(57)【要約】【課題】船舶で運送する油類の荷油粘度を効率的に下げることにより、荷油時間を減らし、さらに、熱伝逹効率を改善することにより、油類の粘度低下時に省エネルギー化の向上がみられるカーゴヒーターを提供する。【解決手段】上部に流入口、下部に流出口がそれぞれ形成された板状の中空フィンを放射状に配列した熱伝達体と、前記中空フィンの各上部流入口が等間隔に配列結合された上部チェンバーと、前記中空フィンの各下部流出口が等間隔に配列結合され、外部と連通する流出パイプが形成されたドーナツ型下部チェンバーと、前記上部チェンバーに連通結合される、平行に配置された２つの蒸気流入パイプと、前記下部チェンバーを底部にし、前記熱伝達体及び上部チェンバーを内部に収容し、上側に油類流出口が形成された油類タンクと、前記ドーナツ型下部チェンバーの中心ドーナツホールを貫通して前記油類タンクに連通連結された油類流入口と、を備える。【選択図】図１
2007303803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に流入口が、下部に流出口がそれぞれ形成されている板状の中空フィンを放射状に配列した熱伝達体と、
前記中空フィンの各上部流入口が円形で等間隔に配列結合されている上部チェンバーと、
前記中空フィンの各下部流出口が円形で等間隔に配列結合され、外部と連通する流出パイプが形成されているドーナツ型下部チェンバーと、
前記下部チェンバーを貫通して前記上部チェンバーに連通結合される、平行に配置されている２つの蒸気流入パイプと、
前記下部チェンバーを底部にし、前記熱伝達体及び前記上部チェンバーを内部に収容し、上側に油類流出口が形成されている油類タンクと、
前記ドーナツ型下部チェンバーの中心ドーナツホールを貫通して前記油類タンクに連通連結される油類流入口と、を備え、
前記蒸気流入パイプに流入した所望の高温の蒸気が、前記上部チェンバーまで上昇した後、前記熱伝達体の各中空フィンにそれぞれ分配供給され、下降しながら各中空フィンの温度を上昇させ、一方、前記油類流入口に供給された高粘度の流体が、前記油類タンク内における前記各中空フィンの占有空間を除いた空間に流れ込み、上昇しながら前記各中空フィンの熱を吸収して低粘度のものになり、前記油類流出口を介して排出されることを特徴とするカーゴヒーター。
【請求項２】
前記蒸気流入パイプは、前記下部チェンバーの底面にＴ字状に接続されていて、蒸気が１つの蒸気流入口から２つの蒸気流入パイプに分配供給されることを特徴とする請求項１に記載のカーゴヒーター。
【請求項３】
前記中空フィンは、その表面を波型にして単位長さ当たり表面積を増加させることを特徴とする請求項１に記載のカーゴヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部に流入口が、下部に流出口がそれぞれ形成されている板状の中空フィンを放射状に配列した熱伝達体と、前記中空フィンの各上部流入口が円形で等間隔に配列結合されている上部チェンバーと、前記中空フィンの各下部流出口が円形で等間隔に配列結合され、外部と連通する流出パイプが形成されているドーナツ型下部チェンバーと、前記下部チェンバーを貫通して前記上部チェンバーに連通結合される、平行に配置されている２つの蒸気流入パイプと、前記下部チェンバーを底部にし、前記熱伝達体及び上部チェンバーを内部に収容し、上側に油類流出口が形成されている油類タンクと、前記ドーナツ型下部チェンバーの中心ドーナツホールを貫通して前記油類タンクに連通連結される油類流入口と、を備え、前記蒸気流入パイプに流入した所望の高温の蒸気が、前記上部チェンバーまで上昇した後、前記熱伝達体の各中空フィンにそれぞれ分配供給され、下降しながら各中空フィンの温度を上昇させ、一方、前記油類流入口に供給された高粘度の流体が、前記油類タンク内における前記各中空フィンの占有空間を除いた空間に流れ込み、上昇しながら前記各中空フィンの熱を吸収して低粘度のものになり、前記油類流出口を介して排出されることを特徴とするカーゴヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶で海上輸送する原油や精製品などにおいて、揚陸地が冷寒地であったり、または冷寒地から航海して輸送されて来た場合、外部温度の影響を受け、原油や精製品などの粘度が上昇してポンプ動力による揚陸には無理がある。
【０００３】
このような不具合を防止するために、従来から原油や精製品の粘度の外部温度による上昇を防止するために、海上輸送中や停泊中に荷積油を一定粘度以下になるまで（荷油粘度まで）加熱していた。
【０００４】
すなわち、油槽船などのタンクの底部や油類タンク内に加熱装置を配置し、海上輸送中や揚陸する前に必要な温度になるまで加熱して粘度を低下させることで、揚陸ポンプの負荷を軽減させて作業効率を高めていた。
【０００５】
前記加熱装置の具体例としては、油類タンクの底部である船底や自体運航用燃料油タンクの底部に熱交換器を配管して加熱するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ところが、一般に船舶の場合、カーゴヒーターを組み立てる過程で製作工数はもとより、設置工数が増し、製作コストが増大する。このため、狭い空間で高効率を発生させるとともに、製作工数及び設置工数が少なくなる熱交換器の必要性が高まってきている。
【０００７】
上記問題点を解消するために、本出願人は出願を行い（例えば、特許文献２、３、４参照）、本出願は、先出願と同一技術開発の延長線上にある技術である。
【特許文献１】大韓民国実用新案第２０−１９９３−０００７２７３号明細書
【特許文献２】大韓民国実用新案第２０−２００４−０００７９６３号明細書
【特許文献３】大韓民国実用新案第２０−２００５−０００３８０９号明細書
【特許文献４】大韓民国実用新案第２０−２００６−０００６６６５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、船舶で運送する油類の荷油粘度を効率的に下げることにより、荷油時間を減らすカーゴヒーターを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、熱伝逹効率を改善することにより、油類の粘度低下時に省エネルギー化の向上がみられるカーゴヒーターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、上部に流入口が、下部に流出口がそれぞれ形成されている板状の中空フィンを放射状に配列した熱伝達体と、前記中空フィンの各上部流入口が円形で等間隔に配列結合されている上部チェンバーと、前記中空フィンの各下部流出口が円形で等間隔に配列結合され、外部と連通する流出パイプが形成されているドーナツ型下部チェンバーと、前記下部チェンバーを貫通して前記上部チェンバーに連通結合される、平行に配置されている２つの蒸気流入パイプと、前記下部チェンバーを底部にし、前記熱伝達体及び上部チェンバーを内部に収容し、上側に油類流出口が形成されている油類タンクと、前記ドーナツ型下部チェンバーの中心ドーナツホールを貫通して前記油類タンクに連通連結される油類流入口と、を備え、前記蒸気流入パイプに流入した所望の高温の蒸気が、前記上部チェンバーまで上昇した後、前記熱伝達体の各中空フィンにそれぞれ分配供給され、下降しながら各中空フィンの温度を上昇させ、一方、前記油類流入口に供給された高粘度の流体が、前記油類タンク内における前記各中空フィンの占有空間を除いた空間に流れ込み、上昇しながら前記各中空フィンの熱を吸収して低粘度のものになり、前記油類流出口を介して排出されることを特徴とする。
【００１１】
また、好ましくは、前記蒸気流入パイプは、前記下部チェンバーの底面にＴ字状に接続されていて、蒸気が１つの蒸気流入口から２つの蒸気流入パイプに分配供給されることを特徴とする。
【００１２】
さらに、好ましくは、前記中空フィンは、その表面を洗濯板のような波型にして単位長さ当たり表面積を増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、船舶で運送する油類の荷油粘度を効率的に下げることにより、荷油時間を減らすカーゴヒーターを提供することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、熱伝逹効率を改善することにより、油類の粘度低下時に省エネルギーの向上がみられるカーゴヒーターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の実施の形態を説明するにあたって、関連公知技術又は構成についての具体的な説明によって本発明の要旨が不明になるおそれがあると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。また、後述する用語は、本発明の機能を考慮した上で正義した用語であり、ユーザー、運用者の意図または慣例などによって置き換えられる。よって、用語の正義は、本発明を説明する本明細書の全体にわたる内容に基づいて行われる必要がある。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るカーゴヒーターの側断面図であり、図２は、カーゴヒーターを他方から見た側断面図であり、図３は、カーゴヒーターの上部チェンバーの内部平面図であり、図４は、カーゴヒーターの下部チェンバー部の底面図であり、図５は、カーゴヒーターの外部側面図であり、図６は、カーゴヒーターの熱伝達体を構成する中空フィンの斜視図である。
【００１７】
図に示したように、本発明の実施形態に係るカーゴヒーターは、熱伝達体１０と、上部チェンバー４０と、下部チェンバー５０と、２つの蒸気流入パイプ２０と、油類タンク３０と、油類流入口３２とを備える。前記熱伝達体１０は、上部に流入口１１が、下部に流出口１２がそれぞれ形成されている板状の中空フィン１００を放射状に配列したフィン束部である。
【００１８】
前記熱伝達体１０を構成する中空フィン１００は、薄板状をしており、内部に空間を有するものであって、該内部空間は、中空フィン１００の上下側にそれぞれ形成されている流入口１１と流出口１２を介して外部と連通している。前述したように、前記中空フィン１００を、図３に示すように放射状に配列して前記熱伝達体１０を形成するが、このような放射状構造を採用することにより、各中空フィン１００を狭い空間で密に配列することができる。前記熱伝達体１０の放射状配列構造は、前記熱伝達体１０が上部チェンバー４０と下部チェンバー５０に結合されることで支持される。前記上部チェンバー４０には中空フィン１００の上部に形成された流入口１１が結合されて上部チェンバー４０の内部と連通され、前記下部チェンバー５０には、中空フィン１００の下部に形成された流出口１２が結合されて下部チェンバー５０と連通される。
【００１９】
このような結合構造を採用することにより、図１に示すように、前記上部チェンバー４０と下部チェンバー５０と中空フィン１００とはいずれも連通する内部空間を有する。前記熱伝達体１０が放射状に配列されていることから、前記上部チェンバー４０と下部チェンバー５０には前記熱伝達体１０が円形で等間隔に配列結合される。
【００２０】
一方、前記下部チェンバー５０はドーナツ型をしており、前記の熱伝達体１０はドーナツ型チェンバーに沿って円を描きながら結合される。前記下部チェンバー５０には外部と連通した流出パイプ５１が設けられ、これにより前記各中空フィン１００の内部空間と外部とが互いに連通可能になる。
【００２１】
前記蒸気流入パイプ２０は、図２に示すように前記下部チェンバー５０を貫通して平行に配置されている２つのパイプである。前記蒸気流入パイプ２０は、前記上部チェンバー４０まで延在して前記上部チェンバー４０と連通結合される。
【００２２】
所望の高温の熱い蒸気が外部から前記蒸気流入パイプ２０に流入し、図２に示すように、流入した蒸気は、下部チェンバー５０を通って前記上部チェンバー４０に移送される。また、図１に示すように、移送された蒸気は、前記上部チェンバー４０に接続されている熱伝達体１０の各中空フィン１００にそれぞれ供給される。すると、前記熱伝達体１０を構成する各中空フィン１００内から外に熱が発散することになり、その結果、前記各中空フィ１００ン内の蒸気が冷却してしまう。この冷却した蒸気は、下部チェンバー５０に集まり、前記流出パイプ５１を介して排出される。
【００２３】
すなわち、結論として、このような構造は、２つの蒸気流入パイプの内部に熱い蒸気を集中させて通流させた後、なるべく広い面積（前記複数の各中空フィン１００の表面）で熱を放出させるためのものである。
【００２４】
一方、前記油類タンク３０は、前記下部チェンバー５０を底部にし、前記熱伝達体１０及び上部チェンバー４０を内部に収容するチェンバーである。また、前記油類タンク３０は、上側に油類流出口３１が形成されることにより外部と連通可能になる。なお、前記下部チェンバー５０がドーナツ型であることから、底面の中心に形成された大きな通空（ドーナツホール）により外部と連通可能になる。
【００２５】
前記油類流入口３２は、図１及び図４に示すように、前記ドーナツ型下部チェンバー５０の中心ドーナツホールを貫通して前記油類タンク３０に連通連結されるパイプ状をしている。前記構造によれば、前記油類流入口３２に油類を供給すると、供給された油類は、前記油類タンク３０を通って上昇し、前記油類流出口３１を介して排出される。
【００２６】
この際、前記油類タンク３０の内部に熱伝達体１０を構成する中空フィン１００が図３のように放射状に配列されているので、供給された油類は、結局、各中空フィン１００の占有空間を除いた空間に流れ込んで上昇する。この場合、前記各中空フィン１００の内部から外に熱が発散、すなわち、各中空フィン１００の表面から熱が放出することになるので、供給された油類は、前記各中空フィン１００の表面と摩擦を生じながら上昇し、同時に前記熱伝達体１０から熱を吸収して低粘度になって排出される。
【００２７】
この点から、前記熱伝達体１０を構成する各中空フィン１００の表面を、図６に示すように洗濯板のような波型にして単位長さ当たり表面積を増加させると、中空フィン１００内に通流される蒸気の熱発散効率と、中空フィン１００の表面との摩擦による油類の熱吸収効率とが上昇する。
【００２８】
一方、本実施形態において注目すべき点は、実際に熱を発散する前記中空フィン１００内の熱蒸気の通流方向が上から下へ向かっていることである。これは、熱い熱は下から上へと上がっていくという通常の概念とは反対の方向性を持つもので、この点から、蒸気が下降するとき、その熱を強制的に発散させる効果が得られる。
【００２９】
また、前記蒸気流入パイプ２０は、図４に示すように前記下部チェンバー５０の底面にＴ字状に接続されている。これにより、蒸気が１つの蒸気流入口２１から２つの蒸気流入パイプ２０に分配できる。
【００３０】
この点から、本実施形態は、伝えられた蒸気がなるべく短時間で上昇して前記上部チェンバー４０で分散できるようになるという効果があり、蒸気が、上部チェンバー４０の内部の中空フィン１００のうち近距離の中空フィン１００へ迅速に分散供給できる経路を形成することができる。
【００３１】
以上、図面に示された実施形態は、本発明をより具体的に説明するための単なる例示的なものに過ぎない。また、図面に示すように本発明の要旨を実現するための種々の組み合わせが可能であることが理解できるであろう。したがって、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で前記実施形態の各種の修正及び／または変形が可能であることは理解でき、このような修正及び／または変形が本発明の権利範囲に含まれるということは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るカーゴヒーターの側断面図
【図２】カーゴヒーターを他方から見た側断面図
【図３】カーゴヒーターの上部チェンバーの内部平面図
【図４】カーゴヒーターの下部チェンバー部底面図
【図５】カーゴヒーターの外部側面図
【図６】カーゴヒーターから熱伝達体を構成する中空フィンの斜視図
【符号の説明】
【００３３】
１０  熱伝達体
１１  流入口
１２  流出口
２０  蒸気流入パイプ
２１  蒸気流入口
３０  油類タンク
３１  油類流出口
３２  油類流入口
４０  上部チェンバー
５０  下部チェンバー
５１  流出パイプ
１００  中空フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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