WO2015147521A1 - 선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 방법과 이를 이용하는 선박 - Google Patents

선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 방법과 이를 이용하는 선박 Download PDF

Info

Publication number
WO2015147521A1
WO2015147521A1 PCT/KR2015/002868 KR2015002868W WO2015147521A1 WO 2015147521 A1 WO2015147521 A1 WO 2015147521A1 KR 2015002868 W KR2015002868 W KR 2015002868W WO 2015147521 A1 WO2015147521 A1 WO 2015147521A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hull
engine
eca
exhaust gas
amount
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/002868
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
권영우
한주석
박남기
유정대
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020150031390A external-priority patent/KR20150111281A/ko
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to EP15770293.7A priority Critical patent/EP3124374B1/en
Priority to US14/897,178 priority patent/US9714600B2/en
Priority to CN201580001355.5A priority patent/CN105377694A/zh
Priority to JP2016521237A priority patent/JP6220060B2/ja
Publication of WO2015147521A1 publication Critical patent/WO2015147521A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels

Definitions

  • the present invention relates to a system and a control method for reducing harmful substances of a vessel and a vessel using the same. More specifically, the present invention relates to a communication pipeline such as a hull operating controller in charge of the operation of the hull, an engine driver in charge of driving the engine, and the like. Computation module that can adjust various output factors of the engine to minimize the amount of exhaust gas discharged from the engine when it is located in the Emission Control Area or ECA entry reserve point>, ⁇ Ship is ECA entry reserve point When located at, the preliminary heating of the hazardous substance abatement equipment provides a systematic module that can induce the hazardous substance abatement equipment to perform its function in a timely manner (ie when the hull enters the ECA). The present invention relates to a system and a control method for reducing harmful substances of a ship provided and a ship using the same.
  • Korean Patent Publication No. 10-2010-132310 (Name: SCR system for ships using urea powder and nitrogen oxide reduction method) (published December 17, 2010)
  • Korean Patent Publication No. 10-2003-127737 Name: Blocking device of SCR device using waste heat of ship) (published Nov. 25, 2013)
  • Korean Patent Publication No. 10-2014-46651 (name: denitrification apparatus of large engine for ship) (published Apr. 21, 2014) )
  • the harmful substance reduction device 10 for example, the nitrogen oxide reduction device according to the prior art, the exhaust gas distribution line 12 withdrawn from the engine 11 side, Reducing agent storage tank 21 for storing a reducing agent (eg, urea) for reducing harmful substances, such as nitrogen oxides (NO x ), and connected to the reducing agent storage tank 21, to the exhaust gas distribution line 12 Reducing agent injector 20 for injecting the reducing agent (for example, urea) stored in the reducing agent storage tank 21, and supplying compressed air to smoothly perform a series of reducing agent injection function on the reducing agent injector 20 side
  • a controller 23 which controls the compressed air supply valve 24 by the reducing agent injector 20 by controlling the compressed air supply valve 24 and the compressed air supply valve 24 based on the measured values output from the sensors 19;
  • the engine 11 and the exhaust gas distribution line 12 through While being connected, the SCR reactor 13 for passing the exhaust gas and the reducing agent together to purify harmful substances (eg, nitrogen oxides (NO x )) included
  • the SCR reactor 13 simultaneously passes the exhaust gas and the reducing agent, and reacts the nitrogen oxides (NO x ) with the reducing agent, thereby reducing the nitrogen oxides (NO x ) with nitrogen and water vapor which are harmless to living organisms. (18) and the SCR chamber 17 containing this SCR catalyst 18 are combined.
  • an object of the present invention is an emission restriction zone (ECA) where a ship is strictly prohibited from releasing hazardous substances in a communication pipeline such as a hull operation controller in charge of the operation of the hull and an engine driver in charge of driving the engine.
  • Computation module that can adjust various output factors of the engine in order to minimize the amount of exhaust gas emitted from the engine when the control area) or the ECA entry reserve point is minimized>, ⁇ Ship to the ECA entry reserve point
  • the pre-heating of the hazardous substance abatement equipment can provide the ship with a computer module that can induce the hazardous substance abatement device to perform its function in a timely manner (ie when the hull enters the ECA). It is to provide systematic arrangement.
  • the object of the present invention is to achieve a sufficient heating state capable of normal operation in advance on the hazardous substance reducing device side, and immediately after the start of the ship's ECA operation, the minimum amount of engine-side exhaust gas (or the minimum amount of engine-side harmful) It is possible to perform a series of harmful substance reduction functions only for substances, so that even if the vessel operator does not increase the scale of the hazardous substance reduction apparatus (i.e., miniaturizes the hazardous substance reduction apparatus), ), And guides them to flexibly respond to the latest regulations on hazardous substances, and also can easily avoid serious problems that cannot be normally cleaned of harmful substances contained in exhaust gas due to insufficient performance of the hazardous substance reducing device. To guide you.
  • the hull An engine for propulsion of the hull; A toxic substance reduction device for reducing toxic substances contained in exhaust gas discharged from the engine;
  • a vessel including a hazardous substance reducing device preheating device for preheating the hazardous substance reducing device. This is provided.
  • the Global Positioning System or for the operation of the hull
  • a hull position acquisition module which acquires position information of the hull while communicating with a hull operating controller; The position information of the hull is compared with the previously stored position information of the emission control area (ECA), and the relative position between the ECA and the hull determining whether the hull is located at an ECA entry reserve point close to the ECA.
  • ECA emission control area
  • a determination module When the hull is located at the ECA entry reserve point, the hazardous substance reduction device preheating including a hazardous substance reduction device heating module to communicate with a heat supply unit connected to the hazardous substance reduction device to preheat the hazardous substance reduction device.
  • An apparatus is provided.
  • a method of preheating a noxious substance reducing apparatus for a noxious substance reducing apparatus mounted on a hull provided with an engine comprising: acquiring position information of the hull; Comparing position information of the hull with previously stored position information of an emission control area (ECA) to determine whether the hull is located at an ECA entry reserve point close to the ECA; When the hull is located at the ECA entry preliminary point, there is disclosed a method for preheating the hazardous substance reducing device including preheating the hazardous substance reducing device.
  • ECA emission control area
  • the hull an engine for propulsion of the hull;
  • a toxic substance reduction device for reducing toxic substances contained in exhaust gas discharged from the engine;
  • the output of the engine is adjusted downward to reduce the amount of exhaust gas emitted from the engine.
  • a ship is provided that includes an engine power regulator.
  • a global positioning system (GPS) or a hull operation controller for the operation of the hull
  • GPS global positioning system
  • a hull position acquiring module for acquiring position information of the hull while in communication with the ship;
  • the position information of the hull is compared with the previously stored position information of an emission control area (ECA) to determine the relative position between the ECA and the hull determining whether the hull is located at the ECA or the ECA entry reserve point.
  • ECA emission control area
  • a module When the hull is located at the ECA or the ECA entry reserve point, the hull operation controller or the engine driver for driving the engine, in communication with the engine driver for driving the engine down, by adjusting the engine output factor associated with the output of the engine, discharged from the engine There is provided an engine power control apparatus including an engine power factor control module to reduce the amount of exhaust gas.
  • the engine output control method for adjusting the output of the engine mounted on the hull provided with a hazardous substance reducing device the step of obtaining position information of the hull; Comparing the position information of the hull with position information of an emission control area (ECA) previously stored, and determining whether the hull is located at the ECA or the ECA entry reserve point; When the hull is located at the ECA or the ECA entry reserve point, by adjusting the engine output factor related to the output of the engine, reducing the amount of exhaust gas discharged from the engine includes Is provided.
  • ECA emission control area
  • the hazardous substance reduction device is configured to achieve a sufficient heating state in which normal operation is possible in advance, and as soon as the ECA operation of the hull is started, only a minimum amount of engine side exhaust gas (or a minimum amount of engine side harmful substance) is applied.
  • a series of hazardous substance reduction functions can be performed. Consequently, even if the ship operating body does not increase the scale of the hazardous substance reducing apparatus (that is, even if the hazardous substance reducing apparatus is downsized), Can flexibly respond to the regulation of hazardous substances.
  • due to the insufficient performance of the hazardous substance reducing device side it is possible to easily avoid even the serious problem that the purification of harmful substances contained in the exhaust gas is not normally performed.
  • Figure 1 is an exemplary view conceptually showing a device for reducing harmful substances according to the prior art.
  • Figure 2 is an exemplary diagram conceptually showing a state in which the ship according to the invention enters the ECA.
  • 3, 8 and 9 is an exemplary view conceptually showing the detailed configuration of the ship according to the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary view conceptually showing a detailed configuration of the engine power control apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary view conceptually showing a detailed functional procedure of the engine output control apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary view conceptually showing the detailed configuration of the preheating device for reducing harmful substances according to the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view conceptually showing a detailed functional procedure of the preheating device for reducing harmful substances according to the present invention.
  • the ship 300 side As shown in FIG. 2, under a series of operating environments, the ship 300 side, according to the purpose of operation, not only the general sea area N, but also a discharge restriction area (ECA) where the emission of hazardous substances is strictly prohibited. Area is also frequently operated.
  • ECA discharge restriction area
  • the normal operating state for example, the up operation state of the engine 303, the operation stop state of the harmful substance reduction device 100. Keep) appropriately.
  • the various output factors of the engine 303 so that the amount of exhaust gas discharged from the engine 303 is minimized Measures to adjust downward>, ⁇ preliminary heating of the hazardous substance reducing device 100 so that the harmful substance reducing device 100 can perform its function in a timely manner (that is, when the hull 300a enters the ECA). > Find additional backs.
  • the hazardous substance reduction device 100 side in advance to achieve a sufficient heating state capable of normal operation, and as soon as the ECA operation of the hull 300a is started, the minimum amount of exhaust gas (or the minimum amount of the engine 303 side) Engine (303) side of the hazardous materials only), to perform a series of harmful substances reduction function. Therefore, even when the scale of the hazardous substance reduction device 100 is not increased on the ship operator side (that is, even when the hazardous substance reduction device 100 is downsized), it is possible to flexibly respond to the recent regulation of hazardous substances. Make sure
  • the engine 303 normally operates the output unconditionally (ie, the engine side output factor is not selectively down-regulated). ). Therefore, the harmful substance reduction device 100 for reducing the harmful substances outputted from the engine 303 also has to maintain the enlarged scale at all times.
  • the above-mentioned problems caused by the enlargement of the hazardous substance reducing device 100 on the ship operator side for example, the problem of lowering the space utilization efficiency of the vessel 300, the problem of impossible to transport the large hazardous substance reducing device 100 on land Inevitably, they have to bear the problem of not being able to enlarge various valves.
  • the ship 300 includes a hull 300a, an engine 303 for propulsion of the hull 300a; Hazardous substance reduction device 100 for reducing the harmful substances contained in the exhaust gas discharged from the engine 303 has a configuration that is systematically combined.
  • the hazardous substance reducing device 100 for example, the nitrogen oxide reducing device is the exhaust gas distribution line 112 withdrawn from the engine 303 side of the harmful substances (for example, nitrogen oxides (NO x ))
  • Reductant storage tank 121 for storing a reducing agent (for example, urea) for reduction, and connected to the reducing agent storage tank 121, the reducing agent stored in the reducing agent storage tank 121 in the exhaust gas distribution line 112
  • the controller 123 controls the compressed air supply valve 124 based on the measured value to adjust the amount of reducing agent injection by the reducing agent injector 120, and the exhaust gas is connected to the engine 303 through the exhaust gas distribution line 112.
  • the reducing agent together, SCR reactor 113 for purifying the harmful substances contained in the exhaust gas is to take
  • the SCR reactor 113 is passed through the exhaust gas and the reducing agent at the same time, by reacting the nitrogen oxides (NO x ) with the reducing agent to reduce the nitrogen oxides (NO x ) to nitrogen and water harmless to the organism (SCR catalyst ( 118 and an SCR chamber 117 containing the SCR catalyst 118 have a combined configuration.
  • the distribution path of the exhaust gas on the engine 303 side is changed according to the situation.
  • the exhaust gas flows through the exhaust gas distribution line 306 on the engine 303 side, the exhaust gas flows through the inside of the heating box 307 and contacts the SCR chamber 117, and then the exhaust gas distribution line.
  • the SCR chamber 117, the SCR catalyst 118, and the like can be heated to a predetermined temperature (eg, 260 ° C.) or more.
  • a communication pipe such as a hull operation controller 301 in charge of the operation of the hull 300a, an engine driver 302 in charge of driving the engine 303, and the like.
  • the engine 303 is controlled by adjusting the output of the engine 303 downwardly.
  • the engine power control device 200> will be additionally arranged (of course, the ECA entry reserve point Y1 may be adjusted according to the characteristics of the ship 300). May vary in position).
  • the engine output control apparatus 200 of the present invention may have a structure that is dependently installed in the program block of the engine driver 302 or the program block of the ship operation controller 301 according to the situation.
  • the engine output control device 200 is the interface module 201, the engine driver 302, the ship operating controller 301, the global positioning system ( GPS: operation information storage module 202 to communicate with the global positioning system (400), the hazardous substance detection sensor 130 (see FIG. 3) attached to the rear end of the SCR chamber 117 of the hazardous substance reducing apparatus 100, etc. ,
  • the operation information storage module 202 side in the information storage area of the various operation information required for the engine output control service for example, the registration information of the engine driver 302, the registration information of the ship operation controller 301, GPS Registration information of 400, registration information of the hazardous substance detection sensor 130, location information of the ECA (e.g., position coordinate information), ECA entry reserve point (Y1) reach determination criteria information, purification of harmful substances (harmful substance reduction device Reference amount information of the harmful substances contained in the exhaust gas purified through (100)), down-regulation reference information by engine output factor, up-regulation reference information by engine output factor, program component information required for the performance of each computer module
  • a series of engine power adjustment procedures according to the present invention can be normally performed without any problems. The secondary role that is so carried out.
  • the hull position acquisition module 203 side while communicating with the ship operation controller 301, GPS 400, etc. via the interface module 201, The procedure of acquiring the position information (for example, position coordinate information) of the hull 300a from them is carried out.
  • the relative position determination module 204 between the ECA and the hull communicates with the hull position acquisition module 203, whereby the acquisition is completed.
  • the positional information (eg, positional coordinate information) of the hull 300a is read.
  • the relative position determination module 204 side between the ECA and the hull communicates with the operation information storage module 202, and the position information (e.g., position coordinate information) of the ECA previously stored in the information storage area thereof, and the preliminary entry of the ECA.
  • the procedure of extracting the determination information of the arrival point of the point Y1 is performed (see FIG. 5).
  • the position information (eg, position coordinate information) of the hull 300a, the position information (eg, position coordinate information) of the ECA, the ECA entry reserve point Y1 arrival determination reference information, etc. are completed.
  • the relative position determination module 204 side between the ECA and the hull proceeds a series of information comparison routine based on the ECA entry preliminary point (Y1) arrival determination reference information. Compare the positional information (eg, positional coordinate information) of the hull 300a with the positional information (eg, positional coordinate information) of the ECA. Through this, whether the hull 300a is located at the ECA or the ECA entry reserve point Y1.
  • the procedure of determining the process is performed (see FIG. 5).
  • the engine output factor adjustment module 205 communicates with the relative position determination module 204 between the ECA and the hull. Check the result. Thereafter, the engine output factor adjustment module 205 communicates with the operation information storage module 202 and performs a procedure of extracting down regulation reference information for each engine output factor previously stored in the information storage area thereof ( 5).
  • the engine output factor employed in the present invention is preferably a ship speed of the hull 300a, revolutions per minute of the engine 303, the fuel amount of the engine 303, the effective pressure of the engine 303 Etc. may be selected.
  • the engine output factor control module 205 side proceeds with a series of information generation routines based on this, for example, ⁇ AA speed of the hull 300a Decrease to SS>, ⁇ reduce Revolutions Per Minute of engine 303 to GG for YY minutes>, ⁇ reduce the fuel amount of engine 303 to KK for JJ minutes>, ⁇ engine 303 Reduce the effective pressure to NN for CC minutes>, and proceed with the procedure of generating a request message for the engine power factor down adjustment including the details (see FIG. 5).
  • the engine output factor down adjustment request message including the details of reducing the fuel amount of the engine 303 to KK for JJ minutes> and ⁇ reducing the effective pressure of the engine 303 to NN for CC minutes> is generated, the engine is completed.
  • the output factor adjustment module 205 communicates with the ship operation controller 301, the engine driver 302, etc. via the interface module 201, and generates the engine output factor down adjustment request message from the ship operation controller 301. Then, the procedure of transmitting to the engine driver 302 is performed (see FIG. 5).
  • Procedure> ⁇ a procedure of down-regulating the revolutions per minute of the engine 303 from the time when the hull 300a enters the ECA entry reserve point Y1>, and ⁇ the ECA entry reserve point Y1
  • the output of the engine 303 is adjusted downward, and finally, at the time when the hull 300a enters the ECA, the amount of exhaust gas discharged from the engine 303 corresponds to the capacity of the hazardous substance reducing device 100. It can be naturally reduced (that is, naturally within the range of the hazardous substance reduction treatment capacity of the hazardous substance reduction device 100).
  • the ship 300 is harmful in a communication pipeline such as the hull operation controller 301 in charge of the operation of the hull 300a and the engine driver 302 in charge of driving the engine 303. If the discharge of material is located at the ECA or ECA entry point where it is strictly prohibited, computerized to adjust various output factors of the engine 303 to minimize the amount of exhaust gas emitted from the engine 303 Module> provides systematic layout. Therefore, under the implementation environment of the present invention, on the hazardous substance reduction device 100 side, immediately after the start of the ECA operation of the hull 300a, the minimum amount of exhaust gas on the engine 303 side (or the minimum amount on the engine 303 side is harmful). Substances), it is possible to smoothly perform a series of harmful substance reduction functions. As a result, the ship operator can flexibly respond to the latest regulations on hazardous substances even when the scale of the hazardous substance reduction device is not increased (ie, the size of the hazardous substance reduction device is downsized).
  • purifying harmful substance emission acquisition module 206 in addition to the above-described respective computational modules, purifying harmful substance emission acquisition module 206, ECA entry determination module 208 Etc. are further arranged.
  • the purifying hazardous substances emission module 206 side while communicating with the hazardous substance detection sensor 130 attached to the rear end of the SCR chamber 117 of the hazardous substance reducing device 100, this hazardous substance detection sensor 130 The procedure of acquiring the quantity of the toxic substance (the toxic substance contained in the exhaust gas purified through the harmful substance reduction device 100) from the side is carried out (see FIG. 5).
  • the engine output factor control module 205 side obtains the purifying harmful substance discharge obtaining module ( 206) to read the amount of purifying hazardous substances.
  • the engine output factor control module 205 is in communication with the operation information storage module 202, and proceeds with the procedure of extracting the reference amount information of the purifying harmful substances previously stored in its information storage area (FIG. 5). Reference).
  • the engine output factor control module 205 proceeds with a series of information comparison routines to determine the amount and purify of the purifying harmful substance. Compare the amounts of hazardous substances with each other. Through this, it is determined whether or not the amount of the purifying harmful substances contained in the exhaust gas passing through the harmful substance reducing apparatus 100 exceeds the preset amount of the purifying harmful substances (see FIG. 5).
  • the engine output factor control module 205 operates. Communication with the information storage module 202 is performed to extract down-regulation reference information for each engine output factor previously stored in the information storage area thereof. After that, a series of information generating routines are performed based on the extraction result.
  • the engine output factor adjustment module 205 communicates with the ship operation controller 301, the engine driver 302, and the like via the interface module 201, and sends the generated engine output factor re-down adjustment request message to the ship operation controller ( 301, the engine driver 302, and the like, may be transferred (see FIG. 5).
  • the vessel operation controller 301, the engine driver 302, etc. reads the engine output factor re-downlink request message, and according to the details, ⁇ procedure to re-downline the ship speed of the hull 300a>, ⁇ engine Re-slowing the Revolutions Per Minute of (303)>, ⁇ Re-slowing the fuel amount of the engine 303>, ⁇ Resizing the effective pressure of the engine 303> Etc.
  • the amount of the exhaust gas and harmful substances discharged from the engine 303 can be further reduced, and as a result, the harmful substances contained in the exhaust gas purified through the harmful substances (the harmful substance reducing device 100). ) Can also be greatly reduced.
  • the ECA entry determination module 208 in cooperation with each of the preceding computer module to communicate with the hull position acquisition module 203, thereby obtaining the position information (eg, position coordinate information) of the hull 300a obtained ).
  • the CA entry determination module 208 communicates with the operation information storage module 202 and proceeds with the procedure of extracting the location information (eg, position coordinate information) of the ECA previously stored in its information storage area. (See FIG. 5).
  • the ECA entry determination module 208 determines a sequence By comparing the information, the position information (eg, position coordinate information) of the hull 300a and the position information (eg, position coordinate information) of the ECA are compared, whereby the hull 300a is out of the ECA.
  • the procedure of determining the process is performed (see FIG. 5).
  • the engine output factor adjustment module 205 communicates with the ECA entry determination module 208, checks this, and then stores the operation information storage module 202. Communication with each other, the procedure of extracting up-regulation reference information for each engine output factor previously stored in its information storage area is performed (see FIG. 5).
  • the engine output factor adjustment module 205 performs a series of information generation routines based on this. For example, ⁇ increase ship speed of hull 300a to SS for AA minutes>, ⁇ increase Revolutions Per Minute of engine 303 to GG for YY minutes>, ⁇ engine ( Increase the amount of fuel of 303) to KK for JJ minutes> and ⁇ increase the effective pressure of engine 303 to NN for CC minutes > (See FIG. 5).
  • a request message for the engine power factor upward adjustment request is generated, such as ⁇ increase the fuel amount of the engine 303 to KK for JJ minutes> and ⁇ increase the effective pressure of the engine 303 to NN for CC minutes>.
  • the engine output factor adjustment module 205 communicates with the ship operation controller 301, the engine driver 302, and the like through the interface module 201, and operates the vessel output factor upward adjustment request message. The transmission to the controller 301, the engine driver 302, etc. is performed (see FIG. 5).
  • the vessel 300 when the vessel 300 is located at the ECA or ECA entry reserve point (Y1), the amount of exhaust gas discharged from the engine 303 is minimized. Accordingly, even when the HCA 300a starts to operate the ECA, the minimum amount of exhaust gas (or the minimum amount of the harmful substances on the engine 303 side) is started without any increase in the capacity of the hazardous substance reducing device 100. ), A series of hazardous substance reduction functions are induced to perform normally.
  • the hazardous substance reduction device 100 when the hazardous substance reduction device 100 does not achieve a normal heating state in a timely manner (i.e., at the time when the hull 300a enters the ECA), the engine operating side of the ship operates on the engine side. Even if the amount of the exhaust gas discharged from the 303 is minimized, the purification of the harmful substance contained in the exhaust gas may not be normally performed due to the insufficient performance of the hazardous substance reduction device 100.
  • a communication pipeline such as a hull operation controller 301 that is responsible for the operation of the hull 300a, a hazardous substance reduction device 100 side controller 123, and the like.
  • the harmful substance reducing device 100 is preheated in advance to prevent the harmful substances.
  • measures for additionally arranging a noxious substance abatement device preheater 500 to induce normal operation may be taken.
  • the entry reserve point Y2 may have various changes in its position according to the characteristics of the ship 300).
  • the hazardous substance reduction device preheating apparatus 500 of the present invention is structured to be installed in the program block of the controller 123 of the hazardous substance reduction device 100 side or the program block of the ship operation controller 301 according to the situation. You can also take
  • the harmful substance reduction device preheating apparatus 500 is a ship operation controller 301, a global positioning system (GPS) via the interface module 501. System) (400), hazardous substance reduction device 100, operation information storage that communicates with the hazardous substance detection sensor 130 (see Fig. 3) attached to the rear end of the SCR chamber 117 of the hazardous substance reduction device 100, etc.
  • Module 502 Hull Position Acquisition Module 503, ECA and Hull Relative Position Determination Module 504, Hazardous Substance Reduction Equipment Heating Module 505, Purification Hazardous Substance Discharge Acquisition Module 506, Hazardous Substance Purification Induction Module 507, the ECA entry determination module 508, and the like are closely combined.
  • the operation information storage module 502 side in the information storage area of the various types of operation information required for preheating service for reducing harmful substances for example, the registration information of the ship operation controller 301, the registration information of the GPS 400 , Registration information of the controller 123 of the hazardous substance reduction device 100, registration information of the hazardous substance detection sensor 130, location information of the ECA (eg, position coordinate information), and ECA entry reserve point (Y1) arrival determination criteria Information, reference quantity information of the harmful substances (hazardous substances contained in the exhaust gas purified through the harmful substance reduction device 100), preheating reference information for each heat supply unit, additional supply reference information for reducing agent,
  • the program component information for connecting / maintaining communication sessions of each computer module, a series of preliminary heating procedures for reducing harmful substances according to the present invention It plays a role of assisting to proceed normally without any problems.
  • the hull position acquisition module 503 side while communicating with the ship operation controller 301, GPS 400, etc. via the interface module 501, The procedure of acquiring the position information (for example, position coordinate information) of the hull 300a from them is carried out.
  • the relative position determination module 504 between the ECA and the hull communicates with the hull position acquisition module 503, whereby the acquisition is completed.
  • the positional information (eg, positional coordinate information) of the hull 300a it communicates with the operation information storage module 502, and the positional information (e.g., positional coordinates) of the ECA previously stored in its information storage area. Information), and the procedure for extracting the ECA entry reserve point (Y2) arrival determination reference information, etc. is performed (see FIG. 7).
  • the position information (eg, position coordinate information) of the hull 300a, the position information (eg, position coordinate information) of the ECA, the ECA entry reserve point (Y2) arrival determination reference information, etc. are completed.
  • the relative position determination module 504 side between the ECA and the hull proceeds a series of information comparison routines based on the ECA entry reserve point (Y2) arrival determination reference information, the position information (eg, position coordinate information) of the hull 300a And compares the position information (eg, position coordinate information) of the ECA, and through this, proceeds to determine whether the hull 300a is located at the ECA entry reserve point (Y2) (see Figure 7).
  • the hazardous substance reducing device heating module 505 side communicates with the relative position determination module 504 between the ECA and the hull, Check the result. Subsequently, the hazardous substance reducing device heating module 505 communicates with the operation information storage module 502 and extracts preheating reference information for each heat supply unit previously stored in the information storage area. (See FIG. 7).
  • ⁇ SCR chamber 117 of the hazardous substance reducing device 100 by switching the distribution path of the exhaust gas discharged from the engine 303 to the hazardous substance reducing device 100 side.
  • Exhaust gas distribution path switcher 304 capable of heating the heater 304 (shown in FIG. 3), and the SCR chamber of the hazardous substance reducing device 100 by supplying high temperature heating air to the hazardous substance reducing device 100.
  • Heating air supply 600 capable of heating 117> (shown in FIG. 8), ⁇ Hazardous substance reduction device 100 by supplying electricity to the heating coil 701 side connected to the harmful substance reduction device 100, Heating coil actuator 700 (shown in FIG. 9), etc., capable of heating the SCR chamber 117 of FIG.
  • the harmful substance reducing device heating module 505 proceeds with a series of information generation routines based on this, and, for example, exhaust exhausted from the engine 303. Switch the gas distribution path to the exhaust gas distribution line 306>, ⁇ Supply heating air for AA>, ⁇ Run heating coil for CC under BB condition>, etc. A procedure of generating a preheating request message is performed (see FIG. 7).
  • the hazardous substance reducing device heating module 505 is connected via the interface module 501.
  • the preliminary heating request message for the generated harmful substance reduction device is converted into the exhaust gas distribution path switch 304 and heating.
  • the procedure of transmitting to the air supply 600, the heating coil actuator 700, and the like is performed (see FIG. 5).
  • the exhaust gas distribution path switcher 304 takes measures to distribute the exhaust gas from the engine 303 side through the exhaust gas distribution line 306 so that the exhaust gas is heated by the heating box 307. ) And flows into the SCR chamber 117. Thereafter, the exhaust gas is discharged through the exhaust gas distribution line 308 to induce the SCR chamber 117, the SCR catalyst 118, and the like to be heated above a predetermined temperature (eg, 260 ° C.).
  • a predetermined temperature eg, 260 ° C.
  • the heating coil is activated.
  • the heating coil is in contact with the SCR chamber 117, the SCR chamber 117, SCR catalyst 118, etc. (Eg, 260 ° C.) to induce heating.
  • the harmful substance reduction device 100 is preheated from the preliminary point of entry of the ECA to Y2, and when the hull 300a enters the ECA, the function can be normally exhibited without any problem.
  • the ship 300 is located at the ECA entry reserve point Y2 in the communication pipeline of the hull operation controller and the hazardous substance reduction device 100 side controller 123, which are in charge of the operation of the hull.
  • a computer that can induce the hazardous substance reducing device to properly perform its function in a timely manner (that is, when the hull 300a enters the ECA). Module> and so on.
  • the hazardous substance reduction device 100 has achieved a sufficient heating state in which normal operation is possible in advance, and as soon as the ECA operation of the hull 300a is started, a minimum amount of engine side exhaust gas ( Alternatively, a series of harmful substances reduction functions can be performed for only a minimum amount of hazardous substances on the engine side. As a result, the ship operating subject side can easily avoid the serious problem that the purification of the harmful substances contained in the exhaust gas is not normally performed due to the insufficient performance of the hazardous substance reducing device 100 side.
  • the purifying harmful substances emission module 506 side while communicating with the hazardous substance detection sensor 130 attached to the rear end of the SCR chamber 117 of the hazardous substance reducing device 100, this hazardous substance detection sensor 130
  • the procedure for acquiring the amount of the purifying harmful substance is performed from the side (see FIG. 7).
  • the purifying harmful substance emission obtaining module (507) is added on the side of the hazardous substance purifying induction module (507). 506) to read the amount of the purifying hazardous substance.
  • the hazardous substance addition purification induction module 507 communicates with the operation information storage module 502 and proceeds with the procedure of extracting the reference amount information of the purified hazardous substance previously stored in the information storage area thereof (FIG. 7). Reference).
  • the harmful substance addition purification induction module 507 proceeds with a series of information comparison routines to determine the amount of the purifying harmful substances, Compare standard amounts of toxic substances to be cleaned. Through this, it is determined whether or not the amount of the purifying harmful substances contained in the exhaust gas passing through the harmful substance reducing apparatus 100 exceeds the preset amount of the purifying harmful substances (see FIG. 7).
  • the harmful substance addition purification induction module 507 It communicates with the operation information storage module 502 and extracts the reducing agent additional supply reference information previously stored in the information storage area thereof. Then, a series of information generating routines are performed based on the extraction result, and a procedure of generating a reducing agent increase request message containing the details of, for example, ⁇ increase the amount of reducing agent by FF under AA conditions> is performed. See FIG. 7).
  • the hazardous substance addition purification induction module 507 is connected via the interface module 501.
  • the procedure for transmitting the generated reducing agent increase request message to the controller 123 of the hazardous substance reducing apparatus 100 is performed (see FIG. 7). .
  • the controller 123 reads the reducing agent increase request message. After that, according to the details, the ⁇ procedure for controlling the compressed air supply valve 124 to increase the amount of reducing agent injection by the reducing agent injector 120> is carried out, and finally, the exhaust gas discharged from the engine 303 and Hazardous substances may be subject to further purification procedures. As a result, the amount of the purifying harmful substance (the harmful substance contained in the exhaust gas purified through the harmful substance reducing device 100) can be greatly reduced.
  • the ECA entry determination module 508 in cooperation with each of the preceding computer module to communicate with the hull position acquisition module 503, thereby obtaining the position information (eg, position coordinate information) of the hull 300a obtained ).
  • the ECA entry determination module 508 communicates with the operation information storage module 502 and proceeds with the procedure of extracting location information (eg, position coordinate information) of the ECA previously stored in its information storage area. (See FIG. 7).
  • the ECA entry / determination module 508 determines the sequence. Proceed with the information comparison routine. In this way, the positional information (eg, positional coordinate information) of the hull 300a is compared with the positional information (eg, positional coordinate information) of the ECA, and a procedure of determining whether the hull 300a is out of the ECA is performed. (See FIG. 7).
  • the hazardous substance reducing device heating module 505 side communicates with the ECA entry determination module 508, checks this, and then generates a series of information generating routines. Proceeding, the process of generating a request message for stopping the heating of the hazardous substance reducing device containing the details of ⁇ Stop the heating process for the harmful substance reducing device 100> proceeds (see FIG. 7).
  • the hazardous substance reducing device heating module 505 is configured on the interface module 501. Communication with the exhaust gas distribution path switcher 304, the heating air supplier 600, the heating coil actuator 700, and the like, to generate the harmful substance reducing device heating stop request message. ), The heating air supplier 600, the heating coil actuator 700, and the like to transfer the procedure (see Figure 7).
  • the exhaust gas distribution path switcher 304 when the request for stopping the heating of the hazardous substance reducing device containing the details of ⁇ Stop the heating process for the hazardous substance reducing device 100> is received / received, the exhaust gas distribution path switcher 304 ), The heating air supplier 600, the heating coil actuator 700, and the like, after reading the request message for stopping the heating of the harmful substance reducing device, and is switched to a series of heat supply deactivation states according to the details. Through this, the exhaust gas / heating air supply, heat / electricity supply, etc.
  • the present invention has an overall useful effect in many fields that require purification of harmful substances.

Abstract

선박은, 선체와, 상기 선체의 추진을 위한 엔진과, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기와, 상기 선체가 유해물질의 배출이 제한되는 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)에 근접한 ECA 진입예비지점에 위치하는 경우, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 유해물질 저감기기 예열장치를 포함한다. 선박은, 선체와, 상기 선체의 추진을 위한 엔진과, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기와 상기 선체가 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하는 경우, 상기 엔진의 출력을 하향 조절하여, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양을 저감시키는 엔진출력 조절장치를 포함한다.

Description

선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 방법과 이를 이용하는 선박
본 발명은 선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 제어방법과 이를 이용한 선박에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 선체의 운영을 담당하는 선체운영 제어기, 엔진의 구동을 담당하는 엔진 구동기 등의 통신 파이프라인 내에, <선박이 유해물질의 배출이 엄격히 금지된 배출제한구역(ECA: Emission Control Area) 또는 ECA 진입예비지점에 위치하게 되는 경우, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 최소화될 수 있도록 해당 엔진의 각종 출력인자를 하향 조절할 수 있는 전산모듈>, <선박이 ECA 진입예비지점에 위치하게 되는 경우, 유해물질 저감기기를 예비 가열함으로써, 해당 유해물질 저감기기가 적시(즉, 선체가 ECA에 진입하는 시점)에 그 기능을 발휘할 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 체계적으로 배치 제공하는 선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 제어방법과 이를 이용한 선박에 관한 것이다.
최근, 선박에서 배출되는 유해물질, 예컨대, 질소산화물(NOx)에 대한 규제가 한층 강화되면서(참고로, 2016년에 발효되는 TierⅢ에서는 질소산화물 배출을 예컨대, 3.4g/KW 이하(rpm 130 미만의 경우)로 규제할 예정임), 예를 들어, SCR(Selective Catalyst Reduction; 선택적 촉매환원) 등의 기술을 활용한 다양한 종류의 선박용 유해물질 저감기기가 폭 넓게 개발/보급되고 있다.
예를 들어, 한국 공개특허 제10-2010-132310호(명칭: 우레아 파우더를 이용한 선박용 SCR 시스템 및 질소산화물 저감방법)(2010.12.17.자 공개), 한국 공개특허 제10-2003-127737호(명칭: 선박의 폐열을 이용한 SCR 장치의 막힘 방지장치)(2013.11.25.자 공개), 한국 공개특허 제10-2014-46651호(명칭: 선박용 대형 엔진의 탈질장치)(2014.4.21.자 공개) 등에는 이러한 종래의 기술에 따른 선박용 유해물질 저감기기의 세부적인 구성이 좀더 상세하게 개시되어 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 유해물질 저감기기(10), 예를 들어, 질소산화물 저감기기는, 엔진(11) 측으로부터 인출되는 배기가스 유통라인(12)과, 유해물질, 예컨대, 질소산화물(NOx)의 저감을 위한 환원제(예컨대, 우레아)를 저장하는 환원제 저장탱크(21)와, 환원제 저장탱크(21)와 연결되면서, 배기가스 유통라인(12)으로 환원제 저장탱크(21)에 저장되어 있던 환원제(예컨대, 우레아)를 분사하는 환원제 분사기(20)와, 환원제 분사기(20) 측에서 일련의 환원제 분사기능을 원활하게 수행할 수 있도록 압축공기를 공급하는 압축공기 공급기(22)와, 센서(19)들 측으로부터 출력되는 측정값을 토대로 압축공기 공급밸브(24)를 제어하여, 환원제 분사기(20)에 의한 환원제 분사량을 조절하는 제어기(23)와, 배기가스 유통라인(12)을 통해 엔진(11)과 연결되면서, 배기가스와 환원제를 함께 통과시켜, 배기가스에 포함된 유해물질(예컨대, 질소산화물(NOx))을 정화시키는 SCR 반응기(13)가 체계적으로 조합된 구성을 가진다.
이때, 상기 SCR 반응기(13)는 배기가스와 환원제를 동시에 통과시키면서, 질소산화물(NOx)을 환원제와 반응시켜, 해당 질소산화물(NOx)을 생물에 무해한 질소와 수증기로 환원 처리하는 SCR 촉매(18)와, 이 SCR 촉매(18)를 수용하는 SCR 챔버(17)가 조합된 구성을 가진다.
이러한 종래의 체제 하에서, 엔진(11)의 출력 량이 커지게 되면, 그에 비례하여, 유해물질 저감기기(10)의 규모도 커질 수밖에 없게 된다. 이는, 엔진(11)의 출력 량이 커지게 되면, 해당 엔진(11) 측으로부터 발생되는 배기가스의 양 역시 대폭 증가할 수밖에 없게 되기 때문이다.
그러나, 엔진(11)의 출력 량에 비례하여, 유해물질 저감기기(10)의 규모를 무작정 확장시키는 데에는 많은 한계가 따를 수밖에 없다. 이는 유해물질 저감기기(10)의 규모가 커지게 되면, 예를 들어, 선박의 공간활용효율 저하 문제점, 대형 유해물질 저감기기(10)의 육상운송 불가 문제점, 각종 밸브의 대형화 불가 문제점 등이 불가피하게 발생할 수밖에 없기 때문이다.
물론, 상술한 유해물질 저감기기(10)의 규모확장 제한 상황 하에서, 선박 운영주체 측에서는 엔진(11) 측으로부터 발생되는 유해물질을 정화시킴에 있어서, 큰 어려움을 겪을 수밖에 없게 되며, 결국, 그에 따른 유/무형의 피해를 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 선체의 운영을 담당하는 선체운영 제어기, 엔진의 구동을 담당하는 엔진 구동기 등의 통신 파이프라인 내에, <선박이 유해물질의 배출이 엄격히 금지된 배출제한구역(ECA: Emission Control Area) 또는 ECA 진입예비지점에 위치하게 되는 경우, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 최소화될 수 있도록 해당 엔진의 각종 출력인자를 하향 조절할 수 있는 전산모듈>, <선박이 ECA 진입예비지점에 위치하게 되는 경우, 유해물질 저감기기를 예비 가열함으로써, 해당 유해물질 저감기기가 적시(즉, 선체가 ECA에 진입하는 시점)에 그 기능을 발휘할 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 선박에 체계적으로 배치 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 유해물질 저감기기 측에서, 정상가동이 가능한 충분한 가열상태를 미리 이루고 있다가, 선체의 ECA 운항이 개시되는 즉시, 최소량의 엔진 측 배기가스(또는, 최소량의 엔진 측 유해물질)만을 대상으로 하여, 일련의 유해물질 저감기능을 수행할 수 있도록 함으로써, 선박 운영주체 측에서 유해물질 저감기기의 규모를 대형화시키지 않은 상태에서도(즉, 유해물질 저감기기를 소형화한 상태 하에서도), 최근의 유해물질 규제에 탄력적으로 대응할 수 있도록 가이드하고, 아울러, 유해물질 저감기기 측 기능수행 미비로 인해, 배기가스에 포함된 유해물질의 정화가 정상적으로 이루어지지 못하는 심각한 문제점까지도 손쉽게 회피할 수 있도록 가이드하는데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체와; 상기 선체의 추진을 위한 엔진과; 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기와; 상기 선체가 유해물질의 배출이 제한되는 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)에 근접한 ECA 진입예비지점에 위치하는 경우, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 유해물질 저감기기 예열장치를 포함하는 선박이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 엔진 및 유해물질 저감기기를 구비하는 선체에 탑재되는 유해물질 저감기기 예열장치에 있어서, 글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System) 또는 상기 선체의 운영을 위한 선체운영 제어기와 통신하면서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 선체위치 취득모듈과; 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA에 근접한 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈과; 상기 선체가 상기 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 유해물질 저감기기와 연결된 열 공급 유닛과 통신하여, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 유해물질 저감기기 가열모듈을 포함하는 유해물질 저감기기 예열장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 엔진을 구비하는 선체에 탑재된 유해물질 저감기기를 대상으로 하는 유해물질 저감기기 예열방법에 있어서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 단계와; 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA에 근접한 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 단계와; 상기 선체가 상기 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 단계를 포함하는 유해물질 저감기기 예열방법이 개시된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선체와, 상기 선체의 추진을 위한 엔진과; 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기와; 상기 선체가 유해물질의 배출이 제한되는 배출제한구역(ECA: Emission Control Area) 또는 ECA 진입예비지점에 위치하는 경우, 상기 엔진의 출력을 하향 조절하여, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양을 저감시키는 엔진출력 조절장치를 포함하는 선박이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 엔진 및 유해물질 저감기기를 구비하는 선체에 탑재되는 엔진출력 조절장치에 있어서, 글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System) 또는 상기 선체의 운영을 위한 선체운영 제어기와 통신하면서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 선체위치 취득모듈과; 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈과; 상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 선체운영 제어기 또는 상기 엔진의 구동을 위한 엔진 구동기와 통신하여, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 저감되도록 하는 엔진출력인자 조절모듈을 포함하는 엔진출력 조절장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 유해물질 저감기기를 구비하는 선체에 탑재된 엔진의 출력을 조절하는 엔진출력 조절방법에 있어서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 단계와; 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 단계와; 상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양을 저감시키는 단계를 포함하는 엔진출력 조절방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 유해물질 저감기기 측에서는, 정상가동이 가능한 충분한 가열상태를 미리 이루고 있다가, 선체의 ECA 운항이 개시되는 즉시, 최소량의 엔진 측 배기가스(또는, 최소량의 엔진 측 유해물질)만을 대상으로 하여, 일련의 유해물질 저감기능을 수행할 수 있게 되며, 결국, 선박 운영주체 측에서는 유해물질 저감기기의 규모를 대형화시키지 않은 상태에서도(즉, 유해물질 저감기기를 소형화한 상태 하에서도), 최근의 유해물질 규제에 탄력적으로 대응할 수 있다. 아울러, 유해물질 저감기기 측 기능수행 미비로 인해, 배기가스에 포함된 유해물질의 정화가 정상적으로 이루어지지 못하는 심각한 문제점까지도 손쉽게 회피할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 유해물질 저감장치를 개념적으로 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박이 ECA로 진입하는 모습을 개념적으로 도시한 예시도이다.
도 3, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 선박의 세부 구성을 개념적으로 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 엔진출력 조절장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 엔진출력 조절장치의 세부적인 기능수행절차를 개념적으로 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유해물질 저감기기 예열장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 유해물질 저감기기 예열장치의 세부적인 기능수행절차를 개념적으로 도시한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 예시적인 방법으로 좀더 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일련의 운항 환경 하에서, 선박(300) 측에서는 그 운항목적에 따라, 일반해상구역(N) 뿐만 아니라, 유해물질의 배출이 엄격히 금지된 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)도 빈번히 운항하게 된다.
이러한 운항 환경 하에서, 본 발명에서는 선박(300)이 일반해상구역(N)에 위치하고 있을 때는 통상의 운항상태(예컨대, 엔진(303)의 상향가동상태, 유해물질 저감기기(100)의 가동정지상태)를 적절히 유지한다. 해당 선박(300)이 ECA 또는 ECA 진입예비지점(Y1,Y2)에 위치하게 되는 경우, <엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 양이 최소화될 수 있도록 해당 엔진(303)의 각종 출력인자를 하향 조절하는 조치>, <유해물질 저감기기(100)가 적시(즉, 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점)에 그 기능을 발휘할 수 있도록 해당 유해물질 저감기기(100)를 예비 가열하는 조치> 등을 추가적으로 강구한다. 이를 통해, 유해물질 저감기기(100) 측에서, 정상가동이 가능한 충분한 가열상태를 미리 이루고 있다가, 선체(300a)의 ECA 운항이 개시되는 즉시, 최소량의 엔진(303) 측 배기가스(또는, 최소량의 엔진(303) 측 유해물질)만을 대상으로 하여, 일련의 유해물질 저감기능을 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 선박 운영주체 측에서 유해물질 저감기기(100)의 규모를 대형화시키지 않은 상태에서도(즉, 유해물질 저감기기(100)를 소형화한 상태 하에서도), 최근의 유해물질 규제에 탄력적으로 대응할 수 있도록 한다.
참고로, 종래에는 선박(300)이 일반해상구역(N)에 위치하고 있던지, ECA에 위치하고 있던지 간에 무조건 엔진(303)의 출력을 정상 가동시킨다(즉, 엔진 측 출력인자를 선택적으로 하향 조절하지 아니한다). 따라서, 해당 엔진(303)으로부터 출력되는 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기(100) 역시 대형화된 규모를 항상 유지할 수밖에 없었다. 결국, 선박 운영주체 측에서는 유해물질 저감기기(100)의 대형화에 기인한 상술한 문제점, 예를 들어, 선박(300)의 공간활용효율 저하 문제점, 대형 유해물질 저감기기(100)의 육상운송 불가 문제점, 각종 밸브의 대형화 불가 문제점 등을 고스란히 감수할 수밖에 없었다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박(300)은 선체(300a)와, 선체(300a)의 추진을 위한 엔진(303)과; 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기(100)가 체계적으로 조합된 구성을 가진다.
이 경우, 유해물질 저감기기(100), 예를 들어, 질소산화물 저감기기는 엔진(303) 측으로부터 인출되는 배기가스 유통라인(112)과, 유해물질(예컨대, 질소산화물(NOx))의 저감을 위한 환원제(예컨대, 우레아)를 저장하는 환원제 저장탱크(121)와, 환원제 저장탱크(121)와 연결되면서, 배기가스 유통라인(112)으로 환원제 저장탱크(121)에 저장되어 있던 환원제를 분사하는 환원제 분사기(120)와, 환원제 분사기(120) 측에서 일련의 환원제 분사기능을 원활하게 수행할 수 있도록 압축공기를 공급하는 압축공기 공급기(122)와, 센서(119)들 측으로부터 출력되는 측정값을 토대로 압축공기 공급밸브(124)를 제어하여 환원제 분사기(120)에 의한 환원제 분사량을 조절하는 제어기(123)와, 배기가스 유통라인(112)을 통해 엔진(303)과 연결되면서 배기가스와 환원제를 함께 통과시켜, 배기가스에 포함된 유해물질을 정화시키는 SCR 반응기(113)가 체계적으로 조합된 구성을 취하게 된다.
이때, 상기 SCR 반응기(113)는 배기가스와 환원제를 동시에 통과시키면서, 질소산화물(NOx)을 환원제와 반응시켜 해당 질소산화물(NOx)을 생물에 무해한 질소와 수증기로 환원 처리하는 SCR 촉매(118)와, 이 SCR 촉매(118)를 수용하는 SCR 챔버(117)가 조합된 구성을 가진다.
여기서, 배기가스 유통라인(112) 상에 배치된 배기가스 유통경로 전환기(304) 측에서는 상황에 따라, 엔진(303) 측 배기가스의 유통경로를 배기가스 유통라인(305)(배기가스의 정화가 필요 없을 경우), 배기가스 유통라인(112)(배기가스의 정화가 필요할 경우), 배기가스 유통라인(306)(배기가스를 SCR 반응기(113) 가열용으로 활용할 경우) 등으로 전환시키는 기능을 수행하게 된다.
이때, 엔진(303) 측 배기가스가 배기가스 유통라인(306)을 통해 유통될 경우, 해당 배기가스는 가열 박스(307)의 내부를 흘러 SCR 챔버(117)와 접촉된 후, 배기가스 유통라인(308)을 통해 배출됨으로써, SCR 챔버(117), SCR 촉매(118) 등을 일정 온도(예컨대, 260℃) 이상으로 가열시키는 기능을 수행할 수 있게 된다.
한편, 이러한 본 발명의 체제 하에서도, 상술한 바와 같이, 엔진(303)의 출력 량이 커지게 되면, 그에 비례하여, 유해물질 저감기기(100)의 규모도 커질 수밖에 없게 된다. 이는, 엔진(303)의 출력 량이 커지게 되면, 해당 엔진(303) 측으로부터 발생되는 배기가스의 양 역시 대폭 증가할 수밖에 없게 되기 때문이다.
그러나, 엔진(303)의 출력 량에 비례하여, 유해물질 저감기기(100)의 규모를 무작정 확장시키는 데에는 많은 한계가 따를 수밖에 없다. 이는 유해물질 저감기기(100)의 규모가 커지게 되면, 예를 들어, 선박(300)의 공간활용효율 저하 문제점, 대형 유해물질 저감기기(100)의 육상운송 불가 문제점, 각종 밸브의 대형화 불가 문제점 등이 불가피하게 발생할 수밖에 없게 되기 때문이다.
이러한 민감한 상황 하에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 선체(300a)의 운영을 담당하는 선체운영 제어기(301), 엔진(303)의 구동을 담당하는 엔진 구동기(302) 등의 통신 파이프라인 내에, <선체(300a)가 유해물질의 배출이 엄격히 제한되는 ECA 또는 ECA 진입예비지점(Y1)에 위치하게 되는 경우(도 2 참조), 엔진(303)의 출력을 하향 조절함으로써, 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 양을 저감시키는 엔진출력 조절장치(200)>를 추가 배치하는 조치를 강구하게 된다(물론, 상기 ECA 진입예비지점(Y1)은 선박(300)의 특징에 따라 그 위치에 다양한 변화를 가질 수 있다).
이 경우, 본 발명의 엔진출력 조절장치(200)는 상황에 따라, 엔진 구동기(302)의 프로그램 블록 또는 선박운영 제어기(301)의 프로그램 블록 내에 종속 설치되는 구조를 취할 수도 있다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진출력 조절장치(200)는 인터페이스 모듈(201)을 매개로 하여, 엔진 구동기(302), 선박운영 제어기(301), 글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System)(400), 유해물질 저감기기(100)의 SCR 챔버(117) 후단에 부착된 유해물질 감지센서(130)(도 3 참조) 등과 통신을 취하는 운영정보 저장모듈(202), 선체위치 취득모듈(203), ECA와 선체 상대위치 판단모듈(204), 엔진출력인자 조절모듈(205), 정화 유해물질 배출량 취득모듈(206), ECA 진출여부 판단모듈(208) 등이 긴밀하게 조합된 구성을 취하게 된다.
여기서, 운영정보 저장모듈(202) 측에서는 자신의 정보저장영역 내에 엔진출력 조절 서비스에 필요한 각종 운영정보, 예를 들어, 엔진 구동기(302)의 등록정보, 선박운영 제어기(301)의 등록정보, GPS(400)의 등록정보, 유해물질 감지센서(130)의 등록정보, ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA 진입예비지점(Y1) 도달판단 기준정보, 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질)의 기준 양 정보, 엔진출력인자 별 하향 조절 기준정보, 엔진출력인자 별 상향 조절 기준정보, 각 전산모듈들의 기능수행에 필요한 프로그램 컴포넌트 정보, 각 전산모듈들의 통신 세션 연결/유지를 위한 프로그램 컴포넌트 정보 등을 저장/관리함으로써, 본 발명에 따른 일련의 엔진출력 조절절차가 별다른 문제점 없이 정상적으로 진행될 수 있도록 보조하는 역할을 수행하게 된다.
이러한 기반 인프라가 갖추어진 상황 하에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 선체위치 취득모듈(203) 측에서는 인터페이스 모듈(201)을 매개로 선박운영 제어기(301), GPS(400) 등과 통신을 취하면서, 이들로부터 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 취득하는 절차를 진행하게 된다,
이렇게 하여, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)가 취득 완료되면, ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈(204) 측에서는 선체위치 취득모듈(203)과 통신을 취하여, 이에 의해 획득 완료된 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 판독한다. 아울러, ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈(204) 측에서는 운영정보 저장모듈(202)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA 진입예비지점(Y1) 도달판단 기준정보 등을 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
상술한 절차를 통해, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA 진입예비지점(Y1) 도달판단 기준정보 등이 판독/추출 완료되면, ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈(204) 측에서는 ECA 진입예비지점(Y1) 도달판단 기준정보를 토대로 일련의 정보비교루틴을 진행시킨다. 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보) 및 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 비교하고, 이를 통해, 선체(300a)가 ECA 또는 ECA 진입예비지점(Y1)에 위치하고 있는지를 판단하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
이러한 절차 하에서, 선체(300a)가 ECA 또는 ECA 진입예비지점(Y1)에 위치하고 있는 것으로 판단되는 경우, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈(204)과 통신을 취하여 해당 판단결과를 확인한다. 그 후, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 운영정보 저장모듈(202)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 엔진출력인자 별 하향 조절 기준정보를 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
이때, 본 발명에서 채용하는 엔진출력인자로는 바람직하게, 선체(300a)의 선속, 엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute), 엔진(303)의 연료량, 엔진(303)의 유효압력 등이 선택될 수 있다.
이렇게 하여, 엔진출력인자 별 하향 조절 기준정보가 추출 완료되면, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 이를 토대로 일련의 정보생성루틴을 진행시켜, 예를 들어, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 줄여라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 줄여라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 줄여라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 줄여라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 하향조절 요청메시지를 생성하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
이러한 엔진출력인자 하향조절 요청메시지의 생성절차 하에서, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점에서부터, 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 양이 유해물질 저감기기(100)의 용량에 맞추어 질 수 있도록(즉, 유해물질 저감기기(100)의 유해물질 저감처리 가능용량 범위 내에 들도록) 선체(300a)의 선속 하향 량, 엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute) 하향 량, 엔진(303)의 연료량 하향 량, 엔진(303)의 유효압력 하향 량 등을 설정하게 된다.
상술한 절차를 통해, 예를 들어, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 줄여라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 줄여라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 줄여라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 줄여라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 하향조절 요청메시지가 생성 완료되면, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 인터페이스 모듈(201)을 매개로, 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등과 통신을 취하여, 생성 완료된 엔진출력인자 하향조절 요청메시지를 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등으로 전송하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
물론, 상술한 절차를 통해, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 줄여라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 줄여라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 줄여라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 줄여라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 하향조절 요청메시지가 수신/접수 완료되면, 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등에서는 해당 엔진출력인자 하향조절 요청메시지를 판독한다. 그 후, 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등에서는 그 내역에 따라, <ECA 진입예비지점(Y1)에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 선체(300a)의 선속을 하향 조절하는 절차>, <ECA 진입예비지점(Y1)에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 하향 조절하는 절차>, <ECA 진입예비지점(Y1)에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 엔진(303)의 연료량을 하향 조절하는 절차>, <ECA 진입예비지점(Y1)에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 엔진(303)의 유효압력을 하향 조절하는 절차>, <ECA에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 선체(300a)의 선속을 하향 조절하는 절차>, <ECA에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 하향 조절하는 절차>, <ECA에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 엔진(303)의 연료량을 하향 조절하는 절차>, <ECA에 선체(300a)가 진입하는 시점부터 엔진(303)의 유효압력을 하향 조절하는 절차> 등을 시행한다. 이를 통해, 엔진(303)의 출력이 하향 조절되며, 결국, 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점에서, 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 양은 유해물질 저감기기(100)의 용량에 맞추어 자연스럽게 감소될 수 있다(즉, 유해물질 저감기기(100)의 유해물질 저감처리 가능용량 범위 내에 자연스럽게 포함되게 된다).
이와 같이, 본 발명에서는 선체(300a)의 운영을 담당하는 선체운영 제어기(301), 엔진(303)의 구동을 담당하는 엔진 구동기(302) 등의 통신 파이프라인 내에, <선박(300)이 유해물질의 배출이 엄격히 금지된 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하게 되는 경우, 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 양이 최소화될 수 있도록 해당 엔진(303)의 각종 출력인자를 하향 조절할 수 있는 전산모듈>을 체계적으로 배치 제공한다. 따라서, 본 발명의 구현환경 하에서, 유해물질 저감기기(100) 측에서는, 선체(300a)의 ECA 운항이 개시되는 즉시, 최소량의 엔진(303) 측 배기가스(또는, 최소량의 엔진(303) 측 유해물질)만을 대상으로 하여, 일련의 유해물질 저감기능을 원활하게 수행할 수 있게 된다. 결국, 선박 운영주체 측에서는 유해물질 저감기기의 규모를 대형화시키지 않은 상태에서도(즉, 유해물질 저감기기를 소형화한 상태 하에서도), 최근의 유해물질 규제에 탄력적으로 대응할 수 있게 된다.
한편, 앞의 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 엔진출력 조절장치(200) 내에는 상술한 각 전산모듈들 이외에도, 정화 유해물질 배출량 취득모듈(206), ECA 진출여부 판단모듈(208) 등이 추가 배치된다.
이때, 정화 유해물질 배출량 취득모듈(206) 측에서는 유해물질 저감기기(100)의 SCR 챔버(117) 후단에 부착된 유해물질 감지센서(130)와 통신을 취하면서, 이 유해물질 감지센서(130) 측으로부터 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질)의 양을 취득하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
이렇게 하여, 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질)의 양이 취득되면, 상기 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 정화 유해물질 배출량 취득모듈(206)과 통신을 취하여, 정화 유해물질의 양을 판독한다. 아울러, 상기 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 운영정보 저장모듈(202)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 정화 유해물질 기준 양 정보를 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
상술한 절차를 통해, 정화 유해물질의 양, 정화 유해물질 기준 양 등이 판독/추출 완료되면, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 일련의 정보비교루틴을 진행시켜, 정화 유해물질의 양, 정화 유해물질 기준 양 등을 상호 비교한다. 이를 통해, 유해물질 저감기기(100)를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는지의 여부가 판단된다(도 5 참조).
이때, 유해물질 저감기기(100)를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 운영정보 저장모듈(202)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 엔진출력인자 별 하향 조절 기준정보를 추출한다. 그 후, 추출 결과를 토대로 일련의 정보생성루틴가 진행되고, 예를 들어, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 줄여라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 줄여라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 줄여라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 줄여라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 재 하향조절 요청메시지를 생성하는 절차가 진행된다(도 5 참조).
상술한 절차를 통해, 예를 들어, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 줄여라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 줄여라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 줄여라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 줄여라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 재 하향조절 요청메시지가 생성 완료되면, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 인터페이스 모듈(201)을 매개로, 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등과 통신을 취하여, 생성 완료된 엔진출력인자 재 하향조절 요청메시지를 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등으로 전송하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
물론, 상술한 절차를 통해, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 줄여라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 줄여라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 줄여라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 줄여라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 재 하향조절 요청메시지가 수신/접수 완료되면, 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등에서는 해당 엔진출력인자 재 하향조절 요청메시지를 판독한 후, 그 내역에 따라, <선체(300a)의 선속을 재 하향 조절하는 절차>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 재 하향 조절하는 절차>, <엔진(303)의 연료량을 재 하향 조절하는 절차>, <엔진(303)의 유효압력을 재 하향 조절하는 절차> 등을 시행하게 된다. 결국, 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스 및 유해물질은 그 양이 더욱 줄어들 수 있게 되고, 그 결과, 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질) 역시 그 양이 대폭 줄어들 수 있게 된다.
한편, 앞의 각 전산모듈들과 연계 동작하는 ECA 진출여부 판단모듈(208) 측에서는 선체위치 취득모듈(203)과 통신을 취하여, 이에 의해 획득 완료된 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 판독한다. 아울러, CA 진출여부 판단모듈(208) 측에서는 운영정보 저장모듈(202)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
상술한 절차를 통해, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보) 등이 판독/추출 완료되면, ECA 진출여부 판단모듈(208) 측에서는 일련의 정보비교루틴을 진행시켜, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보) 및 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 비교하고, 이를 통해, 선체(300a)가 ECA를 벗어났는지를 판단하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
이러한 절차 하에서, 선체(300a)가 ECA를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 ECA 진출여부 판단모듈(208)과 통신을 취하여, 이를 확인한 후, 운영정보 저장모듈(202)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 엔진출력인자 별 상향 조절 기준정보를 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
이렇게 하여, 운영정보 저장모듈(202)의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 엔진출력인자 별 상향 조절 기준정보가 추출 완료되면, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 이를 토대로 일련의 정보생성루틴을 진행시켜, 예를 들어, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 증가시켜라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 증가시켜라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 증가시켜라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 증가시켜라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 상향조절 요청메시지를 생성하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
상술한 절차를 통해, 예를 들어, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 증가시켜라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 증가시켜라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 증가시켜라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 증가시켜라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 상향조절 요청메시지가 생성 완료되면, 엔진출력인자 조절모듈(205) 측에서는 인터페이스 모듈(201)을 매개로, 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등과 통신을 취하여, 생성 완료된 엔진출력인자 상향조절 요청메시지를 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등으로 전송하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
물론, 상술한 절차를 통해, <선체(300a)의 선속을 AA분 동안 SS로 증가시켜라>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 YY분 동안 GG로 증가시켜라>, <엔진(303)의 연료량을 JJ분 동안 KK로 증가시켜라>, <엔진(303)의 유효압력을 CC분 동안 NN으로 증가시켜라> 하는 등의 내역을 담은 엔진출력인자 상향조절 요청메시지가 수신/접수 완료되면, 선박운영 제어기(301), 엔진 구동기(302) 등에서는 해당 엔진출력인자 상향조절 요청메시지를 판독한다. 그 후, 판독된 내역에 따라, <선체(300a)의 선속을 상향 조절하는 절차>, <엔진(303)의 분당회전수(Revolutions Per Minute)를 상향 조절하는 절차>, <엔진(303)의 연료량을 상향 조절하는 절차>, <엔진(303)의 유효압력을 상향 조절하는 절차> 등이 시행된다. 결국, ECA를 벗어난 선체(300a)는 엔진(303)의 출력 증가 상황 속에서, 상향된(정상화된) 선속을 유지하면서, 다음 운항 목적지에 신속하게 당도할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 선박(300)이 ECA 또는 ECA 진입예비지점(Y1)에 위치하게 되는 경우, 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 양을 최소화시킨다. 이를 통해, 유해물질 저감기기(100) 측에서 별다른 용량증가 없이도, 선체(300a)의 ECA 운항이 개시되는 즉시, 최소량의 엔진(303) 측 배기가스(또는, 최소량의 엔진(303) 측 유해물질)만을 대상으로 하여, 일련의 유해물질 저감기능이 정상적으로 수행할 수 있도록 유도된다.
그러나, 만약, 이러한 본 발명의 실시 하에서도, 유해물질 저감기기(100)가 적시(즉, 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점)에 정상적인 가열상태를 이루고 있지 못할 경우, 선박 운영주체 측에서는 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 양이 최소화되어 있다 하더라도, 유해물질 저감기기(100) 측 기능수행 미비로 인해, 배기가스에 포함된 유해물질의 정화가 정상적으로 이루어지지 못할 수 있다.
이러한 상황 하에서, 본 발명에서는 앞의 도 3에 도시된 바와 같이, 선체(300a)의 운영을 담당하는 선체운영 제어기(301), 유해물질 저감기기(100) 측 제어기(123) 등의 통신 파이프라인 내에, <선체(300a)가 유해물질의 배출이 엄격히 제한되는 ECA에 근접한 ECA 진입예비지점(Y2)(도 2 참조)에 위치하는 경우, 유해물질 저감기기(100)를 미리 예비 가열함으로써, 유해물질 저감기기(100)가 선체(300a)의 ECA 진입 시점에서, 정상 동작할 수 있도록 유도할 수 있는 유해물질 저감기기 예열장치(500)>를 추가 배치하는 조치를 강구하게 된다(물론, 상기 ECA 진입예비지점(Y2)은 선박(300)의 특징에 따라 그 위치에 다양한 변화를 가질 수 있다).
이 경우, 본 발명의 유해물질 저감기기 예열장치(500)는 상황에 따라, 유해물질 저감기기(100) 측 제어기(123)의 프로그램 블록 또는 선박운영 제어기(301)의 프로그램 블록 내에 종속 설치되는 구조를 취할 수도 있다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유해물질 저감기기 예열장치(500)는 인터페이스 모듈(501)을 매개로 하여, 선박운영 제어기(301), 글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System)(400), 유해물질 저감기기(100), 유해물질 저감기기(100)의 SCR 챔버(117) 후단에 부착된 유해물질 감지센서(130)(도 3 참조) 등과 통신을 취하는 운영정보 저장모듈(502), 선체위치 취득모듈(503), ECA와 선체 상대위치 판단모듈(504), 유해물질 저감기기 가열모듈(505), 정화 유해물질 배출량 취득모듈(506), 유해물질 부가정화 유도모듈(507), ECA 진출여부 판단모듈(508) 등이 긴밀하게 조합된 구성을 취하게 된다.
여기서, 운영정보 저장모듈(502) 측에서는 자신의 정보저장영역 내에 유해물질 저감기기 예비 가열 서비스에 필요한 각종 운영정보, 예를 들어, 선박운영 제어기(301)의 등록정보, GPS(400)의 등록정보, 유해물질 저감기기(100) 측 제어기(123)의 등록정보, 유해물질 감지센서(130)의 등록정보, ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA 진입예비지점(Y1) 도달판단 기준정보, 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질)의 기준 양 정보, 열 공급 유닛 별 예비 가열 기준정보, 환원제 추가 공급 기준정보, 각 전산모듈들의 기능수행에 필요한 프로그램 컴포넌트 정보, 각 전산모듈들의 통신 세션 연결/유지를 위한 프로그램 컴포넌트 정보 등을 저장/관리함으로써, 본 발명에 따른 일련의 유해물질 저감기기 예비 가열절차가 별다른 문제점 없이 정상적으로 진행될 수 있도록 보조하는 역할을 수행하게 된다.
이러한 기반 인프라가 갖추어진 상황 하에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 선체위치 취득모듈(503) 측에서는 인터페이스 모듈(501)을 매개로 선박운영 제어기(301), GPS(400) 등과 통신을 취하면서, 이들로부터 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 취득하는 절차를 진행하게 된다,
이렇게 하여, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)가 취득 완료되면, ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈(504) 측에서는 선체위치 취득모듈(503)과 통신을 취하여, 이에 의해 획득 완료된 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 판독함과 아울러, 운영정보 저장모듈(502)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA 진입예비지점(Y2) 도달판단 기준정보 등을 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
상술한 절차를 통해, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA 진입예비지점(Y2) 도달판단 기준정보 등이 판독/추출 완료되면, ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈(504) 측에서는 ECA 진입예비지점(Y2) 도달판단 기준정보를 토대로 일련의 정보비교루틴을 진행시켜, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보) 및 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 비교하고, 이를 통해, 선체(300a)가 ECA 진입예비지점(Y2)에 위치하고 있는지를 판단하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
이러한 절차 하에서, 선체(300a)가 ECA 진입예비지점(Y2)에 위치하고 있는 것으로 판단되는 경우, 유해물질 저감기기 가열모듈(505) 측에서는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈(504)과 통신을 취하여, 해당 판단결과를 확인한다. 그 후, 유해물질 저감기기 가열모듈(505) 측에서는 운영정보 저장모듈(502)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 열 공급 유닛 별 예비 가열 기준정보를 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
이때, 상기 열 공급 유닛으로는 바람직하게, <엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 유통경로를 유해물질 저감기기(100) 측으로 전환시켜, 해당 유해물질 저감기기(100)의 SCR 챔버(117)를 가열시킬 수 있는 배기가스 유통경로 전환기(304)>(도 3에 도시됨), <고온의 히팅 에어를 유해물질 저감기기(100) 측으로 공급하여, 상기 유해물질 저감기기(100)의 SCR 챔버(117)를 가열시킬 수 있는 히팅 에어 공급기(600)>(도 8에 도시됨), <유해물질 저감기기(100)와 연결된 히팅 코일(701) 측으로 전기를 공급하여, 유해물질 저감기기(100)의 SCR 챔버(117)를 가열시킬 수 있는 히팅 코일 가동기(700)>(도 9에 도시됨) 등이 선택될 수 있다.
이렇게 하여, 열 공급 유닛 별 예비 가열 기준정보가 추출 완료되면, 유해물질 저감기기 가열모듈(505) 측에서는 이를 토대로 일련의 정보생성루틴을 진행시켜, 예를 들어, <엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 유통경로를 배기가스 유통라인(306)으로 전환시켜라>, <히팅 에어를 AA 동안 공급하여라>, <히팅 코일을 BB의 조건으로 CC 동안 가동시켜라> 하는 등의 내역을 담은 유해물질 저감기기 예비 가열 요청메시지를 생성하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
상술한 절차를 통해, 예를 들어, <엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 유통경로를 배기가스 유통라인(306)으로 전환시켜라>, <히팅 에어를 EE의 조건으로 AA 동안 공급하여라>, <히팅 코일을 BB의 조건으로 CC 동안 가동시켜라> 하는 등의 내역을 담은 유해물질 저감기기 예비 가열 요청메시지가 생성 완료되면, 유해물질 저감기기 가열모듈(505) 측에서는 인터페이스 모듈(501)을 매개로, 배기가스 유통경로 전환기(304), 히팅 에어 공급기(600), 히팅 코일 가동기(700) 등과 통신을 취하여, 생성 완료된 유해물질 저감기기 예비 가열 요청메시지를 배기가스 유통경로 전환기(304), 히팅 에어 공급기(600), 히팅 코일 가동기(700) 등으로 전송하는 절차를 진행하게 된다(도 5 참조).
물론, 상술한 절차를 통해, <엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스의 유통경로를 배기가스 유통라인(306)으로 전환시켜라>는 내역을 담은 유해물질 저감기기 예비 가열 요청메시지가 수신/접수되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기가스 유통경로 전환기(304) 측에서는 엔진(303) 측 배기가스를 배기가스 유통라인(306)을 통해 유통시키는 조치를 취함으로써, 해당 배기가스가 가열 박스(307)의 내부를 흘러 SCR 챔버(117)와 접촉된다. 그 후, 배기가스가 배기가스 유통라인(308)을 통해 배출되어, SCR 챔버(117), SCR 촉매(118) 등을 일정 온도(예컨대, 260℃) 이상으로 가열시키도록 유도하게 된다. 결국, 유해물질 저감기기(100) 측에서는 ECA 진입예비지점(Y2)부터 예비 가열되어, 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점에는 별다른 문제점 없이, 그 기능을 정상적으로 발휘할 수 있게 된다.
또한, 상술한 절차를 통해, <히팅 에어를 EE의 조건으로 AA 동안 공급하여라>는 내역을 담은 유해물질 저감기기 예비 가열 요청메시지가 수신/접수되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 히팅 에어 공급기(600) 측에서는 히팅 박스(601) 측으로 히팅 에어를 공급하는 조치를 취함으로써, 해당 히팅 에어가 히팅 박스(601) 내부에서 SCR 챔버(117)와 접촉되어, SCR 챔버(117), SCR 촉매(118) 등을 일정 온도(예컨대, 260℃) 이상으로 가열시키도록 유도하게 된다. 결국, 이 경우에도, 유해물질 저감기기(100) 측에서는 ECA 진입예비지점(Y2)부터 예비 가열되어, 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점에는 별다른 문제점 없이, 그 기능을 정상적으로 발휘할 수 있게 된다.
나아가, 상술한 절차를 통해, <히팅 코일을 BB의 조건으로 CC 동안 가동시켜라>는 내역을 담은 유해물질 저감기기 예비 가열 요청메시지가 수신/접수되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 히팅 코일 가동기(700) 측에서는 히팅 코일(701) 측으로 전기적인 에너지를 공급하는 조치를 취함으로써, 해당 히팅 코일이 SCR 챔버(117)와 접촉되어, SCR 챔버(117), SCR 촉매(118) 등을 일정 온도(예컨대, 260℃) 이상으로 가열시키도록 유도하게 된다. 결국, 이 경우에도, 유해물질 저감기기(100) 측에서는 ECA 진입예비지점(Y2)부터 예비 가열되어, 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점에는 별다른 문제점 없이, 그 기능을 정상적으로 발휘할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 선체의 운영을 담당하는 선체운영 제어기, 유해물질 저감기기(100) 측 제어기(123) 등의 통신 파이프라인 내에, <선박(300)이 ECA 진입예비지점(Y2)에 위치하게 되는 경우, 유해물질 저감기기(100)를 예비 가열함으로써, 해당 유해물질 저감기기가 적시(즉, 선체(300a)가 ECA에 진입하는 시점)에 그 기능을 정상적으로 발휘할 수 있도록 유도할 수 있는 전산모듈> 등을 체계적으로 배치 제공한다. 따라서, 본 발명의 구현환경 하에서, 유해물질 저감기기(100) 측에서는, 정상가동이 가능한 충분한 가열상태를 미리 이루고 있다가, 선체(300a))의 ECA 운항이 개시되는 즉시, 최소량의 엔진 측 배기가스(또는, 최소량의 엔진 측 유해물질)만을 대상으로 하여, 일련의 유해물질 저감기능을 수행할 수 있게 된다. 결국, 선박 운영주체 측에서는 유해물질 저감기기(100) 측 기능수행 미비로 인해, 배기가스에 포함된 유해물질의 정화가 정상적으로 이루어지지 못하는 심각한 문제점을 손쉽게 회피할 수 있게 된다..
한편, 앞의 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유해물질 저감기기 예열장치(500) 내에는 상술한 각 전산모듈들 이외에도, 정화 유해물질 배출량 취득모듈(506), 유해물질 부가정화 유도모듈(507), ECA 진출여부 판단모듈(508) 등이 추가 배치된다.
이때, 정화 유해물질 배출량 취득모듈(506) 측에서는 유해물질 저감기기(100)의 SCR 챔버(117) 후단에 부착된 유해물질 감지센서(130)와 통신을 취하면서, 이 유해물질 감지센서(130) 측으로부터 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질)의 양을 취득하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
이렇게 하여, 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질)의 양이 취득되면, 유해물질 부가정화 유도모듈(507) 측에서는 정화 유해물질 배출량 취득모듈(506)과 통신을 취하여, 정화 유해물질의 양을 판독한다. 아울러, 유해물질 부가정화 유도모듈(507) 측에서는 운영정보 저장모듈(502)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 정화 유해물질 기준 양 정보를 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
상술한 절차를 통해, 정화 유해물질의 양, 정화 유해물질 기준 양 등이 판독/추출 완료되면, 유해물질 부가정화 유도모듈(507) 측에서는 일련의 정보비교루틴을 진행시켜, 정화 유해물질의 양, 정화 유해물질 기준 양 등을 상호 비교한다. 이를 통해, 유해물질 저감기기(100)를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는지의 여부를 판단하게 된다(도 7 참조).
이때, 유해물질 저감기기(100)를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 유해물질 부가정화 유도모듈(507) 측에서는 운영정보 저장모듈(502)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 환원제 추가 공급 기준정보를 추출한다. 그 후, 추출 결과를 토대로 일련의 정보생성루틴을 진행시켜, 예를 들어, <환원제의 양을 AA 조건으로 FF 만큼 증가시켜라>는 내역을 담은 환원제 증가요청 메시지를 생성하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
상술한 절차를 통해, <환원제의 양을 AA 조건으로 FF 만큼 증가시켜라>는 내역을 담은 환원제 증가요청 메시지가 생성 완료되면, 유해물질 부가정화 유도모듈(507) 측에서는 인터페이스 모듈(501)을 매개로, 유해물질 저감기기(100) 측 제어기(123)와 통신을 취하여, 생성 완료된 환원제 증가요청 메시지를 유해물질 저감기기(100) 측 제어기(123)로 전송하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
물론, 상술한 절차를 통해, <환원제의 양을 AA 조건으로 FF 만큼 증가시켜라>는 내역을 담은 환원제 증가요청 메시지가 수신/접수 완료되면, 제어기(123) 측에서는 환원제 증가요청 메시지를 판독한다, 그 후, 그 내역에 따라, <압축공기 공급밸브(124)를 제어하여, 환원제 분사기(120)에 의한 환원제 분사량을 증가시키는 절차>를 시행하게 되며, 결국, 엔진(303)으로부터 배출되는 배기가스 및 유해물질은 더욱 심화된 정화절차를 겪을 수 있게 된다. 그 결과, 정화 유해물질(유해물질 저감기기(100)를 통과하여 정화된 배기가스에 포함된 유해물질)은 그 양이 대폭 줄어들 수 있게 된다.
한편, 앞의 각 전산모듈들과 연계 동작하는 ECA 진출여부 판단모듈(508) 측에서는 선체위치 취득모듈(503)과 통신을 취하여, 이에 의해 획득 완료된 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 판독한다. 아울러, ECA 진출여부 판단모듈(508) 측에서는 운영정보 저장모듈(502)과 통신을 취하여, 이의 정보저장영역에 기 저장되어 있던 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 추출하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
상술한 절차를 통해, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보), ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보) 등이 판독/추출 완료되면, ECA 진출여부 판단모듈(508) 측에서는 일련의 정보비교루틴을 진행시킨다. 이를 통해, 선체(300a)의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보) 및 ECA의 위치정보(예컨대, 위치좌표정보)를 비교하고, 선체(300a)가 ECA를 벗어났는지를 판단하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
이러한 절차 하에서, 선체(300a)가 ECA를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 유해물질 저감기기 가열모듈(505) 측에서는 ECA 진출여부 판단모듈(508)과 통신을 취하여, 이를 확인한 후, 일련의 정보생성루틴을 진행시켜, <유해물질 저감기기(100)에 대한 가열과정을 중단하라>는 내역을 담은 유해물질 저감기기 가열중단 요청메시지를 생성하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
이렇게 하여, <유해물질 저감기기(100)에 대한 가열과정을 중단하라>는 내역을 담은 유해물질 저감기기 가열중단 요청메시지가 생성 완료되면, 유해물질 저감기기 가열모듈(505) 측에서는 인터페이스 모듈(501)을 매개로 배기가스 유통경로 전환기(304), 히팅 에어 공급기(600), 히팅 코일 가동기(700) 등과 통신을 취하여, 생성 완료된 유해물질 저감기기 가열중단 요청메시지를 배기가스 유통경로 전환기(304), 히팅 에어 공급기(600), 히팅 코일 가동기(700) 등으로 전송하는 절차를 진행하게 된다(도 7 참조).
물론, 상술한 절차를 통해, <유해물질 저감기기(100)에 대한 가열과정을 중단하라>는 내역을 담은 유해물질 저감기기 가열중단 요청메시지가 수신/접수 완료되면, 배기가스 유통경로 전환기(304), 히팅 에어 공급기(600), 히팅 코일 가동기(700) 등에서는 해당 유해물질 저감기기 가열중단 요청메시지를 판독한 후, 그 내역에 따라, 일련의 열 공급 비 활성화 상태로 전환된다. 이를 통해, 유해물질 저감기기(100) 측으로 가해지던 배기가스/히팅 에어 공급, 열/전기 공급 등을 중단시키게 되며, 결국, 선박 운영주체 측에서는 <선박(300)이 ECA를 벗어난 상황 하에서도, 유해물질 저감기기(100)가 불필요하게 가열되는 문제점>을 손쉽게 회피할 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 유해물질의 정화가 필요한 여러 분야에서, 전반적으로 유용한 효과를 발휘한다.
그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (30)

  1. 선체와;
    상기 선체의 추진을 위한 엔진과;
    상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기와;
    상기 선체가 유해물질의 배출이 제한되는 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)에 근접한 ECA 진입예비지점에 위치하는 경우, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 유해물질 저감기기 예열장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유해물질 저감기기 예열장치는 글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System) 또는 상기 선체의 운영을 위한 선체운영 제어기와 통신하면서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 선체위치 취득모듈과;
    상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 상기 ECA의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈과;
    상기 선체가 상기 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 유해물질 저감기기와 연결된 열 공급 유닛과 통신하여, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 유해물질 저감기기 가열모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 열 공급 유닛은 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 유통경로를 상기 유해물질 저감기기 측으로 전환시켜, 상기 유해물질 저감기기를 가열시킬 수 있는 배기가스 유통경로 전환기인 것을 특징으로 하는 선박.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 열 공급 유닛은 히팅 에어를 상기 유해물질 저감기기 측으로 공급하여, 상기 유해물질 저감기기를 가열시킬 수 있는 히팅 에어 공급기인 것을 특징으로 하는 선박.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 열 공급 유닛은 상기 유해물질 저감기기와 연결된 히팅 코일 측으로 전기를 공급하여, 상기 유해물질 저감기기를 가열시킬 수 있는 히팅 코일 가동기인 것을 특징으로 하는 선박.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 유해물질 저감기기 예열장치는 상기 유해물질 저감기기에 부착된 유해물질 감지센서와 통신하여, 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양을 취득하는 정화 유해물질 배출량 취득모듈과;
    상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 상기 유해물질 저감기기와 통신하여, 상기 유해물질의 정화를 위한 환원제의 양을 증가시킴으로써, 상기 정화 유해물질의 양이 저감되도록 하는 유해물질 부가정화 유도모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 유해물질 저감기기 예열장치는 상기 선체위치 취득모듈과 통신하여, 상기 선체의 위치정보를 판독한 후, 판독된 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 상기 ECA의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA를 벗어났는지의 여부를 판단하는 ECA 진출여부 판단모듈을 더 포함하며,
    상기 유해물질 저감기기 가열모듈 측에서는 상기 선체가 상기 ECA를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 상기 열 공급 유닛과 통신하여, 상기 열 공급 유닛을 비 활성화시키는 것을 특징으로 하는 선박.
  8. 엔진 및 유해물질 저감기기를 구비하는 선체에 탑재되는 유해물질 저감기기 예열장치에 있어서,
    글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System) 또는 상기 선체의 운영을 위한 선체운영 제어기와 통신하면서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 선체위치 취득모듈과;
    상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA에 근접한 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈과;
    상기 선체가 상기 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 유해물질 저감기기와 연결된 열 공급 유닛과 통신하여, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 유해물질 저감기기 가열모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 열 공급 유닛은 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 유통경로를 상기 유해물질 저감기기 측으로 전환시켜, 상기 유해물질 저감기기를 가열시킬 수 있는 배기가스 유통경로 전환기인 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 열 공급 유닛은 히팅 에어를 상기 유해물질 저감기기 측으로 공급하여, 상기 유해물질 저감기기를 가열시킬 수 있는 히팅 에어 공급기인 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 열 공급 유닛은 상기 유해물질 저감기기와 연결된 히팅 코일 측으로 전기를 공급하여, 상기 유해물질 저감기기를 가열시킬 수 있는 히팅 코일 가동기인 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 유해물질 저감기기에 부착된 유해물질 감지센서와 통신하여, 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양을 취득하는 정화 유해물질 배출량 취득모듈과;
    상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 상기 유해물질 저감기기와 통신하여, 상기 유해물질의 정화를 위한 환원제의 양을 증가시킴으로써, 상기 정화 유해물질의 양이 저감되도록 하는 유해물질 부가정화 유도모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 선체위치 취득모듈과 통신하여, 상기 선체의 위치정보를 판독한 후, 판독된 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 상기 ECA의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA를 벗어났는지의 여부를 판단하는 ECA 진출여부 판단모듈을 더 포함하며,
    상기 유해물질 저감기기 가열모듈 측에서는 상기 선체가 상기 ECA를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 상기 열 공급 유닛과 통신하여, 상기 열 공급 유닛을 비 활성화시키는 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열장치.
  14. 엔진을 구비하는 선체에 탑재된 유해물질 저감기기를 대상으로 하는 유해물질 저감기기 예열방법에 있어서,
    상기 선체의 위치정보를 취득하는 단계와;
    상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA에 근접한 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 단계와;
    상기 선체가 상기 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 유해물질 저감기기를 예비 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양을 취득하는 단계와;
    상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 상기 유해물질의 정화를 위한 환원제의 양을 증가시킴으로써, 상기 정화 유해물질의 양이 저감되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해물질 저감기기 예열방법.
  16. 선체와;
    상기 선체의 추진을 위한 엔진과;
    상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 저감시키기 위한 유해물질 저감기기와;
    상기 선체가 유해물질의 배출이 제한되는 배출제한구역(ECA: Emission Control Area) 또는 ECA 진입예비지점에 위치하는 경우, 상기 엔진의 출력을 하향 조절하여, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양을 저감시키는 엔진출력 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 엔진출력 조절장치는 글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System) 또는 상기 선체의 운영을 위한 선체운영 제어기와 통신하면서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 선체위치 취득모듈과;
    상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 상기 ECA의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈과;
    상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 선체운영 제어기 또는 상기 엔진의 구동을 위한 엔진 구동기와 통신하여, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 저감되도록 하는 엔진출력인자 조절모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 엔진출력인자 조절모듈 측에서는 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 상기 유해물질 저감기기의 용량에 맞추어 조절될 수 있도록 상기 엔진출력인자를 하향 조절하는 것을 특징으로 하는 선박.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 엔진출력인자는 상기 선체의 선속, 상기 엔진의 분당회전수(Revolutions Per Minute), 상기 엔진의 연료량 및 상기 엔진의 유효압력 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 엔진출력 조절장치는 상기 유해물질 저감기기에 부착된 유해물질 감지센서와 통신하여, 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양을 취득하는 정화 유해물질 배출량 취득모듈을 더 포함하며,
    상기 엔진출력인자 조절모듈 측에서는 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 재 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 추가 저감되도록 하는 것을 특징으로 하는 선박.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 엔진출력 조절장치는 상기 선체위치 취득모듈과 통신하여, 상기 선체의 위치정보를 판독한 후, 판독된 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 상기 ECA의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA를 벗어났는지의 여부를 판단하는 ECA 진출여부 판단모듈을 더 포함하며,
    상기 엔진출력인자 조절모듈 측에서는 상기 선체가 상기 ECA를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 상향 조절하는 것을 특징으로 하는 선박.
  22. 엔진 및 유해물질 저감기기를 구비하는 선체에 탑재되는 엔진출력 조절장치에 있어서,
    글로벌 위치결정 시스템(GPS: Global Positioning System) 또는 상기 선체의 운영을 위한 선체운영 제어기와 통신하면서, 상기 선체의 위치정보를 취득하는 선체위치 취득모듈과;
    상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 ECA와 선체 간 상대위치 판단모듈과;
    상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 선체운영 제어기 또는 상기 엔진의 구동을 위한 엔진 구동기와 통신하여, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 저감되도록 하는 엔진출력인자 조절모듈을 포함하는 것을 특징으로 엔진출력 조절장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 엔진출력인자 조절모듈 측에서는 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 상기 유해물질 저감기기의 용량에 맞추어 조절될 수 있도록 상기 엔진출력인자를 하향 조절하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절장치.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 엔진출력인자는 상기 선체의 선속, 상기 엔진의 분당회전수(Revolutions Per Minute), 상기 엔진의 연료량 및 상기 엔진의 유효압력 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절장치.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 유해물질 저감기기에 부착된 유해물질 감지센서와 통신하여, 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양을 취득하는 정화 유해물질 배출량 취득모듈을 더 포함하며,
    상기 엔진출력인자 조절모듈 측에서는 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 재 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 추가 저감되도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절장치.
  26. 제 22 항에 있어서, 상기 선체위치 취득모듈과 통신하여, 상기 선체의 위치정보를 판독한 후, 판독된 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 상기 ECA의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA를 벗어났는지의 여부를 판단하는 ECA 진출여부 판단모듈을 더 포함하며,
    상기 엔진출력인자 조절모듈 측에서는 상기 선체가 상기 ECA를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 상향 조절하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절장치.
  27. 유해물질 저감기기를 구비하는 선체에 탑재된 엔진의 출력을 조절하는 엔진출력 조절방법에 있어서,
    상기 선체의 위치정보를 취득하는 단계와;
    상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 배출제한구역(ECA: Emission Control Area)의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는지를 판단하는 단계와;
    상기 선체가 상기 ECA 또는 ECA 진입예비지점에 위치하고 있는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양을 저감시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 엔진출력인자는 상기 선체의 선속, 상기 엔진의 분당회전수(Revolutions Per Minute), 상기 엔진의 연료량 및 상기 엔진의 유효압력 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절방법.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양을 취득하는 단계와;
    상기 유해물질 저감기기를 통과한 배기가스에 포함된 정화 유해물질의 양이 기 설정되어 있던 정화 유해물질 기준 양을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 재 하향 조절함으로써, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 양이 추가 저감되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절방법.
  30. 제 27 항에 있어서, 상기 선체의 위치정보를 기 저장되어 있던 상기 ECA의 위치정보와 비교하여, 상기 선체가 상기 ECA를 벗어났는지의 여부를 판단하는 단계와;
    상기 선체가 상기 ECA를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 상기 엔진의 출력과 관계된 엔진출력인자를 상향 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진출력 조절방법.
PCT/KR2015/002868 2014-03-25 2015-03-24 선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 방법과 이를 이용하는 선박 WO2015147521A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15770293.7A EP3124374B1 (en) 2014-03-25 2015-03-24 Ship using a system and a method for reducing harmful substances in exhaust gas
US14/897,178 US9714600B2 (en) 2014-03-25 2015-03-24 System and method for reducing harmful substances of ship and ship using the same
CN201580001355.5A CN105377694A (zh) 2014-03-25 2015-03-24 减少船舶有害物质的系统和方法及使用该系统和方法的船舶
JP2016521237A JP6220060B2 (ja) 2014-03-25 2015-03-24 船舶の有害物質の低減のためのシステム及び方法、並びにこれを用いる船舶

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140034769 2014-03-25
KR10-2014-0034769 2014-03-25
KR1020150031390A KR20150111281A (ko) 2014-03-25 2015-03-06 선박 및 유해물질 저감기기 예열장치 그리고, 유해물질 저감기기 예열방법
KR10-2015-0031390 2015-03-06
KR1020150031877A KR20150111283A (ko) 2014-03-25 2015-03-06 선박 및 엔진출력 조절장치 그리고, 엔진출력 조절방법
KR10-2015-0031877 2015-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015147521A1 true WO2015147521A1 (ko) 2015-10-01

Family

ID=54195962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/002868 WO2015147521A1 (ko) 2014-03-25 2015-03-24 선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 방법과 이를 이용하는 선박

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015147521A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019525047A (ja) * 2016-05-27 2019-09-05 エイチエスディー エンジン カンパニー リミテッド 選択的触媒還元システム及びこれを備えた動力装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090124930A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 만 디젤 에스이 선박 내연 기관
KR20120042107A (ko) * 2010-10-22 2012-05-03 삼성중공업 주식회사 배기가스 온도저감 배출장치
JP2013100834A (ja) * 2013-03-07 2013-05-23 Yanmar Co Ltd 船舶における排気ガス浄化システム
KR20130082156A (ko) * 2010-10-29 2013-07-18 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 항해 원조 장치
KR20130115504A (ko) * 2012-04-12 2013-10-22 삼성중공업 주식회사 선박 및 선박의 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090124930A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 만 디젤 에스이 선박 내연 기관
KR20120042107A (ko) * 2010-10-22 2012-05-03 삼성중공업 주식회사 배기가스 온도저감 배출장치
KR20130082156A (ko) * 2010-10-29 2013-07-18 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 항해 원조 장치
KR20130115504A (ko) * 2012-04-12 2013-10-22 삼성중공업 주식회사 선박 및 선박의 제어 방법
JP2013100834A (ja) * 2013-03-07 2013-05-23 Yanmar Co Ltd 船舶における排気ガス浄化システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019525047A (ja) * 2016-05-27 2019-09-05 エイチエスディー エンジン カンパニー リミテッド 選択的触媒還元システム及びこれを備えた動力装置
JP7149852B2 (ja) 2016-05-27 2022-10-07 エイチエスディー エンジン カンパニー リミテッド 選択的触媒還元システム及びこれを備えた動力装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6220060B2 (ja) 船舶の有害物質の低減のためのシステム及び方法、並びにこれを用いる船舶
KR102172147B1 (ko) 저압 scr 시스템과 그것에서의 우레아 저장 탱크 가열 제어방법
CN105003326B (zh) 船舶废气脱硝系统
JP2004197746A (ja) 選択触媒還元用の高度アンモニア供給制御
WO2014104611A1 (ko) 배기가스 재순환장치 및 이의 제어 방법
WO2017078505A1 (ko) 환원제 분사 모듈의 냉각 장치 및 이를 갖는 선택적 엔진 냉각 시스템
KR20180079472A (ko) 터보차저 제어시스템 및 제어방법
WO2015147521A1 (ko) 선박의 유해물질 저감을 위한 시스템 및 방법과 이를 이용하는 선박
WO2017204589A1 (ko) 선택적 촉매 환원 시스템 및 이를 구비한 동력 장치
EP2514935A1 (en) Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system for reciprocating internal combustion engine
CN107754608A (zh) 一种基于scr的船舶脱硝系统的尾气循环再处理装置
WO2016089036A1 (ko) 선택적 환원 촉매 시스템 및 환원제 분사 모듈의 온도 제어 방법
US3955363A (en) Combustion engine with at least one exhaust gas cleaning arrangement
WO2019194366A1 (ko) 차량용 배기가스 저감장치
WO2015182812A1 (ko) 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치
CN104100339B (zh) 一种氨气电控喷射装置和氨气电控喷射方法
WO2011034238A1 (ko) Sｃｒ 시스템
WO2019066090A1 (ko) 가스 공급용 이중 배관을 통한 공기순환 시스템 및 그에 의한 공기순환 방법
KR101300706B1 (ko) 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치 및 방법
WO2014084540A1 (ko) 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법
WO2018074624A1 (ko) 요소수 공급장치
KR20190033181A (ko) 스크러버의 폐열 회수 시스템 및 방법
JP2001073744A (ja) 窒素酸化物浄化装置
WO2013035894A1 (ko) 선박용 엔진 또는 보일러의 연료공급 시스템 및 배출가스 저감 시스템
JPH07114921B2 (ja) 発電ディーゼルエンジン排ガスのＮＯｘ低減装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15770293

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14897178

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016521237

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015770293

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015770293

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE