KR101173694B1 - 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템에 관한 것으로, 이 냉각시스템은 해수 유입밸브를 통해 유입된 해수를 펌핑하여 선박 엔진의 냉각계에 공급하는 주 펌프와, 이 주 펌프에 연결설치되어 주 펌프의 이상시 주 펌프를 정상 작동하도록 하는 보조 펌프와, 상기 주 펌프의 작동으로 해수를 공급받는 중간 냉각기와, 이 중간 냉각기에 연결되어 공급된 해수가 중간 냉각기를 거쳐 순환하게 되는 오일 냉각기 및, 상기 중간 냉각기에서 배출된 해수가 유입되어 해수를 통해 열을 교환한 후 해수를 외부로 배출하는 열교환기를 포함하여 구성된 것이다.

따라서, 선박 엔진의 냉각시스템을 구성하는 해수 펌프가 주 펌프 및 보조 펌프의 2중 구조로 이루어져 해수 펌프의 작동 안정성을 도모할 수 있고, 상기 해수 펌프의 작동이 안정됨으로써 선박 엔진의 냉각시스템 효율이 향상되어 엔진 보호 및 선박의 안전 운행이 보장되며, 어떠한 운행 조건에서도 상기 해수 펌프의 작동이 멈추지 않고 정상적으로 작동될 수 있다.

선박, 엔진, 냉각시스템, 해수 펌프, 임펠러 펌프

Description

선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템{Cooling System for using Seawater Pump of Marine Engine}

도 1은 종래의 기술에 따른 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템을 나타낸 회로도,

도 2는 선박용 엔진에 사용되는 원심식 임펠러 펌프를 나타낸 단면도,

도 3은 선박용 엔진에 사용되는 고무식 임펠러 펌프를 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템을 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 해수 유입밸브 2 : 해수 여과기

3 : 주 펌프 3a : 토출구

3b : 흡입구 4 : 보조 펌프

4a : 토출구 4b : 흡입구

5 : 중간 냉각기 6 : 오일 냉각기

7 : 열교환기 8 : 체크밸브

본 발명은 선박의 엔진을 냉각시키는 해수용 펌프에 관한 것으로, 특히 주 펌프와 보조 펌프를 이용하여 어떠한 운행 조건에서도 펌프가 정상적으로 작동하게 함으로써 효과적인 엔진의 냉각을 통한 안전 운행을 도모할 수 있도록 한 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박에 사용되는 해수 펌프는 바다 또는 강 및 호수에서 운행되는 엔진의 냉각계에 적용되는 펌프로서, 엔진을 냉각시키기 위한 냉각수의 공급을 위하여 바닷물 또는 강물을 퍼올려 엔진에 공급하는 역할을 한다.

즉, 상기 해수 펌프를 이용한 종래의 엔진 냉각시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 해수 유입밸브(101)를 통해 유입된 해수가 해수 여과기(102)에 공급되고, 상기 해수 여과기(102)를 통과한 해수를 해수 펌프(103)의 작동으로 선박 엔진의 중간 냉각기(INTER COOLER)(104)에 공급하며, 상기 중간 냉각기(104)에 공급된 해수가 오일 냉각기(OIL COOLER)(105)를 거쳐 다시 중간 냉각기(104)에 공급되고, 상기 중간 냉각기(104)를 거친 해수가 다시 열교환기(HEAT EXCHANGER)(106)로 공급되며, 상기 열교환기(106)를 거친 해수가 외부로 배출되는 것이다.

그러므로, 상기와 같은 해수의 공급 및 순환과정을 거쳐 선박 엔진을 냉각시키는 냉각시스템이 이루어지는 바, 이러한 냉각시스템은 상기 해수 펌프(103)의 작동으로 구동되는 것이다.

여기서, 종래에 사용되는 상기 해수 펌프의 경우 도 2에 도시된 원심식 임펠러 펌프와 도 3에 도시된 고무식 임펠러 펌프로 크게 구분되는 바, 상기 원심식 임 펠러 펌프(107)는 청동 등과 같은 금속성 재질의 임펠러로 해수를 펌핑하게 되고, 상기 고무식 임펠러 펌프(108)는 고무 등의 재질로 이루어진 임펠러로 해수를 펌핑하는 것이다.

그리고, 상기 원심식 임펠러 펌프(107)의 경우 내구성과 토출량 및 토출압 등에서는 크게 유리하나, 펌프의 자흡력이 떨어지거나 없어지게 되어 초기 운전, 장기간 보관 또는 운전시 선체의 요동 등으로 펌프의 흡입구에 공기가 유입되면 펌핑이 되지 않아 선박의 엔진에 이상이 생기게 되는 문제가 있었다.

또한, 상기 고무식 임펠러 펌프(108)는 자흡력에서는 유리하지만 내구성과 토출량 및 토출압에서는 불리함이 있었다.

따라서, 선박 엔진의 냉각을 위해 이용되는 종래 해수 펌프(103)의 경우 상기 원심식 임펠러 펌프(107)나 고무식 임펠러 펌프(108) 중 어느 하나를 선택하여 사용하기 때문에 상기의 문제가 발생되고, 상기한 문제로 인하여 엔진에 무리를 주거나 해수 펌프(103)가 비정상적으로 작동하여 선박의 운행에 차질을 주는 등의 어려움이 있었다.

이에 본 발명은 종래의 해수 펌프를 이용한 선박 엔진의 냉각시스템이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 주 펌프와 보조 펌프를 이용하여 어떠한 운행 조건에서도 펌프가 정상적으로 작동하게 함으로써 효과적인 엔진의 냉각을 통한 안전 운행을 도모할 수 있도록 한 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 해수 유입밸브를 통해 유입된 해수를 펌핑하여 선박 엔진의 냉각계에 공급하는 주 펌프와, 이 주 펌프에 연결설치되어 주 펌프의 이상시 주 펌프를 정상 작동하도록 하는 보조 펌프와, 상기 주 펌프의 작동으로 해수를 공급받는 중간 냉각기와, 이 중간 냉각기에 연결되어 공급된 해수가 중간 냉각기를 거쳐 순환하게 되는 오일 냉각기 및, 상기 중간 냉각기에서 배출된 해수가 유입되어 해수를 통해 열을 교환한 후 해수를 외부로 배출하는 열교환기를 포함하여 구성된 것이다.

그리고, 상기 주 펌프의 토출구에 체크밸브가 연결설치되어 주 펌프 및 상기 보조 펌프에서 토출된 해수의 역류를 방지할 수 있도록 된 것이다.

또한, 상기 주 펌프와 보조 펌프가 병렬로 연결되고, 상기 보조 펌프의 흡입구가 주 펌프의 흡입구와 연결되며, 상기 주 펌프는 원심식 임펠러 펌프로 구성되고, 상기 보조 펌프는 고무식 임펠러 펌프로 구성된 것이다.

따라서, 선박 엔진의 냉각시스템을 구성하는 해수 펌프가 주 펌프 및 보조 펌프의 2중 구조로 이루어져 해수 펌프의 작동 안정성을 도모할 수 있고, 상기 해수 펌프의 작동이 안정됨으로써 선박 엔진의 냉각시스템 효율이 향상되어 엔진 보호 및 선박의 안전 운행이 보장되며, 어떠한 운행 조건에서도 상기 해수 펌프의 작동이 멈추지 않고 정상적으로 작동될 수 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템을 도 시한 회로도로서, 이 냉각시스템을 이루기 위하여 해수 유입밸브(1)의 개방을 통해 유입된 해수를 여과시키는 해수 여과기(2)가 구비되고, 상기 해수 여과기(2)와 연결되도록 주 펌프(3)가 설치되어 해수 여과기(2)를 통과한 해수를 펌핑함으로써 선박 엔진의 냉각계에 해수를 공급하는 것이다.

또한, 상기 주 펌프(3)에 보조 펌프(4)가 연결설치되어 주 펌프(3)의 이상시 주 펌프(3)를 정상 작동하도록 하고, 상기 주 펌프(3)의 작동으로 해수를 공급받는 중간 냉각기(5)와 이 중간 냉각기(5)에 연결되어 공급된 해수가 중간 냉각기(5)를 거쳐 순환하게 되는 오일 냉각기(6)가 각각 설치되며, 상기 중간 냉각기(5)에서 배출된 해수가 열교환기(7)에 유입되어 해수를 통해 열을 교환한 후 해수를 외부로 배출하는 것이다.

그리고, 상기의 구조를 이루는 선박 엔진의 냉각시스템은 상기 주 펌프(3)의 토출구(3a)에 체크밸브(8)를 설치하여 한 번 토출된 물이 역류되지 않도록 하는 한편, 상기 보조 펌프(4)에서 토출된 해수가 상기 주 펌프(3)로 역류되는 것을 방지하는 것이다.

또한, 상기 주 펌프(3)와 보조 펌프(4)는 서로의 호환을 위하여 병렬로 연결설치되는 바, 상기 주 펌프(3)의 토출구(3a)는 상기 체크밸브(8)를 매개로 중간 냉각기(5)에 연결되고, 상기 보조 펌프(4)의 토출구(4a)는 상기 중간 냉각기(5)에서 오일 냉각기(6)로 해수가 공급될 수 있는 라인에 연결되는 것이다.

상기 보조 펌프(4)의 흡입구(4b)가 주 펌프(3)의 흡입구(3b)와 연결되어 주 펌프(3)의 이상시 보조 펌프(4)의 작동으로 주 펌프(3)를 지속적으로 가동시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 주 펌프(3)는 원심식 임펠러 펌프로 구성되고 상기 보조 펌프(4)는 고무식 임펠러 펌프로 구성되는 바, 상기 원심식 임펠러 펌프가 내구성과 토출량 및 토출압 등에서 유리하기 때문에 원심식 임펠러 펌프를 주 펌프(3)로 사용하고, 상기 고무식 임펠러 펌프가 자흡력에서 유리하기 때문에 고무식 임펠러 펌프를 보조 펌프(4)로 사용하는 것이다.

즉, 상기와 같이 해수 펌프가 주 펌프(3) 및 보조 펌프(4)로 구성된 선박의 엔진 냉각시템이 작동되는 동작을 설명하면, 선박의 엔진이 보편적으로 운전될 경우에는 상기 주 펌프(3)와 보조 펌프(4)가 함께 작동한다. 그러나, 선체의 요동 등 이상 상황 발생시 상기 주 펌프(3)의 흡입구(3b)로 공기가 유입될 경우에는 주 펌프(3)가 회전은 하더라도 정상적인 작동이 불가능해 질 때, 상기 보조 펌프(4)는 계속 펌핑을 함으로써 유입된 공기를 밖으로 뽑아내고, 이에 따라 상기 주 펌프(3)가 정상적인 작동을 할 수 있도록 상기 보조 펌프(4)가 보조하는 것이다.

따라서, 상기 주 펌프(3)와 보조 펌프(4)가 갖는 각각의 장점을 채택하여 어떠한 운행 조건에서도 펌프의 작동이 멈추지 않고 정상적으로 작동하여 선박의 안전 운행 및 엔진을 보호할 수 있는 것이다.

이를 위하여 상기 주 펌프(3)와 보조 펌프(4)가 서로 병렬로 연결되어 함께 구동하고, 공기 유입시 상기 보조 펌프(4)가 공기를 뽑아냄으로써 상기 주 펌프(3)를 정상 작동하도록 하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템에 의하면, 선박 엔진의 냉각시스템을 구성하는 해수 펌프가 주 펌프 및 보조 펌프의 2중 구조로 이루어져 해수 펌프의 작동 안정성을 도모할 수 있고, 상기 해수 펌프의 작동이 안정됨으로써 선박 엔진의 냉각시스템 효율이 향상되어 엔진 보호 및 선박의 안전 운행이 보장되며, 어떠한 운행 조건에서도 상기 해수 펌프의 작동이 멈추지 않고 정상적으로 작동될 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 해수 유입밸브를 통해 유입된 해수를 저장하는 해수 여과기와,

   상기 해수 여과기를 통과한 해수를 펌핑하여 선박 엔진의 냉각계에 공급하며 임펠러를 사용하는 원심식 주 펌프와,

   상기 주 펌프에 연결설치되어 공기의 유입에 의한 상기 주 펌프의 작동 불량시 상기 유입된 공기를 외부로 배출하여 상기 주 펌프를 정상 작동시키며 고무 재료로 형성된 임펠러를 사용하는 보조 펌프와,

   상기 주 펌프의 작동으로 해수를 공급받는 중간 냉각기 및,

   상기 중간 냉각기에서 배출된 해수가 유입되어 해수를 통해 열을 교환한 후 해수를 외부로 배출하는 열교환기를 포함하여 구성된 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주 펌프의 토출구에 체크밸브가 연결설치되어 상기 주 펌프 및 상기 보조 펌프에서 토출된 해수의 역류를 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주 펌프와 상기 보조 펌프가 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 주 펌프는 상기 보조 펌프에 비해 상대적으로 내구성이 우수하며, 상기 보조 펌프는 상기 주 펌프에 비해 상대적으로 자흡력이 우수한 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 펌프의 흡입구가 상기 주 펌프의 흡입구와 연결된 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 해수 펌프를 이용한 냉각시스템.

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