KR102020474B1

KR102020474B1 - 연료유 이송장치

Info

Publication number: KR102020474B1
Application number: KR1020170022306A
Authority: KR
Inventors: 다카야스 치지나미
Original assignee: 호쿠신 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2019-09-10
Also published as: KR20180070429A; CN108204319B; TW201823141A; JP6408546B2; CN108204319A; TWI639548B; JP2018095311A

Abstract

본 발명은 가열이 완료된 연료유를 머물게 하여 연료유의 혼합성을 높일 수 있는 소구획을 쉽게 신설할 수 있는 구성을 구비한 연료유 이송장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
그 해결수단으로서, 바닥부를 향하여 개구하는 벨마우스(2B)를 가지는 흡입관(2C)과, 연료유 저장 탱크(2) 내에서 부분적으로 다른 공간과 구분되어 흡입관(2C)을 덮을 수 있는 공간을 형성하는 소구획(20)을 연료유 저장 탱크(2) 내에 설치할 때, 그 소구획(20)은, 공간을 구분하는 기존 구조체로서 구비되어 있는 골재(2A)가 이용되며, 그 골재(2A)끼리는, 중심위상을 다르게 하여 윤곽이 서로 교차하지 않는 위치에 관통구멍(2A1)이 설치되어 있다.

Description

연료유 이송장치{A transfer device of fuel oil}

본 발명은, 연료유 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 내연기관 등을 향하여 공급되는 연료유를 저장하기 위하여 이용되는 연료유 저장 탱크에 관한 것이다.

선박이나 발전기 등의 보일러에 이용되는 연료유는, 연료유 저장 탱크로부터 내연기관에 공급된다. 연료유 저장 탱크에 수용되는 연료유는, 예를 들어 저렴한 C중유가 이용된다.

연료유는, 비교적 온도에 의한 점도의 변화가 크다. 그래서, 점도가 낮아지는 온도를 유지하는 것이 요구된다. 이러한 요구를 만족시키기 위하여 연료유 저장 탱크 내의 연료유가 가열되는 구성이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1).

도 3은 연료유를 가열하는 구성을 이용하는 연료유 이송장치(100)를 설명하기 위한 배관도이다.

연료유 이송장치(100)는, 예를 들어 선박의 바닥부 근방 등에 복수 구비되어 있는 연료유 저장 탱크(101)와, 이송펌프(102)를 이용하여 연료유 저장 탱크(101) 내로부터 흡입되는 연료유를 가열하는 연료유 세틀링 탱크(settling tank)(103)와, 가열된 연료유를 청정화하여 일시적으로 저류하는 연료유 서비스 탱크(104)를 구비하고 있다.

연료유 서비스 탱크(104)와 연료유 저장 탱크(101) 사이의 유로에는 연료유 저장 탱크(101)를 향하여 가열이 완료된 연료유를 복귀시키는 유하펌프(105)가 구비되어 있다. 도 3 중의 부호 106은 히터를, 부호 107, 108은 밸브를, 부호 109는 온도센서를 각각 나타내고 있다.

연료유 세틀링 탱크(103)에 있어서 가열된 연료유는, 청정화되고나서 연료유 서비스 탱크(104)를 향하여 이송되고, 연료유 세틀링 탱크(103) 및 또는 연료유 서비스 탱크(104)로부터 일부가 연료유 저장 탱크(101)를 향하여 유하(流下) 펌프(105)를 통하여 조금씩 계속 유출된다.

연료유는, 일시적으로 저류되어 있는 연료유 서비스 탱크(104)로부터 선박이나 발전기 등에 이용되는 내연기관 등의 메인기 또는 그 밖의 보조기의 연료분사장치에 공급된다.

연료유 저장 탱크(101) 내로 되돌아가는 가열이 완료된 연료유는, 메인기 또는 보조기에 공급되는 양에 맞는 양이 되돌아가며, 탱크 내의 연료유의 일부와 혼합되어 탱크 내의 부분적인 연료유를 30~40도로 가열한다.

연료유 저장 탱크(101)는, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 저장되어 있는 연료유의 일부를 대상으로 하여 가열하기 위한 박스형상 소구획(112)을 구비하고 있다. 이 박스형상 소구획(112)은, 저장되어 있는 연료유의 온도분포가 수직방향으로 일정하지 않게 된 경우에 발생하는 이송효율의 저하를 방지할 목적으로 설치되어 있다.

즉, 가열이 완료된 연료유는 가열되지 않은 연료유에 비하여 비중이 작은 것이 원인이 되어 상승하기 쉽고, 연료유 저장 탱크 내의 하측에는 온도가 낮고 비중이 큰 고점도의 연료유가 모이기 쉽다. 결과적으로, 하측으로부터 연료유를 취출할 때에는 연료유의 점도가 높은 것에 의하여 이송효율이 악화된다.

박스형상 소구획(112)은, 가열이 완료된 연료유의 상승을 억제하여 연료유 저장 탱크 내의 수직방향에서의 온도 분포의 변화를 작게 할 수 있다. 이 결과, 탱크의 바닥부측으로부터 연료유를 취출할 때에는, 온도 저하가 적어 점도의 상승이 억제되어서 이송효율을 손상시키지 않는 연료유를 취출할 수 있다.

도 3에 나타내는 연료유 저장 탱크(101)에 설치되는 상술한 박스형상 소구획(112)의 기능에 대하여 설명한다.

도 4에 있어서 연료유 저장 탱크(101)의 박스형상 소구획(112)은, 바닥부 근방에 개구를 향한 벨마우스(110)에 연통하는 흡입 메인관(111)을 구비하고 있다.

흡입 메인관(111)은, 박스형상 소구획(112)에 의하여 덮여 있다. 박스형상 소구획(112)은, 공간을 구획하는 임의의 일측이 바닥면측으로부터 상방을 향하여 절제된 절삭부(112A)를 가지고, 절삭부(112A)를 이용하여 연료유 저장 탱크(101)의 내부와 박스형상 소구획 내부가 연통되어 있다.

박스형상 소구획(112)은, 벨마우스(110)로부터 연료유 저장 탱크(101) 내로 되돌아간 가열이 완료된 연료유가, 벨마우스(110)의 위치에서 상승하여 떨어진 위치를 향하여 흐르는 것을 방지한다. 즉, 벨마우스(110)를 나온 연료유는, 상승하면 박스형상 소구획(112)의 천장(112B)에 충돌하여 튀어 되돌아돈다. 이 결과, 연료유는 박스형상 소구획(112) 내에서 난류를 일으켜 박스형상 소구획(112)의 내부에 머문다.

또한, 박스형상 소구획(112)은, 내부에 모이는 에어를 배출하여 연료유의 유입을 허용하기 위한 에어배출구멍(112B1)을 천장에 설치하고 있다.

한편, 가열이 완료된 연료유의 흐름을 벨마우스(110)의 주변에 집약시키기 위한 구성으로서, 단면 형상이 T자 형상인 칸막이(113)를 절삭부(112A)의 근방에 배치하는 구성이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1).

가열이 완료된 연료유는, 박스형상 소구획(112)의 천장(112B)에 더하여 칸막이(113)의 수평판(113A)에 충돌하여 난류가 되어, 박스형상 소구획(112) 내에서의 연료유와의 혼합성이 높아진다. 이 결과, 벨마우스(110)에 흡입되는 연료유와 가열이 완료된 연료유와의 혼합률이 높아져 연료유의 가열효율이 높아진다.

박스형상 소구획(112)을 설치하는 것은, 상술한 바와 같이, 가열이 완료된 연료유를 작은 공간 내에 머물게 함으로써 연료유의 혼합률을 높일 수 있고, 연료유의 점도 상승을 억제하는 효과가 있다.

그래서, 선박 등의 구조체에 있어서 새롭게 소구획을 설치하고자 하는 경우, 기존 구조부인 프레임이나 빔 그리고 칸막이판 등과의 간섭을 방지하면서 소구획을 만들어야만 한다. 더욱이, 기존 구조부와의 간섭을 피했더라도, 신설을 위한 재료의 준비 등이 필요해져, 간단히 소구획을 신설 또는 추가하는 것이 어렵다.

특허문헌 1: 일본특허공보 제3807596호

본 발명의 과제는, 가열이 완료된 연료유를 머물게 하여 연료유의 혼합성을 높일 수 있는 소구획을 쉽게 신설할 수 있는 구성을 구비한 연료유 이송장치를 제공하는 데에 있다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 바닥부를 향하여 개구하는 벨마우스를 가지는 흡입관과, 연료유 저장 탱크 내에서 부분적으로 다른 공간과 구분되어 상기 흡입관을 덮을 수 있는 공간을 형성하는 소구획을 연료유 저장 탱크 내에 설치할 때, 그 소구획이, 공간을 구분하는 기존 구조체로서 구비되어 있는 골재가 이용되며, 그 골재끼리는, 중심위상을 다르게 하여 윤곽이 서로 교차하지 않는 위치에 관통구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 소구획을 신설하는 경우, 공간을 구분하는 기존 구조체로서 이용되는 골재를 이용할 수 있으므로, 다시 소구획을 설치하기 위한 재료를 준비할 필요가 없다. 이 때문에, 소구획의 신설이나 추가를 간단히 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 연료유 이송장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시한 연료유 이송장치의 연료유 저장 탱크의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 종래의 연료유 이송장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3에 도시한 연료유 저장 탱크에 이용되는 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 따른 연료유 이송장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다.

연료유 이송장치(1)는, 연료유 저장 탱크(2)에 연통하는 연료유 세틀링 탱크(3), 연료유 서비스 탱크(4)를 구비하고 있다.

연료유 세틀링 탱크(3)는, 연료유를 가열하기 위하여 이용되는 탱크이고, 도시하지 않은 히터에 의하여, 일례로서 70~80℃의 온도로 연료유가 가열된다.

연료유 저장 탱크(2)와 연료유 세틀링 탱크(3)는 이송관(5)에 의하여 연통되어 있고, 그 도중에는, 이송펌프(6), 온도센서(7) 및 압력센서(8)가 배치되어 있다.

온도센서(7)는, 예를 들어 이송펌프(6)의 연료유 입구측의 온도를 계측한 결과에 따라서 연료유 세틀링 탱크(3)에 설치되어 있는 히터의 온오프 제어나 온도설정을 행하기 위하여 이용된다.

압력센서(8)는, 이송펌프(6) 내에 흡입되는 연료유의 압력 변화를 감시하기 위하여 설치되어 있다. 압력 변화는, 연료유의 점도 변화에 따른 유동저항의 변화를 판단하기 위하여 이용된다. 특히, 점도가 높아져 유동저항이 증가한 경우에는, 이송펌프(6)의 입구측의 압력이 진공화 경향이 된다. 따라서, 진공화 경향의 압력 변화가 감지되면 연료유의 점도를 낮추기 위한 가열이 필요해진다.

연료유 세틀링 탱크(3)에는, 이송펌프(6)에 의하여 흡입된 연료유의 액면을 감지하기 위한 레벨센서(9)가 설치되어 있다.

레벨센서(9)는, 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 연료유가 소정량 도입되었을 때의 액면을 감지할 수 있는 센서이다. 레벨센서(9)는, 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 연료유가 소정량 도입된 것을 감지하면, 이송펌프(6)의 구동을 정지시키기 위하여 이용된다.

연료유 서비스 탱크(4)는, 가열된 연료유를 청정화한 후, 일시적으로 저류하고, 내연기관 등을 향하여 연료유를 공급하기 위하여 이용되는 탱크이다. 연료유 저장 탱크(2)와 연료유 서비스 탱크(4)는 흡입관(10)에 의하여 연통되어 있고, 그 도중에는, 유하펌프(11)가 배치되어 있다. 연료유 서비스 탱크(4)에 저류되어 있는 연료유의 일부는 유하펌프(11)에 의하여 연료유 저장 탱크(2)에 유하되어 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유의 온도를 높인다.

이 경우에 말하는 유하펌프(11)의 명칭은, 연료유 서비스 탱크(4)가 연료유 저장 탱크(2)보다 높은 위치에 배치되어 있는 구성을 전제로 하고 있는 것이 이유이다. 즉, 상위의 연료유 서비스 탱크(4)로부터, 이보다 하위의 연료유 저장 탱크(2)에 연료유를 흘려 떨어뜨리듯이 계속 유출하는 것을 의미하여 유하라는 표현으로 하고 있다.

도 1에 나타내는 구성에서는, 연료유 세틀링 탱크(3) 및 연료유 서비스 탱크(4)가 각각 흡입관(10)에 연통된 구성을 채용하고 있다. 따라서, 이들 양쪽의 탱크(3, 4) 또는 어느 한 쪽의 탱크로부터 연료유 저장 탱크(2)를 향한 연료유의 유로를 설정할 수 있도록 각 탱크(3, 4) 연료유의 출구의 유로에 밸브(12)가 설치되어 있다.

이상의 연료유 이송장치(1)는, 이송펌프(6)에 의하여 연료유 저장탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)에 흡입된 연료유가 가열되고, 가열된 연료유가 청정화된 후에 연료유 서비스 탱크(4)에 도입되며, 저류된 연료유가 내연기관 등으로의 공급에 대비된다.

연료유 세틀링 탱크(3) 및 또는 연료유 서비스 탱크(4)에 있어서 일시적으로 저류되어 있는 연료유의 일부는, 유하펌프(11)에 의하여 연료유 저장 탱크(2)로 되돌아간다. 이 결과, 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유는 가열된 연료유와 혼합됨으로써 부분적으로 36~40℃로 가열된다.

본 실시형태에 있어서는, 펌프끼리의 가동시간으로서, 예를 들어 이송펌프(6)가 15분 정도, 그리고 유하펌프(11)가 45분 정도를 선택되어 교대로 가동된다. 이 시간 중에 이송펌프(6)의 가동시간은, 예를 들어 상술한 연료유 세틀링 탱크(3) 내의 레벨센서(9)에 의하여 연료유의 액면이 감지될 때까지의 시간에 대응시킬 수 있다. 즉, 이송펌프(6)의 회전수, 구동전류 등의 정격에 근거한 유량으로 연료유를 유출하였을 때의 가동시간 내에 연료유의 액면이 레벨센서(9)에 의하여 감지되면 연료유의 유동저항을 발생시키지 않는 연료유의 점도라고 판단할 수 있고, 이 가동시간을 넘을 경우에는 연료유의 점도가 높아 유동성이 나쁘다고 판단할 수 있다. 또한, 레벨센서(9)는, 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 도입되는 연료유가 소정량에 도달한 것을 감지하면, 이송펌프(6)의 가동을 정지시켜 연료유가 흘러 넘치는 것을 방지한다.

한편, 정박 중 등과 같이 연료유의 소비가 없을 때에는, 이송펌프(6)의 가동시간이 짧고, 레벨센서(9)가 작동할 때까지의 시간이 예를 들어 6분 정도이다.

이송펌프(6)를 이용하여 연료유 저장 탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)를 향하여 연료유를 흡입하는 루트는, 도 1에 있어서 부호 F1~F5로 나타나고 있다. 유하펌프(11)를 이용하여 연료유 서비스 탱크(4)로부터 연료유 저장 탱크(2)를 향하여 연료유를 유하시키는 루트는, 도 1에 있어서 화살표 F10~F12로 나타나고 있다.

이와 같은 구성을 이용하는 연료유 이송장치(1)는, 그 주요부의 구성이 본 출원인의 선출원인 일본공개특허공보 2012-17123호에 개시되어 있다.

이상의 구성을 구비한 본 실시형태에 따른 연료유 이송장치(1)의 특징은, 연료유 저장 탱크의 구조에 있다.

즉, 본 실시형태에 따른 연료유 이송장치(1)는, 도 4에 도시한 박스형상 소구획과 동일한 기능을 가지는 소구획(20)(도 2를 참조)을 신설 또는 추가하는 경우, 새로운 재료를 준비하지 않고 기존 구조체를 이루는 보강용 골재(2A)(도 2를 참조)를 이용한다.

도 2는, 본 실시형태에 따른 연료유 이송장치(1)의 특징을 설명하기 위한 모식도이다.

도 2에 나타나 있는 바와 같이, 연료유 저장 탱크(2)는, 상세를 도시하지 않은 선체의 내부에 있어서 선저(船底) 또는 선상갑판의 아래쪽에 위치하는 공간에 의하여 형성되어 있다.

공간에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 칸막이판으로 이루어지는 보강용 골재(2A)가 설치되어 있다. 이들 각 보강용 골재(2A)로 구분된 공간을 가열이 완료된 연료유가 도입되는 소구획(20)으로서 구성할 수 있다. 따라서, 보강용 골재(2A)로 구분된 공간의 수를 선택함으로써 소구획의 용적을 결정할 수 있다.

보강용 골재(2A)에 의하여 구분되어 있는 공간의 하나에는, 그 공간의 바닥부를 향하여 개구하고 있는 벨마우스(2B) 및 이것에 연통하는 동시에 이송관(5)에 접속된 흡입 메인관(2C)이 배치되어 있다. 벨마우스(2B)는, 가열이 완료된 연료유를 소구획(20)의 하나에 도입하기 위하여, 및 소구획으로부터 연료유를 흡입하기 위하여 이용된다.

보강용 골재(2A)끼리는, 수직방향 또는 수평방향으로 중심위상을 다르게 하는 동시에, 윤곽이 교차하지 않는 위치에 형성된 관통구멍(2A1)이 구비되어 있다. 도 2에 있어서 부호 H는, 수직방향에서의 관통구멍(2A1)끼리의 중심위상이 다른 것을 나타내고 있다. 중심위상을 다르게 함으로써 이웃하는 소구획으로부터 연료유가 유출되기 쉬워지는 것을 저해할 수 있다. 특히 윤곽이 서로 교차하지 않는 위치에 각각 형성됨으로써 연통하는 부분이 존재하지 않는다. 이에 따라, 가열이 완료된 연료유가 벨마우스(2B)의 근방으로부터 멀어지는 것을 억제할 수 있고, 벨마우스(2B)에 의하여 흡입되는 연료유의 온도 저하에 따른 점도 상승이 원인이 되는 이송효율의 악화를 방지할 수 있다.

관통구멍(2A1)은, 통상, 작업원이 통과할 수 있는 크기의 구멍으로 설치되어 있다.

각 관통구멍(2A1)의 중심위상에 따라서, 연료유 저장 탱크(2)의 바닥부로부터 높은 위치에 있는 경우에는 사다리(2A2)가 설치되어 있다. 한편, 도 2에 있어서 부호 2D는, 에어배출구멍을 나타내고 있다.

이상의 구성에 따른 연료유 이송장치(1)는, 가열이 완료된 연료유와 연료유의 혼합율을 높이기 위하여 이용되는 소구획을 신설 또는 추가하는 경우에 기존 구조체인 보강용 골재(2A)를 그대로 사용할 수 있다. 이에 따라, 소구획의 신설이나 추가시에 새로운 재료를 준비할 필요가 없다.

본 발명은 박스형상의 소구획의 신설 또는 추가시에, 기존 구조체를 이용함으로써, 새롭게 재료 등의 준비를 할 필요가 없고, 간단히 신설 또는 추가를 달성할 수 있다. 이에 따라 연료유 저장 탱크 내에서 가열이 완료된 연료유가 확산되는 것이 원인이 되는 온도 저하를 방지하여 연료유의 점도 상승에 따른 이송효율의 악화를 확실히 저해할 수 있는 점에서 이용가능성이 높다.

1: 연료유 이송장치
2: 연료유 저장 탱크
2A: 보강용 골재
2A1: 관통구멍
2B: 벨마우스
2C: 흡입 메인관
20: 소구획
3: 연료유 세틀링 탱크
4: 연료유 서비스 탱크
5: 이송관
6: 이송펌프
H: 중심위상이 다른 거리

Claims

연료유 저장 탱크와, 그 연료유 저장 탱크로부터 흡입된 연료유를 가열하는 연료유 세틀링 탱크와, 가열된 연료유를 상기 연료유 저장 탱크로 되돌리기 위하여 일시적으로 저류하는 연료유 서비스 탱크를 구비하여 상기 연료유를 순환시킬 수 있는 연료유 이송장치에 있어서,
상기 연료유 저장 탱크는, 바닥부를 향하여 개구하는 벨마우스를 가지는 흡입 메인관과, 상기 연료유 저장 탱크 내에서 부분적으로 다른 공간과 구분되어 상기 흡입 메인관을 덮을 수 있는 공간을 형성하는 소구획를 구비하고,
상기 소구획은, 공간을 구분하는 기존 구조체로서 구비되어 있는 골재가 이용되며, 그 골재끼리는, 중심위상을 다르게 하여 윤곽이 서로 교차하지 않는 위치에 관통구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료유 이송장치.
제 1 항에 있어서,
상기 관통구멍끼리는, 수직방향 또는 수평방향으로 중심위상을 다르게 하고 있는 것을 특징으로 하는 연료유 이송장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 골재의 복수를 선택함으로써 상기 소구획의 용적을 결정하는 것을 특징으로 하는 연료유 이송장치.