KR101563715B1 - 선박의 외기유입부 제빙장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 선박의 외기유입부 제빙장치는, 선박의 엔진으로부터 배기가스 배출경로 사이에 존재하는 폐열 발생원에 구비되어 전기에너지를 발생시키는 열전발전모듈; 상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 이용하여 상기 선박의 외기유입부에 발생된 결빙을 해소하도록 상기 외기유입부에 구비된 히팅코일; 상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 이용하여 공기를 가열하며, 상기 가열된 공기를 상기 외기유입부에 송풍하는 송풍부를 포함하는 히팅부를 포함한다.

Description

선박의 외기유입부 제빙장치{Thawing Apparatus for Air Intake Part of Ship}

본 발명은 선박의 외기유입부에 발생되는 결빙을 해소하는 제빙장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전발전모듈을 이용하여 발생된 전기에너지를 이용하여 선박의 외기유입부에 발생되는 결빙을 해소하는 제빙장치에 관한 것이다.

일반적으로 극지방을 항해하는 선박 또는 극지방에 설치되어 운용되는 해양플랜트의 경우, 낮은 외기 온도로 인해 외기가 유입되는 외기유입부에 결빙이 쉽게 발생하게 된다. 그리고 이와 같이 외기유입부에 결빙이 발생할 경우, 선내 공기 공급에 어려움이 따르게 된다.

따라서 외기유입부의 결빙을 제거해야 할 필요가 있으나, 이는 배관의 구조 상 작업자가 외기유입부 내에서 직접 결빙을 제거하기에는 어려움이 따르는 문제가 있다.

종래의 경우, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 별도의 해동장치 등을 장착하기도 하였으나, 이는 연료 등 에너지원의 소비가 막대하여 비용이 과도하게 소요되는 문제가 있었다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2011-0058934호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 선박의 외기유입부에 발생하는 결빙을 용이하게 제거하도록 하기 위한 선박의 외기유입부 제빙장치를 제공하기 위함이다.

또한 추가적인 에너지원의 소비를 방지하기 위해, 선박의 폐열을 이용할 수 있는 선박의 외기유입부 제빙장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 선박의 외기유입부 제빙장치는, 선박의 엔진으로부터 배기가스 배출경로 사이에 존재하는 폐열 발생원에 구비되어 전기에너지를 발생시키는 열전발전모듈; 상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 이용하여 상기 선박의 외기유입부에 발생된 결빙을 해소하도록 상기 외기유입부에 구비된 히팅코일; 상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 이용하여 공기가열하며, 상기 가열된 공기를 상기 외기유입부에 송풍하는 송풍부를 포함하는 히팅부를 포함한다.

상기 선박의 엔진 회전 수를 감지하여, 상기 엔진의 회전 수가 기준값보다 큰 경우 상기 히팅부와 상기 히팅 코일에 상기 전기 에너지를 공급하도록 하고, 상기 엔진의 회전 수가 상기 기준값 이하인 경우 상기 히팅코일에 상기 전기에너지를 공급하도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일측면에 따른 선박의 외기유입부 제빙장치는 상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 정류하는 전류조정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일측면에 따른 선박의 외기유입부 제빙장치는 외기를 압축시켜 상기 히팅부에 공급하는 컴프레서부를 더 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 선박의 외기유입부 제빙장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 선박의 외기유입부에 발생하는 결빙을 다양한 구성요소들을 통해 용이하게 제거할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 선박의 폐열을 이용하여 전기에너지를 생성할 수 있으므로, 에너지의 소비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 발생되는 폐열에 따라 제빙모듈의 각 구성을 선택적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 선박의 외기유입부를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 외기유입부 제빙장치의 각 구성 및 동작을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 외기유입부 제빙장치에 있어서, 엔진의 회전수가 기준값 이하인 경우의 동작을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 외기유입부 제빙장치에 있어서, 엔진의 회전수가 기준값보다 큰 경우의 동작을 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 외기유입부 제빙장치의 각 구성 및 동작을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 선박의 외기유입부를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선박(1)에는 외기를 유입시키는 외기유입부(30)가 구비된다. 상기 외기유입부(30)는 선박(1)이 극지방 등 저온 환경에서 항해하는 경우, 빙결이 발생하게 된다.

그리고 선박(1)의 엔진(10)에서 발생된 배기가스는 배출관(20)을 통해 외부로 배출되며, 이와 같이 엔진(10)으로부터 배기가스 배출경로 사이에는 다양한 폐열 발생원이 구비될 수 있다.

본 발명의 경우, 상기 폐열 발생원에는 하나 이상의 열전소자가 구비된 열전발전모듈(100)이 구비되고, 이를 통해 폐열을 전기에너지로 변환시키게 된다. 이 때 열전발전모듈(100)은 폐열과 외기유입부(30)를 통하여 유입된 외기의 온도차를 통하여 발전할 수 있다.

즉, 열전발전모듈(100)은 선박의 엔진(10)으로부터 배기가스 배출경로 사이에 존재하는 폐열 발생원에 구비되어 전기에너지를 발생시킨다.

도 1에는 상기 열전발전모듈(100)은 배기가스 배출관(20)에 구비되어 폐열을 회수하는 것으로 하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며 상기 폐열 발생원은 엔진(10), 배기가스 배출관(20), 도시되지 않았으나 절탄기 등 다양한 구성요소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

그리고 이하 설명할 본 실시예에서는 배기가스 배출관(20)에 열전발전모듈(100)이 구비된 것으로 설명하도록 한다.

한편 본 발명의 외기유입부 제빙장치는, 상기 열전발전모듈(100)에서 발생된 전기에너지를 이용하여 선박의 외기유입부(30)에 발생된 결빙을 해소하는 제빙모듈을 포함한다. 상기 제빙모듈은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는 이에 대한 구체적인 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 외기유입부 제빙장치의 각 구성 및 동작을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 외기유입부 제빙장치의 제빙모듈은, 상기 외기유입부(30)에 구비된 히팅코일(32)과, 상기 열전발전모듈(100)에서 발생된 전기에너지를 이용하여 공기를 가열하는 히팅부(120)를 포함한다.

이 때 히팅코일(32)은 열전발전모듈(100)에서 발생된 전기에너지를 이용하여 선박(10)의 외기유입부(30)에 발생된 결빙을 해소하도록 외기유입부(30)에 구비된다.

히팅부(120)는상기 가열된 공기를 상기 외기유입부(30)에 송풍하는 송풍부(130)를 포함한다. 송풍부(130)는 열전발전모듈(100)에서 발생된 전기에너지를 이용하여 공기가열하며, 가열된 공기를 외기유입부(30)에 송풍한다.

그리고 외기를 압축시켜 상기 히팅부(120)에 공급하는 컴프레서부(110)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 히팅코일(32) 및 송풍부(130)에 구비된 송풍팬(132)을 이용하여 외기유입부(30)의 결빙을 제거할 수 있다. 이때 열전발전모듈(100)은 배출관(20)의 폐열을 이용하여 전기에너지를 생성하고, 이를 제빙모듈의 각 구성요소 측에 공급할 수 있다.

즉 본 발명은 선박의 폐열을 이용하여 전기에너지를 생성할 수 있으므로, 에너지의 소비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 외기유입부 제빙장치에 있어서, 엔진(10)의 회전수가 기준값 이하인 경우의 동작을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 모든 구성요소가 동일하게 형성되나, 제어부(200)가 더 구비된다는 점과, 상기 폐열 발생원은 엔진(10)을 포함한다는 점이 다르다.

상기 제어부(200)는 선박의 엔진(10) 회전 수를 감지하고, 상기 엔진(10)의 회전 수에 따라 상기 제빙모듈을 제어하도록 할 수 있다.

제어부는 선박의 엔진(10) 회전 수를 감지하여, 엔진(10)의 회전 수가 기준값보다 큰 경우 히팅부(120)와 히팅 코일(32)에 전기 에너지를 공급하도록 하고, 엔진(10)의 회전 수가 기준값 이하인 경우 히팅 코일(32)에 전기에너지를 공급하도록 한다.

도 3의 경우, 상기 엔진(10)의 회전 수가 기준값 이하인 경우를 나타낸 것이다. 구체적으로 상기 제어부(200)는 엔진(10)의 회전 수를 감지하여 기준값과 비교하고, 엔진(10)의 회전수가 기준값 이하인 경우에는 폐열발생량이 충분하지 않을 것으로 판단하여 송풍부(130), 히팅부(120), 컴프레서부(110)에 전기에너지를 공급하지 않고, 상기 히팅코일(32)만을 구동시키도록 할 수 있다.

즉 본 실시예에서는제어부(200)에 의해 폐열량에 따른 전기에너지 발생량을 예측하여 적합하게 공급할 수 있게 된다.

다만, 이는 하나의 실시예로서, 이와 달리 히팅코일(32) 대신 제빙장치의 다른 일부 구성요소를 작동시키는 것도 가능함은 물론이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 외기유입부 제빙장치에 있어서, 엔진(10)의 회전수가 기준값보다 큰 경우의 동작을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(200)가 엔진(10)의 회전 수를 감지하여 기준값과 비교하고, 엔진(10)의 회전수가 기준값보다 큰 경우에는 폐열 발생량이 충분할 것으로 판단하여 히팅코일(32)뿐 아니라 송풍부(130), 히팅부(120), 컴프레서부(110)에 전기에너지를 모두 공급하도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 외기유입부 제빙장치의 각 구성 및 동작을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 상기 열전발전모듈(100)에서 발생된 전기에너지를 정류하는 전류조정부(300)를 더 포함한다.

이와 같은 경우에는, 전류조정부(300)를 통해 전류가 일정하게 흐르도록 조정하고, 이를 제빙장치의 각 구성요소로 공급하도록 할 수 있다. 즉 본 실시예의 경우 전류조정부(300)가 구비됨으로 인해 안정적인 전원을 유지할 수 있다는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 엔진 20: 배출관
30: 외기유입부 32: 히팅코일
100: 열전발전모듈 110: 컴프레서부
120: 히팅부 130: 송풍부
132: 송풍팬 200: 제어부
300: 전류조정부

Claims (4)

1. 선박의 엔진으로부터 배기가스 배출경로 사이에 존재하는 폐열 발생원에 구비되어 전기에너지를 발생시키는 열전발전모듈;
   상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 이용하여 상기 선박의 외기유입부에 발생된 결빙을 해소하도록 상기 외기유입부에 구비된 히팅코일;
   상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 이용하여 공기를 가열하며, 상기 가열된 공기를 상기 외기유입부에 송풍하는 송풍부를 포함하는 히팅부; 및
   상기 선박의 엔진 회전 수를 감지하여, 상기 엔진의 회전 수가 기준값보다 큰 경우 상기 히팅부와 상기 히팅코일에 상기 전기에너지를 공급하도록 하고, 상기 엔진의 회전 수가 상기 기준값 이하인 경우 상기 히팅코일에 상기 전기에너지를 공급하도록 하는 제어부;
   를 포함하는 선박의 외기유입부 제빙장치
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 열전발전모듈에서 발생된 전기에너지를 정류하는 전류조정부를 더 포함하는 선박의 외기유입부 제빙장치
4. 제 1항에 있어서,
   외기를 압축시켜 상기 히팅부에 공급하는 컴프레서부를 더 포함하는 선박의 외기유입부 제빙장치.

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