KR20130104798A - 적설 제거 장치 - Google Patents

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Abstract

적설 제거 장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적설 제거 장치는 선박의 구명 보트용 보호 구조물의 지붕에 설치되는 것으로서, 상기 지붕의 하부에 배치되어 상기 선박의 고온수를 상기 지붕의 상면에 공급하는 배관부와, 상기 고온수의 공급량을 제어하도록 상기 배관부에 설치된 제어밸브와, 상기 고온수를 이동시키기 위해 상기 배관부에 설치된 펌프를 포함한다.

Description

적설 제거 장치{APPARATUS FOR REMOVING SNOW}
본 발명은 적설 제거 장치에 관한 것으로, 고온수를 이용한 적설 제거 장치에 관한 것이다.
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.
이러한 선박은 비상시 선원이나 승객의 탈출을 위하여 구명 보트를 설치하는 것이 필수적이며, 이와 같은 구명 보트는 선박의 데크(deck) 상에 설치되어 해상으로 투하됨으로써 승객이나 선원의 탈출을 가능하도록 한다.
한편, 구명 보트는 그 종류가 다양하며, 수면의 입수 방법에 따라 대빗 런처블(davit launchable) 방식의 보편적인 타입의 구명 보트가 있으며, 이 뿐만 아니라 수면으로 입수하여 위치 에너지에 의해 수중에서 전진하여 수면으로 부상하는 자유 낙하 방식(free fall type)의 구명 보트 등이 있다.
이와 같이, 선박에 설치된 구명 보트는 선원이나 승객의 안전에 직결되기 때문에 언제라도 사용이 가능한 상태를 유지하도록 할 필요가 있다.
최근 개발이 가속화되고 있는 극지방 개발을 위한 선박에서는 가혹한 환경(예: 눈, 바람 등)으로부터 중요한 안전 설비들을 보호하기 위한 다양한 방법들이 사용되고 있다.
그러한 사례 중 하나가 많은 눈으로부터 구명정(Lifeboat)을 보호하고 항상 사용 가능하도록 해주기 위해 아래 그림처럼 구명정이 설치된 주변을 구조물로 보호하는 방법일 수 있다.
발명의 배경이 되는 기술로서, 특허문헌1에는 정비실 및 기관실에 근무하는 선원들이 사고 시 신속하게 탈출할 수 있는 선박이 개시되어 있고, 그 선박에는 선원들을 탈출시키기 위한 구명 보트 형식의 탈출 장비가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌2에는 구명 보트를 열로부터 보호하기 위해 통기부를 갖는 차단막이 개시되어 있다.
그런데, 종래의 기술들은 단순히 구명 보트 형식의 탈출 장비를 개시하거나, 구명 보트를 열로부터 보호하기 위한 구조물만을 개시하고 있으므로, 극지방 개발을 위한 선박의 구명 보트용 보호 구조물(Protection Shelter)(이하, '보호 구조물'이라 칭함)의 지붕 위로 쌓일 수 있는 많은 양의 눈(Snow)에 의한 하중 증가에 매우 취약한 단점이 있다.
일반적으로 눈이 과도하게 쌓이는 것을 방지하고자 자중에 의해 미끄러져 내릴 수 있도록, 보호 구조물의 지붕은 비스듬하게 경사진 상태로 설계될 수 있지만, 때에 따라 적설량이 매우 많은 일부 극지방(예: 하루에 수미터의 눈이 쌓이기도 함)에서는 그것으로는 부족하여 일반적인 목적에 비해 불필요하게 과도한 강도(철판두께)를 가진 지붕 구조물을 만들어야 할 경우가 발생되어 자재비 상승과 함께, 선박 유지비 증가로 이어지고 있다.
따라서, 구명 보트와 같은 안전설비를 보호하기 위한 보호 구조물의 경량화와 합리적인 설계를 가능하도록 하기 위해 별도의 적설 제거 수단이 요구되고 있다.
공개특허공보 제10-2011-0108513호 공개특허공보 제10-2011-0075704호
본 발명의 실시예는 배관부, 펌프, 제어밸브, 고온수 공급 제어기로 보호 구조물의 지붕에 고온수를 분사하여 적설을 제거함으로써, 보호 구조물에 쌓이는 눈에 의한 응력 증가 및 변형을 미연에 방지하여 안전성과 경량화를 실현할 수 있는 적설 제거 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 구명 보트용 보호 구조물의 지붕에 설치되는 적설 제거 장치에 있어서, 상기 지붕의 하부에 배치되어 상기 선박의 고온수를 상기 지붕의 상면에 공급하는 배관부와, 상기 고온수의 공급량을 제어하도록 상기 배관부에 설치된 제어밸브와, 상기 고온수를 이동시키기 위해 상기 배관부에 설치된 펌프를 포함하는 적설 제거 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 배관부는, 상기 고온수의 유동경로가 되는 파이프; 상기 파이프를 감싸도록 설치되는 단열재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관부는, 상기 선박의 고온수원으로부터 상기 지붕의 아래 위치까지 연장된 주배관; 상기 주배관에서 복수개로 분지되어 상기 지붕의 체결구멍에 삽입된 분지배관; 상기 주배관을 상기 지붕의 아래에 매달아 배치시키기 위해 상기 지붕의 저면과 상기 주배관 사이에 결합된 행거를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 상기 분지배관의 끝단을 이격되게 덮도록 상기 지붕에 설치된 돔 형상의 커버부; 상기 커버부의 개구에 설치되어 상기 고온수의 수압에 의해 상기 개구를 개방시키거나, 상기 수압 제거시 자중에 의해 상기 개구를 폐쇄시키는 셔터부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관부에는, 저장 탱크 또는 릴리프 밸브를 구비한 펌프 안전 장치가 상기 펌프의 전단에 더 설치될 수 있다.
또한, 본 실시예는, 상기 제어밸브와 상기 펌프에 접속되어 상기 고온수의 공급량을 제어하는 고온수 공급 제어기; 상기 지붕에 배치되어 적설량에 대응한 측정값을 상기 고온수 공급 제어기에 제공하는 적설 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 구명 보트용 보호 구조물의 지붕에 설치되어 고온수를 지붕의 상면에 공급하는 배관부에 의해 극지방 환경에서 적설에 의한 구조물 피해를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 배관부가 고온수를 공급하는 파이프와, 그 파이프를 감싸는 단열재로 이루어져 있고 보호 구조물의 지붕 아래에 설치되어 있으므로 동파에 의한 피해를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 배관부를 주배관과 분지배관으로 구성하되, 분지배관의 끝단을 이격되게 덮도록 지붕에 설치된 돔 형상의 커버부와, 커버부에 설치된 셔터부를 더 구비하여, 분지배관의 끝단부에 눈이 쌓여 막히는 것을 미연에 방지하여, 적설 제거시 원활하게 고온수를 방출시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 보호 구조물의 지붕에 설치한 적설 센서를 이용하여, 미리 정한 적설량 이상의 눈이 지붕에 쌓일 경우, 자동으로 펌프와 제어밸브를 작동시켜, 선박의 고온수가 지붕 위에 분사되도록 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 보호 구조물의 적설 허용 범위 내에서 눈을 제거하기 때문에, 보호 구조물의 적설 허용 범위 내에서 보호 구조물의 지붕의 강도를 합리적으로 설계할 수 있어서, 상대적으로 자재비 및 선박 유지비 감소를 도모할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 적설 제거 장치를 갖는 선박의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적설 제거 장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 2의 원 A의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 응용예에 따른 적설 제거 장치를 갖는 선박의 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시예 또는 응용예를 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 한 실시예에 따른 적설 제거 장치를 갖는 선박의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예는 극지방 개발을 위한 선박(1)과 같이, 가혹한 환경에 노출될 수 있는 복수대의 구명 보트(1)를 보호하기 위한 보호 구조물(10)에 적용될 수 있다.
보호 구조물(10)은 구명 보트가 진수되는 부위를 제외한 주변 부위의 보호벽과, 보호벽의 상부를 덮는 경사진 형태의 지붕과, 보호벽 및 지붕을 지지하도록 선박에 설치된 프레임을 가질 수 있다.
본 실시예는 배관부(100), 제어밸브(200), 펌프(300)를 포함할 수 있다.
고온수는 보호 구조물(10)의 지붕에 접촉하고 있는 쪽의 눈을 녹여, 결과적으로 지붕에 접촉하고 있지 않는 눈덩이가 경사진 지붕에서 미끄러져 제거되도록 하는 역할을 담당할 수 있다.
배관부(100)는 보호 구조물(10)의 지붕의 아래에 배치되어 선박(1)의 고온수를 지붕의 상면에 분사 또는 공급하는 역할을 담당할 수 있다.
배관부(100)는 선박(1)에 기 설치되어 있는 보일러 온수 탱크 등과 같은 고온수원(3)에 배관되어 있을 수 있다.
일반적으로 극지방에서 작업하는 선박(1)의 경우 다양한 목적(예: 탱크 가열, 실내 공간 가열, 장비의 보호 등)을 위해 이미 선박(1)의 내부에 고온수 또는 스팀 공급 설비를 구비하고 있을 수 있다.
이러한 고온수 또는 스팀 공급 설비가 본 실시예의 고온수원(3)이 될 수 있다.
제어밸브(200)는 선박(1)의 내부에 배치되고, 고온수의 공급 또는 차단을 제어하거나, 고온수의 공급량을 제어하도록 배관부(100)에 설치될 수 있다. 제어밸브(200)는 밸브구동기를 구비하여 해당 전선을 통해 고온수 공급 제어기(400)에 접속되어 있을 수 있다.
펌프(300)는 선박(1)의 내부에 배치되고, 고온수를 이동시키기 위해 배관부(100)에 설치될 수 있다.
펌프(300)는 부스터 펌프로 구성될 수 있고, 펌프구동기를 구비하여 해당 전선을 통해 고온수 공급 제어기(400)에 접속되어 있을 수 있다.
펌프(300)는 선박(1)의 내부에 배치되고, 고온수를 이동시키기 위해 배관부(100)에 설치될 수 있다.
배관부(100)에는 유사시 발생 가능한 과도한 압력을 흡수 또는 안정화시키는 저장 탱크 또는 릴리프 밸브를 구비한 펌프 안전 장치(310)(예: 댐퍼, 압력 탱크)를 더 설치되어 있을 수 있고, 이를 통해 배관부(100)가 얼어서 막히는 사고가 발생하였을 때, 펌프(300)의 고장을 미연에 방지할 수 있게 된다.
펌프 안전 장치(310)는 취부 가능하게 배관 연결 구조를 갖고 있고, 적설 제거 용량 또는 사용처에 따라 펌프(300)의 전단(예: 펌프와 제어밸브 사이)에 설치되거나 또는 분리될 수 있다.
고온수 공급 제어기(400)는 선박(1)의 내부에 배치되고, 제어밸브(200)와 펌프(300)에 접속되어 고온수의 공급 또는 차단을 제어하거나, 고온수의 공급량을 제어하는 역할을 담당할 수 있다.
고온수 공급 제어기(400)는 선박(1)에 기 설치되어 있는 중앙관제실(예: CACC, Centralized Administration Control Center) 또는 선박 내 모든 제어 가능한 장치를 전사적 조작 및 운용할 수 있도록 구성한 집적자동시스템(예: IAS, Integrated Automation System)과 연동할 수 있도록 구성될 수 있다.
제어밸브(200), 펌프(300), 고온수 공급 제어기(400)는 선박(1)의 내부에 배치되어 있으므로, 동파에 피해를 최소화시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 적설 제거 장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 도 2의 원 A의 확대 단면도이다.
도 2를 참조하면, 적설된 눈(S)은 보호 구조물(10)의 지붕(11) 위에 쌓일 수 있다.
이때, 보호 구조물(10)의 지붕(11)이 경사진 상태로 제작되어 있더라도, 적설된 눈(S)은 쉽게 지붕(11)에서 미끄러져 이동하지 않게 되므로, 보호 구조물(10)을 변형 또는 파손시킬 위험이 있다.
이런 위험을 방지하기 위해서, 제어밸브(200)를 개방하고 펌프(300)를 가동시켜서 선박의 고온수원(3)의 고온수가 배관부(100)에 공급될 수 있다.
배관부(100)를 따라 흐르는 고온수는 보호 구조물(10)의 지붕(11)의 상면에 접촉한 표층 눈(S1)과, 지붕(11)의 상면 사이에 흘려 보내지거나 고압으로 분사될 수 있다.
도 2 또는 도 3을 참조하면, 배관부(100)는 선박의 고온수원(3)으로부터 지붕(11)의 아래 위치까지 연장된 주배관(110)과, 주배관(110)에서 복수개로 분지되어 지붕(11)의 체결구멍(12)에 삽입된 분지배관(120)과, 주배관(110)을 지붕(11)의 아래에 매달아 배치시키기 위해 지붕(11)의 저면과 주배관(110) 사이에 결합된 파이프 행거(111)를 포함할 수 있다.
여기서, 주배관(110)과 분지배관(120)은 주지의 배관 연결 또는 용접 시공에 의해 결합될 수 있다.
또한, 체결구멍(12)은 복수개로서 격자 구조 등과 같이 지붕(11)의 전면적에 걸쳐 분포 또는 배치되어 있을 수 있다.
또한, 체결구멍(12)과 분지배관(120) 사이에는 실리콘, 접착제 또는 실링재 등을 개재시켜서, 분지배관(120)을 체결구멍(12)에 고정시키고, 체결구멍(12)과 분지배관(120) 사이 간격을 없애 수밀을 유지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 배관부(100)는 고온수의 유동경로가 되는 파이프(101)와, 그 파이프(101)를 감싸도록 설치되는 단열재(102)를 포함할 수 있다.
단열재(102)는 파이프(101)의 동파를 방지하고, 파이프(101)를 따라 흐르는 고온수의 열외 외부로 손실되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예는 분지배관(120)의 끝단을 이격되게 덮도록 지붕(11)에 설치된 돔 형상의 커버부(130)와, 그 커버부(130)의 개구에 설치되어 고온수의 수압에 의해 커버부(130)의 개구를 개방시키거나, 수압 제거시 자중에 의해 커버부(130)의 개구를 폐쇄시키는 셔터부(140)를 더 포함할 수 있다.
이때, 커버부(130)의 개구의 방향은 지붕(11)의 하경사 방향(T)과 일치되어 있을 수 있다. 여기서, 지붕(11)의 하경사 방향(T)이란 보호 구조물(10)의 높이방향을 수직방향(Y)으로 칭할 때, 수직방향(Y)과 직각을 이루는 수평방향(X) 아래쪽으로 경사진 사선방향을 의미할 수 있다.
또한, 커버부(130)의 개구 테두리에는 힌지(134)가 설치되고, 힌지(134)를 이용하여 셔터부(140)가 스윙 작동 또는 개폐 작동 가능하게 결합될 수 있다.
즉, 셔터부(140)는 일종의 힌지형 플랩(hinged flap)의 기능을 수행하여, 고온수의 분사에 장애가 되지 않게 개폐될 수 있다.
최초 상태에서 셔터부(140)는 셔터부(140)의 자중에 의해 커버부(130)의 개구를 막고 있을 수 있다. 이런 경우, 눈은 셔터부(140)에 의해 막혀 커버부(130)의 내부 또는 분지배관(120)의 내부로 유입되지 않게 될 수 있고, 눈에 의해 분지배관(120)의 파이프 구멍이 막히는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 커버부(130)는 고온수의 분출 방향을 지붕(11)의 하경사 방향 쪽으로 가이드하는 중요한 역할도 담당한다.
이하, 본 실시예의 작동 방법에 대하여 설명하고자 한다.
중앙관제실의 사용자는 눈이 보호 구조물(10)의 지붕(11)에 쌓이는 것을 확인하고, 이렇게 쌓인 적설을 제거할 필요가 있을 경우 고온수 공급 제어기(400)에 제거 신호를 입력한다.
고온수 공급 제어기(400)는 제어밸브(200)를 개방하고 펌프(300)를 가동시킨다.
이에 따라, 펌프(300)의 압력에 의해 고온수원(3)의 고온수가 배관부(100)에 공급된다.
배관부(100)의 고온수는 주배관(110)을 따라 유동한 후 각 분지배관(120) 쪽으로 공급될 수 있다.
분지배관(120)의 끝에서 분출된 고온수는 커버부(130)의 가이드 역할에 의해 커버부(130)의 셔터부(140) 쪽으로 압력을 작용한다.
이런 고온수의 압력에 의해 셔터부(140)가 열리게 되고, 셔터부(140)를 빠져나온 고온수는 지붕(11)의 하경사 방향 쪽으로 지붕(11)의 상면을 따라 이동하면서, 지붕(11)과 적설된 눈(S) 사이의 표층 눈(S1)을 용융시킨다.
이렇게 표층 눈(S1)이 녹아서 마찰력이 감소되어 액체 윤활제의 작용을 하게 됨에 따라, 용융되지 않은 나머지 눈(S2)이 지붕(11)의 하경사를 따라 이동한 후 지붕(11) 외곽에서 아래쪽으로 낙하함에 따라, 결국 지붕(11)으로부터 제거될 수 있게 된다.
이후, 지붕(11)의 눈(S, S1)이 제거된 경우, 펌프(300)의 가동을 멈추고, 제어밸브(200)를 폐쇄할 수 있다.
도 4는 본 발명의 응용예에 따른 적설 제거 장치를 갖는 선박의 측면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 응용예는 적설 센서(410)를 제외하고 앞서 설명한 실시예와 동일하므로, 중복된 설명은 생략될 수 있다.
본 발명의 응용예는 제어밸브(200)와 펌프(300)에 접속되어 고온수의 공급량을 제어하는 고온수 공급 제어기(400)와, 보호 구조물(10)의 지붕(11)에 배치되어 지붕(11)의 적설량에 대응한 측정값을 고온수 공급 제어기(400)에 제공하는 적설 센서(410)를 포함하여, 적설 제거를 자동화한 구성을 제공할 수 있다.
적설 센서(410)는 일종의 적설 상태를 단순히 감지하는 강설 센서이거나, 또는 레이저 레이더에 의한 2차원 스캔을 이용하여 적설량을 측정하는 센서일 수 있다. 여기서, 강설 센서는 강설 유부를 감지하거나 강설 지속여부를 감지하는 등 다양한 형태로 제작되어 있는 센서로 구성될 수 있다.
이 경우, 사용자가 수동으로 고온수 공급 제어기(400)를 제어하지 않더라도, 고온수 공급 제어기(400)에 미리 세팅된 수치값을 초과하는 측정값이 적설 센서(410)로부터 고온수 공급 제어기(400)에 입력될 경우, 고온수 공급 제어기(400)가 제어밸브(200)를 개방하고 펌프(300)를 작동시킬 수 있다.
물론, 미리 세팅된 수치값 미만의 측정값이 적설 센서(410)로부터 고온수 공급 제어기(400)에 입력될 경우, 고온수 공급 제어기(400)는 제어밸브(200)를 폐쇄하고 펌프(300)를 정지시킬 수 있다.
이러한 작동 또는 정지에 의해 고온수가 배관부(100)에 자동으로 공급 또는 차단될 수 있는 제어 알고리즘은 고온수 공급 제어기(400)에 전자 회로적으로 마련되어 있을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100 : 배관부 110 : 주배관
111 : 파이프 행거 120 : 분지배관
130 : 커버부 140 : 셔터부
200 : 제어밸브 300 : 펌프
400 : 고온수 공급 제어기 410 : 적설 센서

Claims (6)

  1. 선박의 구명 보트용 보호 구조물의 지붕에 설치되는 적설 제거 장치에 있어서,
    상기 지붕의 하부에 배치되어 상기 선박의 고온수를 상기 지붕의 상면에 공급하는 배관부와,
    상기 고온수의 공급량을 제어하도록 상기 배관부에 설치된 제어밸브와,
    상기 고온수를 이동시키기 위해 상기 배관부에 설치된 펌프를 포함하는
    적설 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배관부는,
    상기 고온수의 유동경로가 되는 파이프;
    상기 파이프를 감싸도록 설치되는 단열재를 포함하는
    적설 제거 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배관부는,
    상기 선박의 고온수원으로부터 상기 지붕의 아래 위치까지 연장된 주배관;
    상기 주배관에서 복수개로 분지되어 상기 지붕의 체결구멍에 삽입된 분지배관;
    상기 주배관을 상기 지붕의 아래에 매달아 배치시키기 위해 상기 지붕의 저면과 상기 주배관 사이에 결합된 행거를 포함하는
    적설 제거 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분지배관의 끝단을 이격되게 덮도록 상기 지붕에 설치된 돔 형상의 커버부;
    상기 커버부의 개구에 설치되어 상기 고온수의 수압에 의해 상기 개구를 개방시키거나, 상기 수압 제거시 자중에 의해 상기 개구를 폐쇄시키는 셔터부를 더 포함하는
    적설 제거 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 배관부에는,
    저장 탱크 또는 릴리프 밸브를 구비한 펌프 안전 장치가 상기 펌프의 전단에 더 설치되어 있는
    적설 제거 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어밸브와 상기 펌프에 접속되어 상기 고온수의 공급량을 제어하는 고온수 공급 제어기;
    상기 지붕에 배치되어 적설량에 대응한 측정값을 상기 고온수 공급 제어기에 제공하는 적설 센서를 더 포함하는
    적설 제거 장치.
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