KR20160032572A - 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 전기실에 설치되고 발전기에서 발전한 전원을 공급받는 주 배전반, 상기 주 배전반과 연결되어 상기주 배전반으로부터 전원을 공급받아 거주구에 마련된 각 거주구획으로 배전하는 보조 배전반 및 상기 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변압해서 상기 보조 배전반으로 공급하는 변압기를 포함하고, 상기 변압기는 상기 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 케이블 량을 최소화하도록 거주구 내부에 배치되는 구성을 마련하여, 전기실에 마련된 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변환하는 변압기를 거주구에 설치함으로써, 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 케이블 설치 경로를 최소화하여 전체 케이블 량을 감소시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법{ELECTRIC POWER SUPPLY APPARATUS AND METHOD FOR LIVING QUARTER OF SHIP}

본 발명은 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박이나 해양 구조물에 마련되는 거주구에 전원을 공급하는 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.

선박이나 해양 구조물에는 선원이나 작업자를 위한 업무공간과 취사 및 취침용 선실이 마련된 거주구가 마련된다.

거주구는 기관실과 조타실을 고려하여 배치되는데, 일반적인 상선의 경우 조타실은 전방의 시야를 좋게 하기 위해 선체의 최상부에 마련되고, 거주구는 조타실 아래에 마련되며, 기타 업무 공간, 취사, 휴식 및 취침 공간을 포함한다.

한편, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 거주구에 마련된 각 공간에 전원을 배전하는 배전시스템에 관한 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1에는 거주구획이 적층 제작되는 거주구조물, 거주구조물의 각 거주구획에 설치되는 분전반, 각 분전반과 전기적으로 연결되도록 거주구획 중 어느 한 곳에 설치되며 거주구조물의 선박 설치시 주 배전반과 전기적으로 연결되는 보조 배전반을 포함하는 선박 거주구획의 배전시스템 구성이 개시되어 있다.

이에 따라, 특허문헌 1은 적층구조의 거주구획에 일시적으로 선박에서의 주 배전반 기능을 수행할 수 있는 보조 배전반을 설치함으로써, 배전시스템의 배치를 최적화하고, 설계, 설치작업 및 장비의 유지보수 작업이 편리하며, 전선 연결 작업에 따른 설계, 자재, 설치비의 손실을 줄일 수 있고, 좁은 공간에서 주 배전반과 보조 배전반의 연결을 신속 용이하게 설치할 수 있다.

특허문헌 2는 비상전원발전기로부터 비상전원배전반을 거쳐 선박의 데크하우스 내부로 이어지는 비상전원케이블의 경로를 최소화하기 위하여, 데크하우스 내부에 비상전원발전기를 설치하되, 데크하우스에 설치되는 비상전원케이블의 설치방향이 최상층에서부터 하부층으로 이어지는 일 방향으로 설치될 수 있도록 데크하우스의 최상층에 상기 비상전원발전기 및 비상전원배전반을 설치하는 복수 층의 구조로 이루어진 선박의 데크하우스 구성이 개시되어 있다.

한편, 도 1은 종래기술에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치에는 전기실(1)에 주 배전반(2)과 변압기(transformer)(3)가 설치되고, 거주구에 서브배전반과 서브배전반에서 배전된 전원을 거주구에 마련된 각 공간으로 분전하는 분전반이 설치된다.

대한민국 특허 공개번호 제10-2010-0064790호(2010년 6월 15일 공개) 대한민국 특허 공개번호 제10-2014-0054603호(2014년 5월 9일 공개)

그러나 종래기술에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치를 초대형 선박 또는 부유식 원유 생산저장하역 설비(Floationg Production Storage and Offloading)나 부유식 천연가스 생산저장하역 설비(Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading)와 같은 해양 구조물에 적용하는 경우, 선체(hull)에 배치되는 전기실의 주 배전반과 거주구의 서브배전반 사이의 거리가 매우 멀기 때문에, 변압기와 각 서브배전반을 연결하는 케이블 량이 과도하게 증가한다.

이로 인해, 종래기술에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치는 변압기와 각 서브배전반을 연결하는 케이블 량 증가로 인해, 케이블 설치 작업에 시간적, 인적, 경제적 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 특허문헌 1 및 특허문헌 2와 같이 기관실, 전기실, 거주구, 조타실을 적층 구조로 구성하더라도, 전기실에 변압기를 설치하는 경우, 전기실과 거주구 사이의 거리로 인해 상기한 문제점이 동일하게 발생하였다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기실에 마련된 주 배전반에서 배전된 전원을 거주구의 각 공간으로 배전해서 공급할 수 있는 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기실에 마련되는 주 배전반과 거주구에 마련되는 보조 배전반 사이를 연결하는 케이블 량을 최소화할 수 있는 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치는 전기실에 설치되고 발전기에서 발전한 전원을 공급받는 주 배전반, 상기 주 배전반과 연결되어 상기주 배전반으로부터 전원을 공급받아 거주구에 마련된 각 거주구획으로 배전하는 보조 배전반 및 상기 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변압해서 상기 보조 배전반으로 공급하는 변압기를 포함하고, 상기 변압기는 상기 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 케이블 량을 최소화하도록 거주구 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 주 배전반과 변압기 사이에는 상기 주 배전반에서 배전된 고전압 전원을 공급하는 제1 전원케이블이 연결되고, 상기 변압기와 보조 배전반 사이에는 상기 변압기에서 변압된 저전압 전원을 공급하는 제2 전원케이블이 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 전원케이블과 제2 전원케이블을 통해 공급되는 전력량은 동일하고, 상기 제1 전원케이블은 상기 제2 전원케이블의 길이에 비해 길게 설치되며, 상기 제1 전원케이블은 상기 제2 전원케이블의 단면적에 보다 작은 단면적으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 전원케이블과 변압기 및 제2 전원케이블은 상기 변압기의 이상 발생시에도 정상적으로 상기 보조 배전반에 전원을 공급 가능하도록 복수로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박 거주구 전원 공급 방법은 (a) 전기실에 배치된 주 배전반에서 발전기로부터 발전한 전원을 공급받아 배전하는 단계, (b) 거주구에 배치된 변압기에서 상기 주 배전반으로부터 배전된 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변압하는 단계 및 (c) 거주구에 배치된 보조 배전반에서 상기 변압기에서 변압된 저전압 전원을 거주구의 각 거주구획으로 배전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박 거주구 전원 공급 방법은 (d) 복수로 마련된 변압기 중에서 어느 하나에 이상이 발생하면, 다른 변압기를 통해 상기 보조 배전반으로 공급하는 단계를 더 포함하고, 이상이 발생한 변압기는 거주구의 메인 데크에 설치된 기중기를 이용해서 교체 가능한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법에 의하면, 전기실에 마련된 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변환하는 변압기를 거주구에 설치함으로써, 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 케이블 설치 경로를 최소화하여 전체 케이블 량을 감소시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 전기실과 거주구 사이에 설치되는 케이블 포설 작시 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 케이블 포설로 인한 복잡한 케이블 경로를 단순화 함으로써, 케이블 포설 작업의 작업시간을 단축하고, 작업성을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 의하면, 변압기의 이상 발생시 작업자가 전기실로 이동할 필요없이 거주구의 메인 데크에 설치된 기중기를 이용해서 변압기를 교체할 수 있어, 선박 거주구 전원 공급 장치의 유지보수에 소요되는 시간적, 인적 비용을 절감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 선체에 설치되는 변압기를 거주구로 이동시킴에 다라, 선체의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 종래기술에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치의 전원 공급 방법을 단계별로 설명하는 공정도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시 예에서는 설명의 편의상 선박을 이용해서 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 선박뿐만 아니라 부유식 원유 생산저장하역 설비(Floationg Production Storage and Offloading)나 부유식 천연가스 생산저장하역 설비(Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading)와 같은 해양 구조물에도 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치의 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전기실(20)에 설치되고 발전기(도면 미도시)에서 발전한 전원을 공급받는 주 배전반(21), 주 배전반(21)과 연결되어 주 배전반(21)으로부터 전원을 공급받아 거주구(30)에 마련된 각 거주구획으로 배전하는 보조 배전반(31) 및 주 배전반(21)에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변압해서 보조 배전반(31)으로 공급하는 변압기(32)를 포함한다.

일반적으로, 전기실(20)과 거주구(30)는 서로 이격된 위치에 배치된다.

예를 들어, 전기실(20)는 선체의 선미 하부에 기관실(도면 미도시)과 인접해서 배치되고, 거주구(30)는 선체의 중앙이나 선수에 배치될 수 있다.

이에 따라, 본 실시 예에서는 전기실(20)에 설치되는 주 배전반(21)과 거주구(30)에 마련되는 보조 배전반(31) 사이에 전원을 공급하도록 설치되는 케이블 량을 최소화하기 위해, 거주구(30)에 변압기(32)가 배치될 공간을 마련해서 변압기(32)를 거주구(30) 내부에 설치한다.

도 2에서 보조 배전반(31)은 하나로 도시되어 있으나, 거주구(30)의 면적이나 형상, 거주구(30)에서 필요로 하는 전력량에 따라 복수로 마련될 수 있다.

즉, 거주구(30)에는 선원이나 작업자가 업무를 수행하는 업무 공간과 함께 취사, 휴식 및 취침 공간 등 다수의 거주구획이 마련됨에 따라 많은 전력을 소모할 수 있다.

주 배전반(21)은 발전기에서 발전한 전원을 공급받아 보조 배전반(31)으로 배전하는 기능을 한다.

이를 위해, 주 배전반(20)과 변압기(32) 사이에는 주 배전반(21)에서 배전된 약 6600V의 고전압 전원을 변압기(320로 공급하는 제1 전원케이블(22)이 연결될 수 있다.

변압기(32)는 주 배전반(21)에서 공급되는 고전압 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 전압 레벨, 예컨대 약 690V의 저전압 전원으로 변환하는 기능을 한다.

이러한 변압기(32)는 거주구(30)의 메인 데크(main deck)에 설치될 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 변압기의 이상 발생시 작업자가 전기실로 이동할 필요없이 거주구의 메인 데크에 설치된 기중기를 이용해서 변압기를 교체할 수 있다.

보조 배전반(31)은 변압기(32)로부터 공급되는 저전압 전원을 각 거주구획에 마련된 분전반(도면 미도시)으로 배전하는 기능을 한다.

이를 위해, 변압기(32)와 보조 배전반(31) 사이에는 변압기(32)에서 공급되는 전원을 보조 배전반(31)으로 공급하는 제2 전원케이블(33)이 연결될 수 있다.

본 실시 예에서 제1 전원케이블(22), 변압기(32) 및 제2 전원케이블(33)은 각각 어느 하나의 변압기(32)에 이상이 발생하더라도, 다른 변압기(32)을 통해 보조분전반(31)에 전원을 공급할 수 있도록 복수로 마련될 수 있다.

한편, 제1 전원케이블(22)과 제2 전원케이블(33)을 통해 공급되는 전력량을 동일하다.

제1 전원케이블(22)은 고전압 전원을 공급함에 따라 내부를 이동하는 전류량이 제2 전원케이블(33) 내부를 이동하는 전류량에 비해 적기 때문에, 제2 전원케이블(33)의 단면적에 비해 작은 단면적으로 제조될 수 있다.

그리고 제1 전원케이블(22)은 전기실(20)과 거주구(30) 사이를 연결함에 따라, 거주구(30) 내부의 변압기(32)와 보조 배전반(31)을 연렬하는 제2 전원케이블(20)의 길이에 비해 길게 제조될 수 있다.

예를 들어, 전기실(20)과 거주구(30) 사이의 거리가 약 165m인 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 전기실(1)에 변압기(3)를 설치하면, 변압기(3)와 보조 배전반(5) 사이에 약 500 SQ의 케이블 30가닥이 설치됨에 따라, 총 4950m의 케이블이 소요된다.

반면, 본 실시 예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 거주구(30)에 변압기(32)를 설치하고, 변압기(32)와 보조 배전반(31) 사이의 거리를 약 50m로 가정할 수 있다.

따라서, 주 배전반(21)과 변압기(32) 사이에 약 185 SQ의 케이블 1가닥을 설치하고, 변압기(32)와 보조 배전반(31) 사이에 약 500 SQ의 케이블 12가닥을 설치함에 따라 총 165m의 제1 전원케이블(22) 및 총 600m의 제2 전원케이블(33)이 소요된다.

이와 같이, 본 발명은 전기실에 마련된 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변환하는 변압기를 거주구에 설치함으로써, 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 전체 케이블 량을 감소시킬 수 있다.

다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치의 전원 공급 방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 거주구 전원 공급 장치의 전원 공급 방법을 단계별로 설명하는 공정도이다.

도 3의 S10단계에서 전기실(20)의 주 배전반(21)은 발전기에서 발전한 전원을 공급받아 선박에 마련된 각 보조 배전반(31)으로 배전한다.

이때, 주 배전반(20)과 거주구(300에 마련된 변압기(32)를 연결하는 제1 전원케이블(22)은 주 배전반(21)에서 배전된 고전압 전원을 변압기(32)로 전달한다.

그러면, 거주구(30)에 배치된 변압기(32)는 제1 전원케이블(22)을 통해 공급된 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변환해서 변압한다(S12).

제2 전원케이블(33)은 변압기(32)에서 변압된 전원을 거주구(30)의 보조 배전반(31)으로 전달한다.

S14단계에서 보조 배전반(31)은 변압된 전원을 각 거주구획에 마련된 분전반(도면 미도시)으로 분전한다.

만약, 복수의 변압기(32) 중에서 어느 하나에 이상이 발생한 경우, 다른 변압기를 통해 보조 배전반으로 전원을 공급할 수 있다.

이때, 변압기(32)가 거주구(30)에 설치된 상태이므로, 작업자는 전기실(20)까지 이동할 필요없이 신속하게 거주구(30)에서 변압기(32)의 유지보수 작업을 수행할 수 있다(S16).

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 전기실에 마련된 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변환하는 변압기를 거주구에 설치함으로써, 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 전체 케이블 량을 감소시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상기의 실시 예에서는 선박 거주구 전원 공급 장치 및 방법을 설명하였으나, 본 발명은 선박뿐만 아니라 해양 구조물에도 적용되도록 변경될 수 있다.

본 발명은 전기실에 마련된 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변환하는 변압기를 거주구에 설치함으로써, 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 전체 케이블 량을 감소시키는 기술에 적용된다.

10: 선박 거주구 전원 공급 장치
20: 전기실
21: 주 배전반
22: 제1 전원케이블
30: 거주구
31: 보조 배전반
32: 변압기
33: 제2 전원케이블

Claims (6)

1. 전기실에 설치되고 발전기에서 발전한 전원을 공급받는 주 배전반,
   상기 주 배전반과 연결되어 상기주 배전반으로부터 전원을 공급받아 거주구에 마련된 각 거주구획으로 배전하는 보조 배전반 및
   상기 주 배전반에서 공급되는 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변압해서 상기 보조 배전반으로 공급하는 변압기를 포함하고,
   상기 변압기는 상기 주 배전반과 변압기 및 보조 배전반을 연결하는 케이블 량을 최소화하도록 거주구 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 전원 공급 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 주 배전반과 변압기 사이에는 상기 주 배전반에서 배전된 고전압 전원을 공급하는 제1 전원케이블이 연결되고,
   상기 변압기와 보조 배전반 사이에는 상기 변압기에서 변압된 저전압 전원을 공급하는 제2 전원케이블이 연결되는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 전원 공급 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 전원케이블과 제2 전원케이블을 통해 공급되는 전력량은 동일하고,
   상기 제1 전원케이블은 상기 제2 전원케이블의 길이에 비해 길게 설치되며,
   상기 제1 전원케이블은 상기 제2 전원케이블의 단면적에 보다 작은 단면적으로 제조되는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 전원 공급 장치.
4. 제2힝 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1 전원케이블과 변압기 및 제2 전원케이블은 상기 변압기의 이상 발생시에도 정상적으로 상기 보조 배전반에 전원을 공급 가능하도록 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 전원 공급 장치.
5. (a) 전기실에 배치된 주 배전반에서 발전기로부터 발전한 전원을 공급받아 배전하는 단계,
   (b) 거주구에 배치된 변압기에서 상기 주 배전반으로부터 배전된 고전압 전원을 미리 설정된 저전압 전원으로 변압하는 단계 및
   (c) 거주구에 배치된 보조 배전반에서 상기 변압기에서 변압된 저전압 전원을 거주구의 각 거주구획으로 배전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 전원 공급 방법.
6. 제5항에 있어서,
   (d) 복수로 마련된 변압기 중에서 어느 하나에 이상이 발생하면, 다른 변압기를 통해 상기 보조 배전반으로 공급하는 단계를 더 포함하고,
   이상이 발생한 변압기는 거주구의 메인 데크에 설치된 기중기를 이용해서 교체 가능한 것을 특징으로 하는 선박 거주구 전원 공급 방법.
   

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