KR101304574B1 - Combustion system - Google Patents

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Abstract

연소 시스템이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 연소 시스템은 순산소 저장 탱크와 원유 저장 탱크에서 발생된 휘발성 유기 화합물(VOC)을 저장하는 휘발성 유기 화합물 저장 탱크, 엔진에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관과 배기관에 설치된 연소기를 포함하고, 연소기는 순산소 저장 탱크로부터 순산소를 공급받고 휘발성 유기 화합물 저장 탱크로부터 휘발성 유기 화합물을 공급받아 휘발성 유기 화함물과 배기가스를 연소시킨다.A combustion system is disclosed. A combustion system according to an embodiment of the present invention includes a volatile organic compound storage tank for storing volatile organic compounds (VOC) generated in a pure oxygen storage tank and a crude oil storage tank, an exhaust pipe for discharging exhaust gas generated in the engine, The combustor is supplied with pure oxygen from a pure oxygen storage tank and receives volatile organic compounds from a volatile organic compound storage tank to burn volatile organic compounds and exhaust gases.

Description

연소 시스템{COMBUSTION SYSTEM}Combustion System {COMBUSTION SYSTEM}

본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순산소를 이용하여 휘발성 유기 화합물 및 배기 가스를 연소시키는 연소 시스템에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a combustion system, and more particularly, to a combustion system for burning volatile organic compounds and exhaust gases using pure oxygen.

원유를 선적하여 운항하는 원유 운반선의 경우, 원유로부터 증발된 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound , VOC)을 대기 중에 다량으로 방출한다. 휘발성 유기 화합물(VOC)은 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상의 유기 화합물로서, 대기 중에 휘발되면 악취나 오존을 발생시킨다. In the case of a crude oil carrier carrying crude oil, it emits a large amount of volatile organic compounds (VOCs) that have been evaporated from crude oil. Volatile organic compounds (VOCs) are liquid or gaseous organic compounds that are easily vaporized into the atmosphere because of their high vapor pressure. When they are volatilized in the air, they generate odor and ozone.

최근에 환경 문제가 대두되면서, 대기 중으로 방출되는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 재처리 및 재활용하는 기술이 중요시되고 있다.BACKGROUND ART Recently, as environmental problems have arisen, techniques for reprocessing and recycling volatile organic compounds (VOC) released into the air have become important.

일반적으로 휘발성 유기 화합물(VOC)은 연소 장치에 의해 재처리 및 재활용된다. 휘발성 유기 화합물(VOC)의 연소시 유해한 휘발성 유기 화합물(VOC)은 제거되고, 연소시 발생되는 에너지는 다른 용도로 활용된다.Generally, volatile organic compounds (VOCs) are reprocessed and recycled by a combustion device. When burning volatile organic compounds (VOCs), harmful volatile organic compounds (VOCs) are removed and the energy generated during combustion is used for other purposes.

일반적으로 휘발성 유기 화합물(VOC)의 연소 장치는 구성이 복잡하고 연소 효율이 낮다.In general, the combustion apparatus for volatile organic compounds (VOC) has a complicated structure and low combustion efficiency.

또한, 원유 저장 탱크에서 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOC)은 시간에 따라 그 성분이 변화하기 때문에, 그대로 연소시킬 경우 불안정한 당량비 변동으로 불안정한 화염이 생성되고 이로 인해 연소 효율이 저하된다.In addition, since volatile organic compounds (VOC) generated in the crude oil storage tank change its component with time, unstable flame is generated due to unstable equivalence ratio variation when burned as it is, resulting in lowered combustion efficiency.

또한, 불활성 기체를 포함하는 공기를 이용하여 연소하는 경우 휘발성 유기 화합물(VOC)의 완전 연소가 어렵다.In addition, when combustion is performed using air containing an inert gas, it is difficult to completely burn out the volatile organic compounds (VOC).

또한, 휘발성 유기 화합물(VOC)의 양이 작은 경우에는 화염이 불안정하게 될 뿐만 아니라 휘발성 유기 화합물(VOC)의 완전 연소도 어렵다.Further, when the amount of the volatile organic compound (VOC) is small, not only the flame becomes unstable but also the complete combustion of the volatile organic compound (VOC) is difficult.

또한, 선박의 엔진에서 연소되어 외부로 배출되는 배기 가스에도 질소산화물(NOx), 차르(char) 등 미세 입자상 물질, 다이옥신 등의 가스상 유해물질 등이 다량 포함되어 있다. In addition, the exhaust gas that is burned in the engine of the ship and discharged to the outside contains a large amount of particulate matter such as nitrogen oxides (NOx), char, and gaseous harmful substances such as dioxins.

본 발명의 실시예들은 대기로 방출되는 휘발성 유기 화합물(VOC) 연소 효율을 향상시킬 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a system capable of improving the efficiency of combustion of volatile organic compounds (VOCs) emitted into the atmosphere.

또한, 본 발명의 실시예들은 휘발성 유기 화합물(VOC)을 완전 연소시키는 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention also provide a system for completely burning a volatile organic compound (VOC).

또한, 본 발명의 실시예들은 휘발성 유기 화합물(VOC)가 연소되는 동안 화염 상태를 안정하게 유지시키는 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention also provide a system that stably maintains the flame state while volatile organic compounds (VOCs) are burned.

또한, 본 발명의 실시예들은 휘발성 유기 화합물(VOC) 및 배기 가스가 연소할 때 발생되는 에너지를 효율적으로 활용하는 시스템을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention provide a system that efficiently utilizes the energy generated when volatile organic compounds (VOC) and exhaust gases are burned.

본 발명의 일측면에 따르면, 순산소 저장 탱크와 원유 저장 탱크로부터 증발된 휘발성 유기 화합물을 저장하는 휘발성 유기 화합물 저장 탱크와 엔진에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관과 배기관에 설치된 연소기를 포함하고, 연소기는 순산소 저장 탱크로부터 순산소를 공급받고 휘발성 유기 화합물 저장 탱크로부터 휘발성 유기 화합물을 공급받아 휘발성 유기 화합물과 배기가스를 연소시키는 연소 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a volatile organic compound storage tank for storing a volatile organic compound vaporized from a pure oxygen storage tank and a crude oil storage tank, an exhaust pipe for discharging the exhaust gas generated from the engine, and a combustor installed in the exhaust pipe, The combustor is provided with a combustion system that receives pure oxygen from a pure oxygen storage tank and receives volatile organic compounds from the volatile organic compound storage tank to burn volatile organic compounds and exhaust gases.

또한, 휘발성 유기 화합물 저장 탱크가 복수 개 제공되고, 각각의 휘발성 유기 화합물 저장 탱크가 다단으로 연결되어 원유 저장 탱크에서 증발된 휘발성 유기 화합물이 순차적으로 저장될 수 있다.In addition, a plurality of volatile organic compound storage tanks may be provided, and the volatile organic compound storage tanks may be connected in multiple tiers so that volatile organic compounds evaporated in the crude oil storage tanks may be sequentially stored.

또한, 휘발성 유기 화합물 저장 탱크는 원유 저장 탱크에 연결된 제 1 저장 탱크와 제 1 저장 탱크에 연결된 제 2 저장 탱크를 포함할 수 있다.In addition, the volatile organic compound storage tank may include a first storage tank connected to the crude oil storage tank and a second storage tank connected to the first storage tank.

또한, 연소기는 연소실과 점화 장치 및 연소실 내로 휘발성 유기 화합물과 순산소를 공급하는 연료 공급관을 포함할 수 있다.In addition, the combustor may include a combustion chamber, an igniter, and a fuel supply pipe for supplying volatile organic compounds and pure oxygen into the combustion chamber.

또한, 연소기는 연소실과 연소실 내에 제공되어, 휘발성 유기 화합물과 순산소를 공급받아 플라즈마 화염을 발생시키는 플라즈마 버너를 포함할 수 있다.In addition, the combustor may include a combustion chamber and a plasma burner provided in the combustion chamber, for supplying a volatile organic compound and pure oxygen to generate a plasma flame.

또한, 연소기의 후방에서 배기관에 설치되어, 연소기를 지나 배기관으로 배출되는 배기가스를 걸러 내는 필터를 더 포함할 수 있다.The exhaust gas purification apparatus may further include a filter installed in the exhaust pipe at the rear of the combustor to filter the exhaust gas discharged to the exhaust pipe through the combustor.

또한, 필터의 전방 및 후방에 설치되어, 배기관 내의 압력을 측정하는 압력 센서와 압력 센서의 신호를 전달받아 순산소 저장 탱크의 순산소 공급량을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a pressure sensor disposed at the front and rear of the filter for measuring the pressure in the exhaust pipe and a control unit for receiving the signals from the pressure sensor and adjusting the amount of pure oxygen supplied to the pure oxygen storage tank.

또한, 연소기의 후방에서 배기관에 설치되는 열교환기를 더 포함할 수 있다.Further, it may further include a heat exchanger installed in the exhaust pipe at the rear of the combustor.

본 발명의 실시예들에 따르면, 순산소를 연소기에 공급함으로써, 휘발성 유기 화합물(VOC)의 연소율을 높일 수 있다.According to the embodiments of the present invention, by supplying pure oxygen to the combustor, the burning rate of the volatile organic compound (VOC) can be increased.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 휘발성 유기 화합물(VOC)을 다단으로 저장하여 연소기에 공급함으로써, 휘발성 유기 화합물(VOC)의 성분을 균일하게 할 수 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, volatile organic compounds (VOC) can be uniformized by storing the volatile organic compounds (VOC) in multiple stages and supplying them to the combustor.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 순산소를 연소기에 공급함으로써, 연소기 내의 화염을 안정하게 유지시킬 수 있다.Further, according to the embodiments of the present invention, by supplying pure oxygen to the combustor, the flame in the combustor can be stably maintained.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 연소기에 플라즈마 버너를 제공함으로써, 휘발성 유기 화합물(VOC)의 연소율을 높이고 화염을 안정하게 유지시킬 수 있다.Further, according to embodiments of the present invention, by providing the plasma burner in the combustor, the burning rate of the volatile organic compound (VOC) can be increased and the flame can be stably maintained.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 배기관에 열교환기를 설치함으로써, 연소시 발생되는 열에너지를 활용할 수 있다.Further, according to the embodiments of the present invention, heat energy generated during combustion can be utilized by providing a heat exchanger in the exhaust pipe.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연소 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연소 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 연소기를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연소 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 연소 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a schematic view showing a combustion system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a combustion system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing the combustor of FIG. 2; FIG.
4 is a schematic view showing a combustion system according to a third embodiment of the present invention.
5 is a schematic view showing a combustion system according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연소 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a schematic view showing a combustion system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 연소 시스템(1)은 순산소를 이용하여 원유 저장 탱크(20)로부터 발생되는 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound, VOC) 및 엔진에서 발생되는 배기 가스를 연소시킨다. 연소 시스템(1)은 순산소 저장 탱크(1110), 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(1130), 연소기(1150), 배기관(1210), 그리고 열교환기(1230)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the combustion system 1 uses pure oxygen to burn volatile organic compounds (VOC) generated from the crude oil storage tank 20 and exhaust gas generated from the engine. The combustion system 1 includes a pure oxygen storage tank 1110, a volatile organic compound storage tank 1130, a combustor 1150, an exhaust pipe 1210, and a heat exchanger 1230.

순산소 저장 탱크(1110)는 순산소 발생기(1170)에서 생산된 순산소를 저장한다. 순산소는 질소가 포함되지 않았기 때문에 연료의 완전 연소가 가능하다. The pure oxygen storage tank 1110 stores pure oxygen produced by the pure oxygen generator 1170. Since pure oxygen does not contain nitrogen, complete combustion of the fuel is possible.

휘발성 유기 화합물 저장 탱크(1130)는 원유 저장 탱크(20)로부터 발생되는 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound, VOC)를 포집하여 저장한다. 원유 저장 탱크(20)에서 발생되는 휘발성 유기 화합물은 시간에 따라 성분이 변화한다. 원유 저장 탱크(20)에서 발생되는 휘발성 유기 화합물은 연소기(1150)에 바로 공급되지 않고 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(1130)에 저장된다. 이는 연소기(1150)에 공급되는 휘발성 유기 화합물의 성분을 균일하게 유지시킨다. 원유 저장 탱크(20)에서 발생되는 기체에는 휘발성 유기 화합물 외에 불활성 기체도 포함된다. 불활성 기체와 휘발성 유기 화합물은 휘발성 유기 화합물 포집 장치(미도시)에 의해 분리되고 휘발성 유기 화합물은 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(1130)에 저장된다. The volatile organic compound storage tank 1130 collects and stores volatile organic compounds (VOC) generated from the crude oil storage tank 20. Volatile organic compounds generated in the crude oil storage tank 20 vary in composition with time. Volatile organic compounds generated in the crude oil storage tank 20 are not directly supplied to the combustor 1150 but are stored in the volatile organic compound storage tank 1130. This keeps the components of the volatile organic compound supplied to the combustor 1150 uniform. The gas generated in the crude oil storage tank 20 includes an inert gas in addition to the volatile organic compound. The inert gas and the volatile organic compound are separated by a volatile organic compound collecting apparatus (not shown), and the volatile organic compound is stored in the volatile organic compound storing tank 1130.

연소기(1150)는 순산소 저장 탱크(1110)에서 공급된 순산소와 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(1130)에서 공급된 휘발성 유기 화합물을 공급받아 연소시킨다. 연소기(1150)에 공급된 순산소는 휘발성 유기 화합물과 함께 점화되어 휘발성 유기 화합물을 완전 연소시킬 수 있다. The combustor 1150 supplies and burns the pure oxygen supplied from the pure oxygen storage tank 1110 and the volatile organic compound supplied from the volatile organic compound storage tank 1130. The pure oxygen supplied to the combustor 1150 may be ignited together with the volatile organic compound to completely burn the volatile organic compound.

일 예에 의하면, 순산소와 휘발성 유기 화합물은 연소기(1150) 내로 각각 공급된다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 순산소와 휘발성 유기 화합물은 연소기(1150) 내로 공급되기 전에 혼합될 수 있다.In one example, pure oxygen and volatile organic compounds are supplied into the combustor 1150, respectively. However, without being limited thereto, pure oxygen and volatile organic compounds may be mixed before being fed into the combustor 1150.

연소기(1150)는 배기관(1210)에 설치될 수 있다. 엔진에서 발생되는 배기가스는 배기관(1210)을 통해 배출된다. 이에, 배기관(1210)에 설치된 연소기(1150)는 연소기(1150)에 공급된 순산소와 휘발성 유기 화합물과 함께 배기가스를 연소시킨다. 연소기 내에서 생성된 연소 생성물은 배기관(1210)을 통해 대기로 방출된다.The combustor 1150 may be installed in the exhaust pipe 1210. The exhaust gas generated in the engine is exhausted through the exhaust pipe 1210. Accordingly, the combustor 1150 installed in the exhaust pipe 1210 burns the exhaust gas together with the pure oxygen and the volatile organic compound supplied to the combustor 1150. The combustion products produced in the combustor are discharged to the atmosphere through the exhaust pipe (1210).

열교환기(1230)는 연소기(1150)의 후방의 배기관(1210)에 설치된다. 열교환기(1230)는 열교환기(1230)의 작동 유체에 연소 생성물의 연소열을 전달한다. 연소열을 전달받은 작동 유체는 연소열을 다양하게 이용할 수 있다. 예를 들어, 선박 내에서 사용되는 급수에 열에너지를 공급하는 데 사용될 수 있다.The heat exchanger 1230 is installed in the exhaust pipe 1210 behind the combustor 1150. The heat exchanger 1230 transfers the combustion heat of the combustion products to the working fluid of the heat exchanger 1230. The working fluid that receives the heat of combustion can use various kinds of heat of combustion. For example, it can be used to supply thermal energy to the water used in the ship.

이상에서 설명한 것처럼, 원유 저장 탱크(20)에서 발생되는 휘발성 유기 화합물의 성분은 시간에 따라 변화한다. 이에, 휘발성 유기 화합물을 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(1130)에 저장하여 휘발성 유기 화합물의 성분을 균일하게 한 후, 연소기(1150)에 공급한다.As described above, the components of the volatile organic compounds generated in the crude oil storage tank 20 vary with time. The volatile organic compound is stored in the volatile organic compound storage tank 1130 to uniformize the components of the volatile organic compound and then supplied to the combustor 1150.

연소기(1150)에는 균일한 성분을 가진 휘발성 유기 화합물과 충분한 양의 산소가 공급된다. 이에, 연소기(1150) 내에서의 화염이 안정하게 유지된다. 이는, 연소기(1150)로 공급되는 휘발성 유기 화합물의 연소율뿐만 아니라 배기관(1210)으로 배출되는 배기 가스의 연소율도 상승시킨다.The combustor 1150 is supplied with a volatile organic compound having a uniform component and a sufficient amount of oxygen. Thus, the flame in the combustor 1150 is stably maintained. This increases not only the burning rate of the volatile organic compound supplied to the combustor 1150 but also the burning rate of the exhaust gas discharged into the exhaust pipe 1210.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연소 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.2 is a schematic view showing a combustion system according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 연소 시스템(2)은 순산소 저장 탱크(2110), 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130), 연소기(2150), 배기관(2210), 그리고 열교환기(2230)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the combustion system 2 includes a pure oxygen storage tank 2110, a volatile organic compound storage tank 2130, a combustor 2150, an exhaust pipe 2210, and a heat exchanger 2230.

순산소 저장 탱크(2110) 및 연소기(2150)는 도 1의 순산소 저장 탱크(2110) 및 연소기(2150)와 유사하게 제공된다.A pure oxygen storage tank 2110 and a combustor 2150 are provided similar to the pure oxygen storage tank 2110 and the combustor 2150 of FIG.

배기관(2210) 및 열교환기(2230)는 도 1의 배기관(1210) 및 열교환기(1230)와 유사하게 제공된다. Exhaust pipe 2210 and heat exchanger 2230 are provided similar to exhaust pipe 1210 and heat exchanger 1230 of FIG.

휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130)는 제 1 저장 탱크(2132)와 제 2 저장 탱크(2134)를 포함한다.The volatile organic compound storage tank 2130 includes a first storage tank 2132 and a second storage tank 2134.

제 1 저장 탱크(2132)는 원유 저장 탱크(20)에 연결된다. 원유 저장 탱크(20)에서 발생된 휘발성 유기 화합물은 제 1 저장 탱크(2132)에 저장된다. The first storage tank 2132 is connected to the crude oil storage tank 20. Volatile organic compounds generated in the crude oil storage tank 20 are stored in the first storage tank 2132.

제 2 저장 탱크(2134)는 제 1 저장 탱크(2132)에 연결된다. 제 1 저장 탱크(2132)에서 공급된 휘발성 유기 화합물은 제 2 저장 탱크(2134)에 저장된다. The second storage tank 2134 is connected to the first storage tank 2132. The volatile organic compounds supplied from the first storage tank 2132 are stored in the second storage tank 2134.

즉, 연소 시스템(2)은 제 1 저장 탱크(2132)와 제 2 저장 탱크(2134)에 휘발성 유기 화합물을 순차적으로 저장한다. 이는, 균일한 성분을 가진 휘발성 유기 화합물을 연소기(2150)에 효율적으로 공급한다.That is, the combustion system 2 sequentially stores volatile organic compounds in the first storage tank 2132 and the second storage tank 2134. This efficiently supplies the volatile organic compound having a uniform component to the combustor 2150.

휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130)는 원유 저장 탱크(20)에서 발생되는 휘발성 유기 화합물을 저장하여 휘발성 유기 화합물의 성분을 균일하게 한다. 일반적으로, 균일한 성분을 가진 휘발성 유기 화합물을 연소기(2150)에 공급하기 위해서는 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130)에 휘발성 유기 화합물을 저장하는 시간이 필요하다. 따라서, 휘발성 유기 화합물 저장 탱크가 단일 탱크로 구성되는 경우, 휘발성 유기 화합물을 저장하는 시간과 저장된 휘발성 유기 화합물을 연소기(2150)에 공급하는 시간과 휘발성 유기 화합물을 재저장하는 시간이 필요하다. 이로 인해, 휘발성 유기 화합물을 연소기(2150)에 원활하게 공급하지 못하게 된다.The volatile organic compound storage tank 2130 stores the volatile organic compounds generated in the crude oil storage tank 20 to uniformize the components of the volatile organic compounds. Generally, in order to supply a volatile organic compound having a uniform component to the combustor 2150, it takes time to store the volatile organic compound in the volatile organic compound storage tank 2130. Therefore, when the volatile organic compound storage tank is composed of a single tank, the time for storing the volatile organic compound, the time for supplying the stored volatile organic compound to the combustor 2150, and the time for restoring the volatile organic compound are required. As a result, the volatile organic compound can not be supplied smoothly to the combustor 2150.

본 실시예에서 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130)는 다단으로 제공된다. 제 1 저장 탱크(2132)에 저장되어 성분이 균일해진 휘발성 유기 화합물은 제 2 저장 탱크(2134)로 공급되고, 제 2 저장 탱크(2134)에서 연소기(2150)로 공급된다. 제 1 저장 탱크의 휘발성 유기 화합물이 제 2 저장 탱크(2134)에 저장된 후 연소기(2150)로 공급되는 동안, 원유 저장 탱크(20)에서 발생된 휘발성 유기 화합물은 제 1 저장 탱크(2132)에 저장될 수 있다. 이로 인해, 연소기(2150)는 균일한 성분을 가진 휘발성 유기 화합물을 효율적으로 공급받을 수 있다.In this embodiment, the volatile organic compound storage tank 2130 is provided in multiple stages. Volatile organic compounds stored in the first storage tank 2132 and having uniform components are supplied to the second storage tank 2134 and supplied to the combustor 2150 in the second storage tank 2134. The volatile organic compounds generated in the crude oil storage tank 20 are stored in the first storage tank 2132 while the volatile organic compounds in the first storage tank are stored in the second storage tank 2134 and then supplied to the combustor 2150 . Thus, the combustor 2150 can efficiently supply the volatile organic compound having a uniform component.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130)는 2단으로 제공되었으나, 이에 한정되지 않고 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130)는 3단 이상으로 제공될 수 있다.Although the volatile organic compound storage tank 2130 according to the second embodiment of the present invention is provided in two stages, the present invention is not limited to this, and the volatile organic compound storage tank 2130 may be provided in three or more stages.

도 3은 도 2의 연소기를 개략적으로 나타낸 구성도이다.FIG. 3 is a schematic view showing the combustor of FIG. 2; FIG.

도 3을 참조하면, 연소기(2150)는 연소실(2152), 연료 공급관(2154), 그리고 점화 장치(2156)를 포함한다.3, a combustor 2150 includes a combustion chamber 2152, a fuel supply pipe 2154, and an ignition device 2156. [

연소실(2152)은 연료가 연소되는 공간을 제공한다. 연소실(2152)은 연소 공간을 둘러싸는 벽으로 이루어질 수 있다. 연소실(2152)은 배기관(2210)에 설치된다. 연소실(2152)은 관형상으로 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 연소실(2152)은 다양한 형태를 가질 수 있다.The combustion chamber 2152 provides a space in which the fuel is burned. The combustion chamber 2152 may be a wall surrounding the combustion space. The combustion chamber 2152 is installed in the exhaust pipe 2210. The combustion chamber 2152 may be provided in a tubular shape. However, the present invention is not limited to this, and the combustion chamber 2152 may have various forms.

연료 공급관(2154)은 연소실(2152) 내에 휘발성 유기 화합물과 순산소를 공급한다. 연료 공급관(154) 내에는 휘발성 유기 화합물 공급 라인과 순산소 공급 라인이 각각 형성될 수 있다. 즉, 휘발성 유기 화합물과 순산소는 연료 공급관(2154) 내에서 혼합되지 않고 연소실(2152)로 각각 공급될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 연료 공급관(2154) 내에 하나의 배출라인이 형성될 수 있다. 즉, 각각의 공급 라인을 통해 공급된 휘발성 유기 화합물과 순산소는 하나의 배출라인을 통해 혼합되어 연소실(2152)로 공급될 수 있다. 연료 공급관(2154)은 분사 노즐일 수 있다. The fuel supply pipe 2154 supplies volatile organic compounds and pure oxygen into the combustion chamber 2152. In the fuel supply pipe 154, a volatile organic compound supply line and a pure oxygen supply line may be respectively formed. That is, the volatile organic compounds and pure oxygen can be supplied to the combustion chamber 2152 without being mixed in the fuel supply pipe 2154, respectively. However, it is not limited to this, and one discharge line may be formed in the fuel supply pipe 2154. [ That is, the volatile organic compounds supplied through the respective supply lines and pure oxygen can be mixed through one discharge line and supplied to the combustion chamber 2152. The fuel supply pipe 2154 may be an injection nozzle.

연료 공급관(2154)은 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 연료 공급관(2154)은 연소실(2152) 벽에 설치되고, 연소실(2152) 내부를 향하도록 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 연료 공급관(2154)은 연소실(2152) 내부에 설치될 수 있다.A plurality of fuel supply pipes 2154 may be provided. A plurality of fuel supply pipes 2154 may be provided in the wall of the combustion chamber 2152 and provided to face the inside of the combustion chamber 2152. However, the present invention is not limited to this, and the fuel supply pipe 2154 may be installed inside the combustion chamber 2152.

점화 장치(2156)는 연소실(2152) 내부로 공급되는 휘발성 유기 화합물과 순산소를 발화시킨다. 점화 장치(2156)에 의해 발화된 화염은 연소실(2152) 내부로 확산된다. 점화 장치(2156)는 연소실(2152) 벽에 설치될 수 있다. 그러나 이에 한정하지 않고, 점화 장치(2156)는 연소실(2152) 내부에 제공되거나 연료 공급 장치(2154) 내에 제공될 수 있다.The ignition device 2156 ignites volatile organic compounds and pure oxygen supplied into the combustion chamber 2152. The flame ignited by the ignition device 2156 is diffused into the combustion chamber 2152. The ignition device 2156 may be installed in the wall of the combustion chamber 2152. However, without being limited thereto, the ignition device 2156 may be provided inside the combustion chamber 2152 or may be provided in the fuel supply device 2154.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연소시스템(3)을 개략적으로 나타낸 구성도이다.Fig. 4 is a schematic view showing the combustion system 3 according to the third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 연소 시스템(3)은 순산소 저장 탱크(3110), 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(3130), 연소기(3150), 배기관(3210), 필터(3250), 압력 센서(3270), 그리고 제어부(3300)를 포함한다. 4, the combustion system 3 includes a pure oxygen storage tank 3110, a volatile organic compound storage tank 3130, a combustor 3150, an exhaust pipe 3210, a filter 3250, a pressure sensor 3270, And a control unit 3300.

순산소 저장 탱크(3110), 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(3130), 연소기(3150) 및 배기관(3210)은 도 2의 순산소 저장 탱크(2110), 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130), 연소기(2150) 및 배기관(2210)과 유사하게 제공된다.The oxygen storage tank 3110, the volatile organic compound storage tank 3130, the combustor 3150 and the exhaust pipe 3210 are connected to the pure oxygen storage tank 2110, the volatile organic compound storage tank 2130, the combustor 2150 And an exhaust pipe 2210. The exhaust pipe 2210 and the exhaust pipe 2210 are provided.

필터(3250)는 배기관(3210) 내에 설치된다. 필터(3250)는 배기관(3210)으로 배출되는 배기 가스 또는 연소기(3150)를 거쳐 생성된 연소 생성물 내의 입자성 물질을 포집한다.The filter 3250 is installed in the exhaust pipe 3210. The filter 3250 collects the particulate matter in the combustion products produced through the exhaust gas or the combustor 3150 exhausted to the exhaust pipe 3210.

압력 센서(3270)는 필터(3250)의 전방 및 후방에 각각 설치된다. 즉, 필터(3250)의 전방의 배기관(3210) 내의 압력과 필터(3250)의 후방의 배기관(3210) 내의 압력을 측정한다. 필터(3250)의 전방에 설치된 압력 센서(3270)는 연소기(3150)의 연료 공급관(3154)의 전방에 설치될 수 있다.The pressure sensor 3270 is installed in front of and behind the filter 3250, respectively. That is, the pressure in the exhaust pipe 3210 in front of the filter 3250 and the pressure in the exhaust pipe 3210 in the rear of the filter 3250 are measured. The pressure sensor 3270 provided in front of the filter 3250 may be installed in front of the fuel supply pipe 3154 of the combustor 3150.

제어부(3300)는 압력 센서로부터 신호를 수신받고, 순산소 저장 탱크 또는 순산소 발생기에 신호를 송출한다. 즉, 제어부(3300)는 압력 센서들(3270)에 의해 수신된 압력 데이터를 통해 순산소의 공급량을 제어한다.The control unit 3300 receives a signal from the pressure sensor and sends a signal to the pure oxygen storage tank or the pure oxygen generator. That is, the control unit 3300 controls the supply amount of pure oxygen through the pressure data received by the pressure sensors 3270.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 연소 시스템(3)은 배기관(3210) 내에 설치된 필터(3250)의 전후 압력을 측정하여 순산소 공급량을 제어한다. The combustion system 3 according to the third embodiment of the present invention measures the back-and-forth pressure of the filter 3250 installed in the exhaust pipe 3210 to control the amount of pure oxygen supplied.

필터(3250) 내에 포집되는 입자성 물질은 필터(3250)의 압력을 증가시킨다. 필터(3250) 사이의 압력이 임의의 기준치를 초과한 경우, 제어부(3300)는 순산소 저장 탱크 또는 순산소 발생기의 신호를 송출하여 순산소의 공급량을 증가시킨다. 이는 연소실(3152) 내부의 화염을 크게 형성시켜 필터(3250) 내에 포집된 입자성 물질을 연소시킨다.The particulate matter collected in the filter 3250 increases the pressure of the filter 3250. When the pressure between the filters 3250 exceeds a certain reference value, the control unit 3300 sends a signal of a pure oxygen storage tank or a pure oxygen generator to increase the supply amount of pure oxygen. This greatly forms a flame in the combustion chamber 3152 and burns the particulate matter trapped in the filter 3250.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 연소 시스템(4)을 개략적으로 나타낸 구성도이다.FIG. 5 is a schematic diagram showing a combustion system 4 according to a fourth embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 연소 시스템(4)은 순산소 저장 탱크(4110), 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(4130), 연소기(4150), 배기관(4210), 필터(4250), 압력 센서(4270), 그리고 제어부(4300)를 포함한다.5, the combustion system 4 includes a pure oxygen storage tank 4110, a volatile organic compound storage tank 4130, a combustor 4150, an exhaust pipe 4210, a filter 4250, a pressure sensor 4270, And a control unit 4300.

순산소 저장 탱크(4110) 및 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(4130)는 도 3의 순산소 저장 탱크(2110) 및 휘발성 유기 화합물 저장 탱크(2130)와 유사하게 제공된다.The pure oxygen storage tank 4110 and the volatile organic compound storage tank 4130 are provided similarly to the oxygen storage tank 2110 and the volatile organic compound storage tank 2130 of FIG.

필터(4250), 압력 센서(4270) 및 제어부(4300)는 도4의 필터(3250), 압력 센서(3270) 및 제어부(3300)와 유사하게 제공된다.A filter 4250, a pressure sensor 4270 and a control unit 4300 are provided similar to the filter 3250, the pressure sensor 3270 and the control unit 3300 of Fig.

연소기(4150)는 연소실(4152)과 플라즈마 버너(4160)를 포함한다.The combustor 4150 includes a combustion chamber 4152 and a plasma burner 4160.

연소실(4152)은 도 3의 연소실(2152)과 유사하게 제공된다.The combustion chamber 4152 is provided similarly to the combustion chamber 2152 of FIG.

플라즈마 버너(4160)는 플라즈마 발생기를 이용하여 연소기(4150) 내로 공급되는 가스를 이온화시킨 후 연소한다. 플라즈마 버너(4160)는 연소실(4152) 내부에 설치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 플라즈마 버너(4160)는 연소실(4152) 벽에 제공될 수 있다.The plasma burner 4160 uses a plasma generator to ionize the gas supplied into the combustor 4150 and burn it. The plasma burner 4160 may be installed inside the combustion chamber 4152. However, the present invention is not limited to this, and a plasma burner 4160 may be provided in the wall of the combustion chamber 4152.

플라즈마 버너(4160)에는 휘발성 유기 화합물 및 순산소가 각각 공급된다. 연소실(4152) 내부를 통과하는 배기가스도 플라즈마 버너(4160)에 공급될 수 있다. 플라즈마 발생기는 전극과 전원(30)을 포함한다. 전극은 전원으로부터 공급받은 에너지를 플라즈마 버너(4160)에 공급되는 휘발성 유기 화합물, 순산소 및 배기 가스에 공급한다. 이에, 플라즈마 버너(4160) 내의 휘발성 유기 화합물, 순산소 및 배기 가스는 플라즈마 상태로 변화된다. 전극은 플라즈마 버너(4160) 내에 제공될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 전극은 플라즈마 버너(4160) 외부에 제공될 수 있다.The plasma burner 4160 is supplied with a volatile organic compound and pure oxygen. Exhaust gas passing through the inside of the combustion chamber 4152 can also be supplied to the plasma burner 4160. The plasma generator includes an electrode and a power supply (30). The electrode supplies the energy supplied from the power source to the volatile organic compounds, the pure oxygen, and the exhaust gas supplied to the plasma burner 4160. Thus, the volatile organic compounds, the pure oxygen, and the exhaust gas in the plasma burner 4160 are changed to the plasma state. The electrodes may be provided in a plasma burner 4160. However, the present invention is not limited to this, and the electrode may be provided outside the plasma burner 4160.

연소 시스템(4)은 연소실(4152) 내로 공급되는 연소 가스들을 플라즈마 상태로 변화시켜 연소한다. The combustion system 4 changes the combustion gases supplied into the combustion chamber 4152 into a plasma state and burns them.

그러나 이에 한정되지 않고, 연소 시스템(4)은 연소실(4152) 내의 연소가 안정적으로 이루어지는 경우에는 연소 가스들을 플라즈마 상태로 변화시키지 않고 연소할 수 있다. 연소실(4152) 내로 휘발성 유기 화합물이 소량 공급되거나 화염이 불안정하게 되는 경우, 연소실(4152) 내로 공급되는 연소 가스들을 플라즈마 상태로 변화시켜 연소한다. 플라즈마 연소는 연소실(4152) 내의 화염 상태를 안정적으로 유지시키고, 휘발성 유기 화합물을 완전 연소시킨다.However, the present invention is not limited to this, and the combustion system 4 can burn the combustion gases without changing them into the plasma state when the combustion in the combustion chamber 4152 is stable. When a small amount of volatile organic compounds is supplied into the combustion chamber 4152 or the flame becomes unstable, the combustion gases supplied into the combustion chamber 4152 are changed to a plasma state and burned. Plasma combustion stably maintains the flame condition in the combustion chamber 4152 and completely burns the volatile organic compound.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 연소 시스템은 휘발성 유기 화합물 및 배기 가스를 연소한다. 대기로 방출되는 오염 물질인 휘발성 유기 화합물와 배기 가스를 연소시켜 선박 내에 에너지원으로 활용한다. 또한, 대기로 방출되는 배기 가스를 정화시킨다.The combustion system according to the embodiments of the present invention described above burns volatile organic compounds and exhaust gases. It burns volatile organic compounds and exhaust gases, which are pollutants emitted into the atmosphere, and uses them as energy sources in ships. Further, the exhaust gas discharged into the atmosphere is purified.

본 발명의 실시예들에 따른 연소 시스템은 순산소를 이용하여 휘발성 유기 화합물을 완전연소시킨다. 휘발성 유기 화합물은 휘발성 유기 화합물 저장 탱크에 저장되어 그 성분이 균일하게 유지된다. 균일한 성분으로 이루어진 휘발성 유기 화합물은 순산소에 의해 완전 연소된다. 휘발성 유기 화합물이 연소되는 동안, 충분한 양의 산소와 균일한 성분으로 이루어진 휘발성 유기 화합물의 공급으로 화염이 안정하게 유지된다.The combustion system according to embodiments of the present invention completely burns volatile organic compounds using pure oxygen. The volatile organic compounds are stored in a volatile organic compound storage tank so that the components are kept uniform. Volatile organic compounds composed of homogeneous components are completely burned by pure oxygen. While the volatile organic compound is burned, the flame is stably maintained by supplying a volatile organic compound composed of a sufficient amount of oxygen and a uniform component.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10 엔진 20 원유 저장 탱크
2110 순산소 저장 탱크
2130 휘발성 유기 화합물 저장 탱크
2132 제 1 저장 탱크 2134 제 2 저장 탱크
210 연소기 4160 플라즈마 버너
2170 순산소 발생기
2210 배기관 2230 열교환기
2250 필터 2270 압력 센서
2290 제어부10 Engine 20 Crude Oil Storage Tank
2110 Oxygen storage tank
2130 Volatile organic compound storage tank
2132 First storage tank 2134 Second storage tank
210 Burner 4160 Plasma Burner
2170 Oxygen generator
2210 Exhaust pipe 2230 Heat exchanger
2250 Filter 2270 Pressure sensor
2290 control unit

Claims (8)

순산소 저장 탱크;
원유 저장 탱크로부터 증발된 휘발성 유기 화합물을 저장하는 휘발성 유기 화합물 저장 탱크;
엔진에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관; 및
상기 배기관에 설치된 연소기를 포함하되,
상기 연소기는 상기 순산소 저장 탱크로부터 순산소를 공급받고 상기 휘발성 유기 화합물 저장 탱크로부터 휘발성 유기 화합물을 공급받아 상기 휘발성 유기 화합물과 상기 배기가스를 연소시키고,
상기 휘발성 유기 화합물 저장 탱크가 복수 개 제공되고,
각각의 상기 휘발성 유기 화합물 저장 탱크가 다단으로 연결되어 상기 원유 저장 탱크에서 증발된 휘발성 유기 화합물이 순차적으로 저장되는 연소 시스템.Oxygen storage tank;
A volatile organic compound storage tank for storing volatile organic compounds evaporated from a crude oil storage tank;
An exhaust pipe for exhausting the exhaust gas generated by the engine; And
And a combustor installed in the exhaust pipe,
Wherein the combustor receives pure oxygen from the pure oxygen storage tank and receives a volatile organic compound from the volatile organic compound storage tank to burn the volatile organic compound and the exhaust gas,
A plurality of said volatile organic compound storage tanks are provided,
Wherein each of the volatile organic compound storage tanks is connected in a multistage manner and volatile organic compounds evaporated in the crude oil storage tank are sequentially stored. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 휘발성 유기 화합물 저장 탱크는
상기 원유 저장 탱크에 연결된 제 1 저장 탱크; 및
상기 제 1 저장 탱크에 연결된 제 2 저장 탱크를 포함하는 연소 시스템.The method according to claim 1,
The volatile organic compound storage tank
A first storage tank connected to the crude oil storage tank; And
And a second storage tank connected to the first storage tank. 제 1 항에 있어서,
상기 연소기는
연소실;
상기 연소실 내로 상기 휘발성 유기 화합물과 상기 순산소를 공급하는 연료 공급관; 및
상기 휘발성 유기 화합물과 상기 순산소를 점화시키는 점화 장치를 포함하는 연소 시스템.The method according to claim 1,
The combustor
combustion chamber;
A fuel supply pipe for supplying the volatile organic compound and the pure oxygen into the combustion chamber; And
And an ignition device for igniting the volatile organic compound and the pure oxygen. 제 1 항에 있어서,
상기 연소기는
연소실;
상기 연소실 내에 제공되어, 상기 휘발성 유기 화합물과 상기 순산소를 공급받아 플라즈마 화염을 발생시키는 플라즈마 버너를 포함하는 연소 시스템.The method according to claim 1,
The combustor
combustion chamber;
And a plasma burner provided in the combustion chamber to receive the volatile organic compound and the pure oxygen to generate a plasma flame. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연소기의 후방에서 상기 배기관에 설치되어,
상기 연소기를 지나 상기 배기관으로 배출되는 배기가스를 걸러 내는 필터를 더 포함하는 연소 시스템.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And an exhaust pipe provided in the exhaust pipe at a rear side of the combustor,
And a filter for filtering the exhaust gas discharged to the exhaust pipe through the combustor. 제 6 항에 있어서,
상기 필터의 전방 및 후방에 설치되어, 상기 배기관 내의 압력을 측정하는 압력 센서; 및
상기 압력 센서의 신호를 전달받아 상기 순산소 저장 탱크의 순산소 공급량을 조절하는 제어부를 더 포함하는 연소 시스템.The method according to claim 6,
A pressure sensor installed in front of and behind the filter to measure a pressure in the exhaust pipe; And
And a control unit for receiving the signal from the pressure sensor and adjusting the amount of pure oxygen supplied to the pure oxygen storage tank. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연소기의 후방에서 상기 배기관에 설치되는 열교환기를 더 포함하는 연소 시스템.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And a heat exchanger installed in the exhaust pipe at a rear side of the combustor.
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