KR100952909B1 - 선박용 온수 공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 온수 공급시스템에 관한 것으로서, 온수가열장치(100)와, 온수가열장치(100)에 순환 연결되며 온수배출부(112)가 마련되는 온수순환라인(110)과, 온수순환라인(110)으로부터 분기된 지점에 설치되며 온수를 순환시키기 위한 온수순환펌프(120)와, 온수순환펌프(120)와 대응되도록 온수순환라인(110) 상에 분기 설치되며 온수순환펌프(120)의 미작동시 온수의 순환 경로가 되는 바이패스라인(130)과, 온수순환라인(110)의 일단부에 연결되어 새로운 냉수를 공급하는 냉수공급라인(140)과, 온수순환펌프(120)의 작동을 제어하는 컨트롤패널(160)을 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면 온수의 소비가 없거나 온수의 사용이 소량일 경우에는 순환펌프가 작동되지 않으면서도 온수의 온도를 일정하게 유지하여 항시 온수 사용이 가능하도록 하였으며, 더욱이 온수의 사용량 증가시에도 설정된 시간 동안에만 순환펌프의 작동이 이루어지도록 작동 시간을 제어함으로써, 에너지를 절감하고 인력 및 유지보수 비용을 절감할 수 있어 경제성 향상의 효과를 가진다.

선박, 온수, 온수가열장치, 온수순환펌프, 에너지, 절감

Description

선박용 온수 공급시스템{HOT WATER SUPPLY SYSTEM FOR A SHIP}

본 발명은 선박용 온수 공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선내의 주기관과 각종 기기 및 거주구역에 필요로 하는 온수를 생산하여 공급함에 있어서 가동의 효율성을 향상시킨 선박용 온수 공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 선박에서 사용되는 온수 공급시스템은, 선박의 증기발생장치로부터 공급된 고온의 증기와 냉수를 열교환시키고, 이렇게 생산한 온수를 선박의 주기관과 각종기기 및 선원들의 거주구역 등에 필요한 만큼 자동으로 공급하는 장치이다.

도 1은 종래에 선박에서 사용하는 온수 공급시스템의 구성을 도시한 것이다.

선박의 증기발생장치로부터 공급된 고온의 증기를 공급받아 냉수와 열교환이 이루어지는 온수가열장치(10)와, 온수가열장치(10)에 순환하여 연결 설치되는 온수순환라인(20)이 설치된다. 그리고 온수순환라인(20)상에는 온수를 필요한 곳으로 공급하는 온수배출부(22)와, 항상 일정한 온도가 유지되도록 생산된 온수를 계속하여 순환시켜주는 온수순환펌프부(30)가 설치된다. 또한, 온수순환라인(20)에는 일단으로 분기되어 새로운 냉수가 공급되는 냉수공급라인(40)이 설치된다.

여기서 온수순환펌프부(30)는 나란히 제 1 순환펌프(32)와 제 2 순환펌프(34)가 설치되며, 이 중 어느 하나는 항시 가동을 하게 되며, 나머지 다른 하나는 고장을 대비하여 예비 펌프로 사용된다.

덧붙여, 온수순환펌프부(30)에는 작동을 제어하는 컨트롤패널(50)이 전적으로 연결되는 구성을 가진다.

그러나, 이러한 종래의 온수 공급시스템에서는 위에서 설명한 바와 같이 온수순환펌프부 중 어느 하나의 순환펌프는 지속적으로 운전되고 있다. 이는 온수가 소비되지 않는 상황임에도 불구하고 펌프의 운전이 지속적으로 이루어져서 에너지가 낭비되고, 유지보수 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서의 온수 공급시스템은, 온수의 소비가 없거나 온수의 사용이 소량일 경우에는 순환펌프가 작동되지 않으면서도 온수의 온도를 일정하게 유지하여 항시 온수 사용이 가능하도록 구성함으로써, 에너지를 절감하고 인력 및 유지보수 비용을 절감할 수 있는 선박용 온수 공급시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 온수 공급시스템에서는, 온수의 사용량 증가시에도 설정된 시간 동안에만 순환펌프의 작동이 이루어지도록 작동 시간을 제어함으로써, 에너지를 절감할 수 있는 선박용 온수 공급시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선박용 온수 공급시스템에 있어서, 온수가열장치와, 온수가열장치에 순환 연결되며 온수배출부가 마련되는 온수순환라인과, 온수순환라인으로부터 분기된 지점에 설치되며 온수를 순환시키기 위한 온수순환펌프와, 온수순환펌프의 작동을 제어하는 컨트롤패널과, 온수순환펌프와 대응되도록 온수순환라인 상에 분기 설치되며 온수순환펌프의 미작동시 온수의 순환 경로가 되는 바이패스라인과, 온수순환라인의 일단부에 연결되어 새로운 냉수를 공급하는 냉수공급라인과, 냉수공급라인과 온수순환라인이 만나는 지점에 설치되어 단면적이 줄어들었다가 확대되는 노즐을 통해 냉수를 고속으로 배출하여 주위를 저압부로 만들고 만나는 온수와 함께 배출되어 순환이 가능하도록 하는 이젝터를 포함하는 선박용 온수 공급시스템을 제공한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 선박용 온수 공급시스템에 따르면, 온수의 소비가 없거나 온수의 사용이 소량일 경우에는 순환펌프가 작동되지 않으면서도 온수의 온도를 일정하게 유지하여 항시 온수 사용이 가능하였으며, 더욱이 온수의 사용량 증가시에도 설정된 시간 동안에만 순환펌프의 작동이 이루어지도록 작동 시간을 제어함으로써, 에너지를 절감하고 인력 및 유지보수 비용을 절감할 수 있어 경제성 향상의 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

종래에 순환펌프가 항시 운전되어 에너지 낭비를 가져오는 것을 방지하고자 본 발명에서는 하나의 순환펌프에 바이패스라인과 이젝터를 구비한 온수 공급시스템으로 하여 효과적인 에너지 절감을 이룰 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 온수 공급시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 온수 공급시스템의 플로우 차트이다.

도 2에 도시된 선박용 온수 공급시스템은, 크게 온수가열장치(100)와, 온수가열장치(100)에 순환 연결되는 온수순환라인(110)과, 온수순환라인(110)상에 설치되는 온수순환펌프(120) 및 바이패스라인(130)과 냉수공급라인(140) 그리고 온수순환펌프(120)를 제어하는 컨트롤패널(160)로 구성된다.

여기서 온수가열장치(100)는 선박의 미도시된 증기발생장치로부터 공급된 고온의 증기를 공급받아 냉수와의 열교환으로 온수를 생성하는 장치이다.

그리고 온수순환라인(110)은 온수가열장치(100)를 순환하도록 온수가열장치(100)의 상단에서 시작되어 온수가열장치(100)의 하단으로 연결되며, 온수순환라인(110) 상에는 온수가 배출될 수 있도록 온수배출부(112)와, 새로운 냉수를 공급받을 수 있는 냉수공급라인(140)이 제 3 밸브(142)와 같이 설치된다.

그리고 온수순환라인(110) 상에는 분기 지점이 있으며, 이 분기 지점에 온수순환펌프(120)와 바이패스라인(130)이 설치된다.

온수순환펌프(120)는 온수를 순환시키기 위한 펌프가 바람직하게 하나로 구성되며, 이 온수순환펌프(120)를 사이에 두고 온수순환라인(110)과 연결되는 펌프입력라인(122)과 펌프배출라인(124)이 설치되고, 이들 각 펌프입력라인(122)과 펌프배출라인(124)에는 제 1 밸브(126)가 설치된다.

참고로, 펌프배출라인(124)에 설치된 제 1 밸브(126)와 제 2 밸브(132), 제 3 밸브(142)는 바람직하게 별도로 조작이 필요없는 SDNR(Screw Down Non Return)밸 브가 사용된다.

또한, 온수순환펌프(120)에는 작동을 제어할 수 있도록 전기적으로 연결된 컨트롤패널(160)이 설치되며, 더욱이 컨트롤패널(160)에는 기설정 시간 동안에만 온수순환펌프(120)의 작동을 가능하도록 하는 타이머(162)가 설치된다.

타이머(162)는 온수가열장치(100)와 근접하는 온수순환라인(110)상에 설치되어 온수가열장치(100)로부터 배출되는 온수의 양을 감지할 수 있는 감지수단(164)으로부터 감지된 신호를 전달받아 작동이 이루어진다.

감지수단(164)은 바람직하게 유량에 따라 개폐 작동되는 플로우 스위치(flow switch)가 사용된다.

바이패스라인(130)은 온수순환펌프(120)의 미작동시 온수의 순환 경로가 되는 것으로서, 온수의 순환을 개폐하는 제 2 밸브(132)가 설치된다.

한편, 온수순환라인(110)과 냉수공급라인(140)이 만나는 지점에는 냉수의 부압을 형성하여 온수의 순환을 가능하도록 하는 이젝터(ejector:150)가 마련된다.

바람직하게 이젝터(150)는 공급되는 냉수의 압력을 감소시켜 결과적으로 유속을 증가시킬 수 있도록 수평면에 놓인 단면적이 변하는 도관으로 형성되어 진다.

이와 같은 구조로 이루어진 선박용 온수 공급시스템의 작용은 다음과 같이 이루어진다.

선박내에 온수를 공급하는 경우를 대체적으로 3가지 정도로 구분할 수 있으며, 이는 온수의 사용이 없을 때와, 온수의 소비가 소량일 때, 그리고 온수의 사용량이 많을 때로서 이들 경우를 각각 도 3을 참고하여 설명한다.

먼저, 온수의 사용이 없을 때에는, 온수순환펌프(120)의 가동을 중지시킨다.

이로서, 온수가열장치(100)에서 데워져서 배출되는 온수와 순환하여 다시 온수가열장치(100)로 유입되는 온수의 온도 밀도차에 따라 온수순환펌프(120)의 내부와 바이패스라인(130)을 따라 자연스럽게 순환되어 온수순환펌프(120)의 미작동임에도 불구하고 언제 소비될지 모르는 온수의 소비를 대비하여 온수의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

그리고 온수의 소비량이 소량일 때에도, 온수순환펌프(120)의 가동은 중지되어 있다. 그리고 온수의 소비가 있으므로 새로운 냉수는 냉수공급라인(140)을 통해 공급이 이루어지게 된다.

이에 냉수공급라인(140)을 따라 공급된 냉수는 이젝터(150)를 통과하면서 압력이 낮아짐과 같이 증가된 유속으로 온수순환라인(110)내의 기존 온수를 끌어 올려 순환을 시키게 되며, 순환 중의 온수는 온수배출부(112)로 소량 배출된다.

마지막으로 온수배출부(112)로 배출되는 온수의 사용량이 많을 때에는, 온수가열장치(100)에서 배출되는 온수의 양을 감지수단(164)에서 감지하여 컨트롤패널(160)측으로 신호를 전달하고, 이에 따라 컨트롤패널(160)에서는 타이머(162)를 작동시켜 온수순환펌프(120)를 기설정 시간 동안에만 작동을 시키게 된다.

이때, 제 1 밸브(126)와 제 3 밸브(142)는 열리고, 제 2 밸브(132)는 닫히게 된다. 그리고 타이머(162)의 설정은 온수의 사용량이 많을 때에 온수순환펌프(120)의 작동이 필요로 요구되는 시간을 통계적으로 계산된 평균값에 따라 이루어진다.

그러므로 본 발명은, 개선된 구성으로 온수의 사용량이 없거나 소량시 온수 순환펌프(120)를 운전시키지 않음으로서 에너지를 절약하고, 정비로 인한 인력 및 경비를 절감할 수 있으며, 또한, 하나의 온수순환펌프(120) 사용으로 초기 투자비를 절약할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 선박용 온수 공급시스템은 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래에 선박에서 사용하는 온수 공급시스템의 구성을 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 온수 공급시스템의 구성도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 온수 공급시스템의 플로우 차트이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 온수가열장치 110 : 온수순환라인

112 : 온수배출부 120 : 온수순환펌프

126 : 제 1 밸브 130 : 바이패스라인

132 : 제 2 밸브 140 : 냉수공급라인

142 : 제 3 밸브 150 : 이젝터

160 : 컨트롤패널 162 : 타이머

164 : 감지수단

Claims (6)

1. 선박용 온수 공급시스템에 있어서,

   온수가열장치와,

   상기 온수가열장치에 순환 연결되며 온수배출부가 마련되는 온수순환라인과,

   상기 온수순환라인으로부터 분기된 지점에 설치되며 온수를 순환시키기 위한 온수순환펌프와,

   상기 온수순환펌프의 작동을 제어하는 컨트롤패널과,

   상기 온수순환펌프와 대응되도록 상기 온수순환라인 상에 분기 설치되며 상기 온수순환펌프의 미작동시 온수의 순환 경로가 되는 바이패스라인과,

   상기 온수순환라인의 일단부에 연결되어 새로운 냉수를 공급하는 냉수공급라인과,

   상기 냉수공급라인과 상기 온수순환라인이 만나는 지점에 설치되어 단면적이 줄어들었다가 확대되는 노즐을 통해 냉수를 고속으로 배출하여 주위를 저압부로 만들고 만나는 온수와 함께 배출되어 순환이 가능하도록 하는 이젝터

   를 포함하는 선박용 온수 공급시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 온수순환펌프는 하나의 펌프로 구성되며, 상기 온수순환펌프를 사이에 두고는 펌프입력라인과 펌프배출라인이 연결되고, 상기 각 펌프입력라인과 펌프배출라인에는 제 1 밸브가 설치되는 선박용 온수 공급시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스라인 상에는 상기 온수의 순환을 개폐하는 제 2 밸브가 설치되는 선박용 온수 공급시스템.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 온수순환라인 상에는 상기 온수가열장치로부터 배출되는 상기 온수의 양을 감지할 수 있는 감지수단이 설치되는 선박용 온수 공급시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 온수가열장치로부터 배출되는 상기 온수의 양이 감지된 신호를 상기 컨트롤패널 측으로 전달하여 기설정 시간 동안에만 상기 온수순환펌프의 작동을 가능하도록 하는 타이머가 상기 컨트롤패널에 설치되는 선박용 온수 공급시스템.

Images