KR101369555B1 - 선박용 연료 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 연료 가열장치에 관한 것으로, 용접부위를 줄이고 열전달 효율이 우수한 선박용 연료 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 선박용 연료 가열장치는 연료의 통과를 허용하는 기립 배치된 내관과, 상기 내관의 외부에 동심적으로 결합되며 상기 내관과의 사이에 가열매체의 수직유동공간을 형성하는 외관과 상기 외관의 하단 영역에서 상기 외관을 통해 상기 수직유동공간과 연통되는 제1 외부접속부를 갖는 원통유동부와, 상기 원통유동부의 외부를 동심적으로 둘러싸며 나선상의 가열매체 유동로를 형성하고, 상단이 상기 원통유동부의 상단 영역에서 상기 외관을 통해 상기 수직유동공간과 연통되며, 하단에 제2 외부접속부가 마련된 코일관 유동부를 포함한다.

Description

선박용 연료 가열장치{Heating apparatus for marine fuel}

본 발명은 선박용 연료 가열장치에 관한 것이다.

선박용 연료로는 주로 벙커씨유와 같은 중연료유가 사용된다. 이러한 중연료유는 상온에서 점도가 높아 유동성이 낮다. 그래서 연료탱크 내에 증기를 이용한 가열장치를 마련하여 연료의 유동성을 상승시킨 다음 연료를 엔진에 공급한다.

종래의 선박용 연료 가열장치는 주로 다관식 열교환기 형태로 마련되어 비교적 많은 부품이 소요되었으며, 이에 따라 부품비용 및 용접비용 등으로 인해 제조원가가 비교적 높았다. 또한, 많은 용접부위는 누설 등 불량의 요인이 되기도 하고 장기간 사용 시 스트레스가 집중되어 내구성을 저하시키는 원인이 되기도 한다.

한편, 다관식 열교환기는 차지하는 부피에 비해 열교환 면적이 낮아 열전달 효율이 낮다는 문제점도 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0012153호 "선박용 오일 히팅장치" (2012. 02. 09.) 대한민국 공개실용신안공보 제20-2011-0000572호 "3개의 챔버가 있는 증기히터" (2011. 01. 19.)

본 발명의 목적은 용접부위 및 부품 수가 적어 저렴하게 제조 가능하며, 열전달 효율이 우수한 선박용 연료 가열장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 선박용 연료 가열장치는 연료의 통과를 허용하는 기립 배치된 내관과 상기 내관의 외부에 동심적으로 결합되며 상기 내관과의 사이에 가열매체의 수직유동공간을 형성하는 외관과 상기 외관의 하단 영역에서 상기 외관을 통해 상기 수직유동공간과 연통되는 제1외부접속부를 갖는 원통유동부와, 상기 원통유동부의 외부를 동심적으로 둘러싸며 나선상의 가열매체 유동로를 형성하고, 상단이 상기 원통유동부의 상단 영역에서 상기 외관을 통해 상기 수직유동공간과 연통되며, 하단에 제2외부접속부가 마련된 코일관 유동부를 포함한다.

여기서, 상기 제2외부접속부는 상기 외관의 외표면에 용접 고정되는 것이 안정적이다.

그리고 상기 코일관 유동부는 상기 외관의 하부영역을 둘러싸고 상기 제2외부접속부가 연결되는 버퍼수용부를 포함하는 것이 가열매체가 유동하는데 있어서 완충역할을 할 수 있고 열교환 접촉면적을 확장하는데 바람직하다. 이때, 상기 제1외부접속부는 상기 버퍼수용부를 관통하는 것이 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며 열 교환에 유리하다.

또한, 상기 원통유동부를 바닥으로부터 이격되도록 지지하는 지지부를 더 포함하는 것이 내관의 관통공으로 연료가 통과되는데 바람직하다.

본 발명에 따른 선박용 연료 가열장치는 용접부위 및 부품 수가 적어 제작비용이 적게 들며 선박용 연료와의 접촉 면적이 넓어져 열전달 효율이 우수하다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 연료 가열장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 선박용 연료 가열장치를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 연료 가열장치를 나타낸 사시도이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 연료 가열장치를 나타낸 단면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 연료 가열장치를 나타낸 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 가열장치는 원통형상의 원통유동부(10)와, 원통유동부(10)의 외부 영역을 나선상으로 둘러싸는 코일관 유동부(30)와, 가열매체가 유입되는 관상의 제1외부접속부(20) 및 가열매체가 유출되는 관상의 제2외부접속부(50)를 갖는다.

본 가열장치의 단면도인 도 2를 도 1과 함께 참조하여 살펴보면, 원통유동부(10)는 연료의 통과를 허용하도록 상단부에서 하단부까지 관통된 관통공(19)이 형성된 내관(11)과, 내관(11)의 외부에 동심적으로 배치된 외관(13)을 갖는다. 그리고 내관(11)과 외관(13) 사이에는 이들의 간격을 폐쇄하는 상부막음부(15)와 하부막음부(16)가 설치된다. 이에 따라, 내관(11)과 외관(13) 사이에는 가열매체가 수용되어 유동할 수 있는 수직유동공간(17)이 형성된다.

외관(13)의 하단 영역에는 반경방향으로 접속되어 수직유동공간(17)과 연통되는 제1외부접속부(20)가 설치된다. 제1외부접속부(20)는 관상이며, 외부로부터의 가열매체를 수직유동공간(17)으로 공급되도록 하는 공급통로 역할을 수행한다.

원통유동부(10)의 외측에는 반경방향으로 간격을 두고 원통유동부(10)를 나선상으로 둘러싸면서 가열매체 유동로를 형성하는 코일관 유동부(30)가 설치된다. 코일관 유동부(30)는 수직유동공간(17)과 연통되어 가열매체가 유입되는 입구 부분인 초입부(31)와, 가열매체가 유출되는 출구 부분인 말미부(33)를 갖는다. 초입부(31)와 말미부(33) 사이는 원통유동부(10)를 동심적으로 나선상으로 둘러싸는 형태로 이루어진다. 여기서, 초입부(31)는 외관(13)의 상단 영역에서 접속되어 수직유동공간(17)과 연통하며, 말미부(33)는 외관(13)의 하단 영역에서 외관(13)에 용접되어 고정된 제2외부접속부(50)에 접속되어 연통한다. 제2외부접속부(50)는 외관(13)의 외면에 용접되어 있을 뿐 수직유동공간(17)과 연통하지 않는다.

원통유동부(10)의 하단부에는 원통유동부(10)가 연료탱크의 바닥으로부터 이격되도록 지지하는 지지부(60)가 설치된다. 이렇게 원통유동부(10)가 바닥으로부터 이격될 수 있기 때문에, 원통유동부(10)의 내관(11)이 형성하는 관통공(19)으로 선박용 연료가 통과할 수 있다.

지지부(60)는 'ㄱ'자 형상으로 하방으로 연장된 세 개의 지지다리(61)를 가지며, 지지다리(61)들은 외관(13)의 하부 측 외면에 용접되어 원통유동부(10)를 바닥에 대해 지지한다. 지지다리(61)들의 하단부에는 연료탱크의 바닥면과 용이하게 용접될 수 있도록 하는 삼각형상의 접합부(65)가 마련되어 있다.

이상과 같은 구조를 갖는 본 가열장치는 가열매체가 다음과 같은 순서로 유동한다. 여기서, 가열매체는 수증기인 것이 바람직하며, 또는 가열된 액체 등으로 대체될 수도 있다.

먼저, 가열매체가 제1외부접속부(20)를 통해 내관(11)과 외관(13) 사이에 형성된 수직유동공간(17)으로 유입된다. 가열매체는 수직유동공간(17)을 포화시키며, 수직유동공간(17)과 연통된 초입부(31)로 향하게 된다. 초입부(31)로 유입된 가열매체는 코일관 유동부(30)의 나선상 유동로를 따라 이동한다. 가열매체가 말미부(33)에 이르게 되면, 말미부(33)와 연통된 제2외부접속부(50)로 유입된다. 제2외부접속부(50)로 유입된 가열매체는 제2외부접속부(50)를 따라 외부로 유출된다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 연료 가열장치를 나타낸 사시도 및 단면도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서는 외관(13)의 하부영역에서 반경 방향 외측을 둘러싸며 내부공간을 형성하는 도넛 형상의 버퍼수용부(40)를 추가적으로 포함한다. 이에 따라, 제1외부접속부(20)는 버퍼수용부(40)를 반경방향으로 관통하여 수직유동공간(17)과 연통되며, 말미부(33)는 버퍼수용부(40)의 상면에 접속되어 버퍼수용부(40)의 내부공간과 연통된다. 그리고 말미부(33)로부터 유입되는 가열매체를 외부로 유출하기 위한 관상의 제2외부접속부(50)가 버퍼수용부(40)의 일부분에 연통된 상태로 연장된다.

한편, 원통유동부(10)를 연료탱크의 바닥으로부터 이격시키기 위한 지지부(60)가 베이스부(40)의 하면에 설치된다. 지지부(60)는 베이스부(40)의 하면으로부터 하방으로 길게 연장된 'ㄱ'자 형상의 네 개의 지지다리(61)와, 지지다리(61)의 하단부에 마련된 삼각형상의 판상의 바닥접합부(65)를 포함한다. 바닥접합부(65)는 연료탱크의 바닥면에 용이하게 용접할 수 있도록 마련된 것이다.

이상과 같은 구조를 갖는 본 실시예의 가열장치는 가열매체가 다음과 같은 순서로 이동한다.

먼저, 제1외부접속부(20)를 통해 비교적 높은 온도를 갖는 가열매체가 수직유동공간(17)으로 유입된다. 수직유동공간(17)으로 유입된 가열매체는 수직유동공간(17)을 포화시키며, 수직유동공간(17)과 연통된 초입부(31)로 유입된다. 그리고 나선상의 코일유동부(30)의 유동로를 따라 말미부(33)까지 이동하며, 말미부(33)와 접속된 버퍼수용부(40)의 내부공간으로 유입된다. 마지막으로 버퍼수용부(40)의 내부공간을 포화시킨 가열매체는 제2외부접속부(50)를 따라 외부로 유출된다.

10: 원통유동부 11: 내관
13: 외관 15: 상부막음부
16: 하부막음부 17: 수직유동공간
19: 관통공 20: 제1외부접속부
30: 코일관 유동부 31: 초입부
33: 말미부 40: 버퍼수용부
50: 제2외부접속부 60: 지지부
61: 지지다리 65: 바닥접합부

Claims (5)

1. 선박용 연료 가열장치에 있어서,
   연료의 통과를 허용하는 기립 배치된 내관과, 상기 내관의 외부에 동심적으로 결합되며 상기 내관과의 사이에 가열매체의 수직유동공간을 형성하는 외관과, 상기 외관의 하단 영역에서 상기 외관을 통해 상기 수직유동공간과 연통되는 제1 외부접속부를 갖는 원통유동부와;
   상기 원통유동부의 외부를 간격을 두고 동심적으로 둘러싸며 나선상의 가열매체 유동로를 형성하고, 상단이 상기 원통유동부의 상단 영역에서 상기 외관을 통해 상기 수직유동공간과 연통되며, 하단에 제2 외부접속부가 마련된 코일관 유동부와;
   상기 원통유동부를 바닥으로부터 이격되도록 지지하는 지지부를 포함하며,
   상기 제2외부접속부는 상기 외관의 외표면에 용접 고정되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 가열장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 코일관 유동부는 상기 외관의 하부영역을 둘러싸고 상기 제2외부접속부가 연결되는 버퍼수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 가열장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1외부접속부는 상기 버퍼수용부를 관통하는 것을 특징으로 하는 선박용 가열장치.
5. 삭제

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