KR102473593B1 - 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물 - Google Patents

자동차 전용 운반선용 연돌 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 선박에 설치하며, 선박에서 발생하는 배기가스를 배출하는 적어도 하나의 배기관, 상기 선박에 설치하며, 배기관을 감싸도록 선박의 좌우측에 마주보게 배치하는 좌측면판 및 우측면판과, 선박의 전후측에 마주보게 배치하는 전면판 및 후면판 및, 좌측면판과 우측면판과 전면판 및 후면판의 상측을 연결하는 상면판으로 구성된 베이스 프레임, 베이스 프레임의 후면판에 연결되게 설치하며, 선박의 운항시 베이스 프레임을 통과하는 외기가 베이스 프레임 후측에서 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도하면서 베이스 프레임의 후측에서 와류의 발생을 감소시키는 유선형의 수평단면 형상을 가지는 와류감소 날개판을 포함하는 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물을 제공한다.

Description

자동차 전용 운반선용 연돌 구조물{Funnel Structure of car carriers}
본 발명은 자동차 전용 운반선의 운항 중에 발생하는 배기가스를 대기 중으로 배출하는 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 선체상에 연돌(Funnel)과, 거주구(Accommodation) 등 각종 구조체와, 화물 등을 탑재한 상태로 목적지까지 항해를 하며, 이러한 선박은 기관실에서 연료를 사용하는 주기관, 보조기관, 보일러와 같은 내연기관 및 외연기관으로부터 연소 후 배기가스가 배기관을 통하여 배출된다.
한편, 이렇게 배출되는 배기가스는 온도가 높고 유해한 성분이 많으며 검은색을 띠고 있어 배기관 주변에 위치한 각종 항해통신 장비들이 열 또는 그을음으로 인하여 손상되기도 한다. 특히, 자동차를 운반하는 자동차 전용 운반선의 경우, 화물 구역 내부와 자동차 표면이 스모크(Smoke)로 인하여 오염될 뿐만 아니라, 기관구역에 재유입되어 작업자나 선원들의 건강을 위협하는 문제가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 선박은, 연돌의 후방에 와류가 발생하면서 상기한 배기가스에 포함되어 있는 유해물질들이 외기로 원활하게 배출되지 못하고 선체에 나쁜 영향을 미치는 문제가 있다.
이러한, 문제점을 해결하기 위한 방안으로 배기관을 최대한 높이하는 방법을 들 수 있으나, 이 경우 주변의 레이더 마스트(Radar mast), 에어 드래프트(Air draft) 등의 간섭 등 구조적인 문제로 인하여 그 높이가 제한되므로 이 해결책이 되지 못하는 문제점이 있다. 즉, 종래의 선박은 배출되는 배기가스로 인하여 연돌 주변의 장비나 구조물 등이 오염되거나 손상되고, 또한 연돌 후방에서 발생하는 와류로 인하여 배기가스가 원활하게 대기 중으로 흐르지 못하여 화물과 선체 및 작업자에게 악영향을 미치는 문제점이 있다.
이러한, 선박의 연돌 구조물에 대한 관련 기술은, 대한민국공개실용신안공보 제2014-0000343호(2014.01.16)에 제시된다.
본 발명은, 배기가스의 흐름을 원활하게 하면서 연돌 후방의 와류발생을 방지함으로써, 배기가스가 대기 중으로 멀리 퍼져 나가도록 유도하여 선체에 탑재되는 구조물과 화물의 손상 및 오염을 방지할 수 있게 하는 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 선박에 설치하며, 선박에서 발생하는 배기가스를 배출하는 적어도 하나의 배기관, 상기 선박에 설치하며, 배기관을 감싸도록 선박의 좌우측에 마주보게 배치하는 좌측면판 및 우측면판과, 선박의 전후측에 마주보게 배치하는 전면판 및 후면판 및, 좌측면판과 우측면판과 전면판 및 후면판의 상측을 연결하는 상면판으로 구성된 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임의 후면판에 연결되게 설치하며, 선박의 운항시 베이스 프레임을 통과하는 외기가 베이스 프레임 후측에서 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도하면서 베이스 프레임의 후측에서 와류의 발생을 감소시키는 유선형의 수평단면 형상을 가지는 와류감소 날개판을 포함하는 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물을 제공한다.
또한, 상기 전면판에는 베이스 프레임의 내측으로 외기가 유입되게 하는 유입구가 관통 형성되고, 후면판에는 유입구를 통해 베이스 프레임 내측으로 유입된 외기를 다시 베이스 프레임 외측으로 배출되게 하는 배출구가 관통 형성되며, 상기 와류감소 날개판의 선단이 배출구에 삽입 배치된 상태로 후면판에 연결될 수 있다.
또한, 상기 배출구는 후면판의 좌우측 방향으로 상호 이격되게 복수개가 형성되고, 상기 와류감소 날개판은 복수의 배출구에 각각 연결 배치되도록 복수개를 구비할 수 있다.
또한, 상기 전면판은 선단에서 후단으로 갈수록 상부 방향으로 경사지게 배치되며, 상기 후면판은 선박의 갑판에 수직하게 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물은, 선박의 운항시 베이스 프레임을 통과하는 외기가 와류감소 날개판에 의해 베이스 프레임 후측에서 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도되면서 베이스 프레임의 후측에서 와류의 발생이 억제되어 배기관으로부터 배출되는 배기가스가 선박의 갑판 상으로 하강되는 것을 차단되게 하는 바, 배기가스에 의한 선박의 손상방지 및 작업자에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물의 배면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 와류감소 날개판의 다른 실시예에 따른 측면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 다른 실시예에 따른 와류감소 날개판의 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물의 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시한 선박의 연돌 구조물의 배면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예의 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물은, 배기관(100), 베이스 프레임(200), 와류감소 날개판(300)을 구비하고 있다.
상기 배기관(100)은 선박(도면미도시)의 데크 상부로 돌출되도록 설치하는데, 보다 상세하게는 선박 중 자동차 전용 운반선의 기관실 내에 설치된 엔진과 같은 내연기관이나 외연기관에 연결되어 기관들로부터 생성되는 배기가스를 선박의 외부로 배출되게 가이드 한다. 이러한, 배기관(100)은 선박에 적어도 하나를 연결되게 설치하며, 보다 상세하게는 기관들에 따라 그 수를 달리할 수 있다.
여기서, 상기 배기관(100)의 상단 부분은 배기가스를 선박의 후방으로 배출되게 가이드하도록 선박의 선미방향으로 라운드지게 휘어진 형상으로 도시하였으나 이에 한정하지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 베이스 프레임(200)은 배기관(100)을 감싸도록 선박에 결합 설치하는 프레임이다. 이같이, 베이스 프레임(200)은 배기관(100)을 감싸도록 배치되어, 배기관(100)을 보호한다.
이러한, 상기 베이스 프레임(200)은 상면판(210)과, 좌측면판(220)과, 우측면판(230)과, 전면판(240)과, 후면판(250)으로 구성된다. 여기서, 상면판(210)은 선박의 데크 상방에 배치하는 부분으로, 좌측면판(220)과, 우측면판(230)과, 전면판(240)과, 후면판(250)의 상측을 연결되게 한다. 더불어, 상면판(210)은 배기관(100)의 상단 부분을 관통되게 배치하도록 있도록 체결공(도면미도시)이 배기관의 외경에 대응되게 형성될 수 있다. 여기서, 상면판(210)의 후단 테두리 부분에는 상면판(210)의 외측 표면을 따라 이동하는 외기가 상면판(210) 후방에서 상승되게 할 수 있도록 스포일러(도면미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 스포일러는 선단에서 후단 방향으로 갈수록 상부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 좌측면판(230)과 우측면판(230)은 선박의 좌우측에 상호 이격상태로 마주보도록 배치되는 벽 부분으로, 좌측면판(220)은 배기관(100)의 좌측에 배치되며, 우측면판(230)은 배기관(100)의 우측에 배치된다. 여기서, 좌측면판(220) 상단과 우측면판(230)의 상단은 각각 상면판(210)의 좌우 가장자리 양측에 고정되게 결합하며, 좌측면판(220) 하단과 우측면판(230)의 하단은 선박의 데크 상에 고정되게 결합한다.
상기 전면판(240)과 후면판(250)은 선박의 전후측에 상호 이격상태로 마주보도록 배치되는 벽 부분으로, 전면판(240)은 배기관(100)의 선측에 배치되며, 후면판(250)은 배기관(100)의 후측에 배치된다. 전면판(240)에는 선박의 운항시 외기를 상면판(210)과 좌측면판(220) 및 우측면판(230) 사이의 공간으로 유입되게 할 수 있도록 유입구(201)가 관통 형성된다. 이때, 전면판(240)은 선박의 항해시 외기에 의한 하중을 최소화할 수 있도록 외기가 통과하는 방향을 기준으로 상부 방향으로 경사지게 배치한다. 즉, 전면판(240)은 선단에서 후단으로 갈수록 상부 방향으로 경사지게 배치되도록 선박에 결합 설치한다.
그리고, 상기 후면판(250)은 선박의 갑판 상에 수직하게 배치되도록 고정되게 결합함으로써, 베이스 프레임(200) 내측으로 배기관(100)이나 각종 설비의 설치를 위한 설계를 쉽게 할 수 있음과 더불어 베이스 프레임(200) 후측의 선박 갑판에 대한 공간 활용도를 높일 수 있게 한다. 이같이, 후면판(250)이 선박의 갑판 상에 수직하게 배치되도록 고정될 경우, 배출구(202)의 형성과 배출구(202)를 개폐하는 방화댐퍼(도면미도시)나, 베이스 프레임(200) 내 발판(도면미도시) 또는 배관 지지대(도면미도시)와 같은 각종 설비의 설치를 쉽게 할 수 있게 하고, 베이스 프레임(200) 후측의 선박 갑판 상에는 헬리콥터 착륙장이나 화물을 운반을 가능하게 하는 윈치와 같은 설비를 설치할 수 있는 공간을 제공할 수 있게 한다.
그리고, 상기 후면판(250)에는 전면판(240)의 유입구(201)를 통해 유입된 외기를 다시 배출되게 하도록 배출구(202)가 관통 형성된다. 이같이, 배출구(202)는 유입구(201)를 통해 베이스 프레임(200)의 내측으로 유입된 외기를 다시 베이스 프레임(200)의 후방 외측으로 배출되게 함으로써, 배기관(100)을 통해 배출되는 배기가스가 베이스 프레임(200) 후측의 선박 데크 상으로 하강되는 것을 막는 역할을 한다. 이때, 배출구(202)는 외기의 배출시 후면판(250)의 좌우측 방향 전체로 외기의 배출을 이루어지게 하면서 배기가스가 선박 데크 상으로 하강되는 것을 안정적으로 차단되게 할 수 있도록 후면판(250)에 좌우측 방향으로 상호 이격되게 복수개가 형성될 수 있다. 더불어, 배출구(202)는 상하측 방향으로 다단 배치되게 형성될 수도 있다.
상기 와류감소 날개판(300)은 선박의 운항시 베이스 프레임(200)의 배출구(202)를 통해 배출되는 외기가 베이스 프레임(200) 후측에서 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도하는 판 부분이다. 즉, 와류감소 날개판(300)은 선박의 운항시나 바람이 불 때, 베이스 프레임(200)의 내측으로 유입된 후 배출되는 외기의 베이스 프레임(200) 후측에서 와류 발생을 최소화시킨 상태로 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도하면서 배기관(100)을 통해 배출되는 배기가스가 선박의 데크 상으로 하강되는 것을 안정적으로 차단되게 한다.
여기서, 상기 와류감소 날개판(300)은 베이스 프레임(200)의 후면판(250)에 연결되게 설치한다. 이때, 와류감소 날개판(300)은 선박의 갑판에 수직하게 배치되도록 후면판(250)에 결합 설치한다. 여기서, 와류감소 날개판(300)의 선단 부분은 각각의 배출구(202)에 삽입되게 복수개를 배치하고, 와류감소 날개판(300)은 선단에서 후단으로 갈수록 뾰족한 유선형의 수평단면 형상을 가지도록 형성되어, 배출구(202)를 통해 배출되는 외기 및 베이스 프레임(200)의 외측 표면을 통해 베이스 프레임(200) 후측으로 이동하는 외기의 와류 발생을 최소화할 수 있게 한다. 이같이, 와류감소 날개판(300)의 선단 부분이 배출구(202)에 삽입되게 배치됨으로써, 배출구(202)를 통해 외기가 배출될 때 압력을 높아지게 함과 더불어 유속도 빨라지게 하면서 외기의 와류발생을 억제하면서 선박의 운항방향에 나란한 방향으로 외기의 흐름이 이루어지게 하는 바, 배기관(100)에서 배출되는 배기가스의 하강을 안정적으로 방지하게 된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 와류감소 날개판(300)의 좌우 외측면에는 외기를 상승되게 유도하는 상승 보조날개부(310)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 상승 보조날개부(310)는 선단에서 후단으로 갈수록 뾰족한 유선형의 수직단면을 가지도록 형성되고, 상승 보조날개부(310)는 와류감소 날개판(300)의 선측에서 후측으로 갈수록 상부 방향으로 경사지게 형성되어, 와류감소 날개판(300)의 외측 표면을 통해 와류감소 날개판(300) 후측으로 이동하는 외기를 상승되게 유도하면서 배기관(100)을 통해 배출되는 배기가스의 상승이 이루어지게 한다.
이때, 상기 상승 보조날개부(310)는 와류감소 날개판(300)의 좌우 외측면에 상하방향으로 상호 일정간격 이격상태로 나란한게 복수개를 설치할 수도 있다. 이같이, 상승 보조날개부(310)가 와류감소 날개판(300)에 복수개를 설치할 경우, 복수의 상승 보조날개부(310) 사이로 외기가 배출될 때 압력을 높아지게 함과 더불어 유속도 빨라지게 하면서 외기의 상승 유도가 보다 안정적으로 이루어지면서 배기관(100)을 통해 배출되는 배기가스의 상승도 안정적으로 이루어지게 한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 일 실시예의 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물의 배기가스 배출시 배기가스의 흐름 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 선박의 운항시에 외기는 베이스 프레임(200)의 외측 표면을 따라 베이스 프레임(200)의 후측으로 이동된다. 더불어, 베이스 프레임(200)의 유입구(201)를 통해 베이스 프레임(200)의 내측 공간으로 유입되는 외기는 배출구(202)를 통해 베이스 프레임(200) 외측으로 배출된다.
이때, 상기 와류감소 날개판(300)은 베이스 프레임(200)의 외측 표면을 따라 통과하는 외기 및 배출구(202)를 통해 배출되는 외기를 베이스 프레임(200) 후측에서 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도하면서 베이스 프레임(200)의 후측에서 와류 발생을 감소시켜 배기관(100)에서 배출되는 배기가스가 선박의 갑판 상으로 하강되는 것을 안정적으로 차단할 수 있게 한다.
또한, 상기 상승 보조날개부(310)는 와류감소 날개판(300)을 따라 이동하는 외기를 상승되게 유도하면서 배기관(100)을 통해 배출되는 배기가스의 상승이 이루어지게 하는 바, 배기가스가 대기 중으로 멀리 퍼져 나가도록 유도하여 선박의 손상방지 및 작업자에게 쾌적한 환경을 제공하게 된다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물은, 선박의 운항시 베이스 프레임(200)을 통과하는 외기가 와류감소 날개판(300)에 의해 베이스 프레임(200) 후측에서 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도되면서 베이스 프레임(200)의 후측에서 와류의 발생이 억제되어 배기관(100)으로부터 배출되는 배기가스가 선박의 갑판 상으로 하강되는 것을 차단되게 하는 바, 배기가스에 의한 선박의 손상방지 및 작업자에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있게 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 배기관 200: 베이스프레임
201: 유입구 202: 배출구
210: 상면판 220: 좌측면판
230: 우측면판 240: 전면판
250: 후면판 300: 와류감소 날개판
310: 상승 보조날개부

Claims (4)

  1. 선박에 설치하며, 선박에서 발생하는 배기가스를 배출하는 적어도 하나의 배기관;
    상기 선박에 설치하며, 배기관을 감싸도록 선박의 좌우측에 마주보게 배치하는 좌측면판 및 우측면판과, 선박의 전후측에 마주보게 배치하는 전면판 및 후면판 및, 좌측면판과 우측면판과 전면판 및 후면판의 상측을 연결하는 상면판으로 구성된 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 후면판에 연결되게 설치하며, 선박의 운항시 베이스 프레임을 통과하는 외기가 베이스 프레임 후측에서 선박의 운항방향과 나란한 횡방향으로 이동되게 유도하면서 베이스 프레임의 후측에서 와류의 발생을 감소시키는 유선형의 수평단면 형상을 가지는 와류감소 날개판;을 포함하며,
    상기 전면판에는 베이스 프레임의 내측으로 외기가 유입되게 하는 유입구가 관통 형성되고, 후면판에는 유입구를 통해 베이스 프레임 내측으로 유입된 외기를 다시 베이스 프레임 외측으로 배출되게 하는 배출구가 관통 형성되며,
    상기 와류감소 날개판의 선단이 배출구에 삽입 배치된 상태로 후면판에 연결되며,
    상기 와류감소 날개판의 좌우 외측면에는 와류감소 날개판 후측으로 이동되는 외기를 상승되게 유도하도록 유선형의 수직단면을 가지는 상승 보조날개부를 구비하며,
    상기 상승 보조날개부는 와류감소 날개판의 선측에서 후측으로 갈수록 상부 방향으로 경사지게 형성되어, 와류감소 날개판의 외측 표면을 통해 와류감소 날개판 후측으로 이동하는 외기를 상승되게 유도하면서 배기관을 통해 배출되는 배기가스의 상승이 이루어지게 하고,
    상승 보조날개부는 와류감소 날개판의 좌우 외측면에 상하방향으로 상호 일정간격 이격상태로 나란하게 복수개가 구비된 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출구는 후면판의 좌우측 방향으로 상호 이격되게 복수개가 형성되고,
    상기 와류감소 날개판은 복수의 배출구에 각각 연결 배치되도록 복수개를 구비하는 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전면판은 선단에서 후단으로 갈수록 상부 방향으로 경사지게 배치되며,
    상기 후면판은 선박의 갑판에 수직하게 배치되는 자동차 전용 운반선용 연돌 구조물.
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