KR900006430B1 - 연료유량계를 갖춘 연료공급장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연료유량계를 갖춘 연료공급장치

[발명의 명칭]

연료유량계를 갖춘 연료공급장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 연료유량계의 부분절개 종단면도이고,

제2도는 제1도의 II-II선 부분절개 단면도,

제3도는 본 발명에 따른 연료공급장치의 배관계통도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료유량계 2 : 하우징

3 : 프레임 4 : 입구단자

5,8 : 커버판 6 : 보울트

7 : 출구단자 9 : 측정장치

10 : 완충고무 11,12 : 가요성호오스

13 : 호오스클립 14 : 탭

15 : U자형튜브 16 : 캐리어

17 : 지지부 18 : 교차부

19 : 입구레그 20 : 출구레그

21 : 진동발생기 22 : 위치검출장치

23 : 전기단자 24 : 연료공급장치

25,26 : 연료탱크 27,28,29,30,34 : 밸브

31,36,37 : 펌프 32,33 : 제1,2압력조절기

35 : 혼합실 38 : 엔진

45,46 : 레그선단 47 : 처리장치

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 연료유량계를 갖춘 연료공급장치에 관한 것으로, 특히 선박기관에 사용하기에 적합한 연료유량계를 갖춘 연료공급장치에 관한 것이다.

선박에 장착되어 사용되고 있는 종래의 연료유량계에 있어서는 유량계를 통과하여 흐르게되는 연료의 체적을 측정하도록 되어 있으나, 이러한 방법은 사용된 연료의 비질량(比質量)을 정확하게 알 수가 없었기 때문에 질량유량을 정확하게 측정할 수가 없어, 종래 연료유량계로는 선박에 탑재된 디젤엔진의 실질적인 연료소모량을 정확하게 측정하지 못하고 있었다.

종래의 질량유량계로서는 미합중국 특허출원 제4109524호와 유럽 특허출원 제83144호로서 공지된 것들이 있는바, 상기의 질량유량계들은 약 70Hz의 공진주파수영역내에서 루우프형태나 만곡형태로 된 도관이 진동함에 따라 코리올리힘(Coriolis Force)에 의해 토오크를 발생시켜주도록 된 진동발생기를 사용하여, 상기 도관위치나 속도와 같은 진동매개변수를 도출하여 분석하므로서 질량유량을 측정하도록 되어있다. 그러나 이러한 질량유량계들은 항해중 요동하게 되는 선박에 사용하기 적합하지 못한바, 왜냐하면, 선박의 요동이 상기 도관에서 발생하게 되는 진동을 방해하게 되어 측정값의 정확도를 저하시키기 때문이다.

즉, 상기 유량계로서 측정을 해본결과 상기 질량유량계가 14Hz 이상의 주파수 영역에 해당되는 방해진동을 받게되면, 측정값의 상대오차가 25%정도로 발생되어 상기와 같은 질량유량계를 선박용 연료유량계로서는 사용할 수 없다고 하는 결점이 있다.

한편, 하우징내에다 완충수단을 설치하여 외부의 진동영향을 감소시키도록 된 유량계가 서독 특허 제175697호로 공지된바 있으나, 이 역시 연료유량을 정확하게 측정할 수는 없었다.

본 발명은 상기와 같은 결점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 선박용 디젤엔진에서 소모되는 연료유량을 정확히 측정하여 선박이 최적상태로 항해할 수 있도록 된 연료유량계를 갖춘 연료공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 연료유량계는, 유량측정장치가 가요성 호오스를 통하여 하우징 전후에 설치된 입구단자 및 출구단자에 연결되어 완충고무에 의해 진동을 감쇠시키도록 하우징내에 설치되어 있으며, 상기 유량측정장치는 적어도 1개 이상의 루우프형태나 곡관으로된 U형튜브와, 상기 U형튜브에 진동을 발생시키기 위한 적어도 1개 이상의 진동발생기 및, 상기 U형튜브의 진동매개변수를 측정하기위한 검출장치로 이루어져 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도에 도시원 바와 같이 본 발명에 따른 연료유량계(l)는 하우징(2)의 앞,뒤커버판(5,8)에 각각 입구단자(4)와 출구단자(7)가 용접으로 고정되고, 상기 커버판(5,8)은 보울트(6)로써 하우징(2)에 고정체결되며, 상기 하우징(2)내에는 이 하우징(2)에 갖춰진 프레임(3)에 대하여 상대적으로 독립되게 진동할 수 있도록 완충고무(10)를 매개하여 유량측정장치(9)가 배열설치되어 있다.

여기서 상기 측정장치(9)에는 U자형튜브(15)로 이루어진 루우프형태 또는 만곡형 도관이 가요성호오스(11,12)와 호오스클립(13)을 매개하여 입구단자(4)와 출구단자(7)에 각각 연결결합되고, 상기 앞커버판(5)의 하부에는 탭(14)이 설치되어, 연료가 엔진실로 유입되는 것을 차단함과 더불어 연료의 누출여부를 첵크할 수 있도록 되어 있다.

즉, 제1도는 본 발명에 따른 유량측정장치(9)의 구조를 개략적으로 도시한 것으로서, 측정하고자 하는 질량유량이 U자형튜브(15)를 통하여 흐르게 되는바, U자형상의 캐리어(16)상에는 상기 U자형튜브의 입구 및 출그레그(19,20)에 수직인 수평축(M)에 대해 상대적으로 상기 U자형튜브(15)에 진동을 발생시켜주도록 된 진동발생기(21)가 설치되고 지지부(17)에 부착된 상기 U자형튜브(15)와 U자형의 캐리어(16)의 전체조립체는 약 70Hz인 공진주파수를 갖고서 상기 진동발생기(21)에 의해 발생되는 진동에 의해 진동하도륵 되는 한편, 상기 캐리어(16)와 U자형튜브(15)는 각각 진동발생기(21)를 사이에 두고 서로 반대방향으로 동일한 힘으로 진동하기 때문에 지지부(17)는 진동발생기(21)의 진동의 영향을 받지않음으로 해서 고정상태로 유지되게 된다.

그런데 상기 U형자튜브(15)가 진동발생기(21)에 의해 진동하게 됨과 더불어 이 튜브(15)를 통하여 질량유량이 통과하게 되면, 상기 U자형튜브(15)의 교차부(18)의 중심부에 수직인 수직축(N)을 중심으로 상기교차부(18)를 가로질러 비틀림이 발생하게 되는바, 왜냐하면, 상기 U자형튜브(15)의 입구레그(19)의 선단(45)에서는 이 U자형튜브(15)의 출구레그(20)의 선단(46)에서 발생하는 힘에 대해 반대방향의 힘이 발생하기 매문이고, 이 힘과 상기 비틀림이 진동발생기(21)에 의해 발생된 진동리듬에 따라 U자형튜브(15)의 교차부(18)를 가로질러 그 작용방향이 변화되계 된다.

여기서 자기적으로 그 위치를 검출하도록 된 위치검출장치(22)를 사용함으로써 상기 입구레그(19)와 출구레그(20)의 각각의 선단(45,46)의 위치가 결정되게 되는바, 이에따라 상기 교차부(18)를 가로지른 비틀림의크기는 상기 2개의 위치검출장치(22)사이의 위상차에 비례하게 되므르, 이로써 튜브(15)를 통하여 흐르는 질량유량의 값을 측정할 수 있게 된다. 즉, 상기 진동발생기(21)와 위치검출장치(22)에 전류를 공급하도록 상기 하우징(2)에 전기단자(23)를 매개로 연결된 전선을 통해, 위치검출장치(22)의 전기적 출력신호를, 즉 상기 2개의 위치검출장치(22)의 측정치의 위상차에 따른 시간지연을 처리장치(47)로 전달하여 공지방식으로 이를 처리하면 U자형튜브(15)를 흐르는 질량유량을 결정할 수 있도록 되고, 또한 교차부(18)의 임의부분의 속도등과 같이 U자형튜브(15)의 진동에 관련된 또 다른 매개변수는 다른 측정장치에 의해 측정되어진다.

한편 본 발명 연료유량계(1)는 정밀하게 제조되어 측정값의 정확도가 유지되게 되는바, 즉 연료유량계(1)가 선박자체에서 발생되는 방해진동의 영향을 받게 되더라도, 측정장치(9)가 하우징(2)에 가해지는 선박의 진동 및 선박자체의 진동으로부터 차단되도록 설치되어 선박의 진동과 무관하게 작동하도록 되고, 더우기 상기 측정장치(9)는 경우에 따라서 연료내에 혼입되어 있는 고체입자나, 또는 고온에의 영향을 받지않게 되는데, 왜냐하면 연료유량계(1)는 질량유량만을 측정하는 것이기 때문에 온도의 변화에 따라 야기되는 연료의 체적변화에 따른 영향을 받지않기 때문이다.

또한, 제2도에 도시된 바와 같이 상기 호오스(11,12)는 그 자체가 하우징(2)의 가로방향으로 굴곡되어 충분한 가요성을 갖고 있고, 또 상기 설명에서 캐리어(16)와 조합되게 진동하도록 된 1개의 U자형튜브(15)대신 다른 구조를 갖도록 대체할 수도 있는바, 그 예로서는 2개의 U자형튜브에 각각 유체가 통과되도륵 하면서 이를 각각이 진동되도록 할 수도 있다.

한편, 제3도는 본 발명에 따른 연료공급장치(24)가 도시되어 있는바, 이는 중유 및 경유가 각각 저장된 2개의 연료탱크(25,26)를 갖추고 있고, 이들 연료탱크(25,26)들온 밸브(29) 및 또 다른 밸브(30)를 매개하여 제1압력조절기(32)가 갖춰진 펌프(31)를 거쳐 연료유량계(1)에 연결되고, 이 연료유량계(1)의 출구측에 설치된 제2압력조절기(33)는 밸브(34)를 매개로 혼합실(35)에 연결되며, 이 혼합실(35)은 부우스터펌프(36)와 인젝션펌프(37)를 매개하여 엔진(38)에 연결되어 있다.

따라서 상기 연료유량계(1)로부터 유량이 계측된 다음, 배출된 연료는 엔진(38)으로부터 귀환되는 연료와 함께 혼합실(35)에서 혼합되게 되는바, 경우에 따라 상기 귀환연료가 공급된 연료의 상당한 비율을 차지하게 됨과 더불어, 또 상기 혼합실(35)이 제2압력조절기(33)에 의해 일정한 압력상태로 유지됨으로 해서, 상기 혼합실(35)이 귀환연료를 공급받아 연료량이 일정수준으로 유지되기 때문에 1개의 연료유량계(1)만 이용하여도 연료공급동작이 충분하게 이루어지게 된다.

또한 상기 연료공급장치(24)에는 연료유량계(1)에 결함이 발생할때 연료를 바이패스시켜 연료유량계(1)를 보호하도록 된 바이패스도관(40)과 이 도관(40)에 설치된 밸브(41)가 갖춰지는바, 이때 상기 바이패스도관(40)은 연료유량계(1)를 시험하고자 할 경우, 화살표는 반대방향으로 연료를 통과시키는데 사용된 수도 있다.

또한, 상기혼합실(35)에는 탈기장치(44)를 갖춘 오버플로우도관(43)이 연결설치되어, 상기 혼합실(35)에서 연료가 넘치는 경우에는 도관(43)을 통해 귀환연료를 탱크(25)로 귀환시키도록 되어 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은, 엔진(38)으로 중유나 경우등의 연료를 공급하는 연료공급장치(24)에 연료유량계(1)를 설치하여 엔진(38)에 의해 소모되는 연료질량을 정확하게 측정함과 더불어 소모된 에너지를 측정할 수 있으므로서, 이에 따라 기상조건과 항해여건에 따라 화물을 운송하는데 필요한 최적의 연료량을 공급하여 선박의 최적 추진력과 항해속도를 유지할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. U자형도관에 진동을 발생시켜 유량을 측정하도톡 된 유량측정장치를 갖춘 선박용 연료유량계에 있어서, 상기 유량측정장치(9)가 가요성호오스(11,12)를 통하여 하우징(2)의 전후에 갖춰진 입구단자(4) 및 출구단자(7)에 연결되면서 완충고무(10)에 의해 하우징(2)에 대한 상대적인 진동을 감쇠시키도록 하우징 내부에 설치되고, 상기 유량측정장치(9)가 적어도 1개 이상의 루우프형태나 또는 곡관으로된 U형튜브(15)와, 이 U형튜브에 진동을 발생시키기 위한 1개 이상의 진동발생기(21) 및, 상기 U형튜브(15)의 진동매개변수를 측정하기 위한 위치검출장치(22)로 이루어져 있는것을 특징으로 하는 연료유량계.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징(2)에는 유량측정창치(9)와 하우징(2)바깥쪽에 설치된 처리장치(47)를 연결해 주도록 전기단자(23)가 실치된 것을 특징으로 하는 연료유량계
3. 연료탱크와 펌프 및 다수의 밸브로 이루어진 선박의 연료공급장치에 있어서 U형튜브(15)와 1개 이상의 진동발생기(21) 및 진동매개변수를 측정하도록 된 위치검출장치(22)로 이루어진 연료유량계(1)와, 1개 이상의 연료탱크(25,26), 1개 이상의 펌프(31,36,37), 압력을 조절하기 위한 압력조절기(32,33) 및, 이 압력조절기(32,33)에 의해 연료가 채워지도록 된 혼합실(35)로 이루어져 상기 혼합실(35)에서 엔진(38)으로부터 나오는 귀환연료가 상기 연료유량계(1)를 통하여 흐르는 연료와 혼합됨과 더불어 상기 압력조절기(32,33)에 의해 연료가 일정수준의 압력으로 유지되어 채워지게 되는것을 특징으로 하는 연료공급장치.

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