KR20220066665A

KR20220066665A - 공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 압축 공기 공급방법

Info

Publication number: KR20220066665A
Application number: KR1020200152949A
Authority: KR
Inventors: 김종현
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2022-05-24

Abstract

본 발명은 선체의 선저부 표면에 에어 버블(Air bubble)을 형성하여 선체의 마찰 저항을 감소시키기 위한 공기 윤활 시스템이 적용된 선박에 관한 것으로서, 상기 선체의 선수측 내부공간에 설치되는 ALS 압축부와 상기 선체의 선저부 표면에 형성된 복수개의 노즐을 연결하여 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하기 위한 압축공기 분사라인; 상기 압축공기 분사라인 상에 설치되어 압축공기를 저장하는 ALS 공기챔버(ALS air reservoir); 상기 선체의 선미측에 마련된 상기 엔진 룸 내부에 설치되어 엔진의 연소를 위한 압축공기(Compressed air)를 생성하는 압축공기 생성부; 및 상기 압축공기 생성부에서 생성된 압축공기를 상기 ALS 공기챔버로 공급하기 위하여 상기 압축공기 생성부와 상기 ALS 공기챔버를 연결하는 압축공기 공급라인을 포함한다.

Description

공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 압축 공기 공급방법{SHIP APPLIED WITH AIR LUBIRCATION SYSTEM AND COMPRESSED AIR SUPPLY METHOD THEREOF}

본 발명은 선박의 공기 윤활 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선체의 선저부 표면에 에어 버블을 형성하여 선박의 마찰 저항을 감소시킬 수 있는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 압축공기 공급방법에 관한 것이다.

일반적으로, 선박의 운항 시에는 선체와 해수 사이에 마찰 저항(Frictional resistance)이 작용하고, 대형의 선박일수록 해수와 접촉하는 면적이 증가함으로 인해 추진력이 크게 저하될 수 있으며, 이로 인한 연료비 증가를 초래한다.

따라서, 선박의 운항 시 소요되는 연료비를 절감하기 위한 다양한 노력들이 이루어지고 있는데, 선박의 선저부 표면에 압축공기(Compressed air)를 분사하여 선체와 해수 사이에 에어 버블(Air bubble)을 카페트처럼 깔아 선박의 마찰 저항을 줄여 주는 것이 매우 효과적인 것으로 알려져 있다.

이와 같이, 선박의 선저부 표면에 에어 버블을 통한 공기층을 형성하여 선체의 마찰 저항을 감소시키는 시스템을 공기 윤활 시스템(ALS; Air Lubircation System)이라고 한다.

도 1은 종래기술에 따른 선박의 공기 윤활 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래기술에서 선박의 선미부를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래기술에서 선박의 선수측에는 공기 윤활 시스템을 위한 별도의 압축부(11)가 설치되며, 압축부(11)는 에어 공급라인(12)에 의해 선저부 표면에 형성된 복수개의 노즐(미도시)과 연결되어 선저부 표면에 압축공기를 분사하도록 마련된다.

종래기술에 따른 선박의 공기 윤활 시스템은, 선박의 선수부 저면에 압축공기를 분사하여 선박의 운항에 따른 해수의 흐름을 따라 에어 버블이 선미측으로 확산됨으로써, 선체의 마찰 저항 감소 및 그로 인한 선박의 추진력을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.

그러나, 종래기술에 따른 선박의 공기 윤활 시스템은, 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급하기 위하여 선체의 선수측 내부공간에 추가 설치된 압축부(11), 구체적으로, 시간당 약 5,500㎥의 압축공기를 생성하며 420㎾ 전력을 소비하는 2대의 압축기만을 사용하였는데, 선체의 선저부 표면에 에어 버블을 형성하고 선박의 추진력을 향상시켜 절감되는 전력량만큼 대용량 압축기의 지속적인 가동으로 인해 전력을 소모하게 되므로 에너지 절감 측면에서 비효율적일 수 있다.

한편, 액화천연가스 운반선(LNGC; LNG Carrier), 또는 LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 선박에는 선체에 설치된 각종 장비의 냉각을 위한 해수 쿨링 시스템(Seawater cooling system)을 구비하게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 선미측에 마련된 씨체스트(Sea chest)(21)와 냉각기(22)를 연결하는 냉각라인(23) 상에 해수 펌프(24)를 설치하고, 해수 펌프(24)를 통해 냉각기(22)로 해수를 공급하며, 냉각기(22)는 해수를 냉매로 청수를 냉각시켜 냉각을 필요로 하는 각종 장비에 냉각된 청수를 공급하게 된다.

그러나, 이러한 선박에 공기 윤활 시스템이 적용되는 경우, 선체의 선미측에 마련된 씨체스트(21) 내부로 에어 버블이 유입될 수 있으며, 에어 버블로 인한 캐비테이션(Cavitation) 영향으로 선박의 중추 역할을 하는 시스템 중 하나인 쿨링 시스템에 안좋은 영향을 끼칠 수 있다.

구체적으로, 에어 버블이 해수와 함께 해수 펌프(24)로 유입이 되는 경우 해수 펌프(24)의 유량 및 압력이 떨어지게 되어 해수 펌프(24)의 고장이나 파손 등이 발생될 수 있으며, 그로 인해 냉각기(22)로의 원활한 해수 공급이 어려울 수 있다.

이를 해결하기 위하여, 종래기술에서는 선미측에 마련된 씨체스트(Sea chest)(21)로부터 선체의 상단 어퍼 데크(Upper deck)까지 연장되는 별도의 배출라인(25)을 설치하여 씨체스트 내부 공기를 배출하고 있으나, 배출라인(25)은 대형관이 적용되어야 하며 선저부 표면에 분사되는 에어 버블의 변동에 따라 선박의 건조 후에도 동일한 문제로 인한 배출라인(25)의 추가 설치가 요구되는 등 선박의 배관 물량을 증가시킬 뿐만 아니라, 그 효용성 측면에서도 불확실하므로 이에 대한 개선이 요구된다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0111429호 "선박의 저항감소장치" 대한민국 등록특허공보 제10-1679491호 “공기 윤활 시스템”

이러한 선박에는, 전술한 공기 윤활 시스템과 쿨링 시스템뿐만 아니라, 엔진 룸(Engine Room)(ER) 내부에서 화재 발생 시 포말(Foam)을 생성하여 엔진 룸 내부로 공급함으로써, 산소 공급 차단을 통한 엔진 룸(ER) 내부에서 발생될 수 있는 각종 화재를 진압, 또는 예방(Total fire fighting)할 수 있는 고팽창 포말 소화 시스템(High Expansion foam system)이 더 구비될 수 있다.

종래기술에 따른 선박에서는, 선수측, 구체적으로 선수측 선체 내부의 펌프 룸(FWD Pump room)에 설치된 소화펌프(Fire pump)(미도시)를 사용하여 해수를 소화 시스템에 공급하게 되는데, 충분한 양의 포말을 생성하기 위해서는 대용량의 소화펌프가 요구되며, 대용량의 소화펌프 적용 시 데크 청소(Deck cleaning) 목적이나 그외 다른 목적으로 소화펌프를 사용하는 과정에서 불필요한 고압으로 인한 각종 안전사고의 발생 위험이 항시 따를 수 있다.

또한, 선수측에 설치된 소화 펌프와 선미측에 배치된 소화 시스템을 연결하기 위하여 소화펌프로부터 소화 시스템까지 대략 300 내지 400m의 배관이 선수측에서 선미측으로 연장 설치되어야 하는데, 선체의 대략 중앙부에 설치되는 복수의 카고 탱크와 복수의 카고 탱크 각각의 선수와 선미측에 배치되는 코퍼댐 등으로 인해 소화펌프와 소화 시스템을 연결하는데 많은 제약 조건이 발생될 수 있다.

이를 해결하기 위하여, 종래기술에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 선미측에 마련된 스티어링 기어 룸(Steering gear room)(SG) 하부에서 소화 시스템으로 해수를 공급하기 위한 별도의 해수 저장부(31)와 해수 공급펌프(33)를 설치하였으며, 그에 따라 펌프의 용량 및 해수 공급라인(32)의 최적화를 통해 배관 물량을 절감시키는 효과를 가질 수 있다.

한편, 화물이 적재된 상태에서의 흘수(적재흘수, Laden draft)는 일반적으로 11.5m이고, 화물을 하역 이후 선박 평형수(Ballast water)를 주수한 밸러스트 상태(Ballast condition)에서의 흘수(Ballast draft)는 9.4m 정도인데 반해, 종래기술에서는 선박의 선체 구조 특성상 해수 공급펌프(33)는 선저면으로부터 11m 정도까지 밖에 낮출 수 없었으며, 그로 인해 소화 시스템으로의 해수 공급과정에서 시간이 많이 지체될 수 있다.

부연하여 설명하자면, 선박의 소방설비 관련기준, 또는 선급에서 소화 시스템은 1분 동안 해수가 소화 시스템으로 공급이 되어야 하고, 10분 동안 엔진 룸 내 화재를 진압할 수 있어야 하며, 5번의 연속 화재 진압(Fire fighting)을 할 수 있도록 요구하고 있다.

본 발명은 선박의 선저부 표면에 압축공기를 분사하여 선박의 마찰 저항을 감소시킬 수 있는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박에서, 전력소모량을 최소화할 수 있는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 압축공기 공급 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 공기 윤활 시스템이 적용된 선박에서, 에어 버블로 인한 해수 쿨링펌프의 고장 내지 파손을 방지함과 아울러, 화재 진압을 위한 소화 시스템의 해수 공급 지연 문제를 해결하여 선급 요구 사항을 만족시킬 수 있는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 압축공기 공급방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 선저부 표면에 에어 버블(Air bubble)을 형성하여 선체의 마찰 저항을 감소시키기 위한 공기 윤활 시스템이 적용된 선박으로서, 상기 선체의 선수측 내부공간에 설치되는 ALS 압축부와 상기 선체의 선저부 표면에 형성된 복수개의 노즐을 연결하여 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기(Compressed air)를 분사하기 위한 압축공기 분사라인; 상기 압축공기 분사라인 상에 설치되어 압축공기를 저장하는 ALS 공기챔버; 상기 선체의 선미측에 마련된 엔진 룸 내부에 설치되어 엔진의 연소를 위한 압축공기를 생성하는 압축공기 생성부; 및 상기 압축공기 생성부에서 생성된 압축공기를 상기 ALS 공기챔버로 공급하기 위하여 상기 압축공기 생성부와 상기 ALS 공기챔버를 연결하는 압축공기 공급라인을 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박이 제공될 수 있다.

상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 ALS 공기챔버의 후단에 설치되어 상기 선수측 선체 내부의 공기를 흡입하고, 상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기와 함께 보다 많은 양의 공기를 상기 선체의 선저부 표면에 제공하기 위한 이덕터(Eductor)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 이덕터의 전단에 설치되어 상기 이덕터로 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(Regulator)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압축공기 분사라인 상에 설치되되, 상기 레귤레이터의 전단에서 분기되어 상기 레귤레이터를 우회(Bypass)하도록 설치되는 우회라인; 및 상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 레귤레이터의 전단 및 상기 우회라인 상에 각각 설치되는 개폐밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 ALS 압축는 3700㎥의 압축공기 유량을 갖고 160㎾의 전력을 소모하는 3대의 압축기로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 ALS 공기챔버와 상기 ALS 압축부 사이에서 상기 압축공기 분사라인으로부터 분기되고 상기 이덕터를 우회하여 상기 압축공기 분사라인에 다시 합류되는 보조 분사라인; 및 상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 이덕터와 상기 보조 분사라인이 합류되는 지점 사이에 설치되는 조절밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압축공기 생성부는, 상기 엔진 룸 내부에 설치되며 상기 엔진의 구동 중 상기 엔진으로의 압축공기 공급을 제어하기 위해 사용되는 제1 압축기; 및 제1 저장라인에 의해 상기 제1 압축기와 연결되어 상기 제1 압축기에서 생성되는 압축공기를 저장하는 제1 압축공기 레저버(Air reservoir)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 압축공기 공급라인은 상기 제1 저장라인에서 분기되어 상기 ALS 공기챔버와 연결될 수 있다.

또한, 상기 압축공기 생성부는, 상기 엔진 룸 내부에서 상기 제1 압축기와는 별도로 마련되어 상기 엔진의 초기 구동 시 사용되는 제2 압축기; 제2 저장라인에 의해 상기 제2 압축기와 연결되어 상기 제2 압축기에서 생성되는 압축공기를 저장하는 제2 압축공기 레저버; 및 상기 제2 저장라인에서 분기되어 상기 압축공기 공급라인과 연결되는 보조 공급라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압축공기 생성부는, 상기 압축공기 공급라인 상에서 상기 제1 압축기와 근접하게 설치되어 상기 제1 압축기에서 생성된 압축공기를 상기 제1 압축공기 레저버로만 공급하거나 상기 제1 압축공기 레저버와 함께 상기 ALS 공기챔버로 공급할 수 있도록 제어되는 제1 제어밸브를; 및 상기 보조 공급라인 상에 설치되어 상기 제2 압축기에서 생성된 압축공기를 상기 제2 압축공기 레저버로만 공급하거나 상기 제2 압축공기 레저버와 함께 상기 ALS 공기챔버로 공급할 수 있도록 제어되는 제2 제어밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 ALS 공기챔버 내부의 압력을 측정하기 위한 압력 측정 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압축공기 공급라인 상에 설치되어 상기 압축공기 생성부로부터 상기 ALS 공기챔버로 공급되는 압축공기의 역류를 방지하는 역류방지 밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 선체의 선미측에 마련되는 선미 씨체스트(Sea chest); 상기 선미 씨체스트 내부로 유입되는 에어 버블을 상기 선체의 외부로 배출하기 위한 벤트라인(Vent line); 및 상기 벤트라인 상에 설치되고 상기 압축공기 생성부로부터 생성된 압축공기를 이용하여 음압을 생성하는 이젝터(Ejector)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 선미 씨체스트와는 별도로 상기 선체의 스티어링 기어 룸 하부(즉, AP탱크)에 마련되는 해수 저장부;

상기 해수 저장부와 연결된 해수 공급라인 상에 설치되며 상기 해수 저장부에 저장된 해수에 포말(Foam)을 섞어 거주구 또는 상기 엔진 룸 내 화재를 진압하기 위한 해수 공급펌프; 및 상기 해수 저장부와 상기 해수 공급 펌프 사이의 상기 해수 공급라인으로부터 분기되어 상기 이젝터와 연결되어 상기 해수 공급라인 내 공기를 흡입(Suction)하는 흡입라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압축공기 생성부의 압축공기 공급을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 압축공기 생성부에서 생성된 압축공기를 상기 압축공기 공급라인을 통해 상기 ALS 공기챔버로 공급하는 단계; 및 상기 압축공기 분사라인을 통해 상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기를 상기 선체의 선저부 표면에 분사하는 단계를 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법이 제공될 수 있다.

상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하는 단계에서, 상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기를 모두 사용하였거나 부족한 경우에는, 상기 ALS 압축부를 가동하고 상기 ALS 공기챔버를 우회하는 별도의 보조 분사라인을 통해 상기 ALS 압축부에서 생성된 압축공기를 상기 압축공기 분사라인으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하는 단계에서, 상기 ALS 공기챔버 내부의 압력이 감소하는 경우, 상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기를 상기 ALS 공기챔버의 후단에 마련된 레귤레이터를 우회하여 상기 선체의 선저부 표면에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 ALS 공기챔버로 압축공기를 공급하는 단계에서, 상기 압축공기 생성부는 별도의 제어부를 통해 상기 선체의 선미측에 마련된 선미 씨체스트 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하여 제거하는 모드와 상기 선체의 스티어링 기어 룸 하부에 마련된 해수 저장부와 해수 공급펌프를 연결하는 해수 공급라인 내 공기를 흡입하는 모드의 선택적 또는 동시적 사용이 가능할 수 있도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 선미 씨체스트 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하여 제거하는 모드에서, 상기 선미 씨체스트의 벤트라인 상에 설치되는 이젝터를 통해 상기 벤트라인 상에 음압을 제공하기 위하여 상기 압축공기 생성부로부터 생성된 압축공기를 이용할 수 있다.

또한, 상기 해수 공급라인 내 공기를 흡입하는 모드에서, 상기 해수 저장부와 상기 해수 공급펌프 사이의 상기 해수 공급라인으로부터 분기되어 상기 이젝터와 연결되는 흡입라인을 통해 상기 해수 공급펌프의 전단에 음압을 제공할 수 있다.

본 발명은 압축공기 분사라인 상에 ALS 공기챔버를 설치하고 엔진 룸 내 기설치된 압축공기 생성부를 이용하여 ALS 공기챔버로 압축공기를 공급함으로써, 선박의 선저부 표면에 에어 버블을 통한 공기층을 형성하여 선박의 마찰 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공기 윤활 시스템의 작동으로 인한 전력소모량을 최소화할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

나아가, 공기 윤활 시스템이 적용된 선박에서, 에어 버블로 인한 해수 쿨링펌프의 고장이나 파손을 방지함과 아울러, 화재 진압을 위한 소화 시스템의 해수 공급 지연 문제를 해결하여 선급 요구 사항을 만족시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 선박의 선수부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 선박의 선미부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 선박의 선수부를 확대 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 선미부를 확대 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 선박의 선수부를 확대 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 선미부를 확대 도시한 도면이다.

도 3을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 추진장치(미부호)가 마련된 쪽(좌측)이 선박의 선미(Stern) 방향이고, 반대쪽(우측)이 선수(Bow) 방향을 의미한다.

또한, 본 실시예의 선박은, 도 3에 도시된 바와 같이, 선체 내부에 방벽(미도시)으로 둘러싸여 이루어진 복수의 카고 탱크(Cargo tank)(CT)와, 복수의 카고 탱크(CT) 사이의 이격 공간에 배치되는 코퍼댐(Cofferdam)(CD)이 마련될 수 있다.

여기에서, 카고 탱크(CT)는 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지의 여부에 따라 멤브레인형(Membran type) 또는 독립탱크형(Independent tank type)이 사용될 수 있으며, 멤브레인형을 예를 들면, 카고 탱크(CT) 내부에 단열재가 채워져 2차 방벽 구조를 가질 수 있다.

코퍼댐(CD)은 복수의 카고 탱크(CT) 사이에서 독립된 격벽을 이루는 공간으로서, 도면에 도시되진 않았으나, 코퍼댐(CD)의 내부에는 복수의 카고 탱크(CT) 각각의 방벽 내부로 질소 등의 불활성 가스를 공급하는 복수의 가스 공급라인이 설치될 수 있다.

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 선박은, 전술한 바와 같이, 선박이 운항되면서 수중에 잠긴 선체에는 해수에 의해 마찰 저항이 작용하고, 대형의 선박일수록 해수와 접촉하는 면적이 증가함으로 인해 추진력이 크게 저하될 수 있으며, 그로 인한 연료비 증가를 초래할 수 있다.

본 실시예의 선박은, 선체의 선저부 표면에 에어 버블(Air bubble, 보다 정확하게는 Micro air bubble)을 형성하여 선체의 마찰 저항을 감소시키기 위한 공기 윤활 시스템(ALS; Air Lubrication System)이 구비(또는, 적용)될 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 선체의 선수측 내부공간에 설치되는 ALS 압축부(110)와 선체의 선저부 표면에 형성된 복수개의 노즐(미도시)을 연결하는 압축공기 분사라인(120)과, 압축공기 분사라인(120) 상에 설치되어 압축공기를 저장하는 ALS 공기챔버(130)와, 선체의 선미측에 마련된 엔진 룸(ER) 내부에 설치되는 압축공기 생성부(160)와, 압축공기 생성부(160)와 ALS 공기챔버(130)를 연결하는 압축공기 공급라인(170)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 압축공기 분사라인(120) 상에 압축공기를 저장할 수 있는 ALS 공기챔버(130)를 설치하고, 압축공기 공급라인(170)을 통해 압축공기 생성부(160)에서 생성된 압축공기를 ALS 공기챔버(130)로 공급함으로써, 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 공기 윤활 시스템 작동으로 인한 전력소모량을 최소화하고자 한다.

ALS 압축부(110)는 압축공기를 생성하기 위하여 선체의 선수측 내부공간에 설치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, ALS 압축부(110)는, 종래기술과 달리, 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하기 위하여 지속적으로 가동되는 것이 아니라 후술하는 ALS 공기챔버(130) 내부에 압축공기를 간헐적으로 보충하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 본 실시예의 선박은, ALS 공기챔버(130)를 통해 압축공기의 저장이 가능하여, 종래보다 압축공기 유량이 적은 압축기를 사용하더라도 선체의 선저부 표면에 충분한 양의 압축공기 공급이 가능할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 실시예에의 ALS 압축부(110)는, 선체의 선수측 내부 공간에 설치되어 시간당 대략 3,700㎥의 압축공기 유량을 가지며 160㎾의 전력을 소비하는 3대의 압축기로 이루어질 수 있다.

ALS 공기챔버(130)는 압축공기 분사라인(120) 상에 설치되어 후술하는 압축공기 생성부(160)로부터 압축공기를 공급받아 소정 압력(최대 30 bar)을 갖는 압축공기를 저장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 압축공기 분사라인(120) 상에서 ALS 공기챔버(130)의 후단에 설치되는 이덕터(Air eductor)(140)와, ALS 공기챔버(130)와 이덕터(140)의 사이, 즉 압축공기 분사라인(120) 상에서 이덕터(140)의 전단에 설치되어 이덕터(140)로 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(Air regulator)(150)를 더 포함할 수 있다.

이덕터(140)는 압축공기 분사라인(120) 내 고압의 압축공기를 이용하여 선체 내부의 공기를 흡입할 수 있으며, 공기 윤활 시스템에 적합한 압력(약 1 내지 2 bar)의 압축공기를 선체의 선저부 표면에 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 압축공기 분사라인(120) 상에 이덕터(140)를 구비하여 선체의 선저부 표면에 압축공기 분사 시 ALS 공기챔버(130)에 저장된 압축공기와 함께 보다 많은 양의 공기를 선체의 선저부 표면에 제공할 수 있다.

레귤레이터(150)는 이덕터(140)의 전단에서 ALS 공기챔버(130)로부터 공급되는 압축공기를 이덕터(140)의 효율에 맞게 압력을 조절하는 역할을 수행할 수 있다.

본 실시예에 있어서, ALS 공기챔버(130)의 압력이 감소하게 되면 이덕터(140)의 효율 또한 떨어지게 되는데, 특히, ALS 공기챔버(130) 내 압력 감소 시 이덕터(140)의 전단에 설치된 레귤레이터(150)에 압력 강하(Pressure drop)가 발생될 우려가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 압축공기 분사라인(120) 상에 설치되되, 레귤레이터(150)의 전단에서 분기되어 레귤레이터(150)를 우회(Bypass)하도록 설치되는 우회라인(121)을 마련하고, 압축공기 분사라인(120), 구체적으로 레귤레이터(150)의 전단 및 우회라인(121) 상에 각각 개폐밸브(123)를 설치하여, ALS 공기챔버(130) 내 압력이 감소하는 경우 레귤레이터(150)를 거치지 않고 압축공기를 선체의 선저부 표면 공급하여 레귤레이터(150)의 압력 강하를 미연에 방지할 수 있다.

여기에서, ALS 공기챔버(130)의 일측에는 ALS 공기챔버(130) 내 압축공기의 압력을 측정하기 위한 압력센서(Pressure transmitter)(131)가 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 실시예의 선박은, ALS 공기챔버(130) 내 저장된 압축공기를 모두 사용하거나 부족한 경우에는 전술한 ALS 압축부(110)를 가동하여 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급할 수 있다.

ALS 압축부(110)를 가동하여 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급하는 경우에는, ALS 공기챔버(130)와 ALS 압축부(110) 사이에서 압축공기 공급라인(120)으로부터 분기되고 이덕터(140)의 후단에서 압축공기 분사라인(120)에 다시 합류되는 보조 분사라인(125)을 통해 압축공기를 공급할 수 있다.

여기에서, 압축공기 분사라인(120) 상에서 이덕터(140)와 보조 분사라인(125)이 합류되는 지점 사이에는 조절밸브(127)를 추가로 설치하는 것이 바람직할 수 있으며, 이를 통해 압축공기의 역류를 방지하고 원활한 압축공기의 공급이 가능할 수 있다.

압축공기 생성부(160)는 선체의 선미측에 마련된 엔진 룸(ER) 내부에 기 설치되어 엔진(미도시)의 연소를 위한 압축공기를 생성하기 위한 것으로, 본 실시예의 압축공기 생성부(160)는 압축공기 공급라인(170)에 의해 ALS 공기챔버(130)와 연결되어 압축공기 생성부(160)에서 생성된 압축공기를 ALS 공기챔버(130)로 공급할 수 있다.

여기에서, 압축공기 공급라인(170) 상에는 압축공기 생성부(160)로부터 ALS 공기챔버(130)로 공급되는 압축공기의 역류를 방지하는 역류방지 밸브(171)가 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

압축공기 생성부(160)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진 룸(ER) 내부에 설치되는 제1 압축기(161)와, 제1 저장라인(162)에 의해 제1 압축기(161)와 연결되어 제1 압축기(161)에서 생성되는 압축공기를 저장하는 제1 압축공기 레저버(Air reservoir)(163)를 포함할 수 있다.

제1 압축기(161)는 약 8 bar의 압축공기를 생성하여 엔진의 구동 중 엔진 내 압력변화로 인한 맥동을 제어하는 완충(Buffer) 역할을 하기 위한 것으로, 제1 압축기(161)로부터 압축공기를 공급받아 저장하는 제1 압축공기 레저버(163)에 의해 제1 압축기(161)의 가동 횟수 및 가동 시간를 줄일 수 있다.

본 실시예의 압축공기 생성부(160)는, 엔진 룸(ER) 내부에서 제1 압축기(161)와는 별도로 마련되는 제2 압축기(164)와, 제2 저장라인(165)에 의해 제2 압축기(164)와 연결되어 제2 압축기(164)에서 생성되는 압축공기를 저장하는 제2 압축공기 레저버(166)를 더포함할 수 있다.

제2 압축기(164)는 엔진의 초기 구동(Starting) 시 사용되는 것으로, 약 30 bar의 압축공기를 생성할 수 있으며, 제2 압축기(164)에서 생성된 압축공기는 제2 압축공기 레저버(166)에 저장될 수 있다.

이러한 제2 압축기(164)는 엔진의 초기 구동 목적 외에는 거의 사용되지 않으며, 엔진 초기 구동에 사용된 압축공기의 양만큼 제2 압축공기 레저버(166)의 내부의 압축공기를 보충하는 역할을 수행할 수 있다.

여기에서, 압축공기 공급라인(170)은 제1 압축기(161)와 제1 압축공기 레저버(163)를 연결하는 제1 저장라인(162)에서 분기되어 ALS 공기챔버(130)와 연결될 수 있으며, 압축공기 생성부(160)는 제2 압축기(164)와 제2 압축공기 레저버(166)를 연결하는 제2 저장라인(165)에서 분기되어 압축공기 공급라인(170)과 연결되는 보조 공급라인(167)을 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 압축공기 생성부(160)를 구성하는 제1 압축기(161)와 제2 압축기(164)는 엔진의 초기 구동이나 완충 역할 외에는 가동되지 않는 유휴 장비로서, 본 실시예의 선박은 이러한 유휴 장비를 활용하여 공기 윤활 시스템을 작동시킬 수 있다는 장점을 가질 수 있다.

또한, 압축공기 공급라인(170) 상에는 제1 압축기(161)와 근접하게 제1 제어밸브(173)가 더 구비되고, 보조 공급라인(167) 상에는제2 제어밸브(167a)가 구비될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 압축공기 생성부(160)에서 생성된 압축공기의 공급을 제어하는 제어부(Controller)(미도시)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 제어부는, 제1 제어밸브(173)와 연결되어, 제1 압축기(161)에서 생성된 압축공기를 제1 압축공기 레저버(163)로만 공급하거나 제1 압축공기 레저버(163)와 함께 ALS 공기챔버(130)로 공급할 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부는, 제2 제어밸브(167a)와 연결되어, 제2 압축기(164)에서 생성된 압축공기를 제2 압축공기 레저버(166)로만 공급하거나 제2 압축공기 레저버(166)와 함께 ALS 공기챔버(130)로 공급할 수 있도록 제어할 수도 있다.

본 실시예에 있어서, ALS 공기챔버(130)는, 전술한 바와 같이, 내부에 최대 30 bar까지 압축공기를 저장할 수 있으며, 제어부를 통해 8 bar까지는 제1 압축기(161)로부터 압축공기를 공급받으며, 8 bar 에서 30 bar까지는 제2 압축기(164)로부터 압축공기를 공급받을 수 있다.

또한, 제어부는, ALS 공기챔버(130)의 일측에 마련된 압력센서(131)와 압축공기 분사라인(12) 상의 레귤레이터(150) 전단 및 우회라인(121) 각각에 설치된 개폐밸브(123)와 연결되어, ALS 공기챔버(130) 내부의 압력이 하강할 시 레귤레이터(150)를 우회하여 압축공기를 이덕터(140)로 공급함으로써, 레귤레이터(150)의 압력 강하를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 선체에 설치되는 엔진 등의 각종 장비를 냉각하기 위한 해수 쿨링 시스템(Seawater cooling system)과, 엔진 룸(ER) 내부에서 발생될 수 있는 각종 화재를 진압, 또는 예방(Total fire fighting)할 수 있는 고팽창 포말 소화 시스템(High Expansion foam system)이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 선체의 선미측 저면에 마련되는 선미 씨체스트(210)와, 엔진 룸(ER) 내부에 설치되어 해수를 냉매로 청수를 냉각시키는 냉각기(220)와, 선미 씨체스트(210)와 냉각기(220)를 연결하는 해수 쿨링라인(230)과, 해수 쿨링라인(230) 상에 설치되어 냉각기(220)로 해수를 공급하는 해수 쿨링펌프(240)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 냉각기(220)는 해수 쿨링라인(230) 상에 설치된 해수 쿨링펌프(240)를 통해 선미 씨체스트(210)로부터 해수를 공급받으며, 해수를 냉매로 청수를 냉각시켜 냉각을 필요로 하는 각종 장비에 냉각된 청수를 공급할 수 있다.

이러한 해수를 이용하여 선체에 마련된 각종 장비를 냉각시키는 구성은 주지된 기술로서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 선미 씨체스트(210)는, 공기 윤활 시스템의 작동으로 인해 내부로 에어 버블이 유입될 수 있으며, 에어 버블이 해수와 함께 해수 쿨링펌프(240)로 유입되는 경우에는, 해수 쿨링펌프(240)의 유량 및 압력이 낮아지게 되어 해수 쿨링펌프(240)의 고장이나 파손 등이 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 선미 씨체스트(210) 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하기 위한 벤트라인(Vent line)(250)을 설치하되, 벤트라인(250) 상에 설치되는 이젝터(Air ejector)(260)를 더 포함할 수 있다.

이젝터(26)는, 고압 고속의 에어를 공급받아 음압(또는, 진공)을 생성하는 장치로서, 높은 압력과 높은 속도의 에어를 공급받을수록 진공도의 세기가 커질 수 있다.

본 실시예 있어서, 이젝터(260)는, 별도의 연결라인(270)을 통해 압축공기 생성부(160), 구체적으로 제1 압축공기 레저버(163) 및 제2 압축공기 레저버(166)와 연결될 수 있으며, 압축공기 생성부(160)로부터 생성된 압축공기를 이용하여 음압을 생성할 수 있다.

본 실시예의 선박은 이젝터(260)를 통해 해수 쿨링 시스템으로 에어 버블의 유입을 원천적으로 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 전술한 유휴 장비를 활용하는 점에 장점이 있을 뿐만 아니라, 벤트라인(250) 상에 음압을 제공함으로써 선미 씨체스트(210) 내부로 유입되는 에어 버블을 제거하는데 효과적일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 선미 씨체스트(210)와는 별도로 선체의 스티어링 기어 룸(Steering gear room)(SG) 하부에 마련되는 해수 저장부(310)와, 해수 저장부(310)와 연결된 해수 공급라인(320) 상에 설치되는 해수 공급펌프(330)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 해수 저장부(310)는 스티어링 기어 룸(SG)의 하부, 구체적으로 선미 탱크(A.P Tank)(미부호)에 위치될 수 있으며, 해수 공급펌프(330)는 해수 저장부(310)에 저장된 해수에 포말(Foam)을 섞어 거주구 내지 엔진 룸 내부 등의 화재를 진압하기 위해 사용될 수 있다.

여기에서, 해수 공급라인(320)의 적어도 일부, 특히, 해수 저장부(310)와 해수 공급펌프(330)를 연결하는 라인은, 화재가 발생되더라도 버틸 수 있도록 단열처리하여 하나의 배관으로 구성하거나, 단일 배관으로 마련하기 어려운 경우에는 맞대기 용접(Butt welding)이나 양면에 홈(groove, 또는 sleeve)을 형성하여 용접하는 양면 홈 이음(Double sleeve joint) 등을 통해 용접으로 인한 데미지(damage)를 최소화하고 하나의 배관처럼 구성되도록 하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 화물이 적재된 상태에서의 흘수(적재흘수, Laden draft)는 일반적으로 11.5m이고, 화물을 하역 이후 선박 평형수(Ballast water)를 주수한 밸러스트 상태(Ballast condition)에서의 흘수(Ballast draft)는 9.4m 정도이며, 선박의 선체 구조 특성상 해수 공급펌프(330)는 선저면으로부터 11m 정도까지 밖에 낮출 수 없다.

선박의 소방설비 관련기준, 또는 선급에서 소화 시스템은 1분 동안 해수가 소화 시스템으로 공급이 되어야 하고, 10분 동안 엔진 룸(ER) 내 화재를 진압할 수 있어야 하며, 5번의 연속 화재 진압(Fire fighting)을 할 수 있도록 요구하고 있으나, 인해 해수 공급펌프(330)를 통한 해수의 공급과정에서 시간이 많이 지체될 수 있다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박에서는, 해수 저장부(310)와 해수 공급펌프(330) 사이의 해수 공급라인(320)으로부터 분기되어 이젝터(260)와 연결되는 흡입라인(Suction line)(340)을 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 흡입라인(340)은, 음압을 제공하는 이젝터(260)와 연결되어 엔진 룸(ER) 내 화재 발생 시 소화 시스템으로의 해수 공급이 선급에서 요구하는 1분 이내로 완료될 수 있도록 해수 공급라인(320) 내 공기를 흡입하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 제어부는 압축공기 생성부(160)의 제어를 통해 이젝터(260)로 적절한 압축공기를 공급할 수 있으며, 선미 씨체스트(210) 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하여 제거하는 모드와, 해수 공급라인(320) 내 공기를 흡입하는 모드의 선택적, 또는 동시적 사용이 가능할 수 있다.

본 실시예에서, 선박의 운항 시 마찰 저항을 감소시키기 위하여 공기 윤활 시스템이 가동하는 경우, 선속에 따라 선미 씨체스트(210) 내부로 유입되는 에어 버블의 양은 다를 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 해수 쿨링펌프(240)의 전단에 제어부와 연결된 별도의 압력측정수단(즉, 압력센서)(미도시)을 마련하고, 압력이 요동(Fluctation)이나 압력 저하(Low pressure)가 감지되는 경우, 압축공기 생성부(160)의 제1 압축기(161)에서 생성된 압축공기를 이젝터(260)로 공급하고 선미 씨체스트(210) 내 에어 버블을 흡입하여 외부로 배출할 수 있다.

이러한 과정에서도 선미 씨체스트(210) 내부의 에어 버블 배출이 잘 되지 않는 경우, 즉 압력의 요동이 지속 감지되는 경우, 제어부는 제2 압축기(164)에서 생성된 압축공기를 이젝터(260)로 공급함으로써, 보다 많은 양의 에어 버블을 흡입하여 배출할 수 있다.

한편, 선박의 정상 운항 상태(Normal condition)에서 선박 내 화재 진압을 위해 마련된 해수 공급펌프(330)는, 제어부를 통해 제1 압축기(161)에서 생성된 압축공기가 이젝터(260)로 공급되어 해수 공급펌프(330) 내 음압 상태를 유지할 수 있다.

여기에서, 엔진의 초기 구동이나 엔진 룸 내 화재 등의 비상상황(Emergency condition) 발생 시, 제어부는 제2 압축기(164)에서 생성된 압축공기를 이젝터(260)로 공급함으로써, 빠른 시간 내 해수 공급펌프(330)의 전단에 해수를 채워줄 수 있으며, 소화 시스템으로의 해수 공급 시간이 단축되는 유리한 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 압축공기 분사라인(170) 상에 ALS 공기챔버(130)를 설치하고 엔진 룸(ER) 내 기설치된 압축공기 생성부(160)를 이용하여 ALS 공기챔버(130)로 압축공기를 공급함으로써, 선박의 선저부 표면에 에어 버블을 통한 공기층을 형성하여 선박의 마찰 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공기 윤활 시스템의 작동으로 인한 전력소모량을 최소화할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

나아가, 공기 윤활 시스템이 적용된 선박에서, 에어 버블로 인한 해수 쿨링펌프(240)의 고장이나 파손을 방지함과 아울러, 화재 진압을 위한 소화 시스템의 해수 공급 지연 문제를 해결하여 선급 요구 사항을 만족시킬 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법은, 압축공기 생성부(160)에서 생성된 압축공기를 압축공기 공급라인(170)을 통해 ALS 공기챔버(130)로 공급하는 단계와, ALS 공기챔버(130)에 저장된 압축공기를 압축공기 분사라인(120)을 통해 선체의 선저부 표면에 분사하는 단계를 포함할 수 있다.

선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하는 단계에서, ALS 공기챔버(130)에 저장된 압축공기를 모두 사용하였거나 부족한 경우에는, ALS 압축부(110)를 가동하고 ALS 공기챔버(130)를 위화하는 별도의 보조 분사라인(125)을 통해 ALS 압축부(110)에서 생성된 압축공기를 압축공기 분사라인(120)으로 공급할 수 있다.

또한, 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하는 단계에서, ALS 공기챔버(130) 내부의 압력이 감소하는 경우, ALS 공기챔버(130)에 저장된 압축공기를 ALS 공기챔버(130)의 후단에 마련된 레귤레이터(150)를 우회하여 선체의 선저부 표면에 공급할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법은, 별도의 제어부를 통해 압축공기 생성부(160)를 제어하며, 제어부는 이젝터(260)로 적절한 압축공기를 공급하여, 선미 씨체스트(210) 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하여 제거하는 모드와, 해수 공급라인(320) 내 공기를 흡입하는 모드의 선택적, 또는 동시적 사용이 가능할 수 있다.

선미 씨체스트(210) 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하여 제거하는 모드에서, 선미 씨체스트(210)와 연결된 벤트라인(250) 상에 음압을 제공하기 위하여 압축공기 생성부(160)로부터 생성된 압축공기를 이용할 수 있다.

또한, 해수 공급라인(320) 내 공기를 흡입하는 모드에서, 해수 저장부(310)와 해수 공급펌프(330) 사이의 해수 공급라인(320)으루부터 분기되어 이젝터(260)와 연결되는 흡입라인(340)을 통해 해수 공급펌프(330)의 전단에 음압을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, LNGC(LNG Carrier) 및 LNG RV(LNG Regasification Vessel)를 포함하는 선박, LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)를 포함하는 특수선박 중 어느 하나일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: ALS 압축부
120: 압축공기 분사라인
121: 우회라인(Bypass line)
123: 개폐밸브
125: 보조 분사라인
127: 조절밸브
130: ALS 공기챔버
131: 압력센서(Pressure transmitter)
140: 이덕터(Eductor)
150: 레귤레이터(Regulator)
160: 압축공기 생성부
161: 제1 압축기
162: 제1 저장라인
163: 제1 압축공기 레저버(Air reservoir)
164: 제2 압축기
165: 제2 저장라인
166: 제2 압축공기 레저버
167: 보조 공급라인
167a: 제2 제어밸브
170: 압축공기 공급라인
171: 역류방지 밸브
173: 제1 제어밸브
210: 선미 씨체스트(Sea chest)
220: 냉각기
230: 해수 쿨링라인
240: 해수 쿨링펌프
250: 벤트라인(Vent line)
260: 이젝터(Ejector)
310: 해수 저장부
320: 해수 공급라인
330: 해수 공급펌프
340: 흡입라인(Suction line)

Claims

선체의 선저부 표면에 에어 버블(Air bubble)을 형성하여 선체의 마찰 저항을 감소시키기 위한 공기 윤활 시스템이 적용된 선박으로서,
상기 선체의 선수측 내부공간에 설치되는 ALS 압축부와 상기 선체의 선저부 표면에 형성된 복수개의 노즐을 연결하여 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기(Compressed air)를 분사하기 위한 압축공기 분사라인;
상기 압축공기 분사라인 상에 설치되어 압축공기를 저장하는 ALS 공기챔버;
상기 선체의 선미측에 마련된 엔진 룸 내부에 설치되어 엔진의 연소를 위한 압축공기를 생성하는 압축공기 생성부; 및
상기 압축공기 생성부에서 생성된 압축공기를 상기 ALS 공기챔버로 공급하기 위하여 상기 압축공기 생성부와 상기 ALS 공기챔버를 연결하는 압축공기 공급라인을 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 1항에 있어서,
상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 ALS 공기챔버의 후단에 설치되어 상기 선수측 선체 내부의 공기를 흡입하고, 상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기와 함께 보다 많은 양의 공기를 상기 선체의 선저부 표면에 제공하기 위한 이덕터(Eductor)를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 2항에 있어서,
상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 이덕터의 전단에 설치되어 상기 이덕터로 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(Regulator)를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 3항에 있어서,
상기 압축공기 분사라인 상에 설치되되, 상기 레귤레이터의 전단에서 분기되어 상기 레귤레이터를 우회(Bypass)하도록 설치되는 우회라인; 및
상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 레귤레이터의 전단 및 상기 우회라인 상에 각각 설치되는 개폐밸브를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 1항에 있어서,
상기 ALS 압축부는 3700㎥의 압축공기 유량을 갖고 160㎾의 전력을 소모하는 3대의 압축기로 이루어지는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 2항에 있어서,
상기 ALS 공기챔버와 상기 ALS 압축부 사이에서 상기 압축공기 분사라인으로부터 분기되고 상기 이덕터를 우회하여 상기 압축공기 분사라인에 다시 합류되는 보조 분사라인; 및
상기 압축공기 분사라인 상에서 상기 이덕터와 상기 보조 분사라인이 합류되는 지점 사이에 설치되는 조절밸브를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 1항에 있어서,
상기 압축공기 생성부는,
상기 엔진 룸 내부에 설치되며 상기 엔진의 구동 중 상기 엔진으로의 압축공기 공급을 제어하기 위해 사용되는 제1 압축기; 및
제1 저장라인에 의해 상기 제1 압축기와 연결되어 상기 제1 압축기에서 생성되는 압축공기를 저장하는 제1 압축공기 레저버(Air reservoir)를 포함하고,
상기 압축공기 공급라인은 상기 제1 저장라인에서 분기되어 상기 ALS 공기챔버와 연결되는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 7항에 있어서,
상기 압축공기 생성부는,
상기 엔진 룸 내부에서 상기 제1 압축기와는 별도로 마련되어 상기 엔진의 초기 구동 시 사용되는 제2 압축기;
제2 저장라인에 의해 상기 제2 압축기와 연결되어 상기 제2 압축기에서 생성되는 압축공기를 저장하는 제2 압축공기 레저버; 및
상기 제2 저장라인에서 분기되어 상기 압축공기 공급라인과 연결되는 보조 공급라인을 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 8항에 있어서,
상기 압축공기 생성부는,
상기 압축공기 공급라인 상에서 상기 제1 압축기와 근접하게 설치되어 상기 제1 압축기에서 생성된 압축공기를 상기 제1 압축공기 레저버로만 공급하거나 상기 제1 압축공기 레저버와 함께 상기 ALS 공기챔버로 공급할 수 있도록 제어되는 제1 제어밸브를; 및
상기 보조 공급라인 상에 설치되어 상기 제2 압축기에서 생성된 압축공기를 상기 제2 압축공기 레저버로만 공급하거나 상기 제2 압축공기 레저버와 함께 상기 ALS 공기챔버로 공급할 수 있도록 제어되는 제2 제어밸브를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 1항에 있어서,
상기 ALS 공기챔버 내부의 압력을 측정하기 위한 압력 측정 센서를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 1항에 있어서,
상기 압축공기 공급라인 상에 설치되어 상기 압축공기 생성부로부터 상기 ALS 공기챔버로 공급되는 압축공기의 역류를 방지하는 역류방지 밸브를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 1항에 있어서,
상기 선체의 선미측에 마련되는 선미 씨체스트(Sea chest);
상기 선미 씨체스트 내부로 유입되는 에어 버블을 상기 선체의 외부로 배출하기 위한 벤트라인(Vent line); 및
상기 벤트라인 상에 설치되고 상기 압축공기 생성부로부터 생성된 압축공기를 이용하여 음압을 생성하는 이젝터(Ejector)를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 12항에 있어서,
상기 선미 씨체스트와는 별도로 상기 선체의 스티어링 기어 룸 하부(즉, AP탱크)에 마련되는 해수 저장부;
상기 해수 저장부와 연결된 해수 공급라인 상에 설치되며 상기 해수 저장부에 저장된 해수에 포말(Foam)을 섞어 거주구 또는 상기 엔진 룸 내 화재를 진압하기 위한 해수 공급펌프; 및
상기 해수 저장부와 상기 해수 공급 펌프 사이의 상기 해수 공급라인으로부터 분기되어 상기 이젝터와 연결되어 상기 해수 공급라인 내 공기를 흡입(Suction)하는 흡입라인을 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 압축공기 생성부의 압축공기 공급을 제어하는 제어부를 더 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
제 1항에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법으로서,
상기 압축공기 생성부에서 생성된 압축공기를 상기 압축공기 공급라인을 통해 상기 ALS 공기챔버로 공급하는 단계; 및
상기 압축공기 분사라인을 통해 상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기를 상기 선체의 선저부 표면에 분사하는 단계를 포함하고,
상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하는 단계에서,
상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기를 모두 사용하였거나 부족한 경우에는, 상기 ALS 압축부를 가동하고 상기 ALS 공기챔버를 우회하는 별도의 보조 분사라인을 통해 상기 ALS 압축부에서 생성된 압축공기를 상기 압축공기 분사라인으로 공급하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법.
제 15항에 있어서,
상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하는 단계에서,
상기 ALS 공기챔버 내부의 압력이 감소하는 경우, 상기 ALS 공기챔버에 저장된 압축공기를 상기 ALS 공기챔버의 후단에 마련된 레귤레이터를 우회하여 상기 선체의 선저부 표면에 공급하는 단계를 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법.
제 15항에 있어서,
상기 ALS 공기챔버로 압축공기를 공급하는 단계에서,
상기 압축공기 생성부는 별도의 제어부를 통해 상기 선체의 선미측에 마련된 선미 씨체스트 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하여 제거하는 모드와 상기 선체의 스티어링 기어 룸 하부에 마련된 해수 저장부와 해수 공급펌프를 연결하는 해수 공급라인 내 공기를 흡입하는 모드의 선택적 또는 동시적 사용이 가능할 수 있도록 제어되는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법.
제 17항에 있어서,
상기 선미 씨체스트 내부로 유입되는 에어 버블을 선체의 외부로 배출하여 제거하는 모드에서,
상기 선미 씨체스트의 벤트라인 상에 설치되는 이젝터를 통해 상기 벤트라인 상에 음압을 제공하기 위하여 상기 압축공기 생성부로부터 생성된 압축공기를 이용하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법.
제 18항에 있어서,
상기 해수 공급라인 내 공기를 흡입하는 모드에서,
상기 해수 저장부와 상기 해수 공급펌프 사이의 상기 해수 공급라인으로부터 분기되어 상기 이젝터와 연결되는 흡입라인을 통해 상기 해수 공급펌프의 전단에 음압을 제공하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 압축공기 공급방법.