KR20090112296A - Cooling apparatus using seawater in a vessel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 쿨러에 의해 냉각되어 엔진이나 발전기 등과 같은 냉각 대상물에 공급되는 냉각수의 양에 따라 쿨러의 냉각 능력을 가변시킴으로써 냉각 대상물의 냉각 효율을 증대시키는 해수를 이용하는 선박의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ship cooling apparatus using seawater that increases the cooling efficiency of a cooling target by varying the cooling capacity of the cooler according to the amount of cooling water cooled by the cooler and supplied to the cooling target such as an engine or a generator.
일반적으로, 선박은 사용목적에 따라 상선, 군함, 어선 및 특수 작업선으로 크게 구분할 수 있다. 상선은 여객 또는 화물을 운반하여 운임 수입을 얻는 것을 목적으로 하는 선박을 말하며, 이것을 다시 화물선, 화객선, 여객선으로 구분한다.In general, ships can be broadly classified into merchant ships, warships, fishing vessels and special working vessels according to their purpose of use. Merchant ships are vessels intended to carry passengers or cargo to earn freight revenue, which are further divided into cargo ships, passenger ships and passenger ships.
이와 같은 선박은 선체에 해수가 유입되어 저장되는 해수 탱크가 마련되며, 해수 탱크에 저장된 해수를 엔진이나 발전기 등의 발열 장치를 냉각시키는데 사용하며, 특히, 해수를 냉매로서 사용할 수 있는 저온의 해역이나 극한 지역을 항해시 이러한 해수를 이용한 냉각장치의 활용이 더욱 중요하다.Such a vessel is provided with a seawater tank into which the seawater flows into the hull, and the seawater stored in the seawater tank is used to cool a heat generating device such as an engine or a generator. The use of such seawater cooling systems is even more important when sailing in extreme areas.
종래의 해수를 이용하는 선박의 냉각장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a conventional cooling device for a vessel using sea water is as follows.
도 1은 종래의 기술에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치를 도시한 구성 도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치(10)는 해수가 유입되는 해수탱크(11)와, 해수탱크(11)에 해수가 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 해수순환라인(12)과, 해수순환라인(12)에 설치되어 해수가 순환되도록 펌핑하는 해수펌프(13)와, 해수순환라인(12)에 설치되어 순환 공급되는 해수를 냉매로 사용하는 쿨러(14)와, 쿨러(14)로부터 열교환을 마친 냉각수가 냉각수펌프(15a)에 의해 엔진이나 발전기 등의 냉각 대상물(1)로 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 냉각수순환라인(15)을 포함한다.1 is a block diagram showing a cooling device of a vessel using sea water according to the prior art. As shown, the
이와 같은 종래의 해수를 이용하는 선박의 냉각장치(10)는 해수탱크(11) 하부에 마련된 유입구(11a)를 통해서 해수가 유입되고, 해수탱크(11)로 유입된 해수가 해수펌프(13)의 펌핑에 의해 쿨러(14)로 순환 공급되며, 냉각수펌프(15a)의 펌핑에 의해 냉각 대상물(1)을 거쳐서 냉각수순환라인(15)을 따라서 쿨러(14)로 순환 공급되는 냉각수가 해수와의 열교환에 의해 냉각되며, 이로 인해 냉각수가 냉각 대상물(1)을 냉각시키도록 한다.The
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치는 쿨러에 냉매로서 해수를 공급하는 해수펌프가 냉각 대상물로 공급되는 냉각수의 양에 무관하게 정해진 속도로만 구동하게 됨으로써 쿨러가 냉각수를 과잉 냉각시키거나 부족하게 냉각시키게 되며, 이로 인해 쿨러의 에너지 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 엔진이나 발전기 등과 같이 냉각이 필요한 대상물의 냉각 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.As described above, in a ship cooling apparatus using a seawater according to the prior art, the seawater pump for supplying seawater as a coolant to the cooler is driven only at a predetermined speed irrespective of the amount of cooling water supplied to the cooling target, thereby allowing the cooler to cool the water. Over-cooling or insufficient cooling, thereby lowering the energy efficiency of the cooler, as well as the cooling efficiency of objects such as engines or generators need to be reduced.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉각 대상물로 공급되는 냉각수의 양에 따라 쿨러에 냉매로 사용되는 해수를 공급하는 해수펌프의 속도를 가변시킴으로써 쿨러의 에너지 효율과 냉각 대상물의 냉각 효율을 증대시키도록 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by varying the speed of the seawater pump for supplying the seawater used as the refrigerant to the cooler according to the amount of cooling water supplied to the cooling object, the energy efficiency of the cooler and the cooling of the cooling object. Increase the efficiency.
본 발명에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치는, 선박에 설치되며, 해수를 이용하는 냉각장치에 있어서, 해수가 유입되는 해수탱크에 해수순환라인을 따라 해수를 순환 공급시키며, 속도가 가변되는 해수펌프와, 해수펌프에 의해 순환 공급되는 해수를 냉매로 사용하는 쿨러와, 쿨러로부터 열교환을 마친 냉각수가 냉각수펌프에 의해 냉각 대상물로 순환 공급되기 위한 경로를 제공하며, 냉각 대상물을 바이패스하는 바이패스라인을 가지는 냉각수순환라인과, 냉각수순환라인을 따라 순환되는 냉각수의 흐름을 바이패스라인으로 전환시키는 밸브수단과, 밸브수단의 개 폐 정도를 감지하여 감지신호로 출력하는 개폐감지수단과, 개폐감지수단의 감지신호를 수신받아 밸브수단이 쿨러에서 냉각 대상물로 냉각수를 공급시키도록 개방되는 정도가 설정된 개방량 이상이면 해수펌프를 고속으로 동작시키고, 설정된 개방량 미만이면 해수펌프를 저속으로 동작시키도록 해수펌프의 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.The cooling apparatus of a ship using sea water according to the present invention is installed in the vessel, the cooling device using sea water, the sea water pump to circulate the sea water along the sea water circulation line to the sea water tank inflow of the sea water, the speed is variable And a cooler using the sea water circulated and supplied by the sea water pump as a refrigerant, and a bypass line for supplying the cooling water circulated from the cooler to the cooling object by the cooling water pump, and bypassing the cooling object. Cooling water circulation line having a; and valve means for switching the flow of the cooling water circulated along the cooling water circulation line to the bypass line, opening and closing detection means for detecting the opening and closing of the valve means and outputs as a detection signal, opening and closing detection means The valve means is opened to supply the coolant from the cooler to the object to be cooled by receiving a detection signal from the cooler. It includes a control unit for controlling the speed of the seawater pump to operate the seawater pump at a high speed if the predetermined opening amount or more, and to operate the seawater pump at a low speed if less than the predetermined opening amount.
본 발명은 엔진이나 발전기 등과 같은 냉각 대상물에 공급되는 냉각수의 양에 따라 냉각수를 냉각시키는 쿨러에 냉매로 사용되는 해수를 공급하는 해수펌프의 속도를 가변시킴으로써 냉각수를 과잉으로 냉각시키거나 부족하게 냉각시키는 것을 방지하고, 이로 인해 쿨러의 에너지 효율을 높임과 아울러 냉각 대상물의 냉각 효율을 증대시키는 효과를 가진다. According to the present invention, the cooling water is excessively cooled or insufficiently cooled by varying the speed of the seawater pump supplying the seawater used as the refrigerant to the cooler cooling the cooling water according to the amount of cooling water supplied to a cooling target such as an engine or a generator. It prevents, thereby increasing the energy efficiency of the cooler and at the same time increasing the cooling efficiency of the object to be cooled.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치를 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치(100)는 해수탱크(112)에 해수를 순환 공급함과 아울러 속도가 가변되는 해수펌프(11)와, 해수펌프(111)에 의해 순환 공급되는 해수를 냉매로 사용하는 쿨러(110)와, 쿨러(110)로부터 냉각 대상물(1)로 냉각수를 순환 공급시키는 경로를 제공함과 아울러 냉각수가 냉각 대상물(1)을 바이패스(By-pass)하도록 하는 바이패스라인(122)을 가지는 냉각수순환라인(120)과, 냉각수순환라인(120)을 따라 순환되는 냉각수의 흐름을 바이패스라인(122)으로 전환시키는 밸브수단(130)과, 밸브수단(130)의 개폐 정도를 감지하는 개폐감지수단(140)과, 개폐감지수단(140)의 감지신호를 수신받아 해수펌프(111)의 속도를 제어하는 제어부(150)를 포함한다.2 is a block diagram showing a cooling apparatus of a ship using sea water according to the present invention. As shown, the
해수펌프(111)는 유입구(112a)를 통해서 해수가 유입되는 해수탱크(112)에 해수순환라인(113)을 따라 해수를 순환 공급하도록 펌핑하며, 제어부(150)에 의해 속도가 가변되는 펌프로서, 무단 변속 펌프 또는 다단 변속 펌프가 사용되며, 일 예로 2단계로 속도가 가변되는 2단 변속 펌프가 사용될 수 있다.The
쿨러(110)는 해수순환라인(113)에 설치되어 해수펌프(111)의 펌핑에 의해 해수순환라인(113)을 따라 해수를 순환 공급받음으로써 해수를 냉매로 사용하여 냉각수를 열교환에 의해 냉각시킨다.The
냉각수순환라인(120)은 쿨러(110)로부터 열교환을 마친 냉각수가 냉각수펌프(121)에 의해 엔진이나 발전기 등의 냉각 대상물(1)로 순환 공급되기 위한 경로를 제공하고, 냉각수가 냉각 대상물(1)을 바이패스하도록 바이패스라인(122)이 연결된다.The cooling
밸브수단(130)은 냉각수순환라인(120)을 따라 냉각 대상물(1)로 순환되는 냉각수의 흐름을 바이패스라인(122)으로 전환시키거나, 역동작에 의해 바이패스라 인(122)을 따라 냉각 대상물(1)을 바이패스하는 냉각수의 흐름을 냉각 대상물(1)로 순환되도록 전환시키며, 개폐 정도에 따라 냉각수의 흐름 정도를 조절할 수 있다.The valve means 130 converts the flow of the cooling water circulated to the
밸브수단(130)은 냉각수순환라인(120)과 바이패스라인(122)에 각각 설치되어 쿨러(110)로부터 냉각수순환라인(120)을 통해 냉각 대상물(1)로 공급되는 냉각수의 양과 쿨러(110)로부터 바이패스라인(122)을 통해 냉각 대상물(1)을 바이패스하는 냉각수의 양을 각각 제어하는 다수의 개폐밸브 조합으로 이루어질 수 있으며, 개폐감지수단(140)에 의한 개폐 정도를 용이하게 측정하도록 함과 아울러 밸브의 설치를 편리하게 하기 위하여 본 실시예에서처럼 냉각수순환라인(120)으로부터 바이패스라인(122)으로 분기되는 부위에 설치되어 냉각수의 흐름을 전환시키는 3방향 밸브로 이루어짐이 바람직하다. The valve means 130 is installed in the cooling
개폐감지수단(140)은 밸브수단(130)의 개폐 정도를 감지하여 감지신호로 출력하는데, 이를 위해 다양한 수단으로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 직선 운동하는 스템(stem)의 이동량에 따라 개방 정도가 정해지는 다이아프램 밸브의 경우 스템에 설치되는 포지션 센서가 사용됨으로써 이러한 포지션 센서에 의한 스템의 이동량에 따라 밸브의 개방 정도를 감지하거나, 로터의 회전각에 따라 개방 정도가 정해지는 로터리 밸브의 경우 로터에 회전각을 측정하여 감지신호를 출력하는 엔코더(Encoder)가 사용됨으로써 이러한 엔코더로부터 출력되는 감지신호로부터 로터의 회전각을 측정하여 밸브의 개방 정도를 감지하거나, 이러한 엔코더를 대신하여 로터에 부착되는 자석과 자석의 위치 변화를 감지하기 휘한 홀 센서 등이 사용될 수 있다.The opening and
제어부(150)는 개폐감지수단(140)으로부터 출력되는 감지신호를 수신받아 해수펌프(112)의 속도를 제어한다.The
한편, 냉각 대상물(1)로 공급되는 냉각수의 온도가 설정된 온도에 해당되도록 온도센서(160)를 더 포함할 수 있는데, 온도센서(160)는 냉각수순환라인(120)에서 냉각 대상물(1)의 전단에 설치되어 냉각 대상물(1)로 공급되는 냉각수의 온도를 측정하여 제어부(150)로 감지신호를 출력한다.On the other hand, the
제어부(150)는 온도센서(160)로부터 출력되는 감지신호를 수신받아 냉각 대상물(1)로 공급되는 냉각수의 온도가 설정된 온도, 예를 들면 36℃에 해당되도록 밸브수단(130)의 개폐 정도를 제어함으로써 쿨러(110)로부터 밸브수단(130)을 통해서 냉각 대상물(1)로 유입되는 냉각수의 양을 조절하게 된다.The
제어부(150)는 밸브수단(130)이 쿨러(110)에서 냉각 대상물(1)로 냉각수를 공급시키도록 개방되는 정도가 설정된 개방량 이상이면 해수펌프(111)를 고속으로 동작시키고, 설정된 개방량 미만이면 해수펌프(111)를 저속으로 동작시키며, 이로 인해 쿨러(110)에 의해 냉각되어 냉각 대상물(1)로 공급되는 냉각수의 양이 많아지면 해수펌프(111)를 고속으로 동작시켜 냉각수가 냉각 대상물(1)을 통과하도록 함으로써 온도가 상승된 냉각 대상물(1)을 제대로 냉각시키도록 하고, 쿨러(110)에 의해 냉각된 냉각수가 냉각 대상물(1)로 공급되기 보다 바이패스라인(122)을 통해 바이패스되는 양이 많아지면 해수펌프(111)를 저속으로 동작시킴으로써 온도가 비교적 적게 상승된 냉각 대상물(1)을 과잉 냉각시키지 않도록 한다.The
한편, 제어부(150)는 제어하고자 하는 해수펌프(111)의 속도를 결정하는 밸 브수단(130)의 설정된 개방량이 쿨러(110)로부터 냉각 대상물(1)로 냉각수를 최대한 공급시 개방되는 정도의 40 ∼ 60%를 가짐이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50%이다.On the other hand, the
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the cooling device of the ship using sea water according to the present invention having such a configuration as follows.
해수펌프(111)의 작동에 의해 해수탱크(112)로부터 쿨러(110)로 해수가 공급되면, 쿨러(110)는 해수를 냉매로 사용하여 냉각수펌프(121)의 작동에 의해 냉각수순환라인(120)을 따라 순환 공급되는 냉각수를 냉각시킨다. When seawater is supplied from the
쿨러(110)에 의해 냉각된 냉각수는 냉각수순환라인(120)을 따라 엔진이나 발전기 등과 같이 냉각이 필요한 대상물(1)로 순환 공급됨으로써 냉각 대상물(1)을 냉각시킨다. 이 때, 제어부(150)는 온도센서(160)로부터 출력되는 감지신호를 수신받아 냉각수가 정해진 온도, 예컨대 36℃에 도달하도록 밸브수단(130)을 제어함으로써 냉각수순환라인(120)을 통한 냉각 대상물(1)로 순환되는 냉각수의 양과 냉각 대상물(1)을 바이패스하는 냉각수의 양을 조절한다.The cooling water cooled by the
이 때, 제어부(150)는 개폐감지수단(140)에 의해 밸브수단(130)의 개폐 정도, 즉 쿨러(110)로부터 냉각 대상물(1)로 냉각수가 공급되도록 하는 밸브 수단(130)의 개방 정도를 측정하여 40 ∼ 60% 범위 내의 설정된 개방량, 예컨대 50% 이상인 경우 해수펌프(111)를 고속으로 작동시키고, 40 ∼ 60% 범위 내의 설정된 개방량, 예컨대 50% 미만인 경우 해수펌프(111)를 저속으로 작동시킨다. At this time, the
그러므로, 쿨러(110)에 의해 냉각되어 엔진이나 발전기 등과 같은 냉각 대상 물(1)에 공급되는 냉각수의 양에 따라 쿨러(110)에 냉매로 사용되는 해수를 공급하는 해수펌프(111)의 속도를 가변시킴으로써 냉각수를 과잉으로 냉각시킴으로 인해 발생되는 쿨러(110)의 에너지 효율 저하를 방지하고, 냉각수를 부족하게 냉각시킴으로 인해 발생되는 냉각 대상물(1)의 냉각 효율 감소를 방지한다.Therefore, according to the amount of cooling water cooled by the
한편, 본 발명에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치(100)는 해수를 냉매로서 사용할 수 있는 저온의 해역이나 극한 지역을 항해시 그 활용성이 증가하게 된다. On the other hand, the
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.As described above, specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, but it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art, and such modified embodiments are defined in the claims of the present invention. It will be included in the technical spirit described.
도 1은 종래의 기술에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치를 도시한 구성도이고,1 is a block diagram showing a cooling apparatus of a ship using sea water according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 해수를 이용하는 선박의 냉각장치를 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing a cooling apparatus of a ship using sea water according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110 : 쿨러 111 : 해수펌프110: cooler 111: sea water pump
112 : 해수탱크 112a : 유입구112:
113 : 해수순환라인 120 : 냉각수순환라인113: sea water circulation line 120: cooling water circulation line
121 : 냉각수펌프 122 : 바이패스라인121: cooling water pump 122: bypass line
130 : 밸브수단 140 : 개폐감지수단130: valve means 140: opening and closing detection means
150 : 제어부 160 : 온도센서150: control unit 160: temperature sensor
Claims (4)
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- 2008-04-24 KR KR1020080038100A patent/KR20090112296A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |