KR102036622B1 - 연료유 이송장치 - Google Patents

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KR102036622B1
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다카야스 치지나미
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호쿠신 산교 가부시키가이샤
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Abstract

저장부에 저장되어 있는 연료유의 양이 적어져도 벨마우스에 의하여 확실하게 흡입할 수 있음으로써, 저류부 내의 연료유의 흡입 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 연료유 이송장치를 제공한다.
대기의 열을 받는 위치에 설치된 연료유 저장 탱크(2)와, 연료유 저장 탱크(2)로부터 흡입된 연료유를 가열하여 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유의 가열에 이용하는 것이 가능한 연료유 세틀링 탱크를 구비하여 연료유를 순환시킬 수 있는 연료유 이송장치에 있어서, 연료유 저장 탱크(2)는, 바다부를 향하여 개구하는 벨마우스(2B)를 가지는 흡입관(2C)과, 벨마우스(2B)의 개구에 대향하는 바닥부(2T)에 형성되어 벨마우스(2B)가 진입 가능한 오목부(30)가 설치되고, 오목부(30)는 벨마우스(2B)의 설치수에 따라서 바닥부(2T)에 형성되어 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 저장탱크에 관한 것이다.
선박의 메인기나 보조기에 이용되는 연료유는, 탱크 등의 저류부에 수용되고, 예를 들어 메인기로서 이용되는 내연기관 등에 공급되어 소비된다.
저류부 내의 연료유는, 예를 들어 낮은 비용의 C중유 등이 이용된다. 연료유는 온도의 변화에 따라서 점도가 다르고, 점도의 차이는 연료유의 이송효율에 영향을 준다. 예를 들어, 점도가 높을 때에는 유동저항이 높아지고, 연료유는 이동하기 어려워져서 이송효율은 낮아진다.
그래서, 탱크 내의 연료유의 온도를 높여 점도를 낮춤으로써 연료유의 이송효율이 악화되는 것을 억제하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1).
저류부로서 이용되는 탱크 내에 저류되어 있는 연료유는, 벨마우스를 개구로 하는 흡입관에 의하여 취출되고, 점도 개선을 위한 가열에 제공된다, 한편, 가열 완료 연료유는, 벨마우스의 개구로부터 탱크 내로 유입되며, 저류되어 있는 연료유와 혼합된다. 이 결과, 탱크 내의 연료유, 특히 개구부 근방의 연료유는, 이송효율을 낮추지 않는 점도가 얻어지는 온도로 유지된다.
그런데, 탱크 내에 삽입되어 있는 흡입관은, 개구를 이루는 벨마우스를 탱크 바닥부에 대향시키고 있는데, 예를 들어 탱크 내의 연료유의 잔량이 적어지면 흡입하기 어려운 경우가 있다.
즉, 탱크 바닥부는 평탄한 형상이 많고, 평탄한 전역에 연료유가 확산되어 저류되어 있으면, 벨마우스에 대향하는 위치에 연료유를 집약시키는 것이 어려워질 가능성이 있다. 결과적으로, 탱크 내에 연료유가 남아 있을 때에 연료유를 흡입하려고 하여도, 연료유를 흡입하는 효율이 저하될 우려가 있다.
특허문헌 1: 일본공개특허공보 2015-010600호
본 발명의 과제는, 저장부에 저장되어 있는 연료유를 벨마우스에 의하여 확실하게 흡입할 수 있음으로써, 저류부 내의 연료유의 흡입 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 연료유 이송장치를 제공하는 것에 있다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 대기의 열을 받는 위치에 설치된 연료유 저장 탱크와, 그 연료유 저장 탱크로부터 흡입된 연료유를 가열하여 그 연료유 저장 탱크 내의 연료유의 가열에 이용하는 것이 가능한 연료유 세틀링 탱크(settling tank)를 구비하여 상기 연료유를 순환시킬 수 있는 연료유 이송장치에 있어서, 상기 연료유 저장 탱크는, 바닥부를 향하여 개구하는 벨마우스를 가지는 흡입관과, 그 벨마우스의 개구에 대향하는 바닥부에 형성되어 그 벨마우스가 진입 가능한 오목부가 설치되며, 그 오목부는 상기 벨마우스의 설치수에 따라서 상기 바닥부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 저류부 내의 연료유를 오목부 내에 집약함으로써 벨마우스에 의하여 흡입되는 연료유를 확보할 수 있다. 이 결과, 저류부 내로부터의 연료유의 흡입 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 연료유 이송장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 연료유 이송장치의 연료유 저장탱크의 설치 장소를 설명하기 위한 선체의 모식도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 연료유 이송장치의 연료유 저장 탱크에 이용되는 박스 형상 소구획의 원리구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 설치 장소에 설치되어 있는 연료유 저장 탱크의 구성을 설명하기 위한 부분적인 사시도이다.
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 따른 연료유 이송장치(1)의 구성이다.
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 입구측 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 압력변화를 감시하기 위하여 설치되어 있다. 압력변화는, 연료유의 점도 변화에 따른 유동저항의 변화를 판단하기 위하여 이용된다. 특히, 점도가 높아져 유동저항이 증가한 경우에는, 이송펌프(6)의 입구측 압력이 진공화 경향이 된다. 따라서, 진공화 경향의 압력변화가 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 저류하여, 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, 유하(流下)펌프(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, 이것보다 하위의 연료유 저장 탱크(2)에 연료유를 흘려 떨어뜨리도록 배출하는 것을 의미하여 유하라고 하는 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 양쪽 탱크(3, 4) 또는 어떤 탱크로부터 연료유 저장 탱크(2)를 향한 연료유의 유로를 설정할 수 있도록 각 탱크(3, 4)가 가지는 연료유 출구의 유로에 밸브(12)가 설치되어 있다.
이상의 연료유 이송장치(1)는, 이송펌프(6)에 의하여 연료유 저장 탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)에 흡입된 연료유가 가열되고, 가열된 연료유가 청정화된 후에 연료유 서비스 탱크(4)에 도입되어, 저류된 연료유가 내연기관 등으로의 공급에 대비된다는 순환경로가 정해져 있다.
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, 이송펌프(6)에 의하여 연료유 세틀링 탱크(3) 내에 흡입된 연료유가 소정 온도에 도달할 때까지의 가열시간을 고려하여, 유하펌프(11)의 가동시간이 45분 정도, 이송펌프(6)의 가동시간이 15분 정도 필요하며, 각 펌프가 번갈아가며 가동된다. 이 시간 중에 이송펌프(6)의 가동시간은, 상술한 연료유 세틀링 탱크(3) 내의 레벨센서(9)에 의하여 연료유의 액면이 감지될 때까지의 시간에 상당하고 있다. 즉, 이송펌프(6)의 회전수, 구동전류 등의 정격에 근거한 가동시간 내에 얻어지는 연료유의 도입량이, 레벨센서(9)를 작동시키는 액면의 상승량에 대응하고 있다. 따라서, 이송펌프(6)가 가동되고 있으면서 레벨센서(9)가 작동할 때까지의 시간이 장기화된 경우에는, 이송펌프(6)를 흐르는 연료유의 점도가 높아져, 유동저항이 커져 있다고 판단할 수 있다. 또한, 레벨센서(9)가 작동한 경우에는 이송펌프(6)가 정지되어 연료유 세틀링 탱크(3)에 있어서 연료유가 넘치는 것을 방지할 수 있다.
한편, 정박 중 등과 같이 연료유의 소비가 없을 때에는, 이송펌프(6)의 가동시간이 짧아, 레벨센서(9)가 작동할 때까지의 시간이, 예를 들어 6분 정도가 된다.
이송펌프(6)를 이용하여 연료유 저장 탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)를 향하여 연료유를 흡입하는 루트는, 도 1에 있어서 부호 F1~F5로 나타나 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 나타나 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 세틀링 탱크(2)의 구조에 있다.
즉, 연료유 저장 탱크(2)에 있어서, 연료유의 흡배출에 이용되는 벨마우스의 개구와 대향하는 바닥부에 오목부를 구비하고 있는 점이 특징이다. 특히, 오목부는, 연료유 저장 탱크(2)의 바닥부가 경사면인 경우, 적어도 그 면의 최저 위치에 설치되어 있는 것이 특징이 된다.
상기 특징을 설명하기 전에, 본 실시형태에 따른 연료유 이송장치(1)에 이용되는 연료유 저장 탱크(2)에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 따른 연료유 이송장치(1)는, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이, 선박(100)에 구비되어 있는 상갑판(101)의 하방 구석부에서 흘수선 상위에 배치된 톱사이드 탱크를 연료유 저장 탱크(2)로서 가지고 있다.
톱사이드 탱크로서 이용되는 연료유 저장 탱크(2)는, 흘수선(WL)보다 상위에 배치되어 있고, 단면 형상이 삼각 형상을 이루며, 세로방향에서의 깊이가 일정하지 않다.
한편, 본 실시형태에 따른 연료유 이송장치(1)는, 연료유 저장 탱크(2)의 내부에 저장되어 있는 연료의 일부를 대상으로 하여 가열하기 위하여, 박스 형상 소구획(20)을 구비하고 있다. 이러한 박스 형상 소구획(20)은, 연료유 저장 탱크(2)로부터 연료유 세틀링 탱크(3)를 향하여 흡입되는 연료유의 이송효율을 낮추지 않기 위하여 설치되어 있다.
도 3은, 박스 형상 소구획(20)의 원리구조를 설명하기 위한 도면이다. 연료유 저장 탱크(2)로 되돌아가는 가열 완료 연료유는, 저장되어 있는 연료유에 비하여 비중이 작아, 상승하여 확산되기 쉬운데, 박스 형상 소구획(20) 내에 가열 완료 연료유를 정지시키는 것에 의하여 확산이 방지된다. 이 결과, 연료유 저장 탱크(2) 내로부터 흡입되는 위치에 저류되어 있는 연료유는, 온도 저하가 억제되어 유동 저항이 증가하지 않은 상태로 유지되므로 이송효율이 악화되는 일이 없다.
도 3에 있어서 연료유 저장 탱크(2)는, 바닥부 근방을 향한 개구를 가지는 벨마우스(2B)에 연통하는 흡입관이 되는 흡입 메인관(2C)을 구비하고 있다.
흡입 메인관(2C)은, 박스 형상 소구획(20)에 의하여 덮여져 있다. 박스 형상 소구획(20)은, 공간을 구획하는 임의의 일측이 바닥면측으로부터 상방을 향하여 절제된 절삭부(20A)를 가지고, 절삭부(20A)를 이용하여 연료유 저장 탱크(2)의 내부와 박스 형상 소구획(20)의 내부가 연통되어 있다.
박스 형상 소구획(20)은, 벨마우스(2B)로부터 연료유 저장 탱크(2) 내로 되돌아간 가열 완료 연료유가, 벨마우스(2B)의 위치로부터 상승하여 떨어진 위치를 향하여 흐르는 것을 방지한다. 즉, 벨마우스(2B)를 나온 연료유는, 상승하면 박스 형상 소구획(20)의 천장(20B)에 충돌하여 되돌아온다. 이 결과, 연료유는 박스 형상 소구획(20) 내에서 난류를 일으켜 박스 형상 소구획(20) 내부에 멈춰진다.
한편, 가열 완료 연료유의 흐름을 벨마우스(2B)의 주변에 집약시키기 위한 구성으로서, 단면 형상이 T자 형상인 칸막이(21)를 절삭부(20A)의 근방에 배치하는 구성이 사용되고 있다.
가열 완료 연료유는, 박스 형상 소구획(20)의 천장(20B)에 더하여 칸막이(21)의 수평조각(21A)에 충돌하여 난류가 되고, 박스 형상 소구획(20) 내에서의 연료유와의 혼합성이 높아진다. 이 결과, 벨마우스(2B)에 흡입되는 연료유와 가열 완료 연료유의 혼합율이 높아져 연료유의 가열 효율이 높아진다.
도 2에 나타낸 톱사이드 탱크를 이루는 연료유 저장 탱크(2)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 구체(驅體)의 삼각형상 단면의 경사진 바닥부(2T)에 대향하여 박스 형상 소구획(20)이 설치되어 있다.
도 4에 있어서 부호 2A0은, 박스 형상 소구획(20)을 구성하기 위하여 이용되는 구체의 기존 구조부품인 구획용 골재를, 부호 2A1은 통로용 구멍을 각각 나타내고 있다. 또한. 부호 2D는, 박스 형상 소구획(20) 내에 저류된 에어를 빼는 에어배출구멍이다. 가열 완료 연료유가 박스 형상 소구획(20) 내에 들어갈 때에 소구획(20)의 내부에 저류되어 있는 에어가 빠져나와 가열 완료 연료유의 유입이 허용된다.
다음으로, 본 발명의 실시형태에 따른 특징부에 대하여 설명한다.
도 3 및 도 4에 있어서, 박스 형상 소구획(20)의 단면 형상인 삼각형상에 있어서 세로방향에서 가장 깊은 위치, 바꿔 말하면, 최저위치의 바닥부(2T)에 있어서 개구하는 벨마우스(2B)와 대향하는 바닥부(2T)에는, 벨마우스(2B)가 진입 가능한 오목부(30)가 설치되어 있다. 오목부(30)는, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 연료유 저장 탱크(2)의 바닥부(2T)로부터 하부를 향하여 팽출된 공간을 형성하여, 연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유가 저류되기 쉽게 되어 있다.
오목부(30)는, 벨마우스(2B)의 설치수에 따라서 설치하는 것이 가능하며, 도 4에서는, 최저위치만으로 하고 있는데, 벨마우스(2B)가 최저위치 이외에 연료유의 유입이 가능한 위치를 선택하여 복수 장소에 설치하는 것도 가능하다. 각 오목부(30)에 대응하여 벨마우스(2B)는 설치되게 된다. 오목부(30)의 설치수를 정하는 요소로는, 연료유 저장 탱크(2)의 바닥부(2T)의 경사각도가 있다. 즉, 바닥부 면적이 넓고, 경사각도가 비교적 작으면, 최저위치까지 유입되는 연료유의 양이 적은 경우가 있다. 그래서, 연료유의 회수를 확보하는 의미에서, 바닥부의 최저위치 이외의 위치에 오목부(30)를 설치하는 것이 유효하게 된다.
연료유 저장 탱크(2) 내의 연료유는, 경사바닥부를 따라서 오목부(30) 내에 도입되어 저류되기 쉬워진다. 결과적으로, 연료유는 벨마우스(2B)와 대향하기 쉽고, 흡입되기 쉬워지므로 흡입 효율을 저하시키는 일이 없다.
특히, 기존 구조의 연료유 저장 탱크(2)의 바닥부에 오목부(30)를 추가하는 것 만의 간단한 작업에 의하여 연료유의 흡입부분을 확보할 수 있다. 따라서, 도 4에 나타낸 연료유 저장 탱크(2)의 바닥부 경사각도(θ)가 작은 경우에도 벨마우스(2B)에 대향하는 위치에서 흡입되는 연료유를 확보할 수 있다.
이상의 설명은, 흘수선보다 상위에 설치되어 있는 톱사이드 탱크를 대상으로 하고 있는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 흘수선보다 하방에 설치되어 있는 연료유 저장 탱크를 대상으로 하는 것도 가능하다. 또한, 이상의 설명은, 벨마우스가 박스 형상 소구획 내에 배치되어 있는 구성을 대상으로 하고 있는데, 본 발명은, 박스 형상 소구획을 설치하지 않고 벨마우스만이 설치되어 있는 구성을 대상으로 하는 것도 가능하다.
본 발명은, 연료유 저장 탱크의 바닥부에 연료유를 확보하기 쉬운 오목부를 설치하는 것에 의하여 벨마우스에 의한 흡입 효율을 저하시키지 않도록 할 수 있으므로, 이용가능성이 높다고 할 수 있다.
1: 연료유 이송장치
2: 연료유 저장 탱크
2B: 벨마우스
2C: 흡입메인관
2T: 바닥부
30: 오목부

Claims (4)

  1. 흘수선 상위에 배치된 연료유 저장 탱크와, 그 연료유 저장 탱크로부터 흡입된 연료유를 가열하여 그 연료유 저장 탱크 내의 연료유의 가열에 이용하는 것이 가능한 연료유 세틀링 탱크를 구비하여 상기 연료유를 순환시킬 수 있는 연료유 이송장치에 있어서,
    상기 연료유 저장 탱크는, 선박의 상갑판 근방의 구석부에 배치되어 선수측에서 본 단면 형상이 삼각 형상인 톱사이드 탱크가 이용되고, 그 톱사이드 탱크 내에 설치되며 벨마우스로부터 나온 가열 완료 연료유의 상승을 방지하는 천장을 구비한 소구획에 있어서의 가장 깊은 위치에 있어서 개구하는 벨마우스를 가지는 흡입관과, 그 벨마우스의 개구에 대향하는 바닥부에 형성되어 그 벨마우스가 진입 가능한 오목부가 설치되고, 그 오목부는 상기 벨마우스의 설치수에 따라서 상기 바닥부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료유 이송장치.
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