KR102027177B1 - Water hammer prevention apparatus for f/w cooling system of large scaled container - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상측 선실장비(12)와 하측 선실장비(14) 사이의 배관라인에 부스터펌프(26)를 설치하여 냉각수를 순환하는 대형 컨테이너 냉각수시스템에 있어서: 상기 배관라인에서 부스터펌프(26)의 하류측에 설치되고, 전기적 신호에 의해 관로를 개폐하는 메인밸브(30); 및 상기 배관라인의 냉각수 흐름이 정지된 상태를 감지하여 메인밸브(30)의 폐쇄 작동을 수행하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 대형 컨테이너 냉각수시스템에서 부스터펌프의 정지시 냉각수라인을 즉각적으로 폐쇄하여 냉각수 탱크 상부에 위치하는 냉각수의 자유낙하를 방지하여 수격현상을 차단하는 효과가 있다.The present invention provides a large container cooling water system in which a booster pump (26) is installed in a piping line between an upper cabin equipment (12) and a lower cabin equipment (14) to circulate cooling water. A main valve 30 installed on the downstream side to open and close the pipeline by an electrical signal; And control means (40) for detecting a state in which the coolant flow of the pipe line is stopped to perform a closing operation of the main valve (30).
Accordingly, in the large container cooling water system, when the booster pump is stopped, the cooling water line is immediately closed to prevent free fall of the cooling water located on the upper portion of the cooling water tank, thereby preventing water hammer.
Description
본 발명은 대형 컨테이너 냉각수시스템의 수격방지 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 부스터펌프의 정지시 냉각수라인을 즉각적으로 폐쇄하여 냉각수 탱크 상부에 위치하는 냉각수의 자유낙하를 방지하여 수격현상을 차단하는 대형 컨테이너 냉각수시스템의 수격방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water hammer prevention device of a large container cooling water system, and more particularly, to block water hammer by blocking a water drop phenomenon by immediately closing a cooling water line when the booster pump is stopped to prevent free fall of the cooling water located above the cooling water tank. A water hammer preventing device of a container cooling water system.
대형 컨테이너의 경우 장비의 냉각을 위한 청수쿨링시스템(f/w cooling system) 내에 각종 선실 장비들이 포함되는데 선실의 위치가 냉각수 탱크(cooling water expansion tank) 보다 상부에 위치하므로 선실 장비를 위한 냉각수 부스터펌프(cooling water booster pump)를 별도로 설치한다. 그런데 냉각수 부스터펌프가 갑자기 정지되면 펌프 배출구 쪽의 냉각수가 중력으로 낙하하면서 냉각수라인에 연결되어 있는 기관실 장비들에 충격을 주는 수격 현상이 발생한다.In the case of large containers, various cabin equipment is included in the f / w cooling system for cooling the equipment. Since the cabin is located above the cooling water expansion tank, a coolant booster pump for the cabin equipment is provided. Install a cooling water booster pump separately. However, when the coolant booster pump is suddenly stopped, water hammer occurs that impacts the engine room equipment connected to the coolant line while the coolant on the pump outlet side falls to gravity.
이러한 수격 방지와 관련되는 선행특허로서 한국 등록특허공보 제1056291호는, 선박의 주기용 윤활유 펌프와 윤활유 냉각기 사이에 설치되어 주기용 윤활유 펌프로부터 토출되어 윤활유 냉각기로 공급되는 윤활유의 일부를 저장하고, 주기용 윤활유 펌프의 정지시 저장된 윤활유를 윤활유 냉각기에 공급하여 청수쿨링시스템에 발생되는 수격현상을 방지하는 어큐뮬레이션 챔버로 구성된다. 이에 따라, 윤활유 측의 압력 보상으로 냉각수 측의 팽창을 방지하여 청수쿨링시스템에서 수격현상을 차단하는 효과를 기대한다.As a prior patent relating to such water hammer prevention, Korean Patent Publication No. 1056291, which is installed between the lubricating oil pump and the lubricating oil cooler of the ship, stores a part of the lubricating oil discharged from the lubricating oil pump for supply to the lubricating oil cooler, It consists of an accumulation chamber that prevents water hammer in the fresh water cooling system by supplying the stored lubricant to the lubricant cooler when the periodic lubricant pump stops. Accordingly, the effect of blocking the water hammer in the fresh water cooling system by preventing expansion of the cooling water by pressure compensation on the lubricating oil side is expected.
그러나, 선실의 위치가 냉각수 탱크 보다 상부에 위치하는 대형 컨테이너에 있어서 어큐물레이션 챔버를 적용하는 것만으로 수격현상을 차단하기에 한계를 보인다.However, in a large container in which the cabin is located above the cooling water tank, the application of the accumulation chamber is limited to block the water hammer.
다른 예로서, 도 1을 참조하면, 종래에는 이러한 현상을 방지하기 위해 배수라인(24)상의 압력이 떨어지면 닫히게 되는 압력유지밸브(16)를 설치하기도 하지만 실제 사용시 제어 프로세스가 길어서 응답시간이 지연되기 때문에 수격차단의 실효성을 기대하기 미흡하다.As another example, referring to FIG. 1, in order to prevent such a phenomenon, a
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 부스터펌프의 정지시 냉각수라인을 즉각적으로 폐쇄하여 냉각수 탱크 상부에 위치하는 냉각수의 자유낙하를 방지하여 수격현상을 차단하는 대형 컨테이너 냉각수시스템의 수격방지 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for improving the conventional problems as described above, the large container cooling water system to immediately close the cooling water line when the booster pump is stopped to prevent the free fall of the cooling water located on the cooling water tank to block the water hammer phenomenon To provide a water hammer prevention device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상측 선실장비와 하측 선실장비 사이의 배관라인에 부스터펌프를 설치하여 냉각수를 순환하는 대형 컨테이너 냉각수시스템에 있어서: 상기 배관라인에서 부스터펌프의 하류측에 설치되고, 전기적 신호에 의해 관로를 개폐하는 메인밸브; 및 상기 배관라인의 냉각수 흐름이 정지된 상태를 감지하여 메인밸브의 폐쇄 작동을 수행하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a large container cooling water system for circulating the cooling water by installing a booster pump in the piping line between the upper cabin equipment and the lower cabin equipment: installed on the downstream side of the booster pump in the piping line A main valve for opening and closing the pipe by an electrical signal; And control means for detecting a stop state of the coolant flow of the pipe line to perform a closing operation of the main valve.
또, 본 발명에 따르면 상기 메인밸브는 배관라인에서 분리를 위한 보조밸브와, 분리시 기능유지를 위한 바이패스밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the main valve is characterized in that it further comprises an auxiliary valve for separation in the pipe line, and a bypass valve for maintaining the function at the time of separation.
또, 본 발명에 따르면 상기 제어수단은 상기 부스터펌프의 오프 상태를 감지하는 순간 메인밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the control means is characterized in that the main valve is closed at the moment of detecting the off state of the booster pump.
본 발명의 변형예로서, 상기 메인밸브는 공압라인의 개폐에 의한 공기압으로 작동되는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a modification of the present invention, the main valve is characterized in that it further has a function to operate by the air pressure by the opening and closing of the pneumatic line.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 대형 컨테이너 냉각수시스템에서 부스터펌프의 정지시 냉각수라인을 즉각적으로 폐쇄하여 냉각수 탱크 상부에 위치하는 냉각수의 자유낙하를 방지하여 수격현상을 차단하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, in the large container cooling water system, when the booster pump is stopped, the cooling water line is immediately closed to prevent free fall of the cooling water located in the upper portion of the cooling water tank, thereby preventing water hammer.
도 1은 종래의 일예에 따른 수격방지 장치를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 수격방지 장치를 나타내는 구성도1 is a block diagram showing a water hammer prevention device according to a conventional example
Figure 2 is a block diagram showing a water hammer prevention device according to the present invention
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 상측 선실장비(12)와 하측 선실장비(14) 사이의 배관라인에 부스터펌프(26)를 설치하여 냉각수를 순환하는 대형 컨테이너 냉각수시스템에 관하여 개시된다. 상측 선실장비(12)와 하측 선실장비(14)는 냉각을 요하는 각종 장비로서 편의상 데크를 기준으로 상하로 구분한다. 일반적인 대형 컨테이너선에서 냉각수탱크(28)보다 높은 위치에 상측 선실장비(12)와 하측 선실장비(14)가 배치되는 경우 부스터펌프(26)의 갑작스런 정지시 배관라인상의 냉각수가 낙하하면서 수격현상이 발생한다. 따라서, 초대형 컨테이너선에 적용되는 냉각수시스템과 같이 냉각수탱크(28)의 하단에 모든 장비가 놓이는 경우는 해당되지 않는다.The present invention discloses a large container cooling water system in which a
본 발명에 따르면 전기적 신호에 의해 관로를 개폐하는 메인밸브(30)가 상기 배관라인에서 부스터펌프(26)의 하류측에 설치된다. 상측 선실장비(12)와 하측 선실장비(14)의 사이에는 입수라인(22)과 배수라인(24)으로 배관라인을 구성한다. 도 1의 경우 상측 선실장비(12)는 유니트쿨러를 하측 선실장비(14)는 보기윤활유쿨러 등을 예시하고, 도 2의 경우 상측 선실장비(12)는 조타실에어컨을 하측 선실장비(14)는 덤프컨덴서 등을 예시한다. 물론 상측 선실장비(12)와 하측 선실장비(14)는 선박의 수주 조건에 따라 달라질 수 있다. According to the present invention, the
이때, 부스터펌프(26)는 입수라인(22)에 설치되고, 메인밸브(30)는 배수라인(24)에 설치된다. 메인밸브(30)는 작은 힘으로 신속한 개폐가 가능한 볼밸브 방식을 선택하는 것이 좋다. 이에 더하여 응답속도를 향상하도록 솔레노이드를 탑재하여 구동되는 전자밸브 방식을 채용한다.At this time, the
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 메인밸브(30)는 배관라인에서 분리를 위한 보조밸브(31)와, 분리시 기능유지를 위한 바이패스밸브(36)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 보조밸브(31)는 배수라인(24) 상에서 메인밸브(30)의 상류와 하류측으로 인접하도록 설치한다. 바이패스밸브(36)는 배수라인(24) 상에서 보조밸브(31)의 상류와 하류지점을 연통하는 바이패스라인(34) 상에 설치한다. 이에 따라, 바이패스밸브(36)를 개방하고 보조밸브(31)를 폐쇄하면 메인밸브(30)를 배관라인에서 분리하여 점검 및 교체를 수행할 수 있으며, 이 과정에서 전체적인 냉각수시스템의 기능이 정지없이 그대로 유지된다.According to a detailed configuration of the present invention, the
또, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 배관라인의 냉각수 흐름이 정지된 상태를 감지하여 메인밸브(30)의 폐쇄 작동을 수행한다. 제어수단(40)은 별도의 마이콤 회로로 구성하거나, 기설치된 마이콤 회로의 알고리즘(프로그램)을 변경하거나, 마이콤 회로대신 별도의 릴레이 회로를 사용하는 방식 중에서 선택할 수 있다. 어느 경우에나 입수라인(22)에서 배수라인(24)으로 유동되는 냉각수의 흐름이 급작스럽게 정지하는 경우 배수라인(24)의 냉각수가 낙하되는 것을 방지하는 알고리즘을 기반으로 한다.In addition, according to the present invention, the control means 40 detects a state in which the coolant flow of the pipe line is stopped to perform the closing operation of the
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단(40)은 상기 부스터펌프(26)의 오프 상태를 감지하는 순간 메인밸브(30)를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다. 부스터펌프(26)의 오프 상태는 배수라인(24)의 냉각수가 낙하되어 수격현상을 유발하는 가장 큰 요인이다. 부스터펌프(26)의 오프 상태는 인가되는 전원 상태로 검출하지만 이외에 입수라인(22)의 압력변동을 검출하는 방식을 부가할 수도 있다. 제어수단(40)은 부스터펌프(26)의 정지가 감지되면 전기적 신호에 의해 메인밸브(30)의 폐쇄작동을 수행한다.According to a detailed configuration of the present invention, the control means 40 is characterized in that the
이때, 냉각수탱크(28)가 위치하는 높이에 메인밸브(30)를 설치하면 부스터펌프(26)의 정지시 메인밸브(30)를 즉각적으로 작동하는데 유리하므로 배수라인(24)의 관로 폐쇄를 위한 응답성을 향상하여 하측 선실장비(14)가 수격현상으로 손상되거나 내구성이 저하되지 않도록 한다.At this time, when the
본 발명의 변형예로서, 상기 메인밸브(30)는 공압라인(42)의 개폐에 의한 공기압으로 작동되는 기능을 더 구비하는 것도 가능하다. 메인밸브(30)는 전기적 신호가 정상적으로 처리되지 않는 상황을 고려하여 공압식으로 구동이 가능하도록 구성되는 것이 좋다. 별도의 공압라인(42)을 메인밸브(30)의 구동부에 연결하고 공압라인(42)의 단부에 작동밸브(44)를 설치한다.As a modification of the present invention, the
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
12: 상측 선실장비 14: 하측 선설장비
16: 압력유지밸브 22: 입수라인
24: 배수라인 26: 부스터펌프
28: 냉각수탱크 30: 메인밸브
31: 보조밸브 34: 바이패스라인
36: 바이패스밸브 40: 제어수단
42: 공압라인 44: 작동밸브12: upper cabin equipment 14: lower dock equipment
16: pressure holding valve 22: inlet line
24: drainage line 26: booster pump
28: coolant tank 30: main valve
31: auxiliary valve 34: bypass line
36: bypass valve 40: control means
42: pneumatic line 44: operating valve
Claims (4)
상기 배관라인에서 부스터펌프(26)의 하류측에 설치되고, 전기적 신호에 의해 관로를 개폐하는 메인밸브(30); 및
상기 배관라인의 냉각수 흐름이 정지된 상태를 감지하여 메인밸브(30)의 폐쇄 작동을 수행하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 메인밸브(30)는 배관라인에서 분리를 위한 보조밸브(31)와, 분리시 기능유지를 위한 바이패스밸브(36)를 더 구비하고,
상기 바이패스밸브(36)는 배수라인(24) 상에서 보조밸브(31)의 상류와 하류지점을 연통하는 바이패스라인(34) 상에 설치되며,
상기 메인밸브(30)는 공압라인(42)의 개폐에 의한 공기압으로 작동되는 기능을 더 구비하고,
상기 제어수단(40)은 상기 부스터펌프(26)의 오프 상태를 감지하는 순간 메인밸브(30)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 대형 컨테이너 냉각수시스템의 수격방지 장치.In a large container coolant system in which a booster pump 26 is installed in the piping line between the upper cabin equipment 12 and the lower cabin equipment 14 to circulate the cooling water:
A main valve 30 installed downstream of the booster pump 26 in the pipe line and opening and closing the pipe by an electrical signal; And
It comprises a; control means 40 for detecting the state in which the cooling water flow of the pipe line is stopped to perform the closing operation of the main valve (30),
The main valve 30 further includes an auxiliary valve 31 for separation in a piping line, and a bypass valve 36 for maintaining a function at the time of separation.
The bypass valve 36 is installed on the bypass line 34 communicating the upstream and downstream points of the auxiliary valve 31 on the drain line 24,
The main valve 30 is further provided with a function to operate by the air pressure by the opening and closing of the pneumatic line 42,
The control means 40 closes the main valve 30 at the moment of detecting the off state of the booster pump 26, water hammer prevention device of a large container coolant system.
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