KR101210764B1 - 폐열 회수식 윤활유 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열기와 정화기를 순차적으로 거쳐 가열 및 정화된 윤활유에 대한 이송경로를 재설정하고, 이를 통해 가열된 윤활유와 정화 이전의 윤활유 사이의 열 교환에 의한 폐열 회수기능을 수행할 수 있게 함으로써, 가열기의 운용에 소요되는 에너지를 절감함과 더불어 가열기의 용량을 축소시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 윤활유를 저장하는 오일 탱크(10)와 공급라인(14)을 매개로 연결되는 정화기(12); 상기 정화기(12)로 윤활유를 공급하는 피드 펌프(16); 오염된 윤활유와 정화된 윤활유 사이의 열 교환을 실시하는 예열기(18); 윤활유의 가열을 통해 상기 정화기(12)에 의한 정화 효율의 향상을 향상시키는 가열기(20); 상기 정화기(12)와 상기 예열기(18) 사이를 연결하는 재순환라인(22); 상기 정화기(12)와 상기 가열기(20) 사이의 공급라인(14)으로부터 분지되어 상기 오일 탱크(10)에 연결되는 회수라인(26); 및 상기 정화기(12)와 상기 가열기(20) 사이의 공급라인(14)과 상기 회수라인(26) 사이의 분기점에 설치되어 윤활유의 유동경로를 전환시키는 3웨이 밸브(24)를 구비한다.

Description

폐열 회수식 윤활유 정화 장치{Waste heat recovery type purifier system for lubrication oil}

본 발명은 폐열 회수 기능을 갖춘 윤활유의 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열기를 거쳐 정화기에 의해 정화된 고온의 윤활유에 대한 이송경로를 변경하여 정화 이전의 윤활유와의 열 교환을 통한 폐열 회수를 도모함으로써 가열기의 운용에 소요되는 에너지를 절감할 수 있도록 하는 폐열 회수식 윤활유 정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 선체의 추진을 위한 동력을 발생시키는 메인 엔진과 각종 설비의 작동을 위해 필요로 하는 전력을 생산하는 발전기 엔진 등을 비롯하여 다양한 여러 형태의 동력 발생용 장비를 구비한다. 이와 같은 다양한 종류의 엔진에서는 작동 시 각종 마찰부위에 대한 윤활 및 방청 등을 목적으로 필요한 제반 설비도 함께 마련되는 바, 그 중에서 대표적인 설비로서 각 장비의 마찰요소로 윤활유를 적절하게 공급할 수 있게 해 주는 윤활유 이송장치와, 오염된 윤활유에 대한 정화 설비를 예로 들 수 있다.

그런데 윤활유로부터 오염된 불순물을 제거하여 윤활유를 정화시키는 설비의 경우, 정화기로 공급되는 윤활유를 가열함으로써 정화 효율을 높일 수 있게 하는 가열 설비를 구축하고 있는 데, 이러한 가열 설비는 정화기로 제공되기 이전의 오염 상태인 윤활유에 대해 외부로부터 제공되는 열원을 가함으로써 윤활유의 온도를 높이고 그에 따른 정화 효율을 향상시키는 역할을 하기 때문에 윤활유의 온도 상승을 위한 열에너지의 소비를 반드시 수반하게 된다. 또한, 정화 효율의 향상을 위해 가열된 윤활유는 다시 메인 엔진 등에 제공되기 이전에 냉각 설비를 거쳐 적정의 온도로 낮춰지는 냉각 과정을 거치게 된다.

따라서 종래 윤활유의 정화 설비에서는 정화 효율의 향상을 위해 별도의 외부 열원을 윤활유에 제공함에 따른 에너지의 과다 소비를 초래하고, 특히 정화된 윤활유를 메인 엔진 등으로 재공급하기 이전에 냉각 설비를 통해 특정의 온도로 또 다시 냉각시켜야 하므로, 에너지의 불필요한 이중적 소비와 함께 정화 효율의 향상을 위해 가열 설비의 용량을 증대시킴에 따라 제반 설비의 구축에 소요되는 경제적 부담을 가중시키는 문제를 내재하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 가열기와 정화기를 순차적으로 거쳐 가열 및 정화된 윤활유에 대한 이송경로를 재설정하고, 이를 통해 가열된 윤활유와 정화 이전의 윤활유 사이의 열 교환에 의한 폐열 회수기능을 수행할 수 있게 함으로써, 가열기의 운용에 소요되는 에너지를 절감함과 더불어 가열기의 용량을 축소시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 윤활유를 저장하는 오일 탱크; 상기 오일 탱크와 공급라인을 매개로 연결되고 윤활유에 함유된 불순물을 제거하는 정화기; 상기 공급라인 중에 설치되어 상기 정화기로 윤활유를 공급하는 피드 펌프; 상기 공급라인 중에 설치되어 오염된 윤활유와 정화된 윤활유 사이의 열 교환을 실시하는 예열기; 상기 공급라인 중에 설치되어 윤활유를 가열하여 상기 정화기에 의한 정화 효율의 향상을 향상시키는 가열기; 상기 정화기와 상기 예열기 사이를 연결하는 재순환라인; 상기 정화기와 상기 가열기 사이의 공급라인으로부터 분지되어 상기 오일 탱크에 연결되는 회수라인; 및 상기 정화기와 상기 가열기 사이의 공급라인과 상기 회수라인 사이의 분기점에 설치되어 윤활유의 유동경로를 상기 오일 탱크 또는 상기 정화기로 각각 전환시키는 3웨이 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 정화기로부터 제거된 오염된 윤활유 중에 함유된 불순물을 별도로 저장하는 슬러지 탱크를 더 포함하고, 상기 예열기와 상기 회수라인 사이를 직접 연결하여 정화된 윤활유를 상기 정화기를 거치지 않고 회수라인을 통해 상기 오일 탱크로 공급하는 바이패스라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 재순환라인은 상기 정화기의 출구포트와 상기 예열기 사이를 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 피드 펌프의 구동에 의해 가열기와 정화기를 순차적으로 거쳐 가열되어 정화된 다음 오일 탱크로 순환되는 윤활유의 회수경로를 피드 펌프와 가열기 사이의 공급경로 상에 위치하는 예열기로 재설정함으로써, 예열기 내에서 피드 펌프를 통해 예열기로 공급되는 정화 이전의 윤활유와 정화기를 거쳐 가열 상태의 정화된 윤활유 사이의 열 교환을 통해 폐열을 회수할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명은 윤활유에 대한 정화 효율의 향상을 목적으로 윤활유를 가열시키도록 설치되는 가열기의 운용에 있어 소요되는 열에너지를 크게 절감할 수 있고, 특히 윤활유의 가열을 위한 가열기의 용량 축소에 따른 설비의 구축에 소요되는 제반 비용을 줄일 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 피드 펌프와 가열기 사이의 윤활유 공급경로 중에 예열기를 설치하고, 정화기를 거쳐 오일 탱크로 순환되는 윤활유의 회수경로를 예열기로 향하도록 재설정함으로써, 예열기 내에서 정화 이전의 윤활유와 정화후 가열 상태인 윤활유 사이의 열 교환을 통한 정화 이전의 윤활유에 대한 예열 작용을 구현할 수 있으므로, 가열기의 운용에 드는 에너지를 절감하고 설비의 구축에 소요되는 비용을 줄일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 폐열 회수식 윤활유 정화 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1을 참조로 하면, 오일 탱크(10)는 선박에 있어 메인 엔진의 가동에 필요로 하는 적정량의 윤활유를 저장한다. 상기 오일 탱크(10)는 메인 엔진에서 사용후 오염된 윤활유에 대한 정화를 위해 정화기(12)와 공급라인(14)을 매개로 연결된다. 또한 상기 오일 탱크(10)는 상기 정화기(12)를 통해 불순물이 제거되어 정화된 윤활유를 냉각시켜 메인 엔진으로 재공급하기 위한 냉각설비(도시안됨)와도 별도로 연결된다.

그리고 상기 공급라인(14)에는 오일 탱크(10) 내에 저장된 오염된 윤활유를 상기 정화기(12)로 공급하기 위한 피드 펌프(16)가 설치되고, 상기 피드 펌프(16)를 통해 정화기(12)로 연결되는 공급라인(14) 중에는 윤활유의 예열을 위한 예열기(18)와 윤활유의 가열을 위한 가열기(20)가 각각 순차적으로 설치된다. 이 경우, 상기 예열기(18)는 오염된 윤활유와 정화된 윤활유 사이의 열 교환을 통한 윤활유의 예열 기능을 수행하고, 상기 가열기(20)는 예열된 윤활유 대해 외부로부터 별도로 제공되는 열원에 의한 직접적인 가열 기능을 수행한다.

또한, 상기 정화기(12)는 이의 출구포트(12a)와 상기 예열기(18) 사이에 걸쳐 별도의 순환라인(22)을 설치하고 있어, 상기 정화기(12)에 의해 정화된 가열 상태의 윤활유는 상기 순환라인(22)을 통해 예열기(18)로 재공급되므로, 상기 예열기(18)에서는 정화되어 가열된 상태의 윤활유와 오염된 윤활유 사이에서 열 교환이 이루어질 수 있게 된다.

그리고 상기 정화기(12)와 상기 가열기(20) 사이의 공급라인(14) 중에는 유로전환용 3웨이 밸브(24)가 설치되고, 상기 3웨이 밸브(24)는 정화된 윤활유를 상기 오일 탱크(10)로 공급하기 위한 회수라인(26)을 구비한다. 이 경우, 상기 3웨이 밸브(24)는 상기 정화기(12)의 입구포트(12b)와도 연결되어 있어, 상기 가열기(20)를 통해 정화기(12)로 공급되는 윤활유의 정화 상태에 따라 정화기(12)로 공급하거나 혹은 회수라인(26)을 통해 정화기(12)를 거치지 않고 곧바로 상기 오일 탱크(10)로 공급하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 정화기(12)는 슬러지 탱크(28)와 교통 가능하게 설치되어 있어, 상기 슬러지 탱크(28)는 정화기(12)의 정화 작용에 따라 오염된 윤활유에 포함된 물과 슬러지류의 불순물을 별도로 저장하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 예열기(18)와 회수라인(26) 사이에는 바이패스라인(30)이 설치되어 있어, 상기 바이패스라인(30)은 이미 정화가 완료된 윤활유를 재차 3웨이 밸브(24)를 거치지 않고 상기 회수라인(26)을 통해 곧바로 오일 탱크(10)로 공급할 수 있게 해 준다.

또한, 상기 가열기(20)는 윤활유의 가열에 필요로 하는 스팀과 같은 열원을 외부로부터 제공받기기 위한 관로(32)와, 상기 관로(32) 중에 설치되어 제공되는 열량을 조절하는 밸브(34)를 각각 구비한다.

따라서 상기와 같이 구성된 본 발명은 오일 탱크(10) 내에 저장된 오염된 윤활유를 피드 펌프(16)의 구동에 따라 가열기(20)와 정화기(12)를 순차적으로 거쳐 가열된 상태에서 정화시킬 수 있게 된다. 이와 같은 일련의 정화 과정 중에서 정화기(12)에 의해 정화된 윤활유를 오일 탱크(10)로 직접 회수하지 않고, 가열기(20)에 의해 가열 상태인 정화된 윤활유가 가지는 열원을 오일 탱크(10)로부터 예열기(18)로 공급되는 정화 이전의 냉각 상태의 오염된 윤활유에 대해 열 교환을 통해 제공함으로써 정화 효율의 향상을 목적으로 윤활유의 가열을 위해 가열기(20)에서 소비되는 에너지를 크게 줄일 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 정화기(12)를 거쳐 오일 탱크(10)로 공급되는 윤활유의 회수경로를 피드 펌프(16)와 가열기(20) 사이의 공급라인(14) 상에 별도로 위치하는 예열기(18)로 재설정함으로써, 예열기(18) 내에서 정화 이전의 냉각 상태인 윤활유와 정화기(12)를 거쳐 가열 상태의 정화된 윤활유 사이의 열 교환을 통해 폐열을 회수할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명은 윤활유에 대한 정화 효율의 향상을 위해 운용되는 가열기(20)에서 소비되는 열에너지를 크게 절감하여 가열기의 용량을 축소할 수 있고, 특히 윤활유의 가열을 위한 가열기의 용량 축소에 따른 설비의 구축에 소요되는 제반 비용을 줄일 수 있는 경제적 효과도 기대할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-오일 탱크 12-정화기
14-공급라인 16-피드 펌프
18-예열기 20-가열기
22-순환라인 24-3웨이 밸브
26-회수라인 28-슬러지 탱크
30-바이패스라인

Claims (4)

1. 윤활유를 저장하는 오일 탱크(10);
   상기 오일 탱크(10)와 공급라인(14)을 매개로 연결되고 윤활유에 함유된 불순물을 제거하는 정화기(12);
   상기 공급라인(14) 중에 설치되어 상기 정화기(12)로 윤활유를 공급하는 피드 펌프(16);
   상기 공급라인(14) 중에 설치되어 오염된 윤활유와 정화된 윤활유 사이의 열 교환을 실시하는 예열기(18);
   상기 공급라인(14) 중에 설치되어 윤활유를 가열하여 상기 정화기(12)에 의한 정화 효율의 향상을 향상시키는 가열기(20);
   상기 정화기(12)와 상기 예열기(18) 사이를 연결하는 재순환라인(22);
   상기 정화기(12)와 상기 가열기(20) 사이의 공급라인(14)으로부터 분지되어 상기 오일 탱크(10)에 연결되는 회수라인(26); 및
   상기 정화기(12)와 상기 가열기(20) 사이의 공급라인(14)과 상기 회수라인(26) 사이의 분기점에 설치되어 윤활유의 유동경로를 상기 오일 탱크(10) 또는 상기 정화기(12)로 각각 전환시키는 3웨이 밸브(24)를 구비하는 폐열 회수식 윤활유 정화 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 정화기(12)로부터 제거된 오염된 윤활유 중에 함유된 불순물을 별도로 저장하는 슬러지 탱크(28)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수식 윤활유 정화 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 예열기(18)와 상기 회수라인(26) 사이를 연결하여 정화된 윤활유를 상기 회수라인(26)을 통해 상기 오일 탱크(10)로 공급하는 바이패스라인(30)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수식 윤활유 정화 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 재순환라인(22)은 상기 정화기(12)의 출구포트(12a)와 상기 예열기(18) 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수식 윤활유 정화 장치.

Images