KR20220025362A - Exhaust system - Google Patents

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KR20220025362A
KR20220025362A KR1020200105973A KR20200105973A KR20220025362A KR 20220025362 A KR20220025362 A KR 20220025362A KR 1020200105973 A KR1020200105973 A KR 1020200105973A KR 20200105973 A KR20200105973 A KR 20200105973A KR 20220025362 A KR20220025362 A KR 20220025362A
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exhaust gas
exhaust
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air duct
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KR1020200105973A
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김민우
전승배
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an exhaust system. The exhaust system according to one embodiment of the present invention comprises: an exhaust gas pipe which discharges exhaust gas of high temperature generated from the inside toward the outside; an exhaust air duct which warms low temperature air of an indoor room to a set temperature by using the exhaust gas of high temperature and discharges the same outwards, wherein at least a part thereof is connected with the exhaust gas pipe; and a shell tube heat exchanger which is formed in at least a part of a connection section between the exhaust gas pipe and the exhaust air duct. The exhaust system reduces noise and vibration, and has a structure advantageous in terms of maintenance.

Description

배기 시스템{EXHAUST SYSTEM}exhaust system {EXHAUST SYSTEM}

본 발명은 배기 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 엔진 폐열 및 굴뚝효과를 활용하여, 구동부가 없어 소음, 진동이 감소되며, 유지보수가 불필요하고, 버려지는 고온/고압 배기가스를 이용하므로 에너지를 절약할 수 있으며, 배기가스 온도를 낮게 배출하므로 열오염을 최소화할 수 있어 친환경적인 배기 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust system, and more particularly, by utilizing engine waste heat and chimney effect in ships, ships, and offshore plants, etc. It relates to an eco-friendly exhaust system because it is possible to save energy by using exhaust gas and to minimize thermal pollution by discharging the exhaust gas temperature at a low temperature.

주지된 바와 같이, 함정, 선박, 해양플랜트 등에는 내부의 공기를 바깥으로 배출하기 위해 배기 시스템이 필요하다. As is well known, ships, ships, offshore plants, etc. require an exhaust system to exhaust the air from the inside to the outside.

종래의 경우, 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위해 주로 벤틸레이션 팬(ventilation fan)이 이용되었다. In the conventional case, a ventilation fan is mainly used in order to discharge internal air to the outside in ships, ships, offshore plants, and the like.

그런데, 벤틸레이션 팬의 경우 구동 시 큰 소음 및 진동이 유발되는 단점이 있었다. However, in the case of the ventilation fan, there is a disadvantage in that a large noise and vibration are induced during operation.

또한, 벤틸레이션 팬은 지속적인 관리 및 구동부의 유지보수가 필요한 불편이 따랐다. In addition, the ventilation fan was accompanied by the inconvenience of requiring continuous management and maintenance of the drive unit.

게다가, 종래의 경우 함정, 선박, 해양플랜트 등의 배기 시스템을 운용하기 위해 벤틸레이션 팬의 구동에 많은 전력이 소모되는 단점이 있었다. In addition, in the conventional case, there is a disadvantage in that a lot of power is consumed to drive the ventilation fan in order to operate an exhaust system of a ship, a ship, an offshore plant, and the like.

한편, 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 보일러, 엔진 또는 터빈 등을 가동하게 되면 필연적으로 고온/고압의 배기가스가 발생한다. 예를 들어, 일반적인 상선의 경우 대략 섭씨300~350도의 고온의 배기가스가 발생하게 된다.On the other hand, when a boiler, engine, or turbine is operated in a ship, ship, or offshore plant, etc., high temperature/high pressure exhaust gas is inevitably generated. For example, in the case of a general merchant ship, a high-temperature exhaust gas of approximately 300 to 350 degrees Celsius is generated.

이렇게 발생된 고온/고압의 배기가스는 배기가스관을 통해 외부로 배출시키는데, 만일 배기가스에 포함된 고온의 열을 별도로 활용하지 않고서 그대로 외부로 방출시키게 되면, 고온의 배기가스로 인해 주위 대기의 열 오염 문제가 발생되는 심각한 문제점이 있었다. The high-temperature/high-pressure exhaust gas generated in this way is discharged to the outside through the exhaust gas pipe. If the high-temperature heat contained in the exhaust gas is released to the outside without using it separately, the heat of the surrounding atmosphere is caused by the high-temperature exhaust gas. There was a serious problem that the pollution problem occurred.

따라서, 함정, 선박, 해양플랜트 등의 배기 시스템에 있어서, 구동 시 소음 및 진동을 줄이고, 유지보수가 불필요하며, 폐기되는 고온/고압의 배기가스를 이용하여 에너지를 절약하고, 주위 대기의 열 오염을 최소화할 수 있는 개선된 배기 시스템의 개발이 시급한 실정이다. Therefore, in the exhaust system of ships, ships, offshore plants, etc., noise and vibration are reduced during operation, maintenance is unnecessary, energy is saved by using the discarded high temperature/high pressure exhaust gas, and thermal pollution of the surrounding atmosphere There is an urgent need to develop an improved exhaust system that can minimize the

본 발명과 관련된 선행문헌으로서, 선박용 벤틸레이터(대한민국 공개특허공보 제2013-0065182호)가 있다.As a prior document related to the present invention, there is a ventilator for ships (Korean Patent Publication No. 2013-0065182).

대한민국 공개특허공보 제2013-0065182호Republic of Korea Patent Publication No. 2013-0065182

본 발명의 목적은 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 엔진 폐열 및 굴뚝효과를 활용한 배기 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an exhaust system utilizing engine waste heat and a chimney effect in ships, ships, offshore plants, and the like.

본 발명의 목적은 소음, 진동을 감소시키고, 유지보수 측면에서 유리한 구조의 배기 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an exhaust system having a structure advantageous in terms of maintenance and reducing noise and vibration.

본 발명의 목적은 버려지는 고온/고압 배기가스를 이용하므로 에너지를 절약할 수 있으며, 배기가스 온도를 낮게 배출하므로 열오염을 최소화할 수 있어 친환경적인 배기 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an eco-friendly exhaust system that can save energy by using the high-temperature/high-pressure exhaust gas that is thrown away, and can minimize thermal pollution by discharging the exhaust gas at a low temperature.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기 시스템은, 내부에서 발생된 고온의 배기가스를 외부로 배출시키는 배기가스관; 기 배기가스관과 적어도 일부가 연결되며, 실내 룸의 저온 공기를 상기 고온의 배기가스를 이용하여 설정 온도로 데운 후 외부로 배출시키는 배기공기덕트; 및 상기 배기가스관과 상기 배기공기덕트 간의 적어도 일부 연결 구간에 형성되는 쉘 튜브 열교환기;를 포함한다.An exhaust system according to an embodiment of the present invention includes: an exhaust gas pipe for discharging high-temperature exhaust gas generated therein to the outside; an exhaust air duct connected at least in part to the exhaust gas pipe, the low-temperature air in the indoor room is heated to a set temperature using the high-temperature exhaust gas, and then discharged to the outside; and a shell tube heat exchanger formed in at least a partial connection section between the exhaust gas pipe and the exhaust air duct.

상기 배기가스관은, 관 몸체의 하단에 형성되며, 보일러, 엔진, 터빈 중 적어도 하나로부터 배출된 고온의 배기가스가 유입되는 배기가스관 입구부; 상기 배기가스관 입구부로 유입된 고온의 배기가스를 실내 룸 저온 공기와 열교환시켜, 상기 고온의 배기가스의 온도를 낮추는 배기가스관 열교환부; 및 상기 배기가스관 입구부의 상부에 위치하도록 관 몸체의 상단에 형성되며, 상기 배기가스관 열교환부를 통과한 후 상대적으로 온도가 낮춰진 저온의 배기가스를 배출시키는 배기가스관 출구부;를 포함한다.The exhaust gas pipe may include: an exhaust gas pipe inlet formed at the lower end of the pipe body, into which high-temperature exhaust gas discharged from at least one of a boiler, an engine, and a turbine is introduced; an exhaust gas pipe heat exchange unit for heat-exchanging the high-temperature exhaust gas introduced into the exhaust gas pipe inlet with low-temperature air in the indoor room to lower the temperature of the high-temperature exhaust gas; and an exhaust gas pipe outlet formed at the upper end of the pipe body to be positioned above the exhaust gas pipe inlet, and discharging low-temperature exhaust gas whose temperature is relatively lowered after passing through the exhaust gas pipe heat exchange unit.

상기 배기공기덕트는, 상기 배기가스관 입구부와 나란하게 상하로 설치되며, 실내 룸의 저온 공기가 유입되는 배기공기덕트 입구부; 상기 배기가스관 열교환부와 동일 구간상에 위치하며, 상기 배기공기덕트 입구부로 유입된 저온 공기를 상기 배기가스관 열교환부를 유동하는 고온의 배기가스와 열교환시켜, 상기 저온 공기의 온도를 높이는 배기공기덕트 열교환부; 및 상기 배기공기덕트 입구부의 상부에 위치하며, 상기 배기공기덕트 열교환부를 통과한 후 상대적으로 온도가 높아진 고온의 공기를 배출시키는 배기공기덕트 출구부;를 포함한다.The exhaust air duct may include: an exhaust air duct inlet installed vertically in parallel with the exhaust gas pipe inlet, and through which low-temperature air from an indoor room is introduced; Exhaust air duct heat exchange that is located on the same section as the exhaust gas pipe heat exchange part and heats the low-temperature air introduced into the exhaust air duct inlet part with the high-temperature exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe heat exchange part to increase the temperature of the low-temperature air wealth; and an exhaust air duct outlet located above the exhaust air duct inlet and discharging high-temperature air having a relatively high temperature after passing through the exhaust air duct heat exchange.

상기 배기공기덕트 열교환부를 통과하여 온도가 높아진 고온의 공기는 밀도가 낮아져 굴뚝효과에 의해 상부 방향으로 신속 배출되고, 상대적으로 밀도가 높은 저온의 공기는 밀도가 낮은 상기 배기공기덕트 열교환부를 향해 유동할 수 있다.The high-temperature air, which has passed through the exhaust air duct heat exchange unit, has a lower density and is rapidly discharged upward by the chimney effect, and the low-temperature air with a relatively high density flows toward the low-density exhaust air duct heat exchange unit. can

상기 배기공기덕트 입구부에는 적어도 하나의 넌 리턴 댐퍼(non-return damper)가 더 구비되고, 상기 넌 리턴 댐퍼는 배기가스의 누출 시, 상기 누출된 배기가스가 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.At least one non-return damper is further provided at the inlet of the exhaust air duct, and the non-return damper may block the leaking exhaust gas from flowing into the exhaust gas when it leaks.

상기 쉘 튜브 열교환기는, 서로 독립된 유동경로를 갖는 쉘과 튜브를 포함하며, 상기 배기가스관 열교환부는 상기 튜브로 형성되어 상기 튜브를 통해 배기가스가 유동하며, 상기 배기공기덕트 열교환부는 상기 튜브를 감싸는 상기 쉘로 형성되어 상기 쉘을 통해 공기가 유동할 수 있다. The shell tube heat exchanger includes a shell and a tube having independent flow paths, the exhaust gas pipe heat exchanger is formed of the tube so that exhaust gas flows through the tube, and the exhaust air duct heat exchanger surrounds the tube. It is formed as a shell so that air can flow through the shell.

상기 배기 시스템은, 함정, 선박, 해양플랜트 중 어느 하나에 적용될 수 있다. The exhaust system may be applied to any one of ships, ships, and offshore plants.

본 발명인 배기 시스템에 의하면 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 엔진 폐열 및 굴뚝효과를 활용하여, 구동부가 없어 소음, 진동이 감소되며, 유지보수가 불필요하고, 버려지는 고온/고압 배기가스를 이용하므로 에너지를 절약할 수 있으며, 배기가스 온도를 낮게 배출하므로 열오염을 최소화할 수 있어 친환경적인 장점이 있다. According to the exhaust system of the present invention, by utilizing engine waste heat and chimney effect in ships, ships, offshore plants, etc., noise and vibration are reduced because there is no driving part, maintenance is unnecessary, and energy is saved because high temperature / high pressure exhaust gas is used. It can save money, and since the exhaust gas temperature is lowered, thermal pollution can be minimized, which has the advantage of being eco-friendly.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 폐열 및 굴뚝효과를 활용한 배기 시스템을 간략히 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 "C-C" 구간 단면을 확대한 단면도이다. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating an exhaust system utilizing engine waste heat and a chimney effect according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a section “CC” of FIG. 1 .

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.In the following, that an arbitrary component is disposed on the "upper (or lower)" of a component or "upper (or below)" of a component means that any component is disposed in contact with the upper surface (or lower surface) of the component. Furthermore, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It should be understood that “or, each component may be “connected,” “coupled,” or “connected,” through another component.

함정, 선박, 해양플랜트 등에는 내부의 공기를 바깥으로 배출하기 위해 배기 시스템이 필요하다. 그런데 종래 기술에 따르면 주로 벤틸레이션 팬(ventilation fan)을 이용하였으며, 이로 인해 구동 시 소음 및 진동 유발의 문제점이 있었다. 그리고 벤틸레이션 팬의 유지보수에 불편이 따랐으며, 전력 소모 측면에서 문제점이 있었다. Vessels, ships, and offshore plants require an exhaust system to exhaust air from the inside to the outside. However, according to the prior art, a ventilation fan is mainly used, which causes noise and vibration during operation. And the maintenance of the ventilation fan was inconvenient, and there was a problem in terms of power consumption.

그런데, 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 보일러, 엔진 또는 터빈 등을 가동하게 되면 고온/고압의 배기가스가 발생하며, 고온/고압의 배기가스는 배기가스관을 통해 외부로 배출된다. However, when a boiler, engine, or turbine is operated in a ship, ship, or offshore plant, high temperature/high pressure exhaust gas is generated, and the high temperature/high pressure exhaust gas is discharged to the outside through an exhaust gas pipe.

본 발명의 실시예에 따르는 배기 시스템은 이러한 고온/고압의 배기가스를 그대로 외부로 방출시키지 않고서 배기가스의 폐열을 활용하고, 이와 함께 굴뚝 효과를 이용함으로써, 기존의 벤틸레이션 팬 없이도 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. The exhaust system according to an embodiment of the present invention utilizes waste heat of exhaust gas without discharging such high temperature/high pressure exhaust gas to the outside as it is, and uses the chimney effect together with it, so that ships, ships, In an offshore plant, etc., the air inside can be discharged to the outside.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 배기 시스템에 관하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, an exhaust system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도면에서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 폐열 및 굴뚝효과를 활용한 배기 시스템을 간략히 도시한 개념도이다. 그리고 도 2는 도 1의 "C-C" 구간 단면을 확대한 단면도이다. In the drawings, FIG. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating an exhaust system utilizing engine waste heat and a chimney effect according to an embodiment of the present invention. And FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a section "C-C" of FIG. 1 .

본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 폐열 및 굴뚝효과를 활용한 배기 시스템(100)은 배기가스관(110), 배기공기덕트(120), 및 쉘 튜브 열교환기(130)를 포함한다. The exhaust system 100 utilizing engine waste heat and a chimney effect according to an embodiment of the present invention includes an exhaust gas pipe 110 , an exhaust air duct 120 , and a shell tube heat exchanger 130 .

배기가스관(110)은 내부에서 발생된 고온의 배기가스를 외부로 배출시키도록 형성될 수 있다. The exhaust gas pipe 110 may be formed to discharge the high-temperature exhaust gas generated therein to the outside.

배기공기덕트(120)는 상기 배기가스관(110)과 적어도 일부가 연결되며, 실내 룸의 저온 공기를 상기 고온의 배기가스를 이용하여 설정 온도로 데운 후 외부로 배출시킨다. At least a part of the exhaust air duct 120 is connected to the exhaust gas pipe 110 , and the low-temperature air in the indoor room is heated to a set temperature using the high-temperature exhaust gas and then discharged to the outside.

쉘 튜브 열교환기(130)는 상기 배기가스관(110)과 상기 배기공기덕트(120) 간의 적어도 일부 연결 구간에 형성될 수 있다. The shell tube heat exchanger 130 may be formed in at least a partial connection section between the exhaust gas pipe 110 and the exhaust air duct 120 .

구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에 따르면 배기가스관(110)은, 배기가스관 입구부(111), 배기가스관 열교환부(115), 및 배기가스관 출구부(113)를 포함한다. Specifically, according to an embodiment of the present invention, the exhaust gas pipe 110 includes an exhaust gas pipe inlet 111 , an exhaust gas pipe heat exchange unit 115 , and an exhaust gas pipe outlet 113 .

배기가스관 입구부(111)는 관 몸체의 하단에 형성되며, 보일러, 엔진, 터빈 중 적어도 하나로부터 배출된 고온의 배기가스(G1)가 유입될 수 있다.The exhaust gas pipe inlet 111 is formed at the lower end of the pipe body, and the high-temperature exhaust gas G1 discharged from at least one of a boiler, an engine, and a turbine may be introduced.

배기가스관 열교환부(115)는 상기 배기가스관 입구부(111)로 유입된 고온의 배기가스(G1)를 실내 룸 저온 공기(A1)와 열교환시켜, 상기 고온의 배기가스(G1)의 온도를 낮추는 역할을 한다. The exhaust gas pipe heat exchange unit 115 heat-exchanges the high-temperature exhaust gas (G1) introduced into the exhaust gas pipe inlet part 111 with the indoor room low-temperature air (A1) to lower the temperature of the high-temperature exhaust gas (G1). plays a role

배기가스관 출구부(113)는 상기 배기가스관 입구부(111)의 상부에 위치하도록 관 몸체의 상단에 형성되며, 상기 배기가스관 열교환부(115)를 통과한 후 상대적으로 온도가 낮춰진 저온의 배기가스(G2)를 배출시킬 수 있다. The exhaust gas pipe outlet part 113 is formed at the upper end of the pipe body to be positioned above the exhaust gas pipe inlet part 111 , and after passing through the exhaust gas pipe heat exchange part 115 , the low-temperature exhaust gas whose temperature is relatively lowered. The gas G2 may be discharged.

구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에 따르면 배기공기덕트(120)는, 배기공기덕트 입구부(121), 배기공기덕트 열교환부(125), 및 배기공기덕트 출구부(123)를 포함한다. Specifically, according to the embodiment of the present invention, the exhaust air duct 120 includes an exhaust air duct inlet 121 , an exhaust air duct heat exchange part 125 , and an exhaust air duct outlet 123 . .

배기공기덕트 입구부(121)는 상기 배기가스관 입구부(111)와 나란하게 상하로 설치되며, 실내 룸의 저온 공기(A1)가 유입될 수 있다.The exhaust air duct inlet 121 is installed vertically in parallel with the exhaust gas pipe inlet 111, and the low-temperature air A1 of the indoor room can be introduced.

배기공기덕트 열교환부(125)는 상기 배기가스관 열교환부(115)와 동일 구간상에 위치하며, 상기 배기공기덕트 입구부(121)로 유입된 저온 공기(A1)를 상기 배기가스관 열교환부(115)를 유동하는 고온의 배기가스(G1)와 열교환시켜, 상기 저온 공기(A1)의 온도를 높이는 역할을 한다. The exhaust air duct heat exchange unit 125 is located on the same section as the exhaust gas pipe heat exchange unit 115 and converts the low-temperature air A1 introduced into the exhaust air duct inlet 121 to the exhaust gas pipe heat exchange unit 115 . ) by exchanging heat with the flowing high-temperature exhaust gas (G1), and serves to increase the temperature of the low-temperature air (A1).

배기공기덕트 출구부(123)는 상기 배기공기덕트 입구부(121)의 상부에 위치하며, 상기 배기공기덕트 열교환부(125)를 통과한 후 상대적으로 온도가 높아진 고온의 공기(A2)를 배출시킬 수 있다. The exhaust air duct outlet part 123 is located above the exhaust air duct inlet part 121, and after passing through the exhaust air duct heat exchange part 125, the relatively high temperature air A2 is discharged. can do it

이와 같이 구성됨에 따라, 본 발명의 실시예에 의하면 배기공기덕트 열교환부(125)를 통과하여 온도가 높아진 고온의 공기(A2)는 밀도가 낮아져 굴뚝효과에 의해 부력이 발생하여 상부 방향(즉, 바깥 방향)을 향해 신속하게 배출될 수 있다. 또한, 상대적으로 밀도가 높은 룸 내부의 공기, 즉 저온의 공기(A1)는 밀도가 낮은 상기 배기공기덕트 열교환부(125)로 빨려가게 된다. 이로써, 별도의 벤틸레이션 팬 등과 같은 구동부가 필요하지 않게 되어 소음, 진동이 감소되며, 유지보수가 불필요한 장점이 있다. 그리고 버려지는 고온/고압의 배기가스를 이용하므로 에너지 절약 측면에서 효과적이며, 배기가스 온도를 낮춘 후 외부로 배출시킴에 따라 대기의 열오염을 최소화할 수 있어 친환경적이다. According to this configuration, according to the embodiment of the present invention, the high-temperature air A2 having a higher temperature by passing through the exhaust air duct heat exchange unit 125 has a lower density and buoyancy is generated by the chimney effect in the upper direction (that is, outward) can be rapidly discharged. In addition, the relatively high-density air inside the room, that is, the low-temperature air A1, is sucked into the exhaust air duct heat exchange unit 125 having a low density. Accordingly, a driving unit such as a separate ventilation fan is not required, so noise and vibration are reduced, and maintenance is unnecessary. In addition, it is effective in terms of energy saving because it uses the high-temperature/high-pressure exhaust gas that is wasted, and it is eco-friendly as it can minimize the thermal pollution of the atmosphere by lowering the exhaust gas temperature and then discharging it to the outside.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 배기공기덕트 입구부(121)에는 적어도 하나의 넌 리턴 댐퍼(non-return damper)(127)가 더 구비될 수 있다. 상기 넌 리턴 댐퍼(127)는 배기가스의 누출 시, 상기 누출된 배기가스가 내부로 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, at least one non-return damper 127 may be further provided at the exhaust air duct inlet 121 . When the exhaust gas leaks, the non-return damper 127 serves to block the leaked exhaust gas from flowing into the inside.

본 발명에서의 쉘 튜브 열교환기(130)는 서로 다른 유체, 즉 배기가스와 실내 공기가 각각 독립적으로 유동하는 서로 분리된 유동경로를 갖는 쉘(131)과 튜브(133)를 포함한다. 상기 배기가스관 열교환부(115)는 상기 튜브(133)로 형성되어 상기 튜브(133)를 통해 배기가스가 유동하며, 상기 배기공기덕트 열교환부(125)는 상기 튜브(133)를 감싸는 상기 쉘(131)로 형성되어 상기 쉘(131)을 통해 공기가 유동하도록 구성될 수 있다. The shell tube heat exchanger 130 in the present invention includes a shell 131 and a tube 133 having separate flow paths through which different fluids, ie, exhaust gas and indoor air, flow independently from each other. The exhaust gas pipe heat exchange unit 115 is formed of the tube 133 so that exhaust gas flows through the tube 133 , and the exhaust air duct heat exchange unit 125 includes the shell surrounding the tube 133 . 131) to allow air to flow through the shell 131.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따르는 배기 시스템(100)은, 함정, 선박, 해양플랜트 중 어느 하나에 적용될 수 있다. The exhaust system 100 according to the embodiment of the present invention as described above may be applied to any one of ships, ships, and offshore plants.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 함정, 선박, 해양플랜트 등에서 엔진 폐열 및 굴뚝효과를 활용할 수 있어 친환경적인 장점이 있다. 특히, 구동부가 없어 소음, 진동이 감소되는 장점이 있으며, 유지보수가 불필요한 장점이 있다. 나아가, 버려지는 고온/고압 배기가스를 이용하므로 에너지를 절약할 수 있으며, 배기가스 온도를 낮게 배출하므로 열오염을 최소화할 수 있어 친환경적이다.As described above, according to the configuration and operation of the present invention, it is possible to utilize engine waste heat and chimney effect in ships, ships, offshore plants, etc., and thus there is an environmental-friendly advantage. In particular, there is an advantage that noise and vibration are reduced because there is no driving part, and there is an advantage that maintenance is unnecessary. Furthermore, energy can be saved by using the discarded high-temperature/high-pressure exhaust gas, and since the exhaust gas temperature is discharged low, thermal pollution can be minimized, which is eco-friendly.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification. It is obvious that variations can be made. In addition, although the effects of the configuration of the present invention are not explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the configuration should also be recognized.

A1, A2: 공기
G1, G2: 배기가스
100: 배기 시스템
110: 배기가스관
111: 배기가스관 입구부
113: 배기가스관 출구부
115: 배기가스관 열교환부
120: 배기공기덕트
121: 배기공기덕트 입구부
123: 배기공기덕트 출구부
125: 배기공기덕트 열교환부
127: 넌 리턴 댐퍼(non-return damper)
130: 쉘 튜브 열교환기
131: 쉘
133: 튜브A1, A2: air
G1, G2: exhaust gas
100: exhaust system
110: exhaust gas pipe
111: exhaust gas pipe inlet
113: exhaust gas pipe outlet
115: exhaust gas pipe heat exchange unit
120: exhaust air duct
121: exhaust air duct inlet
123: exhaust air duct outlet
125: exhaust air duct heat exchange unit
127: non-return damper (non-return damper)
130: shell tube heat exchanger
131: shell
133: tube

Claims (7)

내부에서 발생된 고온의 배기가스를 외부로 배출시키는 배기가스관;
상기 배기가스관과 적어도 일부가 연결되며, 실내 룸의 저온 공기를 상기 고온의 배기가스를 이용하여 설정 온도로 데운 후 외부로 배출시키는 배기공기덕트; 및
상기 배기가스관과 상기 배기공기덕트 간의 적어도 일부 연결 구간에 형성되는 쉘 튜브 열교환기;
를 포함하는 배기 시스템.
an exhaust gas pipe for discharging the high-temperature exhaust gas generated from the inside to the outside;
an exhaust air duct connected at least in part to the exhaust gas pipe, the low-temperature air in the indoor room is heated to a set temperature using the high-temperature exhaust gas, and then discharged to the outside; and
a shell tube heat exchanger formed in at least a partial connection section between the exhaust gas pipe and the exhaust air duct;
Exhaust system comprising
 제1항에 있어서,
상기 배기가스관은,
관 몸체의 하단에 형성되며, 보일러, 엔진, 터빈 중 적어도 하나로부터 배출된 고온의 배기가스가 유입되는 배기가스관 입구부;
상기 배기가스관 입구부로 유입된 고온의 배기가스를 실내 룸 저온 공기와 열교환시켜, 상기 고온의 배기가스의 온도를 낮추는 배기가스관 열교환부; 및
상기 배기가스관 입구부의 상부에 위치하도록 관 몸체의 상단에 형성되며, 상기 배기가스관 열교환부를 통과한 후 상대적으로 온도가 낮춰진 저온의 배기가스를 배출시키는 배기가스관 출구부;
를 포함하는 배기 시스템.
According to claim 1,
The exhaust gas pipe is
an exhaust gas pipe inlet formed at the lower end of the tube body, into which high-temperature exhaust gas discharged from at least one of a boiler, an engine, and a turbine is introduced;
an exhaust gas pipe heat exchange unit that heat-exchanges the high-temperature exhaust gas introduced into the exhaust gas pipe inlet with the low-temperature air of the indoor room to lower the temperature of the high-temperature exhaust gas; and
an exhaust gas pipe outlet formed at the upper end of the pipe body to be positioned above the exhaust gas pipe inlet, and discharging low-temperature exhaust gas having a relatively lower temperature after passing through the exhaust gas pipe heat exchange part;
Exhaust system comprising
 제2항에 있어서,
상기 배기공기덕트는,
상기 배기가스관 입구부와 나란하게 상하로 설치되며, 실내 룸의 저온 공기가 유입되는 배기공기덕트 입구부;
상기 배기가스관 열교환부와 동일 구간상에 위치하며, 상기 배기공기덕트 입구부로 유입된 저온 공기를 상기 배기가스관 열교환부를 유동하는 고온의 배기가스와 열교환시켜, 상기 저온 공기의 온도를 높이는 배기공기덕트 열교환부; 및
상기 배기공기덕트 입구부의 상부에 위치하며, 상기 배기공기덕트 열교환부를 통과한 후 상대적으로 온도가 높아진 고온의 공기를 배출시키는 배기공기덕트 출구부;
를 포함하는 배기 시스템.
3. The method of claim 2,
The exhaust air duct is
an exhaust air duct inlet installed vertically in parallel with the exhaust gas pipe inlet, through which low-temperature air from an indoor room is introduced;
Exhaust air duct heat exchange that is located on the same section as the exhaust gas pipe heat exchange part and heats the low-temperature air introduced into the exhaust air duct inlet part with the high-temperature exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe heat exchange part to increase the temperature of the low-temperature air wealth; and
an exhaust air duct outlet located above the exhaust air duct inlet and discharging high-temperature air having a relatively high temperature after passing through the exhaust air duct heat exchange;
Exhaust system comprising
 제3항에 있어서,
상기 배기공기덕트 열교환부를 통과하여 온도가 높아진 고온의 공기는 밀도가 낮아져 굴뚝효과에 의해 상부 방향으로 신속 배출되는 것을 특징으로 하는
배기 시스템.
4. The method of claim 3,
The high-temperature air, which has passed through the exhaust air duct heat exchange unit, has a lower density and is rapidly discharged upward due to the chimney effect.
exhaust system.
 제3항에 있어서,
상기 배기공기덕트 입구부에는 적어도 하나의 넌 리턴 댐퍼(non-return damper)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는
배기 시스템.
4. The method of claim 3,
At least one non-return damper is further provided at the inlet of the exhaust air duct
exhaust system.
 제3항에 있어서,
상기 쉘 튜브 열교환기는, 서로 독립된 유동경로를 갖는 쉘과 튜브를 포함하며,
상기 배기가스관 열교환부는 상기 튜브로 형성되어 상기 튜브를 통해 배기가스가 유동하며, 상기 배기공기덕트 열교환부는 상기 튜브를 감싸는 상기 쉘로 형성되어 상기 쉘을 통해 공기가 유동하는 것을 특징으로 하는
배기 시스템.
4. The method of claim 3,
The shell tube heat exchanger includes a shell and a tube having flow paths independent of each other,
The exhaust gas pipe heat exchange part is formed of the tube so that exhaust gas flows through the tube, and the exhaust air duct heat exchange part is formed of the shell surrounding the tube, characterized in that air flows through the shell.
exhaust system.
 제1항에 있어서,
상기 배기 시스템은,
함정, 선박, 해양플랜트 중 어느 하나의 배기 시스템인 것을 특징으로 하는
배기 시스템.The method of claim 1,
The exhaust system is
Characterized in that the exhaust system of any one of ships, ships, and offshore plants
exhaust system.
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