KR101432454B1 - 선박용 scr 환원제 공급 시스템 - Google Patents

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다카히로 나카가와
게이스케 미사와
신지 노나카
쇼이치 기타무라
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
가부시키가이샤 오시마 조우센죠
잇판사단호진 닛폰 하쿠요 고교에
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Abstract

환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 제공하는 것. 환원제 저장 탱크 (11) 를 수용하는 환원제 저장 탱크실 (31) 과, 환원제 분사 노즐 (13) 의 기단부를 수용하는 환원제 분사 노즐실 (36) 과, 환원제 공급관 (21, 23) 을 수용하는 덕트 (34, 38) 를 구비하여, 환원제가 선내에 누설되지 않도록 이중화 구조로 하였다.

Description

선박용 SCR 환원제 공급 시스템{SCR REDUCTION AGENT MARITIME SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 예를 들어, 선박의 주기 (主機) 로서 사용되는 2 사이클 저속 디젤 기관으로부터 배출되는 배기 가스 중에서 질소 산화물을 제거하는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 관한 것이다.
최근의 환경 보전에 대한 관심의 고조에 따라, 예를 들어, 선박의 주기로서 사용되는 2 사이클 저속 디젤 기관으로부터 배출되는 배기 가스에 함유되는 질소 산화물 (이하, 「NOx」라고 한다) 을 삭감할 필요성이 생겼다. NOx 삭감을 도모하기 위해서는, 디젤 기관의 배기 가스를 탈질 촉매에 통과시키는 방법이 일반적으로 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
여기서, 탈질 촉매로서는, 암모니아 등을 환원제로 하여 질소로 환원시키는 선택적 환원법 (SCR 법) 에 기초하는 촉매가 일반적으로 이용되고 있다.
일본 공개특허공보 평5-288040호
그러나, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우, 승무원의 안전성을 확보하지 못하게 될 우려가 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템은, 환원제가 저장된 환원제 저장 탱크와, 선박용 내연 기관으로부터 배출된 배기 가스에 함유되는 질소 산화물을 환원시키는 촉매를 구비한 탈질 반응기와, 상기 선박용 내연 기관과 상기 탈질 반응기를 연통하는 연도 (煙道) 내에, 그 선단부가 노출되도록 하여 형성되고, 상기 환원제 저장 탱크에 저장된 환원제를, 상기 연도 내를 통과하는 배기 가스를 향하여 분출시키는 환원제 분사 노즐과, 상기 환원제 저장 탱크에 모인 환원제를 상기 환원제 분사 노즐로 유도하는 환원제 공급관을 구비하고, 상기 선박용 내연 기관으로부터 배출된 배기 가스에 함유되는 질소 산화물을 환원시키는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템으로서, 상기 환원제 저장 탱크를 수용하는 환원제 저장 탱크실과, 상기 환원제 분사 노즐의 기단부를 수용하는 환원제 분사 노즐실과, 상기 환원제 공급관을 수용하는 덕트를 구비하고, 상기 환원제가 선내에 누설되지 않도록 이중화 구조로 하였다.
상기 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 의하면, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소, 예를 들어, 환원제 저장 탱크, 환원제 분사 노즐, 환원제 공급관으로부터 환원제가 누출되었다고 해도, 누출된 환원제는 이중화 구조의 내측에 존재하게 되어, 이중화 구조의 외측으로 누출되는 경우는 없기 때문에, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있다.
상기 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 있어서, 선외로 개구되는 외기 취입구로부터 취입된 외기를, 상기 이중화 구조의 내측으로 유도하여, 상기 이중화 구조의 내측의 환기에 이용한 후, 선외로 개구되는 배기구로부터 배출시키도록 하면 더욱 바람직하다.
이와 같은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 의하면, 이중화 구조의 내측을 유통하는 외기에 의해, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소, 예를 들어, 환원제 저장 탱크, 환원제 분사 노즐, 환원제 공급관이 냉각되고, 그 내측에 존재하는 환원제가 냉각되어, 환원제의 기화 (비등) 를 방지하여, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템의 성능 저하를 방지할 수 있다.
상기 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 있어서, 상기 환원제 저장 탱크실 내의 상방, 상기 환원제 분사 노즐실 내의 상방에, 가스 검출기가 각각 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.
이와 같은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 의하면, 기화된 환원제가 체류하기 쉬운 환원제 저장 탱크실 내의 상방, 환원제 분사 노즐실 내의 상방에 가스 검지기가 형성되게 되기 때문에, 가스 검지기의 오검지를 방지할 수 있고, 어느 장소에서 기화된 환원제가 검출되었는지를 재빠르게 특정할 수 있다.
상기 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 있어서, 상기 환원제 저장 탱크에, 내압을 소정의 범위 내로 유지하는 내압 조정 수단이 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.
이와 같은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 의하면, 환원제 저장 탱크 내의 압력이 소정의 범위 내로 유지되게 되기 때문에, 내압의 변화에 의한 환원제 저장 탱크의 손상을 방지할 수 있어, 환원제 저장 탱크로부터의 환원제의 누설을 방지할 수 있다.
상기 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 있어서, 상기 환원제 저장 탱크실 내 또는 상기 환원제 저장 탱크에, 상기 환원제 저장 탱크를 냉각시켜, 상기 환원제 저장 탱크 내에 존재하는 환원제를 냉각시키는 제 1 냉각 수단이 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.
이와 같은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 의하면, 제 1 냉각 수단에 의해 환원제 저장 탱크가 냉각되어, 환원제 저장 탱크 내에 존재하는 환원제가 냉각되게 되기 때문에, 환원제 저장 탱크 내에 존재하는 환원제의 기화 (비등) 를 방지할 수 있다.
상기 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 있어서, 상기 환원제 분사 노즐에 가압된 환원제를 토출하는 펌프의 흡입구 근방에, 상기 환원제 공급관을 통하여 상기 환원제 저장 탱크로부터 공급된 환원제를 냉각시키는 제 2 냉각 수단이 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.
이와 같은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 의하면, 펌프에 흡입되는 환원제가 미리 냉각되게 되기 때문에, 펌프 내에 있어서의 환원제의 기화 (비등) 를 방지하여, 환원제를 정상적으로 공급할 수 있다.
본 발명에 관련된 선박용 배기 가스 탈질 장치는, 상기 어느 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비하고 있다.
상기 선박용 배기 가스 탈질 장치에 의하면, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있는 신뢰성이 높은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비하고 있는 것이 되기 때문에, 승무원의 안전성을 확보할 수 있어, 선박 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관련된 선박은, 상기 어느 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 또는 상기 선박용 배기 가스 탈질 장치를 구비하고 있다.
상기 선박에 의하면, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있는 신뢰성이 높은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비하고 있는 것이 되기 때문에, 승무원의 안전성을 확보할 수 있어, 선박 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 의하면, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 환원제 저장 탱크실에 있어서의 배치 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3 은 환원제 저장 탱크실에 있어서의 배치 상태를 나타내는 도면으로서, 도 2 를 하방에서 본 측면도이다.
도 4 는 환원제 저장 탱크실에 있어서의 배치 상태를 나타내는 도면으로서, 도 2 를 좌방에서 본 정면도이다.
도 5A 는 프레임의 일부를 확대하여 나타내는 평면도로서, 프레임에 평면에서 보았을 때 원 형상을 나타내는 둥근 구멍이 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 5B 는 프레임의 일부를 확대하여 나타내는 평면도로서, 프레임에 평면에서 보았을 때 아치 형상을 나타내는 노치가 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 대하여, 도 1 내지 도 5B 를 참조하면서 설명한다.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면, 도 2 는 환원제 저장 탱크실에 있어서의 배치 상태를 나타내는 평면도, 도 3 은 환원제 저장 탱크실에 있어서의 배치 상태를 나타내는 도면으로서, 도 2 를 하방에서 본 측면도, 도 4 는 환원제 저장 탱크실에 있어서의 배치 상태를 나타내는 도면으로서, 도 2 를 좌방에서 본 정면도, 도 5A 는 프레임의 일부를 확대하여 나타내는 평면도로서, 프레임에 평면에서 보았을 때 원 형상을 나타내는 둥근 구멍이 형성된 것, 도 5B 는 프레임에 평면에서 보았을 때 아치 형상을 나타내는 노치가 형성된 것을 나타내는 도면이다.
본 실시형태에 관련된 선박 (1) 은, 선박용 내연 기관 (2) 과, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 을 구비하고 있다.
선박용 내연 기관 (2) 으로서는, 예를 들어, 도시되지 않은 실린더부와, 배기 리시버 (배기 집합관 ： 배기 매니폴드) 와, 과급기를 구비하고, 선박 (1) 의 주기로서 사용되는 2 사이클 저속 디젤 기관을 일 구체예로서 들 수 있다.
각 실린더부 내에는, 크랭크축 (도시 생략) 과 연결된 피스톤 (도시 생략) 이 배치되어 있다. 각 실린더부의 배기 포트 (도시 생략) 는, 배기관 (도시 생략) 을 통하여 배기 리시버와 연통 (접속) 되어 있고, 각 배기관에 있어서의 실린더에 대한 개구부에는, 당해 개구부를 개폐하는 배기 밸브 (도시 생략) 가 배치되어 있다.
선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 은, 환원제 저장 탱크 (11) 와, 환원제 공급 장치 (12) 와, 환원제 분사 노즐 (13) 과, 탈질 반응기 (14) 와, 제어 장치 (도시 생략) 를 구비하고 있다.
환원제 저장 탱크 (11) 에는, 암모니아수나 요소수 등의 환원제 (본 실시형태에서는 「25 중량％ 의 암모니아수」) 가 저장되어 있다. 환원제 저장 탱크 (11) 와 환원제 공급 장치 (12) 는, (제 1) 환원제 공급관 (내관) (21) 을 통하여 연통 (접속) 되어 있고, 수시 필요에 따라, 환원제 저장 탱크 (11) 로부터 환원제 공급 장치 (12) 에 환원제가 공급되도록 되어 있다.
환원제 공급 장치 (12) 에는, 청수 공급관 (도시 생략) 과 공기 공급관 (도시 생략) 이 접속되어 있고, 수시 필요에 따라, 선박 (1) 의 선저에 형성된 청수 탱크 (도시 생략) 로부터 환원제 공급 장치 (12) 에 청수가 공급되고, 선박 (1) 내에 형성된 공기 탱크 (도시 생략) 로부터 환원제 공급 장치 (12) 에 제어 공기가 공급되도록 되어 있다.
환원제 분사 노즐 (13) 은, 선박용 내연 기관 (2) (보다 상세하게는, 과급기) 과 탈질 반응기 (14) 를 연통 (접속) 하는 (제 1) 연도 (배기관) (22) 내에, 그 선단부가 노출되도록 하여 복수 개 (예를 들어, 4 개) 형성되어 있다. 환원제 분사 노즐 (13) 의 기단부는, 분배관 (도시 생략) 을 통하여 연통 (접속) 되고, 이 분배관과 환원제 공급 장치 (12) 는, (제 2) 환원제 공급관 (내관) (23) 을 통하여 연통 (접속) 되어 있고, 수시 필요에 따라, 환원제 공급 장치 (12) 로부터 환원제가 공급되도록 되어 있다. 그리고, 환원제 분사 노즐 (13) 로부터 연도 (22) 내를 향하여, 안개상의 환원제가 공급되도록 (환원제가 분무되도록) 되어 있다.
환원제 공급 장치 (12) 에 공급되는 청수의 양 및 제어 공기의 양, 환원제 분사 노즐 (13) 에 공급되는 환원제의 양은, 제어 장치에 의해 제어되도록 되어 있다.
탈질 반응기 (14) 의 내부에는, 예를 들어, 외관이 직방체 형상을 나타냄과 함께, 허니컴 (벌집) 구조를 갖는 촉매 (도시 생략) 가 복수 개 형성되어 있고 (배치되어 있고), 이들 촉매 중을 배기 가스가 통과 (통기) 할 때, NOx 가 질소와 물에 분해되어, 배기 가스 중의 NOx 가 제거되게 된다. 그리고, NOx 가 제거된 배기 가스는, 탈질 반응기 (14) 와 굴뚝 (도시 생략) 을 연통 (접속) 하는 (제 2) 연도 (배기관) (24) 를 통하여 굴뚝으로 유도되어, 굴뚝으로부터 대기 중에 배출되도록 되어 있다.
본 실시형태에 있어서 환원제 저장 탱크 (11) 및 환원제 공급 장치 (12) 는, 선박 (1) 의 폭로 갑판 (3) 위에 형성된 환원제 저장 탱크실 (31) 내 및 환원제 공급 장치실 (32) 내에 각각 수용되어 있다.
환원제 공급관 (21) 중, 환원제 저장 탱크실 (31) 과 환원제 공급 장치실 (32) 사이에 위치하는 환원제 공급관 (21) 은, 그 일단 (一端) 이 환원제 저장 탱크실 (31) 의 일 측벽 (일 외벽) 의 하방 (하부) 에 접속되고, 그 타단이 환원제 공급 장치실 (32) 의 일 측벽 (일 외벽) 의 하방 (하부) 에 형성된 관통공 (33) 에 접속되어 환원제 공급 장치실 (32) 내와 연통하는 (제 1) 덕트 (외관) (34) 내에 수용되어 있다.
환원제 저장 탱크실 (31) 의 일 측벽에는, 환원제 공급관 (21) 을 통과할 (삽입 통과시킬) 뿐인 관통공 (도시 생략) 이 형성되어 있고, 이 관통공과 환원제 공급관 (21) 사이는, 용접 비드나 시일재 등에 의해 막혀 있다 (밀봉되어 있다).
환원제 공급관 (23) 중, 환원제 공급 장치실 (32) 과 분배관 사이에 위치하는 환원제 공급관 (23) 은, 그 일단이 환원제 공급 장치실 (32) 의 타 측벽 (타 외벽) 의 하방 (하부) 에 형성된 관통공 (35) 에 접속되어 환원제 공급 장치실 (32) 내와 연통되고, 그 타단이, 분배관을 수용하는 분배관 챔버 (확대 공간부 ： 환원제 분사 노즐실) (36) 의 일 측벽 (일 외벽) 의 상방 (상부) 에 형성된 관통공 (37) 에 접속되어 분배관 챔버 (36) 내와 연통되는 (제 2) 덕트 (외관) (38) 내에 수용되어 있다. 분배관 챔버 (36) 에는, 관통공 (39) 이 형성되어 있고, 이 관통공 (39) 에는, 그 일단이 폭로 갑판 (3) 보다 상방으로 개구되는 외기 취입구 (흡기구) (40) 로 된 (제 3 ) 덕트 (외관) (41) 의 타단이 접속되어 있다.
한편, 환원제 저장 탱크실 (31) 의 일 측벽 (일 외벽) 의 상방 (상부) 에는, 관통공 (42) 이 형성되고, 덕트 (34) 의 둘레벽에는, 관통공 (43) 이 형성되어 있고, 관통공 (42) 과 관통공 (43) 은, (제 4) 덕트 (44) 를 통하여 연통 (접속) 되어 있다. 환원제 저장 탱크실 (31) 의 천정면에는, 관통공 (45) 이 형성되어 있고, 이 관통공 (45) 에는, 그 일단이 환원제 저장 탱크실 (31) 의 천정면보다 상방으로 개구되는 배기구 (46) 로 된 (제 5) 덕트 (47) 의 타단이 접속되어 있다.
환원제 저장 탱크 (11) 의 천정면에는, 적어도 하나의 관통공 (도시 생략) 이 형성되어 있고, 이 관통공에는, 그 일단이 관통공 (45) 의 근방 혹은 관통공 (45) 내에 위치하여 개구되는 적어도 한 개 (본 실시형태에서는 2 개) 의 배관 (48) 의 타단이 각각 접속되어 있다. 각 배관 (48) 의 도중에는, 환원제 저장 탱크 (11) 내의 압력이 제 1 규정값 이상이 되면, 자동적으로 열려 환원제 저장 탱크 (11) 내의 기화된 환원제를 방출하여, 환원제 저장 탱크 (11) 내의 압력을 제 1 규정값 이하로 유지함과 함께, 환원제 저장 탱크 (11) 내의 압력이 제 1 규정값보다 낮은 제 2 규정값 이하가 되면, 자동적으로 열려 환원제 저장 탱크 (11) 내에 환원제 저장 탱크실 (31) 내의 공기 (외기) 를 들여와, 환원제 저장 탱크 (11) 내의 압력을 제 2 규정값 이상으로 유지하도록 구성된 프리저 밸브 (내압 조정 수단) (49) 가 접속되어 있다. 덕트 (47) 내에는, 배기팬 (50) 이 형성되어 있고, 프리저 밸브 (49) 가 열려 배관 (48) 의 일단 개구로부터 방출된 기화된 환원제, 및 외기 취입구 (40) 로부터 취입되어 덕트 (41) → 분배관 챔버 (36) → 덕트 (38) → 환원제 공급 장치실 (32) → 덕트 (34) → 덕트 (44) 를 차례로 통과하여 관통공 (42) 으로부터 환원제 저장 탱크실 (31) 내의 상방으로 유도된 외기는, 배기팬 (50) 에 의해 흡인되어, 배기구 (46) 로부터 선외로 방출되게 된다.
배기팬 (50) 은, 환기 기능뿐인 유인팬 (도시 생략) 과 배기를 희석하는 기능의 배기팬 (도시 생략) 으로 나눌 수 있다.
환원제 저장 탱크실 (31) 내의 상방, 환원제 공급 장치실 (32) 내의 상방, 및 분배관 챔버 (36) 내의 상방에는, 가스 검출기 (51) 가 각각 형성되어 있고, 가스 검출기 (51) 가 기화된 환원제를 검출 (검지) 하면, 제어 장치에 검출 신호가 출력되어, 환원제 저장 탱크실 (31) 내, 환원제 공급 장치실 (32) 내, 분배관 챔버 (36) 내의 어느 장소에서 기화된 환원제가 검출되었는지를 특정할 수 있도록 되어 있다.
도 2 내지 도 4 에 나타내는 바와 같이, 환원제 저장 탱크 (11) 는, 환원제 저장 탱크실 (31) 의 플로어면 상에, 환원제 저장 탱크실 (31) 의 일 측벽으로부터 타 측벽을 향하여, 서로 평행해지도록 하여 형성된 복수 개 (본 실시형태에서는 3 개) 의 프레임 (61) 위에 고정되어 있고, 환원제 저장 탱크실 (31) 의 일 측벽과 타 측벽 사이에 위치하는 (제 3) 측벽의 상방 (상부) 에는, 환원제 저장 탱크실 (31) 내에 존재하는 공기 (외기) 를 냉각시키는 공기 냉각 장치 (공기 조화 장치 ： 제 1 냉각 수단) (62) 가 장착되어 있다. 각 프레임 (61) 에는, 도 5A 에 나타내는 평면에서 보았을 때 원 형상을 나타내는 둥근 구멍 (63), 혹은 도 5B 에 나타내는 평면에서 보았을 때 아치 형상을 나타내는 노치 (64) 가, 길이 방향을 따라 복수 개씩 형성되어 있고, 공기 냉각 장치 (62) 로부터 내뿜어진 냉기가, 이들 둥근 구멍 (63) 혹은 노치 (64) 를 통과하여 유통되어, 환원제 저장 탱크실 (31) 내에, 냉기의 순환류 (도면 중의 화살표 참조) 가 형성되도록 되어 있다.
도 3 중 및 도 4 중의 부호 65 는, 설치면 (본 실시형태에서는 폭로 갑판 (3)) 에 고정되어 환원제 저장 탱크실 (31) 의 (플로어면의) 하면을 지지하는 지지 플레이트 (지지 부재) 이다. 지지 플레이트 (65) 의 상면과 환원제 저장 탱크실 (31) 의 하면은, 용접 접합되어 있다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 을 구성하는 구성 요소, 예를 들어, 환원제 저장 탱크 (11), 환원제 공급 장치 (12), 환원제 분사 노즐 (13), 환원제 공급관 (21, 23) 으로부터 환원제가 누출되었다고 해도, 누출된 환원제는 이중화 구조의 내측에 존재하게 되어, 이중화 구조의 외측으로 누출되는 경우는 없기 때문에, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 이중화 구조의 내측을 유통하는 외기에 의해, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 을 구성하는 구성 요소, 예를 들어, 환원제 저장 탱크 (11), 환원제 공급 장치 (12), 환원제 분사 노즐 (13), 환원제 공급관 (21, 23) 이 냉각되고, 그 내측에 존재하는 환원제가 냉각되어, 환원제의 기화 (비등) 를 방지하여, 당해 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 의 성능 저하를 방지할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 기화된 환원제가 체류하기 쉬운 환원제 저장 탱크실 (31) 내의 상방, 환원제 공급 장치실 (32) 내의 상방, 환원제 분사 노즐실 (36) 내의 상방에 가스 검지기 (51) 가 각각 형성되게 되기 때문에, 가스 검지기 (51) 의 오검지를 방지할 수 있고, 어느 장소에서 기화된 환원제가 검출되었는지를 재빠르게 특정할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 환원제 저장 탱크 (11) 에, 내압을 소정의 범위 내로 유지하는 프리저 밸브 (내압 조정 수단) (49) 가 형성되어 있고, 환원제 저장 탱크 (11) 내의 압력이 소정의 범위 내로 유지되게 되기 때문에, 내압의 변화에 의한 환원제 저장 탱크 (11) 의 손상을 방지할 수 있어, 환원제 저장 탱크 (11) 로부터의 환원제의 누설을 방지할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 환원제 저장 탱크실 (31) 내에, 환원제 저장 탱크 (11) 를 냉각시켜, 환원제 저장 탱크 (11) 내에 존재하는 환원제를 냉각시키는 공기 냉각 장치 (공기 조화 장치 ： 냉각 수단) (62) 가 형성되어 있고, 공기 냉각 장치 (62) 에 의해 환원제 저장 탱크 (11) 가 냉각되어, 환원제 저장 탱크 (11) 내에 존재하는 환원제가 냉각되게 되기 때문에, 환원제 저장 탱크 (11) 내에 존재하는 환원제의 기화 (비등) 를 방지할 수 있다.
관통공 (42) 을 통하여 환원제 저장 탱크실 (31) 내로 유입되어 오는 외기의 흐름 방향과, 환원제 저장 탱크실 (31) 내를 순환하는 냉기의 주된 흐름 방향이, 직교하도록 되어 있기 때문에, 외기와 냉기의 열교환을 최소한으로 할 수 있어, 환원제 저장 탱크 (11) 를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
냉기는 하방으로, 암모니아는 상방으로 분리 작용을 이용할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 선박 (1) 에 의하면, 환원제로서 독성이 강한 암모니아수를 선택하여, 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 을 구성하는 구성 요소 중 어느 것으로부터 암모니아수가 누설된 경우에도, 승무원의 안전성을 확보할 수 있는 신뢰성이 높은 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 을 구비하고 있는 것이 되기 때문에, 승무원의 안전성을 확보할 수 있어, 선박 (1) 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
[제 2 실시형태]
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 대하여, 도 6 을 참조하면서 설명한다.
도 6 은 본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 은, 프리저 밸브 (49) 대신에, 시일 탱크 (71) 가 형성되어 있는 점에서 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 상이하다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 여기서는 그것들 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 서술한 제 1 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하였다.
시일 탱크 (내압 조정 수단) (71) 내에는, 소정량의 물 (예를 들어, 청수) 이 모여 있어, 환원제 저장 탱크 (11) 로부터 휘발되는 가스를 물에 녹임으로써, 시일 탱크 (71) 로부터 나오는 (각 배관 (48) 으로부터 나오는) 휘발 가스는 충분히 저농도가 된다.
도 6 중의 부호 72 는, 시일 탱크 (71) 내에 물을 보급하기 위한 보급용 배관이다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 환원제 저장 탱크 (11) 로부터 휘발되는 가스는, 시일 탱크 (71) 내에 모인 물에 용해되어 버리기 때문에, 시일 탱크 (71) 로부터 나오는 (각 배관 (48) 으로부터 나오는) 휘발 가스를 충분히 저농도인 것으로 할 수 있다.
배기팬 (50) 이, 환기 기능뿐인 유인팬 (도시 생략) 과, 배기를 희석하는 기능의 배기팬 (도시 생략) 으로 나뉘어져 있는 경우에는, 상기 서술한 제 1 실시형태에 있어서의 배기를 희석하는 기능의 배기팬 (도시 생략) 을 불필요하게 할 수 있다.
그 밖의 작용 효과는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.
[제 3 실시형태]
본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 대하여, 도 7 을 참조하면서 설명한다.
도 7 은 본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 은, 시일 탱크 (71) 대신에, 드래프터 (내압 조정 수단) (81) 가 형성되어 있는 점에서 상기 서술한 제 2 실시형태의 것과 상이하다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는 상기 서술한 제 2 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 여기서는 그것들 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 서술한 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하였다.
드래프터 (81) 는, 상시 휘발 가스를 탱크 밖으로 배출하는 수단으로, 환원제 저장 탱크 (11) 로부터의 누설을 오검지하지 않도록 드래프터 (81) 내의 유속을 설정함으로써 제 2 실시형태의 시일 탱크 (71) 의 대체가 된다.
환기 공기만으로 희석 배출할 수 없는 경우에는, 드래프터 (81) 등을 사용하여 희석 공기를 추가하여 안전 농도로 할 수 있게 된다.
도 6 중의 부호 72 는, 시일 탱크 (71) 내에 물을 보급하기 위한 보급용 배관이다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 환원제 저장 탱크 (11) 로부터의 누설을 오검지하지 않도록 드래프터 (81) 내의 유속을 설정함으로써, 환원제 저장 탱크 (11) 로부터의 누설의 오검지를 방지할 수 있다.
그 밖의 작용 효과는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.
[제 4 실시형태]
본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템에 대하여, 도 8 을 참조하면서 설명한다.
도 8 은 본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비한 선박의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 은, 환원제 저장 탱크 (11) 및 환원제 공급 장치 (12) 가, 선박 (1) 의 폭로 갑판 (3) 보다 하방에 형성된 환원제 저장 탱크실 (31) 내 및 환원제 공급 장치실 (32) 내에 각각 수용되어 있는 점에서 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 상이하다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 여기서는 그것들 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 서술한 제 1 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하였다.
상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 환원제 저장 탱크 (11) 및 환원제 공급 장치 (12) 가, 선박 (1) 의 폭로 갑판 (3) 위에 형성된 환원제 저장 탱크실 (31) 내 및 환원제 공급 장치실 (32) 내에 각각 수용되어 있던 것에 반해, 본 실시형태에서는, 환원제 저장 탱크 (11) 및 환원제 공급 장치 (12) 가, 선박 (1) 의 폭로 갑판 (3) 보다 하방에 형성된 환원제 저장 탱크실 (31) 내 및 환원제 공급 장치실 (32) 내에 각각 수용되어 있다.
즉, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 덕트 (38) 의 일단이 타단보다 연직 방향에 있어서 상방에 위치하여, 덕트 (38) 가 타단으로부터 일단에 걸쳐 상승 구배가 되도록 하여, 덕트 (38) 내를 통과하는 외기가 타단으로부터 일단에 걸쳐 상승되어 가도록 덕트 (38) 가 배치되어 있는 것에 반해, 본 실시형태에서는, 덕트 (38) 의 일단이 타단보다 연직 방향에 있어서 하방에 위치하여, 덕트 (38) 가 타단으로부터 일단에 걸쳐 하강 구배가 되도록 하여, 덕트 (38) 내를 통과하는 외기가 타단으로부터 일단에 걸쳐 하강되어 가도록 덕트 (38) 가 배치되어 있다.
본 실시형태에 관련된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템 (10) 에 의하면, 덕트 (38) 의 일단이 타단보다 연직 방향에 있어서 하방에 위치하여, 덕트 (38) 가 타단으로부터 일단에 걸쳐 하강 구배가 되도록 하여, 덕트 (38) 내를 통과하는 외기가 타단으로부터 일단에 걸쳐 하강되어 가도록 덕트 (38) 를 배치한 것에 의해, 이하의 작용 효과를 발휘한다.
(1) 환원제 공급관 (23) 내부에서 기포가 발생한 경우에도, 기포는 환원제 공급관 (23) 의 내부를 상방으로 하기 때문에, 환원제 공급 장치 (12) 를 구성함과 함께, 환원제 분사 노즐 (13) 에 가압된 환원제를 토출하는 (공급하는) 펌프에 영향을 미치지 않고, 환원제를 안정적으로 공급할 수 있다.
(2) 환원제 저장 탱크 (11) 가 선박 (1) 내 (선내) 에 있기 때문에, 외기로부터의 입열 (직사광선 등을 포함한다) 을 방지할 수 있어, 냉각을 용이한 것으로 할 수 있다.
(3) 환원제가 환원제 공급관 (23) 으로부터 누설된 경우에도, 환기의 흐름과 동일한 방향으로 낙하되기 때문에, 덕트 (38) 내에 남기 어렵게 할 수 있다.
(4) 환원제 공급 장치실 (32) 의 플로어면과 환원제 분사 노즐실 (36) 의 플로어면을 연통하도록 하여 배치된 선외 배출관 (드레인 라인) (91) 을 폐지할 (불필요로 할) 수 있고, 선외 배출관 (91) 을 짧게 할 수 있어, 환원제에 의한 위험을 줄일 수 있다.
그 밖의 작용 효과는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.
본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 적절히 필요에 따라 변형 혹은 변경하여 실시할 수 있다.
예를 들어, 환원제 공급관 (21) 및/또는 환원제 공급관 (23) 의 내주면 및/또는 외주면에, 핀이나 딤풀을 형성하도록 하여, 환원제 공급관 (21, 23) 의 열전달성을 향상시키도록 해도 된다.
상기 서술한 실시형태에서는, 공기 냉각 장치 (62) 를 이용하여 환원제 저장 탱크실 (31) 내에 존재하는 공기를 냉각시키고, 냉각된 공기로 환원제 저장 탱크 (11) 을 냉각시켜, 환원제 저장 탱크 (11) 내에 존재하는 환원제를 냉각시키도록 하고 있었지만, 공기 냉각 장치 (62) 대신에 환원제 저장 탱크 (11) 의 측벽 (외벽), 천정면, 플로어면 중 적어도 어느 것을, 해수 등을 유통시켜 냉각시키는 수랭벽 (제 1 냉각 수단) 으로 하여, 환원제 저장 탱크 (11) 내에 존재하는 환원제를 냉각시키도록 해도 된다.
환원제 공급 장치 (12) 를 구성함과 함께, 환원제 분사 노즐 (13) 에 가압된 환원제를 토출하는 (공급하는) 펌프 (예를 들어, 다이아프램 펌프) 의 흡입구 (근방) 에, 환원제 공급관 (21) 을 통하여 환원제 저장 탱크 (11) 로부터 공급된 환원제를 냉각시키는 (제 2) 냉각 수단 (예를 들어, 해수 등과 열교환시켜 환원제를 냉각시키는 열교환기) 을 배치하여, 펌프에 흡입되는 환원제의 온도를 미리 저하시키도록 하여, 펌프 내에 있어서의 환원제의 기화 (비등) 를 방지하여, 펌프 효율을 향상시키도록 해도 된다.
환원제 저장 탱크실 (31) 의 플로어면, 환원제 공급 장치실 (32) 의 플로어면, 환원제 분사 노즐실 (36) 의 플로어면에는, 적어도 하나의 관통공 (도시 생략) 이 각각 형성되어 있고, 이 관통공에는, 선외 배출관 (91) 의 일단이 접속되어 있으면 더욱 바람직하다.
이로써, 환원제가 누출되어 (누설되어), 환원제 저장 탱크실 (31) 의 플로어면, 환원제 공급 장치실 (32) 의 플로어면, 환원제 분사 노즐실 (36) 의 플로어면에 환원제가 모인 경우에도, 환원제를 안전하게 선외로 배출할 수 있어, 승무원의 안전성을 더욱 확보할 수 있게 된다.
1 : 선박
2 : 선박용 내연 기관
10 : 선박용 SCR 환원제 공급 시스템
11 : 환원제 저장 탱크
13 : 환원제 분사 노즐
14 : 탈질 반응기
21 : (제 1) 환원제 공급관
22 : (제 1) 연도
23 : (제 2) 환원제 공급관
31 : 환원제 저장 탱크실
34 : (제 1) 덕트
36 : 분배관 챔버 (환원제 분사 노즐실)
38 : (제 2) 덕트
40 : 외기 취입구
46 : 배기구
49 : 프리저 밸브 (내압 조정 수단)
51 : 가스 검출기
62 : 공기 냉각 장치 (제 1 냉각 수단)
71 : 시일 탱크 (내압 조정 수단)
81 : 드래프터 (내압 조정 수단)

Claims (9)

  1. 환원제가 저장된 환원제 저장 탱크와,
    선박용 내연 기관으로부터 배출된 배기 가스에 함유되는 질소 산화물을 환원시키는 촉매를 구비한 탈질 반응기와,
    상기 선박용 내연 기관과 상기 탈질 반응기를 연통하는 연도 (煙道) 내에, 그 선단부가 노출되도록 하여 형성되고, 상기 환원제 저장 탱크에 저장된 환원제를, 상기 연도 내를 통과하는 배기 가스를 향하여 분출시키는 환원제 분사 노즐과,
    상기 환원제 저장 탱크에 모인 환원제를 상기 환원제 분사 노즐로 유도하는 환원제 공급관을 구비하고,
    상기 선박용 내연 기관으로부터 배출된 배기 가스에 함유되는 질소 산화물을 환원시키는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템으로서,
    상기 환원제 저장 탱크를 수용하는 환원제 저장 탱크실과,
    상기 환원제 분사 노즐의 기단부를 수용하는 환원제 분사 노즐실과,
    상기 환원제 공급관을 수용하는 덕트를 구비하고,
    상기 환원제가 선내에 누설되지 않도록, 적어도 상기 환원제 저장 탱크, 환원제 공급관을 이중화 구조로 하고,
    선외로 개구되는 외기 취입구로부터 취입된 외기를, 상기 이중화 구조의 내측으로 유도하여, 상기 이중화 구조의 내측의 환기에 이용한 후, 선외로 개구되는 배기구로부터 배출시키도록 한 선박용 SCR 환원제 공급 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 환원제 저장 탱크실 내의 상방, 상기 환원제 분사 노즐실 내의 상방에, 가스 검출기가 각각 형성되어 있는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 환원제 저장 탱크에, 내압을 소정의 범위 내로 유지하는 내압 조정 수단이 형성되어 있는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 환원제 저장 탱크실 내 또는 상기 환원제 저장 탱크에, 상기 환원제 저장 탱크를 냉각시켜, 상기 환원제 저장 탱크 내에 존재하는 환원제를 냉각시키는 제 1 냉각 수단이 형성되어 있는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 환원제 분사 노즐에 가압된 환원제를 토출하는 펌프의 흡입구 근방에, 상기 환원제 공급관을 통하여 상기 환원제 저장 탱크로부터 공급된 환원제를 냉각시키는 제 2 냉각 수단이 형성되어 있는 선박용 SCR 환원제 공급 시스템.
  7. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비하고 있는 선박용 배기 가스 탈질 장치.
  8. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 선박용 SCR 환원제 공급 시스템을 구비하고 있는 선박.
  9. 제 7 항에 기재된 선박용 배기 가스 탈질 장치를 구비하고 있는 선박.
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