KR101316552B1

KR101316552B1 - 고압 및 저압 이중연료 엔진의 lng 연료 가스 공급 시스템

Info

Publication number: KR101316552B1
Application number: KR1020120148832A
Authority: KR
Inventors: 백은성; 윤완배; 한주석; 김주태; 김발영
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-10-15

Abstract

본 발명은 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템에 관한 것으로, LNG 탱크에서 발생되는 증발가스를 연료로 사용하는 LNG 연료 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 LNG 탱크의 전단에 설치되어, 상기 LNG 탱크의 압력에 따라 개폐하여 증발가스를 공급하는 제1 제어밸브, 상기 LNG 탱크에 저장되어 있는 가스를 기화시키는 기화부, 상기 기화부의 전단에 설치되어, 상기 기화부에서 기화된 가스의 메탄가에 따라 개폐하여 기화된 가스를 공급하는 제2 제어밸브, 상기 제1 제어밸브에서 공급받은 증발가스와 상기 제2 제어밸브에서 공급받은 기화된 가스를 혼합하는 혼합탱크부, 및 상기 혼합탱크부에서 혼합된 연료를 공급받아 엔진의 연료로 사용하도록 하는 저압용 가스압축기를 포함한다. 이러한 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템은 LNG 탱크에서 발생되는 증발가스를 재사용해 고압 및 저압 이중연료 엔진으로 동시에 공급하여 에너지의 낭비를 감소시키고 시스템의 효율을 높일 수 있다.

Description

고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템{LNG FUEL GAS SUPPLY SYSTEM OF HIGH PRESSURE AND LOW PRESSURE DUAL-FUEL ENGINE}

본 발명은 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LNG 탱크를 통해 저압용 및 고압용 이중연료 엔진에서 요구하는 천연가스 연료를 동시에 공급하도록 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스는 통상적으로 액화천연가스 운반선의 극저온 탱크 내에서 액체상태로 저장되어 운반되는데, 이는 기체상태로 운반하는 경우보다 많은 양의 가스를 한번에 운반할 수 있기 때문이다. 그러나, 액화천연가스가 극저온 상태로 보관되더라도 기화현상이 발생하게 되고, 많은 양의 가스가 기화되면 탱크의 압력이 높아져 탱크가 파손될 위험이 높아지게 된다. 탱크가 파손되는 것을 방지하기 위해 기화된 가스를 다시 액화시키는 방법을 고려할 수 있으나, 이 경우에는 비용이 상당히 소요된다. 따라서, 저장탱크에서 기화된 가스를 선박 추진을 위한 연료로 사용한다.

한편, 한국공개특허 제10-2007-0042420호는 저장탱크 내에서 발생된 기화가스를 선박의 이중 연료 엔진에 공급하는 연료공급장치에 개선된 냉각 장치가 적용된 선박의 이중 연료 엔진의 연료공급장치에 관한 것으로서, 저장탱크 내부의 액화가스를 강제로 기화시키는 강제기화기, 상기 강제기화기와 연결되어 상기 강제기화기에 액화가스를 공급하며 상기 저장탱크 내부에 위치하는 펌프, 상기 강제기화기와 연결되어 상기 강제기화기를 통과한 강제 기화 가스로부터 미스트를 분리하는 미스트분리기, 상기 저장탱크와 연결되어 상기 저장탱크 내부의 자연 기화 가스를 냉각시키는 냉각기, 상기 냉각기와 연결되어 상기 냉각기를 통과한 자연 기화 가스를 가압하는 컴프레서, 및 상기 미스트분리기를 통과한 강제 기화 가스 및 상기 컴프레서를 통과한 자연 기화 가스의 온도를 높여주는 히터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 개선된 냉각장치를 포함하는 선박의 이중 연료 엔진의 연료공급장치는 자연 기화 가스를 냉각시켜도 미스트가 발생하지 않아 미스트분리기 및 상기 분리된 미스트를 상기 저장탱크로 이송시키기 위한 배관이 불필요하고, 저장탱크 내부의 온도를 점진적으로 낮출 수 있어, 자연 기화 가스를 지속적으로 냉각시킬 필요가 없다.

그런데, LNG 재액화 시스템을 적용할 경우, LNG 증발 가스의 재액화 시, 소요동력 과다로 인해 경제성이 크게 없으며, 이러한 이유 등으로, 재액화 시스템이 없는 선박에서 증발가스는 외부로 방출되거나 폐가스로 버려져 에너지가 낭비되는 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2007-0042420호

본 발명의 일 실시예는 LNG 탱크에서 발생되는 증발가스를 LNG와 혼합하여 저압 이중연료 엔진으로 공급하며, 탱크 내의 LNG는 고압으로 가압 및 기화시켜 고압 이중연료 엔진으로 공급하여 사용하도록 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템을 제공하고자 한다.

실시예들 중에서, 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템은 LNG 탱크에서 발생되는 증발가스를 연료로 사용하는 LNG 연료 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 LNG 탱크의 전단에 설치되어, 상기 LNG 탱크의 압력에 따라 개폐하여 증발가스를 공급하는 제1 제어밸브, 상기 LNG 탱크에 저장되어 있는 가스를 기화시키는 기화부, 상기 기화부의 전단에 설치되어, 상기 기화부에서 기화된 가스의 메탄가에 따라 개폐하여 기화된 가스를 공급하는 제2 제어밸브, 상기 제1 제어밸브에서 공급받은 증발가스와 상기 제2 제어밸브에서 공급받은 기화된 가스를 혼합하는 혼합탱크부, 및 상기 혼합탱크부에서 혼합된 연료를 공급받아 엔진의 연료로 사용하도록 하는 저압용 가스압축기를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 LNG 탱크 내에 설치되어, 상기 LNG 탱크의 압력을 감지하는 압력센서부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 LNG 탱크 내에 설치되어, 상기 LNG 탱크에서 발생되는 증발가스의 메탄가를 감지하는 메탄가센서부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 LNG 탱크의 기준 압력값 및 상기 증발가스의 기준 메탄가 값을 설정하여 저장하고 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 압력센서부에서 감지된 압력값을 받아 상기 메모리부에 저장되어 있는 기준 압력값과 비교 판독하여 해당 판독된 압력값에 따라 상기 제1 제어밸브의 개폐를 제어하며, 상기 메탄가센서부에서 감지된 메탄가 값을 받아 상기 메모리부에 저장되어 있는 기준 메탄가 값과 비교 판독하여 해당 판독된 메탄가 값에 따라 상기 기화부의 제어 및 상기 제2 제어밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 제어밸브는 상기 제어부의 제어에 따라 밸브를 개폐하여 상기 LNG 탱크에서 발생된 증발가스를 상기 혼합탱크부로 공급할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 기화부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 LNG 탱크의 압력을 상승시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 제어밸브는 상기 제어부의 제어에 따라 밸브를 개폐하여 상기 기화부에서 기화된 가스를 다시 상기 LNG 탱크로 공급하거나 상기 혼합탱크부로 공급할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 LNG 탱크 내에 설치되어 있는 액중펌프로부터 상기 LNG 탱크에 저장되어 있는 연료를 공급받는 고압용펌프를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템은 LNG 탱크에서 발생되는 증발가스를 재사용해 고압 및 저압 이중연료 엔진으로 동시에 공급하여 에너지의 낭비를 감소시키고 시스템의 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템을 설명하는 블록도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템을 설명하는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템을 설명하는 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템은 LNG 탱크(101), 제1 제어밸브(102), 기화부(103), 제2 제어밸브(104), 혼합탱크부(105), 및 저압용 가스압축기(106)를 포함한다.

LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스는 외기로 방출되거나 폐가스로 버려지는 것이 아니라, 혼합탱크부(105)에서 LNG와 혼합하여 엔진으로 공급되어 엔진 연료로 사용될 수 있다. 이에, LNG 연료 가스 공급 시스템의 에너지 낭비가 감소되어 시스템 효율이 높아질 수 있다.

여기서, LNG 탱크(101) 내에는 압력센서부(107) 및 메탄가센서부(108)가 설치되어 있어, 압력센서부(107)는 LNG 탱크(101)의 압력을 감지할 수 있으며, 메탄가센서부(108)는 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스의 메탄가를 감지할 수 있다. 이때, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 압력센서부(107)에서 감지된 LNG 탱크(101)의 압력값에 따라 제1 제어밸브(102)의 개폐가 제어될 수 있으며, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스의 메탄가에 따라 기화부(103)의 제어 및 제2 제어밸브(104)의 개폐가 제어될 수 있다.

제1 제어밸브(102)는 LNG 탱크(101)의 전단에 설치되어, LNG 탱크(101)의 압력에 따라 밸브를 개폐할 수 있다. 이때, 제1 제어밸브(102)는 제어부(110)의 제어에 의해서 밸브를 개폐할 수 있으며, 제1 제어밸브(102)의 개폐로 인해 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스를 혼합탱크부(105)로 공급할 수 있다.

일 실시예에서, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 압력센서부(107)에서 LNG 탱크(101)의 압력을 감지하면, 제어부(110)는 압력센서부(107)에서 감지된 압력값을 받아서 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값과 비교할 수 있다. 이때, 압력센서부(107)에서 감지된 LNG 탱크(101) 압력값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값 이하인 경우, 제어부(110)는 제1 제어밸브(102)의 개폐를 제어하는 제1 제어데이터를 생성하여 제1 제어밸브(102)가 폐쇄되도록 할 수 있으며, 압력센서부(107)에서 감지된 LNG 탱크(101) 압력값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값 이상인 경우, 제어부(110)는 제1 제어밸브(102)의 개폐를 제어하는 제1 제어데이터를 생성하여 제1 제어밸브(102)가 개방되도록 할 수 있다.

이에, 제1 제어밸브(102)가 폐쇄되면, LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스는 혼합탱크부(105)로 공급되지 않으며, 제1 제어밸브(102)가 개방되면, LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스는 혼합탱크부(105)로 공급될 수 있다.

기화부(103)는 LNG 탱크(101)와 연결되어 LNG 탱크(101)에 저장되어 있는 가스를 기화시킬 수 있으며, 기화부(103)에서 기화된 가스는 제2 제어밸브(104)를 통해 혼합탱크부(105)에 공급될 수 있다.

또한, 기화부(103)는 LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스의 메탄가에 따라 제어될 수 있으며, 기화부(103)는 LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스의 메탄가에 따라 LNG 탱크(101)의 압력을 상승시킬 수 있다. 이때, 기화부(103)는 LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값에 따라 제어부(110)에 의해 제어될 수 있다.

예를 들면, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 메탄가센서부(108)가 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스의 메탄가를 감지하면, 제어부(110)는 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값을 받아서 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값과 비교할 수 있다. 이때, 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가 값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이하인 경우, 제어부(110)는 기화부(103)를 제어하는 제2 제어데이터를 생성하여 기화부(103)가 LNG 탱크(101)의 압력이 상승되도록 할 수 있으며, 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이상인 경우, 제어부(110)는 기화부(103)를 제어하는 제2 제어데이터를 생성하여 기화부(103)가 LNG 탱크(101)의 압력이 상승되지 않도록 할 수 있다.

그리고 기화부(103)는 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스를 자연적으로 기화시키는 자연식 방식 또는 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스를 외부의 열원(예를 들면, 전기, 스팀 등)을 이용하여 기화시키는 강제식 방식을 적용할 수 있다.

제2 제어밸브(104)는 기화부(103)의 전단에 설치되어, 기화부(103)에서 기화된 가스의 메탄가에 따라 밸브를 개폐할 수 있다. 이때, 제2 제어밸브(104)는 제어부(110)의 제어에 의해서 밸브를 개폐할 수 있으며, 제2 제어밸브(104)의 개폐로 인해 기화부(103)에서 기화된 가스를 다시 LNG 탱크(101)로 공급하거나 혼합탱크부(105)로 공급할 수 있다.

일 실시예에서, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 메탄가센서부(108)에서 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스의 메탄가를 감지하면, 제어부(110)는 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값을 받아서 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값과 비교할 수 있다.

이때, 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가 값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이하인 경우, 제어부(110)는 제2 제어밸브(104)를 제어하는 제3 제어데이터를 생성하여 LNG 탱크(101) 쪽 제2 제어밸브(104)를 개방하고 혼합탱크부(105) 쪽 제2 제어밸브(104)를 폐쇄하여 LNG 탱크(101)로 기화기(103)에서 기화된 가스를 공급해 LNG 탱크(101)의 압력이 상승되도록 할 수 있으며, 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가 값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이상인 경우, 제어부(110)는 제2 제어밸브(104)를 제어하는 제3 제어데이터를 생성하여 LNG 탱크(101) 쪽 제2 제어밸브(104)를 폐쇄하고 혼합탱크부(105) 쪽 제2 제어밸브(104)를 개방하여 혼합탱크부(105)로 기화기(103)에서 기화된 가스를 공급해 제1 제어밸브(102)에서 공급된 증발가스와 혼합되도록 할 수 있다.

혼합탱크부(105)는 제1 제어밸브(102)에서 공급받은 증발가스와 제2 제어밸브(104)에서 공급받은 기화된 가스를 혼합할 수 있다. 이때, 혼합탱크부(105)는 LNG 탱크(101)의 압력에 따라 제1 제어밸브(102)가 개방되면 증발가스를 공급받을 수 있으며, LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스의 메탄가에 따라 제2 제어밸브(104)가 개방되면 기화된 가스를 공급받을 수 있다.

예를 들면, LNG 탱크(101)의 압력이 기준 압력값 이하인 경우 제1 제어밸브(102)가 폐쇄되어 증발가스를 공급받을 수 없으며, LNG 탱크(101)의 압력이 기준 압력값 이상인 경우 제1 제어밸브(102)가 개방되어 증발가스를 공급받을 수 있다. 또한, LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스의 메탄가 값이 기준 메탄가 값 이하인 경우 혼합탱크부(105) 쪽 제2 제어밸브(104)가 폐쇄되어 기화된 가스를 다시 LNG 탱크(101)로 공급하게 하며, 해당 LNG 탱크(101)로 공급된 가스로 인해 LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스의 메탄가가 증가되어 혼합탱크부(105) 쪽 제2 제어밸브(104)가 개방되고 혼합탱크부(105)는 기화된 가스를 공급받을 수 있다.

이에, 혼합탱크부(105)는 제1 제어밸브(102)에서 공급받은 증발가스와 제2 제어밸브(104)에서 공급받은 기화된 가스를 혼합하여 저압용 가스압축기(106)에서 요구하는 온도 및 압력에 따라서 저압용 가스압축기(106)로 공급해줄 수 있다.

저압용 가스압축기(106)는 혼합탱크부(105)에서 혼합된 연료를 공급받을 수 있으며, 이때, 제1 제어밸브(102)에서 공급받은 증발가스와 제2 제어밸브(104)에서 공급받은 기화된 가스가 혼합되어 저압용 가스압축기(106)에서 요구하는 온도 및 압력에 따라서 연료를 공급받을 수 있다.

또한, 저압용 가스압축기(106)는 LNG 탱크(101) 내에 설치되는 액중펌프(111) 또는 LNG 탱크(101) 외부에 최대한 가까이 설치되어 고압용펌프(112)에서 요구하는 NPSH(Net Positive Suction Head: 유효흡입양정)를 만족시켜줄 수 있는 부스터펌프로 형성될 수 있다.

그리고 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템은 압력센서부(107), 메탄가센서부(108), 메모리부(109), 및 제어부(110)를 더 포함할 수 있다.

압력센서부(107)는 LNG 탱크(101) 내에 설치되어, LNG 탱크(101)의 압력을 감지할 수 있으며, 압력센서부(107)에서 감지된 압력에 따라 제1 제어밸브(102)의 개폐가 제어될 수 있다. 이때, 메모리부(109)에 기준 압력값이 저장되어 있어, 제어부(110)가 압력센서부(107)에서 감지된 압력값과 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값을 비교할 수 있다.

메탄가센서부(108)는 LNG 탱크(101) 내에 설치되어, LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스의 메탄가를 감지할 수 있으며, 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가에 따라 기화부(103)의 제어 및 제2 제어밸브(104)의 개폐가 제어될 수 있다. 이때, 메모리부(109)에 기준 메탄가 값이 저장되어 있어, 제어부(110)가 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값과 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값을 비교할 수 있다.

메모리부(109)는 LNG 탱크(101)의 기준 압력값과 LNG 탱크(101)에서 발생되는 증발가스의 기준 메탄가 값을 설정하여 저장하고 있다. 이에, 메모리부(109)는 제어부(110)가 압력센서부(107)에서 감지된 LNG 탱크(101)의 압력값과 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값을 비교할 수 있도록 하며, 제어부(110)가 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스의 메탄가 값과 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값을 비교하도록 할 수 있다.

제어부(110)는 압력센서부(107)에서 감지된 압력값을 받아 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값과 비교 판독하여 해당 판독된 압력값에 따라 제1 제어밸브(102)의 개폐를 제어하며, 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값을 받아 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값과 비교 판독하여 해당 판독된 메탄가 값에 따라 기화부(103)의 제어 및 제2 제어밸브(104)의 개폐를 제어할 수 있다.

이때, 제어부(110)는 압력센서부(107)에서 감지된 압력값에 따라 제1 제어데이터를 생성하여 제1 제어밸브(102)의 개폐를 제어할 수 있고, 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값에 따라 제2 제어데이터를 생성하여 기화부(103)를 제어할 수 있으며, 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값에 따라 제3 제어데이터를 생성하여 제2 제어밸브(104)의 개폐를 제어할 수 있다.

일 실시예에서, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 압력센서부(107)에서 LNG 탱크(101)의 압력을 감지하면, 제어부(110)는 압력센서부(107)에서 감지된 압력값을 받아서 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값과 비교할 수 있다. 이때, 제어부(110)가 압력센서부(107)에서 감지된 LNG 탱크(101) 압력값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값 이하로 판독한 경우, 제어부(110)는 제1 제어밸브(102)의 개폐를 제어하는 제1 제어데이터를 생성하여 제1 제어밸브(102)가 폐쇄되도록 할 수 있으며, 제어부(110)가 압력센서부(107)에서 감지된 LNG 탱크(101) 압력값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 압력값 이상으로 판독한 경우, 제어부(110)는 제1 제어밸브(102)의 개폐를 제어하는 제1 제어데이터를 생성하여 제1 제어밸브(102)가 개방되도록 할 수 있다.

다른 일 실시예에서, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 메탄가센서부(108)에서 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스의 메탄가를 감지하면, 제어부(110)는 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값을 받아서 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값과 비교할 수 있다. 이때, 제어부(110)가 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가 값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이하로 판독한 경우, 제어부(110)는 기화부(103)를 제어하는 제2 제어데이터를 생성하여 기화부(103)가 LNG 탱크(101)의 압력이 상승되도록 할 수 있으며, 제어부(110)가 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가 값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이상으로 판독한 경우, 제어부(110)는 기화부(103)를 제어하는 제2 제어데이터를 생성하여 기화부(103)가 LNG 탱크(101)의 압력이 상승되지 않도록 할 수 있다.

또 다른 일 실시예에서, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 메탄가센서부(108)에서 LNG 탱크(101)에서 발생된 증발가스의 메탄가를 감지하면, 제어부(110)는 메탄가센서부(108)에서 감지된 메탄가 값을 받아서 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값과 비교할 수 있다.

이때, 제어부(110)가 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가 값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이하로 판독한 경우, 제어부(110)는 제2 제어밸브(104)를 제어하는 제3 제어데이터를 생성하여 LNG 탱크(101) 쪽 제2 제어밸브(104)를 개방하고 혼합탱크부(105) 쪽 제2 제어밸브(104)를 폐쇄하도록 할 수 있으며, 제어부(110)가 메탄가센서부(108)에서 감지된 증발가스 메탄가 값이 메모리부(109)에 저장되어 있는 기준 메탄가 값 이상으로 판독한 경우, 제어부(110)는 제2 제어밸브(104)를 제어하는 제3 제어데이터를 생성하여 LNG 탱크(101) 쪽 제2 제어밸브(104)를 폐쇄하고 혼합탱크부(105) 쪽 제2 제어밸브(104)를 개방하도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템을 설명하는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템은 고압용기화기(113)를 더 포함할 수 있다.

고압용기화기(113)는 선박 추진용 엔진으로, LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 액중펌프(111)로부터 LNG 탱크(101)에 저장되어 있는 연료를 공급받을 수 있다. 이때, 고압용기화기(113)는 LNG 탱크(101) 내에 설치되어 있는 액중펌프(111)로부터 연료를 공급 받을 때, 액중펌프(111)와 고압용기화기(113) 사이에 형성되어 있는 고압용펌프(112)를 거쳐 공급받을 수 있다.

그로 인해서, 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템은 LNG 탱크(101) 한 개를 통해 저압용 가스압축기(106) 이중연료 엔진 및 고압용기화기(113) 이중연료 엔진에서 요구하는 온도 및 압력에 따라 연료를 동시에 공급받을 수 있으며, 이에, 시스템의 효율을 높일 수 있다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

101: LNG 탱크
102: 제1 제어밸브
103: 기화부
104: 제2 제어밸브
105: 혼합탱크부
106: 저압용 가스압축기
107: 압력센서부 108: 메탄가센서부
109: 메모리부 110: 제어부
111: 액중펌프 112: 고압용펌프
113: 고압용 기화기

Claims

LNG 탱크에서 발생되는 증발가스를 연료로 사용하는 LNG 연료 가스 공급 시스템에 있어서,
상기 LNG 탱크의 전단에 설치되어, 상기 LNG 탱크의 압력에 따라 개폐하여 증발가스를 공급하는 제1 제어밸브;
상기 LNG 탱크에 저장되어 있는 가스를 기화시키는 기화부;
상기 기화부의 전단에 설치되어, 상기 기화부에서 기화된 가스의 메탄가에 따라 개폐하여 기화된 가스를 공급하는 제2 제어밸브;
상기 제1 제어밸브에서 공급받은 증발가스와 상기 제2 제어밸브에서 공급받은 기화된 가스를 혼합하는 혼합탱크부; 및
상기 혼합탱크부에서 혼합된 연료를 공급받아 엔진의 연료로 사용하도록 하는 저압용 가스압축기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제1항에 있어서,
상기 LNG 탱크 내에 설치되어, 상기 LNG 탱크의 압력을 감지하는 압력센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제2항에 있어서,
상기 LNG 탱크 내에 설치되어, 상기 LNG 탱크에서 발생되는 증발가스의 메탄가를 감지하는 메탄가센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제3항에 있어서,
상기 LNG 탱크의 기준 압력값 및 상기 증발가스의 기준 메탄가 값을 설정하여 저장하고 있는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제4항에 있어서,
상기 압력센서부에서 감지된 압력값을 받아 상기 메모리부에 저장되어 있는 기준 압력값과 비교 판독하여 해당 판독된 압력값에 따라 상기 제1 제어밸브의 개폐를 제어하며, 상기 메탄가센서부에서 감지된 메탄가 값을 받아 상기 메모리부에 저장되어 있는 기준 메탄가 값과 비교 판독하여 해당 판독된 메탄가 값에 따라 상기 기화부의 제어 및 상기 제2 제어밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제1 제어밸브는
상기 제어부의 제어에 따라 밸브를 개폐하여 상기 LNG 탱크에서 발생된 증발가스를 상기 혼합탱크부로 공급하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제6항에 있어서, 상기 기화부는
상기 제어부의 제어에 따라 상기 LNG 탱크의 압력을 상승시키는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제7항에 있어서, 상기 제2 제어밸브는
상기 제어부의 제어에 따라 밸브를 개폐하여 상기 기화부에서 기화된 가스를 다시 상기 LNG 탱크로 공급하거나 상기 혼합탱크부로 공급하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.
제8항에 있어서,
상기 LNG 탱크 내에 설치되어 있는 액중펌프로부터 상기 LNG 탱크에 저장되어 있는 연료를 공급받는 고압용펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 및 저압 이중연료 엔진의 LNG 연료 가스 공급 시스템.