KR20200071349A - 극지운항선박의 엔진 및 hvac 흡기구 폐색방지구조 - Google Patents

극지운항선박의 엔진 및 hvac 흡기구 폐색방지구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 엔진 및 HVAC 흡기구 외부에 형성되는 스커틀; 상기 스커틀의 하단 일측 종단에 힌지결합하고, 격자로 구획되어 메쉬로 형성된 프리필터부; 및 상기 스커틀의 하단 일측면에 고정결합하고, 상기 프리필터부의 격자에 상응하는 쐐기형상의 타격구가 배열된 이물질 제거부;를 포함하여서, 상기 프리필터부의 폐색시, 흡기에 의해 상기 프리필터부는 회전하여 상기 이물질 제거부와 충돌하여 상기 메쉬에 흡착된 이물질이 제거되도록 하여서, 흡기구의 흡입력을 저하시키지 않으면서 간단한 구성에 의한 수동적인 방식으로, 결빙된 눈을 제거하여 폐색을 효과적으로 차단할 수 있는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조를 개시한다.

Description

극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조{INTAKE PORT BLOCK PREVENTING STRUCTURE OF ENGINE HVAC IN ARCTIC VESSEL}
본 발명은 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡기구의 흡입력을 저하시키지 않으면서 간단한 구성에 의해 결빙된 눈을 제거하여 폐색을 차단할 수 있는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조에 관한 것이다.
통상, 극지운항선박, 예컨대 극지를 통과하여 운항하는 대형화물선이나, 극지에서의 조난선박의 예인 또는 극지탐사 목적을 수행하는 쇄빙선(ice breaker)은, 혹독한 극지환경에서 운항하여야 하는데, 눈과 같은 이물질이 엔진 및 HVAC(Heating, Ventilation, & Air Conditioning; 공조시스템)의 흡기구에 흡착되어 적층되면서 흡기구를 폐색시킬 위험성이 상존한다.
이에, 극지운항선박은 상부로부터 흡기구로의 눈의 유입을 차단하기 위해 흡기구 외부에 스커틀(scuttle;커버)을 설치하지만, 흡기시 공기 유동에 따라 유입되는 눈을 모두 차단할 수는 없다.
한편, 흡기구에 필터를 설치하여 눈의 유입을 차단할 수는 있으나, 필터를 유지관리하기 위해서는 주기적으로 인력이 투입되어야 하고, 적시의 유지관리가 수행되지 않는 경우 필터의 손상으로 인해 엔진 또는 HVAC의 작동에 문제가 발생할 소지가 있다.
즉, 종래에는, 강설시 눈의 유입을 차단하기 위해 흡기구에 스커틀을 단순 설치하거나, 흡기구 필터의 후단에 여유공간(void space)을 형성하여 엔진 또는 HVAC로 눈이 직접 침투하는 것을 방지하지만, 필터 자체 또는 여유공간에 눈이 결빙되어 고착되어서 흡기구를 폐색시키면 유지관리가 매우 번거로운 문제점이 있다.
이와 관련한 선행기술로서, 한국 등록특허공보 제1825033호가 개시되어 있는데, 일례로, 도 1을 참고하면, 선행기술에 의한 필터재생기는, 케이싱(100)과, 케이싱 내부에 형성되며 망으로 형성된 프리필터(200)와, 복수의 브러시(311)가 회전롤러(312) 외주에 형성되며, 상기 복수의 브러시는 프리필터 표면에 접촉되며, 회전롤러는 프리필터 표면에서 회전 및 왕복운동하는 롤러재생기로 구성되어서, 프리필터(200)를 재생한다.
하지만, 프리필터를 재생하기 위해 별도의 복잡한 구성을 다수 추가하는데 이의 유지관리가 보다 번거로워지며, 파손 또는 손상 발생의 가능성이 높아지고, 흡기구 또는 스커틀의 협소한 공간적 제약으로 추가적인 구성의 설치가 현실적으로 제한된다.
또한, 혹한의 환경에서, 외부로 노출된 전동모터(318)의 정상구동을 보장하기 어렵고, 흡기구의 별도의 구성으로 인해 흡기시 압력손실이 증가하여 엔진구동효율을 저하시킬 수도 있다.
한국 등록특허공보 제1825033호 (필터재생기, 필터재생 공기순환기 및 공기순환기의 필터재생방법. 2018.01.29) 한국 등록실용신안공보 제0121783호 (필터 재생장치. 1996.07.18)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 흡기구의 압력손실을 유발하지 않으면서 별도의 복잡한 구성을 추가하지 않고, 흡기에 의한 흡입력과 프리필터의 자중에 의해서 수동적인 방식으로 프리필터를 효과적으로 유지관리할 수 있는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 엔진 및 HVAC 흡기구 외부에 형성되는 스커틀; 상기 스커틀의 하단 일측 종단에 힌지결합하고, 격자로 구획되어 메쉬로 형성된 프리필터부; 및 상기 스커틀의 하단 일측면에 고정결합하고, 상기 프리필터부의 격자에 상응하는 쐐기형상의 타격구가 배열된 이물질 제거부;를 포함하여서, 상기 프리필터부의 폐색시, 상기 엔진 및 HVAC 흡기구의 흡기에 의해 상기 프리필터부는 회전하여 상기 이물질 제거부와 충돌하여 상기 메쉬에 흡착된 이물질이 제거되는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조를 제공한다.
여기서, 상기 스커틀의 하단에는 개구부가 경사져 형성되고, 상기 스커틀의 하단 타측 종단에는 상기 프리필터부를 지지하는 스토퍼가 형성될 수 있다.
또한, 상기 프리필터부는 격자그룹별로 분할 형성된 다수의 필터모듈로 구성되어 개별 회전가능할 수 있다.
또한, 상기 타격구의 쐐기형상은 상기 격자의 내측공간에 상응하여 형성되되, 상기 메쉬와 접촉하는 상기 타격구의 접촉면에는 메쉬홀에 대향하는 요철이 배열 형성될 수 있다.
또한, 상기 프리필터부의 필터모듈별로 상기 스커틀의 하단에, 힌지축과 베어링과 상기 프리필터부를 상기 이물질 제거부로부터 탄발시키는 탄성부재가 형성될 수 있다.
또한, 상기 이물질 제거부는, 상기 프리필터부와의 접촉 후, 상기 프리필터부의 자중에 의해 하강 회전하도록 전방 방향으로 경사져 형성될 수 있다.
또한, 상기 프리필터부의 상단이 하단보다 하중이 크도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 스커틀의 하단으로 상기 스토퍼로 열선이 설치되어 상기 프리필터부와 접촉 시 상기 격자로 열원을 공급할 수 있다.
본 발명에 의하면, 프리필터부를 흡기구에 힌지결합시켜, 수동적인 방식으로, 폐색시 흡기의 의해 상승 회전시켜 이물질 제거부와 충돌하도록 하여 결빙된 눈을 제거하고 자중에 의해 원위치로 하강 회전시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 프리필터부를 다수의 필터모듈로 구성하여, 폐색된 개별 필터모듈을 흡기에 의해 선별적으로 회전하도록 하여 이물질이 제거되도록 할 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 프리필터부를 탄성부재를 개재하여 힌지결합시켜 프리필터부의 고착을 방지하고, 스토퍼의 열선에 의해 결빙으로 인한 메쉬의 폐색을 원천적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 필터재생기를 예시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조가 적용된 선박을 예시한 것이다.
도 3은 도 2의 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조를 일부 분리하여 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조의 단면 구조를 도시한 것이다.
도 5는 도 2의 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조의 타격구의 형상을 예시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명에 의한 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조가 적용된 선박을 예시한 것이며, 도 3은 도 2의 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조를 일부 분리하여 도시한 것이며, 도 4는 도 3의 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조의 단면 구조를 도시한 것이고, 도 5는 도 2의 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조의 타격구의 형상을 예시한 것이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조는, 전체적으로, 스커틀(110)과, 격자(121)로 구획된 프리필터부(120)와, 프리필터부(120)와 충돌하는 이물질 제거부(130)로 구성되어서, 프리필터부(120)에 흡착되는 이물질을 수동적 방식으로(passively) 제거하여 흡기구 폐색을 방지하는 것을 요지로 한다.
우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 스커틀(scuttle)(110)은, 엔진 및 HVAC 흡기구(10) 외부에 형성된다.
구체적으로, 스커틀(110)의 하단에는 개구부(111)가 일정각도로 경사져 형성되고, 스커틀(110)의 하단 타측 종단에는 프리필터부(120)를 지지하는 스토퍼(112)가 형성된다.
즉, 개구부(111)가 스커틀(110)의 하단에 경사져 형성되어서, 개구부(111)를 통해 엔진 또는 HVAC로 이물질, 예컨대 눈 또는 결빙된 얼음조각이 위로부터나 측면으로부터 쉽게 유입되지 않도록 한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 스커틀(110)의 하단으로 스토퍼(112)로 열선(113)이 설치되어 프리필터부(120)와 접촉 시 전기히터(미도시)에 의해 격자(121)로 열원을 공급하여서, 결빙으로 인한 메쉬(122)의 폐색을 원천적으로 차단할 수도 있다.
다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 프리필터부(120)는, 스커틀(110)의 하단 일측 종단에 힌지결합하고, 격자(121)로 구획되어 메쉬(122)로 형성된다.
예컨대, 프리필터부(120)의 폐색시, 엔진 및 HVAC 흡기구(10)의 흡기에 의해 프리필터부(120)는 회전하여 이물질 제거부(130)와 충돌하여 메쉬(122)에 흡착된 이물질이 물리적 충격에 의해 제거되도록 한다(도 3의 (b) 참조).
한편, 프리필터부(120)는 격자그룹별로 분할 형성된 다수의 필터모듈(120A)로 구성되어 개별적으로 회전가능하도록 구성되어서, 폐색된 개별 필터모듈(120A)만이 흡기에 의해 선별적으로 회전하도록 하여 이물질이 제거되도록 할 수 있다.
여기서, 프리필터부(120)의 필터모듈(120A)별로 스커틀(110)의 하단에, 힌지축(123a)과, 베어링(123b)과, 프리필터부(120)를 이물질 제거부(130)로부터 탄발시키는 탄성부재(미도시)가 형성되어서, 베어링(123b)은 프리필터부(120)의 힌지결합의 내구성을 확보하고, 탄성부재는 이물질 제거부(130)와의 접촉 후 예기치 않은 프리필터부(120)와 이물질 제거부(130)의 고착을 방지한다.
예컨대, 탄성부재는 흡기력에 의한 프리필터부(120)의 회전을 제한하지 않는 탄성력을 가지도록 형성되고, 프리필터부(120)의 자중에 의해서 하강 회전하지 못하는 경우를 대비하여, 탄성력에 의해 프리필터부(120)를 이물질 제거부(130)로부터 강제적으로 분리시켜 프리필터부(120)를 원위치로 회전하도록 할 수도 있다.
다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 이물질 제거부(130)는, 스커틀(110)의 하단 일측면에 고정결합하고, 프리필터부(120)의 격자(121)의 내측공간에 상응하는 쐐기형상의 타격구(131)가 배열 형성된다.
여기서, 도 5에 확대도시된 바와 같이, 타격구(131)의 쐐기형상은 격자의 내측공간에 상응하는 다양한 형상으로 돌출 형성되되, 메쉬(122)와 직접적으로 접촉하는 타격구(131)의 접촉면에는 메쉬홀(122a)에 대향하는 요철(131a)이 배열 형성되어서, 타격구(131)가 메쉬(122)로부터 이물질제거를 보다 쉽게 제거하도록 할 수도 있다.
또한, 이물질 제거부(130)는, 이물질 흡착에 따른 흡기에 의한 회전으로 인한 프리필터부(120)와의 접촉 후, 프리필터부(120)의 자중에 의해 쉽게 하강 회전하도록 전방 방향으로 예를 들면, 1° 내지 3°로 경사져 형성될 수도 있다.
또는, 프리필터부(120)의 상단이 하단보다 하중이 크도록 형성되어, 프리필터부(120)의 무게중심이 힌지축(123a)보다는 상단으로 치우치도록 하여서 프리필터부(120)의 자중에 의한 하강 회전을 보다 쉽게 할 수도 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조의 구성에 의해서, 본 발명에 의하면, 프리필터부를 흡기구에 힌지결합시켜, 수동적인 방식으로, 폐색시 흡기의 의해 상승 회전시켜 이물질 제거부와 충돌하도록 하여 결빙된 눈을 제거하고 자중에 의해 원위치로 하강 회전시킬 수 있으며, 프리필터부를 다수의 필터모듈로 구성하여, 폐색된 개별 필터모듈을 흡기에 의해 선별적으로 회전하도록 하여 이물질이 제거되도록 할 수 있고, 프리필터부를 탄성부재를 개재하여 힌지결합시켜 프리필터부의 고착을 방지하고, 스토퍼의 열선에 의해 결빙으로 인한 메쉬의 폐색을 원천적으로 차단할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10 : 엔진 및 HVAC 흡기구
110 : 스커틀 111 : 개구부
112 : 스토퍼 113 : 열선
120 : 프리필터부 120A : 필터모듈
121 : 격자 122 : 메쉬
122a : 메쉬홀 123a : 힌지축
123b : 베어링 130 : 이물질 제거부
131 : 타격구 131a : 요철

Claims (8)

  1. 엔진 및 HVAC 흡기구 외부에 형성되는 스커틀;
    상기 스커틀의 하단 일측 종단에 힌지결합하고, 격자로 구획되어 메쉬로 형성된 프리필터부; 및
    상기 스커틀의 하단 일측면에 고정결합하고, 상기 프리필터부의 격자에 상응하는 쐐기형상의 타격구가 배열된 이물질 제거부;를 포함하여서, 상기 프리필터부의 폐색시, 상기 엔진 및 HVAC 흡기구의 흡기에 의해 상기 프리필터부는 회전하여 상기 이물질 제거부와 충돌하여 상기 메쉬에 흡착된 이물질이 제거되는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스커틀의 하단에는 개구부가 경사져 형성되고, 상기 스커틀의 하단 타측 종단에는 상기 프리필터부를 지지하는 스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리필터부는 격자그룹별로 분할 형성된 다수의 필터모듈로 구성되어 개별 회전가능한 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 타격구의 쐐기형상은 상기 격자의 내측공간에 상응하여 형성되되, 상기 메쉬와 접촉하는 상기 타격구의 접촉면에는 메쉬홀에 대향하는 요철이 배열 형성되는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 프리필터부의 필터모듈별로 상기 스커틀의 하단에, 힌지축과 베어링과 상기 프리필터부를 상기 이물질 제거부로부터 탄발시키는 탄성부재가 형성되는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이물질 제거부는, 상기 프리필터부와의 접촉 후, 상기 프리필터부의 자중에 의해 하강 회전하도록 전방 방향으로 경사져 형성되는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리필터부의 상단이 하단보다 하중이 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 스커틀의 하단으로 상기 스토퍼로 열선이 설치되어 상기 프리필터부와 접촉 시 상기 격자로 열원을 공급하는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 엔진 및 HVAC 흡기구 폐색방지구조.
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