KR102601313B1 - Fuel decreasing system having exhaust gas purifying device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기가스 정화 장치를 포함하는 연료 저감 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 저감 시스템은, 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치의 후단에 배치되고, 상기 배기가스 정화 장치에서 배출되는 배기가스의 온도를 이용하여 증기를 발생시키는 압력보상 보일러; 상기 압력보상 보일러에서 생성된 증기를 이용하여 진공을 생성시키는 진공발생 장치; 상기 진공발생 장치를 통해 공급된 증기를 냉각시켜 물로 변환하는 콘덴서; 상기 콘덴서에서 변환된 물을 저장하는 보일러 응축수 탱크; 및 상기 보일러 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 압력보상 보일러로 공급하는 보일러 응축수 순환 펌프를 포함하고, 상기 진공발생 장치는, 상기 압력보상 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관에 진공을 형성하여 상기 압력보상 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력을 높일 수 있다. 본 발명에 의하면, 엔진에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치의 후단에 증기를 발생시키기 위해 설치된 보일러나 선박의 증기를 발생시키는 보일러를 이용하여 증기의 온도에너지를 압력에너지로 변환시켜 진공을 형성함으로써, 배기가스 정화 장치를 통해 배출되는 배기가스의 압력을 보상한다. 그에 따라 배기가스의 압력이 손실되는 것을 줄여 연료의 효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a fuel reduction system including an exhaust gas purification device. The fuel reduction system according to an embodiment of the present invention is disposed at the rear of the exhaust gas purification device for purifying exhaust gas emitted from the engine of a ship. a pressure compensation boiler that generates steam using the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purification device; A vacuum generator that generates vacuum using steam generated in the pressure compensation boiler; A condenser that cools the vapor supplied through the vacuum generator and converts it into water; a boiler condensate tank storing water converted in the condenser; and a boiler condensate circulation pump that supplies water stored in the boiler condensate tank to the pressure compensation boiler, wherein the vacuum generator forms a vacuum in the exhaust gas pipe discharged through the pressure compensation boiler to supply water to the pressure compensation boiler. The pressure of the exhaust gas discharged from can be increased. According to the present invention, the temperature energy of steam is converted into pressure energy using a boiler installed to generate steam at the rear of an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas discharged from an engine or a boiler that generates steam on a ship. By creating a vacuum, the pressure of the exhaust gas discharged through the exhaust gas purification device is compensated. This has the effect of reducing exhaust gas pressure loss and increasing fuel efficiency.

Description

배기가스 정화 장치를 포함하는 연료 저감 시스템{FUEL DECREASING SYSTEM HAVING EXHAUST GAS PURIFYING DEVICE}Fuel reduction system including an exhaust gas purification device {FUEL DECREASING SYSTEM HAVING EXHAUST GAS PURIFYING DEVICE}

본 발명은 배기가스 정화 장치를 포함하는 연료 저감 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스의 배출이 원활하게 이루어지도록 하여 연료를 저감하는 배기가스 정화 장치를 포함하는 연료 저감 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel reduction system including an exhaust gas purification device, and more specifically, to a fuel reduction system including an exhaust gas purification device that reduces fuel by smoothly discharging exhaust gas.

최근, 전 세계적으로 환경 규제가 강화되고 있으며, 엔진의 배기가스에 포함된 NOx에 대한 규제가 강화되었다. 또한, 향후 SOx 배출 기준이 전 해역으로 강화되는 것이 예고되어 있다. NOx 규제를 만족하기 위한 엔진은 EGR(Exhaust-Gas Recirculation)과 SCR(Selective Catalytic Reduction)을 적용하고, SOx를 만족하기 위해 스크러버(scrubber)를 설치하여 대비하는 실정이다.Recently, environmental regulations have been strengthened around the world, and regulations on NOx contained in engine exhaust gas have been strengthened. In addition, it is expected that SOx emission standards will be strengthened across all sea areas in the future. Engines to satisfy NOx regulations apply EGR (Exhaust-Gas Recirculation) and SCR (Selective Catalytic Reduction), and scrubbers are installed to meet SOx requirements.

상기와 같이, 배기가스의 저감을 위한 시스템은, 배기가스 배관에 별도의 장치를 설치하여 환경 규제를 만족시키고자 한다. 그에 따라 상기와 같은 시스템은 배기가스의 압력 손실이 발생한다. 이러한 배기가스의 압력 손실은 엔진의 효율을 떨어뜨리고 그에 따라 연료의 효율이 좋지 않아 연비가 떨어지는 문제가 있다.As described above, the system for reducing exhaust gas seeks to satisfy environmental regulations by installing a separate device in the exhaust gas pipe. Accordingly, in the above system, pressure loss of exhaust gas occurs. This pressure loss of the exhaust gas reduces the efficiency of the engine, resulting in poor fuel efficiency, resulting in low fuel efficiency.

이를 보완하여, 배기가스의 배출 압력을 높여 배기가스의 배출을 원활하도록 별도의 전기를 사용하여 팬(fan)을 가동시킬 수 있지만, 이렇게 팬을 이용하는 것은, 엔진 연비를 상승시키기 위해 결국 전기를 사용하기 때문에 연료를 사용하여 생산된 전기를 이용하기 때문에 궁극적으로 에너지를 절감할 수 있는 방법이 아닌 문제가 있다.To compensate for this, a fan can be operated using separate electricity to increase the discharge pressure of the exhaust gas and smooth the discharge of the exhaust gas. However, using the fan in this way ultimately uses electricity to increase engine fuel efficiency. Because it uses electricity produced using fuel, there is a problem that it is not a method that ultimately saves energy.

대한민국 공개특허 제10-2012-0096812호 (2012.08.31.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0096812 (2012.08.31.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도로 전기를 사용하지 않으면서, 배기가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있는 배기가스 정화 장치를 포함하는 연료 저감 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a fuel reduction system including an exhaust gas purification device that can smoothly discharge exhaust gas without separately using electricity.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 저감 시스템은, 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치의 후단에 배치되고, 상기 배기가스 정화 장치에서 배출되는 배기가스의 온도를 이용하여 증기를 발생시키는 압력보상 보일러; 상기 압력보상 보일러에서 생성된 증기를 이용하여 진공을 생성시키는 진공발생 장치; 상기 진공발생 장치를 통해 공급된 증기를 냉각시켜 물로 변환하는 콘덴서; 상기 콘덴서에서 변환된 물을 저장하는 보일러 응축수 탱크; 및 상기 보일러 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 압력보상 보일러로 공급하는 보일러 응축수 순환 펌프를 포함하고, 상기 진공발생 장치는, 상기 압력보상 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관에 진공을 형성하여 상기 압력보상 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력을 높일 수 있다.The fuel reduction system according to an embodiment of the present invention is disposed at the rear of an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas discharged from a ship's engine, and uses the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purification device to pressure-compensated boiler to generate steam; A vacuum generator that generates vacuum using steam generated in the pressure compensation boiler; A condenser that cools the vapor supplied through the vacuum generator and converts it into water; a boiler condensate tank storing water converted in the condenser; and a boiler condensate circulation pump that supplies water stored in the boiler condensate tank to the pressure compensation boiler, wherein the vacuum generator creates a vacuum in the exhaust gas pipe discharged through the pressure compensation boiler to supply water to the pressure compensation boiler. The pressure of the exhaust gas discharged from can be increased.

상기 콘덴서에서 변환된 물이 공급되고, 상기 콘덴서에서 변환된 물에 포함된 배기가스를 분리하며, 배기가스가 분리된 물을 상기 보일러 응축수 탱크에 공급하는 가스 분리기를 더 포함할 수 있다.It may further include a gas separator for supplying water converted from the condenser, separating exhaust gas contained in the water converted from the condenser, and supplying water from which the exhaust gas is separated to the boiler condensate tank.

상기 콘덴서, 가스 분리기 및 보일러 응축수 탱크 중 하나 이상은 상기 물에 포함된 배기가스를 상기 압력보상 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관으로 이송할 수 있다.One or more of the condenser, gas separator, and boiler condensate tank may transfer exhaust gas contained in the water to an exhaust gas pipe discharged through the pressure compensation boiler.

상기 선박에서 이용되며, 증기를 발생시키는 선박 보일러; 상기 선박 보일러에 공급하기 위한 물이 저장된 선박 응축수 탱크; 및 상기 선박 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 선박 보일러에 공급하는 선박 응축수 순환 펌프를 더 포함할 수 있다.A marine boiler used on the vessel and generating steam; a ship condensate tank storing water for supply to the ship boiler; And it may further include a ship condensate circulation pump that supplies water stored in the ship condensate tank to the ship boiler.

상기 선박 보일러에서 발생된 증기가 상기 진공발생 장치에 공급되는 것을 조절하는 보조증기 공급밸브를 더 포함할 수 있다.It may further include an auxiliary steam supply valve that controls the supply of steam generated in the ship boiler to the vacuum generator.

상기 압력보상 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력을 감지하고, 상기 압력보상 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력이 설정된 값 이하이면, 상기 보조증기 공급밸브가 개방하도록 제어하는 압력센서를 더 포함할 수 있다.It may further include a pressure sensor that detects the pressure of the exhaust gas discharged from the pressure compensation boiler and controls the auxiliary steam supply valve to open when the pressure of the exhaust gas discharged from the pressure compensation boiler is less than a set value. .

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 저감 시스템은, 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치에서 배출되는 배기가스의 온도를 이용하여 증기를 발생시키는 보일러; 상기 보일러에서 생성된 증기를 이용하여 진공을 생성시키는 진공발생 장치; 상기 진공발생 장치를 통해 공급된 증기를 냉각시켜 물로 변환하는 콘덴서; 상기 콘덴서에서 변환된 물을 저장하는 응축수 탱크; 및 상기 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 보일러로 공급하는 응축수 순환 펌프를 포함하고, 상기 진공발생 장치는, 상기 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관에 진공을 형성하여 상기 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력을 높일 수 있다.Meanwhile, a fuel reduction system according to an embodiment of the present invention includes a boiler that generates steam using the temperature of exhaust gas discharged from an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas discharged from a ship's engine; A vacuum generator that generates vacuum using steam generated in the boiler; A condenser that cools the vapor supplied through the vacuum generator and converts it into water; A condensate tank storing water converted in the condenser; and a condensate circulation pump that supplies water stored in the condensate tank to the boiler, wherein the vacuum generating device forms a vacuum in the exhaust gas pipe discharged through the boiler to lower the pressure of the exhaust gas discharged from the boiler. It can be raised.

상기 보일러는, 상기 배기가스 정화 장치의 후단에 설치되는 압력보상 보일러 및 상기 선박에서 이용되며 증기를 발생시키는 선박 보일러 중 하나 이상일 수 있다.The boiler may be one or more of a pressure compensation boiler installed at a rear end of the exhaust gas purification device and a ship boiler used on the ship and generating steam.

상기 콘덴서에서 변환된 물이 공급되고, 상기 콘덴서에서 변환된 물에 포함된 배기가스를 분리하며, 배기가스가 분리된 물을 상기 응축수 탱크에 공급하는 가스 분리기를 더 포함할 수 있다.It may further include a gas separator for supplying water converted from the condenser, separating exhaust gas contained in the water converted from the condenser, and supplying water from which the exhaust gas is separated to the condensate tank.

상기 콘덴서, 가스 분리기 및 응축수 탱크 중 하나 이상은 상기 물에 포함된 배기가스를 상기 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관으로 이송할 수 있다.One or more of the condenser, gas separator, and condensate tank may transfer the exhaust gas contained in the water to the exhaust gas pipe discharged through the boiler.

상기 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 선박에서 사용되는 선박 응축수 탱크로 공급하기 위한 오버플로우 밸브를 더 포함할 수 있다.It may further include an overflow valve for supplying water stored in the condensate tank to a ship condensate tank used on the ship.

상기 응축수 탱크의 수위를 감지하고, 상기 응축수 탱크의 수위가 설정된 값 이상일 때, 상기 응축수 탱크에서 상기 선박 응축수 탱크로 물이 이송되도록 오버플로우 밸브를 개방시킬 수 있다.The water level of the condensate tank may be detected, and when the water level of the condensate tank is higher than a set value, the overflow valve may be opened to transfer water from the condensate tank to the ship condensate tank.

본 발명에 의하면, 엔진에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치의 후단에 증기를 발생시키기 위해 설치된 보일러나 선박의 증기를 발생시키는 보일러를 이용하여 증기의 온도에너지를 압력에너지로 변환시켜 진공을 형성함으로써, 배기가스 정화 장치를 통해 배출되는 배기가스의 압력을 보상한다. 그에 따라 배기가스의 압력이 손실되는 것을 줄여 연료의 효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the temperature energy of steam is converted into pressure energy using a boiler installed to generate steam at the rear of an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas discharged from an engine or a boiler that generates steam on a ship. By creating a vacuum, the pressure of the exhaust gas discharged through the exhaust gas purification device is compensated. This has the effect of reducing exhaust gas pressure loss and increasing fuel efficiency.

또한, 상기와 같이, 버려지는 증기를 이용하여 배기가스의 압력을 보상하기 때문에 추가적인 전기를 사용하지 않은 상태에서, 배기가스의 압력이 손실되는 것을 보상할 수 있으므로, 선박의 연료를 저감할 수 있는 효과가 있다.In addition, as described above, since the pressure of the exhaust gas is compensated using the discarded steam, the loss of the exhaust gas pressure can be compensated for without using additional electricity, which can reduce the fuel of the ship. It works.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 저감 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a fuel reduction system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 저감 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a fuel reduction system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 저감 시스템(100)은, 압력보상 보일러(110), 진공발생 장치(VP), 콘덴서(120, condenser), 가스 분리기(130), 배기가스 정화 장치(140), 보일러 응축수 탱크(150), 선박 응축수 탱크(160) 및 선박 보일러(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the fuel reduction system 100 according to an embodiment of the present invention includes a pressure compensation boiler 110, a vacuum generator (VP), a condenser 120, a gas separator 130, and an exhaust. It includes a gas purification device 140, a boiler condensate tank 150, a ship condensate tank 160, and a ship boiler 170.

압력보상 보일러(110)는, 배기가스 정화 장치(140)의 후단에 배치된다. 배기가스 정화 장치(140)에서 배출되는 배기가스는 압력이 손실된 상태로 배출되지만, 온도는 그대로 유지된 상태로 배치된다. 본 실시예에서, 배기가스 정화 장치(140)에서 배출되는 배기가스의 온도는 약 200℃일 수 있다. 압력보상 보일러(110)는 이렇게 온도가 유지된 상태로 배출되는 배기가스의 열에너지를 이용하여 증기를 생성한다.The pressure compensation boiler 110 is disposed at the rear of the exhaust gas purification device 140. The exhaust gas discharged from the exhaust gas purification device 140 is discharged with pressure lost, but is disposed with its temperature maintained. In this embodiment, the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purification device 140 may be about 200°C. The pressure compensation boiler 110 generates steam using the heat energy of the exhaust gas discharged at a maintained temperature.

본 실시예에서, 배기가스의 경우, 밀도가 낮고 압력 보상의 정도가 증기의 압력에 비해 높지 않기 때문에, 압력보상 보일러(110)는 배기가스의 온도를 이용하여 증기만 생성할 수 있으면 되므로 일반적으로 선박에 사용하는 증기를 생성하기 위한 보일러에 비해 상대적으로 작은 용량을 가질 수 있다.In this embodiment, since the exhaust gas has a low density and the degree of pressure compensation is not high compared to the pressure of the steam, the pressure compensation boiler 110 only needs to generate steam using the temperature of the exhaust gas, so generally It may have a relatively small capacity compared to boilers for generating steam used in ships.

진공발생 장치(VP)는, 압력보상 보일러(110)에서 발생시킨 고압의 증기를 빠른 속도로 통과시키고, 빠른 속도로 통과된 증기의 속도에 따라 진공을 발생시키기 위한 장치다. 진공발생 장치(VP)는 예컨대, 이젝터일 수 있다. 따라서 진공발생 장치(VP)는, 압력보상 보일러(110)에서 공급된 증기를 이용하여 진공발생 장치(VP)와 메인 배기가스 배관(MEP) 사이에 연결된 배관을 진공으로 형성하여, 압력보상 보일러(110)를 통해 배출되는 배기가스의 압력을 높일 수 있다.The vacuum generator (VP) is a device for passing high-pressure steam generated in the pressure compensation boiler 110 at a high speed and generating a vacuum according to the speed of the steam passing at a high speed. The vacuum generating device (VP) may be, for example, an ejector. Therefore, the vacuum generator (VP) uses steam supplied from the pressure compensation boiler 110 to vacuum the pipe connected between the vacuum generator (VP) and the main exhaust gas pipe (MEP), thereby forming a pressure compensation boiler ( 110), the pressure of the exhaust gas discharged can be increased.

콘덴서(120)는, 증기에 사용된 물을 그대로 버리는 경우, 그 만큼 열에너지를 버리는 것이므로 이를 재활용하기 위해 구비된다. 콘덴서(120)는 콘덴서(120)의 전단에 배치된 진공발생 장치(VP)를 통과한 증기를 재사용하기 위해 물로 변환한다. 본 실시예에서, 콘덴서(120)는 약 200℃의 증기를 약 80℃의 물로 변환한다. 이렇게 콘덴서(120)는 증기를 물로 변환하더라도 열이 완전히 제거되지 않은 상태로 압력보상 보일러(110)로 물을 순환할 수 있다. 그에 따라 콘덴서(120)는 에너지를 절감할 수 있다.The condenser 120 is provided to recycle the water used for steam, since if the water used in the steam is discarded, that much heat energy is wasted. The condenser 120 converts the vapor that has passed through the vacuum generator (VP) disposed at the front of the condenser 120 into water for reuse. In this embodiment, condenser 120 converts steam at approximately 200°C to water at approximately 80°C. In this way, even if the condenser 120 converts steam into water, water can be circulated to the pressure compensation boiler 110 without heat being completely removed. Accordingly, the condenser 120 can save energy.

이때, 콘덴서(120)는 선박의 냉각수 시스템(CWS)에서 공급된 냉각수를 이용하여 증기를 물로 변환할 수 있다.At this time, the condenser 120 can convert steam into water using cooling water supplied from the ship's cooling water system (CWS).

그리고 콘덴서(120)는 진공발생 장치(VP)를 통과한 증기에 포함된 배기가스를 서브 배기가스 배관(SEP)을 통해 메인 배기가스 배관(MEP)으로 배출할 수 있다.In addition, the condenser 120 can discharge the exhaust gas contained in the vapor that has passed through the vacuum generator (VP) to the main exhaust gas pipe (MEP) through the sub exhaust gas pipe (SEP).

가스 분리기(130)는 콘덴서(120)의 후단에 설치되며, 콘덴서(120)에서 배출되는 물에 포함된 배기가스를 분리하기 위해 구비된다. 이때, 가스 분리기(130)는 콘덴서(120)에서 서브 배기가스 배관(SEP)을 통해 배출되지 않고, 잔여된 배기가스를 메인 배기가스 배관(MEP)으로 배출할 수 있다. 그리고 콘덴서(120)에서 배출된 물을 보일러 응축수 탱크(150)에 공급되도록 배출한다.The gas separator 130 is installed at the rear of the condenser 120 and is provided to separate exhaust gas contained in water discharged from the condenser 120. At this time, the gas separator 130 may not discharge the remaining exhaust gas from the condenser 120 through the sub exhaust gas pipe (SEP), but may discharge the remaining exhaust gas into the main exhaust gas pipe (MEP). Then, the water discharged from the condenser 120 is discharged to be supplied to the boiler condensate tank 150.

배기가스 정화 장치(140)는, 선박의 NOx나 SOx를 저감하여 대기오염을 방지하기 위해 엔진(ENG)의 후단에 배치되며, 배기가스 순환 장치인 EGR(Exhaust-Gas Recirculation), 선택 촉매 반응을 위한 SCR(Selective Catalytic Reduction) 및 해수를 이용하는 SOx 스크러버(scrubber) 중 하나 이상일 수 있다. 본 실시예에서, 배기가스 정화 장치(140)는, 배기가스의 압력이 손실될 수 있다.The exhaust gas purification device 140 is placed at the rear of the engine (ENG) to prevent air pollution by reducing NOx or SOx in the ship, and performs EGR (Exhaust-Gas Recirculation), an exhaust gas circulation device, and a selective catalytic reaction. It may be one or more of SCR (Selective Catalytic Reduction) and a SOx scrubber using seawater. In this embodiment, the exhaust gas purification device 140 may lose pressure of exhaust gas.

보일러 응축수 탱크(150)는, 선박 응축수 탱크(160)와 별개로 구성되며, 압력보상 보일러(110)에서 발생된 증기의 용량을 커버할 수 있는 크기의 용량을 가지면 되어, 선박 응축수 탱크(160)에 비해 상대적으로 작은 용량을 가질 수 있다. 보일러 응축수 탱크(150)는 콘덴서(120)에서 변환된 물이 저장되고, 이때, 저장된 물에 포함된 배기가스를 메인 배기가스 배관(MEP)으로 배출하기 위해 서브 배기가스 배관(SEP)이 연결될 수 있다.The boiler condensate tank 150 is configured separately from the ship condensate tank 160, and has a capacity that can cover the capacity of steam generated in the pressure compensation boiler 110, so that the ship condensate tank 160 It may have a relatively small capacity compared to . The boiler condensate tank 150 stores the water converted from the condenser 120, and at this time, a sub exhaust gas pipe (SEP) can be connected to discharge the exhaust gas contained in the stored water to the main exhaust gas pipe (MEP). there is.

보일러 응축수 순환 펌프(BCP)는, 보일러 응축수 탱크(150)와 압력보상 보일러(110)의 사이에 배치되고, 보일러 응축수 탱크(150)에 저장된 응축수를 압력보상 보일러(110)로 이송하는 역할을 한다.The boiler condensate circulation pump (BCP) is disposed between the boiler condensate tank 150 and the pressure compensation boiler 110, and serves to transfer the condensate stored in the boiler condensate tank 150 to the pressure compensation boiler 110. .

선박의 증기 시스템은 기본적으로 기름을 사용하여 증기를 발생시키기 위한 장치 및 배기가스를 사용하여 증기를 발생시키는 장치를 포함한다. 이때, 엔진(ENG)의 배기가스를 사용하는 증기를 발생시키는 장치는, 그 크기가 상대적으로 크고, 선박에 설치할 수 있는 공간의 제약으로 인해 그 용량이 한계가 있다. 따라서 선박 보일러(170)를 거치더라도 증기의 온도는 상당히 높은 상태가 유지된다. 따라서 선박 응축수 탱크(160)는, 선박에서 사용하는 응축수 탱크이며, 선박에서 사용하고 남은 증기를 물로 변환하여 저장한다.A ship's steam system basically includes a device for generating steam using oil and a device for generating steam using exhaust gas. At this time, the device that generates steam using the exhaust gas of the engine (ENG) is relatively large in size, and its capacity is limited due to space constraints that can be installed on the ship. Therefore, even after passing through the ship boiler 170, the temperature of the steam remains fairly high. Therefore, the ship condensate tank 160 is a condensate tank used on ships, and converts steam remaining after use on ships into water and stores it.

선박 보일러(170)는, 선박에 사용하는 증기 발생 장치이며, 연료유를 사용하거나 배기가스를 사용하여 증기를 대량으로 발생시킨다. 선박 보일러(170)는, 평상시에 엔진(ENG)의 폐열을 사용하여 가동되는 보일러 및 필요한 경우에 연료유를 사용하여 가동되는 보일러를 포함한다. 선박 보일러(170)는 발생된 증기 중에 선박에서 사용하고 남은 경우에 한해, 압력보상 보일러(110)와 진공발생 장치(VP)를 연결하는 배관을 통해 증기를 공급할 수 있다.The marine boiler 170 is a steam generating device used on ships and generates a large amount of steam using fuel oil or exhaust gas. The ship boiler 170 includes a boiler that is normally operated using waste heat from the engine (ENG) and a boiler that is operated using fuel oil when necessary. The ship boiler 170 can supply steam through a pipe connecting the pressure compensation boiler 110 and the vacuum generator (VP) only when the remaining steam is used on the ship.

일반적으로 선박 보일러(170)는 발생시킨 증기가 선박에서 사용되고 남은 경우 버리지만, 본 실시예에서 선박 보일러(170)는 선박에서 사용되고 남은 증기를 진공발생 장치(VP)로 공급할 수 있어 에너지를 재활용할 수 있다. 또한, 압력보상 보일러(110)에서 생성된 증기가 부족한 경우, 선박 보일러(170)에서 공급되는 증기를 이용하여 보충할 수 있다.Generally, the ship boiler 170 discards the generated steam when it is used on the ship and remains, but in this embodiment, the ship boiler 170 can supply the remaining steam used on the ship to the vacuum generator (VP), thereby recycling energy. You can. Additionally, if the steam generated by the pressure compensation boiler 110 is insufficient, it can be supplemented using steam supplied from the ship boiler 170.

이때, 선박 보일러(170)와 압력보상 보일러(110) 및 진공발생 장치(VP)를 연결하는 배관의 사이에 보조증기 공급밸브(SV)가 설치되며, 보조증기 공급밸브(SV)의 동작에 따라 선박 보일러(170)에서 발생된 증기가 진공발생 장치(VP)로의 공급 여부가 제어될 수 있다. 그리고 보조증기 공급밸브(SV)는, 압력보상 보일러(110)를 통해 배출되는 배기가스의 압력을 측정하는 압력센서(PT)에서 감지된 결과에 따라 제어될 수 있다.At this time, an auxiliary steam supply valve (SV) is installed between the pipe connecting the ship boiler 170, the pressure compensation boiler 110, and the vacuum generator (VP), and depending on the operation of the auxiliary steam supply valve (SV) Whether or not steam generated in the ship boiler 170 is supplied to the vacuum generator (VP) can be controlled. And the auxiliary steam supply valve (SV) can be controlled according to the result detected by the pressure sensor (PT) that measures the pressure of the exhaust gas discharged through the pressure compensation boiler 110.

즉, 압력센서(PT)에서 압력보상 보일러(110)를 통해 배출되는 배기가스의 압력이 설정된 압력보다 낮은 경우, 보조증기 공급밸브(SV)는, 개방되어 진공발생 장치(VP)에 공급되는 증기의 압력을 보조하도록 개방될 수 있다. 따라서 보조증기 공급밸브(SV)가 개방됨에 따라 선박 보일러(170)에서 생성된 증기가 진공발생 장치(VP)로 공급될 수 있다.That is, when the pressure of the exhaust gas discharged from the pressure sensor (PT) through the pressure compensation boiler 110 is lower than the set pressure, the auxiliary steam supply valve (SV) is opened and the steam supplied to the vacuum generator (VP) Can be opened to assist the pressure. Therefore, as the auxiliary steam supply valve (SV) is opened, steam generated in the ship boiler 170 can be supplied to the vacuum generator (VP).

선박 응축수 순환 펌프(SCP)는 선박 응축수 탱크(160)와 선박 보일러(170)의 사이에 배치되고, 선박 응축수 탱크(160)에 저장된 물을 선박 보일러(170)로 이송시킨다.The ship condensate circulation pump (SCP) is disposed between the ship condensate tank 160 and the ship boiler 170, and transfers water stored in the ship condensate tank 160 to the ship boiler 170.

수위센서(LS)는, 보일러 응축수 탱크(150)에 저장된 응축수의 수위가 일정 이상일 때, 오버플로우 밸브(OV)를 개방하도록 보일러 응축수 탱크(150)에 저장된 응축수의 수위를 감지한다. 본 실시예에서, 압력보상 보일러(110)와 함께 선박 보일러(170)에서 진공발생 장치(VP)로 증기가 공급되는 경우, 콘덴서(120)는 공급된 증기를 물로 변환시키는 양이 많아질 수 있다. 그에 따라 보일러 응축수 탱크(150)의 용량이 넘치는 것을 방지하고, 보일러 응축수 탱크(150)로 이송된 물이 넘쳐 버려지는 것을 방지하기 위해 수위센서(LS)는 보일러 응축수 탱크(150)에 저장된 응축수의 수위를 감지한다.The water level sensor (LS) detects the level of condensate stored in the boiler condensate tank 150 to open the overflow valve (OV) when the level of condensate stored in the boiler condensate tank 150 is above a certain level. In this embodiment, when steam is supplied from the ship boiler 170 together with the pressure compensation boiler 110 to the vacuum generator (VP), the condenser 120 can increase the amount of converted steam into water. . Accordingly, in order to prevent the capacity of the boiler condensate tank 150 from overflowing and to prevent the water transferred to the boiler condensate tank 150 from overflowing and being thrown away, the water level sensor LS detects the level of condensate stored in the boiler condensate tank 150. Detect the water level.

오버플로우 밸브(OV)는 수위센서(LS)에서 감지된 보일러 응축수 탱크(150)의 수위에 따라 개폐가 제어될 수 있다. 즉, 오버플로우 밸브(OV)는 수위센서(LS)에 의해 제어되어, 수위센서(LS)가 보일러 응축수 탱크(150)의 수위가 일정 이상인 경우에 개방되어 보일러 응축수 탱크(150)에 저장된 물을 선박 응축수 탱크(160)로 이송되도록 할 수 있다.The overflow valve (OV) may be controlled to open and close depending on the water level of the boiler condensate tank 150 detected by the water level sensor (LS). That is, the overflow valve (OV) is controlled by the water level sensor (LS), and opens when the water level in the boiler condensate tank 150 is above a certain level, thereby releasing the water stored in the boiler condensate tank 150. It can be transferred to the ship condensate tank 160.

댐퍼(DP)는 배기가스 정화 장치(140)의 후단에 배치되고, 배기가스 정화 장치(140)에서 배출되는 배기가스의 양을 조절할 수 있다. 그리고 3웨이 댐퍼(3DP)는 엔진(ENG)과 배기가스 정화 장치(140)의 사이에 배치되며, 엔진(ENG)에서 배출되는 배기가스가 배기가스 정화 장치(140)로 공급되는 것을 조절한다. 또한, 3웨이 댐퍼(3DP)는 경우에 따라 엔진(ENG)에서 배출되는 배기가스가 배기가스 정화 장치(140)를 거치지 않고 배출되도록 조절할 수도 있다.The damper DP is disposed at the rear of the exhaust gas purification device 140 and can control the amount of exhaust gas discharged from the exhaust gas purification device 140. Additionally, the three-way damper (3DP) is disposed between the engine (ENG) and the exhaust gas purification device 140, and regulates the supply of exhaust gas discharged from the engine (ENG) to the exhaust gas purification device 140. Additionally, in some cases, the 3-way damper (3DP) may be adjusted so that exhaust gas discharged from the engine (ENG) is discharged without passing through the exhaust gas purification device 140.

밸브(V)는, 압력보상 보일러(110)에서 배출되는 배기가스를 외부로 배출되는 것을 제어하기 위해 구비된다.The valve (V) is provided to control the discharge of exhaust gas discharged from the pressure compensation boiler 110 to the outside.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.As described above, the specific description of the present invention has been made based on examples with reference to the accompanying drawings, but since the above-described embodiments are only explained by referring to preferred examples of the present invention, the present invention is limited to the above embodiments. It should not be understood, and the scope of rights of the present invention should be understood in terms of the claims and equivalent concepts described later.

100: 연료 저감 시스템
110: 압력보상 보일러
120: 콘덴서
130: 가스 분리기
140: 배기가스 정화 장치
150: 보일러 응축수 탱크
160: 선박 응축수 탱크
170: 선박 보일러
3DP: 3웨이 댐퍼
BCP: 보일러 응축수 순환 펌프
DP: 댐퍼
ENG: 엔진
MEP: 메인 배기가스 배관
LS: 수위센서
OV: 오버플로우 밸브
PT: 압력센서
SCP: 선박 응축수 순환 펌프
SEP: 서브 배기가스 배관
SV: 보조증기 공급밸브
VP: 진공발생 장치
V: 밸브100: Fuel reduction system
110: Pressure compensation boiler
120: condenser
130: gas separator
140: Exhaust gas purification device
150: Boiler condensate tank
160: Ship condensate tank
170: Marine boiler
3DP: 3-way damper
BCP: Boiler condensate circulation pump
DP: damper
ENG: engine
MEP: Main exhaust piping
LS: water level sensor
OV: Overflow valve
PT: pressure sensor
SCP: Ship condensate circulation pump
SEP: Sub exhaust pipe
SV: Auxiliary steam supply valve
VP: Vacuum generator
V: valve

Claims (12)

선박의 엔진에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치의 후단에 배치되고, 상기 배기가스 정화 장치에서 배출되는 배기가스의 온도를 이용하여 증기를 발생시키는 압력보상 보일러;
상기 압력보상 보일러에서 생성된 증기를 이용하여 진공을 생성시키는 진공발생 장치;
상기 진공발생 장치를 통해 공급된 증기를 냉각시켜 물로 변환하는 콘덴서;
상기 콘덴서에서 변환된 물을 저장하는 보일러 응축수 탱크; 및
상기 보일러 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 압력보상 보일러로 공급하는 보일러 응축수 순환 펌프를 포함하고,
상기 진공발생 장치는, 상기 압력보상 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관에 진공을 형성하여 상기 압력보상 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력을 높이는 연료 저감 시스템.A pressure compensation boiler disposed at the rear of an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas discharged from a ship's engine and generating steam using the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purification device;
A vacuum generator that generates vacuum using steam generated in the pressure compensation boiler;
A condenser that cools the vapor supplied through the vacuum generator and converts it into water;
a boiler condensate tank storing water converted in the condenser; and
It includes a boiler condensate circulation pump that supplies water stored in the boiler condensate tank to the pressure compensation boiler,
The vacuum generator is a fuel reduction system that increases the pressure of the exhaust gas discharged from the pressure compensation boiler by forming a vacuum in the exhaust gas pipe discharged through the pressure compensation boiler. 청구항 1에 있어서,
상기 콘덴서에서 변환된 물이 공급되고, 상기 콘덴서에서 변환된 물에 포함된 배기가스를 분리하며, 배기가스가 분리된 물을 상기 보일러 응축수 탱크에 공급하는 가스 분리기를 더 포함하는 연료 저감 시스템.In claim 1,
A fuel reduction system further comprising a gas separator configured to supply water converted from the condenser, separate exhaust gas contained in the water converted from the condenser, and supply water from which the exhaust gas is separated to the boiler condensate tank. 청구항 2에 있어서,
상기 콘덴서, 가스 분리기 및 보일러 응축수 탱크 중 하나 이상은 상기 물에 포함된 배기가스를 상기 압력보상 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관으로 이송하는 연료 저감 시스템.In claim 2,
A fuel reduction system in which at least one of the condenser, gas separator, and boiler condensate tank transfers exhaust gas contained in the water to an exhaust gas pipe discharged through the pressure compensation boiler. 청구항 1에 있어서,
상기 선박에서 이용되며, 증기를 발생시키는 선박 보일러;
상기 선박 보일러에 공급하기 위한 물이 저장된 선박 응축수 탱크; 및
상기 선박 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 선박 보일러에 공급하는 선박 응축수 순환 펌프를 더 포함하는 연료 저감 시스템.In claim 1,
A marine boiler used on the vessel and generating steam;
a ship condensate tank storing water for supply to the ship boiler; and
A fuel reduction system further comprising a ship condensate circulation pump that supplies water stored in the ship condensate tank to the ship boiler. 청구항 4에 있어서,
상기 선박 보일러에서 발생된 증기가 상기 진공발생 장치에 공급되는 것을 조절하는 보조증기 공급밸브를 더 포함하는 연료 저감 시스템.In claim 4,
A fuel reduction system further comprising an auxiliary steam supply valve that controls supply of steam generated from the ship boiler to the vacuum generator. 청구항 5에 있어서,
상기 압력보상 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력을 감지하고, 상기 압력보상 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력이 설정된 값 이하이면, 상기 보조증기 공급밸브가 개방하도록 제어하는 압력센서를 더 포함하는 연료 저감 시스템.In claim 5,
Fuel reduction further comprising a pressure sensor that detects the pressure of the exhaust gas discharged from the pressure compensation boiler and controls the auxiliary steam supply valve to open when the pressure of the exhaust gas discharged from the pressure compensation boiler is less than a set value. system. 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치에서 배출되는 배기가스의 온도를 이용하여 증기를 발생시키는 보일러;
상기 보일러에서 생성된 증기를 이용하여 진공을 생성시키는 진공발생 장치;
상기 진공발생 장치를 통해 공급된 증기를 냉각시켜 물로 변환하는 콘덴서;
상기 콘덴서에서 변환된 물을 저장하는 응축수 탱크; 및
상기 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 보일러로 공급하는 응축수 순환 펌프를 포함하고,
상기 진공발생 장치는, 상기 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관에 진공을 형성하여 상기 보일러에서 배출되는 배기가스의 압력을 높이는 연료 저감 시스템.A boiler that generates steam using the temperature of exhaust gas discharged from an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas discharged from a ship's engine;
A vacuum generator that generates vacuum using steam generated in the boiler;
A condenser that cools the vapor supplied through the vacuum generator and converts it into water;
A condensate tank storing water converted in the condenser; and
It includes a condensate circulation pump that supplies water stored in the condensate tank to the boiler,
The vacuum generator is a fuel reduction system that increases the pressure of the exhaust gas discharged from the boiler by forming a vacuum in the exhaust gas pipe discharged through the boiler. 청구항 7에 있어서,
상기 보일러는, 상기 배기가스 정화 장치의 후단에 설치되는 압력보상 보일러 및 상기 선박에서 이용되며 증기를 발생시키는 선박 보일러 중 하나 이상인 연료 저감 시스템.In claim 7,
The boiler is a fuel reduction system that is at least one of a pressure compensation boiler installed at the rear of the exhaust gas purification device and a ship boiler used on the ship and generating steam. 청구항 7에 있어서,
상기 콘덴서에서 변환된 물이 공급되고, 상기 콘덴서에서 변환된 물에 포함된 배기가스를 분리하며, 배기가스가 분리된 물을 상기 응축수 탱크에 공급하는 가스 분리기를 더 포함하는 연료 저감 시스템.In claim 7,
A fuel reduction system further comprising a gas separator configured to supply water converted from the condenser, separate exhaust gas contained in the water converted from the condenser, and supply water from which the exhaust gas has been separated to the condensate tank. 청구항 9에 있어서,
상기 콘덴서, 가스 분리기 및 응축수 탱크 중 하나 이상은 상기 물에 포함된 배기가스를 상기 보일러를 통해 배출되는 배기가스 배관으로 이송하는 연료 저감 시스템.In claim 9,
A fuel reduction system in which at least one of the condenser, gas separator, and condensate tank transfers exhaust gas contained in the water to an exhaust gas pipe discharged through the boiler. 청구항 7에 있어서,
상기 응축수 탱크에 저장된 물을 상기 선박에서 사용되는 선박 응축수 탱크로 공급하기 위한 오버플로우 밸브를 더 포함하는 연료 저감 시스템.In claim 7,
A fuel reduction system further comprising an overflow valve for supplying water stored in the condensate tank to a ship condensate tank used on the ship. 청구항 11에 있어서,
상기 응축수 탱크의 수위를 감지하고, 상기 응축수 탱크의 수위가 설정된 값 이상일 때, 상기 응축수 탱크에서 상기 선박 응축수 탱크로 물이 이송되도록 오버플로우 밸브를 개방시키는 연료 저감 시스템.In claim 11,
A fuel reduction system that detects the water level in the condensate tank and opens an overflow valve to transfer water from the condensate tank to the ship condensate tank when the water level in the condensate tank is higher than a set value.
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