KR20100090543A - 캐스캐이드 탱크 및 이를 이용한 선박의 스팀 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐스캐이드 탱크 및 이를 이용한 선박의 스팀 공급 장치에 관한 것으로서, 스팀을 발생시키는 스팀 발생 유닛과, 스팀 발생 유닛으로부터 스팀 히터로 스팀이 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 순환라인과, 스팀 히터를 통과한 응축수를 냉각시키도록 순환라인에 설치되는 덤프 콘덴서와, 덤프 콘덴서를 통과한 응축수를 필터링하는 캐스캐이드 탱크와, 캐스캐이드 탱크의 내부 온도를 측정하는 온도센서와, 캐스캐이드 탱크에 설치되며, 전원의 공급에 의해 발열함으로써 캐스캐이드 탱크를 가열하는 히팅부재와, 온도센서로부터 출력되는 신호를 수신받아 히팅부재를 제어하는 제어부를 포함한다. 따라서, 본 발명은, 캐스캐이드 탱크의 온도를 유지하기 위하여 스팀을 대신하여 전원의 공급에 의해 발열하는 히팅부재를 사용함으로써 스팀 발생 유닛의 부하를 감소시켜서 스팀 발생 유닛의 용량 및 연료 사용량을 줄일 수 있고, 캐스캐이드 탱크에 스팀을 공급하기 위한 인젝터 유닛, 콘트롤 밸브, 스팀 공급 라인 등이 불필요하여 설치에 따른 번거로움 및 비용의 증가를 억제할 수 있는 효과를 가진다.

캐스캐이드 탱크, 스팀 발생 유닛, 히팅부재, 온도센서, 제어부, 스팀 히터

Description

캐스캐이드 탱크 및 이를 이용한 선박의 스팀 공급 장치{CASCADE TANK AND APPARATUS FOR SUPPLYING STEAM OF A VESSEL THEREOF}

본 발명은 캐스캐이드 탱크의 온도를 유지하기 위하여 전원의 공급에 의해 발열하는 히팅부재를 사용함으로써 스팀 발생 유닛의 부하를 감소시킬 수 있는 캐스캐이드 탱크 및 이를 이용한 선박의 스팀 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 스팀을 사용하여 열을 발생시키는 스팀 히터가 설치됨으로써 스팀 히터로 스팀을 공급하기 위한 스팀 공급 장치가 마련된다.

이러한 선박의 스팀 공급 장치는 보일러로부터 발생되는 스팀을 스팀 히터로 공급하고, 스팀 히터를 경유한 응축수가 보일러로 순환 공급되도록 하는데, 이때, 스팀이나 응축수의 순환 과정에서 발생되는 녹 등의 이물질 등을 필터링하기 위하여 캐스캐이드 탱크(cascade tank)가 마련된다.

종래의 캐스캐이드 탱크는 일례로 스팀의 응축으로 인해 발생되는 응축수의 오염상태를 관찰하기 위한 옵저베이션(observation) 영역과, 옵저베이션 영역으로부터 오버플로우(over flow)된 응축수에 포함된 녹 등의 이물질을 필터링하는 필 터(filter) 영역과, 필터링된 응축수가 보일러로 공급되기 위해 유입되는 피드 워터(feed water) 영역을 포함할 수 있다.

이와 같은, 종래 기술에 따른 선박의 스팀 공급 장치는 보일러에 응축수가 40 ∼ 50℃ 온도로 냉각되어 공급됨으로써 보일러의 효율을 높이기 위하여 응축수의 온도를 30℃ 높여서 공급되도록 보일러로부터 별도의 라인을 통해서 캐스캐이드 탱크에 스팀이 공급되도록 한다.

한편, 대형 선박은 항해 시 일반 연료를 사용하는 스팀 보일러를 대신하여 메인 엔진에서 나오는 배기 가스를 이용하여 필요한 스팀을 생성하는 이코노마이저(economizer)나 배기 가스 보일러(exhaust gas boiler) 등을 이용하게 된다.

상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 선박의 스팀 공급 장치는, 캐스캐이드 탱크가 정해진 온도를 유지하도록 하기 위하여 별도의 라인을 통해서 스팀을 공급받게 됨으로써 캐스캐이드 탱크의 내부에 스팀을 분사하기 위하여 스팀 인젝터 유닛(steam injector unit), 콘트롤 밸브(control valve), 스팀 공급 라인 등의 설치 비용이 많이 들고, 스팀의 소모량이 증가함에 따라 보일러, 특히 이코노마이저(economizer)의 스팀 용량을 부족하게 만드는 원인이 되었다.

또한, 캐스캐이드 탱크의 온도를 높이기 위해서 보일러의 부하가 증가되고, 이로 인해 보일러의 용량 및 연료 사용량이 증가되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 캐스캐이드 탱크의 온도를 원하는 온도로 유지시키면서도 보일러의 용량 및 연료 사용량을 줄일 수 있고, 캐스캐이드 탱크에 스팀을 공급하기 위한 인젝터 유닛, 콘트롤 밸브, 스팀 공급 라인 등이 불필요하여 설치에 따른 번거로움 및 비용의 증가를 억제할 수 있으며, 캐스캐이드 탱크의 온도를 안정적이면서도 정확하게 조절할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명에 따른 캐스캐이드 탱크는, 선박의 스팀 공급 장치에 마련되는 캐스캐이드 탱크에 있어서, 응축수가 순환 공급되는 본체와, 본체의 내부 온도를 측정하는 온도센서와, 본체에 설치되며, 전원의 공급에 의해 발열함으로써 본체를 가열하는 히팅부재와, 온도센서로부터 출력되는 신호를 수신받아 히팅부재를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 선박의 스팀 공급 장치는, 선박의 스팀 히터에 스팀을 공급하는 장치에 있어서, 스팀을 발생시키는 스팀 발생 유닛과, 스팀 발생 유닛으로부터 스팀 히터로 스팀이 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 순환라인과, 스팀 히터를 통과한 응축수를 냉각시키도록 순환라인에 설치되는 덤프 콘덴서와, 덤프 콘덴서를 통과한 응축수를 필터링하는 캐스캐이드 탱크와, 캐스캐이드 탱크의 내부 온도를 측정하는 온도센서와, 캐스캐이드 탱크에 설치되며, 전원의 공급에 의해 발열함으로써 캐스캐이드 탱크를 가열하는 히팅부재와, 온도센서로부터 출력되는 신호를 수신받아 히팅부재를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명은, 캐스캐이드 탱크의 온도를 유지하기 위하여 스팀을 대신하여 전원의 공급에 의해 발열하는 히팅부재를 사용함으로써 스팀 발생 유닛의 부하를 감소시켜서 스팀 발생 유닛의 용량 및 연료 사용량을 줄일 수 있고, 캐스캐이드 탱크에 스팀을 공급하기 위한 인젝터 유닛, 콘트롤 밸브, 스팀 공급 라인 등이 불필요하여 설치에 따른 번거로움 및 비용의 증가를 억제할 수 있으며, 캐스캐이드 탱크의 온도를 안정적이면서도 정확하게 조절할 수 있는 효과를 가진다.

이하, 본 발명의 일 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 스팀 공급 장치를 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 스팀 공급 장치(100)는 스팀 발생 유닛(110)과, 스팀 발생 유닛(110)으로부터 스팀 히터(steam heater; 1)로 스팀이 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 순환라인(120)과, 순환라인(120)에 설치되는 덤프 콘덴서(dump condenser; 130) 및 캐스캐이드 탱크(cascade tank; 140)와, 캐스캐이드 탱크(140)의 내부 온도를 측정하는 온도센서(142)와, 캐스캐이드 탱크(140)에 설치되는 히팅부재(143)와, 온도센서(142)로부터 출력되는 신호를 수신받아 히팅부재(143)를 제어하는 제어부(144)를 포함한다.

스팀 발생 유닛(110)은 연료의 연소열을 이용하여 스팀을 발생시키는 스팀 보일러(steam boiler)를 사용할 수 있고, 메인 엔진(main engine)에서 나오는 배기 가스를 이용하여 스팀을 생성하는 이코노마이저(economizer)나 배기 가스 보일러(exhaust gas boiler) 등을 사용할 수 있으며, 하나 또는 다수의 스팀 히터(1)에 공급되기 위한 스팀을 발생시킬 수 있다.

순환라인(120)은 스팀 발생 유닛(110)으로부터 스팀 히터(1)로 스팀을 공급하기 위한 경로를 제공하고, 나아가서, 스팀 히터(1)로부터 배출되는 응축수를 스팀 발생 유닛(110)에 공급하기 위한 경로를 제공하며, 응축수가 순환 공급되기 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프(121)가 설치된다.

덤프 콘덴서(130)는 스팀이 스팀 히터(1)를 통과함으로써 형성되는 응축수를 냉각시키도록 스팀 히터(1) 후단의 순환라인(120)에 설치된다.

캐스캐이드 탱크(140)는 덤프 콘덴서(130)를 통과한 응축수를 필터링하여 응축수에 포함된 녹 등의 이물질을 제거하기 위하여 덤프 콘덴서(130) 후단의 순환라인(120)에 설치된다.

캐스캐이드 탱크(140)는 일례로 응축수의 오염상태를 관찰하기 위한 옵저베이션(observation) 영역과, 옵저베이션 영역으로부터 오버플로우(over flow)된 응축수에 포함된 녹 등의 이물질을 필터링하는 필터(filter) 영역과, 필터링된 응축수가 유입되어 스팀 발생 유닛(110) 측으로 공급되도록 하는 피드 워터(feed water) 영역을 포함할 수 있다.

온도센서(142)는 스팀 히터(1)를 통과한 응축수가 순환 공급되는 캐스캐이드 탱크(140)의 본체(141)의 내부 온도, 예를 들면 본체(141) 내부의 응축수 온도를 측정하여 신호로서 출력할 수 있다.

히팅부재(143)는 캐스캐이드 탱크(140)의 본체(141) 내측은 물론 본체(141) 외측에 설치될 수 있고, 일례로 본체(141) 외측의 하부에 설치될 수 있으며, 전원의 공급에 의해 발열함으로써 본체(141)를 가열하는 것으로서, 일례로 열선이 사용될 수 있다.

제어부(144)는 온도센서(142)로부터 출력되는 신호를 수신받아서 캐스캐이드 탱크(140)에서 본체(141)의 내부 온도, 예를 들면, 본체(141) 내부의 응축수 온도가 설정된 온도값이나 설정된 온도범위, 예를 들면, 70 ∼ 90℃를 유지하도록 히팅부재(143)를 제어한다.

본 발명에 따른 선박의 스팀 공급 장치(100)는 스팀 발생 유닛(110)으로부터 발생되는 스팀을 스팀 히터(1)로 공급하지 않고 덤프(dump)하기 위하여 덤프라인(150)과 덤프밸브(160)를 더 포함할 수 있다.

덤프라인(150)은 스팀 발생 유닛(110)과 스팀 히터(1) 사이에 위치하는 순환라인(120)으로부터 분기되어 덤프 콘덴서(130)에 연결된다.

덤프밸브(160)는 덤프라인(150)을 통한 스팀의 흐름을 개폐시키거나, 덤프라인(150)을 통한 스팀의 흐름량을 조절함으로써 스팀의 흐름을 제어한다.

본 발명에 따른 캐스캐이드 탱크(140)는 본 발명에 따른 선박의 스팀 공급 장치(100)에 마련되는 것으로서, 응축수가 순환 공급되는 본체(141)와, 본체(141)의 내부 온도를 측정하는 온도센서(142)와, 본체(141)에 설치됨과 아울러 전원의 공급에 의해 발열함으로써 본체(141)를 가열하는 히팅부재(143)와, 온도센서(142) 로부터 출력되는 신호를 수신받아 히팅부재(143)를 제어하는 제어부(144)를 포함할 수 있으며, 본체(141), 온도센서(142), 히팅부재(143) 및 제어부(144)는 본 발명에 따른 선박의 스팀 공급 장치(100)에서 상세히 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 하겠다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스캐이드 탱크와 이를 이용한 선박의 스팀 공급 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

스팀 발생 유닛(110)으로부터 발생되는 스팀은 순환라인(120)을 따라서 스팀 히터(1)로 공급됨으로써 스팀 히터(1)의 열원으로 사용되는데, 이때, 스팀 히터(1)를 통과한 응축수는 덤프 콘덴서(130)에 의해 냉각되어 캐스캐이드 탱크(140)의 본체(141)에 공급됨으로써 녹 등의 이물질이 제거된 상태에서 순환펌프(121)의 펌핑력에 의해 스팀 발생 유닛(110)으로 공급된다.

스팀 발생 유닛(110)으로부터 발생되는 스팀이 스팀 히터(1)에 공급될 필요가 없는 경우 이러한 스팀은 덤프밸브(160)의 개방에 의해 덤프라인(150)을 통해서 덤프 콘덴서(130)로 바로 공급된다.

한편, 온도센서(142)는 캐스캐이드 탱크(140)에서 본체(141)의 내부 온도, 예를 들면 본체(141) 내부의 응축수 온도를 측정하여 신호를 출력하고, 제어부(144)는 온도센서(142)의 신호를 수신받아서 수신된 온도가 설정된 온도값 또는 설정된 온도범위, 예를 들면 70 ∼ 90℃ 미만인 경우 히팅부재(143)를 구동시킴으로써 본체(141) 내부의 응축수가 가열되도록 하여 스팀 발생 유닛(110)으로 공급되는 응축수의 온도가 스팀 발생 유닛(110)의 효율을 저하시키지 않을 정도로 유지되 도록 한다.

또한, 제어부(144)는 캐스캐이드 탱크(140)의 본체(141) 내부에 대한 온도, 예를 들면 본체(141) 내부의 응축수 온도가 설정된 온도값 또는 설정된 온도범위에 도달하는 경우 히팅부재(143)의 구동을 정지시킨다.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐스캐이드 탱크의 온도를 유지하기 위하여 스팀을 사용하지 않게 됨으로써 스팀을 캐스캐이드 탱크로 분사하기 위한 스팀 인젝터 유닛(steam injector unit), 콘트롤 밸브(control valve), 스팀 공급 라인 등의 설치 비용을 줄이고, 스팀 소모량을 줄임으로써 스팀 발생 유닛의 부하를 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 스팀 발생 유닛의 용량 및 연료 사용량을 줄임으로써 제조 단가 및 사용 비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 히팅부재의 구동에 필요한 전원은 일정 이상의 전력을 계속적으로 발생시키는 선박용 발전기에서 제공되므로 항상 충분하며, 이러한 히팅부재가 전원의 구동에 의해 동작함으로써 종래의 스팀에 비하여 응축수의 온도를 안정적이면서도 정확하게 제어할 수 있도록 한다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 스팀 공급 장치를 도시한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스팀 공급 장치

110 : 스팀 발생 유닛 120 : 순환라인

121 : 순환펌프 130 : 덤프 콘덴서

140 : 캐스캐이드 탱크 150 : 바이패스라인

160 : 온도조절부 161 : 온도센서

162 : 흐름제어부 170 : 덤프라인

180 : 덤프밸브

Claims (3)

1. 선박의 스팀 공급 장치에 마련되는 캐스캐이드 탱크에 있어서,

   응축수가 순환 공급되는 본체와,

   상기 본체의 내부 온도를 측정하는 온도센서와,

   상기 본체에 설치되며, 전원의 공급에 의해 발열함으로써 상기 본체를 가열하는 히팅부재와,

   상기 온도센서로부터 출력되는 신호를 수신받아 상기 히팅부재를 제어하는 제어부

   를 포함하는 캐스캐이드 탱크.
2. 선박의 스팀 히터에 스팀을 공급하는 장치에 있어서,

   스팀을 발생시키는 스팀 발생 유닛과,

   상기 스팀 발생 유닛으로부터 상기 스팀 히터로 스팀이 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 순환라인과,

   상기 스팀 히터를 통과한 응축수를 냉각시키도록 상기 순환라인에 설치되는 덤프 콘덴서와,

   상기 덤프 콘덴서를 통과한 응축수를 필터링하는 캐스캐이드 탱크와,

   상기 캐스캐이드 탱크의 내부 온도를 측정하는 온도센서와,

   상기 캐스캐이드 탱크에 설치되며, 전원의 공급에 의해 발열함으로써 상기 캐스캐이드 탱크를 가열하는 히팅부재와,

   상기 온도센서로부터 출력되는 신호를 수신받아 상기 히팅부재를 제어하는 제어부

   를 포함하는 선박의 스팀 공급 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스팀 발생 유닛과 상기 스팀 히터 사이에 위치하는 상기 순환라인으로부터 분기되어 상기 덤프 콘덴서에 연결되는 덤프라인과,

   상기 덤프라인을 통한 스팀의 흐름을 제어하는 덤프밸브

   를 더 포함하는 선박의 스팀 공급 장치.

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