KR20140025643A - 배기가스의 수트 제거장치 - Google Patents

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Abstract

배기가스의 수트 제거장치에 관한 것으로, 엔진 및 보일러 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 배기가스가 유입되도록 구비된 밀폐형 케이스; 상기 밀폐형 케이스의 내부로 유입되는 배기가스를 향해 물 분무가 분사되도록 구비된 워터 샤워부; 및, 상기 워터 샤워부를 거친 배기가스가 상기 밀폐형 케이스의 외부로 배출될 수 있도록 구비된 가스 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 배기가스의 수트 제거장치가 밀폐형으로 마련되어 배기가스에서의 수트 제거효율이 최적의 상태로 유지될 수 있다.

Description

배기가스의 수트 제거장치 {soot removing apparatus}
본 발명은 배기가스의 수트 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 엔진이나 보일러를 가동할 때 발생되는 배기가스를 외부로 배출하기 전에 배기가스에 포함된 각종 분진, 그을음과 같은 수트(soot)를 제거하는 배기가스의 수트 제거장치에 관한 것이다.
선박에서 엔진이나 보일러를 가동하게 되면 배기가스가 발생하게 되고 이러한 배기가스가 그대로 공기 중으로 배출되면 공기오염과 같은 환경오염을 야기하기 때문에 선박 내부에서 어느 정도 정화되어야 할 필요가 있다.
선박에서 엔진과 보일러로부터 배기가스가 배출되는 일반적인 구조가 도 1에 도시되어 있다. 즉, 선박의 엔진(1) 및 보일러(3)에 각각 연통되게 구비된 가스 배기관(7)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연돌(5)의 내부를 통하여 외부로 노출되도록 마련된다.
배기가스에는 불완전연소로 인해 많은 그을음, 분진, 질소산화물, 황산화물 등의 오염물질이 포함되어 있는데 이러한 오염물질을 수트(soot)라고 한다.
그을음, 분진과 같은 것들은 공기를 오염시킬 뿐만 아니라 배기가스 관로 내에 축적, 경화되어 배기가스의 원활한 배출을 방해하기도 하며, 최악의 경우 화염에 의해 폭발의 위험성을 가지고 있다.
또한, 질소산화물(NOX)은 외부로 배출되면 산성비의 원인이 되고 광화학 스모그를 발생시켜 눈과 호흡기 질환을 유발하게 되며 이산화탄소와 함께 지구온난화의 주범이 되고 있는 물질이다.
따라서, 배기가스를 공기 중으로 배출하기 전에 이러한 수트를 어느 정도 정화시키는 정화장치가 다수 개발되었다.
이러한 수트 제거장치의 일 예가 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0204084호(2000년09월09일자 등록, 이하 '특허문헌1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에 따른 수트 제거장치는 개방형으로 마련되어 정화 처리된 연소가스가 외부로 배출되기 때문에 배기가스 중에 수트가 미량이라도 잔존하게 될 경우에는 이것이 점차 누적되어 수트 제거효율이 떨어지게 될 수 있다는 문제점이 있다.
대한민국 실용신안 등록번호 제20-0204084호(2000년09월09일자 등록)
본 발명의 목적은, 밀폐형으로 마련되어 배기가스에서의 수트 제거효율이 최적의 상태로 유지될 수 있는 배기가스의 수트 제거장치를 제공하는 것이다.
또한, 간단한 구조를 가지면서 선박이 운항하는 해수를 이용하여 대기로 방출되는 배기가스 중의 수트를 용이하게 제거할 수 있는 배기가스의 수트 제거장치를 제공하는 것이다.
아울러, 선박이 운항하는 해수를 이용하여 배기가스 중의 수트를 제거함으로써 운전비용이 절감될 수 있는 배기가스의 수트 제거장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치는: 엔진 및 보일러 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 배기가스가 유입되도록 구비된 밀폐형 케이스; 상기 밀폐형 케이스의 내부로 유입되는 배기가스를 향해 물 분무가 분사되도록 구비된 워터 샤워부; 및, 상기 워터 샤워부를 거친 배기가스가 상기 밀폐형 케이스의 외부로 배출될 수 있도록 구비된 가스 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치는, 상기 밀폐형 케이스에 엔진 및 보일러 중 적어도 어느 하나가 연결되도록 구비된 배기가스 유입통로와, 상기 배기가스 유입통로를 통해 유입되는 배기가스를 상기 워터 샤워부 측으로 유도하도록 구비된 송풍팬을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치는 상기 송풍팬의 일측에는 배기가스의 유입 압력으로부터 상기 송풍팬을 보호하도록 구비된 팬 방진부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 밀폐형 케이스의 일측에는 개폐가능하게 구비된 안전 개폐부가 마련되어 상기 안전 개폐부의 개폐 동작에 의해 상기 밀폐형 케이스 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치는, 상기 워터 샤워부로부터 떨어지는 물이 모이도록 상기 밀폐형 케이스의 하부에 구비된 집수부와, 상기 집수부에 모인 물이 상기 워터 샤워부로 재공급되되 고압에 의해 상기 워터 샤워부에서 물이 분무의 형태로 분사될 수 있도록 상기 집수부로부터 상기 워터 샤워부로의 물 순환 경로 상에 구비된 분무 생성 펌프와, 상기 집수부 및 상기 분무 생성 펌프 사이에 구비되어 상기 집수부에 모인 물을 정화시키는 정수부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가스 배출부는 상기 밀폐형 케이스에 일측이 연통되게 구비되어 타측에서의 유속 증가에 따라 형성되는 저압에 의해 상기 워터 샤워부를 거친 배기가스가 유입되는 가스 배출관을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가스 배출부는, 상기 가스 배출관의 타측이 연결되는 물 순환 파이프와, 상기 물 순환 파이프에서 상기 가스 배출관이 연결된 부위에서의 유속이 증가되도록 상기 물 순환 파이프에 구비된 가스 배출 펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 밀폐형 케이스는 선박에 구비되고, 상기 물 순환 파이프를 통해 유동되는 물은 해수인 것이 바람직하다.
한편, 상기 물 순환 파이프를 통해 유동되는 물은 상기 물 순환 파이프의 경로 상에 구비된 가스 배출용 물탱크로부터 공급되는 물이 될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 밀폐형으로 마련되어 배기가스에서의 수트 제거효율이 최적의 상태로 유지될 수 있는 배기가스의 수트 제거장치를 제공할 수 있다.
또한, 간단한 구조를 가지면서 선박이 운항하는 해수를 이용하여 대기로 방출되는 배기가스 중의 수트를 용이하게 제거할 수 있는 배기가스의 수트 제거장치를 제공할 수 있다.
아울러, 선박이 운항하는 해수를 이용하여 배기가스 중의 수트를 제거함으로써 운전비용이 절감될 수 있는 배기가스의 수트 제거장치를 제공할 수 있다.
도 1은 선박에서 엔진과 보일러로부터 배기가스가 배출되는 일반적인 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스의 수트 제거장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 수트 제거장치의 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(1) 및 보일러(3) 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 배기가스가 유입되도록 구비된 밀폐형 케이스(20)와, 밀폐형 케이스(20)의 내부로 유입되는 배기가스를 향해 물 분무가 분사되도록 구비된 워터 샤워부(30)와, 워터 샤워부(30)를 거친 배기가스가 밀폐형 케이스(20)의 외부로 배출될 수 있도록 구비된 가스 배출부(90)를 포함한다.
이에 따라, 밀폐형으로 마련되어 배기가스에서의 수트 제거효율이 최적의 상태로 유지될 수 있는 배기가스의 수트 제거장치(10)를 제공할 수 있고, 배기가스로부터 수트가 효율적으로 제거됨으로써 선박, 특히 여객선에 탑승한 승객들에게 쾌적한 환경과 편의를 제공함과 동시에 대기 환경오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐형 케이스(20)에 엔진(1) 및 보일러(3) 중 적어도 어느 하나가 연결되도록 구비된 배기가스 유입통로(21)와, 배기가스 유입통로(21)를 통해 유입되는 배기가스를 워터 샤워부(30) 측으로 유도하도록 구비된 송풍팬(23)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 엔진(1) 및 보일러(3) 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 배기가스가 배기가스 유입통로(21)를 통해 밀폐형 케이스(20)의 내부로 유입되고, 송풍팬(23)의 팬 회전 구동에 의해 유입된 배기가스가 워터 샤워부(30) 측으로 유도될 수 있다.
도 2에 도시된 배기가스 유입통로(21)는 선박의 엔진(1)으로부터 배출되는 배기가스가 유입되도록 마련된 것으로 설명하지만, 배기가스 유입통로(21)는 선박의 보일러(3)로부터 배출되는 배기가스도 유입되도록 마련될 수 있고, 필요에 따라서는 밸브 부재를 추가하여 엔진(1) 및 보일러(3)로부터 배출되는 배기가스 중 어느 하나가 택일적으로 유입되도록 마련될 수도 있다.
본 발명의 일실시예로서, 배기가스의 수트 제거장치(10)는 배기가스의 유입 압력으로부터 송풍팬(23)을 보호하도록 송풍팬(23)의 일측에 구비된 팬 방진부(25)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 배기가스의 압력으로 인한 송풍팬(23)의 손상이 방지되도록 팬 방진부(25)에 의해 송풍팬(23)이 보호될 수 있다.
한편, 밀폐형 케이스(20)의 일측에는 개폐가능하게 구비된 안전 개폐부(27)가 마련되어 안전 개폐부(27)의 개폐 동작에 의해 밀폐형 케이스(20) 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 것이 바람직하다.
좀더 구체적으로, 밀폐형 케이스(20)의 일측이 개방되도록 미리 안전 개폐부(27)를 회전시켜 열어둠으로써 엔진(1)이나 보일러(3)가 처음 가동되기 시작할 때에 밀폐형 케이스(20)의 내부로 유입되는 강한 압력에 의해 발생 될 수 있는 밀폐형 케이스(20)의 변형이나 손상을 방지할 수 있고, 엔진(1)이나 보일러(3)가 운전됨에 따라 발생되는 배기가스가 밀폐형 케이스(20)의 내부로 유입되기 직전에 안전 개폐부(27)를 닫음으로써 밀폐형 케이스(20)의 내부가 외부로부터 완전 밀폐된 상태가 유지되도록 할 수 있다.
워터 샤워부(30)에는 복수의 노즐들이 구비되어 이 노즐들을 통해 분사되는 물이 분무(spray) 형태로 분사되도록 한다.
이에 따라, 수트가 함유된 채로 밀폐형 케이스(20)의 내부로 유입되는 배기가스는 워터 샤워부(30)에서 분사되는 분무에 의해 수분과 결합하게 됨으로써 수트 성분의 비중이 증가하게 되어 수트는 물과 함께 밀폐형 케이스(20)의 하부에 구비된 후술할 집수부(40)로 낙하하게 된다. 이때, 밀폐형 케이스(20)의 내부는 워터 샤워부(30)에서의 분무 분사에 의해 냉각 및 압력 감소가 이뤄지게 된다.
한편, 본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 워터 샤워부(30)로부터 떨어지는 물이 모이도록 밀폐형 케이스(20)의 하부에 구비된 집수부(40)와, 집수부(40)에 모인 물이 워터 샤워부(30)로 재공급되되 고압에 의해 워터 샤워부(30)에서 물이 분무의 형태로 분사될 수 있도록 집수부(40)로부터 워터 샤워부(30)로의 물 순환 경로, 즉 분무 순환 파이프(50) 상에 구비된 분무 생성 펌프(60)와, 집수부(40) 및 분무 생성 펌프(60) 사이에 구비되어 집수부(40)에 모인 물을 정화시키는 정수부(70)를 더 포함한다.
이에 따라, 집수부(40)로 낙하된 물은 정수부(70)를 거쳐 깨끗한 물로 정화되고 분무 생성 펌프(60)에 의해 고압으로 압축됨과 동시에 분무 순환 파이프(50)를 통해 워터 샤워부(30)로 재공급되어 다시 분무의 형태로 분사되도록 순환 과정이 지속적으로 이루어질 수 있다.
또한, 밀폐형 케이스(20)의 일측에는 집수부(40)에서의 수위가 물 소모로 인해 점차 낮아질 경우 물을 추가로 공급해줄 수 있도록 급수부(80)가 구비된 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예로서, 정수부(70)에는 수처리 필터가 구비된 것이 바람직하고, 집수부(40) 및 급수부(80)는 물을 저장하도록 구비된 탱크로 마련된 것이 바람직하다.
가스 배출부(90)는 밀폐형 케이스(20)에 일측이 연통되게 구비되어 타측에서의 유속 증가에 따라 형성되는 저압에 의해 워터 샤워부(30)를 거친 배기가스가 유입되는 가스 배출관(91)을 포함한다.
이에 따라, 베르누이(Bernoulli) 원리가 적용된 가스 배출관(91)을 통해 밀폐형 케이스(20)의 내부에서 탈 수트화 과정을 거친 청정한 배기가스가 밀폐형 케이스(20)의 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
또한, 가스 배출부(90)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 배출관(91)의 타측이 연결되는 물 순환 파이프(93)와, 물 순환 파이프(93)에서 가스 배출관(91)이 연결된 부위에서의 유속이 증가되도록 물 순환 파이프(93)에 구비되어 고압의 압력을 제공하는 가스 배출 펌프(95)를 더 포함한다.
이에 따라, 가스 배출 펌프(95)에 의해 물 순환 파이프(93)의 내부에서 유동되는 유체의 유속을 증가시켜 가스 배출관(91)이 물 순환 파이프(93)와 만나는 지점에서의 압력이 저압으로 형성되도록 함으로써, 밀폐형 케이스(20)의 내부에서 워터 샤워부(30)로부터의 분무를 통과한 배기가스가 가스 배출관(91)을 통해 물 순환 파이프(93)로 쉽게 유입되도록 하여 배기가스가 물 순환 파이프(93)를 통해 유체와 함께 외부로 배출되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐형 케이스(20)는 선박에 구비되고, 물 순환 파이프(93)를 통해 유동되는 물은 해수인 것이 바람직하다.
이에 따라, 물 순환 파이프(93)를 따라 유동 되는 물을 별도로 공급할 필요없이 간단한 구조를 가지면서 선박이 운항하는 해수를 이용하여 대기로 방출되는 배기가스 중의 수트를 용이하게 제거할 수 있는 배기가스의 수트 제거장치(10)를 제공할 수 있다. 이때, 물 순환 파이프(93)는 일측으로는 해수가 유입되고 타측으로는 해수 및 배기가스가 함께 배출되도록 개방형으로 마련된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스의 수트 제거장치(10)에 의하면 선박이 운항하는 해수를 이용하여 배기가스 중의 수트를 제거함으로써 운전비용이 절감될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 물 순환 파이프(93)를 통해 유동되는 물은 물 순환 파이프(93)의 경로 상에 구비된 가스 배출용 물탱크(97)로부터 공급되는 물이 될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 수트 제거장치(10)는 선박뿐만 아니라 육상에서 사용되는 엔진(1)이나 보일러(3)로부터 배출되는 배기가스로부터 수트를 제거하도록 구비될 수도 있다.
이때, 가스 배출관(91)을 통해 물 순환 파이프(93)로 유입되는 청정 배기가스는 물 순환 파이프(93)를 따라 물과 함께 가스 배출용 물탱크(97)로 유동 되어 가스 배출용 물탱크(97)에서 외부 대기로 배출될 수 있도록 가스 배출용 물탱크(97)는 상부가 오픈(open) 된 개방형 타입으로 마련된 것이 바람직하다.
이에, 본 발명에 따르면, 배기가스의 수트 제거장치(10)에 의해 엔진(1)이나 보일러(3)로부터 배출되는 배기가스의 배출 경로 상에 누적되거나 경화 고착될 수 있는 수트를 배기가스로부터 효율적으로 제거하게 됨으로써 엔진(1)이나 보일러(3)에서의 연소 효율을 높여주게 되어 연료 소비량을 절약할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
20 : 밀폐형 케이스 21 : 배기가스 유입통로
23 : 송풍팬 25 : 팬 방진부
27 : 안전 개폐부 30 : 워터 샤워부
40 : 집수부 60 : 분무 생성 펌프
70 : 정수부 90 : 가스 배출부
91 : 가스 배출관 93 : 물 순환 파이프
95 : 가스 배출 펌프 97 : 가스 배출용 물탱크

Claims (9)

  1. 엔진(1) 및 보일러(3) 중 적어도 어느 하나로부터 배출되는 배기가스가 유입되도록 구비된 밀폐형 케이스(20);
    상기 밀폐형 케이스(20)의 내부로 유입되는 배기가스를 향해 물 분무가 분사되도록 구비된 워터 샤워부(30); 및
    상기 워터 샤워부(30)를 거친 배기가스가 상기 밀폐형 케이스(20)의 외부로 배출될 수 있도록 구비된 가스 배출부(90);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐형 케이스(20)에 엔진(1) 및 보일러(3) 중 적어도 어느 하나가 연결되도록 구비된 배기가스 유입통로(21)와,
    상기 배기가스 유입통로(21)를 통해 유입되는 배기가스를 상기 워터 샤워부(30) 측으로 유도하도록 구비된 송풍팬(23)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송풍팬(23)의 일측에는 배기가스의 유입 압력으로부터 상기 송풍팬(23)을 보호하도록 구비된 팬 방진부(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밀폐형 케이스(20)의 일측에는 개폐가능하게 구비된 안전 개폐부(27)가 마련되어 상기 안전 개폐부(27)의 개폐 동작에 의해 상기 밀폐형 케이스(20) 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 워터 샤워부(30)로부터 떨어지는 물이 모이도록 상기 밀폐형 케이스(20)의 하부에 구비된 집수부(40)와,
    상기 집수부(40)에 모인 물이 상기 워터 샤워부(30)로 재공급되되 고압에 의해 상기 워터 샤워부(30)에서 물이 분무의 형태로 분사될 수 있도록 상기 집수부(40)로부터 상기 워터 샤워부(30)로의 물 순환 경로 상에 구비된 분무 생성 펌프(60)와,
    상기 집수부(40) 및 상기 분무 생성 펌프(60) 사이에 구비되어 상기 집수부(40)에 모인 물을 정화시키는 정수부(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 배출부(90)는 상기 밀폐형 케이스(20)에 일측이 연통되게 구비되어 타측에서의 유속 증가에 따라 형성되는 저압에 의해 상기 워터 샤워부(30)를 거친 배기가스가 유입되는 가스 배출관(91)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 배출부(90)는,
    상기 가스 배출관(91)의 타측이 연결되는 물 순환 파이프(93)와,
    상기 물 순환 파이프(93)에서 상기 가스 배출관(91)이 연결된 부위에서의 유속이 증가되도록 상기 물 순환 파이프(93)에 구비된 가스 배출 펌프(95)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 밀폐형 케이스(20)는 선박에 구비되고, 상기 물 순환 파이프(93)를 통해 유동되는 물은 해수인 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 물 순환 파이프(93)를 통해 유동되는 물은 상기 물 순환 파이프(93)의 경로 상에 구비된 가스 배출용 물탱크(97)로부터 공급되는 물인 것을 특징으로 하는 배기가스의 수트 제거장치.
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KR102232567B1 (ko) * 2019-10-31 2021-03-25 현대중공업 주식회사 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박

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