KR100852559B1

KR100852559B1 - 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템

Info

Publication number: KR100852559B1
Application number: KR1020070008181A
Authority: KR
Inventors: 김세원
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-08-18
Also published as: KR20080070291A

Abstract

본 발명은 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템에 관한 것으로서, 선박에서 배출되는 배기가스의 농도에 대한 측정값을 미연에 연속적으로 측정하거나, 이동식 가스검출기를 통해 분석하여 중앙데이터처리기를 통해 정확하게 측정토록 함으로써, 선박에 있어, 스모크 개선을 위해 적용하고자 하는 제반설비 등의 설계, 설비에 따른 제반비용 등을 정확히 산출해 낼 수 있고, 인체 호흡기에 유해한 강산성 가스의 대처에 대한 안전설계가 가능하여 선실의 쾌적한 환경설정 및 선원들의 건강을 지켜줄 수 있는 효과가 있다.

선박, 스모크, 탐침, 검출기

Description

선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템{Measuring system for smoke measurement of ship}

도 1은 본 발명에 따른 스모크 실측을 위한 시스템을 개략적으로 도시한 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1: 제1기관 2: 가스배출관

3: 제2기관 10: 탐침

20: 열감지 센싱부 30: 데이터 전처리부

40: 고정식 가스검출기 50: 이동식 가스검출기

60: 중앙데이터처리기

본 발명은 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 선박으로부터 배출되는 스모크(Smoke)를 실측하여 선박의 설계오류, 모형실험 등에 투자되는 비용을 절약할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 선박의 항해는 추진력에 따라 연료의 연소와 함께 배기가스 및 각종 난방에 따른 배출가스(이하, 스모크로 총칭함)가 다수개 설치된 연돌(煙突, 일명 '굴뚝'이라고 함)을 통해 배출된다.

이러한 선박의 스모크 성능의 개선을 위해 연돌을 높게 설계하거나, 또는 일부 선박의 경우 스모크를 어느 정도 해소할 수 있는 집진장치, SO2, NO2,저감장치 등을 설치하고 있으나, 우선적으로 이러한 장치들은 선박의 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라 과도한 비용이 소요되며, 실질적으로 장치들의 설치 이후 스모크의 성능을 개선하기 위한 설계오류의 가능성이 높다는 문제점이 있었다.

이와 같이 선박에 스모크 성능을 향상시키는 장치를 갖추지 아니하면 스모크가 선박의 경계층(Boundary Layer) 안에 위치하기 때문에 선실(Deck House) 부근의 오염은 물론, 부근의 오염물질의 농도가 매우 높아지는 사례로 선원들의 건강에 직접 내지는 간접적으로 악영향을 주게 됨에 따라 선박의 경우 IMO(International Marinetime Organization)가 스모크 기준을 제정하여 2005년부터 모든 선박에 적용하고 있는 상황이기 때문에 선박의 스모크 성능의 중요성을 다시 한번 새롭게 인식해야 할 필요성이 요구되고 있다.

상기한 바와 같이 선박의 스모크 특정에 대한 기술이 현재까지는 진행되고 있지 않으며, 모형 실험에서의 스모크 측정결과를 통해 실선에서의 스모크의 유해한 정도만을 추측으로 개선을 요구하는 설계가 이루어지고 있기 때문에 스모크를 줄이기 위한 노력과 경비가 소요되고 있다.

한편, 상기와 같은 점을 감안하여 별도로 스모크를 집진 소화시키기 해결 위한 수단으로 기타 집진장치의 설치, 선체의 설계변경, 스모크 농도를 줄일 수 있는 청정유 연료의 사용 등을 통해 스모크의 성능을 개선할 수 있는데, 이와 같이 부가적인 집진장치를 적용하기 위해서는 많은 비용의 투자를 필요로 하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같이 제반되는 문제점을 위하여 발명된 것으로, 선박으로부터 배출되는 스모크(Smoke)를 실측하여 선박의 설계오류, 모형실험 등에 투자되는 비용을 제공되는 실측 시스템을 통해 절약할 수 있도록 하여 선박의 쾌적한 환경의 선실을 제공할 수 있는 설계가 이루어질 수 있도록 함으로써 선원 건강에 미치는 영향을 최소로 줄일 수 있는 대안이 마련될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템에 있어서, 선박의 메인엔진, 디젤 발전기, 연소로, 보일러 등이 설치된 제1기관으로부터 가스를 배출하는 배출관 끝단과 데크 하우스, 엔진룸 실내로 이루어진 제2기관 측에 설치되는 탐침과, 상기 탐침으로부터 연결 설치되어 배출되는 가스의 열을 감지하는 열감지 센싱부와, 상기 열감지 센싱부로부터 전기적으로 연결 설치되어 입력된 데이터를 전처리하는 데이터 전처리부와, 상기 데이터 전처리부와 전기적으로 연결 설치되어 주어진 유해성분 데이터를 분석하는 고정식 가스검출기 및 이동식 가스검출기와, 고정식 가스 검출기를 통해 얻어진 데이터를 기준치와 비교하여 출력처리하는 중앙데이터처리기로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같 다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 스모크 실측을 위한 시스템을 개략적으로 도시한 구성도로, 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템에 있어서, 선박의 메인엔진, 디젤 발전기, 연소로, 보일러 등이 설치된 제1기관(1)으로부터 가스를 배출하는 배출관(2) 끝단과 데크 하우스, 엔진룸 실내로 이루어진 제2기관(3) 측에 설치되는 탐침(10)과, 상기 탐침(10)으로부터 연결 설치되어 배출되는 가스의 열을 감지하는 열감지 센싱부(20)와, 상기 열감지 센싱부(20)로부터 전기적으로 연결 설치되어 입력된 데이터를 전처리하는 데이터 전처리부(30)와, 상기 데이터 전처리부(30)와 전기적으로 연결 설치되어 주어진 유해성분 데이터를 분석하는 고정식 가스검출기(40) 및 이동식 가스검출기(50)와, 고정식 가스검출기(40)를 통해 얻어진 데이터를 기준치와 비교하여 출력처리하는 중앙데이터 처리기(60)로 구성된다.

상기 고정식 가스검출기(40)는 가스대상 물질들이 적외선(Infrared light)에 대해 특정한 흡수스펙트럼을 갖는 것을 이용해서 특정성분의 농도를 구하는 비분산 적외선 분석기(NDIR: Non-Dispersive Infrared absorption)가 적용된다.

상기 이동식 가스검출기(50)는 휴대용으로 황산화물, 질소산화물, 탄소산화물의 농도를 검출할 수 있는 전극농도 분석기(ECD: Election Capture Detector)가 적용된다.

이와 같이 이루어진 선박의 스모크 실측 시스템의 운영은 다음과 같이 이루어짐을 알 수 있다.

먼저, 제1기관(1)의 가스배출관(2)측에 설치된 탐침(10)은 배출되는 배기가 스와 접촉하고, 이에 따른 열감지 센싱부(20)에서 배출가스의 온도를 측정한다.

또한, 제2기관(3)으로부터 설치된 또 하나의 탐침(10)은 선박의 데크 하우스, 엔진룸 실내측에서 발생되는 배기가스와 접촉되어 열감지센싱부를 통해 설정된 유해가스의 온도에 따른 측정치를 데이터 전처리부(30)에서 측정이 이루어진다.

상기 열감지 센싱부(20)는 히터센서를 사용하는 것으로, 데이터 전처리부(30)를 거쳐 고정식 가스검출기(40)에서 유해성분인 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 탄소산화물(COx)의 농도를 분석하여 검출하고, 검출된 데이터는 중앙데이터처리기(60)에서 디스플레이하여 데이터를 출력할 수 있게 된다.

상기 고정식 가스검출기(40)는 비분산 적외선 분석기(NDIR: Non-Dispersive Infrared absorption)를 이용하는 것으로, 이는 CO나 CO2 등 가스대상 물질들이 적외선에 대해 특정한 흡수스펙트럼을 갖는 것을 이용하여 특정성분의 농도를 구하는 방법으로서, 대기 및 굴뚝가스 중의 오염물질을 연속적으로 측정하는 비분산 정필터형 적외선 가스 분석계에 대해 적용하여 검출할 수 있다.

참고로, 상기 고정식 검출기의 운영원리는 광원(Infared source)에서 방출되는 넓은 파장의 적외선 복사선이 광학섹타(Gas filter wheel)에서 광학필터(Bandpass filter)를 거치며 특정 적외선파장을 불활성기체(질소, 아르곤)가 충전된 기준셀과 시료가 흐르는 시료셀을 번갈아 통과시키게 되는데 기준 셀은 적외선 파장이 모두 통과하고 시료 셀에서는 탄소에 의해 흡수가 일어나게 된다. 이때의 흡수도를 검출하고 변환증폭하여 유해한 배출가스의 농도를 측정하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 스모크의 실측에 있어, 열감지 센싱부(20)의 고장이 발생되면, 이동식 가스검출기(50)를 이용하여 배출가스의 농도를 측정할 수 있다.

상기 이동식 가스검출기(50)는 방사선, 동위원소로부터 방출되는 베타(β)선이 운반가스를 전리하여 미소전류를 흘려 보낼 때 감지되는 유해가스와 같이 전자 포획력이 강한 화합물에 의해 전자가 포획되어 감소하는 정도를 이용하여 그 배출되는 가스의 농도를 구하는 방법으로서 측정할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 선박에서 배출되는 배기가스의 농도에 대한 측정값을 미연에 연속적으로 측정하거나, 이동식 가스검출기를 통해 분석하여 중앙데이터처리기를 통해 정확하게 측정토록 함으로써, 선박에 있어, 스모크 개선을 위해 적용하고자 하는 제반설비 등의 설계, 설비에 따른 제반비용 등을 정확히 산출해 낼 수 있고, 인체 호흡기에 유해한 강산성 가스의 대처에 대한 안전설계가 가능하여 선실의 쾌적한 환경설정 및 선원들의 건강을 지켜줄 수 있는 효과가 제공된다.

Claims

선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템에 있어서,

선박의 메인엔진, 디젤 발전기, 연소로, 보일러 등이 설치된 제1기관(1)으로부터 가스를 배출하는 배출관(2) 끝단과 데크 하우스, 엔진룸 실내로 이루어진 제2기관(3) 측에 설치되는 탐침(10)과,

상기 탐침(10)으로부터 연결 설치되어 배출되는 가스의 열을 감지하는 열감지 센싱부(20)와,

상기 열감지 센싱부(20)로부터 전기적으로 연결 설치되어 입력된 데이터를 전처리 하는 데이터 전처리부(30)와,

상기 데이터 전처리부(30)와 전기적으로 연결 설치되어 주어진 유해성분 데이터를 분석하는 고정식 가스검출기(40) 및 이동식 가스검출기(50)와,

고정식 가스검출기(40)를 통해 얻어진 데이터를 기준치와 비교하여 출력처리하는 중앙데이터 처리기(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템.
제1항에 있어서, 상기 고정식 가스검출기(40)는 가스대상 물질들이 적외선(Infrared light)에 대해 특정한 흡수스펙트럼을 갖는 것을 이용해서 특정성분의 농도를 구하는 비분산 적외선 분석기(NDIR: Non-Dispersive Infrared absorption)인 것을 특징으로 하는 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템.
제1항에 있어서, 상기 이동식 가스검출기(50)는 휴대용으로 황산화물, 질소산화물, 탄소산화물의 농도를 검출할 수 있는 전극농도 분석기(ECD: Election Capture Detector)인 것을 특징으로 하는 선박의 스모크 실측을 위한 측정시스템.