KR101976713B1 - Otto cycle type Engine and Ship having the same and Driving Method of Propulsion Apparatus for Ship - Google Patents

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Abstract

An engine driven in an Otto cycle method according to an embodiment of the present invention comprises: a cylinder; a gas injector supplying gas to the cylinder; and a diesel injector supplying diesel to the cylinder. Therefore, this invention is characterized by supplying the diesel to the cylinder through the diesel injector in a diesel mode, and supplying the gas and the diesel through the gas injector and the diesel injector in a gas mode.

Description

오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진 및 이를 포함하는 선박 및 이를 구동하는 방법{Otto cycle type Engine and Ship having the same and Driving Method of Propulsion Apparatus for Ship}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an engine that operates in an autocycle mode, a vessel including the same, and a method of driving the same,

본 발명은 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진 및 이를 포함하는 선박 및 이를 구동하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine that is operated in an autocycle mode, a ship including the engine, and a method of driving the same.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇 천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.A ship is a means of transporting large quantities of minerals, crude oil, natural gas, or several thousand containers. It is made of steel and has a thrust generated by rotation of the propeller in floating state on the water surface by buoyancy. Lt; / RTI >

이러한 선박은 엔진을 구동함으로써, 추력을 발생시키는데, 이때, 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.Such a ship generates thrust by driving the engine. At this time, the engine uses gasoline or diesel to move the piston so that the crankshaft is rotated by the reciprocating motion of the piston, so that the shaft connected to the crankshaft is rotated, .

그러나 최근에는, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급방식이 사용되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.In recent years, however, LNG fuel supply systems for driving an engine using LNG as a fuel have been used in an LNG carrier carrying Liquefied Natural Gas (LNG) It is also applied to other ships.

선주들은 상기와 같이 LNG를 연료로 하는 엔진에 고압가스분사엔진(MEGI)을 사용하여 선박을 추진함으로써, 근래에 실행되고 있는 NOx 배출 규제 및 SOx 규제 등 환경 오염 방지를 탁월하고 효과적으로 대응하여왔다. 다만, MEGI엔진은 엔진 구동 요구 압력이 300bar로 매우 높아 전력소모가 막대하고, 설치 비용이 상당히 많이 요구되며, 시스템의 구성이 복잡하여 설치 면적이 많이 필요로 하는 문제점이 있었다. Ship owners have been using the high-pressure gas injection engine (MEGI) for the LNG-fueled engine as described above, and have been able to effectively and effectively cope with the environmental pollution prevention such as the NOx emission regulation and the SOx regulation which are being implemented in the recent years. However, the MEGI engine has a problem that the power consumption of the MEGI engine is as high as 300 bar and the installation cost is considerably high, and the system configuration is complicated, requiring a large installation area.

따라서, MEGI엔진을 대체할 수 있는 엔진을 연구하여 저속 2행정 저압가스분사엔진(WinGD사의 XDF)이 개발되었으며, 저속 2행정 저압가스분사엔진을 통해 상기 MEGI엔진의 단점을 일부 해결하였다. Accordingly, a low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine (WinGD's XDF) was developed by studying an engine capable of replacing the MEGI engine, and solved some disadvantages of the MEGI engine through a low-speed two- stroke low-pressure gas injection engine.

다만, 이러한 저속 2행정 저압가스분사엔진의 경우, 연료가스의 메탄가(Methane Number)에 매우 예민한 문제점이 있었으며, 특정 운전 조건에서는 NOx 배출 규제 및 환경 오염 방지를 위해 희박연소(Lean Burn)를 하는 경우에도 노킹(Knocking)이 발생하는 문제점이 있었다. 아울러 노킹을 방지하기 위해 기존의 디젤엔진보다 열효율이 낮은 문제점이 있었다.However, in the case of such a low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine, there is a problem that the methane number of the fuel gas is very sensitive. In the case of lean burn to prevent NOx emission and environmental pollution under certain operating conditions There is also a problem that knocking occurs. In addition, there is a problem that the thermal efficiency is lower than that of the conventional diesel engine in order to prevent knocking.

그에 따라 상기 고압가스분사엔진과 저속 2행정 저압가스분사엔진의 장단점을 모두 보완하여 저압의 고효율 추진엔진을 개발하기 위한 수많은 연구 및 개발도 함께 이루어지고 있다.Accordingly, numerous studies and developments have been made to develop a low-pressure, high-efficiency propulsion engine by complementing both advantages and disadvantages of the high-pressure gas injection engine and the low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고압가스분사엔진과 저속 2행정 저압가스분사엔진의 장단점을 보완하여 저압의 연료를 사용하고 고효율을 확보할 수 있는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진 및 이를 포함하는 선박 및 이를 구동하는 방법을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a low-pressure two-stroke low-pressure gas injection engine which can compensate for the advantages and disadvantages of a high- An engine that is operated in an autocycle manner, a ship including the engine, and a method of driving the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진은, 실린더; 상기 실린더에 가스를 공급하는 가스 인젝터; 및 상기 실린더에 디젤을 공급하는 디젤 인젝터를 포함하고, 디젤 모드 시에 상기 디젤 인젝터를 통하여 상기 디젤을 상기 실린더에 공급하고, 가스 모드 시에 상기 가스 인젝터 및 상기 디젤 인젝터를 통하여 상기 가스와 상기 디젤을 공급하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, an engine that operates in an auto-cycle mode includes a cylinder; A gas injector for supplying gas to the cylinder; And a diesel injector for supplying diesel to the cylinder, wherein the diesel injector supplies the diesel to the cylinder during the diesel mode, and in the gas mode, the gas and the diesel fuel are injected through the gas injector and the diesel injector, Is supplied.

구체적으로, 상기 실린더에 공기를 공급하는 터보 차저를 더 포함하고, 상기 가스 인젝터는, 상기 실린더 내에 노킹을 방지하기 위해 상기 실린더 내의 상기 가스와 상기 공기의 비율이 1: 2 내지 1: 2.5가 되도록 상기 가스의 분사량을 감축시키고, 상기 디젤 인젝터는, 상기 가스 인젝터에서 분사되는 상기 가스 분사량이 감축된 만큼 상기 디젤을 분사할 수 있다. Specifically, the apparatus further comprises a turbocharger for supplying air to the cylinder, wherein the gas injector is configured to control the ratio of the gas to the air in the cylinder to 1: 2 to 1: 2.5 in order to prevent knocking in the cylinder. The injection amount of the gas is reduced, and the diesel injector can inject the diesel as much as the gas injection amount injected from the gas injector is reduced.

구체적으로, 상기 터보 차저는, 상기 가스 인젝터의 상기 가스 분사량의 감축에 대응하여 상기 실린더 내로 공급되는 분사량을 변화시키지 않을 수 있다. Specifically, the turbocharger may not change the injection amount supplied into the cylinder corresponding to the reduction of the gas injection amount of the gas injector.

구체적으로, 상기 디젤 인젝터는, 상기 디젤의 분사량이 상기 가스의 분사량 대비 5% 내지 10%의 분사량을 가질 수 있다. Specifically, in the diesel injector, the injection amount of the diesel may have an injection amount of 5% to 10% of the injection amount of the gas.

구체적으로, 상기 가스의 점화로 인해 발생되는 질소산화물(NOx)을 제거하는 질소산화물 제거장치를 더 포함할 수 있다. Specifically, the apparatus may further include a nitrogen oxide removal device for removing nitrogen oxides (NOx) generated by ignition of the gas.

구체적으로, 상기 질소산화물 제거장치는, 선택적 환원 촉매(SCR) 또는 배기가스 재순환 장치(EGR)일 수 있다. Specifically, the nitrogen oxide removal device may be a selective reduction catalyst (SCR) or an exhaust gas recirculation device (EGR).

구체적으로, 상기 가스는, 상기 실린더 내부에서 10 내지 20 바아(bar)의 압력을 가질 수 있다. Specifically, the gas may have a pressure of 10 to 20 bar inside the cylinder.

구체적으로, 상기 선박용 추진장치를 포함하는 선박일 수 있다.Specifically, it may be a ship including the marine propulsion device.

본 발명의 일 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 구동하는 방법은, 실린더 내에 저압의 가스와 오일의 연소가 발생되고, 상기 가스와 상기 오일의 연소에 의해 피스톤의 왕복 운동을 통해 선박의 추력을 발생시키는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 구동하는 방법에 있어서, 상기 실린더 내에서 공기와 상기 가스를 혼합하는 단계; 상기 실린더 내에서 상기 공기와 상기 가스가 압축되는 단계; 상기 실린더 내에서 상기 오일의 분사가 이루어지는 단계; 및 상기 실린더 내에서 상기 가스와 상기 오일의 점화가 발생하는 단계를 포함하고, 상기 실린더 내에서 상기 오일의 분사가 이루어지는 단계는, 상기 가스 대비 상기 오일의 비율이 10% 이상의 비율로 상기 오일을 상기 실린더 내로 분사하는 것을 특징으로 한다. A method for driving an engine that is operated in an auto-cycle mode according to an embodiment of the present invention is characterized in that combustion of low-pressure gas and oil is generated in the cylinder, and combustion of the gas and the oil is performed by reciprocating motion of the piston The method comprising the steps of: mixing air and the gas in the cylinder; Compressing the air and the gas in the cylinder; Injecting the oil in the cylinder; And a step in which ignition of the gas and the oil occurs in the cylinder, wherein the step of injecting the oil in the cylinder comprises the step of injecting the oil in a ratio of the oil to the gas of not less than 10% And is injected into the cylinder.

구체적으로, 상기 실린더 내에 상기 오일을 분사하는 오일 분사장치를 더 포함하고, 상기 오일 분사장치는, 오일로만 연소되는 디젤 모드에서 사용하는 디젤 인젝터로만 구성될 수 있다. Specifically, the apparatus further includes an oil injector for injecting the oil into the cylinder, and the oil injector may be configured only as a diesel injector used in a diesel mode in which the oil is burned only with oil.

구체적으로, 상기 오일 분사장치는, 상기 오일 분사 시 무화를 발생시킬 수 있다. Specifically, the oil injector may generate atomization during the oil injection.

구체적으로, 상기 오일은, 마린가스오일(MGO), 마린디젤오일(MDO) 또는 저유황 중유 중 적어도 하나일 수 있다. Specifically, the oil may be at least one of marine gas oil (MGO), marine diesel oil (MDO), or low-sulfur heavy oil.

본 발명에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진은, 저압가스분사엔진의 특징과 고압가스분사엔진의 특징을 조합한 하이브리드 추진장치로, 저압의 가스 연료에서도 연료 소비 효율이 증가하는 효과가 있으며, 연료가스의 메탄가에 무관하게 안정적으로 연소가 가능하여 연료가스의 품질에 의존하지 않고 소비가 가능해지는 효과가 있다. The engine operated in the auto-cycle system according to the present invention is a hybrid propulsion device that combines the characteristics of the low-pressure gas injection engine and the characteristics of the high-pressure gas injection engine, and has an effect of increasing fuel consumption efficiency even at low- The combustion can be stably performed irrespective of the methane gas of the gas, so that consumption can be achieved without depending on the quality of the fuel gas.

또한, 본 발명에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진은, 가스와 공기가 혼합하여 압축 시 압축열에 의해 원하는 시점이 아닌 시기에 연소(Pre-ignition or Knocking)가 일어나지 않도록, 가스가 공기에 좀 더 희박해 질 수 있도록 공연비를 증가시키고, 최대 출력 시에도 원하는 시점이 아닌 시기에 연소(Pre-ignition or Knocking)가 일어나지 않도록 공연비를 최적화할 수 있는 효과가 있다. Further, in the engine operated in the auto-cycle system according to the present invention, when the gas is mixed with the air and the compression heat is generated during the compression to prevent the pre-ignition or knocking at a time other than a desired time, It is possible to increase the air-fuel ratio so as to make the air-fuel ratio lean and to optimize the air-fuel ratio so as not to cause the pre-ignition or knocking at a timing other than a desired point at the maximum output.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 포함하는 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진의 내부 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진의 구동 방법 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진의 구동 방법 부분순서도이다. 1 is a conceptual view of a ship including an engine operated in an autocycle manner according to an embodiment of the present invention.
2 is an internal conceptual view of an engine that is operated in an auto-cycle mode according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a driving method of an engine that is operated in an auto-cycle manner according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a driving method of an engine that is operated in an auto-cycle mode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

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

이하에서 오일은 디젤과 혼용될 수 있고, 가스는 액화가스 또는 증발가스일 수 있으며, 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있고, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다. In the following, the oil may be mixed with diesel, the gas may be a liquefied gas or an evaporative gas, the liquefied gas may be LPG, LNG, ethane, and the like, may be illustratively LNG (Liquefied Natural Gas) The gas may refer to BOG (Boil Off Gas) such as natural vaporized LNG.

액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있다.The liquefied gas can be referred to irrespective of the state change, such as liquid state, gas state, mixed state of liquid and gas, supercooled state, supercritical state, and the like. Further, the present invention is not limited to the liquefied gas to be treated, but may be a liquefied gas processing system and / or a vaporized gas processing system.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 포함하는 선박의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진의 내부 개념도이다. FIG. 1 is a conceptual view of a ship including an engine operated in an auto-cycle mode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an internal conceptual view of an engine operated in an auto-cycle mode according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 포함하는 선박(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 펌프(20), 기화기(30), 선박용 추진장치(40) 및 질소산화물 제거장치(50)를 포함한다. 이하에서 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진은 선박용 추진장치(40)로 혼용될 수 있다. As shown in Figs. 1 and 2, a ship 1 including an engine operated in an autocycle mode includes a liquefied gas storage tank 10, a pump 20, a vaporizer 30, a propulsion device 40 for a ship And a nitrogen oxide removal device 50. [ Hereinafter, the engine operated in the auto-cycle mode may be mixed with the propulsion device 40 for marine use.

이하 도 1을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 포함하는 선박(1)을 설명하도록 한다. Hereinafter, a ship 1 including an engine operated in an auto-cycle manner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 실시예에서는, 액화가스 공급라인(L1) 및 배기가스 배출라인(L2)을 더 포함할 수 있다.In the embodiment of the present invention, it may further include a liquefied gas supply line L1 and an exhaust gas discharge line L2.

액화가스 공급라인(L1)은, 액화가스 저장탱크(10)와 선박용 추진장치(40)를 연결하고 펌프(20), 기화기(30)를 구비하며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 펌프(20)를 통해서 기화기(30) 및 선박용 추진장치(40)로 공급할 수 있다. The liquefied gas supply line L1 is connected to the liquefied gas storage tank 10 and the marine propulsion device 40 and includes a pump 20 and a vaporizer 30. The liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 Can be supplied to the carburetor (30) and the marine propulsion device (40) through the pump (20).

액화가스 공급라인(L1)에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스 또는 액화가스의 공급량이 제어될 수 있다.The liquefied gas supply line L1 may be provided with valves (not shown) capable of adjusting the opening degree thereof, and the supply amount of the evaporation gas or the liquefied gas may be controlled according to the opening degree of each valve.

배기가스 배출라인(L2)은, 선박용 추진장치(40)와 외부를 연돌(부호 도시하지 않음)을 경유하여 연결하며, 질소산화물 제거장치(50)를 구비할 수 있다. The exhaust gas discharge line L2 may be connected to the ship propulsion device 40 via a stack (not shown) and may include a nitrogen oxide removal device 50. [

배기가스 배출라인(L2)은, 선박용 추진장치(40)로부터 배출되는 배기가스를 질소산화물 제거장치(50)로 공급하여, 질소산화물 제거장치(50)를 통해 질소산화물이 제거된 배기가스를 연돌을 거쳐 외부로 배출시킬 수 있다. The exhaust gas discharge line L2 supplies the exhaust gas discharged from the marine propulsion device 40 to the nitrogen oxide removal device 50 and the exhaust gas from which the nitrogen oxide is removed through the nitrogen oxide removal device 50, To the outside.

액화가스 저장탱크(10)는, 선박용 추진장치(40)에 공급될 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.The liquefied gas storage tank 10 stores liquefied gas to be supplied to the marine propulsion device 40. The liquefied gas storage tank 10 must store the liquefied gas in a liquid state, at which time the liquefied gas storage tank 10 may have the form of a pressure tank.

여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 선체(부호 도시하지 않음)의 내부에 배치되며, 엔진룸(부호 도시하지 않음)의 전방에 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(10)는 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.Here, the liquefied gas storage tank 10 is disposed inside a hull (not shown), and four liquefied gas storage tanks 10 may be formed in front of an engine room (not shown). In addition, the liquefied gas storage tank 10 is not particularly limited to various types such as a membrane-type tank or an independent tank, for example.

펌프(20)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에 구비되고, 액화가스 저장탱크(10)의 내부 또는 외부에 설치되어 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 기화기(30)로 공급할 수 있다. The pump 20 is provided on the liquefied gas supply line L1 and supplies the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 to the vaporizer 30 either inside or outside the liquefied gas storage tank 10 .

구체적으로, 펌프(20)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에 액화가스 저장탱크(10)와 기화기(30) 사이에 구비되어 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 저압으로 가압하여 기화기(30)로 공급할 수 있다. Specifically, the pump 20 is provided between the liquefied gas storage tank 10 and the vaporizer 30 on the liquefied gas supply line L1 and pressurizes the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 at a low pressure To the vaporizer (30).

펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 10 내지 20bar로 가압하여 기화기(30)로 공급할 수 있다. 여기서 펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 선박용 추진장치(40)가 요구하는 압력으로 가압하여 기화기(30)로 공급할 수 있으며, 바람직하게는 선박용 추진장치(40)에 대략 16 바(bar)의 압력으로 공급될 수 있도록 기화기(30)에 충분한 압력을 가한 액화가스를 공급할 수 있다. The pump 20 may pressurize the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 to 10 to 20 bar and supply the liquefied gas to the vaporizer 30. Here, the pump 20 can pressurize the liquefied gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 to the pressure required by the marine propulsion device 40 and supply it to the vaporizer 30, and preferably to the marine propulsion device 40 ) At a pressure of approximately 16 bar (bar).

이때, 펌프(20)는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 구비되는 경우 잠형 펌프일 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)의 외부에 설치되는 경우에는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스의 수위보다 낮은 선체 내부의 위치에 구비될 수 있고 원심형 펌프일 수 있다.In this case, the pump 20 may be a submergible pump when it is provided in the liquefied gas storage tank 10, and may be a liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10, It may be provided at a position inside the hull lower than the level of the gas and may be a centrifugal pump.

기화기(30)는, 액화가스 공급라인(L1)에 연결되어 펌프(20)로부터 배출되는 저압의 액화가스를 기화시킨 후 선박용 추진장치(40)로 기화된 액화가스를 공급할 수 있다.The vaporizer 30 is connected to the liquefied gas supply line L1 to vaporize the low pressure liquefied gas discharged from the pump 20 and then supply the vaporized liquefied gas to the ship propulsion device 40. [

구체적으로, 기화기(30)는, 액화가스 공급라인(L1) 상에 선박용 추진장치(40)와 펌프(20) 사이에 구비되며, 펌프(20)로부터 배출되는 저압의 액화가스를 중간 열매체(일례로 글리콜 수용액 또는 프로판, 해수 등 다양한 열원)와 열교환시켜 기화 또는 해수와 직접 열교환시켜 기화시킨 후 선박용 추진장치(40)로 기화된 액화가스를 공급할 수 있다. More specifically, the vaporizer 30 is provided between the propulsion device 40 and the pump 20 on the liquefied gas supply line L1, and supplies the low-pressure liquefied gas discharged from the pump 20 to the intermediate heat medium Or a heat source such as propane, seawater, etc.) to vaporize or vaporize the vaporized or seawater by direct heat exchange with the seawater, and then supply the vaporized liquefied gas to the ship propulsion device (40).

이때, 기화기(30)의 하류에는 기화된 액화가스의 온도를 조절하는 트림히터(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. At this time, a trim heater (not shown) for regulating the temperature of the vaporized liquefied gas may be provided downstream of the vaporizer 30.

선박용 추진장치(40)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 연료로 하여 선박(1)에 추력을 공급한다. The ship propulsion device 40 supplies thrust to the ship 1 using the liquefied gas or the evaporation gas stored in the liquefied gas storage tank 10 as fuel.

구체적으로, 선박용 추진장치(40)는, 액화가스 저장탱크(10)와 액화가스 공급라인(L1)으로 연결되어 펌프(20) 및 기화기(30)에 의해 가압 및 기화된 액화가스를 공급받아 이를 연료로 하여 선박(1)에 추력을 공급할 수 있다. 이때, 선박용 추진장치(40)는, 액화가스의 공급 시스템에 대해서만 간략히 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 증발가스 또는 오일 등의 연소에 의해 선박(1)에 추력을 공급할 수 있다. Specifically, the marine propulsion device 40 is connected to the liquefied gas storage tank 10 and the liquefied gas supply line L1 to receive the pressurized and vaporized liquefied gas by the pump 20 and the vaporizer 30, The thrust can be supplied to the ship 1 as fuel. At this time, the ship propulsion device 40 is shown only briefly for the liquefied gas supply system, but it is not limited to this, and it is possible to supply thrust to the ship 1 by combustion of the evaporation gas or oil.

선박용 추진장치(40)는, 복수 개의 실린더(401)를 구비하여 액화가스, 증발가스 또는 오일 등의 연소에 의해 실린더(401) 내부의 피스톤(402)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤(402)에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(S)가 회전될 수 있다. 따라서, 선박용 추진장치(40)는, 구동 시 샤프트(S)에 연결된 프로펠러(P)가 회전함에 따라, 선박(1)이 전진 또는 후진하는 추력이 발생될 수 있다. The propulsion unit 40 for a ship has a plurality of cylinders 401 and is driven by the piston 402 in the cylinder 401 by reciprocating the piston 402 by the combustion of liquefied gas, The connected crankshaft (not shown) is rotated, and the shaft S connected to the crankshaft can be rotated. Therefore, as the propeller P connected to the shaft S is rotated during driving, the propulsion unit 40 for a ship may generate a thrust force for advancing or retreating the ship 1.

본 발명의 실시예에서의 선박용 추진장치(40)는, 저속 2행정 저압가스분사엔진일 수 있으며, 오토 사이클(Otto cycle)에 따라 구동될 수 있다.The marine propulsion device 40 in the embodiment of the present invention may be a low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine and may be driven in accordance with an Otto cycle.

즉, 선박용 추진장치(40)는, 실린더(401)에 공급된 공기-연료 혼합기체를 먼저 상사점까지 압축하고, 압축 상사점에서 외부로부터 오일(점화연료; Pilot Fuel)에 의해 점화가 이루어지는 순간에 공기-연료 혼합기체가 모두 완전 연소되도록 하여 폭발적인 동력을 발생시키도록 한다. That is, the propulsion unit 40 for a ship compresses the air-fuel mixture supplied to the cylinder 401 to the top dead center, and at a moment when ignition is performed by oil (pilot fuel) from the outside at the compression top dead center Fuel mixture is completely burned to generate an explosive power.

구체적으로, 도 2를 참고로 하여 살펴보면, 선박용 추진장치(40)는, 실린더(401), 피스톤(402), 공기 공급장치(403), 가스 공급장치(404), 배기 장치(405), 오일 분사장치(406)를 포함할 수 있다. 2, the marine propulsion device 40 includes a cylinder 401, a piston 402, an air supply device 403, a gas supply device 404, an exhaust device 405, And may include an injection device 406.

실린더(401)는, 선박용 추진장치(40)의 케이싱(도시하지 않음) 내에 복수 개 구비될 수 있으며, 내부의 공간에 가스, 공기, 오일 등의 흡기, 압축, 폭발, 배기 등의 현상이 발생할 수 있다. A plurality of cylinders 401 may be provided in a casing (not shown) of the propulsion device 40 for the marine vessel, and a phenomenon such as intake, compression, explosion, exhaust, etc. of gas, .

피스톤(402)은, 실린더(401) 내에 배치되어 가스 또는 오일의 연소에 의해 왕복 운동하여, 하측에 연결된 크랭크 축이 회전되도록 한다. 크랭크 축의 회전은 샤프트(S)의 회전 및 프로펠러(S)의 회전을 발생시켜 선박(1)의 추력이 발생되도록 한다. The piston 402 is disposed in the cylinder 401 and reciprocates by the combustion of gas or oil, so that the crank shaft connected to the lower side is rotated. Rotation of the crankshaft generates rotation of the shaft S and rotation of the propeller S so that the thrust of the ship 1 is generated.

공기 공급장치(403)는, 실린더(401)의 측면에 구비되어, 실린더(401) 내부로 관통되는 홀(부호 도시하지 않음)로 외부로부터의 공기를 실린더(401)의 내부로 공급할 수 있다. The air supply device 403 is provided on the side surface of the cylinder 401 and can supply air from the outside to the inside of the cylinder 401 through a hole (not shown) penetrating into the cylinder 401.

이때, 공기 공급장치(403)는, 가스와 공기의 압축이 발생되기 전에 즉, 피스톤(402)이 하사점에 존재할 때, 공기를 실린더(401) 내로 공급할 수 있다.At this time, the air supply device 403 can supply air into the cylinder 401 before the gas and air are compressed, that is, when the piston 402 is at the bottom dead center.

공기 공급장치(403)는, 실린더(401) 내로 공급되는 공기의 양을 증가시켜주는 터보 차저(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. The air supply device 403 may further include a turbo charger (not shown) that increases the amount of air supplied into the cylinder 401.

가스 공급장치(404)는, 실린더(401)의 측면 상의 공기 공급장치(403)보다 상측에 구비되며, 실린더(401) 내부로 관통되는 홀(부호 도시하지 않음)로 액화가스 공급라인(L1)으로부터의 가스를 실린더(401)의 내부로 공급할 수 있다. 이때, 가스 공급장치(404)는, 가스 인젝터로 호칭될 수 있다. The gas supply device 404 is provided above the air supply device 403 on the side surface of the cylinder 401 and is connected to the liquefied gas supply line L1 through a hole (not shown) The gas can be supplied to the inside of the cylinder 401. At this time, the gas supply device 404 may be referred to as a gas injector.

배기 장치(405)는, 실린더(401)의 상측 실린더 캡(부호 도시하지 않음)에 구비되며, 실린더(401) 내의 공기-가스의 압축이 이루어지도록 배기 밸브(부호 도시하지 않음)의 하강시켜 실린더(401) 내부를 밀폐하거나, 점화 후 배기가스를 외부로 배출하도록 배기 밸브의 상승으로 실린더(401) 내부를 외부로 개방할 수 있다. The exhaust device 405 is provided in an upper cylinder cap (not shown) of the cylinder 401 and descends the exhaust valve (not shown) so that air-gas is compressed in the cylinder 401, The interior of the cylinder 401 can be opened to the outside by closing the inside of the cylinder 401 or raising the exhaust valve to exhaust the exhaust gas after ignition.

오일 분사장치(406)는, 실린더(401) 내에 오일을 분사한다. 구체적으로, 오일 분사장치(406)는, 실린더(401) 내에서 구동 사이클이 이루어지는 중 오일의 분사가 이루어지는 시기에, 가스 연료의 점화를 위해 오일이 실린더(401) 내로 분사되도록 할 수 있다. The oil injector 406 injects oil into the cylinder 401. Specifically, the oil injector 406 can cause oil to be injected into the cylinder 401 for ignition of the gaseous fuel at the time of injection of the oil during the driving cycle in the cylinder 401. [

구체적으로, 오일 분사장치(406)는, 디젤 인젝터(Diesel injector)로만 구성될 수 있다. Specifically, the oil injector 406 may be configured only as a diesel injector.

이때 점화 연료인 오일은 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용할 수 있다. In this case, the ignition fuel can use HFO (Heavy Fuel Oil) or MDO (Marine Diesel Oil).

종래에는 오토 사이클로 구동되는 선박용 추진장치의 경우 공기-가스 혼합 질량비가 17.2:1보다 적은 희박 상태로 린번(Lean burn) 연소를 수행하였으며, 연소 효율을 확보하고 배기가스 내 질소산화물(NOx) 규제를 만족하기 위해 제한적 오일을 마이크로 파일럿 인젝터로 이루어져야 했다.Conventionally, in the case of a ship propulsion system driven by an autocycle, lean burn combustion is performed in a lean state with an air-gas mixture mass ratio of less than 17.2: 1, and combustion efficiency is ensured and nitrogen oxide (NOx) In order to be satisfied, a limited amount of oil had to be made with the micro-pilot injector.

그로 인해 종래에는 선박용 추진장치는, 실린더 내로 공급되는 가스의 품질에 민감하였고 따라서, 메탄가가 일정한 수치에 부합되는 액화가스 또는 증발가스만이 공급이 필요하였다. 따라서, 메탄가 조절을 위한 부수적인 장비의 추가가 요구되어 구축 비용이 증대되거나 점화를 위한 열량이 부족하여 선박용 추진장치가 요구되는 출력을 내지 못하는 단점이 있었다. As a result, conventionally marine propulsion systems were sensitive to the quality of the gas fed into the cylinders and therefore only the liquefied or vaporized gas, which meets the constant value of methane, was required to be supplied. Therefore, there is a disadvantage in that it is required to add additional equipment for controlling the methane amount, which increases the construction cost or the amount of heat for ignition, and thus the propulsion device for a ship can not obtain the required output.

즉, 종래에는 오일 분사장치가 마이크로 파일럿 인젝터와 디젤 인젝터를 모두 가지고 있어, 가스 모드 시에 마이크로 파일럿 인젝터와 가스 인젝터를 사용하였고, 디젤 모드 시에 디젤 인젝터를 별도로 사용하여, 구축 비용이 증대되고 장치가 민감하고 복잡해지는 단점이 있었다. In other words, conventionally, the oil injector has both a micro pilot injector and a diesel injector, and a micro pilot injector and a gas injector are used in a gas mode, and a diesel injector is separately used in a diesel mode, Has a disadvantage that it is sensitive and complicated.

이에 본 발명의 실시예에서는, 오일 분사장치(406)를 디젤 인젝터(Diesel injector)로만 구성시키고, 디젤 인젝터(406)가 실린더(401) 내 가스 대비 일정 비율의 오일을 분사하여 무화를 발생시키도록 하고 있다. In the embodiment of the present invention, the oil injector 406 is constituted only by a diesel injector, and the diesel injector 406 injects a certain amount of oil relative to the gas in the cylinder 401 to generate atomization. .

오일 분사장치(406)는, 원하는 출력에 따라 분사량을 달리 해야 할 필요가 있으므로, 기존 디젤엔진의 디젤 인젝터 대비 볼륨이 적도록 하고, 운전하는 출력에 따라 분사하는 디젤인젝터를 전부 사용 또는 일부를 분사하지 않도록(Cut-off) 운전할 수 있다. Since the oil injector 406 needs to vary the injection quantity according to the desired output, it is necessary to make the volume of the diesel injector smaller than that of the existing diesel engine, and to use the entire diesel injector injected according to the operation output, (Cut-off) operation.

오일 분사장치(406)는, 가스 점화에 필요한 에너지를 발생하기 위해 오일 운전과 가스 운전에 별도 작동되는 내부 시스템을 가질 수 있다.The oil injector 406 may have an internal system that is separately operated for oil operation and gas operation to generate energy required for gas ignition.

이를 통해 본 발명의 실시예에서는, 저압가스 분사엔진의 특징과 고압가스 분사엔진의 특징을 조합한 하이브리드 추진장치를 구현할 수 있게 되고, 그에 따라 저압의 연료에서도 연료 소비 효율이 증가하는 효과가 있으며, 연료가스의 메탄가에 의존하지 않고 연소가 가능하여 연료가스의 품질에 의존하지 않고 소비가 가능해지는 효과가 있다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, it is possible to realize a hybrid propulsion device that combines the characteristics of the low-pressure gas injection engine and the characteristics of the high-pressure gas injection engine, thereby increasing the fuel consumption efficiency even at low- There is an effect that combustion can be performed without depending on the methane value of the fuel gas, and consumption can be made without depending on the quality of the fuel gas.

종합해보면, 본 발명의 실시예에서는, 디젤 모드 시에 디젤 인젝터(406)를 통해 디젤을 실린더(401)에 공급하고, 가스 모드 시에 가스 인젝터(404) 및 디젤 인젝터(406)를 통하여 가스와 디젤을 공급하여 연료 소비 효율을 증가시키고 연료 가스의 품질에 의존하지 않고 소비가 가능하며 노킹 발생이 저감되는 효과를 발현한다. In the embodiment of the present invention, the diesel is supplied to the cylinder 401 through the diesel injector 406 in the diesel mode, and the gas is injected through the gas injector 404 and the diesel injector 406 in the gas mode. It is possible to increase the fuel consumption efficiency by supplying diesel and to consume the fuel without depending on the quality of the fuel gas and to reduce the occurrence of knocking.

구체적으로, 본 발명의 실시예에서는, 가스 인젝터(404)가 실린더(401) 내에 노킹을 방지하기 위해 실린더(401) 내의 가스와 공기의 비율이 1: 2 내지 1: 2.5의 범위를 가지도록 가스 분사량을 감축시키고, 디젤 인젝터(406)는 가스 인젝터(404)에서 분사되는 가스 분삭량이 감축된 만큼 디젤을 분사하여 발화 열량을 보충시킬 수 있다. Specifically, in the embodiment of the present invention, the gas injector 404 is arranged so that the ratio of gas to air in the cylinder 401 ranges from 1: 2 to 1: 2.5 in order to prevent knocking in the cylinder 401 And the diesel injector 406 can inject the diesel as much as the amount of the gas fraction injected from the gas injector 404 is reduced, thereby supplementing the ignition calorie.

이때, 실린더(401) 내로 공급되는 공기는 가스 인젝터(404)의 가스 분사량의 감축에 따라 변동되지 않고 일정하게 공급된다. 그럼으로 인해 열대 지방 등에 선박이 항해하는 경우 공기의 밀도가 변하여 실린더(401) 내로 공급되는 공기의 양이 적어지는 경우가 발생하더라도 상기와 같은 본 발명의 가스 인젝터(404) 및 디젤 인젝터(406)의 구동을 인해 노킹의 발생을 방지할 수 있다. At this time, the air supplied into the cylinder 401 is constantly supplied without being changed according to the reduction of the gas injection amount of the gas injector 404. Therefore, even if the density of air is changed and the amount of air supplied into the cylinder 401 is reduced when the ship is navigated in tropical regions, the gas injector 404 of the present invention and the diesel injector 406, The occurrence of knocking can be prevented.

또한, 디젤 인젝터(406)의 디젤 분사량은 가스 분사량 대비 5 내지 10%의 분사량을 가질 수 있다. In addition, the diesel injection amount of the diesel injector 406 may have an injection amount of 5 to 10% of the gas injection amount.

여기서 디젤 모드는, 엔진이 디젤만을 연료로 사용하는 경우를 말하며, 가스 모드는, 엔진이 가스만을 연료로 사용하는 경우를 말한다.(물론, 가스 모드 시 발화 열량을 맞추기 위해 분사되는 디젤은 함께 연료로 사용되어 지나 디젤 모드와의 구분을 위해서 상기와 같이 기재된 것일 뿐 엔진의 연료로 온전히 가스로만 사용되는 것은 아니다)Here, the diesel mode refers to the case where the engine uses only the diesel fuel, and the gas mode refers to the case where the engine uses only gas. (Of course, the diesel injected to match the calorific value in the gas mode, But it is described as above for the distinction from the diesel mode and it is not used only as a gas with the fuel of the engine)

질소산화물 제거장치(50)는, 가스의 점화로 인해 발생되는 질소산화물(NOx)을 제거할 수 있으며, 선택적 환원 촉매(SCR) 또는 배기가스 재순환 장치(EGR)일 수 있다. The nitrogen oxide removal device 50 can remove nitrogen oxides (NOx) generated by ignition of the gas, and can be a selective reduction catalyst (SCR) or an exhaust gas recirculation device (EGR).

이로 인해 본 발명의 실시예에서는, 선박용 추진장치(40)의 디젤 인젝터가 실린더(401) 내 가스 대비 오일의 비율이 10% 이상의 비율이 되도록 오일을 분사함으로써 발생하는 질소산화물을 제거하여, IMO NOx Tier III의 규정을 만족시킬 수 있는 효과가 있다. Therefore, in the embodiment of the present invention, the diesel injector of the propulsion device for marine vessel 40 removes the nitrogen oxide generated by injecting the oil so that the ratio of the gas to the gas in the cylinder 401 becomes 10% or more, It is possible to satisfy the requirements of Tier III.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치의 구동 방법 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치의 구동 방법 부분순서도이다. FIG. 3 is a flowchart illustrating a driving method of a propulsion device for a ship according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a driving method of a propulsion device for a ship according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치(40)를 구동하는 방법은, 상기에서 살펴본 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치(40)에 의해 구현될 수 있으며, 이하 선박용 추진장치(40)를 구동하는 방법의 각 단계에 대해 설명하도록 한다. 3 and 4, the method for driving the propulsion device 40 for a ship according to the embodiment of the present invention is implemented by the propulsion device 40 for a ship according to the embodiment of the present invention described above Hereinafter, each step of the method for driving the marine propulsion device 40 will be described.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치(40)의 구동 방법은, 실린더 내에서 공기와 가스를 혼합하는 단계(S10), 실린더 내에서 공기와 가스가 압축되는 단계(S20), 실린더 내에서 오일의 분사가 이루어지는 단계(S30), 실린더 내에서 가스와 오일의 점화가 발생하는 단계(S40)를 포함하고, 실린더 내에서 오일의 분사가 이루어지는 단계(S30)에서는 가스 대비 일정 비율의 오일을 실린더(401) 내로 분사하는 단계를 부분적으로 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, a method of driving a marine propulsion device 40 according to an embodiment of the present invention includes mixing air and gas in a cylinder (S10), compressing air and gas in a cylinder (S30) in which oil is injected in the cylinder (S30), and step (S40) in which gas and oil are ignited in the cylinder. In the step S30 in which oil is injected in the cylinder, And injecting the oil into the cylinder 401 at a predetermined ratio.

단계 S10에서는, 실린더(401) 내에서 공기와 가스가 혼합된다. In step S10, air and gas are mixed in the cylinder 401. [

실린더(401) 내에서는 공기와 가스의 압축 전에 프리믹스(Pre-Mix)를 위해, 피스톤(402)이 하사점에 있을 때 공기 공급장치(403)에서 공기를 실린더(401) 내로 분사함과 동시에 가스 공급장치(404)에서 가스를 실린더(401) 내로 분사하여 공기와 가스가 혼합되도록 한다. In the cylinder 401, air is injected from the air supply device 403 into the cylinder 401 when the piston 402 is at the bottom dead point, and a gas (not shown) is injected into the cylinder 401 for pre- In the supply device 404, gas is injected into the cylinder 401 so that air and gas are mixed.

단계 S20에서는, 실린더(401) 내에서 공기와 가스가 압축된다. In step S20, air and gas are compressed in the cylinder 401. [

실린더(401) 내에서 공기와 가스가 프리믹스된 후, 피스톤(402)은 상승운동하고, 배기장치(405)의 배기밸브(부호 도시하지 않음)는 하강하여 실린더(401) 내부가 밀폐되어 공기와 가스가 압축된다. After the air and the gas are premixed in the cylinder 401, the piston 402 moves up and the exhaust valve (not shown) of the exhaust device 405 descends to close the inside of the cylinder 401, The gas is compressed.

단계 S30에서는, 실린더(401) 내에서 오일이 분사된다. 실린더(401) 내에서 공기와 가스가 압축된 후 오일 분사장치(디젤 인젝터(406))에 의해 오일이 분사되어 가스 연료의 점화와 가스의 부족한 점화열량을 채우도록 한다. In step S30, oil is injected in the cylinder 401. [ After the air and gas are compressed in the cylinder 401, the oil is injected by the oil injector (diesel injector 406) to fill the ignition of the gaseous fuel and the ignition calories of the gas.

단계 S30에서는, 도 4를 살펴보면, 가스 대비 오일의 비율이 10% 이상의 비율로 오일을 실린더(401) 내로 분사하는 단계(S31)를 더 포함할 수 있다. In step S30, referring to FIG. 4, it may further include a step (S31) of injecting oil into the cylinder 401 at a ratio of 10% or more of the oil to gas.

이에 본 발명의 실시예에서는, 디젤 인젝터(406)를 통해 가스 대비 오일의 비율이 10% 이상의 비율로 오일을 실린더(401) 내로 분사하여 가스가 점화되도록 함과 동시에 가스의 메탄가 조절없이 점화가 가능하도록 하며 노킹이 발생하지 않도록 하여 선박용 추진장치(40)의 효율이 증대되도록 한다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the oil is injected into the cylinder 401 at a rate of 10% or more of the gas to gas ratio through the diesel injector 406 to ignite the gas, and ignition is possible without controlling the methane of the gas So that knocking does not occur and the efficiency of the propulsion device 40 for a ship is increased.

단계 S40에서는, 실린더(401) 내에서 가스와 오일이 점화된다. In step S40, gas and oil are ignited in the cylinder 401.

실린더(401) 내에서 가스와 공기가 압축된 후 디젤 인젝터(406)에 의해 실린더(401) 내로 오일이 분사되면 점화열량이 만족되어 가스와 오일이 점화되어 폭발이 일어난다. When the gas and air are compressed in the cylinder 401 and then the oil is injected into the cylinder 401 by the diesel injector 406, the ignition calorie is satisfied and the gas and the oil are ignited and the explosion occurs.

그로 인해 피스톤(402)은 다시 하강운동을 수행하고, 폭발로 인해 발생된 배기가스는 배기장치(405)의 배기밸브의 상승으로 인해 배기장치(405)로 유동하며 배기가스 배출라인(L2)을 통해 질소산화물 제거장치(50)로 공급될 수 있다.  The piston 402 performs the descending movement again and the exhaust gas generated due to the explosion flows to the exhaust device 405 due to the rise of the exhaust valve of the exhaust device 405 and flows into the exhaust gas discharge line L2 To the nitrogen oxide removal equipment 50. [0050]

배기가스는 질소산화물 제거장치(50)에서 질소산화물이 제거되어 연돌을 거쳐 외부로 배출될 수 있다. The exhaust gas can be discharged to the outside through the stack by removing the nitrogen oxide from the nitrogen oxide removal equipment 50.

이와 같이 본 발명에 따른 선박용 추진장치(40)의 구동 방법은, 저압가스분사엔진의 특징과 고압가스분사엔진의 특징을 조합한 하이브리드 추진장치를 통해 오토 사이클을 구현함과 동시에 디젤 인젝터(406)를 통해 가스 대비 오일의 비율이 10% 이상의 비율로 오일을 실린더(401) 내로 분사함으로써, 저압의 연료에서도 연료 소비 효율이 증가하는 효과가 있으며, 연료가스의 메탄가에 의존하지 않고 연소가 가능하여 연료가스의 품질에 의존하지 않고 소비가 가능해지는 효과가 있다. As described above, the driving method of the ship propulsion apparatus 40 according to the present invention realizes autocycle through the hybrid propulsion apparatus that combines the characteristics of the low-pressure gas injection engine and the characteristics of the high-pressure gas injection engine, The fuel consumption efficiency is increased even at a low pressure fuel by injecting the oil into the cylinder 401 at a ratio of 10% There is an effect that consumption can be performed without depending on the quality of the gas.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 선박 10: 액화가스 저장탱크
20: 펌프 30: 기화기
40: 선박용 추진장치 401: 실린더
402: 피스톤 403: 공기 공급장치
404: 가스 공급장치 405: 배기 장치
406: 디젤 인젝터 50: 질소산화물 제거장치
L1: 액화가스 공급라인 L2: 배기가스 배출라인1: Vessel 10: Liquefied gas storage tank
20: pump 30: vaporizer
40: Ship propulsion device 401: Cylinder
402: piston 403: air supply device
404: gas supply device 405: exhaust device
406: Diesel injector 50: Nitrogen oxide removal device
L1: Liquefied gas supply line L2: Exhaust gas discharge line

Claims (13)

실린더;
상기 실린더에 가스를 공급하는 가스 인젝터; 및
상기 실린더에 오일을 공급하는 디젤 인젝터를 포함하고,
디젤 모드 시에 상기 디젤 인젝터를 통하여 상기 오일을 상기 실린더에 공급하고,
가스 모드 시에 상기 가스 인젝터 및 상기 디젤 인젝터를 통하여 상기 가스와 상기 오일을 공급하되, 상기 실린더 내에 노킹을 방지하기 위해 상기 실린더 내에 공기 대비 상기 가스의 비율을 기설정 범위 내로 제한하면서, 상기 디젤 인젝터를 통하여 상기 오일을 상기 가스 대비 10% 이상으로 공급해 상기 가스의 점화열량 부족분을 채우는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진.cylinder;
A gas injector for supplying gas to the cylinder; And
And a diesel injector for supplying oil to the cylinder,
Supplying the oil to the cylinder through the diesel injector in the diesel mode,
The gas and the oil are supplied through the gas injector and the diesel injector in a gas mode while limiting the ratio of the gas to air in the cylinder to a predetermined range in order to prevent knocking in the cylinder, Wherein the oil is supplied at a rate of 10% or more with respect to the gas to fill a shortage of ignition energy of the gas. 제 1 항에 있어서,
상기 실린더에 상기 공기를 공급하는 터보 차저를 더 포함하고,
상기 가스 인젝터는,
상기 가스 모드 시에 상기 실린더 내에 노킹을 방지하기 위해 상기 실린더 내의 상기 가스와 상기 공기의 비율이 1: 2 내지 1: 2.5가 되도록 상기 가스의 분사량을 감축시키고,
상기 디젤 인젝터는,
상기 가스 인젝터에서 분사되는 상기 가스의 분사량이 감축된 만큼 상기 오일을 분사하는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진.The method according to claim 1,
And a turbocharger for supplying the air to the cylinder,
The gas injector includes:
The injection amount of the gas is reduced so that the ratio of the gas to the air in the cylinder is 1: 2 to 1: 2.5 in order to prevent knocking in the cylinder in the gas mode,
In the diesel injector,
Wherein the injector injects the oil as much as the injection amount of the gas injected from the gas injector is reduced. 제 2 항에 있어서, 상기 터보 차저는,
상기 가스 모드 시에 상기 가스 인젝터의 상기 가스의 분사량의 감축에 대응하여 상기 실린더 내로 공급되는 분사량을 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진.The turbocharger according to claim 2,
Wherein the injector does not change the injection amount supplied into the cylinder corresponding to the reduction of the gas injection amount of the gas injector in the gas mode. 삭제delete 제 3 항에 있어서,
상기 가스의 점화로 인해 발생되는 질소산화물(NOx)을 제거하는 질소산화물 제거장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진.The method of claim 3,
Further comprising a nitrogen oxide removal device for removing nitrogen oxides (NOx) generated by ignition of the gas. 제 5 항에 있어서, 상기 질소산화물 제거장치는,
선택적 환원 촉매(SCR) 또는 배기가스 재순환 장치(EGR)인 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진.6. The nitrogen oxide removal equipment according to claim 5,
(SCR) or an exhaust gas recirculation (EGR) system. 제 1 항에 있어서, 상기 가스는,
상기 실린더 내부에서 10 내지 20 바아(bar)의 압력을 가지는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진.The method of claim 1,
Wherein the cylinder has a pressure of 10 to 20 bar inside the cylinder. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 상기 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 포함하는 선박.A ship comprising the engine operated by the autocycle method of any one of claims 1 to 3 and 5 to 7. 실린더 내에 오일이 공급되어 연소되는 디젤 모드 또는 상기 실린더 내에 가스와 오일이 공급되어 연소되는 가스 모드로 운전되는 엔진을 구동하는 방법에 있어서, 상기 가스 모드 시에,
상기 실린더 내에 공기와 상기 가스를 공급하는 단계;
상기 실린더 내에서 상기 공기와 상기 가스가 압축되는 단계;
상기 실린더 내에 상기 오일을 공급하는 단계; 및
상기 실린더 내에서 상기 가스와 상기 오일의 점화가 발생하는 단계를 포함하고,
상기 실린더 내에 상기 공기와 상기 가스를 공급하는 단계는,
상기 실린더 내에 노킹을 방지하기 위해 상기 실린더 내에 상기 공기 대비 상기 가스의 비율을 기설정 범위 내로 제한하며,
상기 실린더 내에 상기 오일을 공급하는 단계는,
상기 가스의 점화열량 부족분을 채우기 위해 상기 오일을 상기 가스 대비 10% 이상의 비율로 공급하는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 구동하는 방법. 1. A method for driving an engine in a diesel mode in which oil is supplied and burned in a cylinder or in a gas mode in which gas and oil are supplied and burned in the cylinder,
Supplying air and the gas into the cylinder;
Compressing the air and the gas in the cylinder;
Feeding the oil into the cylinder; And
Wherein ignition of the gas and the oil occurs in the cylinder,
Wherein the step of supplying the air and the gas in the cylinder comprises:
The ratio of the gas to the air in the cylinder is limited within a predetermined range to prevent knocking in the cylinder,
Wherein the step of supplying the oil in the cylinder comprises:
Wherein the oil is supplied at a rate of 10% or more of the gas in order to fill a shortage of ignition energy of the gas. 제 9 항에 있어서,
상기 실린더 내에 상기 공기와 상기 가스를 공급하는 단계는,
상기 실린더 내에 노킹을 방지하기 위해 상기 실린더 내의 상기 가스와 상기 공기의 비율이 1: 2 내지 1: 2.5가 되도록 상기 가스의 분사량을 감축시키고,
상기 실린더 내에 상기 오일을 공급하는 단계는,
상기 가스의 분사량이 감축된 만큼 상기 오일을 분사하는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 구동하는 방법. 10. The method of claim 9,
Wherein the step of supplying the air and the gas in the cylinder comprises:
Reducing the injection amount of the gas so that the ratio of the gas to the air in the cylinder is 1: 2 to 1: 2.5 in order to prevent knocking in the cylinder,
Wherein the step of supplying the oil in the cylinder comprises:
Wherein the oil is injected as much as the injection amount of the gas is reduced. 삭제delete 제 10 항에 있어서,
상기 실린더 내에 상기 오일을 분사하는 오일 분사장치를 더 포함하고,
상기 오일 분사장치는,
오일로만 연소되는 디젤 모드에서 사용하는 디젤 인젝터로만 구성되는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 구동하는 방법.11. The method of claim 10,
Further comprising an oil injector for injecting the oil into the cylinder,
Wherein the oil injecting device comprises:
Wherein the diesel fuel injector is composed only of a diesel injector used in a diesel mode in which only the engine is burned with oil. 제 12 항에 있어서,
상기 오일 분사장치는,
오일 분사 시 무화를 발생시키는 것을 특징으로 하는 오토 사이클 방식으로 운전되는 엔진을 구동하는 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the oil injecting device comprises:
Wherein the engine is operated in an autocycle manner.
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