KR20220030598A - 선박 - Google Patents

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KR20220030598A
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신형식
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Abstract

선박을 제공한다. 선박은 선체와, 상기 선체의 내부를 순환하는 열 매체의 이송 경로를 제공하는 순환 배관과, 상기 순환 배관을 따라 상기 열 매체가 이송되도록 상기 열 매체를 가압하는 압력 펌프와, 상기 순환 배관상에 배치되고, 해수에 의해 냉각된 상기 선체에 밀착하여 상기 열 매체를 냉각시키는 열 교환 배관, 및 상기 열 교환 배관에서 냉각된 열 매체로 냉각 대상물을 냉각시키는 냉각기를 포함한다.

Description

선박{Ship}
본 발명은 해수에 접촉된 선체를 이용하여 열 교환을 수행하는 선박에 관한 것이다.
선박은 연료를 연소시켜 엔진을 구동시키고, 엔진의 구동력은 선박의 추진력으로 이용될 수 있다. 구동하는 엔진은 높은 열을 발생시킬 수 있다. 엔진의 온도가 지속적으로 상승하는 경우 엔진에 손상될 수 있다. 이에, 엔진을 냉각시키기 위한 냉각 시스템이 선박에 구비될 수 있다. 냉각 시스템은 냉각수를 순환시켜 엔진을 냉각시킬 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1122774호 (2012.03.23)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 해수에 접촉된 선체를 이용하여 열 교환을 수행하는 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 선박의 일 면(aspect)은 선체와, 상기 선체의 내부를 순환하는 열 매체의 이송 경로를 제공하는 순환 배관과, 상기 순환 배관을 따라 상기 열 매체가 이송되도록 상기 열 매체를 가압하는 압력 펌프와, 상기 순환 배관상에 배치되고, 해수에 의해 냉각된 상기 선체에 밀착하여 상기 열 매체를 냉각시키는 열 교환 배관, 및 상기 열 교환 배관에서 냉각된 열 매체로 냉각 대상물을 냉각시키는 냉각기를 포함한다.
상기 열 교환 배관은 상기 선체에 밀착하여 상기 선체와 열 교환이 가능한 열 교환면을 포함한다.
상기 열 교환 배관은, 냉각된 열 매체를 상기 냉각기로 공급하는 메인 냉각 배관, 및 상기 냉각기에서 가열된 열 매체를 냉각시켜 상기 메인 냉각 배관으로 공급하는 보조 냉각 배관을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 열 교환 배관을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 열 교환 배관이 선체에 밀착한 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 냉각핀이 구비된 열 교환 배관을 나타낸 도면이다.
도 6은 열 매체가 순환하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 선박에서 열 매체가 순환하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 열 교환 배관을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 열 교환 배관이 선체에 밀착한 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 냉각핀이 구비된 열 교환 배관을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(10)은 선체(100), 엔진(E), 추진기(T), 순환 배관(200), 열 교환 배관(300), 압력 펌프(400) 및 냉각기(500)를 포함하여 구성된다.
엔진(E)은 선체(100)의 추진을 위한 회전력을 발생시킬 수 있다. 추진기(T)는 엔진(E)의 회전력으로 선체(100)의 추진을 위한 추진력을 발생시킬 수 있다.
순환 배관(200)은 선체(100)의 내부를 순환하는 열 매체의 이송 경로를 제공할 수 있다. 순환 배관(200)의 경로 상에 열 교환 배관(300), 압력 펌프(400) 및 냉각기(500)가 구비될 수 있다.
압력 펌프(400)는 순환 배관(200)을 따라 열 매체가 이송되도록 열 매체를 가압할 수 있다. 본 발명에서 열 매체는 액체의 형태로 제공되어 열을 전달할 수 있다. 열 매체는 압력 펌프(400)에 의해 가압되어 순환 배관(200)을 따라 이송되어 선체(100)의 내부를 순환할 수 있다.
열 교환 배관(300)은 순환 배관(200)상에 배치되고, 해수에 의해 냉각된 선체(100)에 밀착하여 열 매체를 냉각시킬 수 있다. 선박(10)이 운항 중인 경우 선체(100)는 해수와 열 교환을 수행하여 냉각될 수 있다. 열 교환 배관(300)은 해수에 의해 냉각된 선체(100)와 열 교환을 수행할 수 있고, 이 때 열 교환 배관(300)을 통해 이송 중인 열 매체가 냉각될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 열 교환 배관(300)은 선체(100)에 밀착하여 선체(100)와 열 교환이 가능한 열 교환면(HF)을 포함할 수 있다.
열 교환면(HF)은 선체(100)의 내측면에 밀착할 수 있다. 도 3 및 도 4는 평면 형태의 열 교환면(HF)을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서 열 교환면(HF)은 선체(100)의 내측면의 형태와 동일하거나 유사한 형상으로 제공될 수 있다.
열 교환면(HF)이 선체(100)에 밀착함에 따라 선체(100)와 열 교환 배관(300) 간의 열 교환 효율이 향상될 수 있게 된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 열 교환 배관(301)은 냉각핀(CF)을 구비할 수 있다.
냉각핀(CF)은 열 교환 배관(301)의 측면에서 외측으로 연장 형성되어 선체(100)의 내측면에 밀착할 수 있다. 냉각핀(CF)이 구비됨에 따라 열 교환 배관(301)의 열 교환면(HF)의 면적이 증가하고, 열 교환 배관(301)과 선체(100) 간의 열 교환 효율이 향상될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 설명하면, 냉각기(500)는 열 교환 배관(300)에서 냉각된 열 매체로 냉각 대상물을 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 냉각기(500)는 냉각된 열 매체와 냉각 대상물 간에 열 교환을 수행할 수 있다. 이에, 냉각 대상물이 냉각될 수 있다. 열 교환이 완료된 열 매체는 다시 순환 배관(200)을 통해 이송될 수 있다.
본 발명에서 냉각 대상물은 엔진(E)일 수 있다. 연료를 연소시켜 구동됨에 따라 엔진(E)은 높은 열을 발생시킬 수 있다. 냉각기(500)에 의해 냉각됨에 따라 엔진(E)의 온도 상승이 감소될 수 있다. 특히, 선박(10)의 운항 속도가 증가하는 경우 엔진(E)의 온도 상승율도 상승할 수 있다. 이 때, 선체(100)는 열 교환되지 않은 새로운 해수와의 접촉 가능성이 증가하고, 열 교환 배관(300)에 의해 냉각되는 열 매체의 냉각 효율도 상승한다. 따라서, 선박(10)의 운항 속도가 증가하더라도 엔진(E)이 효과적으로 냉각될 수 있다.
한편, 본 발명에서 냉각 대상물이 엔진(E)인 것은 예시적인 것으로서, 냉각 대상물은 화물 또는 식수 등 다양하게 결정될 수 있다.
열 교환 배관(300)은 메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)을 포함할 수 있다.
메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)은 각각 선체(100)의 일정 영역상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)은 각각 복수의 세부 배관을 포함할 수 있으며, 복수의 세부 배관이 선체(100)의 일정 영역상에 배치될 수 있는 것이다. 복수의 세부 배관이 선체(100)의 서로 다른 지점에서 열 교환을 수행함에 따라 메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)의 열 교환 효율이 향상될 수 있다.
메인 냉각 배관(310)은 냉각된 열 매체를 냉각기(500)로 공급하고, 보조 냉각 배관(320)은 냉각기(500)에서 가열된 열 매체를 냉각시켜 메인 냉각 배관(310)으로 공급할 수 있다. 메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)은 선체(100)의 서로 다른 바닥면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메인 냉각 배관(310)은 선체(100)의 우측 바닥면에 배치되고, 보조 냉각 배관(320)은 선체(100)의 좌측 바닥면에 배치될 수 있다. 이에, 메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)은 선체(100)를 경유하여 서로 다른 해수와 열 교환을 수행할 수 있게 된다.
그러나, 메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)이 선체(100)의 좌측 및 우측 바닥면에 배치된 것은 예시적인 것으로서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)은 선체(100)의 앞쪽 및 뒤쪽 바닥면에 배치될 수도 있다.
도 6은 열 매체가 순환하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 열 매체(HM)는 압력 펌프(400)에 의해 가압되어 순환 배관(200)을 따라 선체(100)의 내부를 순환할 수 있다.
메인 냉각 배관(310)에서 냉각된 열 매체(HM)는 냉각기(500)로 전달될 수 있다. 냉각기(500)는 냉각된 열 매체(HM)를 이용하여 냉각 대상물을 냉각시킬 수 있다. 냉각 대상물을 냉각시킴으로써 가열된 열 매체(HM)는 보조 냉각 배관(320)으로 전달될 수 있다. 보조 냉각 배관(320)은 가열된 열 매체(HM)를 냉각시킬 수 있다.
보조 냉각 배관(320)에서 냉각된 열 매체(HM)는 메인 냉각 배관(310)으로 전달될 수 있다. 메인 냉각 배관(310)은 보조 냉각 배관(320)에서 냉각된 열 매체(HM)를 다시 냉각시켜 냉각기(500)로 공급할 수 있다.
메인 냉각 배관(310) 및 보조 냉각 배관(320)에 의해 충분히 냉각된 열 매체(HM)가 냉각기(500)로 공급됨에 따라 냉각기(500)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이고, 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 선박에서 열 매체가 순환하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박(11)은 선체(100), 엔진(E), 순환 배관(200), 열 교환 배관, 압력 펌프(400) 및 냉각기(500)를 포함하여 구성된다.
엔진(E)은 선체(100)의 추진을 위한 회전력을 발생시킬 수 있다. 순환 배관(200)은 선체(100)의 내부를 순환하는 열 매체(HM)의 이송 경로를 제공할 수 있다. 순환 배관(200)의 경로 상에 열 교환 배관(311, 312, 321, 322), 압력 펌프(400) 및 냉각기(500)가 구비될 수 있다. 압력 펌프(400)는 순환 배관(200)을 따라 열 매체(HM)가 이송되도록 열 매체(HM)를 가압할 수 있다.
열 교환 배관은 순환 배관(200)상에 배치되고, 해수에 의해 냉각된 선체(100)에 밀착하여 열 매체(HM)를 냉각시킬 수 있다.
열 교환 배관은 제1 메인 냉각 배관(311), 제2 메인 냉각 배관(312), 제1 보조 냉각 배관(321) 및 제2 보조 냉각 배관(322)을 포함하여 구성된다.
제1 메인 냉각 배관(311), 제2 메인 냉각 배관(312), 제1 보조 냉각 배관(321) 및 제2 보조 냉각 배관(322)은 순환 배관(200)을 따라 일렬로 배치될 수 있다.
제1 메인 냉각 배관(311)은 냉각된 열 매체(HM)를 냉각기(500)로 공급할 수 있다. 제2 메인 냉각 배관(312)은 냉각된 열 매체(HM)를 제1 메인 냉각 배관(311)으로 공급할 수 있다. 제1 메인 냉각 배관(311)은 제2 메인 냉각 배관(312)에서 냉각된 열 매체(HM)를 다시 냉각시켜 냉각기(500)로 공급할 수 있는 것이다.
제1 보조 냉각 배관(321)은 냉각기(500)에서 가열된 열 매체(HM)를 냉각시킬 수 있다. 제1 보조 냉각 배관(321)에서 냉각된 열 매체(HM)는 제2 보조 냉각 배관(322)으로 공급될 수 있다. 제2 보조 냉각 배관(322)은 제1 보조 냉각 배관(321)으로부터 공급된 열 매체(HM)를 다시 냉각시켜 제2 메인 냉각 배관(312)으로 공급할 수 있다.
순환 배관(200)에는 제1 메인 냉각 배관(311)과 제1 보조 냉각 배관(321)을 연결하는 연결 배관(230)이 구비될 수 있다. 연결 배관(230)은 제1 메인 냉각 배관(311)과 제2 메인 냉각 배관(312)의 사이에 구비된 순환 배관(이하, 메인 배관이라 한다)(210)과 제1 보조 냉각 배관(321)과 제2 보조 냉각 배관(322)의 사이에 구비된 순환 배관(이하, 보조 배관이라 한다)(220)을 연결할 수 있다.
메인 배관(210), 보조 배관(220) 및 연결 배관(230)에는 열 매체(HM)의 이송을 허용하거나 차단하기 위한 밸브(VL1, VL2, VL3)가 구비될 수 있다. 이하, 메인 배관(210)에 구비된 밸브를 메인 밸브(VL1)라 하고, 보조 배관(220)에 구비된 밸브를 보조 밸브(VL2)라 하며, 연결 배관(230)에 구비된 밸브를 연결 밸브(VL3)라 한다.
메인 밸브(VL1), 보조 밸브(VL2) 및 연결 밸브(VL3)에 의해 제1 메인 냉각 배관(311), 제2 메인 냉각 배관(312), 제1 보조 냉각 배관(321) 및 제2 보조 냉각 배관(322) 모두에 의해 냉각된 열 매체(HM)가 냉각기(500)로 공급될 수 있고, 제1 메인 냉각 배관(311) 및 제1 보조 냉각 배관(321)에 의해서만 냉각된 열 매체(HM)가 냉각기(500)로 공급될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 제1 메인 냉각 배관(311), 제2 메인 냉각 배관(312), 제1 보조 냉각 배관(321) 및 제2 보조 냉각 배관(322) 모두에 의해 냉각된 열 매체(HM)가 냉각기(500)로 공급될 수 있다.
열 매체(HM)는 제1 보조 냉각 배관(321), 제2 보조 냉각 배관(322), 제2 메인 냉각 배관(312) 및 제1 메인 냉각 배관(311)의 순서로 이송되면서 냉각되어 냉각기(500)로 공급될 수 있다. 이를 위하여, 메인 밸브(VL1) 및 보조 밸브(VL2)는 각각 메인 배관(210) 및 보조 배관(220)을 개방하고, 연결 밸브(VL3)는 연결 배관(230)을 폐쇄할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 메인 냉각 배관(311) 및 제1 보조 냉각 배관(321)에 의해서만 냉각된 열 매체(HM)가 냉각기(500)로 공급될 수 있다.
열 매체(HM)는 제1 보조 냉각 배관(321) 및 제1 메인 냉각 배관(311)의 순서로 이송되면서 냉각되어 냉각기(500)로 공급될 수 있다. 제1 보조 냉각 배관(321)에서 냉각된 열 매체(HM)는 연결 배관(230)을 통해 제1 메인 냉각 배관(311)으로 공급될 수 있다. 이를 위하여, 메인 밸브(VL1) 및 보조 밸브(VL2)는 각각 메인 배관(210) 및 보조 배관(220)을 폐쇄하고, 연결 밸브(VL3)는 연결 배관(230)을 개방할 수 있다.
사용자는 냉각 대상물의 온도 상태에 따라 열 매체(HM)를 냉각시킬 냉각 배관을 적절히 선택할 수 있다.
이상과 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10, 11: 선박 100: 선체
200: 순환 배관 210: 메인 배관
220: 보조 배관 230: 연결 배관
300, 301: 열 교환 배관 310: 메인 냉각 배관
311: 제1 메인 냉각 배관 312: 제2 메인 냉각 배관
320: 보조 냉각 배관 321: 제1 보조 냉각 배관
322: 제2 보조 냉각 배관 400: 압력 펌프
500: 냉각기

Claims (3)

  1. 선체;
    상기 선체의 내부를 순환하는 열 매체의 이송 경로를 제공하는 순환 배관;
    상기 순환 배관을 따라 상기 열 매체가 이송되도록 상기 열 매체를 가압하는 압력 펌프;
    상기 순환 배관상에 배치되고, 해수에 의해 냉각된 상기 선체에 밀착하여 상기 열 매체를 냉각시키는 열 교환 배관; 및
    상기 열 교환 배관에서 냉각된 열 매체로 냉각 대상물을 냉각시키는 냉각기를 포함하는 선박.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열 교환 배관은 상기 선체에 밀착하여 상기 선체와 열 교환이 가능한 열 교환면을 포함하는 선박.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 열 교환 배관은,
    냉각된 열 매체를 상기 냉각기로 공급하는 메인 냉각 배관; 및
    상기 냉각기에서 가열된 열 매체를 냉각시켜 상기 메인 냉각 배관으로 공급하는 보조 냉각 배관을 포함하는 선박.
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KR101122774B1 (ko) 2009-08-20 2012-03-23 삼성중공업 주식회사 해수를 이용한 저장고 온도 조절 장치가 구비된 압축 천연가스 운반선

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