The fuel oil used for ships has the viscosity higher than the fuel used for general vehicles and contain impurities, so it’s exhaust gas results in the environment pollution. There have been studies actively conducted to examine alternative fuels for improving the quality of the marine fuel oil. It is, however, necessary to test the quality of fuel for mega ships, by conducting the simulation test using reduced-size models, before the demonstration step, because it takes too much cost and time to directly perform the demonstration of alternative fuels. This study, therefore, developed a 30-liter small-size boiler similar to the ship system and performed an initial fuel test by applying MGO to it. The findings show that the amount of nitrogen oxide to which 4% of the standard oxide level was applied was about 24.69ppm, when the oxide level was 10.02%, with the CO2 of 8.02%, the exhaust gas temperature of 291.15℃ and the combustion efficiency of about 74.53%, indicating that it will be necessary to conduct various studies through the ratio control in the future.

Recently, air pollution from fossil fuels is at a serious level, and the IMO proposes to reduce greenhouse gas emissions by about 70% by 2050, and controls greenhouse gas emissions by applying the energy efficiency disign index(EEDI) to each ship type. In this study, the marine fuel oil viscosity of MGO, MDO, HFO and CGO according to the temperature change was compared and measured and the difference was analyzed. As a result, the viscosity of CGO was 3.32mPa·s, which was almost similar to MGO(3.40mPa·s) and MDO(3.51mPa·s) so it was judged that it could be used as a marine fuel, and it was found that there was a significant difference with HFO at P<0.01 there was.

선박용 연료유가 연소하는 과정에서 배출되는 오염물질은 대기오염을 유발하고 인체에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그에 따라, IMO에서는 선박에서 배출되는 오염물질을 규제하고 있다. 하지만 입자상물질(Particulate matter: PM)에 대한 규제는 아직 논의단계에 있으므로 선제적인 대응이 필요하다. 그러기 위해서는 입자상물질에 대한 기초적인 연구가 필수적이다. 이번 연구에서는 해상용 연료유에서 발생하는 입자상물질의 기초 데이터 구축을 위해 선박 디젤 엔진에 사용되는 연료유의 무차원 광소멸계수(Ke)를 계측하여 분석하였다. 특성 비교를 위해 육상 디젤 엔진에 사용되는 연료유를 같은 방법으로 측정하였다. 두 연료유는 황함유량과 밀도에서 차이가 난다. 무차원 광소멸계수(Ke)는 633 nm의 레이저를 이용하여 광학적인 방법으로 측정하고 중력식 필터법에 의해 채집된 입자상물질의 체적분율을 이용하여 결정하였다. 선박용 연료유에서 배출되는 입자상물질의 무차원 광소멸계수(Ke)는 8.28이고, 육상용 연료유는 8.44 이다. 두 연료유의 무차원 광소멸계수(Ke)는 측정 불확도 범위내에서 거의 유사하였다. 하지만 Rayleigh limit 해법에서 구한 값과의 비교를 통해 광산란 비중이 클 수 있는 부분과 광투과율과 채집질량과의 관계를 통해 광소멸 특성이 상이할 수 있음을 확인하였다.

최근 지구 온난화는 세계 경제발전으로 화석연료 사용이 주범으로 인식하고 있다. 이러한 화석연료를 감소하기 위한 연구는 여러 대체에너지 산업으로 발전하고 있으며, 그 중 우리나라에서 생산할 수 있는 연료는 바이오연료이다. 바이오연료는 화석연료에 의해서 발생하는 환경오염 문제를 줄이면서 경제적인 이익을 주는 지속 가능한 연료이다. 그래서 바이오연료를 친환경에너지로 전환시키는 재생에너지 등에 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 실험은 어선에서 사용했던 기관을 다시 리모델링하여 실험장치를 직접 제작 설치하였고, 여러 바이오연료를 사용하여 선박의 경제적이고 친환경적인 운항에 도움을 주고자 연구하였다. 유채유, 대두유, 폐유채유의 배기배출물특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석한 결과는 연료의 물리적, 화학적 성분이 비슷하여 선박용 엔진에 사용이 가능하고, 연료소비율과 NOx는 약간 증가하였으나, 매연은 많이 감소하는 경향이 확인되었다.

본 연구에서는 목포해양대학교의 실습선 새누리호를 대상으로 선박의 중앙집중 공조시스템에 공랭식 에어컨을 직접 설치하여 성능을 개선시킨 공기조화시스템으로 운전하였을 경우의 냉방 성능을 비교하고, 선실의 온열환경에 대한 실측조사를 통해서 향후 선박용 공기조화 설계 및 계획에 경험적 기초참고자료로 활용하고자 하는 것이다. 연구결과 동일한 외기조건에서 기존의 중앙집중방식 공조시스템과 개선된 공조시스템으로 운전하였을 경우, 모든 선실의 온도는 24~28 ℃, 습도는 55~75 %로 쾌적한 조건임을 알 수 있었고, 발전기 부하를 측정결과 공기조화시스템의 성능개선에 따라 평균 부하 48 KW, 전부하시 부하율 약 8 %정도 감소하여 1일 연료소모량 FOC는 하루 평균 222[L/day]의 기름이 절약됨을 알 수 있었다. 또한 학생 선실(Cadet No. 21)은 기관실의 전열로 인해서 온도가 높게 나타났는데, 이것은 공기조화 설계 시 취출구 개수 및 전열부하를 고려하지 못한 결과로 판단된다.

본 연구에서는 선박의 중앙집중 공조시스템에 공랭식 에어컨(전기히터 내장형)을 직접 설치하여 성능을 개선시킨 공기조화시스템으로 운전하였을 경우의 난방 성능을 비교하고, 선실의 온열환경에 대한 실측조사를 통해서 향후 선박용 공기조화 설계 및 계획에 경험적 기초참고자료로 활용하고자 하는 것이다. 연구결과 동일한 외기조건에서 기존의 중앙집중 방식 공조시스템과 개선된 공조시스템으로 운전하였을 경우..

본 연구에서는 건조 후 20여년 운항한 군산대학교 실습선 해림호의 발전기를 대상으로 직접 선박현장에서 실험하여 최적 연료분사시기를 규명해서 선박의 경제적이고 친환경적인 운항에 도움을 주고자 연구하였다. 실험은 기관회전속도 1,200 rpm으로 일정히 유지하고, 기관부하를 0 kW에서 90 kW까지 30 kW간격으로 변화시켰으며, 연료분사시기는 BTDC 19o에서 23o까지 2o 간격으로 변화시키면서 실험하였다. 실험결과 연료분사시기를 BTDC 21°에서 BTDC 23°로 앞당길 경우, 연료소비율은 1.37 % 감소하였고, 질소산화물은 11.59 % 증가하였으며, 매연은 23.5 % 감소하였고, 아황산가스는 2.8 % 감소하였다. 따라서 노후 발전기 엔진에 있어서 연료분사시기가 연소특성 및 배기배출물특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석․고찰한 결과, 최적 연료분사시기는 원래의 분사시기보다 2° 앞당겨진 BTDC 23°로 확인되었다.

본 연구에서는 고정자와 회전자에 의해 발생하는 전단력(Shearing force)을 이용한 선박용 연료유 균질기(Homogenizer) 개발에 관한 연구를 수행하였다. 균질기의 균질화 및 미립화 정도에 대한 성능을 조사하기 위하여 IFO 380 cSt Bunker-C 시료에 전처리(Pre-treatment)를 시행하였다. 전처리한 시료의 슬러지(Sludge) 저감 효과를 확인하기 위하여 유청정기(Oil purifier)를 이용하였다. 실험결과 균질기로 전처리한 시료에서 슬러지양이 약 13 % 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 전처리 후 유청정한 시료를 실제 보일러 시스템에서 연소시켜 CO가 감소하는 연소특성 경향을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 개발된 선박용 연료유 균질기를 실선에 적용할 경우 연료비 및 운항비용 절감 효과가 있을 것으로 판단된다.

최근 국제 유가의 상승으로 인한 선박 운용비를 절감하기 위하여 중소형 선박에서도 저질연료유의 사용이 검토되고 있는 추세이다. 이 연구에서는 현재 중소형 선박에서 연료유로 사용중인 경유와 중유MF380을 혼합하여 소형선박에 사용이 가능하도록 제조한 혼합연료유인 MF30 연료유에 대하여 그 물리 화학적 특성을 분석하고 정제처리 및 연료유첨가제 효과에 대해 알아보았다. 연구결과 두 가지 전처리 방식인 원심식청정기와 가열 및 균질 방식(M.C.H)의 효과는 다소 미약하였지만, 유동점과 인화점은 다소 낮아졌다. 연료유첨가제로 인한 개질 효과는 뚜렷이 나타나지 않았다.

최근 선박 연료유는 고점도화 되고 슬러지분이 증가되고 있는 추세이며, 선박에서 발생한 슬러지의 처리 및 보일러 연료유로의 재활용 방안 등에 대해서 많은 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구 중 특히 슬러지를 미립화하여 분쇄하기 위한 초음파 유화기는 가장 현실성 있는 재활용 장치로 알려져 있다. 이러한 관점에서, 이 연구는 초음파 유화기 개발에 대한 기초연구로서 슬러지의 유온과 유압이 따른 여과효율을 조사하였다. 실험결과는 보일러 인젝터에 슬러지를 분사할 경우 적절한 온도와 압력을 결정하거나, 또한 초음파 유화기에 의한 실험결과와 비교할 수 있는 자료로 활용될 수 있다. 아울러 유온과 유압의 영향에 따라 분쇄된 슬러지 입자의 여과효율 등을 연구하는데 있어서 기초자료로 활용될 수 있을 것이며, 궁극적으로 선박에서 발생한 슬러지를 자체 처리하여 보일러의 연료유로 사용함으로써 해양유류오염을 방지하는데 기여할 수 있을 것이다.