KR101205366B1 - 선박용 희생 양극 장치 - Google Patents

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Abstract

선박용 희생 양극 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치는, 해수를 유통하는 탱크의 일측 장착구에 구비되는 제1 플랜지, 상기 장착구를 통하여 상기 탱크 내에 삽입되어 해수에 접촉하는 희생 양극, 상기 희생 양극에 결합되는 바아, 및 상기 희생 양극의 반대측에서 상기 바아에 연결되어 상기 제1 플랜지에 장착되는 제2 플랜지를 포함하며, 상기 바아는, 상기 희생 양극 마모시, 상기 탱크 내의 해수를 유출시키는 관통구를 형성한다.

Description

선박용 희생 양극 장치 {SACRIFICIAL ANODE APPARATUS FOR SHIP}
본 발명은 선박용 방식 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박용 희생 양극 장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박은 해상에서 운행되며, 선박에 사용되는 펌프, 쿨러 또는 열교환기의 내부에는 해수가 유통된다. 해수가 유통하는 바디 또는 탱크의 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion)을 방지하기 위하여, 희생 양극 장치가 사용된다.
일례를 들면, 희생 양극 장치는 선박에서 생성된 고온의 스팀을 응축수로 응축하여 배출하는 열교환기에 적용될 수 있다. 희생 양극 장치는 열교환기의 탱크 내에 배치되어 해수에 접하는 징크 아노드(Zinc Anode) 및 징크 아노드를 탱크에 장착하는 플랜지를 포함한다.
탱크에서 스팀을 응축수로 변환시킬 때, 탱크 내부로 냉각수인 해수가 유통된다. 이때, 저전위의 금속 전자, 즉 징크 아노드의 전자가 탱크로 이동하면서, 탱크 대신에 징크 아노드가 희생적으로 소모되므로 탱크의 부식이 정지된다.
그러나 희생 양극 장치는 플랜지에 장착되어 탱크 내에 위치하는 징크 아노드의 부식 정도를 확인시키는 구성을 구비하지 못한다. 따라서 사용자는 징크 아노드의 적절한 교체 시기를 인지하지 못한다. 따라서 탱크가 갈바닉 부식에 노출될 수 있고, 또한 미부식된 징크 아노드가 교체될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 희생 양극의 교체 시기를 확인할 수 있는 선박용 희생 양극 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치는, 해수를 유통하는 탱크의 일측 장착구에 구비되는 제1 플랜지, 상기 장착구를 통하여 상기 탱크 내에 삽입되어 해수에 접촉하는 희생 양극, 상기 희생 양극에 결합되는 바아, 및 상기 희생 양극의 반대측에서 상기 바아에 연결되어 상기 제1 플랜지에 장착되는 제2 플랜지를 포함하며, 상기 바아는, 상기 희생 양극 마모시, 상기 탱크 내의 해수를 유출시키는 관통구를 형성한다.
상기 탱크는, 고온의 스팀이 유입되는 제1 유입구와 상기 제1 유입구로 유입되는 스팀의 응축수를 배출하는 제1 배출구, 및 상기 스팀과 열교환하는 해수를 유입하는 제2 유입구와 상기 제2 유입구로 유입되어 가열된 해수를 배출하는 제2 배출구를 포함하여, 열교환기를 형성할 수 있다.
상기 희생 양극은, 징크 아노드로 형성될 수 있다.
상기 희생 양극은 상기 바아에 마주하는 측에 돌출된 수나사부를 형성하고, 상기 바아는 상기 수나사부에 결합되는 암나사부를 형성할 수 있다.
상기 바아는, 상기 희생 양극과 마주하는 측에 형성되어 상기 희생 양극을 면접촉으로 지지하는 제3 플랜지를 포함할 수 있다.
상기 관통구는, 상기 바아의 상기 암나사부에서 상기 제2 플랜지를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 희생 양극은 상기 바아에 마주하는 측에 돌출된 암나사부를 형성하고, 상기 바아는 상기 암나사부에 결합되는 수나사부를 형성할 수 있다.
상기 관통구는, 상기 바아의 상기 수나사부에서 상기 제2 플랜지를 관통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들은, 희생 양극이 결합되는 바아에 관통구를 형성하여 희생 양극 마모시 관통구를 통하여 탱크 내의 해수를 탱크 밖으로 유출시킴으로써 희생 양극의 교체 시기를 확인할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치가 적용되는 열교환기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도2의 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치에서, 희생 양극이 부식 중인 상태 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치에서, 희생 양극이 완전히 부식된 상태 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치의 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 조절 장치의 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치가 적용되는 열교환기의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치(100)(편의상 이하에서, "희생 양극 장치"라 한다)는 해상에서 운행되는 선박에 적용되어 해수를 유통시키는 기계 장치들에 적용될 수 있다.
예를 들면, 희생 양극 장치(100)는 선박에 사용되는 펌프, 쿨러, 열교환기 또는 유통하는 해수와 접하는 탱크에 적용될 수 있다. 제1 실시예는 해수를 유통시키는 열교환기(10)의 탱크(1)에 적용한 희생 양극 장치(100)를 예시한다.
열교환기(10)의 탱크(1)는 고온의 스팀을 유입하여 열교환된 저온의 응축수를 배출하고, 이를 위하여, 스팀의 흐름에 독립적인 흐름을 형성하는 저온의 해수를 유입 및 유통시켜 고온의 해수를 배출하도록 형성된다.
탱크(1)는 스팀과 해수 사이에서 열교환을 실현하는 열교환부(미도시)를 내장한다. 열교환부는 공지의 구조로 형성될 수 있으므로 이에 대한 구체적 설명을 생략한다.
예를 들면, 탱크(1)는 고온의 스팀을 유입하는 제1 유입구(11)와 열교환으로 냉각된 응축수를 배출하는 제1 배출구(12), 및 저온의 해수를 유입하는 제2 유입구(21)와 가열된 해수를 배출하는 제2 배출구(22)를 포함한다. 또한 탱크(1)는 희생 양극 장치(100)를 장착할 수 있게 하고, 희생 양극 장치(100)의 일부를 형성하는 제1 플랜지(41)를 구비한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도2의 조립 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 희생 양극 장치(100)는 탱크(1)의 일측 장착구(31)에 구비되는 제1 플랜지(41)(도 1 참조), 제1 플랜지(41)에 장착되는 제2 플랜지(42) 및 제2 플랜지(42)에 연결되는 바아(43) 및 바아(43)에 결합되어 탱크(1)에 내장되어 해수에 접촉하는 희생 양극(44)을 포함한다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 플랜지(41)는 탱크(1)의 장착구(31) 끝에 형성되어 제2 플랜지(42)의 장착을 가능하게 한다. 제1, 제2 플랜지(41, 42)는 볼트(45)와 너트(46)에 의하여 서로 결합된다. 장착구(31) 및 이에 구비되는 제1 플랜지(41)는 탱크(1)에 복수로 구비될 수 있다. 또한 제1 플랜지(41) 각각에 희생 양극 장치(100)가 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치에서, 희생 양극이 부식 중인 상태 단면도이다. 도 4를 참조하면, 희생 양극(44)은 장착구(31)를 통하여 탱크(1) 내부로 삽입 설치되어 탱크(1) 내부를 유통하는 해수에 접촉된다. 장착구(31)는 내경(D1)을 희생 양극(44) 및 바아(43)의 각 외경(D2)보다 크게 형성되어서 탱크(1) 외부에서 내부로 희생 양극(44)의 삽입 설치를 가능하게 한다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 바아(43)는 일측으로 희생 양극(44)을 장착하고 희생 양극(44)의 반대측으로 제2 플랜지42)에 연결된다. 탱크(1)의 제1 플랜지(41)에 제2 플랜지(42)를 장착할 때, 바아(43)는 장착구(31)에 내장되면서 희생 양극(44)을 탱크(1) 내부에 놓이게 한다.
바아(43)는 관통구(431)를 형성하여 희생 양극(44) 마모시, 탱크(1) 내의 해수가 관통구(431)을 통하여 탱크(1) 외부로 유출되게 함으로써 희생 양극(44)의 교체 시기를 확인할 수 있게 한다.
즉 관통구(431)는 바아(43)에 희생 양극(44)이 존재하여 탱크(1)의 갈바닉 부식을 방지할 수 있을 때에는 희생 양극(44)에 의하여 막히어 탱크(1) 내의 해수를 유출시키지 못하고, 희생 양극(44)이 완전히 마모된 경우에 탱크(1) 내부의 해수가 유출되는 통로를 형성한다. 따라서 관통구(431)는 탱크(1)의 갈바닉 부식을 방지하면서 또한 희생 양극(44)의 교체 최적 시기를 알려 줄 수 있다.
희생 양극(44)은 탱크(1)가 강으로 형성되는 경우, 강보다 전위가 낮은 금속인, 징크 아노드, 알루미늄 아노드 또는 마그네슘 아노드로 형성될 수 있다. 징크 아노드는 알루미늄 아노드 및 마그네슘 아노드에 비하여 더 우수한 효율을 가지며, 아연(Zinc)은 자연 환경에서 비교적 우수한 내식성을 가진다.
희생 양극(44)은 바아(43)에 마주하는 측에 돌출된 수나사부(441)를 형성한다. 바아(43)는 희생 양극(44)의 수나사부(441)에 결합되는 암나사부(432)를 형성한다. 수나사부(441)를 암나사부(432)에 결합함으로써, 희생 양극(44)은 바아(43)의 일측에 나사 결합되어 탱크(1)에 장착 가능한 상태를 형성한다.
또한 바아(43)는 희생 양극(44)과 마주하는 측에 제3 플랜지(433)를 더 형성할 수 있다. 수나사부(441)를 암나사부(432)에 결합시, 제3 플랜지(433)는 마주하는 희생 양극(44)의 끝 면과 면접촉의 지지 구조를 형성한다. 따라서 희생 양극(44)은 바아(43)의 암나사부(432)에 결합된 상태에서, 제3 플랜지(433)에 지지되므로 제3 플랜지(433)의 직경 방향으로 유동되지 않고, 견고한 장착 구조를 형성할 수 있다.
제3 플랜지(433)의 직경은 희생 양극(44)의 직경 및 길이에 따라 다양한 크기로 설정되어, 희생 양극(44)의 처짐 및 진동을 방지할 수 있다. 제1 실시예에서는 제3 플랜지(433)의 직경과 희생 양극(44)의 직경을 동일하게 형성하고 있다. 제3 플랜지(433)의 직경이 증대되면 희생 양극(44)을 안정적으로 장착할 수 있으나, 장착구(31)의 내경(D1)을 증대시킨다. 따라서 제3 플랜지(433)의 직경은 장착구(31) 내경(D1) 범위 내에서 희생 양극(44)의 외경(D2)에 대응하는 크기로 설정될 수 있다.
관통구(431)는 바아(43)를 길이 방향으로 관통하여 형성된다. 즉 관통구(431)는 바아(43)의 암나사부(432)에 연결되어 바아(43)와 제2 플랜지(42)를 관통하여 형성된다. 따라서 관통구(431)는 희생 양극(44)이 완전히 부식되기 직전까지 잔존하는 희생 양극(44)에 의하여 폐쇄 상태를 유지한다. 관통구(431)가 폐쇄되는 동안, 즉 바아(43)에 희생 양극(44)이 잔존하는 동안, 희생 양극(44)은 탱크(1)의 방식 작용을 효과적으로 수행할 수 있다(도 4 참조).
관통구(431)는 탱크(1)의 내부에 설정되는 내부 압력에 따라 다양한 크기로 설정될 수 있다. 일례를 들면, 탱크(1)의 내부 압력이 2 내지 4bar인 경우, 관통구(431)의 내경은 1 내지 2mm로 설정될 수 있다.
내부 압력이 2 내지 4bar이고, 관통구(431)의 내경이 1mm 미만인 경우, 해수의 유출이 미미하고 주변 환경에 따라 유출된 해수가 바로 증발되는 경우, 해수 유출을 사용자가 인식하기 곤란할 수 있다.
또한 내부 압력이 2 내지 4bar이고, 관통구(431)의 내경이 2mm 초과인 경우, 지나치게 많은 양의 해수가 유출되어 주변 환경을 해수로 오염시켜, 제1 실시예의 적용 범위를 제한시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치에서, 희생 양극이 완전히 부식된 상태 단면도이다. 도 5를 참조하면, 희생 양극 장치(100)에서 희생 양극(44)이 완전히 부식된 상태이다. 이때, 탱크(1) 내의 해수는 바아(43) 및 제2 플랜지(42)에 형성되는 암나사부(432) 및 관통구(431)를 통하여 탱크(1) 외부로 유출된다.
즉 해수의 유출은 희생 양극(44)이 완전히 마모되었음을 의미하며, 사용자에 의하여 바로 확인될 수 있다. 따라서 희생 양극 장치(100)는 미마모된 희생 양극(44)의 교체로 인한 비용 상승을 방지하고, 희생 양극(44)의 교체 지연에 따른 탱크(1)의 갈바닉 부식을 방지할 수 있다.
즉 제2 플랜지(42)의 관통구(431)를 통하여, 탱크(1) 밖으로 해수가 유출되는 것을 확인하고, 볼트(45) 및 너트(46)를 풀고, 제1 플랜지(41) 및 장착구(31)로부터 제2 플랜지(42) 및 이에 연결되는 바아(43)를 빼낸다.
결합된 상태의 새로운 희생 양극(44) 및 제2 플랜지(42)을 준비하여, 희생 양극(44)을 관통구(431)로 삽입하고, 제2 플랜지(42)를 제1 플랜지(41)에 다시 장착하여, 볼트(45) 및 너트(46)를 체결한다. 이로써, 탱크(1) 내의 희생 양극(44)이 교체 완료된다.
이하의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 비교하여 서로 다른 구성에 대하여 설명한다. 제2 실시예에서는 제1 실시예와 유사 또는 동일한 구성에 대한 설명을 생략한다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치(200)는 바아(243)에 마주하는 희생 양극(244)에 암나사부(2441)를 형성하고, 암나사부(2441)에 결합되는 바아(243)에 수나사부(2341)를 형성한다. 이때, 관통구(2431)는 바아(243)의 수나사부(2341)에서 제2 플랜지(42)를 관통하여 형성된다.
제1 실시예에서, 바아(43)에 암나사부(432)를 형성하므로 제3 플랜지(433)에 마주하는 희생 양극(44)이 완전히 부식된 경우, 암나사부(432) 내에 결합되는 희생 양극(44)의 수나사부(441)의 부식으로 탱크(1)의 갈바닉 부식을 방지한다.
이에 비하여, 제2 실시예에서 바아(243)에 수나사부(2341)를 형성하므로 제3 플랜지(2433)에 마주하는 희생 양극(244)이 남은 경우, 해수가 관통구(2431)를 통하여 유출되므로 희생 양극(244)의 일부를 사용하지는 못하지만 탱크(1)가 갈바닉 부식에 노출될 가능성을 더 안전하게 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 희생 양극 장치의 구조에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 탱크 10 : 열교환기
11, 21 : 제1, 제2 유입구 12, 22 : 제1, 제2 배출구
31 : 장착구 41, 42 : 제1, 제2 플랜지
43, 243 : 바아 44, 244 : 희생 양극
45 : 볼트 46 : 너트
100, 200 : 선박용 희생 양극 장치 431, 2431 : 관통구
432, 2441 : 암나사부 433 : 제3 플랜지
441, 2341 : 수나사부 D1 : 내경
D2 : 외경

Claims (8)

  1. 해수를 유통하는 탱크의 일측 장착구에 구비되는 제1 플랜지;
    상기 장착구를 통하여 상기 탱크 내에 삽입되어 해수에 접촉하는 희생 양극;
    상기 희생 양극에 결합되는 바아; 및
    상기 희생 양극의 반대측에서 상기 바아에 연결되어 상기 제1 플랜지에 장착되는 제2 플랜지를 포함하며,
    상기 바아는,
    상기 희생 양극 마모시, 상기 탱크 내의 해수를 유출시키는 관통구를 형성하고,
    상기 희생 양극은 상기 바아에 마주하는 측에 돌출된 수나사부를 형성하고,
    상기 바아는 상기 수나사부에 결합되는 암나사부를 형성하는 선박용 희생 양극 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 탱크는,
    고온의 스팀이 유입되는 제1 유입구와 상기 제1 유입구로 유입되는 스팀의 응축수를 배출하는 제1 배출구, 및
    상기 스팀과 열교환하는 해수를 유입하는 제2 유입구와 상기 제2 유입구로 유입되어 가열된 해수를 배출하는 제2 배출구를 포함하여,
    열교환기를 형성하는
    선박용 희생 양극 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 희생 양극은,
    징크 아노드로 형성되는 선박용 희생 양극 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 바아는,
    상기 희생 양극과 마주하는 측에 형성되어 상기 희생 양극을 면접촉으로 지지하는 제3 플랜지를 포함하는
    선박용 희생 양극 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 관통구는,
    상기 바아의 상기 암나사부에서 상기 제2 플랜지를 관통하여 형성되는
    선박용 희생 양극 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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