KR102057343B1 - 선박 엔진용 하이브리드 방식의 소화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메인엔진의 실린더블록 내에 발생하는 화재를 진압할 수 있는 엔진 자동 소화시스템에 관한 것으로서, 다수의 실린더블록 내의 화재를 진압할 수 있도록 설치되는 화재 진압장치에 소화제(消火劑) 자동분사수단을 구비하되, 상기 소화제 자동분사수단은 소화제 공급부에 연결되어 소화제를 공급하는 메인공급관과, 상기 다수의 실린더블록에 상기 소화제를 분배할 수 있도록 병렬 설치되는 다수의 분배관과, 상기 메인공급관과 분배관을 연결하되 상기 소화제가 상기 실린더블록 내에 각각 분배되도록 하는 유로제어부, 및 엔진의 화재신호를 감지하여 상기 유로제어부를 콘트롤 하는 콘트롤러로 구성됨으로써, 엔진의 화재신호에 대응하여 다수의 실린더블록 내에 소화제를 일시에 또는 선택적으로 분사할 수 있게 하여 신속하고 효율적으로 화재를 진압할 수 있는 엔진 자동 소화시스템에 관한 것이다.

Description

선박 엔진용 하이브리드 방식의 소화시스템{Hybrid type fire extinguishing system for engine of vessel}

본 발명은 메인엔진의 실린더블록 내에 발생하는 화재를 진압할 수 있는 엔진 자동 소화시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 실린더 블록 내에 화재가 발생하였을 때, 이를 자동 감지하여 다수의 실린더 블록 전체에 또는 선택적으로 소화제(消火劑)가 분사되도록 하여 메인엔진의 화재를 신속하고 효율적으로 진압할 수 있는 엔진 자동 소화시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박에는 선박을 추진시키기 위해 프로펠러를 구동하는 메인엔진과 선박에 탑재된 각종 장비나 의장품 등에 전원을 공급하기 위한 다수의 발전용 디젤 엔진이 설치되어 운영되고 있다.

이러한 선박용 엔진은 디젤 연료(diesel fuel)만을 사용하는 디젤 엔진과 디젤 연료와 가스 연료를 모두 사용하는 DF(Dual Fuel)엔진 등으로 구분될 수 있다.

통상적으로 엔진은 실린더블록 상에 다수의 실린더가 소정의 간격으로 배치되어 있고, 각각의 실린더(cylinder) 내에는 흡,배기밸브가 설치됨과 아울러 커넥팅로드(connecting rod)에 의해 크랭크샤프트(crank shaft)와 연결되는 피스톤이 각각 설치됨으로써, 실린더 내에서의 폭발력을 크랭크샤프트의 회전 운동으로 전환하여 작동하게 되는 것이다.

여기서 크랭크샤프트는 엔진블록 외측에 구비되는 플라이휠(fly wheel)과 결합되어 실린더의 폭발 행정에 의해 회전됨으로써, 구동력을 발생시키게 되는 것이다.

이때 각 실린더에서의 압축 및 연소 과정에서 발생하는 블로우 가스(blow gas)나 오일 미립자 또는 연료 등이 부품의 손상이나 파손 등으로 인해 누출되어 실린더블록 내의 챔버로 유입될 수 있으며, 또한 이렇게 누출된 연료 등이 신속하게 외부로 배출되지 못하고 예기치 않게 점화되어 폭발함으로써, 실린더블록 내에 화재가 발생할 수 있었다.

따라서 종래에는 이러한 실린더블록 내의 화재를 진압하기 위하여 화재 진압장치가 설치되어 운용되고 있었다.

이하 도 1을 참조하여 종래의 화재 진압장치를 간략히 설명한다.

도 1은 메인엔진에 설치된 종래의 화재 진압장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 종래의 화재 진압장치는 소화제(消火劑) 공급부(110), 주공급관(120), 및 분기관(150)으로 구성된다.

이때 분기관(150)은 주공급관(120)으로부터 분기되어 각 실린더블록(100)에 소화제를 분사할 수 있도록 설치되는 것이다.

여기서 주공급관(120)과 분기관(150)에는 유로를 수동으로 개폐시킬 수 있는 개폐밸브(125,155)가 각각 설치되어 있다.

또한 주공급관(120)에는 개폐밸브가 설치된 배출관(130)이 구비된다.

따라서 종래의 화재 진압장치는 메인엔진의 실린더블록(100)에 화재가 발생하는 경우 작업자가 주공급관(120)의 개폐밸브(125)와 화재가 발생한 실린더블록(100)에 연결된 분기관(150)의 개폐밸브(155)를 수동으로 개방하여 화재를 진압하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 화재 진압장치는 풀 매뉴얼 방식(Full manual type)으로서, 화재 발생시 수작업으로 개폐밸브를 개방시켜 화재 진압이 이루어지는 구조이기 때문에 신속한 화재 진압이 어려워 진화 작업의 신속성은 물론 작업 편의성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었고, 또한 작업자의 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 실린더블록 내의 화재를 진압하는 화재 진압장치에 소화제 자동분사수단을 구비하되, 상기 소화제 자동분사수단은 콘트롤러가 엔진의 화재신호를 실시간으로 감지한 후 이를 기초로 분배관에 연결된 유로제어부를 제어하여 소화제가 실린더블록 전체에 또는 선택적으로 분사되도록 함으로써, 신속하고 효율적으로 화재를 진압하는 것은 물론 화재에 따른 적절한 대처를 통해 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 엔진 자동 소화시스템을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다수의 실린더블록 내의 화재를 소화시킬 수 있는 화재 진압장치가 구비된 엔진 자동 소화시스템에 있어서,

상기 화재 진압장치는 소화제 자동분사수단을 구비하되, 상기 소화제 자동분사수단은 소화제 공급부에 연결되어 상기 소화제를 공급하는 메인공급관과, 상기 다수의 실린더블록에 소화제를 분배하여 공급할 수 있도록 병렬 설치되는 다수의 분배관과, 상기 메인공급관과 분배관을 연결하되, 상기 소화제가 상기 실린더블록 내에 적절히 분배되도록 개폐 가능한 유로를 제공하는 유로제어부, 및 엔진의 화재신호를 감지하여 상기 유로제어부를 콘트롤 하는 콘트롤러로 구성된다.

여기서 상기 메인공급관에는 상기 콘트롤러에 연결되어 유로를 개폐시킬 수 있는 메인밸브가 구비된다.

또한 상기 유로제어부는 상기 분배관 전체에 연통되도록 설치되는 하나의 전송라인 및 상기 전송라인에 설치되며 상기 콘트롤러에 의해 유로를 개폐하는 연결밸브로 구성될 수 있다.

또 상기 유로제어부는 상기 다수의 분배관에 각각 독립적으로 연결될 수 있도록 설치되는 다수의 전송라인 및 상기 전송라인에 각각 설치되며 상기 콘트롤러에 의해 상기 전송라인의 유로를 선택적으로 개폐하는 연결밸브로 구성될 수 있다.

한편 상기 메인공급관에는 내부에 잔류하는 소화제를 외부로 배출시킬 수 있도록 개폐 가능한 배출관이 연결되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 각 실린더블록에 발생한 화재를 실시간으로 감지하여 신속하게 자동 소화시킬 수 있게 됨으로써, 화재 진압 작업의 신속성과 작업 효율성 및 편의성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 또한 자동 소화 작업을 통해 작업자 등의 안전 사고를 사전에 방지하여 작업 환경을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 메인엔진에 설치된 화재 진압장치의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 엔진 자동 소화시스템의 일 실시예의 구성도,
도 3은 도 2의 실시예에 따른 엔진 자동 소화시스템의 작동 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 엔진 자동 소화시스템의 다른 실시예의 구성도,
도 5는 도 4의 실시예에 따른 엔진 자동 소화시스템의 작동 흐름도이다.

이하 본 발명에 따른 엔진 자동 소화시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

여기서 도 2는 본 발명에 따른 엔진 자동 소화시스템의 일 실시예의 구성도를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2의 실시예에 따른 엔진 자동 소화시스템의 작동 흐름도를 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 자동 소화시스템은 종래의 풀 매뉴얼 방식(Full manual type)의 화재 진압장치에 소화제 자동 분사수단(70)을 병행 설치하여 수동적인 화재 진압은 물론 자동 소화 작동이 가능한 하이브리드 방식(Hybrid type)의 소화시스템을 구현하고자 하는 것이다.

여기서 본 발명의 엔진 자동 소화시스템은 다수의 실린더블록(100) 내에서 발생하는 화재를 자동 소화시킬 수 있도록 하는 것으로서, 화재 진압장치에 소화제 자동분사수단(70)을 구비하되, 소화제 자동분사수단(70)은 메인공급관(10), 분배관(30), 유로제어부(40), 및 콘트롤러(50)로 구성된다.

여기서 메인공급관(10)은 소화제 공급부(110)에 연결되어 소화제(消火劑)를 이송하는 역할을 하는 것으로서, 종래의 주공급관(120)에 연결되어 병렬 설치될 수 있으며, 유로를 개폐시킬 수 있는 메인밸브(15)가 설치된다.

또한 메인공급관(10)에는 내부에 잔류하는 소화제를 외부로 배출시킬 수 있도록 개폐밸브가 설치된 배출관(17)이 구비되는 것이 바람직하다.

이때 소화제 공급부(110)에서 공급되는 소화제(消火劑)는 화재를 진압할 수 있는 이산화탄소(CO2)나 스팀(Steam) 또는 물(fresh water) 등이 사용될 수 있으며, 실린더블록(100) 내의 챔버에 분사되어 화재를 진압하게 된다.

한편 분배관(30)은 메인공급관(10)을 통해 유입되는 소화제를 메인엔진에 구비된 다수의 실린더블록(100) 내에 각각 분사시킬 수 있도록 병렬 설치되는 것으로서, 실린더블록(100)을 관통하여 선단이 실린더블록(100) 내의 공간부(챔버)에 위치하도록 구비된다.

여기서 분배관(30)은 서로 연통되도록 연결 설치될 수 있으며, 하기에서 설명하는 유로제어부(40)를 통해 메인공급관(10)과 연결되는 것이다.

한편 유로제어부(40)는 메인공급관(10)과 각각의 분배관(30)이 연결되도록 하여 소화제가 각 실린더블록(100)에 분배되어 분사되도록 하는 것으로서, 분배관(30) 전체에 연통되도록 설치되는 하나의 전송라인(42) 및 이 전송라인(42)에 설치되어 전송라인(42)의 유로를 개폐시킬 수 있는 연결밸브(45)로 구성될 수 있다.

이때 연결밸브(45)는 콘트롤러(Controller)(50)에 의해 제어되도록 설치되는 것으로서, 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)가 사용될 수 있을 것이다.

따라서 유로제어부(40)는 실린더블록(100) 내에 화재가 발생하였을 때 콘트롤러(50)에 의해 연결밸브(45)가 개방됨으로써, 소화제가 전송라인(42)과 분배관(30)을 순차적으로 경유하여 모든 실린더블록(100)에 일시에 분사되도록 하는 것이다.

여기서 콘트롤러(50)는 메인공급관(10)에 연결된 메인밸브(15)와 유로제어부(40)와 연결됨으로써, 실린더블록(100)에서 화재 발생시 메인밸브(15)와 유로제어부(40)를 제어하여 소화제가 적시에 실린더블록(100)에 분사되도록 하는 것이다.

한편 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 실린더블록(100)에는 온도센서(200)가 설치되어 있으며, 이 온도센서(200)가 엔진의 알람 모니터링 시스템(AMS:Alarm Monitering System)(250)과 연결되어 있다.

여기서 콘트롤러(50)는 엔진의 화재 발생 여부를 감지하여 경고를 발생할 수 있도록 엔진에 설치되는 일반적인 온도센서(200)와 알람 모니터링 시스템(250)에 연결되는 것이다.

따라서 알람 모니터링 시스템(250)은 온도센서(200)로부터 실린더블록(100)의 온도 데이터를 실시간 감지하여 이상 발생시 경고를 발생하게 되고, 이때 콘트롤러(50)는 알람 모니터링 시스템(250)으로부터 경고 발생을 감지하여 이에 대응되도록 메인밸브(15)와 유로제어부(40)의 연결밸브(45)를 제어하게 되는 것이다.

이하 도 3을 참조하여 도 2의 실시예의 작동 방법을 상세히 설명한다.

먼저 콘트롤러(50)는 알람 모니터링 시스템(250)으로부터 엔진의 화재 발생 여부를 체크하게 된다.

여기서 실린더블록(100)에 화재가 발생하여 온도가 비정상적으로 상승하는 경우에, 알람 모니터링 시스템(250)은 실린더블록(100)에 화재가 발생한 것으로 판단하여 경고음을 발생하게 되고, 이때 콘트롤러(50)는 이를 통해 화재가 감지되면 메인공급관(10)에 설치된 메인밸브(15)를 개방하여 소화제가 공급되도록 함과 동시에 유로제어부(40)에 설치된 연결밸브(45)도 개방시켜 소화제가 분배관(30)을 통해 모든 실린더블록(100)에 일시에 분사되도록 하는 것이다.

따라서 도 2의 실시예는 다수의 실린더블록(100) 중 어느 하나에 화재가 발생하는 경우 다른 실린더블록(100)으로의 화재 전이가 발생할 수 있기 때문에 모든 실린더블록(100)에 일시에 소화제를 분사하여 화재 전이를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

이하 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

도 4의 실시예는 소화제 자동분사수단(70')에 구비된 유로제어부(40')의 구성 외에는 도 2의 실시예와 동일하므로 변경된 구성에 대해서만 설명한다.

여기서 도 4는 본 발명에 따른 엔진 자동 소화시스템의 다른 실시예의 구성도를 나타낸 것이고, 도 5는 도 4의 실시예에 따른 엔진 자동 소화시스템의 작동 흐름도를 나타낸 것이다.

먼저 유로제어부(40')는 도 2의 실시예에서와 마찬가지로 메인공급관(10)과 분배관(30)을 연결하여 소화제가 각 실린더블록(100)에 전달되도록 하는 것으로서, 도시된 바와 같이, 유로제어부(40')는 다수의 전송라인(42')과 각 전송라인(42')의 유로를 독립적으로 개폐시킬 수 있는 다수의 연결밸브(45')로 구성된다.

이때 전송라인(42')은 각각의 실린더블록(100)에 설치된 분배관(30)에 독립적으로 각각 연결되며, 연결밸브(45')는 각 전송라인(42')을 선택적으로 개폐시키게 되는 것이다.

따라서 도 4의 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 콘트롤러(50)가 알람 모니터링 시스템(250)으로부터 실린더블록(100)의 화재 발생 여부를 감지함과 동시에 화재가 발생된 실린더블록(100)에 대한 정보를 전송받아 이에 대응하도록 메인밸브(15)와 유로제어부(40')를 제어하게 되는 것이다.

즉, 콘트롤러(50)는 메인공급관(10)의 메인밸브(15)를 개방하여 소화제가 유로제어부(40')로 공급되도록 함과 동시에 유로제어부(40')에 설치된 전송라인(42') 중 화재가 발생한 실린더블록(100)에 연결된 전송라인(42')의 연결밸브(45')만을 개방하여 소화제가 화재 발생 실린더블록(100)에만 분사되도록 하는 것이다.

이때 콘트롤러(50)는 엔진의 화재 발생시 유로제어부(40')의 연결밸브(45') 중 적어도 어느 하나 이상을 선택적으로 개방하여 실린더블록(100)의 화재를 효율적으로 진압할 수 있을 것이다.

한편 엔진의 화재 진압에 대한 테스트 등을 실시하는 경우 종래의 풀 매뉴얼 방식(Full manual type)의 화재 진압장치를 활용할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명은 실린더블록(100) 내의 화재를 진압하는 화재 진압장치에 있어서, 기존의 풀 매뉴얼 방식의 수동 진압장치에 더불어 소화제 자동분사수단(70)을 구비함으로써, 콘트롤러(50)가 소화제를 공급하는 메인공급관(10)의 메인밸브(15) 및 메인공급관(10)과 분배관(30)을 연결하는 유로제어부(40,40')를 제어하여 실린더블록(100)의 화재 여부를 실시간으로 감지한 후, 이에 대응하여 실린더블록(100) 전체에 또는 선택적으로 소화제를 분사할 수 있게 되어 화재 진압이 신속하고 효율적으로 수행될 수 있을 뿐 아니라, 다양한 화재 특성에 적절히 대처할 수 있어 안전사고를 사전에 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 범주 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 메인공급관 15 : 메인밸브
17 : 배출관 30 : 분배관
40,40' : 유로제어부 42,42' : 전송라인
45,45' : 연결밸브 50 : 콘트롤러
70,70' : 소화제 자동분사수단
100 : 실린더블록 110 : 소화제 공급부
120 : 주공급관 125,155 : 개폐밸브
130 : 배출관 150 ; 분기관
200 : 온도센서 250 : 알람 모니터링 시스템

Claims (5)

1. 다수의 실린더블록(100) 내의 화재를 소화시킬 수 있는 화재 진압장치가 구비된 선박 엔진용 하이브리드 방식의 소화시스템에 있어서,
   상기 화재 진압장치는 소화제 자동분사수단을 구비하되,
   상기 소화제 자동분사수단은,
   소화제 공급부(110)에 연결되어 상기 소화제를 공급하는 메인공급관(10);
   상기 다수의 실린더블록(100)에 소화제를 분배하여 공급할 수 있도록 병렬 설치되는 다수의 분배관(30);
   상기 메인공급관(10)과 분배관(30)을 연결하되, 상기 소화제가 상기 실린더블록(100) 내에 분배되도록 개폐 가능한 유로를 제공하는 유로제어부(40); 및
   엔진의 화재신호를 감지하여 상기 유로제어부(40)를 콘트롤 하는 콘트롤러(50);를 포함하며,
   상기 메인공급관(10)에는 상기 콘트롤러(50)에 연결되어 유로를 개폐시킬 수 있는 메인밸브(15)가 구비되고,
   상기 유로제어부(40)는 상기 분배관(30) 전체에 연통되도록 설치되는 하나의 전송라인(42) 및 상기 전송라인(42)에 설치되며 상기 콘트롤러(50)에 의해 유로를 개폐하는 연결밸브(45)를 포함하며,
   상기 메인공급관(10)에는 내부에 잔류하는 소화제를 외부로 배출시킬 수 있도록 개폐 가능한 배출관(130)이 연결되며,
   상기 소화제 공급부(110)에 상기 메인공급관(10)과 병렬로 연결되어 상기 분배관(30)까지 연장되는 주공급관(120)과,
   상기 주공급관(120)에 설치된 수동 개폐밸브(125)를 포함하며,
   상기 수동 개폐밸브(125)의 개폐에 따라 주공급관(120)을 통해 분배관(30)으로 소화제를 공급하는 것을 특징으로 하는 선박 엔진용 하이브리드 방식의 소화시스템.
   
   
   
   
   
   
   
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