KR20180002059U - Cooling apparatus for exhaust pipe using spray nozzle and ship comprising the same - Google Patents

Cooling apparatus for exhaust pipe using spray nozzle and ship comprising the same Download PDF

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Abstract

본 고안은 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박이 개시된다. 본 고안의 일 실시 예에 따른 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박은, 엔진에 일단이 연통되어 있고 하향 굽은 형상의 배기 가스를 배출하는 배기관; 및 상기 배기관의 절곡부에 일단이 연통되어 냉각수를 배출하는 배수관을 포함하고, 상기 엔진측 배기관 내에 스프레이 노즐이 장착되어 있는 구조로 구성된다.The present invention discloses an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle and a vessel including the same. An exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle according to an embodiment of the present invention and a ship including the same include an exhaust pipe having one end communicated with an engine and discharging an exhaust gas having a downward curved shape; And a drain pipe communicated at one end to the bent portion of the exhaust pipe to discharge the cooling water, wherein the spray nozzle is mounted in the engine side exhaust pipe.

Description

스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박 {COOLING APPARATUS FOR EXHAUST PIPE USING SPRAY NOZZLE AND SHIP COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle,

본 고안은 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프레이 노즐이 배기관 내에 장착되어 있는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle and a ship including the same, and more particularly, to an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle having a spray nozzle mounted in an exhaust pipe and a ship including the same.

디젤 엔진을 사용하는 선박 또는 해양 구조물은 그 내부에 선박 추진을 위한 메인 엔진, 발전 장치, 배수 처리 장치 등의 다양한 장치들이 설치되어 있다.A ship or an offshore structure using a diesel engine is equipped with various devices such as a main engine for propulsion of a ship, a generator, and a drainage processing device.

디젤 엔진을 사용하는 소방펌프의 배기관 온도는 500℃ 이상으로 방폭 인증 전문 기관에서는 일반적으로 표면 온도를 200℃로 제한하고 있다. 따라서, 배기관 주위를 단열재로 감싸서 탄화수소가스와 접촉 가능한 표면온도를200℃ 이하로 낮추고 있다.The exhaust pipe temperature of a fire pump using a diesel engine is more than 500 ° C, and the explosion-proof certified institution generally limits the surface temperature to 200 ° C. Therefore, the surface temperature at which the hydrocarbon gas can contact with the exhaust pipe is lowered to 200 ° C or less by wrapping the periphery of the exhaust pipe with a heat insulating material.

배기관의 단열재의 두께는 배기관 온도의 표면 온도를 200℃ 이하로 낮출 수 있을 만큼 충분한 두께를 적용해야 한다. 이는, 단열재와 배기관 사이에 탄화수소가스가 유입될 경우 인화 가능성이 있기 때문이다.The thickness of the insulation of the exhaust pipe shall be sufficient to reduce the surface temperature of the exhaust pipe to 200 ° C or less. This is because there is a possibility of flammability when hydrocarbon gas flows between the heat insulating material and the exhaust pipe.

그러나, 배기관에 단열재를 적용할 경우 단열재를 설치한 배기관이 차지하는 공간이 크기 때문에 다른 배관 또는 장비와 간섭을 일으키게 되는 문제점이 있다.However, when the heat insulating material is applied to the exhaust pipe, there is a problem that the space occupied by the exhaust pipe provided with the heat insulating material causes interference with other pipes or equipment.

도 1에는 종래 기술에 따른 배기관 냉각 시스템의 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic view of a conventional exhaust pipe cooling system.

도 1을 참조하면, 배기관 냉각 시스템이 배기 라인들(102, 106 및 104) 내부에 설치될 수 있으며, 배기 라인(104)은 연돌(400)에 설치될 수 있다. 분사 모듈(410), 예를 들어 적어도 하나의 스프링클러가 배기 라인(104)의 종단에 설치될 수 있다. 스프링클러(410)는 해수 유입 라인(412)과 연결될 수 있다.1, an exhaust pipe cooling system may be installed inside the exhaust lines 102, 106 and 104, and an exhaust line 104 may be installed in the flue 400. The injection module 410, for example at least one sprinkler, may be installed at the end of the exhaust line 104. The sprinkler 410 may be connected to the seawater inlet line 412.

상기 배기관 냉각 시스템은 선박으로부터 발생되는 적외선 신호를 최소화하기 위함으로 냉각수에 의해 배기 가스를 냉각시키게 된다.In the exhaust pipe cooling system, the exhaust gas is cooled by the cooling water in order to minimize the infrared signal generated from the ship.

그러나, 종래의 배기관 냉각 시스템은 구조가 복잡하고 설치 공간이 크다는 문제점이 있다.However, the conventional exhaust pipe cooling system has a problem in that the structure is complicated and the installation space is large.

또한, 냉각을 위해 사용된 냉각수가 처리 과정을 거치지 않고 해수에 유입되거나 배기 가스가 냉각수 처리 시스템으로 배출되는 문제점이 있다.Further, there is a problem that the cooling water used for cooling flows into seawater without being subjected to a treatment process, or exhaust gas is discharged to a cooling water treatment system.

대한민국 공개등록특허 제 10-1649814 호Korean Patent Registration No. 10-1649814

본 고안의 일 실시 예는, 공간 제한이 따르는 배기관 안에 스프레이 노즐을 설치하여 펌프에서 공급되는 소방수를 이용하여 배기관의 온도를 낮추며 냉각에 사용된 냉각수를 배수 처리 시스템으로 배수하고, 배수관에 루프 시일(loop seal)을 설치하여 배기 가스가 배수 처리 시스템으로 유입되는 것을 방지하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.According to one embodiment of the present invention, a spray nozzle is installed in an exhaust pipe having a limited space, the temperature of the exhaust pipe is lowered by using water supplied from a pump, the cooling water used for cooling is drained to a drainage processing system, loop seal to prevent exhaust gas from entering the drainage processing system, and a ship including the same.

본 고안의 일 측면에 따르면, 엔진에 일단이 연통되어 하향 연장되어 있고 타단이 상향 연장되어 배기 가스를 배출하는 절곡형 배기관; 및According to an aspect of the present invention, there is provided a bending-type exhaust pipe which is connected to an engine at one end and extends downward and whose other end extends upward to discharge exhaust gas; And

상기 배기관의 절곡부에 일단이 연통되어 냉각수를 배출하는 배수관;A drain pipe communicated at one end to the bent portion of the exhaust pipe to discharge the cooling water;

을 포함하고,/ RTI >

상기 엔진측 배기관 내에 스프레이 노즐이 장착되어 있는 구조일 수 있다.And a spray nozzle is mounted in the engine side exhaust pipe.

상기 배기관의 기울기(θ1) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 10° 크기가 바람직하다.The range of the inclination [theta] 1 of the exhaust pipe is preferably 0 to 10 [deg.] With respect to the horizontal.

상기 배수관의 타단은 냉각수를 처리하는 배수 처리 시스템에 연통되어 있는 구조일 수 있다.And the other end of the water pipe may communicate with a drainage processing system for treating the cooling water.

상기 배수관에는 배기 가스의 배수 처리 시스템으로의 유입을 방지하는 S자 형상의 루프 시일이 설치될 수 있다.The drain pipe may be provided with an S-shaped loop seal for preventing the exhaust gas from flowing into the drainage processing system.

상기 스프레이 노즐은 엔진과 대향 방향을 향해 배기관에 장착되어 있는 구조일 수 있다.The spray nozzle may be mounted on the exhaust pipe in the direction opposite to the engine.

상기 스프레이 노즐은 CO2 펌프에 의해 해수를 공급받을 수 있다.The spray nozzle can be supplied with seawater by a CO 2 pump.

상기 스프레이 노즐의 기울기(θ2) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 45° 크기가 바람직하다.The range of the inclination [theta] 2 of the spray nozzle is preferably 0 to 45 degrees with respect to the horizontal.

본 고안의 다른 측면에 따르면, 배기관 냉각 장치를 포함하는 선박 또는 해양 구조물이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a vessel or an offshore structure including an exhaust pipe cooling apparatus can be provided.

본 고안의 일 실시 예에 따르면, 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박은, 공간 제한이 있는 배기관 안에 스프레이 노즐을 설치하고 펌프에서 공급되는 소방수를 이용하여 배기관의 온도를 낮추어 공간 효율을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle and a vessel including the same are provided with a spray nozzle in an exhaust pipe having a limited space, and the exhaust pipe temperature is lowered by using water supplied from a pump, Can be provided.

또한, 배기 가스가 냉각수 처리 시스템으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.Further, exhaust gas can be prevented from being discharged to the cooling water treatment system.

도 1은 종래의 배기관 냉각 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 고안의 하나의 실시 예에 따른 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치의 모식도이다.
도 3은 도 2의 본 고안의 하나의 실시 예에 따른 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치의 일부 확대도이다.1 is a schematic diagram of a conventional exhaust pipe cooling system.
2 is a schematic view of an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a part of an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 2;

이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 고안의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 고안의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 고안의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.Various embodiments of the present invention will now be described by way of specific embodiments shown in the accompanying drawings. The differences in the embodiments of the present invention described below are to be understood as mutually exclusive. That is, the specific shapes, structures, and characteristics described may be implemented in other embodiments in accordance with one embodiment, without departing from the spirit and scope of the present invention, It is to be understood that the arrangements may be altered, where like reference numerals refer to like or similar features throughout the several views, and length and area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.

도 2에는 본 고안의 하나의 실시 예에 따른 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치의 모식도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 본 고안의 하나의 실시 예에 따른 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치의 일부 확대도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic view of an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of a part of an exhaust pipe cooling apparatus using a spray nozzle according to one embodiment of the present invention An enlarged view is shown.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 배기관 냉각 장치(100)는 배기관(110) 및 배수관(120)을 포함하여 구성되어 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 together, the exhaust pipe cooling apparatus 100 includes an exhaust pipe 110 and a drain pipe 120.

배기관(110)은 엔진(170)에 일단이 연통되어 하향 연장되어 있으며, 타단이 상향 연장되어 굽은 형상을 가지며 배기 가스를 배출하도록 구성되어 있다.One end of the exhaust pipe 110 is connected to the engine 170 and extends downward. The other end of the exhaust pipe 110 extends upward to have a bent shape and to discharge the exhaust gas.

배기관(110)의 기울기(θ1) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 10° 크기가 바람직하다.The range of the inclination [theta] 1 of the exhaust pipe 110 is preferably 0 [deg.] To 10 [deg.] With respect to the horizontal.

배수관(120)은 배기관(110)의 절곡부(111)에 일단이 연통되어 냉각수를 배출한다.One end of the drain pipe 120 communicates with the bent portion 111 of the exhaust pipe 110 to discharge the cooling water.

배수관(120)에는 배기 가스의 배수 처리 시스템(160)으로의 유입을 방지하도록 S자 형상의 루프 시일(140)이 설치되어 있다.The drain pipe 120 is provided with an S-shaped loop seal 140 to prevent the exhaust gas from flowing into the drainage processing system 160.

스프레이 노즐(130)은 엔진(170)과 대향 방향을 향해 배기관(110) 내부에 장착되어 있고, 펌프(150)는 CO2 펌프로서 해수로부터 물을 스프레이 노즐(130)에 공급한다.The spray nozzle 130 is mounted inside the exhaust pipe 110 in the direction opposite to the engine 170 and the pump 150 supplies water from the seawater to the spray nozzle 130 as a CO 2 pump.

펌프(150)는 엔진(170)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받는다.The pump 150 is electrically connected to the engine 170 to receive power.

스프레이 노즐(130)의 기울기(θ2) 범위는 A의 확대도에서 알 수 있는 바와 같이 수평을 기준으로 0° 내지 45° 크기가 바람직하다.The range of the inclination [theta] 2 of the spray nozzle 130 is preferably in the range of 0 DEG to 45 DEG with respect to the horizontal as seen from the enlarged view of A. [

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 작동 관계를 기술하면, 배기관(110)은 엔진(170)에 일단이 연통되어 있고 하향으로 연장된 상태에서 타단이 상향 절곡되어 굽은 형상으로 연장되어 있다.2 and 3, the exhaust pipe 110 is connected to the engine 170 at one end thereof. The other end of the exhaust pipe 110 is bent upward so that the other end of the exhaust pipe 110 is bent upward .

고온의 가스가 엔진(170)의 배기관(110)으로부터 배기되면 가스를 냉각하기 위해 스프레이 노즐(130)로부터 물이 분사된다. 스프레이 노즐(130)은 하향 연장되어 있는 배기관(110)의 하부로부터 배기관(110) 내에 삽입 설치되어 있고 펌프(150)에 의해 물을 공급받는다.When the hot gas is exhausted from the exhaust pipe 110 of the engine 170, water is sprayed from the spray nozzle 130 to cool the gas. The spray nozzle 130 is inserted into the exhaust pipe 110 from the lower portion of the exhaust pipe 110 extending downward, and is supplied with water by the pump 150.

스프레이 노즐(130)이 엔진(170)과 대향 방향을 향해서 배기관(110) 내에서 물을 분사하게 되고, 분사된 물은 배기관(110)의 절곡부(111)에 연통되어 있는 배수관(120)을 따라 배수 처리 시스템(160)으로 유입된다.The spray nozzle 130 injects water in the exhaust pipe 110 in the direction opposite to the engine 170 and the sprayed water is discharged to the drain pipe 120 communicating with the bent portion 111 of the exhaust pipe 110 And then flows into the drainage processing system 160.

배수관(120)에는 S자 형상의 루프 시일(140)이 설치되어 배기 가스가 배수 처리 시스템(160)으로 유입되는 것을 방지한다.An S-shaped loop seal 140 is provided in the drain pipe 120 to prevent exhaust gas from entering the drainage processing system 160.

따라서, 배기관의 표면 온도를 설정 온도로 낮추고, 단열재 설치가 불필요하므로 공간 제약이 많은 해양 구조물에서 공간 효율성을 향상시킬 수 있다.Therefore, since the surface temperature of the exhaust pipe is lowered to the set temperature, and the installation of the heat insulating material is unnecessary, the space efficiency can be improved in an ocean structure having a lot of space restrictions.

이상과 같이 본 고안의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 고안의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 고안의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Deletion, addition or the like of the present invention may be variously modified and changed, and this also falls within the scope of the present invention.

100: 배기관 냉각 장치 110: 배기관
111: 절곡부 120: 배수관
130: 스프레이 노즐 140: 루프 시일
150: 펌프 160: 배수 처리 시스템
170: 엔진100: Exhaust pipe cooling device 110: Exhaust pipe
111: bent portion 120: drain pipe
130: Spray nozzle 140: Loop seal
150: Pump 160: Drainage system
170: engine

Claims (8)

엔진에 일단이 연통되어 하향 연장되어 있고 타단이 상향 연장되어 배기 가스를 배출하는 굽은 형상의 배기관; 및
상기 배기관의 절곡부에 일단이 연통되어 냉각수를 배출하는 배수관;
을 포함하고,
상기 엔진측 배기관 내에 스프레이 노즐이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.A bent exhaust pipe having one end connected to the engine and extending downward and the other end extending upward to discharge the exhaust gas; And
A drain pipe communicated at one end to the bent portion of the exhaust pipe to discharge the cooling water;
/ RTI >
And a spray nozzle is mounted in the engine side exhaust pipe. 제 1 항에 있어서,
상기 배기관의 기울기(θ1) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 10°크기인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein a range of the inclination [theta] 1 of the exhaust pipe is in a range of 0 [deg.] To 10 [deg.] With respect to a horizontal direction. 제 1 항에 있어서,
상기 배수관의 타단은 냉각수를 처리하는 배수 처리 시스템에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.The method according to claim 1,
And the other end of the drain pipe communicates with a drainage processing system for treating the cooling water. 제 3 항에 있어서,
상기 배수관에는 배기 가스의 배수 처리 시스템으로의 유입을 방지하는 S자 형상의 루프 시일이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.The method of claim 3,
Wherein the drain pipe is provided with an S-shaped loop seal for preventing the exhaust gas from flowing into the drainage processing system. 제 1 항에 있어서,
상기 스프레이 노즐은 엔진과 대향 방향을 향해 배기관에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spray nozzle is mounted on an exhaust pipe in a direction opposite to the engine. 제 1 항에 있어서,
상기 스프레이 노즐은 CO2 펌프에 의해 해수를 공급받는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spray nozzle is supplied with seawater by a CO 2 pump. 제 1 항에 있어서,
상기 스프레이 노즐의 기울기(θ2) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 45° 크기인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the range of the inclination (? 2) of the spray nozzle is in the range of 0 to 45 degrees with respect to the horizontal. 제 1 항 내지 제 7 항에 따른 배기관 냉각 장치를 포함하는 선박 또는 해양 구조물.A ship or an offshore structure comprising an exhaust pipe cooling device according to any one of claims 1 to 7.
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