(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのための燃料処理システムであって、
−  エンジンのための燃料油を洗浄するための、少なくとも第１および第２の遠心分離機と、
−  少なくとも第１および第２の可変フィードポンプであって、前記第１のフィードポンプは、洗浄すべき燃料油を前記第１の遠心分離機に供給するために配置され、前記第２のフィードポンプは、洗浄すべき燃料油を前記第２の遠心分離機に供給するために配置される、少なくとも第１および第２の可変フィードポンプと、
−  前記第１の遠心分離機の動作と、前記第１の分離機への洗浄すべき燃料油の流量を制御するための前記第１の可変フィードポンプの速度と、を制御するように構成される第１の分離機制御ユニットと、
−  前記第２の遠心分離機の動作と、前記第２の分離機への洗浄すべき燃料油の流量を制御するための前記第２の可変フィードポンプの速度と、を制御するように構成される第２の分離機制御ユニットと、
−  前記遠心分離機の下流に配置される前記燃料処理システム内のユニットから、または前記システムによって処理される燃料を使用するために配置されるエンジンから、情報を受け取り、受け取られた前記情報に基づいて、動作要求を前記分離機制御ユニットに送るように構成される、前記分離機制御ユニット以外のシステム制御ユニットと、
を備え、
前記システム制御ユニットは、前記遠心分離機の動作状態に関係する戻り情報を前記分離機制御ユニットから受け取るようにさらに構成されており、
前記戻り情報は、前記分離機の動作状態、前記分離機の最大容量、前記分離機の現在の処理量、分離機ロータの温度、および／または前記遠心分離機の各々の分離機フレームの振動、についての情報を含む、エンジンのための燃料処理システム。
【請求項２】
前記分離機制御ユニットへの前記動作要求は、前記可変フィードポンプを動作させる方法についての命令、および前記遠心分離機を動作させる方法についての命令、を含む、請求項１に記載の燃料処理システム。
【請求項３】
前記動作要求は、特定の分離機処理量を要求すること、前記遠心分離機の少なくとも１つの始動を要求すること、前記遠心分離機の少なくとも１つの停止を要求すること、および前記遠心分離機の少なくとも１つの放出を要求すること、から選択される少なくとも１つの要求を含む、請求項１または２に記載の燃料処理システム。
【請求項４】
前記遠心分離機の１つ以上の下流に配置される前記燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットは、タンクを備え、前記遠心分離機の少なくとも１つによって処理された燃料が、前記タンクに送られる、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料処理システム。
【請求項５】
前記分離機の下流に配置される前記燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットは、エンジン内への噴射直前の温度、粘度、および／または流量の観点から、燃料の特性を高めるために配置される燃料コンディショニングモジュールを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料処理システム。
【請求項６】
前記システム制御ユニットは、前記遠心分離機の少なくとも１つの上流の前記燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットから情報を受け取り、前記受け取られた情報に基づいて、前記分離機制御ユニットに動作要求を送るようにさらに構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料処理システム。
【請求項７】
前記エンジンは、船の推進のために船上に位置する、請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料処理システム。
【請求項８】
前記情報は、前記エンジンの燃料消費量であり、前記燃料消費量は、流量計を用いて測定される実際の燃料消費量であるか、または前記燃料消費量は、設定値に基づく想定される燃料消費量である、請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料処理システム。
【請求項９】
−  エンジンのための燃料処理システム、および洗浄すべき燃料油を用意するステップと、
−  少なくとも第１および第２の可変フィードポンプをそれぞれ使用して、少なくとも第１および第２の遠心分離機に洗浄すべき前記燃料油を供給するステップと、
−  前記燃料油を前記遠心分離機内で洗浄して、清浄な油相を提供するステップと、
−  少なくとも第１および第２の分離機制御ユニットをそれぞれ使用して、前記遠心分離機の動作と、前記可変フィードポンプの速度と、を制御するステップと、
−  前記分離機の下流の前記燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットからの、または前記システムによって処理される燃料を使用するために配置されるエンジンからの情報をシステム制御ユニットに送るステップと、
−  前記システム制御ユニットを使用して受け取られた前記情報に基づいて、前記分離機制御ユニットに動作要求を送るステップと、
を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料処理システムを使用して、エンジンのための燃料油を処理するための方法。
【請求項１０】
前記分離機制御ユニットからの前記遠心分離機の動作状態に関係する戻り情報を、前記システム制御ユニットに送るステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記遠心分離機の上流の前記燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットからの情報を送るステップをさらに含み、前記分離機制御ユニットへの前記動作要求は、前記受け取られた情報にさらに基づいている、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
ディーゼルエンジンのための燃料油を処理するためのプロセスを制御するための方法であって、
−  前記燃料油を洗浄するための少なくとも１つの分離機の下流にある燃料処理システム内の、少なくとも１つのユニットから情報を受け取るステップと、
−  受け取られた前記情報に基づいて少なくとも２つの分離機制御ユニットに動作要求を送るステップであって、前記動作要求は、洗浄すべき燃料油を少なくとも２つの遠心分離機に供給するために少なくとも２つの可変フィードポンプを動作させる方法についての命令、および前記遠心分離機を動作させる方法についての命令、を含む、ステップと、
−  前記遠心分離機の動作状態に関係する戻り情報を前記分離機制御ユニットから受け取るステップであって、前記戻り情報は、前記分離機の動作状態、前記分離機の最大容量、前記分離機の現在の処理量、分離機ロータの温度、および／または前記遠心分離機の各々の分離機フレームの振動、についての情報を含む、前記分離機制御ユニットから受け取るステップと、
を含む、方法。
【請求項１３】
前記分離機の上流の前記燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットから情報を受け取るステップをさらに含み、前記分離機制御ユニットに送られる前記動作要求もまた、そのような受け取られた情報に基づいている、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船上で燃料油を洗浄するなどの、燃料油を処理する分野に関し、より詳しくは燃料処理システムの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶用ディーゼルエンジンは通常、いくつかのタイプの市販の燃料油を、それらが船上で適切に処理される限り受け入れる。そのような燃料処理システムは通常、１つまたはいくつかの沈降タンクと一緒に１つまたはいくつかの遠心分離機を備える。遠心分離機は一般に、燃料油などの、液体混合物からの液体および／または固体の分離のために使用される。動作中は、処理されるべき燃料油が回転ボウル内に導入され、遠心力に起因して、重い粒子または水などのより高密度の液体は、回転ボウルの周囲に蓄積し、一方清浄な油相は、回転の中心軸のより近くに蓄積する。これは、例えば周囲および回転軸の近くにそれぞれ配置される異なる出口を用いて、分離した留分の収集を可能にする。
【０００３】
現在船上で燃料を扱うための要件は、いくつかの作業を伴い、船上での処理は、いくつかの困難と関連している。例えば、船上および発電所におけるディーゼルエンジンのための燃料油は、触媒微粒子と呼ばれる、シリコンおよびアルミニウムの化合物（例えば細孔性ケイ酸アルミニウムまたはゼオライトとして知られているアルミノケイ酸塩）の粒子を含有する。触媒微粒子は、長い炭化水素分子が、より短い分子に分解される、接触分解として知られている原油の精製プロセスからの残留物である。これらの粒子は研磨性があり、エンジンおよび補助装置内に摩耗を引き起こすこともあるので、燃料油において望ましくない。さらに、大部分の船は、残留燃料油または重質燃料油（ＨＦＯ）で動き、それは本質的に、比較的安価なエネルギー源についての市場需要を満たすために混ぜ合わされる製油所副産物である。しかしながら、さらに厳しい規制が、例えば硫黄排出規制海域（ＳＥＣＡ  ：  Ｓｕｌｐｈｕｒ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａｓ）または排出規制海域（ＥＣＡ  ：  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａｓ）の海域の導入とともにそのような残留油からの硫黄排出を管理するために実施されている。船が、ＥＣＡの外側ではＨＦＯで動き、次いで船が、ＥＣＡに入ると、蒸留物に切り替えることが、想定されている。燃料特性の差および異なる燃料間での切り替えはそれ故に、船上での燃料油の準備または処理をより複雑にする。
【０００４】
船上での燃料処理システムは特に、エネルギー効率、燃料品質、環境コンプライアンスおよびエンジン保護に焦点を合わせる。船上での燃料処理システムの性能および制御を最適化する解決策についての必要性が当分野にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主目的は、効率的な使用および制御を可能にするエンジンのための燃料処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様として、
エンジンのための燃料処理システムであって、
−  エンジンのための燃料油を洗浄するための、少なくとも第１および第２の遠心分離機と、
−  少なくとも第１および第２の可変フィードポンプであって、第１のフィードポンプは、洗浄すべき燃料油を前記第１の遠心分離機に供給するために配置され、第２のフィードポンプは、洗浄すべき燃料油を前記第２の遠心分離機に供給するために配置される、少なくとも第１および第２の可変フィードポンプと、
−  第１の遠心分離機の動作と第１の可変フィードポンプの速度とを制御するように構成され、それによって第１の分離機への洗浄すべき燃料油の流量を制御する、少なくとも第１の分離機制御ユニットと、
−  第２の遠心分離機の動作と第２の分離機への洗浄すべき燃料油の流量を制御するための第２の可変フィードポンプの速度とを制御するように構成される第２の分離機制御ユニットと、
−  前記遠心分離機の下流に配置される燃料処理システム内のユニットから、またはシステムによって処理される燃料を使用するために配置されるエンジンから情報を受け取り、前記受け取られた情報に基づいて分離機制御ユニットに動作要求を送るように構成される、分離機制御ユニット以外のシステム制御ユニットと、を備える、エンジンのための燃料処理システムが、提供される。
【０００７】
燃料処理システムは、燃料油の船上での処理のためのシステム、すなわち船上で使用されるシステムであってもよい。エンジンはそれ故に、船に乗っているディーゼルエンジンなどの、ディーゼルエンジンであってもよい。
【０００８】
用語「エンジンのための燃料油」は本明細書では、船上または発電所におけるエンジンなどの、パワーの発生のためのエンジンにおける使用を目的とする油を指す。用語「燃料油」は、ＩＳＯ８２１７、石油製品−燃料（クラスＦ）−船舶用燃料の仕様、２００５および２０１２版において定義される通り、または船上もしくは発電所におけるエンジンでの使用より前にそのような油の前処理から生じる油成分／相であってもよい。燃料油は、蒸留物としてかまたは残留物として、石油蒸留からの留分として得られてもよい。ディーゼルは、本明細書では燃料油と見なされる。燃料油はそれ故に、船舶用（残留）燃料油（ＭＦＯ）またはＣ重油（Ｂｕｎｋｅｒ  Ｃ  ｏｉｌ）であってもよい。
【０００９】
「洗浄すべき燃料油」は、一般に１つ以上のタンクに貯蔵される、異なる粘度を有する燃料油の異なるタイプで構成されることもあり、それは、洗浄のために分離機に送られる燃料油のタイプが、時間によって異なることもあるということを意味する。
【００１０】
実施形態では、ディーゼルエンジンのための燃料油は、重質燃料油（ＨＦＯ）を含む。ＨＦＯは、蒸留からのまたは鉱油処理における分解からの残留油である。
【００１１】
遠心分離機は、異なる密度である、液体混合物などの流体混合物の少なくとも２つの成分の分離のために配置されてもよい。各遠心分離機は、固定フレームおよび固定フレームに関して回転部分を回転させるように構成される駆動部材を備えてもよい。回転部分は、分離スペースを取り囲むスピンドルおよび遠心機ロータを備えてもよく、遠心機ロータは、回転軸（Ｘ）の周りでスピンドルと一緒に回転するためにスピンドルに取り付けられる。回転部分は、少なくとも１つの軸受け装置により固定フレームによって支持される。分離スペースは、回転軸の回りで中心に配置される分離ディスクのスタックを備えてもよい。そのような分離ディスクは、分離スペース内に表面拡大インサートを形成する。分離ディスクは、円錐台の形を有してもよく、すなわちスタックは、円錐台状の分離ディスクのスタックであってもよい。ディスクはまた、回転軸の回りに配置される軸性ディスクであってもよい。
【００１２】
分離機制御ユニットは、分離機およびフィードポンプの動作を制御するユニットである。フィードポンプは、可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）の使用によって分離機制御ユニットによって制御されてもよい。分離機制御ユニットは、プロセッサならびに分離機およびフィードポンプと通信するためのかつ分離機およびフィードポンプを動作させる方法についての情報をシステム制御ユニットから受け取るための入力／出力インターフェースを備えてもよい。
【００１３】
システム制御ユニットは、分離機制御ユニット以外の制御ユニットである。システム制御ユニットは、動作要求を１つまたはいくつかの分離機制御ユニットに送るユニットである。それ故に、分離機制御ユニット、ならびに例えばフィードポンプのＶＦＤは、システム制御ユニットが正常に機能しない場合に完全に機能することができる独立したシステムである。
【００１４】
システム制御ユニットはさらに、分離機の１つ、両方もしくはすべての下流に配置される燃料処理システム内のユニット、またはシステムによって洗浄されたもしくは処理された油が使用されるエンジンなどから、遠心分離機の下流で情報を受け取るように構成される。下流はそれ故に、分離機とエンジンとの間の燃料処理システム内のどこかである。受け取られた情報に基づいて、動作要求、すなわち使用中の分離機におけるシステム設定についての命令が、分離機に送られる。システム制御ユニットはそれ故に、前記受け取られた情報を分析するように構成されるコンピュータプログラム製品を備え、そのような分析に基づいて動作要求を送ってもよい。
【００１５】
燃料処理システムはもちろんまた、フィードポンプと分離機との間に、かつ燃料がそれにまたはそれから輸送されるシステム内の任意の他のユニット間に、パイプまたは類似のものなどの輸送手段を備えてもよい。
【００１６】
本発明の第１の態様は、燃料処理システムの１つの分離機以上の分離機を通る流量を制御することが、多くの利点を有するという洞察に基づいている。例えば、分離機を通る流れの減少は、ボウル内での保持時間を増加させる。これは、より小さい粒子ほど、ディスクスタック内で沈降する時間があることになるので、より高い分離効率につながる。加えて、エネルギー効率の増加は、フィードポンプ、ヒータおよび分離機が、より低い負荷で働くとき、達成されることになる。
【００１７】
さらに、燃料処理システムがいくつかの分離機を備えるので、システム制御ユニットは分離機性能にわたって全体的な制御を有し、オペレータに各分離機をオン／オフさせる代わりに、エネルギー効率を増加させるために分離機がオフにされるべき命令を送ってもよい。その上、互いに独立しているシステム制御ユニットおよび分離機制御ユニットを有し、分離機制御ユニットにもまた分離機への燃料供給を制御させると、その時分離機制御ユニットはまた、全システム制御ユニットが正常に機能しない場合に機能することもできる。それ故に、システム制御ユニットが、故障する場合、その時分離機への燃料供給は、途絶することなく継続することができる。
【００１８】
本発明の第１の態様の実施形態では、分離機制御ユニットへの動作要求は、少なくとも第１および第２の可変フィードポンプを動作させる方法についての命令および少なくとも第１および第２の遠心分離機を動作させる方法についての命令を含む。
【００１９】
それ故に、システム制御ユニットは、またどの供給量が各分離機のために使用されるべきかをも含む情報を分離機制御ユニットに送ってもよい。
【００２０】
本発明の第１の態様の実施形態では、動作要求は、特定の分離機処理量を要求すること、分離機の始動を要求すること、分離機の停止を要求することおよび分離機の放出を要求することから選択される少なくとも１つの要求を含む。
【００２１】
特定の分離機処理量はそれ故に、可変フィードポンプの動作速度についての情報であってもよい。処理量は、分離機の最大容量の百分率として送られてもよい。分離機の放出のための要求は、分離機が放出シーケンスを開始するための要求であってもよく、その場合分離機チャンバの外周に蓄積した重質相が、例えば分離機チャンバの周囲に位置する周囲ポートの断続的な開放を介して放出される。遠心分離機はそれ故に、当技術分野で知られているように、断続的な放出システムを有する遠心分離機であってもよい。
【００２２】
本発明の第１の態様の実施形態では、システム制御ユニットは、各遠心分離機の動作状態に関係する戻り情報を各分離機制御ユニットから受け取るようにさらに構成される。
【００２３】
一例として、戻り情報は、各分離機の動作状態、各分離機の最大容量、各分離機の現在の処理量、各分離機ロータの温度および／または各分離機フレームの振動についての情報を含む。
【００２４】
分離機の動作状態は、分離機が、オフであるかもしくはスタンバイにあるか、それが、再循環モード、開始モードもしくは製造モードにあるか、放出シーケンスが、開始されているか、または分離機が、停止しているかについての情報を含んでもよい。
【００２５】
それ故に、システム制御ユニットはまた、燃料分離を最適化するために、燃料処理システムの分離機のいくつかの実際の動作状態を知っていてもよい。
【００２６】
本発明の第１の態様の実施形態では、前記分離機の下流に配置される燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットは、少なくとも第１および第２の遠心分離機によって処理された燃料が送られるタンクを備える。
【００２７】
それ故に、本発明の第１の態様の実施形態では、燃料処理システムは、少なくとも第１および第２の遠心分離機によって処理された燃料が送られる少なくとも１つのタンクをさらに備える。少なくとも第１および第２の遠心分離機によって処理された燃料が送られるタンクは、洗浄された油がそれからエンジンに輸送される給油タンクであってもよい。給油タンクからシステム制御ユニットによって受け取られる情報は、タンク内の燃料レベル、燃料の密度、燃料の温度、および／またはタンク内の燃料の粘度の情報を含んでもよく、システム制御ユニットは次いで、密度、粘度および必要とされる燃料温度に応じて、分離機を通る流れを調整するための要求を分離機制御ユニットに送ってもよい。
【００２８】
本発明の第１の態様の実施形態では、前記１つの分離機以上の分離機の下流に配置される燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットは、エンジン内への噴射直前の温度、粘度、および／または流量の観点から燃料の特性を高める燃料コンディショニングモジュールを備える。
【００２９】
燃料コンディショニングモジュールは、エンジン内への噴射直前の温度、粘度および／または流量の観点から燃料の特性を高めるモジュールである。
【００３０】
燃料コンディショニングモジュールはそれ故に、燃料が、エンジンに供給される前の燃料コンディショニングのためである。燃料コンディショニングは、例えばエンジン製造業者によって指定される清浄度、圧力、温度、粘度、および流量を満たすためのブースタシステムによる燃料油の処理である。燃料コンディショニングシステムによって管理されるパラメータは、エンジン燃焼性能にとって重要である。燃料コンディショニングモジュールはまた、異なる燃料を取り扱い、燃料混合物を製造し、燃料間での自動切り替えを管理するために配置されてもよい。
【００３１】
燃料コンディショニングモジュールは、システムによって洗浄された燃料油を使用するエンジンに入る洗浄された油の流量を測定するために配置される流量計を備えてもよい。エンジンに入る燃料の流量を測定するために配置される流量計は、エンジンの燃料油消費量についての情報を与え、それ故にエンジン作業負荷の尺度として使用されてもよい。
【００３２】
その結果、システム制御ユニットはそれ故に、燃料消費量がどれほどかの信号を燃料コンディショニングモジュールまたはエンジンにおける流量計から受け取り、それを燃料処理システムの分離機の処理量と整合させるように構成されてもよい。システム制御ユニットはまた、センサからの情報またはＦＣＭの制御パラメータに基づいて、密度、粘度、燃料フィルタ内に築かれたスラッジ、燃料混合などの、他の情報を燃料コンディショニングモジュールから受け取るように構成されてもよい。フィルタ内に築かれたスラッジは、燃料フィルタの前、後ろ、および／または中に配置される流量センサ、または圧力センサを通じて決定されてもよく、それらは、燃料コンディショニングモジュール内に、または燃料処理システム内の別個のユニットとして燃料コンディショニングモジュールから分離するように含まれてもよい。また、システム制御ユニットは、システムが燃料を使い果たすのを防止するために、給油タンクから（少なくとも）燃料レベルを受け取ってもよい。
【００３３】
前記分離機の下流の燃料処理システム内の少なくとも１つのコンポーネントはまた、洗浄された油が使用される実際のエンジンであってもよい。それ故に、システム制御ユニットは、洗浄された油相が使用されるエンジンの作業負荷に応じて動作要求を分離機制御ユニットに送るように構成されてもよい。それ故に、動作要求は、エンジンの燃料消費量などのエンジン作業負荷についての情報に依存することもある。エンジンの作業負荷および例えばエンジンの燃料消費量が減少する場合、動作要求は、１つ以上の分離機への洗浄すべき燃料油の流量を低減するための要求を含んでもよく、エンジンの作業負荷および例えばエンジンの燃料消費量が、増加する場合、動作要求は、１つ以上の分離機への洗浄すべき燃料油の流量を増加させるための要求を含んでもよい。
【００３４】
本発明の第１の態様の実施形態では、システム制御ユニットはさらに、燃料コンディショニングモジュールなどの、燃料処理システムの他のユニットに情報を送るように構成される。システム制御ユニットは、性能を最適化しかつ互換性のない燃料の混合を防止するために、燃料特性についての情報を燃料コンディショニングモジュールに送る。
【００３５】
その結果、本開示の燃料処理システムは、分離機の処理量をエンジンの実際の消費量と整合させ、さらに、動作要求を遠心分離機に送るとき、燃料コンディショニングモジュールとの通信ならびに密度、粘度および温度などの、タンク内の燃料のより詳細な情報を取得することを導入することができる。
【００３６】
本発明の第１の態様の実施形態では、システム制御ユニットは、前記少なくとも第１および第２の遠心分離機の上流の燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットから情報を受け取り、前記受け取られた情報に基づいて動作要求を分離機制御ユニットに送るようにさらに構成される。
【００３７】
遠心分離機の上流の燃料処理システム内のコンポーネントはそれ故に、燃料油が遠心分離機より前にユニットに出会うような位置に配置されるユニットである。ユニットは、可変フィードポンプが、処理すべき燃料をそれから分離機に供給する、沈降タンクであってもよい。それ故に、システム制御ユニットは、より最適化された燃料処理動作のために、沈降タンク内の燃料の特性についての情報を受け取ってもよい。その結果、燃料処理システムは、遠心分離機に供給される前に洗浄すべき燃料油を貯蔵するためのバンカタンクまたは類似のものをさらに備えてもよい。
【００３８】
前記少なくとも第１および第２の遠心分離機の上流の燃料処理システム内のユニットはまた、洗浄すべき燃料油の温度を調節するための手段を備えてもよい。そのような手段は、ヒータおよび／または熱交換器を備えてもよい。
【００３９】
燃料処理システムは、少なくとも３つまたは４つの遠心分離機などの、３つ以上の遠心分離機を備えてもよい。これらは、清浄な油を同じ給油タンクに配送するために並列に配置されまたは結合されてもよい。すべての遠心分離機は、分離機制御ユニットおよび可変フィードポンプを有してもよい。しかしながら、単一のフィードポンプが、燃料油をいくつかの分離機に配送するために使用されてもよく、各分離機への供給は、フィードポンプと分離機との間に配置される、三方弁などの弁を使用して決定されてもよい。システム制御ユニットはそれ故に、分離機の１つが、正常に機能しないまたはオフにされる場合、処理すべき燃料油の流れを他の分離機に向け直すように構成されてもよい。
【００４０】
上で論じられたように、いくつかの分離機は、同じシステム内に統合されるので、システム制御ユニットは、分離機を通る流量を最適化し、全製造量を燃料消費量と整合させるためのコーディネータとして機能する。システム制御ユニットは、燃料処理システム全体の性能を最適化するために分離機をオン／オフすることができてもよい。
【００４１】
本発明の第１の態様の実施形態では、システム制御ユニットは、燃料処理システム内の油内のキャット微粒子（ｃａｔ  ｆｉｎｅｓ）の量を監視するための情報を受け取りかつ／またはユニットに送るように構成される。
【００４２】
さらに、システム制御ユニットは、燃料処理システム内の油内のキャット微粒子の量を監視するためのそのようなユニットから受け取られた情報に基づいて要求を分離機制御ユニットに送るように構成されてもよい。
【００４３】
キャット微粒子、または触媒微粒子は、長い炭化水素分子が、より短い分子に分解される、接触分解として知られている原油の精製プロセスからの残留物である。これらの粒子は、研磨性があり、エンジンおよび補助装置内に摩耗を引き起こすこともあるので、燃料油において望ましくない。燃料油内の触媒微粒子の濃度は普通、０から６０ｐｐｍの間で変化する。触媒微粒子は、０．１ミクロン（マイクロメータ）から１００ミクロンのサイズ範囲内のこともある。
【００４４】
燃料処理システムは、清浄な油相内の触媒微粒子の濃度を測定するためのセンサおよび／または洗浄すべき燃料油内の触媒微粒子の濃度を測定するためのセンサをさらに備えてもよい。システム制御ユニットはそれ故に、そのようなセンサからまたはそのようなセンサのいくつかからの情報に基づいて洗浄すべき燃料油の流量を調節するための要求を分離機制御ユニットに送るように構成されてもよい。システム制御ユニットは、それが、清浄な油相および／または洗浄すべき燃料油内の触媒微粒子の濃度が増加するという情報を受け取る場合、洗浄すべき燃料油の流量を低減するための要求を分離機制御ユニットに送るように構成されてもよく、それが、清浄な油相および／または洗浄すべき燃料油内の触媒微粒子の濃度が減少するという情報を受け取る場合、洗浄すべき燃料油の流量を増加させるための要求を送るように構成されてもよい。
【００４５】
一例として、システム制御ユニットは例えば、高レベルの汚染物質が、その分離機の出口において検出される場合（機能不良を示唆する）、分離機をオフにするように構成されることもあり得る（残りの分離機内に十分な容量がある場合）。それはまた、分離機の放出を始動させることもあり得る。
【００４６】
本発明の第１の態様の実施形態では、システム制御ユニットは、情報を受け取りかつ／または情報を船上のユニットに送るように構成され、前記ユニットは、燃料処理システムの外部に配置される。
【００４７】
それ故に、システム制御ユニットは、燃料ガスを処理するためのスクラバシステムなどの、船上の他の応用対象と、またはジャイロスコープなどの、航路を検出するためのユニットと、通信するように構成されてもよい。公海においては、ジャイロスコープは、大きいロール運動についてシステム制御ユニットに知らせることもあり得る。システム制御ユニットは次いで、より短い間隔で分離機の放出を始動させる、または分離機が、最大分離効率で動いていることを確認することもあり得る。
【００４８】
本発明の第２の態様として、
−  エンジンのための燃料処理システムおよび洗浄すべき燃料油を用意するステップと、
−  少なくとも第１および第２の可変フィードポンプをそれぞれ使用して、少なくとも第１および第２の遠心分離機に前記洗浄すべき燃料油を供給するステップと、
−  清浄な油相を提供するために遠心分離機内で前記燃料油を洗浄するステップと、
−  少なくとも第１および第２の分離機制御ユニットをそれぞれ使用して、遠心分離機の動作と可変フィードポンプの速度とを制御するステップと、
−  前記分離機の下流の燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットからの、またはシステムによって処理される燃料を使用するために配置されるエンジンからの情報をシステム制御ユニットに送るステップと、
−  前記システム制御ユニットを使用して前記受け取られた情報に基づいて動作要求を分離機制御ユニットに送るステップと、を含む、エンジンのための燃料油を処理するための方法が、提供される。
【００４９】
第２の態様に関して使用される用語および定義は、上記の第１の態様に関して論じられたのと同じである。それ故に、エンジンのための燃料処理システムは、上記の本発明の第１の態様の燃料処理システムであってもよい。
【００５０】
洗浄すべき燃料油を遠心分離機に供給するステップは、例えば燃料油を貯蔵するためのタンクから、分離スペースに通じる入り口パイプなどを介して、洗浄すべき燃料油を遠心分離機の分離スペースに供給するステップを含んでもよい。
【００５１】
清浄な油相を提供するために遠心分離機内で燃料油を洗浄するステップは、洗浄すべき燃料油を清浄な油相、スラッジ相および水相に分離するステップを含んでもよい。スラッジ相は、触媒微粒子（キャット微粒子）などの、固体不純物を含むこともある。
【００５２】
本方法は、分離補助剤を洗浄すべき燃料油に、すなわち分離機の上流に追加するステップをさらに含んでもよい。そのような分離補助剤は、ポリマーなどの、液体補助剤であってもよい。その結果、洗浄するステップは、遠心分離機の分離スペース内で触媒微粒子および分離補助剤を燃料油から遠心力によって分離するステップと、清浄な油相を分離スペースからそれの中央軽質相出口を通って放出するステップと、触媒微粒子などの、分離されたより小さい粒子を、分離された分離補助剤と一緒に分離チャンバから、中央軽質相出口の半径方向外側に位置する、分離チャンバの重質相出口を通って放出するステップと、を含んでもよい。
【００５３】
本発明の第２の態様の実施形態では、本方法は、洗浄すべき燃料油の温度を調節するステップをさらに含む。これは、洗浄すべき油の粘度が、特定の最大粘度ｖｍａｘより下に保たれるように、油を加熱するなどの、温度を変えるステップを含んでもよい。測定される粘度は、燃料油タンクと分離機の１つ以上との間などの、分離機の上流の燃料油の粘度であってもよい。粘度はまた、例えば油を加熱するためのヒータの下流で、すなわち油の加熱後に測定されてもよい。これは、温度が、分離されようとしている油に基づいて調節されてもよいことを意味する。しかしながら、粘度はまた、洗浄された油について測定されることもあり得る。粘度は例えば、分離機の液体軽質相出口においてもしくはその後で、または洗浄された燃料油がエンジンにおいて使用される前に分離機の下流のタンク内で測定されることもあり得る。
【００５４】
温度を調節するステップは、９８℃を上回る温度に温度を調節するステップを含んでもよい。一例として、洗浄すべき燃料油の温度は、１１０℃を上回るなど、１１５℃を上回るなどの、１０５℃を上回る温度を含む温度に調節されてもよい。
【００５５】
本発明の第２の態様の実施形態では、本方法は、遠心分離機の動作状態に関係する前記分離機制御ユニットからの戻り情報を、前記システム制御ユニットに送るステップをさらに含む。
【００５６】
本発明の第２の態様の実施形態では、本方法は、前記遠心分離機の少なくとも１つの上流の燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットからの情報を送るステップをさらに含み、分離機制御ユニットへの動作要求はさらに、前記受け取られた情報に基づいている。
【００５７】
本発明の第３の態様として、
−  前記燃料油を洗浄するための少なくとも１つの分離機の下流にある燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットから情報を受け取るステップと、
−  前記受け取られた情報に基づいて、少なくとも２つの分離機制御ユニットに動作要求を送るステップであって、前記動作要求は、洗浄すべき燃料油を前記遠心分離機に供給するための少なくとも２つの可変フィードポンプを動作させる方法についての命令、および遠心分離機を動作させる方法についての命令を含む、ステップと、を含む、ディーゼルエンジンのための燃料油を処理するためのプロセスを制御するための方法が、提供される。
【００５８】
第３の態様に関して使用される用語および定義は、上記のその他の態様に関して論じられたのと同じである。
【００５９】
第３の態様の方法は、上記の第１の態様に関して論じられたようなシステム制御ユニットによって行われてもよい。
【００６０】
それ故に、本発明のさらなる態様として、前記プログ、コンピュータによって実行されるとき、本発明の第３の態様による方法を実行するためのプログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品が、提供される。一例として、システム制御ユニットは、そのようなコンピュータプログラム製品を備えてもよい。
【００６１】
さらに、本発明のさらなる態様として、前記プログラムが、コンピュータによって実行されるとき、本発明の第３の態様による方法を実行するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムが、その上に保存される、コンピュータ可読記憶媒体が、提供される。
【００６２】
本発明の第３の態様の実施形態では、本方法は、前記分離機の上流の燃料処理システム内の少なくとも１つのユニットから情報を受け取るステップをさらに含み、前記分離機制御ユニットに送られる動作要求もまた、そのような受け取られた情報に基づいている。
【００６３】
さらに、本発明の一態様では、コンピュータ実行可能コンポーネントが、デバイスに含まれる処理ユニット上で動かされるとき、デバイスに本発明の第３の態様による方法のステップを行わせるためのコンピュータ実行可能コンポーネントを含むコンピュータプログラム製品が、提供される。デバイスはそれ故に、システム制御ユニットであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】１つの遠心分離機を備えるシステムの一実施形態の概略図を示す図である。
【図２】２つの分離機を備えるシステムのさらなる実施形態の概略図を示す図である。
【図３】２つの分離機およびまた２つの沈降タンクも備えるシステムのさらなる実施形態の概略図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
本開示による方法およびシステムはさらに、添付の図面を参照して次の記述によって説明されることになる。記述を容易にし、理解を促進するために、本発明は、複数の遠心分離機を備える燃料処理システムに関するが、記述は最初に、単一の遠心分離機を備える燃料処理システムの図１を参照してなされる。様々なシステムコンポーネントおよびそれらの機能は、複数遠心分離機燃料処理システム、例えば情報を受け取り、１つの代わりに２つ以上の分離機に動作要求を送る制御ユニットへの適応を必要に応じて除き、単一の分離機および複数分離機システムについて同じである。それ故に、第１の分離機、第１の可変フィードポンプおよび第１の分離機制御ユニットなどについて図１を参照して述べられる特徴、機能、および構成は、第２の分離機、第２の可変フィードポンプ、第２の分離機制御ユニットなどについてと同じである。
【００６６】
図１は、沈降タンク２、第１のフィードポンプ３、プレヒータ４、分離機５、給油タンク６、追加のフィードポンプ７、燃料コンディショニングモジュール（ＦＣＭ）９、および１つのエンジン１０から成る燃料処理システム１の一実施形態の概略図を示す。
【００６７】
エンジンのための燃料は、沈降タンク２内に積み込まれる。この燃料は、重質燃料油（ＨＦＯ）またはディーゼルエンジンに適した任意の他の燃料であってもよい。タンク２は、キャット微粒子の収集および除去を容易にし、それらが悪天候時にかき回されるのを防止する傾斜したタンク底部を有してもよい。洗浄すべき燃料油は、可変フィードポンプ３を用いて遠心分離機５に供給される。システムは、洗浄すべき燃料油の温度を調節するためのプレヒータ４をさらに備える。燃料油はこの実施形態では、最初にヒータ４によって約９８℃まで加熱される。遠心分離機５は、燃料油を船上で洗浄するための当技術分野で知られている種類である。分離機５はそれ故に、燃料油の遠心分離が動作中にその中で行われる分離チャンバを、それ自体の中に形成するロータを備えてもよい。分離チャンバは、燃料油の効率的な分離を促進するために、円錐台状の分離ディスクのスタックを設けられている。円錐台状の分離ディスクのスタックは、表面拡大インサートの例であり、中心にかつロータと同軸上に合わせられる。分離機５の動作中に、分離すべき燃料油は、分離スペース内に持ち込まれる。密度に応じて、燃料油内の異なる相は、分離ディスクの間で分離される。水相およびスラッジ相などの、より重い成分は、分離ディスクの間で半径方向外側に移動し、一方清浄な油相などの、最低密度の相は、分離ディスクの間で半径方向内側に移動し、分離機内の半径方向最深レベルに配置される出口を通って押し出される。より高密度の液体は代わりに、より大きい半径距離にある出口を通って押し出される。固体またはスラッジは、分離チャンバの周囲に蓄積し、一組の半径方向スラッジ出口が開くことによって分離スペースから断続的に出され、そうするとスラッジおよびある量の流体は、遠心力によって分離スペースから放出される。
【００６８】
清浄な油相は、給油タンク６に運ばれる。エンジン１０によって必要とされるとき、油は、給油タンクから可変フィードポンプ７を使用して油フィルタ８を通って移される。これは、粒子および不純物を、それらがエンジン１０に入ることができる前に捕獲し、除去するために、燃料コンディショニングモジュール９の前に位置決めされる自動フィルタであってもよい。
【００６９】
燃料コンディショニングモジュール９、またはブースタシステムは、エンジンの燃焼性能の仕様に応じて清浄度、圧力、温度、粘度、および流量の観点から燃料油の特性を、それがエンジン１０に噴射される前に最適化する。これはさらに、エネルギー効率を増加させ、放出物を低減する。ＦＣＭ９の一部として、燃料切り替えシステム（ＡＣＳ）９ａが、使用されてもよい。ＡＣＳ９ａは、燃料切り替え時に、すなわちＨＦＯなどの第１の燃料から留出燃料に切り替えるとき、エンジン１０への噴射における正しい燃料パラメータを維持するためである。留出燃料の噴射温度は、ＨＦＯのそれよりもはるかに低いので、熱衝撃が、噴射システム内に起こることもある。ＡＣＳは、例えば噴射システム内部の温度勾配を制御することによって燃料切り替えを管理し、エンジン１０への噴射における燃料の正しい温度および粘度を維持する。さらに、燃料コンディショニングモジュール９もまた、給油タンク６からの洗浄された燃料油の流量を制御する。
【００７０】
第１のフィードポンプ３は、分離機制御ユニット１２によって制御されるＶＦＤ１５によって調節される。分離機制御ユニット１２はさらに、例えば分離機がオン／オフされるとき、分離機５の動作を制御し、それ故にまた沈降タンク２から分離機５への燃料油の流束も制御する。
【００７１】
このために、システム制御ユニット１３および／または分離機制御ユニット１２は、送信機／受信機などの通信インターフェースを備えてもよく、それを介してそれは、データを受信しかつ送信してもよい。システム制御ユニット１３および／または分離機制御ユニット１２は、中央処理ユニットなどの、処理ユニットを備えてもよく、それは、例えばメモリ上に記憶され得るコンピュータコード命令を実行するように構成される。メモリはそれ故に、そのようなコンピュータコード命令を記憶するための（非一時的）コンピュータ可読媒体を形成してもよい。処理ユニットは別法として、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイまたは類似のものなどの、ハードウェアユニットの形であってもよい。
【００７２】
この実施形態では、システム制御ユニット１３によって送られる要求を実行するために、分離機制御ユニット１２は、フィードポンプ３が、最大容量の範囲２５〜１００％内などの、どの速度で動くべきかを分離機制御ユニット１２に伝えるアナログ信号（４〜２０ｍＡまたはイーサネット（登録商標）を通じて）を受け取るように構成される。分離機制御ユニット１２は、放出のための要求信号および分離機をオン／オフする、またはむしろそれを待機状態にするための要求信号を受け取るようにさらに構成される。
【００７３】
分離機制御ユニット１２は、状態信号、すなわち分離機５が稼働中か否かなどの、情報をシステム制御ユニット１３に送るようにさらに構成される。分離機５は、放出に起因して、または開始もしくは再循環時に閉じられることもあり得る。分離機制御ユニット１２からシステム制御ユニット１３に送られるさらなる情報は、分離機最大処理容量、それの現在の処理量（ポンプ曲線から推定される、または測定される）、および温度、振動、ならびに分離機が装備している他のセンサデータを含んでもよい。
【００７４】
システム制御ユニット１３は、分離機制御ユニット１２から独立して、図１に点線によって示されるように、分離機制御ユニット１２およびまたＦＣＭ９とも通信し、タンク２および６から情報を集める。この実施形態では、システム制御ユニット１３は、タンク６内の燃料の密度、粘度および温度などの、給油タンクまたはデイタンク６内の燃料についての情報を受け取るように構成される。この情報は、異なる燃料間の互換性を決定するためにシステム制御ユニット１３によって使用されてもよい。
【００７５】
システム制御ユニット１３は、エンジン１０への実際の流量、燃料切り替えについての情報、別の燃料を処理するためのシステム制御ユニット１３への要求などの、情報をＦＣＭ９から受け取るようにさらに構成される。ＦＣＭ９はまた、燃料が動作から取り出されることになるまでの時間ならびにＦＣＭ９内のセンサおよびユニットからの他の読み取り値、例えばフィルタ内に築かれたスラッジ、温度、密度などについてシステム制御ユニット１３に情報を与えてもよい。
【００７６】
エンジン１０の動作中に、エンジン１０の燃料消費量は、ＦＣＭ９における流量計（図示略）によって測定される。この情報は、システム制御ユニット１３に送られる。システム制御ユニット１３は、要求された処理量を分離機制御ユニット１２に送り、それは次いで、ＶＦＤを介してフィードポンプ３の速度を調節することになる。分離機５を通る流れを低くすることによって、分離効率は、増加することになる。フィードポンプ３のエネルギー消費量は、プレヒータ４の熱需要と同様に、低減されることになる。
【００７７】
さらに、給油タンク６内の燃料レベルは、システム制御ユニット１３によって監視されてもよい。ある理由で、レベルが下限値よりも下に下がる場合、システム制御ユニット１３はアラームを始動させ、分離機５の１００％処理量を要求してもよい。アラームが認められ、アラームの理由が確定されるとき、分離機５の流れ制御は、再び開始されてもよい。
【００７８】
タンク２および６はまた、温度、密度、粘度、硫黄レベルなどが測定され、情報が、システム制御ユニット１３に送られることもあり得るように、他のタイプのセンサを装備することもあり得る。センサは、デイタンク６および沈降タンク２の両方に導入されることもあり得る。分離機５は、それが、低密度／粘度蒸留物または流れの遅い重質燃料油を洗浄する場合、その時異なる方法で動作することをシステム制御ユニット１３によって要求されることもあり得る。ブースタ、すなわちＦＣＭ９は、燃料をその特性に応じて異なる方法で処理してもよい。
【００７９】
図２は、船上での燃料処理システム１のさらなる実施形態を示す。システム１およびシステムのユニットは、上記の図１でのシステムについて論じられたように機能するが、しかし図２でのシステム１は、沈降タンク２内の油を洗浄するための第２の分離機５ａを備える。このために、第２の分離機制御ユニット１２ａによって制御されるＶＦＤ１５ａによって調節される第２のフィードポンプ３ａがある。分離機５ａの動作は、第１の分離機制御ユニット１２が、第１の分離機５を制御するのと同様の方法で分離機制御ユニット１２ａによって制御される。分離機５および５ａの両方によって洗浄された燃料は、同じ給油タンク６に送られる。
【００８０】
図２のシステム内には、洗浄された燃料油が、ＦＣＭ９によってそれに向けられる、補助エンジン１１もまたある。さらに、この例では、燃料コンディショニングモジュール９は、可変フィードポンプ７に接続される可変周波数駆動装置１５を用いて、給油タンク６からの洗浄された燃料油の流量を制御する。
【００８１】
第２の分離機５ａが、図２に例示されるように、システム１に追加されるとき、システム制御ユニット１３は、エンジン１０および１１の全消費量を整合させるために分離機５および５ａを通る流れを調整してもよい。消費量が、効率ブレークポイントより下に行くとき、システム制御ユニット１３は、分離機の１つが、オフにされることを要求してもよい。燃料消費量が、効率ブレークポイントを上回って増加するとき、もう１つの分離機は、再び開始するように要求されることになる。効率ブレークポイントは、オペレータによって手動でプリセットされてもよい。
【００８２】
さらに、図２に示されるシステムでは、第１の分離機制御ユニット１２はまた。第１の分離機５に供給される油を加熱するためのプレヒータ４も制御し、第２の分離機制御ユニット１２ａはまた、第２の分離機５ａに供給される油を加熱するためのプレヒータ４ａも制御する。それ故に、システム制御ユニット１３は、例えば給油タンク６またはＦＣＭ９からの情報に基づいて洗浄すべき燃料油の温度、従って粘度を変えるために動作要求を分離機制御ユニットに送ってもよい。
【００８３】
システム１は、分離機制御ユニットによってすべて制御される、３つ以上の分離機などのさらなる遠心分離機を備えてもよく、システム制御ユニット１３はそれ故に、燃料処理システム１内のすべての分離機に要求を送るように構成されてもよい。
【００８４】
図３は、船上での燃料処理システム１のさらなる実施形態を示す。システム１およびシステムのユニットは、上記の図２でのシステムについて論じられたように機能するが、しかし図３でのシステム１は、第１のタンク２ならびに沈降タンク２とは異なるタイプの燃料を有する第２の沈降タンク２ａを含有する。例えば、沈降タンク２は、ＨＦＯを含有してもよく、一方沈降タンク２ａは、留出燃料を含有してもよく、またはタンク２および２ａは、異なるタイプの留出燃料を有してもよい。
【００８５】
分離機５および５ａによって洗浄された油は、２つの異なる給油タンク６および６ａに送られ、ＦＣＭ９は、どちらの燃料およびどのくらいの燃料が、各タンクから供給されるべきかを制御してもよい。これは、洗浄された油をタンク６から供給するためにフィードポンプ７を使用することによってかつ洗浄された油をタンク６ａから供給するためにフィードポンプ７ａを使用することによって行われる。各タンク６および６ａからの油の供給についての情報は、システム制御ユニット１３によって送られてもよい。
【００８６】
さらに、上記の図１に関して論じられたように、沈降タンク２および２ａ内に積み込まれた燃料の燃料特性の情報は、搭載されたセンサによって測定され、システム制御ユニット１３に送られてもよい。代替案として、燃料特性の情報は、積み込むときに手動でシステム制御ユニット１３のソフトウェアに挿入されてもよい。関連のある燃料特性はそれ故に、各沈降タンク２および２ａに割り当てられることになる。システム制御ユニット１３は次いで、沈降タンク２および２ａ内の燃料の混合された特性を計算し、そのような情報をＦＣＭ９に送ってもよく、または両方のタンク２および２ａからの洗浄された燃料が、同じ給油タンクに送られる場合、すなわち図３のシステム内に単一の給油タンク６だけがある場合、その時システム制御ユニット１３は、そのような単一給油タンク内の混合物の実際の燃料特性を計算してもよい。
【００８７】
混合された燃料の燃料特性の情報は、硫黄レベルが、硫黄排出規制海域（ＳＥＣＡ）または排出規制海域（ＥＣＡ）の海域における排出規制に関して関心があるので、硫黄レベルの情報を含んでもよい。
【００８８】
また、燃料特性は、ＦＣＭの互換性評価において関心があることもあり得る。燃料の不適合性についての統計データが、システム制御ユニット１３によって集められる場合、ＦＣＭは、燃料切り替えにおいてそれらの混合物を回避することもあり得る。
【００８９】
さらに、図２および図３は、２つのエンジンに提供すべき燃料を処理するために配置される燃料処理システムの実施形態を例示するが、図２および図３に例示される燃料処理システムはまた、１つのエンジンにも、または３つ以上のエンジンにも適用可能である。
【００９０】
本発明は、開示された実施形態に限定されず、以下に提示される請求項の範囲内で変えられ、変更されてもよい。本発明は、図に示されるような分離機のタイプに限定されない。用語「遠心分離機」はまた、実質的に水平に向けられた回転軸を有する遠心分離機および単一の液体出口を有する分離機をも含む。
【符号の説明】
【００９１】
１  燃料処理システム
２  沈降タンク
２ａ  第２の沈降タンク
３  第１のフィードポンプ
３ａ  第２のフィードポンプ
４  プレヒータ、ヒータ
４ａ  プレヒータ
５  遠心分離機、分離機
５ａ  第２の分離機
６  給油タンク、デイタンク
６ａ  給油タンク
７  追加のフィードポンプ
７ａ  フィードポンプ
９  燃料コンディショニングモジュール（ＦＣＭ）
９ａ  燃料切り替えシステム（ＡＣＳ）
１０  エンジン
１１  補助エンジン
１２  分離機制御ユニット
１２ａ  第２の分離機制御ユニット
１３  システム制御ユニット
１５  可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）
１５ａ  可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）
【図１】
0006931097.tif 000002
【図２】
0006931097.tif 000003
【図３】
0006931097.tif 000004