KR101411634B1

KR101411634B1 - 오일 내 수분 제거 장치

Info

Publication number: KR101411634B1
Application number: KR1020130010959A
Authority: KR
Inventors: 이현호
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-06-25

Abstract

오일 내 수분 제거 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치는, 오일을 저장하며, 상단부가 개방된 오일 챔버와; 상기 오일 챔버 내의 오일을 가열하여 상기 오일 내에 포함되어 있는 수분을 증발시키는 가열부와; 상기 오일 챔버의 상단부에 결합되며, 증발된 수분의 응축수를 수용하는 수용공간을 구비한 응축 챔버와; 상기 응축 챔버를 관통하도록 배치되며 냉각수가 공급되는 냉각수 라인을 포함할 수 있다.

Description

오일 내 수분 제거 장치{OIL SEPARATING DEVICE}

본 발명은 오일 내 수분 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 공작기계, 유압기계, 엔진, 산업체 등에서 많이 사용되는 오일은, 수분의 혼합, 입자상 오염물의 혼합 등과 같은 원인으로 인해 이러한 이물질이 오일에 포함된 상태로 기계에 공급될 경우 기계의 고장 및 노후화를 촉진시킨다.

오일 속의 수분은, 예를 들어 윤활시스템에서 가장 일반적인 오염물로서, 장치의 부식, 윤활 특성의 감소, 유체 파손, 첨가제 포집, 유전 강도의 감소, 유압제품의 마모, 오일의 산화 등 매우 다양한 악영향을 미친다.

이외에도, 선박용 엔진의 연료유 이송 시스템을 살펴보면, 연료탱크의 연료유는 이송펌프에 의해 필요한 만큼 세틀링 탱크(fuel oil settling tank)로 이송되며, 이러한 세틀링탱크 내의 연료유는 항상 설정된 높이를 유지한다.

또한, HFO (Heavy Fuel Oil)와 같이 불순물이 포함된 저질유는 정화장치를 통해 불순물을 제거하는 과정을 거치며, 이렇게 불순물이 제거된 깨끗한 연료유(clean fuel oil)는 서비스탱크(fuel oil service tank)로 보내진다. 이렇게 불순물이 제거되어 깨끗한 연료유는 서비스탱크에 저장되었다가 펌프나 압축기 등을 통해 적정한 압력으로 승압된 후 엔진의 노즐을 통해 엔진 내로 분사된다.

이때, 서비스탱크에서 엔진으로 공급되는 깨끗한 연료유는 일반적으로 필요보다 많은 연료량이 공급되는데, 이때 남은 잔여 연료유(overflowed oil)는 별도의 탱크(fuel oil overflow tank)에 모아서 서비스탱크에서 온 새로운 연료유와 함께 다시 엔진으로 공급된다.

또한, 엔진이나 연료유 이송 시스템 내에서 누출된 연료유는 재사용할 수 있도록 드레인 탱크(fuel oil drain tank)로 회수된다. 이때, 드레인 탱크 내의 깨끗한 연료유는 서비스탱크에서 이송된 연료유와 혼합되어 다시 엔진으로 공급되는 순환방식의 연료유 이송 시스템이 구성된다.

그러나, 이러한 순환방식의 연료유 이송 시스템에서는 연료유가 회수되어 재사용되는 과정에서 불순물, 특히 수분이 포함되게 되며, 이렇게 수분을 포함한 연료유를 엔진으로 공급하기 전에 수분을 제거하기 위한 별도의 유수분리장치를 구비할 필요가 있다.

본 발명의 실시예들은 윤활유나 연료유와 같은 오일 내에 함유된 수분을 효과적으로 제거할 수 있는 오일 내 수분 제거 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 오일을 저장하며, 상단부가 개방된 오일 챔버와; 상기 오일 챔버 내의 오일을 가열하여 상기 오일 내에 포함되어 있는 수분을 증발시키는 가열부와; 상기 오일 챔버의 상단부에 결합되며, 증발된 수분의 응축수를 수용하는 수용공간을 구비한 응축 챔버와; 상기 응축 챔버를 관통하도록 배치되며 냉각수가 공급되는 냉각수 라인을 포함하는, 오일 내 수분 제거 장치가 제공된다.

상기 오일 내 수분 제거 장치는, 상기 냉각수 라인에서 분기되는 냉각수 분기 라인과; 상기 냉각수 분기 라인 상에 설치되며, 상기 냉각수의 흐름을 통해 부압(negative pressure)를 형성하는 부압 흡입부와; 상기 부압 흡입부와 상기 응축 챔버를 서로 연결하는 응축수 배출 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 부압 흡입부는, 상기 냉각수 분기 라인 상에 설치되는 벤츄리관과; 상기 냉각수 분기 라인과 상기 벤츄리관 사이에 형성되며, 상기 응축수 배출 라인을 통해 상기 응축 챔버 내의 응축수를 상기 벤츄리관으로 흡입 유도하는 흡입 유도 공간을 포함할 수 있다.

상기 오일 내 수분 제거 장치는, 상기 냉각수 라인 및 상기 냉각수 분기 라인 각각에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 펌프를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 오일 챔버 내에 설치되며, 정전기를 이용하여 수분과 오일을 분리하는 정전기 유수 분리기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 기존 냉각수 공급라인을 활용하여 외부로부터 공급되는 냉각수의 일부를 이용함으로써, 윤활유나 연료유와 같은 오일 내에 함유된 수분을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치를 포함하는 선박용 연료유 이송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 오일 내 수분 제거 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치를 포함하는 선박용 연료유 이송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 실시예에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치가 선박의 연료유 이송 시스템에 적용된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

본 발명에서의 선박은, 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage & offloading unit, or FPSO)나 부유식 가스저장재기화 설비(floating storage and regasification unit, or FSRU)와 같은 부유식 해양 구조물을 포함하며, 이외에도 예를 들어 상선이나 여객선 또는 드릴쉽(drill ship)과 같이 자항능력을 가지고 추진 가능한 선박을 모두 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 선박은, 선체(미도시)와 이러한 선체에 설치되어 선박용 엔진유에 함유된 수분을 제거할 수 있는 오일 내 수분 제거 장치(100)를 포함할 수 있다.

오일 내 수분 제거 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이 선박의 엔진(미도시)으로 공급되는 연료유(fuel oil)에 함유된 수분을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 장치로서, 오일 챔버(110)와, 가열부(120)와, 응축수 수용 공간(132)을 구비한 응축 챔버(130)와, 냉각수 라인(140)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(100)는, 오일 챔버(110)의 개방된 상단부에 응축수 수용 공간(132)을 갖는 응축 챔버(130)를 결합하고, 이렇게 형성된 응축 챔버(130)를 관통하도록 냉각수 라인(140)을 배치함으로써, 기존 냉각수 공급라인을 활용하여 선박 내의 다양한 냉각수(예를 들어, 해수)의 일부를 이용하여 오일(예를 들어, 연료유) 내에 함유된 수분을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

또한 본 실시예에 따르면, 냉각수가 공급되는 냉각수 라인(140)의 상류 측에서 분기되어 응축 챔버(130)를 우회하도록 냉각수 분기 라인(150)을 배치하고, 이렇게 배치된 냉각수 분기 라인(150) 상에 설치되어 응축 챔버(130)와도 연결되는 부압 흡입부(160)을 구성함으로써, 냉각수 분기 라인(150)을 통해 공급되는 냉각수의 빠른 유속을 활용하여 응축 챔버(130)의 응축수 수용 공간(132) 내에 고인 응축수를 외부로 신속하게 배출할 수 있다.

또한, 냉각수가 빠른 유속으로 부압 흡입부(160)를 통과하는 과정에서 형성되는 부압 흡입부(160) 내 부압(negative pressure, 대기압 이하의 압력)을 활용함으로써, 응축 챔버(130) 내부를 저압의 진공 상태로 조성할 수 있으며, 이를 통해 오일 챔버(110)에서의 수분의 증발 작용을 보다 활발하게 증폭시킬 수 있다.

따라서, 선박에 이미 구비된 기존 냉각수 공급라인을 활용하여 선박 외부로부터 공급되는 냉각수(예를 들어, 해수)의 일부를 이용하여 오일(예를 들어, 연료유) 내에 함유된 수분을 제거함으로써, 효율적인 설비의 구성이 가능하며, 종래와 같은 응축기 등의 추가 설치에 따른 비용 증가를 억제할 수 있으며, 이러한 추가 장비가 선박 내에 설치될 필요가 없음에 따라 선박 내 공간 활용도를 높일 수 있으며, 선박의 중량이 감소됨에 따라 운항 비용 등을 절감할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

오일 챔버(110)는 예를 들어 선박(1000) 내에 구비된 세틀링 탱크(fuel oil settling tank)나 오버플로우 탱크(fuel oil overflow tank)나 드레인 탱크(fuel oil drain tank) 등의 오일 탱크에서 오일 공급 라인(10)을 통해 오일을 공급받아 오일 챔버(110) 내부에 저장할 수 있다. 이를 위해, 오일 챔버(110)는 이러한 탱크들과 파이프라인을 통해 연결될 수 있다.

오일 챔버(110)는 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 상단부가 개방된 형태를 가질 수 있다. 이렇게 개방된 상단부를 통해 후술할 응축 챔버(130)의 하단부가 결합될 수 있으며, 오일 챔버(110) 내의 오일에서 증발된 수분은 이렇게 개방된 상단부를 통해 응축 챔버(130) 내로 이동할 수 있다.

가열부(120)는, 오일 챔버(110)와 연결되어 오일 챔버(110) 내의 오일을 가열할 수 있다. 가열부(120)가 오일 챔버(110) 내의 오일을 가열함으로써 오일의 온도가 상승하여 오일 내에 함유된 수분을 응축 챔버(130) 측으로 증발시킬 수 있다.

이러한 가열부(120)는, 예를 들어 오일 챔버(110)의 하단부에 결합되는 가열 공간(122)와 이러한 가열 공간(122) 내에 위치하는 히팅 코일(124) 및 이러한 히팅 코일(124)에 전류를 제공하는 전원을 포함할 수 있다.

즉, 가열부(120)는 오일 챔버(110)의 하단부에 배치될 수 있으며, 가열 공간(122)을 관통하여 그 내측에 위치한 히팅 코일(124)은 열교환 표면적을 증가시킬 수 있도록 예를 들어 지그재그(zigzag) 형태로 배치될 수 있다. 이외에도, 비록 도시되지는 않았으나, 가열부(120)의 히팅 코일(124)은 열교환 표면적을 높일 수 있는 다양한 형태로 배치될 수 있다.

본 실시예에서는 히팅 코일(124)이 전력에 의해 가열되는 경우를 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 선박 내의 다양한 가열원(예를 들어, 선박 내 엔진 스팀)을 이용하여 히팅 코일(124)을 가열할 수도 있다.

응축 챔버(130)는 앞서 상술한 바와 같이, 오일 챔버(110) 내의 오일에서 증발된 수분이 오일 챔버(110)와 응축 챔버(130) 간에 개방된 통로를 통해 응축 챔버(130) 내로 이동할 수 있도록, 오일 챔버(110)의 개방된 상단부에 결합될 수 있다.

또한, 응축 챔버(130)는 이렇게 증발된 수분의 응축수를 수용할 수 있도록 응축수 수용공간(132)을 포함할 수 있다.

이렇게 응축수 수용공간(132) 내에 고인 응축수는, 응축 챔버(130)와 연결되는 후술할 부압 흡입부(160)을 통해 외부로 신속하게 배출될 수 있다.

한편, 응축 챔버(130) 내에 응축수 수용공간(132)이 형성될 수 있도록, 응축 챔버(130)의 개방된 하단부 영역은 도 2에 도시된 바와 같이, 응축 챔버(130)의 외측에서 내측으로 예를 들어 둥글게 또는 각지게 말린 형태를 형성할 수 있다.

즉, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 응축 챔버(130)의 개방된 하단부 영역은 응축 챔버(130)의 외측에서 내측으로 평면이 각지게 말린 형태로 이루어질 수 있다.

참고로, 여기서 말린 형태라 함은, 예를 들어 곡면의 부재가 일측에서 타측으로 소정의 곡률로 말린 형태를 포함할 뿐만 아니라 예를 들어 평면의 부재가 일측에서 타측으로 각지게 말린(즉, 꺾여 굽어진) 형태를 모두 포함하는 개념이다.

한편, 도 2에 도시된 응축 챔버(130)의 응축수 수용공간(132)은 그 하단부 영역이 바깥쪽에서 안쪽으로 각지게 절곡된 형태를 예로 들어 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 응축수 수용공간(132)이 응축수를 포집할 수 있는 형태라면 필요에 따라 응축수 수용공간(132)의 하단부 영역은 응축 챔버(130)의 외측에서 내측으로 곡면 형태로 말린 형태(즉, 응축 챔버(130)의 안쪽으로 오목하게 곡면으로 말린 형태) 등 다양한 모양으로 변형될 수 있다.

본 실시예에서는, 상술한 응축 챔버(130)가 박스 형태로 이루어진 경우를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 응축 챔버(130)는 상단부와 하단부가 원형의 원기둥 형태 등 다양한 형태로 변형될 수 있다.

본 실시예의 경우, 박스 형상의 응축 챔버(130)에 상응하여 응축수 수용공간(132)은, 응축 챔버(132)의 위에서 볼 때 그 횡단면이 사각형의 링(ring) 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 응축 챔버(130)가 원기둥 형태로 이루어진 경우, 응축수 수용공간(132)은 이러한 응축 챔버(132)의 형상에 맞춰 그 횡단면이 원형의 링 형태로 이루어질 수 있다.

냉각수 라인(140)은 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이렇게 형성된 응축 챔버(130)를 관통하도록 배치될 수 있으며, 응축 챔버(132) 내로 유입된 기체 상태의 수분을 냉각수(즉, 냉매)를 이용하여 액체 상태로 응축시킬 수 있다.

이렇게 오일에서 분리되어 냉각수에 의해 응축된 수분은, 앞서 상술한 바와 같이 응축 챔버(130)의 하단부에 위치한 응축수 수용공간(132) 내로 모일 수 있다.

본 실시예의 경우, 냉각수 라인(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이 응축 챔버(130)를 관통하여 내측에 위치한 부분이 예를 들어 지그재그(zigzag) 형태로 배치될 수 있다. 이렇게 응축 챔버(130) 내에 위치하는 냉각수 라인(140)의 일정 부분을 지그재그 형태로 형성함으로써, 열교환 표면적을 최대화할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(100)는, 냉각수가 공급되는 냉각수 라인(140)의 상류 측에서 분기되어 응축 챔버(130)를 우회하도록 배치되는 냉각수 분기 라인(150)과, 이러한 냉각수 분기 라인(150) 상에 설치되며, 응축 챔버(130)와 연결되어 응축 챔버(130)의 내부를 진공 상태로 유지하는 부압 흡입부(160)를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 부압 흡입부(160)와 응축 챔버(130)가 유체 이동 가능하게 서로 연결될 수 있도록 부압 흡입부(160)와 응축 챔버(130) 사이에는 응축수 배출 라인(170)이 설치될 수 있다.

냉각수 분기 라인(150)은, 도 2에 도시된 바와 같이 냉각수 라인(140)에서 분기되어 응축 챔버(130)를 우회하도록 배치된 별도의 냉각수 라인으로서, 냉각수 라인(150)을 통해 상류에서 공급되는 냉각수(예를 들어, 해수)의 일부를 받아 부압 흡입부(160)로 공급하는 역할을 한다.

부압 흡입부(160)는, 도 2에 도시된 바와 같이 냉각수 분기 라인(150) 상에 설치될 수 있으며, 냉각수 분기 라인(150)을 통해 공급되는 빠른 유속의 냉각수를 통해 부압 흡입부(160) 내부에 부압(negative pressure, 대기압 이하의 압력)을 형성하는 장치이다.

구체적으로 부압 흡입부(160)는, 냉각수 분기 라인(150) 상에 설치되는 벤츄리관(162)과, 냉각수 분기 라인(150)과 벤츄리관(162) 사이에 개재되며, 응축수 배출 라인(170)을 통해 응축 챔버(130)의 응축수 수용 공간(132)에 고인 응축수를 벤츄리관(162)으로 흡입 유도하는 흡입 유도 공간(164)을 포함할 수 있다.

벤츄리관(162)은 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 그 양단부의 관경에 비해 그 중앙부의 관경이 상대적으로 좁은 형태(예를 들어, 한 쌍의 깔대기관의 좁은 단부가 상호 마주보고 결합된 형상)를 가질 수 있다.

이러한 벤츄리관(162)은 도 2에 도시된 바와 같이, 그 상류 측에 연결된 냉각수 분기 라인(150)을 통해 빠른 유속으로 공급되는 냉각수를 이용하여 벤츄리관(162) 내에 부압(negative pressure)을 형성함으로써, 응축 챔버(130)의 응축수 수용 공간(132)에 고인 응축수를 벤츄리관(162) 내부로 흡입 유도할 수 있다.

이 경우, 흡입 유도 공간(164)은 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각수 분기 라인(150)과 벤츄리관(162) 사이에 형성되어 응축수 배출 라인(170)을 통해 흡입되는 응축수를 벤츄리관(162)으로 유도할 수 있다.

본 실시예의 경우, 흡입 유도 공간(164)을 통해 벤츄리관(162)으로 흘려가는 냉각수의 유속이 보다 빨라질 수 있도록, 흡입 유도 공간(164)과 연결되는 냉각수 분기 라인(150)의 단부에는 적어도 하나 이상의 노즐(미도시)이 형성될 수 있다.

즉, 이러한 노즐(미도시)을 통해 냉각수 분기 라인(150)으로부터 공급되는 냉각수가 보다 빠른 속도로 벤츄리관(162)으로 배출됨으로써, 보다 강력한(즉, 보다 저압의) 부압이 형성될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각수 라인(140)의 상류 측에는, 냉각수 라인(140) 및 이러한 냉각수 라인(140)으로부터 분기되는 냉각수 분기 라인(150) 각각에 냉각수를 공급할 수 있도록 냉각수 공급 펌프(142)가 설치될 수 있다.

냉각수 공급 펌프(142)는, 냉각수 라인(140)의 상류 측에 설치되어 냉각수 라인(140)의 하류 측에 위치한 응축 챔버(130) 내의 증발된 수분을 응축시킬 뿐만 아니라, 냉각수 라인(140)의 상류 측으로부터 분기되는 냉각수 분기 라인(150)에도 보다 강력한 압력으로 냉각수를 공급함으로써 냉각수 분기 라인(150)을 통해 공급되는 냉각수가 보다 빠른 속도로 벤츄리관(162)으로 배출되도록 기능할 수 있다.

즉, '베르누이의 정리'에 따라 유체의 속도가 빠르면 압력이 낮아지는 원리를 이용하여, 냉각수 공급 펌프(142)를 통해 선체 내부 또는 외부로부터 공급된 냉각수를 냉각수 분기 라인(150)을 통해 벤츄리관(162)의 초입 부분(A)에 빠른 속도로 배출함으로써 벤츄리관(162) 내에 빠른 유체흐름이 형성될 수 있으며, 이러한 빠른 유속에 의해 주변에 비해 낮은 압력의 부압이 형성될 수 있다. 이러한 부압은 상대적으로 고압 상태를 유지하는 있는 응축 챔버(130) 내의 응축수를 벤츄리관(162) 내부로 빨아들이는 흡입력으로 작용할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 냉각수 분기 라인(150)은 냉각수 공급 펌프(142)에서 공급되는 빠른 냉각수를 통해, 부압 흡입부(160)의 벤츄리관(162) 내부에 부압(negative pressure, 대기압 이하의 압력)을 형성할 수 있으며, 이렇게 형성된 부압은 응축 챔버(130) 내부를 저압의 진공 상태로 유지할 수 있으며 응축수 수용 공간(132) 내의 응축수를 부압 흡입부(160) 내부로 흡입 유도할 수 있다.

즉, 응축 챔버(130)는 이렇게 형성된 부압에 의해 저압(즉, 오일 챔버의 압력보다 상대적으로 낮은 저압)의 진공 상태를 유지할 수 있다.

참고로, 본 발명에서의 진공 상태라 함은 절대적 진공 상태를 의미하는 것이 아니라 공기나 기타 기체를 소량 포함하는 상대적 진공 상태를 의미하는 것이다.

이렇게, 응축 챔버(130) 내를 저압의 상대적 진공 상태로 조성함으로써, 오일 챔버(110)에서의 수분의 증발 작용을 보다 활발하게 증폭시킬 수 있다. 즉, 공기가 거의 없는 상대적 진공 상태에서는 수면을 누르는 공기의 무게(힘)이 없기 때문에 물 분자가 수증기 분자가 되어 훨씬 쉽게 튀어나갈 수 있으며, 이러한 현상을 통해 오일 챔버(110)에서의 수분의 증발 작용을 보다 활발하게 증폭시킬 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 부압 흡입부(160)를 구성하여 부압을 형성함으로써, 냉각수 분기 라인(150)을 통해 공급되는 냉각수의 빠른 유속을 활용하여 응축 챔버(130)의 응축수 수용 공간(132) 내에 고인 응축수를 외부로 신속하게 배출할 수 있으며, 응축 챔버(130) 내를 저압의 진공 상태로 조성하여 오일 챔버(110)에서의 수분의 증발 작용을 보다 활발하게 증폭시킬 수 있다.

본 실시예에서는 부압 흡입부(160)를 통해 응축 챔버(130) 내부를 진공 상태로 유지하고 고인 응축수를 외부로 배출하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부압 흡입부(160)는 예를 들어 진공 펌프로 대체될 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이 부압 흡입부(160)의 하류 측에 설치되어 부압 흡입부(160)를 통해 배출되는 냉각수와 응축수의 혼합물을 분리하는 유수 분리기(180)를 더 포함할 수 있다.

유수 분리기(180)는 냉각수와 응축수의 혼합물에 소량 포함될 수 있는 잔류 오일을 환경기준치 이하로 재차 분리하는 장치이다. 즉, 부압 흡입부(160)를 통해 응축 챔버(130)에서 흡입 배출된 응축수에 아주 소량의 오일 성분이 잔류할 수 있으며, 유수 분리기(180)는 이러한 잔류 오일 성분을 냉각수와 응축수의 혼합물에서 재차 분리하는 역할을 한다.

이렇게 유수 분리기(180)를 통해 재차 오일 성분을 제거한 냉각수와 응축수의 혼합물은, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 외부로 배출될 수 있다. 이렇게 외부로 배출된 냉각수와 응축수의 혼합물은 오일 성분이 제거된 물이므로 매우 친환경적이다.

한편, 본 실시예에서는 선박(1000)의 연료유 이송 시스템에 적용된 오일 내 수분 제거 장치(100)를 예로 들어 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 오일 내 수분 제거 장치(100)는 예를 들어 윤활유 시스템 등 다양한 시스템에 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(200)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(200)는, 오일 챔버(110)와, 가열부(120)와, 응축수 수용 공간(132)을 구비한 응축 챔버(130)와, 냉각수 라인(140)과, 정전기 유수 분리기(190)를 포함할 수 있다.

정전기 유수 분리기(190)는, 도 3에 도시된 바와 같이 오일 챔버(110) 내에 설치될 수 있으며, 정전기 원리를 이용하여 수분이 포함된 오일에서 수분과 오일을 분리할 수 있다. 이렇게 분리된 오일은, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 오일 회수 라인(20)을 통해 선박의 연료유 서비스탱크로 회수될 수 있으며, 이렇게 불순물이 제거되어 깨끗한 오일은 서비스탱크에 저장되었다가 펌프나 압축기 등을 통해 적정한 압력으로 승압된 후 엔진의 노즐을 통해 엔진 내로 분사될 수 있다.

구체적으로 정전기 유수 분리기(190)는, 수분이 포함된 오일에서 오일 성분만을 회수할 수 있는 장치로서, 오일 챔버(110)의 중간부 영역에 설치되는 충전층을 포함할 수 있다. 즉, 이러한 충전층에 전류를 공급하여 오일 속에 포함되어 있는 미세한 물입자를 전기적으로 분리할 수 있으며, 이렇게 물입자가 분리된 오일 성분만을 오일 회수 라인(20)을 통해 외부로 배출할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(200)는 상술한 정전기 유착기(190)의 세부 구성을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 내 수분 제거 장치(200)와 구성이 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100, 200: 오일 내 수분 제거 장치 110: 오일 챔버
120: 가열부 122: 가열 공간
124: 히팅 코일 130: 응축 챔버
132: 응축수 수용 공간 140: 냉각수 라인
142: 냉각수 공급 펌프 150: 냉각수 분기 라인
160: 부압 흡입부 162: 벤츄리관
164: 흡입 유도 공간 170: 응축수 배출 라인
180: 유수 분리기 190: 정전기 유수 분리기

Claims

오일을 저장하며, 상단부가 개방된 오일 챔버와;
상기 오일 챔버 내의 오일을 가열하여 상기 오일 내에 포함되어 있는 수분을 증발시키는 가열부와;
상기 오일 챔버의 상단부에 결합되며, 증발된 수분의 응축수를 수용하는 수용공간을 구비한 응축 챔버와;
상기 응축 챔버를 관통하도록 배치되며 냉각수가 공급되는 냉각수 라인과;
상기 냉각수 라인에서 분기되는 냉각수 분기 라인과;
상기 냉각수 분기 라인 상에 설치되며, 상기 냉각수의 흐름을 통해 부압(negative pressure)를 형성하는 부압 흡입부와;
상기 부압 흡입부와 상기 응축 챔버를 서로 연결하는 응축수 배출 라인을 포함하는, 오일 내 수분 제거 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 부압 흡입부는,
상기 냉각수 분기 라인 상에 설치되는 벤츄리관과;
상기 냉각수 분기 라인과 상기 벤츄리관 사이에 형성되며, 상기 응축수 배출 라인을 통해 상기 응축 챔버 내의 응축수를 상기 벤츄리관으로 흡입 유도하는 흡입 유도 공간을 포함하는, 오일 내 수분 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각수 라인 및 상기 냉각수 분기 라인 각각에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 펌프를 더 포함하는, 오일 내 수분 제거 장치.
제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오일 챔버 내에 설치되며, 정전기를 이용하여 수분과 오일을 분리하는 정전기 유수 분리기를 더 포함하는, 오일 내 수분 제거 장치.