KR20190007316A

KR20190007316A - 선박의 엔진룸 환기시스템

Info

Publication number: KR20190007316A
Application number: KR1020170088621A
Authority: KR
Inventors: 손동수
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-01-22
Also published as: KR102189701B1

Abstract

본 발명은 선박의 엔진룸 환기시스템에 관한 것으로서, 선박의 엔진룸 케이싱과 연돌 내부에 설치되어 엔진룸에 마련되는 연소기관의 배기가스가 배출되는 배기관을 포함하는 선박에서, 상기 엔진룸 케이싱에 설치되며, 상기 엔진룸으로 신선한 공기를 유입시키는 환기장치; 및 상기 연돌에 설치되며, 상기 불결한 공기의 일부를 대기 중으로 배출하여, 상기 배기관을 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류를 발생시키는 배기가스 상승유도부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 엔진룸 환기시스템{Engine Room Ventilation System for Ship}

본 발명은 선박의 엔진룸 환기시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박에서는 엔진, 보일러, 소각로 등으로부터 배출되는 인체에 유해한 배기가스를 대기 중으로 배출하기 위하여, 거주구 또는 선교보다 높은 위치에 연돌(funnel)이 설치되며, 엔진룸에서 연결된 배기관이 연돌에 내장된다.

이러한 연돌은 통상적으로 거주구 또는 선교의 뒤편에 위치되며, 배기가스를 거주구 또는 선교에서 보다 멀리 배출시키기 위해 되도록 높게 설치하게 된다.

연돌을 통과하여 대기중으로 배출되는 배기가스는 온도가 비교적 고온이라 상승기류를 형성하여 선박 후미를 벗어난 대기 중으로 원활하게 배출된다.

그런데 연돌의 배기가스 배출구 주변부의 바람 등 외부 영향에 의해 충분한 유속을 가지지 못할 경우, 배기가스가 대기 중으로 원활히 배출되지 않게 되고, 이로 인하여 선박 거주구의 형상에 의해 경계층이 형성되면 배기가스가 경계층을 통과하지 못하여 거주구 주위로 확산 또는 선미 쪽으로 흘러 선박을 오염시키거나 선원에게 좋지 못한 영향을 주는 등 문제가 있다.

이러한 상기와 같은 문제를 해결하고자 종래에는 연돌로부터 배출되는 배기가스의 방향을 제어하기 위한 별도의 막을 설치하거나 단순히 연돌의 높이를 높이고 있으나 이는 선박의 구조적인 설계의 문제로도 발생할 수 있다는 점에서 바람직한 해결책이 될 수 없는 실정이다.

최근, 국제해사기구(IMO)는 제70차 해양환경보전위원회(MEPC 70)에서 2020년 1월 이후부터 전세계를 항해하는 모든 선박에 배기가스의 황산화물 한계치(SOx limit)를 0.5% 이내로 맞춰야 하는 것을 강제사항으로 규정하였으며, 질소산화물(NOx)의 경우 지역에 따라 배출 규정이 다르게 적용되는데, 특히 Tier3 등급은 육지와 인접한 연안 등 특별히 지정된 배출가스 제한 구역(Emission Control Area)에서 강제사항으로 규정하고 있다.

이에 따라 오늘날 해양 산업에서 선박으로부터의 배기가스 중에서 황산화물을 저감시키기 위한 방안으로, 고급 연료인 SOx 0.5% 이하의 MGO를 사용하는 방안이 있으나, 이 방안의 경우 고급 연료를 사용함으로 인하여 OPEX 증가되는 단점이 있고, LNG Fueled Ship을 적용하는 방안이 있으나, 이 방안의 경우 LNG를 원료로 하는 시스템이지만 초기 CAPEX가 너무 높아 고급 연료를 사용하는 OPEX를 감안 하여도 자금회수(pay-back) 기간이 15~20년으로 현실성이 없고, 초기 설치비가 들지만 고급 연료를 사용하는 OPEX를 감안 하여도 자금회수 기간이 3년 이내로 현실성이 있는 황산화물 스크러버(SOx Scrubber)를 포함하는 배기가스 정화장치(Exhaust Gas Cleaning System; EGCS)를 적용하는 것이 대안으로 떠오르고 있다.

황산화물 스크러버(SOx Scrubber)의 기본 개념은 메인 엔진(M/E), 디젤 제너레이터(D/G), 보일러(Boiler), 소각로 등의 배기가스를 유닛(unit)으로 모아 다량의 해수(S.W.)를 분사(spray) 하여 배기가스 내의 황산화물을 제거하는 원리이나, 일반적으로 해수의 온도가 썸머 컨디션(summer condition)인 32도를 기준으로 하였을 때 황산화물 스크러버를 통한 배출구(outlet)에서의 배기가스 온도는 35~38도가 되어 연돌을 통해 대기 중으로 흘러 보내지나, 통상의 해수 온도는 32도 이하이며 이때 황산화물 스크러버를 통한 배기가스 온도가 대기 온도보다 낮을 시 배기가스는 허공으로 날라 가지 못하고 하강기류가 되어 하부로 내려앉게 되어 연돌 아래의 엔진룸 케이싱(Engine room cashing)의 상부에 설치되는 엔진룸 환기시스템(Engine Room Ventilation System)의 환기장치(Ventilator)로 역유입 및 엔진룸이 배기가스로 오염될 위험이 있다.

이를 방지하기 위해 황산화물 스크러버에 옵션(Option)으로 배기가스 배출구에 재가열 시스템(Re-heat System)을 추가 설치하여 배출되는 배기가스의 온도를 대기 온도보다 높게 하고 있으나, 이 경우 추가 설치 비용이 발생하는 문제가 있을 뿐만 아니라, 재가열 시스템을 설치하더라도 전술한 바와 같이 연돌의 배기가스 배출구 주변부의 바람 등 외부 영향에 의해 충분한 유속을 가지지 못할 경우가 발생될 수 있어, 상기에서 언급한 문제를 근본적으로 해결할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 배기가스 배출구를 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스의 상승을 유도하여, 배기가스가 선박을 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 하는 선박의 엔진룸 환기시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 황산화물을 저감시키기 위해 선박에 설치되는 배기가스 정화장치로서의 황산화물 스크러버에 옵션(Option)으로 배기가스 배출구에 재가열 시스템(Re-heat System)을 추가 설치하는 것을 생략할 수 있도록 하는 선박의 엔진룸 환기시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 기존에 건조된 선박의 외형을 변경시키지 않고도 배기가스의 상승을 유도하는 기능을 부여할 수 있도록 하는 선박의 엔진룸 환기시스템에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템은, 선박의 엔진룸 케이싱과 연돌 내부에 설치되어 엔진룸에 마련되는 연소기관의 배기가스가 배출되는 배기관을 포함하는 선박에서, 상기 엔진룸 케이싱에 설치되며, 상기 엔진룸으로 신선한 공기를 유입시키는 환기장치; 및 상기 연돌에 설치되며, 상기 엔진룸 내부의 불결한 공기의 일부를 대기 중으로 배출하여, 상기 배기관을 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류를 발생시키는 배기가스 상승유도부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 연돌에 설치되며, 상기 엔진룸 내부의 상기 불결한 공기를 대기 중으로 배출하는 루버를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 배기가스 상승유도부는, 상기 루버의 개폐 정도를 조절하여 배출되는 상기 불결한 공기의 배출량을 감소시킴에 따라 높아지는 내부 압력에 의해 유속을 발생시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 배기가스 상승유도부는, 상기 연돌의 상면패널을 기준으로, 일단부가 상기 연돌의 내부에 위치되고, 타단부가 상기 연돌의 외부에 위치되며, 상기 배기관의 배기가스 배출구의 외주면을 따라 복수 개 설치되는 공기 분사부; 및 상기 공기 분사부 하단에 설치되며, 상기 불결한 공기를 수집하여 상기 공기 분사부로 유도하는 공기 수집부를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 공기 분사부는, 상기 배기가스 배출구를 통해 배출되는 배기가스 쪽으로 분사하는 분사관; 상기 분사관의 내부에 마련되는 밸브; 및 상기 분사관의 내외부를 관통하는 복수 개의 배수구를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 밸브는, 내외부의 공기 압력차에 의해 자연 작동되는 체크밸브이며, 상기 체크밸브는, 상기 루버의 개폐 정도 조절로 상기 엔진룸 내부의 압력이 높아질 때 개방되어 상기 분사관을 통해 상기 불결한 공기의 일부가 대기 중으로 배출되도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 환기장치에 설치되며, 상기 배기가스 배출구를 통해 배출되는 배기가스를 검출하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 전송되는 배기가스 정보에 따라 상기 루버, 상기 배기가스 상승유도부의 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 밸브는, 상기 제어부에 의해 강제 작동되는 개도 조절 밸브 또는 온/오프 밸브이고, 상기 센서부에서 배기가스가 검출되지 않으면, 폐쇄 상태를 유지하고, 상기 센서부에서 배기가스가 검출되면, 개방될 수 있다.

구체적으로, 상기 루버는, 상기 제어부에 의해 개폐 정도가 조절되고, 상기 센서부에서 배기가스가 검출되지 않으면, 전면 개방되어 상기 불결한 공기를 대기 중으로 자연배출 하고, 상기 센서부에서 배기가스가 검출되면, 상기 불결한 공기의 배출량이 줄어들도록 개폐 정도가 조절될 수 있다.

구체적으로, 상기 배기관에는, 배기가스에 함유된 황산화물을 저감시키는 황산화물 스크러버가 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템은, 연돌 상면패널의 외부로 돌출되는 배기가스 배출구 주변에 배기가스를 상승 유도하는 배기가스 상승유도부를 설치함으로써, 배기가스 배출구를 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류를 발생시킬 수 있어, 배기가스가 선박의 엔진룸을 비롯하여, 선실, 작업장 등으로 유입되어 공기가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템은, 배기가스 상승유도부를 연돌 상면패널에 간단하게 설치할 수 있어, 황산화물을 저감시키기 위해 선박에 설치되는 배기가스 정화장치로서의 황산화물 스크러버에 옵션(Option)으로 배기가스 배출구에 재가열 시스템(Re-heat System)을 추가 설치하지 않아도 되어, 재가열 시스템의 설치에 따른 비용 및 공수를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템은, 배기가스 상승유도부를 기존에 건조된 선박의 외형을 변경시키지 않고도 용이하게 설치할 수 있어, 기존의 선박에 배기가스로 인한 오염 문제를 간단하게 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템에서 배기가스 상승유도부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템에서 배기가스 상승유도부의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2 또는 도 3의 공기 분사부에 마련되는 밸브의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 횡단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템에서 배기가스 상승유도부를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템에서 배기가스 상승유도부의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2 또는 도 3의 공기 분사부에 마련되는 밸브의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸 환기시스템(100)은, 환기장치(110), 루버(120), 배기가스 상승유도부(130), 센서부(140), 제어부(150)를 포함한다.

본 발명의 엔진룸 환기시스템(100)은, 엔진룸(10)의 내부를 환기시키는 고유의 기능 이외에도 배기관(40)을 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류를 발생시켜 대기 중으로 멀리 날려보낼 수 있도록 하는 추가 기능을 수행할 수 있다.

상기에서, 배기관(40)은, 엔진룸 케이싱(20)과 연돌(30) 내부에 설치되어, 선박(1)의 엔진룸(10)에 마련되는 연소기관 예를 들면, 메인 엔진, 디젤 제너레이터, 보일러, 소각로 등으로부터 배출되는 인체에 유해한 배기가스를 배기가스 배출구(41)를 통해 대기 중으로 배출할 수 있다.

이러한 배기관(40)에는, 배기가스에 함유된 황산화물을 저감시키기 위해 배기가스 정화장치로서의 황산화물 스크러버(50)가 마련될 수 있다.

본 실시예는 배기관(40)에 배기가스 정화장치가 설치되는 않는 것도 포함될 수 있음은 물론이다.

황산화물 스크러버(50)의 기본 개념은, 배기가스를 유닛(unit)으로 모아 다량의 해수(S.W.)를 분사(spray) 하여 배기가스 내의 황산화물을 제거하는 원리이나, 일반적으로 해수의 온도가 썸머 컨디션(summer condition)인 32도를 기준으로 하였을 때 황산화물 스크러버(50)를 통한 배출구(outlet)에서의 배기가스 온도는 35~38도가 되어 연돌(30)을 통해 대기 중으로 흘러 보내지나, 통상의 해수 온도는 32도 이하이며 이때 황산화물 스크러버(50)를 통한 배기가스 온도가 대기 온도보다 낮을 시 배기가스는 허공으로 날라 가지 못하고 하강기류가 되어 하부로 내려앉게 되어 후술할 환기장치(110)로 역유입 됨은 물론 선박(1)을 오염시킬 수 있어, 배기가스의 온도를 대기 온도보다 높여 배기가스가 양력을 가지고 멀리 날라갈 수 있도록 배기가스 배출구(41)에 재가열 시스템 등 배기가스를 가열 또는 배출을 촉진 하는 시스템을 추가 설치하는 것이 필요한데, 본 실시예에서는 이러한 시스템을 배기관(40)에 설치하지 않고 엔진룸 환기시스템(100)을 간단하게 개선하여 해결할 수 있도록 한다.

상기에서, 엔진룸 케이싱(20)은, 기관 위벽으로 선박(1)의 엔진룸(10) 및 배기관(40)을 둘러싸는 밀폐형으로, 기관실(선박의 주기, 보조기관 및 발전기 보일러를 포함하는 중요 기계들이 모여있는 곳)과 폭로갑판 사이에 형성되어 침수를 방지할 수 있다. 엔진룸 케이싱(20)은 선박(1)의 선미에 형성될 수 있고, 그 상부에는 연돌(30)이 형성되어 선박(1)에서 발생되는 배기가스의 배출 높이가 높아질 수 있도록 도울 수 있다. 이러한 엔진룸 케이싱(20)은, 케이싱 상면패널(21)에 후술할 환기장치(110)가 복수 개로 설치될 수 있다.

상기에서, 연돌(30)은, 배기관(40)을 보호하는 밀폐형으로, 엔진룸 케이싱(20) 상단에 배치될 수 있다. 연돌(30)은, 통상적으로 거주구 또는 선교의 뒤편에 위치되며, 배기가스를 거주구 또는 선교에서 보다 멀리 배출시키기 위해 되도록 높게 설치하게 된다. 이러한 연돌(30)은, 연돌 후면패널(31)에 후술할 루버(120)가 설치될 수 있고, 연돌 상면패널(32)에 후술할 배기가스 상승유도부(130)가 설치될 수 있다.

환기장치(110)는, 엔진룸 케이싱(20)에 복수 개, 예를 들어 4개가 설치될 수 있으며, 헐 덕트(도시하지 않음)를 통해 외부의 신선한 공기를 엔진룸(10) 곳곳으로 강제로 유입시켜 엔진룸(10) 내부의 불결한 공기를 신선한 공기로 환기시킬 수 있도록 한다.

환기장치(110)는, 외부의 신선한 공기를 용이하게 엔진룸(10)으로 유입시킬 수 있도록 케이싱 상면패널(21)에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

이러한 환기장치(110)에 의해 강재로 외부의 신선한 공기가 엔진룸(10)에 지속적으로 유입되면서 엔진룸(10)은 물론, 밀폐형인 엔진룸 케이싱(20) 및 연돌(30) 내부의 압력이 대기압력보다 높아지게 되고, 이러한 압력차에 의해 엔진룸(10) 내부의 불결한 공기는 후술할 루버(120)를 통해 대기 중으로 배출 되거나 후술할 배기가스 상승유도부(130)를 통해 선택적으로 배출될 수 있다.

루버(120)는, 연돌(30)에 설치될 수 있으며, 엔진룸(10) 내부의 불결한 공기를 대기 중으로 배출할 수 있다.

루버(120)는, 불결한 공기를 대기 중으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 연돌 후면패널(31)에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

이러한 루버(120)는, 후술할 제어부(150)에 의해 개폐 정도가 조절될 수 있다.

구체적으로, 루버(120)는, 배기가스 배출구(41)를 통해 배출되는 배기가스가 대기 중으로 멀리 날아가 선박(1)에 악영향을 끼치지 않는 정상적인 상태일 경우, 예를 들면 후술할 센서부(140)에서 배기가스가 검출되지 않았을 경우에 후술할 제어부(150)의 제어에 따라 전면 개방되어 엔진룸(10) 내부의 불결한 공기를 대기 중으로 자연배출(natural venting out) 되도록 한다. 이때, 후술할 배기가스 상승유도부(130)는 작동이 정지된 상태, 즉 내부의 불결한 공기를 대기 중으로 배출하지 않는 상태를 유지한다.

또한, 루버(120)는, 후술할 센서부(140)에서 배기가스가 검출되면, 제어부(150)의 제어에 따라 불결한 공기의 배출량이 줄어들도록 개폐 정도가 조절되고, 공기의 유입이 유출보다 많아짐에 따라 엔진룸 케이싱(20) 및 연돌(30) 내부의 압력이 대기압력보다 높아지게 된다. 이때, 후술할 배기가스 상승유도부(130)는 제어부(150)의 제어에 따라 강제 작동되거나 압력차에 의해 자연 작동되어 내부의 불결한 공기를 외부로 배출할 수 있게 하여 배기가스 배출구(41)를 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스가 상승기류를 형성하도록 한다.

루버(120)로의 불결한 공기 배출량이 적을수록 압력차가 커지게 되고, 이러한 압력차가 클수록 후술할 배기가스 상승유도부(130)를 통해 배출되는 공기의 유속은 빨라질 수 있어, 배기가스의 상승기류를 더욱 활성화시킬 수 있다. 다만, 루버(120)로의 불결한 공기 배출량을 너무 줄일 경우 후술할 배기가스 상승유도부(130)를 통해 대기 중으로 배출되는 불결한 공기의 배출량의 한계로 내부의 불결한 공기가 정체현상을 일으키게 되고, 이로 인하여 엔진룸(10)의 환경이 나빠질 수 있어, 후술할 제어부(150)에 의해 루버(120)의 개폐 정도를 적절히 조절하는 것이 중요하며, 이는 다양한 방법의 실험을 통해 얻어지는 데이터를 바탕으로 적절히 설정할 수 있다.

배기가스 상승유도부(130)는, 연돌(30)에 설치될 수 있으며, 엔진룸(10) 내부의 불결한 공기의 일부를 대기 중으로 선택 배출하되, 루버(120)의 개폐 정도를 조절하여 배출되는 불결한 공기의 배출량을 감소시킴에 따라 높아지는 내부 압력에 의해 유속을 발생시켜, 배기관(40)을 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류가 형성되도록 하여, 배기가스를 대기 중으로 멀리 날려보낼 수 있다.

배기가스 상승유도부(130)는, 배기관(40)을 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류를 용이하게 발생시킬 수 있도록, 연돌 상면패널(32)에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

이러한 배기가스 상승유도부(130)는, 후술할 제어부(150)에 의해 강제 작동되거나, 내외부의 공기 압력차에 의해 자연 작동될 수 있다.

이러한 배기가스 상승유도부(130)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기본적으로 공기 분사부(131), 공기 수집부(132)를 포함하여 구성될 수 있으며, 독립형(도 2 참고) 또는 일체형(도 3 참고)으로 제작될 수 있다.

공기 분사부(131)는, 연돌 상면패널(32)을 기준으로, 일단부가 연돌(30)의 내부에 위치되고, 타단부가 연돌(30)의 외부에 위치되며, 배기가스 배출구(41)의 외주면을 따라 복수 개로 설치될 수 있다. 배기가스 상승유도부(130)가 일체형으로 제작될 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 배기가스 배출구(41)의 외주면 형상에 대응되는 형상을 갖는 연결부재(133)에 복수 개의 공기 분사부(131)가 일정 간격을 두고 형성될 수 있다.

이러한 공기 분사부(131)는, 분사관(1311), 밸브(1312), 배수구(1313)를 포함할 수 있다.

분사관(1311)은, 엔진룸(10) 내부의 공기를 배기가스 배출구(41)를 통해 배출되는 배기가스 쪽으로 분사하는 관으로, 내부에 후술할 밸브(1312)가 마련되고, 내외부를 관통하는 후술할 배수구(1313)가 마련될 수 있다.

밸브(1312)는, 분사관(1311)의 상단 내부에 설치될 수 있으며, 후술할 제어부(150)에 의해 강제 작동되거나, 내외부의 공기 압력차에 의해 자연 작동될 수 있다.

제어부(150)에 의해 강제 작동되는 밸브(1312)로는 개도 조절 밸브, 온/오프 밸브 등일 수 있으며, 압력차에 의해 자연 작동되는 밸브(1312)로는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부의 불결한 공기가 외부의 대기 중으로만 배출될 수 있도록 하는 체크밸브일 수 있다.

밸브(1312)가 압력차에 의해 자연 작동되는 체크밸브일 경우, 크게 힌지(1312a)와 차단막(1312b)로 이루어질 수 있다. 힌지(1312a)는 분사관(1311)의 내측면에 고정된 상태로 설치되며, 차단막(1312b)은 힌지(1312a)에 일측이 고정되고 분사관(1311)의 내부 직경과 대응되어 밀폐 가능한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 차단막(1312b)은 힌지(1312a)를 중심으로 양쪽이 분리 작동되는 형태이며, 일방향으로만 회동되도록 구성될 수 있다. 또한, 힌지(1312a)와 차단막(1312b)이 결합되는 데 있어 복원력을 갖는 별도의 스프링(도시하지 않음)을 설치하여 분사관(1311)을 관통하는 공기에 의해 차단막(1312b)이 열리고 공기의 흐름이 없어 압력이 없을 경우에는 자동으로 스프링에 의해 복원되어 분사관(1311)을 차단할 수 있게 된다.

밸브(1312)가 제어부(150)에 의해 강제 작동되는 개도 조절 밸브 또는 온/오프 밸브일 경우, 루버(120)와 연동하여 작동할 수 있다.

구체적으로, 밸브(1312)는, 배기가스 배출구(41)를 통해 배출되는 배기가스가 대기 중으로 멀리 날아가 선박(1)에 악영향을 끼치지 않는 정상적인 상태일 경우, 예를 들면 후술할 센서부(140)에서 배기가스가 검출되지 않았을 경우에 작동이 정지된 상태, 즉 내부의 불결한 공기를 대기 중으로 배출하지 않도록 전면 폐쇄된 상태를 유지한다. 이때, 루버(120)는 후술할 제어부(150)의 제어에 따라 전면 개방되어 엔진룸(10) 내부의 불결한 공기를 대기 중으로 자연배출(natural venting out) 되도록 한다.

또한, 밸브(1312)는, 후술할 센서부(140)에서 배기가스가 검출되면, 제어부(150)의 제어에 따라 강제 작동되어 내부의 불결한 공기를 외부로 배출할 수 있게 하여 배기가스 배출구(41)를 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스가 상승기류를 형성하도록 한다. 이때, 루버(120)는 제어부(150)의 제어에 따라 배출량이 줄어들도록 개폐 정도가 조절되고, 공기의 유입이 유출보다 많아짐에 따라 엔진룸 케이싱(20) 및 연돌(30) 내부의 압력이 대기압력보다 높아지도록 한다.

배수구(1313)는, 분사관(1311)의 내외부를 관통하는 관 형상으로 복수 개 형성될 수 있으며, 분사관(1311)의 상단 입구를 통해 유입되는 물(빗물 등)이나 먼지가 밸브(1312)의 상부에 고일 때, 이를 외부로 신속하게 제거할 수 있게 한다.

배수구(1313)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 분사관(1311)의 상단 입구에서 밸브(1312)에 인접하여 형성될 수 있으며, 분사관(1311)의 내면에서 외면으로 갈수록 하향 경사지게 형성될 수 있다.

분사관(1311)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 분사관(1311)의 입구에 뚜껑(도시하지 않음)을 더 설치할 수 있다.

공기 수집부(132)는, 공기 분사부(131) 하단에 설치될 수 있으며, 엔진룸(10) 내부의 불결한 공기를 배기관(40)을 통해 배출되는 배기가스 쪽으로 분사하는 분사관(1311)에서 불결한 공기의 분사량과 유속을 더욱 높일 수 있도록 내부의 불결한 공기를 수집할 수 있다. 공기 수집부(132)는, 수집된 불결한 공기를 공기 분사부(131)의 분사관(1311)으로 유도할 수 있다.

이러한 공기 수집부(132)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 배기가스 상승유도부(130)가 독립형일 경우, 공기 분사부(131)에 개별적으로 설치되며, 이때 공기 수집부(132) 각각의 형상은 깔때기 형상일 수 있다.

또한, 공기 수집부(132)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기가스 상승유도부(130)가 일체형일 경우, 복수 개의 공기 분사부(131) 및 복수 개의 분사관(1311)을 상호 연결하는 연결부재(133)에 일체형으로 설치되며, 이때 공기 수집부(132)의 형상은 스커트 형상일 수 있다.

센서부(140)는, 배기가스 배출구(41)를 통해 배출되는 배기가스를 검출하고, 그 결과를 후술할 제어부(150)에 실시간으로 전송할 수 있으며, 연돌(30) 주변의 환기장치(110)를 비롯하여 갑판, 거주구 등 선박(1)의 적절한 위치에 설치할 수 있다.

제어부(150)는, 센서부(140)로부터 전송되는 배기가스 정보에 따라, 전술한 바와 같이, 루버(120), 배기가스 상승유도부(130)의 밸브(1312)의 작동을 제어할 수 있으며, 여기서는 설명의 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 본 실시예는, 연돌 상면패널(32)의 외부로 돌출되는 배기가스 배출구(41) 주변에 배기가스를 상승 유도하는 배기가스 상승유도부(130)를 설치함으로써, 배기가스 배출구(41)를 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류를 발생시킬 수 있어, 배기가스가 선박(1)의 엔진룸(10)을 비롯하여, 선실, 작업장 등으로 유입되어 공기가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예는, 배기가스 상승유도부(130)를 연돌 상면패널(32)에 간단하게 설치할 수 있어, 황산화물을 저감시키기 위해 선박(1)에 설치되는 배기가스 정화장치로서의 황산화물 스크러버(50)에 옵션(Option)으로 배기가스 배출구(41)에 재가열 시스템(Re-heat System)을 추가 설치하지 않아도 되어, 재가열 시스템의 설치에 따른 비용 및 공수를 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예는, 배기가스 상승유도부(130)를 기존에 건조된 선박의 외형을 변경시키지 않고도 용이하게 설치할 수 있어, 기존의 선박에 배기가스로 인한 오염 문제를 간단하게 해결할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 선박 10: 엔진룸
20: 엔진룸 케이싱 21: 케이싱 상면패널
30: 연돌 31: 연돌 후면패널
32: 연돌 상면패널 40: 배기관
41: 배기가스 배출구 50: 황산화물 스크러버
100: 엔진룸 환기시스템 110: 환기장치
120: 루버 130: 배기가스 상승유도부
131: 공기 분사부 1311: 분사관
1312: 밸브 1312a: 힌지
1312b: 차단막 1313: 배수구
132: 공기 수집부 133: 연결부재
140: 센서부 150: 제어부

Claims

선박의 엔진룸 케이싱과 연돌 내부에 설치되어 엔진룸에 마련되는 연소기관의 배기가스가 배출되는 배기관을 포함하는 선박에서,
상기 엔진룸 케이싱에 설치되며, 상기 엔진룸으로 신선한 공기를 유입시키는 환기장치; 및
상기 연돌에 설치되며, 상기 엔진룸 내부의 불결한 공기의 일부를 대기 중으로 배출하여, 상기 배기관을 통해 대기 중으로 배출되는 배기가스에 상승기류를 발생시키는 배기가스 상승유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제1항에 있어서,
상기 연돌에 설치되며, 상기 엔진룸 내부의 상기 불결한 공기를 대기 중으로 배출하는 루버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제2항에 있어서, 상기 배기가스 상승유도부는,
상기 루버의 개폐 정도를 조절하여 배출되는 상기 불결한 공기의 배출량을 감소시킴에 따라 높아지는 내부 압력에 의해 유속을 발생시키는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제2항에 있어서, 상기 배기가스 상승유도부는,
상기 연돌의 상면패널을 기준으로, 일단부가 상기 연돌의 내부에 위치되고, 타단부가 상기 연돌의 외부에 위치되며, 상기 배기관의 배기가스 배출구의 외주면을 따라 복수 개 설치되는 공기 분사부; 및
상기 공기 분사부 하단에 설치되며, 상기 불결한 공기를 수집하여 상기 공기 분사부로 유도하는 공기 수집부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제4항에 있어서, 상기 공기 분사부는,
상기 배기가스 배출구를 통해 배출되는 배기가스 쪽으로 분사하는 분사관;
상기 분사관의 내부에 마련되는 밸브; 및
상기 분사관의 내외부를 관통하는 복수 개의 배수구를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제5항에 있어서, 상기 밸브는,
내외부의 공기 압력차에 의해 자연 작동되는 체크밸브이며,
상기 체크밸브는,
상기 루버의 개폐 정도 조절로 상기 엔진룸 내부의 압력이 높아질 때 개방되어 상기 분사관을 통해 상기 불결한 공기의 일부가 대기 중으로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제5항에 있어서,
상기 환기장치에 설치되며, 상기 배기가스 배출구를 통해 배출되는 배기가스를 검출하는 센서부; 및
상기 센서부로부터 전송되는 배기가스 정보에 따라 상기 루버, 상기 배기가스 상승유도부의 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제7항에 있어서, 상기 밸브는,
상기 제어부에 의해 강제 작동되는 개도 조절 밸브 또는 온/오프 밸브이고,
상기 센서부에서 배기가스가 검출되지 않으면, 폐쇄 상태를 유지하고,
상기 센서부에서 배기가스가 검출되면, 개방되는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제7항에 있어서, 상기 루버는,
상기 제어부에 의해 개폐 정도가 조절되고,
상기 센서부에서 배기가스가 검출되지 않으면, 전면 개방되어 상기 불결한 공기를 대기 중으로 자연배출 하고,
상기 센서부에서 배기가스가 검출되면, 상기 불결한 공기의 배출량이 줄어들도록 개폐 정도가 조절되는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.
제1항에 있어서, 상기 배기관에는,
배기가스에 함유된 황산화물을 저감시키는 황산화물 스크러버가 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진룸 환기시스템.