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具有尾气处理装置用及发热体冷却用海水供给功能和海水搅拌功能的海水循环系统

2021-02-21 23:54:03

具有尾气处理装置用及发热体冷却用海水供给功能和海水搅拌功能的海水循环系统

  技术领域

  本发明涉及具有尾气处理装置用及发热体冷却用海水供给功能和海水搅拌功能的海水循环系统,更详细地,涉及如下的海水循环系统,即,通过搅拌冷却船舶的发热体的海水与在尾气处理装置中吸附硫氧化物的海水来排出。

  背景技术

  从事国际航海的所有船舶大部分使用称为“船用C级锅炉燃料油”的燃料油,目前,在除特殊排出控制区域(Emission control area)以外的剩余区域和公海区域中,使用包含3.5%左右的硫磺的燃料油(以下称为“高硫磺船舶油”)。

  但是,为了防止因大气变暖、微尘或对人体有害的硫磺成分所引起的大气污染,国际海事组织(IMO)制定了有关控制船舶燃料的硫磺成分含量的法律,随着上述法律从2020年1月1日开始生效,船主不能使用价格低廉的高硫磺船舶油,只能使用价格昂贵的硫磺含量为0.5%以下的燃料油(以下称为“低硫磺船舶油”)。

  然而,与高硫磺船舶油相比,低硫磺船舶油价格非常昂贵,从而对船主造成经济上的负担。因此,在船主继续使用高硫磺船舶油的情况下,为了减少燃料中的硫磺含量而可在船舶内设置脱硫尾气处理装置(Scrubber)。

  但是,尾气处理装置为利用海水的装置,因此,需要接收海水的海水吸入箱(SeaChest),并需要设置一个新的舷外阀(Overboard Valve),以便排出上述装置所使用的海水。此外,上述尾气处理装置具有如下问题,即,由于它们需要设置在潜在水中的船舶下部,因此,需要从造船厂的干船坞(Dry Dock)中向外拖出船舶来使船舶上岸,因而,存在船舶需要停运相当长的时间(约4周)的问题。

  并且,上述尾气处理装置具有如下问题,即,在通过尾气处理装置的强酸性及高温的海水直接向海洋排出的情况下,对海洋生态系统产生恶劣的影响,因此,为了稀释上述强酸性海水并降低高温海水的温度,需要在船舶追加设置额外的稀释水泵及用于驱动其的发电机的问题。

  另一方面,船舶包括运转时产生热量的多种发热体,例如,引擎(Engine)、发电机(Generator)、发动机(motor)、空调系统(Air con system)、空气压缩器(Air compressor)等,在不减少发热体所产生的热量的情况下,发热体有可能因过热而发生故障或发生火灾。为此,船舶利用了通过向多个发热体供给冷却水来减少热量的方法,为了确保大量的冷却水,通常,将与和尾气处理装置相连接的海水吸入箱不同的额外的海水吸入箱中的海水用作冷却水(参照图1)。

  即,船舶应具有两个以上的海水吸入箱,由于海水吸入箱在船舶内所占的比例增加,从而存在船舶内的有效空间减少的问题。

  因此,需要如下的海水循环系统,即,为了向发热体和尾气处理装置供给海水,并不分别设置海水吸入箱和排出管,而是通过向尾气处理装置供给在船舶内海水用量最多的在发热体中作为冷却水使用的海水或将要使用的海水来去除尾气处理装置的硫氧化物,混合从尾气处理装置排出的高酸度的海水与发热体的冷却水,由此,在不具备稀释水泵的情况下,可通过降低海水的酸性度及温度来向外部排出。

  发明内容

  技术问题

  本发明所要解决的技术问题在于,提供如下的海水循环系统,即,在不追加设置额外的海水吸入箱的情况下,可通过以往设置的一个海水吸入箱及一个排出管降低发热体的温度,并去除尾气处理装置的硫氧化物,在不具备额外的稀释水泵的情况下,可通过降低海水的酸性度及温度来向外部排出。

  本发明所要解决的技术问题并不局限于以上所提及的技术问题,本发明所属技术领域的普通技术人员可以从以下的记载明确理解未提及的其他技术问题。

  技术方案

  为了解决上述技术问题,本发明一实施例的船舶的海水循环系统包括:海水吸入箱(Sea chest),可从海洋吸入海水;冷却部,与海水吸入箱相结合,从海水吸入箱接收海水,与发热体相结合来通过热交换降低发热体的温度;洗涤部,用于处理船舶所产生的尾气;第一排出管部,与冷却部相结合,用于接收从冷却部排出的海水;供给管部,一端与冷却部或第一排出管部相结合,另一端与洗涤部相结合,用于向洗涤部供给从与一端相连接的管排出的海水的一部分或全部;第二排出管部,与洗涤部相结合,用于接收从洗涤部排出的海水;以及搅拌部,与第一排出管部及第二排出管部相结合,通过接收从第一排出管部及第二排出管部排出的海水来进行搅拌。

  根据本发明的一实施例,可在冷却部或第一排出管部与供给管部之间形成用于调节流量的阀。

  根据本发明的一实施例,冷却部可包括从海水吸入箱抽吸海水的第一泵,供给管部可包括从第一排出管部抽吸海水的第二泵。

  根据本发明的一实施例,发热体可以为油冷却器、空气冷却器及引擎冷却水冷却器中的一种以上。

  根据本发明的一实施例,供给管部可以与位于第一泵与发热体之间的冷却部相结合或与位于第一泵与海水吸入箱之间的冷却部相结合。

  发明的效果

  根据本发明的实施例,本发明具有如下的效果,即,将海水作为冷却水来向发热体供给之后,通过回收向发热体供给的海水来在洗涤部中作为去除硫氧化物的用途使用,由此,通过一个海水吸入箱即可向发热体和洗涤部供给充足的水,因此,可减少海水吸入箱的设置成本,并可提高空间使用度。

  并且,根据本发明的一实施例,本发明具有如下的效果,即,无需设置额外的稀释水泵,可利用从冷却部排出的海水来降低从洗涤部排出的海水的酸性度,因此,可减少稀释水泵的设置成本,并可提高空间使用度。

  应当理解的是,本发明的效果并不局限于上述效果,而是包括可从本发明的详细说明或发明要求保护范围中所记载的发明的结构推论出的所有效果。

  附图说明

  图1为示出现有的海水循环系统的图。

  图2为示出本发明第一实施例的海水循环系统的图。

  图3为示出本发明第二实施例的海水循环系统的图。

  图4为示出本发明第三实施例的海水循环系统的图。

  具体实施方式

  以下,参照附图,对本发明进行说明。但是,本发明可体现为多种不同的形态,因此,本发明并不局限于在此说明的实施例。而且,为了明确说明本发明,附图中省略了与说明无关的部分,在整个说明书中,对类似的部分赋予了类似的附图标记。

  在整个说明书中,当某个部分与其他部分“相连接(联接、接触、结合)”时,这不仅包括“直接连接”的情况,而且还包括在中间隔着其他部件的“间接连接”的情况。并且,当某个部分“包括”某个结构要素时,只要没有特别反对的记载,则还可包括其他结构要素,而并非排除其他结构要素。

  本说明书中所使用的术语仅用于说明特定实施例,而并非限定本发明。除非在文脉上明确表示其他含义,否则单数的表达包括复数的表达。应当理解的是,本说明书中所使用的“包括”或“具有”等术语仅用于指定说明书上所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在,而并非预先排除一个或一个以上的其他多个特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

  以下,参照附图,详细说明本发明的实施例。

  图2为示出本发明第一实施例的海水循环系统1的图。

  本发明一实施例的海水循环系统1包括海水吸入箱10、冷却部20、洗涤部30、第一排出管部40、供给管部50、第二排出管部60及搅拌部70。

  海水吸入箱10作为用于接收船舶S所需要的用水及冷却水的结构要素,可通过与船舶S的下部相结合来从海洋中吸入海水。

  冷却部20作为用于向发热体221供给冷却水的结构要素,可通过与海水吸入箱10相结合来从海水吸入箱10中接收海水。在这种情况下,冷却部20可包括用于从海水吸入箱10中抽吸海水的第一泵211。第一泵211的每小时抽吸流量可以为650~750m3/h。

  并且,冷却部20可与发热体221的内部或外部相结合,以使发热体221与海水之间进行热交换,为了顺畅地进行热交换,上述冷却部20可由热传导性物质来形成。

  冷却部20可呈管形态,在发热体221为多个的情况下,冷却部20可以分支与发热体221的数量相同的量来与发热体211相结合。即,冷却部20可包括与海水吸入箱相结合的一个主管210及从主管210分支与发热体221的数量相同的量的一个以上的分支管220。在这种情况下,第一泵211可通过与主管210相结合来向各个分支管220轻松地移送海水。另一方面,为了使海水顺畅地流动,主管210的流路可大于分支管220的流路。

  另一方面,发热体211可以为油冷却器、空气冷却器及引擎冷却水冷却器中的一种以上。

  洗涤部30作为用于去除尾气中所包含的硫氧化物的结构要素,可通过与如船舶的引擎的内燃机的尾气排出部相结合来从内燃机接收尾气。在这种情况下,洗涤部30可包括液体分散部(未图示)与粒子捕集部(未图示)。

  第一排出管部40作为接收从冷却部20排出的海水的结构要素,可在内部形成与冷却部20的流路相连通的流路,一端可与冷却部20相连接,另一端可与搅拌部70相连接。

  在这种情况下,在发热体221为多个的情况下,第一排出管部40可包括主管410及从主管410分支的分支管420。分支管420的数量与发热体221的数量相对应,从而分支管420可以与冷却部20的分支管220相结合。另一方面,为了使海水顺畅地进行流动,主管410的流路可大于分支管420的流路。

  供给管部50作为向洗涤部30供给从第一排出管部40排出的海水的一部分或全部的结构要素,可在内部形成与第一排出管部40的流路相连通的流路。即,供给管部50的一端与位于冷却部20与搅拌部70之间的第一排出管部40相结合,另一端可与洗涤部30相结合。

  在这种情况下,可在供给管部50的一端,即,可在供给管部50与第一排出管部40之间形成用于调节流量的阀411。可根据阀411的状态,开放或阻断第一排出管部40的流路或供给管部50与第一排出管部40之间的连通。即,阀411可以为三通阀(3way valve),上述阀411可执行阻断供给管部50与第一排出管部40之间的连通和阻断第一排出管部40的流路功能。

  根据本发明的一实施例,供给管部50可包括用于从第一排出管部40抽吸海水的第二泵510。第二泵510的抽吸流量可以为第一泵211的抽吸流量的0.42~0.44倍。例如,在第二泵510的抽吸流量为第一泵211的抽吸流量的0.428倍的情况下,第二泵510的抽吸流量可达到每小时约250~350m3/h。在此情况下,第一泵211与第二泵510的抽吸流量的倍率为考虑经过搅拌部70向外部排出的海水的酸性度及温度的数值。

  第二排出管部60作为接收从洗涤部30排出的海水的结构要素,可在内部形成与洗涤部30相连通的流路,一端可以与洗涤部30相结合,另一端可与搅拌部70相结合。

  在此情况下,第二排出管部60可以与分离部610相结合,上述分离部610用于去除从洗涤部30排出的海水中所包含的污染物质。在分离部610与搅拌部70相结合的情况下,由于向分离部610一同引入从不包含污染物质的第一排出管部40排出的海水,因此需要以大容量形成。即,实质上,本发明仅需要处理从包含污染物质的第二排出管部60排出的海水,因此,能够以小容量形成。

  搅拌部70作为搅拌从第一排出管部40及第二排出管部60排出的海水的结构要素,在内部形成用于搅拌海水的搅拌空间及用于使位于搅拌空间里的海水进行旋转的搅拌部件,一面可以与与第一排出管部40及第二排出管部60相结合,以便与搅拌空间相连通。并且,搅拌部70的另一面可以与用于向外部排出海水的第三排出管部710相结合。即,第三排出管部710可以从搅拌部70接收海水来向外部排出。

  从第三排出管部710排出的海水处于酸性度降低的状态,因此,第三排出管部710无需由耐腐蚀材质形成。

  在本发明中,在搅拌部70搅拌从第二排出管部60排出的海水与从第一排出管部40排出的海水之后向外部排出,因此,即使不具备额外的稀释水泵,也可降低从第二排出管部60排出的海水的酸性度及温度。

  另一方面,由于洗涤部30、第二排出管部60、搅拌部70由耐酸腐蚀(Acidcorrosion)材质形成,从而,可防止因强酸性的海水所引起的腐蚀。相反,第三排出管部710排出酸性度降低的海水,因此,无需由耐酸腐蚀材质形成。换言之,海水循环系统1的制造工序变得简单,还可减少制造成本。

  图3为示出本发明第二实施例的海水循环系统1的图。在说明图3之前,对与本发明第一实施例相同的结构要素赋予相同的附图标记并省略对其的说明。

  第二实施例与第一实施例的差异为供给管部50的结合位置。第二实施例的供给管部50可以与一端位于第一泵211与发热体221之间的冷却部20相结合。在这种情况下,可在冷却部20与供给管部50之间形成用于调节流量的阀212。可根据阀212的状态,开放或阻断冷却部20与供给管部50之间的连通。即,阀212可以为三通阀(3way valve),上述阀212可执行阻断供给管部50与冷却部之间的连通和冷却部20的流路阻断功能。

  另一方面,虽然图3示出供给管部50的一端与位于发热体221之前位置的一个分支管220相结合的状态,但并不局限于此,也可以与位于第一泵211与分支管220之间的主管210相结合。在这种情况下,第一泵211可以为离心泵。

  本发明利用离心泵所具有的特性(若泵的出口背压低,则抽吸更多水的性质),第二泵510回收在发热体221中作为冷却水使用的一部分海水来作为在洗涤部30中去除硫氧化物的用途使用,由此,并不需要两个海水吸入箱。

  即,本发明可扩大船舶S的有效空间。进而,现有的循环系统为了向洗涤部供给水而在始终位于水中的机关室下部设置泵,因此,当设置位置并不自由时,具有不得不设置在水面附近的问题,相反,本发明的第二泵510可设置在发热体冷却器附近的方便设置的位置。

  图4为示出本发明第三实施例的海水循环系统1的图。在说明图4之前,对与本发明第二实施例相同的结构要素赋予相同的附图标记并省略对其的说明。

  第二实施例与第三实施例的差异为供给管部50的结合位置。在第三实施例的海水循环系统1中,供给管部50可以与位于第一泵211与海水吸入箱10之间的冷却部20相结合。在这种情况下,可在冷却部20与供给管部50之间形成用于调节流量的阀213。

  可根据阀213的状态,开放或阻断冷却部20与供给管部50的连通。

  在第三实施例的海水循环系统1中,第二泵510通过抽吸从海水吸入箱10供给的一部分海水来在洗涤部30中去除硫氧化物,因此,并不需要两个海水吸入箱。在这种情况下,优选地,第二泵510的容量小于第一泵211的容量。

  如上所述,本发明可通过降低向外部排出的海水的酸性度及温度来减少因强酸性及高温海水所引起的海洋生态系统所面临的危害。

  应当理解的是,上述本发明的说明仅用于例示,本发明所属技术领域的普通技术人员可在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下将本发明轻松改成其他具体实施方式。因此,以上记述的多个实施例在所有方面均是例示性实施例,而并非用于限定本发明。例如,以单一型说明的各个结构要素可分散实施,同样,分散说明的多个结构要素也可通过结合形态来实施。

  本发明的范围应由后述的发明要求保护范围来表示,应解释为,从发明要求保护范围的含义、范围以及其等同概念导出的所有变更或变形形态均属于本发明的范围。

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