KR20120091658A - 선박용 주 공기압축 시스템 및 제어방법 - Google Patents

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안상준
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    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels

Abstract

본 발명은 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주 공기탱크의 설정압력을 최적화하여 에너지를 절감할 수 있도록 된 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 일측면에 의하면 주기관의 시동시 압축공기를 공급하는 주 공기탱크와; 상기 주 공기탱크에 압축공기를 충전하도록 설치된 공기압축기와; 상기 주 공기탱크의 압력을 감지하는 압력감지부와; 상기 압력감지부에서 감지된 압력에 따라 공기압축기의 작동을 제어하는 스위치와; 상기 스위치의 작동범위를 임의로 조절하는 압력조절수단;을 포함하는 것을 선박용 주 공기압축 시스템 및 제어방법을 제공한다.

Description

선박용 주 공기압축 시스템 및 제어방법{System for main air compressing in vessel and the controlling method thereof}
본 발명은 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주 공기탱크의 설정압력을 최적화하여 에너지를 절감할 수 있도록 된 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박은 항구로부터 멀리 떨어져 항해하기 때문에 주전원이 상실되는 정전(Blockout) 상태에 빠지면 외부로부터 아무런 도움 없이 선박을 재시동해야 한다.
따라서 사단법인 한국선급 기술규칙의 제5편 제6장 제11절에 엔진을 재시동하기 위한 공기압축 시스템에 대해서 규정하고 있다.
상기 규정에는 주기관의 시동에 압축공기를 필요로 하는 선박은 적어도 2개의 주 공기탱크가 설치되어야 하고 쉽게 교대하여 사용할 수 있어야 하며 이들의 용량은 가능한 한 같아야 한다고 정하고 있다.
또한 주 공기탱크의 합계용량은 도중에 보충하는 일 없이 냉각 상태에서 시동준비가 완료된 기관을 주기관이 역전식인 경우는 전?후진 방향을 교대로 시동하여 12회 이상, 비역전식인 경우에는 6회 이상을 연속 시동할 수 있어야 한다.
따라서 선박은 일단 건조가 되면 상기 조건을 만족하기 위하여 필요한 공기량에 따라 주 공기탱크 내부의 압력이 설정되어야 한다.
하지만 선박이 일단 항해를 시작하면 엔진의 상태나 연료 등 외부조건에 의해 시동시 필요한 공기량이 가변하게 되지만 필요한 공기량이 미리 설정되어 있으므로 안전율(Safety factor)을 고려하여 주 공기탱크를 필요 이상의 높은 압력으로 유지해야만 한다.
따라서 주 공기탱크를 필요 이상의 높은 압력으로 유지해야 함에 따라 주 공기탱크에 공기를 가압하는 압축기 또한 고압의 상태에서 스탠바이를 해야 하므로 에너지의 낭비가 심한 문제점이 있다.
아울러 주 공기탱크를 필요 이상의 높은 압력으로 유지해야 함에 따라 주 공기탱크를 가압하는 압축기의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주 공기탱크의 설정압력을 선박의 상태에 따라 임의로 설정할 수 있으므로 에너지를 절약할 수 있도록 된 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 주 공기탱크의 압력을 낮출 수 있으므로 공기탱크를 가압하는 압축기의 수명을 연장시킬 수 있도록 된 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 주 공기탱크의 배출관에 감압밸브가 형성되므로 필요에 따라 편리하게 압축공기를 선박에서 사용할 수 있도록 된 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 일측면에 의하면 주기관의 시동시 압축공기를 공급하는 주 공기탱크와; 상기 주 공기탱크에 압축공기를 충전하도록 설치된 공기압축기와; 상기 주 공기탱크의 압력을 감지하는 압력감지부와; 상기 압력감지부에서 감지된 압력에 따라 공기압축기의 작동을 제어하는 스위치와; 상기 스위치의 작동범위를 임의로 조절하는 압력조절수단;을 포함하는 것을 선박용 주 공기압축 시스템을 제공한다.
여기서 상기 주 공기탱크의 배출관에 설치되며 선박에서 필요한 압력으로 압축공기를 감압시키는 감압밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 다른 측면에 의하면 선박의 상태나 항해조건이 변경될 경우 압력조절수단으로 스위치의 작동범위를 조절하는 단계와; 압력감지부에서 주 공기탱크의 압력을 감지하는 단계와; 상기 압력감지부에서 감지된 압력이 하한치일 경우 스위치가 공기압축기를 작동시켜 주 공기탱크의 압력을 상승시키고, 상기 압력감지부에서 감지된 압력이 상한치일 경우 스위치가 공기압축기의 작동을 중단시켜 주 공기탱크의 압력을 유지시키는 압력스위칭단계;를 포함하는 선박용 비상공기압축 시스템의 제어방법을 제공한다.
따라서 본 발명에 따른 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법은 주 공기탱크의 압력을 선박의 상태에 따라 임의로 설정할 수 있으므로 에너지를 절약할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 선박용 주 공기압축 시스템 및 방법은 주 공기탱크의 압력을 낮출 수 있으므로 공기탱크를 가압하는 압축기의 수명을 단축시킬 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 선박용 비상공기압축 시스템 및 방법은 주 공기탱크의 배출관에 감압밸브가 형성되므로 필요에 따라 편리하게 압축공기를 선박에서 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 주 공기압축 시스템을 나타내는 개념도이다.
이하 본 발명에 따른 선박용 주 공기압축 시스템의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 선박용 주 공기압축 시스템은 비상시에 주기관(12)의 시동 압축공기를 공급하는 주 공기탱크(10)와, 상기 주 공기탱크(10)에 압축공기를 충전하도록 설치된 공기압축기(20)와, 상기 주 공기탱크(10)의 압력을 감지하는 압력감지부(30)와, 상기 압력감지부(30)에서 감지된 압력에 따라 공기압축기(20)의 작동을 제어하는 스위치(40)와, 상기 스위치(40)의 작동범위를 임의로 조절하는 압력조절수단(50)을 포함한다.
주 공기탱크(10)는 내부에 압축공기가 충진되어 시동시 압축공기를 주기관(12)에 공급하도록 설치된다. 상기 주 공기탱크(10)는 내부를 검사하거나 청소하는 데 적합한 구조를 가지도록 이루어지며 선박이 경사하여도 유효하게 응결수를 배출할 수 있도록 설계되어야 한다. 상기 주 공기탱크(10)에는 압력도출을 위한 밸브들이 설치된다.
공기압축기(20)는 주 공기탱크(20)에 압축공기를 충전하는 압축기로서 선박에는 적어도 2대가 설치되어 어느 주 공기탱크(10)에도 충기할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. 상기 공기압축기(20)를 구동하는 원동기는 시동시 압축공기를 필요로 하지 않도록 구비되는 것이 바람직하다. 또한 상기 공기압축기(20)는 흡입구가 가능한 한 압축공기에 유분이 적게 혼입되도록 배치되는 것이 바람직하고, 냉각기는 쉽게 개방하여 검사할 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 공기압축기(20)는 실린더 내의 압력이 설계압력을 넘지 않도록 안전밸브를 설치하는 것이 바람직하다.
압력감지부(30)는 상기 주 공기탱크(10)에 설치되어 주 공기탱크(10)의 압력을 감지하도록 설치된다.
스위치(40)는 상기 압력감지부(30)에서 감지된 압력에 따라 공기압축기(20)의 작동을 제어하도록 설치된다. 상기 스위치(40)는 후술하는 압력조절수단(50)에 의해 설정된 압력과 비교하여 상기 압력감지부(30)로부터 전달된 압력이 설정압력을 초과하면 공기압축기(20)가 작동되지 않도록 제어하고, 상기 압력감지부(30)로부터 전달된 압력이 설정압력 미만일 경우 공기압축기(20)가 작동되도록 제어한다.
압력조절수단(50)은 상기 스위치(40)의 작동범위를 임의로 설정할 수 있도록 구비된다. 상기 압력조절수단(50)에 의해 설정되는 작동범위는 스위치(40)에 전달되어 공기압축기(20)의 작동을 제어하게 된다.
한편 상기 주 공기탱크(10)의 배출관(14)에는 선박에서 필요한 압력으로 압축공기를 감압시키는 감압밸브(16)가 설치된다. 상기 감압밸브(16)를 통하여 감압된 압축공기는 선박의 유틸리티 설비, 편의설비 등 다양한 개소에 공급되어 편리하게 사용된다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 비상공기압축 시스템의 제어방법은 선박의 상태나 항해조건이 변경될 경우 압력조절수단(50)으로 스위치(40)의 작동범위를 조절하는 단계와. 압력감지부(30)에서 주 공기탱크(10)의 압력을 감지하는 단계와, 상기 압력감지부(30)에서 감지된 압력이 하한치일 경우 스위치(40)가 공기압축기(20)를 작동시켜 주 공기탱크(10)의 압력을 상승시키고 상기 압력감지부(30)에서 감지된 압력이 상한치일 경우 스위치(40)가 공기압축기(20)의 작동을 중단시켜 주 공기탱크(10)의 압력을 유지시키는 압력스위칭단계를 포함한다.
먼저 압력범위를 조절하는 단계는 선박의 상태나 항해조건이 변경될 경우 압력조절수단(50)으로 작동범위를 조절하는 단계이다. 주 공기탱크(10)의 압력은 선박의 상태나 항해조건에 따라 안전율을 달리할 수 있으므로 주 공기탱크(10)의 압력 또한 최적화 할 수 있다.
다음으로 압력감지부(30)에서 주 공기탱크(10)의 압력을 감지하는 단계는 주 공기탱크(10)의 압력을 감지하여서 스위치(40)로 전달하는 단계로서 실시간으로 주 공기탱크(10)의 압력을 스위치(40)에 전달하는 것이 바람직하다.
다음으로 압력스위칭단계는 압력감지부(30)에서 감지된 압력이 하한치일 경우 스위치(40)가 공기압축기(20)를 작동시켜 주 공기탱크(10)의 압력을 상승시키고 상기 압력감지부(30)에서 감지된 압력이 상한치일 경우 스위치(40)가 공기압축기(20)의 작동을 중단시켜 주 공기탱크(10)의 압력을 유지시킨다. 따라서 주 공기탱크(10)의 압력은 압력조절수단(50)에 의해 설정된 압력범위 내에서 유지되므로 주 공기탱크(10) 내부의 압력을 최적화할 수 있다. 따라서 필요이상으로 주 공기탱크(10)의 압력을 높일 필요가 없으므로 주 공기탱크(10)를 가압하는 공기압축기(20)의 수명을 연장할 수 있다.
10 : 주 공기탱크 12 : 주기관
14 : 배출관 16 : 감압밸브
20 : 공기압축기 30 : 압력감지부
40 : 스위치 50 : 압력조절수단

Claims (3)

  1. 주기관의 시동시 압축공기를 공급하는 주 공기탱크와;
    상기 주 공기탱크에 압축공기를 충전하도록 설치된 공기압축기와;
    상기 주 공기탱크의 압력을 감지하는 압력감지부와;
    상기 압력감지부에서 감지된 압력에 따라 공기압축기의 작동을 제어하는 스위치와;
    상기 스위치의 작동범위를 임의로 조절하는 압력조절수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 주 공기압축 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주 공기탱크의 배출관에 설치되며 선박에서 필요한 압력으로 압축공기를 감압시키는 감압밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 주 공기압축 시스템.
  3. 선박의 상태나 항해조건이 변경될 경우 압력조절수단으로 스위치의 작동범위를 조절하는 단계와;
    압력감지부에서 주 공기탱크의 압력을 감지하는 단계와;
    상기 압력감지부에서 감지된 압력이 하한치일 경우 스위치가 공기압축기를 작동시켜 주 공기탱크의 압력을 상승시키고, 상기 압력감지부에서 감지된 압력이 상한치일 경우 스위치가 공기압축기의 작동을 중단시켜 주 공기탱크의 압력을 유지시키는 압력스위칭단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 주 공기압축 시스템의 제어방법.
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