KR200482416Y1 - 선박엔진 벤트라인의 플러싱 기구 - Google Patents

선박엔진 벤트라인의 플러싱 기구 Download PDF

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Abstract

본 고안은 선박의 기관실에서 메인엔진(ME)과 제너레이터엔진(GE)의 폐가스 등을 배출하는 벤트라인에 있어서: ME 크랭크케이스 벤트(11), ME 터보차저 벤트(12), ME 윤활유탱크 벤트(13) 상에 설치되는 플레임스크린(15); GE 크랭크케이스 벤트(21)(22)(23) 상에 각각 설치되는 플레임스크린(25); 상기 플레임스크린(15)(25)에 각각 공압관(41)을 개재하여 연결되는 공압수단(40); 및 상기 플레임스크린(15)(25)에 의한 배압을 검출하여 공압수단(40)의 작동을 단속하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 벤트라인에 설치되는 플레임 스크린 내에 형성되는 유막을 선박 내의 압축공기를 이용하여 제거하여 엔진 크랭크케이스 벤트라인에 걸리는 배압을 감소시킴으로써 엔진의 배압기준을 만족시키며 선박의 안전한 운항을 도모하는 효과가 있다.

Description

선박엔진 벤트라인의 플러싱 기구{Flushing device for marine engine vent line}
본 고안은 선박 내 엔진챔버(크랭크케이스)의 벤트라인(Vent line)에 작용하는 배압(Back pressure)을 감소시키는 시스템 구성방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 벤트라인에 설치되는 플레임 스크린(Flame screen) 내에 형성되는 유막을 선박 내의 압축공기를 이용하여 제거하여 엔진 크랭크케이스 벤트라인에 걸리는 배압을 감소시킴으로써 엔진의 배압기준을 만족시키며 선박의 안전한 운항을 도모하는 선박엔진 벤트라인의 플러싱 기구에 관한 것이다.
통상적으로 선박의 기관실에 배치되는 메인엔진(ME)과 제너레이터엔진(GE)은 윤활유탱크 벤트, 터보차저 벤트, 크랭크케이스 벤트 등을 펀넬에 연결하여 연소 폐가스의 배기를 수행한다. 엔진 업체에서는 크랭크케이스 벤트라인에 배압이 크게 작용할 경우 엔진 폭발의 위험이 있으므로 독립적으로 벤트라인을 구성하여 안전한 곳에서 벤트될 수 있도록 권고한다. 엔진의 배압 조절과 관련하여 한국 등록특허공보 제0412680호, 한국 공개실용신안공보 제1999-0031987호 등의 선행특허가 알려져 있다.
전자의 선행특허는 엔진의 배압을 제어하는 장치에 있어서, 상기 엔진의 배기 가스를 외부로 안내하는 배기 파이프와; 상기 배기 파이프 내부에 가변 배기통로를 형성하는 격리판과; 상기 가변 배기통로에 장착되는 배압 제어 밸브와; 상기 엔진의 운전 조건을 감지하는 센서부와; 상기 센서의 신호들을 분석하여 설정된 배압 제어 조건이면 배압 제어신호를 출력하는 엔진 제어부와; 상기 배압 제어신호의 입력에 따라 상기 배압제어 밸브를 개폐시키는 배압 제어 액츄에이터를 포함한다. 이에 따라, 엔진 운전 중에 자유로이 배압 조건을 변경하여 운전자가 느끼는 최적의 운전상태를 구현한다.
후자의 선행특허는 엔진의 각 실린더로부터 배출되는 배기 가스를 배기 파이프로 전달하는 배기 다기관과, 상기 배기 파이프의 내부에 설치되고 개도가 변화됨으로써 배압을 조절하는 배압 조절 밸브와, 상기 배기 다기관으로부터 공급된 배기 가스의 압력을 이용하여 상기 배압 조절 밸브의 개도를 제어하는 공압 제어 부재와, 상기 배기 다기관과 공압 제어 부재를 연결하는 가스관으로 구성된다. 이에 따라, 엔진 배압의 설정이 용이하고 안정적이고 지속적인 배압 관리가 가능한 효과를 기대한다.
그러나, 상기한 선행특허는 육상용 차량에 관련되는 것으로서 선박 기관실의 배기계에 적용하기 무리가 있다. 즉, 선박 기관실의 경우 연소 폐가스의 화염이 전달되지 않도록 하는 플레임 스크린(Flame screen)을 구비하기 때문이다. 플레임 스크린의 메쉬(mesh)가 촘촘하여 엔진의 작동중에 유막으로 인해 막히게 되면 엔진 크랭크케이스 벤트에 작용하는 배압이 허용치를 초과하여 엔진 크랭크케이스 내부에서 폭발의 위험성이 증대된다.
1. 한국 등록특허공보 제0412680호 "엔진의 배압 제어장치 및 방법"(공개일자 : 2003. 3. 3.) 2. 한국 공개실용신안공보 제1999-0031987호 "엔진 배압 조절 장치"(공개일자 : 1999. 7. 26.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 고안의 목적은, 벤트라인에 설치되는 플레임 스크린 내에 형성되는 유막을 선박 내의 압축공기를 이용하여 제거하여 엔진 크랭크케이스 벤트라인에 걸리는 배압을 감소시킴으로써 엔진의 배압기준을 만족시키며 선박의 안전한 운항을 도모하는 선박엔진 벤트라인의 플러싱 기구를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 선박의 기관실에서 메인엔진과 제너레이터엔진의 폐가스 등을 배출하는 벤트라인에 있어서: ME 크랭크케이스 벤트, ME 터보차저 벤트, ME 윤활유탱크 벤트 상에 설치되는 플레임스크린; GE 크랭크케이스 벤트 상에 각각 설치되는 플레임스크린; 상기 플레임스크린에 각각 공압관을 개재하여 연결되는 공압수단; 및 상기 플레임스크린에 의한 배압을 검출하여 공압수단의 작동을 단속하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 본 고안에 따르면 상기 공압수단은 플레임스크린의 하방향에 다수의 분사공을 지닌 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공압수단의 노즐은 공기의 분사방향을 변경하도록 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 고안에 따르면 상기 제어수단은 공압관에 설치되는 밸브와, 벤트라인의 배압을 검출하는 센서와, 설정된 배압 조건을 판단하여 밸브를 개폐하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 고안에 의하면, 벤트라인에 설치되는 플레임 스크린 내에 형성되는 유막을 선박 내의 압축공기를 이용하여 제거하여 엔진 크랭크케이스 벤트라인에 걸리는 배압을 감소시킴으로써 엔진의 배압기준을 만족시키며 선박의 안전한 운항을 도모하는 효과가 있다.
도 1은 본 고안에 따른 벤트라인을 개략적으로 나타내는 블록도
도 2는 본 고안에 따른 벤트라인의 요부를 확대하여 나타내는 구성도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 고안은 선박의 기관실에서 메인엔진(ME)과 제너레이터엔진(GE)의 폐가스 등을 배출하는 벤트라인에 관련된다. 메인엔진(ME)은 선박의 추진력을 제공하는 주기관이고, 제너레이터엔진(GE)은 선박의 전기를 제공하는 보조기관이다. 벤트라인은 엔진의 작동에 따라 발생하는 연소 폐가스, 오일미스트 등을 배출하기 위한 관로이다.
본 고안에 따르면 ME 크랭크케이스 벤트(11), ME 터보차저 벤트(12), ME 윤활유탱크 벤트(13) 상에 플레임스크린(15)이 설치된다. ME 크랭크케이스 벤트(11)는 크랭크케이스에서 오일미스트를 배출하고, ME 터보차저 벤트(12)는 터보차저에서 폐가스를 배출하고, ME 윤활유탱크 벤트(13)는 윤활유탱크에서 오일미스트를 배출한다. ME 크랭크케이스 벤트(11), ME 터보차저 벤트(12), ME 윤활유탱크 벤트(13)는 ME 오일미스트 챔버(31)에 연결되고, ME 오일미스트 챔버(31)의 상측으로 펀넬을 통하여 대기와 연결된다. 플레임스크린(15)은 각각 ME 크랭크케이스 벤트(11), ME 터보차저 벤트(12), ME 윤활유탱크 벤트(13) 상에서 ME 오일미스트 챔버(31)와 인접한 위치에 설치되어 화염의 전달을 차단한다.
또, 본 고안에 따르면 GE 크랭크케이스 벤트(21)(22)(23) 상에 각각 플레임스크린(25)이 설치된다. 다수의 GE 크랭크케이스 벤트(21)(22)(23)는 GE 오일미스트 챔버(32)에 연결되고, GE 오일미스트 챔버(32)의 상측으로 펀넬을 통하여 대기와 연결된다. 플레임스크린(25)는 각각의 GE 크랭크케이스 벤트(21)(22)(23)에서 GE 오일미스트 챔버(32)에 인접한 위치에 설치되어 화염의 전달을 차단한다.
또, 본 고안에 따르면 공압수단(40)이 상기 플레임스크린(15)(25)에 각각 공압관(41)을 개재하여 연결된다. 공압관(41)은 일단이 기관실 내의 공압장치(도시 생략)에 연결되고, 타단이 플레임스크린(15)(25) 측으로 유도된다. 플레임스크린(15)(25)은 메쉬 구조를 이루기 때문에 배출되는 오일에 의한 유막을 형성하고 결과적으로 배기 저항을 높여 배압을 증가시킨다.
이때, 상기 공압수단(40)은 플레임스크린(15)(25)의 하방향에 다수의 분사공(45)을 지닌 노즐(43)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 공압관(41)에 연결되는 노즐(43)에서 플레임스크린(15)(25)의 고압 공기를 분사함으로써 유막을 제거하여 유동면적을 최대로 유지시킬 수 있으며, 벤트라인의 배압형성을 방지하여 엔진 크랭크케이스 내부 폭발의 위험을 줄임으로써 선박을 안전하게 운행할 수 있다. 노즐(43)의 분사공(45)은 플레임스크린(15)(25)의 전체 영역을 향하도록 다방향으로 형성하는 것이 좋다.
한편, 상기 공압수단(40)의 노즐(43)은 공기의 분사방향을 변경하도록 회전 가능하게 지지되는 것도 가능하다. 노즐(43)을 모터(도시 생략)로 구동하여 일정 각도 범위로 회전시키는 구조에 의하면 고압 공기가 플레임스크린(15)(25)에 골고루 분사되므로 작동신뢰성을 향상하는데 유리하다.
또, 본 고안에 따르면 제어수단(50)이 상기 플레임스크린(15)(25)에 의한 배압을 검출하여 공압수단(40)의 작동을 단속한다. 제어수단(50)은 플레임스크린(15)(25)에 공기를 공급하는 타이밍을 결정하고 수행한다. 엔진의 형식이나 크랭크케이스 벤트라인의 배치에 따라 플레임스크린(15)(25) 상의 유막형성 조건이 다를 수 있으므로 제어수단(50)을 통하여 플러싱 시간 또는 횟수를 조절함으로써 거의 모든 선박에 적용 가능하다.
이때, 상기 제어수단(50)은 공압관(41)에 설치되는 밸브(51)와, 벤트라인의 배압을 검출하는 센서(53)와, 설정된 배압 조건을 판단하여 밸브(51)를 개폐하는 제어기(55)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 밸브(51)는 전기구동식 솔레노이드를 지니며 공압관(41) 상에서 벤트라인에 인접하여 설치된다. 센서(53)는 엔진의 크랭크케이스와 윤활유탱크에 설치되어 압력 신호를 생성한다. 제어기(55)는 밸브(51)와 센서(53)에 연결되고 메모리에 저장된 알고리즘을 수행한다.
작동에 있어서, 제어기(55)는 센서(53)의 신호를 검출하여 배압이 설정치를 초과하면 밸브(51)를 개방하여 고압 공기가 노즐(43)로 분사되도록 하고 배압이 정상치에 들어오면 밸브(51)를 폐쇄한다. 고압 공기가 플레임스크린(15)(25)에 작용하면 유막을 제거하면 배기 저항이 줄어들면서 배기 배압도 저하된다.
한편, 배관배치가 복잡할 경우 벤트라인 자체에서 배압이 과도하게 발생할 수 있는데, 이러한 상황에서는 압축공기를 이젝터 구동 유체(Ejector driving fluid) 개념으로 사용할 경우, 플레임스크린(15)(25)의 전단에서 유속을 빠르게 해서 벤트라인 내의 배압을 낮추는 효과도 기대된다.
본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
11: ME 크랭크케이스 벤트 12: ME 터보차저 벤트
13: ME 윤활유탱크 벤트 15: 플레임스크린
21, 22, 23: GE 크랭크케이스 벤트 25: 플레임스크린
31: ME 오일미스트 챔버 32: GE 오일미스트 챔버
35: 드레인 36: 폐유탱크
40: 공압수단 41: 공압관
43: 노즐 45: 분사공
50: 제어수단 51: 밸브
53: 센서 55: 제어기

Claims (4)

  1. 선박의 기관실에서 메인엔진(ME)과 제너레이터엔진(GE)의 폐가스 등을 배출하는 벤트라인에 있어서:
    ME 크랭크케이스 벤트(11), ME 터보차저 벤트(12), ME 윤활유탱크 벤트(13) 상에 설치되는 메쉬 구조의 플레임스크린(15);
    GE 크랭크케이스 벤트(21)(22)(23) 상에 각각 설치되는 메쉬 구조의 플레임스크린(25);
    상기 플레임스크린(15)(25)에 각각 공압관(41)을 개재하여 연결되는 공압수단(40); 및
    상기 플레임스크린(15)(25)에 의한 배압을 검출하여 공압수단(40)의 작동을 단속하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지되,
    상기 공압수단(40)은 플레임스크린(15)(25)의 하방향에 다수의 분사공(45)을 지닌 노즐(43)을 구비하고,
    노즐(43)의 분사공(45)이 플레임스크린(15)(25)의 전체 영역을 향하며,
    상기 공압수단(40)의 노즐(43)은 공기의 분사방향을 변경하도록 회전 가능하게 지지되고,
    상기 제어수단(50)은 공압관(41)에 설치되는 밸브(51)와, 벤트라인의 배압을 검출하는 센서(53)와, 설정된 배압 조건을 판단하여 밸브(51)를 개폐하는 제어기(55)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박엔진 벤트라인의 플러싱 기구.
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