WO2017010687A1 - 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버 - Google Patents

선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버 Download PDF

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WO2017010687A1
WO2017010687A1 PCT/KR2016/006036 KR2016006036W WO2017010687A1 WO 2017010687 A1 WO2017010687 A1 WO 2017010687A1 KR 2016006036 W KR2016006036 W KR 2016006036W WO 2017010687 A1 WO2017010687 A1 WO 2017010687A1
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WO
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mixing chamber
exhaust gas
treatment system
ship
gas treatment
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PCT/KR2016/006036
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Inventor
이창희
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송원대학교산학협력단
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment system for a ship bogie engine and a mixing chamber applied to the exhaust gas treatment system for a ship bogie engine.
  • the ship bogie engine refers to an engine used for reserve, power generation, etc., operated in case of failure of the ship main engine.
  • Patents related to such a ship viewing engine include Republic of Korea Patent No. 10-1381833 (Registration Date: March 31, 2014, Name of the invention: Exhaust gas purification system for small and medium-sized ship engine), Republic of Korea Patent No. 10-0836261 (Registration date: June 02, 2008, Title of invention: Burner for regenerating diesel engine particulate filter and diesel engine particulate filter using same), Republic of Korea Patent No. 10-1022018 (Registration date: March 2011 07th, title of the invention: an engine exhaust gas purification system and a marine engine comprising the same).
  • a reactor for treating the exhaust gas of the ship bogie engine is installed.
  • ammonia must be supplied for the treatment of nitrogen oxides in the exhaust gas generated during operation of the ship bogie engine, and urea containing ammonia is supplied for this ammonia supply.
  • each reactor bogie engine when a plurality of ship bogie engines are installed, each reactor bogie engine should be installed to correspond to one-to-one reactors, and accordingly, the exhaust gas discharged from each bogie bogie engine. It was difficult to meet the reaction temperature conditions of the urea water supplied because the temperature of the different from each other, there is a disadvantage that the space for the reactor installation is unnecessarily increased in a narrow ship, and the reactor is expensive to install.
  • each reactor bogie engine since each reactor bogie engine is installed one-to-one corresponding to each vessel bogie, the distance between each vessel bogie engine and the reactor is short, so that the ammonia slip phenomenon, that is, unreacted ammonia is exhausted. Emissions with the gas occurred, and there was a risk of explosion if this ammonia slip was aggravated.
  • the present invention can accurately match the reaction temperature conditions of the urea water supplied even if the exhaust gas discharged from the plurality of vessel bogie engines are different from each other, space and cost for the reactor installation can be minimized, ammonia slip
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment system for a ship bogie engine and a mixing chamber applied to the exhaust gas treatment system for a bogie bogie engine capable of suppressing occurrence of a phenomenon.
  • Exhaust gas treatment system for a ship bogie engine comprises a plurality of ship bogie engine; A mixing chamber in which each exhaust gas introduced from each ship bogie engine is mixed to form a mixed gas; Urea water supply member for supplying urea (urea) to the mixing chamber; And a reactor in which the mixed gas flows into the mixed state of the urea water in the mixing chamber to filter contaminants.
  • a mixing chamber in which each exhaust gas introduced from each ship bogie engine is mixed to form a mixed gas
  • Urea water supply member for supplying urea (urea) to the mixing chamber
  • a reactor in which the mixed gas flows into the mixed state of the urea water in the mixing chamber to filter contaminants.
  • the mixing chamber applied to the ship bogie engine exhaust gas treatment system is applied to the ship bogie engine exhaust gas treatment system comprising a plurality of ship bogie engine, urea water supply member and a reactor,
  • Each exhaust gas flowing from each of the plurality of vessel bogie engines is advanced while being rotated along the inner surface of the mixing chamber to form a mixed gas, and the mixed gas is also rotated along the inner surface of the mixing chamber.
  • the ship bogie engine exhaust gas treatment system is a plurality of ship bogie engine, mixing chamber By including the urea water supply member and the reactor, even if the temperature of the exhaust gas discharged from the plurality of vessel bogie engines are different from each other, the exhaust gases are mixed in the mixing chamber and homogenized to the average temperature, so that By adjusting the reaction temperature conditions of the urea water, it is possible to accurately match the reaction temperature conditions of the urea water to be supplied, and the time spent in the mixing chamber as compared with the case where the exhaust gases rotate in the mixing chamber and flow in a straight line. This increases the temperature homogenization of the exhaust gas and mixing with urea water It can be made better, there is an effect that the pyrolysis efficiency can be increased by increasing the pyrolysis reaction time of urea water.
  • the reactor is not connected to each ship bogie engine one-to-one, but each ship bogie engine is one.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of an exhaust gas treatment system for a ship bogie engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the gas flow in the mixing chamber applied to the exhaust gas treatment system for a ship bogie engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically showing a gas flow in a mixing chamber applied to an exhaust gas treatment system for a ship bogie engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view schematically showing the gas flow in the mixing chamber applied to the exhaust gas treatment system for a ship bogie engine according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a ship bogie engine exhaust gas treatment system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is applied to a ship bogie engine exhaust gas treatment system according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a cross-sectional view schematically showing the gas flow in the mixing chamber
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the gas flow in the mixing chamber applied to the exhaust gas treatment system for a ship bogie engine according to an embodiment of the present invention. to be.
  • the ship bogie engine exhaust gas treatment system 100 is a plurality of bogie bogie engines 110, 114, 117, the mixing chamber 130, the urea water And a supply member 120 and reactors 150 and 155.
  • three vessel view engines 110, 114, and 117 are presented as examples, and may be formed in various numbers.
  • Reference numerals 112, 115, and 118 denote exhaust gas inlet pipes through which the respective exhaust gases flow from the vessel bogie engines 110, 114, and 117 into the mixing chamber 130.
  • the mixing chamber 130 is to form a mixed gas by mixing the respective exhaust gases flowing from each of the vessel bogie engines (110, 114, 117).
  • the exhaust gases flowing from the plurality of ship viewing engines 110, 114, and 117 through the exhaust gas inlet pipes 112, 115, and 118 are rotated along the inner surface of the mixing chamber 130.
  • the mixed gas is formed by being advanced, and the mixed gas is also advanced while being rotated along the inner surface of the mixing chamber 130.
  • the exhaust gases are introduced into the mixing chamber 130 in a normal direction with respect to the center of the mixing chamber 130 at a plurality of points, respectively.
  • the urea water supply member 120 supplies urea to the mixing chamber 130.
  • Reference numeral 121 is a urea water supply pipe for supplying the urea water from the urea water supply member 120 to the mixing chamber 130.
  • the urea water supply pipe 121 may be connected to a central portion of the mixing chamber 130.
  • the mixed gas is introduced into the mixed state of the urea water in the mixing chamber 130 to filter contaminants.
  • the reactors 150 and 155 are presented in two, one of the two reactors 150 and 155 to be operated as the main, the other is secondary to the case that the capacity of the main operation is insufficient. To work.
  • Reference numerals 140 and 141 denote mixture moving pipes for delivering the mixture of the mixed gas and the urea water formed in the mixing chamber 130 to the reactors 150 and 155, and reference numeral 145 denotes the mixture moving pipes. It is an on-off valve that selectively opens and closes so that each of the reactors 150 and 155 may be operated in whole or in part.
  • Reference numerals 151 and 156 are filters installed in each of the reactors 150 and 155 to filter contaminants in the mixture of the mixed gas and the urea water.
  • Reference numerals 152 and 157 denote exhaust pipes through which contaminants filtered gas are discharged to the outside from the reactors 150 and 155.
  • each of the exhaust gases discharged from the ship bogie engines 110, 114, and 117 flows into the respective mixing chambers 130 through the exhaust gas inlet pipes 112, 115, and 118 in the normal direction, respectively.
  • the mixture gas is rotated along the inner surface of the mixing chamber 130 and mixed with each other to form the mixed gas.
  • the urea water is introduced into the mixing chamber 130 through the urea water supply pipe 121 and sprayed from the urea water supply member 120, thereby rotating in the mixing chamber 130.
  • the urea water may be mixed with each of the exhaust gases flowing through the mixed gas.
  • the mixture of the respective exhaust gases and the mixed gas flows through at least one of the mixture moving pipes 140 and 141 to be filtered out of at least one of the reactors 150 and 155. Discharged.
  • the ship bogie engine exhaust gas treatment system 100 includes a plurality of ship bogie engines 110, 114, 117, mixing chamber 130, urea water supply member 120, and reactors 150, 155.
  • the respective exhaust gases are mixed and homogenized to the average temperature, so that the homogenized
  • the residence time in the mixing chamber 130 is increased, so that the temperature homogenization of the exhaust gas and the mixing with the urea water can be made better, and the pyrolysis is increased by increasing the pyrolysis reaction time of the urea water. Efficiency can be increased.
  • reactors 150 and 155 are not connected to each vessel bogie engine 110, 114 and 117 one-to-one, but each vessel bogie engine 110, 114 and 117 are connected to one mixing chamber 130.
  • mixing chamber 130 is connected to a small number of reactors 150 and 155, space and cost for installing the reactors 150 and 155 may be minimized, and the occurrence of ammonia slip may be suppressed.
  • a plurality of ends of the urea water supply pipe 221 for supplying urea water from the urea water supply member to the mixing chamber 230 are branched into a plurality of nozzles 222 at each branched end. ) Are formed respectively.
  • Each nozzle 222 is formed in a shape that gradually widens radially toward the inside of the mixing chamber 230, so that the urea water spreads toward the inside of the mixing chamber 230.
  • the urea water sprayed from the neighboring nozzles 222 among the nozzles 222 is sprayed to overlap each other while spreading. Then, the urea water can be mixed with the exhaust gas better while overlapping each other.
  • the mixing chamber applied to the ship bogie engine exhaust gas treatment system and the ship bogie engine exhaust gas treatment system according to an aspect of the present invention, even if the temperature of the exhaust gas discharged from each of the plurality of ship bogie engines are different from each other
  • the industrial availability is high because the reaction temperature of the urea water can be precisely matched, the space and cost for reactor installation can be minimized, and the occurrence of ammonia slip can be suppressed.

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Abstract

선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버가 개시된다. 개시되는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템은 복수 개의 선박 보기엔진; 혼합 챔버; 상기 혼합 챔버로 요소수(urea)를 공급하는 요소수 공급 부재; 및 리액터;를 포함하고, 이에 의하면, 배기가스의 온도 균질화 및 요소수와의 혼합이 더욱 잘 이루어질 수 있는 장점이 있다.

Description

선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버
본 발명은 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에 관한 것이다.
선박 보기엔진은 선박 주엔진의 고장 등의 경우 작동되는 예비용, 발전용 등으로 이용되는 엔진을 말한다. 이러한 선박 보기엔진에 관한 특허문헌으로는 대한민국등록특허 제 10-1381833호(등록일자: 2014년03월31일, 발명의 명칭: 중소선박 엔진용 배기가스 정화시스템), 대한민국등록특허 제 10-0836261호(등록일자: 2008년06월02일, 발명의 명칭: 디젤엔진 매연여과장치 재생용 버너 및 이를 이용한디젤엔진 매연여과장치), 대한민국등록특허 제 10-1022018호(등록일자: 2011년03월07일, 발명의 명칭: 엔진의 배기 가스 정화 시스템 및 이를 포함하는 선박용 엔진)이 있다.
선박 보기엔진의 작동 시에 발생되는 배기가스에 의한 환경오염을 최소화하고자, 선박 보기엔진의 배기가스를 처리하는 리액터가 설치된다.
또한, 선박 보기엔진의 작동 시에 발생되는 배기가스 중의 질소산화물 처리를 위해서는 암모니아가 공급되어야 하고, 이러한 암모니아 공급을 위해 암모니아를 포함하는 요소수(urea)가 공급된다.
그러나, 종래의 선박 보기엔진에 있어서는, 선박 보기엔진이 복수 개 설치되는 경우, 각 선박 보기엔진 각각에 리액터가 각각 1대1로 대응되도록 설치되어야 하였고, 그에 따라 각 선박 보기엔진에서 배출되는 배기가스의 온도가 서로 달라 공급되는 요소수의 반응 온도 조건을 맞추는 것이 어려웠고, 협소한 선박 내부에서 리액터 설치를 위한 공간이 불필요하게 많아지고, 리액터 설치에 많은 비용이 소요되는 단점이 있었다.
또한, 종래의 선박 보기엔진에 있어서는, 각 선박 보기엔진 각각에 리액터가 각각 1대1로 대응 설치됨에 따라, 각 선박 보기엔진과 리액터 간의 거리가 짧아, 암모니아 슬립 현상, 즉 반응하지 못한 암모니아가 배기가스와 함께 배출되는 현상이 발생되었고, 이러한 암모니아 슬립 현상이 심해지는 경우 폭발 위험까지 있는 위험이 있었다.
본 발명은 복수 개의 선박 보기엔진에서 각각 배출되는 배기가스의 온도가 서로 다르더라도 공급되는 요소수의 반응 온도 조건을 정확하게 맞추어줄 수 있고, 리액터 설치를 위한 공간 및 비용이 최소화될 수 있으며, 암모니아 슬립 현상의 발생이 억제될 수 있는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템은 복수 개의 선박 보기엔진; 상기 각 선박 보기엔진으로부터 유입되는 각 배기가스들이 혼합되어 혼합가스를 형성하는 혼합 챔버; 상기 혼합 챔버로 요소수(urea)를 공급하는 요소수 공급 부재; 및 상기 혼합 챔버에서 상기 혼합가스가 상기 요소수가 혼합된 상태로 유입되어 오염물질이 걸러지는 리액터;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버는 복수 개의 선박 보기엔진, 요소수 공급 부재 및 리액터를 포함하는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 것으로서,
복수 개의 상기 각 선박 보기엔진으로부터 유입되는 각 배기가스들이 상기 혼합 챔버 내면을 따라 회전되면서 전진됨으로써 혼합가스가 형성되고, 상기 혼합가스도 상기 혼합 챔버 내면을 따라 회전되면서 전진되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에 의하면, 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템이 복수 개의 선박 보기엔진, 혼합 챔버, 요소수 공급 부재 및 리액터를 포함함에 따라, 복수 개의 선박 보기엔진에서 각각 배출되는 배기가스의 온도가 서로 다르더라도 혼합 챔버에서 각 배기가스들이 혼합되어 평균 온도로 균질화됨으로써, 그 균질화된 온도에 대하여 요소수의 반응 온도 조건을 맞추면 되어, 공급되는 요소수의 반응 온도 조건을 정확하게 맞추어줄 수 있게 되고, 배기가스들이 혼합 챔버 내에서 회전 운동을 하게 되어 직선으로 유동되는 경우에 비해 혼합 챔버 내에 머무르는 시간이 증가하게 되어 배기가스의 온도 균질화 및 요소수와의 혼합이 더욱 잘 이루어질 수 있으며, 요소수의 열분해 반응시간 증가에 의해 열분해 효율이 증가될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에 의하면, 리액터가 각 선박 보기엔진에 1대1로 연결되는 것이 아니라 각 선박 보기엔진이 하나의 혼합 챔버로 연결되고 상기 혼합 챔버가 소수의 리액터에 연결됨으로써 리액터 설치를 위한 공간 및 비용이 최소화될 수 있으며, 암모니아 슬립 현상의 발생이 억제될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에서의 가스 흐름을 정면에서 개략적으로 보이는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에서의 가스 흐름을 측면에서 개략적으로 보이는 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에서의 가스 흐름을 정면에서 개략적으로 보이는 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에서의 가스 흐름을 정면에서 개략적으로 보이는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에서의 가스 흐름을 측면에서 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템(100)은 복수 개의 선박 보기엔진(110, 114, 117)과, 혼합 챔버(130)와, 요소수 공급 부재(120)와, 리액터(150, 155)를 포함한다.
본 실시예에서 상기 선박 보기엔진(110, 114, 117)이 세 개로 제시되는 것은 예시이고, 다른 다양한 개수로 형성될 수 있음은 물론이다.
도면 번호 112, 115 및 118은 상기 각 선박 보기엔진(110, 114, 117)으로부터 상기 혼합 챔버(130)로 각 배기가스를 유입시키는 배기가스 유입 배관이다.
상기 혼합 챔버(130)는 상기 각 선박 보기엔진(110, 114, 117)으로부터 유입되는 각 배기가스들이 혼합되어 혼합가스를 형성하는 것이다.
상세히, 상기 각 배기가스 유입 배관(112, 115, 118)들을 통해 복수 개의 상기 각 선박 보기엔진(110, 114, 117)으로부터 유입되는 상기 각 배기가스들이 상기 혼합 챔버(130) 내면을 따라 회전되면서 전진됨으로써 상기 혼합가스가 형성되고, 상기 혼합가스도 상기 혼합 챔버(130) 내면을 따라 회전되면서 전진된다.
이러한 회전 유동 혼합이 가능하도록, 상기 혼합 챔버(130)에는 상기 각 배기가스들이 복수의 지점에서 각각 상기 혼합 챔버(130)의 중심에 대해 법선 방향으로 유입된다.
상기 요소수 공급 부재(120)는 상기 혼합 챔버(130)로 요소수(urea)를 공급하는 것이다.
도면 번호 121은 상기 요소수 공급 부재(120)로부터 상기 혼합 챔버(130)로 상기 요소수를 공급하는 요소수 공급 배관이다. 상기 요소수 공급 배관(121)은 상기 혼합 챔버(130)의 중앙부에 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 혼합 챔버(130)는 복수 개의 상기 선박 보기엔진(110, 114, 117), 상기 요소수 공급 부재(120) 및 상기 리액터(150, 155)를 포함하는 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템(100)에 적용되는 것으로서, 복수 개의 상기 각 선박 보기엔진(110, 114, 117)으로부터 유입되는 상기 각 배기가스들이 상기 혼합 챔버(130) 내면을 따라 회전되면서 전진됨으로써 상기 혼합가스가 형성되고, 상기 혼합가스도 상기 혼합 챔버(130) 내면을 따라 회전되면서 전진된다.
상기 리액터(150, 155)는 상기 혼합 챔버(130)에서 상기 혼합가스가 상기 요소수가 혼합된 상태로 유입되어 오염물질이 걸러지는 것이다.
본 실시예에서는, 상기 리액터(150, 155)가 두 개로 제시되는데, 이러한 두 개의 리액터(150, 155) 중 하나는 메인으로 작동되는 것이고, 다른 하나는 메인으로 작동되는 것의 용량이 부족한 경우 등에 보조적으로 작동되는 것이다.
도면 번호 140과 141은 상기 혼합 챔버(130)에서 형성된 상기 혼합가스와 상기 요소수의 혼합물을 상기 각 리액터(150, 155)로 전달되도록 하는 혼합물 이동 배관이고, 도면 번호 145는 상기 혼합물 이동 배관을 선택적으로 개폐시켜 상기 각 리액터(150, 155)가 모두 또는 일부만 작동되도록 하는 개폐 밸브이다.
도면 번호 151과 156은 상기 각 리액터(150, 155) 내에 설치되어 상기 혼합가스와 상기 요소수의 혼합물 중 오염물질이 걸러지도록 하는 필터이다.
도면 번호 152와 157은 상기 각 리액터(150, 155)에서 오염물질이 걸러진 가스가 외부로 배출되도록 하는 배출 배관이다.
이하에서는 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템(100) 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템(100)에 적용되는 혼합 챔버(130)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 각 선박 보기엔진(110, 114, 117)에서 배출되는 상기 각 배기가스들이 상기 각 배기가스 유입 배관(112, 115, 118)을 통해 상기 각 혼합 챔버(130)로 각각 법선 방향으로 유입되어, 상기 혼합 챔버(130) 내면을 따라 회전되면서 유동되다가 서로 혼합되어, 상기 혼합가스가 형성된다.
이러한 과정 중에, 상기 요소수 공급 부재(120)로부터 상기 요소수가 상기 요소수 공급 배관(121)을 통해 상기 혼합 챔버(130) 내부로 유입되어 분사되고, 그에 따라 상기 혼합 챔버(130) 내부에서 회전 유동되는 상기 각 배기가스들과 상기 혼합가스에 상기 요소수가 혼합될 수 있다.
상기와 같이, 상기 각 배기가스들과 상기 혼합가스의 혼합물이 상기 혼합물 이동 배관(140, 141) 중 적어도 하나를 통해 유동되어 상기 리액터(150, 155) 중 적어도 하나에서 오염물질이 걸러진 채로 외부로 배출된다.
상기와 같이, 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템(100)이 복수 개의 선박 보기엔진(110, 114, 117), 혼합 챔버(130), 요소수 공급 부재(120) 및 리액터(150, 155)를 포함함에 따라, 복수 개의 선박 보기엔진(110, 114, 117)에서 각각 배출되는 배기가스의 온도가 서로 다르더라도 혼합 챔버(130)에서 각 배기가스들이 혼합되어 평균 온도로 균질화됨으로써, 그 균질화된 온도에 대하여 요소수의 반응 온도 조건을 맞추면 되어, 공급되는 요소수의 반응 온도 조건을 정확하게 맞추어줄 수 있게 되고, 배기가스들이 혼합 챔버(130) 내에서 회전 운동을 하게 되어 직선으로 유동되는 경우에 비해 혼합 챔버(130) 내에 머무르는 시간이 증가하게 되어 배기가스의 온도 균질화 및 요소수와의 혼합이 더욱 잘 이루어질 수 있으며, 요소수의 열분해 반응시간 증가에 의해 열분해 효율이 증가될 수 있다.
또한, 리액터(150, 155)가 각 선박 보기엔진(110, 114, 117)에 1대1로 연결되는 것이 아니라 각 선박 보기엔진(110, 114, 117)이 하나의 혼합 챔버(130)로 연결되고 상기 혼합 챔버(130)가 소수의 리액터(150, 155)에 연결됨으로써 리액터(150, 155) 설치를 위한 공간 및 비용이 최소화될 수 있으며, 암모니아 슬립 현상의 발생이 억제될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서 상기된 본 발명의 일 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고 여기서는 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에서의 가스 흐름을 정면에서 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서는, 요소수 공급 부재에서 혼합 챔버(230)로 요소수를 공급하는 요소수 공급 배관(221)의 말단이 복수 개로 분지되어 각각의 분지된 말단에 노즐(222)이 각각 형성된다.
상기 각 노즐(222)은 상기 혼합 챔버(230) 내부를 향해 방사상으로 점차 넓어지는 형상으로 형성되어, 상기 혼합 챔버(230) 내부를 향해 요소수가 퍼지면서 분사되도록 한다.
본 실시예에서는, 상기 각 노즐(222) 중 이웃하는 노즐(222)에서 각각 분사되는 상기 각 요소수는 퍼지면서 서로 겹쳐지도록 분사된다. 그러면, 상기 각 요소수가 서로 겹쳐지면서 배기가스와 더욱 잘 혼합될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템 및 상기 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버에 의하면, 복수 개의 선박 보기엔진에서 각각 배출되는 배기가스의 온도가 서로 다르더라도 공급되는 요소수의 반응 온도 조건을 정확하게 맞추어줄 수 있고, 리액터 설치를 위한 공간 및 비용이 최소화될 수 있으며, 암모니아 슬립 현상의 발생이 억제될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.

Claims (5)

  1. 복수 개의 선박 보기엔진;
    상기 각 선박 보기엔진으로부터 유입되는 각 배기가스들이 혼합되어 혼합가스를 형성하는 혼합 챔버;
    상기 혼합 챔버로 요소수(urea)를 공급하는 요소수 공급 부재; 및
    상기 혼합 챔버에서 상기 혼합가스가 상기 요소수가 혼합된 상태로 유입되어 오염물질이 걸러지는 리액터;를 포함하는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수 개의 상기 각 선박 보기엔진으로부터 유입되는 상기 각 배기가스들이 상기 혼합 챔버 내면을 따라 회전되면서 전진됨으로써 상기 혼합가스가 형성되고, 상기 혼합가스도 상기 혼합 챔버 내면을 따라 회전되면서 전진되는 것을 특징으로 하는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버에는 상기 각 배기가스들이 복수의 지점에서 각각 상기 혼합 챔버의 중심에 대해 법선 방향으로 유입되는 것을 특징으로 하는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요소수 공급 부재에서 상기 혼합 챔버로 상기 요소수를 공급하는 요소수 공급 배관의 말단은 분지되어 각각 노즐이 형성되고,
    상기 각 노즐 중 이웃하는 노즐에서 각각 분사되는 상기 각 요소수는 퍼지면서 서로 겹쳐지도록 분사되는 것을 특징으로 하는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템.
  5. 복수 개의 선박 보기엔진, 요소수 공급 부재 및 리액터를 포함하는 선박 보기엔진용 배기가스 처리 시스템에 적용되는 혼합 챔버로서,
    복수 개의 상기 각 선박 보기엔진으로부터 유입되는 각 배기가스들이 상기 혼합 챔버 내면을 따라 회전되면서 전진됨으로써 혼합가스가 형성되고, 상기 혼합가스도 상기 혼합 챔버 내면을 따라 회전되면서 전진되는 것을 특징으로 하는 혼합 챔버.
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