WO2019088308A1 - 선박의 연료유 공급 시스템 및 방법 - Google Patents

선박의 연료유 공급 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2019088308A1
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fuel
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김종현
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Hanwha Ocean Co Ltd
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Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present invention relates to a fuel oil supply system and method for supplying fuel oil to an engine using both natural gas and fuel oil as fuel.
  • liquefied gas such as Liquefied Natural Gas (LNG)
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • the liquefied gas obtained by liquefying the gas at a low temperature has an advantage of being able to increase the storage and transport efficiency because the volume becomes very small as compared with the gas.
  • liquefied natural gas including liquefied natural gas, can be removed as an eco-friendly fuel with less air pollutant emissions during combustion because air pollutants can be removed or reduced during the liquefaction process.
  • Liquefied natural gas is a colorless transparent liquid obtained by cooling methane-based natural gas to about -162 ° C and liquefying it, and it has a volume of about 1/600 of that of natural gas. Therefore, when the natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.
  • the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162 ° C at normal pressure
  • liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and is easily evaporated.
  • the storage tank storing the liquefied natural gas is subjected to heat insulation, but the external heat is continuously transferred to the storage tank. Therefore, in the transportation of liquefied natural gas, the liquefied natural gas is naturally vaporized continuously in the storage tank, -Off Gas, BOG) occurs. This also applies to other low temperature liquefied gases such as ethane.
  • Evaporation gas is a kind of loss and is an important issue in transport efficiency. Further, when the evaporation gas accumulates in the storage tank, the internal pressure of the tank may rise excessively, and there is a risk that the tank may be damaged. Accordingly, various methods for treating the evaporative gas generated in the storage tank have been studied. Recently, a method of re-liquefying the evaporated gas and returning it to the storage tank for treating the evaporated gas, a method of returning the evaporated gas to the storage tank And a method of using it as an energy source of a consuming place.
  • ME-GI engine and DF (Dual Fuel) engine are the engines that can use natural gas as a fuel among engines used in ships.
  • the ME-GI engine consists of two strokes and employs a diesel cycle in which high pressure natural gas at around 300 bar is injected directly into the combustion chamber at the top of the piston.
  • the DF engine is composed of four strokes, and injects natural gas having a pressure of about 6.5 bar, which is relatively low pressure, into an Otto Cycle, in which a piston, which is a mixture of combustion air and natural gas, ).
  • the ME-GI engine and the DF engine will preferentially use natural gas as fuel, And may be operated to use fuel oil when the gas is insufficient.
  • the fuel oil supply pump Prior to operating the engine in a manner that uses natural gas as fuel, the amount of fuel oil used is small or not. Conventionally, the fuel oil supply pump must always be operated to supply fuel oil immediately in the event of a shortage of natural gas And the energy loss is large.
  • An object of the present invention is to provide a fuel oil supply system and method for a ship in which a fuel oil supply pump can be supplied to an engine immediately when natural gas is insufficient, while the fuel oil supply pump is always operated only when necessary.
  • a method for supplying fuel oil to an engine using both natural gas and fuel oil as fuel comprising the steps of: supplying compressed air to a pressurizing tank
  • the fuel oil stored in the pressurizing tank is supplied to the circulating pump when the engine is operated in the fuel oil mode and the fuel oil pressurized by the circulating pump is supplied to the temperature regulating device
  • the engine is controlled to a temperature required by the engine, and fuel oil having passed through the temperature control device is supplied to the engine.
  • the fuel oil stored in the pressurizing tank does not satisfy the required amount of the engine, the fuel oil stored in the storage tank can be supplied to the engine by the supply pump.
  • the fuel oil stored in the storage tank can be supplied to the pressurizing tank by the supply pump.
  • the remaining fuel oil used in the engine may be temporarily stored in a pipe and sent to the circulation pump after the air is removed.
  • the fuel oil stored in the pipe can be sent to the storage tank when the amount of the fuel oil in the pipe becomes equal to or greater than the third measured value.
  • the remaining fuel used in the engine can be bypassed to the storage tank.
  • the fuel oil discharged from the pressurizing tank can be prevented from flowing backward in the direction of the supply pump.
  • a fuel oil supply system for a ship which supplies fuel oil to an engine using both natural gas and fuel oil as fuel, A storage tank for storing; A supply pump for pressurizing the fuel oil discharged from the storage tank; A pressurization tank installed at a downstream end of the feed pump to receive compressed air and store fuel oil in a pressurized state; A circulation pump installed at a downstream end of the pressurizing tank to pressurize fuel oil; And a temperature control unit installed at a downstream end of the circulation pump and controlling the fuel oil pressurized by the circulation pump to a temperature required by the engine.
  • a fuel supply system for a ship that supplies fuel to the engine preferentially.
  • the fuel oil supply system of the vessel may further include a return line branched from the line between the supply pump and the pressurizing tank and joined to the line between the supply pump and the storage tank, Fuel oil in the fuel oil that is not used in the engine can be circulated by the return line.
  • the return line may include a heat radiating pipe.
  • the circulation pump includes: fuel oil discharged from the pressure tank; Or a fluid in which the fuel oil discharged from the pressurizing tank and the fuel oil compressed by the supply pump are joined together.
  • the fuel oil supply system of the ship may further include a water level detector installed inside the pressure tank for measuring an amount of fuel oil stored in the pressure tank, A signal is transmitted to the feed pump to operate the feed pump, and when the measured amount of the fuel oil is equal to or greater than the second measured value, a signal is transmitted to the feed pump to stop the feed pump, When the amount of fuel oil measured by the water level detector is equal to or less than the first measurement value, the supply pump can pressurize the fuel oil discharged from the storage tank and supply the pressurized fuel to the pressurization tank.
  • the fuel oil supply system of the present invention comprises: a pipe for temporarily storing fuel oil used in the engine; And an air removing device for removing air contained in the fuel oil temporarily stored in the pipe, and the fuel oil from which the air is removed by the air removing device may be sent to the circulating pump.
  • the fuel oil supply system of the vessel may further include a first valve that opens when the amount of the fuel oil in the pipe becomes equal to or greater than a third measured value and sends the fuel oil stored in the pipe to the storage tank.
  • the fuel oil supply system of the vessel may further include a bypass line branched from the pipe and the engine and merging between the pipe and the storage tank so that the fuel oil bypasses the pipe, Can be supplied to the tank.
  • the fuel oil supply system of the ship may further include a flow meter installed at the feed pump and a downstream end of the pressurizing tank for measuring a flow rate of fuel oil supplied to the engine.
  • the fuel oil supply system of the ship may further include a filtration device installed at a front end of the engine to filter out impurities mixed with fuel oil sent to the engine.
  • the fuel oil supply system of the ship may include a fifth valve installed between the supply pump and the pressurizing tank to prevent fuel oil discharged from the pressurizing tank from flowing back to the supply pump.
  • fuel oil stored in a pressurized state is first supplied to the engine, and the pressurized state
  • the fuel oil stored in the storage tank is pressurized by the supply pump and supplied to the engine when the fuel oil stored in the storage tank is insufficient.
  • the fuel oil stored in the pressurized tank is preferentially used when the engine is driven in the fuel oil mode, including a pressurized tank that stores pressurized fuel oil by compressed air, Energy can be saved.
  • the feed pump can be driven while the engine consumes the fuel oil stored in the pressurized tank, so that the time required for driving the feed pump can be secured.
  • FIG. 1 is a schematic view of a fuel supply system for a ship according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of a fuel supply system for a ship according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of a fuel supply system for a ship according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • the fuel supply system for a ship of the present embodiment includes a storage tank 300, a supply pump 400, a pressurization tank 500, a return line L1, a circulation pump 700, Device 800. < / RTI >
  • the storage tank 300 of this embodiment stores fuel oil, and the fuel oil stored in the storage tank 300 is supplied to the engine 100. A portion of the fuel oil remaining in the engine 100 can be sent to the storage tank 300. On the line where the remaining fuel used in the engine 100 is sent to the storage tank 300, A valve 30 may be provided.
  • the engine 100 in which the fuel supply system of the present embodiment supplies fuel oil is an engine that can use both gas and fuel oil as fuel, and may be an ME-GI engine.
  • the engine 100 of this embodiment can be operated in a gas mode using natural gas as its main fuel or a fuel oil mode using fuel oil as fuel.
  • the supply pump 400 of this embodiment pressurizes the fuel oil discharged from the storage tank 300.
  • the supply pump 400 of the present embodiment may be configured so that a plurality of pumps are installed in parallel so that, when one or more pumps fail, they can be replaced with another pump.
  • the pressurizing tank 500 of this embodiment is installed at the downstream end of the feed pump 400 and receives pressurized air from the outside to store the pressurized fuel oil.
  • a second valve 20 for controlling the flow rate and opening / closing of the compressed air may be provided.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment is provided between the pressurizing tank 500 and the supply pump 400 and is provided between the pressurizing tank 500 and the supply pump 400 to prevent the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 from flowing back to the supply pump 400.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment is provided between the pressurizing tank 500 and the supply pump 400 and is provided between the pressurizing tank 500 and the supply pump 400 to prevent the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 from flowing back to the supply pump 400.
  • a valve (50) may further include a valve (50).
  • the fuel supply system of the present embodiment includes the pressurization tank 500, when the engine 100 is operated in the fuel oil mode, the fuel oil stored in the pressurization tank 500 is preferentially supplied to the engine 100 .
  • the feed pump 400 is operated.
  • the energy for operating the supply pump 400 can be reduced have.
  • the supply pump 400 since the supply pump 400 is operated while the engine 100 consumes the fuel oil stored in the pressurizing tank 500, the supply pump 400 is operated It is possible to secure the time taken.
  • the fuel oil can be stably supplied to the engine 100 without operating the supply pump 400 at all times.
  • the return line L1 of the present embodiment branches off from the line between the supply pump 400 and the pressurization tank 500 and merges into the line between the supply pump 400 and the storage tank 300.
  • the fuel oil compressed by the feed pump 400 may be further compressed by the circulation pump 700 and then supplied to the engine 100 or may be sent to the upstream side of the feed pump 400 by the return line L1
  • the fuel oil that is not used in the fuel oil engine 100 compressed by the supply pump 400 is sent to the upstream side of the feed pump 400 by the return line L1 and is again compressed by the feed pump 400 In the same manner as described above.
  • a part of the return line L1 is formed of a heat radiating pipe, and is compressed by the supply pump 400, so that not only the pressure but also the temperature of the fuel oil passing through the heat radiating pipe can be lowered.
  • a fourth valve 40 for regulating the flow rate and opening / closing of the fuel oil may be provided on the return line L1.
  • the supply pump 400 is always operated to immediately supply the fuel oil when the engine 100 is operated in the fuel oil mode without the pressure tank 500, the remaining fuel oil is circulated
  • the return line L1 is essentially required.
  • the circulation pump 700 of this embodiment is installed at the downstream end of the supply pump 400 and the pressurization tank 500 to pressurize the fuel oil.
  • the circulation pump 700 of the present embodiment may be configured such that a plurality of circulation pumps 700 are installed in parallel to be replaced with other pumps when one or more pumps fail.
  • the circulation pump 700 of the present embodiment compresses the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 or pressurizes the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 and the supply pump 400 The compressed fuel oil compresses the merged fluid.
  • the supply pump 400 is not operated, and only the fuel oil stored in the pressurizing tank 500 is supplied to the engine 100, The fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 is compressed and supplied to the engine 100.
  • the supply pump 400 supplies the required amount, which is insufficient only by the fuel oil stored in the pressurizing tank 500, so that the circulating pump 700, The fuel oil discharged from the engine 500 and the fuel oil compressed by the supply pump 400 are compressed and supplied to the engine 100.
  • the temperature control device 800 of this embodiment is disposed at the downstream end of the circulation pump 700 to regulate the fuel oil compressed by the circulation pump 700 to a temperature required by the engine 100.
  • the temperature regulator 800 of the present embodiment may be a heater or a cooler.
  • the fuel supply system of the present embodiment may further include a water level detector 510 installed inside the pressurization tank 500.
  • the water level detector 510 of the present embodiment detects the level of the fuel oil in the pressurizing tank 500 and measures the amount of the fuel oil in the pressurizing tank 500. When the amount of fuel oil measured by the water level detector 510 is equal to or less than the first measurement value, a signal is sent from the water level detector 510 to the feed pump 400 to operate the feed pump 400.
  • the fuel oil compressed by the supply pump 400 that receives the signal from the water level detector 510 is sent to the pressurizing tank 500.
  • the level detector 510 again sends a signal to the feed pump 400, causing the feed pump 400 to stop operating.
  • the fuel supply system for a ship of the present embodiment may further include a pipe 200 and an air removal device 210.
  • the pipe 200 of this embodiment temporarily stores the fuel oil that is used in the engine 100 and remains.
  • the fuel oil stored in the pipe 200 is removed by the air removing device 210, and the air removed by the air removing device 210 is discharged to the outside.
  • the fuel oil from which the air has been removed by the air removing device 210 is discharged to the outside through the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 or the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 and the fuel oil compressed by the supply pump 400 Is sent to the circulation pump 700 and used again as fuel for the engine.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment includes the pipe 200, it may further include a first valve 10 installed on a line through which fuel oil is sent from the pipe 200 to the storage tank 300 have.
  • the first valve 10 of this embodiment is normally kept closed and opened when the amount of fuel oil in the pipe 200 becomes too large (hereinafter referred to as a "third measured value"), So that fuel oil can be sent from the pipe 200 to the storage tank 300.
  • the bypass line L2 (which is branched from the pipe 200 and the engine 100 and joined between the pipe 200 and the storage tank 300) ). ≪ / RTI >
  • bypass line L2 the fuel oil used and remaining in the engine 100 may be sent to the pipe 200, bypassed the pipe 200, and then bypass the storage tank 300
  • the bypass line L2 is not normally used but is used when the fuel oil is replaced or when the pipe 200 is damaged and can not be used.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment may further include a flow meter 600 installed between the pressurizing tank 500 and the engine 100 to measure the flow rate of the fuel oil.
  • the flow meter 600 of the present embodiment is installed at the rear end of the supply pump 400 and the pressurizing tank 500. This makes it possible to prevent the flow of the fuel discharged from the pressurizing tank 500 to the engine, The flow rate of the fuel oil sent to the engine 100 can be confirmed in all cases where the fuel oil mixed with the fuel oil compressed by the supply pump 400 is sent to the engine 100.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment may further include a filtration device 900 installed at a front end of the engine 100 to filter out impurities mixed with fuel oil sent to the engine 100.
  • the pressurized fuel oil stored in the pressurizing tank 500 is discharged, and is sent to the circulating pump 700 after passing through the flow meter 600.
  • the fuel oil pressurized by the circulation pump 700 is supplied to the engine 100 after passing through the temperature regulating device 800 and the filtration device 900.
  • the fuel oil remaining after being used in the engine 100 is sent to the pipe 200 to remove the mixed air and then sent to the circulation pump 700 again.
  • the supply pump 400 operates to compress the fuel oil discharged from the storage tank 300 when the required amount of the engine 100 can not be satisfied with only the fuel oil stored in the pressurizing tank 500.
  • the fuel oil compressed by the feed pump 400 passes through the flow meter 600, the circulating pump 700, the temperature regulating device 800, and the filtration device 900 together with the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 And supplied to the engine 100.
  • the feed pump 400 When the engine 100 enters the gas mode, the feed pump 400 operates to replenish the fuel oil consumed in the pressurizing tank 500, and the feed pump 400 feeds the fuel oil discharged from the storage tank 300 And sends it to the pressurizing tank 500.
  • the supply pump 400 When the amount of fuel oil in the pressurizing tank 500 is reduced due to leakage or the like in the pressurizing tank 500 as usual, the supply pump 400 operates to compress the fuel oil discharged from the storage tank 300 And can be sent to the pressurization tank 500.
  • FIG. 2 is a schematic view of a fuel supply system for a ship according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • the fuel oil supply system for a ship includes a storage tank 300, a supply pump 400, a pressurization tank 500, a return line L1, (700), and a temperature controller (800).
  • the storage tank 300 of this embodiment stores fuel oil in the same manner as in the first embodiment, and the fuel oil stored in the storage tank 300 is supplied to the engine 100. A part of the fuel oil remaining in the engine 100 can be sent to the storage tank 300. On the line where the remaining fuel used in the engine 100 is sent to the storage tank 300, And a third valve 30 for controlling opening and closing.
  • the engine 100 in which the fuel supply system of the present embodiment supplies the fuel oil is an engine that can use both gas and fuel oil as fuel as in the first embodiment, and may be an ME-GI engine.
  • the engine 100 of this embodiment can be operated in a gas mode using natural gas as its main fuel or a fuel oil mode using fuel oil as fuel as in the first embodiment.
  • the supply pump 400 of this embodiment pressurizes the fuel oil discharged from the storage tank 300 as in the first embodiment.
  • the supply pump 400 of the present embodiment may be configured such that a plurality of pumps are provided in parallel to replace one pump when another pump fails.
  • the pressurizing tank 500 of this embodiment is provided at the downstream end of the feed pump 400, and receives pressurized air from the outside to store fuel oil in a pressurized state.
  • a second valve 20 for controlling the flow rate and opening / closing of the compressed air may be provided as in the first embodiment.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment is provided between the pressurizing tank 500 and the supply pump 400 so that the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 is supplied to the supply pump 400 And may further include a fifth valve 50 that prevents backflow.
  • the fuel supply system of the present embodiment of the present invention supplies the fuel oil stored in the pressurized tank 500 to the engine 100 preferentially when the engine 100 is operated in the fuel oil mode as in the first embodiment , And operates the supply pump 400 when the fuel oil stored in the pressurizing tank 500 is insufficient.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment as in the first embodiment, it is possible to stably supply fuel oil to the engine 100 without operating the supply pump 400 at all times.
  • the circulation pump 700 of the present embodiment is installed at the downstream end of the feed pump 400 and the pressurization tank 500 to pressurize the fuel oil as in the first embodiment.
  • the circulation pump 700 of the present embodiment may be configured such that a plurality of the circulation pumps 700 are installed in parallel and replaced by another pump when one or more pumps fail.
  • the circulating pump 700 of the present embodiment compresses only the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 and supplies it to the engine 100 when the amount of the fuel oil required by the engine 100 is relatively small as in the first embodiment And when the amount of fuel oil required in the engine 100 is relatively large, the fuel oil discharged from the pressurizing tank 500 and the fuel oil compressed by the supply pump 400 are compressed, To the engine (100).
  • the temperature control device 800 of this embodiment is provided at the downstream end of the circulation pump 700 to regulate the fuel oil compressed by the circulation pump 700 to a temperature required by the engine 100 do.
  • the temperature regulating device 800 of this embodiment may be a heater or a cooler as in the first embodiment.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment of the present invention may further include a water level detector 510 installed inside the pressurization tank 500 as in the first embodiment.
  • the water level detector 510 of the present embodiment detects the level of the fuel oil in the pressurizing tank 500 as in the first embodiment, and when the measured amount of the fuel oil is equal to or lower than the first measured value, The supply pump 400 is operated to send a signal to the supply pump 400 again when the amount of the fuel oil in the pressurization tank 500 becomes equal to or greater than the second measurement value, To stop operation.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment of the present invention may further include a pipe 200 and an air removal device 210 as in the first embodiment.
  • the pipe 200 of the present embodiment temporarily stores the remaining fuel used in the engine 100 and the fuel oil stored in the pipe 200 is removed by the air removing device 210 And the air removed by the air removing device 210 is discharged to the outside.
  • the fuel oil from which air has been removed by the air removing device 210 is sent to the circulating pump 700 and used again as fuel for the engine as in the first embodiment.
  • the first valve installed on the line from which the fuel oil is sent from the pipe 200 to the storage tank 300 10).
  • the first valve 10 of this embodiment is normally kept closed as in the first embodiment and opens when the amount of fuel oil in the pipe 200 becomes too large (third measured value) So that fuel oil can be sent from the pipe 200 to the storage tank 300.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment includes the pipe 200 as in the first embodiment
  • the fuel oil supply system of the present embodiment is branched from the pipe 200 and the engine 100 and flows between the pipe 200 and the storage tank 300 And may further include a bypass line L2, which is joined.
  • the fuel oil remaining and used in the engine 100 may be sent to the pipe 200, bypassed the pipe 200 and bypassed by the bypass line L2
  • the bypass line L2 is not normally used and is used when the fuel oil is replaced or when the pipe 200 is damaged and can not be used.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment may further include a flow meter 600 installed between the pressurizing tank 500 and the engine 100 to measure the flow rate of the fuel oil, as in the first embodiment.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment of the present invention may further include a filtration device 900 installed at the front end of the engine 100 to filter out impurities mixed with fuel oil sent to the engine 100 as in the first embodiment have.
  • the fuel oil supply system of the present embodiment differs from the first embodiment in that the fuel oil supply system of the present embodiment is branched from the line between the supply pump 400 and the pressurization tank 500, And does not include the return line L1 joined to the line.
  • the supply pump 400 when the engine 100 is operated in the fuel oil mode, since the fuel oil stored in the pressurizing tank 500 is preferentially used and the supply pump 400 is not always operated, It is not necessary to continuously supply the fuel oil at the flow rate necessary for operating the supply pump 400 irrespective of the flow rate of the fuel supplied to the return line L1 after the fuel oil that has not been used in the engine 100 is compressed by the supply pump 400, It is not necessary to circulate it.
  • the return line L1 is not provided as in the prior art, and according to the present embodiment, the return line L1 can be omitted, thereby simplifying the system.

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Abstract

선박의 연료유 공급 방법이 개시된다. 상기 선박의 연료유 공급 방법은, 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 연료유를 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법에 있어서, 가압탱크에 압축공기를 공급하여 가압된 상태로 연료유를 저장하고, 상기 엔진이 연료유 모드로 운전되는 경우, 상기 가압탱크에 저장된 연료유를 순환펌프로 공급하고, 상기 순환펌프에 의해 가압된 연료유를 온도조절장치에 의해 상기 엔진이 요구하는 온도로 조절하고, 상기 온도조절장치를 통과한 연료유를 상기 엔진에 공급한다.

Description

선박의 연료유 공급 시스템 및 방법
본 발명은, 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 연료유를 공급하는, 선박의 연료유 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다.
액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.
그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.
증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 ME-GI 엔진, DF(Dual Fuel) 엔진 등이 있다.
ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.
DF 엔진은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 주입하여, 연소공기와 천연가스가 혼합된 유체인 혼합기를 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.
천연가스는 연료유보다 비용이 저렴하고, 액화천연가스를 저장한 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 처리할 필요가 있으므로, ME-GI 엔진 및 DF 엔진은 우선적으로 천연가스를 연료로 사용하고, 천연가스가 부족한 경우에 연료유를 사용하도록 운전될 수 있다.
우선적으로 천연가스를 연료로 사용하는 방식으로 엔진을 운용하면 연료유의 사용량은 미미하거나 없음에도 불구하고, 종래에는, 천연가스가 부족한 경우에 즉시 연료유를 공급하기 위하여 항상 연료유 공급 펌프가 작동되어야 하고, 이에 따른 에너지 손실이 크다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 연료유 공급 펌프를 항상 작동시키지 않고 필요한 경우에만 작동시키면서도, 천연가스가 부족한 경우에 즉시 엔진에 연료유를 공급할 수 있는, 선박의 연료유 공급 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 연료유를 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법에 있어서, 가압탱크에 압축공기를 공급하여 가압된 상태로 연료유를 저장하고, 상기 엔진이 연료유 모드로 운전되는 경우, 상기 가압탱크에 저장된 연료유를 순환펌프로 공급하고, 상기 순환펌프에 의해 가압된 연료유를 온도조절장치에 의해 상기 엔진이 요구하는 온도로 조절하고, 상기 온도조절장치를 통과한 연료유를 상기 엔진에 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법이 제공된다.
상기 가압탱크에 저장된 연료유가 상기 엔진의 요구량을 충족시키지 못하는 경우, 저장탱크에 저장된 연료유를 공급펌프에 의해 가압하여 상기 엔진으로 공급할 수 있다.
상기 가압탱크 내부의 연료유의 양이 제1 측정값 이하가 되는 경우, 상기 저장탱크에 저장된 연료유를 상기 공급펌프에 의해 가압하여 상기 가압탱크에 공급할 수 있다.
상기 엔진에서 사용되고 남은 연료유는, 파이프에 일시 저장되어 공기가 제거된 후 상기 순환펌프로 보내질 수 있다.
상기 파이프 내부에 연료유의 양이 제3 측정값 이상이 되면, 상기 파이프에 저장된 연료유를 상기 저장탱크로 보낼 수 있다.
상기 엔진에서 사용되고 남은 연료유를 상기 파이프를 우회하여 상기 저장탱크로 보낼 수 있다.
상기 가압탱크로부터 배출된 연료유는 상기 공급펌프 방향으로의 역류가 방지될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 연료유를 공급하는, 선박의 연료유 공급 시스템에 있어서, 상기 엔진으로 공급되는 연료유를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 배출되는 연료유를 가압하는 공급펌프; 상기 공급펌프 후단에 설치되고, 압축공기를 공급받아 연료유를 가압된 상태로 저장하는 가압탱크; 상기 가압탱크 후단에 설치되어 연료유를 가압하는 순환펌프; 및 상기 순환펌프 후단에 설치되어, 상기 순환펌프에 의해 가압된 연료유를 상기 엔진이 요구하는 온도로 조절하는 온도조절장치;를 포함하고, 상기 엔진이 연료유 모드로 운전되면 상기 가압탱크에 저장된 연료유를 우선적으로 상기 엔진에 공급하는, 선박의 연료유 공급 시스템이 제공된다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 공급펌프와 상기 가압탱크 사이 라인으로부터 분기하여, 상기 공급펌프와 상기 저장탱크 사이 라인으로 합류되는 복귀라인을 더 포함할 수 있고, 상기 공급펌프에 의해 압축된 연료유 중 상기 엔진에서 사용되지 않는 연료유는 상기 복귀라인에 의해 순환될 수 있다.
상기 복귀라인은 방열배관을 포함할 수 있다.
상기 순환펌프는, 상기 가압탱크로부터 배출된 연료유; 또는 상기 가압탱크로부터 배출된 연료유와 상기 공급펌프에 의해 압축된 연료유가 합류된 유체;를 압축시킬 수 있다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 가압탱크 내부에 설치되어 상기 가압탱크에 저장된 연료유의 양을 측정하는 수위검출기를 더 포함할 수 있고, 상기 수위검출기는, 측정된 연료유의 양이 제1 측정값 이하인 경우 상기 공급펌프로 신호를 전송하여 상기 공급펌프를 작동시키고, 측정된 연료유의 양이 제2 측정값 이상인 경우에는 상기 공급펌프로 신호를 전송하여 상기 공급펌프의 작동을 멈추게 할 수 있고, 상기 수위검출기가 측정한 연료유의 양이 상기 제1 측정값 이하인 경우, 상기 공급펌프는 상기 저장탱크로부터 배출된 연료유를 가압하여 상기 가압탱크로 공급할 수 있다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 엔진에서 사용되고 남은 연료유를 일시 저장하는 파이프; 및 상기 파이프에 일시 저장된 연료유에 포함된 공기를 제거하는 공기제거장치;를 더 포함할 수 있고, 상기 공기제거장치에 의해 공기가 제거된 연료유는 상기 순환펌프로 보내질 수 있다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 파이프 내부의 연료유의 양이 제3 측정값 이상이 되면 열려, 상기 파이프에 저장된 연료유를 상기 저장탱크로 보내는 제1 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 파이프와 상기 엔진 사이로부터 분기되어 상기 파이프와 상기 저장탱크 사이로 합류되는 우회라인을 더 포함할 수 있고, 상기 우회라인에 의해 연료유가 상기 파이프를 우회하여 상기 저장탱크로 공급될 수 있다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 공급펌프 및 상기 가압탱크 후단에 설치되어, 상기 엔진으로 공급되는 연료유의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함할 수 있다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 엔진 전단에 설치되어 상기 엔진으로 보내지는 연료유에 섞인 불순물을 걸러내는 여과장치를 더 포함할 수 있다.
상기 선박의 연료유 공급 시스템은, 상기 공급펌프와 상기 가압탱크 사이에 설치되어, 상기 가압탱크로부터 배출된 연료유가 상기 공급펌프로 역류되는 것을 방지하는 제5 밸브를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 엔진이 연료유 모드로 구동되는 경우, 가압된 상태로 가압탱크에 저장되어 있던 연료유를 우선적으로 상기 엔진에 공급하고, 상기 가압된 상태로 저장되어 있던 연료유가 모자라는 경우에, 저장탱크에 저장되어 있던 연료유를 공급펌프에 의해 가압하여 상기 엔진에 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 압축공기에 의해 가압된 연료유를 저장하는 가압탱크를 포함하여, 엔진이 연료유 모드로 구동될 때 가압탱크에 저장된 연료유를 우선적으로 사용하므로, 공급펌프가 구동되는데 사용되는 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 공급펌프를 구동시켜야 하는 경우에도, 엔진이 가압탱크에 저장된 연료유를 소모시키는 동안 공급펌프를 구동시키면 되므로, 공급펌프가 구동되는데 필요한 시간도 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 선박의 연료유 공급 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 선박의 연료유 공급 시스템의 개략도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 선박의 연료유 공급 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 저장탱크(300), 공급펌프(400), 가압탱크(500), 복귀라인(L1), 순환펌프(700), 및 온도조절장치(800)를 포함한다.
본 실시예의 저장탱크(300)는 연료유를 저장하며, 저장탱크(300)에 저장된 연료유는 엔진(100)으로 공급된다. 엔진(100)에서 사용되고 남은 연료유의 일부는 저장탱크(300)로 보내질 수 있는데, 엔진(100)에서 사용되고 남은 연료유가 저장탱크(300)로 보내지는 라인 상에는 연료유의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 밸브(30)가 설치될 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템이 연료유를 공급하는 엔진(100)은, 가스와 연료유를 모두 연료로 사용할 수 있는 엔진이며, ME-GI 엔진일 수 있다. 본 실시예의 엔진(100)은, 천연가스를 주된 연료로 사용하는 가스 모드 또는 연료유를 연료로 사용하는 연료유 모드로 운전될 수 있다.
본 실시예의 공급펌프(400)는, 저장탱크(300)로부터 배출된 연료유를 가압한다. 본 실시예의 공급펌프(400)는 다수개가 병렬로 설치되어, 하나 이상의 펌프가 고장나는 경우 다른 펌프로 대체할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 실시예의 가압탱크(500)는, 공급펌프(400) 후단에 설치되며, 외부로부터 압축공기를 공급받아 연료유를 가압된 상태로 저장한다. 압축공기를 가압탱크(500)로 공급하는 라인 상에는, 압축공기의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브(20)가 설치될 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 가압탱크(500)와 공급펌프(400) 사이에 설치되어, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유가 공급펌프(400)로 역류하는 것을 방지하는 제5 밸브(50)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은 가압탱크(500)를 포함하므로, 엔진(100)이 연료유 모드로 운전될 때, 가압탱크(500)에 저장된 연료유를 우선적으로 엔진(100)에 공급할 수 있다.
일반적으로, 천연가스를 먼저 엔진(100)의 연료로 사용하고 천연가스가 부족한 순간에만 연료유를 엔진(100)의 연료로 사용하므로, 연료유의 사용량은 미미하다. 따라서, 본 실시예의 가압탱크(500)에 의하여도 충분히 안정적으로 엔진(100)에 연료유를 공급할 수 있으며, 가압탱크(500)에 저장된 연료유가 모자라는 경우에는 공급펌프(400)를 작동시킨다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템에 의하면, 가압탱크(500)에 저장된 연료유가 모자라는 예외적인 상황에서만 공급펌프(400)를 작동시키므로, 공급펌프(400)를 작동시키는데 들어가는 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템에 의하면, 가압탱크(500)에 저장된 연료유를 엔진(100)이 소모하는 동안 공급펌프(400)를 작동시키면 되므로, 공급펌프(400)를 작동시키는데 걸리는 시간을 확보할 수 있다.
뿐만 아니라, 엔진(100)에서 사용되는 연료유의 양이 많지 않아 연료유의 손실이 크지 않으므로, 공급펌프(400)가 작동되지 않아도 순환펌프(700)에 의하여 연료유를 순환시킬 수 있는 충분한 압력을 얻을 수 있다.
즉, 본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템에 의하면, 공급펌프(400)를 항상 작동시키지 않아도 엔진(100)에 안정적으로 연료유를 공급할 수 있다.
본 실시예의 복귀라인(L1)은, 공급펌프(400)와 가압탱크(500) 사이 라인으로부터 분기하여, 공급펌프(400)와 저장탱크(300) 사이 라인으로 합류된다.
공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유는, 순환펌프(700)에 의해 추가적으로 압축된 후 엔진(100)으로 공급될 수도 있고, 복귀라인(L1)에 의해 공급펌프(400) 전단으로 보내질 수도 있는데, 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유 중 엔진(100)에서 사용되지 않는 연료유는 복귀라인(L1)에 의해 공급펌프(400) 전단으로 보내지고 다시 공급펌프(400)에 의해 압축되는 방식으로 계속 순환된다.
공급펌프(400)가 작동되기 위해서는 일정 유량의 연료유가 필요한데, 엔진(100)에서 연료유를 필요로 하지 않거나 적은 양만 필요로 하는 경우에는, 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유의 전부 또는 일부를 복귀라인(L1)을 통해 순환시키는 것이다.
복귀라인(L1)의 일부는 방열배관으로 형성되어, 공급펌프(400)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 연료유가 방열배관을 통과하며 온도가 낮아지도록 할 수 있다. 또한, 복귀라인(L1)상에는 연료유의 유량 및 개폐를 조절하는 제4 밸브(40)가 설치될 수 있다.
종래에는, 가압탱크(500)를 포함하지 않고 엔진(100)이 연료유 모드로 운전되는 경우에 즉각적으로 연료유를 공급하기 위해, 공급펌프(400)를 항상 작동시켰으므로, 남는 연료유를 순환시키는 복귀라인(L1)이 필수적으로 요구되었다.
본 실시예의 순환펌프(700)는, 공급펌프(400) 및 가압탱크(500) 후단에 설치되어 연료유를 가압한다. 본 실시예의 순환펌프(700)는 다수개가 병렬로 설치되어, 하나 이상의 펌프가 고장나는 경우 다른 펌프로 대체할 수 있도록 구성될 수 있다.
시스템의 운용 방식에 따라, 본 실시예의 순환펌프(700)는, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유를 압축시키거나, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유와 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유가 합류된 유체를 압축시킨다.
즉, 엔진(100)에서 요구되는 연료유의 양이 비교적 적은 편인 경우, 공급펌프(400)는 작동되지 않고 가압탱크(500)에 저장된 연료유만을 엔진(100)에 공급하므로, 순환펌프(700)는 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유를 압축시켜 엔진(100)으로 공급한다.
또한, 엔진(100)에서 요구되는 연료유의 양이 비교적 많은 편인 경우, 가압탱크(500)에 저장된 연료유만으로 부족한 요구량을 공급펌프(400)에 의해 충당하므로, 순환펌프(700)는, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유와 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유가 합류된 유체를 압축시켜 엔진(100)으로 공급한다.
본 실시예의 온도조절장치(800)는, 순환펌프(700) 후단에 설치되어, 순환펌프(700)에 의해 압축된 연료유를 엔진(100)이 요구하는 온도로 조절한다. 시스템의 구성에 따라, 본 실시예의 온도조절장치(800)는 가열기일 수도 있고 냉각기일 수도 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 가압탱크(500) 내부에 설치되는 수위검출기(510)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 수위검출기(510)는, 가압탱크(500) 내부의 연료유의 수위를 검출하여, 가압탱크(500) 내부의 연료유의 양을 측정한다. 수위검출기(510)에 의해 측정된 연료유의 양이 제1 측정값 이하인 경우, 수위검출기(510)로부터 공급펌프(400)로 신호를 전송하여, 공급펌프(400)를 작동시킨다.
수위검출기(510)로부터 신호를 전송받은 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유는 가압탱크(500)로 보내지고, 가압탱크(500) 내부의 연료유의 양이 제2 측정값 이상이 되면, 수위검출기(510)는 다시 공급펌프(400)로 신호를 전송하여, 공급펌프(400)가 작동을 멈추도록 한다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 파이프(200) 및 공기제거장치(210)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 파이프(200)는, 엔진(100)에서 사용되고 남은 연료유를 일시 저장한다. 파이프(200)에 저장된 연료유는 공기제거장치(210)에 의해 공기가 제거되며, 공기제거장치(210)에 의해 제거된 공기는 외부로 배출된다.
공기제거장치(210)에 의해 공기가 제거된 연료유는, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유 또는 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유와 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유가 합류된 유체와 함께, 순환펌프(700)로 보내져 다시 엔진의 연료로 사용된다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템에 의하면, 엔진(100)에서 사용되고 남은 연료유의 공기를 제거한 후 순환시키므로, 연료유를 가열시킬 때 발생되는 기포를 최소화하고, 연료유에 섞인 공기에 의해 펌프가 손상되는 경우를 최소화할 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템이 파이프(200)를 포함하는 경우, 파이프(200)로부터 저장탱크(300)로 연료유가 보내지는 라인 상에 설치되는 제1 밸브(10)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 제1 밸브(10)는, 평상시에는 닫혀 있는 상태로 유지되고, 파이프(200) 내부의 연료유의 양이 너무 많아지는 경우(이하, '제3 측정값'이라고 한다.)에 열려, 파이프(200)로부터 저장탱크(300)로 연료유를 보낼 수 있도록 한다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템이 파이프(200)를 포함하는 경우, 파이프(200)와 엔진(100) 사이로부터 분기되어 파이프(200)와 저장탱크(300) 사이로 합류되는, 우회라인(L2)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예가 우회라인(L2)을 포함하는 경우, 엔진(100)에서 사용되고 남는 연료유는 파이프(200)로 보내질 수도 있고, 파이프(200)를 우회하여 우회라인(L2)을 따라 저장탱크(300)로 보내질 수도 있는데, 우회라인(L2)은 평상시에는 사용되지 않고, 연료유를 교체하는 경우나 파이프(200)가 손상되어 사용할 수 없는 경우 등에 사용된다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 가압탱크(500)와 엔진(100) 사이에 설치되어 연료유의 유량을 측정하는 유량계(600)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 유량계(600)는, 공급펌프(400) 및 가압탱크(500) 후단에 설치되므로, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유만이 엔진으로 공급되는 경우와, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유와 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유가 합류된 유체가 엔진(100)으로 보내지는 경우에 모두, 엔진(100)으로 보내지는 연료유의 유량을 확인할 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 엔진(100) 전단에 설치되어 엔진(100)으로 보내지는 연료유에 섞인 불순물을 걸러내는 여과장치(900)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템이, 파이프(200), 유량계(600) 및 여과장치(900)를 더 포함하는 경우, 연료유의 흐름의 일례를 설명하면 다음과 같다.
엔진(100)이 연료유 모드가 되면, 가압탱크(500) 내에 저장되어 있던 가압된 연료유가 배출되어, 유량계(600)를 통과한 후 순환펌프(700)로 보내진다. 순환펌프(700)에 의해 가압된 연료유는 온도조절장치(800) 및 여과장치(900)를 통과한 후 엔진(100)으로 공급된다. 엔진(100)에서 사용된 후 남은 연료유는 파이프(200)로 보내져 섞여있는 공기가 제거된 후, 다시 순환펌프(700)로 보내진다.
가압탱크(500) 내에 저장되어 있는 연료유만으로 엔진(100)의 요구량을 채울 수 없는 경우, 공급펌프(400)가 작동하여 저장탱크(300)로부터 배출되는 연료유를 압축시킨다. 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유는 가압탱크(500)로부터 배출되는 연료유와 함께 유량계(600), 순환펌프(700), 온도조절장치(800), 및 여과장치(900)를 통과하여 엔진(100)으로 공급된다.
엔진(100)이 가스모드가 되면, 가압탱크(500)에서 소모된 연료유를 보충하기 위해 공급펌프(400)가 작동하고, 공급펌프(400)는 저장탱크(300)로부터 배출된 연료유를 압축시켜 가압탱크(500)로 보낸다. 또한, 평소에도 가압탱크(500)에서 누출 등이 발생하여 가압탱크(500) 내부의 연료유의 양이 적어지면, 공급펌프(400)가 작동하여 저장탱크(300)로부터 배출되는 연료유를 압축시켜 가압탱크(500)로 보낼 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 선박의 연료유 공급 시스템의 개략도이다.
도 2에 도시된 제2 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 도 1에 도시된 제1 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템에 비해, 복귀라인(L1)을 포함하지 않는다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제 1 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(300), 공급펌프(400), 가압탱크(500), 복귀라인(L1), 순환펌프(700), 및 온도조절장치(800)를 포함한다.
본 실시예의 저장탱크(300)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 연료유를 저장하며, 저장탱크(300)에 저장된 연료유는 엔진(100)으로 공급된다. 제1 실시예와 마찬가지로, 엔진(100)에서 사용되고 남은 연료유의 일부는 저장탱크(300)로 보내질 수 있는데, 엔진(100)에서 사용되고 남은 연료유가 저장탱크(300)로 보내지는 라인 상에는 연료유의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 밸브(30)가 설치될 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템이 연료유를 공급하는 엔진(100)은, 제1 실시예와 마찬가지로, 가스와 연료유를 모두 연료로 사용할 수 있는 엔진이며, ME-GI 엔진일 수 있다. 본 실시예의 엔진(100)은, 제1 실시예와 마찬가지로, 천연가스를 주된 연료로 사용하는 가스 모드 또는 연료유를 연료로 사용하는 연료유 모드로 운전될 수 있다.
본 실시예의 공급펌프(400)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(300)로부터 배출된 연료유를 가압한다. 본 실시예의 공급펌프(400)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다수개가 병렬로 설치되어, 하나 이상의 펌프가 고장나는 경우 다른 펌프로 대체할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 실시예의 가압탱크(500)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 공급펌프(400) 후단에 설치되며, 외부로부터 압축공기를 공급받아 연료유를 가압된 상태로 저장한다. 압축공기를 가압탱크(500)로 공급하는 라인 상에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 압축공기의 유량 및 개폐를 조절하는 제2 밸브(20)가 설치될 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 가압탱크(500)와 공급펌프(400) 사이에 설치되어, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유가 공급펌프(400)로 역류하는 것을 방지하는 제5 밸브(50)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 엔진(100)이 연료유 모드로 운전될 때, 가압탱크(500)에 저장된 연료유를 우선적으로 엔진(100)에 공급하고, 가압탱크(500)에 저장된 연료유가 모자라는 경우에 공급펌프(400)를 작동시킨다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 공급펌프(400)를 항상 작동시키지 않아도 엔진(100)에 안정적으로 연료유를 공급할 수 있다.
본 실시예의 순환펌프(700)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 공급펌프(400) 및 가압탱크(500) 후단에 설치되어 연료유를 가압한다. 본 실시예의 순환펌프(700)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 다수개가 병렬로 설치되어, 하나 이상의 펌프가 고장나는 경우 다른 펌프로 대체할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 실시예의 순환펌프(700)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 엔진(100)에서 요구되는 연료유의 양이 비교적 적은 편인 경우에는, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유만을 압축시켜 엔진(100)으로 공급하고, 엔진(100)에서 요구되는 연료유의 양이 비교적 많은 편인 경우에는, 가압탱크(500)로부터 배출된 연료유와 공급펌프(400)에 의해 압축된 연료유가 합류된 유체를 압축시켜 엔진(100)으로 공급한다.
본 실시예의 온도조절장치(800)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 순환펌프(700) 후단에 설치되어, 순환펌프(700)에 의해 압축된 연료유를 엔진(100)이 요구하는 온도로 조절한다. 본 실시예의 온도조절장치(800)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 가열기일 수도 있고 냉각기일 수도 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 가압탱크(500) 내부에 설치되는 수위검출기(510)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 수위검출기(510)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 가압탱크(500) 내부의 연료유의 수위를 검출하여, 측정된 연료유의 양이 제1 측정값 이하인 경우에는, 공급펌프(400)로 신호를 전송하여 공급펌프(400)를 작동시키고, 가압탱크(500) 내부의 연료유의 양이 제2 측정값 이상이 되면, 다시 공급펌프(400)로 신호를 전송하여, 공급펌프(400)가 작동을 멈추도록 한다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 파이프(200) 및 공기제거장치(210)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 파이프(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 엔진(100)에서 사용되고 남은 연료유를 일시 저장하고, 파이프(200)에 저장된 연료유는 공기제거장치(210)에 의해 공기가 제거되며, 공기제거장치(210)에 의해 제거된 공기는 외부로 배출된다.
공기제거장치(210)에 의해 공기가 제거된 연료유는, 제1 실시예와 마찬가지로, 순환펌프(700)로 보내져 다시 엔진의 연료로 사용된다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템이 파이프(200)를 포함하는 경우, 제1 실시예와 마찬가지로, 파이프(200)로부터 저장탱크(300)로 연료유가 보내지는 라인 상에 설치되는 제1 밸브(10)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 제1 밸브(10)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 평상시에는 닫혀 있는 상태로 유지되고, 파이프(200) 내부의 연료유의 양이 너무 많아지는 경우(제3 측정값)에 열려, 파이프(200)로부터 저장탱크(300)로 연료유를 보낼 수 있도록 한다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템이 파이프(200)를 포함하는 경우, 제1 실시예와 마찬가지로, 파이프(200)와 엔진(100) 사이로부터 분기되어 파이프(200)와 저장탱크(300) 사이로 합류되는, 우회라인(L2)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예가 우회라인(L2)을 포함하는 경우, 제1 실시예와 마찬가지로, 엔진(100)에서 사용되고 남는 연료유는 파이프(200)로 보내질 수도 있고, 파이프(200)를 우회하여 우회라인(L2)을 따라 저장탱크(300)로 보내질 수도 있으며, 우회라인(L2)은 평상시에는 사용되지 않고, 연료유를 교체하는 경우나 파이프(200)가 손상되어 사용할 수 없는 경우 등에 사용된다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 가압탱크(500)와 엔진(100) 사이에 설치되어 연료유의 유량을 측정하는 유량계(600)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 엔진(100) 전단에 설치되어 엔진(100)으로 보내지는 연료유에 섞인 불순물을 걸러내는 여과장치(900)를 더 포함할 수 있다.
단, 본 실시예의 선박의 연료유 공급 시스템은, 제1 실시예와는 달리, 공급펌프(400)와 가압탱크(500) 사이 라인으로부터 분기하여, 공급펌프(400)와 저장탱크(300) 사이 라인으로 합류되는 복귀라인(L1)을 포함하지 않는다.
본 발명에 의하면, 엔진(100)이 연료유 모드로 운전되는 경우, 가압탱크(500)에 저장된 연료유를 우선적으로 사용하여 공급펌프(400)를 항상 작동시키지 않으므로, 엔진(100)의 요구량과 무관하게 공급펌프(400)를 작동시키기 위해 필요한 유량의 연료유를 지속적으로 공급할 필요도 없고, 공급펌프(400)에 의해 압축된 후 엔진(100)에서 사용되지 않은 연료유를 복귀라인(L1)에 의해 순환시킬 필요도 없다.
따라서, 본 발명에 의하면 종래와 같이 굳이 복귀라인(L1)을 설치하지 않아도 문제가 없으며, 본 실시예에 의하면 복귀라인(L1)을 생략할 수 있으므로, 시스템을 간소화할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

Claims (19)

  1. 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 연료유를 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법에 있어서,
    가압탱크에 압축공기를 공급하여 가압된 상태로 연료유를 저장하고,
    상기 엔진이 연료유 모드로 운전되는 경우, 상기 가압탱크에 저장된 연료유를 순환펌프로 공급하고,
    상기 순환펌프에 의해 가압된 연료유를 온도조절장치에 의해 상기 엔진이 요구하는 온도로 조절하고,
    상기 온도조절장치를 통과한 연료유를 상기 엔진에 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압탱크에 저장된 연료유가 상기 엔진의 요구량을 충족시키지 못하는 경우, 저장탱크에 저장된 연료유를 공급펌프에 의해 가압하여 상기 엔진으로 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가압탱크 내부의 연료유의 양이 제1 측정값 이하가 되는 경우, 상기 저장탱크에 저장된 연료유를 상기 공급펌프에 의해 가압하여 상기 가압탱크에 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 엔진에서 사용되고 남은 연료유는, 파이프에 일시 저장되어 공기가 제거된 후 상기 순환펌프로 보내지는, 선박의 연료유 공급 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 파이프 내부에 연료유의 양이 제3 측정값 이상이 되면, 상기 파이프에 저장된 연료유를 상기 저장탱크로 보내는, 선박의 연료유 공급 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 엔진에서 사용되고 남은 연료유를 상기 파이프를 우회하여 상기 저장탱크로 보내는, 선박의 연료유 공급 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 가압탱크로부터 배출된 연료유는 상기 공급펌프 방향으로의 역류가 방지되는, 선박의 연료유 공급 방법.
  8. 천연가스와 연료유를 모두 연료로 사용하는 엔진에 연료유를 공급하는, 선박의 연료유 공급 시스템에 있어서,
    상기 엔진으로 공급되는 연료유를 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크로부터 배출되는 연료유를 가압하는 공급펌프;
    상기 공급펌프 후단에 설치되고, 압축공기를 공급받아 연료유를 가압된 상태로 저장하는 가압탱크;
    상기 가압탱크 후단에 설치되어 연료유를 가압하는 순환펌프; 및
    상기 순환펌프 후단에 설치되어, 상기 순환펌프에 의해 가압된 연료유를 상기 엔진이 요구하는 온도로 조절하는 온도조절장치;를 포함하고,
    상기 엔진이 연료유 모드로 운전되면 상기 가압탱크에 저장된 연료유를 우선적으로 상기 엔진에 공급하는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 공급펌프와 상기 가압탱크 사이 라인으로부터 분기하여, 상기 공급펌프와 상기 저장탱크 사이 라인으로 합류되는 복귀라인을 더 포함하고,
    상기 공급펌프에 의해 압축된 연료유 중 상기 엔진에서 사용되지 않는 연료유는 상기 복귀라인에 의해 순환되는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복귀라인은 방열배관을 포함하는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 순환펌프는,
    상기 가압탱크로부터 배출된 연료유; 또는
    상기 가압탱크로부터 배출된 연료유와 상기 공급펌프에 의해 압축된 연료유가 합류된 유체;
    를 압축시키는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 가압탱크 내부에 설치되어 상기 가압탱크에 저장된 연료유의 양을 측정하는 수위검출기를 더 포함하고,
    상기 수위검출기는, 측정된 연료유의 양이 제1 측정값 이하인 경우 상기 공급펌프로 신호를 전송하여 상기 공급펌프를 작동시키고, 측정된 연료유의 양이 제2 측정값 이상인 경우에는 상기 공급펌프로 신호를 전송하여 상기 공급펌프의 작동을 멈추게 하고,
    상기 수위검출기가 측정한 연료유의 양이 상기 제1 측정값 이하인 경우, 상기 공급펌프는 상기 저장탱크로부터 배출된 연료유를 가압하여 상기 가압탱크로 공급하는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 엔진에서 사용되고 남은 연료유를 일시 저장하는 파이프; 및
    상기 파이프에 일시 저장된 연료유에 포함된 공기를 제거하는 공기제거장치;를 더 포함하고,
    상기 공기제거장치에 의해 공기가 제거된 연료유는 상기 순환펌프로 보내지는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 파이프 내부의 연료유의 양이 제3 측정값 이상이 되면 열려, 상기 파이프에 저장된 연료유를 상기 저장탱크로 보내는 제1 밸브를 더 포함하는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 파이프와 상기 엔진 사이로부터 분기되어 상기 파이프와 상기 저장탱크 사이로 합류되는 우회라인을 더 포함하고,
    상기 우회라인에 의해 연료유가 상기 파이프를 우회하여 상기 저장탱크로 공급되는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  16. 청구항 8에 있어서,
    상기 공급펌프 및 상기 가압탱크 후단에 설치되어, 상기 엔진으로 공급되는 연료유의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함하는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  17. 청구항 8에 있어서,
    상기 엔진 전단에 설치되어 상기 엔진으로 보내지는 연료유에 섞인 불순물을 걸러내는 여과장치를 더 포함하는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  18. 청구항 8 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급펌프와 상기 가압탱크 사이에 설치되어, 상기 가압탱크로부터 배출된 연료유가 상기 공급펌프로 역류되는 것을 방지하는 제5 밸브를 포함하는, 선박의 연료유 공급 시스템.
  19. 엔진이 연료유 모드로 구동되는 경우, 가압된 상태로 가압탱크에 저장되어 있던 연료유를 우선적으로 상기 엔진에 공급하고,
    상기 가압된 상태로 저장되어 있던 연료유가 모자라는 경우에, 저장탱크에 저장되어 있던 연료유를 공급펌프에 의해 가압하여 상기 엔진에 공급하는, 선박의 연료유 공급 방법.
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