KR101271611B1 - 선박의 가습 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

선박의 가습 제어 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 가습 제어 장치는, 선박의 선실 내부의 습도를 일정하게 제어하기 위한 선박의 가습 제어 장치에 있어서, 물을 저장하기 위한 저수조; 저수조의 내측에 설치되고, 저수조의 물을 기화시켜 증기를 발생하도록 초음파 진동을 발생시키는 하나 이상의 초음파 진동자; 초음파 진동자에 의하여 기화된 증기를 상기 저수조 외부로 배출시키기 위한 송풍팬; 외부로부터 저수조에 물을 공급하기 위한 공급관; 초음파 진동자, 송풍팬 및 공급관에 각각 연결되고, 선실의 내부 습도를 미리 설정된 습도 범위로 제어하기 위한 제어부; 및 제어부에 연결되고, 선실의 실내 습도를 감지하기 위한 습도 감지 센서를 포함한다.

Description

선박의 가습 제어 장치{HUMIDITY CONTROL DEVICE FOR SHIP}
본 발명은 선박용 가습 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 공기 핸들링 장치(AHU; Air Handling Unit)에 실내의 적절한 습도 유지를 위하여 선박의 가습 제어 장치를 구비하고 있다.
도 1을 참조하면, 이러한 선박의 가습 제어 장치는 대체로 물을 저장하는 리저버(1); 상기 리저버(1)로 물을 공급하기 위한 공급관(2); 상기 리저버(1) 내의 수위를 일정한 높이로 유지하기 위한 플로터(3) 및 플로터 제어 밸브(4); 상기 공급관(2)을 통하여 공급되는 물에 의하여 적셔지는 세라믹 필터(5); 및 상기 세라믹 필터(5)로 바람을 송풍하여 물을 증발시키는 송풍팬(미도시)을 포함한다.
이와 같이 구성되는 가습 제어 장치는, 다음과 같이 작동된다.
선실의 실내의 습도가 요구 습도보다 낮을 경우, 솔레노이드 밸브(미도시)가 온 상태(열린 상태)로 되면, 공급관(2)을 통하여 리저버(1) 내로 물이 공급되고, 플로터(3) 및 플로터 제어 밸브(4)에 의하여 수위가 유지된다.
그리고, 펌프(6)가 작동되어, 상기 리저버(1) 내의 물을 분배관(7)으로 펌핑하고, 상기 펌핑된 물은 상기 분배관(7)을 통하여 세라믹 필터(5)로 공급되어 상기 세라믹 필터(5)를 적시게 된다.
이때, 상기 송풍팬의 작동에 의하여 송풍되는 바람이 세라믹 필터(5)의 일측에서 타측으로 통과하면서 상기 세라믹 필터(5)의 물이 증발되어 습기를 함유한 증기가 발생되고, 이러한 증기를 이용하여 선실의 실내의 습도를 올리게 된다.
그리고, 선실의 실내의 습도가 요구 습도에 도달되면, 솔레노이드 밸브가 오프 상태(닫힘 상태)로 됨과 아울러, 펌프(6)의 작동을 정지시키고, 상기 송풍팬의 작동도 정지시킨다.
그러면, 상기 공급관(2)을 통한 상기 리저버(1) 내로의 물 공급이 중단되고, 아울러 상기 분배관(7)을 통하여 세라믹 필터(5)로 분사되는 물의 공급도 중지된다.
따라서, 상기 세라믹 필터(5)로 물의 공급이 중지됨과 아울러 상기 송풍팬의 작동이 정지됨에 따라 물의 증발이 일어나지 않게 된다.
그러나, 종래의 가습 제어 장치는 세라믹 필터를 물로 적신 상태에서 송풍팬의 바람이 세라믹 필터를 통과하면서 자연 증발로 물을 증발시키는 방식이므로, 세라믹 필터의 크기가 그 만큼 크게 되어야 하고, 이에 따라 가습 제어 장치, 즉 선박의 공기 핸들링 장치(AHU)의 크기가 커지며, 따라서 선박의 공기 핸들링 장치의 설치를 위한 소요 면적이 증가하게 된다.
또한, 단순히 공기의 대류 현상에 의한 자연 증발에 의한 습도 공급은 그 만큼 효율이 떨어지며, 선실의 습도를 원하는 요구 습도까지 도달하게 하기 위하여는 그 만큼 많은 시간이 소요된다.
또한, 송풍팬의 바람이 세라믹 필터를 통과하여야 하므로, 세라믹 필터는 송풍팬의 바람에 저항으로 작용하게 되고, 송풍팬의 풍량 등의 손실이 발생하며 그 만큼 구동 동력이 증가하게 되어 에너지 손실이 발생되는 문제점도 있었다.
또한, 리저버 내의 물을 펌핑하기 위하여 펌프가 필요하게 되며, 상기 펌프에 의하여 펌핑된 물을 상기 세라믹 필터로 분배하기 위하여 다수의 분배관이 필요하게 되므로, 그 만큼 원가가 상승되는 문제점도 있었다.
본 발명의 일 실시예는 선박의 공기 핸들링 장치의 크기를 최소화하고, 설치에 소요되는 설치 면적을 최소화 할 수 있고, 선실 내부의 습도를 최소의 시간에 원하는 요구 습도까지 도달하게 할 수 있으며, 가습 효율을 최대한 향상할 수 있고, 에너지 손실을 최소화 할 있는 선박의 가습 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 선실 내부의 습도를 일정하게 제어하기 위한 선박의 가습 제어 장치에 있어서, 물을 저장하기 위한 저수조; 상기 저수조의 내측에 설치되고, 상기 저수조의 물을 기화시켜 증기를 발생하도록 초음파 진동을 발생시키는 하나 이상의 초음파 진동자; 상기 초음파 진동자에 의하여 기화된 증기를 상기 저수조 외부로 배출시키기 위한 송풍팬; 상기 저수조에 물을 공급하기 위한 공급관; 상기 초음파 진동자, 상기 송풍팬 및 상기 공급관에 각각 연결되고, 상기 선실의 내부 습도를 미리 설정된 습도 범위로 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 선박의 가습 제어 장치가 제공된다.
이때, 상기 공급관에는 상기 제어부에 의하여 제어되고, 상기 공급관의 개폐를 제어하기 위한 제어 밸브가 설치될 수 있다.
또한, 상기 저수조 상에는 상기 송풍팬에 의하여 외부로 배출되는 증기를 모으기 위한 증기 수집관이 설치되며, 상기 증기 수집관은 원뿔형상 또는 돔형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 증기 수집관에는 상기 송풍팬에 의하여 외부로 배출되는 증기를 배출하기 위한 증기 배출관이 연결되며, 상기 증기 배출관에는 상기 제어부에 의하여 제어되고, 상기 증기 배출관의 개폐를 제어하기 위한 제어 밸브가 설치될 수 있다.
이때, 상기 증기 배출관에는 상기 선실의 내부로 증기를 공급하기 위한 하나 이상의 분지관이 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어부에 연결되고, 상기 선실의 실내 습도를 감지하기 위한 습도 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저수조의 내측 바닥에 설치된 초음파 진동자를 이용하여 가습용 증기를 발생하므로, 종래의 가습 제어 장치에서와 같이 세라믹 필터, 펌프, 분배관 등의 부품이 필요하지 않게 되어 장치의 제조 원가를 감소할 수 있으며, 선박의 공기 핸들링 장치(AHU) 자체의 크기를 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 선박 내에서 공기 핸들링 장치의 설치 면적이 최소화 될 수 있다.
또한, 저수조 내부의 초음파 진동자의 진동에 의하여 증기가 발생되며, 저수조의 상부로 상승되는 증기를 송풍팬의 송풍에 의하여 선박의 각 선실까지 공급하게 되므로, 가습 효율을 향상할 수 있으며, 선박의 각 선실의 습도를 최소의 시간에 원하는 요구 습도까지 도달하게 할 수 있다.
또한, 송풍팬은 저수조의 상부로 상승된 증기를 송풍하게 되므로, 송풍팬의 증기 송풍에 대한 저항이 작용하지 않게 되며, 따라서 송풍팬의 풍량 손실이 없게 되므로, 최소한의 구동 동력만으로 송풍팬을 구동할 수 있으며, 송풍팬의 구동에 의한 에너지 손실을 최소화 할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 가습 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 가습 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 가습 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 가습 제어 장치(10)는 저수조(100), 초음파 진동자(200), 송풍팬(300), 공급관(400), 제어부(500), 및 습도 감지 센서(600)를 포함할 수 있다.
상기 저수조(100)는 선박의 선실(20)의 가습에 필요한 물을 저장하기 위한 것이다.
상기 저수조(100)에는 저수조(100)에 저장된 물의 수위를 일정한 높이로 유지시키기 위한 플로터(110) 및 플로터 제어 밸브(120)가 설치될 수 있다.
상기 저수조(110)에는 상기 저수조(100) 내부의 물을 외부로 배출시키기 위한 배출관(130)이 연결될 수 있다.
또한, 상기 저수조(110) 내부에는 상기 저수조(100)에 저장된 물의 높이가 일정한 높이 이상으로 오버플로되는 물을 배출하기 위한 오버플로관(140)이 설치되고, 상기 오버플로관(140)은 상기 배출관(130)과 연통될 수 있다.
상기 저수조(100)의 상부는 상기 초음파 진동자(200)에 의하여 발생된 증기가 상기 저수조(100)의 상부로 상승할 수 있도록 개방 형성될 수 있다.
상기 초음파 진동자(200)는 상기 저수조(100)의 물을 기화시켜 증기를 발생하도록 초음파 진동을 발생시키기 위한 것이다.
상기 초음파 진동자(200)는 효율적인 초음파 진동 발생을 위하여 상기 저수조(100)의 내측 바닥에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
상기 초음파 진동자(200)는 각 선실에 필요한 적정량의 증기를 발생할 수 있도록 상기 저수조(100)의 내측 바닥에 일정한 간격 또는 다양한 간격으로 복수개 배치될 수 있다.
또한, 상기 초음판 진동자(200)는 진동 모터로 이루어질 수 있으며, 물에 진동을 주어 기화시킬 수 있는 것이면 이에 한정되지 않는다.
상기 초음파 진동자(200)는 상기 제어부(500)에 의하여 작동이 제어될 수 있도록 상기 제어부(500)에 연결된다. 즉, 상기 제어부(500)에서 상기 초음파 진동자(200)에 전원을 인가하면 작동되고, 상기 제어부(500)에서 상기 초음파 진동자(200)의 전원 인가를 해제하면 작동이 정지된다.
상기 송풍팬(300)은 상기 초음파 진동자(200)에 의하여 기화된 증기를 상기 저수조(100) 외부로 배출시키기 위한 것이다.
또한, 상기 송풍팬(300)은 상기 제어부(500)에 의하여 작동이 제어될 수 있도록 상기 제어부(500)에 연결된다.
상기 공급관(400)은 상기 저수조(100)에 선실 내부의 가습용 물을 공급하기 위한 것이다.
상기 공급관(400)에는 상기 저수조(100)에 물 공급을 제어할 수 있도록 상기 공급관(400)의 개폐를 제어하기 위한 제어 밸브(410)가 설치된다.
상기 제어부(500)는 상기 초음파 진동자(200), 상기 송풍팬(300) 및 상기 공급관(400)에 각각 연결되어, 선실(20)의 내부 습도를 미리 설정된 습도 범위로 제어하기 위한 것이다.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 제어 밸브(410)에 연결되어, 상기 제어 밸브(410)의 온, 오프 작동을 제어한다.
상기 습도 감지 센서(600)는 상기 제어부(500)에 연결되고, 각 선실(20)의 실내의 습도를 감지하기 위한 것이다.
상기 저수조(100)에는 상기 송풍팬(300)에 의하여 외부로 배출되는 증기를 모으기 위한 증기 수집관(700)이 설치될 수 있다.
상기 증기 수집관(700)은 용이한 증기 수집을 위하여 원뿔형상 또는 돔형상으로 형성될 수 있으며, 증기를 용이하게 수집할 수 있으면 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 증기 수집관(700)에는 상기 송풍팬(300)에 의하여 외부로 배출되는 증기를 외부로 배출하기 위한 증기 배출관(710)이 연결될 수 있다.
상기 증기 배출관(710)에는 각 선실(20)의 내부로 증기를 공급하기 위한 복수개의 분지관(720)이 각각 연결될 수 있다.
또한, 상기 증기 배출관(710)에는 상기 증기 배출관(400)의 개폐를 제어하기 위한 제어 밸브(730)가 설치되고, 상기 제어 밸브(730)는 상기 제어부(500)에 의하여 작동이 제어될 수 있도록 상기 제어부(500)에 연결된다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 가습 제어 장치를 이용하여 선실(20)의 내부의 습도를 조절하는 과정에 대하여 설명한다.
상기 제어부(500)에 원하는 요구 습도 범위(예컨대, 30%-ON, 50%-OFF)를 미리 설정한다.
이러한 상태에서, 상기 습도 감지 센서(600)가 선실(20) 내부의 습도를 감지하면, 상기 습도 감지 센서(600)의 습도 정보는 상기 제어부(500)에 전달된다.
상기 제어부(500)는 상기 습도 감지 센서(600)에 감지된 습도와 상기 제어부(500)에 미리 설정된 최하 요구 습도(예컨대, 30%)와 비교하여, 상기 습도 감지 센서(600)에 감지된 습도가 제어부(500)의 최하 요구 습도(예컨대, 30%)보다 낮을 경우, 상기 제어부(500)는 먼저 상기 제어 밸브(410)에 온 신호(열림 신호)를 인가하여, 제어 밸브(410)를 열어 준다.
상기 제어 밸브(410)가 열림에 따라 상기 공급관(400)을 통하여 저수조(100) 내부로 물이 공급된다.
이때, 상기 저수조(100) 내부의 물 높이는 플로터(110) 및 플로터 제어 밸브(120)에 의하여 일정한 높이로 유지할 수 있게 되고, 상기 저수조(100) 내부에서 일정한 높이 이상 오버플로 되는 물은 오버플로관(140)을 통하여 배출관(130)을 통하여 외부로 배출된다.
그리고, 상기 제어부(500)는 상기 초음판 진동자(200)에 전원을 인가한다. 상기 초음파 진동자(200)에 전원이 인가되면, 상기 초음파 진동자(200)가 초음판 진동을 발생시키고, 초음판 진동의 발생에 따라, 상기 저수조(100)의 물은 기화되어 증기가 발생되어 상기 저수조(100) 상부로 상승된다.
이때, 상기 제어부(500)는 상기 송풍팬(300)에 전원을 인가하고, 상기 제어 밸브(730)에 온 신호(열림 신호)를 인가하여, 제어 밸브(730)를 열어 준다.
상기 송풍팬(300)에 전원이 인가되면, 송풍팬(300)이 작동되고, 상기 송풍팬(300)의 작동에 의하여 발생되는 바람은 상기 저수조(100)에서 기화되어 상기 저수조(100)의 상부로 상승되는 증기를 증기 수집관(700)으로 수집한다.
상기 증기 수집관으로 수집된 증기는, 상기 제어 밸브(730)가 열림에 따라 증기 배출관(710)을 통하여 배출된 후 분지관(720)을 통하여 각 선실(20)의 내부로 공급되어, 선실(20)의 내부의 습도를 올리게 된다.
상기와 같이 하여 선실(20)의 내부 습도를 원하는 습도까지 가습할 수 있다.
그리고, 상기 습도 감지 센서(600)에 감지된 습도와 상기 제어부(500)에 미리 설정된 최고 요구 습도(예컨대, 50%)와 비교하여, 상기 습도 감지 센서(600)에 감지된 습도가 제어부(500)의 최고 요구 습도(예컨대, 50%)보다 높을 경우, 상기 제어부(500)는 상기 제어 밸브(410)에 오프 신호(닫힘 신호)를 인가하여, 상기 제어 밸브(410)를 닫아 준다.
상기 제어 밸브(410)가 닫힘에 따라 상기 공급관(400)을 통한 상기 저수조(100) 내부로 물의 공급이 정지된다.
그리고, 상기 제어부(500)는 상기 초음판 진동자(200)로의 전원 인가를 해제한다. 상기 초음파 진동자(200)에 전원 인가가 해제되면, 상기 초음파 진동자(200)의 초음판 진동 발생이 정지됨에 따라, 상기 저수조(100)의 물의 증기 발생이 정지된다.
이와 아울러, 상기 제어부(500)는 상기 송풍팬(300)에 전원 인가를 해제하고, 상기 제어 밸브(730)에 오프 신호(닫힘 신호)를 인가하여 상기 제어 밸브(730)를 닫아 준다.
상기 송풍팬(300)에 전원 인가가 해제되면, 상기 송풍팬(300)의 작동이 정지되고, 상기 송풍팬(300)에 의한 바람의 발생이 정지되며, 따라서, 상기 증기 수집관(700)으로의 증기 수집이 정지된다.
또한, 상기 제어 밸브(730)가 닫힘에 따라 상기 증기 배출관(710) 및 분지관(720)을 통한 증기의 배출이 정지되어, 각 선실(20)의 내부로 증기 공급이 정지되는 것이다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 가습 제어 장치는, 선실에 설치된 습도 감지 센서에 감지된 습도 정보와 제어부에 미리 설정된 원하는 습도 범위를 비교하여, 선실 내부의 습도가 제어부의 설정 습도 범위 이하일 경우, 초음파 진동자, 송풍팬, 공급관의 제어 밸브를 작동시키고, 초음파 진동자에 의하여 저수조 내부에서 발생되는 증기를 증기 수집관, 배출관 및 분지관을 통하여 선실 내부로 배출하여 선실 내부의 습도를 원하는 습도로 조절할 수 있다.
따라서, 선박의 공기 핸들링 장치의 크기를 최소화하고, 설치에 소요되는 설치 면적을 최소화 할 수 있으며, 또한 각 선실의 습도를 최소의 시간에 원하는 요구 습도까지 도달하게 할 수 있으며, 가습 효율을 최대한 향상할 수 있고, 송풍팬의 구동에 의한 에너지 손실을 최소화 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 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.
10 선박의 가습 제어 장치 20 선실
100 저수조 130 배출관
200 초음파 진동자 300 송풍팬
400 공급관 410 제어 밸브
500 제어부 600 습도 감지 센서
700 증기 수집관 710 증기 배출관
720 분지관 730 제어 밸브

Claims (6)

  1. 선박의 선실 내부의 습도를 일정하게 제어하기 위한 선박의 가습 제어 장치에 있어서,
    물을 저장하기 위한 저수조;
    상기 저수조의 내측에 설치되고, 상기 저수조의 물을 기화시켜 증기를 발생하도록 초음파 진동을 발생시키는 하나 이상의 초음파 진동자;
    상기 초음파 진동자에 의하여 기화된 증기를 상기 저수조 외부로 배출시키기 위한 송풍팬;
    상기 저수조에 물을 공급하기 위한 공급관;
    상기 초음파 진동자, 상기 송풍팬 및 상기 공급관에 각각 연결되고, 상기 선실의 내부 습도를 미리 설정된 습도 범위로 제어하기 위한 제어부;를 포함하고,
    상기 저수조 상에는 상기 송풍팬에 의하여 외부로 배출되는 증기를 모으기 위한 증기 수집관이 설치되며,
    상기 증기 수집관은 원뿔형상 또는 돔형상으로 형성되는 선박의 가습 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급관에는 상기 제어부에 의하여 제어되고, 상기 공급관의 개폐를 제어하기 위한 제어 밸브가 설치되는 선박의 가습 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증기 수집관에는 상기 송풍팬에 의하여 외부로 배출되는 증기를 배출하기 위한 증기 배출관이 연결되며,
    상기 증기 배출관에는 상기 제어부에 의하여 제어되고, 상기 증기 배출관의 개폐를 제어하기 위한 제어 밸브가 설치되는 선박의 가습 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 증기 배출관에는 상기 선실의 내부로 증기를 공급하기 위한 하나 이상의 분지관이 연결되는 선박의 가습 제어 장치.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부에 연결되고, 상기 선실의 실내 습도를 감지하기 위한 습도 감지 센서를 더 포함하는 선박의 가습 제어 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR0149827B1 (ko) * 1995-09-30 1998-11-02 배순훈 히터식 초음파 가습기의 제어장치 및 그 제어회로
JP2000264289A (ja) * 1999-03-18 2000-09-26 Hitachi Zosen Corp 船舶または海洋構造物の機器設置用空間の空気調整設備
KR20110085709A (ko) * 2010-01-21 2011-07-27 삼성중공업 주식회사 선박용 공조기

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