KR20200000636U - 오일 점도 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

저장탱크로부터 오일 배출시, 오일의 점성을 순간적으로 낮추어 오일 배출을 원활하게 할 수 있는 오일 점도 제어 장치가 개시된다. 본 고안의 실시예에 따른 오일 점도 제어 장치는 오일을 저장하는 저장탱크; 저장탱크 내의 오일을 배출하도록 상기 저장탱크에 연결되는 오일 배출라인; 오일 배출라인에 설치되고, 저장탱크로부터 배출되는 오일의 점성이 낮아지도록, 저장탱크로부터 배출되는 오일을 열매체와 열교환시켜 가열하는 열교환기; 및 열교환기로 열매체를 공급하는 열매체 공급부를 포함한다.

Description

오일 점도 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING VISCOSITY OF OIL}
본 고안은 오일 점도 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장탱크로부터 오일 배출시 오일의 점도를 순간적으로 낮추어 원활하게 오일이 배출되게 하는 오일 점도 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유조선 등의 선박은 탱크 내에 오일을 저장하고 있으며, 탱크에 저장된 오일의 점성을 적정 범위로 제어하기 위한 가열 수단을 구비하고 있다. 종래에는 탱크 내의 바닥면 또는 측면부에 오일을 가열하기 위한 히팅 코일을 설치하거나, 탱크 내부에 히팅 드럼을 설치하여 오일을 가열함으로써 오일의 점성을 제어하고 있다. 이러한 종래의 오일 가열 방식은 히팅 코일 또는 히팅 드럼의 설치 비용 및 설치 시수가 큰 단점이 있다. 또한, 종래의 방식은 탱크 내에 저장된 오일을 전체적으로 가열해야 하므로, 오일 가열에 요구되는 에너지 소모가 크고 비효율적인 문제가 있다.
본 고안은 저장탱크로부터 배출되는 오일의 점성을 순간적으로 낮추어 적은 비용으로 오일 배출을 원활하게 할 수 있는 오일 점도 제어 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 일 측면에 따른 오일 점도 제어 장치는 오일을 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크 내의 오일을 배출하도록 상기 저장탱크에 연결되는 오일 배출라인; 상기 오일 배출라인에 설치되고, 상기 저장탱크로부터 배출되는 오일을 열매체와 열교환시켜 가열하는 열교환기; 및 상기 열교환기로 상기 열매체를 공급하는 열매체 공급부를 포함한다.
상기 열매체 공급부는 상기 열교환기로 증기를 공급하는 보일러를 포함할 수 있다.
상기 오일 배출라인은, 상기 저장탱크의 오일 배출구에 일단이 연결되고, 상기 열교환기의 오일 유입 측에 타단이 연결되는 제1 오일 배출라인; 및 상기 열매체와의 열교환에 의해 점성이 낮아진 오일을 배출하도록 상기 열교환기의 오일 배출 측에 연결되는 제2 오일 배출라인;을 포함할 수 있다.
상기 열교환기는, 내부 공간을 가지는 본체; 상기 열매체 공급부로부터 공급되는 열매체가 상기 내부 공간으로 유입되도록 상기 본체의 일측에 형성되는 열매체 유입구; 상기 열매체 유입구를 통해 유입된 열매체가 상기 내부 공간을 경유하여 배출되도록 상기 본체의 타측에 형성되는 열매체 배출구; 상기 제1 오일 배출라인으로부터 오일이 유입되도록 상기 본체에 마련되는 오일 유입구; 상기 제2 오일 배출라인으로 오일이 배출되도록 상기 본체에 마련되는 오일 배출구; 및 상기 본체 내에 설치되고, 복수개의 오일 배출관의 다발로 이루어지는 열교환 배관부;를 포함할 수 있다.
상기 열매체 유입구는 상기 오일 유입구보다 상기 오일 배출구에 근접하도록 배치되고, 상기 열매체 배출구는 상기 오일 배출구보다 상기 오일 유입구에 근접하도록 배치될 수 있다.
상기 복수개의 오일 배출관의 다발은 각각의 일단이 상기 오일 유입구에 연결되고, 타단이 상기 오일 배출구에 연결되고, 상기 복수개의 오일 배출관의 다발의 총 단면적은 상기 제1 오일 배출라인의 단면적과 동일할 수 있다.
상기 오일이 상기 열교환기에 체류하는 체류 시간은 상기 오일의 점성에 따라 변화하고, 상기 체류 시간은 상기 오일의 점성이 클수록 증가할 수 있다.
상기 오일 점도 제어 장치는 상기 오일 유입구 측의 오일의 유입 온도 및 상기 오일 배출구 측의 오일의 배출 온도를 측정하는 온도 측정부; 및 상기 오일의 유입 온도 및 배출 온도에 따라 상기 오일의 배출 유량을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 고안의 실시예에 의하면, 저장탱크로부터 배출되는 오일의 점성을 순간적으로 낮추어 적은 비용으로 오일 배출을 원활하게 할 수 있는 오일 점도 제어 장치가 제공된다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 점도 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 점도 제어 장치를 구성하는 열교환기의 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A-A' 선에 따른 단면도이다.
본 고안의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 본 고안이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 고안의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다.
본 고안의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 고안의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다. 본 고안에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 고안에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이고, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 점도 제어 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 점도 제어 장치(100)는 저장탱크(120), 오일 배출라인(130), 열매체 공급부(140), 열교환기(150), 온도 측정부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
도 1의 실시예에서, 오일 점도 제어 장치(100)는 유조선 등의 선박에 설치되어 있으나, 본 고안의 실시예에 따른 오일 점도 제어 장치(100)는 선박에 적용되는 것으로 제한되지 않는다.
실시예에서, 저장탱크(120)는 선박의 선체(110) 내에 설치되고, 내부에 오일을 저장한다. 실시예에서, 오일은 원유(crude oil), 윤활유(rubrication oil) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 저장탱크(120)는 오일을 주입하기 위한 주입구(도시생략)와, 오일을 배출하기 위한 펌프(도시생략) 등을 구비할 수 있다.
오일 배출라인(130)은 저장탱크(120) 내의 오일을 배출하도록 저장탱크(120)의 오일 배출구(122)에 연결된다. 오일 배출라인(130)은 펌프 또는 압력 차이에 의한 흡입에 의해 오일을 배출하도록 된 흡입관(suction pipe)으로 제공될 수 있다.
오일 배출라인(130)을 통해 오일은 오일(예를 들어, 윤활유)을 필요로 하는 선박 내의 각종 장치 또는 다른 선박이나 육지의 오일 저장 장치 등으로 배출될 수 있다.
오일 배출라인(130)은 제1 오일 배출라인(132)과 제2 오일 배출라인(134)을 포함할 수 있다. 제1 오일 배출라인(132)은 저장탱크(120)의 오일 배출구(122)에 일단이 연결되고, 열교환기(150)의 오일 유입 측에 타단이 연결된다. 제2 오일 배출라인(134)은 열교환기(150)를 통과하면서 점성이 낮아진 오일을 배출하도록 열교환기(150)의 오일 배출 측에 연결된다.
열매체 공급부(140)는 선체(110) 내에 설치되고, 오일 배출라인(130)에 설치된 열교환기(150)로 열매체를 공급한다. 일 실시예에서, 열매체는 증기 등과 같이 오일보다 높은 온도의 유체로 제공될 수 있다. 일 실시예로, 증기 공급부(140)는 증기를 발생하는 보일러를 포함할 수 있다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 점도 제어 장치를 구성하는 열교환기의 단면도이다. 도 3은 도 2의 'A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 열교환기(150)는 오일 배출라인(130)에 설치되고, 저장탱크(120)로부터 배출되는 오일을 열매체 공급부(140)로부터 공급된 열매체와 열교환시켜 가열한다.
열교환기(150)는 저장탱크(120) 내의 오일을 가열하지 않고, 저장탱크(120)로부터 배출되는 소량의 오일을 순간적으로 가열하여 점성을 저하시키므로, 오일 점도 제어를 위한 에너지 소모량을 줄일 수 있다.
일 실시예에서, 열교환기(150)로부터 배출된 열매체는 가열 수단에 의해 가열된 후, 다시 열교환기(150)로 유입되도록 순환될 수 있다.
일 실시예로, 열교환기(150)는 본체(151), 열매체 유입구(152), 열매체 배출구(153), 오일 유입구(154), 오일 배출구(155) 및 열교환 배관부(156)를 포함할 수 있다.
본체(151)는 열매체가 유입될 수 있는 내부 공간을 가지며, 대략 원통 형상으로 제공될 수 있다. 본체(151)의 일단은 제1 오일 배출라인(132)에 연통되고, 타단은 제2 오일 배출라인(134)에 연통될 수 있다.
열매체 유입구(152)는 열매체 공급부(140)로부터 공급되는 열매체가 본체(151)의 내부 공간으로 유입되도록 본체(151)의 일측에 형성될 수 있다.
오일과의 열교환 효율을 높이기 위하여, 열매체 유입구(152)는 오일 유입구(154)보다 오일 배출구(155)에 근접하도록 배치될 수 있다.
열매체 배출구(153)는 열매체 유입구(152)를 통해 유입된 증기가 내부 공간을 경유하여 배출되도록 본체(151)의 타측에 형성된다.
오일과의 열교환 효율을 높이기 위하여, 열매체 배출구(153)는 오일 배출구(155)보다 오일 유입구(154)에 근접하도록 배치된다.
열매체 배출구(153)는 열매체 유입구(152)가 형성된 본체(151)의 측면과 반대 측으로 설치될 수 있다.
본 고안의 실시예에 의하면, 열교환기(150) 내의 오일 흐름과 반대 방향으로 열매체가 흐르도록 열매체 유입구(152), 열매체 배출구(153)가 배치되어 있어, 오일과 증기의 열교환 효율을 높일 수 있다.
오일 유입구(154)는 제1 오일 배출라인(132)으로부터 공급되는 오일이 열교환기(150)로 유입되도록 본체(151)에 마련된다.
오일 배출구(155)는 열매체와의 열교환에 의해 가열되어 점도가 낮아진 오일이 제2 오일 배출라인(134)으로 배출되도록 본체(151)에 마련된다.
열교환 배관부(156)는 본체(151) 내에 설치되고, 열매체와의 효율적인 열교환을 위해 복수개의 오일 배출관의 다발로 이루어진다.
복수개의 오일 배출관의 다발은 각각의 일단이 오일 유입구(154)에 연결되고, 타단은 오일 배출구(155)에 연결될 수 있다.
열교환기(150)에서 오일의 압력 변화 및 상변화를 방지하기 위해, 복수개의 오일 배출관의 다발의 총 단면적은 제1 오일 배출라인(132)의 단면적과 동일하게 설계될 수 있다.
일 실시예에서, 오일이 열교환기(150)를 통과하는 체류 시간은 오일의 점성에 따라 자동적으로 조절될 수 있으며, 오일의 체류 시간은 오일의 점성이 클수록 증가할 수 있다.
예를 들어, 오일의 점성이 클수록, 높은 점도로 인해 열교환기(150)를 통과하는 오일의 유동 속도가 감소하고, 그에 따라 오일의 체류 시간 증가로 인해 열매체와의 열교환량이 증가하여 오일의 점도가 적정 수준으로 감소될 수 있다.
반대로, 오일의 점성이 크지 않은 경우, 열교환기(150)를 통과하는 오일의 유동 속도가 상대적으로 증가하고, 그에 따라 오일의 체류 시간이 감소하므로, 오일이 필요 이상으로 가열되는 것을 방지하여 에너지 소모량을 절감할 수 있다.
온도 측정부(160)는 오일 유입구(154) 측의 오일의 유입 온도를 측정하는 제1 온도 측정기(162) 및 오일 배출구(155) 측의 오일의 배출 온도를 측정하는 제2 온도 측정기(164)를 포함할 수 있다.
제어부(170)는 오일의 유입 온도 및/또는 배출 온도에 따라 오일의 배출 유량을 제어한다. 일 실시예로, 제어부(170)는 오일의 온도를 기준 온도와 비교하여, 오일의 온도와 기준 온도의 차이값에 비례하여 열매체의 온도 및/또는 유량을 증감할 수 있다.
본 고안의 실시예에 의하면, 저장탱크(120)로부터 배출되어 오일 배출라인(130)을 통과하는 소량의 오일을 열매체와 열교환시켜 오일의 온도를 순간적으로 높일 수 있으며, 그에 따라 적용 비용으로 오일의 점성을 낮추어 오일을 원활하게 배출시킬 수 있다.
또한, 저장탱크의 바닥면이나 탱크 내에 대규모의 히팅 코일이나 히팅 드럼 등을 설치할 필요가 없이, 저장탱크로부터 오일을 배출하는 오일 배출라인에 열교환기를 설치하여 배출되는 오일의 점성을 제어하므로, 설치 비용을 줄일 수 있으며, 오일 가열 비용을 절감할 수 있다.
이상의 실시예들은 본 고안의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 고안의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 고안의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 고안의 기술적 보호범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 고안의 기술적 보호범위는 청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 고안까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
100: 오일 점도 제어 장치 110: 선체
120: 저장탱크 122: 오일 배출구
130: 오일 배출라인 132: 제1 오일 배출라인
134: 제2 오일 배출라인 140: 열매체 공급부
150: 열교환기 151: 본체
152: 열매체 유입구 153: 열매체 배출구
154: 오일 유입구 155: 오일 배출구
156: 열교환 배관부 160: 온도 측정부
170: 제어부

Claims (8)

  1. 오일을 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크 내의 오일을 배출하도록 상기 저장탱크에 연결되는 오일 배출라인;
    상기 오일 배출라인에 설치되고, 상기 저장탱크로부터 배출되는 오일을 열매체와 열교환시켜 가열하는 열교환기; 및
    상기 열교환기로 상기 열매체를 공급하는 열매체 공급부를 포함하는 오일 점도 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열매체 공급부는 상기 열교환기로 증기를 공급하는 보일러를 포함하는 오일 점도 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오일 배출라인은,
    상기 저장탱크의 오일 배출구에 일단이 연결되고, 상기 열교환기의 오일 유입 측에 타단이 연결되는 제1 오일 배출라인; 및
    상기 열매체와의 열교환에 의해 점성이 낮아진 오일을 배출하도록 상기 열교환기의 오일 배출 측에 연결되는 제2 오일 배출라인;을 포함하는 오일 점도 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    내부 공간을 가지는 본체;
    상기 열매체 공급부로부터 공급되는 열매체가 상기 내부 공간으로 유입되도록 상기 본체의 일측에 형성되는 열매체 유입구;
    상기 열매체 유입구를 통해 유입된 열매체가 상기 내부 공간을 경유하여 배출되도록 상기 본체의 타측에 형성되는 열매체 배출구;
    상기 제1 오일 배출라인으로부터 오일이 유입되도록 상기 본체에 마련되는 오일 유입구;
    상기 제2 오일 배출라인으로 오일이 배출되도록 상기 본체에 마련되는 오일 배출구; 및
    상기 본체 내에 설치되고, 복수개의 오일 배출관의 다발로 이루어지는 열교환 배관부;를 포함하는 오일 점도 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열매체 유입구는 상기 오일 유입구보다 상기 오일 배출구에 근접하도록 배치되고,
    상기 열매체 배출구는 상기 오일 배출구보다 상기 오일 유입구에 근접하도록 배치되는 오일 점도 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수개의 오일 배출관의 다발은 각각의 일단이 상기 오일 유입구에 연결되고, 타단이 상기 오일 배출구에 연결되고,
    상기 복수개의 오일 배출관의 다발의 총 단면적은 상기 제1 오일 배출라인의 단면적과 동일한 오일 점도 제어 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일이 상기 열교환기에 체류하는 체류 시간은 상기 오일의 점성에 따라 변화하고, 상기 체류 시간은 상기 오일의 점성이 클수록 증가하는 오일 점도 제어 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일 유입구 측의 오일의 유입 온도 및 상기 오일 배출구 측의 오일의 배출 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 오일의 유입 온도 및 배출 온도에 따라 상기 오일의 배출 유량을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 오일 점도 제어 장치.
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