KR101917097B1 - 선박의 해수 순환 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 해수 순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 발열체 및 스크러버에 해수를 공급하는 선박의 해수 순환 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 바다로부터 해수를 퍼올릴 수 있는 해수상자(Sea chest)와, 해수상자와 결합되어, 해수상자로부터 해수를 공급받고, 일부가 발열체에 결합되어 열교환으로 발열체의 온도를 낮추는 냉각부와, 선박에서 발생된 배기가스를 처리하는 스크러버부와, 냉각부로부터 배출되는 해수를 외부로 배출하는 제1배출관부와, 제1배출관부 및 스크러버부에 결합되어, 냉각부로부터 배출된 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부로 공급하는 공급관부과, 스크러버부 및 제1배출관부와 결합되어, 스크러버부로부터 배출되는 해수를 제1배출관부로 공급하는 제2배출관부를 포함하는 선박의 해수 순환 시스템을 제공한다.

Description

선박의 해수 순환 시스템{SYSTEM FOR CIRCULATING SEAWATER}
본 발명은 선박의 해수 순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 발열체에 발열체의 냉각을 위한 해수 및 스크러버에 황산화물의 흡착을 위한 해수를 공급하는 해수 순환 시스템에 관한 것이다.
선박은 엔진(Engine), 발전기(Generator), 전동기(motor), 에어컨 시스템(Air con system), 에어컴프레서(Air compressor) 등 운전을 하게 되면 열이 발생되는 여러 가지 발열기기들을 포함하는데, 발열기기에서 발생하는 열을 낮추지 않는 경우, 과열되어 발열기기가 고장나거나 화재가 발생할 수 있다. 이를 위해, 선박은 발열기기들에 냉각수를 공급하여 열을 낮추는 방법을 이용하고 있는데, 방대한 양의 냉각수 확보를 위해 통상적으로 해수상자에 퍼올려진 해수를 냉각수로 이용한다.
또한, 선박의 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 황산화물 등을 함유하고 있기 때문에, 외부로 배기하기 전 스크러버를 통과시켜, 황산화물을 제거해야 한다. 이때, 스크러버는 파형으로 된 판자를 여러 겹 쌓아놓고 그 사이로 배기가스를 흐르게 한 후, 해수를 복수의 노즐을 통해 분사하여, 해수와 황산화물의 흡착을 이용해 배기가스에 포함된 황산화물을 제거하는 장치로서, 스크러버도 선박에 설치된 해수상자와 연결되어 해수를 공급받는다.
그런데 스크러버와 기관실에서 운전되는 각 발열기기에서 소비되는 해수는 그 양이 어마하기 때문에, 일반적으로 각각 별도의 해수상자와 연결되어, 해수를 공급받아야 하며, 각각 선외변에 설치된 별도의 배출관과 연결되어, 외부로 해수를 배출해야 한다. (도 1 참조)
즉, 선박은 복수의 해수상자가 구비되어 있어야 함으로, 선박 내에서 해수상자가 차지하는 비율 크기 때문에, 선박 내의 유효공간이 줄어드는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 해수상자는 물속에 잠기는 부분에 설치되어야 하며, 배출관은 선외변에 설치되어야 하기 때문에, 이들의 설치를 위해서는 배를 상가(On dry dock)하거나, 잠수부를 고용해서 설치해야 함으로, 많은 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었다.
따라서, 발열기기와 스크러버에 해수를 공급하기 위해 해수상자와 배출관을 각각 설치하지 않고, 선박 내에서 해수가 가장 많이 요구되는 발열기기에서 냉각수로 사용된 해수를 스크러버로 재순환시켜, 스크러버의 황산화물을 제거할 수 있는 선박의 해수 순환 시스템에 대한 요구가 생기게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 해수상자 및 배출관으로 발열체의 온도를 낮추며, 스크러버의 황산화물을 제거할 수 있는 선박의 해수 순환 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 바다로부터 해수를 퍼올릴 수 있는 해수상자와, 해수상자와 결합되어, 해수상자로부터 해수를 공급받고, 일부가 발열체에 결합되어 열교환으로 발열체의 온도를 낮추는 냉각부와, 선박에서 발생된 배기가스를 처리하는 스크러버부와, 냉각부로부터 배출되는 해수를 외부로 배출하는 제1배출관부와, 제1배출관부 및 스크러버부에 공급펌프로 연결되어, 냉각부로부터 배출된 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부로 공급하는 공급관부과, 스크러버부 및 제1배출관부와 결합되어, 스크러버부로부터 배출되는 해수를제1배출관부로 공급하는 제2배출관부를 포함하는 선박의 해수 순환 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명은 제1배출관부와 공급관부 사이에 유량 조절을 위한 제1밸브가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 냉각부는 해수상자로부터 해수를 펌핑하는 제1펌프가 형성되고, 공급관부는 제1배출관부로부터 해수를 펌핑하는 제2펌프가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발열체는 오일 쿨러, 에어 쿨러 및 엔진 냉각수 쿨러 중 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명은 제2배출관부에 결합되어, 스크러버부로부터 배출되는 직접 배관부 또는 해수에 포함된 오염물질을 분리하는 분리부와, 양단이 제1펌프와 발열체 사이에 위치한 냉각부에 결합되어, 해수가 순환되는 순환관부를 더 포함하고, 순환관부는 적어도 일부가 제1배출관부의 내부 또는 외부에 위치하도록 형성되어, 제1 배출관부에 위치한 해수의 온도를 낮추며, 유로가 냉각부의 유로보다 작게 형성되어, 냉각부에 위치한 해수의 일부가 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 해수를 발열체에 냉각수로 공급한 후, 발열체로 공급된 해수를 회수하여, 스크러버부에서 황산화물을 제거하는 용도를 사용함으로써, 하나의 해수 상자로도 충분한 양의 물을 발열체 및 스크러버부에 공급할 수 있기 때문에, 두 개의 해수 상자가 요구되지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 외부로 배출되는 해수의 온도를 낮추어, 고온의 해수에 의한 해양 생태계 피해를 최소화 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 해수 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)을 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 해수 순환 시스템(1)은 해수상자(10), 냉각부(20), 스크러버부(30), 제1배출관부(40), 공급관부(50) 및 제2배출관부(60)를 포함한다.
해수상자(10)는 선박(S)에 필요한 용수 및 냉각수를 취수하기 위한 구성요소로서, 선박(S)의 하부에 결합되어, 바다로부터 해수를 끌어올 수 있다.
냉각부(20)는 냉각수를 발열체(221)에 공급하기 위한 구성요소로서, 해수상자(10)와 결합되어 해수상자(10)로부터 해수를 공급받을 수 있다. 이때, 냉각부(20)는 해수상자(10)로부터 해수를 펌핑하는 제1펌프(211)가 형성될 수 있다. 제1펌프(211)의 펌핑 유량은 시간당 500㎥/h 일 수 있다.
또한, 냉각부(20)는 발열체(221)와 해수간의 열교환이 이루어지도록 발열체(221)의 내부 또는 외부에 결합될 수 있으며, 원활한 열교환을 위해 열전도성 물질로 형성될 수 있다.
냉각부(20)는 관형태로 형성될 수 있으며, 발열체가 여러 개인 경우, 냉각부(20)는 발열체(221)의 개수만큼 분기되어, 발열체(221)에 결합될 수 있다. 즉, 냉각부(20)는 해수상자와 연결되는 하나의 메인관(210) 및 메인관(210)에서 발열체(221)의 갯수만큼 분기되는 하나 이상의 분기관(220)을 포함할 수 있다. 이때, 제1펌프(211)는 메인관(210)에 결합되어, 각 분기관(220)으로 해수를 용이하게 이송시킬 수 있다. 한편, 용이한 해수의 흐름을 위해 메인관(210)의 유로는 분기관(220)의 유로보다 넓게 형성될 수 있다.
한편, 발열체(221)는 오일 쿨러, 에어 쿨러 및 엔진 냉각수 쿨러 중 어느 하나 이상일 수 있다.
스크러버부(30)는 배기가스에 포함된 황산화물을 제거하기 위한 구성요소로서, 선박의 엔진과 같은 내연기관의 배기가스 배출부와 결합되어, 내연기관으로부터 배기가스를 공급받을 수 있다. 이때, 스크러버부(30)는 액체 분산부(미도시)와 입자 포집부(미도시)로 구성될 수 있다.
제1배출관부(40)는 냉각부(20)로부터 배출되는 해수를 외부로 배출하는 구성요소로서, 내부에 냉각부(20)의 유로와 연통하는 유로가 형성될 수 있으며, 일단은 냉각부(20)와 연결되고, 타단은 개방될 수 있다.
이때, 발열체(221)가 복수개인 경우, 제1배출관부(40)는 메인관(410) 및 메인관(410)에서 분기되는 분기관(420)을 포함할 수 있다. 분기관(420)은 발열체(221)의 개수만큼 형성되어, 냉각부(20)의 분기관(220)과 결합될 수 있다. 한편, 용이한 해수의 흐름을 위해 메인관(410)의 유로는 분기관(420)의 유로보다 넓게 형성될 수 있다.
공급관부(50)는 냉각부(20)로부터 배출된 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부(30)로 공급하는 구성요소로서, 내부에 냉각부(20)의 유로와 연통하는 유로가 형성될 수 있으며, 일단은 스크러버부(30)에 결합되고, 타단은 제1배출관부(40)의 중간에 결합될 수 있다.
이때, 공급관부(50)의 타단 즉, 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 사이에는 유량 조절을 위한 제1밸브(411)가 형성될 수 있다. 제1밸브(411)의 상태에 따라, 제1배출관부(40)의 유로 또는 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 연통이 개방되거나 차단될 수 있다. 즉, 제1밸브(411)는 3방 밸브(3way 밸브)로 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 연통 차단뿐만 아니라 제1배출관부(40)의 유로 차단 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 공급관부(50)는 제1배출관부(40)로부터 해수를 펌핑하는 제2펌프(510)가 형성될 수 있다. 제2펌프(510)의 펌핑 유량은 시간당 300㎥/h 일 수 있다. 즉, 제2펌프(510)는 제1펌프(211)보다 펌핑 유량이 작을 수 있다.
제2배출관부(60)는 스크러버부(30)에서 배출되는 해수를 제1배출관부(40)로 공급하는 구성요소로서, 내부에 제1배출관부(40)의 유로와 연통하는 유로가 형성될 수 있으며, 일단은 스크러버부(30)에 결합될 수 있고, 타단은 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 타단 사이에 위치한 제1배출관부(40)의 일영역에 결합될 수 있다.
이때, 제2배출관부(60)에는 스크러버부(30)로부터 배출되는 해수에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 분리부(610)가 결합될 수 있다. 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 타단 사이에 위치한 제1배출관부(40)에 결합되는 경우, 분리부(610)는 오염물질이 포함되지 않는 제1배출관부(40)에서 배출되는 해수도 함께 인입되기 때문에, 큰 용량으로 형성되아야 한다. 즉, 본 발명은 실질적으로 오염물질이 포함된 제2배출관부(60)에서 배출되는 해수만을 처리하면 됨으로, 작은 용량으로 형성되어도 된다.
한편, 냉각부(20), 제1배출관부(40), 공급관부(50), 제2배출관부(60)는 스테인리스스틸 또는 산과 부식에 강한 재질로 형성되어, 해수에 의한 부식이나 마모를 방지할 수 있다.
본 발명은 발열체(221)에서 냉각수로 사용된 해수를 회수하여, 스크러버부(30)에서 황산화물을 제거하는 용도로 사용함으로써, 두 개의 해수상자가 요구되지 않는다. 즉, 선박(S)의 유효 공간이 넓어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)을 도시하는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)은 해수상자(10), 냉각부(20), 스크러버부(30), 제1배출관부(40), 공급관부(50), 제2배출관부(60) 및 순환관부(70)를 포함한다. 상술할 일 실시예와 동일한 구성요소에는 동일부호를 붙이는 동시에 설명을 생략한다.
순환관부(70)는 제1배출관부(40)의 유로에 위치한 해수의 온도를 낮추는 구성요소로서, 냉각부(20)에 양단이 결합될 수 있다. 더욱 상세하게, 순환관부(70)는 제1펌프(211)와 발열체(221) 사이에 위치한 메인관(210)에 양단이 결합될 수 있으며, 적어도 일영역은 제1배출관부(40)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 이로 인해, 제1펌프(211)에 의해 이동되는 해수는 순환관부(70) 및 발열체(221)로 이동될 수 있다.
또한, 순환관부(70)의 유로는 냉각부(20)의 유로보다 작게 형성되어, 냉각부(20)에 위치한 일부 해수만이 순환관부(70)로 이동될 수 있다. 다시 말해, 해수상자(10)에서 냉각부로 이동된 해수는 일부가 순환관부(70)로 이동되고, 나머지 일부가 발열체(221)로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 순환관부(70)와 냉각부(20)의 메인관(210) 사이에는 유량 조절을 위한 제2밸브(710)가 형성될 수 있다. 제2밸브(710)의 상태에 따라, 메인관(210)과 순환관부(70)의 연통이 개방되거나 차단될 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 제1배출관부(40)에 위치한 해수의 냉각이 필요할 경우에만, 메인관(210)과 순환관부(70)가 연통되도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 순환관부(70)를 이용해 제1배출관부(40)의 유로에 위치한 해수의 온도를 낮춤으로써, 고온의 해수에 의한 해양 생태계 피해를 최소화할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 해수 순환 시스템
10 : 해수상자
20 : 냉각부
30 : 스크러버부
40 : 제1배출관부
50 : 공급관부
60 : 제2배출관부
70 : 순환관

Claims (5)

  1. 바다로부터 해수를 퍼올릴 수 있는 해수상자(Sea chest)와,
    상기 해수상자와 결합되어, 상기 해수상자로부터 해수를 공급받고, 일부가 발열체에 결합되어 열교환으로 상기 발열체의 온도를 낮추는 냉각부와,
    선박에서 발생된 배기가스를 처리하는 스크러버부와,
    상기 냉각부로부터 배출되는 해수를 외부로 배출하는 제1배출관부와,
    상기 제1배출관부 및 상기 스크러버부에 결합되어, 냉각부로부터 배출된 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부로 공급하는 공급관부과,
    상기 스크러버부 및 상기 제1배출관부와 결합되어, 상기 스크러버부로부터 배출되는 해수를 상기 제1배출관부로 공급하는 제2배출관부를 포함하는 선박의 해수 순환 시스템으로서,
    상기 냉각부에는 해수상자로부터 해수를 펌핑하는 제1펌프가 형성되고,
    양단이 상기 제1펌프와 상기 발열체 사이에 위치한 상기 냉각부에 결합되어, 해수가 순환되는 순환관부를 더 포함하고,
    상기 순환관부는, 적어도 일부가 상기 제1배출관부의 내부 또는 외부에 위치하도록 형성되어, 상기 제1 배출관부에 위치한 해수의 온도를 낮추며, 유로가 상기 냉각부의 유로보다 작게 형성되어, 상기 냉각부에 위치한 해수의 일부가 공급되는 것을 특징으로 하는, 선박의 해수 순환 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1배출관부와 상기 공급관부 사이에 유량 조절을 위한 제1밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는, 선박의 해수 순환 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공급관부에는 상기 제1배출관부로부터 해수를 펌핑하는 제2펌프가 형성되는 것을 특징으로 하는, 선박의 해수 순환 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발열체는, 오일 쿨러, 에어 쿨러 및 엔진 냉각수 쿨러 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 선박의 해수 순환 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2배출관부에 결합되어, 상기 스크러버부로부터 배출되는 해수에 포함된 오염물질을 분리하는 분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 해수 순환 시스템.
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