KR102487243B1 - 벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템은, 엔진룸에 수용되어 추력을 발생시키는 추진엔진; 상기 추진 엔진에 공급되는 액화가스의 유동을 제어하는 가스 밸브 유닛룸; 상기 추진 엔진과 상기 가스 밸브 유닛룸을 연결하며, 상기 추진 엔진에 액화가스를 공급하는 내측관 및 순환 공기가 유동하는 외측관을 포함하는 액화가스 공급라인; 및 상기 액화가스 공급라인의 상기 외측관에 상기 순환 공기를 공급하고 배출시키는 공기 순환장치를 포함하고, 상기 가스 밸브 유닛룸은, 상기 외측관과 함께 밀폐되도록 형성하여, 별도의 흡입 팬 및 흡입을 위한 바이패스 라인없이 상기 순환 공기가 상기 외측관 상에 공급 및 배출되도록 하고, 내부 압력이 상기 엔진룸의 내부 압력보다 낮은 압력을 가지도록 제어되어, 상기 액화가스 공급라인에서 액화가스의 누출 시 상기 액화가스의 상기 엔진룸으로의 유입을 방지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박{Ventilation System and Vessel having the same}
본 발명은 벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.
이러한 선박은 엔진을 구동함으로써, 추력을 발생시키는데, 이때, 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.
그러나, 추진 연료로서 HFO 또는 MFO와 같은 중유를 사용하는 경우, 중유 등을 연소시킬 시, 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하며, 환경오염에 대한 규제가 강화되고 있어, 중유를 연료유로 사용하는 추진 장치에 대한 규제 역시 강화되고 있으며, 이러한 규제를 만족시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.
이에 따라 선박의 연료로서, 중유를 사용하지 않거나 또는 최소한의 양만 사용하는 대신에, 최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 사용하고 기술개발을 하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
이러한 액화가스는 다양한 수요처로 공급되어 사용되는데, 최근에는 액화천연가스를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 개발되고 있다.
LNG 연료 공급 방식을 이용한 엔진에는 LNG를 공급하는 라인이 이중관(Double Wall Pipe)으로 형성된다.
이중관은 두 개의 관이 간격을 이루어 동심으로 배치되도록 형성되는데, 내측관에는 가스 연료가 흐르고 외측관에는 순환 공기가 흐르도록 되어 있어, 내측관으로부터 가스연료가 누출되는 경우 외측관 내 순환 공기 흐름에 가스 밸브 유닛(Gas Valve Unit; GVU)을 거쳐 선외로 방출되어 폭발 위험을 방지할 수 있다.
종래에는 엔진 룸 공기를 팬으로 흡입하여 이중관 외측으로 강제로 흐르도록 하고 있으나 엔진에서 요구되는 공기 품질에 맞추기 위해 습도가 있고 정제되지 않은 엔진 룸 공기가 아닌 압축기(Air compressor)를 통해 정제된 압축 공기(Compressed air)를 압력조절기(Pressure Reducing valve)를 통해 감압한 뒤 이중관 외측으로 순환 공기를 공급하고 있다.
이때, 종래에는 이중관의 외측관으로 순환 공기를 공급 시, 외측관으로 흐르는 공기가 Gas Valve Unit로 모아질 수 있도록, 별도의 팬을 가동하여 석션(Suction)함과 동시에 팬 용량보다 많은 양의 순환 공기를 공급하고 있다.
이러다 보니 종래에는 과량의 순환 공기를 공급하기 위해 동력 소모가 과다하게 소모되는 문제점이 있었고, 공기의 순환을 위해 팬 등의 다양한 장비가 필요로 하여 구축 비용이 과도하게 드는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화가스 공급라인 내 공기의 순환을 최적화하는 벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 벤틸레이션 시스템은, 엔진룸에 수용되어 추력을 발생시키는 추진엔진; 상기 추진 엔진에 공급되는 액화가스의 유동을 제어하는 가스 밸브 유닛룸; 상기 추진 엔진과 상기 가스 밸브 유닛룸을 연결하며, 상기 추진 엔진에 액화가스를 공급하는 내측관 및 순환 공기가 유동하는 외측관을 포함하는 액화가스 공급라인; 및 상기 액화가스 공급라인의 상기 외측관에 상기 순환 공기를 공급하고 배출시키는 공기 순환장치를 포함하고, 상기 가스 밸브 유닛룸은, 상기 외측관과 함께 밀폐되도록 형성하여, 별도의 흡입 팬 및 흡입을 위한 바이패스 라인없이 상기 순환 공기가 상기 외측관 상에 공급 및 배출되도록 하고, 내부 압력이 상기 엔진룸의 내부 압력보다 낮은 압력을 가지도록 제어되어, 상기 액화가스 공급라인에서 액화가스의 누출 시 상기 액화가스의 상기 엔진룸으로의 유입을 방지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 공기 순환장치는, 상기 외측관에 상기 순환 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함하고, 상기 공기 공급부는, 과유입된 순환 공기를 배출시키는 배출구없이 밀폐된 챔버 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 공기 순환장치는, 상기 외측관에서 상기 순환 공기를 배출시키는 공기 배출부를 포함하고, 상기 공기 배출부는, 상기 별도의 흡입 팬 및 상기 흡입을 위한 바이패스 라인없이 단일한 배출라인으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 공기 순환장치는, 상기 공기 공급부로 공급되는 상기 순환 공기의 유량을 제어하는 공기 유량제어부; 및 상기 공기 공급부와 상기 공기 유량제어부 사이에 형성되되, 상기 순환 공기의 흐름을 체크하는 논플로우 알람(Non Flow Alarm)부를 더 포함하고, 상기 공기 유량제어부는, 상기 논플로우 알람부에 의해 상기 공기 공급부로 상기 순환 공기가 공급되지 않는 경우 상기 순환 공기의 유량이 늘어나도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 가스 밸브 유닛룸의 내부 압력을 감지하는 가스 밸브 유닛룸 내압센서; 상기 엔진룸의 내부 압력을 감지하는 엔진룸 내압센서; 및 상기 가스 밸브 유닛룸 내압센서와 상기 엔진룸 내압센서의 압력 정보를 비교하여 상기 가스 밸브 유닛룸 및 상기 엔진룸의 내부 압력을 제어하는 압력 제어부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 압력 제어부는, 상기 가스 밸브 유닛룸 내압센서와 상기 엔진룸 내압센서의 압력 정보를 비교하여 상기 가스 밸브 유닛룸의 내부 압력이 상기 엔진룸의 내부 압력보다 높은 경우, 상기 가스 밸브 유닛룸의 내부 압력을 낮추도록 제어하여 상기 액화가스 공급라인에서 액화가스의 누출 시 상기 액화가스의 상기 엔진룸으로의 유입을 방지하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 추진엔진은, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있다.
구체적으로, 상기 벤틸레이션 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박일 수 있다.
본 발명에 따른 벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 가스 밸브 유닛룸과 액화가스 공급라인의 외측관이 함께 밀폐되도록 형성하여, 별도의 흡입 팬 및 흡입을 위한 바이패스 라인없이 순환 공기가 외측관 상에 공급 및 배출되도록 할 수 있고 외측관에 상기 순환 공기를 공급하는 공기 공급부 상에 과유입된 순환 공기를 배출시키는 배출구없이 밀폐된 챔버 형태로 형성할 수 있어, 벤틸레이션 시스템 구축 비용이 절감되고 시스템이 단순화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 논플로우알람부를 설치하여 순환 공기의 적절한 공급이 항시 이루어질 수 있도록 함으로써 추진 엔진의 구동이 중단없이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 벤틸레이션 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 가스 밸브 유닛룸의 내부 압력이 엔진룸의 내부 압력보다 낮은 압력을 가지도록 제어하여, 액화가스의 누출 시 액화가스의 엔진룸으로의 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템을 포함하는 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸의 확대도이다.
도 3은 종래의 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템의 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 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.
이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil-Off Gas)를 의미할 수 있다.
액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있고, 하기 실시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 이하에서 기술하는 혼합 유체는, 혼합된 증발가스 또는 적어도 일부 액상이 포함된 유체일 수 있다.
이때, 선박(1)은 LNG를 연료로 사용하는 선박, FLNG, FSRU 또는 LNG Carrier 등의 선박일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템을 포함하는 선박의 개념도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 엔진룸의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템의 개념도이다.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템(3)은, 추진 엔진(20), 액화가스 처리 장치(30), 가스 밸브 유닛룸(40), 공기 순환장치(60), 압력 제어부(70), 액화가스 공급라인(L1) 및 배기가스 배출라인(L2)을 포함한다.
이하에서는, 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템(3)을 포함하는 선박(1)에 대해서 설명하도록 한다.
추진 엔진(20)은, 엔진룸(ER)에 수용되어 선박(1)에 추력을 발생시킨다.
구체적으로 추진 엔진(20)은, 선미부(부호 도시하지 않음)에 배치되는 엔진룸(ER) 내에 수용되어, 생산한 동력을 프로펠러 축(S)이 프로펠러(P)로 전달하여 작동시킴으로써 선박(1)을 추진시킬 수 있다.
이때, 추진 엔진(20)에서 생산한 동력은 제너레이터(부호 도시하지 않음)에 의해 전력으로 변환되어 추진 모터(부호 도시하지 않음)로 전력이 전달되며, 추진 모터(부호 도시하지 않음)에서 발생하는 회전력에 의해 프로펠러 축(S)이 회전함으로써 프로펠러(P)가 작동할 수 있으며, 추진 엔진(20)과 프로펠러 축(S)이 직결되어 추진 엔진(20)의 동력이 직접적으로 프로펠러 축(S)으로 전달하여 회전시켜 프로펠러(P)가 작동할 수도 있다.
추진 엔진(20)은, 엔진룸(ER) 내를 구획하는 복수 개의 데크 중 내부 데크(D1) 하측에 구비될 수 있다.
추진 엔진(20)은, 액화가스 처리 장치(30)와 액화가스 공급라인(L1)을 통해 연결되며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 액화가스 처리 장치(30)에서 처리하여 액화가스 공급라인(L1)을 통해 공급받아 소비하며, 액화가스 공급라인(L1) 상에 배치되는 가스 밸브 유닛룸(40)을 통해서 액화가스 또는 증발가스의 공급 유량을 제어받을 수 있다.
추진 엔진(20)은, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있으며, 바르질라(wartsila)사에서 개발한 2s DF 엔진(XDF 엔진)으로 오토 사이클(Otto cycle)에 따라 구동될 수 있다.
즉, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(20)은, 실린더에 공급된 공기-연료 혼합기를 먼저 상사점까지 압축하고, 압축 상사점에서 외부로부터 점화연료(Pilot Fuel)에 의해 점화가 이루어지는 순간에 공기-연료 혼합기가 모두 완전 연소되도록 하여 폭발적인 동력을 발생시키도록 한다. 이때, 공기-연료 혼합 질량비는, 14.7:1보다 적은 희박 상태일 수 있어 린번(Lean burn) 엔진의 형태일 수 있다.
이때 점화 연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 1:99 정도로 매우 소량만으로도 점화가 가능하다.
저속 2행정 저압가스 분사엔진(20)은 8bar 내지 20bar(바람직하게는 10bar)의 액화가스를 공급받아 동력을 발생시킬 수 있으며, 공급되는 액화가스의 상태는 저속 2행정 저압가스 분사엔진(20)이 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.
보통 대형 선박에서는 MEGI 엔진을 통해 추력을 발생시키고 있으나, 본 발명의 실시예에서는 선박(1)의 추력을 발생시키는 기관으로 저속 2행정 저압가스 분사엔진(20)을 사용함으로써 많은 이점이 창출된다.
MEGI 엔진은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 약 200bar 내지 300bar인 고압이 필요하여, 구동하기 위한 소모 전력이 약 210KW 내지 220KW(약 215KW) 정도로 상당히 많은 전력이 필요한 문제점이 있다.
이에 반해, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(20)은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 8bar 내지 20bar(바람직하게는 10bar)인 저압으로, 구동하기 위한 소모 전력이 약 13KW 내지 17KW(약 15KW) 정도로 MEGI 엔진에 비해 많은 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, MEGI 엔진은 구동압력이 상당히 높아 MEGI 엔진이 필요로 하는 압력을 생성하기 위해서 그에 수반하는 가스 공급 시스템(도시하지 않음)이 매우 복잡하고 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다.
저속 2행정 저압가스 분사엔진(20)은, 구동압력이 저압으로 낮아 연료공급시스템이 매우 간단하고 차지하는 공간이 적은 이점이 있다.
액화가스 처리 장치(30)는, 선박(1)의 상갑판(D) 상측에 배치되며 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 공급받아 처리한 후 추진 엔진(20)에 공급할 수 있다.
액화가스 처리 장치(30)는, 고압 펌프(도시하지 않음), 기화기(도시하지 않음) 또는 압축기(도시하지 않음) 등을 구비할 수 있다.
액화가스 처리 장치(30)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 공급받아 고압 펌프에서 추진 엔진(20)이 요구하는 압력에 맞게 가압 후 기화기에서 추진 엔진(20)이 요구하는 온도까지 가열 및 기화시키고 추진 엔진(20)으로 공급할 수 있다.
또는 액화가스 처리 장치(30)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 공급받아 증발가스 압축기에서 추진 엔진(20)이 요구하는 압력으로 가압한 후 추진 엔진(20)으로 공급할 수 있다.
이러한 액화가스 처리 장치(30)는, 추진 엔진(20)과 액화가스 공급라인(L1)을 통해 연결될 수 있다.
가스 밸브 유닛룸(40)은, 추진 엔진(20)에 공급되는 액화가스의 유동 또는 압력을 제어하며, 엔진룸(ER)의 내부 데크(D1)의 상측에 구비될 수 있다.
가스 밸브 유닛룸(40)은, 외측관(L1b 또는 L2b)과 함께 밀폐되도록 형성되어 별도의 흡입 팬(55; 도 3 참조) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54; 도 3 참조)없이 순환 공기가 외측관(L1b) 상에 공급 및 배출되도록 한다.
이를 통해서 본 발명은, 가스 밸브 유닛룸(40)과 액화가스 공급라인(L1)의 외측관(L1b) 또는 배기가스 배출라인(L2)의 외측관(L2b)이 함께 밀폐되도록 형성하여, 별도의 흡입 팬(55; 도 3 참조) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54; 도 3 참조)없이 순환 공기가 외측관(L1b) 상에 공급 및 배출되도록 할 수 있게 되므로, 벤틸레이션 시스템 구축 비용이 절감되고 시스템이 단순화되는 효과가 있다.
가스 밸브 유닛룸(40)은, 내부 압력이 엔진룸(ER)의 내부 압력보다 낮은 압력을 가지도록 제어되어, 액화가스 공급라인(L1)에서 액화가스의 누출 시 액화가스의 엔진룸(ER)으로의 유입을 방지하도록 한다.
이를 통해서 본 발명에 따른 벤틸레이션 시스템(3)은, 액화가스의 누출 시 액화가스의 엔진룸(ER)으로의 유입을 효과적으로 방지할 수 있어 안전성이 극대화되는 효과가 있다.
공기 순환장치(60)는, 액화가스 공급라인(L1)의 외측관(L1b)에 순환 공기를 공급하고 배출시키며, 엔진룸(ER)의 내부 데크(D1)의 상측에 구비될 수 있다.
본 발명의 공기 순환장치(60)를 설명하기 전에 도 3에 도시된 종래의 공기 순환장치(50)를 설명하도록 한다.
도 3은 종래의 실시예에 따른 벤틸레이션 시스템의 개념도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 종래의 벤틸레이션 시스템(2)은, 종래의 공기 순환장치(50)가 공기 공급부(Air inlet)로부터 순환 공기를 공급받아 공기 유량제어부(51)를 통해 과량의 순환 공기를 공기 공급부(52)로 공급하여 외측관(L1b 또는 L2b)로 순환 공기를 공급한다. 이때, 잉여의 순환 공기는 공기 공급부(52)의 일측에 형성되는 과유량 배출구(53)에 의해 외부로 배출된다.
공기 공급부(52)는 액화가스 공급라인(L1) 또는 배기가스 배출라인(L2)의 외측관(L1b, L2b)의 일측에 연결되며, 흡입 팬(55) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54)이 액화가스 공급라인(L1) 또는 배기가스 배출라인(L2)의 외측관(L1b, L2b)의 타측에 연결될 수 있다.
흡입 팬(55) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54)은, 공기 공급부(52)로부터 공급되는 순환 공기를 흡입하여 외측관(L1b, L2b)을 유동하는 순환 공기를 외부로 배출시키도록 도움을 줄 수 있다.
이러한 종래의 공기 순환장치(50)는 흡입 팬(55) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54)을 두고 있는데, 이는 액화가스 공급라인(L1) 또는 배기가스 배출라인(L2) 상에 액화가스가 누출되는 경우 액화가스 공급라인(L1) 또는 배기가스 배출라인(L2)의 외측관(L1b, L2b)의 외면이 파손될 시 순환 공기가 엔진룸(ER)으로 누출되면서 액화가스까지 함께 누출되는 위험을 방지하기 위해서 구축되고 있다. 그러나 이는 흡입 팬(55) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54) 등의 장치를 구축하고 제어해야 하므로 구축 비용이 과다하게 들고 시스템이 복잡해지는 문제점이 있다.
이를 해결 하기 위해서 본 발명에서는, 가스 밸브 유닛룸(40)을 외측관(L1b)과 함께 밀폐되도록 형성되어 별도의 흡입 팬(55) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54)없이 순환 공기가 외측관(L1b) 상에 공급 및 배출되도록 하고 가스 밸브 유닛룸(40)의 내부 압력이 엔진룸(ER)의 내부 압력보다 낮은 압력을 가지도록 제어되어, 액화가스 공급라인(L1)에서 액화가스의 누출 시 액화가스의 엔진룸(ER)으로의 유입을 방지하도록 하고 있다.
또한, 종래의 공기 순환장치(50)는, 공기 공급부(52)에 과유량 배출구(53)를 구비한 후 과유량의 순환 공기를 외측관(L1b, L2b) 상에 공급하여 외측관(L1b, L2b)에 일정한 순환 공기의 유량을 공급하고 있다. 그러나 역시 이는 과도한 순환 공기의 유입을 필요로 하므로 구동하기 위한 동력이 다량 손실되는 문제점이 있었다.
이를 해결 하기 위해서 본 발명의 공기 순환장치(60)는, 공기 공급부(62)를 과유입된 순환 공기를 배출시키는 과유량배출구(53; 도 3 참조)없이 밀폐된 챔버 형태로 형성하고 논플로우 알람부(63)를 설치하여 공기 공급부(62)로 순환 공기가 공급되지 않는 경우 공기 유량제어부(61)를 제어하여 순환 공기의 유량이 늘어나도록 제어할 수 있다.
이하 이러한 본 발명의 공기 순환장치(60)에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
공기 순환장치(60)는, 공기 공급부(62)로 공급되는 순환 공기의 유량을 제어하는 공기 유량제어부(61), 외측관(L1b)에 순환 공기를 공급하는 공기 공급부(62), 공기 공급부(62)로 공급되는 순환 공기의 유량을 제어하는 논플로우 알람부(63) 및 외측관(L1b)에서 순환 공기를 배출시키는 공기 배출부(64)를 포함할 수 있다.
공기 유량제어부(61)는, 공기 공급부(Air inlet)로부터 순환 공기를 공급받아 공기 공급부(62)로 순환 공기를 공급할 수 있다.
또한, 공기 유량제어부(61)는, 논플로우 알람부(63)에 의해 공기 공급부(62)로 순환 공기가 공급되지 않는 경우 순환 공기의 유량이 늘어나도록 제어할 수 있다.
공기 공급부(62)는, 과유입된 순환 공기를 배출시키는 과유량 배출구(53; 도 3 참조)없이 밀폐된 챔버 형태로 형성되어, 공기 유량제어부(61)로부터 공급받은 순환 공기를 외측관(L1b 또는 L2b)에 공급할 수 있다.
논플로우 알람부(63)는, 공기 공급부(62)와 공기 유량제어부(61) 사이에 형성되되, 공기 공급부(62)로 유입되는 순환 공기의 흐름을 체크할 수 있다.
이를 통해서 본 발명에 따른 벤틸레이션 시스템(3)은, 논플로우 알람부(63)를 설치하여 순환 공기의 적절한 공급이 항시 이루어질 수 있도록 함으로써 추진 엔진(20)의 구동이 중단없이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있고 별도의 과유량 배출구(53)를 구축할 필요가 없고 과유량의 순환 공기를 공급할 필요가 없어 동력 손실이 절감되고 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
공기 배출부(64)는, 별도의 흡입 팬(55; 도 3 참조) 및 흡입을 위한 바이패스 라인(54; 도 3 참조)없이 단일한 배출라인의 형태로 형성되어 순환 공기가 외측관(L1b 또는 L2b)에서 배출되도록 할 수 있어 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.
압력 제어부(70)는, 가스 밸브 유닛룸(40)과 엔진룸(ER)의 내압을 제어하여 가스 밸브 유닛룸(40)의 내부 압력이 엔진룸(ER)의 내부 압력보다 낮도록 제어할 수 있다.
압력 제어부(70)는, 가스 밸브 유닛룸(40)의 내부 압력을 감지하는 가스 밸브 유닛룸 내압센서(71) 및 엔진룸(ER)의 내부 압력을 감지하는 엔진룸 내압센서(72)를 더 포함할 수 있으며, 가스 밸브 유닛룸 내압센서(71)와 엔진룸 내압센서(72)의 압력 정보를 비교하여 가스 밸브 유닛룸(40) 및 엔진룸(ER)의 내부 압력을 제어할 수 있다.
구체적으로 압력 제어부(70)는, 가스 밸브 유닛룸 내압센서(71)와 엔진룸 내압센서(72)의 압력 정보를 비교하여, 가스 밸브 유닛룸(40)의 내부 압력이 엔진룸(ER)의 내부 압력보다 높은 경우 가스 밸브 유닛룸(40)의 내부 압력을 낮추도록 제어하여, 액화가스 공급라인(L1)에서 액화가스의 누출 시 액화가스의 엔진룸(ER)으로의 유입되지 않고 압력 구배에 의해 가스 밸브 유닛룸(40)으로 공급되도록 제어할 수 있다. 이를 통해서 엔진룸(ER)의 안전성이 극대화되는 효과가 있다.
여기서 가스 밸브 유닛룸(40)의 내부 압력을 낮추는 장치로는, 액화가스 공급라인(L1)과 가스 밸브 유닛룸(40)을 연결하는 부위에 감압 밸브(또는 팽창기) 등의 구성을 가질 수 있으며, 압력 제어부(70)에 의해 제어될 수 있다.
액화가스 공급라인(L1)은, 추진 엔진(20)과 가스 밸브 유닛룸(40)을 연결하며, 추진 엔진(20)에 액화가스를 공급하는 내측관(L1a) 및 순환 공기가 유동하는 외측관(L1b)을 포함한다. 즉, 순환 공기는 외측관(L1b)에 유동하며 상세하게는 내측관(L1a)과 외측관(L1b) 사이의 관내부(L1c)를 유동하게 된다.
배기가스 배출라인(L2)은, 추진 엔진(20)과 벤트 마스터(Vent master)를 연결하며, 추진 엔진(20)에서 배출되는 배기가스를 배출하는 내측관(L2a) 및 순환 공기가 유동하는 외측관(L2b)을 포함한다. 즉, 순환 공기는 외측관(L2b)에 유동하며 상세하게는 내측관(L2a)과 외측관(L2b) 사이의 관내부(L2c)를 유동하게 된다.
여기서 배기가스 배출라인(L2)은 공기 순환장치(60)와도 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 액화가스 공급라인(L1)도 공기 순환장치(60)와 연결될 수 있다. 물론 공기 순환장치(60)는 액화가스 공급라인(L1) 또는 배기가스 배출라인(L2)의 외측관(L1b, L2b)에 연결된다.
배기가스 배출라인(L2)은, 엔진룸(ER)의 외부로 벗어난 경우에는 내측관(L2a)만의 단일관 형태를 가질 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 선박 2:종래의 벤틸레이션 시스템
3: 본 발명의 벤틸레이션 시스템 10: 액화가스 저장탱크
20: 추진 엔진 30: 액화가스 처리 장치
40: 가스 밸브 유닛룸 50: 종래 공기 순환장치
51: 공기 유량제어부 52: 공기 공급부
53: 과유량 배출구 54: 흡입을 위한 바이패스라인
55: 흡입 팬 60: 본 발명의 공기 순환장치
61: 공기 유량제어부 62: 공기 공급부
63: 논플로우 알람부 64: 공기 배출부
70: 압력 제어부 71: 가스 밸브 유닛룸 내압센서
72: 엔진룸 내압센서
L1: 액화가스 공급라인 L1a: 내측관
L1b: 외측관 L1c: 관내부
L2: 배기가스 배출라인 L2a: 내측관
L2b: 외측관 L2c: 관내부
D: 상갑판 D1: 내부 데크
ER: 엔진룸 P: 프로펠러
S: 프로펠러 축

Claims (8)

  1. 엔진룸에 수용되어 추력을 발생시키는 추진 엔진;
    상기 추진 엔진에 공급되는 액화가스의 유동을 제어하는 가스 밸브 유닛룸;
    상기 추진 엔진과 상기 가스 밸브 유닛룸을 연결하며, 상기 추진 엔진에 액화가스를 공급하는 내측관 및 순환 공기가 유동하는 외측관을 포함하는 액화가스 공급라인; 및
    상기 액화가스 공급라인의 상기 외측관에 상기 순환 공기를 공급하고 배출시키는 공기 순환장치를 포함하고,
    상기 가스 밸브 유닛룸은,
    상기 외측관과 함께 밀폐되도록 형성하여, 별도의 흡입 팬, 흡입을 위한 바이패스 라인 및 별도의 흡입 장치 없이 구성되어 상기 공기 순환장치에서의 상기 순환 공기의 공급량에 의해,
    상기 순환 공기가 상기 외측관 상에 공급 및 배출되도록 하고, 내부 압력이 상기 엔진룸의 내부 압력보다 낮은 압력을 가지도록 제어되며,
    상기 액화가스 공급라인에서 액화가스의 누출 시 상기 액화가스의 상기 엔진룸으로의 유입을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하며,
    상기 공기 순환장치는,
    상기 외측관에 상기 순환 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함하는, 벤틸레이션 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 공급부는,
    과유입된 순환 공기를 배출시키는 배출구없이 밀폐된 챔버 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 벤틸레이션 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기 순환장치는,
    상기 외측관에서 상기 순환 공기를 배출시키는 공기 배출부를 포함하고,
    상기 공기 배출부는,
    상기 별도의 흡입 팬 및 상기 흡입을 위한 바이패스 라인없이 단일한 배출라인으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벤틸레이션 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공기 순환장치는,
    상기 공기 공급부로 공급되는 상기 순환 공기의 유량을 제어하는 공기 유량제어부; 및
    상기 공기 공급부와 상기 공기 유량제어부 사이에 형성되되, 상기 순환 공기의 흐름을 체크하는 논플로우 알람(Non Flow Alarm)부를 더 포함하고,
    상기 공기 유량제어부는,
    상기 논플로우 알람부에 의해 상기 공기 공급부로 상기 순환 공기가 공급되지 않는 경우 상기 순환 공기의 유량이 늘어나도록 제어하는 것을 특징으로 하는 벤틸레이션 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 밸브 유닛룸의 내부 압력을 감지하는 가스 밸브 유닛룸 내압센서;
    상기 엔진룸의 내부 압력을 감지하는 엔진룸 내압센서; 및
    상기 가스 밸브 유닛룸 내압센서와 상기 엔진룸 내압센서의 압력 정보를 비교하여 상기 가스 밸브 유닛룸 및 상기 엔진룸의 내부 압력을 제어하는 압력 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벤틸레이션 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 압력 제어부는,
    상기 가스 밸브 유닛룸 내압센서와 상기 엔진룸 내압센서의 압력 정보를 비교하여 상기 가스 밸브 유닛룸의 내부 압력이 상기 엔진룸의 내부 압력보다 높은 경우, 상기 가스 밸브 유닛룸의 내부 압력을 낮추도록 제어하여 상기 액화가스 공급라인에서 액화가스의 누출 시 상기 액화가스의 상기 엔진룸으로의 유입을 방지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 벤틸레이션 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 추진엔진은,
    저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)인 것을 특징으로 하는 벤틸레이션 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 상기 벤틸레이션 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
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