KR20160055538A

KR20160055538A - 극지용 선박의 공조 시스템

Info

Publication number: KR20160055538A
Application number: KR1020140155468A
Authority: KR
Inventors: 오찬식; 김범성; 박창현
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2016-05-18
Also published as: KR101654595B1

Abstract

본 발명은 극지용 선박의 공조 시스템에 관한 것으로, 외부 극저온 공기를 흡입하기 위한 공기 히팅 룸의 입구가 세미 폐쇄의 공기 흡입 구조로 형성되고, 공기 히팅 룸의 입구 측에 흡입 공기 히터가 구비됨으로써, 엔진 룸 내에 필요한 순환 공기를 극저온 환경에서도 아이스 블록케이지(ice blockage)를 최소화하여 원활하게 공급 가능하며, 엔진 전용으로 공기 흡입 덕트를 통해서 공기를 직접 흡입하므로, 극저온의 외기를 별도의 히팅 장치 없이 연소용 공기로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 외기와 선실의 공기조화장치를 연결하는 연결 덕트를 구성하고, 극저온으로 인한 공기조화장치의 파손을 막기 위하여 연결 덕트 내부에 히터를 설치하며, 연결 덕트 내부에 고효율 필터를 설치하여 외기에 포함된 유해가스가 공기조화장치 내부로 유입되지 않도록 하며, 극저온을 운항하는 선박의 완전 순환 모드(full recirculation mode) 시 극저온의 외기가 선실로 유입되는 것을 방지하고, 외기의 위험가스가 선실 내부로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

극지용 선박의 공조 시스템{AIR CONDTIONING SYSTEM OF IN ARTIC VESSEL}

본 발명은 극지용 선박의 공조 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 극저온 환경에서도 기관실이나 선실에 외기(外氣)를 원활하게 공급 가능하며, 선실의 공기조화장치와 연결되는 외기 유입용의 연결 덕트 안에 히터를 설치하여 극저온의 외기 유입으로 인한 공기조화장치의 파손을 효과적으로 방지하며, 연결 덕트 내부에 고효율 필터를 설치하여 외기에 포함된 유해가스가 공기조화장치 내부로 유입되지 않도록 할 수 있는 극지용 선박의 공조 시스템에 관한 것이다.

지구 온난화의 영향으로 북극해 해빙이 유실됨에 따라 러시아 부근의 북동항로와 캐나다 부근의 북서 항로에 대한 관심이 증가하고 있다.

북극해 지역은 많은 자원이 있으며, 새로 부각되는 관광지로서도 알려지고 있어 극지 유전의 개발에 따른 수송, 보급 및 관광 목적으로 극지 항로 개발에 관한 연구가 활발해지고 있다.

세계 지하자원의 약 25%가 매장되어 있고, 기존항로에 비해 시간과 거리가 30% 이상 단축되는 북극해 항로 개발을 위해 북극해 인접국들인 미국, 캐나다, 러시아, 덴마크, 및 노르웨이 등은 관련 연구들을 주도적으로 수행하고 있다.

미국과 캐나다 연구진이 발표한 자료에 따르면, 현재 북극해 항로의 통행량은 2030년까지 전 세계 선박 통행량의 2%에 달하며, 2050년까지 5%에 이를 것으로 예상되나, 최근 지구 온난화의 영향으로 북극해 항로의 개방 시기가 점차 앞당겨질 가능성이 매우 높다.

극지 해역은 일반 해역과는 달리 빙상 환경이라는 특수성이 있기에 부품소재 측면의 연구 개발과는 별도로 환경 위험도(environmental risk)를 고려하여 접근이 필요한 상황이다. 특히, 북극해를 운항하는 선박은 일반해역 운항 시보다 잠재적 위험요소가 많기 때문에 안전 운항이라는 측면에서 접근이 필요하다.

극지의 환경조건은 평균 대기 온도가 약 -52℃에 이르고, 극심한 태양 방사선 해역에 떠 있는 빙산들로 인해서 개발에 상당한 어려움이 있다.

극지방과 같이 외부 기온이 낮은 지역의 항해 시에는 극저온 외기에 노출된 구조물들이 얼지 않도록 하고, 엔진 룸의 엔진에 프레쉬 공기(fresh air)를 공급함은 물론 흡입 공기를 적당한 온도로 히팅하여 순환시켜야 한다.

종래에는 외부 온도(약 -52℃)와 기관실 내부온도(약 20℃)가 너무 크게 차이가 나므로, 공기 흡입 공조 운전시 아이스 블록케이지(ice blockage)로 인하여 공기 흡입이 원활하지 않을 뿐만 아니라, 히터장비에 손상을 주어 히터장비의 고장을 초래하는 심각한 문제점이 있다.

또한, 종래의 LNG, LPG, TANKER등 LIQUID VESSEL의 경우에, 완전 순환 모드(full recirculation mode) 시, 외기에 포함된 유해가스가 선실 내부로 직접 유입될 가능성이 있다.

또한, 극지방을 운항하는 선박의 경우 완전 순환 모드 시 극저온의 외기가 선실 내부로 직접 유입되어 선실 내부 온도 하강의 문제점이 발생할 수 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 선실에 설치된 공기조화장치를 연결하는 외기 유입용의 연결 덕트를 구성하고, 연결 덕트 내부에 히터를 설치하여 극저온으로 인한 공기조화장치의 파손을 효과적으로 방지하며, 연결 덕트 내부에 고효율 필터를 설치하여 외기에 포함된 유해가스가 공기조화장치 내부로 유입되지 않도록 할 수 있는 극지용 선박의 공조 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 외부 극저온 공기를 흡입하기 위한 공기 히팅 룸의 입구가 세미 폐쇄의 공기 흡입 구조로 형성되고, 공기 히팅 룸의 입구 측에 흡입 공기 히터가 구비됨으로써, 엔진 룸 내에 필요한 순환 공기를 극저온 환경에서도 아이스 블록케이지(ice blockage)를 최소화하여 원활하게 공급 가능하며, 엔진 전용으로 공기 흡입 덕트를 통해서 공기를 직접 흡입하므로, 극저온의 외기를 별도의 히팅 장치 없이 연소용 공기로 사용할 수 있는 극지용 선박의 공조 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선체 내부에 설치되며 내부에 엔진이 설치되는 엔진 룸; 상기 엔진에 프레쉬 공기를 공급하기 위하여 상기 엔진 룸과 연결되어 상기 엔진 룸의 상부 일측에 배치되는 엔진용 공기 흡입 덕트; 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 열 교환하여 배출하도록 상기 엔진 룸의 상부 타측에 배치되는 배기 덕트; 상기 엔진용 공기 흡입 덕트와 상기 배기 덕트 사이에 설치되며, 상기 엔진 룸과 연결되는 팬 룸; 상기 팬 룸의 상부에 설치되며, 외부 극저온의 공기를 흡입하여 일정온도로 가열하는 공기 히팅 룸; 상기 팬 룸 안에 설치되며, 상기 공기 히팅 룸에서 가열된 공기를 상기 엔진 룸에 공급하는 가열 공기 공급 팬; 선실 안에 설치된 공기조화장치; 외기를 상기 선실 안으로 유입하기 위하여 상기 선실의 외측에 설치되는 외기 유입유닛; 상기 외기 유입유닛을 통해서 유입된 외기를 상기 공기조화장치로 가이드 하기 위하여 상기 외기 유입유닛과 상기 공기조화장치를 연결하는 연결 덕트; 및 상기 외기 유입유닛을 통해서 유입된 외기를 일정 온도로 가열하기 위하여 상기 연결 덕트 안에 설치되는 히팅 장치를 포함한다.

상기 엔진용 공기 흡입 덕트 내부 입구 측에는 루버와 댐퍼가 설치될 수 있다.

상기 공기 히팅 룸은 입구 측에 공기 흡입 부, 루버, 흡입 공기 히터, 댐퍼가 구비되고, 상기 배기 덕트 측에는 댐퍼가 설치될 수 있다.

상기 공기 히팅 룸의 입구 측에는 이물질 유입을 방지하기 위하여 세미 폐쇄형 구조부가 형성될 수 있다.

상기 가열 공기 공급 팬은 포드 룸으로 공기를 공급하는 포드 룸용 공기 공급 팬과, 머시인너리 룸으로 공기를 공급하는 머시인너리 룸 공기 공급 팬으로 구성될 수 있다.

상기 엔진 룸, 상기 포드 룸, 상기 머시인너리 룸 안에는 스팀 히터가 설치될 수 있다.

상기 엔진용 공기 흡입 덕트에는 상기 포드 룸의 공기를 배기하기 위한 포드 룸 배기 팬이 설치될 수 있다.

상기 가열 공기 공급 팬은 VFD에 의해서 팬 스피드가 조절되도록 구성된다.

상기 가열 공기 공급 팬은 상기 공기 히팅 룸에서 열 교환하여 가열된 3 ℃-7℃의 공기, 좀더 바람직하게는 5℃ 공기를 상기 엔진 룸에 공급하도록 구성될 수 있다.

상기 공기 히팅 룸에 유입된 극저온의 공기는 상기 배기 덕트를 통과하는 고온의 배기와 열 교환하도록 구성된다.

상기 엔진 룸은 써멀 절연체로 절연되는 구조일 수 있다.

상기 팬 룸은 락울(rock wool)로 절연되는 구조일 수 있다.

상기 연결 덕트의 입구 측에는 루버와 댐퍼가 설치될 수 있고, 상기 연결 덕트의 내부에는 흡입된 외기 안에 포함된 이물질을 여과하는 필터가 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 외부 극저온 공기를 흡입하기 위한 공기 히팅 룸의 입구가 세미 폐쇄의 공기 흡입 구조로 형성되고, 공기 히팅 룸의 입구 측에 흡입 공기 히터가 구비됨으로써, 엔진 룸 내에 필요한 순환 공기를 극저온 환경에서도 아이스 블록케이지(ice blockage)를 최소화하여 원활하게 공급가능하다.

또한, 본 발명은 엔진 룸의 공기 순환과 VFD를 제어하여 에너지 소비 측면에서 효율성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 엔진 전용으로 공기 흡입 덕트를 통해서 공기를 직접 흡입하므로, 극저온의 외기를 별도의 히팅 장치 없이 연소용 공기로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 외기와 선실에 설치된 공기조화장치를 연결하는 연결 덕트를 구성하고, 연결 덕트 내부에 히터를 설치하여 극저온으로 인한 공기조화장치의 파손을 방지하며, 연결 덕트 내부에 고효율 필터를 설치하여 외기에 포함되어 있는 유해가스가 공기조화장치 내부로 유입되지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 극저온을 운항하는 선박의 완전 순환 모드 시, 극저온의 외기가 선실로 유입되는 것을 방지하고, 외기의 위험가스 및 이물질이 선실 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 공조 시스템의 위치를 보이기 위한 측면도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 공조 시스템을 보인 전체 구성도
도 3은 엔진용 공기 흡입 덕트 내부로의 프레쉬 공기를 흡입하여 엔진에 공급하는 과정과 엔진으로부터 배출되는 배기 과정을 보인 도면
도 4는 이물질을 제거한 극저온의 공기를 공기 히팅 룸 안으로 흡입하고, 배기 가스와 열 교환하여 공기를 가열한 후에 가열된 공기를 엔진 룸에 공급하는 과정을 보인 도면
도 5는 선실 안의 공기 순환을 설명하기 위한 도면

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 공조 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 공조 시스템의 위치를 보이기 위한 측면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 공조 시스템을 보인 전체 구성도이다.

도 3은 엔진용 공기 흡입 덕트 내부로의 프레쉬 공기를 흡입하여 엔진에 공급하는 과정과 엔진으로부터 배출되는 배기 과정을 보인 도면이다.

그리고, 도 4는 이물질을 제거한 극저온의 공기를 공기 히팅 룸 안으로 흡입하고, 배기가스와 열 교환하여 공기를 가열한 후에 가열된 공기를 엔진 룸에 공급하는 과정을 보인 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 극지용 선박의 공조 시스템은 박스로 표시한 바와 같이 선체의 선미에 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 극지용 선박의 공조 시스템은, 이물질을 제거한 극저온의 공기를 흡입하고 엔진 룸(10)의 엔진(11)으로부터 배출되는 배기와 열 교환하여 일정온도의 가열 공기로 변환한 후에 상기 엔진 룸(10)에 공급하도록 구성된다.

열 교환한 공기는 3 ℃ - 7℃ 내에서 유지되도록 한다. 바람직하게 열 교환한 공기는 5℃로 유지하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 극지용 선박의 공조 시스템은 내부에 엔진(11)이 설치되는 엔진 룸(10)과, 상기 엔진(11)에 프레쉬 공기를 공급하기 위한 엔진용 공기 흡입 덕트(20)와, 상기 엔진(11)에서 배출되는 배기가스를 열 교환하여 배출하기 위한 배기 덕트(30)와, 상기 엔진 룸(10)과 연결되는 팬 룸(40)과, 외부 극저온의 공기를 흡입하여 일정온도로 가열하는 공기 히팅 룸(50)과, 상기 공기 히팅 룸(50)에서 가열된 공기를 상기 엔진 룸(10)에 공급하는 가열 공기 공급 팬(60)을 포함한다.

상기 엔진용 공기 흡입 덕트(20)는 극저온의 외기를 별도의 히팅 장치 없이 연소용 공기로 사용할 수 있도록 전용으로 직접 공기 흡입 통로 역할을 한다.

상기 엔진 룸(10)은 써멀 절연체(thermal insulation)로 절연되는 구조일 수 있다.

상기 엔진 룸(10)은 선체 내부에 설치되며 내부에는 다수의 엔진(11)이 설치된다. 상기 엔진 룸(10)의 일측에는 포드 룸(12)이 형성되고, 상기 엔진 룸(10)의 타측에는 머시인너리 룸(13)이 형성된다. 상기 엔진 룸(10)과 상기 머시인너리 룸(13) 사이에는 댐퍼(13a)가 설치된다.

상기 엔진 룸(10), 상기 포드 룸(12), 상기 머시인너리 룸(13) 안에는 스팀 히터(14)가 설치될 수 있다.

상기 엔진용 공기 흡입 덕트(20)는 상기 엔진(11)에 프레쉬 공기를 공급하기 위하여 상기 엔진 룸(10)과 연결되어 상기 엔진 룸(10)의 상부 일측에 배치된다.

상기 엔진용 공기 흡입 덕트(20) 내부 입구 측에는 루버(21)와 댐퍼(22)가 설치될 수 있다.

상기 엔진용 공기 흡입 덕트(20) 내부에는 상기 엔진용 공기 흡입 덕트(20)에 상기 포드 룸(12)의 공기를 배기하기 위한 포드 룸 배기 팬(23)이 설치될 수 있다.

상기 배기 덕트(30)는 상기 엔진(11)에서 배출되는 배기가스를 배출하며, 배기가스를 열 교환하여 배출하도록 상기 엔진 룸(10)의 상부 타측에 배치된다.

상기 엔진 룸(10)과 상기 배기 덕트(30) 사이에는 송풍 팬(F)이 설치될 수 있다.

상기 팬 룸(40)은 상기 엔진용 공기 흡입 덕트(20)와 상기 배기 덕트(30) 사이에 설치되며, 상기 엔진 룸(10)과 연결되도록 구성된다. 상기 팬 룸(40)은 락울(rock wool)로 절연되는 구조일 수 있다.

상기 공기 히팅 룸(50)에 유입된 극저온의 공기는 상기 배기 덕트(30)를 통과하는 고온의 배기와 열 교환하도록 구성된다.

상기 공기 히팅 룸(50)은 상기 팬 룸(40)의 상부에 설치되며, 외부 극저온의 공기를 흡입하여 일정온도로 가열하도록 한다.

상기 공기 히팅 룸(50)은 입구 측에 공기 흡입 부(51), 루버(52), 흡입 공기 히터(53), 댐퍼(54)가 구비되고, 상기 배기 덕트(30) 측에는 댐퍼(31)가 설치될 수 있다. 상기 배기 덕트(30)의 출구 측에는 루버(32)와 댐퍼(33)가 설치된다.

상기 공기 히팅 룸(50)의 입구 측에는 이물질 유입을 방지하기 위하여 세미 폐쇄형 구조부가 형성될 수 있다.

상기 가열 공기 공급 팬(60)은 상기 팬 룸(40) 안에 설치되며, 상기 공기 히팅 룸(50)에서 가열된 공기를 상기 엔진 룸(10)에 공급하도록 한다.

상기 가열 공기 공급 팬(60)은 포드 룸(12)으로 공기를 공급하는 포드 룸용 공기 공급 팬(61)과, 머시인너리 룸(13)으로 공기를 공급하는 머시인너리 룸 공기 공급 팬(62)으로 구성될 수 있다.

상기 가열 공기 공급 팬(60)은 VFD(variable frequency drive)를 적용하여 적절한 공기가 유입될 수 있도록 유동율(flow rate) 혹은 유량 속도를 조절하는 것이 바람직하다.

상기 가열 공기 공급 팬(60)은 예비적 차원(redundancy)에서 좌현과 우현에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

상기 가열 공기 공급 팬(60)은 상기 공기 히팅 룸(50)에서 열 교환하여 가열된 3 ℃ - 7℃의 공기를 상기 엔진 룸(10)에 공급하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 극지용 선박의 공조 시스템은, 선실(110) 안에 설치되는 공기조화장치(120)와, 외기(外氣)를 상기 선실(110) 안으로 유입하기 위하여 상기 선실(110)의 외측에 설치되는 외기 유입유닛(130)과, 상기 외기 유입유닛(130)을 통해서 유입된 외기를 상기 공기조화장치(120)로 가이드 하기 위하여 상기 외기 유입유닛(130)과 상기 공기조화장치(120)를 연결하는 연결 덕트(140)와, 상기 외기 유입유닛(130)을 통해서 유입된 외기를 일정 온도로 가열하기 위하여 상기 연결 덕트(140) 안에 설치되는 히팅 장치(150)를 포함한다.

상기 연결 덕트(140)의 입구 측에는 루버(141)와 댐퍼(142)가 설치되며, 상기 연결 덕트(140)의 내부에는 흡입된 외기 안에 포함된 유해가스 혹은 이물질을 여과하는 필터(143), 예를 들어 활성 카본 필터가 설치될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 공조 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 엔진용 공기 흡입 덕트 내부로의 프레쉬 공기를 흡입하여 엔진에 공급하는 과정과 엔진으로부터 배출되는 배기 과정을 보인 것이다.

도 3을 참조하면, 루버(21)와 댐퍼(22)를 통해서 엔진용 공기 흡입 덕트 내부로의 프레쉬 공기를 흡입한다. 프레쉬 공기는 상기 엔진(11)에 공급된다. 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 배기 덕트(30)로 이동한 후에 배기 덕트(30) 출구 측에 설치된 루버(32)와 댐퍼(33)를 통해서 외부로 배출된다.

도 4는 이물질을 제거한 극저온의 공기를 공기 히팅 룸 안으로 흡입하고, 배기가스와 열 교환하여 공기를 가열한 후에 가열된 공기(약 5℃)를 엔진 룸(10)에 공급하는 과정을 보인 것이다.

도 4를 참조하면, 공기 히팅 룸(50)은 새로 유입되는 극저온의 공기와 재순환되는 배기의 큰 온도차를 잘 섞이도록 하는 공간으로, 공기 히팅 룸(50)의 입구 측에 설치된 공기 흡입 부(51), 루버(52), 흡입 공기 히터(53), 댐퍼(54)에 의해서 외부의 극저온 공기가 공기 히팅 룸(50) 안으로 유입된다. 이때, 공기 플로우 속도를 줄이기 위하여 충분한 개구 면적으로 확보하는 것이 바람직하다.

공기 히팅 룸(50)의 입구는 세미 폐쇄형 구조부로 형성되어 공기가 하부에서 유입되도록 구성됨으로써, 아이스 블록케이지(ice blockage)로 인한 막힘을 효과적으로 방지할 수 있다. 유입된 공기는 흡입 공기 히터(53)에 의해서 1차로 가열된다. 이때, 극지에 유용한 써멀 오일 히터, 즉 써멀 오일을 냉매로 하는 히터를 적용함으로써, 어는 현상(freezing)을 효과적으로 방지할 수 있다.

댐퍼(31)를 통해서 유입된 배기가스와 열 교환하여 일정온도, 예를 들어 5℃로 공기 온도가 설정된다. 5℃로 설정된 공기는 가열 공기 공급 팬(60)에 의해서 엔진 룸(10)으로 이송된다.

이때, 엔진 룸(10)으로 이송된 공기의 일부는 포드 룸용 공기 공급 팬(61)에 의해서 포드 룸(12) 안으로 공급되고, 공기의 일부는 머시인너리 룸 공기 공급 팬(62)에 의해서 머시인너리 룸(13)으로 공급된다.

참고로, 외기 온도가 높은 하절기에는 엔진의 배기가스와의 열교환을 하지 않고 그대로 외부로 배출할 수 있다.

포드 룸(12) 안으로 공급된 공기는 순환한 후에 포드 룸 배기 팬(23)에 의해서 외부로 배출되고, 머시인너리 룸(13) 안으로 공급된 공기는 순환한 후에 송풍 팬(F)에 의해서 배기덕트(30)로 이송된다. 스팀 히터(14)는 엔진 룸(10)과, 포드 룸(12)과, 머시인너리 룸(13) 내부 온도를 일정하게 유지하는 역할을 한다.

또한, 본 발명에 따른 극지용 선박의 공조 시스템은, 선실(110) 안에 설치된 공기조화장치(120)가 구동하여 외기를 상기 선실(110) 안으로 흡입하게 되는데, 상기 선실(110)의 외측에 설치된 외기 유입유닛(130)을 통해서 외기가 유입된다. 외기 유입유닛(130)은 흡입 팬(F 1)과 루버(L)를 포함한다. 외기 유입유닛(130)은 선실(110)의 내부 음압을 방지하기 위한 것으로 계산 상부에 설치될 수 있다.

외기 유입유닛(130)을 통해 유입된 외기는 외기 유입유닛(130)과 상기 공기조화장치(120)를 연결하는 연결 덕트(140) 안으로 안내된 후에, 공기조화장치(120)로 유입된다. 상기 연결 덕트(140) 안에 설치된 히팅 장치(150)는 유입된 외기를 일정온도로 가열하여 극저온의 외기가 곧바로 공기조화장치(120)로 유입되지 않도록 하여 공기조화장치(120)의 손상을 방지한다.

상기 연결 덕트(140)의 입구 측에 설치된 루버(141)와 댐퍼(142)는 공기 유입을 제어하며, 상기 연결 덕트(140)의 필터(143), 예를 들어 활성 카본 필터는 외기 안에 포함된 이물질을 여과한다.

선실의 완전 순환 모드 시에는 외기 유입유닛(130)의 흡입 팬(F 1)과 루버(L)를 제외한 나머지 팬을 정지하고 루버를 닫는다. 그리고 화장실 배기를 제외한 모든 공기를 외부로 배기하지 않고 공기조화장치(120)로 회수하여 재사용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 외부 극저온 공기를 흡입하기 위한 공기 히팅 룸의 입구가 세미 폐쇄의 공기 흡입 구조로 형성되고, 공기 히팅 룸의 입구 측에 흡입 공기 히터가 구비됨으로써, 엔진 룸 내에 필요한 순환 공기를 극저온 환경에서도 아이스 블록케이지를 최소화하여 원활하게 공급가능하다.

또한, 본 발명은 선실의 공기조화장치를 연결하는 연결 덕트를 구성하고, 연결 덕트 내부에 히터를 설치하여 극저온으로 인한 공기조화장치의 파손을 방지하며, 연결 덕트 내부에 고효율 필터를 설치하여 외기에 포함되어 있는 유해가스가 공기조화장치 내부로 유입되지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 극저온을 운항하는 선박의 완전 순환 모드 시 극저온의 외기가 선실로 유입되는 것을 방지하고, 외기의 위험가스가 선실 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 루버와 댐퍼와 히터의 위치 및 개수는 설계 조건에 따라 적절하게 변경될 수 있다.

10: 엔진 룸
11: 엔진
12: 포드 룸
13: 머시인너리 룸
13a: 댐퍼
14: 스팀 히터
20: 엔진용 공기 흡입 덕트
21: 루버
22: 댐퍼
23: 포드 룸 배기 팬
30: 배기 덕트
31, 33: 댐퍼
32, 52: 루버
40: 팬 룸
50: 공기 히팅 룸
51: 공기 흡입 부
53: 흡입 공기 히터
54: 댐퍼
60: 가열 공기 공급 팬
61: 포드 룸용 공기 공급 팬
62: 머시인너리 룸 공기 공급 팬
110: 선실
120: 공기조화장치
130: 외기 유입유닛
140: 연결 덕트
141: 루버
142: 댐퍼
143: 필터
150: 히팅 장치
F: 송풍 팬
F 1: 흡입 팬
L: 루버

Claims

선실 안에 설치되는 공기조화장치;
외기를 상기 선실 안으로 유입하기 위하여 상기 선실의 외측에 설치되는 외기 유입유닛;
상기 외기 유입유닛을 통해서 유입된 외기를 상기 공기조화장치로 가이드 하기 위하여 상기 외기 유입유닛과 상기 공기조화장치를 연결하는 연결 덕트; 및
상기 외기 유입유닛을 통해서 유입된 외기를 일정 온도로 가열하기 위하여 상기 연결 덕트 안에 설치되는 히팅 장치;를 포함하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 연결 덕트의 입구 측에는 루버와 댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 연결 덕트의 내부에는 흡입된 외기 안에 포함된 이물질을 여과하는 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
선체 내부에 설치되며 내부에 엔진이 설치되는 엔진 룸; 상기 엔진에 프레쉬 공기를 공급하기 위하여 상기 엔진 룸과 연결되어 상기 엔진 룸의 상부 일측에 배치되는 엔진용 공기 흡입 덕트; 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 열 교환하여 배출하도록 상기 엔진 룸의 상부 타측에 배치되는 배기 덕트; 상기 엔진용 공기 흡입 덕트와 상기 배기 덕트 사이에 설치되며, 상기 엔진 룸과 연결되는 팬 룸; 상기 팬 룸의 상부에 설치되며, 외부 극저온의 공기를 흡입하여 일정온도로 가열하는 공기 히팅 룸; 상기 팬 룸 안에 설치되며, 상기 공기 히팅 룸에서 가열된 공기를 상기 엔진 룸에 공급하는 가열 공기 공급 팬; 선실 안에 설치된 공기조화장치; 외기를 상기 선실 안으로 유입하기 위하여 상기 선실의 외측에 설치되는 외기 유입유닛; 상기 외기 유입유닛을 통해서 유입된 외기를 상기 공기조화장치로 가이드 하기 위하여 상기 외기 유입유닛과 상기 공기조화장치를 연결하는 연결 덕트; 및 상기 외기 유입유닛을 통해서 유입된 외기를 일정 온도로 가열하기 위하여 상기 연결 덕트 안에 설치되는 히팅 장치;를 더 포함하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 공기 히팅 룸은 입구 측에 공기 흡입 부, 루버, 흡입 공기 히터, 댐퍼가 구비되고, 상기 배기 덕트 측에는 댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 공기 히팅 룸의 입구 측에는 이물질 유입을 방지하기 위하여 세미 폐쇄형 구조부가 형성되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서
상기 가열 공기 공급 팬은 포드 룸으로 공기를 공급하는 포드 룸용 공기 공급 팬과, 머시인너리 룸으로 공기를 공급하는 머시인너리 룸 공기 공급 팬으로 구성되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 엔진 룸, 상기 포드 룸, 상기 머시인너리 룸 안에는 스팀 히터가 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 엔진용 공기 흡입 덕트에는 상기 포드 룸의 공기를 배기하기 위한 포드 룸 배기 팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 공기 히팅 룸에 유입된 극저온의 공기는 상기 배기 덕트를 통과하는 고온의 배기와 열 교환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 엔진 룸은 써멀 절연체로 절연되고, 상기 팬 룸은 락울(rock wool)로 절연되는 구조인 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 공기 히팅 룸의 입구 측에는 이물질 유입을 방지하기 위하여 세미 폐쇄형 구조부가 형성되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 연결 덕트의 입구 측에는 루버와 댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 연결 덕트의 내부에는 흡입된 외기 안에 포함된 이물질을 여과하는 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 공조 시스템.