KR20200047640A - Ship and LPG temperature / pressure management method - Google Patents
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Abstract
선박은, 연료 탱크, 추진용 엔진, 연료 공급 라인, 펌프, 연료 회수 라인, 바이패스 라인, 압력계 및 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, LPG가 연료로 사용되지 않는 기간에, 압력계에서 검출되는 연료 탱크 내의 기층의 압력이 소정의 값 이하인 때에는, 펌프를 동작시켜 연료 탱크 내의 LPG를 엔진 및/또는 바이패스 라인을 통해 연료 탱크로 순환시킨다. The ship is equipped with a fuel tank, a propulsion engine, a fuel supply line, a pump, a fuel recovery line, a bypass line, a pressure gauge and a control device. The control device operates the pump when the pressure of the base layer in the fuel tank detected by the pressure gauge is equal to or less than a predetermined value during a period when LPG is not used as fuel, and the LPG in the fuel tank is fueled through the engine and / or bypass line. Circulate to the tank.
Description
본 발명은 LPG를 연료로 하는 추진용 엔진을 포함하는 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a ship including a propulsion engine using LPG as fuel.
종래의 선박에서는, 일반적으로, 추진용 엔진의 연료는 중유나 경유 등의 연료유 또는 LNG(Liquefied Natural Gas)였다. 최근에는 추진용 엔진의 연료로서 LPG(Liquefied Petroleum Gas)를 이용하는 것도 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌에는 연료 탱크로부터 추진용 엔진에 LPG를 액체인 채로 공급하는 선박이 개시되어 있다. In a conventional ship, in general, the fuel for the propulsion engine is fuel oil such as heavy oil or light oil or LNG (Liquefied Natural Gas). Recently, it has been proposed to use LPG (Liquefied Petroleum Gas) as a fuel for a propulsion engine. For example, the patent document discloses a ship that supplies LPG from a fuel tank to a propulsion engine while being liquid.
LPG를 연료로 사용하는 경우에는 연료 탱크와 추진용 엔진을 연료 공급 라인 및 연료 회수 라인에 의해 연결하고, 연료 탱크와 엔진 사이에서 LPG를 순환시키면서 필요한 양만 엔진에서 사용하는 것이 고려된다. When LPG is used as fuel, it is considered that the fuel tank and the propulsion engine are connected by a fuel supply line and a fuel recovery line, and only the necessary amount is used in the engine while circulating LPG between the fuel tank and the engine.
그런데, 상기와 같이 연료 탱크와 엔진 사이에서 LPG를 순환시키는 경우에는, 엔진의 연료 소비량보다 약간 많은 연료를 엔진에 공급하는 것이 바람직하다. 이를 실현하는 것에는, 연료 공급 라인에 설치되는 펌프의 회전수를 엔진의 연료 소비량에 대응하여 조절하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 엔진 내에서 연료를 적절하게 분사하기 위해서는, 엔진으로의 연료 공급 압력을 일정 값 이상으로 확보할 필요가 있다. 따라서, 펌프는 최저 회전수를 설정하는 것이 바람직하다. However, when LPG is circulated between the fuel tank and the engine as described above, it is preferable to supply the engine with slightly more fuel than the fuel consumption of the engine. To realize this, it is conceivable to adjust the number of revolutions of the pump installed on the fuel supply line in correspondence with the fuel consumption of the engine. In addition, in order to properly inject fuel in the engine, it is necessary to secure the fuel supply pressure to the engine above a certain value. Therefore, it is desirable to set the minimum rotational speed of the pump.
예를 들어, 프로판 가스가 주성분인 LPG를 대기압에서 액체로 유지하기 위해서는, 연료 탱크를 -42℃ 이하로 유지할 필요가 있다. 그래서, 연료 탱크를 압력 용기로서, 연료 탱크 내의 LPG의 온도를 대기 온도에 추종하여 변화시키는 것이 고려된다. 즉, 연료 탱크 내의 높은 압력에 의해 LPG의 평형 상태를 유지한다. 그러나, 이와 같은 경우에는, 연료 탱크 내의 LPG의 온도에 의해, 연료 탱크 내의 기층(氣層)의 압력(기층의 성분이 기화된 PG만인 경우는 포화 증기 압력)이 크게 변화한다. 연료 탱크 내의 LPG의 온도가 낮은 경우에는, 펌프 압력이 상승하는 압력 폭이 크고, 연료 탱크 내의 LPG의 온도가 높은 경우에는 펌프 압력이 상승하는 압력 폭이 작다. For example, in order to maintain LPG, which is a main component of propane gas, as a liquid at atmospheric pressure, it is necessary to keep the fuel tank at -42 ° C or lower. Therefore, it is considered to change the temperature of the LPG in the fuel tank by following the atmospheric temperature, using the fuel tank as a pressure vessel. That is, LPG is maintained in a balanced state by high pressure in the fuel tank. However, in such a case, the pressure of the base layer in the fuel tank (saturated vapor pressure when the component of the base layer is only vaporized PG) varies greatly depending on the temperature of the LPG in the fuel tank. When the temperature of the LPG in the fuel tank is low, the pressure width at which the pump pressure rises is large, and when the temperature of the LPG in the fuel tank is high, the pressure width at which the pump pressure rises is small.
그러면, 연료 탱크 내의 LPG의 온도가 낮을 때(기층의 압력이 낮고, 펌프 압력이 상승하는 압력 폭이 클 때)에는, LPG를 연료로서 사용하는 때에, LPG의 공급 압력을 엔진에서 요구되는 압력까지 승압할 수 없고, 엔진을 원활하게 운전할 수 없는 가능성이 있다. Then, when the temperature of the LPG in the fuel tank is low (the pressure of the base layer is low and the pressure width at which the pump pressure rises is large), when the LPG is used as fuel, the supply pressure of the LPG to the pressure required by the engine There is a possibility that it cannot be boosted and the engine cannot be operated smoothly.
따라서, 본 발명은 LPG 사용 개시 시에 추진용 엔진을 원활하게 운전시킬 수 있는 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a ship capable of smoothly driving a propulsion engine at the start of LPG use.
본 발명의 일 예에 따른 선박은, LPG의 온도가 대기 온도에 추종하여 변화하도록 LPG를 저장하는 연료 탱크와, LPG를 연료로 하는 추진용 엔진과, 상기 연료 탱크로부터 상기 엔진에 LPG를 공급하는 연료 공급 라인과, 상기 연료 공급 라인에 설치된 펌프와, 상기 엔진으로부터 상기 연료 탱크로 사용되지 않는 LPG를 회수하는 연료 회수 라인과, 상기 연료 탱크 내의 기층의 압력을 검출하는 압력계와, 상기 펌프의 회전수를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, LPG가 연료로 사용되지 않는 기간에, 상기 압력계에서 검출되는 압력이 소정의 값 이하인 때에는, 상기 펌프를 동작시켜 상기 연료 탱크 내의 LPG를 상기 엔진을 통해 상기 연료 탱크로 순환시킨다. The ship according to an example of the present invention, a fuel tank for storing LPG so that the temperature of the LPG changes by following the atmospheric temperature, a propulsion engine using LPG as fuel, and supplying LPG to the engine from the fuel tank A fuel supply line, a pump installed in the fuel supply line, a fuel recovery line for recovering LPG that is not used as the fuel tank from the engine, a pressure gauge for detecting the pressure in the base layer in the fuel tank, and rotation of the pump A control device is provided for controlling the number, and when the pressure detected by the pressure gauge is equal to or less than a predetermined value during a period when LPG is not used as fuel, the pump is operated to recall LPG in the fuel tank. Circulate through the engine to the fuel tank.
본 발명의 다른 예에 따른 선박은, LPG의 온도가 대기 온도에 추종하여 변화하도록 LPG를 저장하는 연료 탱크와, LPG를 연료로 하는 추진용 엔진과, 상기 연료 탱크로부터 상기 엔진에 LPG를 공급하는 연료 공급 라인과, 상기 연료 공급 라인에 설치된 펌프와, 상기 엔진으로부터 상기 연료 탱크로 사용되지 않는 LPG를 회수하는 연료 회수 라인과, 상기 펌프의 하류측에서 상기 연료 공급 라인으로부터 분기하여 상기 연료 회수 라인 또는 상기 연료 탱크에 연결되는 바이패스 라인과, 상기 연료 탱크 내의 기층의 압력을 검출하는 압력계와, 상기 펌프의 회전수를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, LPG가 연료로 사용되지 않는 기간에, 상기 압력계에서 검출되는 압력이 소정의 값 이하인 때에는, 상기 펌프를 동작시켜 상기 연료 탱크 내의 LPG를 상기 엔진 및/또는 상기 바이패스 라인을 통해 상기 연료 탱크로 순환시킨다. The ship according to another example of the present invention, a fuel tank for storing LPG so that the temperature of the LPG changes by following the atmospheric temperature, a propulsion engine using LPG as fuel, and supplying LPG to the engine from the fuel tank A fuel supply line, a pump installed in the fuel supply line, a fuel recovery line for recovering LPG that is not used as the fuel tank from the engine, and a branch from the fuel supply line at the downstream side of the pump to return the fuel recovery line Or a bypass line connected to the fuel tank, a pressure gauge for detecting the pressure of the base layer in the fuel tank, and a control device for controlling the rotational speed of the pump, the control device, LPG is not used as fuel When the pressure detected by the pressure gauge is less than or equal to a predetermined value during the non-period, the pump is operated to extract LPG in the fuel tank. Circulate through the engine and / or the bypass line to the fuel tank.
본 발명의 일 예에 따른 LPG 온도/압력 관리 방법은, LPG의 온도가 대기 온도에 추종하여 변화하도록 LPG를 저장하는 연료 탱크와, LPG를 연료로 하는 추진용 엔진과, 상기 연료 탱크로부터 상기 엔진에 LPG를 공급하는 연료 공급 라인과, 상기 연료 공급 라인에 설치된 펌프와, 상기 엔진으로부터 상기 연료 탱크로 사용되지 않는 LPG를 회수하는 연료 회수 라인을 구비하는 선박에 적용되는 LPG 온도/압력 관리 방법으로서, LPG가 연료로 사용되지 않은 기간에 연료 탱크 내의 기층의 압력이 소정의 값을 하회한다는 조건, 연료 탱크 내의 LPG의 온도가 소정의 값을 하회한다는 조건 및/또는 승무원에 의해 펌프 작동 지령 부재가 조작되었다는 조건을 충족할 때에, 상기 펌프를 동작시켜 상기 연료 탱크 내의 LPG를 상기 엔진을 통해 상기 연료 탱크로 순환시킨다. LPG temperature / pressure management method according to an embodiment of the present invention, the fuel tank for storing LPG so that the temperature of the LPG changes in accordance with the atmospheric temperature, a propulsion engine using LPG as fuel, and the engine from the fuel tank As a LPG temperature / pressure management method applied to a ship having a fuel supply line for supplying LPG, a pump installed in the fuel supply line, and a fuel recovery line for recovering LPG that is not used as the fuel tank from the engine In the period when LPG is not used as fuel, the condition that the pressure of the base layer in the fuel tank is lower than the predetermined value, the condition that the temperature of the LPG in the fuel tank is lower than the predetermined value, and / or the absence of the pump operation command by the crew When the condition of being operated is satisfied, the pump is operated to circulate LPG in the fuel tank through the engine to the fuel tank.
상기 구성에 따르면, LPG가 연료로 사용되지 않은 기간에 기층의 압력이 낮으면, 펌프가 작동하여 LPG가 순환한다. LPG의 온도는 펌프의 통과 시에 펌프로부터의 입열(入熱)에 의해 상승한다. 여기서, 엔진의 통과 시에도 엔진으로부터의 입열로 상승하게 된다. 이러한 순환 과정에서 승온된 LPG가 연료 탱크로 돌려 보내짐으로써, 연료 탱크 내의 LPG의 온도를 상승시킬 수 있고, 기층의 압력도 상승시킬 수 있다. 따라서, LPG의 사용 개시 시에 펌프에서 LPG의 공급 압력을 엔진에서 요구되는 압력까지 승압할 수 있고, 엔진의 운전을 원활하게 수행할 수 있다. According to the above configuration, when the pressure of the base layer is low in a period when LPG is not used as fuel, the pump is operated to circulate the LPG. The temperature of LPG rises due to heat input from the pump when the pump passes. Here, even when the engine passes, it rises due to heat input from the engine. By returning the heated LPG to the fuel tank in this circulation process, the temperature of the LPG in the fuel tank can be increased, and the pressure of the base layer can be increased. Therefore, when the use of LPG is started, the supply pressure of LPG from the pump can be increased to the pressure required by the engine, and the operation of the engine can be smoothly performed.
본 발명에 따르면, LPG 사용 개시 시에 추진용 엔진을 원활하게 운전시킬 수 있는 선박을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a ship capable of smoothly driving a propulsion engine at the start of LPG use.
도 1은 제1 실시예에 따른 선박의 개략적인 구성도이다.
도 2는 변형예에 따른 선박의 개략적인 구성도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 선박의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a ship according to a first embodiment.
2 is a schematic configuration diagram of a ship according to a modification.
3 is a schematic configuration diagram of a ship according to a second embodiment.
이하에서, 도면을 참조하여 실시예에 대해 설명한다. 전체 도면을 통해 동일하거나 대응하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고 중복된 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Throughout the drawings, the same reference numerals are assigned to the same or corresponding elements, and duplicate detailed descriptions are omitted.
(제1 실시예)(First Example)
도 1은 제1 실시예에 따른 선박을 도시한다. 이러한 선박(1)은 LPG의 온도가 대기 온도에 추종하여 변화하도록 LPG를 저장하는 연료 탱크(2)와 LPG를 연료로 하는 추진용 엔진(11)을 포함한다. LPG는 주성분이 프로판이라도 좋고(프로판 가스), 부탄이라도 좋다(부탄 가스). 1 shows a ship according to the first embodiment. The ship 1 includes a
본 실시예에 따르면, 연료 탱크(2)가 비교적 큰 용적의 저장 탱크(storage tank)(21)와 비교적 작은 용적의 서비스 탱크(22)로 구성되어 있다. 저장 탱크(21) 및 서비스 탱크(22)는 함께 내압력(耐壓力)이 대기압보다 높은 압력 용기이다. 저장 탱크(21)와 서비스 탱크(22)는 중계 라인(26)에 의해 서로 연결되어 있다. According to this embodiment, the
저장 탱크(21) 내에는 LPG 공급원으로부터 연료 도입 라인(23)을 통해 LPG가 도입된다. LPG 공급원은 선박(1)에 탑재되는 카고 탱크라도 좋고, 육상의 LPG 공급 시설 또는 LPG 연료 공급선이라도 좋다. LPG is introduced into the
저장 탱크(21)의 내부에는 펌프(25)가 설치되어 있다. 펌프(25)의 수는 한개라도 복수라도 좋다. 중계 라인(26)의 상류단은 펌프(25)에 연결되어 있다. 중계 라인(26)의 하류단은 서비스 탱크(22) 내에서 개구하고 있다. 펌프(25)에 의해서, 중계 라인(26)을 통해 저장 탱크(21)로부터 서비스 탱크(22)로 LPG가 공급된다. 그러나, 펌프(25)는 저장 탱크(21)의 외부에서 중계 라인(26)의 중간에 설치되어도 좋다. A
본 실시예에 따르면, 저장 탱크(21)에 LPG를 저온으로 유지하는 수단(예를 들어, 단열재)가 설치되어 있지 않고, 저장 탱크(21) 내의 LPG의 온도는 대기 온도에 추종하여 변화한다. LPG 공급원으로부터 도입되는 LPG는, LPG가 프로판 가스인 경우는 약 -42℃인 것이 많다. 따라서, 연료 도입 라인(23)에는, LPG를, 예를 들어 -5℃에서 대기 온도까지의 범위의 온도로 가열하는 가열기(24)가 설치되어 있다. 그러나, LPG 공급원인 육상의 LPG 공급 시설이나 LPG 연료 공급선에 가열기가 장착되어 있어 선박(1)에 전달되는 LPG의 온도가 -5℃ 이상이면 가열기(24)는 불필요하다. According to this embodiment, the
저장 탱크(21) 내의 기층의 성분이 기화된 PG만인 경우는, 저장 탱크(21) 내의 기층의 압력은 LPG의 포화 증기 압력이다. 예를 들어, 저장 탱크(21) 내의 온도가 25℃인 경우는, 저장 탱크(21) 내의 기층의 압력(포화 증기 압력)은 게이지 압력으로 약 0.9 MPa이다. 이하에서, 압력의 표시는 모두 게이지 압력이다. 여기서, LPG의 포화 증기 압력은 50℃에서 약 1.7 MPa이기 때문에, 저장 탱크(21)는, 예를 들어 1.8MPa까지 견딜 수 있도록 구성된다. 참고로, LPG의 포화 증기 압력은 0 ℃에서 약 0.4 MPa이다. When the component of the base layer in the
저장 탱크(21)와 마찬가지로, 서비스 탱크(22)에는 LPG를 저온으로 유지하는 수단이 설치되어 있지 않고, 서비스 탱크(22) 내의 LPG의 온도는 대기 온도에 추종하여 변화한다. 서비스 탱크(22) 내의 기층의 성분이 기화된 PG만인 경우는, 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력은 LPG의 포화 증기 압력이다. Like the
후술하는 바와 같은 엔진(11) 및 서비스 탱크(22) 사이에서의 LPG의 순환 시에는, 서비스 탱크(22) 내의 LPG의 온도는 대기 온도보다 높아도 좋다. 예를 들어, 서비스 탱크(22) 내의 LPG의 온도가 60℃인 경우는, 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력(포화 증기 압력)은 약 2.1 MPa이다. 여기서, 서비스 탱크(22)는, 예를 들어 2.2 MPa까지 견딜 수 있도록 구성된다. When LPG is circulated between the
서비스 탱크(22)는 연료 공급 라인(31) 및 연료 회수 라인(41)에 의해 추진용 엔진(11)과 연결되어 있다. 연료 공급 라인(31)을 통해 서비스 탱크(22)로부터 엔진(11)에 LPG가 공급되고, 연료 회수 라인(41)을 통해 엔진(11)으로부터 서비스 탱크(22)로 미사용된 LPG가 회수된다. 다시 말해서, 서비스 탱크(22)와 엔진(11) 사이에서 연료 공급 라인(31) 및 연료 회수 라인(41)을 통해 LPG를 순환시킨다. The
연료 공급 라인(31)의 상류단은 서비스 탱크(22)의 하부에 연결되어 있다. 연료 회수 라인(41)의 하류단은 서비스 탱크(22) 내에서 개구하고 있다. The upstream end of the
엔진(11)은, 예를 들어, 디젤 사이클 또는 오토 사이클의 왕복 기관이다. 도시는 생략하였지만, 엔진(11)은 연료 공급 라인(31)의 하류단과 연료 회수 라인(41)의 상류단을 연결하는 메인 유로와, 메인 유로에 서로 병렬적으로 연결된 복수의 연료 분사 밸브를 포함한다. The
연료 공급 라인(31)에는 상류측에서부터 순서대로 펌프(32), 가열기(33) 및 차단 밸브(34)가 설치되어 있다. 가열기(33)는 LPG를 엔진(11)의 요구 온도(예를 들어, 45 ℃)까지 가열한다. The
중계 라인(26)에는, 저장 탱크(21)로부터 서비스 탱크(22)에 공급되는 LPG를 가열하는 가열기(27)가 설치되어 있다. 엔진(11)의 가동 중에는, 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)에 해당하는 양의 LPG가 저장 탱크(21)로부터 서비스 탱크(22)로 공급된다. 가열기(27)는 가열기(33)만이 엔진(11)의 요구 온도까지 가열하는 것이 곤란한 경우에 사용된다. 여기서, 가열기(27)는 생략되어도 좋다. In the
연료 회수 라인(41)에는 상류측에서부터 순서대로 제1 압력 조절 밸브(42), 차단 밸브(43), 냉각기(44) 및 제2 압력 조절 밸브(45)가 설치되어 있다. 냉각기(44)는 LPG를 소정의 온도(예를 들어, 40℃)까지 냉각한다. 여기서, 냉각기(44)는 생략되어도 좋다. The
본 실시예에 따르면, 연료 공급 라인(31)과 연료 회수 라인(41)이 제1 바이패스 라인(51)에 의해 연결되어 있다. 제1 바이패스 라인(51)은 가열기(33)와 차단 밸브(34)의 사이에서 연료 공급 라인(31)으로부터 분기하고, 차단 밸브(43) 및 냉각기(44)의 사이에서 연료 회수 라인(41)에 연결되어 있다. 제1 바이패스 라인(51)에는 유량 제어 밸브(52)가 설치되어 있다According to this embodiment, the
또한, 본 실시예에 따르면, 제2 바이패스 라인(53)도 채용되고 있다. 제2 바이패스 라인(53)은 펌프(32)와 가열기(33)의 사이에서 연료 공급 라인(31)로부터 분기하여 서비스 탱크(22)로 연결되어 있다. 제2 바이패스 라인(53)에는 유량 제어 밸브(54)가 설치되어 있다. 다만, 제1 바이패스 라인(51)과 제2 바이패스 라인(53) 중 어느 한쪽은 생략되어도 좋다. Further, according to this embodiment, the
상술한 펌프(32), 차단 밸브(34, 43), 압력 조절 밸브(42, 45) 및 유량 제어 밸브(52, 54)는 제어 장치(6)에 의해 제어된다. 다만, 도 1에서는 도면의 간략화를 위해 일부의 신호선만을 묘사하고 있다. 제어 장치(6)는, 예를 들어, ROM 또는 RAM과 같은 메모리와 CPU를 구비하는 컴퓨터이고, ROM에 저장된 프로그램이 CPU에 의해 실행된다. 제어 장치(6)는 단일의 기기라도 좋고, 복수의 기기(예를 들어, 엔진 제어 장치와 연료 공급 제어 장치)로 분할되어도 좋다. The above-described
제어 장치(6)는, 제1 ~ 제3 압력계(71 ~ 73) 및 유량계(81)와 전기적으로 연결되어 있다. 제1 압력계(71) 및 유량계(81)는 펌프(32) 및 유량 제어 밸브(52, 54)의 제어에 사용되고, 제2 압력계(72)는 제1 압력 조절 밸브(42)의 제어에 사용되며, 제3 압력계(73)는 제2 압력 조절 밸브(45)의 제어에 사용된다. The
여기에서, 엔진(11)은 LPG만을 연료로 하는 엔진이라도 좋고, LPG와 중유나 경유 등의 연료유를 연료로 하는 이원 연료 엔진이라도 좋다. Here, the
LPG만을 연료로 하는 엔진의 경우, LPG를 연료로서 사용 개시하는 타이밍은 엔진(11)의 운전을 개시하는 타이밍에 해당한다. LPG의 사용을 정지하고 있는 기간은 엔진(11)을 정지하고 있는 기간에 해당한다. In the case of an engine using only LPG as fuel, the timing of starting to use LPG as fuel corresponds to the timing of starting the operation of the
이원 연료 엔진의 경우, LPG를 연료로서 사용 개시하는 타이밍에는, 엔진(11)의 운전을 개시하는 타이밍과 엔진(11)은 가동 중이지만 엔진(11)에서 사용되는 연료를 LPG로 전환 또는 엔진(11)에서 사용되는 연료에 LPG를 추가하는 타이밍이 포함된다. LPG의 사용을 정지하고 있는 기간에는, 엔진(11)을 정지하고 있는 기간과 엔진(11)이 연료유만을 연료로 사용하여 가동하고 있는 기간이 포함된다. In the case of a binary fuel engine, when starting to use LPG as fuel, the timing of starting the operation of the
차단 밸브(34, 43)에 관하여, LPG의 엔진(11)으로의 공급을 정지하고 있는 기간에는, 제어 장치(6)는 차단 밸브(34, 43)를 폐쇄한다. LPG를 엔진(11)에 공급하고 있는 기간에는 제어 장치(6)는 차단 밸브(34, 43)를 개방한다. 엔진(11)의 정지 중에는, 차단 밸브(34, 43) 사이의 유로(연료 공급 라인(31)의 하류측 부분, 엔진(11)의 메인 유로 및 연료 회수 라인(41)의 상류측 부분)이 불활성 가스로 퍼지(purge)된다. Regarding the shut-off
LPG를 엔진(11)에서 연료로서 사용하고 있는 경우에는, 하기와 같이 LPG의 압력 제어, 유량 제어 및 온도 관리가 실행된다. When LPG is used as fuel in the
제1 압력계(71)는 서비스 탱크(22)에 설치되어 있고, 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력을 검출한다. 유량계(81)는 제1 바이패스 라인(51)과의 분기점의 하류측에서 연료 공급 라인(31)에 설치되어 있고, 연료 공급 라인(31)을 통해 엔진(11)에 유입되는 LPG의 공급 유량(Qi)을 검출한다. 제어 장치(6)는 펌프(32)의 회전수가 최저 회전수가 되지 않은 한 유량 제어 밸브(52)를 전부 폐쇄로 유지한다. 그리고, 제어 장치(6)는 유량계(81)에 의해 검출되는 공급 유량(Qi)이 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)에 대응하여 소정의 값(V)이 되도록, 펌프(32)를 제어한다. 본 실시예에 따르면, 소정의 값(V)은 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)에 계수(C)를 곱한 값이다(V = Qe × C). 예를 들어, 계수(C)는 일반적으로 1.1 ~ 1.50이다. 계수(C)는 이러한 수치 범위 내에서 설정되는 고정 값이라도 좋고, 이러한 수치 범위 내에서 가변적으로 설정되어도 좋다. The
예를 들어, 제어 장치(6)는 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)을 조작자에 의해 조작되는 텔레그래프 레버의 조작량에 기초하여 결정하여도 좋다. 또는, 제어 장치(6)가 엔진(11)을 제어하는 엔진 제어 장치와, 펌프(32) 및 각종 밸브를 제어하는 연료 공급 제어 장치로 분할되는 경우에는, 연료 공급 제어 장치가 엔진 제어 장치에서 산출된 연료 소비량에 관한 값에 기초하여 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)을 결정하여도 좋다. For example, the
유량계(81)에서 검출된 공급 유량(Qi)에 기초한 제어의 결과, 펌프(32)의 회전수가 최저 회전수로 될 때에는, 제어 장치(6)는 유량계(81)에서 검출되는 공급 유량(Qi)이 상술한 소정의 값(V)이 되도록 유량 제어 밸브(52, 54) 중 한쪽을 제어한다. 구체적으로는, 제어 장치(6)는 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)이 작을수록 유량 제어 밸브(52, 54) 중 어느 한쪽의 개도를 크게 한다. As a result of the control based on the supply flow rate Qi detected by the
제2 압력계(72)는 가열기(33)의 하류측에서 연료 공급 라인(31)에 설치되어 있고, 엔진(11)에 공급되는 LPG의 압력을 검출한다. 본 실시예에 따르면, 제2 압력계(72)가 차단 밸브(34)의 하류측에 위치하고 있지만, 차단 밸브(34)의 상류측에 위치하여도 좋다. 제어 장치(6)는 제2 압력계(72)에서 검출되는 압력이 엔진(11)의 요구 압력(예를 들어, 5.0 ~ 6.0MPa)이 되도록 제1 압력 조절 밸브(42)를 제어한다. The
제3 압력계(73)는 제1 압력 조절 밸브(42)와 제2 압력 조절 밸브(45)의 사이에서 연료 회수 라인(41)에 설치되어 있고, 제1 압력 조절 밸브(42)에서 감압된 후의 LPG의 압력을 검출한다. 본 실시예에 따르면, 제3 압력계(73)가 냉각기(44)의 상류측에 위치하고 있지만, 냉각기(44)의 하류측에 위치하여도 좋다. The
LPG의 온도는, LPG가 엔진(11)를 통과하는 것에 의해 조금 높아진다(예를 들어, 55℃). 따라서, 제1 압력 조절 밸브(42)에서 감압된 LPG가 기화하는 것을 방지하기 위해서, 제어 장치(6)는 제3 압력계(73)에서 검출되는 압력이 예상되는 최대 온도에서의 포화 증기 압력보다 높은 설정 값(예를 들어, 2.0MPa)이 되도록, 제2 압력 조절 밸브(45)를 제어한다. The temperature of LPG is slightly increased by passing LPG through the engine 11 (for example, 55 ° C). Accordingly, in order to prevent the LPG decompressed at the first
LPG의 사용을 중지하고 있는 경우에도, LPG의 온도 관리 나아가서는 압력 제어가 실행된다. 특히 연료 탱크(2) 내의 LPG의 온도 관리 및 연료 탱크(2) 내의 기층의 압력 제어가 실행된다. Even when the use of LPG is stopped, temperature control of LPG and pressure control are performed. In particular, temperature management of the LPG in the
구체적으로는, 제어 장치(6)는, LPG가 연료로 사용되지 않은 기간에 제1 압력계(71)에서 검출되는 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력이 소정의 값 이하일 때, 또는 승무원에 의해 펌프 지령 부재(61)가 조작된 때에, 펌프(32)를 동작시킨다. 이 때, 차단 밸브(34, 43) 및/또는 유량 제어 밸브(52, 54) 중 한쪽을 개방시킨다. 차단 밸브(34, 43)가 개방되면 서비스 탱크(22) 내의 LPG가 연료 공급 라인(31), 엔진(11)(특히, 그의 메인 유로)을 통해 서비스 탱크(22)로 순환한다. 유량 제어 밸브(52)가 개방되면, 서비스 탱크(22) 내의 LPG가 연료 공급 라인(31) 및 제1 바이패스 라인(51)을 통해 서비스 탱크(22)로 순환한다. 유량 제어 밸브(54)가 개방되면, 서비스 탱크(22) 내의 LPG가 연료 공급 라인(31) 및 제2 바이패스 라인(53)을 통해 서비스 탱크(22)로 순환한다. 차단 밸브(34, 43) 및 유량 제어 밸브(52, 54) 중 어느 한쪽이 개방되어 있는 때에는, 서비스 탱크(22) 내의 LPG가 엔진(11) 및 연료 회수 라인(41), 그리고/또는 제1 바이패스 라인(51) 또는 제2 바이패스 라인(53)을 통해 서비스 탱크(22)로 순환한다. Specifically, the
상술한 바와 같이, 서비스 탱크(22) 내의 LPG의 온도가 0℃일 때의 서비스 탱크(22)의 기층의 압력(LPG의 포화 증기 압력)은 약 0.4 MPa인 반면, LPG를 연료로 사용하는 경우의 엔진(11)의 요구 압력은 5.0 ~ 6.0 MPa이다. 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력이 소정의 값을 하회하면, LPG를 연료로서 엔진(11)을 운전하고자 하는 경우에도, 펌프(32)에서 LPG의 공급 압력을 요구 압력까지 승압할 수 없기 때문에, LPG로 엔진(11)을 운전할 수 없다. 요구 압력에 도달할 수 있을 때까지(기층의 압력이 소정의 값 이상이 될 때까지)는, LPG를 사용하여 엔진(11)을 운전할 수 없기 때문에, LPG를 사용하는 엔진(11)의 운전의 개시가 그만큼 늦어지게 된다. As described above, when the temperature of the LPG in the
상기와 같이, 제어 장치(6)가, LPG가 연료로 사용되지 않은 기간에, LPG를 엔진(11) 및/또는 제1 바이패스 라인(51) 또는 제2 바이패스 라인(53)을 통해 LPG를 순환시키면, LPG의 온도는 적어도 펌프(32)로부터의 입열에 의해 상승한다. 이원 연료 엔진의 경우, 연료유를 사용하여 엔진(11)을 가동하면, LPG가 엔진(11)를 통과하여 순환하여 엔진(11)으로부터도 열을 받아서, LPG의 온도를 상승시키기 쉬워진다. 또한, 본 실시예에 따르면, 가열기(33)가 연료 공급 라인(31) 상에서 펌프(32)와 제1 바이패스 라인(51)의 분기점 사이에 배치되어 있기 때문에, 제1 바이패스 라인(51)을 통해서 LPG 순환시키는 때에도, LPG의 온도를 가열기(33)로 상승시킬 수 있다. 냉각기(44)는 가열기(33) 보다 저온으로 LPG를 온도 조절하는 온도 조절기이므로, LPG가 저압으로 순환되는 경우에는, LPG의 온도는 냉각기(44)의 조절 온도보다 낮다. 따라서, 「냉각기(44)」는 가열기로서 기능하는 것이 가능하다. As described above, the
LPG의 순환에 의해 서비스 탱크(22) 내의 LPG의 온도가 상승하고, 이에 따라서 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력(LPG의 포화 증기 압력)도 상승한다. 기층의 압력이 소정의 값을 상회하면, 펌프(32)를 정지하고 LPG의 순환을 멈춘다. 여기서, 펌프(32)의 동작과 정지가 빈번히 반복되는 것을 방지하기 위해서, 순환 정지 판정의 임계 값은 순환 개시 판정의 임계 값보다 큰 값(고압의 값)으로 설정되어도 좋다. By the circulation of LPG, the temperature of LPG in the
펌프(32)의 회전수는 특별히 한정되지 않지만 최저 회전수로 일정하여도 좋고, 검출되는 기층의 압력에 대응하여 가변하여도 좋다. 기층의 압력이 낮을 때에 펌프(32)의 회전수를 높게 함으로써, 조기에 온도를 상승시킬 수 있다. The rotational speed of the
이와 같이, LPG의 사용을 정지하고 있을 때, 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력이 소정의 값 이상으로 유지되기 때문에, LPG를 연료로서 사용 개시할 때에, 펌프(32)에서 LPG의 공급 압력을 엔진(11)에서 요구되는 압력까지 승압할 수 있고, LPG를 사용하는 엔진의 운전을 원활하고 신속하게 개시할 수 있다. As described above, when the use of LPG is stopped, the pressure of the base layer in the
(제2 실시예)(Second example)
도 2는 제2 실시예에 따른 선박(101)의 개략적인 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바이패스 라인(51, 53) 및 유량 제어 밸브(52, 54)가 생략되어도 좋다. 이 경우, 제어 장치(6)는 LPG의 사용을 정지하고 있을 때에, 제1 압력계(71)에서 검출되는 서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력이 소정의 값 이하인 경우에는, 펌프(32)를 동작시켜 서비스 탱크(22) 내의 LPG를 엔진(11)을 통해 서비스 탱크(22)로 순환시킨다. 본 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지로 하여, LPG를 연료로서 사용 개시할 때에, 펌프(32)에서 LPG의 공급 압력을 엔진(11)에서 요구되는 압력까지 승압할 수 있고, LPG를 사용하는 엔진의 운전을 원활하고 신속하게 개시할 수 있다. 2 is a schematic configuration diagram of a
(변형예)(Modified example)
도 3은 변형예에 따른 선박(201)의 개략적인 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유량계(81)가 차단 밸브(43)의 상류측에서 연료 회수 라인(41)에 설치되고, LPG의 엔진(11)으로부터의 유출 유량(Qo)을 검출하여도 좋다. 즉, 제어 장치(6)는 유량계(81)에서 검출되는 유출 유량(Qo)이 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)에 대응하는 소정의 값(V')이 되도록, 펌프(32) 및 유량 제어 밸브(52)를 제어하여도 좋다. 이 경우, 소정의 값(V')은, 예를 들어, 엔진(11)의 연료 소비량(Qe)에 일반적으로 0.1 ~ 0.50의 계수(C)를 곱한 값이다. 이 경우에도 계수(C)는 해당 수치 범위 내에서 설정되는 고정 값이라도 좋고, 또 그 수치 범위 내에서 가변적으로 설정되어도 좋다. 3 is a schematic configuration diagram of a ship 201 according to a modification. As shown in Fig. 3, a
또한, 소정의 값(V, V')은 항상 일정할 필요는 없고, 제어 장치(6)는 펌프(32)의 회전수가 최저 회전수로 되었을 때에, 소정의 값(V, V')을 증가시켜도 좋다. 예를 들어, 도 1에 도시된 구성에서는, 소정의 값(V)을 1.1 × Qe에서 11.0 × Qe까지의 범위 내의 유량까지 증가시켜도 좋다. 또는, 도 3에 도시된 구성에서는, 소정의 값(V')을 0.1 × Qe에서 10.0 × Qe까지의 범위 내의 유량까지 증가시켜도 좋다. Further, the predetermined values (V, V ') do not always have to be constant, and the
펌프(32)의 회전수가 최저 회전수로 되었을 때에 소정의 값(V, V')이 일정하고, 또한, 제2 바이패스 라인(53)에 설치된 유량 제어 밸브(54)가 개방되는 경우에는, 펌프(32)의 토출 유량(Q)에서 소정의 값(V, V')을 감한 잉여분이 제2 바이패스 라인(53)을 통해 서비스 탱크(22)로 반송된다. 이러한 잉여분은, 펌프(32)에서 열을 받고 있기 때문에, 서비스 탱크(22) 내의 LPG의 온도가 상승한다. 이에 대해서, 펌프(32)의 회전수가 최저 회전수로 되었을 때에 소정의 값(V, V')을 증가시키면, 제2 바이패스 라인(53)을 통해 서비스 탱크(22)로 반송되는 LPG를 감소시킬 수 있다. 한편, 소정의 값(V, V')의 증가에 의해 엔진(11)을 통과하는 LPG도 증가하지만, 그러한 증가분은 연료 회수 라인(41)에 설치된 냉각기(44)에 의해 냉각된다. 따라서, 서비스 탱크(22) 내의 LPG의 온도 상승을 억제할 수 있다. When the rotational speed of the
상기 실시예에서는, 연료 탱크(2)가 저장 탱크(21)와 서비스 탱크(22)로 구성되어 있었지만, 저장 탱크(21)가 생략되고, 연료 탱크(2)가 서비스 탱크(22)만으로 구성되어도 좋다. 즉, 서비스 탱크(22) 내에 LPG 공급원으로부터 직접 LPG가 도입되어도 좋다. 그러나, 상기 실시예와 같은 구성이면, 연료 탱크(2)를 LPG 도입용 저장 탱크(21)와 LPG 순환용 서비스 탱크(22)로 나눌 수 있다. In the above embodiment, although the
서비스 탱크(22) 내의 기층의 압력(포화 증기 압력)은, 서비스 탱크(22) 내의 온도에 의존하므로, 제1 압력계(71) 대신 서비스 탱크(22) 내의 온도(기층의 온도로도 액층 온도로도 가능)를 검출하는 온도계를 설치하고, 그 온도계에서 검출되는 온도에 대응하여 펌프(32)의 동작 필요 여부를 결정하여도 좋다. Since the pressure (saturated vapor pressure) of the base layer in the
1, 101, 201: 선박
11: 추진용 엔진
2: 연료 탱크
6: 제어 장치
31: 연료 공급 라인
32: 펌프
41: 연료 회수 라인
51, 251: 바이패스 라인
61: 펌프 작동 지령 부재
71: 제1 압력계1, 101, 201: Ship
11: propulsion engine
2: fuel tank
6: Control device
31: fuel supply line
32: Pump
41: fuel recovery line
51, 251: Bypass line
61: No pump operation command
71: first pressure gauge
Claims (3)
LPG를 연료로 하는 추진용 엔진과,
상기 연료 탱크로부터 상기 엔진에 LPG를 공급하는 연료 공급 라인과,
상기 연료 공급 라인에 설치된 펌프와,
상기 엔진으로부터 상기 연료 탱크로 사용되지 않은 LPG를 회수하는 연료 회수 라인과,
상기 연료 탱크 내의 기층의 압력을 검출하는 압력계와,
상기 펌프의 회전수를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는, LPG가 연료로 사용되지 않는 기간에, 상기 압력계에서 검출되는 압력이 소정의 값 이하인 때에는, 상기 펌프를 동작시켜 상기 연료 탱크 내의 LPG를 상기 엔진을 통해 상기 연료 탱크로 순환시키는 것을 특징으로 하는 선박.
A fuel tank storing LPG so that the temperature of the LPG changes in accordance with the atmospheric temperature;
A propulsion engine using LPG as fuel,
A fuel supply line for supplying LPG from the fuel tank to the engine,
A pump installed in the fuel supply line,
A fuel recovery line for recovering unused LPG from the engine to the fuel tank;
A pressure gauge for detecting the pressure of the base layer in the fuel tank,
It has a control device for controlling the number of revolutions of the pump,
The control device is configured to circulate LPG in the fuel tank through the engine to the fuel tank by operating the pump when the pressure detected by the pressure gauge is equal to or less than a predetermined value during a period when LPG is not used as fuel. Ship characterized by.
LPG를 연료로 하는 추진용 엔진과,
상기 연료 탱크로부터 상기 엔진에 LPG를 공급하는 연료 공급 라인과,
상기 연료 공급 라인에 설치된 펌프와,
상기 엔진으로부터 상기 연료 탱크로 사용되지 않은 LPG를 회수하는 연료 회수 라인과,
상기 펌프의 하류측에서 상기 연료 공급 라인으로부터 분기하여 상기 연료 회수 라인 또는 상기 연료 탱크에 연결되는 바이패스 라인과,
상기 연료 탱크 내의 기층의 압력을 검출하는 압력계와,
상기 펌프의 회전수를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는, LPG가 연료로 사용되지 않는 기간에, 상기 압력계에서 검출되는 압력이 소정의 값 이하인 때에는, 상기 펌프를 동작시켜 상기 연료 탱크 내의 LPG를 상기 엔진 및 상기 바이패스 라인 중 하나 이상을 통해 상기 연료 탱크로 순환시키는 것을 특징으로 하는 선박.
A fuel tank storing LPG so that the temperature of the LPG changes in accordance with the atmospheric temperature;
A propulsion engine using LPG as fuel,
A fuel supply line for supplying LPG from the fuel tank to the engine,
A pump installed in the fuel supply line,
A fuel recovery line for recovering unused LPG from the engine to the fuel tank;
A bypass line branched from the fuel supply line on the downstream side of the pump and connected to the fuel recovery line or the fuel tank,
A pressure gauge for detecting the pressure of the base layer in the fuel tank,
It has a control device for controlling the number of revolutions of the pump,
When the pressure detected by the pressure gauge is equal to or less than a predetermined value during a period when LPG is not used as fuel, the control device operates the pump to supply LPG in the fuel tank to one or more of the engine and the bypass line. Vessel characterized in that it circulates through the fuel tank.
LPG를 연료로 하는 추진용 엔진과,
상기 연료 탱크로부터 상기 엔진에 LPG를 공급하는 연료 공급 라인과,
상기 연료 공급 라인에 설치된 펌프와,
상기 엔진으로부터 상기 연료 탱크로 사용되지 않은 LPG를 회수하는 연료 회수 라인을 구비하는 선박에 적용되는 LPG 온도 및 압력 관리 방법으로서,
LPG가 연료로 사용되지 않은 기간에, 연료 탱크 내의 기층의 압력이 소정의 값을 하회한다는 조건, 연료 탱크 내의 LPG의 온도가 소정의 값을 하회한다는 조건 및 승무원에 의해 펌프 작동 지령 부재가 조작되었다는 조건 중 하나 이상의 조건을 충족할 때에, 상기 펌프를 동작시켜 상기 연료 탱크 내의 LPG를 상기 엔진을 통해 상기 연료 탱크로 순환시키는 것을 특징으로 하는 LPG 온도 및 압력 관리 방법.A fuel tank storing LPG so that the temperature of the LPG changes in accordance with the atmospheric temperature;
A propulsion engine using LPG as fuel,
A fuel supply line for supplying LPG from the fuel tank to the engine,
A pump installed in the fuel supply line,
An LPG temperature and pressure management method applied to a ship having a fuel recovery line for recovering LPG that is not used as the fuel tank from the engine,
In the period when LPG was not used as fuel, the condition that the pressure of the base layer in the fuel tank was lower than the predetermined value, the condition that the temperature of the LPG in the fuel tank was lower than the predetermined value, and that the pump operation command member was operated by the crew LPG temperature and pressure management method, characterized in that when one or more of the conditions are met, the pump is operated to circulate the LPG in the fuel tank through the engine to the fuel tank.
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