KR20110058813A - 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템 - Google Patents

선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템 Download PDF

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토루 마치다
츠요시 이노우에
테츠야 요코야마
후미야 코토우
카즈치카 키오이
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얀마 가부시키가이샤
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Abstract

선박에는 일반 연료(C중유) 탱크(3)와 저유황 연료(A중유) 탱크(4)가 탑재되어 있다. 또한, 엔진(1)의 배기계에는 요소수 분무 방식의 SCR 촉매(10)가 배치되어 있음과 아울러 배기 가스가 SCR 촉매(10)를 거치지 않고 통과하는 바이패스 배기관(16)이 배치되어 있다. 자선 위치 자동 검출 수단(B)과 규제 맵을 조합해서 규제 대상 해역까지의 거리가 자동적으로 연산되고, 규제 대상 해역으로의 도달에 맞추어서 연료를 자동적으로 일반 연료로부터 저유황 연료로 스위칭함과 아울러 배기 가스는 바이패스 배기관(16)에 흘려서 SCR 촉매(10)의 기능은 정지시킨다. 배기 가스 정화 상태의 스위칭이 자동적으로 행해진다.

Description

선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템{EXHAUST GAS PURIFYING SYSTEM FOR VESSEL ENGINE}
본 발명은 선박에 있어서의 엔진(디젤 엔진)의 배기 가스 정화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 가스의 유해 성분 방출량이 규제되고 있는 해역에 출입하는 선박의 배기 가스 정화 시스템에 관한 것이다.
선박에는 일반적으로는 디젤 엔진이 탑재되어 있지만 육상 차량와 같이 배기 가스에 함유되는 NOx(질소 산화물)의 정화가 요구되고 있다. 또한, 선박용 디젤 엔진에서는 중유를 연료로 하고 있기 때문에 배기 가스 중에 SOx(유황 산화물)이 함유되는 것이 많고, 그래서 SOx의 정화도 요구되고 있다.
그리고, NOx(질소 산화물)의 정화 수단으로서는 환원제로서 요소를 사용한 SCR 촉매 정화법이 일반화되어 있다. 이 SCR 촉매 정화법에서는 일반적으로, Ti 등의 산화물의 담체에 V나 Cr 등의 활성 성분을 담지시킨 재료로 이루어지는 허니컴 구조체가 사용되고 있고, 허니컴 구조체의 상류측에 환원제 수용액으로서의 요소수를 분무하면 요소수가 배기 가스의 열에 의해 가수 분해되어서 암모니아가 생성되고, 이 암모니아가 환원제로서 NOx에 작용해서 NOx가 무해한 질소와 물로 분해된다.
한편, 선박에서는 코스트의 면으로부터 일반 연료로서 C중유가 많이 사용되고 있지만 C중유는 유황분의 함유량이 많다는 성질이 있고, 그래서 SOx의 대책으로서는 유황분이 적은 A중유를 사용함으로써 대처하고 있다. 환경면에서는 공해·영해를 막론하고 일률적으로 규제하는 것이 바람직하지만 SOx의 정화 기술이 아직 확립되어 있지 않은 것이나, A중유의 사용을 의무화시키는 것은 운행 코스트나 C중유의 유효 이용의 면에서 문제가 있다는 실정이 있고, 그래서 조화책으로서 현재의 상태에서는 SOx에 관해서는 규제 해역이 정해져 있다.
따라서, 규제 대상 해역에 출입하는 선박은 연료로서 유황분의 함유량이 높은 C중유와 유황분의 함유량이 적은 A중유를 탑재해서 규제 대상 해역으로의 출입에 따라 사용하는 연료를 스위칭하게 된다. 그리고, 특허문헌 1에는 운전 최초는 유동성이 높은 A중유를 사용해서 엔진이 어느 정도 따뜻해진 C중유로 스위칭하는 장치가 개시되어 있고, SOx 규제 대상 해역에 출입하는 선박에는 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 스위칭 장치가 탑재되어 있어 오퍼레이터(예를 들면, 기관사)가 수작업으로 사용 연료를 스위칭하고 있었다.
또한, 디젤 엔진에 있어서 배기 가스에 함유되는 NOx(질소 산화물)의 정화 수단으로서 환원제로서 요소를 사용한 SCR 촉매 정화법이 일반화되어 있다. 이 SCR 촉매 정화법에서는 일반적으로 Ti 등의 산화물의 담체에 V나 Cr 등의 활성 성분을 담지시킨 재료로 이루어지는 허니컴 구조체가 사용되고 있고, 허니컴 구조체의 상류측에 환원제 수용액으로서의 요소수를 분무하면 요소수가 배기 가스의 열에 의해 가수 분해되어서 암모니아가 생성되고, 이 암모니아가 환원제로서 NOx에 작용하여 NOx가 무해한 질소와 물로 분해된다.
SCR 촉매 정화법에서는 배기 가스에 요소수를 계속해서 분무할 필요가 있고, 그래서 예를 들면 트럭과 같은 육상 차량에서는 요소수의 탱크를 차량에 장착하고 있다. 또한, 특허문헌 2에는 요소수를 차량에 공급하기 위한 일종의 스탠드용 설비로서 탱크에 물과 원료 요소를 투입해서 교반하도록 한 대차 방식이며 급수 건(water supply gun)이 부착된 요소수 제조 장치가 개시되어 있다.
: 일본 특허 공개 제 2002-227676 호 공보 : 일본 특허 공개 제 2005-324134 호 공보
그런데, 현재의 선박은 GPS(글로벌·포지셔닝·시스템: 전지구 측위 시스템)나 새틀라이트 컴퍼스(satellite compass)를 이용한 자선(自船) 위치 자동 검출 수단을 구비하고 있고, 이들 자선 위치 자동 검출 수단을 사용한 전자해도에 의해 자선의 위치를 정확히 파악할 수 있다. 그러나, 규제 대상 해역의 경계는 인위적으로 결정된 것이며 이것은 미리 정보로서 지득해 두지 않으면 안될뿐만 아니라, 예를 들면 연안 ○○해리 이내라는 규제에서는 해안선을 정확히 파악하지 않으면 규제 해역의 경계를 정확히 이해할 수 없다는 실정이 있고, 인력에 의한 대응으로는 정확성이나 신속성이 부족하다는 문제가 있다. 물론, 오퍼레이터의 부담도 크다(규제 해역을 통과하는 것은 야간이나 폭풍우의 때도 있으므로 부담은 대단함).
또한, 배기 가스에 직접적으로 작용하는 정화 장치로서 NOx 정화용 SCR 환원 촉매나 입자 형상 물질 제거용 세정 집진 장치를 부가하고 있을 경우 이들도 연료의 스위칭에 대응해서 작동시키거나 작동 정지시키는 것이 바람직하지만 종래와 같은 수작업 방식에서는 정확성·확실성·신속성이 결여되어 있어 규제를 준수할 수 없거나 고가인 연료를 낭비할 우려가 있다.
그런데, 트럭과 같은 육상 차량의 경우에는 차량에 탑재되는 요소수 탱크는 용량이 작아도 가솔린 스탠드(station)나 차고 등에서 보급할 수 있으므로 특별한 문제는 없다고 말할 수 있다. 그러나, 한편 화물선이나 원양 어선과 같이, 일단 출항하면 몇 일 ∼ 몇 개월도 기항(귀항)하지 않는 중형·대형 선박의 경우에는 해상에는 스탠드와 같은 보급 설비가 없기 때문에 요소수도 선내에서 조달하지 않으면 안된다.
선박에 있어서의 요소수의 조달 수단의 하나로서 출항하고나서 기항할 때까지의 사용량을 조달할 수 있는 요소수 탱크를 탑재하는 것이 고려되지만 선박은 한번 출항하면 해상에서는 엔진을 계속해서 운전하고 있는 것이 보통이기 때문에 단위 출력당의 요소수 사용량은 육상 차량에 비해서 각별히 크다는 사정에 추가해서 선박용 엔진은 육상 차량용 엔진에 비해서 출력이 훨씬 크기 때문에 사용되는 요소수의 절대량도 많다는 사정이 있고, 이 때문에 요소수 탱크는 거대해지지 않을 수 없고, 따라서 요소수를 탱크만으로 조달하는 방식은 근거리 페리와 같은 극히 일부의 선박을 제외하고 현실성이 부족하다.
선박에 있어서의 요소수의 다른 조달 수단의 하나로서 특허문헌 2에 기재되어 있는 요소수 제조 장치를 엔진 룸에 배치하는 것이 고려된다. 이 방식은 거대한 탱크가 필요하지 않기 때문에 탱크만의 방식에 비하면 현실성이 높지만 제조된 요소수를 사람 손에 의해 건으로 수용액 탱크에 보급하는 것은 엄청난 수고이며, 생력화(省力化)가 진행되는 현재의 선박에는 수용되기 어렵다.
본 발명은 이러한 현재의 상태를 개선하기 위해 이루어진 것이다.
본 발명은 몇 개의 구성을 포함하고 있다. 청구항 1의 발명은 상위 개념에 따른 것이며, 본 발명에 따른 선박은 배기 가스의 정화 상태를 스위칭할 수 있는 엔진과 현재지(現在地)를 자동적으로 특정할 수 있는 자선 위치 자동 검출 수단이 탑재되어 있고, 상기 자선 위치 자동 검출 수단에 의거하여 배기 가스 규제 대상 해역의 경계와 자선의 위치 관계가 특정되고, 상기 특정된 위치 관계 정보에 의거하여 상기 엔진에 있어서의 배기 가스의 정화 상태가 규제에 따른 상태로 스위칭된다.
청구항 2의 발명은 청구항 1에 있어서, 상기 배기 가스의 정화 상태의 스위칭은 연료 종류의 스위칭, 한 종류 또는 복수 종류의 정화 장치의 ON·OFF 스위칭, 복수 종류의 정화 장치를 선택적으로 사용하는 스위칭 중 어느 하나 또는 복수개로 되어 있다.
청구항 3의 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 자선 위치 자동 검출 수단은 위성, 지상국 또는 양쪽으로부터 발신된 전파에 의거하여 작동하는 것이며, 배기 가스의 정화 상태를 스위칭하는 제어 장치에 자선 위치 자동 검출 수단이 갖추어져 있다.
청구항 4의 발명은 청구항 2에 있어서, 일반 연료용 탱크와 저유황 연료용 탱크를 병설하고 있는 한편, 상기 엔진의 배기계는 환원제 첨가 방식의 NOx 정화 장치가 접속된 주배기관과 배기 가스를 상기 NOx 정화 장치에 통과시키지 않고 배출하는 바이패스(bypass) 배기관을 갖고 있고, 일반 연료를 사용하고 있는 상태에서는 바이패스 배기관이 폐쇄되어 있고 NOx 정화 장치에 환원제가 첨가되어 있고, 저유황 연료를 사용하고 있는 상태에서는 배기 가스가 바이패스 배기관을 흐르고 NOx 정화 장치에 첨가제가 첨가되지 않도록 제어되고 있다.
청구항 5의 발명은 청구항 1에 있어서, 상기 자선 위치 자동 검출 수단으로부터의 정보에 의거하여 엔진에 있어서의 배기 가스의 정화 상태를 스위칭하는 제어 수단을 갖고 있고, 상기 제어 수단에는 또한 어느 해역에서 어떠한 배기 가스 규제가 이루어지고 있는가라는 규제 해역 정보가 기억되어 있고, 상기 자선 위치 자동 검출 수단에 의해 검출된 위치 정보의 규제 해역 정보와의 비교에 의해 규제 해역의 경계까지의 거리를 연산하고, 경계까지의 거리 또는 항행 시간의 목표값을 정해서 스위칭의 준비 상태가 이루어지도록 제어된다.
또한, 본 발명은 엔진과, 해수를 담수화하는 조수기(造水機)와, 이 조수기에 의해 만들어진 담수를 모으는 물탱크가 탑재되어 있고, 상기 엔진의 배기관에 설치된 환원 촉매에 환원제 수용액을 분무함으로써 상기 엔진의 배기 가스 중에 함유되어 있는 NOx가 정화되어 있고, 또한 상기 환원제 수용액은 분말상 또는 과립상과 같은 고체상의 원료 환원제를 담수에 혼합함으로써 제조되어 있는 선박을 대상으로 하고 있다.
그리고, 청구항 6의 발명에서는 상기 원료 환원제가 투입되는 원료 호퍼와 이 원료 호퍼로부터 배출된 원료 환원제를 담수에 혼합해서 수용액화하기 위한 교반 수단 부착 혼합 탱크를 갖고 있고, 상기 물탱크와 혼합 탱크는 원수 관로에 의해 접속되어 있고, 또한 상기 혼합 탱크에는 환원제 수용액을 환원 촉매에 인도하는 수용액 관로가 접속되어 있다.
청구항 7의 발명은 청구항 6에 추가해서, 또한 상기 엔진의 출력을 검지하는 출력 센서 또는 배기 가스 중의 NOx 농도를 검출하는 농도 센서가 구비되어 있는 한편, 상기 수용액 관로에는 상기 혼합 탱크로부터 공급된 환원제 수용액을 담수로 희석함으로써 환원제 농도를 조절하는 조절 탱크가 개재되어 있고, 상기 출력 센서 또는 농도 센서로부터의 신호에 의거하여 조절 탱크에 있어서의 환원제의 농도가 조절되고 있음과 아울러 상기 조절 탱크에도 물탱크로부터 급수되고 있다.
청구항 8의 발명은 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 원료 환원제는 요소 또는 그 함유물로서 분말상 또는 과립상의 외관을 나타내고 있는 한편, 상기 원료 탱크에는 건조 수단을 설치하고 있고, 상기 혼합 탱크와 조절 탱크에는 가온도 수단을 설치하고 있다. 이 청구항 8의 전개예로서 청구항 9에서는 상기 가온 수단이 상기 엔진의 배기 가스 또는 사용이 완료된 냉각수를 열원으로 하고 있다.
청구항 10의 발명은 청구항 6에 있어서, 상기 혼합 탱크에는 수위 센서를 설치하고 있는 한편, 상기 원료 호퍼로부터 혼합 탱크로의 원료 환원제의 투입은 셔터 수단에 의해 제어되고 있고, 또한 상기 원수 관로에는 급수 수단을 설치하고 있고, 그리고 상기 수위 센서와 급수 수단과 셔터 수단은 상기 수위 센서에 의한 하한 레벨 검출 신호에 의해 급수 수단이 작동해서 급수되고, 상기 수위 센서에 의한 상한 레벨 검출 신호에 의해 급수 수단이 작동 정지되고, 혼합 탱크로의 급수 중 또는 급수 후 또는 급수 전에 셔터 수단이 개방되어 원료 환원제가 투입되도록 관련되어 있다.
<발명의 효과>
본 발명에서는 선박이 배기 가스 규제 대상 해역에 들어가거나 나옴에 있어서 규제 대상 해역의 경계와 자선의 위치 관계가 자동적으로 판단되어 규제 대상 해역에 들어갈 경우에는 정화 상태를 규제가 클리어되는 상태로 자동적으로 스위칭되고 규제 대상 해역으로부터 나올 경우에는 규제 클리어 상태가 해제되는 상태로 자동적으로 스위칭되도록 제어할 수 있다. 따라서, 선박 배기 가스에 관한 규제를 정확하고 또한 신속히 클리어할 수 있음과 아울러 선원의 수고를 줄여서 생력화와 부담 경감에도 공헌할 수 있다.
배기 가스 정화 상태의 스위칭은 규제 내용에 따라 다르지만 SOx에 관한 규제는 현재의 상태에서는 청구항 2에 기재된 형태 중 연료의 스위칭에 의해 대처할 수 있다. 저유황 연료를 사용함으로써 NOx 대책이 불필요하게 될 경우에는 연료의 스위칭과 NOx 정화 장치의 기능 ON·OFF를 동시에 행해도 좋고, 본 발명에서는 이러한 복수 종류의 스위칭도 간단하고 또한 정확·신속히 행할 수 있다.
자선 위치 자동 검출 수단은 구체적으로는 GPS 방식 위치 특정 시스템이나 새틀라이트 컴퍼스를 사용할 수 있지만 청구항 3과 같이, 정화 시스템의 제어 장치에 자선 위치 자동 검출 수단을 갖추면 신호의 전달 계통이 단순화되기 때문에 작동의 확실성이 보다 높아지는 이점이 있다.
그런데, NOx의 정화에는 요소와 같은 환원제를 첨가하는 환원 촉매가 사용되고 있지만 NOx의 발생량은 연료의 종류에도 관계되어 있고, 저유황분의 연료를 사용하면 NOx에 대해서도 환원 촉매를 사용하지 않고 규제값을 클리어할 수 있는 경우가 있다. 청구항 4의 발명은 이러한 실정에 따른 것이며, 고품질의 연료를 사용하고 있는 상태에서는 배기 가스를 바이패스해서 배출함으로써 환원제의 사용량을 억제해서 운행 코스트를 억제할 수 있음과 아울러 배기 가스가 촉매를 통과하는 것에 기인한 저항에 의해 출력의 로스가 생기는 것을 방지할 수 있다.
연료의 스위칭에는 어느 정도의 준비 시간이 필요하고, 또한 환원제를 사용한 정화 장치의 운전 시작 또는 정지에 대해서도 환원제의 첨가 확인 등이 어느 정도의 준비 시간이 필요한 것이 일반적이다. 이러한 점에서, 청구항 5의 구성을 채용하면 규제 해역으로의 진입이나 퇴출에 앞서 정화 수단의 스위칭을 미리 준비해 두고 있기 때문에 규제를 확실히 클리어해서 책임은 달성하면서 경제성도 확보하는 것을 보다 정확히 실현할 수 있다.
그런데, 중·대형의 선박은 생활 용수 등을 조달하기 위해서 해수를 담수화하는 조수기를 탑재하고 있는 것이 통상이며, 조수기로 만들어진 담수는 물탱크에 저장되어서 각 사용 장소에 관로에 의해 공급되게 되어 있다. 그리고, 본 발명에서는 분말상이나 과립상의 원료 환원제를 혼합 탱크에서 담수에 혼합함으로써 환원제 수용액을 제조하는 것이기 때문에, 즉 항해하면서 수시로 환원제 수용액을 제조할 수 있기 때문에 혼합 탱크는 거대할 필요는 없어서 공간 절약에 공헌할 수 있다. 그리고, 환원제 수용액에 사용되는 원수는 물탱크로부터 급수되기 때문에 환원제 수용액의 제조를 위한 조수기는 신설하거나 증설할 필요는 없고, 이 때문에 코스트 다운에 공헌할 수 있다.
또한, 혼합 탱크에서 제조된 환원제 수용액은 수용액 관로를 통해서 촉매에 자동적으로 공급되기 때문에 인력이 필요하지 않다. 즉, 본 발명은 생력화에도 공헌하고 있고, 따라서 현대의 선박에 바람직하다.
그런데, 디젤 엔진에 있어서 배기 가스 중에 함유되는 NOx의 농도는 일반적으로 출력에 비례해서 커진다. 따라서, 촉매에 분무되는 환원제 수용액의 농도는 NOx의 농도에 비례해서 증감하는 것이 바람직하다(농도에 따라 분무량을 증감하는 것도 가능하지만 물의 발생량이 증대되는 폐해가 있음).
그리고, 본 발명의 청구항 6의 경우 혼합 탱크에서 농도를 조절하는 것도 가능하지만 원료 환원제나 희석수를 조금씩 배출해서 농도를 조절하는 것은 제어가 번거로움과 아울러 농도 조정이 정확히 행해지지 않을 우려가 있다. 이에 대해서 청구항 7의 구성을 채용하면 혼합 탱크에서는 가장 높은 출력(NOx 농도)에 대응된(또는, 그 이상) 고농도 환원제 수용액을 제조해 두고, 조정 탱크에서 희석수를 첨가함으로써 소망하는 환원제 능동의 수용액을 간단히 제조할 수 있는 이점이 있다. 또한, 조정 탱크의 희석수도 물탱크로부터 공급되는 것이기 때문에 조수기의 신설이나 증설은 필요없어서 코스트면에서도 유리하다.
청구항 8과 같이, 원료 환원제로서 요소 또는 그 함유물을 사용하면 안전성이 우수한 이점이 있다. 또한, 요소는 안전성이 높은 이점이 있는 한편, 흡습성이 높은 성질과 수용액의 온도가 낮아지면 용해량(물의 단위량당 용해되는 몰수)이 저하되는 성질이 있지만 청구항 8에서는 원료 탱크에는 건조 수단을 설치하고 혼합 탱크와 조정 탱크에는 가온 수단을 설치하고 있기 때문에 원료 요소의 건조를 방지 또는 억제해서 자동적 혼합의 실현에 공헌할 수 있음과 아울러 수용액 중의 요소의 농도 저하를 방지해서 효율적인 NOx 제거에 공헌할 수 있다. 또한, 가온 온도는 40℃ 정도가 바람직하다.
청구항 8의 경우 혼합 탱크 및 조정 탱크의 가온 수단으로서는 시즈 히터(sheath heater)와 같은 전기 히터도 사용될 수 있지만 청구항 9와 같이, 가온 수단으로서 엔진의 배기 가스 또는 사용이 완료된 냉각수를 사용하면 러닝 코스트를 억제할 수 있는 이점이 있다.
혼합 탱크에서 환원제 수용액을 제조하는 구체적인 방법으로서는, 예를 들면 1일에 1회와 같이, 소정의 시간 간격으로 정기적으로 제조해서 모아 두는 것도 가능하지만 이것은 혼합 탱크가 대형화되기 때문에 공간 절약의 점에서 마이너스임과 아울러 인력이 필요하기 때문에 생력화라는 점에서도 마이너스이다. 이에 대해서 청구항 10의 구성을 채용하면 수용액의 스톡(stock)이 소정량까지 감소되면 자동적으로 제조 보급되기 때문에 혼합 탱크 및 조정 탱크는 필요 이상으로 크게 할 필요가 없어서 공간 절약을 추진할 수 있음과 아울러 인력이 줄어들어 생력화에도 크게 공헌할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태를 나타내는 모식적인 블록도이다.
도 2는 배기 스위칭 밸브의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 항행 중 선박의 개념도이다.
도 4는 제어예를 나타내는 플로우챠트이다.
도 5(A)는 혼합 탱크의 단면도, 도 5(B)는 도 5(A)의 B-B로부터 바라본 평단면도이다.
이어서, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 관련된 설비·장치를 나타내는 개념적인 블록도, 도 2는 장치의 구체적 구조를 나타내는 도면, 도 3은 항행 중의 선박의 개념도이다. 우선, 설비·장치의 배치 등을 설명한다.
(1). 엔진 주위의 기본 구성
도 1에 나타내는 바와 같이, 선박은 디젤 방식의 엔진(1)을 구비하고 있고 엔진(1)에는 발전기(2)가 접속되어 있다. 엔진(1)에는 일반 연료 탱크(3)와 저유황 연료 탱크(4) 중 어느 한쪽으로부터 연료가 공급된다. 도 1에서는 설명의 단순화를 위해서 양쪽 연료 탱크(3, 4)와 엔진(1)을 연결하는 연료 관로(5)에는 스위칭 밸브(3방향 밸브)(6)를 개재시킨 상태를 나타내고 있지만, 실제로는 양쪽 탱크(3, 4)에 각각 연료 분사계 배관을 접속해서 어느 하나의 연료 분사계 배관을 선택적으로 사용하는 것이 일반적이라고 말할 수 있다. 종래와 같이, 일반 연료의 예로서 C중유를 들 수 있고 저유황 연료로서는 A중유를 들 수 있다.
또한, 본 실시형태의 발전기는 주로 선박의 추진용 모터를 구동하기 위한 것이지만 엔진(1)으로 스크류를 직접적으로 구동하는 것도 가능하다. 당연히, 엔진(1)을 선내에서 사용하는 전력을 얻기 위한 전용의 엔진으로서 이것에 발전기(2)가 접속되어 있어도 좋다. 발전기(2)에는 출력 센서(7)를 장착하고 있다. 이 출력 센서(7)는 직접적으로는 발전기의 출력(또는, 부하)을 검출하지만 엔진(1)의 출력과 발전기(2)의 출력은 거의 같으므로 출력 센서(7)는 엔진(1)의 출력 검지 수단으로서 기능하고 있다.
엔진(1)은 배기 매니폴드에 접속된 주배기관(8)을 갖고 있고 주배기관(8)에 NOx용 배기 처리 장치(9)가 접속된다. NOx용 배기 처리 장치(9)는 배기 가스의 흐름 방향으로부터 보아서 상류측으로부터 순차적으로 상술된 SCR 환원 촉매(10), SCR 환원 촉매(10)를 통과한 NOx를 처리하기 위한 슬립(slip) 촉매(11), 및 소음기(12)를 갖고 있다. 소음기(12)에는 방출관(13)이 접속되어 있다. 또한, 방출관(13)도 주배기관(8)의 일부로 생각하는 것은 가능하고, 이 경우에는 주배기관(8)의 도중에 배기 처리 장치(9)가 개재되어 있는 것으로 되지만 본 실시형태에서는 편의적으로 배기 처리 장치(9)의 상류측의 부분을 주배기관(8)으로서 정의하고 있다.
주배기관(8)의 중도부에는 환원제 수용액의 일례로서의 요소수를 분무하기 위한 분무구(15)를 형성하고 있다. 또한, 배기 처리 장치(9)에는 SCR 환원 촉매(10)를 향해서 공기를 분출시키는 블로어(14)가 접속되어 있다. 또한, 주배기관(8) 중 분무구(15)보다 상류측에는 바이패스 배기관(16)이 접속되어 있고, 바이패스 배기관(16)의 종단은 배기 처리 장치(9) 중 소음기(12)의 부분에 접속되어 있다.
도면에서는 생략되어 있지만 배기 처리 장치(9)의 하류측에 입자상 물질을 보수하는 세정 집진 장치를 접속하는 것도 가능하다. 또는, 애프터 버너(after burner)를 접속하는 것도 가능하다.
배기 스위칭 밸브(17)와 바이패스 배기관(16)의 접속부에는 배기 가스의 흐름 방향을 변경하기 위한 스위칭 밸브(17)를 설치하고 있다. 스위칭 밸브(17)의 구체적 구조예를 도 2에 나타내고 있다. 즉, 이 예에서는 스위칭 밸브(17)는 평판 방식으로 되어 있어서 그 일단부에 위치한 지축을 중심으로 회동하도록 되어 있고, 모터 등의 액츄에이터(18)에 의해 회전되면 바이패스 배기관(16)의 입구를 폐쇄하는 자세와 주배기관(8)을 폐쇄하는 자세로 스위칭된다.
(2). 요소수의 공급 계통
선박에는 해수를 제 1 펌프(20)로 퍼 올려서 담수화하는 조수기(21)와 조수기(21)로 만들어진 담수를 모아 두는 물탱크(22)를 갖고 있다. 물탱크(22)에는 주방이나 세면소 등에 급수하기 위한 일반수 관로(23)가 다수 접속되어 있다. 조수기(21)로 담수화한 것만의 물에는 잡균이 다수 혼입되어 있을 경우가 있다. 그래서, 음료 용수나 주방 용수로서 멸균 처리하는 것도 행하여지고 있고, 이 경우에는 멸균 전의 잡수와 멸균된 음료수를 개별적으로 물탱크에 모으게 된다. 이 경우에는, 본 실시형태에서는 어느 탱크도 물탱크(22)로서 사용될 수 있다(요소수는 음용으로는 되지 않으므로 사용하는 것은 잡수여도 지장이 없다).
선박에는 또한 NOx 정화용 원료 환원제의 일례로서의 과립상 요소를 투입하는 원료 호퍼(24)와, 원료 호퍼(24)로부터 공급된 원료 요소를 물에 혼합해서 요소수로 되는 혼합 탱크(25)와, 혼합 탱크(25)에서 제조된 요소수의 농도를 조절하는 조정 탱크(26)가 탑재되어 있다.
혼합 탱크(25)와 물탱크(22)는 원수 관로(27)에 의해 접속되어 있고, 원료 관로(27)에는 급수를 ON·OFF하는 제 2 펌프(28)를 개재시키고 있고, 혼합 탱크(25)와 조정 탱크(26)는 제 1 수용액 관로(29)에 의해 접속되어 있고, 제 1 수용액 관로(29)에는 제 3 펌프(30)를 개재시키고 있다. 조정 탱크(26)와 분무구(15)는 제 2 수용액 관로(31)에 의해 접속되어 있고, 제 2 수용액 관로(31)에는 전자식 등의 분무 개폐 밸브(32)를 개재시키고 있다.
원료 호퍼(24)에는 건조 장치(34)가 설치되어 있고, 또한 원료 호퍼(24)와 혼합 탱크(25) 사이의 방출관(36)에는 상기 방출관(36)을 개폐하는 셔터 수단(37)이 설치되어 있다. 건조 장치(34)는 온풍식이나 흡습제식 등을 사용할 수 있다. 원료 호퍼(24)에는 원료 요소의 양을 검지하는 용량 센서(35)가 설치되어 있다. 셔터 수단(37)의 구체적 구조는 도 5(A)에도 표시되어 있다. 셔터 수단(37)은 전자 솔레노이드 등의 액츄에이터에 의해 원격적으로 구동된다. 혼합 탱크(25)에는 로터리식 교반 장치(38)와 수위 센서(39)와 가온 수단(40)이 설치되어 있다. 교반 장치(38)는 모터에 의해 구동된다.
또한, 원료 호퍼(24)에 의해 원료 요소를 방출함에 있어서 셔터 수단(37)이 개방되어 있는 한 계속해서 흐르는 방식과, 셔터 수단(37)이 1회 작동하면 일정량이 방출되는 메져 방식(measure type)이 있을 수 있지만 본 발명에서는 어느쪽도 채용할 수 있다(제어의 용이성이라는 점에서는 메져 방식이 우수하다고 말할 수 있음). 또한, 원료 호퍼(24)에 임펠러식(impeller type) 등의 교반 장치를 설치하여 정기적으로 교반해서 원료 요소를 항상 과립상 또는 분말상으로 유지하는 것도 가능하다.
도 5(A) 및 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 가온 수단(40)은 루프 형상으로 권취된 형태로 혼합 탱크(25)의 저부 가까이에 배치되어 있다. 구체적으로는, 가온 수단(40)은 전기 저항에 의해 발열되는 시즈 히터로 할 수 있다. 또는, 가온 수단(40)을 파이프로 구성해서 그 내부에 엔진(1)의 배기 가스나 사용해서 온수화된 냉각수를 통과시킬 수 있다. 물론, 다른 방식의 가온 수단도 채용될 수 있다.
조정 탱크(26)에도 교반 장치(41)와 가온 수단(42)과 수위 센서(43)를 설치하고 있다. 또한, 조정 탱크(26)와 물탱크(22)는 희석수 관로(44)에 의해 접속되어 있고 희석수 관로(44)에는 제 4 펌프(45)를 개재시키고 있다[제 4 펌프(45) 대신에 스위칭 밸브를 배치하는 것도 가능함]. 또한, 조정 탱크(26)에는 요소수의 요소 농도를 검지하는 농도 센서(46)를 설치하고 있다. 또한, 혼합 탱크(25)나 조정 탱크(26)를 단열 구조로 하는 것도 가능하다. 물탱크(22)에도 수위 센서(47)를 설치하고 있고, 수위가 하한까지 내려가면 제 1 펌프(20)가 자동적으로 작동하고, 수위가 상한까지 오르면 제 1 펌프(20)는 자동 정지한다.
(3). 제어계의 구성
본 실시형태에서는 배기 가스 정화 시스템의 중추 장치로서 중앙 연산 장치(CPU)나 메모리 등을 내장한 제어 장치(50)를 갖고 있다. 제어 장치(50)는 전용품으로서 제조·배치하는 것도 가능하고, 시판의 PC나 워크스테이션을 사용할 수도 있다.
제어 장치(50)에는 소정의 프로그램이 갖추어져 있고 입력 신호에 의거하여 신호가 입출력된다. 예를 들면, 제어 장치(50)에는 원료 호퍼(24)의 용량 센서(35), 혼합 탱크(25)의 수위 센서(39), 조정 탱크(26)의 수위 센서(43), 발전기(2)의 출력 센서(7)로부터 신호가 입력된다. 2개의 연료 탱크(3, 4)에도 용량 센서(레벨계)(51, 52)가 설치되어 있고, 이들 용량 센서(51, 52)로부터도 제어 장치(50)에 신호가 보내진다. 도시되지 않지만 연료 스위칭 밸브(6)나 배기 스위칭 밸브(17)에도 개방 상태를 검지하는 센서가 설치되어 있어 이들 센서로부터의 신호가 제어 장치(50)에 보내지고 있다.
또한, 도 3의 개념도에 나타내는 바와 같이, 선박(C)에는 위성(D)이나 지상국(E)으로부터의 전파를 수신하는 안테나(A)와, 안테나(A)에 의해 수신된 전파에 의거하여 자선 위치를 특정하는 자선 위치 자동 검출 수단(B)이 탑재되어 있고, 자선 위치 자동 검출 수단(B)으로부터도 제어 신호가 제어 장치(50)에 보내진다. 위치 특정 장치(48)는 제어 장치(50)의 일부로서 생각된다.
제어 장치(50)에 의해 다음 것의 구동이 제어된다. 즉, 제 2 펌프(28), 혼합 탱크(25) 및 조정 탱크(26)의 교반 장치(38, 41)와 가온 수단(40, 42), 셔터 수단(37), 희석수 관로(44)의 제 4 펌프(45), 제 2 수용액 관로(31)의 분무 개폐 밸브(32), 연료 스위칭 밸브(6), 배기 스위칭 밸브(17), 블로어(14)의 구동이 제어된다.
배기 가스 중의 NOx의 농도가 높으면 배기 가스의 단위량에 필요한 요소의 양도 많아진다. 그래서, 혼합 탱크(25)에서는 상정되는 가장 높은 NOx 농도에 대응된 요소 농도의 수용액을 제조해 두고, 출력 센서(7)로부터의 신호에 의거하여 요소수가 정화에 필요한 요소 농도가 되도록 제 4 펌프(45)를 구동해서 희석수를 받아들인다. 소정의 농도가 되면 제 4 펌프(45)의 구동을 정지한다. 요소수의 농도를 짙게 하지 않으면 안될 경우에는 제 3 펌프(30)를 구동해서 고농도의 요소수를 받아들이게 된다.
NOx의 농도와 요소수의 농도는 NOx의 약간의 농도 변화에 대응해서 요소 농도를 민감하게 조절하는 미세 조정 방식으로 하는 것도 가능하지만 엔진(1)의 출력 범위를, 예를 들면 저출력·중출력·고출력과 같은 복수의 존으로 분할하는 한편, 요소 농도도 출력 존에 대응해서 저농도·중농도·고농도와 같은 복수의 농도 에리어로 분할해 두고, 출력 존의 변경에 따라 농도 에리어를 변경한다는 존 조절 방식이 현실적이라고도 말할 수 있다. 또한, 배기계에는 온도 센서도 설치되어 있어 배기 가스의 온도가 과잉으로 상승한 경우에는 블로어(14)로부터 냉기가 보내진다.
제어 장치(50)에 설치된 메모리에는 어느 해역에서 어떠한 배기 가스 규제가 행해지고 있는가라는 정보(규제 맵)가 디지털 데이터로서 기억되어 있다. 이 정보는 지구 전체의 정보를 망라한 것이어도 좋고, 항해 범위가 한정되어 있을 경우는 상기 범위(예를 들면, 태평양만이나 동경 ○○∼△△도의 범위)로 한정되어 있어도 좋다. 규제 내용은 변경되는 것이므로 규제 맵 데이터는 갱신 가능한 것이 바람직하다. 또한, 규제 맵용 메모리는 CD와 같은 외부 매체 방식이어도 좋고 하드 디스크와 같은 내장 방식이어도 좋다.
그런데, 본 실시형태에서는 혼합 탱크(25)에서 요소수가 제조되어 이것이 조정 탱크(26)에 보내져서 요소 조정이 이루어지고, 그 후 분무구(15)로부터 배기 가스에 분무되지만 우선 요소수가 잠깐 끊임없이 공급되는 것이 필요하다. 그래서, 혼합 탱크(25)의 수위 센서(39)로부터 하한 위치를 검출하면 제 2 펌프(28)를 구동해서 수위 센서(39)가 상한 위치를 검출할 때까지 물탱크(22)로부터 물을 혼합 탱크(25)에 급수함과 아울러 셔터 수단(37)을 개방해서 원료 요소를 소정량만큼 혼합 탱크(25)에 공급하고 교반 장치(38)로 교반한다. 원료 요소의 투입이나 교반 장치(38)의 구동 시작은 제 2 펌프(28)의 구동과 동시이어도 좋고 전이어도 좋고 후이어도 좋다.
조정 탱크(26)의 수위 센서(43)가 하한 위치를 검지하면 제 3 펌프(30)를 구동하고, 수위 센서(43)가 상한 위치를 검지하면 제 3 펌프(30)의 구동을 정지한다. 원료 호퍼(24)의 건조 수단과 혼합 탱크(25) 및 조정 탱크(26)의 가온 수단(40, 42)이 전기식일 경우에는 이들 ON·OFF도 원격적으로 제어 가능하지만 통상은 엔진의 운전 중에 스위칭할 필요는 없다.
또한, 제 2 수용액 관로(31)의 개폐 밸브(32)도 통상은 개방된 상태인 채로이며, 배기 가스가 바이패스 배기관(16)을 흘러서 NOx 정화의 필요가 없을 때에 폐쇄된다. 개폐 밸브(32)를 유량 조정 밸브로 스위칭해서 NOx의 생성량에 따라(즉, NOx의 농도 센서로부터의 신호에 의거함) 요소수의 분출량을 증감시키는 것이 가능하고 오히려 바람직하다고 말할 수 있다.
조정 탱크(26)를 혼합 탱크(25)보다 낮은 위치에 배치해서 조정 탱크(26)는 항상 만배 상태로 유지하는 것도 가능하다. 이 경우에는 제 3 펌프(30)와 수위 센서(43)는 필요하지 않다. 또한, 조정 탱크(26)를 혼합 탱크(25)보다 낮은 위치에 배치해서 요소수를 혼합 탱크(25)로부터 조정 탱크(26)로 자연 유하시키는 것도 가능하고, 이 경우에는 제 3 펌프(30) 대신에 스위칭 밸브를 설치하면 좋다.
(4). 제어의 구체적인 예
이어서, 도 4의 제어 플로우에 의거하여 규제 해역과의 관계에 있어서의 제어예를 설명한다. 도 4의 플로우는 규제 대상 해역으로부터 규제 대상 해역으로 들어갈 경우를 나타내고 있다. 우선 시스템을 시작하면 자선 위치 자동 검출 수단에 의해 자선의 위치가 위도와 경도의 이차원 데이터로서 특정된다. 이어서, 자선 위치와 규제 맵이 대조(비교)되어 규제 대상 해역의 외인지 내인지가 판단된다. 규제 대상 해역 내일 경우에는 사용 연료의 확인 등이 판단되지만 본 실시형태는 규제 대상 해역 외를 전제로 하고 있으므로 설명은 생략한다.
자선이 규제 대상 해역 외에 있을 경우에는 연료에 일반 연료가 사용되고 있는지의 여부와, 배기 가스가 바이패스 배기관(16) 대신에 주배기관(8)을 통과하고 있는지의 여부와, 요소수의 분무가 행해지고 있는지의 여부가 확인된다. 일반 연료가 사용되고 있는지의 여부는 연료 스위칭 밸브(6)에 설치된 센서로부터의 신호에 의해 판단되고, 배기 가스가 주배기관(8)을 통과하고 있는지의 여부는 배기 스위칭 밸브(17)의 개폐 동작에 의해 작동되는 센서로부터의 신호에 의해 판단되고, 요소수의 분무가 행해지고 있는지의 여부는 분무 개폐 밸브(32)에 설치된 센서로부터의 신호에 의해 판단된다.
일반 연료가 사용되고 있지 않을 경우, 배기 가스가 주배기관(8)을 통과하고 있지 않을 경우 요소수가 분무되고 있지 않을 경우에는 각각 이상 상태로서 경고가 되어 대처가 끝날 때까지 시스템은 정지한다. 일반 연료가 사용되어서 배기 처리 장치(9)도 정상으로 작동해서 NOx의 제거가 행해지고 있을 경우에는 자선 위치와 규제 대상 해역 경계 위치가 비교되어서 규제 대상 해역까지의 도달 거리가 연산되고, 그 거리가 정화 시스템 스위칭에 필요한 거리(정확히는 시간)로서 미리 정해져 있는 타깃 거리의 내인지 외인지가 판단된다. 타깃 거리는 스위칭에 필요한 시간과 항행 속도에 의거하여 정해진다. 타깃 거리를 항행 속도에 비례하는 변수로 설정해 두는 것도 가능하다(고속의 경우에는 빨리 경계에 도달하므로 준비를 위한 타깃 거리는 길게 해둘 필요가 있음).
규제 대상 해역까지의 거리가 타깃 거리보다 클 경우에는 특별한 조치는 되지 않고 시스템은 중단 상태가 되고, 소정 시간이 경과하면 다시 타깃 거리의 내인지 밖인지가 판단된다. 규제 대상 해역까지의 거리가 타깃 거리보다 작아진 경우에는 연료의 스위칭이나 요소수의 분무 정지 스위칭의 준비가 이루어진다. 준비로서는, 예를 들면 알람을 발생하여 수작업이 필요한 행위에 대해서는 선원에게 그 조치를 취하게 한다.
스위칭 준비 처리로부터 소정 시간이 경과되면 스위칭 준비가 완료되었는지의 여부가 판단된다. 스위칭 준비의 완료는, 예를 들면 담당 선원이 버튼 조작으로 신호를 발생하는 것이 행해진다. 소정 시간의 경과 전에 스위칭 준비 완료 버튼이 눌린 경우에는 스위칭 준비 완료인지의 여부를 판단하는 스텝은 패스해서 다음으로 이행한다.
타깃 거리로의 진입 후는 규제 대상 해역까지의 거리는 짧은 시간 간격 또는 리얼 타임으로 연산되고 있고, 스위칭 도달 위치(예를 들면, 규제 대상 해역과 규제 대상 외 해역의 경계로부터 1 ∼ 수 해리 전의 위치)에 도달하면 연료의 스위칭 등의 정화 장치의 스위칭이 자동적으로 행해진다.
본 실시형태에서는 연료가 A중유로 스위칭되면 배기 가스는 바이패스 배기관(16)에 흐르고 요소수의 분무는 정지되도록 되어 있다. 물론, 연료만을 스위칭해서 배기 가스를 주배기관(8)에 관통시켜서 NOx의 정화를 계속하는 것도 가능하다.
연료의 스위칭 등의 시스템 변경이 완료되면 연료 스위칭 밸브(6)에 설치된 센서로부터의 신호 등에 의해 스위칭 종료가 보고되어 시스템은 종료한다. 스위칭 완료 신호가 수신되지 않은 경우에는 어느 위치에 트러블이 있을지를 명시한 상태에서 경고가 발생되고 수작업에 의해 트러블의 원인이 제거된다.
이상의 설명은 규제 대상 외 해역으로부터 규제 대상 해역으로 진입할 경우의 제어를 나타냈지만 규제 대상 해역으로부터 규제 외 해역으로 나갈 경우에는 판단해야 할 사항이 반대되는 것뿐이며 기본적인 흐름은 상기와 같다. 또한, 상기 설명은 규제 대상 해역에 들어갈 경우와 규제 대상 해역으로부터 나올 경우로 시스템을 달리해서 설명했지만 실제로는 자선 위치를 특정하면 규제 대상 해역의 내인지 밖인지가 판단되어 그 판단 결과에 의거하여 크게 시스템이 2개로 나누어진다고 말할 수 있다.
(5). 기타
본 발명은 상기 실시형태의 이외에도 여러가지로 구체화할 수 있다. 예를 들면, 어떠한 장면에서 어떤 배기 가스 대책으로 스위칭되는지는 탑재되어 있는 장치·설비나 규제 내용에 의거하여 변경할 수 있는 것이고, 예를 들면 입자상 물질 포집용 세정 집진 장치를 구비하고 있는 경우에는 규제 대상 해역으로의 진입에 맞춰서 세정 집진 장치를 가동시키는 것이 가능하다. 촉매식 정화 장치나 세정 집진 장치와 같이, 배기 가스에 작용하는 정화 장치를 구비하고 있을 경우 규제 대상 해역의 내외에서 정화 능력을 다르게 하는 것도 가능하다.
또한, 3종류 이상의 연료를 탑재해 두어서 규제 내용의 강약에 따라 이들을 구별해서 사용하는 것이나, 복수 종류의 연료를 혼합해서 엔진에 공급할 수 있는 경우에 있어서 규제 대상 해역으로의 출입에 따라 혼합 비율을 변경하는 것도 가능하다.
또한, 예를 들면 선박에는 복수대의 엔진을 탑재하고 있는 것도 많지만 본 발명은 적어도 1대의 엔진을 대상으로 하고 있다. 혼합 탱크를 물탱크보다 낮은 위치에 배치했을 경우 급수 수단으로서는 단순한 스위칭 밸브를 채용하는 것도 가능하다.
A : 안테나 B : 자선 위치 자동 검출 수단
1 : 엔진 2 : 발전기
3 : 일반 연료 탱크 4 : 저유황 연료 탱크
6 : 연료 스위칭 밸브 7 : 출력 센서
8 : 주배기관 9 : 배기 처리 장치
10 : NOx 정화용 SCR 환원 촉매 11 : 슬립 촉매
12 : 소음기 15 : 요소수의 분무구
16 : 바이패스 배기관 17 : 배기 스위칭 밸브
21 : 조수기 22 : 물탱크
24 : 원료 호퍼 25 : 요소수 제조용 혼합 탱크
26 : 요소수의 농도 조정 탱크 27 : 원수 관로
28 : 급수 수단의 일례로서의 제 2 펌프
29, 31 : 수용액 관로 34 : 건조 수단(건조 장치)
38, 41 : 교반 수단(교반 장치) 39, 43 : 수위 센서
40, 42 : 가온 수단(가온 장치) 50 : 제어 장치

Claims (10)

  1. 배기 가스의 정화 상태를 스위칭할 수 있는 엔진과 현재지를 자동적으로 특정할 수 있는 자선 위치 자동 검출 수단이 탑재되어 있고;
    상기 자선 위치 자동 검출 수단에 의거하여 배기 가스 규제 대상 해역의 경계와 자선의 위치 관계가 특정되고, 상기 특정된 위치 관계 정보에 의거하여 상기 엔진에 있어서의 배기 가스의 정화 상태가 규제에 따른 상태로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 가스의 정화 상태의 스위칭은 연료 종류의 스위칭, 한 종류 또는 복수 종류의 정화 장치의 ON·OFF 스위칭, 복수 종류의 정화 장치를 선택적으로 사용하는 스위칭 중 어느 하나 또는 복수개인 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자선 위치 자동 검출 수단은 위성, 지상국 또는 양쪽으로부터 발신된 전파에 의거하여 작동하는 것이며, 배기 가스의 정화 상태를 스위칭하는 제어 장치에 자선 위치 자동 검출 수단이 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    일반 연료용 탱크와 저유황 연료용 탱크를 병설하고 있는 한편, 상기 엔진의 배기계는 환원제 첨가 방식의 NOx 정화 장치가 접속된 주배기관과 배기 가스를 상기 NOx 정화 장치에 통과시키지 않고 배출하는 바이패스 배기관을 갖고 있고, 일반 연료를 사용하고 있는 상태에서는 바이패스 배기관이 폐쇄되어 있고 NOx 정화 장치에 환원제가 첨가되어 있고, 저유황 연료를 사용하고 있는 상태에서는 배기 가스가 바이패스 배기관을 흐르고 NOx 정화 장치에 첨가제가 첨가되지 않도록 제어되고 있는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자선 위치 자동 검출 수단으로부터의 정보에 의거하여 엔진에 있어서의 배기 가스의 정화 상태를 스위칭하는 제어 수단을 갖고 있고, 상기 제어 수단에는 또한 어느 해역에서 어떠한 배기 가스 규제가 이루어지고 있는가라는 규제 해역 정보가 기억되어 있고, 상기 자선 위치 자동 검출 수단에 의해 검출된 위치 정보의 규제 해역 정보와의 비교에 의해 규제 해역의 경계까지의 거리를 연산하고, 경계까지의 거리 또는 항행 시간의 목표값을 정해서 스위칭의 준비 상태가 이루어지도록 제어되는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  6. 엔진과, 해수를 담수화하는 조수기와, 상기 조수기에 의해 만들어진 담수를 모으는 물탱크가 탑재되어 있고, 상기 엔진의 배기관에 설치된 환원 촉매에 환원제 수용액을 분무함으로써 상기 엔진의 배기 가스 중에 함유되어 있는 NOx가 정화되어 있고, 또한 상기 환원제 수용액은 분말상 또는 과립상과 같은 고체상의 원료 환원제를 담수에 혼합함으로써 제조되어 있는 선박에 있어서:
    상기 원료 환원제가 투입되는 원료 호퍼와 이 원료 호퍼로부터 배출된 원료 환원제를 담수에 혼합해서 수용액화하기 위한 교반 수단 부착 혼합 탱크를 갖고 있고, 상기 물탱크와 혼합 탱크는 원수 관로에 의해 접속되어 있고, 또한 상기 혼합 탱크에는 환원제 수용액을 환원 촉매에 인도하는 수용액 관로가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    더욱이, 상기 엔진의 출력을 검지하는 출력 센서 또는 배기 가스 중의 NOx 농도를 검출하는 농도 센서가 구비되어 있는 한편, 상기 수용액 관로에는 상기 혼합 탱크로부터 공급된 환원제 수용액을 담수로 희석함으로써 환원제 농도를 조절하는 조절 탱크가 개재되어 있고, 상기 출력 센서 또는 농도 센서로부터의 신호에 의거하여 조절 탱크에 있어서의 환원제의 농도가 조절되고 있음과 아울러 상기 조절 탱크에도 물탱크로부터 급수되고 있는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 원료 환원제는 요소 또는 그 함유물이며 분말상 또는 과립상의 외관을 나타내고 있는 한편, 상기 원료 호퍼에는 건조 수단을 설치하고 있고, 상기 혼합 탱크와 조절 탱크에는 가온 수단을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가온 수단은 상기 엔진의 배기 가스 또는 사용이 완료된 냉각수를 열원으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 혼합 탱크에는 수위 센서를 설치하고 있는 한편, 상기 원료 호퍼로부터 혼합 탱크로의 원료 환원제의 투입은 셔터 수단에 의해 제어되고 있고, 또한 상기 원수 관로에는 급수 수단을 설치하고 있고;
    상기 수위 센서와 급수 수단과 셔터 수단은 상기 수위 센서에 의한 하한 레벨 검출 신호에 의해 급수 수단이 작동해서 급수되고, 상기 수위 센서에 의한 상한 레벨 검출 신호에 의해 급수 수단이 작동 정지되고, 혼합 탱크로의 급수 중, 급수 후 또는 급수 전에 셔터 수단이 개방되어 원료 환원제가 투입되도록 관련되어 있는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 엔진의 배기 가스 정화 시스템.
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