KR20230003922A - Urea manufacturing device and thereof method - Google Patents

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박성종
박희준
손문호
정성훈
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a urea solution manufacturing apparatus is provided. According to an embodiment of the present invention, the urea solution manufacturing apparatus can comprise: a chamber having a storage space where urea solution is generated inside; an elastic support unit elastically supporting the chamber; a urea supply unit supplying urea into the chamber; a pure water supply unit supplying pure water into the chamber; a sensor unit detecting the movements or position of the chamber; a calculation unit receiving a sensing signal from the sensor unit, and calculating the number of vibrations of the chamber, and calculating the mass of urea stored in the chamber; and a control unit controlling the urea supply unit and the pure water supply unit and controlling the volume of urea and pure water supplied into the chamber. Therefore, a fixed quantity of urea can be supplied into a chamber even if a ship shakes.

Description

요소수 제조장치 및 제조방법{Urea manufacturing device and thereof method}Urea manufacturing device and manufacturing method {Urea manufacturing device and its method}

본 발명은 요소수 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박이 요동하더라도 정량의 요소와 청수를 공급할 수 있어 적정 농도의 요소수를 용이하게 제조할 수 있는 요소수 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for producing urea water, and more particularly, to an apparatus and method for producing urea water capable of easily producing urea water at an appropriate concentration by supplying a fixed amount of urea and fresh water even when a ship is shaken. It is about.

일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 화석 연료의 연소 과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물, 황산화물, 이산화탄소 등을 포함하고 있다. 대기오염이 증가함에 따라 배기가스에 포함된 각종 유해물질에 대한 규제가 엄격해지고 있는 실정이며, 이에 따라, 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기(SCR; Selective Catalytic Reduction)의 설치가 필수적이다.In general, various engines installed in ships generate power by burning fossil fuels, and exhaust gases generated during the combustion of fossil fuels include nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, and the like. As air pollution increases, regulations on various harmful substances included in exhaust gas are getting stricter. Accordingly, a selective catalytic reduction reactor (SCR) is installed to reduce nitrogen oxides included in exhaust gas. is essential

선택적촉매환원반응기는 환원제와 섞인 배기가스를 반응기 내부에 설치된 촉매층에 통과시켜 질소산화물을 질소와 물로 환원시키는데, 환원제로써 기상의 암모니아가 사용된다. 기상의 암모니아는 폭발 위험성과 부식성이 높아 저장과 사용이 어려운 문제가 있으며, 이로 인해, 종래에는 암모니아를 생성할 수 있는 요소수를 탱크에 보관하고, 필요 시 선택적촉매환원반응기에서 요소수를 열분해하여 기상의 암모니아로 변환시켜 사용하였다. 그러나, 요소수는 저장 시 0~35℃의 온도 조건을 유지해야 하고, 온도 조건을 유지하더라도 장시간 경과 시 성층화로 인해 균일도가 변하여 성능이 저하되므로, 온도 유지 및 주기적인 벙커링(bunkering)으로 인해 많은 비용이 소요되는 문제가 있다. 따라서, 최근에는 필요 시 요소와 청수를 혼합하여 요소수를 제조하는 시스템이 도입되었으나, 요소와 청수의 질량을 측정하는 로드셀(load cell)이 선박의 요동에 민감하여 정량의 요소와 청수를 공급하는데 어려움이 있었다.The selective catalytic reduction reactor passes exhaust gas mixed with a reducing agent through a catalyst layer installed inside the reactor to reduce nitrogen oxides to nitrogen and water, and gaseous ammonia is used as the reducing agent. Ammonia in the gaseous phase has a high risk of explosion and high corrosiveness, so it is difficult to store and use. Therefore, conventionally, urea water capable of producing ammonia is stored in a tank, and when necessary, urea water is thermally decomposed in a selective catalytic reduction reactor. It was used after converting to gaseous ammonia. However, the number of urea must maintain the temperature condition of 0 ~ 35 ℃ during storage, and even if the temperature condition is maintained, the uniformity changes due to stratification over a long period of time and the performance deteriorates. There is a problem with costs. Therefore, in recent years, a system for producing urea water by mixing urea and fresh water has been introduced, but the load cell that measures the mass of urea and fresh water is sensitive to the vibration of the ship, so it is difficult to supply a fixed amount of urea and fresh water. There were difficulties.

이에, 선박이 요동하더라도 정량의 요소와 청수를 공급할 수 있는 요소수 제조장치가 필요하게 되었다.Accordingly, there is a need for a urea water manufacturing device capable of supplying a fixed amount of urea and fresh water even when the ship is shaken.

대한민국 공개특허 제10-2020-0104690호 (2020. 09. 04.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0104690 (2020. 09. 04.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 선박이 요동하더라도 정량의 요소와 청수를 공급할 수 있어 적정 농도의 요소수를 용이하게 제조할 수 있는 요소수 제조장치를 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a urea water manufacturing device capable of easily producing urea water at an appropriate concentration by supplying a fixed amount of urea and fresh water even when the ship is rocking.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 선박이 요동하더라도 정량의 요소와 청수를 공급할 수 있어 적정 농도의 요소수를 용이하게 제조할 수 있는 요소수 제조방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing urea solution capable of easily producing urea solution at an appropriate concentration by supplying a quantity of urea and fresh water even when the vessel is shaken.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 요소수 제조장치는, 내부에 요소수가 생성되는 수용공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버를 탄성 지지하는 탄성지지부와, 상기 챔버 내부로 요소를 공급하는 요소공급부와, 상기 챔버 내부로 청수를 공급하는 청수공급부와, 상기 챔버의 움직임 또는 위치를 감지하는 센서부와, 상기 센서부로부터 센싱신호를 전달받아 상기 챔버의 진동수를 산출하여 상기 챔버 내부에 수용된 상기 요소의 질량을 계산하는 연산부, 및 상기 요소공급부와 상기 청수공급부를 제어하여 상기 챔버 내부로 공급되는 상기 요소와 상기 청수의 양을 제어하는 제어부를 포함한다.An apparatus for producing urea water according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes a chamber having an accommodation space in which urea water is generated, an elastic support unit for elastically supporting the chamber, and supplying urea into the chamber. An element supply unit for supplying fresh water to the inside of the chamber, a sensor unit for detecting the movement or position of the chamber, and a sensing signal received from the sensor unit to calculate the frequency of vibration of the chamber to enter the chamber. It includes a calculation unit for calculating the mass of the received element, and a control unit for controlling the amount of the element and the fresh water supplied into the chamber by controlling the element supply unit and the fresh water supply unit.

상기 제어부는, 상기 챔버 내부로 상기 요소를 먼저 공급하고, 상기 챔버 내부에 공급된 상기 요소의 질량에 따라 상기 청수의 공급량을 제어할 수 있다.The control unit may first supply the element into the chamber and control the supply amount of the fresh water according to the mass of the element supplied into the chamber.

상기 제어부는, 상기 챔버 내부에 공급된 상기 요소의 양에 비해 상기 청수의 양을 적게 공급하여 기준농도보다 높은 요소수를 먼저 제조하고, 상기 청수를 추가로 공급하여 상기 요소수의 농도를 상기 기준농도로 맞출 수 있다.The control unit supplies a smaller amount of the fresh water than the amount of the urea supplied into the chamber to first prepare urea water having a higher concentration than the reference concentration, and additionally supplies the fresh water to set the concentration of the urea water to the reference standard. concentration can be adjusted.

상기 요소수 제조장치는, 일단이 상기 챔버에 연결되고 타단이 선박이 연소기관에서 발생된 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기에 연결되어, 상기 요소수를 상기 선택적촉매환원반응기로 공급하는 요소수공급관을 더 포함할 수 있다.The device for producing urea water has one end connected to the chamber and the other end connected to a selective catalytic reduction reactor for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas generated from a combustion engine of a ship, so that the urea water is connected to the selective catalytic reduction reactor. It may further include a urea water supply pipe supplying to.

상기 요소수 제조장치는, 상기 요소수공급관 상에 설치되며, 상기 챔버 하방에 위치하여 상기 요소수를 저장하는 저장탱크를 더 포함하되, 상기 탄성지지부는 상기 챔버와 상기 저장탱크 사이에 개재될 수 있다.The urea water production device further includes a storage tank installed on the urea water supply pipe and located below the chamber to store the urea water, and the elastic support may be interposed between the chamber and the storage tank. there is.

상기 챔버와 상기 저장탱크 사이의 상기 요소수공급관은 적어도 일부가 신축 가능하게 형성될 수 있다.At least a portion of the urea water supply pipe between the chamber and the storage tank may be formed to be flexible.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 요소수 제조방법은, 챔버 내부로 요소를 공급하는 (A) 단계와, 상기 챔버의 움직임 또는 위치를 감지하는 (B) 단계와, 상기 챔버의 움직임 또는 위치 정보를 바탕으로 상기 챔버의 진동수를 산출하여 상기 챔버 내부에 수용된 상기 요소의 질량을 계산하는 (C) 단계, 및 상기 챔버 내부에 수용된 상기 요소의 질량에 맞춰 청수를 공급하여 요소수를 생성하는 (D) 단계를 포함한다.A method for manufacturing the number of urea according to an embodiment of the present invention for achieving the above another technical problem includes the steps of (A) supplying urea into the chamber, and (B) detecting the movement or position of the chamber; (C) calculating the mass of the element accommodated in the chamber by calculating the frequency of the chamber based on the movement or location information of the chamber, and supplying fresh water according to the mass of the element accommodated in the chamber to and (D) generating a number.

상기 (D) 단계는, 상기 챔버 내부에 공급된 상기 요소의 양에 비해 상기 청수를 적게 공급하여 기준농도보다 높은 요소수를 먼저 제조하고, 상기 청수를 추가로 공급하여 상기 요소수의 농도를 상기 기준농도로 맞출 수 있다.In the step (D), the fresh water is supplied less than the amount of the urea supplied into the chamber to prepare urea water higher than the reference concentration first, and the fresh water is additionally supplied to increase the concentration of the urea water. It can be adjusted to the standard concentration.

본 발명에 따르면, 로드셀을 이용하여 요소의 질량을 측정하는 대신 요소가 공급되는 챔버의 움직임 또는 위치 정보를 바탕으로 챔버의 진동수를 산출하여 요소의 질량을 계산하므로, 선박이 요동하더라도 정량의 요소를 챔버로 공급할 수 있다.According to the present invention, instead of measuring the mass of the element using a load cell, the mass of the element is calculated by calculating the frequency of the chamber based on the movement or positional information of the chamber where the element is supplied, so that even if the ship is rocking, the quantitative element can be fed into the chamber.

또한, 로드셀을 이용하여 청수의 질량을 측정하는 대신 청수를 공급하는 청수공급부 상에 유량계를 설치하여 청수의 유량을 측정하므로, 선박이 요동하더라도 정량의 청수를 챔버로 공급할 수 있다.In addition, instead of measuring the mass of fresh water using a load cell, a flow meter is installed on the fresh water supply unit for supplying fresh water to measure the flow rate of fresh water, so that even if the ship is shaken, a fixed amount of fresh water can be supplied to the chamber.

선박이 요동하는 상황에서도 정량의 요소와 청수가 공급됨에 따라 적정 농도의 요소수를 용이하게 제조할 수 있고, 제조된 요소수가 선택적촉매환원반응기로 공급됨에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물도 용이하게 저감시킬 수 있다.Even when the ship is rocking, urea at an appropriate concentration can be easily produced by supplying urea and fresh water in a fixed amount, and nitrogen oxides included in the exhaust gas can be easily removed as the manufactured urea is supplied to the selective catalytic reduction reactor. can reduce

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 요소수 제조장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 요소수 제조장치를 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3은 요소수 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 4 내지 도 7은 요소수 제조장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
1 is a perspective view showing an apparatus for producing urea water according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the urea solution manufacturing device of FIG. 1 cut in a longitudinal direction.
Figure 3 is a flow chart showing a method for producing urea water.
4 to 7 are operational diagrams for explaining the operation of the urea water manufacturing device.

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.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 요소수 제조장치 및 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 7, an apparatus and method for manufacturing urea water according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 실시예에 따른 요소수 제조장치는 선택적촉매환원반응기로 공급되어 환원제로 사용될 요소수를 제조하는 장치로, 선박에 설치될 수 있다.An apparatus for producing urea water according to an embodiment of the present invention is a device for producing urea water to be used as a reducing agent by being supplied to a selective catalytic reduction reactor, and may be installed in a ship.

요소수 제조장치는 로드셀을 이용하여 요소의 질량을 측정하는 대신 요소가 공급되는 챔버의 움직임 또는 위치 정보를 바탕으로 챔버의 진동수를 산출하여 요소의 질량을 계산하므로, 선박이 요동하더라도 정량의 요소를 챔버로 공급할 수 있다. 또한, 로드셀을 이용하여 청수의 질량을 측정하는 대신 청수를 공급하는 청수공급부 상에 유량계를 설치하여 청수의 유량을 측정하므로, 선박이 요동하더라도 정량의 청수를 챔버로 공급할 수 있다. 선박이 요동하는 상황에서도 정량의 요소와 청수가 공급됨에 따라 적정 농도의 요소수를 용이하게 제조할 수 있고, 제조된 요소수가 선택적촉매환원반응기로 공급됨에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물도 용이하게 저감시킬 수 있는 특징이 있다.Instead of measuring the mass of the element using a load cell, the urea water manufacturing device calculates the mass of the element by calculating the vibration frequency of the chamber based on the movement or position information of the chamber where the element is supplied, so that even if the ship is rocking, the quantitative element can be fed into the chamber. In addition, instead of measuring the mass of fresh water using a load cell, a flow meter is installed on the fresh water supply unit for supplying fresh water to measure the flow rate of fresh water, so that even if the ship is shaken, a fixed amount of fresh water can be supplied to the chamber. Even when the ship is rocking, urea at an appropriate concentration can be easily produced by supplying urea and fresh water in a fixed amount, and nitrogen oxides included in the exhaust gas can be easily removed as the manufactured urea is supplied to the selective catalytic reduction reactor. There are features that can be reduced.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 요소수 제조장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, the urea water manufacturing device 1 will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 요소수 제조장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 요소수 제조장치를 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing an apparatus for producing urea water according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the apparatus for producing urea water in FIG. 1 cut in a longitudinal direction.

본 발명에 따른 요소수 제조장치(1)는 챔버(10)와, 탄성지지부(20)와, 요소공급부(30)와, 청수공급부(40)와, 센서부(50)와, 연산부(60), 및 제어부(70)를 포함한다.The urea water manufacturing apparatus 1 according to the present invention includes a chamber 10, an elastic support unit 20, an urea supply unit 30, a fresh water supply unit 40, a sensor unit 50, and a calculation unit 60. , and a control unit 70.

챔버(10)는 내부에 요소수가 생성되는 수용공간(10a)이 형성된 통 형상의 부재로, 후술할 요소공급부(30)와 청수공급부(40)가 각각 연결된다. 요소공급부(30)는 일 측이 요소저장탱크(도시되지 않음)에 연결되어 챔버(10) 내부로 요소를 공급하며, 요소저장탱크에는 화학식이 CH4N2O이고 무색무취의 결정성 물질인 분말 또는 알갱이 또는 펠렛(pellet) 형태의 고체요소가 저장될 수 있다. 예를 들어, 고체요소는 일정한 크기의 분말 또는 알갱이 또는 펠렛 형태일 수도 있고, 서로 다른 크기의 분말 또는 알갱이 또는 펠렛 형태일 수도 있으며, 서로 다른 크기의 분말, 알갱이, 펠렛이 혼합된 형태일 수도 있다. 청수공급부(40)는 일 측이 조수기(도시되지 않음) 또는 청수저장탱크(도시되지 않음)에 연결되어 챔버(10) 내부로 청수를 공급한다. 청수공급부(40) 상에는 유량계(41)가 설치되므로, 선박이 요동하더라도 정량의 청수가 챔버(10)로 공급될 수 있다. 챔버(10)는 요소공급부(30)로부터 공급받은 요소에, 청수공급부(40)로부터 공급받은 청수를 혼합하여 요소수를 생성하며, 요소와 청수의 원활한 혼합을 위해 내부에 교반장치(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 챔버(10)는 요소가 용해되어 생성된 요소수의 열이 외부로 방출되어 어는점 이하의 저온에서 요소수가 동결되는 것을 방지하기 위해 열전도율이 낮은 합성수지 등으로 제작될 수 있으며, 필요에 따라 내측 또는 외측에 단열 효과를 증대시키는 단열재가 추가로 설치될 수 있다. 이러한 챔버(10)는 탄성지지부(20)에 의해 지지된다.The chamber 10 is a tubular member having an accommodating space 10a in which urea water is generated, and an urea supply unit 30 and a fresh water supply unit 40 to be described later are connected to each other. The urea supply unit 30 has one side connected to a urea storage tank (not shown) to supply urea into the chamber 10, and the urea storage tank has a chemical formula of CH 4 N 2 O and is a colorless and odorless crystalline substance. Solid elements in the form of powder or granules or pellets may be stored. For example, the solid element may be in the form of powder, grains, or pellets of a certain size, may be in the form of powders, grains, or pellets of different sizes, or may be a mixture of powders, grains, or pellets of different sizes. . One side of the fresh water supply unit 40 is connected to a fresh water generator (not shown) or a fresh water storage tank (not shown) to supply fresh water into the chamber 10 . Since the flow meter 41 is installed on the fresh water supply unit 40, even if the ship is shaken, a constant amount of fresh water can be supplied to the chamber 10. The chamber 10 generates urea water by mixing urea supplied from the urea supply unit 30 with fresh water supplied from the fresh water supply unit 40, and a stirring device (not shown) therein for smooth mixing of urea and fresh water. ) can be installed. The chamber 10 may be made of a synthetic resin having low thermal conductivity to prevent the heat of urea water generated by dissolving urea from being released to the outside and freezing of the urea water at a low temperature below the freezing point. A heat insulating material to increase the heat insulating effect may be additionally installed. This chamber 10 is supported by an elastic support part 20 .

탄성지지부(20)는 챔버(10)를 탄성 지지하는 것으로, 적절한 강성을 갖는 탄성 부재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 탄성지지부(20)는 압축 코일 스프링으로 형성될 수 있다. 도면 상에는 4개의 탄성지지부(20)가 챔버(10)의 하부에 배치되어 챔버(10)를 탄성 지지하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 탄성지지부(20)의 형상, 개수, 및 배치는 다양하게 변형될 수 있다. 탄성지지부(20)가 챔버(10)를 탄성 지지함에 따라, 챔버(10) 내부에 요소 또는 청수가 공급될 때 챔버(10)가 상하 방향으로 움직이거나 위치가 가변될 수 있다.The elastic support unit 20 elastically supports the chamber 10 and may be formed of an elastic member having appropriate rigidity. For example, the elastic support 20 may be formed of a compression coil spring. In the drawing, four elastic supports 20 are disposed below the chamber 10 to elastically support the chamber 10, but it is not limited thereto, and the shape, number, and arrangement of the elastic supports 20 It can be modified in various ways. As the elastic support unit 20 elastically supports the chamber 10, when urea or fresh water is supplied to the inside of the chamber 10, the chamber 10 may be moved in a vertical direction or its position may be changed.

센서부(50)는 챔버(10)의 움직임 또는 위치를 감지하는 것으로, 예를 들어, 챔버(10)를 향해 레이저를 조사하는 레이저 센서일 수 있다. 센서부(50)는 챔버(10)의 외측에 고정된 타겟(11)을 향하여 레이저를 조사하며, 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기 또는 위치를 바탕으로 챔버(10)의 움직임 또는 위치를 감지할 수 있다. 이하, 센서부(50)가 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 바탕으로 챔버(10)의 움직임을 감지하는 구조를 보다 중점적으로 설명한다.The sensor unit 50 senses the movement or position of the chamber 10 and may be, for example, a laser sensor that irradiates laser toward the chamber 10 . The sensor unit 50 irradiates laser toward the target 11 fixed to the outside of the chamber 10, and measures the movement or position of the chamber 10 based on the period or position of the laser reaching the target 11. can detect Hereinafter, a structure in which the sensor unit 50 senses the movement of the chamber 10 based on the cycle of the laser reaching the target 11 will be described with more emphasis.

센서부(50)는 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 바탕으로 챔버(10)의 움직임을 감지할 수 있다. 예를 들어, 챔버(10) 내부에 공급된 요소의 양이 적을 경우, 챔버(10)가 작은 진폭으로 빠르게 움직이므로, 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기가 짧을 수 있다. 다시 말해, 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기가 설정된 주기보다 짧으면, 요소가 정량보다 적게 공급되었음을 알 수 있다. 반대로, 챔버(10) 내부에 공급된 요소의 양이 많을 경우, 챔버(10)가 큰 진폭으로 느리게 움직이므로, 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기가 길 수 있다. 다시 말해, 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기가 설정된 주기보다 길면, 요소가 정량보다 많이 공급되었음을 알 수 있다.The sensor unit 50 may detect the movement of the chamber 10 based on the cycle of the laser reaching the target 11 . For example, when the amount of elements supplied into the chamber 10 is small, the chamber 10 moves rapidly with a small amplitude, so the period of the laser reaching the target 11 may be short. In other words, if the cycle of the laser reaching the target 11 is shorter than the set cycle, it can be seen that less elements are supplied than the quantity. Conversely, when the amount of elements supplied into the chamber 10 is large, the chamber 10 moves slowly with a large amplitude, so the period of the laser reaching the target 11 may be long. In other words, if the period of the laser reaching the target 11 is longer than the set period, it can be seen that more elements are supplied than the quantity.

센서부(50)는 연산부(60)와 전기적으로 연결되며, 연산부(60)는 센서부(50)로부터 센싱신호를 전달받아 챔버(10)의 진동수를 산출하여 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량을 계산할 수 있다. 이하, 연산부(60)가 챔버(10)의 진동수를 산출하여 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량을 계산하는 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 연산부(60)는 센서부(50)로부터 전달된 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 하기의 <식1>에 적용하여 챔버(10)의 진동수를 산출하고, 산출된 챔버(10)의 진동수를 하기의 <식2>에 적용하여 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량을 계산할 수 있다.The sensor unit 50 is electrically connected to the operation unit 60, and the operation unit 60 receives the sensing signal from the sensor unit 50 and calculates the frequency of the chamber 10 to determine the number of elements accommodated in the chamber 10. mass can be calculated. Hereinafter, a structure in which the arithmetic unit 60 calculates the frequency of the chamber 10 and calculates the mass of the element accommodated in the chamber 10 will be described with more emphasis. The calculation unit 60 calculates the frequency of the chamber 10 by applying the cycle of the laser reaching the target 11 transmitted from the sensor unit 50 to Equation 1 below, and calculates the frequency of the chamber 10. The mass of the element accommodated in the chamber 10 can be calculated by applying the frequency to <Equation 2> below.

<식1><Formula 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

(f=챔버의 진동수, t=타겟에 도달하는 레이저의 주기)(f=the frequency of the chamber, t=the period of the laser reaching the target)

<식2><Formula 2>

Figure pat00002
Figure pat00002

(f=챔버의 진동수, k= 탄성지지부의 강성, m=챔버와 요소의 질량 합)(f = frequency of chamber, k = stiffness of elastic support, m = sum of mass of chamber and element)

즉, 챔버(10) 내부로 공급되어야 하는 요소의 양에 대응하여 챔버(10)의 진동수를 산출해놓고, 산출된 챔버(10)의 진동수에 대응하여 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 미리 센서부(50)에서 설정해놓으면, 센서부(50)에서 감지되는 챔버(10)의 움직임을 통해 챔버(10)에 정량의 요소가 공급되었음을 알 수 있는 것이다. 종래와 같이 로드셀을 이용하여 요소의 질량을 측정하지 않고, 챔버(10)의 움직임을 바탕으로 챔버(10)의 진동수를 계산하여 요소의 질량을 측정함으로써, 선박이 요동하더라도 챔버(10)에 항상 정량의 요소를 공급할 수 있다. 이처럼 챔버(10)에 정량의 요소와 청수가 공급됨으로써, 챔버(10) 내부에서 적정 농도의 요소수가 제조될 수 있다.That is, the frequency of the chamber 10 is calculated in response to the amount of elements to be supplied into the chamber 10, and the cycle of the laser reaching the target 11 corresponds to the calculated frequency of the chamber 10 in advance. If set in the sensor unit 50, it can be seen that a quantity of elements is supplied to the chamber 10 through the movement of the chamber 10 detected by the sensor unit 50. Instead of measuring the mass of the element using a load cell as in the prior art, the mass of the element is measured by calculating the frequency of the chamber 10 based on the movement of the chamber 10, so that the chamber 10 is always in the chamber 10 even when the ship is rocking. Quantitative elements can be supplied. As such, by supplying a quantity of urea and fresh water to the chamber 10, urea water at an appropriate concentration can be produced inside the chamber 10.

한편, 요소공급부(30)와 청수공급부(40)는 제어부(70)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(70)는 챔버(10) 내부로 공급되는 요소와 청수의 양을 제어하는 것으로, 챔버(10) 내부로 요소를 먼저 공급하고 챔버(10) 내부에 공급된 요소의 질량에 따라 청수의 공급량을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(70)는 챔버(10) 내부에 공급된 요소의 양에 비해 청수의 양을 적게 공급하여 기준 농도보다 높은 요소수를 먼저 제조하고, 청수를 추가로 공급하여 요소수의 농도를 기준 농도로 맞출 수 있다. 예를 들어, 제어부(70)는 챔버(10)의 움직임에 의한 측정 오차를 감안하여 요소수의 농도가 기준 농도보다 약 1~10% 높게 제조되도록 청수의 양을 1~10% 적게 공급하고, 교반장치의 동작 후 또는 일정 시간이 경과하여 요소가 청수에 완전히 용해되었을 때 농도를 측정한 후 측정된 농도를 기준으로 청수를 추가로 공급하여 요소수의 농도를 기준 농도로 맞출 수 있다. 요소수의 농도 측정을 위해, 챔버(10) 내부에는 농도계(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 제어부(70)가 기준 농도보다 높은 요소수를 먼저 제조한 후 청수를 추가로 공급하여 요소수를 기준 농도로 맞춤으로써, 오차 범위가 최소화되어 요소수의 농도가 기준 농도인 40%에 최대한 근접할 수 있으며, 이로 인해, 요소수의 성능이 극대화될 수 있다.On the other hand, the urea supply unit 30 and the fresh water supply unit 40 may be controlled by the control unit 70. The control unit 70 controls the amount of urea and fresh water supplied into the chamber 10. The urea is first supplied into the chamber 10, and the amount of fresh water is supplied according to the mass of the urea supplied into the chamber 10. can control. More specifically, the control unit 70 supplies a smaller amount of fresh water than the amount of urea supplied into the chamber 10 to first prepare urea water higher than the reference concentration, and additionally supplies fresh water to the concentration of urea water. can be adjusted to the standard concentration. For example, the control unit 70 supplies the amount of fresh water by 1 to 10% less so that the concentration of the urea solution is made about 1 to 10% higher than the reference concentration in consideration of the measurement error caused by the movement of the chamber 10, After the operation of the stirring device or when the urea is completely dissolved in the fresh water after a certain period of time, the concentration is measured, and then fresh water is additionally supplied based on the measured concentration to adjust the concentration of the urea water to the standard concentration. To measure the concentration of urea water, a concentration meter (not shown) may be installed inside the chamber 10 . The control unit 70 adjusts the number of urea to the standard concentration by first preparing the number of urea higher than the reference concentration and then additionally supplying fresh water, so that the error range is minimized and the concentration of the number of urea is as close as possible to the reference concentration of 40%. And, because of this, the performance of the number of elements can be maximized.

챔버(10)에서 생성된 요소수는 선택적촉매환원반응기(81)로 공급된다. 선택적촉매환원반응기(81)는 선박의 연소기관에서 발생된 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 것으로, 연소기관에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관(도시되지 않음) 상에 연결된다. 선택적촉매환원반응기(81)는 배기가스에 챔버(10)로부터 공급받은 요소수를 분사하며, 이로 인해, 요소수가 배기가스의 열에 의해 열분해되어 암모니아로 전환될 수 있다. 전환된 암모니아는 배기가스와 함께 반응기 내부에 설치된 촉매층을 통과하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 질소와 물로 환원시키고, 질소산화물이 제거된 배기가스는 배기관을 통해 대기 중으로 방출될 수 있다. 한편, 연소기관으로부터 배출된 배기가스가 280

Figure pat00003
이상의 고온일 경우, 전술한 바와 같이, 배기가스에 요소수를 직접 분사하여 배기가스의 열로 요소수를 분사하는 것이 가능하지만, 배기가스가 280
Figure pat00004
미만의 저온일 경우, 배기가스의 열로 요소수를 열분해할 수 없다. 따라서, 저온의 배기가스를 정화하기 위해 선택적촉매환원반응기(81) 내부에는 촉매층 전단에 요소수를 암모니아로 전환시키기 위한 별도의 가열기가 설치될 수 있다. 선택적촉매환원반응기(81)는 요소수공급관(80)을 통해 요소수를 공급받을 수 있다.The urea water generated in the chamber 10 is supplied to the selective catalytic reduction reactor 81. The selective catalytic reduction reactor 81 reduces nitrogen oxides contained in the exhaust gas generated from the combustion engine of the ship, and is connected to an exhaust pipe (not shown) for discharging the exhaust gas generated from the combustion engine. The selective catalytic reduction reactor 81 injects the urea water supplied from the chamber 10 into the exhaust gas, whereby the urea water can be pyrolyzed by the heat of the exhaust gas and converted into ammonia. The converted ammonia passes through a catalyst layer installed inside the reactor together with the exhaust gas to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas to nitrogen and water, and the exhaust gas from which the nitrogen oxides are removed can be released into the atmosphere through an exhaust pipe. On the other hand, the exhaust gas discharged from the combustion engine is 280
Figure pat00003
In the case of the high temperature above, as described above, it is possible to directly inject urea water into the exhaust gas and inject the urea water into the heat of the exhaust gas,
Figure pat00004
When the temperature is less than 100%, the urea water cannot be thermally decomposed by the heat of the exhaust gas. Therefore, in order to purify low-temperature exhaust gas, a separate heater for converting urea water into ammonia may be installed in the front of the catalyst layer inside the selective catalytic reduction reactor 81. The selective catalytic reduction reactor 81 may receive urea water through the urea water supply pipe 80 .

요소수공급관(80)은 일단이 챔버(10)에 연결되고 타단이 선택적촉매환원반응기(81)에 연결되어 요소수를 선택적촉매환원반응기(81)로 공급할 수 있다. 요소수공급관(80) 상에는 저장탱크(90)가 설치되며, 저장탱크(90)는 챔버(10) 하방에 위치하여 선택적촉매환원반응기(81)로 공급되는 요소수를 일시 저장할 수 있다. 즉, 저장탱크(90)는 일종의 버퍼탱크 역할을 할 수 있다. 전술한 탄성지지부(20)는 챔버(10)와 저장탱크(90) 사이에 개재되어 챔버(10)를 탄성 지지하며, 전술한 센서부(50)는 저장탱크(90) 상단에 고정 설치되어 챔버(10)의 움직임 또는 위치를 감지할 수 있다. 탄성지지부(20)가 챔버(10)와 저장탱크(90) 사이에 개재됨에 따라, 챔버(10)와 저장탱크(90) 사이의 요소수공급관(80)은 적어도 일부가 신축 가능하게 형성되어 챔버(10)의 움직임에 용이하게 대처할 수 있다. 또한, 챔버(10)와 저장탱크(90) 사이의 요소수공급관(80), 및 저장탱크(90)와 선택적촉매환원반응기(81) 사이의 요소수공급관(80) 상에는 각각 밸브(도시되지 않음)가 설치되어 요소수의 유동이 제어될 수 있다. 그러나, 요소수공급관(80) 상에 저장탱크(90)가 설치된 것으로 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 저장탱크(90)는 생략될 수도 있다. 저장탱크(90)가 생략된 경우, 탄성지지부(20)는 요소수 제조장치(1)가 설치되는 공간의 바닥 또는 별도의 받침부재에 고정될 수 있으며, 센서부(50) 역시 바닥 또는 받침부재에 고정 설치될 수 있다.The urea water supply pipe 80 may have one end connected to the chamber 10 and the other end connected to the selective catalytic reduction reactor 81 to supply urea water to the selective catalytic reduction reactor 81 . A storage tank 90 is installed on the urea water supply pipe 80, and the storage tank 90 is located below the chamber 10 to temporarily store urea water supplied to the selective catalytic reduction reactor 81. That is, the storage tank 90 may serve as a kind of buffer tank. The above-described elastic support unit 20 is interposed between the chamber 10 and the storage tank 90 to elastically support the chamber 10, and the above-described sensor unit 50 is fixedly installed on top of the storage tank 90 and is installed in the chamber 10. The movement or position of (10) can be sensed. As the elastic support part 20 is interposed between the chamber 10 and the storage tank 90, at least a part of the urea water supply pipe 80 between the chamber 10 and the storage tank 90 is formed to be flexible, so that the chamber The movement of (10) can be easily coped with. In addition, valves (not shown) are provided on the urea water supply pipe 80 between the chamber 10 and the storage tank 90 and on the urea water supply pipe 80 between the storage tank 90 and the selective catalytic reduction reactor 81. ) is installed so that the flow of urea water can be controlled. However, it is not limited to that the storage tank 90 is installed on the urea water supply pipe 80, and the storage tank 90 may be omitted if necessary. When the storage tank 90 is omitted, the elastic support part 20 may be fixed to the floor or a separate support member of the space where the urea water production device 1 is installed, and the sensor unit 50 is also the floor or support member can be fixedly installed.

이하, 도 3을 참조하여, 요소수 제조방법에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, a method for preparing urea solution will be described in detail.

도 3은 요소수 제조방법을 도시한 순서도이다.Figure 3 is a flow chart showing a method for producing urea water.

본 발명에 따른 요소수 제조방법은, 챔버(10) 내부로 요소를 공급하는 (A) 단계와, 챔버(10)의 움직임 또는 위치를 감지하는 (B) 단계와, 챔버(10)의 움직임 또 는 위치 정보를 바탕으로 챔버(10)의 진동수를 산출하여 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량을 계산하는 (C) 단계, 및 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량에 맞춰 청수를 공급하여 요소수를 생성하는 (D) 단계를 포함한다.The urea solution manufacturing method according to the present invention includes the step (A) of supplying urea into the chamber 10, the step (B) of detecting the movement or position of the chamber 10, the movement or (C) step of calculating the frequency of the chamber 10 based on the location information and calculating the mass of the element accommodated inside the chamber 10, and supplying fresh water according to the mass of the element accommodated inside the chamber 10 and (D) generating the number of elements.

먼저, 챔버(10) 내부에는 요소가 공급될 수 있다((A) 단계). 화학식이 CH4N2O이고 무색무취의 결정성 물질인 분말 또는 알갱이 또는 펠렛(pellet) 형태의 요소는 제어부(70)에 의해 제어되는 요소공급부(30)를 통해 공급되며, 요소공급부(30)는 일 측이 요소저장탱크에 연결되고 타 측이 챔버(10)에 연결되어 요소저장탱크에 저장된 요소를 챔버(10) 내부로 공급할 수 있다. 챔버(10)는 탄성지지부(20)에 의해 탄성 지지되므로, 요소공급부(30)를 통해 요소가 공급될 때 상하 방향으로 움직이거나 위치가 가변되며, 센서부(50)는 이러한 챔버(10)의 움직임 또는 위치를 감지할 수 있다((B) 단계). 센서부(50)는 챔버(10)의 외측에 고정된 타겟(11)을 향하여 레이저를 조사하며, 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기 또는 위치를 바탕으로 챔버(10)의 움직임 또는 위치를 감지할 수 있다. 센서부(50)에서 감지된 챔버(10)의 움직임 또는 위치 정보는 연산부(60)로 전달되며, 연산부(60)는 챔버(10)의 움직임 또는 위치 정보를 바탕으로 챔버(10)의 진동수를 산출하여 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량을 계산할 수 있다((C) 단계). 연산부(60)는 센서부(50)로부터 전달된 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 하기의 <식1>에 적용하여 챔버(10)의 진동수를 산출하고, 산출된 챔버(10)의 진동수를 하기의 <식2>에 적용하여 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량을 계산할 수 있다.First, urea may be supplied into the chamber 10 (step (A)). Urea in the form of powder, granules, or pellets having a chemical formula of CH 4 N 2 O and being a colorless, odorless crystalline substance is supplied through the urea supply unit 30 controlled by the control unit 70, and the urea supply unit 30 has one side connected to the urea storage tank and the other side connected to the chamber 10 to supply the urea stored in the urea storage tank into the chamber 10. Since the chamber 10 is elastically supported by the elastic support unit 20, when the element is supplied through the element supply unit 30, it moves in the vertical direction or changes its position, and the sensor unit 50 is Motion or position can be detected (step (B)). The sensor unit 50 irradiates laser toward the target 11 fixed to the outside of the chamber 10, and measures the movement or position of the chamber 10 based on the period or position of the laser reaching the target 11. can detect Motion or position information of the chamber 10 sensed by the sensor unit 50 is transmitted to the calculation unit 60, and the operation unit 60 determines the frequency of the chamber 10 based on the motion or position information of the chamber 10. It is possible to calculate the mass of the element accommodated in the chamber 10 by calculating (step (C)). The calculation unit 60 calculates the frequency of the chamber 10 by applying the cycle of the laser reaching the target 11 transmitted from the sensor unit 50 to Equation 1 below, and calculates the frequency of the chamber 10. The mass of the element accommodated in the chamber 10 can be calculated by applying the frequency to <Equation 2> below.

<식1><Formula 1>

Figure pat00005
Figure pat00005

(f=챔버의 진동수, t=타겟에 도달하는 레이저의 주기)(f=the frequency of the chamber, t=the period of the laser reaching the target)

<식2><Formula 2>

Figure pat00006
Figure pat00006

(f=챔버의 진동수, k= 탄성지지부의 강성, m=챔버와 요소의 질량 합)(f = frequency of chamber, k = stiffness of elastic support, m = sum of mass of chamber and element)

연산부(60)에서 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량이 계산되면, 챔버(10) 내부에 수용된 요소의 질량에 맞춰 청수를 공급하여 요소수를 생성할 수 있다((D) 단계). 청수는 제어부(70)에 의해 제어되는 청수공급부(40)를 통해 공급되며, 청수공급부(40)는 일 측이 조수기 또는 청수저장탱크에 연결되고 타 측이 챔버(10)에 연결되어 챔버(10) 내부로 청수를 공급할 수 있다. 청수공급부(40) 상에는 유량계(41)가 설치되므로, 선박의 요동에 관계없이 정량의 청수가 챔버(10)로 공급될 수 있다. 이 때, 제어부(70)는 챔버(10) 내부에 공급된 요소의 양에 비해 청수의 양을 적게 공급하여 기준 농도보다 높은 요소수를 먼저 제조하고, 청수를 추가로 공급하여 요소수의 농도를 기준 농도로 맞출 수 있다. 제어부(70)가 기준 농도보다 높은 요소수를 먼저 제조한 후 청수를 추가로 공급하여 요소수를 기준 농도로 맞춤으로써, 요소수의 농도가 기준 농도인 40%에 최대한 근접하게 되어 성능이 극대화될 수 있다.When the mass of the element accommodated in the chamber 10 is calculated by the calculation unit 60, the number of elements may be generated by supplying fresh water according to the mass of the element accommodated in the chamber 10 (step (D)). The fresh water is supplied through the fresh water supply unit 40 controlled by the control unit 70, and the fresh water supply unit 40 has one side connected to the fresh water generator or the fresh water storage tank and the other side connected to the chamber 10 so that the chamber ( 10) Fresh water can be supplied inside. Since the flow meter 41 is installed on the fresh water supply unit 40, a fixed amount of fresh water can be supplied to the chamber 10 regardless of the shaking of the ship. At this time, the control unit 70 supplies a smaller amount of fresh water than the amount of urea supplied to the inside of the chamber 10 to prepare urea water higher than the reference concentration first, and additionally supplies fresh water to increase the concentration of urea water. It can be adjusted to the standard concentration. The control unit 70 first prepares urea water higher than the standard concentration and then additionally supplies fresh water to adjust the urea water to the standard concentration, so that the urea water concentration is as close as possible to the standard concentration of 40%, thereby maximizing performance. can

한편, 챔버(10) 내부로 공급되어야 하는 요소의 양이 정해져 있는 경우, 요소의 질량에 대응하여 챔버(10)의 진동수를 산출해놓고, 산출된 챔버(10)의 진동수에 대응하여 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 미리 센서부(50)에 설정해놓을 수도 있다. 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 미리 센서부(50)에 설정해놓으면, 센서부(50)에서 감지되는 챔버(10)의 움직임을 통해 챔버(10)에 정량의 요소가 공급되었음을 알 수 있어 선박의 요동에 관계없이 정량의 요소를 챔버(10)로 공급할 수 있다.On the other hand, when the amount of elements to be supplied into the chamber 10 is determined, the frequency of the chamber 10 is calculated corresponding to the mass of the element, and the target 11 is The period of the laser to reach may be set in the sensor unit 50 in advance. If the period of the laser reaching the target 11 is set in the sensor unit 50 in advance, it can be seen that a quantity of elements is supplied to the chamber 10 through the movement of the chamber 10 detected by the sensor unit 50. Therefore, a fixed amount of elements can be supplied to the chamber 10 regardless of the ship's rocking.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 요소수 제조장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 7, the operation of the urea water manufacturing device 1 will be described in more detail.

도 4 내지 도 7은 요소수 제조장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.4 to 7 are operational diagrams for explaining the operation of the urea water manufacturing device.

본 발명에 따른 요소수 제조장치(1)는 로드셀을 이용하여 요소의 질량을 측정하는 대신 요소가 공급되는 챔버(10)의 움직임 또는 위치 정보를 바탕으로 챔버(10)의 진동수를 산출하여 요소의 질량을 계산하므로, 선박이 요동하더라도 정량의 요소를 챔버(10)로 공급할 수 있다. 또한, 로드셀을 이용하여 청수의 질량을 측정하는 대신 청수를 공급하는 청수공급부(40) 상에 유량계(41)를 설치하여 청수의 유량을 측정하므로, 선박이 요동하더라도 정량의 청수를 챔버(10)로 공급할 수 있다. 선박이 요동하는 상황에서도 정량의 요소와 청수가 공급됨에 따라 적정 농도의 요소수를 용이하게 제조할 수 있고, 제조된 요소수가 선택적촉매환원반응기(81)로 공급됨에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물도 용이하게 저감시킬 수 있다.The urea water manufacturing apparatus 1 according to the present invention calculates the frequency of the chamber 10 based on the motion or positional information of the chamber 10 to which the urea is supplied instead of measuring the mass of the urea using a load cell, Since the mass is calculated, it is possible to supply a fixed amount of elements to the chamber 10 even when the ship is rocking. In addition, instead of measuring the mass of fresh water using a load cell, a flow meter 41 is installed on the fresh water supply unit 40 that supplies fresh water to measure the flow rate of fresh water, so even if the ship is shaken, a constant amount of fresh water is measured in the chamber 10 can be supplied with Even when the ship is rocking, as urea and fresh water are supplied, it is possible to easily produce urea at an appropriate concentration, and as the prepared urea is supplied to the selective catalytic reduction reactor (81), nitrogen oxides included in the exhaust gas are reduced. can also be easily reduced.

먼저, 도 4를 참조하면, 챔버(10) 내부에는 요소가 공급될 수 있다. 요소는 요소공급부(30)를 통해 공급되며, 요소공급부(30)는 요소저장탱크에 저장된 분말 또는 알갱이 또는 펠렛(pellet) 형태의 요소를 챔버(10) 내부로 공급할 수 있다. 챔버(10)는 탄성지지부(20)에 의해 탄성 지지되므로, 요소가 공급될 때 상하 방향으로 움직이거나 위치가 가변되며, 센서부(50)는 이러한 챔버(10)의 움직임 또는 위치를 감지할 수 있다. 챔버(10) 내부로 공급되어야 하는 요소의 양을 정해져 있는 경우, 요소의 질량에 대응하여 챔버(10)의 진동수를 산출해놓고, 산출된 챔버(10)의 진동수에 대응하여 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 미리 센서부(50)에 설정해 놓을 수 있다. 타겟(11)에 도달하는 레이저의 주기를 미리 센서부(50)에 설정해놓으면, 센서부(50)에서 감지되는 챔버(10)의 움직임을 통해 챔버(10)에 정량의 요소가 공급되었음을 알 수 있다. 챔버(10) 내부에 정량의 요소가 공급되면, 제어부(70)는 도 5에 도시된 바와 같이, 요소공급부(30)를 폐쇄하여 요소의 공급을 중단하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 청수공급부(40)를 개방하여 챔버(10) 내부로 청수를 공급한다. 이 때, 제어부(70)는 챔버(10) 내부에 공급된 요소의 양에 비해 청수의 양을 적게 공급하여 기준 농도보다 높은 요소수를 먼저 제조하고, 교반장치의 동작 후 또는 일정 시간이 경과하여 요소가 청수에 완전히 용해되었을 때 농도를 측정한 후 측정된 농도를 기준으로 청수를 추가로 공급하여 요소수의 농도를 기준 농도로 맞출 수 있다. 이러한 일련의 방식으로 기준 농도의 요소수가 제조되면, 제어부(70)는 도 7에 도시된 바와 같이, 요소수공급관(80)을 개방하여 요소수를 저장탱크(90)로 이동시키며, 저장탱크(90)에 저장된 요소수는 요소수공급관(80)을 통해 필요처, 예를 들어, 선택적촉매환원반응기(81)로 공급될 수 있다.First, referring to FIG. 4 , elements may be supplied into the chamber 10 . Urea is supplied through the urea supply unit 30 , and the urea supply unit 30 may supply urea in the form of powder, granules, or pellets stored in the urea storage tank into the chamber 10 . Since the chamber 10 is elastically supported by the elastic support unit 20, when an element is supplied, it moves in a vertical direction or changes its position, and the sensor unit 50 can detect the movement or position of the chamber 10. there is. When the amount of elements to be supplied into the chamber 10 is determined, the frequency of the chamber 10 is calculated corresponding to the mass of the element, and the target 11 is reached in response to the calculated frequency of the chamber 10. The cycle of the laser to be performed can be set in the sensor unit 50 in advance. If the period of the laser reaching the target 11 is set in the sensor unit 50 in advance, it can be seen that a quantity of elements is supplied to the chamber 10 through the movement of the chamber 10 detected by the sensor unit 50. there is. When a fixed amount of urea is supplied into the chamber 10, the control unit 70 closes the urea supply unit 30 to stop the supply of urea, as shown in FIG. 5, and fresh water as shown in FIG. The supply unit 40 is opened to supply fresh water into the chamber 10 . At this time, the control unit 70 supplies a smaller amount of fresh water than the amount of urea supplied to the inside of the chamber 10 to prepare the number of urea higher than the reference concentration first, and after the operation of the stirring device or after a certain time has elapsed, After measuring the concentration when urea is completely dissolved in fresh water, the concentration of urea water may be adjusted to the reference concentration by additionally supplying fresh water based on the measured concentration. When the urea water at the standard concentration is prepared in this series of ways, the control unit 70 opens the urea water supply pipe 80 to move the urea water to the storage tank 90, as shown in FIG. 7, and the storage tank ( The urea water stored in 90) may be supplied to a place in need, for example, to the selective catalytic reduction reactor 81 through the urea water supply pipe 80.

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.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

1: 요소수 제조장치
10: 챔버 11: 타겟
20: 탄성지지부 30: 요소공급부
40: 청수공급부 41: 유량계
50: 센서부 60: 연산부
70: 제어부 80: 요소수공급관
81: 선택적촉매환원반응기 90: 저장탱크
1: urea water manufacturing device
10: chamber 11: target
20: elastic support unit 30: urea supply unit
40: fresh water supply unit 41: flow meter
50: sensor unit 60: calculation unit
70: control unit 80: urea water supply pipe
81: selective catalytic reduction reactor 90: storage tank

Claims (8)

내부에 요소수가 생성되는 수용공간이 형성된 챔버;
상기 챔버를 탄성 지지하는 탄성지지부;
상기 챔버 내부로 요소를 공급하는 요소공급부;
상기 챔버 내부로 청수를 공급하는 청수공급부;
상기 챔버의 움직임 또는 위치를 감지하는 센서부;
상기 센서부로부터 센싱신호를 전달받아 상기 챔버의 진동수를 산출하여 상기 챔버 내부에 수용된 상기 요소의 질량을 계산하는 연산부, 및
상기 요소공급부와 상기 청수공급부를 제어하여 상기 챔버 내부로 공급되는 상기 요소와 상기 청수의 양을 제어하는 제어부를 포함하는 요소수 제조장치.
A chamber having an accommodation space in which urea water is generated;
an elastic support unit for elastically supporting the chamber;
an urea supply unit supplying urea into the chamber;
a fresh water supply unit supplying fresh water into the chamber;
a sensor unit that senses the movement or position of the chamber;
A calculation unit for receiving a sensing signal from the sensor unit and calculating a frequency of the chamber to calculate a mass of the element accommodated in the chamber; and
Urea water manufacturing apparatus comprising a control unit for controlling the amount of the urea and the fresh water supplied into the chamber by controlling the urea supply unit and the fresh water supply unit.
제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 챔버 내부로 상기 요소를 먼저 공급하고, 상기 챔버 내부에 공급된 상기 요소의 질량에 따라 상기 청수의 공급량을 제어하는 요소수 제조장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
Urea water production device for first supplying the urea into the chamber and controlling the supply amount of the fresh water according to the mass of the urea supplied into the chamber.
제2 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 챔버 내부에 공급된 상기 요소의 양에 비해 상기 청수의 양을 적게 공급하여 기준농도보다 높은 요소수를 먼저 제조하고, 상기 청수를 추가로 공급하여 상기 요소수의 농도를 상기 기준농도로 맞추는 요소수 제조장치.
The method of claim 2, wherein the control unit,
An element that first prepares a higher urea concentration than the reference concentration by supplying a smaller amount of the fresh water compared to the amount of the urea supplied into the chamber, and additionally supplies the fresh water to adjust the concentration of the urea water to the reference concentration. water manufacturing device.
제1 항에 있어서,
일단이 상기 챔버에 연결되고 타단이 선박이 연소기관에서 발생된 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기에 연결되어, 상기 요소수를 상기 선택적촉매환원반응기로 공급하는 요소수공급관을 더 포함하는 요소수 제조장치.
According to claim 1,
A urea water supply pipe having one end connected to the chamber and the other end connected to a selective catalytic reduction reactor for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas generated from a combustion engine of a ship and supplying the urea water to the selective catalytic reduction reactor A number of urea manufacturing apparatus further comprising.
제4 항에 있어서,
상기 요소수공급관 상에 설치되며, 상기 챔버 하방에 위치하여 상기 요소수를 저장하는 저장탱크를 더 포함하되,
상기 탄성지지부는 상기 챔버와 상기 저장탱크 사이에 개재되는 요소수 제조장치.
According to claim 4,
Further comprising a storage tank installed on the urea water supply pipe and located below the chamber to store the urea water,
The elastic support unit is interposed between the chamber and the storage tank.
제5 항에 있어서,
상기 챔버와 상기 저장탱크 사이의 상기 요소수공급관은 적어도 일부가 신축 가능하게 형성되는 요소수 제조장치.
According to claim 5,
At least a part of the urea water supply pipe between the chamber and the storage tank is formed to be flexible.
챔버 내부로 요소를 공급하는 (A) 단계;
상기 챔버의 움직임 또는 위치를 감지하는 (B) 단계;
상기 챔버의 움직임 또는 위치 정보를 바탕으로 상기 챔버의 진동수를 산출하여 상기 챔버 내부에 수용된 상기 요소의 질량을 계산하는 (C) 단계, 및
상기 챔버 내부에 수용된 상기 요소의 질량에 맞춰 청수를 공급하여 요소수를 생성하는 (D) 단계를 포함하는 요소수 제조방법.
(A) supplying urea into the chamber;
(B) detecting the movement or position of the chamber;
(C) calculating the mass of the element accommodated in the chamber by calculating the frequency of the chamber based on the motion or positional information of the chamber; and
A method for producing urea water comprising the step (D) of generating urea water by supplying fresh water according to the mass of the urea accommodated in the chamber.
제7 항에 있어서, 상기 (D) 단계는,
상기 챔버 내부에 공급된 상기 요소의 양에 비해 상기 청수를 적게 공급하여 기준농도보다 높은 요소수를 먼저 제조하고, 상기 청수를 추가로 공급하여 상기 요소수의 농도를 상기 기준농도로 맞추는 요소수 제조방법.
The method of claim 7, wherein the (D) step,
Compared to the amount of the urea supplied into the chamber, the fresh water is supplied less than the standard concentration to prepare the urea solution first, and the fresh water is additionally supplied to adjust the urea solution concentration to the reference concentration. Way.
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