KR20220026135A - 배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 배기가스 정화 장치에 관한 것으로, 배기가스 정화 장치는 엔진에서 배출되는 배기가스가 유입되며 내부에 촉매가 설치된 반응기와, 상기 촉매의 전방에 유체를 분사 가능한 제1 분사부, 그리고 상기 촉매의 후방에 상기 제1 분사부가 분사한 유체와 다른 방향으로 유체를 분사 가능한 제2 분사부를 포함한다.

Description

배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박{APPARATUS FOR PURIFYING EXHAUST AND VESSEL HAVING THE SAME}
본 발명의 실시예는 배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 질소산화물의 제거의 필요 또는 불필요 상태에 따라 반응기 내부의 온도를 효과적으로 유지시키고 이로 외부 기체가 유입되는 것을 방지하기 위한 배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 배기가스 정화 장치는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시켜 외부로 배출시킨다. 이러한 배기가스 정화 장치는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키지 않는 경우, 촉매가 설치된 반응기 내부의 온도가 낮아지는 문제점이 있다. 구체적으로, 반응기 내부에는 배기가스의 온도가 낮아지며 응축수가 형성되고, 이러한 응축수와 배기가스에 포함된 탄화수소가 반응하여 반응기 내부를 부식시키거나 촉매를 피독시킨다.
따라서 반응기와 촉매의 유지보수 기간 및 교체주기가 짧아지는 문제점이 있다.
또는, 반응기 전방과 반응기 후방의 밸브의 고장 또는 노후에 의해 누기가 발생되는 경우, 반응기 내부의 온도를 유지하기 어렵거나 반응기 내부로 외부의 기체가 유입되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 반응기 내부의 열에너지가 반응기 외부로 누출되는 것을 방지하고, 반응기 외부의 기체가 반응기 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스 정화 장치는 엔진에서 배출되는 배기가스가 유입되며 내부에 촉매가 설치된 반응기와, 상기 촉매의 전방에 유체를 분사 가능한 제1 분사부, 그리고 상기 촉매의 후방에 상기 제1 분사부가 분사한 유체와 다른 방향으로 유체를 분사 가능한 제2 분사부를 포함한다.
또한, 상술한 배기가스 정화 장치는 상기 반응기 내부를 통과하는 배기가스 또는 유체의 일부를 분기 가능한 반응기 분기라인과, 상기 제1 분사부로 상기 반응기 분기라인을 통과한 배기가스 또는 유체를 공급 가능한 제1 유체 분배라인과, 상기 제2 분사부와 상기 반응기 분기라인을 통과한 배기가스 또는 유체를 공급 가능한 제2 유체 분배라인, 그리고 상기 반응기 분기라인과 상기 제1 유체 분배라인 그리고 제2 유체 분배라인으로 배기가스 또는 유체를 이동시키는 유체 분배부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 촉매는 상기 반응기 내부에 서로 이격되어 복수개가 배치되고, 상술한 배기가스 정화 장치는 상기 복수개의 촉매 사이에 배치되어 상기 반응기 내에 열에너지를 공급 가능한 가열부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 배기가스 정화 장치는 상기 제1 분사부의 전방에 배치되어 상기 반응기로 유입되는 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제1 밸브부, 그리고 상기 제2 분사부의 후방에 배치되어 상기 반응기를 통과한 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제2 밸브부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 에어커튼이 형성되도록 유체를 분사할 수 있다.
또한, 상술한 배기가스 정화 장치는 수트 제거를 위한 유체를 공급하는 유체 공급라인과, 상기 반응기 내부에 배치되어 상기 촉매로 유체를 분사하는 수트 제거 분사부재, 그리고 상기 수트 제거 분사부재 또는 상기 제1 분사부 또는 상기 제2 분사부로 상기 유체 공급라인으로 공급된 유체를 분배하는 유체 분배라인를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 배기가스 정화 장치는 상기 반응기 내부의 온도를 검출하는 온도 검출부재와, 상기 온도 검출부재가 검출하는 정보를 기초로 상기 가열부재를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 항해하는 해역 정보에 따라 배기가스 처리를 달리하는 제어부를 갖는 배기가스 정화 장치를 포함하는 선박은, 엔진에서 배출되는 배기가스가 유입되며 내부에 촉매가 설치된 반응기와, 상기 촉매에 흡착된 수트(soot)를 제거하기 위한 유체를 분사 가능한 수트 제거부와, 상기 촉매로 공급되는 상기 수트 제거부의 유체를 분기시키는 유체 분배라인과, 상기 반응기를 통과하는 배기가스를 분기시켜 상기 반응기 외측으로 우회시키는 반응기 분기라인과, 상기 유체 분배라인을 통과하는 유체 또는 상기 반응기 분기라인을 통과하는 배기가스를 상기 반응기 전방으로 공급하는 제1 분사부, 그리고 상기 유체 분배라인을 통과하는 유체 또는 상기 반응기 분기라인을 통과하는 배기가스를 상기 반응기 후방으로 공급하는 제2 분사부를 포함한다.
또한, 상술한 선박은 상기 제어부에 의해 제어되며 상기 반응기 분기라인을 통과하는 배기가스를 상기 제1 분사부 또는 제2 분사부로 공급시키는 유체 분배부재와, 상기 반응기 내에 열에너지를 공급 가능한 가열부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 선박이 항구에 입항한 경우, 상기 수트 제거부의 동작을 중지시키고, 상기 가열부재를 동작시키고, 상기 유체 분배부재를 동작시켜 상기 반응기 내부의 가열된 공기를 순환시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 선박이 배기가스 배출 규제 지역을 통과하는 경우, 상기 가열부재의 동작을 중지시키고, 상기 유체 분배부재의 동작을 중지시고, 상기 수트 제거부가 상기 촉매에 흡착된 수트를 제거하기 위해 상기 촉매로 유체를 공급할 수 있다.
또는, 상기 제어부는, 선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 수트 제거부의 유체가 상기 유체 분배라인을 통해 상기 반응기 외측으로 우회되어 상기 제1 분사부 또는 상기 제2 분사부를 통해 공급될 수 있다.
또는, 상술한 선박은 상기 반응기 전방에 배치되어 상기 엔진에서 배출된 배기가스가 유입되어 유입된 배기가스가 갖는 열에너지로 환원제 공급부에서 분사된 환원제를 분해하는 환원제 분해챔버와, 상기 수트 제거부의 유체 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재와, 상기 환원제 분해챔버로 유입되는 배기가스의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재, 그리고 상기 환원제 분해챔버와 상기 반응기 사이의 배기가스의 압력을 검출하는 제3 압력 검출부재를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 제어부는, 선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 압력이 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 압력보다 큰 경우, 상기 수트 제거부의 유체가 상기 유체 분배라인을 통해 상기 제1 분사부로 분사될 수 있다.
또는, 상기 제어부는, 선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 압력이 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 압력보다 큰 경우, 상기 수트 제거부의 유체가 상기 유체 분배라인을 통해 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부로 분사될 수 있다.
또는, 상기 제어부는, 선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 압력이 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 압력보다 큰 경우, 상기 수트 제거부로부터 공급된 유체가 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부로 분사되는 것을 중지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박은 상기 제어부가 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 압력과 기설정된 제1 경고 기준압력을 비교하여 선택적으로 제어 가능한 알람을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박은 상기 제1 분사부의 전방에 배치되어, 상기 반응기로 유입되는 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제1 밸브부와, 상기 제2 분사부의 후방에 배치되어 상기 반응기를 통과한 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제2 밸브부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박은 반응기 내부의 열에너지가 반응기 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박은 반응기 외부의 기체가 반응기 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 제1 분사부의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A의 측면도이다.
도 4는 도 1의 제2 분사부의 평면도이다.
도 5는 도 4의 B의 측면도이다.
도 6은 도 1의 반응기 일부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 제1 밸브부 및 제2 밸브부가 더 포함된 도면이다.
도 8은 도 7의 제1 밸브부 또는 제2 밸브부를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7의 C를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1의 제1 밸브부 및 제2 밸브부가 닫힌 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 1의 제어부를 나타낸 구성도이다.
도 12는 선박이 정박한 상태일 때의 배기가스 정화 장치의 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 선박이 배기가스 배출 규제지역을 통과할 때의 배기가스 정화 장치의 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 선박이 배기가스 배출 비규제지역을 통과할 때의 배기가스 정화 장치의 상태를 나타낸 도면이다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치를 포함하는 선박을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)를 설명한다.
배기가스 정화 장치(101)는, 도 1 및 도 15에 도시한 바와 같이, 엔진(10)에서 연료를 연소시켜 동력을 생산할 때 발생하는 배기가스에 포함된 질소산화물 또는 수트(soot) 중 어느 하나 이상을 처리하여 배출시킨다.
배기가스 정화 장치(101)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 촉매(100)가 설치된 반응기(200)와 제1 분사부(410) 그리고 제2 분사부(420)를 포함한다.
반응기(200) 내부에는 촉매(100)가 설치된다. 촉매(100)는 엔진(10)에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시킬 수 있다.
제1 분사부(410)는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 촉매(100)의 전방에 유체를 분사 가능하다. 구체적으로, 제1 분사부(410)는 반응기(200) 전방에서 유체를 분사하여, 분사된 유체가 반응기(200) 내부로 유입되도록 할 수 있다. 즉, 제1 분사부(410)는 반응기(200) 전방의 배기유로(300) 상에 설치될 수 있다. 또한, 제1 분사부(410)는 배기유로(300) 상에 설치되는 관형의 파이프로 형성되며, 이의 길이방향을 따라 복수개의 토출홀(401)이 이격 배치될 수 있다.
제2 분사부(420)는, 도 1 및 도 4, 5는, 촉매(100)의 후방에 유체를 분사 가능하다. 또한, 제2 분사부(420)는 제1 분사부(410)가 분사한 유체와 다른 방향으로 유체를 분사 가능하다. 구체적으로, 제2 분사부(420)는 반응기(200) 후방에서 유체를 분사하여, 반응기(200)를 통과한 배기가스 또는 가스 등에 유체를 분사할 수 있다. 즉, 제2 분사부(420)는 반응기(200) 후방의 배기유로(300) 상에 설치될 수 있다. 또한, 제2 분사부(420)는 배기유로(300) 상에 설치되는 관형의 파이프로 형성되며, 이의 길이방향을 따라 복수개의 토출홀(401)이 이격 배치될 수 있다.
제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 각각 반응기(200) 전방 또는 반응기(200) 후방에서 유체를 분사하여, 반응기(200) 내부로 기체의 유입이 차단 되도록 할 수 있다. 구체적으로, 제1 분사부(410)는 반응기(200) 내부로 기체의 유입이 방해 또는 차단되도록 유체를 분사할 수 있다. 또한, 제1 분사부(410)는 반응기(200)로 유입되려는 기체의 이동 방향과 상이하며, 이가 반응기(200)로 유입되는 것을 방해 또는 차단되도록 유체를 분사할 수 있다. 그리고, 제1 분사부(410)는 반응기(200)를 향해 경사지며 반응기(200) 전방의 배기유로(300) 내벽을 향하는 방향으로 유체를 분사할 수 있다.
제2 분사부(420)는 반응기(200) 내부로 기체의 유입이 방해 또는 차단되도록 유체를 분사할 수 있다. 또한, 제2 분사부(420)는 반응기(200)를 향해 경사지며 반응기(200) 후방의 배기유로(300) 내벽을 향하는 방향으로 유체를 분사할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)는 반응기(200) 내부로 기체의 유입을 효과적으로 차단 또는 유입을 방해하여 촉매(100) 및 반응기(200) 내부의 환경을 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 반응기 분기라인(510)과 제1 유체 분배라인(440)과 제2 유체 분배라인(450) 그리고 유체 분배부재(430)를 더 포함할 수 있다.
반응기 분기라인(510)은 반응기(200) 내부를 통과하는 배기가스 또는 유체의 일부를 분기할 수 있다. 구체적으로, 반응기 분기라인(510)의 일측은 반응기(200) 내부와 연통되어 연결되고, 반응기 분기라인(510)의 타측은 반응기(200) 외부에 배치될 수 있다. 따라서, 반응기 분기라인(510)은 반응기(200)를 통과하는 배기가스 또는 유체의 일부를 분기시켜 반응기(200) 외부로 이동되도록 안내할 수 있다.
제1 유체 분배라인(440)은 제1 분사부(410)로 반응기 분기라인(510)을 통과한 배기가스 또는 유체를 공급할 수 있다. 구체적으로, 제1 유체 분배라인(440)은 반응기 분기라인(510)과 제1 분사부(410)와 연결되어, 반응기 분기라인(510)을 통과한 배기가스 또는 유체가 이동되도록 안내할 수 있다.
제2 유체 분배라인(450)은 제2 분사부(420)로 반응기 분기라인(510)을 통과한 배기가스 또는 유체를 공급할 수 있다. 구체적으로, 제1 유체 분배라인(440)은 반응기 분기라인(510)과 제2 분사부(420)와 연결되어, 반응기 분기라인(510)을 통과한 배기가스 또는 유체가 이동되도록 안내할 수 있다.
유체 분배부재(430)는 반응기 분기라인(510)과 제1 유체 분배라인(440) 그리고 제2 유체 분배라인(450) 사이에 배치되어, 배기가스 또는 유체가 이동되도록 흐름을 제어할 수 있다.
일예로, 유체 분배부재(430)는 블로워일 수 있다.
따라서, 유체 분배부재(430)는 반응기 분기라인(510)을 통해 반응기(200)를 통과하는 배기가스 또는 유체를 분기시키고, 이를 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)로 공급 시킬수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)의 촉매(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 반응기(200) 내에 복수개가 배치될 수 있다.
반응기(200) 내에는 복수개의 촉매(100)가 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 복수개의 촉매(100) 사이의 반응기(200)로부터 반응기 분기라인(510)의 일측이 연결될 수 있다. 구체적으로, 반응기 분기라인(510)의 일측은 복수개의 촉매(100) 사이의 반응기(200)와 연결되어, 복수개의 촉매(100) 중 일부를 통과한 배기가스 또는 유체를 분기시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 가열부재(700)를 더 포함할 수 있다.
가열부재(700)는 복수개의 촉매(100) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 가열부재(700)는 반응기(200) 내에 열에너지를 공급하여 복수개의 촉매(100)가 배치된 반응기(200) 내부의 온도가 낮아지는 경우 촉매(100)가 피독되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 가열부재(700)는 반응기(200)의 하부에 배치되어 반응기(200) 내부의 복수개의 촉매(100)로 열에너지를 효과적으로 전달할 수 있다.
즉, 가열부재(700)는 반응기(200) 내의 일측에 배치되는 경우에 비해, 복수개의 촉매(100) 사이에 배치되어 가열부재(700)를 중심으로 배치된 복수개의 촉매(100)로의 열에너지를 효과적으로 전달할 수 있다.
일예로, 가열부재(700)가 위치한 반응기(200)의 일영역으로부터 반응기 분기라인(510)의 일측이 연결되어, 가열부재(700)에 의해 승온된 배기가스 또는 유체를 분기시킬 수 있다.
또는, 가열부재(700)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 복수개의 촉매(100) 사이에 복수개가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)를 더 포함할 수 있다.
제1 밸브부(750)는 제1 분사부(410)의 전방에 배치될 수 있다. 또한, 제1 밸브부(750)는 반응기(200)로 유입되는 배기가스의 흐름에 의해 개방될 수 있다. 그리고, 제1 밸브부(750)는 반응기(200) 전방의 배기유로(300) 상에 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 밸브부(750)는, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 회동핀(780)과 플레이트(790)를 포함할 수 있다.
회동핀(780)은 배기유로(300)의 상하 방향(높이방향)으로 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 횡방향으로 배치된 회동핀(780)이 배기유로(300) 상에 배기유로(300)의 높이방향으로 서로 이격되어 복수개가 배치될 수 있다.
플레이트(790)는 일측이 회동핀(780)에 회동 가능하게 배치될 수 있다. 또한, 플레이트(790)의 타측은 자유단으로 배치될 수 있다. 그리고, 플레이트(790)는 복수개가 회동핀(780)의 길이방향을 따라 이격배치될 수 있다.
이러한 플레이트(790)는 배기가스가 반응기(200)로 유입되는 경우, 배기가스의 흐름에 따라 회동 이동되며 배기유로(300)를 개방되어 반응기(200)로 배기가스가 유입되도록 할 수 있다. 엔진(10)이 동작되어 반응기(200)로 유입될 때의 배기가스의 유량은 제1 밸브부(750)를 개방시킬 수 있다.
또는, 플레이트(790)는 반응기(200)로 유입되는 배기가스의 유량이 미소하거나 또는 반응기(200)로 유입되려는 기체의 유량이 미소한 경우, 플레이트(790)는 자중에 의해 미소한 유량의 배기가스 또는 미소한 유량의 기체가 반응기(200)가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
즉, 제1 밸브부(750)는 반응기(200)로 유입되는 배기가스의 유량에 의해 일방향으로만 개방될 수 있다. 구체적으로, 제1 밸브부(750)는 반응기(200) 내부의 배기가스 및 유체에 의해서 개방되지는 않을 수 있다.
제2 밸브부(760)는 제2 분사부(420)의 후방에 배치될 수 있다. 또한, 제2 밸브부(760)는 반응기(200)를 통과한 배기가스의 흐름에 의해 개방될 수 있다. 그리고, 제2 밸브부(760)는 반응기(200) 후방의 배기유로(300) 상에 배치될 수 있다.
구체적으로, 제2 밸브부(760)는 제1 밸브부(750)와 동일하게 회동핀(780)과 플레이트(790)를 포함할 수 있다. 제2 밸브부(760)의 회동핀(780)과 플레이트(790)는 앞서 서술한 제1 밸브부(750)의 설치구조는 상이하나 배치형태가 동일하게 배치될 수 있다.
플레이트(790)는 배기가스가 반응기(200)를 통과하는 경우, 배기가스의 흐름에 따라 회동 이동되며 배기유로(300)를 개방되어 반응기(200)를 통과한 배기가스가 배기유로(300)를 통해 배출되도록 할 수 있다.
또는, 플레이트(790)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 반응기(200)를 통과한 배기가스의 유량이 미소하거나 또는 반응기(200)를 통과하는 기체의 유량이 미소한 경우, 플레이트(790)는 자중에 의해 미소한 유량의 배기가스 또는 미소한 유량의 기체가 반응기(200)가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
즉, 제2 밸브부(760)는 반응기(200)를 통과하는 배기가스의 유량에 의해 일방향으로만 개방될 수 있다. 구체적으로, 제2 밸브부(760)는 반응기(200) 후방의 배기유로(300)를 통해 반응기(200) 내부로 유입되는 배기가스 및 유체에 의해서 개방되지는 않을 수 있다.
따라서, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)는 반응기(200)로 유입되는 미소한 량의 기체 또는 배기가스의 유입을 차단할 수 있다. 또는, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)는 별도의 제어장치 없이 배기가스의 유량에 의해 효과적으로 개방될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)로부터 분사되는 유체 또는 배기가스는 에어커튼을 형성할 수 있다.
제1 분사부(410)에서 분사되는 유체 또는 승온된 배기가스는 반응기(200) 전방에서 에어커튼을 형성하여 반응기(200)로의 기체 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.
또한, 제2 분사부(420)에서 분사되는 유체 또는 승온된 배기가스는 반응기(200) 후방에서 에어커튼을 형성하여 반응기(200)로의 기체 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)는 유체 공급라인(640)과 수트 제거 분사부재(620)와 그리고 유체 분배라인(630)을 더 포함할 수 있다.
유체 공급라인(640)은 수트 제거 유체를 공급할 수 있다. 구체적으로, 유체 공급라인(640)은 배기가스에 포함된 수트(soot)가 촉매(100)에 형성된 유로에 흡착되는 것을 제거하기 위한 수트 제거 유체일 수 있다.
일예로, 유체 공급라인(640)을 통해 공급되는 수트 제거 유체는 압축공기를 포함할 수 있다.
또한, 유체 공급라인(640)을 통해 공급되는 수트 제거 유체는 별도의 수트탱크(610)에 저장된 수트 제거 유체이거나, 외기를 압축시킨 압축 공기가 유입될 수 있다.
또는, 외기를 압축시킨 압축 공기가 수트탱크(610)에 저장되고, 이러한 압축 공기가 유체 공급라인(640)을 통해 공급될 수 있다.
수트 제거 분사부재(620)는 반응기(200) 내부에 배치될 수 있다. 또한, 수트 제거 분사부재(620)는 촉매(100)로 유체 공급라인(640)을 통과한 수트 제거 유체를 분사할 수 있다. 복수개의 촉매(100)가 반응기(200) 내에 배치된 경우, 수트 제거 분사부재(620)는 복수개의 촉매(100) 전방에 배치될 수 있다.
즉, 수트 제거 분사부재(620)는 수트 제거 유체를 촉매(100)의 전방에서 분사하여, 촉매(100)에 흡착된 수트가 분사된 수트 제거 유체에 의해 촉매(100)로부터 이탈되며 반응기(200) 밖으로 제거될 수 있다.
유체 분배라인(630)은 수트 제거 분사부재(620) 또는 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)로 유체 공급라인(640)으로 공급된 수트 제거 유체를 분배할 수 있다. 구체적으로, 유체 분배라인(630)은 제1 유체 분배라인(440)과 제2 유체 분배라인(450)과 수트 제거 분사부재(620) 그리고 유체 공급라인(640)과 연결될 수 있다.
따라서, 유체 분배라인(630)은 유체 공급라인(640)을 통해 공급된 수트 제거 유체를 촉매(100)에 흡착된 수트 제거를 위해 수트 제거 분사부재(620)로 공급될 수 있다. 또는, 유체 분배라인(630)은 유체 공급라인(640)을 통해 공급된 수트 제거 유체를 수트 제거뿐만 아니라 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)를 통해 반응기(200) 전방 및 후방에 에어커튼을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)는, 도 1 및 도 11에 도시한 바와 같이, 온도 검출부재(810)와 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.
온도 검출부재(810)는 반응기(200) 내부의 온도를 검출할 수 있다. 구체적으로, 온도 검출부재(810)는 반응기(200)에 지지되어, 반응기(200) 내부의 온도 환경을 검출할 수 있다.
제어부(900)는 온도 검출부재(810)가 검출한 정보를 전달받을 수 있다. 또한, 제어부(900)는 온도 검출부재(810)가 검출한 정보를 전달받아 가열부재(700)의 작동을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)는 온도 검출부재(810)가 검출한 반응기(200) 내부의 현재 온도 정보와 기설정된 기준온도 정보를 비교할 수 있다. 또한, 제어부(900)는 온도 검출부재(810)가 검출한 현재 온도 정보가 기설정된 기준온도 정보 보다 낮은 경우 가열부재(700)를 동작시킬 수 있다.
따라서, 제어부(900)는 가열부재(700)를 동작시킬 수 있어, 반응기(200) 내부의 온도가 낮아져 반응기(200) 내부에 잔여하는 응축수와 배기가스에 잔여하는 탄화수소와의 결합으로 인해 형성된 부산물이 반응기(200)를 부식 시키거나 촉매(100)를 피독시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)는 제1 밸브(910)와 제2 밸브(920)와 제3 밸브(930)와 제4 밸브(940)와 제5 밸브(950)와 제6 밸브(960) 그리고 제7 밸브(970)를 더 포함할 수 있다.
제1 밸브(910)는 반응기 분기라인(510) 상에 설치될 수 있다. 제1 밸브(910)는 반응기 분기라인(510)을 통과하는 배기가스의 유입을 제어할 수 있다.
제2 밸브(920)는 제1 유체 분배라인(440) 상에 설치될 수 있다. 제2 밸브(920)는 반응기 분기라인(510)을 통해 제1 유체 분배라인(440)으로 유입되는 유체를 제어할 수 있다.
제3 밸브(930)는 제2 유체 분배라인(450) 상에 설치될 수 있다. 제3 밸브(930)는 반응기 분기라인(510)을 통해 제2 유체 분배라인(450)으로 유입되는 유체를 제어할 수 있다.
제4 밸브(940)는 제1 유체 분배라인(440)과 연결된 유체 분배라인(630)과 연결된 영역에 설치될 수 있다. 또한, 제4 밸브(940)는 유체 분배라인(630)을 통과한 유체가 제1 유체 분배라인(440)으로 공급되는 것을 제어할 수 있다.
제5 밸브(950)는 수트 제거 분사부재(620)와 유체 분배라인(630)과 연결된 영역에 설치될 수 있다. 또한, 제5 밸브(950)는 유체 분배라인(630)을 통과한 유체가 촉매(100)에 흡착된 수트를 제거하기 위해 공급되도록 수트 제거 분사부재(620)로 공급되는 것을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제5 밸브(950)는 복수의 촉매(100) 중 어느 하나의 촉매 전방에 설치된 수트 제거 분사부재(620)와 유체 분배라인(630)과 연결된 영역에 설치될 수 있다.
제6 밸브(960)는 수트 제거 분사부재(620)와 유체 분배라인(630)과 연결된 영역에 설치도리 수 있다. 구체적으로, 제6 밸브(960)는 복수의 촉매(100) 중 다른 하나의 촉매 전방에 설치된 수트 제거 분사부재(620)와 유체 분배라인(630)과 연결된 영역에 설치되어 촉매(100)에 흡착된 수트를 제거하기 위해 수트 제거 분사부재(620)로 공급되는 것을 제어할 수 있다.
제7 밸브(970)는 제2 유체 분배라인(450)과 연결된 유체 분배라인(630)과 연결된 영역에 설치될 수 있다. 또한, 제7 밸브(970)는 유체 분배라인(630)을 통과한 유체가 제2 유체 분배라인(450)으로 공급되는 것을 제어할 수 있다.
제1 밸브(910)와 제2 밸브(920)와 제3 밸브(930)와 제4 밸브(940)와 제5 밸브(950)와 제6 밸브(960) 그리고 제7 밸브(970)는 제어부(900)에 의해 개폐가 제어할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 유체 분배부재(430)와 유체 공급라인(640)으로 유체의 공급을 제어할 수 있다.
제어부(900)는 유체 분배부재(430)의 작동을 제어하여, 반응기 분기라인(510)을 통해 반응기(200) 내부를 통과하는 배기가스의 일부가 분기되어 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420) 중 어느 하나 이상으로 공급되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 유체 공급라인(640)으로 수트 제거를 위한 압축 공기인 유체가 유입되는 것을 제어할 수 있다. 일예로, 제어부(900)는 수트탱크(610)에 저장된 압축 공기의 유입을 위한 밸브의 개폐 또는 유체 공급라인(640)으로 압축 공기를 유입시킬 수 있는 압축기 등의 작동을 동작 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)의 제어부(900)는 선박(102)에 설치되는 경우, 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 항해하는 해역 정보에 따라 배기가스 처리를 다르게 제어할 수 있다.
제어부(900)는 선박(102)에 설치된 현재 항해하고 있는 해역의 위치에 따라 배기가스 처리가 필요한지를 판별할 수 있는 정보가 기저장되어 있다.
구체적으로, 제어부(900)는 현재 선박(102)의 위치정보를 전달받고 이의 위치에 따라 배기가스 정화 처리가 필요한지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 제어부(900)에는 해역에 따라 어디에서 배기가스 배출처리가 되어야 하는지 배기가스 배출 규제 지역인지 또는 배기가스 배출처리가 불필요한 배기가스 배출 비규제 지역인지를 판별할 수 있다.
제어부(900)는 선박(102)의 현재 항해 영역에 따라 배기가스 배출 규제 지역인지 배기가스 배출 비규제 지역인지 판별하여, 제1 밸브(910)와 제2 밸브(920)와 제3 밸브(930)와 제4 밸브(940)와 제5 밸브(950)와 제6 밸브(960)와 제7 밸브(970)와 가열부재(700)와 유체 분배부재(430) 그리고 유체 공급라인(640)으로 유체의 공급을 제어할 수 있다.
제어부(900)는 선박(102)의 현재 항해 영역이 배기가스 배출 규제 지역인 경우, 촉매(100)에 부착된 수트를 제거할 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 촉매(100)의 전방에 배치된 수트 제거 분사부재(620)로 수트 제거를 위한 유체를 공급할 수 있다.
수트 제거 분사부재(620)는 반응기(200) 내에 복수개가 서로 이격 배치된 수트 분기부재(621,622,623,624,625)를 포함할 수 있다. 복수개의 수트 분기부재(621,622,623,624,625)는 촉매(100)의 전면을 향해 수트 제거부(600)가 공급하는 압축 공기를 분사할 수 있다.
일예로, 복수개의 수트 분기부재(621,622,623,624,625)는 제1 수트 분기부재(621)와 제2 수트 분기부재(622)와 제3 수트 분기부재(623)와 제4 수트 분기부재(624) 그리고 제5 수트 분기부재(625)를 포함할 수 있다.
제5 밸브(950)는 수트 제거부(600)로부터 공급된 압축공기가 수트 제거 분사부재(620)로 선택적으로 공급되도록 제어부(900)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
일예로, 복수개의 수트 분기부재(621,622,623,624,625) 각각에 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)가 설치될 수 있다. 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)는 제1 수트 분기밸브(951)와 제2 수트 분기밸브(952)와 제3 수트 분기밸브(953)와 제4 수트 분기밸브(954) 그리고 제5 수트 분기밸브(956)를 포함할 수 있다. 이러한 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)는 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다.
복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)는 제어부(900)에 의해 프로그램된 상태로 순차적으로 개폐될 수 있다.
제1 수트 분기밸브(951)가 개방되어 제1 수트 분기부재(621)로 수트 제거를 위한 압축공기를 공급한 후, 제1 수트 분기밸브(951)는 닫힐 수 있다.
그리고 제2 수트 분기밸브(952)가 개방되어 제2 수트 분기부재(622)로 수트 제거를 위한 압축공기를 공급한 후, 제2 수트 분기밸브(952)는 닫힐 수 있다.
이렇게 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)가 순차적으로 개폐되며 촉매(100)에 흡착된 수트를 제거할 수 있다. 이러한 경우, 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)가 동시에 개방되어 수트 제거부(600)를 통해 공급되는 압력이 떨어져 수트 제거효율이 떨어지는 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.
상술한 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)는 제6 밸브(960)도 동일하게 포함할 수 있다.
제5 밸브(950)와 제6 밸브(960)가 포함하는 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)는 동일한 높이에 위치하는 촉매(100)를 향해 동시에 개방될 수 있다. 또는, 제5 밸브(950)가 포함하는 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)가 순차 개폐된 후, 제6 밸브(960)가 포함하는 복수개의 수트 분기밸브(951,952,953,954,956)가 순차 개폐될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)를 포함하는 선박(102)을 설명한다.
선박(102)은 항해하는 해역 정보에 따라 배기가스 처리를 선택적으로 제어하는 제어부(900)를 포함한다. 이러한 제어부(900)는 앞서 서술한 배기가스 정화 장치(101)의 제어부(900)가 배기가스 배출 규제 지역인지 배기가스 배출 비규제 지역인지를 판별하는 것과 동일하다.
선박(102)은 반응기(200)와 수트 제거부(600) 그리고 유체 분배라인(630)과 반응기 분기라인(510)과 제1 분사부(410) 그리고 제2 분사부(420)를 포함한다.
반응기(200)는 엔진(10)에서 배출되는 배기가스가 유입된다. 또한, 반응기(200) 내부에는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시킬 수 있는 촉매(100)가 설치된다. 구체적으로, 엔진(10)은 배기유로(300)를 통해 배기가스를 배출시키고, 반응기(200)는 배기유로(300) 상에 설치된다.
수트 제거부(600)는 촉매(100)에 흡착된 수트를 제거하기 위한 유체를 분사할 수 있다. 구체적으로, 수트 제거부(600)는 수트탱크(610)와 유체 공급라인(640) 그리고 수트 제거 분사부재(620)를 포함할 수 있다.
수트탱크(610)에는 촉매(100)에 부착된 수트 제거를 위한 유체가 저장되어 있다. 이러한 수트탱크(610)에 저장된 유체는 유체 공급라인(640)을 통해 공급될 수 있다.
또는, 외기를 압축시킨 압축 공기가 수트탱크(610) 또는 유체 공급라인(640)을 통해 공급되도록 할 수 있다.
그리고, 수트 제거 분사부재(620)는 반응기(200) 내의 촉매(100) 전방에 배치되어 수트 제거를 위한 유체가 촉매(100) 전방을 향해 분사되도록 할 수 있다.
이러한 수트 제거부(600)는 제어부(900)에 의해 동작이 제어될 수 있다.
유체 분배라인(630)은 촉매(100)로 공급되는 수트 제거부(600)의 유체를 분기시킬 수 있다.
반응기 분기라인(510)은 반응기(200)를 통과하는 배기가스를 분기시켜 반응기(200) 외측으로 우회시킬 수 있다. 또한, 반응기 분기라인(510)은 반응기(200)를 통과하는 배기가스의 일부를 분기시킬 수 있다.
제1 분사부(410)는 유체 분배라인(630)을 통과하는 유체 또는 반응기 분기라인(510)을 통과하는 배기가스를 반응기(200) 전방으로 공급할 수 있다. 구체적으로, 제1 분사부(410)에는 반응기 분기라인(510)을 통해 반응기(200)를 통과하는 배기가스가 분기되어 공급될 수 있다. 또는, 제1 분사부(410)에는 유체 분배라인(630)을 통과한 수트 제거부(600)로부터 공급된 유체가 공급될 수 있다. 이러한 제1 분사부(410)를 통해 반응기(200) 전방으로 유체 또는 배기가스가 분사되도록 할 수 있다.
제2 분사부(420)는 유체 분배라인(630)을 통과하는 유체 또는 반응기 분기라인(510)을 통과하는 배기가스를 반응기(200) 후방으로 공급할 수 있다. 구체적으로, 제2 분사부(420)에는 반응기 분기라인(510)을 통해 반응기(200)를 통과하는 배기가스가 분기되어 공급될 수 있다. 또는, 제2 분사부(420)에는 유체 분배라인(630)을 통과한 수트 제거부(600)로부터 공급된 유체가 공급될 수 있다. 이러한 제2 분사부(420)를 통해 반응기(200) 후방으로 유체 또는 배기가스가 분사되도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)은 제1 분사부(410)를 통해 반응기(200) 전방으로 배기가스 또는 유체를 분사하고, 제2 분사부(420)를 통해 반응기(200) 후방으로 배기가스 또는 유체를 분사하여 반응기(200)로 유입되는 기체를 방해 또는 차단시킬 수 있다.
또한, 선박(102)은 앞서 서술한 배기가스 정화 장치(101)의 구성을 모두 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)의 제어부(900)는 항구에 입항한 경우, 수트 제거부(600)의 동작을 중지시키고, 가열부재(700)를 동작시키고, 유체 분배부재(430)를 동작 시킬 수 있다.
제어부(900)는 선박(102)의 현재 위치정보와 엔진(10)의 작동 상태 정보를 기초로 현재 선박(102)이 항구에 입항한 상태임을 판단할 수 있다. 구체적으로, 이때 엔진(10)은 작동이 중지된 상태일 수 있다.
제어부(900)는 선박(102)이 항구에 입항한 경우로 판단하면, 수트 제거부(600)의 동작을 중지시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는 수트 제거를 위한 유체가 반응기(200) 전방 또는 후방으로 분사되지 않도록 할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 가열부재(700)를 동작시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는 가열부재(700)를 동작시켜 반응기(200) 내부의 온도를 승온시킬 수 있다. 즉, 제어부(900)는 선박(102)이 항구에 입항한 경우, 반응기(200) 내부의 온도가 저하되어 반응기(200) 및 촉매(100)의 손상을 방지하기 위해 가열부재(700)를 동작시켜 반응기(200)의 온도를 승온시킬 수 있다. 즉, 제어부(900)는 가열부재(700)를 동작시켜 반응기(200)의 내부 온도가 기설정된 온도를 유지하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 유체 분배부재(430)를 동작시켜 반응기(200)를 통과하는 승온된 배기가스가 제1 분사부(410)를 통해 반응기(200) 전방의 배기유로(300) 또는 제2 분사부(420)를 통해 반응기(200) 후방의 배기유로(300)로 적어도 하나 이상 분사되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(900)는 선박(102)이 항구에 입항한 경우로 판단한 경우, 반응기(200) 전방의 배기유로(300) 또는 반응기 후방의 배기유로(300)로 승온된 배기가스가 에어커튼을 형성하며 분사되어 반응기(200) 내부로 차가운 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 선박(102)의 현재 위치정보와 엔진(10)의 작동 상태 정보를 기초로 현재 선박(102)이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우를 판단할 수 있다. 이때, 제어부(900)는 수트 제거부(600)의 유체가 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)를 통해 공급되도록 할 수 있다.
제어부(900)는 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 수트 제거부(600)의 유체가 촉매(100)의 수트를 제거하는 것 외에 반응기(200) 전방과 반응기(200) 후방에 에어커튼이 형성되도록 할 수 있다.
제어부(900)는 수트 제거부(600)의 유체가 유체 분배라인(630)을 통해 반응기(200) 내부의 촉매(100)의 전방으로 공급되지 않고, 반응기(200) 외측으로 우회하여 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)를 통해 공급되도록 할 수 있다.
제어부(900)는 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 반응기(200)로 배기가스가 통과하지 않도록 할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 반응기(200) 전방과 반응기(200) 후방에 에어커튼을 형성하여, 현재 배기가스가 통과하지 않는 반응기(200) 내부로 찬공기가 유입되어 반응기(200) 내부의 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
이때, 제어부(900)는 가열부재(700)의 동작을 중지시킬 있다. 그리고 유체 분배부재(430)의 동작은 중지된 상태일 수 있다.
또한, 제어부(900)는 선박(102)의 현재 위치정보와 엔진(10)의 작동 상태 정보를 기초로 현재 선박(102)이 배기가스 배출 규제 지역을 통과하는 경우를 판단할 수 있다. 이때, 제어부(900)는 가열부재(700)의 동작을 중지시키고, 유체 분배부재(430)의 동작을 중지시키고, 수트 제거부(600)가 촉매(100)에 흡착된 수트를 제거하도록 유체를 공급할 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)는 수트 제거부(600)가 공급하는 수트를 제거하기 위한 압축 공기가 반응기(200) 내부에 배치된 촉매(100)의 전방을 향해 분사되도록 공급할 수 있다. 이에 따라, 제어부(900)는 배기가스에 포함된 수트가 촉매(100)에 형성된 유로에 흡착되어 유로를 막아 반응기(200) 내부의 압력을 상승시키는 것을 수트 제거부(600)가 촉매(100) 전방에 공급하는 압축 공기에 의해 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)은 환원제 분해챔버(30)와 제1 압력 검출부재(820)와 제2 압력 검출부재(830) 그리고 제3 압력 검출부재(840)를 더 포함할 수 있다.
환원제 분해챔버(30)는 반응기(200) 전방에 배치될 수 있다. 또한, 환원제 분해챔버(30)는 반응기(200) 전방의 배기유로(300) 상에 설치될 수 있다. 그리고, 환원제 분해챔버(30)는 환원제 공급부(70)로부터 환원제가 공급되어 분사될 수 있다.
이에 따라, 환원제 분해챔버(30)는 엔진(10)에서 배출된 배기가스가 유입되어 배기가스가 갖는 열에너지를 활용하여 환원제 공급부(70)로부터 분사된 환원제를 분해할 수 있다.
일예로, 환원제 공급부(70)로부터 공급된 환원제는 우레아(Urea)일 수 있다. 또한, 환원제 분해챔버(30)에서 분해된 환원제는 암모니아를 포함할 수 있다.
제1 압력 검출부재(820)는 수트 제거부(600)의 유체 압력을 검출할 수 있다. 제1 압력 검출부재(820)는 수트 제거부(600)에 의해 공급되는 유체 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제1 압력 검출부재(820)는 수트탱크(610)에 저장된 유체의 압력을 검출할 수 있다.
제2 압력 검출부재(830)는 환원제 분해챔버(30)로 유입되는 배기가스의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제2 압력 검출부재(830)는 환원제 분해챔버(30) 전방의 배기유로(300)를 통과하는 배기가스의 압력을 검출할 수 있다.
제3 압력 검출부재(840)는 환원제 분해챔버(30)와 반응기(200) 사이의 배기가스의 압력을 검출할 수 있다. 제3 압력 검출부재(840)는 반응기(200)로 유입되는 배기가스의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제3 압력 검출부재(840)는 환원제 분해챔버(30)와 반응기(200) 사이의 배기유로(300) 상의 일영역의 압력을 검출할 수 있다.
제1 압력 검출부재(820)와 제2 압력 검출부재(830) 그리고 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력 정보는 제어부(900)에 전달할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 환원제 공급부(70)를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)의 제어부(900)는, 선박(102)이 현재 배기가스 배출 비규제 지역을 통과한다고 판단한 경우, 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력을 비교하여 제1 분사부(410)로 분사되는 유체를 제어할 수 있다.
제어부(900)는 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력을 비교할 수 있다. 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력이 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력보다 큰 경우, 제1 분사부(410)를 통해 수트 제거부(600)가 공급하는 유체가 분사되도록 할 수 있다. 구체적으로, 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력의 차가 제어부(900)게 저장된 제1 설정 기준압력 범위 내인 경우 제1 분사부(410)를 통해 수트 제거부(600)가 공급하는 유체가 분사되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력이 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력보다 큰 경우 반응기(200) 전방의 배기유로(300)에 에어커튼이 형성되도록 제1 분사부(410)를 통해 수트 제거부(600)가 공급하는 유체가 분사되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)의 제어부(900)는, 선박(102)이 현재 배기가스 배출 비규제 지역을 통과한다고 판단한 경우, 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력을 비교하여 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)로 분사되는 유체를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력의 차가 제어부(900)게 저장된 제2 기준압력보다 큰 경우 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)를 통해 수트 제거부(600)가 공급하는 유체가 분사되도록 할 수 있다. 이때, 제2 설정 기준압력은 제1 설정 기준압력 범위의 최대값을 초과하게 형성될 수 있다.
즉, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력의 차가 제어부(900)게 저장된 제2 설정 기준압력보다 큰 경우, 반응기(200)로 유입 가능한 기체의 압력이 크다고 판단하여 제1 분사부(410) 뿐만 아니라 제2 분사부(420)를 통해서도 수트 제거부(600)가 공급하는 유체를 분사시켜 에어커튼이 형성되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)의 제어부(900)는, 선박(102)이 현재 배기가스 배출 비규제 지역을 통과한다고 판단한 경우, 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력을 비교하여 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)로 분사되는 유체를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력이 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력 이상인 경우, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)를 통해 수트 제거부(600)가 공급하는 유체가 분사되는 것을 중지되도록 할 수 있다.
일예로, 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력과 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력의 차가 제3 설정 기준압력 이상인 경우, 수트 제거부(600)로부터 공급되는 유체가 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)로 분사되어 반응기(200) 전방 및 후방의 배기유로(300)에 에어커튼이 형성되는 것을 중지시킬 수 있다. 이때, 제3 설정 기준압력은 제2 설정 기준압력보다 큰 압력 값일 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)는 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력이 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력보다 제3 설정 기준압력 이상인 경우, 앞으로 반응기(200)로 유입될 기체의 압력이 줄어들 것으로 판단하여 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)로 분사되는 유체가 반응기(200) 전방 및 후방의 배기유로(300) 내에서 에어커튼이 형성되는 것을 중지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)은 알람(980)을 더 포함할 수 있다.
알람(980)은 제어부(900)에 의해 선택적으로 제어될 수 있다. 그리고 알람(980)은 시각, 청각 등의 정보를 활용하여 작업자가 이를 인지할 수 있도록 전달할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(820)가 검출한 압력과 기설정된 제1 경고 기준압력을 비교할 수 있다.
제어부(900)는 제1 압력 검출부재(820)가 검출한 압력 정보를 전달받아 수트 제거부(600)가 공급 가능한 수트 제거를 위한 유체의 압력과 기설정된 제1 경고 기준압력을 비교할 수 있다. 이때, 제1 경고 기준압력은 수트 제거를 위한 충분한 압력 값으로 제어부(900)에 기설정되어 있을 수 있다.
따라서, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(820)가 검출한 압력이 제1 경고 기준압력보다 낮은 경우, 수트 제거부(600)가 수트를 제거하기 위한 압력 조건이 갖춰져 있지 않다고 판단하여 알람(980)을 동작시킬 수 있다. 이에 따라, 작업자는 수트 제거부(600)의 낮은 유체의 압력을 인지하고 압축 공기의 양 또는 이를 생성하는 압축기의 동작 등을 점검할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)은 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)를 더 포함할 수 있다.
제1 밸브부(750)는 제1 분사부(410)의 전방인 배기유로(300) 상에 설치될 수 있다. 또한, 제1 밸브부(750)는 반응기(200)로 유입되는 배기가스의 흐름에 의해 개방될 수 있다. 즉, 제1 밸브부(750)는 별도의 개폐를 위한 동력원 또는 제어장치에 의해 제어되지 않고, 배기가스가 반응기(200)로 유입되는 배기가스의 유량 및 흐름에 의해 일방향으로 개방될 수 있다.
제2 밸브부(760)는 제2 분사부(420)의 후방인 배기유로(300) 상에 설치될 수 있다. 또한, 제2 밸브부(760)는 반응기(200)를 통과한 배기가스의 흐름에 의해 개방될 수 있다. 즉, 제2 밸브부(760)는 별도의 개폐를 위한 동력원 또는 제어장치에 의해 제어되지 않고, 반응기(200)를 통과하여 배기유로(300)로 토출되는 배기가스의 유량 및 흐름에 의해 일방향으로 개방될 수 있다.
즉, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)는, 선박(102)이 배기가스 배출 규제 지역에 있어 반응기(200)로 배기가스가 유입되는 경우, 반응기(200)로 유입되는 배기가스에 의해 개방될 수 있다.
또한, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)는, 선박(102)이 배기가스 배출 비규제 지역 또는항구에 입항한 경우에 있어 반응기(200)로 배기가스가 유입되지 않는 경우, 반응기(200) 전방의 배기유로(300)와 반응기(200) 후방의 배기유로(300)를 차단시킬 수 있다. 즉, 외부의 찬공기 또는 기체가 반응기(200)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)의 동작 과정을 설명한다.
선박(102)은, 앞서 서술한 구성 뿐만 아니라 엔진(10)과 배기 리시버(20)와 흡기 리시버(40)와 과급기(50)와 우회유로(16)와 흡기유로(17)와 EGB유로(18)와 차압 검출부(60)와 차압 우회 유로(21)와 환원제 공급부(70)와 우회밸브(12)와 후방밸브(15)와 EGB 밸브(13)와 환원제 분해챔버(30)와 전방밸브(11)를 더 포함한다. 그리고 선박(102)은 앞서 서술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 장치(101)를 포함할 수 있다.
엔진(10)은 연료를 연소하여 동력을 생산하며, 이에 따라 배기가스가 배출된다.
엔진(10)으로는 외기가 공급된다. 엔진(10)은 흡기유로(17)와 연결되며, 외기가 과급기(50)에 의해 흡기유로(17)를 통해 엔진(10)으로 공급된다. 따라서, 엔진(10)은 이러한 흡기를 통해 내부에서 연소를 형성할 수 있다.
흡기 리시버(40)는 흡기유로(17) 상에 배치될 수 있다. 흡기 리시버(40)는 과급기(50)의 외기의 압력을 균일화 시켜 엔진(10)으로 공급할 수 있다.
구체적으로, 과급기(50)는 터빈(52)과 압축기(51)를 포함할 수 있다. 압축기(51)에 의해 외기가 압축되어 흡기유로(17)로 공급될 수 있다.
배기 리시버(20)는 엔진(10)에서 배출된 고온, 고압의 배기가스가 유입된다. 또한, 배기 리시버(20)는 엔진(10)에서 배출된 배기가스의 압력이 균일화 되도록 한다.
그리고, 배기 리시버(20)의 일측은 배기유로(300)와 연결된다.
전방밸브(11)는 배기 리시버(20)와 환원제 분해챔버(30) 사이의 배기유로(300) 상에 설치될 수 있다. 또한, 전방밸브(11)는 제어부(900)에 의해 개폐가 제어될 수 있다. 그리고, 전방밸브(11)는 배기유로(300)를 통해 배기 리시버(20)를 통과한 배기가스가 이동되도록 제어할 수 있다.
제2 압력 검출부재(830)는 전방밸브(11) 보다 배기 리시버(20)에 상대적으로 인접하게 배치될 수 있다.
우회유로(16)는 배기유로(300)와 이격되며 배기 리시버(20)와 연결도리 수 있다. 우회유로(16)는 배기 리시버(20)를 통과한 배기가스가 반응기(200)로 공급되지 않고, 반응기(200)를 우회하여 외부를 배출되도록 할 수 있다.
우회유로(16) 또는 반응기(200) 후방의 배기유로(300)를 통과한 배기가스는 과급기(50)의 터빈(52)을 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 압축기(51)가 동작될 수 있다.
우회유로(16) 상에는 우회밸브(12)가 설치될 수 있다. 우회밸브(12)는 우회유로(16)로 배기 리시버(20)를 통과한 배기가스 유입되도록 안내할 수 있다. 그리고, 우회밸브(12)는 제어부(900)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
터빈(52)을 우회하여, 배기가스가 배출되도록 하는 EGB유로(18)가 설치될 수 있다. EGB유로(18)는 엔진(10)에서 배출된 배기가스가 터빈(52)을 우회하여 외부로 배출되도록 할 수 있다.
EGB 밸브(13)는 EGB유로(18) 상에 설치되어, 배기가스가 터빈(52)을 우회하여 배출되도록 제어부(900)에 의해 선택적으로 제어될 수 있다.
반응기(200) 후방의 배기유로(300) 상에는 후방밸브(15)가 설치될 수 있다.
후방밸브(15)는 반응기(200) 후방의 배기유로(300)를 개폐할 수 있다. 또한, 후방밸브(15)는 제어부(900)에 의해 선택적으로 제어될 수 있다.
차압 우회 유로(21)는 후방밸브(15)를 우회하여 배기가스가 배출되도록 안내할 수 있다. 이러한 차압 우회 유로(21) 상이에는 오리피스가 설치되어, 후방밸브(15) 전방의 배기유로(300)를 통과한 배기가스는 차압 우회 유로(21)를 통과하여 후방밸브(15) 후방의 배기유로(300)로 이동될 수 있다.
또한, 차압 검출부(60)는 후방밸브(15)를 중심으로 후방밸브(15)의 전방과 후방밸브(15)의 후방 사이의 배기가스의 압력 차를 검출할 수 있다. 구체적으로, 차압 검출부(60)는 오리피스는 통과하기 전의 배기가스와 오리피스를 통과한 후의 배기가스의 압력차를 검출할 수 있다. 이러한 차압 검출부(60)가 검출한 정보는 제어부(900)에 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)는 흡기 우회유로(19)와 흡기 우회밸브(14)를 더 포함할 수 있다.
흡기 우회유로(19)는 압축기(51)에 의해 압축되어 흡기 유로(17)를 통해 공급되는 공기의 일부를 후방밸브(15) 후방의 배기유로(300)로 이동되도록 안내할 수 있다.
이러한 흡기 우회유로(19)를 통해 후방 밸브(15) 후방의 배기유로(300)를 통해 유입된 흡기는 배기가스의 온도를 낮추고 후방밸브(15) 후방의 배기유로(300)로 배기가스의 이동속도를 증가 시킬 수 잇다.
흡기 우회밸브(14)는 흡기 우회유로(19) 상에 설치되어, 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 흡기 우회밸브(14)는 흡기 우회유로(19)로 흡기의 일부를 분기시커 후방밸브(15) 후방의 배기유로(300)로 이동되도록 안내할 수 잇다.
제어부(900)는 엔진(10)의 작동 상태정보 그리고 선박(102)이 현재 항해위치를 전달 받을 수 있다. 또한, 제어부(900)는 이러한 정보를 기초로, 선박(102)이 배출하는 배기가스를 현재 항해위치에 배기가스를 정화하여 배출하여야 하는지 반응기(200)를 통과하지 않고 배출하여야 하는지 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(900)는 현재 선박(102)이 항구에 입항 중인지를 판별할 수 있다.
즉, 제어부(900)는 선박(102)의 배기가스에 포함된 질소산화물을 정화시켜 배출하는지 여부, 그리고 선박(102)이 항구에 위치하는지 여부를 판별할 수 있다.
제어부(900)는 현재 선박(102)이 항구에 위치하는 경우, 반응기(200) 내부의 촉매(100)의 피독을 방지하기 위해 반응기(200) 내부의 온도를 일정온도 이상 유지되도록 제어할 수 있다.
이때, 제어부(900)는 항구에 선박(102)이 정박하는 경우, 엔진(10)이 정지된 상태 정보를 전달 받을 수 있다. 즉, 엔진(10)이 동작 중이다 정지되어, 반응기(200)로 배기가스가 통과하지 않는 경우일 수 있다.
제어부(900)는 전방밸브(11)와 후방밸브(15)를 닫을 수 있다. 또한, 제어부(900)는 우회밸브(12)를 개방시킬 수 있다. 그리고, 제어부(900)는 환원제 공급부(70)를 중지시킬 수 있다.
제어부(900)는 제1 밸브(910)와 제2 밸브(920) 그리고 제3 밸브(930)를 개방시킬 수 있다. 그리고, 제어부(900)는 제4 밸브(940)와 제5 밸브(950)와 제6 밸브(960)와 제7 밸브(970)를 닫는다.
제어부(900)는 유체 분배부재(430)를 동작시켜, 반응기(200) 내부에 잔여하는 배기가스를 분기시켜 반응기 분기라인(510)을 따라 이동되도록 한다. 또한, 배기가스는 유체 분배부재(430)에 의해 제1 유체 분배라인(440)을 통해 제1 분사부(410)로 공급된다. 그리고, 배기가스는 유체 분배부재(430)에 의해 제2 유체 분배라인(450)을 통해 제2 분사부(420)로 공급될 수 있다.
따라서, 반응기 분기라인(510)을 따라 이동된 배기가스는 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)에 의해 반응기(200) 전방과 반응기 후방의 배기유로(300)에 에어커튼을 형성할 수 있다.
또한, 배기가스가 반응기(200)로 유입되는 상태가 아님으로, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)는 배기유로(300)를 폐쇄할 수 있다.
따라서, 반응기(200)로 외기와 같은 기체가 반응기(200)로 유입되는 것을 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)가 분사하는 배기가스 및 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)에 의해 차단될 수 있다.
온도 검출부재(810)는 반응기(200) 내부의 온도를 검출하여 제어부(900)에 전달할 수 있다. 제어부(900)는 온도 검출부재(810)가 검출한 온도와 기설정된 기준온도를 비교한다. 제어부(900)는 온도 검출부재(810)가 검출한 온도가 기설정된 기준온도 보다 낮은 경우, 반응기(200) 내부에 설치한 촉매(100) 및 반응기(200)가 손상 가능하다고 판단할 수 있다.
따라서, 제어부(900)는 가열부재(700)를 동작시킨다. 즉, 반응기(200)의 복수개의 촉매(100) 사이에 배치된 가열부재(700)는 반응기(200)의 온도가 승온되도록 할 수 있다.
이에 따라, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브(920)를 통해 승온된 배기가스가 반응기(200) 전방 및 후방의 배기유로(300)로 에어커튼을 형성하며 분사할 수 있다.
승온된 배기가스는 반응기(200) 내부의 낮은 온도에 의해 발생되는 촉매(100) 및 반응기(200)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
즉, 제어부(900)는 가열부재(700)를 선택적으로 동작시키거나 동작 상태를 제어하여, 반응기(200)의 온도가 일정온도로 유지되도록 할 수 있다.
또는, 제어부(900)는 현재 선박(102)의 항해 영역이 배기가스 배출 규제지역으로 판단한 경우, 제어부(900)는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시켜 배출되도록 제어할 수 있다.
제어부(900)는 전방밸브(11)와 후방밸브(15)를 연다. 또한, 제어부(900)는 우회밸브(12)를 닫는다. 따라서, 제어부(900)는 엔진(10)의 동작에 따라 배출되는 배기가스가 배기유로(300)를 통해 이동되도록 할 수 있다. 그리고, 엔진(10)에서 배출되는 배기가스는 제1 밸브부(750)를 개방시키고, 반응기(200)를 통과하여 제2 밸브부(760)를 개방시킨다.
제어부(900)는 환원제 공급부(70)를 동작시켜, 환원제 분해챔버(30) 내로 환원제가 분사되고 이러한 분사된 환원제는 배기가스가 갖는 열에너지를 활용하여 분해되도록 할 수 있다.
제어부(900)는 제1 밸브(910)와 제2 밸브(920)와 제3 밸브(930)와 제4 밸브(940)와 제7 밸브(970)를 닫는다. 또한, 제어부(900)는 제5 밸브(950)와 제6 밸브(960)를 연다.
그리고, 제어부(900)는 가열부재(700)의 동작과 유체 분배부재(430)의 동작을 중지시킬 수 있다.
제어부(900)는, 현재 선박(102)의 항해 영역이 배기가스 배출 규제지역으로 판단한 경우, 반응기(200) 내부로 유입되는 배기가스의 압력과 반응기(200)를 통과하는 배기가스의 압력 또는 기설정된 주기에 따라 수트 제거부(600)의 동작을 제어할 수 있다.
따라서, 반응기(200)를 통과한 배기가스는 반응기(200) 후방의 배기유로(300)를 통해 과급기(50)의 터빈(52)을 회전시키며 배출될 수 있다. 즉, 환원제 공급부(70)를 통해 분사된 환원제와 혼합된 배기가스는 촉매(100)를 통과하며 질소산화물이 저감된 상태로 터빈(52)을 회전시키며 외부로 배출될 수 있다. 이때, 회전하는 터빈(52)에 의해 압축기(51)도 회전되며 엔진(10)에 흡기를 압축시켜 제공할 수 있다.
또는, 제어부(900)는 현재 선박(102)의 항해 영역이 배기가스 배출 비규제지역으로 판단한 경우, 제어부(900)는 배기가스가 우회유로(16)를 통해 배출되도록 안내할 수 있다. 즉, 제어부(900)는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키지 않고 배기가스가 우회유로(16)를 통해 배출시켜 터빈(52)이 회전될 수 있다.
제어부(900)는 전방밸브(11)와 후방밸브(15)를 닫는다. 또한, 제어부(900)는 우회밸브(12)를 연다. 그리고, 엔진(10)에서 배출되는 배기가스는 우회유로(16)를 통과함으로, 제1 밸브부(750)와 제2 밸브부(760)는 반응기(200) 전방 및 후방의 배기유로(300)를 닫을 수 있다. 즉, 반응기(200) 내부로 외부의 공기가 유입되는 것을 차단시킬 수 있다.
제어부(900)는 환원제 공급부(70)를 동작을 중지시키고, 유체 분배부재(430)의 동작을 중지시킬 수 있다. 또한, 제어부(900)는 제1 밸브(910)와 제2 밸브(920) 그리고 제3 밸브(930)를 닫을 수 있다. 그리고, 제어부(900)는 제4 밸브(940)와 제7 밸브(970)를 개방하고, 제5 밸브(950)와 제6 밸브(960)를 닫을 수 있다.
제어부(900)는 수트 제거부(600)를 통해 유체 공급라인(640)으로 압축 공기인 유체가 공급되도록 할 수 있다. 이러한 유체는 유체 분배라인(630)을 통해 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)를 통해 반응기(200) 전방 및 반응기(200) 후방의 배기유로(300)에 에어커튼을 형성하며 분사되도록 할 수 있다.
이러한 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)의 압축 공기 분사로 형성된 에어커튼은 반응기(200) 내부로 외부 기체가 유입되는 것을 방해 또는 방지할 수 있다. 그리고 제1 분사부(410) 또는 제2 분사부(420)의 분사를 위한 제4 밸브(940)와 제5 밸브(950)는 제2 압력 검출부재(830)와 제3 압력 검출부재(840)의 압력에 따라 제어될 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력의 차가 제1 설정 기준압력 내인 경우, 제4 밸브(940)를 개방시키고 제7 밸브(970)를 닫는다. 이때, 제어부(900)는 반응기(200) 전방으로 압축 공기가 에어커튼을 형성하도록 제1 분사부(410)로 유체가 분사되도록 할 수 있다.
일예로, 제1 설정 기준압력은 0bar 내지 0.05bar 일 수 있다.
또는, 제어부(900)는 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력과 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력의 차가 제2 설정 기준압력을 초과한 경우, 제4 밸브(940)와 제7 밸브(970)를 함께 개방할 수 있다. 이때, 제어부(900)는 반응기(200) 전방 및 후방으로 압축 공기가 에어커튼을 형성하도록 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)로 유체가 분사되도록 할 수 있다.
일예로, 제2 설정 기준압력은 0.05bar 일 수 있다.
또는, 제어부(900)는 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력이 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력보다 큰 경우, 제4 밸브(940)와 제7 밸브(970)를 닫을 수 있다.
구체적으로, 제어부(900)는 제3 압력 검출부재(840)가 검출한 압력과 제2 압력 검출부재(830)가 검출한 압력의 차가 제3 설정 기준압력을 초과한 경우, 제4 밸브(940)와 제7 밸브(970)를 닫을 수 있다. 이때, 제어부(900)는 반응기(200) 전방 및 후방으로 압축 공기가 에어커튼 형성되는 것을 중지시킬 수 있다.
일예로, 제3 설정 기준압력은 0.1bar일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(102)의 제어부(900)는 촉매(100)의 내부로 외부의 기체가 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 이러한 제1 밸브부(750) 또는 제2 밸브부(760)에 의해 반응기(200) 내부의 열원이 반응기(200) 외부로 누출 된느 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 전방밸브(11)와 후방밸브(15) 등의 누기가 발생되어도 반응기(200) 내부로 외부의 기체가 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
마지막으로, 별도의 압축 공기 유입을 위한 구성 없이 수트 제거부(600)의 공급 라인을 분기시켜 효과적으로 반응기(200) 전방 또는 반응기(200) 후방에 공급할 수 있다.
또한, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(820)가 검출한 압력과 기설정된 제1 경고 기준압력을 비교하여 알람(980)의 작동을 제어할 수 있다.
알람(980)은 작업자에게 현재 제1 압력 검출부재(820)가 검출한 압축 공기의 압력이 기설정된 제1 경고 기준압력 미만임을 시각 또는 청각 정보를 통해 알릴 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는 제1 압력 검출부재(820)가 검출한 압축 공기의 압력이 제1 경고 기준압력 미만인 경우, 알람(980)을 동작시킬 수 있다. 이러한 알람(980)은 선박(102)의 계기판 또는 기계장치의 표시장치 등에 설치되어 시각 또는 청각 정보로 작업자에게 전달할 수 있다.
일예로, 제어부(900)는 현재 선박(102)의 항해 영역이 배기가스 배출 비규제지역으로 판단한 경우, 제1 압력 검출부재(820)가 검출한 압력과 기설정된 제1 경고 기준압력을 비교하여 알람(980)을 선택 제어할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 배기가스 정화 장치(101) 및 이를 포함하는 선박(102)은 필요에 따라 반응기(200) 내부로 외부 기체의 유입을 효과적으로 방지 또는 차단할 수 있다. 또한, 반응기(200) 내부의 열에너지가 반응기(200) 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고, 반응기(200) 전방 및 후방의 밸브들 동작 오류 또는 노후에 따른 누기가 발생하여도 반응기(200) 내부의 환경을 효과적으로 유지시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 배기가스 정화 장치(101) 및 이를 포함하는 선박(102)은 반응기(200) 내부에 배치된 촉매(100)의 피독 및 반응기(200)의 부식을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 엔진 100: 촉매
101: 배기가스 정화 장치 102: 선박
200: 반응기 410: 제1 분사부
420: 제2 분사부 430: 유체 분배부재
440: 제1 유체 분배라인 450: 제2 유체 분배라인
510: 반응기 분기라인 600: 수트 제거부
610: 수트탱크 620: 수트 제거 분사부재
630: 유체 분배라인 640: 유체 공급라인
700: 가열부재 750: 제1 밸브부
760: 제2 밸브부 810: 온도 검출부재
820: 제1 압력 검출부재 830: 제2 압력 검출부재
840: 제3 압력 검출부재 900: 제어부
980: 알람
30: 환원제 분해챔버 70: 환원제 공급부

Claims (18)

  1. 엔진에서 배출되는 배기가스가 유입되며, 내부에 촉매가 설치된 반응기;
    상기 촉매의 전방에 유체를 분사 가능한 제1 분사부; 및
    상기 촉매의 후방에 상기 제1 분사부가 분사한 유체와 다른 방향으로 유체를 분사 가능한 제2 분사부
    를 포함하는 배기가스 정화 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 반응기 내부를 통과하는 배기가스 또는 유체의 일부를 분기 가능한 반응기 분기라인;
    상기 제1 분사부로 상기 반응기 분기라인을 통과한 배기가스 또는 유체를 공급 가능한 제1 유체 분배라인;
    상기 제2 분사부와 상기 반응기 분기라인을 통과한 배기가스 또는 유체를 공급 가능한 제2 유체 분배라인; 및
    상기 반응기 분기라인과 상기 제1 유체 분배라인 그리고 제2 유체 분배라인으로 배기가스 또는 유체를 이동시키는 유체 분배부재
    를 더 포함하는 배기가스 정화 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 촉매는 상기 반응기 내부에 서로 이격되어 복수개가 배치되고,
    상기 복수개의 촉매 사이에 배치되어, 상기 반응기 내에 열에너지를 공급 가능한 가열부재를 더 포함하는 배기가스 정화 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 분사부의 전방에 배치되어, 상기 반응기로 유입되는 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제1 밸브부; 및
    상기 제2 분사부의 후방에 배치되어, 상기 반응기를 통과한 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제2 밸브부
    를 더 포함하는 배기가스 정화 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 에어커튼이 형성되도록 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화 장치.
  6. 제1항에서,
    수트 제거를 위한 유체를 공급하는 유체 공급라인;
    상기 반응기 내부에 배치되어 상기 촉매로 유체를 분사하는 수트 제거 분사부재; 및
    상기 수트 제거 분사부재 또는 상기 제1 분사부 또는 상기 제2 분사부로 상기 유체 공급라인으로 공급된 유체를 분배하는 유체 분배라인
    을 더 포함하는 배기가스 정화 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 반응기 내부의 온도를 검출하는 온도 검출부재; 및
    상기 온도 검출부재가 검출하는 정보를 기초로 상기 가열부재를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 배기가스 정화 장치.
  8. 항해하는 해역 정보에 따라 배기가스 처리를 달리하는 제어부를 갖는 배기가스 정화 장치를 포함하는 선박에 있어서,
    엔진에서 배출되는 배기가스가 유입되며, 내부에 촉매가 설치된 반응기;
    상기 촉매에 흡착된 수트를 제거하기 위한 유체를 분사 가능한 수트 제거부;
    상기 촉매로 공급되는 상기 수트 제거부의 유체를 분기시키는 유체 분배라인;
    상기 반응기를 통과하는 배기가스를 분기시켜 상기 반응기 외측으로 우회시키는 반응기 분기라인;
    상기 유체 분배라인을 통과하는 유체 또는 상기 반응기 분기라인을 통과하는 배기가스를 상기 반응기 전방으로 공급하는 제1 분사부; 및
    상기 유체 분배라인을 통과하는 유체 또는 상기 반응기 분기라인을 통과하는 배기가스를 상기 반응기 후방으로 공급하는 제2 분사부
    를 포함하는 선박.
  9. 제8항에서,
    상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 반응기 분기라인을 통과하는 배기가스를 상기 제1 분사부 또는 제2 분사부로 공급시키는 유체 분배부재; 및
    상기 반응기 내에 열에너지를 공급 가능한 가열부재
    를 더 포함하는 선박.
  10. 제9항에서,
    상기 제어부는,
    선박이 항구에 입항한 경우, 상기 수트 제거부의 동작을 중지시키고, 상기 가열부재를 동작시키고, 상기 유체 분배부재를 동작시켜, 상기 반응기 내부의 가열된 공기를 순환시키는 것을 특징으로 하는 선박.
  11. 제10항에서,
    상기 제어부는,
    선박이 배기가스 배출 규제 지역을 통과하는 경우, 상기 가열부재의 동작을 중지시키고, 상기 유체 분배부재의 동작을 중지시고, 상기 수트 제거부가 상기 촉매에 흡착된 수트를 제거하기 위해 상기 촉매로 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 선박.
  12. 제10항에서,
    상기 제어부는,
    선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 수트 제거부의 유체가 상기 유체 분배라인을 통해 상기 반응기 외측으로 우회되어 상기 제1 분사부 또는 상기 제2 분사부를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 선박.
  13. 제10항에서,
    상기 반응기 전방에 배치되어, 상기 엔진에서 배출된 배기가스가 유입되어 유입된 배기가스가 갖는 열에너지로 환원제 공급부에서 분사된 환원제를 분해하는 환원제 분해챔버;
    상기 수트 제거부의 유체 압력을 검출하는 제1 압력 검출부재;
    상기 환원제 분해챔버로 유입되는 배기가스의 압력을 검출하는 제2 압력 검출부재; 및
    상기 환원제 분해챔버와 상기 반응기 사이의 배기가스의 압력을 검출하는 제3 압력 검출부재
    를 더 포함하는 선박.
  14. 제13항에서,
    상기 제어부는,
    선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 압력이 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 압력보다 큰 경우, 상기 수트 제거부의 유체가 상기 유체 분배라인을 통해 상기 제1 분사부로 분사되는 것을 특징으로 하는 선박.
  15. 제13항에서,
    상기 제어부는,
    선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 압력이 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 압력보다 큰 경우, 상기 수트 제거부의 유체가 상기 유체 분배라인을 통해 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부로 분사되는 것을 특징으로 하는 선박.
  16. 제13항에서,
    상기 제어부는,
    선박이 배기가스 배출 비규제 지역을 통과하는 경우, 상기 제3 압력 검출부재가 검출한 압력이 상기 제2 압력 검출부재가 검출한 압력보다 큰 경우, 상기 수트 제거부로부터 공급된 유체가 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부로 분사되는 것을 중지시키는 것을 특징으로 하는 선박.
  17. 제13항에서,
    상기 제어부가 상기 제1 압력 검출부재가 검출한 압력과 기설정된 제1 경고 기준압력을 비교하여 선택적으로 제어 가능한 알람을 더 포함하는 선박.
  18. 제8항에서,
    상기 제1 분사부의 전방에 배치되어, 상기 반응기로 유입되는 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제1 밸브부; 및
    상기 제2 분사부의 후방에 배치되어, 상기 반응기를 통과한 배기가스의 흐름에 의해 개방 가능한 제2 밸브부
    를 더 포함하는 선박.
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KR1020200106807A KR20220026135A (ko) 2020-08-25 2020-08-25 배기가스 정화 장치 및 이를 포함하는 선박

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