KR101784492B1

KR101784492B1 - 선박용 후처리 장치

Info

Publication number: KR101784492B1
Application number: KR1020160034473A
Authority: KR
Inventors: 이강홍; 이양로; 김지수; 김신한
Original assignee: (주) 세라컴
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-10-12
Also published as: KR20170110294A

Abstract

본 발명은 선박용 후처리 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박용 후처리 장치는 엔진으로부터 배기가스가 유입되는 유입배관, 상기 유입배관에 연결되는 제 1 하우징(First Housing), 상기 제 1 하우징 내에 설치되는 분배기(Distributor), 상기 제 1 하우징의 출구에 배치되고, 상기 배기가스가 통과하는 복수의 실린더(Cylinder), 각각의 상기 실린더에 배치되는 디젤입자필터부(Diesel Particulate Filter, DPF) 및 상기 실린더를 통과한 배기가스가 방출되는 방출배관을 포함할 수 있다.

Description

선박용 후처리 장치{After Treatment Device for ship}

본 발명은 선박용 후처리 장치에 관한 것이다.

최근에, 선박에 대한 환경규제가 엄격해짐에 따라 선박에서 배출하는 배기가스에 관한 규제 특히, 질소산화물(NOx)에 대한 규제가 엄격해지고 있다. 구체적으로, 2011년 1월 발효된 TIER II에 의해서 이전 기준치인 17g/kWh(TIER I 기준, 130rpm 이하의 경우)는 14.3g/kWh로 감축하여야 했다. 아울러, 2016년부터는 TIER I 기준의 80%가 감축되어야 한다(3.4g/kW).

이에 따라, 엔진의 배기가스에서 질소산화물을 저감시키기 위하여, 선박에는 선택적 환원촉매(SCR, Selective Catalytic Reduction)장치와 같은 배기가스 후처리장치에 대한 필요성이 점차 증대되고 있다.

그런데, 선박에는 일반적으로 대형 디젤엔진이 사용되고 있어서 이로 인하여 많은 양의 배기가스가 배출된다.

이에 따라, 선박의 배기가스를 처리하기 위해서는 대형의 배기가스 후처리장치가 필요하게 되어, 선박에 대형의 배기가스 후처리장치를 탑재하여야 하는 어려움이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 필터모듈에 배기가스를 효과적으로 분배할 수 있는 선박용 후처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 선박용 후처리 장치는 엔진으로부터 배기가스가 유입되는 유입배관, 상기 유입배관에 연결되는 제 1 하우징(First Housing), 상기 제 1 하우징 내에 설치되는 분배기(Distributor), 상기 제 1 하우징의 출구에 배치되고, 상기 배기가스가 통과하는 복수의 실린더(Cylinder), 각각의 상기 실린더에 배치되는 디젤입자필터부(Diesel Particulate Filter, DPF) 및 상기 실린더를 통과한 배기가스가 방출되는 방출배관을 포함할 수 있다.

또한, 각각의 상기 실린더 내에 배치되는 디젤산화촉매부(Diesel Oxidation Catalyst, DOC)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 디젤산화촉매부는 상기 실린더 내에서 상기 디젤입자필터부와 상기 분배기의 사이에 위치할 수 있다.

또한, 상기 실린더의 개수는 4개이고, 각각의 상기 실린더 내에 배치되는 상기 디젤입자필터부의 개수는 서로 동일하고, 각각의 상기 실린더 내에 배치되는 상기 디젤산화촉매부의 개수는 서로 동일할 수 있다.

또한, 상기 분배기는 사각뿔 형태를 갖는 머리부분(Head Portion)을 포함하고, 상기 사각뿔의 팁(Tip)은 상기 유입배관을 향할 수 있다.

또한, 상기 머리부분의 밑면은 정사각형이고, 상기 밑면의 한면의 길이는 상기 머리부분의 높이보다 길 수 있다.

또한, 4개의 상기 실린더는 2×2타입으로 배치되고, 상기 분배기는 4개의 상기 실린더의 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 밑면의 한면의 길이는 상기 실린더의 반지름보다 크고 지름보다 작을 수 있다.

또한, 상기 분배기는 4개의 상기 실린더와 중첩하지 않을 수 있다.

또한, 상기 분배기는 상기 머리부분과 상기 실린더의 사이에 배치되는 바디부분(Body Portion)을 더 포함하고, 상기 바디부분은 사각기둥 형상을 갖는 것이 가능하다.

또한, 상기 실린더의 입구측과 상기 실린더의 출구측을 연결하는 우회배관(Bypass Pipe)을 더 포함할 수 있다.

또한, 내부 압력이 미리 설정된 기준 압력을 초과하는 경우에 상기 우회배관이 개방될 수 있다.

또한, 복수의 상기 실린더의 출구와 상기 방출배관의 사이에 배치되는 제 2 하우징(Second Housing)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 하우징은 상기 실린더에 접근할수록 직경이 넓어지는 부분을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 선박용 후처리 장치는 복수의 필터모듈에 배기가스를 효과적으로 분배함으로써 다량의 배기가스를 효과적으로 후처리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 후처리 시스템의 구성에 대해 설명하기 위한 도면,
도 2 내지 도 11은 후처리 장치에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면,
도 12 내지 도 16은 후처리 장치를 구현한 일례 및 그 성능에 대해 설명하기 위한 도면이고,
도 17 내지 도 20은 분배기의 형상과 그에 따른 성능에 대해 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 선박용 후처리 장치에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 후처리 시스템의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 살펴보면, 본 발명에 따른 선박용 후처리 시스템(30)은 선박용 엔진(20) 및 후처리 장치(10)를 포함할 수 있다.

선박용 엔진(20)은 디젤 엔진일 수 있다.

후처리 장치(10)는 선박용 엔진(20)에서 발생된 배기가스를 처리할 수 있다.

도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 선박용 후처리 시스템(30)은 연료를 공급하기 위한 배관 등을 더 포함할 수 있다.

후처리 장치(10)에 대해서 이하에서 보다 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 11은 후처리 장치에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 상세히 설명한 부분의 설명은 생략한다.

먼저, 도 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 후처리 장치(10)는 유입배관(600), 제 1 하우징(First Housing, 200), 분배기(Distributor, 100), 복수의 실린더(Cylinder, 300), 디젤입자필터부(Diesel Particulate Filter, DPF, 500) 및 방출배관(700)을 포함할 수 있다,

유입배관(600)은 엔진(20)으로부터 배기가스가 유입되는 통로로 사용될 수 있다.

제 1 하우징(200)의 입구는 유입배관(600)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 유입배관(600)으로부터 제 1 하우징(200)으로 배기가스가 유입될 수 있다.

복수의 실린더(300)는 제 1 하우징(200)의 출구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제 1 하우징(200)으로부터 유입되는 배기가스는 복수의 실린더(300)를 통과할 수 있다.

배기가스의 유입방향을 기준으로 볼 때 제 1 하우징(200)의 입구는 유입배관(600)을 향하고, 출구는 방출배관(700)을 향할 수 있다.

분배기(100)는 제 1 하우징(200) 내에 설치되어, 유입되는 배기가스가 복수의 실린더(300)에 고르게 분배될 수 있도록 할 수 있다. 분배기(100)에 대해서는 이후에 보다 상세히 설명한다.

배기가스의 분배효율을 더욱 향상시키기 위해, 제 1 하우징(200)은 실린더(300)에 접근할수록 직경(W1)이 넓어지는 부분을 포함할 수 있다.

각각의 실린더(300)에는 디젤입자필터부(Diesel Particulate Filter, DPF, 500)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 각각의 실린더(300)가 필터모듈(Filter Module)을 형성할 수 있다.

디젤입자필터부(500)는 주로 배기가스에 포함된 입자상물질을 여과하고, 설정된 온도에서 그 포집된 입자상물질을 태워 제거하는 기능을 수행할 수 있다.

각각의 실린더(300)에는 동일한 개수의 디젤입자필터부(500)가 배치될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 실린더(300)에는 하나씩의 디젤입자필터부(500)가 배치될 수 있다.

디젤입자필터부(500)는, 도 3에 개시된 바와 같이, 실린더(300)에 삽입될 수 있다. 디젤입자필터부(500)의 형상은 실린더(500)의 단면의 형상과 대략 동일할 수 있다.

제 1 하우징(200)을 경유하여 실린더(300)를 통과한 배기가스는 디젤입자필터부(500)에 의해 필터링, 즉 후처리될 수 있다.

실린더(300)를 통과한 배기가스는 방출배관(700)을 통해 방출될 수 있다.

복수의 실린더(300)의 출구와 방출배관(700)의 사이에는 제 2 하우징(Second Housing, 400)이 배치될 수 있다. 이러한 제 2 하우징(400)의 사용은 복수의 실린더(300)와 방출배관(700)의 연결을 보다 용이하게 할 수 있다.

도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 후처리 장치(10)는 환원제분사장치 및/또는 선택적환원촉매부(SCR: selective catalytic reduction)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 방출배관(700)에 환원제분사장치 및/또는 선택적환원촉매부가 연결되는 것이 가능하다.

환원제분사장치는 배기가스 내로 환원제를 분사하고, 선택적환원촉매부는 배기가스에 포함된 환원제를 이용하여 질소산화물을 산화/환원시켜 질소와 물로 제거하는 기능을 수행할 수 있다.

도 2에 개시되어 있는 제 1 방향(First Direction, VR1)은 수직방향(Vertical Direction)으로 볼 수 있고, 제 2 방향(Second Direction, VR2)은 수평방향(Horizontal Direction)이라고 볼 수 있다. 또는, 제 1 방향(VR1)은 후처리 장치(10)의 길이방향이라 하고, 제 2 방향(VR2)은 후처리 장치(10)의 폭방향이라고 할 수 있다.

도 4를 살펴보면, 복수의 실린더(300) 각각에는 디젤산화촉매부(Diesel Oxidation Catalyst, DOC, 510)가 더 배치될 수 있다.

디젤산화촉매부(510)는 디젤입자필터부(500)와 제 1 방향(VR1)으로 소정거리 이격되어 배치될 수 있다.

아울러, 디젤산화촉매부(510)는 각각의 실린더(300) 내에서 디젤입자필터부(500)와 분배기(100)의 사이에 위치할 수 있다.

도 5에 개시된 바와 같이, 디젤산화촉매부(510)는 디젤입자필터부(500)와 함께 실린더(300)에 삽입될 수 있다. 아울러, 디젤산화촉매부(510)의 형상은 실린더(500)의 단면의 형상과 대략 동일할 수 있다.

디젤산화촉매부(510)는 주로 배기가스에 포함된 일산화탄소나 탄화수소를 산화시키고, 그 산화열로 입자상물질의 일부를 태워 줄이는 기능을 수행할 수 있다.

이처럼, 실린더(300)에 디젤산화촉매부(510)가 더 배치되는 경우에는 필터모듈의 필터링 성능이 향상될 수 있다.

각각의 실린더(300)에는 동일한 개수의 디젤산화촉매부(510)가 배치될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 실린더(300)에는 하나씩의 디젤산화촉매부(510)가 배치될 수 있다.

도 6을 살펴보면, 본 발명에 따른 후처리 장치(10)는 버너(Burner, 800)와 믹서(Mixer, 900)를 더 포함할 수 있다.

믹서(900)는 배기가스에 환원제 및/또는 촉매를 믹싱할 수 있다.

버너(800)는 후처리 효율을 향상시키기 위해 유입배관(600)을 통과하는 배기가스의 온도를 상승시킬 수 있다.

도 7을 살펴보면, 본 발명에 따른 후처리 장치(10)는 우회배관(Bypass Pipe, 1000)을 더 포함할 수 있다.

우회배관(1000)은 실린더(300)의 입구측과 실린더(300)의 출구측을 연결할 수 있다. 다르게 표현하면, 우회배관(1000)은 유입배관(600)과 방출배관(700)을 연결할 수 있다.

우회배관(1000)은 내부 압력(엔진(20)의 내부압력, 후처리 장치(10)의 내부압력, 후처리 시스템(30)의 내부압력 등)이 미리 설정된 기준 압력을 초과하는 경우에 개방(Open)될 수 있다. 그러면, 내부 압력이 비이상적으로 상승하는 경우에 배기가스가 실린더(300)를 통과하지 않고 우회배관(1000)을 통해 직접 방출배관(700)으로 향할 수 있다. 이에 따라, 안정성이 향상될 수 있다.

도 8을 살펴보면, 분배기(100)는 사각뿔 형태를 갖는 머리부분(Head Portion, 110)을 포함할 수 있다. 아울러, 머리부분(110)의 밑면은 정사각형일 수 있다.

여기서, 사각뿔의 팁(Tip), 즉 머리부분(110)의 팁은 유입배관(600)을 향할 수 있다.

아울러, 분배기(100)는 머리부분(110)에 연결되는 바디부분(Body Portion, 120)을 더 포함할 수 있다.

바디부분(120)은 머리부분(110)과 실린더(300)의 사이에 위치할 수 있다.

바디부분(120)은 사각기둥 형상을 갖는 것이 가능하다.

배기가스의 분배효율을 향상시키기 위해 머리부분(110), 즉 사각뿔의 밑면의 한면의 길이(L1)는 머리부분(110)의 높이(L2)보다 길 수 있다. 이에 대해서는 이후에 설명한다.

머리부분(110)의 한면의 길이(L1)는 바디부분(120)의 밑면의 한면의 길이와 대략 동일할 수 있다.

배기가스의 분배효율을 더욱 향상시키기 위해, 도 9의 경우와 같이, 실린더(300)의 개수는 4개로 설정될 수 있다. 물론, 각각의 실린더(300) 내에 배치되는 디젤입자필터부(500)의 개수는 서로 동일하고, 각각의 실린더(300) 내에 배치되는 디젤산화촉매부(510)의 개수도 서로 동일할 수 있다.

4개의 실린더(300)는 2×2타입으로 배치될 수 있다.

여기서, 배기가스를 4개의 실린더(300)로 더욱 고르게 분배하기 위해, 분배기(100)는 4개의 실린더(300)의 사이에 배치될 수 있다. 도 9에서 분배기(100)의 배치위치를 화살표로 표시하였다.

유입배관(600) 측에서 제 1 방향(VR1)으로 바라본다면 도 10의 경우와 같이 4개의 실린더(300)의 사이의 중앙에 분배기(100)가 배치되는 것을 확인할 수 있을 것이다.

배기가스의 후처리 효율을 개선하기 위해서는 분배기(100)가 실린더(300)의 입구를 막지 않도록 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 다르게 표현하면, 분배기(100)는 2×2타입으로 배치된 4개의 실린더(300)와 중첩하지 않는 것이 바람직할 수 있다.

유입배관(600) 측에서 제 1 방향(VR1)으로 바라본다면, 도 10의 경우와 같이, 분배기(100)가 실린더(300)와 중첩하지 않고, 면접촉을 하는 것을 확인할 수 있을 것이다.

아울러, 분배기(100)의 사각뿔 형상의 머리부분(110)의 4개의 측면이 각각 실린더(300)의 중심(C)을 향하도록 배치될 수 있다. 다르게 표현하면, 머리부분(110)의 밑면의 제 1 꼭짓점(P1)은 제 1 실린더(310)와 제 2 실린더(320)의 경계부분을 향하고, 제 2 꼭짓점(P2)은 제 2 실린더(320)와 제 3 실린더(330)의 경계부분을 향하고, 제 3 꼭짓점(P3)은 제 3 실린더(330)와 제 4 실린더(340)의 경계부분을 향하고, 제 4 꼭짓점(P4)은 제 4 실린더(340)와 제 1 실린더(310)의 경계부분을 향할 수 있다.

유입배관(600)으로부터 배기가스가 제 1 하우징(200)으로 주입되면, 주입된 배기가스는 분배기(100)에 의해 분배되어 각 실린더(300)로 향할 수 있다.

여기서, 도 11의 경우와 같이, 배기가스가 머리부분(110)의 기울어진 측면을 타고 흘러내림으로써, 각각의 실린더(300) 방향으로 향할 수 있다.

바람직하게는, 분배기(100)의 머리부분(110)이 사각뿔 형상이고, 그 밑면이 정사각형이기 때문에 각각의 실린더(300)로 유도되는 배기가스의 양은 상대적으로 균일할 수 있다.

이러한 경우, 제 1, 2, 3, 4 실린더(310, 320, 330, 340)에 유입되는 배기가스의 양이 균일해질 수 있어서, 후처리 효율을 크게 향상시킬 수 있다.

배기가스의 후처리 효율을 개선하기 위해서는, 분배기(100)의 크기가 상대적으로 커서 배기가스를 원활하게 각각의 실린더(300) 방향으로 분배하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 함께, 분배기(100)가 실린더(300)를 막는 것을 방지하는 것이 바람직할 수 있다.

상기와 같은 2가지 조건을 고려한다면, 분배기(100)의 머리부분(110)의 밑면의 한면의 길이(L1)는 실린더(300)의 반지름(R1/2)보다 크고 지름(R1)보다는 작은 것이 바람직할 수 있다.

도 12 내지 도 16은 후처리 장치를 구현한 일례 및 그 성능에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 상세히 설명한 부분의 설명은 생략한다.

도 12를 살펴보면, 4개의 실린더(300)를 갖는 후처리 장치(10)의 구성이 개시되어 있다.

도 12에 개시된 후처리 장치(10)는 앞서 상세히 설명한 바 있으므로, 더 이상의 설명은 생략한다.

다만, 도 12에서는 제 2 방향(VR2), 즉 수평방향을 제 1 수평방향(VRa)과 제 2 수평방향(VRb)으로 구분하였다. 예를 들어, 제 2 방향(VR2)이 Z축방향이라면 제 1 수평방향(VRa)은 X축 방향이고, 제 2 수평방향(VRb)은 Y축 방향이라고 할 수 있다. 이러한 구분은 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 12와 같은 구성의 후처리 장치(10)를 도 13과 같은 조건하에게 구동시키는 실험을 진행하였다. 도 13에 개시된 실험 조건은 당업자라면 충분히 이해할 수 있는 수준의 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 12의 구성에서 버너(800)를 동작시키지 않고, 촉매도 사용하지 않는 경우의 배압(Back Pressure)의 데이터가 도 14에 개시되어 있다.

도 14를 살펴보면, 각 실린더(300)의 압력의 편차(Pressure Deviation)가 디젤입자필터부(500) 및 디젤산화촉매부(510)의 단계에서 상대적으로 작은 것을 알 수 있다. 이는, 배기가스가 각각의 실린더(300)에 상대적으로 고르게 분배되었음을 의미할 수 있다.

도 12의 구성에서 버너(800)는 사용하지만, 촉매를 사용하지 않는 경우의 배압(Back Pressure)의 데이터가 도 15에 개시되어 있다.

도 15를 살펴보면, 각 실린더(300)의 압력의 편차가 버너(800)의 사용에 따라 디젤입자필터부(500) 및 디젤산화촉매부(510)의 단계에서 더욱 낮아진 것을 알 수 있다.

도 12의 구성에서 버너(800)를 사용하고, 촉매도 사용하는 경우의 배압(Back Pressure)의 데이터가 도 16에 개시되어 있다.

도 16을 살펴보면, 각 실린더(300)의 압력의 편차가 버너(800)의 사용에 따라 디젤입자필터부(500) 및 디젤산화촉매부(510)의 단계에서 충분히 작다는 것을 알 수 있다.

도 14 내지 도 16의 데이터를 고려하면, 본 발명에 따른 후처리 장치(10)에서 분배기(100)의 사용에 따라 배기가스가 각각의 실린더(300)에 충분히 고르게 분배되고, 이에 따라 배기가스의 후처리 효율이 향상된 것을 확인할 수 있다.

도 17 내지 도 20은 분배기의 형상과 그에 따른 성능에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다. 이하에서는 분배기(100)의 형상 및/수치에 따른 분배 성능에 대해 설명한다.

도 17의 (A)와 같이, 분배기(100)의 머리부분(110)의 밑면은 정사각형이고, 정사각형의 한면의 길이를 "A"라 하고, 도 17의 (B)와 같이, 분배기(100)의 머리부분(110)의 높이를 "B"라 하자. 아울러, 도 17의 (C)와 같이, 제 1 하우징(200)에서 폭이 넓어지기 시작하는 지점부터 머리부분(110)까지의 거리를 "C"라 하자.

여기서, 도 18의 (A)와 같이, "A", "B" 및 "C"를 각각 4가지로 구분할 수 있다. 예를 들면, "A"가 1타입이면 70mm이고, 2타입이면 100mm인 것이다. 유사하게, "B"가 3타입이면 130mm이고, 4타입이면 160mm인 것이다,

이러한 조건에서, 도 18의 (B)와 같이, "A", "B", "C"를 조합하여 총 16개의 케이스(Case)를 설정하였다.

총 16가지의 케이스에 따라 4개 실린더(300) 각각에 걸리는 압력을 측정한 데이터가 도 19에 개시되어 있다.

도 19를 살펴보면, 케이스 5, 9, 10, 11, 13, 14, 15에서 최대 압력(Max Pressure)이 상대적으로 낮으며, 균일도(Uniformity)의 평균(Average)도 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있다.

예를 들어, 케이스 9(Case 9)를 보면, 머리부분(110)의 밑면의 한면의 길이(밑면 길이)("A")가 130mm이고, 머리부분(110)의 높이("B")가 70mm이고, 제 1 하우징(200)에서 폭이 넓어지기 시작하는 지점부터 머리부분(110)까지의 거리("C")가 49.4mm인 경우에 최대압력이 17,773[Pa]이고, 균일도이 평균도 0.99171로 상대적으로 낮은 것을 알 수 있다.

도 19의 데이터를 근거로 하여 "A", "B" 및 "C"가 어느 타입인 경우에 최대의 효과를 획득할 수 있는 가를 판단한 데이터가 도 20에 개시되어 있다.

도 20을 살펴보면, "A"가 대략 160mm이고, "B"가 70mm이고, "C"가 49.4mm인 경우에 배기가스의 분배효과가 상대적으로 뛰어났고, 이와 함께 "A"가 대략 130mm이고, "B"가 70mm이고, "C"가 49.4mm인 경우에 배기가스의 분배효과가 상대적으로 뛰어남을 알 수 있다.

이를 고려할 때, 머리부분(110)의 밑면의 한면의 길이("A")는 머리부분(110)의 높이("B")보다 긴 것이 바람직할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

엔진으로부터 배기가스가 유입되는 유입배관;
상기 유입배관에 연결되는 제 1 하우징(First Housing);
상기 제 1 하우징 내에 설치되는 분배기(Distributor);
상기 제 1 하우징의 출구에 배치되고, 상기 배기가스가 통과하는 복수의 실린더(Cylinder);
각각의 상기 실린더에 배치되는 디젤입자필터부(Diesel Particulate Filter, DPF); 및
상기 실린더를 통과한 배기가스가 방출되는 방출배관;을 포함하며,
상기 실린더는 제 1 실린더 내지 제 4 실린더로 구성된 4개가 2×2 타입으로 배치되고,
상기 분배기는 밑면이 정사각형인 사각뿔 형태를 갖는 머리부분(Head Portion)과 상기 제 1 실린더 내지 상기 제 4 실린더의 사이에 배치되는 사각기둥 형상을 갖는 바디부분(Body Portion)을 포함하고, 상기 바디부분이 상기 제 1 실린더 내지 상기 제 4 실린더와 중첩하지 않으면서 면접촉을 하도록 사이에 배치되고, 상기 밑면의 한면의 길이는 상기 제 1 실린더 내지 상기 제 4 실린더의 반지름보다 크고 지름보다 작고, 상기 사각뿔의 팁(Tip)은 상기 유입배관을 향하며, 상기 머리부분의 4개의 측면이 상기 제 1 실린더 내지 상기 제 4 실린더의 중심을 각각 향하도록 배치되어 상기 유입배관을 통해 유입된 배기가스가 상기 머리부분의 기울어진 4개의 측면을 타고 흘러내려 상기 제 1 실린더 내지 상기 제 4 실린더 방향으로 각각 향하도록 하는 선박용 후처리 장치.
제 1 항에 있어서,
각각의 상기 실린더 내에 배치되는 디젤산화촉매부(Diesel Oxidation Catalyst, DOC)를 더 포함하는 선박용 후처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 디젤산화촉매부는 상기 실린더 내에서 상기 디젤입자필터부와 상기 분배기의 사이에 위치하는 선박용 후처리 장치.
제 3 항에 있어서,
각각의 상기 실린더 내에 배치되는 상기 디젤입자필터부의 개수는 4개이고,
각각의 상기 실린더 내에 배치되는 상기 디젤산화촉매부의 개수는 4개인 선박용 후처리 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 밑면의 한면의 길이는 상기 머리부분의 높이보다 긴 선박용 후처리 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 실린더의 입구측과 상기 실린더의 출구측을 연결하는 우회배관(Bypass Pipe)을 더 포함하는 선박용 후처리 장치.
제 11 항에 있어서,
내부 압력이 미리 설정된 기준 압력을 초과하는 경우에 상기 우회배관이 개방되는 선박용 후처리 장치.
제 1 항에 있어서,
복수의 상기 실린더의 출구와 상기 방출배관의 사이에 배치되는 제 2 하우징(Second Housing)을 더 포함하는 선박용 후처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 하우징은 상기 실린더에 접근할수록 직경이 넓어지는 부분을 포함하는 선박용 후처리 장치.