KR102640379B1 - 스크러버 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 스크러버가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버는, 배기가스를 공급하는 배기가스공급관과, 세정수를 공급하는 세정수공급관이 각각 연결되어 배기가스와 세정수를 기액 접촉시키는 하우징과, 다공성 구조 또는 물질로 형성되어 하우징 내부에 채워지는 복수의 충전제와, 하우징 내부에 설치되어 복수의 충전제를 하측에서 지지하는 망체 구조의 하부지지체와, 하우징 내부에 하부지지체와 이격되게 설치되어 복수의 충전제를 상측에서 지지하는 망체 구조의 상부지지체, 및 하우징을 관통하여 상부지지체와 선체를 연결하는 적어도 한 쌍의 고정부를 포함할 수 있다.

Description

스크러버{Scrubber}

본 발명은 스크러버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스와 세정수의 기액 접촉에 의한 부식을 방지하면서, 선박에서 발생하는 요동에 효과적으로 대처할 수 있는 스크러버에 관한 것이다.

일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있다. 환경에 대한 인식이 점차 증가함에 따라 배기가스에 포함된 각종 유해물질에 대한 규제가 엄격해지고 있는 실정이며, 특히, 배기가스 중 질소산화물과 황산화물은 유엔 산하기관인 국제 해사기구(IMO; International Maritime Organization)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다.

한편, 황산화물의 경우, 습식 스크러버를 이용하여 제거하는 방식이 일반적이며, 습식 스크러버는 세정수와 배기가스의 기액 접촉을 통해 배기가스에 포함된 황산화물을 용해시킨다. 즉, 습식 스크러버 내부에서는 배기가스에 포함된 황산화물이 세정수에 흡수되는 반응이 일어나게 되며, 이러한 반응은 금속 재질로 형성된 스크러버 하우징의 부식을 야기할 수 있다. 최근, 스크러버의 부식을 방지하기 위해 육상의 스크러버와 같이 스크러버를 비금속 재질로 제조하려는 시도가 있다. 그러나, 선박에 설치되는 스크러버는 엔진과 프로펠러의 구동, 해풍 등에 의해 주기적으로 요동되므로, 요동에 효과적으로 대처할 수 있는 별도의 지지구조가 요구된다.

대한민국 등록실용신안 제20-0450355호 (2010. 09. 16.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스와 세정수의 기액 접촉에 의한 부식을 방지하면서, 선박에서 발생하는 요동에 효과적으로 대처할 수 있는 스크러버를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 스크러버는, 배기가스를 공급하는 배기가스공급관과, 세정수를 공급하는 세정수공급관이 각각 연결되어 상기 배기가스와 상기 세정수를 기액 접촉시키는 하우징과, 다공성 구조 또는 물질로 형성되어 상기 하우징 내부에 채워지는 복수의 충전제와, 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 복수의 충전제를 하측에서 지지하는 망체 구조의 하부지지체와, 상기 하우징 내부에 상기 하부지지체와 이격되게 설치되어 상기 복수의 충전제를 상측에서 지지하는 망체 구조의 상부지지체, 및 상기 하우징을 관통하여 상기 상부지지체와 선체를 연결하는 적어도 한 쌍의 고정부를 포함한다.

상기 하우징은 비금속 재질로 형성되고, 상기 상부지지체는, 금속 재질로 형성되며 중앙이 관통된 링 형상으로 형성되어 외측면이 상기 하우징의 내측면에 고정되는 가이드링과, 상기 가이드링의 관통된 중앙에 중첩되게 결합되는 망부재를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 고정부는 동일 수평 면상에서 상기 하우징의 일 측과 타 측에 각각 배치될 수 있다.

상기 고정부는 각각, 금속 재질로 형성되어 상기 가이드링에 고정되는 고리부재와, 양단이 각각 상기 고리부재와 상기 선체에 결합되어 상기 고리부재와 상기 선체 사이에서 일정한 장력을 유지하는 와이어를 포함할 수 있다.

상기 와이어는 상기 하우징으로부터 방사형으로 연장되어 상기 선체에 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 배기가스와 세정수가 기액 접촉하는 공간을 제공하는 하우징이 비금속 재질로 형성되므로, 배기가스에 포함된 오염물질이 세정수에 흡수되는 반응으로 인한 하우징의 내부 부식을 예방할 수 있다.

또한, 하우징 내부에 복수의 충전제가 채워지므로, 배기가스와 세정수가 기액 접촉하는 면적과 시간이 증대되어 오염물질의 제거 효율이 향상될 수 있다.

또한, 적어도 한 쌍의 고정부가 하우징을 관통하여 상부지지체와 선체를 연결하므로, 하우징이 비금속 재질로 형성되더라도 선체에서 발생하는 요동에 효과적으로 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크러버가 선체에 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 스크러버를 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3은 상부지지체와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 상부지지체와 고정부의 평면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 스크러버에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크러버가 선체에 설치된 모습을 도시한 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 스크러버(1)는 배기가스와 세정수를 기액 접촉시켜 배기가스에 포함된 황산화물, 질소산화물 등의 오염물질을 제거하는 것으로, 예를 들어, 선체(D) 내에 설치될 수 있다.

스크러버(1)는 배기가스와 세정수가 기액 접촉하는 공간을 제공하는 하우징(10)이 비금속 재질로 형성되므로, 배기가스에 포함된 오염물질이 세정수에 흡수되는 반응으로 인한 하우징(10)의 내부 부식을 예방할 수 있다. 또한, 하우징(10) 내부에 복수의 충전제(도 2 의 20 참조)가 채워지므로, 배기가스와 세정수가 기액 접촉하는 면적과 시간이 증대되어 오염물질의 제거 효율이 향상될 수 있다. 또한, 적어도 한 쌍의 고정부(50)가 하우징(10)을 관통하여 상부지지체(도 2의 40 참조)와 선체(D)를 연결하므로, 하우징(10)이 비금속 재질로 형성되더라도 선체(D)에서 발생하는 요동에 효과적으로 대처할 수 있는 특징이 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 스크러버(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 스크러버를 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이고, 도 3은 상부지지체와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이며, 도 4는 상부지지체와 고정부의 평면도이다.

본 발명에 따른 스크러버(1)는 하우징(10)과, 복수의 충전체(20)와, 하부지지체(30)와, 상부지지체(40), 및 적어도 한 쌍의 고정부(50)를 포함한다.

하우징(10)은 내부에 공간이 형성된 통 형상의 부재로, 비금속 재질로 형성된다. 예를 들어, 하우징(10)은 유리섬유강화플라스틱(FRP, Fiber reinforced plastic) 재질로 형성될 수 있다. 하우징(10)은 배기가스를 공급하는 배기가스공급관(11)과, 세정수를 공급하는 세정수공급관(12)이 각각 연결되어 배기가스와 세정수를 기액 접촉시킬 수 있다. 이 때, 배기가스공급관(11)은 하우징(10)의 하방에서 상방을 향하여 배기가스를 공급하고, 세정수공급관(12)은 하우징(10)의 상방에서 하방을 향하여 배기가스를 공급할 수 있다. 배기가스공급관(11)은 선체(D)에 탑재된 연소기관(도시되지 않음)에서 생성된 배기가스를 하우징(10)으로 공급하는 관으로, 일단이 연소기관의 배기구에 직접 연결되거나 연소기관과 연결된 열교환기에 연결될 수 있다. 연소기관은 통상 화석연료를 연소하여 선체에 필요한 각종 동력을 발생시키므로, 화석연료의 연소에 따른 배기가스를 생성한다. 연소기관에서 생성된 배기가스는 다량의 질소산화물, 황산화물, 유기물질, 미세분진 등을 포함하고 있으므로, 세정수와 기액 접촉을 통해 제거해야 한다. 세정수공급관(12)은 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나인 세정수를 하우징(10)으로 공급하는 관으로, 일단이 해수유입구(sea-chest, 도시되지 않음)와 청수저장탱크(도시되지 않음) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 배기가스공급관(11)을 통해 하우징(10)의 하방에서 상방을 향하여 공급된 배기가스와, 세정수공급관(12)을 통해 하우징(10)의 상방에서 하방을 향하여 공급된 세정수는 하우징(10) 내에서 기액 접촉하게 되며, 이로 인해, 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물, 미세분진 등의 오염물질이 세정수에 용해되어 배기가스로부터 제거될 수 있다. 전술한 바와 같이, 하우징(10)은 비금속 재질로 형성되므로, 내부에서 배기가스의 오염물질이 세정수에 흡수되는 반응이 일어나더라도 부식이 예방될 수 있다. 질소산화물, 황산화물, 미세분진 등의 오염물질이 제거된 배기가스는 배기기준에 적합하므로, 배기관(도 1의 13 참조)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

하우징(10) 내부에는 복수의 충전체(20)가 채워질 수 있다. 충전체(20)는 배기가스와 세정수가 기액 접촉하는 면적과 시간을 증대시키기 위한 것으로, 다공성(多孔性) 구조 또는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 충전체(20)는 폴리 프로필렌 또는 테프론으로 이루어질 수 있으며, 부식을 방지하기 위해 테프론으로 이루어지는 것이 바람직하다. 충전체(20)의 크기 및 형상은 한정될 것은 아니나, 대략 수mm 내지 수cm 크기의 구형, 원통형, 사면체, 육면체, 팔면체 등의 형상으로 형성될 수 있다. 복수의 충전체(20)는 배기가스공급관(11)과 세정수공급관(12) 사이에 개재되며, 하부지지체(30)와 상부지지체(40)에 의해 지지되어 이탈이 방지될 수 있다.

하부지지체(30)는 망체 구조로 형성되며, 하우징(10) 내부에 수평 방향으로 설치되어 복수의 충전체(20)를 하측에서 지지한다. 즉, 복수의 충전체(20)는 망체 구조의 하부지지체(30) 상부에 안착된다. 하부지지체(30)가 망체 구조로 형성됨으로써, 배기가스공급관(11)으로부터 공급되는 배기가스가 통과하여 충전체(20) 측으로 유동할 수 있으며, 동시에, 세정수공급관(12)으로부터 공급되는 세정수가 통과하여 하우징(10) 바닥에 고일 수 있다. 하우징(10) 바닥에 고인 세정수는 별도의 배수관(도시되지 않음)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

상부지지체(40)는 망체 구조로 형성되며, 하우징(10) 내부에 하부지지체(30)와 이격되게 수평 방향으로 설치되어 복수의 충전체(20)를 상측에서 지지한다. 즉, 복수의 충전체(20)는 하부지지체(30)와 상부지지체(40) 사이에 개재된다. 상부지지체(40)가 망체 구조로 형성됨으로써, 충전체(20)를 통과하여 오염물질이 제거된 배기가스가 배기관(13) 측으로 유동할 수 있으며, 동시에, 세정수공급관(12)으로부터 공급되는 세정수가 통과하여 충전제(20) 측으로 유동할 수 있다. 상부지지체(40)는 가이드링(40a)과 망부재(40b)를 포함한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 가이드링(40a)은 금속 재질로 형성되며, 중앙이 관통된 링 형상으로 형성되어 외측면이 하우징(10)의 내측면에 고정된다. 예를 들어, 가이드링(40a)은 강철(steel) 재질로 형성될 수 있으며, 외측면이 하우징(10)의 내측면 형상에 대응하는 링 형상으로 형성될 수 있다. 도면 상에는 가이드링(40a)이 하우징(10)의 형상에 대응하여 원형 링으로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 가이드링(40a)은 하우징(10)의 형상에 대응하여 사각형 링, 다각형 링으로 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 가이드링(40a)은 필요에 따라, 하우징(10)의 유지보수 시 작업자의 발판으로 사용될 수도 있다. 망부재(40b)는 가이드링(40a)의 관통된 중앙에 중첩되게 결합된다. 망부재(40b)는 금속이나 합금으로 만든 선형(線形) 부재를 그물처럼 얽어 만든 것으로, 통상의 철망(wire mesh)일 수 있다.

이러한 상부지지체(40)는 적어도 한 쌍의 고정부(50)에 의해 선체(D)와 연결될 수 있다. 고정부(50)는 하우징(10)을 관통하여 선체(D)와 상부지지체(40)를 연결하는 것으로, 한 쌍의 고정부(50)는 동일 수평 면상에서 하우징(10)의 일 측과 타 측에 각각 배치될 수 있다. 한 쌍의 고정부(50)가 동일 수평 면상에서 하우징(10)의 일 측과 타 측에 각각 배치됨으로써, 하우징(10)의 균형 유지가 용이하게 이루어질 수 있다. 도면 상에는 상부지지체(40)에 두 쌍의 고정부(50)가 연결된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 고정부(50)의 개수는 하우징(10)의 크기, 중량 등에 대응하여 가감될 수 있다. 각각의 고정부(50)는 고리부재(50a)와 와이어(50b)를 포함한다.

고리부재(50a)는 금속 재질로 형성되며, 가이드링(40a)에 용접 또는 나사 결합하여 고정될 수 있다. 예를 들어, 고리부재(50a)는 도시된 바와 같이, 금속 막대 또는 봉이 둥글게 만곡된 형태로 형성되어 양단이 각각 가이드링(40a)의 외주면에 결합될 수 있다. 와이어(50b)는 금속 재질로 형성되며, 양단이 각각 고리부재(50a)와 선체(D)에 결합되어 고리부재(50a)와 선체(D) 사이에서 일정한 장력을 유지할 수 있다. 와이어(50b)는 하우징(10)으로부터 방사형으로 연장되어 선체(D)에 결합되며, 하우징(10)과 결합된 상부지지체(40)에 인장력을 가할 수 있다. 고리부재(50a)가 가이드링(40a)에 결합되고, 와이어(50b)가 고리부재(50a)와 선체(D) 사이를 연결함으로써, 하우징(10)이 비금속 재질로 형성되더라도 선체(D)에서 발생하는 요동에 효과적으로 대처할 수 있다.

한편, 상부지지체(40)와 배기관(13) 사이, 보다 구체적으로, 세정수공급관(12)과 배기관(13) 사이에는 배기가스에 포함된 수분입자를 응축시키는 액적분리기(60)가 설치될 수 있다. 세정수공급관(12)과 배기관(13) 사이에 액적분리기(60)가 설치됨으로써, 세정수와 기액 접촉하여 수분입자를 포함하고 있는 배기가스로부터 수분입자가 제거되어 배기가스가 건조된 상태로 배기관(13)을 통해 배출될 수 있다. 또한, 배기가스로부터 제거된 수분입자가 하방으로 낙하하며 상부로 유동하는 배기가스와 다시 기액 접촉할 수 있어 잔존하는 오염물질이 추가로 제거될 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 스크러버
10: 하우징 11: 배기가스공급관
12: 세정수공급관 13: 배기관
20: 충전제 30: 하부지지체
40: 상부지지체 40a: 가이드링
40b: 망부재 50: 고정부
50a: 고리부재 50b: 와이어
60: 액적분리기
D: 선체

Claims (5)

1. 배기가스를 공급하는 배기가스공급관과, 세정수를 공급하는 세정수공급관이 각각 연결되어 상기 배기가스와 상기 세정수를 기액 접촉시키는 하우징;
   다공성 구조 또는 물질로 형성되어 상기 하우징 내부에 채워지는 복수의 충전제;
   상기 하우징 내부에 설치되어 상기 복수의 충전제를 하측에서 지지하는 망체 구조의 하부지지체;
   상기 하우징 내부에 상기 하부지지체와 이격되게 설치되어 상기 복수의 충전제를 상측에서 지지하는 망체 구조의 상부지지체; 및
   상기 하우징을 관통하여 상기 상부지지체와 선체를 연결하는 적어도 한 쌍의 고정부를 포함하는 스크러버.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 하우징은 비금속 재질로 형성되고,
   상기 상부지지체는, 금속 재질로 형성되며 중앙이 관통된 링 형상으로 형성되어 외측면이 상기 하우징의 내측면에 고정되는 가이드링과, 상기 가이드링의 관통된 중앙에 중첩되게 결합되는 망부재를 포함하는 스크러버.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 고정부는 동일 수평 면상에서 상기 하우징의 일 측과 타 측에 각각 배치되는 스크러버.
4. 제3 항에 있어서, 상기 고정부는 각각,
   금속 재질로 형성되어 상기 가이드링에 고정되는 고리부재와, 양단이 각각 상기 고리부재와 상기 선체에 결합되어 상기 고리부재와 상기 선체 사이에서 일정한 장력을 유지하는 와이어를 포함하는 스크러버.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 와이어는 상기 하우징으로부터 방사형으로 연장되어 상기 선체에 결합되는 스크러버.

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