립체는 상기 플로우트가 미리 설정된 상한선이나 미리 설정된 하한선에 있는 경우에 작동되는 리드 타입 감지 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 연료 증기 분리기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    서로 수직방향으로 이격되고 상이한 힘이나 상이한 극성을 가지는 한 쌍의 자석을 더 포함하고,
    상기 센서 조립체는, 상기 자석들 중 하나에 근접한 때 신호를 발생시키고, 상기 자석들 중 다른 하나에 근접한 때 상이한 신호를 발생시키는, 적어도 하나의 감지 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 연료 증기 분리기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 플로우트의 적어도 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박 연료 증기 분리기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 플로우트는 대체로 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 선박 연료 증기 분리기.
  8. 선박용 연료 시스템으로서,
    연료 탱크, 연료를 수용하기 위한 개방형 내부를 가진 분리기 하우징을 포함하는 증기 분리기 및 연료를 상기 연료 탱크로부터 상기 증기 분리기로 운반하기 위한 연료 리프트 펌프;
    상기 하우징 내에 배치되고 상기 하우징의 상기 내부에 있는 변하는 연료의 수준에 응답하여 이동가능한 플로우트;
    상기 플로우트 상에 배치되고 상기 플로우트와 함께 이동가능한 적어도 하나의 자석;
    연료 증기를 상기 개방형 내부로부터 배기하기 위하여 상기 증기 분리기와 유체 연통하는 증기 배기 밸브;
    상기 자석의 이동을 감지하기 위하여 상기 플로우트의 상기 자석과 협력 관계에 있고, 상기 하우징의 외부에 배치된 센서 조립체; 및
    상기 연료 리프트 펌프, 상기 증기 배기 밸브 및 상기 센서 조립체와 전기통신하여, 미리 설정된 하한선에 있는 상기 플로우트에 응답하여 상기 연료 리프트 펌프를 작동시키거나 상기 증기 배기 밸브를 개방하기 위한 제어기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 조립체는 서로 수직방향으로 이격된 제 1 감지 요소를 포함하고,
    상기 감지 요소들 중 하나는 상기 미리 설정된 상한선에 있는 상기 플로우트에 응답하여 상기 제어기로 신호를 전송하도록 작동되고,
    상기 감지 요소들 중 다른 하나는 상기 미리 설정된 하한선에 있는 상기 플로우트에 응답하여 상기 제어기로 상이한 신호를 전송하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 조립체는 상기 미리 설정된 상한선이나 하한선에 있는 상기 플로우트에 응답하여 신호를 상기 제어기로 전송하도록 작동되는 리드 타입 감지 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    서로 수직방향으로 이격되고 상이한 힘이나 상이한 극성을 가진 한 쌍의 자석을 포함하고,
    상기 센서 조립체는, 상기 자석들 중 하나에 근접한 때 신호를 발생시키고 상기 제어기로 전송하고, 상기 자석들 중 다른 하나에 근접한 때 상이한 신호를 발생시키고 상기 제어기로 전송하기 위한, 적어도 하나의 감지 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 플로우트의 가장자리의 적어도 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 조립체는 홀 이펙트 타입인 것을 특징으로 하는 선박용 연료 시스템.
  14. 선박 연료 전달 시스템을 작동하는 방법으로서,
    연료를 수용하기 위한 개방형 내부를 가지는 연료 증기 분리기를 제공하는 단계;
    플로우트를 상기 증기 분리기의 개방형 내부에 제공하되, 상기 플로우트가 하우징의 내부에서 변하는 연료 수준에 응답하여 미리 설정된 제한선 범위 내에서 변하는 연료 수준에 응답하고, 적어도 하나의 자석이 상기 플로우트 상에 배치되는 단계;
    상기 자석에 응답하고 상기 연료 증기 분리기의 외부에 배치되는 센서 조립체를 제공하는 단계; 및
    미리 설정된 상한선이나 하한선에 있는 상기 플로우트에 응답하여 상기 센서 조립체를 작동시키는 단계를 구비하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 플로우트가 상기 미리 설정된 하한선에 있는 것을 탐지하는 상기 센서 조립체에 응답하여 연료 리프트 펌프를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 플로우트가 상기 미리 설정된 상한선에 있는 것을 탐지하는 상기 센서 조립체에 응답하여 연료 리프트 펌프를 작동 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 플로우트가 상기 미리 설정된 하한선에 있는 것을 탐지하는 상기 센서 조립체에 응답하여 증기 배기 밸브를 사용하여 증기 분리기로부터 증기를 배기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 플로우트가 상기 미리 설정된 상한선에 있는 것을 탐지하는 상기 센서 조립체에 응답하여 상기 증기 배기 밸브를 작동 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 센서 조립체는 서로 수직방향으로 이격된 한 쌍의 감지 요소를 포함하고,
    상기 플로우트가 상기 미리 설정된 상한선에 있는 경우 상기 감지 요소들 중 하나를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 플로우트가 상기 미리 설정된 하한선에 있는 경우 상기 감지 요소들 중 다른 하나를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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