WO2019212131A1 - 배기가스 처리 장치용 및 발열체 냉각용 해수 공급 기능과 해수 교반 기능이 구비된 해수 순환 시스템 - Google Patents

배기가스 처리 장치용 및 발열체 냉각용 해수 공급 기능과 해수 교반 기능이 구비된 해수 순환 시스템 Download PDF

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discharge pipe
cooling
heating element
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서민수
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Seo Min Su
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    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a seawater circulation system equipped with a seawater supply function and a seawater agitation function for the exhaust gas treatment device and the heating element cooling, and more particularly, to the seawater cooling the heating element of the vessel and sulfur oxides in the exhaust gas treatment device.
  • the present invention relates to a seawater circulation system that agitates and discharges adsorbed seawater.
  • the exhaust gas treatment device uses seawater, a sea chest for receiving seawater is required, and a new overboard valve for discharging seawater used in this device is installed. Inevitable Moreover, since they have to be installed under the submerged ship, it is necessary to take the ship out of the water at the shipyard's dry dock and carry it out for a long time (approximately four weeks). There is a problem that must be stopped.
  • the strong acidity and high temperature seawater passing through the exhaust gas treatment system adversely affects the marine ecosystem when it is discharged to the sea as it is, in order to dilute it and lower the temperature, the vessel is a separate dilution water pump and to drive it There is a problem that the generator must be additionally installed.
  • the vessel includes an engine, a generator (generator), a motor (motor), an air conditioning system (Air con system), an air compressor (air compressor), etc., a number of heating elements that generate heat when driving, heating elements If you do not lower the heat generated in the heating element may overheat it may cause a failure or fire.
  • ships use a method of lowering the heat by supplying cooling water to the heating elements.
  • the vessel In order to secure a large amount of cooling water, the vessel typically uses a seawater box that is connected to an exhaust gas treatment device and another seawater box that is distributed in a separate box. It is used as cooling water (see Fig. 1).
  • the vessel should be provided with at least two seawater boxes, due to which the ratio occupied by seawater boxes in the ship is large, the effective space in the ship is reduced.
  • seawater boxes and discharge pipes are not provided, respectively, and the seawater used or used as cooling water in the heating element that requires the most seawater in the vessel is supplied to the exhaust gas treatment apparatus.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to lower the temperature of the heating element to one seawater box and one discharge pipe installed in the existing, without installing a separate seawater box, to remove the sulfur oxides of the exhaust gas treatment device It is to provide a seawater circulation system of the vessel that can be discharged to the outside by lowering the acidity and temperature of the seawater without having a separate dilution pump.
  • the sea chest (Sea chest) that can pump sea water from the sea, combined with the sea box, the sea water is supplied from the sea box, is coupled to the heating element Cooling unit for lowering the temperature of the heating element by heat exchange, a scrubber unit for processing the exhaust gas generated from the vessel, a first discharge pipe unit coupled with the cooling unit to receive the seawater discharged from the cooling unit, one end of the cooling unit or the first 1, the supply pipe portion is coupled to the discharge pipe portion, the other end is combined with the scrubber portion, the supply pipe portion for supplying a part or all of the sea water discharged from the pipe connected to one end to the scrubber portion, and the seawater discharged from the scrubber portion combined with the scrubber portion Combined with the receiving second discharge pipe portion, the first discharge pipe portion and the second discharge pipe portion, the sea water discharged from the first discharge pipe portion and the second discharge pipe portion is supplied and stirred Provides the seawater circulation system of the ship, including the half.
  • a valve for adjusting the flow rate may be formed between the cooling unit or the first discharge pipe portion and the supply pipe portion.
  • the cooling unit may be formed of a first pump for pumping seawater from the seawater box, the supply pipe portion may be formed a second pump for pumping seawater from the first discharge pipe portion.
  • the heating element may be any one or more of an oil cooler, an air cooler and an engine coolant cooler.
  • the supply pipe unit may be coupled to the cooling unit located between the first pump and the heating element, or may be coupled to the cooling unit located between the first pump and the seawater box.
  • the present invention after supplying seawater to the heating element as cooling water, the present invention recovers the seawater supplied to the heating element, and is used for removing sulfur oxides from the scrubber, so that one seawater box is sufficient. Since a large amount of water can be supplied to the heating element and the scrubber unit, the installation cost of the seawater box can be saved and the space utilization can be increased.
  • the present invention since the present invention does not include a separate dilution water pump, and lowers the acidity of the seawater discharged from the scrubber portion by using the seawater discharged from the cooling unit, the installation cost of the dilution water pump It can save money and increase the space utilization.
  • 1 is a view showing a conventional seawater circulation system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a seawater circulation system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a seawater circulation system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a seawater circulation system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a seawater circulation system 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the seawater circulation system 1 includes a seawater box 10, a cooling unit 20, a scrubber unit 30, a first discharge pipe unit 40, a supply pipe unit 50, a second Discharge pipe part 60 and the stirring portion 70 is included.
  • Seawater box 10 is a component for taking in the water and cooling water required for the vessel (S), is coupled to the lower portion of the vessel (S), it can pull seawater from the sea.
  • the cooling unit 20 is a component for supplying cooling water to the heating element 221 and may be combined with the seawater box 10 to receive seawater from the seawater box 10. At this time, the cooling unit 20 may be formed with a first pump 211 for pumping seawater from the seawater box (10). Pumping flow rate of the first pump 211 may be 650 to 750 m3 / h per hour.
  • cooling unit 20 may be coupled to the inside or outside of the heating element 221 so that heat exchange is made between the heating element 221 and the seawater, and may be formed of a thermally conductive material for smooth heat exchange.
  • the cooling unit 20 may be formed in a tubular shape, and when there are a plurality of heating elements 221, the cooling units 20 may be branched by the number of heating elements 221 and coupled to the heating element 221. That is, the cooling unit 20 may include one main pipe 210 coupled to the seawater box and one or more branch pipes 220 branched by the number of heating elements 221 from the main pipe 210. At this time, the first pump 211 is coupled to the main pipe 210, it can be easily transported seawater to each branch pipe (220). Meanwhile, the flow path of the main pipe 210 may be wider than the flow path of the branch pipe 220 for easy seawater flow.
  • the heating element 221 may be any one or more of an oil cooler, an air cooler, and an engine coolant cooler.
  • the scrubber unit 30 is a component for removing sulfur oxides contained in the exhaust gas.
  • the scrubber unit 30 may be combined with an exhaust gas discharge unit of an internal combustion engine such as an engine of a ship to receive exhaust gas from the internal combustion engine.
  • the scrubber unit 30 may be composed of a liquid dispersion unit (not shown) and a particle collecting unit (not shown).
  • the first discharge pipe part 40 is a component that receives the seawater discharged from the cooling part 20, and a flow path communicating with the flow path of the cooling part 20 may be formed therein, and one end of the cooling part 20. And the other end may be combined with the stirring unit 70.
  • the first discharge pipe part 40 may include a main pipe 410 and a branch pipe 420 branched from the main pipe 410.
  • the branch pipes 420 may be formed as many as the number of the heating elements 221 and may be combined with the branch pipes 220 of the cooling unit 20. Meanwhile, the flow path of the main pipe 410 may be wider than the flow path of the branch pipe 420 for easy seawater flow.
  • the supply pipe part 50 is a component for supplying a part or all of the seawater discharged from the first discharge pipe part 40 to the scrubber part 30, and a flow path communicating with the flow path of the first discharge pipe part 40 therein is provided. Can be formed. That is, one end of the supply pipe part 50 may be coupled to the first discharge pipe part 40 positioned between the cooling part 20 and the stirring part 70, and the other end may be coupled to the scrubber part 30.
  • one end of the supply pipe 50 that is, between the supply pipe 50 and the first discharge pipe 40 may be a valve 411 for adjusting the flow rate.
  • the flow path of the first discharge pipe portion 40 or the communication between the supply pipe portion 50 and the first discharge pipe portion 40 may be opened or blocked. That is, the valve 411 may not only block communication between the supply pipe part 50 and the first discharge pipe part 40 by a three-way valve, but also may block a flow path of the first discharge pipe part 40. .
  • the supply pipe part 50 may have a second pump 510 for pumping seawater from the first discharge pipe part 40.
  • the pumping flow rate of the second pump 510 may be 0.42 to 0.44 times the pumping flow rate of the first pump 211.
  • the pumping flow rate of the second pump 510 may be about 250 to 350 m 3 / h per hour.
  • the magnification of the pumping flow rate of the first pump 211 and the second pump 510 is a value in consideration of the acidity and temperature of the seawater discharged to the outside through the agitator 70 discharged.
  • the second discharge pipe part 60 is a component that receives the seawater discharged from the scrubber part 30, and a flow passage communicating with the scrubber part 30 may be formed therein, and one end thereof is coupled to the scrubber part 30. It may be, and the other end may be coupled to the stirring portion (70).
  • the second discharge pipe portion 60 may be coupled to the separation unit 610 for removing contaminants contained in the seawater discharged from the scrubber portion 30.
  • the separation unit 610 is coupled to the stirring unit 70, since the seawater discharged from the first discharge pipe unit 40 that does not contain contaminants in the separation unit 610 is also introduced, it should be formed with a large capacity. do. That is, in the present invention, since only the seawater discharged from the second discharge pipe part 60 substantially containing the pollutant is treated, it may be formed with a small capacity.
  • the stirring unit 70 is a component for stirring seawater discharged from the first discharge pipe unit 40 and the second discharge pipe unit 60, and rotates the seawater located in the stirring space and the stirring space for stirring the seawater therein.
  • a stirring member may be provided, and the first discharge pipe part 40 and the second discharge pipe part 60 may be coupled to one surface so as to communicate with the stirring space.
  • the other surface of the stirring unit 70 may be coupled to the third discharge pipe portion 710 for discharging seawater to the outside. That is, the third discharge pipe part 710 may receive seawater from the stirring unit 70 and discharge it to the outside.
  • the third discharge pipe part 710 Since the seawater discharged from the third discharge pipe part 710 has a low acidity, the third discharge pipe part 710 does not need to be formed of a material resistant to corrosion.
  • the seawater discharged from the second discharge pipe portion 60 and the seawater discharged from the first discharge pipe portion 40 are agitated by the stirring portion 70 and discharged to the outside, a separate dilution water pump is not provided. It is possible to lower the acidity and temperature of the seawater discharged from the second discharge pipe portion 60 without.
  • the scrubber portion 30, the second discharge pipe portion 60, the stirring portion 70 is formed of a material resistant to acid corrosion (Acid corrosion), it can be prevented from corrosion by strong acidic seawater.
  • the third discharge pipe portion 710 is discharged seawater is lower acidity, it is not necessary to be formed of a material resistant to acid corrosion. In other words, the manufacturing process of the seawater circulation system 1 can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 3 shows a seawater circulation system 1 according to a second embodiment of the present invention.
  • the same components as in the first embodiment of the present invention will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment is the coupling position of the supply pipe part 50.
  • One end of the supply pipe part 50 of the second embodiment may be coupled to the cooling unit 20 located between the first pump 211 and the heating element 221.
  • a valve 212 for adjusting the flow rate may be formed between the cooling unit 20 and the supply pipe unit 50.
  • the communication between the cooling unit 20 and the supply pipe unit 50 may be opened or blocked. That is, the valve 212 may not only block the communication between the supply pipe part 50 and the cooling part 20 by a three-way valve, but also may block the flow path of the cooling part 20.
  • FIG. 3 illustrates a state in which one end of the supply pipe part 50 is coupled to any one branch pipe 220 positioned before the heating element 221, but is not limited thereto.
  • the first pump 211 may be a centrifugal pump.
  • the present invention utilizes the characteristics of the centrifugal pump (the property of pumping more water when the outlet back pressure of the pump becomes low), so that the second pump 510 recovers some seawater to be used as cooling water in the heating element 221.
  • the centrifugal pump the property of pumping more water when the outlet back pressure of the pump becomes low
  • the second pump 510 recovers some seawater to be used as cooling water in the heating element 221.
  • the effective space of the ship S can be widened.
  • the conventional circulation system has to install a pump in the lower part of the engine room which is always immersed in water to supply water to the scrubber part, whereas it is difficult to install even near the water surface when the installation place is not free,
  • the second pump 510 may be mounted near a heating element cooling cooler.
  • FIG. 4 shows a seawater circulation system 1 according to a third embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the second embodiment of the present invention will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the difference between the second embodiment and the third embodiment is the coupling position of the supply pipe part 50.
  • the supply pipe part 50 may be coupled to the cooling unit 20 located between the first pump 211 and the seawater box 10.
  • a valve 213 for adjusting the flow rate may be formed between the cooling unit 20 and the supply pipe unit 50.
  • the communication between the cooling unit 20 and the supply pipe 50 may be opened or blocked.
  • the second pump 510 pumps some seawater supplied from the seawater box 10 to remove sulfur oxides from the scrubber portion 30, two seawater boxes Is not required. At this time, it is preferable that the capacity of the second pump 510 is smaller than that of the first pump 211.
  • the present invention can reduce the acidity and temperature of the seawater discharged to the outside, thereby minimizing damage to the marine ecosystem by the strong acidity and high temperature seawater.

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Abstract

본 발명은 해수 순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스 처리 장치용 및 발열체 냉각용 해수 공급 기능과 해수 교반 기능이 구비된 해수 순환 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 해수상자와, 해수상자와 결합되어, 해수상자로부터 해수를 공급받고, 발열체에 결합되어 열교환으로 발열체의 온도를 낮추는 냉각부와, 배기가스를 처리하는 스크러버부와, 냉각부와 결합되어 냉각부로부터 배출되는 해수를 공급받는 제1배출관부와, 냉각부 또는 제1배출관부로부터 배출된 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부로 공급하는 공급관부와, 스크러버부로부터 배출되는 해수를 공급받는 제2배출관부를 포함하고, 제1배출관부 및 제2배출관부로부터 배출되는 해수를 공급받아 교반하는 교반부를 포함하는 해수 순환 시스템을 제공한다.

Description

배기가스 처리 장치용 및 발열체 냉각용 해수 공급 기능과 해수 교반 기능이 구비된 해수 순환 시스템
본 발명은 배기가스 처리 장치용 및 발열체 냉각용 해수 공급 기능과 해수 교반 기능이 구비된 해수 순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 발열체를 냉각시킨 해수와, 배기가스 처리 장치에서 황산화물이 흡착된 해수를 교반하여 배출하는 해수 순환 시스템에 관한 것이다.
국제항해에 종사하는 모든 선박은 대부분 벙커 C라는 연료유를 사용하는데, 현재는 특별 배기가스 규제 지역(Emission control area)을 제외한 나머지 지역과 공해상 지역에서는 연료유에 유황이 3.5%정도 포함된 연료유(이하, '고유황 선박유'라 한다.)를 사용해 왔다.
그런데, 국제해사기구(IMO)에서, 대기온난화와, 미세먼지 또 인체에 해로운 유황성분에 의한 대기오염을 방지하기 위해, 선박 연료의 유황 성분 함유 정도를 규제하는 법률을 제정하여, 이 규제가 2020년 1월 1일부터 발효 시행됨에 따라, 선주는 가격이 싼 고유황 선박유를 쓰지 못하고, 가격이 훨씬 더 비싼 유황 함유 0.5%이하인 연료유(이하, '저유황 선박유'라 한다.)를 사용해야만 한다.
그러나, 저유황 선박유는 고유황 선박유에 비해 가격이 상당히 비싸, 선주들에게 경제적인 부담을 주었다. 따라서, 선주는 계속해서 고유황 선박유를 쓰면서, 연료의 유황 함유 정도를 줄이기 위해 선박에 탈유황 배기가스 처리 장치(Scrubber)를 선박 내에 설치하고 있는 실정이다.
그런데, 배기가스 처리 장치는 바닷물을 이용하는 장비이기 때문에 해수를 공급받을 수 있는 해수상자(Sea Chest)가 필요하고, 이 장치에 사용된 해수를 배출할 수 있는 새로운 선외변(Overboard Valve)의 설치가 불가피하다. 더욱이, 이들은 물에 잠겨있는 선박 하부에 설치해야 하기 때문에, 설치를 위해서는, 조선소의 드라이 도크(Dry Dock)에서 선박을 물 밖으로 끄집어 내어 상가를 해야 하므로, 배의 운항을 상당기간(약 4주 정도)을 멈춰야 하는 문제점이 있다.
또한, 배기가스 처리 장치를 통과한 강산성 및 고온의 해수는 그대로 바다에 배출될 경우, 해양 생태계에 악영향을 미치므로, 이를 희석하고 온도를 낮추기 위해, 선박은 별도의 희석수 펌프 및 이를 구동하기 위한 발전기가 추가로 설치되어야 하는 문제점이 있다.
한편, 선박은 엔진(Engine), 발전기(Generator), 전동기(motor), 에어컨 시스템(Air con system), 에어컴프레서(Air compressor) 등 운전을 하게 되면 열이 발생되는 여러 가지 발열체들을 포함하는데, 발열체에서 발생하는 열을 낮추지 않는 경우, 발열체가 과열되어 고장나거나 화재가 발생할 수 있다. 이를 위해, 선박은 발열체들에 냉각수를 공급하여 열을 낮추는 방법을 이용하고 있는데, 방대한 양의 냉각수 확보를 위해 통상적으로 배기가스 처리 장치와 연결된 해수상자와 다른 별도의 해수상자에 퍼올려진 해수를 냉각수로 이용한다(도 1 참조).
즉, 선박은 적어도 둘 이상의 해수상자가 구비되어야 하며, 이로 인해 선박 내에서 해수상자가 차지하는 비율이 커 선박 내의 유효공간이 줄어드는 문제점이 있다.
따라서, 발열체와 배기가스 처리 장치에 해수를 공급하기 위해, 해수상자와 배출관을 각각 설치하지 않고, 선박 내에서 해수가 가장 많이 요구되는 발열체에서 냉각수로 사용된 또는 사용될 해수를 배기가스 처리 장치로 공급하여 배기가스 처리 장치의 황산화물을 제거하며, 배기가스 처리 장치에서 배출되는 높은 산도의 해수를 발열체의 냉각수와 혼합함으로써, 별도의 희석수 펌프를 구비하지 않고 해수의 산성도 및 온도를 낮춰 외부로 배출할 수 있는 해수 순환 시스템에 대한 요구가 생기게 됐다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 추가적으로 별도의 해수 상자를 설치하지 않고, 기존에 설치되어 있는 하나의 해수상자 및 하나의 배출관으로 발열체의 온도를 낮추며, 배기가스 처리 장치의 황산화물을 제거할 수 있고, 별도의 희석수 펌프를 구비하지 않고 해수의 산성도 및 온도를 낮춰 외부로 배출할 수 있는 선박의 해수 순환 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 바다로부터 해수를 퍼올릴 수 있는 해수상자(Sea chest)와, 해수상자와 결합되어, 해수상자로부터 해수를 공급받고, 발열체에 결합되어 열교환으로 발열체의 온도를 낮추는 냉각부와, 선박에서 발생된 배기가스를 처리하는 스크러버부와, 냉각부와 결합되어 냉각부로부터 배출되는 해수를 공급받는 제1배출관부와, 일단이 냉각부 또는 제1배출관부와 결합되고, 타단이 스크러버부와 결합되며, 일단과 연결된 관으로부터 배출되는 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부로 공급하는 공급관부와, 스크러버부와 결합되고, 스크러버부로부터 배출되는 해수를 공급받는 제2배출관부와, 제1배출관부 및 제2배출관부와 결합되어, 제1배출관부 및 제2배출관부로부터 배출되는 해수를 공급받아 교반하는 교반부를 포함하는 선박의 해수 순환 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 냉각부 또는 제1배출관부와 공급관부 사이에 유량 조절을 위한 밸브가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 냉각부는 해수상자로부터 해수를 펌핑하는 제1펌프가 형성되고, 공급관부는 제1배출관부로부터 해수를 펌핑하는 제2펌프가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발열체는 오일 쿨러, 에어 쿨러 및 엔진 냉각수 쿨러 중 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 공급관부는 제1펌프와 발열체 사이에 위치한 냉각부에 결합되거나, 제1펌프와 해수상자 사이에 위치한 냉각부에 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 해수를 발열체에 냉각수로 공급한 후, 발열체로 공급된 해수를 회수하여, 스크러버부에서 황산화물을 제거하는 용도로 사용함으로써, 하나의 해수 상자로도 충분한 양의 물을 발열체 및 스크러버부에 공급할 수 있기 때문에, 해수 상자의 설치 비용을 절약할 수 있으며, 공간 활용도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 별도의 희석수 펌프를 구비하지 않고, 냉각부에서 배출된 해수를 이용해 스크러버부로부터 배출되는 해수의 산성도를 낮추기 때문에, 희석수 펌프의 설치 비용을 절약할 수 있으며, 공간 활용도를 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 해수 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 해수 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 해수 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 해수 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)을 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 해수 순환 시스템(1)은 해수상자(10), 냉각부(20), 스크러버부(30), 제1배출관부(40), 공급관부(50), 제2배출관부(60) 및 교반부(70)를 포함한다.
해수상자(10)는 선박(S)에 필요한 용수 및 냉각수를 취수하기 위한 구성요소로서, 선박(S)의 하부에 결합되어, 바다로부터 해수를 끌어올 수 있다.
냉각부(20)는 냉각수를 발열체(221)에 공급하기 위한 구성요소로서, 해수상자(10)와 결합되어 해수상자(10)로부터 해수를 공급받을 수 있다. 이때, 냉각부(20)는 해수상자(10)로부터 해수를 펌핑하는 제1펌프(211)가 형성될 수 있다. 제1펌프(211)의 펌핑 유량은 시간당 650 내지 750㎥/h 일 수 있다.
또한, 냉각부(20)는 발열체(221)와 해수간에 열교환이 이루어지도록 발열체(221)의 내부 또는 외부에 결합될 수 있으며, 원활한 열교환을 위해 열전도성 물질로 형성될 수 있다.
냉각부(20)는 관형태로 형성될 수 있으며, 발열체(221)가 복수개인 경우, 냉각부(20)는 발열체(221)의 개수만큼 분기되어, 발열체(221)에 결합될 수 있다. 즉, 냉각부(20)는 해수상자와 결합되는 하나의 메인관(210) 및 메인관(210)에서 발열체(221)의 개수만큼 분기되는 하나 이상의 분기관(220)을 포함할 수 있다. 이때, 제1펌프(211)는 메인관(210)에 결합되어, 각 분기관(220)으로 해수를 용이하게 이송시킬 수 있다. 한편, 용이한 해수의 흐름을 위해 메인관(210)의 유로는 분기관(220)의 유로보다 넓게 형성될 수 있다.
한편, 발열체(221)는 오일 쿨러, 에어 쿨러 및 엔진 냉각수 쿨러 중 어느 하나 이상일 수 있다.
스크러버부(30)는 배기가스에 포함된 황산화물을 제거하기 위한 구성요소로서, 선박의 엔진과 같은 내연기관의 배기가스 배출부와 결합되어, 내연기관으로부터 배기가스를 공급받을 수 있다. 이때, 스크러버부(30)는 액체 분산부(미도시)와 입자 포집부(미도시)로 구성될 수 있다.
제1배출관부(40)는 냉각부(20)로부터 배출되는 해수를 공급받는 구성요소로서, 내부에 냉각부(20)의 유로와 연통하는 유로가 형성될 수 있으며, 일단은 냉각부(20)와 결합되고, 타단은 교반부(70)와 결합될 수 있다.
이때, 발열체(221)가 복수개인 경우, 제1배출관부(40)는 메인관(410) 및 메인관(410)에서 분기되는 분기관(420)을 포함할 수 있다. 분기관(420)은 발열체(221)의 개수만큼 형성되어, 냉각부(20)의 분기관(220)과 결합될 수 있다. 한편, 용이한 해수의 흐름을 위해 메인관(410)의 유로는 분기관(420)의 유로보다 넓게 형성될 수 있다.
공급관부(50)는 제1배출관부(40)로부터 배출되는 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부(30)로 공급하는 구성요소로서, 내부에 제1배출관부(40)의 유로와 연통하는 유로가 형성될 수 있다. 즉, 공급관부(50)는 일단이 냉각부(20)와 교반부(70) 사이에 위치한 제1배출관부(40)에 결합되고, 타단이 스크러버부(30)에 결합될 수 있다.
이때, 공급관부(50)의 일단 즉, 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 사이에는 유량 조절을 위한 밸브(411)가 형성될 수 있다. 밸브(411)의 상태에 따라, 제1배출관부(40)의 유로 또는 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 연통이 개방되거나 차단될 수 있다. 즉, 밸브(411)는 3방 밸브(3way 밸브)로 공급관부(50)와 제1배출관부(40)의 연통을 차단할 뿐만 아니라 제1배출관부(40)의 유로 차단 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 공급관부(50)는 제1배출관부(40)로부터 해수를 펌핑하는 제2펌프(510)가 형성될 수 있다. 제2펌프(510)의 펌핑 유량은 제1펌프(211)의 펌핌 유량의 0.42 내지 0.44배일 수 있다. 예를 들어, 제2펌프(510)의 펌핑 유량이 제1펌프(211)의 펌핑 유량의 0.428배인 경우, 제2펌프(510)의 펌핑 유량은 시간당 약 250 내지 350㎥/h 일 수 있다. 이때, 제1펌프(211)와 제2펌프(510)의 펌핑 유량의 배율은 배출되는 교반부(70)를 지나 외부로 배출되는 해수의 산성도 및 온도를 고려한 수치이다.
제2배출관부(60)는 스크러버부(30)에서 배출되는 해수를 공급받는 구성요소로서, 내부에 스크러버부(30)와 연통하는 유로가 형성될 수 있으며, 일단은 스크러버부(30)에 결합될 수 있고, 타단은 교반부(70)에 결합될 수 있다.
이때, 제2배출관부(60)에는 스크러버부(30)로부터 배출되는 해수에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 분리부(610)가 결합될 수 있다. 분리부(610)가 교반부(70)에 결합되는 경우, 분리부(610)에 오염물질이 포함되지 않는 제1배출관부(40)에서 배출되는 해수도 함께 인입되기 때문에, 큰 용량으로 형성되어야 한다. 즉, 본 발명은 실질적으로 오염물질이 포함된 제2배출관부(60)에서 배출되는 해수만을 처리하면 되므로, 작은 용량으로 형성될 수 있다.
교반부(70)는 제1배출관부(40) 및 제2배출관부(60)로부터 배출된 해수를 교반하는 구성요소로서, 내부에 해수를 교반시키기 위한 교반공간 및 교반공간에 위치한 해수를 회전시키는 교반부재가 마련되며, 일면에 교반공간과 연통하도록 제1배출관부(40) 및 제2배출관부(60)가 결합될 수 있다. 또한, 교반부(70)의 타면은 외부로 해수를 배출하는 제3배출관부(710)가 결합될 수 있다. 즉, 제3배출관부(710)는 교반부(70)로부터 해수를 공급받아 외부로 배출할 수 있다.
제3배출관부(710)에서 배출되는 해수는 산성도가 낮아진 상태이므로, 제3배출관부(710)는 부식에 강한 재질로 형성될 필요가 없다.
본 발명은 제2배출관부(60)에서 배출되는 해수와 제1배출관부(40)에서 배출되는 해수를 교반부(70)에서 교반한 후 외부로 배출하기 때문에, 별도의 희석수 펌프를 구비하지 않고 제2배출관부(60)에서 배출되는 해수의 산성도 및 온도를 낮출 수 있다.
한편, 스크러버부(30), 제2배출관부(60), 교반부(70)는 산 부식(Acid corrosion)에 강한 재질로 형성되어, 강산성의 해수에 의한 부식이 방지될 수 있다. 반면, 제3배출관부(710)는 산성도가 낮아진 해수가 배출되므로, 산 부식에 강한 재질로 형성될 필요가 없다. 다시 말해, 해수 순환 시스템(1)의 제작 공정이 간단해지고, 제작 비용도 절감될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)을 도시하는 도면이다. 도 3에 대한 본격적인 설명에 앞서, 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일부호를 붙이는 동시에 설명을 생략한다.
제2실시예와 제1실시예의 차이점은 공급관부(50)의 결합 위치이다. 제2실시예의 공급관부(50)는 일단이 제1펌프(211)와 발열체(221) 사이에 위치한 냉각부(20)에 결합될 수 있다. 이때, 냉각부(20)와 공급관부(50) 사이에는 유량 조절을 위한 밸브(212)가 형성될 수 있다. 밸브(212)의 상태에 따라, 냉각부(20)와 공급관부(50)의 연통이 개방되거나 차단될 수 있다. 즉, 밸브(212)는 3방 밸브(3way 밸브)로 공급관부(50)와 냉각부(20)의 연통을 차단할 뿐만 아니라 냉각부(20)의 유로 차단 기능을 수행할 수 있다.
한편, 도 3은 공급관부(50)의 일단이 발열체(221) 이전에 위치한 어느 하나의 분기관(220)에 결합된 모습을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1펌프(211)와 분기관(220) 사이에 위치한 메인관(210)에 결합될 수 있음은 물론이다. 이때, 제1펌프(211)는 원심펌프일 수 있다.
본 발명은 원심펌프가 갖고 있는 특성(펌프의 출구 배압이 낮아지면, 더 많은 물을 펌핑하는 성질)을 이용해서, 제2펌프(510)가 발열체(221)에서 냉각수로 사용될 일부 해수를 회수하여, 스크러버부(30)에서 황산화물을 제거하는 용도로 사용함으로써, 두 개의 해수상자가 요구되지 않는다.
즉, 본 발명은 선박(S)의 유효 공간이 넓어질 수 있다. 더욱이, 종래의 순환 시스템은 스크러버부로 물을 공급하기 위해 물에 항상 잠겨 있는 기관실 하부에 펌프를 설치해야 하므로, 설치장소가 여유롭지 못할 때 수면 가까이에라도 설치해야 하는 어려움을 갖고 있는데 반해, 본 발명의 제2펌프(510)는 발열체 냉각쿨러 근처에 설치가 편한 곳에 장착될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)을 도시하는 도면이다. 도 4에 대한 본격적인 설명에 앞서, 본 발명의 제2실시예와 동일한 구성요소에는 동일부호를 붙이는 동시에 설명을 생략한다.
제2실시예와 제3실시예의 차이점은 공급관부(50)의 결합 위치이다. 제3실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)은 공급관부(50)가 제1펌프(211)와 해수상자(10) 사이에 위치한 냉각부(20)에 결합될 수 있다. 이때, 냉각부(20)와 공급관부(50)사이에는 유량 조절을 위한 밸브(213)가 형성될 수 있다.
밸브(213)의 상태에 따라, 냉각부(20)과 공급관부(50)의 연통이 개방되거나 차단될 수 있다.
제3실시예에 따른 해수 순환 시스템(1)은 제2펌프(510)가 해수상자(10)에서 공급되는 일부 해수를 펌핑하여, 스크러버부(30)에서 황산화물을 제거하므로, 두 개의 해수상자가 요구되지 않는다. 이때, 제2펌프(510)의 용량은 제1펌프(211)의 용량보다 적은 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 외부로 배출되는 해수의 산성도 및 온도를 낮추어, 강산성 및 고온의 해수에 의한 해양 생태계 피해를 최소화할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

  1. 바다로부터 해수를 퍼올릴 수 있는 해수상자(Sea chest)와,
    상기 해수상자와 결합되어, 상기 해수상자로부터 해수를 공급받고, 발열체에 결합되어 열교환으로 상기 발열체의 온도를 낮추는 냉각부와,
    선박에서 발생된 배기가스를 처리하는 스크러버부와,
    상기 냉각부와 결합되어 상기 냉각부로부터 배출되는 해수를 공급받는 제1배출관부와,
    일단이 상기 냉각부 또는 상기 제1배출관부와 결합되고, 타단이 상기 스크러버부와 결합되며, 상기 일단과 연결된 관으로부터 배출되는 해수의 일부 또는 전체를 스크러버부로 공급하는 공급관부와,
    상기 스크러버부와 결합되고, 상기 스크러버부로부터 배출되는 해수를 공급받는 제2배출관부와,
    상기 제1배출관부 및 상기 제2배출관부와 결합되어, 상기 제1배출관부 및 상기 제2배출관부로부터 배출되는 해수를 공급받아 교반하는 교반부를 포함하되,
    상기 냉각부 또는 상기 제1배출관부와 상기 공급관부 사이에 유량 조절을 위한 밸브가 형성되고,
    상기 냉각부는, 상기 해수상자로부터 해수를 펌핑하는 제1펌프가 형성되며,
    상기 공급관부는, 상기 냉각부 또는 제1배출관부로부터 해수를 펌핑하는 제2펌프를 구비하되,
    상기 제2펌프는, 상기 스크러버부에 인접하여 설치됨과 아울러, 상기 제1펌프에 의해 펌핑된 해수가 공급되는 상기 냉각부 또는 제1배출관부로부터 해수가 공급되도록 함으로써, 펌핑 유량이 상기 제1펌프의 펌핑 유량에 대해 0.42 ~ 0.44배로 작게 형성되도록 한 것을 특징으로 하는, 해수 순환 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열체는, 오일 쿨러, 에어 쿨러 및 엔진 냉각수 쿨러 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 해수 순환 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공급관부는, 상기 제1펌프와 상기 발열체 사이에 위치한 냉각부에 결합되는 것을 특징으로 하는, 해수 순환 시스템.
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