KR20160108256A

KR20160108256A - 선박의 동력장치

Info

Publication number: KR20160108256A
Application number: KR1020160032168A
Authority: KR
Inventors: 박희준; 이승재
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2016-09-19

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 선박의 동력장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 동력장치는, 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관과, 연소기관의 배기가스를 배출하는 배기관과, 세정수를 공급하는 세정수 공급관과, 배기관을 통해 유입되는 배기가스에 세정수 공급관을 통해 공급되는 세정수를 분무하는 스크러버, 및 스크러버 내부의 세정수를 배출하여 평형수 탱크로 공급하는 세정수 배출관을 포함할 수 있다.

Description

선박의 동력장치{Power device of ship}

본 발명은 선박의 동력장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 황산화물의 제거와 평형수에 포함된 미생물의 살균 처리가 동시에 이루어질 수 있는 구조의 선박의 동력장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석연료를 연소하여 동력을 생성한다. 이 때, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있으며, 이로 인해, 배기가스를 그대로 배출할 경우 대기오염을 초래할 수 있다.

또한, 선박은 균형 및 흘수를 유지하기 위해 선체에 마련된 평형수 탱크에 평형수를 저장한다. 평형수는 출발지의 해상에서 채워진 후 목적지의 해상에 배출되므로, 별도의 수처리를 하지 않고 배출할 경우 수질오염과 해양 생태계 변화를 유발할 수 있다.

이러한 이유로, 선박의 대기오염 및 수질오염에 대한 환경규제가 강화되고 있으며, 각종 규제를 만족시키기 위해 다양한 처리장치가 선박에 적용되고 있다. 대기오염에 관한 환경규제 중 해양 배기가스 배출통제지역(ECA; Emission Control Area)의 운항 및 정박 시 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물을 0.1% 이하로 규정하는 규제가 발효되어 있으며, 황산화물의 제거를 위해 일반적으로 습식 스크러버(wet scrubber)가 사용되고 있다. 습식 스크러버는 해수, 청수 또는 알칼리 용액과 배기가스를 기액 접촉하여 황산화물을 제거한다. 또한, 수질오염에 관한 환경규제 중 선박의 평형수에 포함된 일정 크기 이상의 미생물들을 사멸시켜야 하는 규제가 발효되어 있으며, 미생물의 살균을 위해 전기분해, 오존, 자외선 등의 처리 방식이 사용되고 있다.

그러나, 종래의 선박은 황산화물을 제거하는 습식 스크러버 시스템과 미생물을 살균하는 평형수 처리 시스템을 별도로 구비하여 적용하므로, 시스템의 설치 및 유지 비용이 증가할 뿐만 아니라 시스템의 배치를 위해 넓은 설치공간이 요구되어 선박 내 공간 활용도가 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0123665호 (2014. 10. 23)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배기가스에 포함된 황산화물의 제거와 평형수에 포함된 미생물의 살균 처리가 동시에 이루어질 수 있는 구조의 선박의 동력장치를 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 선박의 동력장치는, 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관과, 상기 연소기관의 배기가스를 배출하는 배기관과, 세정수를 공급하는 세정수 공급관과, 상기 배기관을 통해 유입되는 배기가스에 상기 세정수 공급관을 통해 공급되는 세정수를 분무하는 스크러버와, 상기 스크러버 내부의 세정수를 배출하여 평형수 탱크로 공급하는 세정수 배출관, 및 일단부가 해수 유입구 또는 청수탱크 중 적어도 하나에 연결되고 타단부가 상기 평형수 탱크에 연결되는 해수 유동관을 포함하되, 상기 세정수 공급관은 상기 해수 유동관으로부터 분지되어 상기 스크러버에 연결된다.

상기 세정수 공급관 내부를 유동하는 세정수의 pH값보다 상기 세정수 배출관 내부를 유동하는 세정수의 pH값이 더 낮을 수 있다.

상기 세정수는 해수이며, 상기 세정수 배출관 내부를 유동하는 세정수에 포함된 미생물의 생존률이 상기 세정수 공급관 내부를 유동하는 세정수에 포함된 미생물의 생존률보다 낮을 수 있다.

일단부가 상기 평형수 탱크에 연결되고 타단부가 상기 세정수 공급관에 연결되어 상기 평형수 탱크에 저장된 세정수를 상기 세정수 공급관으로 공급하는 세정수 재공급관을 더 포함할 수 있다.

상기 세정수 배출관으로부터 분지되어 상기 스크러버로부터 배출되는 세정수를 다시 상기 스크러버로 순환시키는 순환관을 더 포함할 수 있다.

상기 세정수 배출관으로부터 분지되어 상기 스크러버로부터 배출되는 세정수를 해상으로 배출시키는 유출관을 더 포함할 수 있다.

상기 스크러버의 후단에 설치되어 상기 스크러버로부터 배출되는 세정수를 중화하는 중화 처리부와, 상기 스크러버의 후단에 설치되어 상기 스크러버로부터 배출되는 세정수에 포함된 슬러지를 분리하는 정화부를 더 포함하되, 상기 정화부는 원심분리기, 중력분리기, 필터 중 적어도 하나를 이용하여 슬러지를 분리할 수 있다.

상기 평형수 탱크의 전방 또는 후방 중 적어도 하나에 설치되어 상기 평형수 탱크로 유입되는 세정수 또는 상기 평형수 탱크로부터 유출되는 세정수에 포함된 생물 또는 미생물을 살균하는 살균 처리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 습식 스크러버 시스템을 통과한 세정수를 평형수 탱크로 공급하여 평형수로 사용할 수 있다. 즉, 종래의 습식 스크러버 시스템과 평형수 처리 시스템이 하나로 결합되어 시스템의 설치 및 유지 비용이 감소할 뿐만 아니라 선박 내 공간 활용도가 증가할 수 있다. 또한, 종래의 평형수 처리 시스템에서 배관만 추가하여 구현이 가능하므로, 기존 선박에 용이하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 동력장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.

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 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 동력장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 동력장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 동력장치(1)는 배기가스(도 2의 G1 참조)에 포함된 황산화물의 제거와 평형수에 포함된 미생물의 처리가 동시에 이루어질 수 있는 장치이다. 선박의 동력장치(1)는 습식 스크러버 시스템을 통과하며 산성화된 세정수(도 2의 W2 참조)를 IMO(국제해사기구, International Maritime Organization) 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화시킨 후 평형수 탱크(60)로 공급하여 평형수로 사용할 수 있다. 즉, 종래의 습식 스크러버 시스템과 평형수 처리 시스템이 하나로 결합되어 시스템의 설치 및 유지 비용이 감소할 뿐만 아니라 선박 내 공간 활용도가 증가할 수 있다. 또한, 종래의 평형수 처리 시스템에서 배관만 추가하여 구현이 가능하므로, 기존 선박에 용이하게 적용될 수 있는 특징이 있다.

본 발명에 따른 선박의 동력장치(1)는 연소기관(10)과, 배기관(20)과, 세정수 공급관(30)과, 스크러버(40), 및 세정수 배출관(50)을 포함한다.

연소기관(10)은 연료를 연소하여 선박에 필요한 각종 동력을 발생시키는 것으로, 예를 들어, 메인 엔진, 발전기 엔진 등으로 형성될 수 있다. 연소기관(10)은 통상, 화석 연료를 연소하여 동력을 발생시키므로, 화석 연료의 연소에 따른 배기가스(G1)를 발생시킨다. 발생된 배기가스(G1)는 다량의 황산화물 및 분진 등을 포함하고 있으며, 연소기관(10)의 일 측에 연결된 배기관(20)을 통해 외부로 배출된다.

배기관(20)은 연소기관(10)의 배기가스(G1)를 배출시키는 관으로, 일단부가 연소기관(10)에 연결되고 타단부가 후술할 스크러버(40)의 일 측에 연결된다. 배기관(20)은 내부에 고온의 배기가스(G1)가 유동하므로, 내열성이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 세정수 공급관(30)은 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나인 세정수(도 2의 W1 참조)를 스크러버(40)에 공급하는 관으로, 일단부가 해수 유입구(도시되지 않음) 또는 청수 탱크(도시되지 않음)에 연결되고 타단부가 스크러버(40)에 연결될 수 있다. 이하, 세정수(W1)가 해수인 것으로 한정하여, 세정수 공급관(30)의 일단부가 해수 유입구에 연결되고 타단부가 스크러버(40)에 연결된 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 세정수 공급관(30) 상에는 적어도 하나의 펌프(31)가 설치되어, 세정수(W1)를 스크러버(40)에 원활하게 공급할 수 있다.

스크러버(40)는 배기관(20)을 통해 유입되는 배기가스(G1)에 세정수 공급관(30)을 통해 공급되는 세정수(W1)를 분무하여 배기가스(G1)와 세정수(W1)를 기액 접촉시키는 것으로, 통상의 습식 스크러버일 수 있다. 이 때, 세정수 공급관(30)은 스크러버(40) 내부에 위치한 단부가 스크러버(40)의 상부에 배치되며, 복수 개로 분지되어 세정수(W1)를 미립자 형태로 분무할 수 있다. 즉, 스크러버(40)의 상부에 배치된 세정수 공급관(30)은 배기관(20)이 위치한 스크러버(40)의 하부를 향하여 세정수(W1)를 분무하여, 배기가스(G1)와 세정수(W1)를 효과적으로 접촉시킬 수 있다. 스크러버(40) 내부에서 배기가스(G1)와 세정수(W1)가 접촉함에 따라 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등이 제거될 수 있으며, 황산화물 및 분진이 제거된 배기가스(도 2의 G2 참조)는 별도의 배출관(41)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배출관(41)을 통해 배출되는 배기가스(G2)는 황산화물 및 분진이 제거된 상태이므로, 대기 중에 그대로 배출하더라도 대기 오염을 유발하지 않는다.

그러나 스크러버(40) 내부에 위치한 세정수 공급관(30)의 단부가 복수 개로 분지되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 세정수 공급관(30)은 단부가 하나로 형성되어 세정수(W1)를 미립자 형태로 분무할 수도 있다.

황산화물 및 분진이 포함된 배기가스(G1)와의 접촉을 통해 황산화물 및 분진 등을 흡수한 세정수(W2)는 세정수 배출관(50)을 통해 배출된다.

세정수 배출관(50)은 스크러버(40) 내부의 세정수(W2)를 배출하여 평형수탱크(60)로 공급하는 관으로, 일단부가 스크러버(40)에 연결되고 타단부가 평형수 탱크(60)의 일 측에 연결된다. 이 때, 세정수 배출관(50) 상에는 중화 처리부(90)와 정화부(100)가 설치될 수 있다.

중화 처리부(90)는 스크러버(40)의 후단에 설치되어, 스크러버(40)로부터 배출되어 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)를 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화한다. 세정수 배출관(50)을 통해 스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)는 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등을 흡수한 상태이므로, 세정수 배출관(50) 내부를 유동하는 세정수(W2)의 수소이온농도지수, 즉, pH값은 세정수 공급관(30) 내부를 유동하는 세정수(W1)의 pH값보다 더 낮다. 다시 말해, 세정수 배출관(50) 내부를 유동하는 세정수(W2)는 황산화물로 인해 산성화되어, 세정수 공급관(30) 내부를 유동하는 세정수(W1)보다 pH값이 낮다. 따라서, pH값이 낮은 세정수(W2)를 그대로 해상에 배출할 경우, 수질오염 또는 해양 생태계 변화 등의 문제가 발생할 수 있다. 중화 처리부(90)가 세정수(W2)를 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화시킴으로써, 평형수 탱크(60)에는 중화된 상태의 세정수(W2)가 평형수로 공급될 수 있다. 또한, 후술할 유출관(80)을 통해 세정수(W2)를 해상으로 배출시키더라도 수질오염 또는 해양 생태계 변화 등의 문제가 발생되지 않는다. 그러나, 중화 처리부(90)가 세정수 배출관(50) 상에 설치되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 중화 처리부(90)는 스크러버(40) 내부에 설치될 수도 있다. 중화 처리부(90)에서 중화된 세정수(W2)는 정화부(100)로 공급된다.

정화부(100)는 스크러버(40)의 후단, 특히, 중화 처리부(90)의 후단에 설치되어 스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)에 포함된 슬러지(도 2의 S 참조)를 분리하는 것으로, 원심분리기, 중력분리기, 필터 중 적어도 하나를 이용하여 슬러지(S)를 분리할 수 있다. 세정수 배출관(50) 상에 정화부(100)가 형성됨으로써, 평형수 탱크(60)에는 슬러지(S)가 제거된 상태의 세정수(W2)가 공급될 수 있다. 정화부(100)의 일 측에는 슬러지 저장탱크(110)가 연결되어 있어, 세정수(W2)로부터 분리된 슬러지(S)를 별도로 저장할 수 있다. 정화부(100)를 통과하며 슬러지(S)가 제거된 세정수(W2)는 평형수 탱크(60)로 공급된다.

평형수 탱크(60)는 세정수 배출관(50)을 통해 배출되는 세정수(W2)를 저장하여 선박의 평형을 유지하는 것으로, 선박에는 적어도 하나의 평형수 탱크(60)가 설치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 세정수 배출관(50) 내부를 유동하는 세정수(W2)는 황산화물로 인해 산성화되어, 세정수 공급관(30) 내부를 유동하는 세정수(W1)보다 pH값이 낮다. 따라서, 세정수 배출관(50) 내부를 유동하는 세정수(W2)에 포함된 미생물의 생존률은 세정수 공급관(30) 내부를 유동하는 세정수(W1)에 포함된 미생물의 생존률보다 낮다.

즉, 세정수 배출관(50) 내부를 유동하는 세정수(W2)는 산성화로 인해 미생물의 생존률이 낮아 미생물들을 사멸시켜야 하는 평형수 규제조건을 만족시키므로, 평형수로 사용하기에 적합하다. 미생물의 생존률이 낮고, IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 전환된 세정수(W2)를 평형수 탱크(60)에 공급하여 평형수로 사용함으로써, 미생물을 사멸하기 위한 별도의 평형수 처리 시스템이 생략될 수 있으며, 이로 인해, 시스템의 설치 및 유지 비용이 감소할 뿐만 아니라 선박 내 공간 활용도가 증가할 수 있다. 또한, 종래의 습식 스크러버 시스템에서 배관만 추가하여 구현이 가능하므로, 기존 선박에 용이하게 적용될 수 있는 장점이 있다.

세정수 배출관(50) 상에는 적어도 하나의 제1 밸브(50a)가 설치되어 세정수(W2)의 유동을 제어할 수 있다. 제1 밸브(50a)는 평형수 탱크(60)의 전방에 설치될 수 있으며, 제1 밸브(50a)를 통과한 세정수(W2)는 살균 처리부(120)로 공급된다.

살균 처리부(120)는 평형수 탱크(60)의 전방 또는 후방 중 적어도 하나에 설치되어, 평형수 탱크(60)로 유입되는 세정수(W2) 또는 평형수 탱크(60)로부터 유출되는 세정수(W2)에 포함된 미생물을 추가로 살균한다. 다시 말해, 살균 처리부(120)는 세정수(W2)에 잔존하는 미생물을 추가로 살균하며, 예를 들어, 강산성화장치, 전기분해장치, 오존발생장치, 자외선장치, 플라즈마장치 등일 수 있다. 살균 처리부(120)는 평형수 규제조건이 엄격한 경우 선택적으로 동작하여 미생물을 추가로 살균할 수 있다. 살균 처리부(120)를 통과한 세정수(W2)는 평형수 탱크(60)에 공급되어 평형수로 사용되며, 평형수 탱크(60)로부터 배출된 세정수(W2)는 해상에 배출되거나 다양한 필요처, 예를 들어, 열교환장치 등에 공급되어 냉각수로 사용될 수 있다.

한편, 세정수 배출관(50)의 일 측에는 순환관(70)이 배치될 수 있다. 순환관(70)은 세정수 배출관(50)으로부터 분지되어 스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)를 다시 스크러버(40)로 순환시키는 관으로, 정화부(100)의 후단에 위치한 세정수 배출관(50)으로부터 분지될 수 있다. 순환관(70)이 정화부(100)의 후단에 위치한 세정수 배출관(50)으로부터 분지됨으로써, 슬러지(S)가 제거된 상태의 세정수(W2)가 스크러버(40)로 순환될 수 있다. 도면 상에는 스크러버(40)의 내부에 위치한 순환관(70)의 단부가 세정수 공급관(30)과 연결되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 순환관(70)과 세정수 공급관(30)은 서로 분리되어 독립적으로 각각 세정수(W1, W2)를 분무할 수 있다. 순환관(70) 상에는 적어도 하나의 제2 밸브(70a)가 설치되어 세정수(W2)의 유동을 제어할 수 있다.

또한, 세정수 배출관(50)의 일 측에는 유출관(80)이 배치될 수 있다. 유출관(80)은 세정수 배출관(50)으로부터 분지되어 스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)를 해상으로 배출시키는 관으로, 순환관(70)과 같이, 정화부(100)의 후단에 위치한 세정수 배출관(50)으로부터 분지될 수 있다. 유출관(80)이 정화부(100)의 후단에 위치한 세정수 배출관(50)으로부터 분지됨으로써, IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 전환되고 슬러지(S)가 제거된 상태의 세정수(W2)가 해상으로 배출될 수 있다. 그러나, 유출관(80)이 세정수(W2)를 해상으로 배출시키는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 유출관(80)은 다양한 사용처에 세정수(W2)를 공급할 수도 있다. 유출관(80) 상에는 적어도 하나의 제3 밸브(80a)가 설치되어 세정수(W2)의 유동을 제어할 수 있다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 선박의 동력장치(1)의 작동과정에 관해 좀 더 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3은 도 1의 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 동력장치(1)는 스크러버(40)를 통과하여 산성화된 세정수(W2)를 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화시킨 후, 평형수 탱크(60)에 공급하여 평형수로 사용할 수 있다. 따라서, 미생물을 사멸하기 위한 별도의 평형수 처리 시스템이 생략될 수 있으며, 이로 인해, 시스템의 설치 및 유지 비용이 감소할 뿐만 아니라 선박 내 공간 활용도가 증가할 수 있다. 또한, 종래의 평형수 처리 시스템에서 배관만 추가하여 구현이 가능하므로, 기존 선박에 용이하게 적용될 수 있다.

도 2는 스크러버로부터 배출되는 세정수를 평형수 탱크로 공급하는 모습을 도시한 작동도이다.

연소기관(10)의 배기가스(G1)는 배기관(20)을 통해 스크러버(40)로 유입되며, 세정수(W1)는 세정수 공급관(30)을 통해 스크러버(40)로 공급된다. 이 때, 스크러버(40)의 상부에 위치한 세정수 공급관(30)은 배기관(20)이 위치한 스크러버(40)의 하부를 향하여 세정수(W1)를 분무하므로, 배기가스(G1)와 세정수(W1)는 효과적으로 기액 접촉할 수 있다. 배기가스(G1)와 세정수(W1)가 접촉함에 따라 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등이 제거될 수 있으며, 황산화물 및 분진 등이 제거된 배기가스(G2)는 배출관(41)을 통해 외부로 배출된다. 배기가스(G1)와의 접촉을 통해 황산화물 및 분진 등을 흡수한 세정수(W2)는 세정수 배출관(50)을 통해 배출되며, 중화 처리부(90)에 의해 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화된다. 세정수(W2)에 포함된 슬러지(S)는 세정수 배출관(50) 상에 설치된 정화부(100)에 의해 분리되어 슬러지 저장탱크(110)에 저장된다.

스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)를 평형수 탱크(60)로 공급하는 경우, 세정수 배출관(50)의 제1 밸브(50a)는 개방하고 유출관(80)의 제3 밸브(80a)는 폐쇄한다. 이 때, 순환관(70)의 제2 밸브(70a)는 선택적으로 개방할 수 있다. 평형수 탱크(60)의 전방에 설치된 제1 밸브(50a)가 개방됨으로써, 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 살균 처리부(120)를 지나 평형수 탱크(60)로 유입되어 선박의 평형을 유지할 수 있다. 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 미생물의 생존률이 낮고 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 전환된 상태이므로 평형수로 사용하기에 적합하다.

평형수 탱크(60)로부터 배출된 세정수(W2)는 해상에 배출되거나 다양한 사용처에 공급될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 제2 밸브(70a)가 개방되는 경우, 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 순환관(70)을 통해 유동하여 스크러버(40)로 순환된다. 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)의 일부가 순환관(70)을 통해 스크러버(40)로 순환됨으로써, 세정수 공급관(30)을 통해 공급되는 세정수(W1)의 양을 감소시킬 수 있다.

도 3은 스크러버로부터 배출되는 세정수를 해상으로 배출하는 모습을 도시한 작동도이다.

연소기관(10)의 배기가스(G1)와 세정수(W1)는 각각 배기관(20)과 세정수 공급관(30)을 통해 스크러버(40)로 공급된다. 배기가스(G1)와 세정수(W1)가 접촉함에 따라 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등이 제거될 수 있으며, 황산화물 및 분진 등이 제거된 배기가스(G2)는 배출관(41)을 통해 외부로 배출된다. 황산화물 및 분진 등을 흡수한 세정수(W2)는 세정수 배출관(50)을 통해 배출되며, 중화 처리부(90)에 의해 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화된다. 세정수(W2)에 포함된 슬러지(S)는 세정수 배출관(50) 상에 설치된 정화부(100)에 의해 분리되어 슬러지 저장탱크(110)에 저장된다.

스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)를 해상으로 배출하는 경우, 제3 밸브(80a)는 개방하고 제1 밸브(50a)는 폐쇄한다. 이 때, 제2 밸브(70a)는 선택적으로 개방할 수 있다. 제3 밸브(80a)가 개방됨으로써, 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 유출관(80)을 통해 해상으로 배출되거나 다양한 사용처에 공급될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 제2 밸브(70a)가 개방되는 경우, 세정수(W2)는 순환관(70)을 통해 유동하여 스크러버(40)로 순환된다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-1)에 관하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-1)는 일단부가 평형수 탱크(60)에 연결되고 타단부가 세정수 공급관(30)에 연결되는 세정수 재공급관(130)을 더 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-1)는 일단부가 평형수 탱크(60)에 연결되고 타단부가 세정수 공급관(30)에 연결되는 세정수 재공급관(130)을 더 포함하는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.

세정수 재공급관(130)은 평형수 탱크(60)에 저장된 세정수(W2)를 세정수 공급관(30)으로 재공급하는 관으로, 일단부가 평형수 탱크(60)에 연결되고 타단부가 세정수 공급관(30)의 일 측에 연결된다. 평형수 탱크(60)의 일 측에 세정수 재공급관(130)이 연결됨으로써, 선박의 평형 유지를 위해 평형수 탱크(60) 내부에 저장된 세정수(W2)를 비워야 하는 경우 해상으로 배출되는 세정수(W2) 중 일부를 세정수 공급관(30)으로 공급할 수 있다. 따라서, 해수 유입구 또는 청수 탱크로부터 세정수(W1)을 공급받지 않더라도 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등을 제거할 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-2)에 관하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-2)는 세정수 공급관(30)이 해수 유동관(200)으로부터 분지되어 스크러버(40)에 연결된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-2)는 세정수 공급관(30)이 해수 유동관(200)으로부터 분지되어 스크러버(40)에 연결되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.

세정수 공급관(30)은 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나인 세정수(도 6의 W1 참조)를 스크러버(40)에 공급하는 관으로, 해수 유동관(200)으로부터 분지되어 스크러버(40)에 연결될 수 있다.

해수 유동관(200)은 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나를 평형수 탱크(60)로 공급하는 관으로, 일단부가 해수 유입구(도시되지 않음) 또는 청수탱크(도시되지 않음) 중 적어도 하나에 연결되고 타단부가 평형수 탱크(60)에 연결될 수 있다. 해수 유동관(200) 상에는 특정 크기 이상의 미생물을 제거하는 전처리 필터(300)가 설치되며, 세정수 공급관(30)은 전처리 필터(300)의 후단에서 분지된다. 해수 유동관(200) 상에는 적어도 하나의 제5 밸브(200a)가 설치되어 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나의 유동을 제어할 수 있다. 이하, 세정수(W1)가 해수(도 6의 W 참조)인 것으로 한정하여, 해수 유동관(200)의 일단부가 해수 유입구에 연결되고, 세정수 공급관(30)이 해수 유동관(200)으로부터 분지된 구조를 보다 중점적으로 설명한다.

해수 유입구를 통해 해수 유동관(200)으로 유입된 해수(W)는 일부가 평형수 탱크(60)로 공급되며, 나머지 일부가 세정수 공급관(30)을 통해 스크러버(40)로 공급된다. 이 때. 평형수 탱크(60)로 공급되는 해수(W)와 스크러버(40)로 공급되는 세정수(W1)의 비는 약 9:1 일 수 있다. 세정수 공급관(30) 상에는 적어도 하나의 펌프(31)가 설치되어, 세정수(W1)를 스크러버(40)에 원활하게 공급할 수 있다.

스크러버(40)는 배기관(20)을 통해 유입되는 배기가스(도 6의 G1 참조)에 세정수 공급관(30)을 통해 공급되는 세정수(W1)를 분무하여 배기가스(G1)와 세정수(W1)를 기액 접촉시키는 것으로, 통상의 습식 스크러버일 수 있다. 스크러버(40) 내부에서 배기가스(G1)와 세정수(W1)가 접촉함에 따라 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등이 제거될 수 있으며, 황산화물 및 분진이 제거된 배기가스(도 6의 G2 참조)는 별도의 배출관(41)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배출관(41)을 통해 배출되는 배기가스(G2)는 황산화물 및 분진이 제거된 상태이므로, 대기 중에 그대로 배출하더라도 대기 오염을 유발하지 않는다.

황산화물 및 분진이 포함된 배기가스(G1)와의 접촉을 통해 황산화물 및 분진 등을 흡수한 산성화된 세정수(도 6의 W2 참조)는 세정수 배출관(50)을 통해 배출된다.

세정수 배출관(50)은 스크러버(40) 내부의 세정수(W2)를 배출하여 평형수 탱크(60)로 공급하는 관으로, 일단부가 스크러버(40)에 연결되고 타단부가 평형수 탱크(60)의 일 측에 연결된다. 이 때, 세정수 배출관(50)은 타단부가 해수 유동관(200)에 연결되어 해수 유동관(200)을 통해 평형수 탱크(60)에 연결될 수 있다. 세정수 배출관(50)이 해수 유동관(200)에 연결됨으로써, 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 해수 유동관(200)을 유동하는 해수(W)에 혼합되어 평형수 탱크(60)로 공급될 수 있다. 전술한 바와 같이, 스크러버(40)로부터 배출된 세정수(W2)는 황산화물 및 분진 등을 흡수하여 산성화된 상태이다. 이러한 세정수(W2)가 해수 유동관(200)을 유동하는 해수(W)에 혼합되어 평형수 탱크(60)로 공급됨에 따라, 해수(W)에 포함된 미생물이 사멸될 수 있다. 다시 말해, 산성화된 세정수(W2)에 의해 해수(W)에 포함된 미생물이 사멸되므로, 평형수로 사용하기에 적합하다.

세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 해수(W)와 혼합되기 전 정화부(100)에 의해 슬러지(도 6의 S 참조)가 분리되며, 분리된 슬러지(S)는 슬러지 저장탱크(110)에 저장된다. 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수는 살균 처리부(120)에 의해 추가로 살균된 후 평형수 탱크(60)로 공급될 수 있으며, 평형수 탱크(60)로부터 배출된 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수는 중화 처리부(90)에 의해 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화된 후 해상에 배출되거나 다양한 필요처에 사용될 수 있다.

세정수 배출관(50) 상에는 적어도 하나의 제1 밸브(50a)가 설치되어 세정수(W2)의 유동을 제어할 수 있으며, 제1 밸브(50a)는 정화부(100)의 후방에 배치될 수 있다. 순환관(70)과 유출관(80)은 각각 세정수 배출관(50)으로부터 분지되되, 제1 밸브(50a)의 전방에서 분지될 수 있다. 순환관(70)과 유출관(80)이 제1 밸브(50a)의 전방에서 분지됨으로써, 슬러지(S)가 제거된 상태의 세정수(W2)가 스크러버(40)로 순환되거나 해상으로 배출될 수 있다. 이 때, 유출관(80) 상에는 별도의 중화 처리부가 설치되어 세정수(W2)를 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 전환시킨 후 해상으로 배출할 수 있다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 선박의 동력장치(1-2)의 작동과정에 관해 좀 더 상세히 설명한다.

도 6 및 도 7은 도 5의 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-2)는 스크러버(40)를 통과하며 산성화된 세정수(W2)를 해수 유동관(200)을 유동하는 해수(W)에 혼합하여 평형수 탱크(60)로 공급한다. 따라서, 해수(W)에 포함된 미생물이 사멸될 수 있으며, 이로 인해, 미생물을 사멸시키기 위한 별도의 처리 과정이 생략될 수 있다.

도 6은 스크러버로부터 배출되는 세정수를 평형수 탱크로 공급하는 모습을 도시한 작동도이다.

연소기관(10)의 배기가스(G1)는 배기관(20)을 통해 스크러버(40)로 유입되며, 해수 유동관(200)의 전처리 필터(300)를 통과한 해수(W)는 일부가 세정수 공급관(30)을 통해 세정수(W1)로 스크러버(40)에 공급되고, 나머지 일부가 평형수 탱크(60)에 공급된다. 스크러버(40)의 상부에 위치한 세정수 공급관(30)은 배기관(20)이 위치한 스크러버(40)의 하부를 향하여 세정수(W1)를 분무하므로, 배기가스(G1)와 세정수(W1)는 효과적으로 기액 접촉할 수 있다. 배기가스(G1)와 세정수(W1)가 접촉함에 따라 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등이 제거될 수 있으며, 황산화물 및 분진 등이 제거된 배기가스(G2)는 배출관(41)을 통해 외부로 배출된다. 배기가스(G1)와의 접촉을 통해 황산화물 및 분진 등을 흡수한 산성화된 세정수(W2)는 세정수 배출관(50)을 통해 배출되며, 정화부(100)에 의해 슬러지(S)가 분리된다. 분리된 슬러지(S)는 슬러지 저장탱크(110)에 저장된다.

스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)를 평형수 탱크(60)로 공급하는 경우, 세정수 배출관(50)의 제1 밸브(50a)는 개방하고 유출관(80)의 제3 밸브(80a)는 폐쇄한다. 이 때, 순환관(70)의 제2 밸브(70a)는 선택적으로 개방할 수 있다. 제1 밸브(50a)가 개방됨으로써, 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 해수 유동관(200)을 유동하는 해수(W)에 합류되어 살균 처리부(120)를 지나 평형수 탱크(60)로 유입될 수 있다. 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 황산화물로 인해 산성화된 상태이므로, 해수(W)에 포함된 미생물은 사멸될 수 있으며, 이로 인해, 평형수 탱크(60)에는 미생물이 사멸된 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수가 평형수로 저장될 수 있다.

평형수 탱크(60)로부터 배출된 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수는 중화 처리부(90)에 의해 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화된 후 해상에 배출되거나 다양한 사용처에 공급될 수 있다.

도시된 바와 같이, 제2 밸브(70a)가 개방되는 경우, 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 순환관(70)을 통해 유동하여 스크러버(40)로 순환된다. 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)의 일부가 순환관(70)을 통해 스크러버(40)로 순환됨으로써, 세정수 공급관(30)을 통해 공급되는 세정수(W1)의 양을 감소시킬 수 있다.

도 7은 스크러버로부터 배출되는 세정수를 해상으로 배출하는 모습을 도시한 작동도이다.

연소기관(10)의 배기가스(G1)와 세정수(W1)는 각각 배기관(20)과 세정수 공급관(30)을 통해 스크러버(40)로 공급된다. 배기가스(G1)와 세정수(W1)가 접촉함에 따라 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등이 제거될 수 있으며, 황산화물 및 분진 등이 제거된 배기가스(G2)는 배출관(41)을 통해 외부로 배출된다. 황산화물 및 분진 등을 흡수한 세정수(W2)는 세정수 배출관(50)을 통해 배출되며, 세정수(W2)에 포함된 슬러지(S)는 정화부(100)에 의해 분리되어 슬러지 저장탱크(110)에 저장된다.

스크러버(40)로부터 배출되는 세정수(W2)를 해상으로 배출하는 경우, 제3 밸브(80a)는 개방하고 제1 밸브(50a)는 폐쇄한다. 이 때, 제2 밸브(70a)와 제5 밸브(200a)는 선택적으로 개방할 수 있다. 제3 밸브(80a)가 개방됨으로써, 세정수 배출관(50)을 유동하는 세정수(W2)는 유출관(80)을 통해 해상으로 배출되거나 다양한 사용처에 공급될 수 있다. 이 때, 유출관(80) 상에는 별도의 중화 처리부가 설치되므로, 세정수(W2)는 IMO 처리수 기준을 만족하는 pH값으로 중화된 상태로 해상에 배출되거나 사용처에 공급될 수 있다.

도시된 바와 같이, 제2 밸브(70a)가 개방되는 경우, 세정수(W2)는 순환관(70)을 통해 유동하여 스크러버(40)로 순환되며, 제5 밸브(200a)가 폐쇄되는 경우, 평형수 탱크(60)에는 해수(W)의 유입이 차단된다.

이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-3)에 관하여 상세히 설명한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-3)는 일단부가 평형수 탱크(60)에 연결되고 타단부가 세정수 공급관(30)에 연결되는 세정수 재공급관(130)을 더 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 동력장치(1-3)는 일단부가 평형수 탱크(60)에 연결되고 타단부가 세정수 공급관(30)에 연결되는 세정수 재공급관(130)을 더 포함하는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.

세정수 재공급관(130)은 평형수 탱크(60)에 저장된 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수를 세정수 공급관(30)으로 재공급하는 관으로, 일단부가 평형수 탱크(60)에 연결되고 타단부가 세정수 공급관(30)의 일 측에 연결된다. 평형수 탱크(60)의 일 측에 세정수 재공급관(130)이 연결됨으로써, 선박의 평형 유지를 위해 평형수 탱크(60) 내부에 저장된 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수를 비워야 하는 경우 해상으로 배출되는 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수 중 일부를 세정수 공급관(30)으로 공급할 수 있다. 따라서, 해수 유입구 또는 청수 탱크로부터 세정수(W1)을 공급받지 않더라도 배기가스(G1)에 포함된 황산화물 및 분진 등을 제거할 수 있다. 세정수 재공급관(130) 상에는 적어도 하나의 펌프(131)가 설치되어, 세정수(W2)와 해수(W)의 혼합수를 세정수 공급관(30)에 원활하게 공급할 수 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, 1-1, 1-2, 1-3: 선박의 동력장치
10: 연소기관 20: 배기관
30: 세정수 공급관 31: 펌프
40: 스크러버 41: 배출관
50: 세정수 배출관 50a: 제1 밸브
60: 평형수 탱크 70: 순환관
70a: 제2 밸브 80: 유출관
80a: 제3 밸브 90: 중화 처리부
100: 정화부 110: 슬러지 저장탱크
120: 살균 처리부 130: 세정수 재공급관
130a: 제4 밸브 131: 펌프
200: 해수 유동관 200a: 제5 밸브
300: 전처리 필터 G1, G2: 배기가스
S: 슬러지 W: 해수
W1, W2: 세정수

Claims

연료를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관;
상기 연소기관의 배기가스를 배출하는 배기관;
세정수를 공급하는 세정수 공급관;
상기 배기관을 통해 유입되는 배기가스에 상기 세정수 공급관을 통해 공급되는 세정수를 분무하는 스크러버; 및
상기 스크러버 내부의 세정수를 배출하여 평형수 탱크로 공급하는 세정수 배출관을 포함하는 선박의 동력장치.