KR20090132904A

KR20090132904A - 이중선체용 해수저장 구조 및 이를 구비한 선박

Info

Publication number: KR20090132904A
Application number: KR1020080059099A
Authority: KR
Inventors: 김수종; 박승민; 원효도; 김찬수
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2009-12-31

Abstract

이중선체용 해수저장 구조 및 이를 구비한 선박이 개시된다. 이중선체 구조의 선박에 있어서, 해수가 저장될 수 있는 해수저장공간이 마련되는 이중저와 이중저로 해수가 유입 가능하도록 선박에 설치되는 해수유입부를 포함하는 해수저장 구조는 선박의 공간 활용을 높이고 설계의 자유도를 확보할 수 있다.

이중선체, 이중저, 해수, 냉각

Description

이중선체용 해수저장 구조 및 이를 구비한 선박{A sea duct structure for double hulled ship}

본 발명은 이중선체용 해수저장 구조 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이중선체 선박의 공간 활용을 높이고 설계의 자유도를 확보할 수 있도록, 선박에 이용되는 해수가 유입되고 저장되는 이중선체용 해수저장 구조 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다.

선박의 추력을 담당하는 주엔진이나 전기를 생성시키는 발전기엔진이나 선박의 거주부 및 각종 냉난방장치들로 구성된 선박전기장치에서 많은 열이 발생한다. 이러한 손실열의 일부는 폐열 회수장치에 의해서 재이용되기도 하지만, 대부분이 냉각장치를 통해 냉각된 후 주변해역으로 방출된다.

종래의 선박 냉각 시스템은 주엔진과 발전기엔진 및 선박전기장치에서 발생되는 열을 중앙냉각청수펌프(Central cooling fresh water pump)를 통해 청수(淸水)를 폐루프 순환시켜 냉각한다. 이러한 청수를 냉각시키기 위하여, 냉각 시스템은 해수(海水)를 유입하고 배출시키는 주해수펌프(Main cooling sea water pump) 와, 해수와의 열교환을 통하여 청수를 냉각시키는 열교환기(Heat exchanger)를 포함한다.

도 1은 종래기술에 따른 이중선체 선박을 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각에 필요한 해수는 씨 체스트(Sea chest, 110, 120)를 통해 선박의 내부로 유입되고, 유입된 해수는 주해수횡단관(Main sea water cross pipe, 130)를 통해 선박 내부에 설치된 각종 펌프(Pump)로 공급된다.

이러한 종래의 냉각시스템은 주해수횡단관(Main sea water cross pipe, 130)을 통해 냉각시스템이 필요한 선박의 여러 곳으로 해수를 공급해야 하므로, 주해수횡단관(130)의 배치에 많은 설계적 제약과 주해수횡단관(130)이 차지하는 공간으로 인한 비효율적 공간 활용의 문제점이 있었다.

특히, 이중선체 선박의 경우, 빈 구역으로 남게 되는 이중저구역(Double bottom, 140)이 있어, 공간의 활용도는 더욱 떨어진다. 이와 관련하여, 국제해사기구(IMO)에서 1993년 발효된 MARPOL 조약에 의하면 해상오염 방지를 위하여 이중선체 또는 이와 동등한 기능을 수행하는 구조를 의무화하고 있기 때문에, 앞으로 이중선체 선박은 그 수가 더욱 증가할 것이며, 그에 따라 이중 선체 선박에서의 비효율적 공간 활용에 따른 문제점은 더욱 심화될 것으로 보인다.

또한, 선박이 극저온 지방에서 운행시에는, 선박 내부로 유입되는 얼음으로 인하여 해수펌프가 고장나거나, 청수가 과냉각되는 문제점이 있었다. 보다 상세히, 종래에는, 극저온 지방의 해수에 있는 유빙이 주해수횡단관에 유입되더라도 이를 제거하지 못하여 해수펌프의 고장이 발생하였다. 그리고, 극저온 지방의 해수에 의 해 청수가 과냉각되어 엔진의 작동에 문제가 되기도 하였다.

본 발명에서는, 이중선체 선박에서 주해수횡단관과 같은 별도의 장치를 이용하지 않고 선박에 필요한 해수를 유입하고 저장하는 것을 가능하게 하여, 선박의 공간활용을 높이고 설계적 제약이 줄이는 이중선체용 해수저장 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 극저온 지방에서 운행시에 유입되는 유빙을 제거하고, 차가운 해수에 의한 청수의 과냉각을 방지하는 이중선체용 해수저장 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 유빙의 유입을 감소시키는 이중선체용 해수저장 구조를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 해수가 저장될 수 있는 해수저장공간이 마련되는 이중저 및 상기 이중저로 해수가 유입 가능하도록 선박에 설치되는 해수유입부를 포함하는 이중선체용 해수저장 구조가 제공된다.

여기서, 상기 해수저장공간은, 상기 선박의 바닥면과 상기 이중저의 천장으로 구획되는 이중저 내부의 적어도 일부분으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 해수저장공간은, 상기 이중저 내부에 설치되는 해수저장탱크일 수 있다.

이때, 상기 해수저장공간에는, 상기 선박에 설치되는 냉각시스템에 해수를 공급하기 위한 흡입배관이 연통될 수 있다.

또한, 상기 해수저장공간에는, 상기 선박에 설치되는 냉각시스템의 배출수가 유입되는 배출수유입부가 연통될 수 있다.

또한, 상기 해수저장공간 상부에 위치되며, 상기 해수유입부를 통해 상기 해수저장공간로 유입되는 유빙을 제거하는 유빙제거부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 해수저장공간과 상기 선박 외측의 해수 사이의 압력차에 의하여 상기 해수저장공간에 음압이 발생되며, 상기 해수저장공간에 발생된 음압에 의하여 상기 해수저장공간으로 해수가 유입될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해수가 저장될 수 있는 공간이 마련되는 이중저 및 상기 이중저로 해수가 유입 가능하도록 선박에 설치되는 해수유입부를 포함하는 이중선체용 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박이 제공된다.

본 발명에 따르면, 이중선체 선박이, 해수가 저장될 수 있는 해수저장공간이 마련되는 이중저와 이중저로 해수가 유입 가능하도록 선박에 설치되는 해수유입부를 포함하는 해수저장 구조가 제공됨으로써 선박의 공간 활용을 높이고 설계의 자유도를 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 해수저장 구조는 배출수 유입부가 연통됨으로써 과냉각되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 해수저장 구조는 유빙제거부를 통해서 해수를 유입시켜 유빙의 유입을 감소 시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박의 냉각 시스템도이다.

도 2에 내지 도 3에 도시된 해수저장 구조(10)는, 해수가 유입되어 저장되는 곳으로 이중저(Double bottom, 240, 340)와 해수유입부(230, 330)를 포함한다.

여기서, 이중저(Double bottom, 240, 340)는 해수가 저장될 수 있는 장소이다. 이중선체 구조의 선박은 빈 공간인 이중저(240, 340)를 포함하고 있다. 따라서, 이중저(240, 340)가 전체적으로 연통되게 구조화 되면, 이를 통해 해수를 저장하고 저장된 해수를 이용하여 선박에 필요한 해수를 공급할 수 있다. 여기서, 이중저 내부공간 즉, 선박의 바닥면과 이중저의 천장으로 구획된 공간의 전부를 해수저장 공간으로 이용할 수 있을뿐 아니라, 이중저 내부 공간을 다시 구획하여 일부를 해수저장 공간으로 이용할 수도 있다. 이중저 내부를 구획한 해수저장 공간의 형태는 본 발명이 속하는 기술 분야에 속한 당업자가 실시할 수 있는 범위 내에서 자유로이 구성을 변경하는 것도 가능할 것이다.

해수유입부(230, 330)는 이중저(240, 340)로 해수가 유입 가능하도록 선박에 설치된다. 해수유입부(230, 330)는 이중저(240, 340)로 해수가 유입되는 경로를 형 성하며, 예를 들어, 도관의 형태로 이루어질 수 있다.

도 2를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 해수는 씨 체스트(Sea chest, 210, 220)를 통해 선박 내부로 유입된다. 이 때, 상기 씨 체스트는 좌현에 위치한 하이 씨 체스트(High sea chest, 210)와 우현에 위치한 로우 씨 체스트(Low sea chest, 220)로 이루어진다. 이에 따라 해수는 좌현와 우현 두 곳을 통하여 선박 내부로 유입될 수 있다. 상기 하이 씨 체스트(210) 및 로우 씨 체스트(220)에는 해수 유입부(230)가 연통되며, 상기 해수 유입부(230)는 이중저(240)로 연통된다.

상기 씨 체스트(210, 220)로 유입된 해수는 해수유입부(230)를 통해 이중저(240)에 공급된다. 이에 따라, 선박 내부로 유입된 해수는 이중저(240)에 저장되어, 선박에서 필요한 해수는 이중저(240)로부터 펌프(Pump)를 이용하여 끌어올릴 수 있도록 형성된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중저(240, 340) 및 해수유입부(230, 330)를 포함하는 해수저장 구조(10)를 가진 선박은 해수가 유입되고 저장될 수 있어, 종래기술과 달리, 해수를 공급하기 위한 별도의 주해수횡단관(Main sea water cross pipe)의 설치가 필요하지 않으므로 공간의 활용도를 높일 수 있다.

도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수저장 구조(10)를 통해 선박에 설치되는 냉각시스템에 필요한 해수를 공급하기 위하여, 이중저(240, 340)에는 흡입배관(suction line, 380, 390)이 연통될 수 있다.

여기서, 흡입배관(380, 390)은 냉각시스템에 해수를 공급하는 도관으로 형성된다. 상기 흡입배관이 이중저(340)와 연통됨으로써 이중저(340)에 저장된 해수를 냉각시스템에 공급할 수 있다. 이 때 흡입 배관은 이중저와 연통될 수 있는 위치라면 이중저의 어느 위치에라도 설치될 수 있다.

보다 상세히, 도 3를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에따른 해수저장 구조(10)는 선박의 바닥면에 위치한 이중저(340)에 해수를 저장한다. 이 때, 이중저(340)는 선박의 좌현에서 우현까지 이어져서 형성되고, 선박의 바닥부에 전체적으로 위치되어 있다. 따라서, 이중저(340) 위의 어느 위치에서든지 이중저(340)로부터 해수를 끌어올려 사용할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 해수저장 구조(10)를 갖는 선박에서는 선박 내부의 냉각 시스템에서 필요한 해수를 이중저(340) 상의 어느 위치에서든지 흡입할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 이중저(240, 340)에는 연통되는 흡입배관(380, 390)의 위치가 자유로이 배치될 수 있음으로써, 냉각시스템에 필요한 펌프(pump) 및 흡입배관(suction line, 380, 390)의 배치가 종래처럼 주해수횡단관 주변에 집중될 필요가 없기 때문에 선박 내부의 냉각 시스템 및 그와 연계된 시스템의 설계적 자유도가 향상된다.

한편, 도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중선체 선박의 해수저장 구조(10)에서는, 선박에 설치되는 냉각시스템의 배출수가 이중저(240, 340)에 유입되도록, 이중저(240, 340)에 배출수유입부(260, 360)가 연통될 수 있다.

배출수유입부(260, 360)는 냉각시스템에서 배출된 배출수를 이중저로 유입하며, 예를 들어, 이중저(240, 340)에 연통되는 유입도관의 형태를 가진다. 냉각 시 스템과 연결된 배출수 유입부를 통하여 냉각 시스템의 배출수가 이중저(240, 340)로 유입될 수 있다.

일반적으로 냉각 시스템에서 사용된 배출수는 엔진과 선박전기장치로부터 방출된 열을 흡수하여 해수에 비해 고온이며, 냉각 시스템에서 사용된 배출수는 냉각수배출관을 통해 외부로 배출된다. 본 발명의 일 실시예에서는 이와 같이 외부로 배출되는 냉각수를 이중저로 배출시켜 이중저가 과냉각되는 것을 방지할 수 있도록 형성된다.

도 2 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수저장 구조(10)에서는 배출수유입관(260, 360)을 냉각수배출관(370) 및 이중저(240)와 연통시켜 유입된 해수와 배출수가 혼합되도록 함으로써, 이중저(240, 340)에 유입된 해수의 온도를 올릴 수 있도록 한다.

이 때, 배출수유입관(260, 360)은 배출수유입을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 배출수유입부(260, 360)에 배출수의 유입량을 조절하는 제어부를 설치함으로써, 해수의 온도를 냉각 시스템의 상태에 따라 적절히 조절하는 것이 가능하다.

이와 같이 이중저에 냉각 시스템의 배출수 유입부를 연통시키고 냉각 시스템의 배출수를 이중저에 배출할 수 있도록 형성하면, 선박이 극저온 지방에서 운행할 경우에, 차가운 해수에 비하여 고온인 냉각시스템의 배출수를 선박 내부로 유입되는 차가운 해수와 혼합하여 해수의 온도를 높일 수 있다.

이에 따라, 냉각 시스템에 사용되는 청수가 차가운 해수에 의해 과냉각되는 것을 방지할 수 있고, 청수의 과냉각으로 발생하는 엔진 작동의 오류를 방지할 수 있다. 또한, 해수를 따라 유빙이 유입된 경우에 유빙을 녹여 펌프의 고장도 미연에 차단할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중선체 선박의 해수저장 구조(10)는, 해수유입부(230, 330)를 통해 이중저(240, 340)로 유입되는 유빙을 제거하기 위해, 해수유입부(230, 330)의 해수유동경로 상에 위치하며, 이중저 상부에 위치하는 유빙제거부(250)를 포함할 수 있다.

유빙제거부(250)는 유입되는 해수와 같이 들어온 유빙을 제거하는 역할을 하며, 유입되는 해수가 지나가는 공간으로 일시적으로 해수를 저장하는 소형 저장소의 형태를 가질 수 있다.

이 때, 유빙제거부(250)는 해수유입부(230, 330)의 해수유동경로 중에 이중저(240, 340)보다 높은 곳에 위치한 곳에 설치되어 해수유입부(230, 330)를 통해 유빙이 유입될 때 유빙을 제거한다.

보다 상세히, 선박이 극저온 지방에서 운행시에 씨 체스트(210, 220, 310, 320)를 통해 대부분의 유빙이 제거 되지만, 일부의 유빙이 해수에 남아 이중저(240, 340)로 유입될 우려가 있다. 이때, 해수유입부(230, 330)의 해수유동경로 상에 위치하면서 이중저 상부에 위치하는 유빙제거부(250)를 설치하면, 씨 체스트(210, 220, 310, 320)를 통해 유입되는 해수가 유빙제거부(250)를 거쳐 이중저(240, 340)의 내부로 유입되어 유빙의 유입을 감소시킬 수 있다. 상단의 유빙제거부(250)에서 하단의 이중저(240, 340)의 내부로 해수가 유입되면, 유빙은 자체 부력으로 인하여 뜨게 된다. 그러면, 상단에 위치한 유빙제거부(250)에 유빙이 남아 있게 된다. 따라서, 이중저 위에 유빙제거부(250)를 설치하면 유빙이 유빙제거부(250)에 머무르게 되어, 이중저(240, 340)로의 유빙의 유입을 감소시켜 유빙에 의한 펌프 고장을 줄일 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨 덕트 구조는, 이중저(240, 340)에 음(-)압을 발생시켜, 음압에 의해 이중저(240, 340)로 해수가 유입되게 할 수 있다.

보다 상세히, 선박에서 필요한 해수를 이중저(240, 340)로부터 공급 받을 때, 펌프 등을 이용하여 해수를 이중저(240, 340)에서 뽑아내면, 해수가 빠져 나간 이중저(240) 내부는 음(-)압이 발생한다. 또한, 일반적으로 이중저(240, 340)는 해수면 보다 낮게 위치하므로 수압까지 더해져서 이중저(240, 340)의 내부로 해수가 다시 유입된다. 그러므로 이중저(240, 340)에 음(-)압이 발생되면, 선박에 필요한 해수는 계속적으로 공급되게 된다.

따라서, 이중저(240, 340)에 음(-)압을 발생시켜 해수를 유입하는 해수저장 구조(10)는 해수를 유입시키기 위한 별도의 펌프 등을 요하지 않는다. 이로 인해, 공간의 활용도도 높일 수 있다. 본 실시예에서는 이중저 내에 형성되는 음압을 이용하여 이중저로 해수가 유입되도록 하였으나, 펌프와 같은 장치를 이용하여 이중저 내부에 해수를 유입할 수 있도록 하는 것도 가능할 것이며, 또한, 이중저 내부로 해수를 유입하고 배출하도록 하는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에 속한 당업자가 실시할 수 있는 범위 내에서 자유로이 구성을 변경하는 것도 가능할 것이 다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 해수저장 구조는 이중저 내부에 해수저장탱크(270)가 설치된다는 점을 제외하고는 일 실시예와 동일하다.

해수저장탱크(270)는 선박에 필요한 해수를 저장하는 공간으로 사용되며, 해수를 유입하는 해수유입부(230)와 연통된다.

도 4를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 해수는 씨 체스트(Sea chest, 210, 220)를 통해 선박 내부로 유입된다. 이 때, 상기 씨 체스트는 좌현에 위치한 하이 씨 체스트(High sea chest, 210)와 우현에 위치한 로우 씨 체스트(Low sea chest, 220)로 이루어진다. 이에 따라 해수는 좌현와 우현 두 곳을 통하여 선박 내부로 유입될 수 있다. 상기 하이 씨 체스트(210) 및 로우 씨 체스트(220)에는 해수유입부(230)가 연통되며, 상기 해수유입부(230)는 해수저장탱크(270)와 연통된다.

상기 씨 체스트(210, 220)로 유입된 해수는 해수유입부(230)를 통해 이중저(240) 내부의 해수저장탱크(270)에 공급된다. 이에 따라, 선박 내부로 유입된 해수는 이중저(240) 내부의 해수저장탱크(270)에 저장되어, 선박에서 필요한 해수는 해수저장탱크(270)로부터 펌프(Pump)를 이용하여 끌어올릴 수 있도록 형성된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중저(240) 내부의 해수저장탱크(270) 및 해수유입부(230)를 포함하는 해수저장 구조(20)를 가진 선박은 해수가 유입되고 저장될 수 있어, 종래기술과 달리, 해수를 공급하기 위한 별도의 주해수 횡단관(Main sea water cross pipe)의 설치가 필요하지 않으므로 공간의 활용도를 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 이중선체 선박을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박의 냉각 시스템도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 20: 해수저장 구조

110, 210, 310: 하이 씨 체스트(High sea chest)

120, 220, 320: 로우 씨 체스트(Low sea chest)

140, 240, 340: 이중저

230, 330: 해수유입부

250: 유빙제거부

260, 360: 배출수유입부

270: 해수저장탱크

370: 냉각수배출관

380, 390: 흡입배관

Claims

해수가 저장될 수 있는 해수저장공간이 마련되는 이중저;

상기 이중저로 해수가 유입 가능하도록 선박에 설치되는 해수유입부;

를 포함하는 이중선체용 해수저장 구조.
제1항에 있어서,

상기 해수저장공간은, 상기 선박의 바닥면과 상기 이중저의 천장으로 구획되는 이중저 내부의 적어도 일부분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중선체용 해수저장 구조.
제1항에 있어서,

상기 해수저장공간은, 상기 이중저 내부에 설치되는 해수저장탱크인 것을 특징으로 하는 이중선체용 해수저장 구조.
제1항에 있어서,

상기 해수저장공간에는, 상기 선박에 설치되는 냉각시스템에 해수를 공급하 기 위한 흡입배관이 연통되는, 이중선체용 해수저장 구조.
제1항에 있어서,

상기 해수저장공간에는, 상기 선박에 설치되는 냉각시스템의 배출수가 유입되는 배출수유입부가 연통되는, 이중선체용 해수저장 구조.
제1항에 있어서,

상기 해수저장공간의 상부에 위치되며, 상기 해수유입부를 통해 상기 해수저장공간으로 유입되는 유빙을 제거하는 유빙제거부를 더 포함하는, 이중선체용 해수저장 구조.
제1항에 있어서,

상기 해수저장공간과 상기 선박 외부의 해수 사이의 압력차에 의하여 상기 해수저장공간에 음압이 발생되며, 상기 해수저장공간에 발생된 음압에 의하여 상기 해수저장공간으로 해수가 유입되는 것을 특징으로 하는, 이중선체용 해수저장 구조.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 해수저장 구조를 포함하는 이중선체 선박.