KR20160072452A - anti-icing system for recycling exhausting gas heat of ship sailing frozen sea - Google Patents

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KR20160072452A
KR20160072452A KR1020140180065A KR20140180065A KR20160072452A KR 20160072452 A KR20160072452 A KR 20160072452A KR 1020140180065 A KR1020140180065 A KR 1020140180065A KR 20140180065 A KR20140180065 A KR 20140180065A KR 20160072452 A KR20160072452 A KR 20160072452A
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최준웅
김헌우
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재단법인 중소조선연구원
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Abstract

The present invention provides an exhaust gas heat recycling type anti-icing system for a vessel sailing on the frozen sea, which is to prevent equipment on a deck from being frozen when a vessel is sailing on the frozen sea, by considering energy efficiency. The exhaust gas heat recycling type anti-icing system for a vehicle sailing on the frozen sea includes: an exhaust unit discharging exhaust gas generated in an engine of the vessel sailing on the frozen sea and having a heating flow path on one side; a circulation pump circulating a heat medium fluid; an electric heating pipe unit drawing the heat medium fluid pumped by the circulation pump through a first pipe and connected to a second pipe drawn to the outside of the exhaust unit by passing through the heating flow path for heat exchange between the exhaust gas and the heat medium fluid; and the deck equipment having an anti-icing flow path in the lower part, the heat medium fluid transferred through the second pipe passes through the anti-icing flow path.

Description

빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템{anti-icing system for recycling exhausting gas heat of ship sailing frozen sea}{Anti-icing system for recycling exhaust gas heating of ship sailing frozen sea}

본 발명은 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빙해역운항시 갑판의 결빙을 에너지 효율을 고려하여 제거하는 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation type internal combustion system for an ice ship, and more particularly to an exhaust gas recirculation type internal combustion system for an ice-

일반적으로, 극지방과 같이 외기의 온도가 낮은 저온지역을 운항하는 선박의 경우에 갑판의 상부에 마련된 통로, 계단, 배수로, 난관 손잡이 등 외부로 노출된 부분은 낮은 외기의 영향을 직접적으로 받을 수밖에 없으므로 눈이나 수분, 물기 등이 쉽게 결빙되고 매우 미끄러운 상태가 되어 선원이나 탑승객의 이동이나 작업에 많은 지장을 주고 있다. Generally, in the case of a ship operating in a low-temperature region where the temperature of the outside air is low, such as the polar region, a portion exposed to the outside such as a passage, a stairway, a drainage path, and a tubular handle provided at the upper part of the deck can not be directly influenced by low outside air Snow, moisture, and water easily freeze and become very slippery, which has a great impact on the movement and operation of crew and passengers.

이처럼, 갑판이 미끄러운 상태에서는 보행시 미끄러짐으로 인한 부상, 선적이나 하적시 물품 파손을 유발할 뿐만 아니라, 선적된 물품이 결빙으로 인해 갑판에 붙어버리는 등 여러가지 문제점을 유발하게 된다. In this way, when the deck slippery, it causes various problems such as injury caused by slipping when walking, damage to the ship in the time of shipment or damping, and attachment of the shipped goods to the deck due to freezing.

이에 종래의 빙해역운항 선박의 갑판장비는 별도의 전원에 의해 가열되는 히터 내지 보일러 등과 같은 가열수단에 의해 가열된 열매체유를 사용하여 가열함으로써 외면에 결빙이 발생되는 것을 방지하였다. Conventionally, the deck equipment of a ship operating on ice vessels in the past has been heated using a heating medium heated by a separate power source, such as a heater or a boiler, thereby preventing freezing on the outer surface.

그러나, 이와 같은 가열을 위하여 별도의 에너지를 소모하므로 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 갑판장비와 히터 내지 열매체유 배관의 결합구조가 열전달 효율이 저하되어 에너지 효율이 낮으며, 외지의 극저온 상태와 내부에 매설된 가열수단 간의 높은 온도차로 열변형이 발생되어 히터 내지 열매체유 배관이 박리되어 내구성의 저하 및 열에너지의 낭비가 발생되는 문제점도 있었다. However, since energy is consumed separately for such heating, energy efficiency is lowered. In addition, the coupling structure between the deck equipment and the heater or the heat medium oil piping lowers the heat transfer efficiency and lowers the energy efficiency, and thermal deformation occurs due to a high temperature difference between the cryogenic temperature condition of the outside and the heating means buried in the inside, There is a problem that the pipe is peeled off and the durability is lowered and the heat energy is wasted.

한국 등록특허 제10-0558290호Korean Patent No. 10-0558290

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 빙해역운항시 갑판의 결빙을 에너지 효율을 고려하여 제거하는 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템를 제공하는 것을 해결과제로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation type ice-making system for an ice-breaking maritime service ship, which removes freezing of a deck in consideration of energy efficiency when the ice-

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 빙해선박의 엔진에서 발생되는 배기가스가 배출되되, 일측에 전열유로가 형성된 배기부; 열매체유를 순환시키는 순환펌프; 상기 순환펌프로부터 펌핑된 열매체유가 제1배관을 통해 유입되되, 상기 배기가스와 상기 열매체유 간의 열교환을 위해 상기 전열유로를 경유하여 상기 배기부 외측으로 인출되는 제2배관과 연결되는 전열관부; 및 상기 제2배관을 통해 이송되는 상기 열매체유가 통과하는 내빙유로가 하부에 구비되는 갑판장비를 포함하는 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템을 제공한다. In order to solve the above-described problems, the present invention provides an exhaust emission control system for an internal combustion engine, comprising: an exhaust unit for exhausting exhaust gas generated from an engine of an ice ship; A circulation pump circulating the heat medium oil; A heat transfer pipe portion that is pumped from the circulation pump through a first pipe and connected to a second pipe that is drawn out to the outside of the exhaust portion via the heat transfer path for heat exchange between the exhaust gas and the heat medium oil; And a deck equipment having an underflow channel through which the heat medium oil passed through the second pipe passes is provided at a lower part of the ice making system.

여기서, 상기 제1배관으로부터 분지되어 열매체류를 이송받아 가열한 후 상기 제2배관으로 배출하는 보조가열부를 더 포함하되, 상기 전열관부와 상기 보조가열부는 상호 병렬로 연결되며, 제어부에 의해 상기 전열관부와 상기 보조가열부 중 어느 일측으로 공급되는 열매체유의 이송량을 조절하는 제어밸브를 더 포함함이 바람직하다. The heat pipe unit and the auxiliary heating unit may be connected in parallel to each other. The control unit may further include an auxiliary heating unit that is branched from the first pipe and transfers the heat stored in the second pipe to the second pipe, And a control valve for controlling the transfer amount of the heat medium oil supplied to one side of the auxiliary heat transfer part.

그리고, 상기 전열관부는 상기 전열유로의 내측을 관통하도록 배치되되, 상기 전열유로는 확장된 단면으로 형성됨이 바람직하다. Preferably, the heat transfer tube portion is disposed so as to pass through the inside of the heat transfer passage, and the heat transfer passage is formed to have an expanded cross section.

한편, 상기 전열관부의 단부측에 직렬로 연결된 온도센서 및 보조가열부를 더 포함하되, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에는, 제어부에 의해 상기 제2배관을 흐르는 상기 열매체유를 가열하도록 조작신호가 발신되도록 할 수도 있다. The control unit may further include a temperature sensor and a subsidiary heating unit connected in series to an end of the heat transfer pipe unit. When the temperature sensed by the temperature sensor is lower than a predetermined temperature, the control unit controls the heat transfer oil flowing through the second pipe An operation signal may be sent to be heated.

그리고, 상기 갑판장비는 일면에 함몰 형성된 장착홈의 개구부 테두리를 따라 단턱부가 형성되는 몸체부와, 상기 갑판장비 몸체의 일면과 연속되도록 상기 단턱부에 용접 결합되어 상기 장착홈 내부를 커버하는 안착커버부와, 상기 장착홈의 내면을 커버하도록 삽입되어 상기 장착공간을 구획하는 단열재를 포함하되, 상기 내빙유로는 상기 상기 단열재 내면과 상기 안착커버부 사이에 형성됨이 바람직하다.The deck equipment includes a body portion having a step formed along the rim of the opening of the mounting groove recessed in one side, a seat cover welded to the step portion so as to be continuous with one surface of the deck equipment body, And a heat insulating material inserted to cover the inner surface of the mounting groove and defining the mounting space, wherein the inner flow path is formed between the inner surface of the heat insulating material and the seating cover part.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 빙해역운항용 내빙 갑판장비는 다음과 같은 효과를 제공한다. Through the above solution, the ice deck equipment for ice operation of the present invention provides the following effects.

첫째, 상기 빙해운항용 선박의 갑판장비를 기본적으로 선박 엔진의 배기가스의 잔존열을 회수하여 순환되는 열매체유를 사용하여 결빙을 방지하도록 사용함으로서 에너지 낭비를 현저히 절감할 수 있으며, 상기 갑판장비의 내부에 내빙유로를 일체로 형성하여 견고한 구조 하에 열전달 특성을 개선함으로써 장비의 내구성 및 에너지 효율을 동시에 개선하는 시너지 효과를 제공할 수 있다. First, the deck equipment of the ship for ice operation is basically used to recover the remaining heat of the exhaust gas of the marine engine and to prevent freezing by using the circulating heat medium oil, so that the waste of energy can be remarkably reduced. It is possible to provide a synergy effect of simultaneously improving durability and energy efficiency of equipment by improving the heat transfer characteristics under a solid structure by integrally forming an inner flow path inside.

둘째, 상기 빙해운항용 선박의 갑판장비의 내부에 내빙유로를 일체로 형성하여 열전달 특성을 현저히 개선하며, 외지의 극저온 상태와 내부를 흐르는 열매체유 간의 높은 온도차에도 불구하고 열변형의 발생이 최소화되어 장비의 내구성 및 에너지 효율을 현저히 개선할 수 있다. Second, it is possible to improve the heat transfer characteristic by integrally forming the inner channel on the inside of the deck equipment of the ship for the ice operation and to minimize the occurrence of thermal deformation despite the high temperature difference between the cryogenic state of the external environment and the internal heat- The durability and energy efficiency of the equipment can be remarkably improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템이 적용된 선체를 나타낸 개요도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템의 블럭도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 내빙유로가 형성된 갑판장비를 나타낸 분해단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 적용되는 내빙유로가 형성된 갑판장비를 나타낸 평면 투영도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템을 나타낸 개요도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a hull to which an exhaust heat recovery type ice-making system for an ice-marine-area navigation ship according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of an exhaust heat recovery type ice-making system for an ice-marine-area navigation ship according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded cross-sectional view illustrating a deck apparatus having an ice-making channel formed therein according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a deck apparatus having an ice-making channel formed therein according to an embodiment of the present invention; FIG.
5 is an outline view showing an exhaust heat recovery type ice-making system for an ice ship operating in an ocean area according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템을 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an exhaust emission heat recovery type ice-making system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템이 적용된 선체를 나타낸 개요도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템의 블럭도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a hull to which an exhaust heat recovering type internal combustion system for an ice ship of the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram of an internal combustion system of an exhaust emission heat recovery type ice making system according to an embodiment of the present invention. .

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템은 배기부(20), 순환펌프(50), 전열관부(55), 그리고 갑판장비(70)를 포함한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust gas recirculation type in-ice system for the maritime navigation ship includes an exhaust unit 20, a circulation pump 50, a heat transfer pipe unit 55, and a deck equipment 70.

여기서, 상기 배기부(20)는 빙해선박의 엔진(10)에서 발생되는 연소가스 등의 배기가스가 배출되는 통로로서, 일측에 전열유로(21)가 형성된다. Here, the exhaust unit 20 is a passage through which exhaust gas such as combustion gas generated in the engine 10 of the ice vessel is discharged, and a heat transfer channel 21 is formed on one side.

그리고, 상기 순환펌프(50)는 가열됨에 따라 열을 전달하기 위한 오일 등과 같은 열매체유를 저장탱크로부터 순환시키도록 펌핑하여 제1배관(51)을 통해 전열관부(55)로 유입시킨다. 여기서, 상기 전열관부(55)는 상기 배기가스와 상기 열매체유 간의 열교환을 위해 상기 전열유로(21)를 경유하여 상기 배기부(20) 외측으로 인출되는 제2배관(56)과 연결된다. The circulation pump 50 pumps heat medium oil such as oil for circulating heat from the storage tank as it is heated, and flows the heat medium through the first pipe 51 into the heat transfer pipe section 55. The heat transfer pipe portion 55 is connected to the second pipe 56 drawn out to the outside of the exhaust portion 20 via the heat transfer channel 21 for heat exchange between the exhaust gas and the heat medium oil.

이때, 상기 전열관부(55)는 상기 전열유로(21)를 관통하여 내측에 배치될 수 있으며, 이를 위하여 배기가스의 배출유로가 과도하게 축소되지 않도록 상기 전열유로(21)는 통상적인 배기구(20)의 단면보다 확장된 단면을 가지는 것이 바람직하다. At this time, the heat transfer pipe section 55 can be disposed inside the heat transfer passage 21, and the heat transfer passage 21 is connected to a common exhaust port 20 Of the cross section.

또한, 상기 전열관부(55)의 배출측에서 상기 열매체유는 320℃에 이르는 선박 배기가스의 열에너지를 흡수하여 기화된 후 상기 제2배관(56)으로 유입됨이 바람직하다. 이를 위해, 상기 전열관부(55)는 복수회 밴딩되거나 크로스 플로우 타입 열교환기 등과 같은 방식으로 설계되어 전열면적이 증가되도록 구비됨이 바람직하다. In addition, it is preferable that the heat medium oil at the discharge side of the heat transfer pipe portion 55 absorbs heat energy of the ship exhaust gas reaching 320 ° C. and is vaporized and then flows into the second pipe 56. For this purpose, it is preferable that the heat transfer pipe portion 55 is designed to be bent in a plural number of times or in a manner such as a cross flow type heat exchanger to increase the heat transfer area.

한편, 상기 갑판장비(70)의 하부에는 상기 제2배관(56)을 통해 이송되는 상기 열매체유가 통과하는 내빙유로(도 3의 75)가 구비된다. 여기서, 상기 갑판장비(70)는 쇄빙선 등의 극저온 지역을 운항하는 빙해역운항 선박 혹은 극지 환경 관측 등을 위해 설치된 해양구조물 등에서 저온 환경에 노출된 갑판을 형성하는 부품장비를 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 갑판장비(70)는 갑판의 통행로/계단 및 수하물 선적면을 형성하도록 평탄하게 구비된 데크플레이트 혹은 갑판의 가드레일을 따라 구비된 입체 형상의 손잡이 등을 포함할 수 있다. Meanwhile, an ice-making channel (75 in FIG. 3) through which the heat medium oil to be conveyed through the second pipe 56 passes is provided in the lower part of the deck equipment 70. Here, the deck equipment 70 is a component equipment for forming a deck exposed to a low-temperature environment in an ice ship operating on a cryogenic area such as an icebreaker or an offshore structure installed for polar environment observation Do. At this time, the deck equipment 70 may include a deck plate or a three-dimensional handle provided along the guard rails of the deck, which are provided flat to form the passage / stairs of the deck and the load surface of the baggage.

이와 같이 빙해역운항 선박의 갑판장비(70)를 배기가스의 잔존열을 회수하여 가열함으로써 그의 외면에 결빙이 발생되는 것을 방지하였으며, 이를 통해 갑판이 미끄러운 상태에서는 보행시 미끄러짐으로 인한 부상, 선적이나 하적시 물품 파손 등을 방지할 수 있다. 또한, 배기가스의 잔존열을 회수하여 상기 갑판장비(70)를 가열함으로써 에너지 낭비를 최소화하므로 에너지 효율을 현저히 개선할 수 있다. In this way, the deck equipment (70) of the ship operating in the ice of the sea is recovered and heated by recovering the residual heat of the exhaust gas, thereby preventing freezing on the outer surface thereof. As a result, when the deck slippery, It is possible to prevent damage or the like of the product in a downtime. In addition, since the residual heat of the exhaust gas is recovered and the deck equipment 70 is heated, the waste of energy is minimized, so that the energy efficiency can be remarkably improved.

더욱이, 상기 제1배관(51)으로부터 분지되어 열매체유를 이송받아 가열한 후 상기 제2배관(56)으로 배출하는 보조가열부(60)를 더 포함함이 바람직하다. 상기 보조가열부(60)는 선박 엔진의 구동정지 상태에서도 상기 갑판장비(70)의 결빙을 방지하기 위한 것으로서, 전기적으로 가열되는 히터 내지 보일러 등으로 구비될 수 있다.Further, it is preferable that the auxiliary heating unit 60 further comprises an auxiliary heating unit 60 branched from the first pipe 51 to transfer the heating medium oil to the heating pipe 60 and then discharge the heating medium to the second pipe 56. The auxiliary heating unit 60 is provided to prevent freezing of the deck equipment 70 even when the ship engine is stopped, and may be provided with an electrically heated heater or a boiler.

상세히, 상기 전열관부(55)와 상기 보조가열부(60)는 상호 병렬로 연결되며, 상기 선박 엔진(10)의 구동정지 여부를 감지하는 신호를 전달받아 제어부(90)에 의해 상기 전열관부(55)와 상기 보조가열부(60) 중 어느 일측으로 공급되는 열매체유의 이송량을 제어밸브(61,65)의 개폐를 제어하여 조절할 수 있다.In detail, the heat transfer pipe unit 55 and the auxiliary heat transfer unit 60 are connected in parallel to each other. The control unit 90 receives a signal for detecting whether the operation of the marine engine 10 is stopped, 55 and the auxiliary heating portion 60 can be controlled by controlling the opening and closing of the control valves 61,

예컨대, 상기 선박 엔진(10)이 구동정지된 상태에서는 상기 제어부(90)는 상기 열매체유를 보조가열부(60)를 경유하여 가열한 후 갑판장비(70)로 공급되도록 전열관부측 제어밸브(61)를 폐쇄하고 보조가열부측 제어밸브(65)를 개방하도록 조작신호를 발신한다. 반면에, 상기 선박 엔진(10)이 구동되어 배기가스가 배출되는 경우에 상기 제어부(90)는 전열관부측 제어밸브(61)를 개방하고 보조가열부측 제어밸브(65)를 폐쇄하도록 조작신호를 발신하여, 열매체유가 상기 배기가스의 잔존열을 회수하여 갑판장비(70)의 결빙을 방지하도록 함이 바람직하다. For example, in a state where the ship engine 10 is stopped, the control unit 90 heats the heat medium oil via the auxiliary heating unit 60 and then supplies the heat transfer pipe side control valve 61 And the auxiliary sends an operation signal to open the heat-side control valve 65. On the other hand, when the ship engine 10 is driven to exhaust the exhaust gas, the control unit 90 opens the control valve 61 on the heat transfer pipe side and closes the control valve 65 on the side of the heat transfer side So that the heat medium oil recovers the residual heat of the exhaust gas to prevent icing of the deck equipment (70).

또한, 상기 갑판장비(70) 중에서 결빙의 발생이 반드시 방지되어야 하는 영역에 온도센서(95)를 장착하여, 극저온 상태에서 배기열의 회수만으로 결빙 방지가 어려운 경우에는 상기 제어밸브(61,65)를 조절하여 열매체유의 일부는 보조가열부(60)를 경유하고 나머지는 전열관부(55)를 경유하도록 한 후 양측을 합류시켜 열매체유의 온도를 더욱 상승시킨 후 갑판장비(70) 측으로 공급할 수도 있다. 이후, 상기 갑판장치(70)를 통과한 열매체유는 상기 저장탱크(50a)로 회수될 수 있다. When the temperature sensor 95 is installed in the deck equipment 70 in which the occurrence of freezing must be prevented and it is difficult to prevent the freezing of the deck equipment 70 only by recovering the exhaust heat in the extremely low temperature state, A part of the heat medium oil may be supplied to the deck equipment 70 after the auxiliary heat is passed through the heat transferring unit 60 and the remainder passes through the heat transfer pipe unit 55 and then the two sides are joined to further raise the temperature of the heat transfer oil. Thereafter, the heat medium oil passing through the deck device 70 may be recovered to the storage tank 50a.

한편, 도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 내빙유로가 형성된 갑판장비를 나타낸 분해단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 적용되는 내빙유로가 형성된 갑판장비를 나타낸 평면 투영도이다. FIG. 3 is an exploded cross-sectional view illustrating a deck apparatus having an ice-making channel formed therein according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view illustrating a deck apparatus having an ice-making channel applied thereto according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 갑판장비(70)는 몸체부(70a), 안착커버부(77), 그리고 단열재(72)를 포함함이 바람직하다. As shown in FIGS. 3 and 4, the deck equipment 70 preferably includes a body portion 70a, a seat cover portion 77, and a heat insulating material 72.

상세히, 상기 몸체부(70a)의 일면에는 장착홈(71)이 설정된 패턴을 따라 함몰 형성되며, 상기 장착홈(71)의 개구부 테두리를 따라 단턱부(73)가 형성된다. 이때, 상기 갑판장비(70)는 선체의 종강도를 지지하되 선체의 상면을 수밀하여 선박 내부의 침수를 방지하도록 갑판보(deck beam) 위에 설치되어 선체를 덮는 갑판을 형성하는 데크플레이트를 의미하는 것으로 이해할 수 있다. In detail, a mounting groove 71 is formed on one surface of the body portion 70a along a predetermined pattern, and a step portion 73 is formed along the rim of the opening of the mounting groove 71. Here, the deck equipment 70 refers to a deck plate that supports the longitudinal strength of the hull and forms a deck covering the hull so that the upper surface of the hull is watertight to prevent flooding inside the ship. .

그리고, 상기 데크플레이트는 선체의 종강도를 지지하도록 금속 재질의 판재로 구비될 수 있으며, 해수나 비 등에 의한 부식을 방지하도록 알루미늄 재질로 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 상기 데크플레이트는 상면이 선체 외부로 노출되며, 수하물을 적재하거나 선원들이 통행하는 갑판의 작업공간을 형성할 수 있다. The deck plate may be formed of a metal plate to support the longitudinal strength of the hull, and may be made of aluminum to prevent corrosion due to seawater or rain. At this time, the upper surface of the deck plate is exposed to the outside of the hull, and it is possible to load luggage or form a working space of a deck on which crew members pass.

여기서, 상기 장착홈(71)은 상기 몸체부(70a)에서 선체 외부로 노출되는 상면에 하측으로 함몰되어 형성되며, 상기 장착홈(71)의 테두리에는 단턱부(73)가 형성되어 상부측 개구부는 넓고 하부측이 좁은 형태로 구비된다. 그리고, 상기 안착커버부(77)는 상기 몸체부(70a)의 외면과 연속되도록 상기 단턱부(73)에 용접 결합되어 상기 장착홈(71) 내부를 커버한다. 여기서, 상기 안착커버부(77)는 상기 몸체부(70a)와 동일한 소재로 형성되는 것이 바람직하며, 알루미늄 소재로 구비될 수 있다. Here, the mounting groove 71 is formed downward on the upper surface exposed to the outside of the hull in the body portion 70a, and a step portion 73 is formed on the rim of the mounting groove 71, And the lower side is formed in a narrow shape. The seating cover portion 77 is welded to the step portion 73 so as to be continuous with the outer surface of the body portion 70a to cover the inside of the mounting groove 71. [ Here, the seating cover portion 77 may be formed of the same material as the body portion 70a, and may be formed of an aluminum material.

그리고, 상기 안착커버부(77)는 상기 단턱부(73)의 상하 두께와 동일한 두께로 구비되어 단턱부(73)에 안착시 상기 갑판장비 몸체(70a)의 상면과 상기 안착커버부(77)의 상면이 연속적인 일체감을 제공할 수 있다. The seating cover portion 77 is formed to have the same thickness as the upper and lower thickness of the step portion 73 so that the upper surface of the deck equipment body 70a and the seating cover portion 77, Can provide a continuous sense of unity.

또한, 상기 안착커버부(77)의 테두리면은 상기 단턱부(73)의 측면과 밀착된 상태에서 기계적 체결되거나 용접되어 결합될 수 있으며, 용접시 상기 장착홈(71)의 내부를 밀폐할 수 있다. 여기서, 상기 안착커버부(77)와 상기 단턱부(73)는 마찰교반 용접(friction stir welding)에 의해 결합될 수 있다. In addition, the rim of the seating cover portion 77 can be mechanically fastened or welded to be in close contact with the side surface of the step portion 73, and the inside of the mounting groove 71 can be sealed have. Here, the seating cover portion 77 and the step portion 73 may be joined by friction stir welding.

즉, 상기 단턱부(73)의 측면에 접하는 상기 안착커버부(77)의 테두리면의 상부에 마찰교반 용접 툴을 접촉시킨 상태에서 툴이 고속회전된다. 다시 말해, 상기 툴은 상기 안착커버부(77)와 상기 몸체부(70a) 외면의 경계선의 상측에 배치되어 회전되며, 상기 경계선을 따라 이동되면 용접 작업을 수행할 수 있다. 이때, 상기 툴이 접촉된 부분을 따라 가소영역이 형성되고 상기 가소영역이 상기 안착커버부(77)와 상기 단턱부(73)의 측면을 따라 하측으로 확장되며 상기 안착커버부(77)와 상기 단턱부(73)의 외면이 용접 결합될 수 있다. That is, the tool is rotated at a high speed in a state in which the friction stir welding tool is in contact with the upper surface of the edge surface of the seating cover portion 77 which is in contact with the side surface of the step portion 73. In other words, the tool is disposed on the upper side of the boundary line between the seating cover portion 77 and the outer surface of the body portion 70a, and can perform the welding operation when the tool is moved along the boundary line. At this time, a fining region is formed along the contacted portion of the tool and the fining region is extended downward along the side surfaces of the seating cover portion 77 and the step portion 73, The outer surface of the step portion 73 can be welded.

이때, 상기 안착커버부(77)의 상면 및 상기 몸체부(70a)의 상면에는 용접된 부분을 따라 툴이 압입된 압입홈과 툴의 회전마찰로 인한 물고기 비늘형태의 용접비드가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 안착커버부(77) 및 상기 몸체부(70a)를 상기 압입홈이 압입된 높이범위를 따라 절삭 및 정삭 공정을 수행하여 두 부재가 상호 연속되는 표면을 갖도록 평탄화하여 일체감 있는 연속된 표면을 형성할 수 있다. At this time, on the upper surface of the seat cover portion 77 and on the upper surface of the body portion 70a, a fish bead-shaped weld bead may be formed due to the rotational friction of the tool and the press-fit groove in which the tool is press- . Here, the seating cover portion 77 and the body portion 70a are subjected to a cutting and finishing process along a height range in which the press-fit groove is press-fitted, so that the two members are planarized to have mutually continuous surfaces, Can be formed.

이에 따라, 두 부재 사이가 밀폐되어 습기 침투 및 습기의 결해빙에 따른 동파 손상이 원천적으로 방지됨과 더불어 두 부재의 외관이 마치 하나의 부재처럼 일체감을 제공하여 한층 고급화된 제품을 생산할 수 있다. Accordingly, the two members are sealed to prevent moisture damage and moisture damage caused by freezing and thawing, and the outer appearance of the two members provides a sense of unity just like a single member, so that a more advanced product can be produced.

그리고, 상기 단열재(72)는 상기 장착홈(71)의 내면을 커버하도록 삽입되어 상기 장착공간을 구획한다. 여기서, 상기 단열재(72)는 세라믹이나 카본, 실리콘 등 고온에서 안정성을 지니며 열전도성이 낮은 소재로 구비됨이 바람직하다. The heat insulating material 72 is inserted to cover the inner surface of the mounting groove 71 to define the mounting space. Here, the heat insulator 72 is preferably made of ceramic, carbon, silicon, or the like, which has stability at a high temperature and low thermal conductivity.

이때, 상기 단열재(72)는 상기 장착홈(71)의 하부 측면과 하면을 커버하도록 구비될 수 있으며, 상기 열매체유의 열이 상기 장착홈(71)의 하부나 측부로 유동되지 않도록 장착공간을 구획하여 단열할 수 있다. 이를 통해, 상기 상기 단열재(72) 내면과 상기 안착커버부(77) 사이에 내빙유로(75)가 형성되어, 상기 내빙유로(75)는 통하여 가열된 열매체유가 유동되면서 열교환을 통해 빙결을 방지할 수 있다. At this time, the heat insulating material 72 may be provided to cover the lower side surface and the lower surface of the mounting groove 71. In order to prevent the heat oil from flowing to the lower side or the side of the mounting groove 71, So that it can be insulated. An end effector 75 is formed between the inner surface of the heat insulator 72 and the seat cover 77 so that the heated heat medium oil flows through the end effector 75 to prevent freezing through heat exchange .

더욱이, 상기 갑판장비(70)에 가열된 열매체유가 유동되는 내빙유로(75)가 실질적으로 일체로 형성되므로 열전달 효율이 향상되어 에너지 효율을 개선할 수 있다. 또한, 이와 같이 내빙유로(75)가 갑판장비(70)에 별도로 부착 내지 결합되지 않고 일체로 형성되므로 외지의 극저온 상태와 내부를 흐르는 열매체유 간의 높은 온도 차이에도 불구하고 상기 몸체부(70a) 및 안착커버부(77)가 열변형에 따른 응력을 균일하게 분산하여 지지함으로써 열변형이 최소화되어 내구성이 향상될 수 있다. Further, since the inner flow path 75 through which the heated heat medium oil flows in the deck equipment 70 is formed substantially integrally, the heat transfer efficiency is improved and the energy efficiency can be improved. In addition, since the inner diameter of the body portion 70a and the inner diameter of the deck equipment 70 are increased, The seat cover portion 77 uniformly disperses and supports the stress due to thermal deformation, thereby minimizing thermal deformation and improving durability.

여기서, 상기 갑판장비(70)는 기설정된 형상으로 구획되어 복수개로 구비되되, 인접하는 상기 갑판장비 몸체부의 일측과 타 갑판장비 몸체부의 일측과 대향 배치되는 타측 간에 상기 내빙유로(75)가 상호 연통되도록 연결되되, 상기 내빙유로(75)는 각 갑판장비 몸체부의 일면 전체를 순회하도록 도 4에 도시된 바와 같은 기설정된 배열라인을 따라 형성됨이 바람직하다.Here, the deck equipment 70 is divided into a predetermined shape, and a plurality of the deck equipment 70 are provided. The deck equipment 70 is provided between the one side of the adjacent deck equipment body and the other side of the other deck equipment body, And the inner flow path 75 is formed along a predetermined arrangement line as shown in FIG. 4 so as to circulate the entire one surface of each deck equipment body.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템을 나타낸 개요도이다. 본 실시예에서는 보조가열부의 배치 및 작동구조를 제외한 기본적인 구성은 전술된 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다. Meanwhile, FIG. 5 is a schematic view showing an exhaust heat recovery type ice-making system for an ice ship in the sea area according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the basic configuration except for the arrangement and operation structure of the auxiliary heating portion is the same as that of the above-described embodiment, so that the description of the same configuration will be omitted.

도 5에서 보는 바와 같이, 열매체유는 순환펌프(50)에 의해 순환배관(150)을 따라 순환되되, 상기 순환배관(150)의 일측에 구비된 전열관부(155)는 선박 엔진(10)의 배기구(20)를 경유하면서 그 내부를 흐르는 열매체유가 배기가스와 상호 열교환되도록 한다. 5, the heat medium oil is circulated along the circulation pipe 150 by the circulation pump 50, and the heat transfer pipe unit 155 provided at one side of the circulation pipe 150 is circulated through the circulation pipe 150, So that the heat medium oil flowing through the exhaust port 20 exchanges heat with the exhaust gas.

이후, 상기 순환배관(150) 내부를 흐르는 가열된 열매체유는 상기 갑판장비(70)의 내부에 형성된 내빙유로(75)를 통과하면서 결빙을 방지하도록 열교환을 수행한 후, 다시 순환펌프(50)로 회수되어 순환된다. 이때, 전술된 일실시예에서 설명된 저장탱크는 생략될 수 있다. The heated heat medium oil flowing in the circulation pipe 150 passes through the ice-making channel 75 formed in the deck equipment 70 to perform heat exchange so as to prevent freezing, And circulated. At this time, the storage tank described in the above-described embodiment may be omitted.

여기서, 상기 전열관부(155)는 상기 배기구(20)의 외측을 나선형으로 감싸는 상태로 접촉되는 구성으로 도시되어 있으나, 전술된 일실시예와 같이 상기 전열관부(155)는 배기구(20)의 내부를 관통하여 배치되도록 구비될 수도 있다. In this case, the heat transfer pipe section 155 is formed to be in contact with the inside of the exhaust port 20 in a state of spirally covering the outside of the exhaust port 20. However, As shown in FIG.

한편, 전술된 일실시예와 다르게, 상기 보조가열부(160)는 상기 전열관부(155)의 단부에 직렬로 연결되어 상기 전열관부(155) 단부측 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에 작동되어 열매체유를 추가로 가열하도록 작동된다. The auxiliary heating unit 160 is connected in series to the end of the heat transfer pipe unit 155 to operate when the temperature of the end side of the heat transfer pipe unit 155 is lower than a predetermined temperature, And is operated to further heat the oil.

상세히, 상기 전열관부(155)의 단부측에 온도센서(195) 및 보조가열부(160)가 직렬로 연결되되, 상기 온도센서(195)에 의해 감지된 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에는 제어부(190)에 의해 상기 전열배관(155)의 단부측 제2배관(156)을 흐르는 상기 열매체유를 가열하도록 조작신호가 발신되어, 상기 열매체유에 부족한 열량을 보충할 수 있다. The temperature sensor 195 and the auxiliary heating unit 160 are connected in series to the end of the heat transfer pipe unit 155. When the temperature sensed by the temperature sensor 195 is lower than a preset temperature, 190, an operation signal is sent to heat the heat medium oil flowing through the second piping 156 on the end side of the heat transfer pipe 155, so that the heat medium can supplement the heat medium.

이와 같이, 본 발명에 따른 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템은 상기 빙해운항용 선박의 갑판장비(70)를 기본적으로 선박 엔진(10)의 배기가스의 잔존열을 회수하여 결빙을 방지하도록 사용하되, 전술된 갑판장비(70)의 내부에 내빙유로(75)를 일체로 형성하여 열전달 특성을 개선함으로써 장비의 내구성 및 에너지 효율을 현저히 개선할 수 있다. As described above, according to the present invention, the exhaust heat recovering type in-ice system for an ice ship for maritime navigation uses the deck equipment 70 of the ship for ice operation to basically recover the residual heat of the exhaust gas of the marine engine 10 However, the durability and the energy efficiency of the equipment can be remarkably improved by improving the heat transfer characteristics by integrally forming the inner channel 75 inside the deck equipment 70 described above.

또한, 상기 갑판장비는 상술된 데크플레이트나 가드레일의 손잡이 외에도 해수나 눈, 비 등의 노출되어 결빙이 발생될 수 있는 다양한 갑판장비를 포함하는 개념으로 이해하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the deck equipment includes not only the handle of the deck plate and the guard rail, but also various deck equipment which can be exposed to sea water, snow, rain,

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구한 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and variations and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. And such modifications are within the scope of the present invention.

10: 선박 엔진 20: 배기구
21: 전열유로 50: 순환펌프
55,155: 전열관부 60,160: 보조가열부
70: 갑판장비 75: 내빙유로
90,190: 제어부10: Marine engine 20: Exhaust port
21: Heat transfer channel 50: Circulation pump
55, 155: heat transfer pipe section 60, 160:
70: deck equipment 75:
90, 190:

Claims (5)

빙해선박의 엔진에서 발생되는 배기가스가 배출되되, 일측에 전열유로가 형성된 배기부;
열매체유를 순환시키는 순환펌프;
상기 순환펌프로부터 펌핑된 열매체유가 제1배관을 통해 유입되되, 상기 배기가스와 상기 열매체유 간의 열교환을 위해 상기 전열유로를 경유하여 상기 배기부 외측으로 인출되는 제2배관과 연결되는 전열관부; 및
상기 제2배관을 통해 이송되는 상기 열매체유가 통과하는 내빙유로가 하부에 구비되는 갑판장비를 포함하는 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템. An exhaust unit which exhausts the exhaust gas generated from an engine of an ice ship and has a heat transfer channel formed on one side thereof;
A circulation pump circulating the heat medium oil;
A heat transfer pipe portion that is pumped from the circulation pump through a first pipe and connected to a second pipe that is drawn out to the outside of the exhaust portion via the heat transfer path for heat exchange between the exhaust gas and the heat medium oil; And
And an ice-making channel through which the heat medium oil passed through the second pipe passes is provided at a lower portion of the ice-making vessel. 제 1 항에 있어서,
상기 제1배관으로부터 분지되어 열매체류를 이송받아 가열한 후 상기 제2배관으로 배출하는 보조가열부를 더 포함하되,
상기 전열관부와 상기 보조가열부는 상호 병렬로 연결되며, 제어부에 의해 상기 전열관부와 상기 보조가열부 중 어느 일측으로 공급되는 열매체유의 이송량을 조절하는 제어밸브를 더 포함함을 특징으로 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템. The method according to claim 1,
Further comprising: an auxiliary heating unit branched from the first pipe to transfer the heat storage to the second pipe,
The heat transfer pipe unit and the auxiliary heating unit may be connected in parallel to each other. The control unit may further include a control valve for controlling a transfer amount of the heat medium oil supplied to the heat transfer pipe unit and the auxiliary heating unit by the control unit. Evaporation recirculation system. 제 1 항에 있어서,
상기 전열관부는 상기 전열유로의 내측을 관통하도록 배치되되, 상기 전열유로는 확장된 단면으로 형성됨을 특징으로 하는 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the heat transfer pipe portion is disposed so as to pass through the inside of the heat transfer path, and the heat transfer path is formed in an expanded cross-section. 제 1 항에 있어서,
상기 전열관부의 단부측에 직렬로 연결된 온도센서 및 보조가열부를 더 포함하되, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에는, 제어부에 의해 상기 제2배관을 흐르는 상기 열매체유를 가열하도록 조작신호가 발신됨을 특징으로 하는 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템. The method according to claim 1,
And a temperature sensor and a subsidiary heating unit connected in series to an end side of the heat transfer pipe unit. When the temperature detected by the temperature sensor is lower than a predetermined temperature, the control unit controls the heating oil flowing through the second pipe And an operation signal is transmitted to the ice making vessel. 제 1 항에 있어서,
상기 갑판장비는 일면에 함몰 형성된 장착홈의 개구부 테두리를 따라 단턱부가 형성되는 몸체부와, 상기 갑판장비 몸체의 일면과 연속되도록 상기 단턱부에 용접 결합되어 상기 장착홈 내부를 커버하는 안착커버부와, 상기 장착홈의 내면을 커버하도록 삽입되어 상기 장착공간을 구획하는 단열재를 포함하되,
상기 내빙유로는 상기 상기 단열재 내면과 상기 안착커버부 사이에 형성됨을 특징으로 하는 빙해역운항 선박용 배기열 회수식 내빙 시스템. The method according to claim 1,
The deck equipment includes a body portion having a step formed along an opening edge of a mounting groove recessed in one face, a seat cover portion welded to the step portion so as to be continuous with one surface of the deck equipment body, And a heat insulating member inserted to cover the inner surface of the mounting groove to define the mounting space,
Wherein the inner flow path is formed between the inner surface of the heat insulating material and the seating cover portion.
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