KR20110139876A - 선박용 배기가스 저장시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박용 배기가스 저장시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진(Engine)에서 배출되는 배기가스를 일시적으로 저장하여 육지로부터 먼 대양에 배출하도록 함으로서 항구의 대기오염을 방지하도록 된 선박용 배기가스 저장시스템에 관한 것이다.
본 발명은 선박의 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 배기가스를 저장하는 압력탱크와, 상기 압력탱크에 저장된 압축된 배기가스를 배출할 수 있도록 된 배출밸브를 포함하는 선박용 배기가스 저장시스템을 제공한다.

Description

선박용 배기가스 저장시스템{exhaust gas storing system for ship}
본 발명은 선박용 배기가스 저장시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진(Engine)에서 배출되는 배기가스를 일시적으로 저장하여 육지로부터 먼 대양에 배출하도록 함으로서 항구의 대기오염을 방지하도록 된 선박용 배기가스 저장시스템에 관한 것이다.
선박으로부터 배출되는 배기가스는 이산화탄소(CO2)를 비롯하여 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX) 등의 오염물질들을 포함하고 있고, 가시적으로 볼 수 있는 그을음이나 검댕이 같은 수트(soot)를 포함하고 있다.
이러한 오염물질이나 수트는 연돌을 통하여 대기중으로 배출되며, 연돌을 통하여 대기중으로 배출된 오염물질이나 수트 등은 항구 대기오염의 원인이 되고 있다.
상기 오염물질 중 질소산화물은 연소시 공기 중에 포함된 질소 및 연료 중에 함유된 질소 분이 온도에 영향을 받아 산소와 결합하여 생성되는 것으로서 연소온도가 높을수록 많이 생성되며, 이 중에서 대기오염에 가장 큰 영향을 미치는 이산화질소(NO2)는 적갈색의 자극성 냄새가 있는 유독한 기체이며, 연소과정에서 배출된 일산화질소(NO)가 공기 중에서 산화하여 생성된다.
이러한 이산화질소는 온도에 따라 변화가 심하여 온도가 20°C이하가 되면 무색기체인 사산화질소(N2O4)가 되고 또 온도가 20°C이상이 되면 무색기체인 일산화질소로 분해되기도 한다. 이러한 질소산화물은 인간과 동식물의 건강에 악영향을 끼치며 산성비 생성과 옥시던트(oxidant) 생성에 주요 원인 물질이 되기도 한다.
또한 황산화물(SOX)은 아황산가스(SO2), 3산화황(SO3), 아황산(H2SO3), 황산(H2SO4), 그리고 황산동(CuSO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4) 등의 황산염 등이 포함되나 배기가스에 포함되어 있는 황산화물은 주로 아황산가스, 삼산화황 형태가 주를 이루며 그 중에서도 아황산가스가 대부분이다.
이러한 아황산가스는 대기오염 측면에서는 광화학반응이나 촉매반응에 의하여 다른 오염물질과 반응하여 2차 오염물질을 형성하며 대기의 습도가 높을 때는 물과 반응하여 황산방울 등의 에어로졸을 생성시켜 시야의 감소와 빛의 분산, 금속 및 재료의 부식을 가져오고 식물 및 인간과 동물들의 건강에 악영향을 끼친다.
따라서 각국은 선박들이 자국 내의 항구에 정박하는 동안 배기가스의 방출을 제한하기 위하여 여러 가지 환경기준을 제정하고 있으며, 그 기준이 앞으로 더 강화되고 있는 추세이다.
특히 항구에서 엔진을 워밍업할 경우 불완전연소로 인해 배기가스 중의 오염물질의 농도는 더욱 높아진다.
아울러 항구에는 많은 선박들이 정박하고 있기 때문에 선박들이 동시에 워밍업할 경우 항구의 대기오염은 매우 심각해진다.
또한 선박에서 배기가스를 배출하기 위한 연돌이 큰 공간을 차지하기 때문에 공간활용도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명은 선박의 워밍업시 발생하는 배기가스를 일시적으로 저장하여 육지로부터 먼 대양에서 배출하여 항구의 대기오염을 방지하도록 된 선박용 배기가스 저장시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 선체 내부의 빈공간을 활용하여 배기가스를 저장하고 연돌을 설치하지 않음에 따라 공간활용도를 높일 수 있도록 된 선박용 배기가스 저장시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 압축기에 유입되는 배기가스를 냉각하기 위하여 냉각기를 설치하여 배기가스 저장시스템의 과열을 방지하도록 된 선박용 배기가스 저장시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
아울러 본 발명은 압축기에 유입되는 배기가스에 포함되어 있는 수트를 제거하기 위해 수트제거수단을 설치하여 배기가스 중의 수트로 인한 대기오염을 방지할 수 있도록 된 선박용 배기가스 저장시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
여기서 본 발명은 수트제거수단은 배기가스가 물을 통과하면서 수트가 제거되도록 하여 수트의 제거 뿐만 아니라 배기가스의 일차적 필터링까지 가능하도록 된 선박용 배기가스 저장시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 수트제거수단은 배기가스에 물을 스프레이하면서 수트를 제거하므로 수트의 제거 뿐만 아니라 물의 기화열을 이용한 일차 냉각까지 가능하도록 된 선박용 배기가스 저장시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
더불어 본 발명은 설정된 압력 이상일 경우 개방되도록 안전밸브를 구비하므로 압력탱크의 폭발로 인한 사고를 미연에 방지하도록 된 선박용 배기가스 저장시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 선박의 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 배기가스를 저장하는 압력탱크와, 상기 압력탱크에 저장된 압축된 배기가스를 배출할 수 있도록 된 배출밸브를 포함하는 선박용 배기가스 저장시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 상기와 같은 압축기에 유입되는 배기가스를 냉각하기 위하여 설치되는 냉각기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 압축기에 유입되는 배기가스에 포함되어 있는 수트를 제거하기 위해 설치된 수트제거수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
더불어 상기 수트제거수단은 물이 수용되어 있는 본체와, 상기 본체의 수면 이하까지 연장되는 배기가스유입관과, 상기 수면의 상부에 형성된 가스배출관으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 수트제거수단은 중앙에 공간이 형성되며 일측으로 배기가스유입관이 타측으로 가스배출관이 연통된 본체와, 상기 본체의 상부에 형성되어 물을 분사할 수 있도록 구비된 스프레이로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러 상기 압력탱크는 압축된 배기가스가 설정된 압력 이상일 경우 개방되도록 구비된 안전밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 선박의 워밍업시 발생하는 배기가스를 일시적으로 저장하여 육지로부터 먼 대양에서 배출하므로 항구의 대기오염을 방지한다.
또한 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 선체 내부의 빈공간을 활용하여 배기가스를 저장하고 연돌을 설치하지 않음에 따라 공간활용도를 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 압축기에 유입되는 배기가스를 냉각하기 위하여 냉각기를 설치하여 배기가스 저장시스템의 과열을 방지한다.
아울러 한 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 압축기에 유입되는 배기가스에 포함되어 있는 수트를 제거하기 위해 수트제거수단을 설치하여 배기가스 중의 수트로 인한 대기오염을 방지할 수 있다.
여기서 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 수트제거수단이 배기가스가 물을 통과하면서 수트가 제거되도록 하므로 수트의 제거 뿐만 아니라 배기가스의 일차적 필터링까지 가능하도록 구비된다.
또한 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 수트제거수단이 배기가스에 물을 스프레이하면서 수트를 제거하므로 수트의 제거 뿐만 아니라 물의 기화열을 이용한 일차 냉각까지 가능하도록 구비된다.
더불어 한 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 설정된 압력 이상일 경우 개방되도록 안전밸브를 구비하므로 선박의 폭발사고를 미연에 방지한다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 저장시스템의 수트제거수단을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 배기가스 저장시스템의 수트제거수단을 나타내는 예시도이다.
이하, 본 발명에 따른 선박용 배기가스 저장시스템의 실시예들을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 배기가스를 압축하는 압축기(10)와, 상기 배기가스가 압축기(10)에 유입되기 전에 냉각하는 냉각기(20)와, 상기 배기가스가 상기 압축기(10)에 유입되기 전에 수트를 제거하기 위한 수트제거수단(30)과, 상기 압축기(10)에서 압축된 배기가스를 저장하는 압력탱크(50)와, 상기 압력탱크(50)에 저장된 압축된 배기가스를 배출할 수 있도록 된 배출밸브(60)를 포함한다.
압축기(10)는 엔진(80)으로부터 배출된 배기가스를 압축하는 장치로서 왕복동식과 원심식이 모두 사용가능하지만 압력보다는 유량이 중요하기 때문에 원심식을 사용하는 것이 바람직하다.
냉각기(20)는 엔진(80)으로 배출된 배기가스를 냉각하는 장치로서 수냉식과 공냉식 모두 사용가능하지만 냉각효율을 고려할 때 수냉식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 필요에 따라 칠러(chiller)를 가동하여 상온 이하의 온도로 배기가스를 냉각할 수 있음은 물론이다.
수트제거수단(30)은 물이 수용되어 있는 본체(32)와, 상기 본체(32)의 수면이하까지 연장되는 배기가스유입관(34)과, 상기 수면의 상부에 형성된 가스배출관(36)으로 이루어진다. 따라서 상기 배기가스유입관(34)을 통하여 유입된 배기가스는 수중으로 유입되고, 수중으로 유입된 배기가스는 물보다 비중이 적기 때문에 수면 위로 부상한다. 이 때 수중에 포함되어 있는 검댕이나 그을음과 같은 수트가 물속에 포집된다. 또한 수면 위로 부상한 배기가스는 가스배출관(36)를 통하여 압력탱크로 배출된다.
압력탱크(50)는 배출된 배기가스를 저장하는 탱크로서 압력용기로 설계된다. 상기 압력탱크(50)는 설계된 압력을 견딜 수 있도록 구비된다. 또한 상기 압력탱크(50)는 선박이 대양으로 나갔을 때 배기가스를 배출할 수 있도록 배출밸브(60)가 형성된다. 상기 배출밸브(60)는 선박이 항구를 떠나 대양으로 나갔을 때 개방되어 배기가스를 선체의 외부로 배출하게 된다. 또한 상기 압력탱크(50)에는 내부의 압력이 설계시 미리 설정된 압력보다 높으면 배기가스를 기구적으로 배출하는 안전밸브(70)가 설치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 배기가스 저장시스템은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 배기가스를 압축하는 압축기(10)와, 상기 배기가스가 압축기(10)에 유입되기 전에 냉각하는 냉각기(20)와, 상기 배기가스가 상기 압축기(10)에 유입되기 전에 수트를 제거하기 위한 수트제거수단(40)과, 상기 압축기(10)에서 압축된 배기가스를 저장하는 압력탱크(50)와, 상기 압력탱크(50)에 저장된 압축된 배기가스를 배출할 수 있도록 된 배출밸브(60)를 포함한다.
압축기(10)는 엔진(80)으로부터 배출된 배기가스를 압축하는 장치로서 왕복동식과 원심식이 모두 사용가능하지만 압력보다는 유량이 중요하기 때문에 원심식을 사용하는 것이 바람직하다.
냉각기(20)는 엔진(80)으로 배출된 배기가스를 냉각하는 장치로서 수냉식과 공냉식 모두 사용가능하지만 냉각효율을 고려할 때 수냉식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 필요에 따라 칠러(chiller)를 가동하여 상온 이하의 온도로 배기가스를 냉각할 수 있음은 물론이다.
수트제거수단(40)은 중앙에 공간이 형성된 본체(42)와 상기 본체(42)의 내부에 물을 분사할 수 있도록 구비된 스프레이(48)로 이루어진다. 여기서 본체(42)의 일측으로 배기가스유입관(44)과 연통되고 타측으로 가스배출관(46)이 연통된다. 따라서 상기 배기가스유입관(44)을 통하여 유입된 배기가스는 스프레이(48)에서 분사된 물에 의해 수트가 낙하되고, 본체(42)에서 수트가 제거된 배기가스는 가스배출관(46)을 통하여 외부로 배출된다. 이 때 상기 스프레이(48)에서 분사된 물은 잠열에 의해 배기가스의 온도를 낮추는 냉각효과를 거둘 수 있다.
압력탱크(50)는 배출된 배기가스를 저장하는 탱크로서 압력용기로 설계된다. 상기 압력탱크(50)는 설계된 압력을 견딜 수 있도록 구비된다. 또한 상기 압력탱크(50)는 선박이 대양으로 나갔을 때 배기가스를 배출할 수 있도록 배출밸브(60)가 형성된다. 상기 배출밸브(60)는 선박이 항구를 떠나 대양으로 나갔을 때 개방되어 배기가스를 선체의 외부로 배출하게 된다. 또한 상기 압력탱크(50)에는 내부의 압력이 설계시 미리 설정된 압력보다 높으면 배기가스를 기구적으로 배출하는 안전밸브(70)가 설치된다.
10 : 압축기 20 : 냉각기
30, 40 : 수트제거수단 32, 42 : 본체
34, 44 : 배기가스유입관 36, 46 : 가스배출관
48 : 스프레이 50 : 압력탱크
60 : 배출밸브 70 : 안전밸브
80 : 엔진

Claims (6)

  1. 선박의 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 배기가스를 저장하는 압력탱크와, 상기 압력탱크에 저장된 압축된 배기가스를 배출할 수 있도록 된 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 저장시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축기에 유입되는 배기가스를 냉각하기 위하여 설치되는 냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 저장시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 압축기에 유입되는 배기가스에 포함되어 있는 수트를 제거하기 위해 설치된 수트제거수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 저장시스템.
  4. 청구항 3 있어서,
    상기 수트제거수단은 물이 수용되어 있는 본체와, 상기 본체의 수면 이하까지 연장되는 배기가스유입관과, 상기 수면의 상부에 형성된 가스배출관으로 이루어지는 것을 특징을 하는 선박용 배기가스 저장시스템.
  5. 청구항 3 있어서,
    상기 수트제거수단은 중앙에 공간이 형성되며 일측으로 배기가스유입관이 타측으로 가스배출관이 연통된 본체와, 상기 본체의 상부에 형성되어 물을 분사할 수 있도록 구비된 스프레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 저장시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력탱크는 압축된 배기가스가 설정된 압력 이상일 경우 개방되도록 구비된 안전밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 저장시스템.
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