JP6410325B2 - 燃料油移送装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料油移送装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関などに向け供給される燃料油を貯蔵するために用いられる燃料油貯蔵タンクに関する。

船舶や発電機などのボイラに用いられる燃料油は、燃料油貯蔵タンクから内燃機関に供給される。燃料油貯蔵タンクに収容される燃料油は、例えば安価なＣ重油が用いられる。
燃料油は、比較的温度による粘度の変化が大きい。そこで、粘度が低くなる温度を維持することが要求される。この要求を満たすために燃料油貯蔵タンク内の燃料油が加熱される構成が知られている（例えば、特許文献１）。

図４は、燃料油を加熱する構成を用いる燃料油移送装置１００を説明するための配管図である。
燃料油移送装置１００は、例えば、船舶の底部近傍などに複数備えられている燃料油貯蔵タンク１０１と、移送ポンプ１０２を用いて燃料油貯蔵タンク１０１内から吸入される燃料油を加熱する燃料油澄タンク１０３と、加熱された燃料油を清浄化して一時的に貯留する燃料油サービスタンク１０４とを備えている。
燃料油サービスタンク１０４と燃料油貯蔵タンク１０１との間の油路には燃料油貯蔵タンク１０１に向けて加熱済みの燃料油を戻す流下ポンプ１０５が備えられている。図４中、符号１０６はヒータを、符号１０７，１０８はバルブを、符号１０９は温度センサをそれぞれ示している。

燃料油貯蔵タンク１０１内の燃料油は、移送ポンプ１０２により導入されて燃料油澄タンク１０３において加熱され、清浄化されてから燃料油サービスタンク１０４に一時的に貯留される循環ルートを通過する。燃料油サービスタンク１０４に貯留されている燃料油は、内燃機関などの消費量を補填できる量を設定されて流下ポンプ１０５によって燃料油貯蔵タンク１０１に戻される。
燃料油澄タンク１０３およびまたは燃料油サービスタンク１０４から燃料油貯蔵タンク１０１内に戻される加熱済み燃料油は、タンク内の燃料油と混合され、タンク内の燃料油を部分的に３０〜４０度に加熱する。加熱により粘度が低下した燃料油は、移送効率を妨げる流動抵抗が少なくされる。

燃料油貯蔵タンク１０１は、図５に示されているように、貯蔵されている燃料の一部を対象として加熱するために他の空間を区分けされたボックス状小区画１１２を備えている。このボックス状小区画１１２は、燃料油貯蔵タンク１０１から燃料油澄タンク１０３に向けて吸入される燃料油の移送効率を下げないために設けられている。
すなわち、燃料油貯蔵タンク１０１に戻される加熱済み燃料油は、貯蔵されている燃料油に比べて比重が小さく、上昇して拡散しやすいが、ボックス状小区画１１２内に加熱済み燃料油を止めることによって拡散が防がれる。この結果、燃料油貯蔵タンク１０１内から吸入される位置に溜まっている燃料油は、温度低下を抑えられて流動抵抗が増加しないままに維持されるので移送効率が悪化することがない。

図５において燃料油貯蔵タンク１０１に設けられたボックス状小区画１１２は、底部近傍に向けた開口を持つベルマウス１１０に連通する吸入主管１１１を備えている。
吸入主管１１１は、ボックス状小区画１１２によって覆われている。ボックス状小区画１１２は、空間を仕切る任意の一側が底面側から上方に向けて切除された切り込み部１１２Ａを有し、切り込み部１１２Ａを用いて燃料油貯蔵タンク１０１の内部とボックス状小区画内部とが連通されている。

ボックス状小区画１１２は、ベルマウス１１０から燃料油貯蔵タンク１０１内に戻された加熱済み燃料油が、ベルマウス１１０の位置から上昇して離れた位置に向けて流れるのを防ぐ。つまり、ベルマウス１１０を出た燃料油は、上昇するとボックス状小区画１１２の天井１１２Ｂに衝突して跳ね返る。この結果、燃料油はボックス状小区画１１２内で乱流を起こしてボックス状小区画１１２の内部に止まれる。

一方、加熱済み燃料油の流れをベルマウス１１０の周辺に集約させるための構成として、天井１１２Ｂとの間に隙間を設けて直角な方向に延びる断面形状がＴ字状の衝立１１３を切り込み部１１２Ａの近傍に配置する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
加熱済み燃料油は、ボックス状小区画１１２の天井１１２Ｂに加えて天井１１２Ｂと平行する衝立１１３の張り出し片である水平片１１３Ａに衝突して乱流となり、ボックス状小区画１１２内での燃料油との混合性が高められる。この結果、ベルマウス１１０に吸入される燃料油と加熱済み燃料油との混合率が高められて燃料油の加熱効率が高められる。

燃料油貯蔵タンク１０１に設けられているボックス状小区画１１２は、内部に溜まるエアを排出して燃料油の流入を許容するためのエア抜き穴１１２Ｂ１を天井に設けている。
エア抜き穴１１２Ｂ１は、外部に流れ出る燃料油の量を少なくしてボックス状小区画１１２内に貯蔵されている燃料油の温度低下を抑えるために、小サイズにされることが望ましい部分である。

一方、エア抜き穴１１２Ｂ１と同様にボックス状小区画１１２に穿たれる穴には、図６に示すように、燃料油の液面の変化に追随して昇降可能な液面検知部材として用いられるレベルゲージＬＧをセットするための穴１１２Ｂ２がある。
レベルゲージＬＧは、油面位置に応じて昇降可能なフロートＬＦを備えている（図６は、便宜上、任意位置にフロートＬＦが示されている）。フロートＬＦは、エア抜き穴１１２Ｂ１と違って大きな外径を持つ。従って、フロートＬＦを挿通させる穴１１２Ｂ２はエア抜き穴１１２Ｂ１よりも燃料油が外部に流れ出やすくなる。
ボックス状小区画１１２から加熱済み燃料油が流れ出やすくなると、ボックス状小区画１１２には、流れ出た加熱済み燃料油に代わって未加熱のために比重が大きい燃料油が切り込み部１１２Ａから流れ込みやすくなる。結果として、ボックス状小区画１１２内に溜まっている燃料油に対する加熱不足が発生し、粘度上昇が原因して燃料油の移送効率が悪化しやすくなる。

特許第３８０７５９６号公報

本発明の課題は、燃料油貯蔵タンクに貯留されている加熱済み燃料油が吸入位置から離れてしまうのを抑えることにより、吸入される燃料油の温度低下を防止して燃料油の移送効率の悪化を改善できる燃料油移送装置を提供することにある。

この課題を解決するために本発明は、燃料油貯蔵タンクから繰り出される燃料油を加熱しながら戻すことができる構成を備えた燃料油移送装置において、燃料油貯蔵タンクに、その空間の一部を他の空間と隔離すると共に燃料油貯蔵タンクから燃料油を吸排する吸入管を覆う小区画を設け、この小区画の天井に燃料油の液面位置の変化に追随して昇降可能な液面検知部材の挿通穴を形成し、挿通穴には天井から前記小区画の底部に至る長さを持たせて前記液面検知部材が昇降可能な内径を有する周壁の上部が一体化されていることを特徴としている。

本発明によれば、ボックス状小区画の天井に形成されている穴は周壁の一部によりボックス状小区画内部と隔絶される。これにより、穴からボックス状小区画内の燃料油が流れ出るのを抑えることができ、ボックス状小区画内の燃料油の温度が低下するのを防止できる。

本発明の実施形態に係る燃料油移送装置の構成を示す模式図である。 図１に示した燃料油移送装置の燃料油貯蔵タンクの構成を説明するための模式図である。 図２に示した燃料油貯蔵タンクの一部の構成を説明するための模式図である。 従来の燃料油移送装置の構成を示す模式図である。 図４に示した燃料油貯蔵タンクに用いられる構成を説明するための斜視図である。 図５に示した燃料油貯蔵タンクの一部の構成を説明するための模式図である。

以下に、本発明を実施するための形態を説明する。
図１は、本発明を実施するための形態に係る燃料油移送装置１の構成を示している。
燃料油移送装置１は、燃料油貯蔵タンク２に連通する燃料油澄タンク３，燃料油サービスタンク４を備えている。
燃料油澄タンク３は、燃料油を加熱するために用いられるタンクであり、図示しないヒータにより、一例として７０〜８０℃の温度に燃料油が加熱される。

燃料油貯蔵タンク２と燃料油澄タンク３とは移送管５によって連通されており、その途中には、移送ポンプ６、温度センサ７および圧力センサ８が配置されている。
温度センサ７は、例えば、移送ポンプ６の燃料油入り口側の温度を計測している。
圧力センサ８は、移送ポンプ６内に吸入される燃料油の圧力変化を監視するために設けられている。圧力変化は、燃料油の粘度変化に応じた流動抵抗の変化を判断するために用いられる。特に、粘度が高くなり流動抵抗が増加した場合には、移送ポンプ６の入り口側の圧力が真空化傾向となる。従って、真空化傾向の圧力変化が検知されると燃料油の粘度を下げるための加熱が必要となる。
燃料油澄タンク３には、移送ポンプ６によって吸入された燃料油の液面を検知するためのレベルセンサ９が設けられている。
レベルセンサ９は、燃料油澄タンク３内に燃料油が所定量導入されたときの液面を検知できるセンサである。レベルセンサ９は、燃料油澄タンク３内に燃料油が所定量導入されたことを検知すると、移送ポンプ６の駆動を停止させるために用いられる。

燃料油サービスタンク４は、加熱された燃料油を清浄化した後、一時的に貯留し、内燃機関等に向け燃料油を供給するために用いられるタンクである。燃料油貯蔵タンク２と燃料油サービスタンク４とは吸入管１０により連通されており、その途中には、流下ポンプ１１が配置されている。燃料油澄タンク３およびまたは燃料油サービスタンク４に貯留されている燃料油の一部は流下ポンプ１１によって燃料油貯蔵タンク２に流下されて燃料油貯蔵タンク２内の燃料油の温度を高める。
この場合にいう流下ポンプ１１の名称は、燃料油サービスタンク４が燃料油貯蔵タンク２よりも高い位置に配置されている構成を前提としていることが理由である。つまり、上位の燃料油サービスタンク４から、これよりも下位の燃料油貯蔵タンク２に燃料油を流れ落とすように繰り出すことを意味させて流下という表現としている。

図１に示す構成では、燃料油澄タンク３および燃料油サービスタンク４がそれぞれ吸入管１０に連通された構成を採用している。従って、これら両方のタンク３，４あるいは何れかのタンクから燃料油貯蔵タンク２に向けた燃料油の流路が設定できるように各タンク３，４燃料油の出口の流路に弁１２が設けられている。

以上の燃料油移送装置１は、移送ポンプ６によって燃料油貯蔵タンク２から燃料油澄タンク３に吸入された燃料油が加熱され、加熱された燃料油が清浄化されたうえで燃料油サービスタンク４に導入され、貯留された燃料油が内燃機関等への供給に備えられる。
燃料油澄タンク３およびまたは燃料油サービスタンク４において一時的に貯留されている燃料油の一部は、流下ポンプ１１によって燃料油貯蔵タンク２に戻される。この結果、燃料油貯蔵タンク２内の燃料油は加熱された燃料油と混合されることにより部分的に３６〜４０℃に加熱される。

本実施形態においては、ポンプ同士の稼働時間として、例えば、移送ポンプ６が１５分程度そして流下ポンプ１１が４５分程度を選択されて交互に稼働される。この時間のうちで移送ポンプ６の稼働時間は、例えば、前述した燃料油澄タンク３内のレベルセンサ９によって燃料油の液面が検知されるまでの時間に対応させることができる。つまり、移送ポンプ６の回転数、駆動電流等の定格に基づいた流量で燃料油を流したときの稼働時間内に燃料油の液面がレベルセンサ９によって検知されると燃料油の流動抵抗を生じない燃料油の粘度であると判断でき、この稼働時間を超える場合には燃料油の粘度が高く流動性が悪いと判断できる。また、レベルセンサ９は、燃料油澄タンク３内に導入される燃料油が所定量に達したことを検知すると、移送ポンプ６の稼働を停止させて燃料油が溢れるのを防止する。
なお、停泊中などのように燃料油の消費がないときは、移送ポンプ６の稼働時間が短く、レベルセンサ９が作動するまでの時間が例えば６分程度となる。

移送ポンプ６を用いて燃料油貯蔵タンク２から燃料油澄タンク３に向けて燃料油を吸入するルートは、図１において符号Ｆ１〜Ｆ５で示されている。流下ポンプ１１を用いて燃料油サービスタンク４から燃料油貯蔵タンク２に向け燃料油を流下させるルートは、図１において矢印Ｆ１０〜Ｆ１２で示されている。
このような構成を用いる燃料油移送装置１は、その主要部の構成が本出願人の先願である特開２０１２−１７１２３号公報に開示されている。

以上の構成を備えた本実施形態による燃料油移送装置１の特徴は、燃料油貯蔵タンクの構造にある。特に、加熱済み燃料が吸引口付近から遠ざかるのを防止して燃料油の温度低下を抑える構造に特徴がある。
図２は、本実施形態にかかる燃料油移送装置１に用いられる燃料油貯蔵タンク２の内部構造を説明するための模式図である。
同図において、燃料油貯蔵タンク２の内部には、図５において符号１１２で示した構成と同様にボックス状小区画２Ａが設けられている。
ボックス状小区画２Ａには、図５に示した構成と同様に、空間を仕切る任意の一側に切り込み部２Ａ１が形成され、内部には、断面形状がＴ字状を成す衝立部材２Ｂが設けられている。
ボックス状小区画２Ａの側部において切り込み部２Ａ１と反対側の側部には、移送管５に連通する吸入主管５Ａが貫通されており、吸入主管５Ａの先端にはボックス状小区画２Ａの底部に向け開口して吸引口として用いられるベルマウス２Ｃが接続されている。

ボックス状小区画２Ａの天井２Ａ２には、燃料油の液面検知部材であるレベルゲージ（便宜上、符号ＬＧにより示す）のフロート（便宜上、符号ＬＦにより示されている）を挿入できる挿通穴２Ａ１０が形成されている。
挿通穴２Ａ１０には、ボックス状小区画２Ａの天井２Ａ２から底部に至る長さを持たせてフロートＬＦが昇降可能な内径を有する周壁３０の上部が一体化されている。従って、挿通穴２Ａ１０は、図６に示した場合と違って、ボックス状小区画２Ａの内部と隔絶されているので、近辺の燃料油が外部に流れ出すことができない。

周壁３０は、挿通穴２Ａ１０からボックス状小区画２Ａの底部に向けて延長されているが、底部側に位置する端部がボックス状小区画２Ａの底部に接触、あるいは底部との間に隙間ができるように離されている。
ボックス状小区画２Ａの底部側に位置する周壁３０の端部には、図３に示されるように、周方向に沿って複数の開口部３０Ａ、３０Ａ’が備えられている。
図３の（Ａ）に示す開口部３０Ａは、端部に達する切り込みが用いられ、図３の（Ｂ）に示す開口部３０Ａ’は、矩形の開口が用いられている。
開口部３０Ａ，３０Ａ’は、燃料油貯蔵タンク２内のエア抜きと共にフロートＬＦによる液面検知の際の燃料油が導入される部分である。
上述したボックス状小区画２Ａの底部側端部がボックス状小区画２Ａの底部との間に隙間ができるように離されている場合には、上記開口部３０Ａ、３０Ａ’を必ずしも必要としない。なお、エア抜き穴の機能を挿通穴２Ａ１０に含ませることや挿通穴２Ａ１０とは別にエア抜き穴を設けることとのいずれも選択可能である。

以上の構成を備えた本実施形態にかかる燃料油移送装置１によれば、燃料油貯蔵タンク２の天井に設けられる穴、つまりレベルゲージＬＧ挿通のための挿通穴がボックス状小区画内部と隔絶されている。これにより、従来のように、ボックス状小空間２Ａの天井近傍の燃料油が挿通穴から外部に流れ出すことがない。しかも、開口部３０Ａ、３０Ａ’あるいはボックス状小区画２Ａの底部との間に隙間を設けることによりボックス状小区画２Ａ内のエアを抜くための部分としても用いられるので、構成の簡略化が可能となる。

本発明は、ボックス状の小区画に既存構造部として用いられるレベルゲージのフロートを挿通する穴を小区画の内部と隔絶することにより加熱済み燃料油が流れ出るのを阻止できる。隔絶可能な周壁を設けるという簡単な構成を用いるだけで加熱済み燃料油を小区画内に止めることができ、燃料油貯蔵タンクから取り出される燃料油の粘度品質の低下を抑えて移送効率の悪化を防止できる点で利用可能性が高い。

１ 燃料油移送装置
２ 燃料油貯蔵タンク
２Ａ ボックス状小区画
２Ａ２ 天井
２Ａ１０ 挿通穴
３ 燃料油澄タンク
４ 燃料油サービスタンク
５ 移送管
６ 移送ポンプ
３０ 周壁
３０Ａ、３０Ａ’ 開口部

Claims (4)

1. 燃料油貯蔵タンクと、該燃料油貯蔵タンクから吸入された燃料油を加熱する燃料油澄タンクと、加熱された燃料油を前記燃料油貯蔵タンクに戻すために一時的に貯留する燃料油サービスタンクとを備えて前記燃料油を循環させることができる燃料油移送装置において、
   前記燃料油貯蔵タンクは、底部に向け開口するベルマウスを有する吸入管と、前記燃料油貯蔵タンク内で部分的に他の空間と区分けされて前記吸入管を覆うことが可能な空間を形成する小区画とを備え、
   前記小区画は、燃料油の液面の変化に追随して昇降可能な液面検知部材の挿通穴を天井に形成され、該挿通穴には、前記天井から前記小区画の底部に至る長さを持たせて前記液面検知部材が昇降可能な内径を有する周壁の上部が一体化されていることを特徴とする燃料油移送装置。
2. 請求項１記載の燃料油移送装置において、前記小区画は、前記燃料油貯蔵タンク内の他の空間と連通する切り込み部が設けられ、該切り込み部の近傍には、前記底部に固定されて前記天井との間に隙間を設けて直角な方向に延びる衝立部材が備えられ、該衝立部材の前記天井側には、該天井に平行する張り出し片が形成されていることを特徴とする燃料油移送装置。
3. 請求項１記載の燃料油移送装置において、前記周壁は、前記小区画の底部側に位置する端部に、周方向に沿って複数の開口部が形成されていることを特徴とする燃料油移送装置。
4. 請求項１または３記載の燃料油移送装置において、前記周壁は、前記小区画の底部側に位置する端部が該底部との間に隙間ができるように離されていることを特徴とする燃料油移送装置。

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