KR101876977B1 - 선박용 가스 배출 시스템 및 가스 배출 방법 - Google Patents

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Abstract

선박용 가스 배출 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진; 엔진으로 공급되는 천연가스의 유량을 제어하는 가스밸브유닛(GVU); 엔진 및 가스밸브유닛과 연결되어 엔진 및 가스밸브유닛 내부의 연료가스를 배출하는 배기라인; 및 배기라인 상에 설치되는 이젝터;를 포함하고, 배기라인은 엔진룸보다 선미 측에 위치하는 공간으로 연장되어, 배기라인을 통해 배출되는 가스가 선미에서 해수 또는 대기중으로 배출되도록 하여, 종래에 비해 배기라인의 길이를 대폭 단축한 것이다.

Description

선박용 가스 배출 시스템 및 가스 배출 방법 {Exhausting Gas System and Method of the Same for a Ship}
본 발명은 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박에서, 엔진의 가스 공급에 문제가 생기거나 엔진의 작동을 정지할 때, 엔진 및 가스밸브유닛(GVU)에 잔류하는 잔존 연료가스를 선외로 배출시키기 위한 선박용 가스 배출 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 벌크화물선, 컨테이너선, 여객선 등의 각종 선박에서는 추진 연료로서 벙커C유 등의 중유(HFO) 또는 MGO(Marine Gas Oil)등을 사용하는 디젤 엔진시스템을 널리 채용하고 있다.
이러한 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에서 연료로서 사용하고 있는 중유 등을 연소시킬 때에는, 배기 중의 온실가스와 각종 유해물질로 인한 환경오염이 초래되는 문제가 있다. 환경오염 방지라는 범세계적 요구가 커지고 있으므로, 중유를 연료유로 사용하는 추진장치에 대한 규제도 강화되고 있다.
또한, 화석연료 고갈이나 국제 정세불안 등의 요인으로 유가가 상승하는 경우, 중유를 연료로 사용하는 선박은 연료비가 급등하는 등 선박 운영상의 문제도 발생한다.
이에 따라, 선박의 추진을 위하여 LNG나 CNG 등의 청정연료를 사용하는 등 다른 연료의 사용이 고려되고 있으며, 서로 다른 이종(異種) 연료를 사용하는 엔진이 개발되고 있다.
혼소(混燒) 엔진이라고도 불리는 DF 엔진(Dual Fuel Engine)은 가스와 오일을 동시에 사용하는, 일종의 하이브리드 개념 엔진으로 연료 소모, 탄소 배출, 운항 경비를 획기적으로 줄일 수 있는 친환경 엔진이다. 액화천연가스는 중유에 비하여 황 함유량이 적으므로, 이러한 연료를 사용하면 대기 오염 유발을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 DF 엔진 가스 배출 시스템을 구비한 선박을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 엔진룸(E/R) 내에 DF 엔진(1)이 배치되고, DF 엔진(1)으로 공급되는 증발가스 또는 액화가스 유량을 제어하는 가스밸브유닛(GVU; Gas Valve Unit, 2)은 별도로 마련된 가스밸브유닛룸(G/R)에 배치된다.
가스밸브유닛룸(G/R)은 엔진룸(E/R)의 선미 측 후방에 위치하는데, 가스가 누출되면 폭발 위험성이 있기 때문에, 시스템의 안전을 위해 항시 배기(Ventilation)가 가능하도록 마련되어야 한다.
한편, DF 엔진의 가스 공급에 문제가 생기는 경우, 또는 DF 엔진을 장시간 운전하지 않거나 시스템 내부를 정비하고자 할 때, DF 엔진(1) 및 가스밸브유닛(2)에 잔존하는 연료가스를 제거할 필요성이 있다.
가연성의 연료가스가 시스템에 잔류하면 폭발 위험성이 있으므로, 시스템의 안전을 위하여 잔존 가스를 제거하는 것이다.
종래에는 DF 엔진(1) 및 가스밸브유닛(2)으로부터 잔존가스를 배출하는 배기라인(4)을 화물창 상부에 구비되는 벤트 마스트(Vent mast, 3)까지 연장하여 벤트 마스트(3)를 통해 외기로 배출하였다.
이 경우, 배기라인(4)을 엔진룸(E/R)에 가장 가깝게 배치된 화물창 상부에 구비된 벤트마스트(3)에 연결한다 하더라도, 엔진룸(E/R) 및 가스밸브유닛룸(G/R)으로부터 벤트마스트(3) 측으로 연장되는 배기라인(4)의 배관 길이가 약 150m에 육박하게 되며, 다음과 같은 문제가 있다.
150m에 달하는 배관을 통해 잔존 연료가스의 배출이 이루어지도록 하기 위해서는 상당한 압력이 제공되어야 하며, 역 구배가 형성되지 않게 배관을 배치해야만 배관의 중간에 액체가 고여 기체가 방출되지 못하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 배기라인(4)의 배관은 일반적으로 스테인리스 스틸(Stainless steel) 재질로 마련되는데, 배기라인(4)을 150m에 달하도록 구비하는 것은 자재 물량이 증가하여 비용의 증가를 야기하며, 맞대기 용접(Butt Welding)으로 설치되어야 하는 배기라인(4)의 길이가 길어질수록 설치공정이 어려워지고, 설치에 소요되는 시간과 노력이 과다하게 된다.
그럼에도 불구하고, 종래의 DF 엔진 가스 배출 시스템을 갖춘 선박은 일반적으로 도 1과 같은 배치를 가지는데, 엔진(1) 및 가스밸브유닛(2)에 잔류하는 연료가스는 가연성을 띄고 있기 때문에, 엔진룸(E/R)으로부터 일정 거리 이격된 벤트 마스트(3) 측으로 보내 배출하는 것이 안전하기 때문이다.
엔진룸 후단부에는 사람이 접근하지 않는 공간이 존재하며, 종래에도 이 공간에 가스 배기라인을 배치하는 논의가 있기는 하였으나, 가스가 배출되는 배관을 엔진 룸 근처에 배치하는 것은 매우 위험하다 하여 실제로 적용된 사례는 없으며, 선주의 입장에서도 이를 극도로 꺼려하는 실정이다.
본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 이러한 배치가 적용될 수 없었던 근본적인 원인, 즉 안정성 문제를 해결하고, 가스 배기라인을 엔진룸 후단부에 배치함으로써 배기라인의 길이를 대폭 축소하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선박용 가스 배출 시스템 및 선박용 가스 배출 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진; 상기 엔진으로 공급되는 천연가스의 유량을 제어하는 가스밸브유닛(GVU); 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛과 연결되어 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛 내부의 연료가스를 배출하는 배기라인; 및 상기 배기라인 상에 설치되는 이젝터;를 포함하고, 상기 배기라인은 엔진룸보다 선미 측에 위치하는 공간으로 연장되어, 상기 배기라인을 통해 배출되는 가스가 선미에서 해수 또는 대기중으로 배출된다.
상기 엔진은 엔진룸 내부에 배치되고, 상기 가스밸브유닛은 상기 엔진룸과는 격리되어 상기 엔진룸에서 선미 측으로 후방에 마련되는 가스밸브유닛룸 내부에 배치될 수 있다.
상기 배기라인은, 상기 엔진의 잔존 가스를 배출하는 제1 배기라인; 상기 가스밸브유닛의 잔존 가스를 배출하는 제2 배기라인; 및 상기 제1 배기라인과 상기 제2 배기라인이 합류되어, 상기 제1 배기라인 및 제2 배기라인으로부터 이송된 가스를 선외로 배출하는 제3 배기라인;을 포함하고, 상기 이젝터는 상기 제3 배기라인 상에 설치될 수 있다.
상기 이젝터의 일측에는 불활성가스(g1)를 상기 이젝터로 공급하는 구동가스 공급라인이 연결되고, 상기 구동가스 공급라인을 통해 상기 이젝터로 공급되는 불활성가스는 상기 이젝터를 구동시키는 구동 유체의 역할을 하여, 상기 배기라인을 통해 가스가 배출되는 압력을 형성할 수 있다.
상기 엔진에는 상기 엔진으로 불활성가스(g2)를 공급하는 제1 퍼징라인이 연결되고, 상기 가스밸브유닛에는 상기 가스밸브유닛으로 불활성가스를 공급하는 제2 퍼징라인이 연결되며, 상기 제1 퍼징라인 및 상기 제2 퍼징라인을 통해 불활성가스(g2)를 각각 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛에 공급함으로써, 상기 이젝터에 의해 형성되는 압력 외에 상기 배기라인을 통해 가스가 배출되는 추가적인 압력을 공급하는 것을 특징으로 하는,
상기 이젝터로 공급되는 불활성가스(g1)와, 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛으로 공급되는 불활성가스(g2)는 질소(N2) 가스일 수 있다.
상기 엔진은 DF 엔진(Duel Fuel Engine)일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 배출 방법에 의하면, (a) 엔진 및 가스밸브유닛과 연결된 배기라인을 개방하여 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛의 잔존 연료가스를 선외로 배출하는 배기 단계; 및 (b) 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛으로 불활성가스(g2)를 공급하여 상기 잔존 연료가스가 상기 배기라인을 통하여 선외로 배출되기 위한 압력을 공급함으로써, 상기 잔존 연료가스를 상기 불활성가스(g2)로 치환하는 퍼징 단계;를 포함하고, 상기 배기라인을 통하여 엔진룸보다 선미 측에 위치하는 공간으로 연장하여, 상기 배기라인을 통해 배출되는 가스가 선미에서 해수 또는 대기중으로 배출된다.
상기 (a) 단계에서, 상기 배기라인 상에 설치된 이젝터를 구동하여, 상기 배기라인을 통해 상기 잔존 연료가스가 배출되기 위한 압력을 형성할 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 상기 배기라인 상에 설치된 이젝터를 구동하여, 상기 배기라인을 통해 상기 잔존 연료가스와 불활성가스(g2)의 혼합가스 또는, 불활성가스(g2)가 배출되기 위한 압력을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은, 배기라인을 엔진룸 후단부의 공간으로 연장하여 가스를 선미 측에서 바로 배출하도록 구성함으로써, 배기라인을 벤트 마스트까지 연장할 필요가 없고, 따라서 종래에 비하여 배기라인의 길이를 대폭 단축할 수 있다.
또한, 배기라인 상에 설치되는 이젝터에 의하여 높은 배출 압력을 형성함으로써 연료가스가 배기라인을 통하여 더욱 신속하게 배출할 수 있고, 진공을 발생시키기 때문에 엔진 및 가스밸브유닛에 잔류하는 연료가스를 보다 완벽하게 제거할 수 있으며, 배기라인에서 역 구배가 형성 되더라도 충분한 압력으로 가스를 밀어낼 수 있기 때문에 문제가 되지 않는다.
또한, 배기라인을 통해 배출되는 잔존 연료가스는 불활성가스와 혼합되면서 충분한 압력을 가지게 되어, 선미 측에서 해수로 배출하는 것도 가능해진다.
도 1은 종래의 DF 엔진 가스 배출 시스템을 구비한 선박을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재하는 선박에 적용될 수 있으며, 예를 들어 LNG를 추진 연료로 사용하는 LNGC(LNG Carrier)에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은 엔진(10)이 배치되는 엔진룸(100); 엔진룸(100)의 선미 측 후방에 위치하며 내부에 가스밸브유닛(GVU, 20)이 배치되는 가스밸브유닛룸(200); 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)의 잔존 연료가스를 배출하는 배기라인(30); 및 배기라인(30) 상에 설치되는 이젝터(40);를 포함하며, 배기라인(30)은 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)으로부터 엔진룸(100)의 선미 측 후단부의 공간으로 연장되어, 잔존 연료가스를 선미 측에서 해수 또는 선체의 측면의 안전한 구역으로 배출한다.
엔진룸(100) 내에 배치되는 엔진(10)은 이종 연료를 사용하는 DF 엔진(Duel Fuel Engine)일 수 있다. 하지만, 엔진(10)의 종류가 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 ME-GI 엔진, X-DF 엔진 등 천연가스를 연료로 사용하는 엔진에 모두 적용이 가능하다.
가스밸브유닛(20)은 증발가스 또는 천연가스를 엔진(10)으로 공급하기 위한 연료공급라인 상에 설치되어, 엔진(10)으로 공급되는 증발가스 또는 천연가스의 유량을 제어하며, 엔진룸(100)과 별도로 마련된 가스밸브유닛룸(200) 내부에 배치된다.
가스밸브유닛룸(200)은 엔진룸(100)의 선미 측 후방에 위치하며, 엔진룸(100)과는 격리되도록 구성된다. 또한, 가스밸브유닛룸(200)에는 항시 배기(Ventilation)가 가능하도록 배기팬(210)이 설치될 수 있다.
배기라인(30)은 엔진(10) 또는 가스밸브유닛(20)으로부터 엔진룸(100)의 선미 측 후단부의 공간으로 연장되어, 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 연료가스를 선미 측에서 해수 또는 선체의 측면의 안전한 구역으로 배출한다.
배기라인(30)을 엔진룸(100)의 선미 측 후단부의 공간으로 연장하여 가스를 선미 측으로 바로 배출하도록 구성하면, 종래에 비하여 배기라인(30)의 길이를 대폭 축소할 수 있다. 종래와 같이 배기라인을 벤트 마스트까지 연장할 필요가 없기 때문이다.
배기라인(30)은 엔진(10)의 잔존 가스를 배출하는 제1 배기라인(31); 가스밸브유닛(20)의 잔존 가스를 배출하는 제2 배기라인(32); 및 제1 배기라인(31)과 제2 배기라인(32)이 합류되는 제3 배기라인(33)을 포함할 수 있다.
제1 배기라인(31)을 통하여 배출되는 엔진(10)의 잔존 가스는, 제2 배기라인(32)을 통하여 배출되는 가스밸브유닛(20)의 잔존 가스와 합류되어, 제3 배기라인(33)을 따라 선외로 배출된다.
제1 배기라인(31) 상에는 제1 배기라인(31)을 개폐하는 제1 배기밸브(11)가, 제2 배기라인(32) 상에는 제2 배기라인(32)을 개폐하는 제2 배기밸브(21)가 설치될 수 있다.
제1 배기밸브(11) 및 제2 배기밸브(21)는 제어부(60)에 의해 각각 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 연료가스를 배출시키도록 개폐가 제어될 수 있다.
한편, 본 발명과 같이 배기라인(30)의 길이를 종래에 비해 단축시키기 위해서는, 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)의 잔존 연료가스가 엔진룸(100)의 근처에서 배출되도록 해야 하기 때문에, 배기라인(30)을 통해 배출되는 잔존 연료가스의 폭발 위험성을 제거하여 안정성을 확보하는 것이 필수 전제되어야 한다.
본 발명은 배기라인(30)을 통해 배출되는 잔존 연료가스의 폭발 위험성을 제거하기 위하여, 배기라인(30) 상에 설치되는 이젝터(Ejector, 40)를 포함할 수 있다.
이젝터(40)는 바람직하게는, 제1 및 제2 배기라인(31, 32)이 통합되는 라인인 제3 배기라인(33)상에 설치될 수 있다.
본 발명에서는 공지된 이젝터(40)를 적용하므로, 이젝터(40)의 구성 및 작용에 대한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 설명한다.
이젝터(40)는 벤트리 효과를 이용하는 펌프의 일종으로서, 고압의 구동 유체(Driving fluid)가 지닌 압력 에너지를 이용하여 진공을 발생시키고, 높은 배출 압력으로 흡입 유체(Inlet fluid)를 용이하게 배출할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에서는 구동가스 공급라인(41)을 통해 이젝터(40)로 공급되는 구동가스가 구동 유체(Driving fluid)로 작용하고, 배기라인(30)을 통해 배출되는 가스가 흡입 유체(Inlet fluid)의 역할을 한다.
본 발명에서, 구동가스로는 폭발성이 없는 불활성가스(g1)를 이용하는 것이 바람직하며, 특히 LNGC 선박에서 필수로 생성되는 질소(N2)가스를 이용하는 것이 바람직하다.
이젝터(40)의 일측에는 구동가스를 이젝터(40)로 공급하는 구동가스 공급라인(41)이 연결될 수 있으며, 구동가스 공급라인(41) 상에는 구동가스의 공급을 제어할 수 있도록 구동가스 제어밸브(42)가 설치될 수 있다.
구동가스 제어밸브(42)가 개방되어 불활성가스(g1)가 구동가스 공급라인(41)을 통해 이젝터(40)로 공급되면, 이젝터(40)가 작동하게 되고, 이젝터(40)를 통해 불활성가스(g1)가 배기라인(30)으로 공급된다.
따라서, 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)으로부터 배출되는 잔존 연료가스는, 이젝터(40)에 의해 공급된 다량의 불활성가스(g1)와 혼합되어 더이상 폭발성을 띠지 않는 상태가 되고, 이에 따라 잔존 연로가스와 불활성가스(g1)의 혼합 가스를 벤트 마스트까지 보낼 필요 없이 엔진룸(100)의 근처에서 배기라인(30)을 통해 배출할 수 있다.
또한, 배기라인(30)을 통해 배출되는 잔존 연료가스는 불활성가스(g1)와 혼합되면서 충분한 압력을 가지게 되어, 선미 측에서 해수로 배출하는 것도 가능해진다.
이젝터(40)는 배기라인(30)에 불활성가스(g1)를 공급하는 역할뿐만 아니라, 이젝터 효과(Ejector effect)로 배출 압력을 형성함으로써 연료가스가 배기라인(30)을 통하여 더욱 신속하게 배출되도록 도우며, 진공을 발생시키기 때문에 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 연료가스를 보다 완벽하게 제거할 수 있게 한다.
이젝터(40)는 전기적인 성향이 없으므로 유지, 보수가 거의 불필요하기 때문에 본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템에 적용함에 있어 안정성이 매우 뛰어나다.
한편, 본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은, 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 연료가스를 배기라인(30)을 통하여 배출한 이후에, 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)의 잔존 연료가스를 보다 완벽하게 제거하기 위하여, 퍼징(Purging)을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은, 엔진(10)의 일측에 연결되어 엔진(10)으로 퍼징가스를 공급하는 제1 퍼징라인(51);과 가스밸브유닛(20)의 일측에 연결되어 가스밸브유닛(20)으로 퍼징가스를 공급하는 제2 퍼징라인(52);을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 퍼징가스는 구동가스와 마찬가지로 질소(N2) 가스와 같이 폭발성이 없는 불활성가스(g2)를 이용하는 것이 바람직하다. 이젝터(40)의 구동가스로 사용되는 불활성가스(g1)과 퍼징가스로 사용되는 불활성가스(g2)는 동일한 질소(N2) 가스일 수 있으며, 선박 내에 설치된 질소(N2) 가스 생성기(미도시)로부터 공급될 수 있다.
퍼징시, 제1 퍼징라인(51)과 제2 퍼징라인(52)을 통하여 각각 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 불활성가스(g2)가 공급되어, 잔존하는 연료가스는 불활성가스(g2)에 밀려 배기라인(30)을 통해 배출된다.
제1 및 제2 퍼징라인(51, 52)을 통해 각각 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 불활성가스(g2)를 공급하는 것은, 연료가스의 선외 배출을 위한 추가적인 압력을 공급하기 위함이다.
한편, 퍼징시에도 이젝터(40)를 작동시킬 수 있으며, 이젝터(40)에 의하여 배출 압력을 형성함으로써 퍼징을 더욱 신속하게 수행할 수 있으며, 이젝터(40)에 의해 진공을 형성함으로써, 제1 및 제2 퍼징라인(51, 52)을 통해 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)에 공급된 불활성가스(g2)도 배기라인(30)을 통해 모두 선외로 배출할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 가스 배출 시스템은 제어부(60)를 더 포함할 수 있다. 제어부(60)는 엔진(10)의 가스 공급에 문제가 생기는 경우, 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)의 잔존 연료가스가 배출되도록 제어한다.
따라서, 제어부는 제1 배기밸브(11) 및 제2 배기밸브(21)의 개폐, 구동가스 제어밸브(42)의 개폐를 통한 이젝터(40)의 작동, 및 제1 및 제2 퍼징라인(51, 52)을 통한 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)으로의 불활성가스(g2) 공급 등의 제어에 관여한다.
계속 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 선박용 가스 배출 방법을 설명한다.
엔진(10)이 트립(Trip)되는 현상 등, 엔진(10)의 가스 공급에 문제가 생기거나 또는 엔진(10)을 장시간 운전하지 않거나 시스템 내부를 정비하고자 할 때, 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 연료가스를 배출해야 하는데, 가스를 배출하는 과정은 크게 배기(Blow-off)단계와 퍼징(Purging)단계, 두 단계로 나눌 수 있다.
배기(Blow-off)단계는 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 연료가스를 대기압으로 그대로 방출하는 것이다.
배기단계에 의하면, 제1 배기밸브(11) 및 제2 배기밸브(21)를 열어, 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 연료가스를 배기라인(30)을 따라 선외로 배출한다. 제1 및 제2 배기밸브(11, 21)는 제어부(60)에 의해 열릴 수 있다.
배기단계에서, 이젝터(40)를 작동하여 연료가스의 배출을 도울 수도 있다. 구동가스 제어밸브(42)를 열어 이젝터(40)를 작동시키면, 구동가스 공급라인(41)으로부터 배기라인(30)으로 불활성가스(g1)가 공급되고, 배기라인(30)을 따라 배출되는 연료가스는 다량의 불활성가스(g1)와 혼합되어 폭발성이 제거된 상태로 선외로 배출될 수 있다.
배기단계는 시간 지연(Time-delay) 방식으로 수행될 수 있는데, 일례로 제1 및 제2 배기밸브(11, 21)가 열림으로써 배기라인(30)을 통한 가스의 배출이 개시되고, 설정된 t 시간 후에 제1 및 제2 배기밸브(11, 21)가 자동으로 닫히도록 제어될 수 있다.
퍼징(Purging)단계는 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 잔류하는 잔존 가스를 불활성가스로 치환하여 더욱 확실하게 제거하고자 하는 것이다.
퍼징단계에 의하면, 제1 및 제2 퍼징라인(51, 52)를 통하여 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 각각 불활성가스(g2)를 공급할 수 있다.
제1 및 제2 퍼징라인(51, 52)을 통하여 각각 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)에 공급되는 불활성가스(g2)는, 엔진(10)과 가스밸브유닛(20)의 잔존 연료가스를 선외로 배출하기 위한 추가적인 압력을 공급함으로써, 잔류 연료가스를 모두 배출라인(30)을 통해 밀어내고, 확실하게 퍼징시킨다.
퍼징단계에서도 이젝터(40)를 작동하여 배출 압력을 형성함으로써, 퍼징을 더욱 신속하게 수행할 수 있다.
엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)의 잔존 연료가스가 모두 배출되면, 기존의 잔존 연료가스는 모두 불활성가스(g2)로 치환된 상태가 되며, 제1 및 제2 퍼징라인(51, 52)을 통하여 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20)으로 불활성가스(g2)를 공급하는 것을 중단한다.
따라서, 엔진(10)과 가스밸브유닛(20) 내에는 치환된 불활성가스(g2)가 존재하는 상태가 되며, 이렇게 엔진(10) 및 가스밸브유닛(20) 내에 존재하는 불활성가스(g2)는 상기 배기단계와 마찬가지로, 이젝터(40)가 형성하는 배출압력에 의하여 선외로 배출될 수 있으며, 퍼징단계가 완료된다.
퍼징단계는 배기단계와 마찬가지로 시간 지연(Time-delay) 방식으로 수행되거나, 또는 엔진(10) 또는 가스밸브유닛(20)에 가스 검출기(미도시)를 설치하여, 잔존 연료가스가 검출되지 않을 때까지 수행될 수도 있다.
이젝터(40)는 가스의 배출 압력을 형성하는 모든 과정에 사용될 수 있으며, 배기단계에서부터 퍼징단계가 완료될 때까지 작동 상태를 계속 유지할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 특정 실시예를 중심으로 하여 설명하였지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술 분야에 있을 수 있으며, 따라서 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 엔진 11 : 제1 배기밸브
20 : 가스밸브유닛 21 : 제2 배기밸브
30 : 배기라인 31 : 제1 배기라인
32 : 제2 배기라인 33 : 제3 배기라인
40 : 이젝터 41 : 불활성가스 공급라인
42 : 불활성가스 제어밸브 51 : 제1 퍼징라인
52 : 제2 퍼징라인 60 : 제어부
100 : 엔진룸 200 : 가스밸브유닛룸

Claims (10)

  1. 선박용 가스 배출 시스템에 있어서,
    선박의 엔진룸 내부에 배치되고 천연가스를 연료로 사용하는 엔진;
    상기 엔진룸과는 격리되어 상기 엔진룸보다 선미 측에 마련되는 가스밸브유닛룸 내부에 배치되어 상기 엔진으로 공급되는 천연가스의 유량을 제어하는 가스밸브유닛(GVU);
    상기 엔진룸보다 선미 측으로 후방에 위치하는 공간으로 연장되어 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛 내부의 연료가스를 배출하는 배기라인; 및
    상기 배기라인 상에 설치되는 이젝터;를 포함하고,
    상기 배기라인은,
    상기 엔진의 잔존 가스를 배출하는 제1 배기라인;
    상기 가스밸브유닛의 잔존 가스를 배출하는 제2 배기라인;및
    상기 제1 배기라인과 상기 제2 배기라인이 합류되어, 상기 제1 배기라인 및 상기 제2 배기라인으로부터 이송된 가스를 선외로 배출하는 제3 배기라인;을 포함하고,
    싱기 이젝터는 상기 제3 배기라인 상에 설치되어 구동유체로써 불활성가스를 공급받으며,
    상기 배기라인을 통해 배출되는 가스는 상기 이젝터에 의해 공급되는 불활성가스와 혼합되어 선미 측의 해수 또는 대기중으로 배출되는 것을 특징으로 하는,
    선박용 가스 배출 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이젝터의 일측에는 불활성가스(g1)를 상기 이젝터로 공급하는 구동가스 공급라인이 연결되고,
    상기 구동가스 공급라인을 통해 상기 이젝터로 공급되는 불활성가스(g1)는 상기 이젝터를 구동시키는 구동 유체의 역할을 하며, 상기 이젝터는 상기 배기라인을 통해 가스가 배출되는 압력을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    선박용 가스 배출 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 엔진에는 상기 엔진으로 불활성가스(g2)를 공급하는 제1 퍼징라인이 연결되고,
    상기 가스밸브유닛에는 상기 가스밸브유닛으로 불활성가스(g2)를 공급하는 제2 퍼징라인이 연결되며,
    상기 제1 퍼징라인 및 상기 제2 퍼징라인을 통해 불활성가스(g2)를 각각 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛에 공급함으로써, 상기 이젝터에 의해 형성되는 압력 외에 상기 배기라인을 통해 가스가 배출되는 추가적인 압력을 공급하는 것을 특징으로 하는,
    선박용 가스 배출 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이젝터로 공급되는 불활성가스(g1)와, 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛으로 공급되는 불활성가스(g2)는 질소(N2) 가스인 것을 특징으로 하는 선박용 가스 배출 시스템.
  7. 삭제
  8. 선박용 가스 배출 방법에 있어서,
    (a) 엔진 및 가스밸브유닛과 연결되며 엔진룸보다 선미 측 후방으로 연장되는 배기라인을 개방하여 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛의 잔존 연료가스를 선외로 배출하는 배기 단계; 및
    (b) 상기 엔진 및 상기 가스밸브유닛으로 불활성가스(g2)를 공급하여 상기 잔존 연료가스가 상기 배기라인을 통하여 선외로 배출되기 위한 압력을 공급함으로써, 상기 잔존 연료가스를 상기 불활성가스(g2)로 치환하는 퍼징 단계;를 포함하고,
    상기 배기 단계에서, 상기 배기라인 상에 설치되며 구동유체로써 불활성가스(g1)를 공급받는 이젝터를 구동하여 상기 배기라인을 통해 상기 잔존 연료가스가 배출되기 위한 압력을 형성하며,
    상기 배기라인을 통해 배출되는 가스는 상기 이젝터에 의해 공급되는 불활성가스(g1)와 혼합되어 선미 측에서 해수 또는 대기중으로 배출되도록 하는,
    선박용 가스 배출 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 퍼징 단계에서, 상기 이젝터를 구동하여, 상기 배기라인을 통해 상기 잔존 연료가스와 불활성가스(g2)의 혼합가스 또는, 불활성가스(g2)가 배출되기 위한 압력을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    선박용 가스 배출 방법.
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