KR102284118B1

KR102284118B1 - 선외 배출수 확산장치

Info

Publication number: KR102284118B1
Application number: KR1020200107251A
Authority: KR
Inventors: 황성철; 황현수
Original assignee: 겟에스씨알 주식회사
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2021-08-02

Abstract

선외 배출수 확산장치가 개시된다. 본 발명에 따른 선외 배출수 확산장치는 선박에 설치되는 스크러버로부터 해수를 선외 배출하는 배출배관의 내부에 수직 방향으로 설치되는 수직형 타입으로서, 서로 대향되게 설치되는 제1 수직판 및 제2 수직판이 배출배관의 외측 방향을 향하여 경사지게 형성됨으로써, 배출배관을 통해 배출되는 해수의 확산을 유도하고 이를 통해 선외 배출수에 대한 IMO 규정을 만족시키는 것을 가능하게 한다.

Description

선외 배출수 확산장치 {Diffusion Device of Outboard Discharge Water}

본 발명은 선외 배출수의 확산장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선박의 배기가스를 처리하는 스크러버로부터 선외로 배출되는 해수를 선외 배출 직전에 확산시킴으로써, 선외 배출되는 해수의 산성 pH를 빠르게 희석시키고 선외 배출수에 대한 IMO 규정을 만족시키는 것이 가능하게 하는 선외 배출수의 확산장치에 관한 것이다.

산업화의 급속한 진전에 따른 화석연료 사용량의 증가로 인한 대기오염과 지구 온난화 문제가 날로 심각해지고 있다. 이러한 대기오염의 주범 중 하나로 선박이나 해상플랜트에서 발생하는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)이 손꼽히고 있으며, 최근 환경보존에 대한 인식이 높아짐에 따라 이들에 대한 각국의 배출 규제가 도입되고 있다.

선박에서 배출되는 배기가스 중 황산화물과 질소산화물은, 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)로부터 배출 규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질이며, 특히 황산화물은 2010년 1월 1일부터 SECA(Sulfur Emission Control Area)에서의 배출을 0.1% 이하로 규제하고, 2020년 1월 1일부터 국제적으로 모든 해역(Global Sea)에서의 배출을 0.5%이하로 규제하고 있다.

이와 같은 배출 규제를 충족시키기 위하여 선박에 구비되는 각종 연소시설물에는 황산화물과 미세입자(Particulate Matter) 등을 포함하는 배기가스를 처리하기 위하여 다양한 설비가 적용되고 있다.

배기가스 처리장치 중 대표적인 황산화물 저감장치로는 배기가스에 해수 또는 수산화나트륨(NaOH) 등의 염기성 용액을 분사하여 황산화물을 제거하는 스크러버(Scrubber)를 들 수 있다. 스크러버는 일반적으로 개방 루프(Open Loop) 타입과 폐 루프(Close Loop) 타입, 그리고 하이브리드 루프(Hybrid Loop) 타입으로 구분될 수 있다.

개방 루프 타입의 스크러버는 해수를 스크러버 내부에 직접적으로 분사하며, 해수에 포함된 알칼리 성분을 이용하여 배기가스 중의 황산화물을 제거(또는 중화)한다. 개방 루프 타입의 스크러버에서 사용된 해수는 선외로 배출된다. 이러한 개방 루프 타입의 스크러버는 가장 단순하면서 운용 비용이 적게 든다는 장점이 있으나, 배기가스를 세정하는 과정에서 오염된 해수를 선외 배출시키기 때문에 해수 배출에 관련된 규제가 강한 지역에서는 적용 불가능하다는 단점이 있다.

폐 루프 타입의 스크러버는, 수산화나트륨(NaOH) 등의 첨가제가 포함된 세정수를 스크러버에 분사하여 배기가스 중의 황산화물을 제거한다. 이때 세정수는 선외 배출되지 않고 순환수 탱크를 통해 선박 내에서 계속 순환되며, 선박이 항구에 접안시에 찌꺼기 및 폐수를 육상에서 처리한다. 폐 루프 타입의 스크러버는 개방 루프 타입의 스크러버와는 달리 지역적인 규제와는 무관하게 적용 가능하지만, 세정수를 계속 선박 내에서 순환시켜야 하기 때문에 황산화물의 염이 축적되어 스케일이 발생할 수 있는 문제점이 있고, 세정수를 순환시키기 위한 여러가지 장치 및 탱크류가 필요하므로 공간적 제약이 발생한다.

하이브리드 타입의 스크러버는 개방 루프 타입과 폐 루프 타입의 장점을 각각 채용할 수는 있으나, 그만큼 시스템이 복잡해져 설치 및 운용 비용이 증가하고 폐 루프 타입과 마찬가지로 공간적 제약이 발생하는 단점이 있다.

상기와 같은 이유로, 기존의 선박에서는 내부의 공간적 한계로 인하여 스크러버의 설치 공간 확보가 어려워 개방 루프 타입의 스크러버를 선호하여 왔다.

도 1은 개방 루프 타입의 스크러버가 적용된 배기가스 처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 해수 펌프(10)에 의해 공급되는 해수가 개방 루프 타입의 스크러버(20) 내부로 분사되고, 스크러버(20) 내부에서 해수의 알칼리 성분에 의해 황산화물이 제거된 배기가스는 스크러버(20)의 상단과 연결된 가스배출라인(GL)을 통해 배출되며, 스크러버(20)에서 배기가스의 정화에 사용된 해수는 스크러버(20)의 하단과 연결된 해수배출라인(WL)을 통해 선박의 외부로 배출된다.

또한, 모니터링 시스템(30)에 의해, 가스배출라인(GL)을 통해 배출되는 가스에 포함된 황산화물이나 이산화탄소 등의 함유량, 그리고 해수배출라인(WL)을 통해 선외 배출되는 해수(배출수)의 pH 및 온도 등이 수시로 모니터링될 수 있다.

한편, IMO의 규정에서는 선박으로부터 선외 배출되는 배출수는 선체로부터 4m 떨어진 지점에서 pH가 6.5 이상을 만족해야 한다고 규정하고 있다. 통상적으로 스크러버와 반응하기 전의 해수의 pH는 대부분 8 이상이지만, 스크러버에서 반응이 이루어진 후의 해수의 pH는 대부분 4 이하로 떨어지므로, 위와 같은 규정을 만족시키기 위한 노력이 필요하다.

종래에는 상기한 IMO 규정을 만족시키기 위하여 스크러버에서 사용 후 배출되는 오염된 해수가 선외 배출되기 전에 보다 높은 pH를 가지는 청수와 혼합하여 희석시키는 방법을 이용하기도 하였다. 그러나 이러한 종래의 방식은 오염된 해수를 선외 배출하기 전에 희석시키는 과정을 더 포함하게 되어 비효율적이고, 오염된 해수의 희석을 위하여 청수를 공급하는 라인 및 혼합 탱크 등을 더 구비해야 하므로 시스템이 복잡해지는 단점이 있었다.

한국 공개특허공보 제10-2014-0087782호 (2014.07.09 공개)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 스크러버로부터 배출되는 오염된 해수를 선외 배출되는 과정에서 빠르게 확산시킴으로써, 산성 배출수에 의한 해양 생물 및 해양 환경에 대한 위협 요인을 감소시키고, IMO에서 규정하는 규제 기준을 만족시키는 것이 가능한 선외 배출수 확산장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 선외 배출배관에 간단하게 설치 및 장착이 가능한 확산장치를 제공함으로써, 선외 배출수를 희석시키는 별도의 과정을 포함하는 종래 방식과 대비하여 비교적 간단한 방법만으로 상기한 IMO 규제 기준을 만족시키는 것이 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 설치되는 스크러버로부터 해수를 선외로 배출하는 배출배관의 출구 내측으로 인입되되, 상기 배출배관의 내부 직경을 가로지르도록 수직 방향으로 설치되는 선외 배출수 확산장치에 있어서, 상기 배출배관의 내부에 서로 대향되게 설치되며 상기 배출배관의 가장 내측에 위치하는 수직 방향 가장자리가 서로 맞닿아 접합되는 제1 수직판 및 제2 수직판을 포함하고, 상기 제1 수직판 및 상기 제2 수직판은 상기 배출배관의 출구 측으로 갈수록 상기 배출배관의 외측 방향을 향하여 경사지게 형성됨으로써, 상기 배출배관을 통해 배출되는 상기 해수의 확산을 유도하는 것을 특징으로 하는, 선외 배출수 확산장치가 제공될 수 있다.

상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판이 서로 맞닿는 변은 상기 배출배관의 직경을 가로지르는 중심선 상에 위치할 수 있다.

상기 제1 수직판 및 상기 제2 수직판의 상단 및 하단부는 상기 배출배관의 내측면에 밀착되게 고정될 수 있다.

상기 제1 수직판 및 상기 제2 수직판의 상단 및 하단부는 상기 배출배관의 내측면에 용접에 의해 연결될 수 있다.

상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판은 상기 배출배관 내부에 설치 이전에 용접에 의해 서로 접합되어 일체의 구조물로 제작된 후, 상기 배출배관의 출구에 장착될 수 있다.

상기 배출배관은 250A 이하 규격의 배관일 수 있다.

상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판이 이루는 각도는 100 내지 130°일 수 있다.

상기 배출배관의 규격이 250A일 때를 기준으로, 상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판에서 서로 접합되지 않는 두 가장자리 사이의 일직선상 거리는 60 내지 100 mm일 수 있다.

상기 일직선상 거리 및 상기 수직 거리의 범위는 상기 배출배관의 직경에 비례하여 산정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 스크러버로부터 배출되는 해수가 선외 배출되는 과정에서 배출배관의 출구에 설치되는 확산장치에 의해 배출수가 빠르게 확산됨으로써, 산성 배출수에 의한 해양 생물 및 해양 환경에 대한 위협 요인을 감소시키고, IMO에서 규정하는 규제 기준을 용이하게 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 기존 선박에 구비되는 배출배관의 구조를 변경하지 않고도 간단하게 설치 및 장착이 가능한 확산장치를 제공함으로써, 기존 대비 간단한 방법으로 선체로부터 4m 떨어진 지점에서 배출수의 pH가 6.5 이상을 만족해야한다는 IMO 규정을 만족시킬 수 있다.

도 1은 개방 루프 타입의 스크러버가 적용된 배기가스 처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 배출배관에 설치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치를 수직 방향에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 설치된 배출배관을 외측 방향으로부터 바라본 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 배출배관에 설치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치의 날개부 형상을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 설치된 배출배관을 외측 방향으로부터 바라본 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 선외 배출수 확산장치에 의해 선외 배출되는 유체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치에 의한 선외 배출수의 유동해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치에 의한 선외 배출수의 유동해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 선외 배출수 확산장치의 보완된 설치구조를 나타낸 도면이다.
도 12는 ASTM에 의해 규정된 파이프 표준 규격을 나타낸 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 배출배관에 설치된 것을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치를 수직 방향에서 바라본 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 설치된 배출배관을 외측 방향으로부터 바라본 정면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 배출배관에 설치된 것을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치의 날개부 형상을 나타낸 단면도이다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치가 설치된 배출배관을 외측 방향으로부터 바라본 정면도이다.

그리고, 도 8은 본 발명에 따른 선외 배출수 확산장치에 의해 선외 배출되는 유체의 흐름을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치에 의한 선외 배출수의 유동해석 결과를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선외 배출수 확산장치에 의한 선외 배출수의 유동해석 결과를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도5를 참조하면, 본 발명에 따른 배출수 확산장치(200/300)는, 선박에 구비되는 스크러버(미도시)에서 배기가스의 세정수로서 사용된 해수를 선외로 배출하는 배출배관(100)의 출구에 설치될 수 있다.

즉, 본 발명에서 스크러버에서 배기가스의 세정 과정에서 오염된 해수(이하 '배출수'라 함)가 배출배관(100)을 따라 배출됨에 있어서, 선외 배출 직전에 배출수 확산장치(200/300)에 의해 확산되게 함으로써, 배출수의 빠른 확산 및 희석이 이루어져 IMO에서 규정하는 규제 기준(pH 6.5 이상)을 만족시킬 수 있도록 구성한 것이다.

본 발명을 각각의 실시예 별로 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 발명은 기존 선박에 구비되는 배출배관의 구조를 변경하지 않고도, 기설치된 배출배관에 간단하게 장착되는 것만으로 선외 배출수의 확산 및 이를 통한 IMO 규정의 만족이 가능하게 하는 배출수 확산장치를 제공하고자 하는 것임을 밝힌다.

따라서, 본 발명은 기존 선박에 일반적으로 사용되는 250A 이하 규격의 배출배관 및 300A 규격의 배출배관에 바람직하게 적용될 수 있는 배출수 확산장치를 개발하여 제공하고자 하며, 구체적으로는 이하에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명되는 제1 실시예는 250A 이하 규격의 배출배관에 바람직하게 적용될 수 있도록 설계된 것이고, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명되는 제2 실시예는 300A 규격의 배출배관에 바람직하게 적용될 수 있도록 설계된 것이다.

여기서, 250A 및 300A로 설명되는 배관 규격은 ASTM(American Society for Testing and Materials)에서 정한 표준을 따르는 것이며, ASTM에서 정하는 파이프 표준 규격은 [도 12]에서 확인할 수 있다. 또한, 제작 오차 등에 의해 표준 규격에서 다소 벗어나더라도 일반적으로 산업 분야에서 250A, 300A로 통칭되는 배관을 모두 포함하는 의미일 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 배출수 확산장치(200)의 구조에 대하여 먼저 살펴본다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배출수 확산장치(200)는 배출배관(100)의 내부 직경을 가로지르는 수직형 타입으로 제작되어, 배출배관(100)의 출구에 인입되도록 설치될 수 있다.

본 실시예의 배출수 확산장치(200)는, 배출배관(100)을 통해 배출되는 배출수의 확산을 유도할 수 있도록, 배출배관(100)의 외측 방향을 향하여 경사지게 형성되는 제1 수직판(210) 및 제2 수직판(220)을 포함할 수 있다.

제1 수직판(210)과 제2 수직판(220)은 일측 수직방향 가장자리가 서로 맞닿아 용접에 의해 접합될 수 있으며, 배출배관(100)에 인입되기 전에 미리 용접 결합되어 일체의 구성으로 제작될 수 있다.

제1 수직판(210)과 제2 수직판(220)이 맞닿아 접합되는 일측변은 배출배관(100)의 직경을 가로지르는 중심선 상에 위치할 수 있으며, 맞닿지 않는 타측변이 일측변에 대하여 배출배관(100)의 외측 방향으로 경사지게 설치되어 배출수의 확산을 유도할 수 있다. 즉, 제1 수직판(210)과 제2 수직판(220)으로 구성되는 본 실시예의 배출수 확산장치(200)는 단면이 'V'자 형태인 구조물로 제작될 수 있다.

이때, 제1 수직판(210) 및 제2 수직판(220)에서 서로 맞닿지 않는 타측변의 수직 위치는 배출배관(100)의 끝단부와 일치할 수 있으나, 나중에 도 11을 참조하여 설명되는 바와 같이 배출배관(100)의 끝단부로부터 이격된 거리를 가지도록 인입되어 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 제1 수직판(210) 및 제2 수직판(220)의 상단 및 하단부는 배출배관(100)의 내측면에 용접되어 견고하게 고정될 수 있다. 이때, 제1 수직판(210) 및 제2 수직판(22)의 상하측 변은 배출배관(100)의 내주면 형상에 대응하여 라운드진 형태로 마련되어 배관의 내측면에 밀착되게 고정이 이루어질 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서 배출배관(100)의 규격이 250A일 때, 제1 수직판(210)의 타측변으로부터 제2 수직판(220)의 타측변까지 일직선상의 거리(L1)는 60 내지 100 mm로 형성될 수 있고, 제1 수직판(210)과 제2 수직판(220)이 이루는 각도(α)는 100 내지 130°의 범위로 형성될 수 있다. 제1 수직판(210)과 제2 수직판(220)이 맞닿는 내측변으로부터 제1 수직판(210) 또는 제2 수직판(220)의 타측변까지 수직 거리(L2)는 상기 거리 L1 및 각도 α에 따라 설정될 수 있으며, 대략 14 내지 42 mm로 형성될 수 있다.

상기와 같은 설계 수치는 본 출원인이 유동 해석을 통하여 배출수의 확산 효과가 가장 좋은 범위를 산정한 것으로서, 구체적으로는 상기 길이 L1이 배출배관(100)의 내부 직경에 대하여 40%를 넘어가면 배출배관(100)의 출구를 가로막는 면적이 너무 넓어져 배출수의 원활한 배출을 방해하고 배관압을 증가시키는 요인이 될 수 있고, 상기 길이 L1이 배출배관(100)의 내부 직경에 대하여 24% 미만이면 본 발명이 목적으로 하는 배출수 확산 효과가 미미하여 IMO 규정을 만족시지 못할 수 있다는 점을 고려하여 수치가 산정된 것이다.

또한, 본 실시예에서 상기 거리 L1은 배출배관(100)의 내부 직경에 대하여 1/3로 설정되고, 상기 각도 α는 120°로 형성하는 것이 가장 바람직한 실시예로 제시될 수 있다.

본 실시예가 250A 미만의 규격을 가지는 배출배관(100)에 적용되는 경우에는도 상기 각도 α는 동일하게 100 내지 130°의 범위로 형성될 수 있지만, 상기 거리 L1은 배출배관(100)의 직경이 줄어드는 만큼 비례하여 산정되어야 할 것이다.

다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 배출수 확산장치(300)의 구조에 대하여 살펴본다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배출수 확산장치(300)는 배출배관(100)의 중심으로부터 배출배관(100)의 내측면을 향하여 연장되는 세 개의 날개부(310, 320, 330)로 구성되는 Y자형 타입으로 제작되어, 배출배관(100)의 출구에 인입되도록 설치될 수 있다.

세 개의 날개부(310, 320, 330)는 배출배관(100)의 중심을 향한 방향으로의 끝단부가 서로 용접에 의해 접합될 수 있으며, 배출배관(100)에 인입되기 전에 미리 용접 결합되어 일체의 구성으로 제작될 수 있다.

세 개의 날개부(310, 320, 330)에서 서로 연결되지 않는 외측 끝단부는 배출배관(100)의 내측면에 용접되어 견고하게 고정될 수 있으며, 이때 각각의 날개부가 이웃하는 날개부와 이루는 각도는 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 세 개의 날개부(310, 320, 330) 각각의 연장 방향이 이루는 각도는 120°로 형성될 수 있다.

이와 같이, 제2 실시예에 따른 배출수 확산장치(300)는 세 개의 날개부(310, 320, 330)가 삼발이(trivet) 형태를 이룰 수 있는데, 본 실시예는 전술한 제1 실시예에서보다 관경이 더 큰 배관(250A → 300A)에 바람직하게 적용되기 위한 것으로서, 배관의 직경이 증가함에 따라 수직형 타입의 확산장치(200)로는 배출수의 효과적인 확산이 어렵기 때문에, 삼발이 형태의 확산장치(300)를 적용함으로써 배출배관(100)의 출구 측 유로를 추가적으로 구획하는 것이다.

또한, 배관의 관경이 증가함에 따라 배관 내 유량도 증가하게 되는데, 본 실시예에서는 배출수 확산장치(300)가 배출배관(100)의 내측면에 고정되는 고정점이 세 군데로 늘어나므로, 증가된 유량에 대해서도 구조적으로 안정적인 고정이 유지될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 배출수 확산장치(300)를 구성하는 각각의 날개부(310, 320, 330)는, 전술한 제1 실시예의 구조와 유사하게 두 개의 경사판으로 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 날개부(310)는 제1 경사판(311)과 제2 경사판(312)을 포함할 수 있으며, 제1 경사판(311)과 제2 경사판(312)은 일측 길이방향 가장자리가 서로 접합되고, 접합된 부위를 기준으로 서로 대향되는 방향으로 경사지게 설치되어 배출배관(100)을 통해 배출되는 배출수의 확산을 유도할 수 있다. 즉, 제1 경사판(311)과 제2 경사판(312)으로 구성되는 제1 날개부(310)는 단면이 'V'자 형태인 구조물로 제작될 수 있다.

본 실시예에서 배출배관(100)의 규격이 300A일 때, 제1 경사판(311)의 외측변으로부터 제2 경사판(312)의 외측변까지 일직선상의 거리(L3)는 80 내지 120mm로 형성될 수 있고, 제1 경사판(311)과 제2 경사판(312)이 이루는 각도(β)는 100 내지 130°의 범위로 형성될 수 있다. 제1 경사판(311)과 제2 경사판(312)이 맞닿는 내측변으로부터 제1 경사판(311) 또는 제2 경사판(312)의 외측변까지의 수직 거리(L4)는 상기 거리 L3 및 각도 β에 따라 설정될 수 있으며, 대략 18 내지 50 mm로 형성될 수 있다.

상기와 같은 설계 수치는 전술한 제1 실시예에서와 마찬가지로 본 출원인이 유동 해석을 통하여 배출수의 유동성 및 확산 효과 등을 고려하여 산정된 것이다.

또한, 본 실시예에서 상기 거리 L3은 배출배관(100)의 내부 직경에 대하여 1/3로 설정되고, 상기 각도 β는 120°로 형성하는 것이 가장 바람직한 실시예로 제시될 수 있다.

본 실시예에서 나머지 날개부(320, 330)에도 제1 날개부(310)와 동일한 구조가 적용될 수 있다. 또한, 각각의 날개부(310, 320, 330)를 구성하는 경사판의 외측변은 배출배관(100)의 내측면에 밀착되게 고정될 수 있도록 라운드진 형태로 마련될 수 있음은 전술한 제1 실시예에서와 같다.

날개부(310, 320, 330)를 구성하는 각각의 경사판의 외측변의 수직 위치가 배출배관(100)의 끝단부와 일치할 수 있으나, 배출배관(100)의 끝단부로부터 이격된 거리를 가지도록 인입되어 설치되는 것이 바람직함도 동일하다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 선외 배출수 확산장치(200)의 설치에 의해 배출배관(100)을 통해 배출되는 유체(배출수)의 흐름이 확산됨을 알 수 있다.

또한, 도 9에는 250A 규격의 배출배관에 제1 실시예에 따른 배출수 확산장치(200)를 설치한 것에 대한 유동해석 결과가 나타나 있고, 도 10에는 300A 규격의 배출배관에 제2 실시예에 따른 배출수 확산장치(300)를 설치한 것에 대한 유동해석 결과가 나타나 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 250A 배출배관을 통해 배출되는 배출수의 pH 농도가 출구에서 3.3으로 측정되고 선체로부터 4m 떨어진 지점에서는 8.2로 측정되며, 300A 배출배관을 통해 배출되는 배출수의 pH 농도는 출구에서 3.1로 측정되고 선체로부터 4m 떨어진 지점에서는 8.2로 측정되어, 선외 배출수의 pH 농도가 급격하게 상승하는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과는 IMO의 규제 기준인 pH 6.5를 훨씬 상회하는 것으로서, 본 발명에 따른 배출수 확산장치(200/300)의 확산 효과가 얼마나 우수한지를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 배출수 확산장치(200/300)는 일체의 구조물로 제작되어 배출배관의 출구단에 간단하게 장착이 가능하다는 장점이 있다. 즉, 본 발명은 선박에 구비된 배출배관의 직경을 고려하여 설계 및 제작된 후 간단한 방식으로 장착이 가능한 배출수 확산장치(200/300)를 제공함으로써, 기존에 설치된 배출배관의 설계를 변경/교체하지 않고도 선외 배출수의 확산 효과를 도모할 수 있으며, 이를 통해 선외 배출수에 대한 IMO에서 규정을 만족시키는 것이 가능하다.

이하에서는 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 선외 배출수 확산장치를 배출배관에 설치함에 있어서 더욱 보완된 구조를 설명한다.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 배출수 확산장치(200/300)는 배출배관(100)의 끝단부로부터 내측으로 일정 거리(D) 인입되어 설치되는 것이 바람직하다. 이때 일정 거리(D)는 제1 실시예 및 제2 실시예의 구분 없이 모두 5 내지 20 mm로 형성되는 것이 바람직하다.

배출수 확산장치(200/300)가 배출배관(100)의 끝단부와 일치하도록 설치되는 경우에는 배출수 확산장치(200/300)의 내측 두 방향만 용접이 가능하게 되므로, 확산장치(200/300)의 탈락 우려가 있고, 배출배관(100) 및 확산장치(200/300)의 내외부 부식 방지용 코팅(예컨대, PE, GRE, 그라스 플레이크 등) 시공이 용이하지 않다는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 배출수 확산장치(200/300)가 배출배관(100)의 끝단부와 일치하도록 설치되는 경우에는, 배출수 확산장치(200/300)의 외측부가 선체 표면(Hull surface)과 동일 표면에 위치하게 되므로, 해수에 포함된 이물질 등에 의해 코팅면에 크랙 또는 스크래치가 발생하여 박리되는 문제가 있을 수 있으며, 이는 결국 배출수 확산장치(200/300)의 부식을 발생시켜 잦은 요지보수가 요구될 수 있다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여, 본 발명에서는 배출수 확산장치(200/300)를 배출배관(100)의 내측으로 일정 거리(D) 인입되도록 설치하여 배출수 확산장치(200/300)의 네 방향 용접이 가능하게 하고, 이에 따라 배출배관(100)의 내측면에 매끄러운 용접선이 형성되게 함으로써 배출배관(100) 및 확산장치(200/300)에 대한 코팅 시공이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 해수에 의한 배출수 확산장치(200/300)의 코팅면의 손상 우려도 미연에 방지할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 배출배관
200 : 선외 배출수 확산장치 (제1 실시예)
210 : 제1 수직판
220 : 제2 수직판
300 : 선외 배출수 확산장치 (제2 실시예)
310 : 제1 날개부
311 : 제1 경사판
312 : 제2 경사판
320 : 제2 날개부
330 : 제3 날개부

Claims

선박에 설치되는 스크러버로부터 해수를 선외로 배출하는 배관으로서, 내부 유로로부터 출구단까지의 직경이 동일하게 형성되어 출구단에 확장부를 포함하지 않는 배출배관; 및
상기 배출배관의 내부를 가로지르도록 상기 배출배관의 출구단에 수직 방향으로 설치되는 수직형 구조물을 포함하고,
상기 수직형 구조물은, 상기 배출배관의 출구 측으로 갈수록 상기 배출배관의 외측 방향을 향하여 경사지게 형성됨으로써 상기 배출배관을 통해 배출되는 상기 해수의 확산을 유도하는 제1 수직판 및 제2 수직판을 포함하되,
상기 제1 수직판 및 상기 제2 수직판은 상기 배출배관의 내측 방향에 위치하는 수직 방향 가장자리가 서로 맞닿아 접합되어, 상기 수직형 구조물이 V자 형태의 단면을 가지고,
상기 수직형 구조물은 상기 배출배관의 내측면에 용접에 의해 고정되되 용접 이후 부식 방지용 코팅 시공이 이루어지며,
상기 배출배관의 내측 및 외측을 향한 양방향에 대한 상기 수직형 구조물의 용접 및 코팅이 용이하도록, 상기 수직형 구조물은 상기 배출배관의 출구 끝단부로부터 소정의 거리만큼 상기 배출배관의 내측으로 인입되게 설치되는 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판이 서로 맞닿는 변은 상기 배출배관의 직경을 가로지르는 중심선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 수직판 및 상기 제2 수직판의 상단 및 하단부는 상기 배출배관의 내측면에 밀착되어 용접에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.
삭제
청구항 3에 있어서,
상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판은 상기 배출배관 내부에 설치 이전에 용접에 의해 서로 접합되어 일체의 구조물로 제작된 후, 상기 배출배관의 출구에 장착되는 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배출배관은 250A 이하 규격의 배관인 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판이 이루는 각도는 100 내지 130°인 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.
청구항 7에 있어서,
상기 배출배관의 규격이 250A일 때를 기준으로, 상기 제1 수직판과 상기 제2 수직판에서 서로 접합되지 않는 두 가장자리 사이의 일직선상 거리는 60 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.
청구항 8에 있어서,
상기 일직선상 거리 및 수직 거리의 범위는 상기 배출배관의 직경에 비례하여 산정되는 것을 특징으로 하는,
선외 배출수 확산장치.