KR102709559B1 - The system and method that supplies fuel to marine engines - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박용 엔진 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 엔진 제어기, 연료 공급 제어유닛, 파일럿 오일 인젝터 등의 통신 인프라 하에, <착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, '주 연소 시, 연소의 촉진을 위한 연소 촉진용 파일럿 오일'이 사전 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈>, <착화용 파일럿 오일이 연소실로 분사되어, 공기/가스 혼합기체가 연소되는 상황 하에서, 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 후속으로 추가 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 연소실로 공급된 공기/가스 혼합기체 측에서, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 시, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이전 시점에 미리 분사된 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해, 향상된 연소 환경'에 처할 수 있도록 유도하거나, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 후, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이후 시점에 추가 분사된 재 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해 미 연소 가스를 재 연소 받을 수 있게 되는 환경'에 처할 수 있도록 유도함으로써, 결국, 선주를 포함한 선박 운영주체 측에서, 공기/가스 혼합기체의 미 연소 또는 불완전 연소에 기인한 유해물질/오염물질(예컨대, 메탄가스 등)의 발생 문제점(즉, 환경오염 문제점 등)을 효과적으로 회피할 수 있도록 지원할 수 있다.The present invention relates to a ship engine fuel supply system and method, and in the present invention, under a communication infrastructure such as an engine controller, a fuel supply control unit, and a pilot oil injector, <a computer module capable of inducing 'pilot oil for promoting combustion for promoting combustion during main combustion' to be pre-injected at a point in time before the ignition pilot oil is injected>, <a computer module capable of inducing pilot oil for promoting re-combustion to be additionally injected subsequently to re-combust unburned gas in a situation where the ignition pilot oil is injected into a combustion chamber and the air/gas mixture is combusted>, etc., and through this, on the side of the air/gas mixture supplied to the combustion chamber, 'an improved combustion environment is induced by the action of the combustion-promoting pilot oil injected in advance at a point in time before the injection of the ignition pilot oil during full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil', or 'after full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil, additionally injected at a point in time after the injection of the ignition pilot oil. By inducing the ship to be in an 'environment where unburned gas can be reburned by the action of the injected reburn-promoting pilot oil,' it is ultimately possible to support ship operators, including ship owners, to effectively avoid problems (i.e., environmental pollution problems, etc.) of the generation of hazardous substances/pollutants (e.g., methane gas, etc.) due to unburned or incomplete combustion of the air/gas mixture.
Description
본 발명은 선박용 엔진(예컨대, 이중연료 엔진)에 연료를 공급하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 제어기, 연료 공급 제어유닛, 파일럿 오일 인젝터 등의 통신 인프라 하에, <착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, '주 연소 시, 연소의 촉진을 위한 연소 촉진용 파일럿 오일'이 사전 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈>, <착화용 파일럿 오일이 연소실로 분사되어, 공기/가스 혼합기체가 연소되는 상황 하에서, 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 후속으로 추가 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 연소실로 공급된 공기/가스 혼합기체 측에서, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 시, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이전 시점에 미리 분사된 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해, 향상된 연소 환경'에 처할 수 있도록 유도하거나, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 후, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이후 시점에 추가 분사된 재 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해 미 연소 가스를 재 연소 받을 수 있게 되는 환경'에 처할 수 있도록 유도함으로써, 결국, 선주를 포함한 선박 운영주체 측에서, 공기/가스 혼합기체의 미 연소 또는 불완전 연소에 기인한 유해물질/오염물질(예컨대, 메탄가스 등)의 발생 문제점(즉, 환경오염 문제점 등)을 효과적으로 회피할 수 있도록 지원할 수 있는 선박용 엔진 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for supplying fuel to a marine engine (e.g., a dual-fuel engine), and more specifically, to a system and method for supplying fuel to a marine engine (e.g., a dual-fuel engine), and more specifically, to a system and method for systematically arranging/providing, under a communication infrastructure such as an engine controller, a fuel supply control unit, and a pilot oil injector, <a computer module capable of inducing 'pilot oil for promoting combustion for promoting combustion during main combustion' to be pre-injected at a point in time before ignition pilot oil is injected>, <a computer module capable of inducing pilot oil for promoting re-combustion to be additionally injected subsequently to re-combust unburned gas in a combustion chamber under a situation in which ignition pilot oil is injected into a combustion chamber and an air/gas mixture is combusted>, and through this, on the side of the air/gas mixture supplied to the combustion chamber, 'an improved combustion environment is induced by the action of the combustion-promoting pilot oil injected in advance at a point in time before the injection of the ignition pilot oil during full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil', or 'full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil'. The present invention relates to a marine engine fuel supply system and method which can effectively help ship operators, including ship owners, avoid problems of generating hazardous substances/pollutants (e.g., methane gas, etc.) caused by uncombusted or incomplete combustion of an air/gas mixture (i.e., environmental pollution problems, etc.) by inducing an environment in which uncombusted gas can be recombusted by the action of additionally injected recombustion promoting pilot oil at a point in time after the injection of the pilot oil for ignition.
최근, 선박 관련 기술이 급격한 발전을 이루면서, 환경규제를 대비한 '연료 공급 기술' 또는, 선박용 엔진에 연료를 효율적으로 공급하는 '연료 공급 기술' 또한 폭 넓은 발전을 거듭하고 있다.Recently, with the rapid development of ship-related technology, 'fuel supply technology' to meet environmental regulations or 'fuel supply technology' to efficiently supply fuel to ship engines are also undergoing extensive development.
예를 들어, 대한민국등록특허 제10-2018999호(명칭: 피스톤 엔진의 작동 방법 및 피스톤 엔진)(2019.09.06.자 공고), 대한민국공개특허 제10-2016-41522호(명칭: 이중 연료 엔진의 파일럿 오일 분사량 제어를 통한 연소시작시기 밸런싱 장치 및 방법)(2016.04.18.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2017-49926호(명칭: 이중연료 엔진의 파일럿 오일 시스템 테스트 방법)(2017.05.11.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2020-117908호(명칭: 이종연료 엔진)(2020.10.14.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2008-32948호(명칭: 디젤엔진의 디젤과 디젤파일럿 천연가스 바이듀얼연소시스템)(2008.04.16.자 공개) 등에는 종래의 '선박용 엔진 연료 공급 기술'의 일례가 좀더 상세하게 개시되어 있다.For example, Korean Patent No. 10-2018999 (Title: Piston engine operating method and piston engine) (announced on September 6, 2019), Korean Publication Patent No. 10-2016-41522 (Title: Combustion start timing balancing device and method through pilot oil injection amount control of dual fuel engine) (published on April 18, 2016), Korean Publication Patent No. 10-2017-49926 (Title: Pilot oil system test method of dual fuel engine) (published on May 11, 2017), Korean Publication Patent No. 10-2020-117908 (Title: Heterogeneous fuel engine) (published on October 14, 2020), Korean Publication Patent No. 10-2008-32948 (Title: Diesel and diesel pilot natural gas of diesel engine) An example of a conventional ‘ship engine fuel supply technology’ is disclosed in more detail in the ‘Bi-Dual Combustion System’ (released on April 16, 2008).
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 체제 하에서, 선박용 엔진(예컨대, 이중연료 엔진)에 연료를 공급하는 선박용 엔진 연료공급 시스템(10)은 실린더(17) 및 연소실(18)을 구비하는 선박용 엔진(16)과, 선박용 엔진(16), 연료 공급 제어유닛(11) 등과 통신을 취하면서, 이들을 컨트롤 하는 엔진 제어기(14)와, 오일 연료 공급모드 하에서, 선박용 엔진(16)의 연소실(18)로 오일 연료를 공급하는 오일 연료 공급유닛(12)과, 가스 연료 공급모드 하에서, 선박용 엔진(16)의 연소실(18)로 가스 연료를 공급하는 가스 연료 공급유닛(13)과, 오일 연료 공급유닛(12), 가스 연료 공급유닛(13) 등과 통신을 취하면서, 예를 들어, 연료의 공급 모드, 실린더(17)의 가압상태, 연소실(18)의 온도 상태 등에 따라, 오일 연료 공급유닛(12), 가스 연료 공급유닛(13) 등을 제어하여, 연소실(18)의 내부로 오일 연료 또는 가스 연료가 선택적으로 공급될 수 있도록 유도하는 연료 공급 제어유닛(11)과, 가스 연료 공급모드 하에서, 연소실(18)의 내부로 소량의 착화용 파일럿 오일을 분사하는 파일럿 오일 인젝터(15) 등이 체계적으로 조합된 구성을 취하게 된다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 1, under a conventional system, a marine engine fuel supply system (10) for supplying fuel to a marine engine (e.g., a dual-fuel engine) comprises a marine engine (16) having a cylinder (17) and a combustion chamber (18), an engine controller (14) for controlling them while communicating with the marine engine (16), a fuel supply control unit (11), etc., an oil fuel supply unit (12) for supplying oil fuel to the combustion chamber (18) of the marine engine (16) under an oil fuel supply mode, a gas fuel supply unit (13) for supplying gas fuel to the combustion chamber (18) of the marine engine (16) under a gas fuel supply mode, and while communicating with the oil fuel supply unit (12), the gas fuel supply unit (13), etc., for example, depending on the fuel supply mode, the pressurization state of the cylinder (17), the temperature state of the combustion chamber (18), etc. A fuel supply control unit (11) that controls a fuel supply unit (13), etc. to selectively supply oil fuel or gas fuel into the interior of a combustion chamber (18), and a pilot oil injector (15) that injects a small amount of pilot oil for ignition into the interior of a combustion chamber (18) under a gas fuel supply mode are systematically combined to form a configuration.
이때, 연료 공급 제어유닛(11) 측에서는, 가스 연료 공급모드 하에, 선박용 엔진(16)의 연소실(18)로 공기/가스 혼합기체가 공급되는 상황 하에서(참고로, 공기는 가스 연료 공급모드의 흡입 행정 하에서, 과급기를 통해 흡입된 후, 대기압 보다 높게 승압되어, 연소실로 공급되는 절차를 겪게 됨), '최소 압축일/최대 팽창일'이 되도록 상기 파일럿 오일 인젝터(15)를 제어하여, 연소실(18) 내부로 '공기/가스 혼합기체를 착화시키기 위한 착화용 파일럿 오일'이 분사될 수 있도록 유도하는 절차를 진행하게 된다.At this time, in the fuel supply control unit (11), under the gas fuel supply mode, in a situation where an air/gas mixture is supplied to the combustion chamber (18) of the marine engine (16) (for reference, air is sucked in through a supercharger under the intake stroke of the gas fuel supply mode, and then goes through a procedure where the air is pressurized higher than the atmospheric pressure and supplied to the combustion chamber), the pilot oil injector (15) is controlled so that the 'minimum compression work/maximum expansion work' occurs, thereby inducing the 'pilot oil for ignition to ignite the air/gas mixture' to be injected into the combustion chamber (18).
한편, 이러한 종래의 체제 하에서, 연소실(18)의 외부에서 가스가 공급될 경우, 가스 연료 공급유닛(13) 측에서는 저압으로 가스를 공급하게 된다. 참고로, 고압 분사를 사용하고자 할 경우는, 고압에 견딜 수 있는 공급시스템(예컨대, 압축기, 고압 배관, 고압 분사장치 등)의 설계가 추가적으로 이루어져야 한다.Meanwhile, under this conventional system, when gas is supplied from outside the combustion chamber (18), the gas fuel supply unit (13) supplies gas at low pressure. As a reference, when high-pressure injection is to be used, a supply system (e.g., compressor, high-pressure piping, high-pressure injection device, etc.) that can withstand high pressure must be additionally designed.
그런데, 상술한 바와 같이, 흡입 행정 하에서, 저압으로 연소실(18) 내부에 공기/가스 혼합기체가 공급되게 될 경우, 불가피하게 '공급된 공기/가스 혼합기체가 연소실(18) 전체에 폭 넓게 퍼져서 존재하는 문제점'이 발생하게 된다.However, as described above, when an air/gas mixture is supplied into the combustion chamber (18) at low pressure under the intake stroke, a problem inevitably arises in which the 'supplied air/gas mixture is widely spread throughout the combustion chamber (18).'
물론, 이처럼, 저압으로 공급된 공기/가스 혼합기체가 연소실(18) 전체에 폭 넓게 퍼져서 존재하는 상황 하에서, 파일럿 오일 인젝터(15)에 의한 착화용 파일럿 오일의 분사에 의해 착화가 이루어지고, 이에 따라, 일련의 연소가 진행된다 하더라도, 연소실(18) 내부의 벽면 부근, 또는 연소실(18) 내부의 미세 틈새에는 연소되지 않은 가스(또는, 불완전 연소된 가스)가 다량 잔존하는 심각한 문제점이 발생하게 된다.Of course, in this way, in a situation where the air/gas mixture supplied at low pressure is widely spread throughout the combustion chamber (18), ignition is achieved by the injection of pilot oil for ignition by the pilot oil injector (15), and thus, a series of combustions proceed, a serious problem occurs in which a large amount of unburned gas (or incompletely burned gas) remains near the wall surface inside the combustion chamber (18) or in the microscopic gaps inside the combustion chamber (18).
당연하게도, 연소 후에도, 연소실(18) 내부의 벽면 부근, 또는 연소실(18) 내부의 미세 틈새에 미 연소 가스, 불완전 연소 가스 등이 다량 잔존하게 되는 경우, 배기 행정에서 배기 가스가 배기 파이프(19)로 배출될 시, 해당 배기 가스에는 유해물질(예컨대, 메탄 가스 등)이 섞여 배출됨으로써, 심각한 환경오염을 유발하게 되며, 결국, 별도의 조치가 취해지지 않는 한, 선주를 포함하는 선박 운영주체 측에서는 해당 유해물질에 의한 각종 심각한 피해(예컨대, 환경 오염에 의한 피해, 탄소세 등의 세금 지불에 의한 재산상의 피해 등)를 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다. Naturally, even after combustion, if a large amount of unburned gas or incompletely burned gas remains near the wall surface inside the combustion chamber (18) or in the microscopic gaps inside the combustion chamber (18), when the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe (19) during the exhaust stroke, the exhaust gas is discharged mixed with hazardous substances (e.g., methane gas, etc.), causing serious environmental pollution. Ultimately, unless separate measures are taken, the ship operator, including the ship owner, has no choice but to fully bear all the serious damage caused by the hazardous substances (e.g., damage caused by environmental pollution, property damage caused by payment of taxes such as carbon tax, etc.).
따라서, 본 발명의 목적은 엔진 제어기, 연료 공급 제어유닛, 파일럿 오일 인젝터 등의 통신 인프라 하에, <착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, '주 연소 시, 연소의 촉진을 위한 연소 촉진용 파일럿 오일'이 사전 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈>, <착화용 파일럿 오일이 연소실로 분사되어, 공기/가스 혼합기체가 연소되는 상황 하에서, 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 후속으로 추가 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 연소실로 공급된 공기/가스 혼합기체 측에서, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 시, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이전 시점에 미리 분사된 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해, 향상된 연소 환경'에 처할 수 있도록 유도하거나, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 후, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이후 시점에 추가 분사된 재 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해 미 연소 가스를 재 연소 받을 수 있게 되는 환경'에 처할 수 있도록 유도함으로써, 결국, 선박 운영주체 측에서, 공기/가스 혼합기체의 미 연소 또는 불완전 연소에 기인한 유해물질/오염물질(예컨대, 메탄가스 등)의 발생 문제점(즉, 환경오염 문제점 등)을 효과적으로 회피할 수 있도록 지원하는데 있다. Accordingly, the purpose of the present invention is to systematically arrange/provide, under the communication infrastructure of an engine controller, a fuel supply control unit, a pilot oil injector, etc., a <computer module capable of inducing 'pilot oil for promoting combustion for promoting combustion during main combustion' to be pre-injected at a point in time before the ignition pilot oil is injected>, a <computer module capable of inducing pilot oil for promoting re-combustion to be additionally injected subsequently to re-combust unburned gas in a situation where the ignition pilot oil is injected into a combustion chamber and the air/gas mixture is combusted>, and through this, on the side of the air/gas mixture supplied to the combustion chamber, an 'improved combustion environment due to the action of the combustion-promoting pilot oil injected in advance at a point in time before the injection of the ignition pilot oil during full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil' is inducible, or 'after full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil, by the action of the pilot oil for promoting re-combustion additionally injected at a point in time after the injection of the ignition pilot oil. By inducing the ship operator to be in an 'environment where unburned gas can be re-burned', the purpose is to effectively help avoid problems (i.e. environmental pollution problems, etc.) caused by unburned or incomplete combustion of air/gas mixtures by the ship operator.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 연소실을 구비하는 선박용 엔진과; 상기 연소실로 가스를 공급하는 가스 연료 공급유닛과; 상기 가스 연료 공급유닛을 제어하는 연료 공급 제어유닛과; 상기 연소실로 공기/가스 혼합기체가 공급되는 상황 하에서, 해당 공기/가스 혼합기체를 착화시키기 위한 착화용 파일럿 오일을 분사하는 파일럿 오일 인젝터와; 상기 연료 공급 제어유닛, 또는 파일럿 오일 인젝터와 통신하며, 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, 상기 연소실로 화염의 전파를 촉진시기 위한 연소 촉진용 파일럿 오일이 분사될 수 있도록 하는 파일럿 보조분사 제어유닛을 포함하며, 상기 파일럿 보조분사 제어유닛 측에서는 상기 착화용 파일럿 오일이 상기 연소실로 분사된 이후 시점에서, 상기 파일럿 오일 인젝터를 제어함으로써, 상기 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 추가 분사될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 연료공급 시스템을 개시한다.In order to achieve the above object, the present invention discloses a fuel supply system for a marine engine, comprising: a marine engine having a combustion chamber; a gas fuel supply unit supplying gas to the combustion chamber; a fuel supply control unit controlling the gas fuel supply unit; a pilot oil injector injecting ignition pilot oil for igniting the air/gas mixture when the air/gas mixture is supplied to the combustion chamber; and a pilot auxiliary injection control unit communicating with the fuel supply control unit or the pilot oil injector, and allowing combustion-promoting pilot oil to be injected at a time point before the ignition pilot oil is injected to promote the propagation of a flame to the combustion chamber, wherein the pilot auxiliary injection control unit controls the pilot oil injector at a time point after the ignition pilot oil is injected into the combustion chamber, thereby allowing additional injection of recombustion-promoting pilot oil for recombusting unburned gas into the combustion chamber.
또한, 본 발명의 다른 측면에서는, 선박용 엔진의 연소실에 공기/가스 혼합기체를 공급하는 단계와; 상기 연소실에 화염의 전파를 촉진시키기 위한 연소 촉진용 파일럿 오일을 분사하는 단계와; 상기 연소실에 상기 공기/가스 혼합기체를 착화시키기 위한 착화용 파일럿 오일을 분사하는 단계와; 상기 연소실에 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일을 추가 분사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 연료공급 방법을 개시한다.In addition, in another aspect of the present invention, a method for supplying fuel to a marine engine is disclosed, comprising: a step of supplying an air/gas mixture to a combustion chamber of a marine engine; a step of injecting a combustion-promoting pilot oil to promote flame propagation into the combustion chamber; a step of injecting an ignition pilot oil to ignite the air/gas mixture into the combustion chamber; and a step of additionally injecting a re-combustion-promoting pilot oil to re-combust unburned gas into the combustion chamber.
본 발명에서는 엔진 제어기, 연료 공급 제어유닛, 파일럿 오일 인젝터 등의 통신 인프라 하에, <착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, '주 연소 시, 연소의 촉진을 위한 연소 촉진용 파일럿 오일'이 사전 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈>, <착화용 파일럿 오일이 연소실로 분사되어, 공기/가스 혼합기체가 연소되는 상황 하에서, 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 후속으로 추가 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 체계적으로 배치/제공하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 연소실로 공급된 공기/가스 혼합기체 측에서는, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 시, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이전 시점에 미리 분사된 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해, 향상된 연소 환경'에 처할 수 있거나, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 후, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이후 시점에 추가 분사된 재 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해 미 연소 가스를 재 연소 받을 수 있게 되는 환경'에 처할 수 있도록 있게 되며, 결국, 선주를 포함한 선박 운영주체 측에서는, 공기/가스 혼합기체의 미 연소 또는 불완전 연소에 기인한 유해물질/오염물질(예컨대, 메탄가스 등)의 발생 문제점(즉, 환경오염 문제점 등)을 효과적으로 회피할 수 있게 된다.In the present invention, under the communication infrastructure of an engine controller, a fuel supply control unit, a pilot oil injector, etc., a <computer module capable of inducing 'pilot oil for promoting combustion during main combustion' to be pre-injected at a point in time before the ignition pilot oil is injected>, a <computer module capable of inducing pilot oil for promoting re-combustion to be additionally injected subsequently to re-combust unburned gas in the combustion chamber under a situation in which the ignition pilot oil is injected into the combustion chamber and the air/gas mixture is combusted>, etc., are systematically arranged/provided. Therefore, under the implementation environment of the present invention, the air/gas mixture supplied to the combustion chamber can be in an 'improved combustion environment due to the action of the pilot oil for promoting combustion injected in advance at a point in time before the injection of the ignition pilot oil during full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil', or 'after full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil, due to the action of the pilot oil for promoting re-combustion additionally injected at a point in time after the injection of the ignition pilot oil. This will allow the ship to be placed in an 'environment where unburned gas can be re-burned', and ultimately, the ship operator, including the ship owner, will be able to effectively avoid problems (i.e., environmental pollution problems, etc.) of generating hazardous substances/pollutants (e.g., methane gas, etc.) due to unburned or incomplete combustion of the air/gas mixture.
도 1은 종래의 기술에 따른 선박용 엔진 연료공급 시스템의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 엔진 연료공급 시스템의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 파일럿 보조분사 제어유닛의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 파일럿 보조분사 제어유닛의 세부적인 동작수행절차를 개념적으로 도시한 예시도.Figure 1 is an exemplary diagram conceptually illustrating a detailed configuration of a ship engine fuel supply system according to conventional technology.
Figure 2 is an exemplary diagram conceptually illustrating a detailed configuration of a marine engine fuel supply system according to the present invention.
FIG. 3 is an exemplary diagram conceptually illustrating a detailed configuration of a pilot auxiliary injection control unit according to the present invention.
Figure 4 is an exemplary diagram conceptually illustrating a detailed operation procedure of a pilot auxiliary injection control unit according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 선박용 엔진 연료공급 시스템 및 방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, the marine engine fuel supply system and method according to the present invention will be described in more detail.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 체제 하에서, As shown in Fig. 2, under the system of the present invention,
선박용 엔진(예컨대, 이중연료 엔진)에 연료를 공급하는 선박용 엔진 연료공급 시스템(20)은 실린더(17) 및 연소실(28)을 구비하는 선박용 엔진(26)과, 선박용 엔진(26), 연료 공급 제어유닛(21) 등과 통신을 취하면서, 이들을 컨트롤 하는 엔진 제어기(24)와, 오일 연료 공급모드 하에서, 선박용 엔진(26)의 연소실(28)로 오일 연료를 공급하는 오일 연료 공급유닛(22)과, 가스 연료 공급모드 하에서, 선박용 엔진(26)의 연소실(28)로 가스 연료를 공급하는 가스 연료 공급유닛(23)과, 오일 연료 공급유닛(22), 가스 연료 공급유닛(23) 등과 통신을 취하면서, 예를 들어, 연료의 공급 모드, 실린더(27)의 가압상태, 연소실(28)의 온도 상태 등에 따라, 오일 연료 공급유닛(22), 가스 연료 공급유닛(23) 등을 제어하여, 연소실(28)의 내부로 오일 연료 또는 가스 연료가 선택적으로 공급될 수 있도록 유도하는 연료 공급 제어유닛(21)과, 가스 연료 공급모드 하에서, 연소실(28)의 내부로 소량의 착화용 파일럿 오일을 분사하는 파일럿 오일 인젝터(25) 등이 체계적으로 조합된 구성을 취하게 된다.A marine engine fuel supply system (20) for supplying fuel to a marine engine (e.g., a dual-fuel engine) comprises: a marine engine (26) having a cylinder (17) and a combustion chamber (28); an engine controller (24) for controlling the marine engine (26), a fuel supply control unit (21), etc., while communicating with them; an oil fuel supply unit (22) for supplying oil fuel to the combustion chamber (28) of the marine engine (26) under an oil fuel supply mode; a gas fuel supply unit (23) for supplying gas fuel to the combustion chamber (28) of the marine engine (26) under a gas fuel supply mode; and while communicating with the oil fuel supply unit (22), the gas fuel supply unit (23), etc., for example, according to the fuel supply mode, the pressurization state of the cylinder (27), the temperature state of the combustion chamber (28), etc., A fuel supply control unit (21) that allows oil fuel or gas fuel to be selectively supplied into the combustion chamber (28) and a pilot oil injector (25) that injects a small amount of pilot oil for ignition into the combustion chamber (28) under the gas fuel supply mode are systematically combined to form a configuration.
이때, 연료 공급 제어유닛(21) 측에서는, 가스 연료 공급모드 하에, 선박용 엔진(26)의 연소실(28)로 공기/가스 혼합기체가 공급되는 상황 하에서(참고로, 공기는 가스 연료 공급모드의 흡입 행정 하에서, 과급기를 통해 흡입된 후, 대기압 보다 높게 승압되어, 연소실로 공급되는 절차를 겪게 됨), '최소 압축일/최대 팽창일'이 되도록 상기 파일럿 오일 인젝터(25)를 제어하여, 연소실(28) 내부로 '공기/가스 혼합기체를 착화시키기 위한 착화용 파일럿 오일'이 분사될 수 있도록 유도하는 절차를 진행하게 된다.At this time, in the fuel supply control unit (21), under the gas fuel supply mode, in a situation where an air/gas mixture is supplied to the combustion chamber (28) of the marine engine (26) (for reference, air is sucked in through a supercharger under the intake stroke of the gas fuel supply mode, and then goes through a procedure where the air is pressurized higher than the atmospheric pressure and supplied to the combustion chamber), the pilot oil injector (25) is controlled so that the 'minimum compression work/maximum expansion work' occurs, thereby inducing the 'pilot oil for ignition to ignite the air/gas mixture' to be injected into the combustion chamber (28).
한편, 이러한 본 발명의 체제 하에서도, 연소실(28)의 외부에서 가스가 공급될 경우, 가스 연료 공급유닛(23) 측에서는 저압으로 가스를 공급하게 된다.Meanwhile, even under the system of the present invention, when gas is supplied from outside the combustion chamber (28), gas is supplied at low pressure from the gas fuel supply unit (23).
그런데, 흡입 행정 하에서, 저압으로 연소실(28) 내부에 공기/가스 혼합기체가 공급되게 될 경우, 불가피하게 '공급된 공기/가스 혼합기체가 연소실(28) 전체에 폭 넓게 퍼져서 존재하는 문제점'이 발생하게 된다.However, under the intake stroke, when the air/gas mixture is supplied into the combustion chamber (28) at low pressure, a problem inevitably occurs in which the 'supplied air/gas mixture is widely spread throughout the combustion chamber (28).'
물론, 이처럼, 저압으로 공급된 공기/가스 혼합기체가 연소실(28) 전체에 폭 넓게 퍼져서 존재하는 상황 하에서, 파일럿 오일 인젝터(25)에 의한 착화용 파일럿 오일의 분사에 의해 착화가 이루어지고, 이에 따라, 일련의 연소가 진행된다 하더라도, 연소실(28) 내부의 벽면 부근, 또는 연소실(28) 내부의 미세 틈새에는 연소되지 않은 가스(또는, 불완전 연소된 가스)가 다량 잔존하는 심각한 문제점이 발생하게 된다.Of course, in this way, in a situation where the air/gas mixture supplied at low pressure is widely spread throughout the combustion chamber (28), ignition is achieved by the injection of pilot oil for ignition by the pilot oil injector (25), and thus, a series of combustions proceed, a serious problem occurs in which a large amount of unburned gas (or incompletely burned gas) remains near the wall surface inside the combustion chamber (28) or in the microscopic gaps inside the combustion chamber (28).
당연하게도, 연소 후에도, 연소실(28) 내부의 벽면 부근, 또는 연소실(28) 내부의 미세 틈새에 미 연소 가스, 불완전 연소 가스 등이 다량 잔존하게 되는 경우, 배기 행정에서 배기 가스가 배기 파이프(29)로 배출될 시, 해당 배기 가스에는 유해물질(예컨대, 메탄 가스 등)이 섞여 배출됨으로써, 심각한 환경오염을 유발하게 되며, 결국, 별도의 조치가 취해지지 않는 한, 선주를 포함하는 선박 운영주체 측에서는 해당 유해물질에 의한 각종 심각한 피해(예컨대, 환경 오염에 의한 피해, 탄소세 등의 세금 지불에 의한 재산상의 피해 등)를 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.Naturally, even after combustion, if a large amount of unburned gas or incompletely burned gas remains near the wall surface inside the combustion chamber (28) or in the microscopic gaps inside the combustion chamber (28), when the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe (29) during the exhaust stroke, the exhaust gas is discharged mixed with hazardous substances (e.g., methane gas, etc.), causing serious environmental pollution. Ultimately, unless separate measures are taken, the ship operator, including the ship owner, has no choice but to fully bear all the serious damage caused by the hazardous substances (e.g., damage caused by environmental pollution, property damage caused by payment of taxes such as carbon tax, etc.).
이러한 민감한 상황 하에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 엔진 제어기(24), 연료 공급 제어유닛(21), 파일럿 오일 인젝터(25) 등의 통신 인프라 하에, 본 발명 고유의 파일럿 보조분사 제어유닛(30)을 추가 배치하는 조치를 강구하게 된다. 이 경우, 본 발명의 파일럿 보조분사 제어유닛(30)은 상황에 따라, 연료 공급 제어유닛(21)의 프로그램 블록 내에 종속 설치될 수도 있게 된다. Under such a sensitive situation, as illustrated in FIG. 2, the present invention takes a measure of additionally arranging a pilot auxiliary injection control unit (30) unique to the present invention under the communication infrastructure of an engine controller (24), a fuel supply control unit (21), a pilot oil injector (25), etc. In this case, the pilot auxiliary injection control unit (30) of the present invention may be installed subordinately within the program block of the fuel supply control unit (21) depending on the situation.
이때, 본 발명의 파일럿 보조분사 제어유닛(30) 측에서는, 엔진 제어기(24), 연료 공급 제어유닛(21), 파일럿 오일 인젝터(25) 등과 통신을 취하면서, 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, 상기 연소실(28)로 화염의 전파를 촉진시기 위한(또는, 연소 환경 개선을 위한) 연소 촉진용 파일럿 오일이 분사될 수 있도록 유도하는 역할을 수행하게 된다.At this time, the pilot auxiliary injection control unit (30) of the present invention communicates with the engine controller (24), the fuel supply control unit (21), the pilot oil injector (25), etc., and performs the role of inducing the injection of combustion promoting pilot oil to promote flame propagation (or, to improve the combustion environment) into the combustion chamber (28) before the ignition pilot oil is injected.
또한, 본 발명의 파일럿 보조분사 제어유닛(30) 측에서는, 착화용 파일럿 오일이 상기 연소실(28)로 분사되어, 상기 공기/가스 혼합기체가 연소되는 상황 하에서, 상기 연료 공급 제어유닛(21), 파일럿 오일 인젝터(25) 등과 통신을 취하여, 상기 파일럿 오일 인젝터(25)를 직접 또는 간접으로 제어함으로써, 상기 연소실(28)로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 추가 분사될 수 있도록 유도하는 역할을 수행하게 된다.In addition, in the pilot auxiliary injection control unit (30) of the present invention, when the pilot oil for ignition is injected into the combustion chamber (28) and the air/gas mixture is combusted, it communicates with the fuel supply control unit (21), the pilot oil injector (25), etc., and directly or indirectly controls the pilot oil injector (25), thereby inducing additional injection of pilot oil for promoting recombustion to recombust unburned gas into the combustion chamber (28).
이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파일럿 보조분사 제어유닛(30)은 인터페이스 모듈(31)을 매개로 하여, 엔진 제어기(24), 연료 공급 제어유닛(21), 파일럿 오일 인젝터(25) 등과 통신을 취하는 운영정보 저장모듈(32), 주 분사 체크모듈(33), 전 분사 실행 유도모듈(35), 후 분사 실행 유도모듈(34) 등이 긴밀하게 조합된 구성을 취하게 된다.In this case, as illustrated in FIG. 3, the pilot auxiliary injection control unit (30) according to the present invention has a configuration in which an operating information storage module (32), a main injection check module (33), a pre-injection execution induction module (35), a post-injection execution induction module (34), etc., communicate with an engine controller (24), a fuel supply control unit (21), a pilot oil injector (25), etc., via an interface module (31), are closely combined.
이때, 운영정보 저장모듈(32) 측에서는 자신의 정보저장영역에 엔진 제어기(24)의 등록정보, 연료 공급 제어유닛(21)의 등록정보, 파일럿 오일 인젝터(25)의 등록정보, 통신 세션의 형성/유지를 위한 프로그램 소스 정보, 전산모듈들의 기능수행을 위한 프로그램 소스정보 등을 저장/관리함으로써, 본 발명에 따른 파일럿 보조분사절차(예컨대, 연소 촉진용 파일럿 오일의 전 분사 절차, 재 연소 촉진용 파일럿 오일의 후 분사 절차 등)이 별다른 문제점 없이 정상적으로 진행될 수 있도록 지원하는 역할을 수행하게 된다.At this time, the operation information storage module (32) stores/manages, in its information storage area, registration information of the engine controller (24), registration information of the fuel supply control unit (21), registration information of the pilot oil injector (25), program source information for forming/maintaining a communication session, program source information for performing functions of computer modules, etc., thereby supporting the pilot auxiliary injection procedure according to the present invention (e.g., pre-injection procedure of pilot oil for promoting combustion, post-injection procedure of pilot oil for promoting re-combustion, etc.) to proceed normally without any particular problems.
또한, 주 분사 체크모듈(33) 측에서는 인터페이스 모듈(31)을 매개로 하여, 엔진 제어기(24), 연료 공급 제어유닛(21), 파일럿 오일 인젝터(25) 등과 통신을 취하면서, 예컨대, '연소실(28)의 온도 상태'. '실린더(27)의 크랭크 축 각도', '파일럿 오일 인젝터(25)의 분사 상태' 등을 확인하고, 이를 통해, 상기 착화용 파일럿 오일의 분사 여부(즉, '주 분사의 실행 여부')를 체크하는 절차를 진행하게 된다. In addition, the main injection check module (33) communicates with the engine controller (24), the fuel supply control unit (21), the pilot oil injector (25), etc., via the interface module (31), and checks, for example, the 'temperature status of the combustion chamber (28),' the 'crank shaft angle of the cylinder (27),' the 'injection status of the pilot oil injector (25),' and through this, a procedure is performed to check whether the pilot oil for ignition is injected (i.e., 'whether the main injection is executed').
또한, 전 분사 실행 유도모듈(35) 측에서는 상기 주 분사 체크모듈(33)과 통신하면서, 상기 주 분사 체크모듈(33)에 의해 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되지 않은 것으로 판단되면, 상기 연료 공급 제어유닛(21), 파일럿 오일 인젝터(25) 등과 통신을 취하여, 상기 파일럿 오일 인젝터(25)를 직접 또는 간접으로 제어함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서(즉, '주 분사'의 실행 이전 시점에서), 상기 연소실(28)로 연소 촉진용 파일럿 오일이 사전 분사될 수 있도록 유도하는 절차(즉, '전 분사'가 실행될 수 있도록 유도하는 절차)를 진행하게 된다.In addition, the pre-injection execution induction module (35) communicates with the main injection check module (33), and if it is determined by the main injection check module (33) that the ignition pilot oil is not injected, it communicates with the fuel supply control unit (21), the pilot oil injector (25), etc., and directly or indirectly controls the pilot oil injector (25), so that, as shown in FIG. 4, a procedure is performed to induce the combustion promotion pilot oil to be pre-injected into the combustion chamber (28) at a time point before the ignition pilot oil is injected (i.e., at a time point before the execution of the 'main injection') (i.e., a procedure to induce the execution of the 'pre-injection').
나아가, 후 분사 실행 유도모듈(34) 측에선, 주 분사 체크모듈(32)과 통신을 취하면서, 상기 주 분사 체크모듈(33)에 의해 상기 착화용 파일럿 오일이 분사된 것으로 확인/판단되면, 상기 파일럿 오일 인젝터(25) 또는 연료 공급 제어유닛(21)과 통신을 취하여, 상기 파일럿 오일 인젝터(25)를 직접 또는 간접으로 제어함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 착화용 파일럿 오일이 분사된 이후 시점에서(즉, '주 분사'의 실행 이후 시점에서), 상기 연소실(28)로 상기 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 추가 분사될 수 있도록 유도하는 절차(즉, '후 분사'가 실행될 수 있도록 유도하는 절차)를 진행하게 된다.Furthermore, in the post-injection execution induction module (34), when communicating with the main injection check module (32), if it is confirmed/judged that the ignition pilot oil has been injected by the main injection check module (33), the module communicates with the pilot oil injector (25) or the fuel supply control unit (21) to directly or indirectly control the pilot oil injector (25), so that, as shown in FIG. 4, at a point in time after the ignition pilot oil has been injected (i.e., at a point in time after the execution of the 'main injection'), a procedure is performed to induce additional injection of the re-combustion-promoting pilot oil into the combustion chamber (28) (i.e., a procedure to induce the execution of the 'post-injection').
요컨대, 본 발명에서는 <선박용 엔진(26)의 연소실(28)에 가스(또는, 공기/가스 혼합기체)를 공급하는 단계>, <연소실(28)에 화염의 전파를 촉진시키기 위한 연소 촉진용 파일럿 오일을 분사하는 단계(전 분사 단계)>, <연소실(28)에 상기 공기/가스 혼합기체를 착화시키기 위한 착화용 파일럿 오일을 분사하는 단계(주 분사 단계)>, <상기 착화용 파일럿 오일이 상기 연소실(28)로 분사되어, 상기 공기/가스 혼합기체가 연소되는 상황 하에서, 상기 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일을 추가 분사시키는 단계(후 분사 단계)> 등으로 선박용 엔진 연료공급 방법을 새롭게 개선/구현하게 되는 것이다.In short, the present invention newly improves/implements a method for supplying fuel to a marine engine by <a step of supplying gas (or air/gas mixture) to a combustion chamber (28) of a marine engine (26)>, <a step of injecting combustion-promoting pilot oil to promote flame propagation into the combustion chamber (28) (pre-injection step)>, <a step of injecting ignition pilot oil to ignite the air/gas mixture into the combustion chamber (28) (main injection step)>, <a step of additionally injecting re-combustion-promoting pilot oil to re-combust unburned gas into the combustion chamber under the condition that the ignition pilot oil is injected into the combustion chamber (28) and the air/gas mixture is combusted (post-injection step)>.
이때, 본 발명에서는 상황에 따라(예컨대, 엔진의 용량, 연소실의 크기, 공기/가스 혼합기체의 공급량 등에 따라), 연소 촉진용 파일럿 오일 또는 재 연소 촉진용 파일럿 오일을 복수 회 분사할 수도 있다(즉, '전 분사 단계'에서. 연소 촉진용 파일럿 오일을 2회 이상 분사할 수도 있으며, '후 분사 단계'에서, 재 연소 촉진용 파일럿 오일을 2회 이상 분사할 수도 있다).At this time, in the present invention, depending on the situation (e.g., depending on the capacity of the engine, the size of the combustion chamber, the amount of air/gas mixture supplied, etc.), the pilot oil for promoting combustion or the pilot oil for promoting re-combustion may be injected multiple times (i.e., in the 'pre-injection stage', the pilot oil for promoting combustion may be injected twice or more, and in the 'post-injection stage', the pilot oil for promoting re-combustion may be injected twice or more).
이때, 전 분사 단계 하에 공급되는 연소 촉진용 파일럿 오일은 공기/가스에 비해 자발화 온도가 낮기 때문에, 해당 연소 촉진용 파일럿 오일이 착화용 파일럿 오일의 분사 이전에, 공기/가스에 예혼합 되는 경우, 해당 공기/가스 측에서는 본격적인 연소절차의 진행 시, 화염의 전파가 대폭 촉진되는 환경(즉, 향상된 연소 환경)에 놓일 수 있게 되며, 결국, 소염(Quenching) 및 불완전 연소 가능성이 높은 연소실(28) 말단부 및 틈새체적의 연소가 대폭 개선됨으로써, 배기 행정에서, 배기 가스가 배기 파이프(29)로 배출될 시에도, 유해물질/오염물질(예컨대, 메탄가스 등)이 발생하지 않게 된다.At this time, since the combustion-promoting pilot oil supplied under the pre-injection stage has a lower auto-ignition temperature than the air/gas, if the combustion-promoting pilot oil is premixed with the air/gas before the ignition pilot oil is injected, the air/gas side can be placed in an environment in which flame propagation is significantly promoted (i.e., an improved combustion environment) when a full-scale combustion procedure is performed, and ultimately, since combustion in the end portion of the combustion chamber (28) and the gap volume where quenching and incomplete combustion are highly likely are significantly improved, even when the exhaust gas is discharged to the exhaust pipe (29) in the exhaust stroke, no harmful substances/pollutants (e.g., methane gas, etc.) are generated.
또한, 후 분사 단계 하에 공급되는 재 연소 촉진용 파일럿 오일은 연소실(28) 말단부 및 틈새체적에 놓인 '미 연소/불완전 연소 공기/가스'를 한 번 더 연소시키는 기능을 신뢰성 있게 수행하게 되며, 이 경우에도, 배기 행정에서, 배기 가스가 배기 파이프(29)로 배출될 시에도, 유해물질/오염물질(예컨대, 메탄가스 등)이 발생하지 않게 된다.In addition, the pilot oil for promoting re-combustion supplied under the post-injection stage reliably performs the function of re-combusting the 'unburned/incompletely combusted air/gas' located at the end of the combustion chamber (28) and in the gap volume, and even in this case, even when the exhaust gas is discharged to the exhaust pipe (29) in the exhaust stroke, no harmful substances/pollutants (e.g., methane gas, etc.) are generated.
이와 같이, 본 발명에서는 엔진 제어기, 연료 공급 제어유닛, 파일럿 오일 인젝터 등의 통신 인프라 하에, <착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, '주 연소 시, 연소의 촉진을 위한 연소 촉진용 파일럿 오일'이 사전 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈>, <착화용 파일럿 오일이 연소실로 분사되어, 공기/가스 혼합기체가 연소되는 상황 하에서, 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 후속으로 추가 분사될 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 체계적으로 배치/제공하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 연소실로 공급된 공기/가스 혼합기체 측에서는, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 시, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이전 시점에 미리 분사된 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해, 향상된 연소 환경'에 처할 수 있거나, '착화용 파일럿 오일의 착화작용에 의한 본격적인 연소 후, 해당 착화용 파일럿 오일의 분사 이후 시점에 추가 분사된 재 연소 촉진용 파일럿 오일의 작용에 의해 미 연소 가스를 재 연소 받을 수 있게 되는 환경'에 처할 수 있도록 있게 되며, 결국, 선주를 포함한 선박 운영주체 측에서는, 공기/가스 혼합기체의 미 연소 또는 불완전 연소에 기인한 유해물질/오염물질(예컨대, 메탄가스 등)의 발생 문제점(즉, 환경오염 문제점 등)을 효과적으로 회피할 수 있게 된다.In this way, in the present invention, under the communication infrastructure of the engine controller, the fuel supply control unit, the pilot oil injector, etc., <a computer module that can induce 'pilot oil for promoting combustion for promoting combustion during main combustion' to be pre-injected at a point in time before the ignition pilot oil is injected>, <a computer module that can induce pilot oil for promoting re-combustion to be additionally injected subsequently to re-combust unburned gas in the combustion chamber under a situation in which the ignition pilot oil is injected into the combustion chamber and the air/gas mixture is combusted>, etc., so that, under the implementation environment of the present invention, the air/gas mixture supplied to the combustion chamber can be in an 'improved combustion environment due to the action of the pilot oil for promoting combustion injected in advance at a point in time before the injection of the ignition pilot oil during full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil', or 'after full-scale combustion by the ignition action of the ignition pilot oil, the pilot oil for promoting re-combustion is additionally injected at a point in time after the injection of the ignition pilot oil. The ship will be placed in an 'environment where unburned gas can be re-burned due to the action of oil,' and as a result, the ship operator, including the ship owner, will be able to effectively avoid problems (i.e., environmental pollution problems, etc.) of generating hazardous substances/pollutants (e.g., methane gas, etc.) due to unburned or incomplete combustion of the air/gas mixture.
참고로, 본 발명에서는 상술한 '전 분사+주 분사+후 분사'의 조합을 엔진의 운전 조건에 따라 부분적으로 선택하여, 탄력적으로 적용할 수 있게 된다.For reference, in the present invention, the combination of 'pre-injection + main injection + post-injection' described above can be flexibly applied by partially selecting it according to the operating conditions of the engine.
이러한 본 발명은 엔진 측 오염물질의 효율적인 차단이 필요한 여러 분야에서, 전반적으로 유용한 효과를 발휘한다.The present invention has a generally useful effect in various fields where efficient blocking of engine-side contaminants is required.
그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. And, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it is self-evident that the present invention may be practiced in various ways by those skilled in the art.
이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.Such modified embodiments should not be understood individually from the technical idea or viewpoint of the present invention, and such modified embodiments should fall within the scope of the appended claims of the present invention.
10,20: 선박용 엔진 연료공급 시스템
11,21: 연료 공급 제어유닛
12,22: 오일 연료 공급유닛
13,23: 가스 연료 공급유닛
14,24: 엔진 제어기
15,25: 파일럿 오일 인젝터
16,26: 선박용 엔진
17,27: 실린더
18,28: 연소실
19,29: 배기 파이프
30: 파일럿 보조분사 제어유닛
31: 인터페이스 모듈
32: 운영정보 저장모듈
33: 주 분사 체크모듈
34: 후 분사 실행 유도모듈
35: 전 분사 실행 유도모듈10,20: Marine engine fuel supply system
11,21: Fuel supply control unit
12,22: Oil fuel supply unit
13,23: Gas fuel supply unit
14,24: Engine controller
15,25: Pilot oil injector
16,26: Marine engines
17,27: Cylinder
18,28: Combustion chamber
19,29: Exhaust pipe
30: Pilot Auxiliary Injection Control Unit
31: Interface Module
32: Operational information storage module
33: Main injection check module
34: Post injection execution induction module
35: Pre-injection execution induction module
Claims (9)
상기 연소실로 가스를 공급하는 가스 연료 공급유닛과;
상기 가스 연료 공급유닛을 제어하는 연료 공급 제어유닛과;
상기 연소실로 공기/가스 혼합기체가 공급되는 상황 하에서, 해당 공기/가스 혼합기체를 착화시키기 위한 착화용 파일럿 오일을 분사하는 파일럿 오일 인젝터와;
상기 연료 공급 제어유닛, 또는 파일럿 오일 인젝터와 통신하며, 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, 상기 연소실로 화염의 전파를 촉진시기 위한 연소 촉진용 파일럿 오일이 분사될 수 있도록 하는 파일럿 보조분사 제어유닛을 포함하며,
상기 파일럿 보조분사 제어유닛 측에서는 상기 착화용 파일럿 오일이 상기 연소실로 분사된 이후 시점에서, 상기 파일럿 오일 인젝터를 제어함으로써, 상기 연소실로 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일이 추가 분사될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 연료공급 시스템.A marine engine having a combustion chamber;
A gas fuel supply unit for supplying gas to the combustion chamber;
A fuel supply control unit that controls the above gas fuel supply unit;
A pilot oil injector for injecting ignition pilot oil to ignite the air/gas mixture under a situation where the air/gas mixture is supplied to the combustion chamber;
The fuel supply control unit or the pilot oil injector communicates with the pilot oil injector, and includes a pilot auxiliary injection control unit that allows combustion promoting pilot oil to be injected to promote flame propagation to the combustion chamber before the ignition pilot oil is injected.
A marine engine fuel supply system characterized in that, at a point in time after the ignition pilot oil is injected into the combustion chamber, the pilot oil injector is controlled so that pilot oil for promoting recombustion to recombust unburned gas can be additionally injected into the combustion chamber.
상기 주 분사 체크모듈과 통신하며, 상기 주 분사 체크모듈에 의해 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되지 않은 것으로 판단되면, 상기 연료 공급 제어유닛 또는 파일럿 오일 인젝터와 통신하여, 상기 파일럿 오일 인젝터를 직접 또는 간접으로 제어함으로써, 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, 상기 연소실로 상기 연소 촉진용 파일럿 오일이 사전 분사될 수 있도록 유도하는 전 분사 실행 유도모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 연료공급 시스템.In the first paragraph, the pilot auxiliary injection control unit communicates with the fuel supply control unit or the pilot oil injector and includes a main injection check module that checks whether the pilot oil for ignition is injected;
A marine engine fuel supply system characterized by including a pre-injection execution induction module that communicates with the main injection check module and, if it is determined by the main injection check module that the ignition pilot oil is not injected, communicates with the fuel supply control unit or the pilot oil injector to directly or indirectly control the pilot oil injector, thereby inducing the combustion promotion pilot oil to be pre-injected into the combustion chamber before the ignition pilot oil is injected.
상기 연소실에 화염의 전파를 촉진시키기 위한 연소 촉진용 파일럿 오일을 분사하는 단계와;
상기 연소실에 상기 공기/가스 혼합기체를 착화시키기 위한 착화용 파일럿 오일을 분사하는 단계와;
상기 연소실에 미 연소 가스를 재 연소시키기 위한 재 연소 촉진용 파일럿 오일을 추가 분사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 연료공급 방법.A step of supplying an air/gas mixture to a combustion chamber of a marine engine;
A step of injecting pilot oil for promoting combustion to promote flame propagation in the combustion chamber;
A step of injecting ignition pilot oil to ignite the air/gas mixture into the combustion chamber;
A method for supplying fuel to a marine engine, characterized in that it comprises a step of additionally injecting pilot oil for promoting recombustion to recombust unburned gas in the combustion chamber.
상기 착화용 파일럿 오일이 분사되지 않은 것으로 판단되면, 상기 착화용 파일럿 오일이 분사되기 이전 시점에서, 상기 연소실로 상기 연소 촉진용 파일럿 오일이 사전 분사될 수 있도록 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 연료공급 방법.In the sixth paragraph, the step of injecting the pilot oil for promoting combustion includes a step of checking whether the pilot oil for ignition is injected;
A method for supplying fuel to a marine engine, characterized in that it comprises a step of inducing the combustion promoting pilot oil to be pre-injected into the combustion chamber before the ignition pilot oil is injected, if it is determined that the ignition pilot oil is not injected.
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