KR101690990B1 - 공기윤활장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기윤활장치에 관한 것으로서, 공기를 압축시키는 압축부, 상기 압축부에서 압축된 압축공기를 냉각시키는 냉각부, 상기 압축부에서 압축된 압축공기 및 상기 냉각부에서 냉각된 압축공기 중 적어도 하나를 선박의 선저면을 향해 분사하는 분사부, 및 상기 압축부와 상기 분사부를 연결하여, 상기 압축부에서 압축된 압축공기가, 상기 냉각부를 우회하여 상기 분사부로 이송되도록 안내하는 바이패스 배관을 포함하는 공기윤활장치가 개시된다.

Description

공기윤활장치{Air Lubricating Apparatus}

본 발명은 공기윤활장치에 관한 것이다.

공기윤활장치는 선박이 이동할 때 선박의 선저면에 압축공기를 분사하여 선저면과 해수 사이에 공기층을 형성시키고, 이에 따라 선박과 해수의 마찰 저항을 감소시켜 선박 운항 시 에너지 효율을 높이기 위해 적용되는 장치이다.

하지만 선박이 정박해 있어서 공기윤활장치를 가동하지 않을 경우나 기타 다른 이유로 공기윤활장치를 가동할 필요가 없을 경우, 해수와 직접 접하게 되는 공기윤활장치의 분사부에 해수 중의 해양생물이 부착하여 성장하는 파울링(fouling) 현상이 발생하게 된다. 분사부에 해양생물이 부착되면 분사부가 막힐 수 있으며, 이에 따라 공기윤활 시스템은 효율이 저하되거나 심할 경우 정지될 수 있다.

한국공개특허 10-2011-0066661(공개일: 2011.06.17)

본 발명은 압축부의 공기 압축 과정에 의하여 온도가 상승된 압축공기를 분사하여, 분사부에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거하는 공기윤활장치를 제공하는 것이 과제이다.

본 발명은 가열부에 가열된 압축공기를 분사하여 분사부에 부착된 해양생물을 제거하는 공기윤활장치를 제공하는 것이 과제이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 공기를 압축시키는 압축부, 상기 압축부에서 압축된 압축공기를 냉각시키는 냉각부, 상기 압축부에서 압축된 압축공기 및 상기 냉각부에서 냉각된 압축공기 중 적어도 하나를 선박의 선저면을 향해 분사하는 분사부 및상기 압축부와 상기 분사부를 연결하여, 상기 압축부에서 압축된 압축공기가, 상기 냉각부를 우회하여 상기 분사부로 이송되도록 안내하는 바이패스 배관을 포함하는 공기윤활장치가 개시된다.

상기 압축부와 연결되어, 상기 압축부에서 압축된 압축공기를 가열하는 가열부를 더 포함할 수 있다.

상기 압축부와 상기 냉각부를 연결하여, 상기 압축부에서 압축된 압축공기가, 상기 냉각부로 이송되도록 안내하는 제 1 배관 및 상기 냉각부에서 냉각된 압축공기가 상기 분사부로 이송되도록 안내하는 제 2 배관을 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 배관과 상기 바이패스 배관에 각각 구비된 제 1 밸브와 제 2 밸브를 제어하여, 상기 압축부에서 압축된 압축공기의 이동경로를 조절하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 분사부에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거하고자 할 경우, 상기 제 1 밸브가 폐쇄되고 상기 제 2 밸브가 개방되어, 상기 바이패스 배관을 통해 이송된 압축공기를 상기 냉각부를 거치지 않고 상기 분사부를 통해 분사할 수 있다.

상기 컨트롤러는 선박의 정박유무 또는 정박시간에 따라, 상기 냉각부를 우회한 상기 압축공기가 분사되는 시간 및 주기를 제어할 수 있다.

상기 압축부에서 압축된 압축공기의 압력 또는 온도를 측정하는 측정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공기윤활장치는, 압축부에서 온도가 상승된 압축공기를 분사하여 분사부에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공기윤활장치는, 가열부에서 가열된 압축공기를 분사하여 분사부에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기윤활장치를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기윤활장치가 설치된 선박을 도시한 도면; 및
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기윤활장치를 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 제 1 실시예 및 제 2 실시예로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기윤활장치에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기윤활장치는 본 발명의 제 1 실시예의 바이패스 배관(400)과 제 2 실시예의 바이패스 배관(400) 및 가열부(150)를 포함하여 분사부(300)에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거하도록 구비된 설비일 수 있으며, 이에 대한 설명은 추후에 자세히 하도록 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기윤활장치는 압축부(100), 냉각부(200), 분사부(300), 바이패스 배관(400), 제 1 배관(500), 제 2 배관(600), 제 1 밸브(510), 제 2 밸브(420), 컨트롤러(800), 센서부(700) 및 측정부(900)를 포함할 수 있다.

압축부(100)는 공기를 압축시켜 압축공기를 발생시키는 구성요소로서, 이 때 압축부(100)는 공기를 고속으로 회전시켜 공기를 압축공기로 변환시키는 터빈(미도시) 등의 압축기일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이 때 압축부(100)는 약 20도 상온의 대기압 상태의 공기를 3 바아(bar) 이상으로 압축시켜 135도 이상의 압축공기로 변환시키는 구성요소일 수 있다.

냉각부(200)는 제 1 배관(500)을 통해 압축부(100)와 연결되며, 압축부(100)에서 압축된 압축공기를 냉각시키는 구성요소일 수 있다. 이 때 냉각부(200)는 냉수 또는 냉매를 투입하여 냉수 또는 냉매를 압축공기와 접촉시켜 압축공기를 냉각시키는 공기 냉각 코일(미도시)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 제 1 배관(500)은 파이프(pipe) 형상을 지니며, 압축부(100)와 냉각부(200)를 서로 연결하는 구성요소로서, 압축부(100)에서 압축된 압축공기가 냉각부(200)로 이송되도록 안내할 수 있다.

분사부(300)는 압축부(100)에서 압축된 압축공기 또는 냉각부(200)에서 냉각된 압축공기 중 적어도 하나를 선박(10)의 선저면(20)을 향해 분사시킬 수 있다. 이 때 분사부(300)는 압축공기를 분사하는 노즐부(미도시)를 포함하는 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 분사부(300)는 제 2 배관(600)을 통해 냉각부(200)와 연결될 수 있다. 이 때 제 2 배관(600)은 제 1 배관(500)과 동일한 파이프 형상을 지니며, 분사부(300)와 냉각부(200)를 서로 연결하는 구성요소로서, 냉각부(200)에서 냉각된 압축공기가 분사부(300)로 이송되도록 안내할 수 있다.

또한 분사부(300)는 바이패스 배관(400)을 통해 냉각부(200)를 거치지 않고 압축부(100)와 바로 연결될 수 있다. 이 때 바이패스 배관(400)은 제 1 배관(500) 및 제 2 배관(600)과 동일한 파이프 형상을 지니며, 압축부(100)와 분사부(300)를 연결하는 구성요소로서, 압축부(100)에서 압축된 압축공기가 냉각부(200)를 우회하여 바로 분사부(300)로 이송되도록 안내할 수 있다.

제 1 밸브(510)는 제 1 배관(500)에 구비되어 압축부(100)에서 압축된 압축공기가 냉각부(200)로 유입되는 것을 제어하고, 제 2 밸브(420)는 바이패스 배관(400)에 구비되어 압축부(100)에서 압축된 압축공기가 냉각부(200)를 거치지 않고 분사부(300)로 바로 유입되는 것을 제어하는 구성요소일 수 있다.

컨트롤러(800)는 제 1 밸브(510) 및 제 2 밸브(420)의 개폐를 제어하여 압축부(100)에서 압축된 압축공기의 이동경로를 조절할 수 있다.

분사부(300)에 해양생물이 기준치 이상 부착되었을 경우, 컨트롤러(800)는 제어신호를 출력하여 제 1 밸브(510)를 폐쇄시키고 제 2 밸브(420)를 개방시킬 수 있다. 이에 따라 바이패스 배관(400)을 통해 냉각부(200)를 거치지 않고 이송된 압축공기가, 분사부(300)를 통해 분사되어, 분사부(300)에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물이 제거될 수 있다.

이 때 분사부(300)에 부착하여 성장하는 해양생물은 60도 이상의 온도에서 10분 이상 노출될 경우, 제거될 수 있으며, 냉각부(200)를 우회한 약 135도의 압축공기가 분사부(300)를 통해 분사될 경우, 분사부(300)에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착하여 성장하는 해양생물을 제거할 수 있다.

분사부(300)에 부착된 해양생물 및 해양생물과 인접한 해수에 약 135도의 압축공기가 분사되면, 분사부(300)에 부착된 해양생물 및 해양생물과 인접한 해수의 온도가 급격히 상승하여 분사부(300)에 부착된 해양생물이 제거되며, 분사부(300)에 이미 부착된 해양상물 역시 제거될 수 있다.

반면 분사부(300)에 부착된 해양생물의 양이 기준치 이하일 경우 또는 파울링 발생 가능성이 없을 경우, 컨트롤러(800)는 제어신호를 출력하여 제 1 밸브(510)를 개방시키고 제 2 밸브(420)를 폐쇄시킬 수 있다. 이에 따라 분사부(300)는 냉각부(200)에서 냉각된 압축공기를 선박(10)의 선저면(20)을 향해 분사하여 선저면(20)과 해수의 마찰 저항을 감소시켜 선박(10)의 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.

또한 컨트롤러(800)는 선박(10)의 정박유무 또는 정박시간에 따라, 냉각부(200)를 우회한 압축공기가 분사되는 시간 및 주기를 제어할 수 있다.

예를 들어, 선박(10)이 정박해 있을 경우는, 선박(10)이 이동 중일 경우보다 해양생물이 분사부(300)에 부착될 가능성이 클 수 있다. 그리고 선박(10)이 저속운항할 경우는, 선박(10)이 고속운항할 경우보다 해양생물이 분사부(300)에 부착될 가능성이 클 수 있다.

즉, 컨트롤러(800)는 상황에 따라 압축공기 분사주기를 제어하여 분사부(300)의 에너지 효율을 높일 수 있다.

다만 이에 한정되는 것은 아니며, 작업자가 직접 설정된 분사주기에 따라 가열된 압축공기를 분사시켜 분사부(300)에 부착된 해양생물을 제거할 수도 있다.

이 때 선박(10)이 이동 중일 때에는 압축공기가 냉각부(200)를 거쳐 분사되고, 선박(10)이 정선되어 있을 때에는 압축공기가 냉각부(200)를 거치지 않고 분사되어 분사부(300)에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 선박(10)이 이동 중일 때도 해양생물이 분사부(300)에 부착되어 파울링(fouling) 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 경우 압축공기가 냉각부(200)를 거치지 않고 분사되어 분사부(300)에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거시킬 수 있다.

측정부(900)는 압축부(100)에서 압축된 압축공기의 압력 또는 온도를 측정하는 구성요소로서, 작업자가 압축공기의 압력 또는 온도를 확인할 수 있도록 압축공기의 압력 또는 온도를 표시하는 표시장치를 더 포함할 수 있다.

이 때 측정부(900)는 압축부(100)에서 압축된 압축공기의 압력 또는 온도를 측정할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 냉각부(200)에서 냉각된 압축공기와 분사부(300)에서 분사되는 압축공기의 압력 또는 온도 역시 측정할 수 있다.

센서부(700)는 분사부(300)에 부착된 해양생물을 감지하여, 컨트롤러(800)로 감지신호를 출력할 수 있다. 컨트롤러(800)는 상기 감지신호를 수신하여 제 1 밸브(510) 및 제 2 밸브(420)의 개폐를 제어할 수 있다.

이하 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기윤활장치에 대해 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기윤활장치는 압축부(100), 가열부(150), 냉각부(200), 분사부(300), 바이패스 배관(400), 제 1 배관(500), 제 2 배관(600), 제 1 밸브(510), 제 2 밸브(420), 컨트롤러(800), 센서부(700) 및 측정부(900)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 공기윤활장치는, 전술한 실시예의 구성에 가열부(150)를 추가한 구성이며, 압축부(100)에서 60도이하의 압축공기가 형성될 경우, 가열부(150)가 구동되어 압축공기의 온도를 상승시킬 수 있다.

따라서 전술한 실시예와 동일한 기능을 수행하는 본 실시예의 구성은, 설명을 생략하며, 가열부(150)가 추가됨에 따라 전술한 실시예와 달라진 본 실시예의 구동 및 효과를 중심으로 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 압축부(100)는 공기를 압축시켜 압축공기를 발생시키는 구성요소로서, 전술한 실시예의 압축부(100)와 동일한 기능을 수행할 수 있다.

가열부(150)는 압축부(100)와 연결되어 압축부(100)에서 압축된 압축공기가 이송되는 구성요소로서, 해양생물이 제거되도록 압축부(100)에서 압축된 압축공기를 60도 이상의 온도로 가열시킬 수 있다. 이 때 가열부(150)는 압축공기가 통과하는 배관(미도시) 외측면에 감겨진 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

분사부(300)에 해양생물이 기준치 이상부착되었고 압축부(100)에 압축된 압축공기의 온도가 60도 이하일 경우, 컨트롤러(800)는 가열부(150)를 구동시킬 수 있다.

반면에 분사부(300)에 부착된 해양생물의 양이 기준치 이하일 경우, 컨트롤러(800)는 가열부(150)를 구동시키지 않을 수 있으며, 이러한 경우 압축부(100)에서 압축된 압축공기는 가열부(150)를 통과하여도 가열되지 않을 수 있다.

본 실시예에 따른 분사부(300)는 가열부(150)에서 가열된 압축공기 또는 냉각부(200)에서 냉각된 압축공기 중 적어도 하나를 선박(10)의 선저면(20)을 향해 분사시킬 수 있다.

이 때 도 3에 도시된 바와 같이, 분사부(300)와 압축부(100) 사이에 가열부(150)가 배치되며, 가열부(150)가 구동될 경우, 가열부(150)에서 가열된 압축공기 역시 바이패스 배관(400)을 통해 분사부(300)로 이송될 수 있다.

본 실시예에 따른 측정부(900)는 압축부(100)에서 압축된 압축공기의 압력 또는 온도를 측정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 냉각부(200)에서 냉각된 압축공기, 분사부(300)에서 분사되는 압축공기 및 가열부(150)에서 가열된 압축공기의 압력 또는 온도 역시 측정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 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: 선박 20: 선저면
100: 압축부 150: 가열부
200: 냉각부 300: 분사부
400: 바이패스 배관 420: 제 2 밸브
500: 제 1 배관 510: 제 1 밸브
600: 제 2 배관700: 센서부 800: 컨트롤러900: 측정부

Claims (7)

1. 공기를 압축시키는 압축부;
   상기 압축부에서 압축된 압축공기를 냉각시키는 냉각부;
   상기 압축부에서 압축된 압축공기 및 상기 냉각부에서 냉각된 압축공기 중 적어도 하나를 선박의 선저면을 향해 분사하는 분사부;
   상기 압축부와 상기 분사부를 연결하여, 상기 압축부에서 압축된 압축공기가, 상기 냉각부를 우회하여 상기 분사부로 이송되도록 안내하는 바이패스 배관;
   상기 압축부와 상기 냉각부를 연결하여, 상기 압축부에서 압축된 압축공기가, 상기 냉각부로 이송되도록 안내하는 제 1 배관;
   상기 냉각부에서 냉각된 압축공기가 상기 분사부로 이송되도록 안내하는 제 2 배관; 및
   상기 제 1 배관과 상기 바이패스 배관에 각각 구비된 제 1 밸브와 제 2 밸브를 제어하여, 상기 압축부에서 압축된 압축공기의 이동경로를 조절하는 컨트롤러;를 포함하며,
   상기 분사부에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 이미 부착된 해양생물을 제거하고자 할 경우, 상기 제 1 밸브가 폐쇄되고 상기 제 2 밸브가 개방되어 상기 바이패스 배관을 통해 이송된 압축공기를 상기 냉각부를 거치지 않고 상기 분사부를 통해 분사하는 공기윤활장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 압축부와 연결되어, 상기 압축부에서 압축된 압축공기를 가열하는 가열부를 더 포함하는 공기윤활장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 선박의 정박유무 또는 정박시간에 따라,
   상기 냉각부를 우회한 상기 압축공기가 분사되는 시간 및 주기를 제어하는 공기윤활장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 압축부에서 압축된 압축공기의 압력 또는 온도를 측정하는 측정부를 더 포함하는 공기윤활장치.
   

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