• 해양환경안전학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.788-793
• /
• 2014

본 연구에서는 선박용 해수펌프에 회전수를 제어할 수 있는 인버터를 설치하여 효율적인 유량제어를 통한 소비전력 절감효과를 확인하고 해양생성물 부착방지시스템(MGPS)이 미설치된 곳에서 해수펌프의 유량제어가 시스템에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 실험은 항해중이나 정박중 항시 운전되고 있는 목포해양대학교의 실습선의 보조해수펌프와 냉동기 해수펌프를 이용하였으며, 정박과 국제항해로 구분하여 실험하였다. 연구 결과 해수온도가 $18^{\circ}C$이하인 경우 펌프회전수는 58.3 % 감소시켜 운전이 가능하였으며 50 %의 소비전력 절감효과가 있었다. 해수온도가 $34^{\circ}C$까지 상승하여도 펌프의 회전수는 91.6 %로 운전이 가능하였으며 20 %의 소비전력 절감효과가 있었다. 또한 해양생성물 부착방지시스템이 설치되지 않은 곳에서는 펌프의 회전수를 낮추어 유속이 저하하면 해양생성물의 부착을 가증시키는 결과를 알게 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권11호
• /
• pp.7878-7884
• /
• 2015

해수의 접촉이 많은 금속 임펠러는 해수의 염분에 의해 부식이 되므로 탄소섬유로 제작된 임펠러를 사용한 해수펌프가 개발되었다. 해수펌프의 임펠러와 와류실의 최적설계를 수치해석을 통해 수행하였고 관련인자(임펠러 두께, 표면 거칠기)의 영향을 평가하였다. 임펠러의 두께는 무게 때문에 재료에 따라 제한된다. 탄소섬유를 사용한 임펠러는 경량이므로 최대효율을 나타내는 임펠러 두께를 사용할 수 있다. 표면 거칠기의 경우 같은 운전 조건에서 펌프의 효율에 7 % 범위에서 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.400-406
• /
• 2017

선박용 입형 편흡입 원심 해수펌프의 회전체와 파이프 시스템 내부에 발생한 과도한 손상의 원인을 분석하고자 실제 모델을 역설계 하였다. 이를 위해 전산유체역학(CFD)을 이용하여 해수냉각펌프의 내부유동 분석을 실시하였다. 결과적으로 역설계를 통한 대상펌프의 형상 및 경계조건을 설정하여 설계 운전점인 $125m^3/h$에서의 펌프 효율은 85.3 %, 양정 32.0미터로 계산되었다. 대상 펌프의 최고 효율점은 $150m^3/h$에서 약 86.2 %로 예측되었으나 실제 운전점과는 차이가 있었다. 최저 유량점인 $112.5m^3/h$에서는 저 유량점 특성상 유동이 불안정하여 해석의 수렴이 좋지 않았다. 선박에서 운전 중인 해수펌프 및 파이프 시스템 전반에 걸쳐 진행 중인 공동현상의 원인 규명을 통해 개선방안을 도출하고자 하였으나, 입 출구 전체 파이프 시스템의 계산, 각 지관들에 대한 유량 및 유속 측정 등을 통해 보다 명확한 원인분석을 위한 후속연구가 필요하다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제23권9호
• /
• pp.1025-1031
• /
• 2019

본 연구는 선박용 해수펌프를 ML 기반으로 한 알고리즘을 구현하여 효율적으로 운용할 수 있는 PCS를 제안한다. PCS가 탑재된 2척의 선박에서 해수온도, RPM, 전력 소모 데이터를 취득하여 회귀 분석법으로 분석하고, 새로운 알고리즘을 제시한다. 제시하는 알고리즘을 적용하였을 때 Ship A는 PCS를 적용하지 않았을 때 대비하여 약 36%를 절감하였고, 특정 해역온도인 $19{\sim}27^{\circ}C$와 $32^{\circ}C$ 이상의 해역에서 ML 기반의 알고리즘이 Ship A의 PCS보다 약 1% 더 절감하였다. Ship B는 PCS를 적용하지 않았을 때 대비하여 약 50%를 절감하였고, 특정 해역온도인 $19^{\circ}C$ 이상의 해역에서 Ship B의 PCS보다 약 2%더 절감하였다. 도출된 데이터를 이용하여 최적의 펌프 속도와 항로를 제안할 수 있다. 추가적으로, 취득 데이터의 추세를 활용하여 효율이 낮아졌을 시에 펌프의 성능이나 MGPS의 소제 시기를 유추할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제31권5호
• /
• pp.592-598
• /
• 2007

The fuel charge is getting higher in navigation cost. Therefore, shipowners try to find the method for reducing oil consumption. ESS(Energy Saving System) is one of he method. ESS is the system consisted with two inverters, ESS control unit and monitoring system. Two inverters control two main sea water cooling pumps. In the ESS control Unit, the control algorithm finds optimized point to decrease a power consumption of main sea water cooling pumps. Monitoring system observes ESS not to work improperly. ESS is experimented in the laboratory with real condition and analyzed in every view. After experiment, the result of the experiment shows that the control algorithm works correctly and safely. ESS has a plan to be operated in the ship soon. In that case, additional devices are needed to connect ESS with cooling system of the vessel. So the development of addition device is needed and being studied.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제39권3호
• /
• pp.248-254
• /
• 2015

국내에는 아직 침수선박 구조용 대용량 배수펌프에 대한 기술개발 사례가 없는 상황이다. 현재 침수선박 구조를 위해 농업용 배수펌프가 사용되고 있으나 실효성이 현저히 떨어지며, 낮은 배수량, 이물질 걸림 현상, 겨울철 운전 오작동 등의 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 해양에서 신속한 침수선박의 구조를 위해 현재 장비가 가지는 문제점을 개선하여 분당 20 톤의 배수량을 가지는 대용량 배수펌프 시스템을 개발하고자 한다. 대용량 배수펌프 시스템은 펌프 배출구를 통해 배출되는 흡입양정 8 m에서 분당 20 톤의 해수를 배출하는 것을 목표로 배수펌프 시스템 설계 및 개발을 수행하였다. 펌프종류는 조선해양 분야에서 액체를 이송하는데 가장 많이 사용되는 원심펌프를 채택하였으며, 요구 시방을 기초로 펌프를 설계하였다. 임펠러 블레이드는 요구 시방과 Stepanoff 설계 상수를 이용하여 임펠러 제원과 블레이드 입출구각을 도출하였고, 설계된 임펠러와 하우징 형상에서 목표 유량 만족 여부를 확인하기 위해 유동해석을 수행하여, 임펠러 회전수에 따른 유량을 검토하였다. 또한 실제 운전 중에 발생할 수 있는 제품에 대한 구조적인 취약성을 판단하기 위해 임펠러 구조해석을 수행하여 안전성을 검토하여, 침수선박 구조를 위한 배수펌프 시스템 개발을 완료하였다.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제10권6호
• /
• pp.218-224
• /
• 2011

The fresh water and sea water in present ships is used as cooling water for marine engine. Therefore, corrosion damage in seawater system is frequently occurred. In particular, in the impeller of pump, the performance and material span due to the corrosion and cavitation erosion has adverse effects. Most of the pump impellers in vessels are used Cu-Al alloy. Cu-Al alloy which having the excellent mechanical properties and corrosion resistance is widely used in marine environments. However, despite the excellent characteristics, the periodic replacement parts due to the cavitation damage in seawater is vulnerable to economic viewpoint. In this study, Cu-Al alloy used with impeller for centrifugal pump were conducted various experiments to evaluate its characteristics in seawater and fresh water solutions. As an electrochemical result, the dynamic conditions that exposed to the cavitation environment presented high corrosion current density with collapse of the cavity compared with the static conditions. Cavitation test results, the weightloss and weightloss rate in fresh water are observed more than those of seawater.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.105-105
• /
• 2018

스테인리스강은 내식성과 내구성이 우수하여 파이프 및 일반 구조용 고온재료에 널리 사용된다. 그러나 선박 및 해양플랜트 등의 고부가가치 산업에 사용될 경우 내피로성, 내구성 및 내식성이 더욱 요구되고 있다. 특히 해수 환경 하에서 스테인리스강은 재료 표면의 부동태 피막 파괴로 공식 또는 틈부식에 의한 국부부식을 초래하여 해양환경용 재료로 사용하는데 제한적이다. 플라즈마 이온질화는 저온에서 열처리가 가능하며 재료의 변형이 없어 스테인리스강에 널리 적용되는 열화학적 표면처리 기술이다. 플라즈마 이온질화는 일반적으로 고온에서 실시하여 스테인리스강의 기계적 특성을 향상시키는 목적으로 주로 적용하였으나, 저온-플라즈마 이온질화 처리 시 질소의 확산계수 증가로 표면에 S-phase 생성에 기인하여 부식 저항성이 향상된다고 알려져 있다[1-2]. 그러나 해수 펌프, 밸브, 스트레이너(Strainer) 등의 해양 환경용 기자재로 널리 사용되고 있는 주조 스테인리스강에 대한 플라즈마 이온질화 적용과 그 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 주조용 스테인리스강에 대하여 플라즈마 이온질화 기술을 적용하여 공정온도에 따른 해수 내 전기화학적 부식 특성을 규명하였다. 플라즈마 이온질화 공정은 $25%N_2$와 $75%H_2$ 비율로 $350^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$의 공정온도에서 10시간 동안 실시하였다. X-선 회절분석을 통해 공정온도 변수에 따른 표면에 형성된 질화층의 상변화를 분석하였다. 또한 비커스 경도계를 이용하여 표면경도를 측정하여 기계적 특성 향상을 확인하였다. 전기화학적 부식 실험 후 표면 손상 형상 관찰, 무게 감소량 및 손상 깊이 계측을 통해 공정 온도와 부식 저항 특성을 규명하였다. 또한 타펠 분석을 통해 모재와 플라즈마 이온질화 온도 변수에 따른 부식 속도를 비교 분석하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제46권6호
• /
• pp.562-569
• /
• 2022

기존 운항선박에 적용되어 있는 알람 모니터링 기술은 온도, 압력 등의 데이터 항목을 AMS(Alarm Monitoring System)으로 관리하고 해당 센싱 데이터가 정상 수준 범위를 초과할 경우만 선원에게 알람을 제공한다. 또한 기존 선박의 정비는 PMS(Planned Maintenance System)를 따른다. 이는 장비로부터 측정된 센싱 데이터가 설정범위 이상으로 측정되어 이에 따른 알람을 통해 정비하거나, 대상 기기의 고장 유무에 관계없이 일정 시간 사용 후 해당 부품을 사전에 교체하는 방식으로 운영되고 있다. 하지만 선박 기관운영의 신뢰성과 운항 안전성을 확보하기 위해서는 실시간 상태 모니터링 데이터 기반의 사전적 진단 및 예측이 가능해야 한다. 그러기 위해서 실선 데이터를 종합적으로측정하여 데이터베이스화 하고 이를 선박의 보조기기와 배관의 상태기반 예지보전을 위한 상태 진단 모니터링 시스템을 구현하고자 한다. 특히 반응형 웹 기반으로 선박의 보조기기와 배관 상태 정보를 관리할 수 있도록 하였으며, 선내 개인용 컴퓨터(Personal Computer, PC)에서 보는 용도뿐만 아니라 스마트폰 등 다양한 모바일 기기의 접근 및 활용이 가능하도록 화면과 해상도에 맞춰 최적화된 상태 관리가 가능하도록 하여 업데이트 비용이 적게 들며, 관리 방법도 쉽다. 본 논문에서는 자율운항선박 핵심 기술인 상태기반정비(Condition Based Management, CBM) 기술력을 확보하기 위해 선박의 보조기기 중 펌프와 청정기, 그리고 배관 중 해수 및 스팀 배관의 상태 진단 모니터링을 통해 이상 현상을 파악하고, 이를 통해 융합 분석할 수 있도록 선박 보조기기 및 배관의 성능 진단 및 고장 예측에 활용하여 예방정비 의사결정을 지원하고자 한다.