KR102259498B1

KR102259498B1 - 컨테이너선의 냉각 제어 장치

Info

Publication number: KR102259498B1
Application number: KR1020190118181A
Authority: KR
Inventors: 유승완
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-06-03
Also published as: KR20210036445A

Abstract

본 발명은, 엔진 내부의 온도를 감지하여 펌프의 RPM을 제어하는 컨테이너선의 냉각 제어 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치는 컨테이너선의 복수의 엔진을 냉각시키는 복수의 냉각 펌프를 갖는 냉각 펌프부, 상기 복수의 엔진 중 적어도 하나의 엔진의 내부 온도를 검출하는 검출부, 상기 복수의 엔진 중 하나의 엔진이 동작하는 저부하 모드시에 해당 엔진의 내부 온도가 사전에 설정된 기준값 이상이면 해당 냉각 펌프의 분당 회전수(Revolution Per Minute; RPM)을 증가시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

컨테이너선의 냉각 제어 장치{APPARATUS FOR COOLING CONTROL OF CONTAINER SHIP}

본 발명은 컨테이너선의 냉각 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박에 설치되는 메인 엔진, 발전기 엔진 등과 같은 장비는 운전시에 열을 발생하기 때문에 이러한 운전 장비로부터 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 청수 쿨러(fresh water cooler) 등을 비롯한 여러 가지 냉각 장치가 사용되고 있다. 이러한 선박의 운전 장비를 냉각시키기 위한 청수 쿨러의 경우, 운전 장비의 열을 폐루프(close loop) 순환되는 청수로 냉각시켜 주고, 이로 인해 온도가 상승한 청수를 해수로 냉각시켜서 운전 장비에 다시 공급하게 된다.

한편, 중앙 집중 청수 냉각기(Central cooling fresh water cooler) 설계 시 여름철 최대 해수(Sea water) 온도 32℃가 적용됨에 따라 냉각기 전열 효율을 고려하여 저온 냉각 회로 온도 설정값을 36℃로 결정한다. 또한, 냉각이 필요한 장비들의 입구 온도를 선박의 운전 조건에 관계없이 항상 일정하게 유지할 수 있도록 냉각기 출구에 바이패스관과 온도조절 밸브가 설치된다.

그리고, 중앙 집중 청수 냉각기의 설계 기준은 여름철 최대 해수 온도 32℃ 적용, 선박 운항 시 발생 할 수 있는 최대 부하 운전 조건에서 운전 장비를 냉각 시킬 수 있는 용량으로 선정한다. 따라서, 주 기관의 부하 저하 혹은 해수 온도가 낮은 선박 운항 항로에서, 일부 고온 냉각수는 온도 조절 밸브 작동에 따라 바이패스관을 통해 냉각기를 경유하지 않고 냉각기를 경유한 저온 냉각 청수와 혼합하여 청수 냉각수 온도 36℃가 유지되어 운전 장비에 냉각수로 공급된다. 이 경우, 바이패스관에 흐르는 고온 냉각 청수 량은 해수 온도가 낮을수록 선박의 운전 부하가 낮을수록 증가한다.

이에 따라, 엔진의 저부하 동작시 청수 펌프의 RPM이 낮아지면 펌프의 토출압도 같이 저하되어 냉각수가 엔진으로 전달되니 못하는 문제점이 발생할 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0009500호

본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔진 내부의 온도를 감지하여 펌프의 RPM을 제어하는 컨테이너선의 냉각 제어 장치가 제공된다.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치는 컨테이너선의 복수의 엔진을 냉각시키는 복수의 냉각 펌프를 갖는 냉각 펌프부, 상기 복수의 엔진 중 적어도 하나의 엔진의 내부 온도를 검출하는 검출부, 상기 복수의 엔진 중 하나의 엔진이 동작하는 저부하 모드시에 해당 엔진의 내부 온도가 사전에 설정된 기준값 이상이면 해당 냉각 펌프의 분당 회전수(Revolution Per Minute; RPM)을 증가시키는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 엔진의 운전 대수 및 다양한 부하 변화에도 경고없이 냉각을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치의 제어부의 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치(100)는 냉각 펌프부(110), 검출부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.

냉각 펌프부(110)는 복수의 냉각 펌프(111,112)를 포함할 수 있고, 복수의 냉각 펌프(111,112)는 엔진부(A)의 복수의 엔진을 냉각시킬 수 있다.

복수의 냉각 펌프(111,112)의 각 냉각 펌프는 상기 복수의 엔진 중 일부의 엔진을 담당하여 해당 엔진을 냉각시킬 수 있다.

예를 들어, 냉각 펌프부(110)는 제1 및 제2 냉각 펌프(111, 112)를 포함할 수 있고, 제1 냉각 펌프(111)는 엔진부(A)의 복수의 엔진 중 둘의 엔진을 담당하여 해당 엔진을 냉각시킬 수 있으며, 제2 냉각 펌프(111)는 엔진부(A)의 복수의 엔진 중 제1 냉각 펌프(111)가 담당하지 않는 둘의 엔진을 담당하여 해당 엔진을 냉각시킬 수 있다.

검출부(120)는 엔진부(A)의 복수의 엔진 내부의 온도를 검출하여 검출 결과를 제어부(130)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 검출부(120)는 엔진부(A)의 복수의 엔진 중 동작하는 엔진의 내부 온도를 검출하여 검출 결과를 제어부(130)에 전달할 수 있다.

제어부(130)는 검출부(120)로부터의 검출 결과에 따라 냉각 펌프부(110)의 냉각 펌프(111,112)의 동작을 제어할 수 있다.

엔진부(A)의 복수의 엔진은 부하(load) 상태에 선택적으로 동작할 수 있으며, 제어부(130)는 선택적으로 동작하는 엔진을 담당하는 냉각 펌프의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 검출부(120)로부터의 검출 결과에 따라 냉각 펌프부(110)의 냉각 펌프(111, 112)의 분당 회전수를 제어할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치의 제어부의 동작에 관하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치의 제어부의 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.

도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 냉각 제어 장치(100)의 제어부(130)는 검출부(120)로부터의 검출 결과에 기초하여, 부하 상태에 따라 동작하는 엔진을 담당하는 냉각 펌프(111, 112)의 분당 회전수를 제어할 수 있다.

보다 상세하게는, 자동 모드가 시작되면(S10), 엔진부(A)의 복수의 엔진은 부하 상태에 따라 선택적으로 동작할 수 있다.

즉, 저부하일 경우 복수의 엔진 중 하나의 엔진이 동작하거나, 둘의 엔진이 동작할 수 있다.

일반적으로, 대형 컨테이너선에는 4대의 엔진이 설치되며 2대의 냉각 펌프로 4대의 엔진을 운전시 냉각 수량을 만족시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 또한, 일반적으로 엔진이 2대 이하로 운전되더라도 1대의 냉각 펌프가 고부하(High Load)로 운전되는 것보다 2대의 냉각 펌프가 저부하(Low Load)로 운전하는 것이 에너지 저감에 효율적이므로 냉각 펌프는 기본적으로 2대가 운전할 수 있다.

그러나, 1대의 엔진만 운전될 경우는 2대의 냉각 펌프가 운전되어 HT Outlet의 압력이 허용치보다 상승하는 경우가 있어 1대의 엔진만이 운전시에는 1대의 냉각 펌프가 동작하는 것이 바람직하다.

한편, 축 발전기(Shaft Generator) 동작시 1대의 엔진만이 15% 이하의 저 부하로 운전되는 경우가 있고, 이 경우에는 오히려 냉각 펌프의 분당 회전수가 낮아져 냉각수가 엔진으로 공급될 수 있는 압력이 형성되지 못 하여 경고가 발생될 수 있다.

즉, 복수의 엔진 중 하나의 엔진이 동작하는 경우(S20), 제어부(130)는 검출부(120)의 검출 온도에 따라 1대의 냉각 펌프의 운전을 제어할 수 있다(S30). 이후, 제어부(130)는 검출부(120)의 검출 온도가 사전에 설정된 기준값 이상이면(S40) 해당 냉각 펌프의 분당 회전수를 증가시킬 수 있다(S50).

예를 들어, 검출부(120)이 검출한 엔진 내부 LT Line 상의 온도 검출 값이 허용 온도(48°C) 이상 상승시 그 온도 차이만큼 엔진의 커몬 아룰렛 온도 (Common Outlet Temperature)를 낮추게 만들어 해당 냉각 펌프의 분당 회전수가 상승하게 되어 낮은 분당 회전수로 인한 압력 부족 현상을 방지할 수 있다.

한편, 1대 이상의 엔진을 동작하는 경우(S60), 제어부(130)는 검출부(120)의 검출 온도에 따라 2대의 냉각 펌프의 운전을 제어할 수 있다(S70). 이후, 제어부(130)는 검출부(120)에서 검출한 각 엔진의 최대 검출 온도가 각각 사전에 설정된 기준값 이상이면(S80) 해당 냉각 펌프의 분당 회전수를 증가시킬 수 있다(S90).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다양한 엔진의 운전 대수 및 다양한 부하 변화에도 경고없이 냉각을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

100: 냉각 제어 장치
110: 냉각 펌프부
111: 제1 냉각 펌프
112: 제2 냉각 펌프
120: 검출부
130: 제어부

Claims

컨테이너선의 복수의 엔진을 냉각시키는 복수의 냉각 펌프를 갖고, 상기 복수의 냉각 펌프의 냉각 펌프 각각은 상기 복수의 엔진 중 둘의 엔진을 담당하여 냉각시키는 냉각 펌프부;
상기 복수의 엔진 각각의 내부 온도를 검출하는 검출부; 및
사전에 설정된 저부하 모드시, 상기 복수의 엔진 중 하나의 엔진이 동작하는 경우 해당 엔진의 내부 온도가 사전에 설정된 기준값 이상이면 상기 기준값과 검출값 간의 온도 차이만큼 엔진의 커몬 아룰렛 온도 (Common Outlet Temperature)를 낮추어 해당 냉각 펌프의 분당 회전수(Revolution Per Minute; RPM)을 증가시키고, 상기 복수의 엔진 중 적어도 둘의 엔진이 구동하면 둘의 냉각 펌프를 구동시켜, 상기 둘의 엔진 각각의 내부 온도가 상기 기준값 이상이면, 상기 기준값과 검출값 간의 온도 차이만큼 둘의 엔진 각각의 커몬 아룰렛 온도를 낮추어 해당하는 상기 둘의 냉각 펌프의 분당 회전수를 증가시키는 제어부
를 포함하는 컨테이너선의 냉각 제어 장치.
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