KR101444323B1 - 화물창 공기조화시스템 - Google Patents

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KR101444323B1
KR101444323B1 KR1020130019005A KR20130019005A KR101444323B1 KR 101444323 B1 KR101444323 B1 KR 101444323B1 KR 1020130019005 A KR1020130019005 A KR 1020130019005A KR 20130019005 A KR20130019005 A KR 20130019005A KR 101444323 B1 KR101444323 B1 KR 101444323B1
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

화물창 공기조화시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템은 화물창과, 외기유입구로부터 공기를 흡입하여 공기이동경로상에 배치된 필터부를 통해 정화된 공기를 배출구를 통해 배출하며, 선택적으로 온도 또는 습도 조절된 공기를 생성하기 위해 공기의 특성을 조절하는 공기조절유닛을 포함하는 공조기와, 배출구에서 배출되는 공기를 화물창 내부로 유입시키는 급기덕트와, 급기덕트를 통해 화물창 내부로 공급된 공기가 순환되어 화물창 외부로 배출시키는 배기덕트를 포함하고, 필터부는 서로 다른 여과능력을 갖는 복수의 필터를 구비하고, 복수의 필터 중 여과능력이 큰 적어도 하나의 필터는 필터부로 공급되는 먼지 농도에 따라 상기 공기이동경로상에 개폐 가능하게 설치된다.

Description

화물창 공기조화시스템{CARGO TANK AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 화물창 공기조화시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화물창 내부에서 작업시 공기조화를 위한 화물창 공기조화시스템에 관한 것이다.
일반적으로 선박 건조시 선체 내 탱크 또는 화물창의 내부를 블라스팅, 페인팅, 용접, 그리고 각종 수리 및 검사 작업을 수행하게 되므로 화물창 내부에서 작업하는 작업자의 작업 환경 개선을 위한 공기조화시스템이 필요하게 된다.
그러나, 종래에는 화물창 작업시 필요에 따라 냉각기, 제습기 및 히터 들을 내부에 배치하여 사용하고 있어, 밀폐된 화물창 내부에서 작업하는 경우 공조 효율이 좋지 못할 뿐만 아니라 작업시 발생하는 먼지 및 유해가스 등에 의하여 작업자의 안전을 위협하는 문제가 있게 된다.
특허문헌1: 한국등록특허공보 제0590995호 (2006.06.19공고)
본 발명의 실시 예들은 화물창 내부에서 작업시 작업자의 작업환경을 개선할 수 있는 화물창 공기조화시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화물창과, 외기유입구로부터 공기를 흡입하여 공기이동경로상에 배치된 필터부를 통해 정화된 공기를 배출구를 통해 배출하며, 선택적으로 온도 또는 습도 조절된 공기를 생성하기 위해 공기의 특성을 조절하는 공기조절유닛을 포함하는 공조기와, 상기 배출구에서 배출되는 공기를 상기 화물창 내부로 유입시키는 급기덕트와, 상기 급기덕트를 통해 상기 화물창 내부로 공급된 공기가 순환되어 상기 화물창 외부로 배출시키는 배기덕트를 포함하고, 상기 필터부는 서로 다른 여과능력을 갖는 복수의 필터를 구비하고, 상기 복수의 필터 중 여과능력이 큰 적어도 하나의 필터는 상기 필터부로 공급되는 먼지 농도에 따라 상기 공기이동경로상에 개폐 가능하게 설치되는 화물창 공기조화시스템이 제공될 수 있다.
또한 상기 공기조절유닛은 쿨링부, 히팅부, 가습부 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 상기 배기덕트에서 각각 분기되는 복귀라인과 배기라인을 포함하고, 상기 복귀라인은 상기 배기덕트에서 배출되는 공기를 상기 공조기로 복귀시키고, 상기 배기라인은 상기 배기덕트에서 배출되는 공기를 외부로 배출하며, 상기 복귀라인과 상기 배기라인의 분기부에는 상기 복귀라인과 상기 배기라인을 선택적으로 개폐하는 제1댐퍼가 마련될 수 있다.
또한 상기 배기라인에서 배기되는 공기와 상기 외기 유입구를 통해 유입되는 공기의 열교환을 위한 열교환기를 더 포함한다.
또한 상기 외기유입구로 외기의 유입을 선택적으로 차단하기 위한 제2댐퍼를 더 포함한다.
또한 상기 화물창 내부의 먼지 농도 및 산소 농도를 각각 감지하기 위한 제1먼지감지센서 및 산소감지센서와, 상기 외기유입구로 유입되는 외기에 포함된 먼지 농도를 감지하기 위한 제2먼지감지센서를 더 포함한다.
또한 상기 급기덕트는 상기 화물창의 상부에 배치되는 상부공기배출덕트와, 상기 화물창의 하부에 배치되는 하부공기배출덕트와, 상기 상부공기배출덕트와 상기 하부공기배출덕트를 연결하는 연결덕트를 포함하고, 상기 상부공기배출덕트와 상기 연결덕트의 분기부에는 상기 상부공기배출덕트와 상기 연결덕트 쪽으로 흐르는 공기의 유량을 조절하기 위한 제3댐퍼가 구비될 수 있다.
또한 상기 화물창 내부의 온도를 감지하기 위해 상기 화물창 내부 상측 근방에 배치되는 온도센서를 더 포함한다.
또한 상기 화물창의 공조모드에 따라 상기 공기조화시스템의 전반적 작동을 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한 상기 제어부는 상기 화물창 내부의 공조를 수행하는 경우에는 상기 공조기에서 토출된 공기가 상기 급기덕트를 통해 상기 화물창 내부로 배출되며 상기 화물창을 순환한 공기가 상기 배기덕트 및 상기 복귀라인을 통해 다시 상기 공조기로 복귀되도록 상기 제1댐퍼 및 상기 제2댐퍼의 작동을 제어할 수 있다.
또한 상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 감지된 온도가 설정온도 이상일 때 상기 쿨링부를 통해 냉각된 공기가 상기 급기덕트에 배출되도록 상기 공조기를 작동시키고, 상기 급기덕트에 유입된 공기는 상기 하부공기배출덕트에 대비하여 상기 상부공기배출덕트 쪽으로 더 많은 유량이 공급되도록 상기 제3댐퍼의 개도를 조절할 수 있다.
또한 상기 제어부는 상기 공기이동경로 상에서 상기 적어도 하나의 필터를 개방하도록 제어하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 화물창 내부의 공기조화를 효율적으로 수행함으로써 화물창 내부에서 작업하는 작업자의 작업환경을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 일반공조모드에 따른 공기흐름을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 일반공조모드시 냉방운전을 하는 경우 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 일반공조모드시 난방운전을 하는 경우 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 환기모드시 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 환기모드시 외부의 먼지가 많은 경우의 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 내부의 용접 작업시 화물창 공기조화시스템의 공기 흐름을 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 제어 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템은 화물창(10) 내부로 온도 또는 습도 조정된 공기를 공급하기 위한 공조기(20)와, 공조기(20)에서 배출되는 공기를 화물창(10) 내부로 유입시키기 위한 급기덕트(30)와, 화물창(10) 내부를 순환한 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기덕트(40)를 포함한다.
공조기(20)는 화물창(10)의 외부에 배치되며 외부의 공기를 흡입하여 정화시킨 후 온도 및 습도 중 적어도 하나 이상을 조정하는 장치로서, 내부에 공기이동경로(21)를 형성하는 하우징(22)을 포함하고, 하우징(22)의 일단에는 외부의 공기를 유입시키기 위한 외기유입구(23)가 형성되고, 하우징(22)의 타단은 공조기(20)에 의해 정화된 공기가 배출되는 급기덕트(30)와 연결되는 배출구(23a)가 형성될 수 있다.
외기유입구(23)에는 회전 가능하게 설치되는 제1댐퍼(27)에 의해 개폐 가능하게 마련되어 외부의 공기가 유입되는 것을 차단하도록 구비될 수 있다. 제1댐퍼(27)는 제어부(60)의 제어신호에 따라 작동하는 제1댐퍼구동부(26)에 의해 회전하여 외기유입구(23)를 개폐하게 된다. 제1댐퍼구동부(26)는 모터를 포함할 수 있다.
또 외기유입구(23)로부터 급기덕트(30)와 연결된 배출구(23a) 쪽으로 향하는 하우징(22) 내의 공기이동경로(21)상에는 필터부(24), 공기조절유닛(29), 송풍팬(28)이 순차적으로 배치될 수 있다.
필터부(24)는 외기유입구(23)를 통해 유입된 공기에 포함된 먼지와 같은 이물질을 거르기 위한 것으로서, 서로 다른 여과능력을 가지는 복수의 필터가 연달아 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 외기유입구(23)를 통해 유입된 공기에 포함된 입자가 큰 이물질을 거르기 위한 제1필터(24a)와, 제1필터(24a)에 의해 정화된 공기에 포함된 입자가 작은 이물질을 거르기 위한 제2필터(24b)가 구비될 수 있다. 제1필터(24a)는 포집효율이 85-90%로 이루어지는 MERV(Minimum Efficiency Reporting Value). 6등급의 필터로 적용될 수 있고, 제2필터(24b)는 포집효율이 95% 이상으로 이루어지는 MERV. 10등급 이상의 필터로 적용될 수 있다.
이러한 제2필터(24b)는 미세먼지를 여과하기 위한 것으로서 고가의 장비일 뿐 아니라 미세한 필터망을 갖는 특성상 쉽게 막혀 공기이동경로(21)상에서 공기 흐름을 차단할 수 있게 된다. 이를 방지하도록 본 실시 예의 제2필터(24b)는 공기이동경로(21)상에서 개폐 가능하게 설치될 수 있다. 즉 제2필터(24b)는 공기이동경로(21)를 형성하는 하우징(22)의 내벽면에서 축(24c)을 중심으로 상하로 각각 회전 가능하게 설치되는 한 쌍을 구비할 수 있고, 한 쌍의 제2필터(24b)는 구동장치(25)에 의하여 축(24c)을 기준으로 회전됨에 의해 공기이동경로(21)를 개방하거나 닫도록 마련될 수 있다. 본 실시 예에서는 상하로 회전하는 한 쌍의 제2필터(24b)에 의해 공기이동경로(21)를 개폐하도록 하였으나 이는 일 예에 해당하는 것으로서 제2필터(24b)는 슬라이딩 이동에 의한 개폐구조를 가질 수 있음은 물론이다. 또한 구동장치(24d)는 도시하지는 않았으나 동력을 제공하는 모터와, 모터의 동력을 전달받아 제2필터(24b)를 회전시키는 링크구조, 랙과 피니언 구조, 벨트 및 풀리 등 이와 유사한 기구적 장치들을 포함한다.
한편 공기이동경로(21)를 개폐 가능하게 설치되는 제2필터(24b)는 외기유입구(23) 또는 화물창(10) 내부의 먼지농도에 따라 자동적으로 개폐될 수 있고, 이를 위하여 화물창(10) 내부에는 화물창(10) 내부의 먼지농도를 검출하기 위한 제1먼지감지센서(50)가 구비되고, 외기유입구(23)에는 외부에서 유입되는 공기에 포함된 먼지농도를 검출하기 위한 제2먼지감지센서(51)가 구비될 수 있다.
제1먼지감지센서(50) 및 제2먼지감지센서(51)는 제어부(60)와 전기적으로 연결되며, 제1,2먼지감지센서(50,51)에 의해 감지된 측정값은 제어부(60)로 전송되고, 제어부(60)는 제1,2먼지감지센서(50,51)에 의해 감지된 먼지농도가 설정농도 이상인 경우에는 구동장치(25)를 통해 제2필터(24b)가 공기이동경로(21)를 개방하도록 제어한다. 이에 따라 미세먼지 등을 여과시키기 위한 제2필터(24b)는 공기이동경로(21)에서 필터표면에 부착되는 먼지 등의 이물질에 의해 발생될 수 있는 공기의 유동저항을 줄일 수 있게 되므로 급기덕트(30) 쪽으로 많은 풍량을 제공할 수 있게 됨과 아울러 필터 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 이는 화물창(30) 내부에 급속한 환기가 필요시 유용하게 된다. 이에 대하여는 후술한다.
공기조절유닛(29)은 외기유입부(23)를 통해 유입되어 필터부(24)에 의해 정화된 공기의 특성(온도, 습도 등)을 조절하여 급기덕트(30)에 공급하기 위한 것으로서, 정화된 공기를 냉각하는 쿨링부(29a)와, 정화된 공기를 가열하는 히팅부(29b) 및 정화된 공기를 가습하기 위한 가습부(29c) 중 적어도 하나 이상을 포함한다. 이러한 공기조절유닛(29)은 제어부(60)의 제어신호에 따라 개별적으로 작동되어 필터부(24)에 의하여 정화된 공기를 냉각, 가열 및 가습함에 의해 공기의 특성을 변화시키게 되고, 공기조절유닛(29)에 의해 냉각, 가열 또는 가습된 공기는 송풍팬(28)의 송풍력에 의하여 급기덕트(30)로 공급되게 된다
급기덕트(30)는 일단이 공조된 공기가 배출되는 공조기(20)의 출구와 접속되고 타단은 화물창(10)의 상부를 관통하여 화물창(10) 내부로 연장될 수 있다. 화물창(10) 내부로 연장된 급기덕트(30)는 화물창(10) 내부에서 기류를 형성하여 화물창(10) 내의 먼지를 구석 구석까지 효율적으로 제거함과 아울러 냉난방 효율을 향상시킬 수 있도록 화물창(30) 상부에서 분기되는 상부공기배출덕트(31)와, 화물창(30) 하부에서 분기되는 하부공기배출덕트(33)와, 상부공기배출덕트(31)와 하부공기배출덕트(33)를 연통하도록 수직방향으로 연장 형성되는 연결덕트(32)를 포함한다.
상부공기배출덕트(31)는 화물창(10)의 천정과 근접한 위치에서 연결덕트(32)의 양측으로 분기되어 형성되고, 하부공기배출덕트(33)는 화물창(10)의 바닥과 근접한 위치에서 연결덕트(32)의 양측으로 분기되어 형성될 수 있다. 이러한 분기되는 형태는 일 예에 해당하는 것으로 화물창(32) 내에서 연결덕트(32)가 배치되는 위치에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다. 즉 연결덕트(32)가 화물창(10)의 측벽과 인접한 위치에 배치되는 경우에는 연결덕트(32)에서 분기된 하나의 덕트만을 가질 수 있을 것이다.
상부공기배출덕트(31) 및 하부공기배출덕트(33)는 각각 화물창(10)의 좌우 폭방향으로 연장 형성되고, 그 하단에는 덕트 내부에 흐르는 공기가 토출되는 디퓨저(diffuser)와 같은 토출구(31a,33a,33b)가 형성될 수 있다.
하부공기배출덕트(33)의 좌우에 각각 형성되는 토출구(33a,33b) 중 배기덕트(40)에 인접한 위치에 배치되는 토출구(33b)는 다른 토출구(33a)에서 토출되는 공기의 풍량보다 적도록 토출공의 크기가 작게 형성될 수 있다. 이는 배기덕트(40)에서 먼 쪽에 위치하는 부분에 분사되는 공기의 풍량을 크게 함에 의해 배기덕트(40) 쪽으로 공기의 유동을 발생시켜 공기의 순환을 가속화하기 위함이다.
상부공기배출덕트(31)와 연결덕트(32)의 분기부에는 덕트 내부에서 회전 가능하게 설치되어 덕트 내 유로의 개방정도를 조절함에 의해 상부공기배출덕트(31)와 하부공기배출덕트(33)로 공급되는 공기의 풍량을 제어하는 제3댐퍼(35)가 구비될 수 있다. 본 실시 예에서는 연결덕트(32)에서 좌우로 분기되는 상부공기배출덕트(31)의 유로를 개폐하기 위하여 한 쌍을 구비하도록 하였으나, 제3댐퍼(35)의 개수는 상부공기배출덕트(31)의 형태에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
제3댐퍼(35)는 모터를 포함하는 제3댐퍼구동부(34)에 의하여 개도 각도가 조절되는 차단판을 구비하고, 차단판은 제어부(60)의 제어신호에 따라 구동되는 제3댐퍼구동부(34)에 의해 회전하여 개도 각도가 변경됨에 의해 연결덕트(32)의 하부 또는 상부공기배출덕트(31) 쪽으로 공급되는 공기의 풍량을 증가하거나 감소시키게 된다.
배기덕트(40)는 급기덕트(30)에 의해 배출되어 밀폐된 화물창(10) 내부를 순환한 공기가 화물창(10) 외부로 배기되는 유로를 형성하는 것으로서, 화물창(10)의 하부와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 즉 화물창(10)의 하부에는 작업자 또는 물품의 이동을 위하여 개방된 개구(12)가 형성되고, 개구(12)와 인접한 위치의 화물창(10)에는 배기덕트(40)의 입구가 연결되도록 설치될 수 있다. 또 개방된 개구(12)에는 개구(12)를 개폐하는 도어(14)가 설치된다.
배기덕트(40)는 화물창(10) 외부로 배기되는 공기가 다시 공조기(20)의 필터부(24) 전방으로 유입시키기 위한 복귀라인(41)과, 화물창(10) 외부로 배기되는 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기라인(43)이 분기되어 형성될 수 있고, 복귀라인(41)과 배기라인(43)의 분기부에는 배기덕트(40)를 통해 배기되는 공기를 복귀라인(41) 및 배기라인(43) 중 어느 하나로 공급하기 위한 제2댐퍼(45)가 설치될 수 있다.
제2댐퍼(45)는 모터를 포함하는 제2댐퍼구동부(26)에 의해 개도 각도가 조절되는 차단판을 구비하고, 차단판은 회전함에 의해 배기덕트(40)에서 분기되는 복귀라인(41) 또는 배기라인(43)을 개방하거나 폐쇄하게 된다. 이러한 제2댐퍼구동부(26)는 제어부(60)와 전기적으로 연결되어 제어부(60)의 제어신호에 따라 구동되어 제2댐퍼(45)를 회전시킨다. 이때 제어부(60)는 화물창(10) 내부에 배치되는 제1먼지감지센서(50), 산소감지센서(53), 온도센서(54) 및 아르곤감지센서(55)에 의해 감지된 측정값을 기초로 제2댐퍼구동부(26)의 작동을 제어할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.
배기라인(43)과 외기유입구(23)의 교차부분에는 배기라인(43)을 통해 배기되는 공기와 외기유입구(23)를 통해 공조기(20)로 유입되는 공기와의 열교환을 위한 열교환기(59)가 구비될 수 있다. 이러한 열교환기(59)는 외기유입구(23) 및 배기라인(43) 중 어느 하나가 다른 하나를 통과하는 형태로 구성되어 전도에 의해 열전달이 이루어지도록 형성될 수 있다.
한편 화물창(10)에 구비된 개구(12)의 상부에는 도어(14)가 개방된 상태에서 개구(12)가 장시간 개방된 경우 화물창(10) 내,외부의 압력차이로 인하여 먼지 등을 포함한 외기가 화물창(10) 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 에어커튼장치(70)가 구비될 수 있다. 에어커튼장치(70)로의 공기의 공급은 공조기(20)의 송풍팬(28)과 연결된 에어라인(71)을 통해 공급받도록 구비되거나, 화물창(10) 내의 공기를 이용하도록 구비될 수 있다. 또한 본 실시 예에서는 도시하지 않았으나 화물창(10) 내외의 압력차는 PDI(Pressure Different Indicator)를 통해 공기압력을 측정하여 제어부(60)로 전송하고, 제어부(60)는 압력차에 따라서 송풍팬(28)의 작동을 제어하도록 구비될 수 있다. 일 예로, 제어부(60)는 압력차가 설정압력값보다 작다고 판단되면, 이때 송풍팬(28)이 정지된 경우는 송풍팬(28)을 가동하여 공기를 화물창(10) 내로 공급하여 압력을 높이거나, 송풍팬(28)이 가동되어 화물창(10)의 공기조화를 수행하는 상태라도 압력차가 설정압력값보다 작은 경우는 에어커튼장치(70)를 구동할 수 있다.
제어부(60)는 사용자의 설정조작 또는 미리 설정된 프로그램에 따라서 공기조화시스템의 각 부분의 작동을 제어하도록 적어도 하나의 컴퓨터 명령을 수행하는 CPU를 포함하는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등으로 이루어질 수 있으며, RAM, ROM, 플래쉬 메모리 등과 같은 메모리 장치를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 다양한 공조모드에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 일반공조모드에 따른 공기흐름을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 화물창(10)의 경우에는 공간이 상대적으로 큰 반면 내부에서 작업하는 작업자의 수가 많지 않기 때문에 환기 횟수 보다는 열부하를 우선시하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템은 화물창(10) 내부의 공조를 수행하는 일반공조모드의 경우에는 공조기(20)에서 배기되는 공기는 화물창(10) 내부에 배기된 후 다시 공조기(20)로 유입되도록 하여 공조기(20)와 화물창(10) 내부를 연속적으로 순환시키도록 구성될 수 있다.
이를 위해 제어부(60)는 공조기(20)의 외기 유입구(23)로부터 외부의 공기가 유입되지 않도록 제1댐퍼구동부(26)를 통해 제1댐퍼(27)를 작동하여 외기 유입구(23)를 폐쇄함과 동시에 배기덕트(40)를 통해 배기되는 공기가 복귀라인(41) 쪽으로 흐르도록 제2댐퍼구동부(44)를 통해 제2댐퍼(45)를 작동하여 배기라인(43)을 폐쇄시킨다. 이에 따라 공조기(20)로부터 배기되는 공기는 급기덕트(30)를 통해 화물창(10) 내부로 토출되고, 화물창(10) 내부의 공기는 배기덕트(40) 및 복귀라인(41)을 통해 다시 공조기(20)의 필터부(24) 전방으로 유입되게 되므로 공기는 공조기(20) 및 화물창(10) 내부를 연속적으로 순환하게 된다.
이때, 도어(14)는 닫힌 상태를 유지하여 화물창(10)은 밀폐되며, 에어커튼장치(70)의 작동은 필요하지 않게 된다. 이러한 일반공조모드의 경우에는 공조기(20)의 용량이 작은 경우에도 화물창(10)의 공조를 수행할 수 있게 되므로 열부하에 효율적인 대응이 가능하고, 전력 소모를 줄이는 효과를 가지게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 일반공조모드시 냉방운전을 하는 경우 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 공기조화시스템의 일반공조모드시 제어부(60)는 화물창(10)의 상부에 인접하여 설치된 온도센서(54)에 의해 감지된 온도값이 설정온도 이상인 것으로 판단되면, 공조기(20)의 쿨링부(29a)를 작동시킴에 의해 공조기(20)에서 냉각된 공기가 급기덕트(30)에 전달되도록 공조기(20)의 작동을 제어한다. 이때 제어부(60)는 제3댐퍼구동부(34)를 통해 급기덕트(30)에 공급된 냉기가 상부공기배출덕트(31) 쪽으로 더 많은 유량이 제공될 수 있도록 제3댐퍼(35)의 개도를 조절한다. 이에 따라 상부공기배출덕트(31)에서 배출되는 냉기의 풍량은 하부공기배출덕트(33)에서 배출되는 냉기의 풍량보다 상대적으로 많게 되므로 상대적으로 온도가 높은 화물창(20) 상부의 공기를 효율적으로 냉각할 수 있게 된다. 즉 화물창(20) 내부에서 고온의 공기는 화물창(20)의 상부로 이동하고, 저온의 공기는 화물창(20)의 하부로 이동하게 되므로 상대적으로 많은 냉기를 화물창(20) 상부에서 배출되도록 함에 의해 화물창(20) 내부에 생성되는 기류에 의하여 화물창(20)의 구석까지 전체적으로 온도 조절이 가능하게 함과 아울러 배기덕트(40) 쪽으로 흐르는 기류에 의해 공기순환은 가속되게 된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 일반공조모드시 난방운전을 하는 경우 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 공기조화시스템의 일반공조모드시 제어부(60)는 화물창(10)의 상부에 인접하여 설치된 온도센서(54)에 의해 감지된 온도값이 설정온도 이하인 것으로 판단되면, 공조기(20)의 히팅부(29b)를 작동시킴에 의해 공조기(20)에서 가열된 공기가 급기덕트(30)에 전달되도록 공조기(20)의 작동을 제어한다. 이때 제어부(60)는 제3댐퍼구동부(34)를 통해 급기덕트(30)에 공급된 온기가 하부공기배출덕트(33) 쪽으로 더 많은 유량이 제공될 수 있도록 제3댐퍼(35)의 개도를 조절한다. 이에 따라 하부공기배출덕트(33)에서 배출되는 온기의 풍량은 상부공기배출덕트(31)에서 배출되는 온기의 풍량보다 상대적으로 많게 되므로 상대적으로 온도가 낮은 화물창(20) 하부의 공기를 효율적으로 가열할 수 있게 된다. 즉 화물창(20) 내부에서 고온의 공기는 화물창(20)의 상부로 이동하고, 저온의 공기는 화물창(20)의 하부로 이동하게 되므로 상대적으로 많은 온기를 화물창(20) 하부에서 배출되도록 함에 의해 화물창(20) 내부에 생성되는 기류에 의하여 화물창(20)의 구석까지 전체적으로 온도 조절이 가능하게 함과 아울러 배기덕트(40) 쪽으로 흐르는 기류에 의해 공기순환은 가속되게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 환기모드시 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 공기조화시스템의 일반공조모드시 제어부(60)는 화물창(10) 내부에 배치된 제1먼지감지센서(50)에 의해 감지된 먼지농도가 설정농도를 초과하거나 산소감지센서(53)에 의해 감지된 산소농도가 설정농도보다 부족한 경우에는 공기조화시스템의 환기모드를 수행하게 된다. 이때 제어부(60)는 외기 유입구(23)를 통해 외부의 공기가 공조기(20) 내부로 유입되도록 제1댐퍼구동부(26)를 통해 제1댐퍼(27)를 작동하여 외기 유입구(23)를 개방함과 동시에 배기덕트(40)를 통해 배기되는 공기가 배기라인(43)을 통해 외부로 배출될 수 있도록 제2댐퍼구동부(44)를 통해 제2댐퍼(45)를 작동하여 복귀라인(41)을 폐쇄시킨다. 이에 따라 공조기(20)로부터 배기되는 공기는 급기덕트(30)를 통해 화물창(10) 내부로 토출되어 화물창(10) 내부를 순환한 후 배기덕트(40) 및 배기라인(43)을 통해 외부로 배출되게 된다. 또한 제어부(60)는 외기 유입구(23)를 통해 유입되어 공기이동경로(21)상에 배치된 필터부(24)를 통해 이물질이 걸러진 후 배출구(23a)로 배출되는 공기의 풍량 및 풍속을 증가시키도록 구동장치(25)를 통하여 제2필터(24b)가 공기이동경로(21)를 개방하도록 동작시킨다. 이에 따라 화물창(10) 내부로의 공기 유입은 가속됨에 따라 환기 효율은 월등히 향상됨과 아울러 외부공기에 포함된 먼지로부터 상대적으로 고가인 제2필터(24b)를 보호할 수 있게 된다. 또한 외기 유입구(23)를 통해 유입되는 외기는 열교환기(59)에 의해 배기라인(43)을 통해 외부로 배기되는 공기와 열교환됨에 따라 공조 효율은 월등히 향상되게 된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 공기조화시스템의 환기모드시 외부의 먼지가 많은 경우의 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 제어부(60)는 화물창 공기조화시스템의 환기모드시 제2먼지감지센서(51)에 의해 감지된 먼지농도가 설정농도 이상으로 감지된 경우 외부의 공기가 외기 유입구(23)를 통해 공조기(20) 내부로 유입되는 것을 차단하도록 제1댐퍼구동부(26)를 통해 제1댐퍼(27)를 작동하여 외기 유입구(23)를 폐쇄함과 동시에 배기덕트(40)를 통해 배기되는 공기가 복귀라인(41)를 통해 공조기(20) 내부로 다시 유입되도록 제2댐퍼구동부(44)를 통해 제2댐퍼(45)를 작동하여 배기라인(43)을 폐쇄시킨다. 이는 화물창(10)의 환기시 화물창(10) 내부에 존재하는 먼지 보다 더 많은 먼지가 화물창(10) 내부로 유입되는 것을 차단함과 동시에 화물창(10) 내부의 온도 조절을 우선시 하도록 하기 위함이다. 이때, 공기이동경로(21)를 개방한 상태의 제2필터(24b)는 다시 공기이동경로(21)를 닫아 필터 기능을 수행하도록 제어부(60)에 의해 제어될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 내부의 용접 작업시 화물창 공기조화시스템의 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 먼저 화물창(10) 내부에서 용접 작업을 수행하는 경우 용접시 발생하는 아르곤(Ar) 가스 등은 공기보다 무거워 화물창(10)의 하부에 축적되게 된다. 이때, 제어부(60)는 화물창(10)의 하부에 배치된 아르곤감지센서(55)에 의해 측정된 아르곤농도가 설정농도를 초과한 것으로 판단되면, 제3댐퍼구동부(34)를 통해 제3댐퍼(35)가 상부공기배출덕트(31)를 폐쇄하도록 작동시킨다. 이에 따라 급기덕트(30)를 통해 화물창(10) 내부로 공급되는 공기 전부는 하부공기배출덕트(33)에 의하여 화물창(10)의 바닥으로 배출되게 된다. 또한 이 경우 화물창(10) 내부의 공기를 외부로 배기하는 환기모드를 수행하도록 제어부(60)는 제1댐퍼(27) 및 제2댐퍼(45)가 각각 외기 유입구(23) 및 복귀라인(41)을 닫도록 제어한다. 이에 따라 화물창(10) 하부에 축적된 아르곤 가스는 화물창(10) 내부에 형성되는 기류에 의해 신속히 배기덕트(40)를 통해 외부로 배출되게 된다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10: 화물창, 12: 개구,
14: 도어, 20: 공조기,
21: 공기이동경로, 22: 하우징,
23: 외기 유입구, 24: 필터부,
24a: 제1필터, 24b: 제2필터,
25: 구동장치, 26: 제1댐퍼구동부,
27: 제1댐퍼, 28: 송풍팬,
29: 공기조절유닛, 29a: 쿨링부,
29b: 히팅부, 29c: 가습부,
30: 급기덕트, 31: 상부공기배출덕트,
31a,33a,33b: 토출구, 32: 연결덕트,
33: 하부공기배출덕트, 34: 제3댐퍼구동부,
35: 제3댐퍼, 40: 배기덕트,
41: 복귀라인, 43: 배기라인,
44: 제2댐퍼구동부, 45: 제2댐퍼,
50: 제1먼지감지센서, 51: 제2먼지감지센서,
53: 산소감지센서, 54: 온도센서,
55: 아르곤감지센서, 59: 열교환기,
60: 제어부, 70: 에어커튼장치.

Claims (11)

  1. 화물창;
    외기유입구로부터 공기를 흡입하여 공기이동경로상에 배치된 필터부를 통해 정화된 공기를 배출구를 통해 배출하며, 선택적으로 온도 또는 습도 조절된 공기를 생성하기 위해 공기의 특성을 조절하는 공기조절유닛을 포함하는 공조기;
    상기 배출구에서 배출되는 공기를 상기 화물창 내부로 유입시키는 급기덕트; 및
    상기 급기덕트를 통해 상기 화물창 내부로 공급된 공기가 순환되어 상기 화물창 외부로 배출시키는 배기덕트;를 포함하고,
    상기 필터부는 서로 다른 여과능력을 갖는 복수의 필터를 구비하고, 상기 복수의 필터 중 여과능력이 큰 적어도 하나의 필터는 상기 필터부로 공급되는 먼지 농도에 따라 상기 공기이동경로상에 개폐 가능하게 설치되는 화물창 공기조화시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기조절유닛은 쿨링부, 히팅부, 가습부 중 적어도 하나 이상을 포함하며,
    상기 배기덕트에서 각각 분기되는 복귀라인과 배기라인을 포함하고,
    상기 복귀라인은 상기 배기덕트에서 배출되는 공기를 상기 공조기로 복귀시키고, 상기 배기라인은 상기 배기덕트에서 배출되는 공기를 외부로 배출하며, 상기 복귀라인과 상기 배기라인의 분기부에는 상기 복귀라인과 상기 배기라인을 선택적으로 개폐하는 제1댐퍼가 마련되는 화물창 공기조화시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 배기라인에서 배기되는 공기와 상기 외기 유입구를 통해 유입되는 공기의 열교환을 위한 열교환기를 더 포함하는 화물창 공기조화시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 외기유입구로 외기의 유입을 선택적으로 차단하기 위한 제2댐퍼를 더 포함하는 화물창 공기조화시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 화물창 내부의 먼지 농도 및 산소 농도를 각각 감지하기 위한 제1먼지감지센서 및 산소감지센서와, 상기 외기유입구로 유입되는 외기에 포함된 먼지 농도를 감지하기 위한 제2먼지감지센서를 더 포함하는 화물창 공기조화시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 급기덕트는 상기 화물창의 상부에 배치되는 상부공기배출덕트와, 상기 화물창의 하부에 배치되는 하부공기배출덕트와, 상기 상부공기배출덕트와 상기 하부공기배출덕트를 연결하는 연결덕트를 포함하고,
    상기 상부공기배출덕트와 상기 연결덕트의 분기부에는 상기 상부공기배출덕트와 상기 연결덕트 쪽으로 흐르는 공기의 유량을 조절하기 위한 제3댐퍼가 구비되는 화물창 공기조화시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 화물창 내부의 온도를 감지하기 위해 상기 화물창 내부 상측 근방에 배치되는 온도센서를 더 포함하는 화물창 공기조화시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 화물창의 공조모드에 따라 상기 공기조화시스템의 전반적 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 화물창 공기조화시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 화물창 내부의 공조를 수행하는 경우에는 상기 공조기에서 토출된 공기가 상기 급기덕트를 통해 상기 화물창 내부로 배출되며 상기 화물창을 순환한 공기가 상기 배기덕트 및 상기 복귀라인을 통해 다시 상기 공조기로 복귀되도록 상기 제1댐퍼 및 상기 제2댐퍼의 작동을 제어하는 화물창 공기조화시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 감지된 온도가 설정온도 이상일 때 상기 쿨링부를 통해 냉각된 공기가 상기 급기덕트에 배출되도록 상기 공조기를 작동시키고, 상기 급기덕트에 유입된 공기는 상기 하부공기배출덕트에 대비하여 상기 상부공기배출덕트 쪽으로 더 많은 유량이 공급되도록 상기 제3댐퍼의 개도를 조절하는 화물창 공기조화시스템.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 공기이동경로 상에서 상기 적어도 하나의 필터를 개방하도록 제어하는 것을 더 포함하는 화물창 공기조화시스템.
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