KR200423822Y1

KR200423822Y1 - 카고 히터

Info

Publication number: KR200423822Y1
Application number: KR2020060006665U
Authority: KR
Inventors: 이순재
Original assignee: (주)광산
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2006-08-11

Abstract

본 고안은 상하부에 핀 통공이 형성되며 내부에 중공부를 가지는 핀이 방사형으로 배열된 공동핀과; 상기 공동핀의 상부 핀 통공들이 원형으로 등간격 배열된 상부챔버와; 중심 통공이 구비된 도넛형 원판으로서, 상기 공동핀의 하부 핀 통공들이 원형으로 등간격 배열되면서 연통결합되는 하판과; 상기 하판을 상단면으로 가지면서 내부공간은 격벽에 의하여 이분된 하부챔버와; 상기 이분된 하부챔버의 일측 공간으로 연결되는 증기유입구와 타측 공간으로 연결되는 증기유출구와; 상기 하판을 밑판으로 하여 상기 공동핀과 상부챔버를 내부에 수용하는 2차챔버를 형성시키는 외부 하우징과; 상기 하판의 중심통공에 결합되는 오일 유입구와; 상기 외부 하우징의 상단에 결합되는 오일 유출구로; 구성되는 카고 히터에 관한 것이다.

본 고안에 의하여, 선박으로 운송하는 오일의 하유점도를 효율적으로 상승시키고, 열전달 효율을 개선하여 오일의 점도 상승시 에너지가 절약되는 카고 히터가 제공되는 이점이 있다.

카고 히터, 점도, 공동핀, 하유점도, 양육지, 챔버

Description

카고 히터{cargo heater}

도 1은 본 고안의 단면 구조도

도 2는 본 고안의 외관 측면도

도 3은 본 고안의 1차 회로와 2차 회로를 설명하기 위한 구성도

도 4는 본 고안의 1차 회로가 도시된 단면 구조도

도 5는 본 고안의 2차 회로가 도시된 단면 구조도

도 6은 본 고안의 상부 챔버의 평면 구조도

도 7은 본 고안의 상부 챔버의 또 다른 실시예의 평면 구조도

도 8은 본 고안의 하부 챔버의 형상이 도시된 평면 구조도

도 9는 본 고안의 공동핀을 구성하는 핀 사시도

*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*

10 : 공동핀 100 : 핀

11 : 상부 핀 통공 12 : 하부 핀 통공

20 : 상부챔버 21 : 상부챔버 커버

22 : 상판 23 : 원기둥

30 : 하부챔버 31 : 하판

32 : 하판 중심통공

33 : 증기유입구 34 : 증기유출구

40 : 외부 하우징 41 : 오일 유출구

42 : 오일 유입구

200 : 2차 챔버

A : 1차 회로 B : 2차 회로

일반적으로 선박으로 해상수송되는 원유나 정제품 등에 있어서, 양육지(揚陸地)가 냉한지이거나 또는 냉한지를 항해하여 수송되어 온 경우에 외부온도에 영향 을 받아 원유나 정제품 등의 점도(粘度)가 증가하여 펌프동력에 의한 양육(揚陸)이 곤란하다.

이와 같은 불편을 방지하기 위하여, 종래부터 원유나 정제품의 점도가 외부온도에 의하여 증가되는 것을 방지하기 위하여 해상수송 중 혹은 정박중에 하적유를 일정점도 이하까지(하유점도까지) 가열하였었다.

즉, 유조선 등의 탱크 바닥이나 유류 탱크내에 가열장치를 설비하여, 해상 수송중이나 양육전에 적당한 온도로 가열하여 점도를 저하시켜 양육펌프의 부하를 경감시켜 작업 효율을 높이는 것이다.

상기 가열장치의 구제적인 예로서는 오일탱크 바닥인 선저(船底)나 자체운항용 연료유의 탱크 바닥에 열교환기를 배관하여 가열하는 선출원 실1993-007273 가 있다.

그런데 일반적으로 선박의 경우 내부 공간이 비좁아 큰 열교환기를 배치할 수 없으므로 적은 공간에 큰 효율을 발생시킬 수 있는 열교환기의 필요성은 지속적으로 요구되어 오는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 실용신안 출원 20-2004-0007963 및 20-2005-0003809 을 한 바 있으며, 본 출원은 상기 선출원의 열효율을 개선한 것이다.

상기 선출원은 상기 챔버의 유입구로 증기를 유입시키면 상기 증기는 유입챔버를 통하여 상기 벤딩형 열전달관체로 안내되어 외측 유류에 열을 전달시킨 후, 유출챔버와 유출구를 통하여 배출시키는 기술이다.

본 고안은 선박으로 운송하는 오일의 하유점도를 효율적으로 상승시켜, 하유시간을 단축시키는 카고 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 열전달 효율을 개선하여 오일의 점도 상승시 에너지가 절약되는 카고 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 판 형상으로서 상하부에 통공이 형성되며 내부에 중공부를 가지는 핀이 방사형으로 배열된 공동핀과; 상기 공동핀의 상부 핀 통공들이 원형으로 등간격 배열되면서 연통 결합된 상판을 바닥면으로 가지는 상부챔버와; 중심 통공이 구비된 도넛형 원판으로서, 상기 공동핀의 하부 핀 통공들이 원형으로 등간격 배열되면서 연통결합되는 하판과; 상기 하판을 상단면으로 가지면서, 내부공간은 격벽에 의하여 이분된 하부챔버와; 상기 이분된 하부챔버의 일측 공간으로 연결되는 증기유입구와; 상기 이분된 하부챔버의 타측 공간으로 연결되는 증기유출구와; 상기 하판을 밑판으로 하여 상기 공동핀과 상부챔버를 내부에 수용하는 2차챔버를 형성시키는 외부 하우징과; 상기 하판의 중심통공에 결합되어 상기 2차챔버와 연통되는 오일 유입구와; 상기 외부 하우징의 상단에 결합되어 상기 2차챔버와 연통되는 오일 유출구로; 구성되어 증기가 상기 증기 유입구로 인입되어 상기 하부챔버 일측과 연통된 공동핀을 통하여 상기 상부챔버로 이동하여 상기 하부챔버 타측과 연통된 공동핀을 통하여 상기 하부챔버 타측과 증기 유출구로 유출되면서 상기 공동핀으로 열을 발산시키는 1차 회로와 점도 낮은 오일이 상기 오일 유입구에 안내되어 상기 하판의 중심통공으로 인입되어 상기 방사형 공동핀 사이를 통하여 상향 이동되면서 열을 전달받아 점도가 상승되어 상기 오일 유출구로 배출되는 2차 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 카고 히터를 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 핀은 단면이 파형구조로 형성되어 증기의 이동거리를 연장시키는 것을 특징으로 하는 카고 히터로 되는 것이 바람직하다.

또한 상기 카고 히터는 방사형으로 배열된 상기 공동핀의 중심에 위치되며, 상기 상부챔버에서 상기 공동핀의 길이만큼 연장된 원기둥을 포함하여 구성되어 상기 공동핀의 방사형 배열을 지지하는 것을 특징으로 하는 카고 히터로 되는 것이 바람직하다.

그리고, 원기둥의 오일 분산기능을 향상시키기 위하여 상기 원기둥은 저부가 반구형 또는 원뿔형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하 도면과 함께 본 고안에 관하여 살펴보기로 하며, 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 고안을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 고안의 단면 구조도이며, 도 2는 본 고안의 외관 측면도이며, 도 3은 본 고안의 1차 회로와 2차 회로를 설명하기 위한 구성도이며, 도 4는 본 고안의 1차 회로가 도시된 단면 구조도이며, 도 5는 본 고안의 2차 회로가 도시된 단면 구조도이며, 도 6은 본 고안의 상부 챔버의 평면 구조도이며, 도 7은 본 고안의 상부 챔버의 또 다른 실시예의 평면 구조도이며, 도 8은 본 고안의 하부 챔버의 형상이 도시된 평면 구조도이며, 도 9는 본 고안의 공동핀을 구성하는 핀 사시도이다.

또한 도면상 ⊙ 표시는 지면에 대해 법선 방향으로 상승하는 표시이며, ⓧ 표시는 지면에 대해 법선 방향으로 하강하는 방향의 표시로서, 각각 증기 또는 오일의 흐름 방향을 표시하기 위해 도시된 것이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 고안은 원유 운송용 유조선의 유류탱크내에 설치되어 원유의 하유점도를 상승시키는 카고히터에 관한 것으로서, 크게 공동핀(10)과 상부챔버(20)와 하판(31)과 하부챔버(30)와 증기유입구(33)와 증기유출구(34)와 외부 하우징(40)과 오일 유입구(42)와 오일 유출구(41)로 구성된다.

이하, 먼저 본 고안의 구조에 대하여 살펴본 후, 본 고안의 실시상태에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 고안의 상기 공동(空洞)핀(fin)(10)은 판(板) 형상으로서, 내부에 중공부를 가지고 상 하부에 파이프에 의해 연장된 상부 핀 통공(11)과 하부 핀 통공(12)이 형성된 핀(fin)(100)이 방사형으로 배열된 증기 이송 파이프이다.

상기 핀(100)은 상기 공동핀(10)을 이루는 단위체로서, 상기 공동핀(10)으로 배열될 때의 공간 효율을 위하여 방사형 중심을 향하는 측은 얇고, 바깥을 향하는 측은 두껍게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 상 하부에 파이프로 연장된 핀 통공(11, 12)은 내부 중공부에 대한 증기의 유입, 유출구이다.

상기 핀(100)은 복수개가 방사형으로 배열되어 공동핀(10)을 형성시키며, 형성된 공동핀(10)은 후술하는 하부챔버(30)에 의하여 증기가 상승되는 경로와 증기가 하강되는 경로로 이분(二分)된다.

상기 핀(100)의 방사형 배열(공동핀(10)의 형성)은 상기 핀(100)의 상 하부 핀 통공(11, 12)에 본 고안의 상판(22)과 하판(31)이 연통 결합되어 지지된다.

이때, 상기 상 하부 핀 통공(11, 12)은 파이프에 의해 연장된 것이어서 상기 상판(22)과 하판(31)에 대하여 이격되어 연통 됨을 주목한다.

그러나 상기한 연통 결합만으로는 핀(100)의 수직지지력이 부족할 수 있으므로 상기 공동핀(10)의 중심부에 원기둥(23)을 세우고 이에 상기 핀(100)들을 결합시킴으로써, 핀을 지지시키는 것도 고려할 수 있다.

상기 상판(22)은 원판 모양으로 구성되며, 상기 핀(100)들이 등간격으로 원을 이루며 연통 결합된다.

본 고안의 상부챔버(20)는 상기 상판(22)을 바닥면으로 하여, 상부챔버 커버 (21)가 덮혀져 형성되는 챔버이다.

상기 상부챔버(20)는 일측의 공동핀(10)을 통하여 인입된 증기를 타측의 공동핀(10)으로 경로 변경시키는 완충챔버가 된다.

이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

본 고안의 상기 하판(31)은 중심 통공(32)이 구비된 도넛형 원판으로 구성된다.

상기 하판(31)에는 상기 핀(100)들의 하부 핀 통공(12)이 상기 중심 통공(32)을 중심으로 하여 원형으로 등간격 배열되어 (공동핀(10)을 방사형으로 형성) 연통 결합된다.

이때, 상기 핀 통공(12)은 파이프로 연장되어 형성되므로, 상기 하판(31)에는 이격되어 연통 결합됨을 주목한다.

이하, 도 8을 참조하여 본 고안의 하부챔버(30)에 관하여 살펴보기로 한다.

본 고안의 하부챔버(30)는 상기 하판(31)을 상단면으로 가지는 챔버로서, 챔버의 내부공간이 격벽(35)에 의하여 이분되는 특징이 있다.

한편, 상기 이분된 하부챔버(30)의 일측 내부공간에는 증기유입구(33)가 연결되고, 상기 이분된 하부챔버(30)의 타측 내부공간에는 증기유출구(34)가 연결되는데, 이에 의하여 상기 하부챔버(30)와 연통결합된 상기 공동핀(10)의 특성이 결정된다.

본 고안의 외부 하우징(40)은 상기 하판(31)을 밑판으로 하여 2차 챔버(200)를 형성시키는 외부 커버이다.

상기 2차 챔버(200)는 상기 공동핀(10)과 상부챔버(20)를 내부에 수용하도록 형성되는 원기둥 외관의 하우징이다.

이때, 상기 상부챔버(20)는 상기 2차 챔버(200)에 수용되므로, 상기 상판(22) 역시 전체가 2차 챔버(200)의 내부로 수용됨을 주목한다.

상기 2차 챔버(200)는 상기 외부 하우징(40)의 상단에 결합되어 상기 2차 챔버(200)와 연통되는 오일 유출구(41)와 상기 하판(31)의 중심 통공(32)에 결합되어 상기 2차 챔버(200)와 연통되는 오일 유입구(42)에 의하여 외부와 연결된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 고안의 실시상태에 대하여 살펴보기로 한다.

본 고안은 도 3에 도시된 바와 같이 열을 전달하는 증기의 흐름 경로를 구성하는 1차 회로(A)와 상기 증기의 열을 전달받아 점도를 상승시키는 오일의 흐름 경로를 구성하는 2차 회로(B)로 구성된다.

상기 1차 회로(A)는 도 4에 도시된 바와 같이 증기유입구(33)와 하부챔버(30) 일측과 공동핀(10) 일측과 상부챔버(20)와 공동핀(10) 타측과 하부챔버(30) 타측과 증기유출구(34)로 구성된다.

이때, 증기의 흐름은 증기유입구(33) → 하부챔버(30) 일측 → 공동핀(10) 일측 → 상부챔버(20) → 공동핀(10) 타측 → 하부챔버(30) 타측 → 증기유출구 (34) 가 된다.

즉, 상기 1차 회로(A)에 의하여 상기 증기유입구(33)로 인입된 증기는 상기 하부챔버(30) 일측과 연통된 공동핀(10)을 통하여 상기 상부챔버(20)로 이동하며, 상기 상부챔버(20)에서 상기 하부챔버(30) 타측과 연통된 공동핀(10)을 통하여 상기 하부챔버(30) 타측로 이동하여 증기유출구(34)로 유출된다.

상기 하부챔버(30)에서는 도 8에 도시된 바와 같이 같이 격벽(35)에 의하여 내부공간이 분리되며, 분리된 내부공간에 연통된 핀(100)들(공동핀(10))은 연통된 하부챔버(30)의 성격에 따라 증기의 방향이 결정된다.

이때, 증기의 방향이 다른 공동핀(10)은 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 상부챔버(20)에 의해 경로가 연결되어 진다.

상기 1차 회로(A)로 이동하는 증기는 상기 공동핀(10)을 통과하면서 핀 외측으로 열을 발산시킨다.

한편, 본 고안의 2차 회로(B)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 오일 유입구(42)와 2차 챔버(200)와 상기 오일 유출구(41)로 구성된다.

상기 2차 회로(B)에서는 낮은 점도를 가지는 오일이 상기 오일 유입구(42)에 안내되어 상기 하판(31)의 중심 통공(32)으로 인입되면, 상기 2차 챔버(200)에서 상기 방사형 공동핀 사이를 통하여 상향 이동되면서 열을 전달받아 점도가 상승되어, 상기 오일 유출구(41)로 배출된다.

이때, 상기 공동핀(10)은 하부 핀 통공(12)에 의하여 상기 하판(31)에 이격되어 연통 결합됨으로써, 상기 공동핀(10)의 외부 공간이 2차 회로의 경로가 되도록 함을 주목한다.

본 고안의 상기 핀(100)은 내부로 이송되는 증기의 열을 오일에 효율적으로 발산시키기 위하여, 넓은 표면적을 가지는 것이 바람직하다.

본 고안의 핀(100)이 판 형상으로 구성되는 것은 그러한 목적을 달성하기 위한 것이다.

한편, 상기 증기의 열은 상기 공동핀(10)을 구성하는 판 표면에서 발산되므로, 증기가 가진 열에너지를 최대한 발산시키기 위하여, 가능한 한 증기의 이동경로는 길게 연장될수록 좋다.

본 고안은 상기 증기의 이동경로 연장을 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 핀(100)을 마치 빨래판처럼 파형 단면구조로 구성한다.

상기 핀(100)의 파형 단면구조는 증기의 이동 경로를 연장시킬 뿐만 아니라, 상기 핀(100)에 접촉되는 오일의 열 전도 효율 역시 상승시킨다

왜냐하면, 상기 핀(100)의 파형단면은 오일의 상승 이동시 상기 핀(100)에 마찰되는 시간을 연장시키며, 상기 오일의 상승경로가 파형을 따라 지속적으로 변하므로, 핀(100)과 핀(100) 사이에서 상승되는 오일 내부에서도 작은 와류가 생겨 열 전달이 효율적으로 진행되는 효과가 있기 때문이다.

한편 본 고안의 원기둥(23)은 상기 하판(31)의 중심 통공(32) 상측에 위치되어 상승되는 오일에 1차적으로 부딪힌다.

이때, 상기 오일은 상기 원기둥(23)의 저부에 부딪히면서 방사형으로 분산되 어 공동핀(10)측으로 안내되어 열전달을 받게 되는 특징이 있다.

본 고안은 상기한 원기둥(23)의 오일 분산기능을 향상시키기 위하여 저부를 반구형 또는 원뿔형으로 형성시키는 것이 바람직하다.

이하, 도면에 도시된 실시예는 본 고안이 구체화되는 하나의 실시예로서, 도면에 도시된 바와 같이 본 고안의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 도면에 제시된 것은 본 고안을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

이상 설명한 본 고안에 의하여, 선박으로 운송하는 오일의 하유점도를 효율적으로 상승시키는 카고 히터가 제공되는 이점이 있다.

또한, 열전달 효율을 개선하여 오일의 점도 상승시 에너지가 절약되는 카고 히터가 제공되는 이점이 있다.

Claims

판 형상으로서 상 하부에 파이프에 의하여 연장된 핀 통공이 형성되며 내부에 중공부를 가지는 핀이 방사형으로 배열된 공동핀과;

상기 공동핀의 상부 핀 통공들이 원형으로 등간격 배열되면서 이격되어 연통 결합된 상판을 바닥면으로 가지는 상부챔버와;

중심 통공이 구비된 도넛형 원판으로서, 상기 공동핀의 하부 핀 통공들이 원형으로 등간격 배열되면서 이격되어 연통결합되는 하판과;

상기 하판을 상단면으로 가지면서, 내부공간은 격벽에 의하여 이분된 하부챔버와;

상기 이분된 하부챔버의 일측 공간으로 연결되는 증기유입구와;

상기 이분된 하부챔버의 타측 공간으로 연결되는 증기유출구와;

상기 하판을 밑판으로 하여 상기 공동핀과 상부챔버를 내부에 수용하는 2차챔버를 형성시키는 외부 하우징과;

상기 하판의 중심통공에 결합되어 상기 2차챔버와 연통되는 오일 유입구와;

상기 외부 하우징의 상단에 결합되어 상기 2차챔버와 연통되는 오일 유출구로;

구성되어

증기가 상기 증기 유입구로 인입되어 상기 하부챔버 일측과 연통된 공동핀을 통하여 상기 상부챔버로 이동하여 상기 하부챔버 타측과 연통된 공동핀을 통하여 상기 하부챔버 타측과 증기 유출구로 유출되면서 상기 공동핀으로 열을 발산시키는 1차 회로와 점도 낮은 오일이 상기 오일 유입구에 안내되어 상기 하판의 중심통공으로 인입되어 상기 방사형 공동핀 사이를 통하여 상향 이동되면서 열을 전달받아 점도가 상승되어 상기 오일 유출구로 배출되는 2차 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 카고 히터.
제1항에 있어서 상기 공동핀의 핀은

단면이 파형구조로 형성되어 증기의 이동거리를 연장시키는 것을 특징으로 하는 카고 히터.
제1항 또는 제2항에 있어서 상기 카고 히터는

방사형으로 배열된 상기 공동핀의 중심에 위치되며, 상기 상부챔버에서 상기 공동핀의 길이만큼 연장된 원기둥을 포함하여 구성되어 상기 공동핀의 방사형 배열을 지지하며, 저부에서 상승되는 오일을 공동핀 측으로 분산시키는 것을 특징으로 하는 카고 히터.
제3항에 있어서 상기 원기둥은

저부가 반구형 또는 원뿔형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 카고 히터.