KR20120033620A - 선박의 냉각 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박에 설치된 발열 장비를 냉각시키는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공간상의 제약이 없으며 별도의 비용을 소비하지 않으면서도 높은 에너지 효율을 갖는 선박의 냉각 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 선박에 설치된 발열 장비를 냉각시키기 위한 청수 순환 펌프를 구비하는 시스템에 있어서, 상기 청수 순환 펌프의 펌핑력에 의해 제1 발열 장비로 청수를 순환 공급하여 냉각시키는 제1, 2 청수 공급 라인을 포함하고, 상기 제1, 2 청수 공급 라인은 상기 제1 발열 장비를 냉각시킨 후 제2 발열 장비를 냉각 할 수 있도록 연결되는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 시스템을 제공한다.

Description

선박의 냉각 시스템{COOLING SYSTEM FOR VESSEL}
본 발명은 선박에 설치된 발열 장비를 냉각시키는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공간상의 제약이 없으며 별도의 비용을 소비하지 않으면서도 높은 에너지 효율을 갖는 선박의 냉각 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 선박의 냉각수 시스템은 엔진, 발전기, 전동기, 에어컨 시스템, 에어 컴프레서 및 기타 여러 가지 열을 발생시키는 발열 장비를 냉각시키며, 이 발열 장비를 냉각시키는 시스템으로 펌프 냉각방식과 스쿠프 냉각방식이 적용되고 있다.
여기서 펌프 냉각방식으로는 에어 쿨러, 윤활유 쿨러 또는 청수 쿨러 등과 같이 수십 여종이 선박에 적용되어 사용되고 있다.
특히, 청수 쿨러는 선박의 기계류 냉각 시스템의 일종으로서, 기계류의 냉각을 위해 청수를 폐순환 시키는 방법을 사용하고 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 선박 펌프 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 선박 냉각 시스템은 선박에 설치되고 제1 엔진(110a)과 제1 밸러스트 펌프(110b)를 연결하기 위한 제1 기어 박스(110c), 제2 엔진(120a)과 제2 밸러스트 펌프(120b)를 연결하기 위한 제2 기어 박스(120c) 및 상기 제2 엔진(120c)과 유압 펌프(120e)를 선택적으로 연결하기 위한 클러치(120d) 및 클러치(120d)를 냉각시키기 위하여 청수 순환 라인(101) 상에 별도로 구비되는 냉각 펌프(미도시)를 포함한다.
여기서, 상기 제1, 2 엔진(110a, 120a), 제1, 2 기어 박스(110c, 120c) 및 클러치(120d) 등과 같은 발열 장비에 각각 청수를 순환 공급하여 냉각시키기 위한 제1, 2 청수 순환 펌프(130, 140)가 더욱 포함된다.
상기 제1, 2 청수 순환 펌프(130, 140)는 상기 제1, 2 엔진(110a, 120a), 제1, 2 기어 박스(110c, 120c) 및 클러치(120d)로 청수를 순환 공급하기 위한 경로를 제공하는 청수 순환 라인(101)과, 청수 순환 라인(101) 상에 설치되어 청수를 보관 및 제공하는 청수 냉각수 탱크(100)를 포함한다.
아울러, 해수 공급 라인(미도시)에 설치되어 개폐 밸브(미도시)의 개폐에 의해 온도가 상승된 해수를 저장하는 밸러스트 탱크(미도시)를 포함한다.
상기 밸러스트 탱크는 저장된 해수를 개폐 밸브의 개폐에 의해 해수 유입구(미도시)로부터 유입되는 해수를 대신하여 해수공급라인을 통해서 열교환기(미도시)로 공급되도록 할 수 있다.
여기서, 상기와 같은 종래의 선박 냉각 시스템은 추력을 담당하는 제1, 2 엔진(110a, 120a), 제1, 2 기어 박스(110c, 120c) 및 클러치(120d) 등과 같은 발열 장비를 냉각시키기 위하여 청수 순환 라인(L)과는 별도로 구비되어야만 한다.
즉, 위와 같은 종래의 펌프 냉각 방식은 제1, 2 기어 박스(110c, 120c) 및 클러치(120e)를 냉각하기 위한 별도의 장치가 구비되어야 하기 때문에 구조가 복잡하고, 각종 고가의 펌프가 적용되어 원가 상승의 주요 원인이 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 높은 에너지 효율을 갖는 선박의 냉각 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 레이아웃을 간단하게 할 수 있는 선박의 냉각 시스템을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선박의 냉각 시스템은 선박에 설치된 발열 장비를 냉각시키기 위한 청수 순환 펌프를 구비하는 시스템에 있어서, 상기 청수 순환 펌프의 펌핑력에 의해 제1 발열 장비로 청수를 순환 공급하여 냉각시키는 제1, 2 청수 공급 라인을 포함하고, 상기 제1, 2 청수 공급 라인은 상기 제1 발열 장비를 냉각시킨 후 제2 발열 장비를 냉각 할 수 있도록 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 발열 장비는 선박의 구동력을 발생시키는 밸러스트 펌프 엔진인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 발열 장비는 기어 박스 또는 클러치 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 발열 장비를 냉각시킨 후의 청수는 상기 청수 공급 펌프로 재순환되도록 청수 리턴 라인이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 발열 장비가 클러치인 경우, 이러한 클러치에 의해 상기 밸러스트펌프 엔진이 유압 펌프와 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 선박의 냉각시스템에 의하면, 에너지 소비를 최소화함으로써 경제적인 이득을 얻을 수 있다.
또한, 구조가 간단해지므로 내부 공간의 활용도가 증가하고 각종 배관의 길이가 감소하는 효과를 갖는다.
또한, 별도의 냉각 장치를 생략할 수 있기 때문에 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 냉각 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 종래기술에 의한 냉각 시스템을 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 냉각 시스템을 나타낸 개략도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 냉각 시스템은 선박에 설치되는 각종 발열 장비들을 냉각시키는 것으로서, 본 실시예에서는 제1 발열 장비(11) 및 제2 발열 장비(12)로 나타내고 있다.
즉, 상기 제1 발열 장비(11)는 엔진이 적용될 수 있고, 상기 제2 발열 장비(12)는 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e) 등이 적용될 수 있다.
이때, 상기 발열 장비들을 냉각시키기 위해 청수를 보관, 제공하는 청수 저장 탱크(10)와 청수에 펌핑력을 제공하는 청수 순환 펌프(13, 14)가 형성되고, 이러한 청수 순환 펌프(13, 14)로부터 상기 발열 장비에 청수를 공급하기 위하여 제1, 2 청수 공급 라인(10a, 10b)이 형성된다.
상기 제1, 2 청수 공급 라인(10a, 10b)은 분기점(P)에서 분지되어 후술하는 제1 발열장비로 청수를 공급하게 된다. 여기서, 상기 제1, 2 청수 공급 라인(10a, 10b)을 통하여 공급되는 청수에 의해 제1 발열 장비(11)가 1차적으로 냉각된다. 이때, 상기 제1 발열 장비(11)는 밸러스트 펌프용 엔진이 적용될 수 있다.
또한, 상기 제1, 2 청수 공급 라인(10a, 10b)과 제1 발열 장비(11) 사이의 연결 부위에는 청수의 흐름 방향 및 유량을 조절하기 위한 3방향 밸브(미도시)가 각각 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1 발열 장비(11)에 청수를 순환 공급하여 냉각시키기 위한 청수 순환 펌프(13, 14)가 각각 설치된다. 아울러, 상기 제1 발열 장비(11)를 냉각시킨 후 배출되는 냉각수는 후술하는 제2 발열 장비(12)를 냉각시킨 후 청수 리턴 라인(15)을 따라 상기 청수 저장 탱크(10)로 복귀하도록 형성한다.
즉, 상기 제1, 2 청수 공급 라인(10a, 10b)은 상기 제1 발열 장비(11)를 냉각시킨 후, 연속적으로 제2 발열 장비(12)를 냉각할 수 있도록 형성된다. 이때, 상기 제2 발열 장비(12)는 기어 박스(12a, 12c) 또는 클러치(12e)가 적용될 수 있다.
상기 제1 발열 장치(11)와 제1 밸러스트 펌프(12b, 12d)의 사이를 연결하는 각각의 기어 박스(12a, 12c)로 공급되도록 형성된다.
상기 기어 박스(12a, 12c)는 밸러스트 펌프(12b, 12d)와 엔진(11a, 11b)을 연동시키는 기능을 수행하며, 상기 클러치(12e)는 상기 엔진(11a, 11b)과 유압 펌프(12f)가 선택적으로 연결할 수 있도록 형성된다.
여기서, 상기 제1, 2 청수 공급 라인(10a, 10b)을 따라 배출되는 냉각수는 실험값에 기초하여 볼 때, 그 온도가 약 42℃로 나타나며, 이러한 온도는 상기 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e)를 냉각시키기 위한 냉각수로 적합한 온도를 나타낸다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 냉각 시스템의 작동을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
선박에 설치된 엔진(11a, 11b), 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e) 등과 같은 발열 장비로부터 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 청수 저장 탱크(10)로부터 중력에 의해 청수를 제1 청수 공급 라인(10a)을 따라 상기 제1 발열 장비(11)로 순환 공급시킨다.
또한, 상기 제1 청수 공급 라인(10a)과 제1 발열 장비(11)의 사이에는 개폐 밸브(미도시) 또는 3방향 밸브(미도시)가 설치될 수 있으며, 이것에 의해 청수를 제1 발열 장비(11)로 공급되지 않도록 우회시키거나 제1 발열 장비(11)로 공급되는 청수의 유량을 조절할 수 있게 된다.
즉, 상기 선박에 설치된 엔진(11a, 11b)을 냉각시킨 후 배출되는 냉각수를 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e) 등의 발열 장비로 연속적으로 공급함으로써 청수의 냉각 효율이 뛰어나다.
아울러, 엔진 구동 타입의 펌프는 엔진 운전 이후 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e)를 거쳐 전달된 동력으로 제1, 2 밸러스트 펌프(12b, 12d)와 유압 펌프(12f)가 구동된다.
특히, 상기와 같은 밸러스트 펌프 엔진의 경우 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e) 냉각용 냉각 펌프를 별도로 설치하지만 엔진(11a, 11b)으로 인입 후 엔진(11a, 11b)을 냉각시키고 배출되는 청수를 재사용하여 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e)를 냉각하도록 냉각 청수 시스템을 단순화시킴으로써 제한된 공간에서의 배관/장비 배치 문제를 해소할 수 있으며, 펌프를 비롯 각종 배관제품을 절감할 수 있다.
따라서, 상기 기어 박스(12a, 12c) 및 클러치(12e)의 냉각을 위한 별도의 냉각 장치를 생략할 수 있으므로 냉각장치의 설비 시 추가적으로 소요되는 비용을 줄일 수 있게 된다.
또한, 청수의 냉각에 사용되는 해수를 최소화하거나 전혀 사용하지 않도록 함으로써 고온의 해수 방출로 인한 해양 생물체의 피해 및 해양 오염을 방지하는 효과를 갖는다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 청수 저장 탱크
10a: 제1 청수 공급 라인
10b: 제2 청수 공급 라인
11: 제1 발열 장비
11a, 11b: 엔진
12: 제2 발열 장비
12a, 12c: 기어 박스
12b, 12d: 밸러스트 펌프
12e: 클러치
12f: 유압 펌프
13, 14: 청수 순환 펌프
15: 청수 리턴 라인

Claims (5)

  1. 선박에 설치된 발열 장비(11, 12)를 냉각시키기 위한 청수 순환 펌프(13, 14)를 구비하는 시스템에 있어서,
    상기 청수 저장 탱크(10)의 중력에 의해 제1 발열 장비(11)로 청수를 순환 공급하여 냉각시키는 제1, 2 청수 공급 라인(10a, 10b)을 포함하고,
    상기 제1, 2 청수 공급 라인은 상기 제1 발열 장비(11)를 냉각시킨 후 제2 발열 장비(12)를 냉각 할 수 있도록 연결되는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 시스템
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발열 장비(11)는 선박의 구동력을 발생시키는 밸러스트 펌프(12b, 12d) 엔진(11a, 11b)인 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 발열 장비(12)는 기어 박스(12a, 12c) 또는 클러치(12e) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 발열 장비(12)를 냉각시킨 후의 청수는 상기 청수 공급 펌프로 재순환되도록 청수 리턴 라인(15)이 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 발열 장비(12)가 클러치(12e)인 경우, 이러한 클러치(12e)에 의해 상기 밸러스트 펌프 엔진(11a, 11b)이 유압 펌프(12f)와 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 시스템.
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