KR20180002059U - 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박 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.

Description

스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치 및 이를 포함하는 선박 {COOLING APPARATUS FOR EXHAUST PIPE USING SPRAY NOZZLE AND SHIP COMPRISING THE SAME}
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.
디젤 엔진을 사용하는 선박 또는 해양 구조물은 그 내부에 선박 추진을 위한 메인 엔진, 발전 장치, 배수 처리 장치 등의 다양한 장치들이 설치되어 있다.
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.
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.
그러나, 배기관에 단열재를 적용할 경우 단열재를 설치한 배기관이 차지하는 공간이 크기 때문에 다른 배관 또는 장비와 간섭을 일으키게 되는 문제점이 있다.
도 1에는 종래 기술에 따른 배기관 냉각 시스템의 모식도가 도시되어 있다.
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.
상기 배기관 냉각 시스템은 선박으로부터 발생되는 적외선 신호를 최소화하기 위함으로 냉각수에 의해 배기 가스를 냉각시키게 된다.
그러나, 종래의 배기관 냉각 시스템은 구조가 복잡하고 설치 공간이 크다는 문제점이 있다.
또한, 냉각을 위해 사용된 냉각수가 처리 과정을 거치지 않고 해수에 유입되거나 배기 가스가 냉각수 처리 시스템으로 배출되는 문제점이 있다.
대한민국 공개등록특허 제 10-1649814 호
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.
본 고안의 일 측면에 따르면, 엔진에 일단이 연통되어 하향 연장되어 있고 타단이 상향 연장되어 배기 가스를 배출하는 절곡형 배기관; 및
상기 배기관의 절곡부에 일단이 연통되어 냉각수를 배출하는 배수관;
을 포함하고,
상기 엔진측 배기관 내에 스프레이 노즐이 장착되어 있는 구조일 수 있다.
상기 배기관의 기울기(θ1) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 10° 크기가 바람직하다.
상기 배수관의 타단은 냉각수를 처리하는 배수 처리 시스템에 연통되어 있는 구조일 수 있다.
상기 배수관에는 배기 가스의 배수 처리 시스템으로의 유입을 방지하는 S자 형상의 루프 시일이 설치될 수 있다.
상기 스프레이 노즐은 엔진과 대향 방향을 향해 배기관에 장착되어 있는 구조일 수 있다.
상기 스프레이 노즐은 CO2 펌프에 의해 해수를 공급받을 수 있다.
상기 스프레이 노즐의 기울기(θ2) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 45° 크기가 바람직하다.
본 고안의 다른 측면에 따르면, 배기관 냉각 장치를 포함하는 선박 또는 해양 구조물이 제공될 수 있다.
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.
또한, 배기 가스가 냉각수 처리 시스템으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
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.
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.
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.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 배기관 냉각 장치(100)는 배기관(110) 및 배수관(120)을 포함하여 구성되어 있다.
배기관(110)은 엔진(170)에 일단이 연통되어 하향 연장되어 있으며, 타단이 상향 연장되어 굽은 형상을 가지며 배기 가스를 배출하도록 구성되어 있다.
배기관(110)의 기울기(θ1) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 10° 크기가 바람직하다.
배수관(120)은 배기관(110)의 절곡부(111)에 일단이 연통되어 냉각수를 배출한다.
배수관(120)에는 배기 가스의 배수 처리 시스템(160)으로의 유입을 방지하도록 S자 형상의 루프 시일(140)이 설치되어 있다.
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.
펌프(150)는 엔진(170)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받는다.
스프레이 노즐(130)의 기울기(θ2) 범위는 A의 확대도에서 알 수 있는 바와 같이 수평을 기준으로 0° 내지 45° 크기가 바람직하다.
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.
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.
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.
배수관(120)에는 S자 형상의 루프 시일(140)이 설치되어 배기 가스가 배수 처리 시스템(160)으로 유입되는 것을 방지한다.
따라서, 배기관의 표면 온도를 설정 온도로 낮추고, 단열재 설치가 불필요하므로 공간 제약이 많은 해양 구조물에서 공간 효율성을 향상시킬 수 있다.
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.
100: 배기관 냉각 장치 110: 배기관
111: 절곡부 120: 배수관
130: 스프레이 노즐 140: 루프 시일
150: 펌프 160: 배수 처리 시스템
170: 엔진

Claims (8)

  1. 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.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기관의 기울기(θ1) 범위는 수평을 기준으로 0° 내지 10°크기인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배수관의 타단은 냉각수를 처리하는 배수 처리 시스템에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.
  4. 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.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프레이 노즐은 엔진과 대향 방향을 향해 배기관에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프레이 노즐은 CO2 펌프에 의해 해수를 공급받는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 이용한 배기관 냉각 장치.
  7. 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.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항에 따른 배기관 냉각 장치를 포함하는 선박 또는 해양 구조물.
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