KR20100113756A - 선박 기관의 소기 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2행정 내연기관의 소기에 대한 냉각을 실시하는 청수 순환설비와 해수 순환설비의 구조를 개선하여 소기를 보다 효과적으로 냉각시키고, 이를 통해 기관의 동력 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 해수의 공급과 배출을 실시하는 해수 순환설비(3)와, 상기 해수 순환설비(3)와의 열교환을 위해 청수의 공급과 회수를 실시하는 청수 순환설비(5), 해수 공급관로(32)와 청수 공급관로(52) 사이에 설치되어 해수에 의한 청수의 1차 냉각을 실시하는 메인 냉각설비(7), 상기 해수 공급관로(32)로부터 분지된 해수 바이패스관로(36)와 상기 청수 공급관로(52)로부터 상기 메인 냉각설비(7)를 거쳐 연결된 청수 연결관로(56) 사이에 설치되어 상기 메인 냉각설비(7)를 통해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 바이패스관로(36)를 통한 해수로서 2차 냉각시키는 서브 냉각설비(9) 및, 상기 서브 냉각설비(9)를 통해 2차 냉각된 청수를 매개로 주기관(1)으로 제공되는 소기를 냉각시키는 소기 냉각설비(11)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020090032232
선박, 2행정, 기관, 소기, 냉각, 효율

Description

선박 기관의 소기 냉각 장치{Scavenging cooling system for engine in ships}
본 발명은 선박 기관의 소기 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소기(掃氣,scavenging)에 대한 냉각방식을 변경하여 기관의 동력 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박에 구비되는 주기관(Engine)은 2행정 내연기관을 주로 사용하고 있는 바, 이러한 2행정 주기관에서는 연소후 새로운 공기의 흡입을 위해 연소된 가스를 실린더내에서 배기관으로 강제 배출시키기 위한 소기(掃氣, scavenging)의 공급이 필수이다. 이 경우 실린더내 새로운 공기의 흡입을 위해서는 배기관의 압력 보다 높은 압력으로 가압하여야 하고, 이러한 작용은 과급기 또는 소기펌프에 의해 이루어진다.
또한, 상기와 같은 목적을 위해 2행정 주기관에서 이루어지는 소기의 공급은 되도록 낮은 온도에 수행되는 것이 기관의 출력효율 측면에서 유리한 바, 이를 위해 종래에는 청수를 이용한 소기의 온도를 낮추기 위한 설비를 갖추고, 청수의 순 환을 도모하는 냉각설비는 해수의 공급에 의한 별도의 냉각설비를 매개로 냉각된다.
그런데, 종래 선박에 탑재되는 2행정 주기관에 있어 소기의 온도를 청수 순환설비를 이용하여 낮추는 데 해수 32도를 기준으로 했을 경우 청수의 온도는 36도로 설계되어 있다. 소기로 가는 청수 냉각수의 온도를 낮추려면 전체 선박의 청수 냉각시스템의 온도를 낮춰야 하고, 이는 비효율적인 냉각 시스템 구성을 초래한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 2행정 내연기관의 소기에 대한 냉각을 실시하는 청수 순환설비와 해수 순환설비의 구조를 개선하여 소기를 보다 효과적으로 냉각시키고, 이를 통해 2행정 내연기관의 동력 효율을 향상시키는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 2행정 내연기관에 있어 소기의 냉각 성능을 향상시켜 연비의 개선을 도모하고 이를 통해 선박의 운용비용을 절감할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 해수펌프와 해수 공급관로 및 해수 배출관로를 갖추고서 해수의 공급과 배출을 실시하는 해수 순환설비; 상기 해수 순환설비와의 열교환을 위해, 청수펌프와 청수 공급관로 및 청수 회수관로를 갖추고서 청수의 공급과 회수를 실시하는 청수 순환설비; 상기 해수 공급관로와 상기 청수 공급관로 사이에 설치되어 해수에 의한 청수의 1차 냉각을 실시하는 메인 냉각설비; 상기 해수 공급관로와 상기 청수 공급관로 사이에 설치되어 상기 메인 냉각설비를 통해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 공급관로를 통한 해수로서 2차 냉각시키는 서브 냉각설비; 및 상기 서브 냉각설비를 통해 2차 냉각된 청수를 매개로 주기관으로 제공되는 소기를 냉각시키는 소기 냉각설비를 구비하는 선박 기관의 소기 냉각 장치를 제시한다.
본 발명에 있어, 상기 서브 냉각설비는 상기 해수 공급관로로부터 분지된 해수 바이패스관로와 상기 청수 공급관로로부터 상기 메인 냉각설비를 거쳐 연결된 청수 연결관로 사이에 설치되어 상기 메인 냉각설비를 통해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 바이패스관로를 통한 해수로서 2차 냉각시키도록 구성된다.
상기 청수 공급관로는 상기 청수펌프로부터 상기 메인 냉각설비로 연결되지 않고서 상기 메인 냉각설비를 우회하는 청수 제1바이패스관로를 더 포함하고, 상기 청수 공급관로와 상기 청수 제1바이패스관로는 상기 메인 냉각설비의 후단부에서 수온감응형 유량조절밸브를 매개로 상호 교통되어 상기 청수 연결관로를 통해 상기 서브 냉각설비에 연결된다.
상기 청수 연결관로는 상기 서브 냉각설비와 상기 소기 냉각설비를 순차적으로 거쳐 상기 청수 회수관로와 연결된다. 상기 청수 연결관로는 상기 서브 냉각설비를 우회하도록 분지되어 상기 청수 회수관로와 연결되는 청수 제2바이패스관로를 더 포함하고, 상기 청수 제2바이패스관로에는 보기류 냉각설비가 설치된다.
본 발명의 다른 실시예는 해수펌프와 해수 공급관로 및 해수 배출관로를 갖 추고서 해수의 공급과 배출을 실시하는 해수 순환설비; 청수펌프와 청수 공급관로 및 청수 회수관로를 갖추고서 상기 해수 순환설비와의 열교환을 위해 청수의 공급과 회수를 실시하는 청수 순환설비; 상기 해수 공급관로와 상기 청수 공급관로 사이에 설치되어 해수에 의한 청수의 냉각을 실시하는 메인 냉각설비; 및 상기 메인 냉각설비에 의해 냉각된 청수를 매개로 주기관으로 제공되는 소기를 냉각시키는 소기 냉각설비를 구비하는 선박 기관의 소기 냉각 장치를 제시한다.
본 발명에 있어, 상기 청수 공급관로는 상기 청수펌프로부터 상기 메인 냉각설비로 연결되지 않고서 상기 메인 냉각설비를 우회하는 청수 제1바이패스관로를 더 포함하고, 상기 청수 공급관로와 상기 청수 제1바이패스관로는 상기 메인 냉각설비의 후단부에서 수온감응형 유량조절밸브를 매개로 상호 교통되도록 구성된다.
상기 소기 냉각설비는 상기 수온감응형 유량조절밸브를 우회하는 청수 제2바이패스관로와 연결되고, 상기 청수 제2바이패스관로는 상기 청수 회수관로와 연결된다.
상기 수온감응형 유량조절밸브는 상기 소기 냉각설비를 우회하여 상기 청수 회수관로와 연결되는 청수 연결관로를 더 포함하고, 상기 청수 연결관로에는 보기류 냉각설비가 설치된다.
본 발명에 따른 선박 기관의 소기 냉각 장치에 의하면, 2행정 내연기관에 있어 청수 순환설비와 해수 순환설비의 설계 변경을 통해 소기의 냉각 효율을 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 기관의 동력 성능을 증대시킴과 더불어 연비의 개선을 통한 선박의 운용비용을 절감할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 청수 순환설비에 있어 소기 냉각설비의 냉각을 위해 순환되는 청수의 온도가 해수 순환설비에 의해 제공되는 해수의 유동 경로에 대한 적절한 변경을 통해 더욱 낮아질 수 있으므로, 기관에서 출력되는 동력 성능이 향상될 수 있게 되고, 기관의 효율 향상에 따른 유류비의 절감을 도모할 수 있게 된다.
이 경우, 본 발명은 해수를 이용한 청수의 온도 강하로부터 소기의 온도 저하를 구현할 수 있고, 이를 통해 기관의 출력을 최소 0.5% 내지 최대 5% 이상으로 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 선박의 운항시 소비되는 연료의 상대적인 감소를 통해 대기오염의 정도를 낮추고 이를 통해 선박의 친환경적 요소에 대한 기능을 증진시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 선박 기관의 소기 냉각 장치는 주기관(1)에 제공되는 소기의 냉각을 위한 냉각회로로서, 해수(sea water)의 공급과 배출을 실시하는 해수 순환설비(3)와, 청수(fresh water)의 공급과 회수를 실시하는 청수 순환설비(5), 상기 해수 순환설비(3)에 의해 상기 청수 순환설비(5)를 순환하는 청수를 1차 냉각하는 메인 냉각설비(7), 상기 메인 냉각설비(7)에 의해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 순환설비(3)로서 2차 냉각하는 서브 냉각설비(9) 및, 상기 서브 냉각설비(9)에 의해 2차 냉각된 청수를 이용하여 상기 주 기관(1)으로 제공되는 소기를 냉각시키는 소기 냉각설비(11)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 주기관(1)은 연료의 연소를 통해 선박의 운항에 필요로 하는 추진력을 생성하는 메인 엔진에 해당한다. 또한, 상기 메인 냉각설비(7)와 상기 서브 냉각설비(9) 및 상기 소기 냉각설비(11)는 각각 일종의 열교환기에 해당하는 구성요소이다.
상기 해수 순환설비(3)는 해수펌프(30)와 해수 공급관로(32) 및 해수 배출관로(34)를 갖추고서, 상기 해수펌프(30)의 구동에 의해 해양으로부터 흡입한 해수를 상기 해수 공급관로(32)와 상기 해수 배출관로(34)를 통해 유동할 수 있도록 하는 것이다. 이때, 상기 해수 공급관로(32)를 통해 유동되는 해수는 상기 메인 냉각설비(7)와 상기 서브 냉각설비(9)를 각각 경유하게 된다. 아울러 전 세계의 걸쳐 해수면의 평균 온도는 대략 15~32℃ 범위의 분포를 가지는 데, 이러한 온도의 분포는 도 3과 도 4에 각각 도시된 바와 같이 통상적으로 위도와 해류 등의 요인에 따라 변화되는 것으로 계절의 변화와는 무관한 것으로 알려지고 있다.
상기 청수 순환설비(5)는 청수펌프(50)와 청수 공급관로(52) 및 청수 회수관로(54)를 갖추고서, 상기 청수펌프(50)의 구동에 의해 청수를 상기 청수 공급관로(52)와 상기 청수 회수관로(54)를 통해 순환할 수 있도록 하는 것이다. 이때, 상기 청수 공급관로(52)를 통해 유동되는 청수는 상기 메인 냉각설비(7)와 상기 서브 냉각설비(9) 및 상기 소기 냉각설비(11)를 각각 경유하게 된다.
상기 메인 냉각설비(7)는 상기 해수 공급관로(32)와 상기 청수 공급관로(52) 사이에 설치되어 해수에 의한 청수의 1차 냉각을 실시한다. 상기 서브 냉각설 비(9)는 상기 해수 공급관로(32)와 상기 청수 공급관로(52) 사이에 설치되어 상기 메인 냉각설비(7)를 통해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 공급관로(32)를 통한 해수를 매개로 2차 냉각을 실시한다.
이 경우, 상기 서브 냉각설비(9)는 상기 해수 공급관로(32)로부터 분지된 해수 바이패스관로(36)와 상기 청수 공급관로(52)로부터 상기 메인 냉각설비(7)를 거쳐 연결된 청수 연결관로(56) 사이에 설치되어 상기 메인 냉각설비(7)를 통해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 바이패스관로(36)를 통한 해수를 이용하여 2차 냉각시키게 된다.
그리고, 상기 청수 공급관로(52)는 상기 청수펌프(50)로부터 상기 메인 냉각설비(7)로 연결되지 않고서 상기 메인 냉각설비(7)를 우회하는 청수 제1바이패스관로(57)를 더 포함하고, 상기 청수 공급관로(52)와 상기 청수 제1바이패스관로(57)는 상기 메인 냉각설비(7)의 후단부에서 수온감응형 유량조절밸브(58)를 매개로 상호 교통되어 상기 청수 연결관로(56)를 통해 상기 서브 냉각설비(9)와 상기 소기 냉각설비(11)에 순차적으로 연결된다.
이 경우, 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)는 상기 청수 공급관로(52)와 상기 청수 제1바이패스관로(57) 및 상기 청수 연결관로(56) 사이를 연결하는 3웨이밸브로서, 상기 청수 공급관로(52)와 상기 청수 제1바이패스관로(57)를 통해 각각 유입되는 청수의 유동량을 조절하여 상기 청수 연결관로(56)를 통해 상기 서브 냉각설비(9)로 제공되는 청수의 온도를 적정의 수준(대략 36℃)으로 유지하는 기능을 수행한다.
상기 청수 연결관로(56)는 상기 서브 냉각설비(9)와 상기 소기 냉각설비(11)를 순차적으로 거쳐 상기 청수 회수관로(54)와 연결된다. 또한, 상기 청수 연결관로(56)는 상기 서브 냉각설비(9)를 거치지 않고 이를 우회하도록 분지되어 상기 청수 회수관로(54)와 연결되는 청수 제2바이패스관로(59)를 더 포함하고, 상기 청수 제2바이패스관로(59)에는 보기류 냉각설비(13)가 설치된다. 여기서, 상기 보기류 냉각설비(13)는 선박에 있어 주기관(1)을 제외한 에어컨과 발전기 등과 같은 보조구동기기류에 대한 냉각을 수행하는 설비인 것이다.
상기 소기 냉각설비(11)는 상기 서브 냉각설비(9)를 통해 2차 냉각된 청수를 이용하여 상기 주기관(1)에 제공되는 소기를 냉각시키게 된다. 이때, 상기 소기 냉각설비(11)는 과급기(도시안됨)를 통해 가압된 소기를 소기 공급관로(15)를 매개로 유입받은 다음 이를 냉각하여 상기 주기관(1)으로 공급하게 된다.
따라서, 상기 청수 순환설비(5)를 통해 상기 청수 공급관로(52)로 제공되는 청수는 상기 메인 냉각설비(7)를 거쳐 대략 36℃의 정도로 1차 냉각되는 데, 이는 상기 해수 순환설비(3)에 의해 상기 메인 냉각설비(7)로 제공되는 해수의 온도가 대략 15~32℃의 정도임에 따라 가능한 것이다. 이때, 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)는 상기 청수 공급관로(52)와 상기 청수 제1바이패스관로(57)를 통해 유입되는 청수의 유동량을 적절하게 제어하여 상기 청수 연결관로(56)로 유입되는 청수의 온도를 대략 36℃ 정도로 조절하게 된다.
이어, 상기 청수 연결관로(56)를 통해 상기 서브 냉각설비(9)로 제공되는 청수는 상기 해수 바이패스관로(36)를 통해 상기 서브 냉각설비(9)로 제공되는 해수 에 의해 대략 17~34℃의 정도로 2차 냉각되는 바, 이는 상기 해수 순환설비(3)에 의해 상기 서브 냉각설비(9)로 제공되는 해수에 의해 이루어지는 것인 데, 보다 상세하게는 상기 해수 순환설비(3)에 있어 상기 메인 냉각설비(7)를 거치지 않고 상기 해수 공급관로(32)로부터 분지된 상기 해수 바이패스관로(36)를 통해 상기 서브 냉각설비(9)로 직접 제공되는 해수에 의해 냉각되기 때문에 가능한 것이다.
이어, 상기 서브 냉각설비(9)를 거친 청수는 상기 청수 연결관로(56)를 통해 상기 소기 냉각설비(11)로 제공되고, 상기 소기 냉각설비(11)로 제공되는 청수는 상기 소기 냉각설비(11)에서 상기 소기 공급관로(15)를 통해 유입되는 소기의 온도를 대략 30~43℃ 정도로 냉각시키게 되며, 상기 소기 냉각설비(11)에 의해 냉각된 소기는 상기 소기 공급관로(15)를 통해 상기 주기관(1)으로 공급되므로 상기 주기관(1)에 대한 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 주기관(1)에 대한 냉각효율의 향상은 출력의 향상으로 귀결되므로, 궁극적으로 상기 주기관(1)의 출력에 대한 효율을 향상시키는 결과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)를 거친 청수중 일부는 상기 서브 냉각설비(9)로 제공되지 않고 상기 청수 연결관로(56)로부터 분지된 상기 청수 제2바이패스관로(59)를 통해 상기 보기류 냉각설비(13)로 직접 제공되므로, 상기 보기류 냉각설비(13)에 의한 보기류의 냉각효율도 보다 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 선박 기관의 소기 냉각 장치에 있어, 다른 실시예로서 전술한 제1실시예와 달리 상기 서브 냉각설비(9)의 구성을 배제한 구성의 실시예를 설명하기로 한다.
즉, 본 발명의 제2실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 주기관(1)과, 해수 순환설비(3), 청수 순환설비(5), 메인 냉각설비(7) 및, 소기 냉각설비(11)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 주기관(1)은 메인 엔진에 해당하고, 상기 메인 냉각설비(7)와 상기 소기 냉각설비(11)는 일종의 열교환기에 해당하는 것이다.
상기 해수 순환설비(3)는 해수펌프(30)와 해수 공급관로(32) 및 해수 배출관로(34)를 갖추고서, 상기 해수펌프(30)의 구동에 의해 해양으로부터 흡입한 해수를 상기 해수 공급관로(32)와 상기 해수 배출관로(34)를 통해 유동할 수 있도록 하는 것이다. 이때, 상기 해수 공급관로(32)를 통해 유동되는 해수는 상기 메인 냉각설비(7)를 경유하게 된다.
상기 청수 순환설비(5)는 청수펌프(50)와 청수 공급관로(52) 및 청수 회수관로(54)를 갖추고서, 상기 청수펌프(50)의 구동에 의해 청수를 상기 청수 공급관로(52)와 상기 청수 회수관로(54)를 통해 순환할 수 있도록 하는 것이다. 이때, 상기 청수 공급관로(52)를 통해 유동되는 청수는 상기 메인 냉각설비(7)와 상기 소기 냉각설비(11)를 각각 경유하게 된다.
상기 메인 냉각설비(7)는 상기 해수 공급관로(32)와 상기 청수 공급관로(52) 사이에 설치되어 해수에 의한 청수의 냉각을 실시한다. 상기 청수 공급관로(52)는 상기 청수펌프(50)로부터 상기 메인 냉각설비(7)로 연결되지 않고서 상기 메인 냉각설비(7)를 우회하는 청수 제1바이패스관로(57)를 더 포함하고, 상기 청수 공급관로(52)와 상기 청수 제1바이패스관로(57)는 상기 메인 냉각설비(7)의 후단부에서 수온감응형 유량조절밸브(58)를 매개로 상호 교통된다.
상기 소기 냉각설비(11)는 상기 메인 냉각설비(7)에 의해 냉각된 청수를 매개로 상기 주기관(1)으로 제공되는 소기를 냉각시키게 된다. 이때, 상기 소기 냉각설비(11)는 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)를 우회하는 청수 제2바이패스관로(59)와 연결되고, 상기 청수 제2바이패스관로(59)는 상기 소기 냉각설비(11)를 거쳐 상기 청수 회수관로(54)와 연결된다.
또한, 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)는 상기 소기 냉각설비(11)를 우회하여 상기 청수 회수관로(54)와 직접적으로 연결되는 청수 연결관로(56)를 구비하고, 상기 청수 연결관로(56)에는 보기류 냉각설비(13)가 설치된다.
따라서, 상기 청수 순환설비(5)를 통해 상기 청수 공급관로(52)로 제공되는 청수는 상기 메인 냉각설비(7)를 거쳐 대략 36℃의 정도로 냉각되는 데, 이는 상기 해수 순환설비(3)에 의해 상기 메인 냉각설비(7)로 제공되는 해수의 온도가 대략 15~32℃의 정도임에 따라 가능한 것이다.
이어, 상기 메인 냉각설비(7)를 거친 청수는 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)를 우회하는 상기 청수 제2바이패스관로(59)를 통해 상기 소기 냉각설비(11)에 제공되어 상기 소기 공급관로(15)를 통해 유입되는 소기를 냉각시키게 된다. 이때, 상기 소기 냉각설비(11)로 제공되는 청수는 상기 청수 제1바이패스관로(57)를 통해 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)로 유입되어 대략 36℃의 수준으로 온도 조절되는 청수와는 달리 상기 메인 냉각설비(7)를 거쳐 바로 나온 것이므로, 온도의 수준은 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)를 통해 배출되는 청수 보다 낮은 상태(대략 19~36℃)가 될 수 있어 상기 소기 냉각설비(11)에서 소기의 효과적인 냉각 을 구현할 수 있게 된다.
그리고, 상기 소기 냉각설비(11)에 의해 냉각된 소기는 상기 소기 공급관로(15)를 통해 상기 주기관(1)으로 공급되므로 상기 주기관(1)에 대한 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 주기관(1)에 대한 냉각효율의 향상은 출력의 향상으로 귀결되므로, 궁극적으로 상기 주기관(1)의 출력에 대한 효율을 향상시키는 결과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 메인 냉각설비(7)를 거친 청수와 상기 청수 제1바이패스관로(57)를 통한 청수는 각각 상기 수온감응형 유량조절밸브(58)를 거쳐 대략 36℃의 수준으로 조절된 다음, 상기 청수 연결관로(56)를 통해 상기 보기류 냉각설비(13)로 제공되므로, 상기 보기류 냉각설비(13)에 대한 청수의 냉각이 상기 소기 냉각설비(11)에 대한 청수의 냉각과 각각 별도로 이루어질 수 있게 되고, 이로 인해 상기 보기류 냉각설비(13)에 의한 보기류의 냉각효율도 보다 향상될 수 있게 된다. 아울러, 전술한 바의 기재에 있어 해수의 온도 범위를 제외한 나머지 온도범위에 대한 개략적인 한정은 본 발명의 바람직한 실시예의 적용에 의해 구현되는 일례에 한정되는 것임을 밝혀 둔다.
한편, 본 발명의 제1,제2실시예에 있어 소기의 온도 저하에 따른 상기 주기관(1)에서 제동마력(BHP)의 변화는 도 5에 도시된 지시선도로부터 증명된다. 예컨대, 과급기의 회전수(T/C SPEED)가 15,330 rpm일 때에 있어, 소기의 온도(SCV. AIR TEMP.)가 각각 대략 30℃ 또는 46℃로 설정되면, 소기의 온도에 따라 기관의 등파워 특성곡선을 통해 상사되어 출력되는 기관의 제동마력(BHP)은 각각 대략 19,153 과 18,500 정도이고, 이 경우 소기의 온도에 따른 기관의 제동마력이 대략 4% 이상 차이가 나는 것을 알 수 있다.
즉, 상기 소기 냉각설비(11)를 통해 상기 주기관(1)으로 제공되는 소기의 온도가 낮을수록 상기 주기관(1)에서 출력되는 제동마력의 상승을 기대할 수 있고, 이는 곧 기관의 효율 향상은 소기의 온도와 밀접한 연관성이 있다는 증거인 것이다. 예를 들어, 출력이 30,000KW인 엔진(195g/kWh, 200일 MCR 운항, 유류비 80만원/KL)의 경우에 있어 년간 유류비를 계산해 보면 대략 190억 정도인 데, 이러한 경우에 있어 본 발명에 따른 소기 냉각 장치를 적용한다면 년간 0.8억 내지 9.5억 정도의 유류비를 절감할 수 있을 것이고, 통상의 경우 선박이 대략 20년간 운영되는 것을 감안할 경우 대략 16억 내지 190억 정도의 비용을 절감할 수 있을 것이므로, 이는 대단한 수준의 경제적 효과를 증명하는 것이다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 선박 기관의 소기 냉각 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 선박 기관의 소기 냉각 장치를 도시한 구성도.
도 3과 도 4는 전 세계 해수면의 평균 온도에 대한 1월과 7월의 분포를 도시한 도면.
도 5는 소기의 온도에 따른 주기관의 제동마력의 변화를 설명하기 위한 지시선도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1-주기관 3-해수 순환설비
5-청수 순환설비 7-메인 냉각설비
9-서브 냉각설비 11-소기 냉각설비
13-보기류 냉각설비 15-소기 공급관로
30-해수펌프 32-해수 공급관로
34-해수 배출관로 36-해수 바이패스관로
50-청수펌프 52-청수 공급관로
54-청수 회수관로 56-청수 연결관로
57-청수 제1바이패스관로 59-청수 제2바이패스관로

Claims (9)

  1. 해수펌프와 해수 공급관로 및 해수 배출관로를 갖추고서 해수의 공급과 배출을 실시하는 해수 순환설비;
    상기 해수 순환설비와의 열교환을 위해, 청수펌프와 청수 공급관로 및 청수 회수관로를 갖추고서 청수의 공급과 회수를 실시하는 청수 순환설비;
    상기 해수 공급관로와 상기 청수 공급관로 사이에 설치되어 해수에 의한 청수의 1차 냉각을 실시하는 메인 냉각설비;
    상기 해수 공급관로와 상기 청수 공급관로 사이에 설치되어 상기 메인 냉각설비를 통해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 공급관로를 통한 해수로서 2차 냉각시키는 서브 냉각설비; 및
    상기 서브 냉각설비를 통해 2차 냉각된 청수로서 소기를 냉각시키는 소기 냉각설비를 구비하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브 냉각설비는 상기 해수 공급관로로부터 분지된 해수 바이패스관로와 상기 청수 공급관로로부터 상기 메인 냉각설비를 거쳐 연결된 청수 연결관로 사이에 설치되어 상기 메인 냉각설비를 통해 1차 냉각된 청수를 상기 해수 바이패스관로를 통한 해수로서 2차 냉각시키는 것을 특징으로 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 청수 공급관로는 상기 청수펌프로부터 상기 메인 냉각설비를 우회하는 청수 제1바이패스관로를 더 포함하고, 상기 청수 공급관로와 상기 청수 제1바이패스관로는 상기 메인 냉각설비의 후단부에서 수온감응형 유량조절밸브를 매개로 상호 교통되어 상기 청수 연결관로를 통해 상기 서브 냉각설비에 연결되는 것을 특징으로 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 청수 연결관로는 상기 서브 냉각설비와 상기 소기 냉각설비를 순차적으로 거쳐 상기 청수 회수관로와 연결되는 것을 특징으로 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 청수 연결관로는 상기 서브 냉각설비를 우회하도록 분지되어 상기 청수 회수관로와 연결되는 청수 제2바이패스관로를 더 포함하고, 상기 청수 제2바이패스관로에는 보기류 냉각설비가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  6. 해수펌프와 해수 공급관로 및 해수 배출관로를 갖추고서 해수의 공급과 배출 을 실시하는 해수 순환설비;
    청수펌프와 청수 공급관로 및 청수 회수관로를 갖추고서 상기 해수 순환설비와의 열교환을 위해 청수의 공급과 회수를 실시하는 청수 순환설비;
    상기 해수 공급관로와 상기 청수 공급관로 사이에 설치되어 해수에 의한 청수의 냉각을 실시하는 메인 냉각설비; 및
    상기 메인 냉각설비에 의해 냉각된 청수로서 소기를 냉각시키는 소기 냉각설비를 구비하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 청수 공급관로는 상기 청수펌프로부터 상기 메인 냉각설비를 우회하는 청수 제1바이패스관로를 더 포함하고, 상기 청수 공급관로와 상기 청수 제1바이패스관로는 상기 메인 냉각설비의 후단부에서 수온감응형 유량조절밸브를 매개로 상호 교통되는 것을 특징으로 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 소기 냉각설비는 상기 수온감응형 유량조절밸브를 우회하는 청수 제2바이패스관로와 연결되고, 상기 청수 제2바이패스관로는 상기 청수 회수관로와 연결되는 것을 특징으로 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 수온감응형 유량조절밸브는 상기 소기 냉각설비를 우회하여 상기 청수 회수관로와 연결되는 청수 연결관로를 더 포함하고, 상기 청수 연결관로에는 보기류 냉각설비가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박 기관의 소기 냉각 장치.
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