KR20120133305A - 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트 - Google Patents

대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트 Download PDF

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KR20120133305A
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예광희
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Abstract

본 발명은 대형선박용 엔진룸에 공기를 공급하는 엔진룸 외기유입 덕트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터를 경사지게 배치하여 압력강하를 최소화시키므로 엔진의 효율을 향상시키는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트에 관한 것이다.
본 발명은 상부갑판의 컨테이너 적재영역에 설치되고 양측이 개방된 상부 에어트렁크와; 상기 상부갑판의 하부에 형성되며 전방으로 터보챠저의 입구와 연통되는 배출구가 형성된 하부 에어트렁크와; 상기 상부 에어트렁크와 상기 하부 에어트렁크 사이에 연통되도록 설치되며 적어도 일측벽이 하향경사지게 형성된 중간통로;를 포함하는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공한다.

Description

대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트{Engine room air intake duct for vessel}
본 발명은 대형선박용 엔진룸에 공기를 공급하는 엔진룸 외기유입 덕트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터를 경사지게 배치하여 압력강하를 최소화시키므로 엔진의 효율을 향상시키는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트에 관한 것이다.
일반적으로 대형선박은 엔진을 수용하는 별도의 엔진룸(engine room)이 구비된다. 이 엔진룸은 엔진의 연소, 각종 보기류의 냉각 등을 목적으로 외부의 공기를 엔진룸의 내부에 공급하기 위하여 팬(fan)이 설치된다.
이 팬(fan)을 통하여 엔진룸에 공급된 공기는 엔진의 흡입관을 통하여 엔진에 공급되고, 엔진에 공급된 공기는 연소되어 배기가스로 배출되며, 배출되는 배기가스의 일부는 폐열회수시스템을 통하여 재활용되고 나머지는 대기중으로 방출된다.
또한 상기 엔진은 공기의 공급량이 많으면 많을수록 효율이 향상되므로 공기를 과급시키는 터보차저(turbo charger)가 설치된다.
여기서 상기 터보차저는 엔진룸 팬을 통해 엔진룸에 공급된 공기와 외기유입덕트를 통하여 유입된 외부의 공기를 혼합하여 엔진에 과급한다.
그러나 엔진룸 팬의 전기소모량 감소 및 엔진의 터보차저 효율을 증대시키기 위하여 외기 유입덕트를 터보차저에 직접 연결시켜 선박 전체의 연료효율을 증가시키는 시스템을 적용하였다. 이 때 엔진룸 외기유입 덕트는 터보차저의 회전에 의해 부압이 발생하므로 대기와의 압력차에 의해서 외기가 터보차저의 내부로 유입된다.
하지만 상기 엔진룸 외기유입 덕트는 도 8에 도시된 바와 같이 상갑판(upper deck; D)의 컨테이너 적재영역에 설치되고, 양측으로 공기유입구(112)가 형성된 상부 에어트렁크(air trunk; 110)와, 상기 상부 에어트렁크(110)의 하부에 상기 상부 에어트렁크(110)와 연통되도록 설치된 중간통로(130)와, 상기 중간통로(120)의 하부에 상기 중간통로(120)와 연통되도록 설치되며 터보차저와 연통되는 배출구(122)가 형성된 하부 에어트렁크(120)로 이루어진다. 여기서 상기 중간통로(120)는 공간의 제약 때문에 주변의 벽(122)이 수직으로 형성되어 있다.
또한 상기 상부 에어트렁크(110)의 공기유입구(112)에는 물의 흡입되는 것을 방지하기 위하여 필터가 공기흐름방향에 직각으로 설치되어 있다.
하지만 상기 필터에서 공기의 흐름과 필터가 직접 충돌을 일으키므로 압력강하가 크게 일어나서 엔진룸 외기유입 덕트를 통해서 터보차저에 공급되는 공기의 양이 줄어들므로 결국 엔진의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상부 에어트렁크의 공기유입구에 설치된 필터를 경사지게 설치하여 압력강하를 최소하시키므로 터보차저에 공급되는 공기의 양이 증대되어 엔진의 효율을 향상시킨 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기와 같이 엔진의 효율이 향상됨에 따라 에너지소비량을 줄일 수 있도록 된 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 상기와 같이 엔진룸 외기유입 덕트에 유입되는 공기의 양이 증가하므로 배기가스의 양 또한 증가하여 폐열회수 가스터빈을 통한 전기의 생산량이 증대시킬 수 있도록 된 선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기와 같이 엔진룸 외기유입 덕트에 유입되는 공기의 양이 증가하므로 엔진룸의 공기보다 온도가 낮아 밀도가 큰 공기를 엔진에 공급하므로 단위체적당 엔진에 유입되는 공기의 양이 증가되므로 에너지 효율이 향상되어 에너지소비를 더욱 줄일 수 있도록 된 선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 상기와 같이 엔진룸 외기유입 덕트에 유입되는 공기의 양이 증가하므로 더 작은 용량의 엔진룸 팬이나 터보차저로도 항해가 가능하므로 부대설비의 설치비를 절감할 수 있도록 된 선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기와 같이 더 작은 크기의 엔진룸 외기유입 덕트로도 필요한 공기를 충분히 흡입할 수 있으므로 엔진룸 외기유입 덕트의 설치면적을 줄일 수 있어 컨테이너 등의 더 많은 화물을 적재할 수 있으므로 공간활용도가 향상된 선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상부갑판의 컨테이너 적재영역에 설치되고 양측으로 공기유입구가 형성되며 상기 공기유입구 상부 에어트렁크와; 상기 상부갑판의 하부에 형성되며 전방으로 터보챠저의 입구와 연통되는 배출구가 형성된 하부 에어트렁크와; 상기 상부 에어트렁크와 상기 하부 에어트렁크 사이에 연통되도록 설치된 중간통로와; 상기 상부 에어트렁크의 공기유입구에 경사지게 설치된 필터;를 포함하는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 제공한다.
여기서 상기 중간통로는 적어도 일측벽이 하향경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 중간통로와 상기 상부 에어트렁크 사이의 통로가 양측은 개방되고 중앙부는 폐쇄되도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 중간통로는 양측 내벽이 햐향경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
여기서 상기 양측 내벽이 하향경사지게 형성된 중간통로는 양측 내벽이 평형하게 구비되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 상부 에어트렁크의 공기유입구에 설치된 필터를 경사지게 설치하여 압력강하를 최소하시키므로 터보차저에 공급되는 공기의 양이 증대되어 엔진의 효율을 향상시킨다.
또한 본 발명에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 상기와 같이 엔진의 효율이 향상됨에 따라 에너지소비량을 줄일 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 상기와 같이 엔진룸 외기유입 덕트에 유입되는 공기의 양이 증가하므로 배기가스의 양 또한 증가하여 폐열회수 가스터빈을 통한 전기의 생산량이 증대시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 상기와 같이 엔진룸 외기유입 덕트에 유입되는 공기의 양이 증가하므로 엔진룸의 공기보다 온도가 낮아 밀도가 큰 공기를 엔진에 공급하므로 단위체적당 엔진에 유입되는 공기의 양이 증가되므로 에너지 효율이 향상되어 에너지소비를 더욱 줄일 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 상기와 같이 엔진룸 외기유입 덕트에 유입되는 공기의 양이 증가하므로 더 작은 용량의 엔진룸 팬이나 터보차저로도 항해가 가능하므로 부대설비의 설치비를 절감할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 상기와 같이 더 작은 크기의 엔진룸 외기유입 덕트로도 필요한 공기를 충분히 흡입할 수 있으므로 엔진룸 외기유입 덕트의 설치면적을 줄일 수 있어 컨테이너 등의 더 많은 화물을 적재할 수 있으므로 공간활용도가 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트의 제1 내지 제3실시예를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트의 속도분포를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트의 속도분포를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 제3실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트의 속도분포를 나타내는 도면이다.
도 8은 일반적인 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 나타내는 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예들에 따른 대형 선박용 엔진룸 외기유입 덕트를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
[제1실시예]
본 발명의 제1실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 상부갑판(D)의 컨테이너 적재영역에 설치되고 양측이 개방된 상부 에어트렁크(10)와, 상기 상부갑판(D)의 하부에 형성되며 전방으로 터보차저의 흡입구와 연통되는 배출구(22)가 형성된 하부 에어트렁크(20)와, 상기 상부 에어트렁크(10)와 상기 하부 에어트렁크(20) 사이에 연통되도록 설치되며 일측벽이 하향경사지게 형성된 중간통로(30)를 포함한다.
상기 상부 에어트렁크(10)는 상부갑판(D)의 해치코밍탑부에 형성되며 양측으로 외기가 유입되는 공기유입구(12)가 형성되어 있다. 상기 공기유입구(12)에는 필터(14)가 경사지게 설치된다.
따라서 종래의 직각으로 설치된 필터보다 공기의 저항이 줄어들므로 더 많은 유량의 공기를 공급할 수 있다. 상기 상부 에어트렁크(10)는 컨테이너의 적재영역에 설치되므로 더 많은 수의 컨테이너를 더 적재하기 위하여 설치면적을 최소화하는 것이 바람직하다.
상기 하부 에어트렁크(20)는 상부갑판(D)의 하부에 형성되며 전방으로 배출구(22)가 형성된다. 상기 배출구(22)는 터보차저와 연통되어 터보차저에 상기 상부 에어트렁크(10)로부터 공급된 외기를 공급한다.
상기 중간통로(30)는 상기 상부 에어트렁크(10)와 상기 하부 에어트렁크(20) 사이에 서로 연통되도록 설치되어 외기가 지나가는 통로역할을 한다. 본 실시예의 특징에 따른 중간통로(30)의 형상은 일측벽(32)이 하향경사지게 형성된다. 따라서 상기 상부 에어트렁크(10)로부터 상기 하부 에어트렁크(20)로 이송되는 공기의 흐름이 원활할 뿐만 아니라 공기가 흘러가는 단면적이 넓어진다. 따라서 공기의 유속이 빨라져 도 3에 도시된 바와 같이 압력강하가 급격하게 일어나는 것을 방지할 수 있다. 또한 중간통로(30)는 일측벽(32)이 하향경사지게 형성되므로 와류의 형성을 막을 수 있어 이로 인한 압력손실 또한 줄일 수 있다. 따라서 종래의 엔진룸 외기유입 덕트보다 많은 양의 공기를 터보차저에 공급할 수 있으므로 이로 인해 얻을 수 있는 효과가 크다.
[제2실시예]
본 발명의 제2실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이 상부갑판(D)의 컨테이너 적재영역에 설치되고 양측이 개방된 상부 에어트렁크(10)와, 상기 상부갑판(D)의 하부에 형성되며 전방으로 터보차저의 흡입구와 연통되는 배출구(22)가 형성된 하부 에어트렁크(20)와, 상기 상부 에어트렁크(10)와 상기 하부 에어트렁크(20) 사이에 연통되도록 설치되며 일측벽이 하향경사지게 형성된 중간통로(30)를 포함한다.
상기 상부 에어트렁크(10)는 상부갑판(D)의 해치코밍탑부에 형성되며 양측으로 외기가 유입되는 공기유입구(12)가 형성되어 있다. 상기 공기유입구(12)에는 필터(14)가 경사지게 설치된다.
따라서 종래의 직각으로 설치된 필터보다 공기의 저항이 줄어들므로 더 많은 유량의 공기를 공급할 수 있다. 상기 상부 에어트렁크(10)는 컨테이너의 적재영역에 설치되므로 더 많은 수의 컨테이너를 더 적재하기 위하여 설치면적을 최소화하는 것이 바람직하다.
상기 하부 에어트렁크(20)는 상부갑판(D)의 하부에 형성되며 전방으로 배출구(22)가 형성된다. 상기 배출구(22)는 터보차저와 연통되어 터보차저에 상기 상부 에어트렁크(10)로부터 공급된 외기를 공급한다.
상기 중간통로(30)는 상기 상부 에어트렁크(10)와 상기 하부 에어트렁크(20) 사이에 서로 연통되도록 설치되어 외기가 지나가는 통로역할을 한다. 본 실시예의 특징에 따른 중간통로(30)의 형상은 일측벽(32)이 하향경사지게 형성된다. 따라서 상기 상부 에어트렁크(10)로부터 상기 하부 에어트렁크(20)로 이송되는 공기의 흐름이 원활할 뿐만 아니라 공기가 흘러가는 단면적이 넓어진다.
또한 본 실시예에서는 상부 에어트렁크(10)와 중간통로(30) 사이에 3개의 도어(34a, 34b, 34c)를 형성하고, 상기 3개의 도어(34a, 34b, 34c)중 양측의 도어(34a, 34c)를 개방하고 중간의 도어(34b)를 폐쇄하여 공기의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 아울러 상기와 같이 공기의 흐름이 원활하여지고 중간통로(30)는 일측벽(32) 또한 하향경사지게 형성되므로 와류가 형성되는 것을 방지되어 도 5에 도시된 바와 같이 압력손실을 줄일 수 있다. 따라서 종래의 엔진룸 외기유입 덕트보다 많은 양의 공기를 터보차저에 공급할 수 있으므로 이로 인해 얻을 수 있는 효과가 크다.
[제3실시예]
본 발명의 제3실시예에 따른 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트는 도 1과 도 6에 도시된 바와 같이 상부갑판(D)의 컨테이너 적재영역에 설치되고 양측이 개방된 상부 에어트렁크(10)와, 상기 상부갑판(D)의 하부에 형성되며 전방으로 터보차저의 흡입구와 연통되는 배출구(22)가 형성된 하부 에어트렁크(20)와, 상기 상부 에어트렁크(10)와 상기 하부 에어트렁크(20) 사이에 연통되도록 설치되며 양측벽이 하향경사지게 형성된 중간통로(40)를 포함한다.
상기 상부 에어트렁크(10)는 상부갑판(D)의 해치코밍탑부에 형성되며 양측으로 외기가 유입되는 공기유입구(12)가 형성되어 있다. 상기 공기유입구(12)에는 필터(14)가 경사지게 설치된다.
따라서 종래의 직각으로 설치된 필터보다 공기의 저항이 줄어들므로 더 많은 유량의 공기를 공급할 수 있다. 상기 상부 에어트렁크(10)는 컨테이너의 적재영역에 설치되므로 더 많은 수의 컨테이너를 더 적재하기 위하여 설치면적을 최소화하는 것이 바람직하다.
상기 하부 에어트렁크(20)는 상부갑판(D)의 하부에 형성되며 전방으로 배출구(22)가 형성된다. 상기 배출구(22)는 터보차저와 연통되어 터보차저에 상기 상부 에어트렁크(10)로부터 공급된 외기를 공급한다.
상기 중간통로(40)는 상기 상부 에어트렁크(10)와 상기 하부 에어트렁크(20) 사이에 서로 연통되도록 설치되어 외기가 지나가는 통로역할을 한다. 본 실시예의 특징에 따른 중간통로(40)의 형상은 양측벽(42)이 하향경사지게 형성된다. 따라서 상기 상부 에어트렁크(10)로부터 상기 하부 에어트렁크(20)로 이송되는 공기의 흐름이 원활할 뿐만 아니라 공기가 흘러가는 단면적이 최대화된다. 따라서 공기의 유속이 빨라져 압력강하가 급격하게 일어나는 것을 방지할 수 있다. 또한 중간통로(40)는 양측벽(42)이 하향경사지게 형성되므로 도 7에 도시된 바와 같이 와류의 형성을 막을 수 있어 이로 인한 압력손실 또한 줄일 수 있다. 아울러 상기 양측벽(42)은 와류로 인한 압력손실을 최소화하기 위해 평행하기 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 따라서 종래의 엔진룸 외기유입 덕트보다 많은 양의 공기를 터보차저에 공급할 수 있으므로 이로 인해 얻을 수 있는 효과가 크다.
10 : 상부 에어트렁크 12 : 공기유입구
14 : 필터 20 : 하부 에어트렁크
30, 40 : 중간통로 D : 상부데크

Claims (5)

  1. 상부갑판의 컨테이너 적재영역에 설치되고 양측으로 공기유입구가 형성되며 상기 공기유입구 상부 에어트렁크와;
    상기 상부갑판의 하부에 형성되며 전방으로 터보챠저의 입구와 연통되는 배출구가 형성된 하부 에어트렁크와;
    상기 상부 에어트렁크와 상기 하부 에어트렁크 사이에 연통되도록 설치된 중간통로와;
    상기 상부 에어트렁크의 공기유입구에 경사지게 설치된 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간통로는 적어도 일측벽이 하향경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 중간통로와 상기 상부 에어트렁크 사이의 통로가 양측은 개방되고 중앙부는 폐쇄되도록 형성된 것을 특징으로 하는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간통로는 양측 내벽이 햐향경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 양측 내벽이 하향경사지게 형성된 중간통로는 양측 내벽이 평형하게 구비되는 것을 특징으로 하는 대형선박용 엔진룸 외기유입 덕트.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150059457A (ko) * 2013-11-22 2015-06-01 대우조선해양 주식회사 거주구의 에어 흡입 시스템
KR20160118727A (ko) 2015-04-03 2016-10-12 주식회사 하경산업 선박 엔진의 배기가스 배출 덕트
KR20170004371A (ko) 2015-07-02 2017-01-11 대우조선해양 주식회사 다중 에어 트렁크

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150059457A (ko) * 2013-11-22 2015-06-01 대우조선해양 주식회사 거주구의 에어 흡입 시스템
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