KR102676306B1

KR102676306B1 - 다양한 연료를 사용할 수 있는 연료 공급 장치

Info

Publication number: KR102676306B1
Application number: KR1020247011203A
Authority: KR
Inventors: 소우이치로 사쿠라이; 카즈타카 시마다
Original assignee: 미쯔이 이앤에스 씨오.,엘티디.
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2024-06-17
Also published as: WO2023058407A1; JP2023055419A; KR20240047494A; CN118056070A; JP7126596B1

Abstract

본 발명은 액화 암모니아, 액화 석유가스, 메탄올과 같은 연료를 결합하여 사용할 수 있는 연료 공급 장치를 제공할 뿐만 아니라, 리턴 연료가 연료 탱크로 보내지지 않는 연료 공급 장치를 제공하거나, 또는 상기 리턴 연료가 밀봉 오일을 함유하는 경우에도 밀봉 오일이 액화된 암모니아 연료 등으로부터 양호하게 분리될 수 있는 연료 공급 장치를 제공하는 것의 문제를 해결한다. 상기 문제는 엔진(1)에 연료 탱크(2)로부터 연장되고 액화 암모니아, 액화 석유 가스 및 메탄올 중 선택되는 하나의 연료가 회수 탱크(4)를 통해 엔진(1)에 저장되는 연료 공급 라인 및 엔진(1)으로부터 연료의 일부를 상기 회수 탱크(4)로 복귀시키기 위한 연료 복귀 라인가 제공되고, 오일 제거 및 회수 장치가 상기 회수 탱크(4)에 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치에 의해 해결된다.

Description

다양한 연료를 사용할 수 있는 연료 공급 장치

본 발명은 다양한 연료를 사용할 수 있는 연료 공급 장치에 관한 것으로, 특히 액화 암모니아, 액화 석유 가스, 메탄올과 같은 연료를 겸용할 수 있는 연료 공급 장치를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 액화 암모니아를 연료로 사용할 때, 리턴 연료가 연료 탱크로 보내지지 않는 연료 공급 장치에 관한 것이다.

종래, 지구 온난화 방지에 기초한 환경 규제의 관점에서, 연소시에 이산화탄소를 배출하지 않는 액화 암모니아(이하, 필요에 따라 「LNH₃」이라고 함), 연소 시에 SOx를 배출하지 않는 액화 석유 가스(이하, 필요에 따라 「LPG 라고 함), 메탄올 등의 연료가 필요하게 되어, 연료가 다양해지고 있다.

연료는 유량조정이나 온도조정을 위해 연료탱크로 일부를 되돌릴 수 있지만, 리턴 라인에는 연료를 분사하는 밸브로부터 침입하는 밀봉 오일(seal oil)이 혼입될 우려가 있다.

이 때문에, 연료와의 조합에 따라서는, 밀봉 오일이 섞이지 않고 입자 등의 불순물을 제거하기 위한 필터나 스트레이너가 막히게 될 우려가 있다. 구체적으로, LPG의 경우, LPG와 밀봉 오일이 혼합되는 경우도 있지만, LNH₃ 등의 경우, LNH₃와 밀봉 오일이 혼합되지 않기 때문에, 상기의 막힘이 일어나는 문제가 있다.

또한, 연료 공급 장치의 정지시에는, 그 장치 내부의 유체를 외부로 폐기할 필요가 있지만, 독성을 갖는 암모니아는 인체 등에 대한 악영향이 우려되므로, 그 암모니아를 제거하여, 인체를 보호하기 위해, 제해 방법을 강구할 필요가 있다.

제해 방법으로서는 일반적으로 스크러버, 연소 등의 방법이 알려져 있다.

스크러버를 사용하는 경우, 처리한 물을 일부 보관해 두는 것도 생각할 수 있지만, 사용량에 따라 탱크의 용량이 커지는 문제가 있다.

이를 위해 배 밖으로 배출하는 방법이 필요하다. 이때의 배출 기준 항목으로서는, 국내에서 말하는 하천에서의 기준이 적용되고, 암모니아성 질소나 유분이 기준 대상이 된다.

이 때문에, 암모니아성 질소나 유분의 제해 장치가 필요하지만, 선내에서 제해 장치를 설치하려고 하면, 설치 상황에 따라서는 처리해야 할 양이 증가해 버리는 문제가 있다.

이를 위해 엔진 운전 후, 배관 내에 잔류하는 액화 암모니아 가스를 배관 내로부터 제거하기 위해, 질소를 사용하여 압출하는 방법(질소 퍼지)을 채택하고 있다.

그러나, 상기 질소 퍼지 압출 방식에서는, 배출처가 상부이면 압출하기 위한 공급 압력 및 유량이 필요하게 되어, 유량과 탑 높이의 관계상, 제해 설비가 커지는 문제가 있었다.

Kjeld Aabo, Ammonia-fuelled MAN B&W 2-Stroke Dual-fuel Engines,일본 해양 엔지니어링 학회지, 2020, 제56호

따라서, 본 발명의 과제는 액화 암모니아, 액화 석유 가스, 메탄올 등의 연료를 겸용할 수 있는 연료 공급 장치를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 리턴 연료가 연료 탱크로 보내지지 않는 연료 공급 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 과제는 리턴 연료에 밀봉 오일이 포함되어 있어도, 밀봉 오일을 액화 암모니아 연료 등과 적절히 분리할 수 있는 연료 공급 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 과제는 이하의 설명에 의해 명백해진다.

상기 과제는 이하의 각 발명에 의해 해결된다.

1.

엔진에,

액화 암모니아, 액화 석유 가스 및 메탄올 중 하나를 저장하는 연료 탱크로부터 복구 탱크를 경유하여 엔진에 이르는 연료 공급 라인과,

상기 엔진으로부터 상기 연료의 일부를 상기 복구 탱크로 복귀시키는 연료 복귀 라인을 구비하고,

상기 복구 탱크에 오일 제거 회수 장치를 설치하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.

2.

제1항에 있어서, 상기 오일 제거 회수 장치는 연료와 오일의 분리를 향상시키기 위한 댐과, 연료와 오일의 계면을 결정하기 위한 계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.

3.

제2항에 있어서, 상기 계기는 정전 레벨 스위치 또는 밀도계인 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.

4.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진으로부터 상기 연료의 일부를 상기 복구 탱크로 되돌리는 연료 복귀 라인에, 상기 연료를 도입하여 기화 암모니아 가스와 액화 암모니아 및 오일로 분리하기 위한 기액 분리기를 구비하고,

상기 기액 분리기로 분리된 상기 기화 암모니아 가스와 물을 도입하여 암모니아수를 생성시키는 제해 장치를 설치하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.

5.

액화 암모니아, 액화 석유 가스 및 메탄올 중 하나의 연료를 엔진에 공급하는 연료 공급 라인에 연료탱크, 저압의 연료펌프, 제1 버퍼 탱크와 고압의 연료 펌프와, 히터 및 필터를 포함하고,

상기 엔진으로부터 상기 연료의 일부를 되돌리는 연료 복귀 라인에, 복구 탱크를 구비하고,

상기 복구 탱크에 오일 제거 회수 장치를 설치하고,

오일이 제거된 연료는 상기 제1 버퍼 탱크로 복귀되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.

6.

제5항에 있어서, 상기 오일 제거 회수 장치에서 분리된 오일을 저장하는 드레인 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.

7.

제6항에 있어서,

상기 연료 공급 라인이 형성된 연료 공급 룸의 하부에 잔액을 회수하는 드레인 탱크를 포함하는 드레인 룸을 설치하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.

본 발명에 따르면, 액화 암모니아, 액화 석유 가스, 메탄올과 같은 연료를 겸용할 수 있는 연료 공급 장치를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 리턴 연료가 연료 탱크로 보내지지 않는 연료 공급 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 리턴 연료에 밀봉 오일이 포함되어 있어도, 밀봉 오일을 액화 암모니아 연료 등과 적절히 분리할 수 있는 연료 공급 장치를 제공할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 연료 공급 장치의 일 형태를 나타내는 흐름도
[도 2] 도 1의 연료 공급 장치에 적용되는 복구 탱크의 일례를 나타내는 개략 단면도
[도 3] 도 1의 연료 공급 장치에 적용되는 기액 분리기의 일례를 나타내는 개략 설명도
[도 4] 본 발명의 연료 공급 장치의 다른 형태를 나타내는 흐름도

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 근거하여 설명한다.

본 발명의 제 1 형태를 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 연료 공급 장치의 일 형태를 나타내는 흐름도이다.

도 1에서, 1은 선박 엔진이고, 연료 탱크(2)로부터 연료는 드레인 탱크(4)를 통해 엔진(1)에 공급된다. 선박 엔진(1)으로서는, 2원 연료를 지원할 수 있는 엔진이 바람직하다. 예를 들면, 연료를, 중유와 하기에 나타내는 연료의 2종류의 연료로 하는 2원 연료를 사용할 수 있는 엔진을 예시할 수 있다.

2원 연료가 대응할 수 있는 엔진의 연료 중 일부는, 액화 암모니아, 액화 석유 가스(LPG), 메탄올과 같은 연료 중 어느 것이어도 된다. 또한, 액화 석유 가스에 대해서도, 부탄 리치의 경우와 프로판 리치의 경우가 있지만, 어느 주성분이라도 사용할 수 있다. LPG는 완전히 부탄 성분밖에 없는 것은 매우 적고, 밀봉 오일와 완전히 섞이지 않는 경우를 생각할 수 있기 때문이다. 즉, LPG에 포함되는 프로판의 분량에 의해 밀봉 오일에 용해되는 정도가 변화하는 것만으로 완전히 용해되지 않는 경우, 본 발명의 오일 제거 회수 장치에 의해 밀봉 오일을 분리할 수 있다.

또한, NH₃는 극성이며, 오일은 무극성이기 때문에 혼합되지 않는다. 마찬가지로 메탄올도 극성이며 오일과 섞이지 않는다.

LPG는 산지에 따라 주성분이 프로판의 LPG(프로판 리치 LPG)와 부탄의 LPG(부탄 리치 LPG)가 있다. 오일과의 혼합 용이성은 일반적으로 극성과 비극성만으로 평가할 뿐만 아니라, 기우 효과와 사슬 길이의 단점이 관련되어 있는 것으로 추정된다.

탄소수가 짝수인 장쇄 알칸은, 완전 패킹시(고체의 결정 상태)에서는, 분자 사슬이 사슬 길이 방향으로 긴 「병행 육면체」가 되지만, 홀수인 경우 가장자리의 일각(稜)이 빠지기 때문에 그만큼 패킹이 나빠진다. 패킹의 용이성은 친유성을 나타낸다.

즉, C₃H₈(프로판)은 탄소수가 최소인 홀수 3이므로, 조각의 영향이 크고, 패킹하기 어려우며, 직쇄 알칸 중에서는 가장 기름지지 않은 이단 성상이다. 대조적으로, C₄H₁₀(부탄)은 탄소수가 짝수인 4이므로 패킹이 좋다.

본 발명자는 액화 C₄H₁₀이 밀봉 오일에 용해되고 액화 C₃H₈이 밀봉 오일에 용해되지 않는다는 차이가 있음을 실험적으로 확인하였다.

이상으로부터, 본 발명의 연료 탱크(2)에 저장되는 연료가, 액화 암모니아, 액화 석유 가스 및 메탄올 중 어느 1종이라고 하는 것은, 본 발명의 연료 공급 장치가 오일에 용해되지 않는 연료에 특히 유효하지만, 오일에 용해되는 연료여도 사용될 수 있는, 즉 액화암모니아, 액화석유가스 및 메탄올과 같은 어느 연료라도 ㅇ연료 탱크에 공급되는 연료를 변경하는 것만으로 그래도 사용할 수 있다는 사용 연료의 선택지의 폭을 넓혀, 다양한 연료를 겸용할 수 있는 범용성이 높은 연료 공급 장치인 것을 의도하고 있다.

이하, 본 형태의 연료가 주로 액화 암모니아인 경우를 설명한다.

연료 탱크(2)는 풀 레프식 및 세미 레프식과 같은 저압 탱크가 사용된다. 잉여의 암모니아 가스가 발생하는 경우, 이를 회수하여 탈질 장치의 환원제로서 사용하는 것이 바람직하다. 연료 탱크(2)에는, 재액화 장치(2A)를 설치할 수 있다. 재액화 장치(2A)에서는, 연료 탱크(2)로부터 기체로서 배출되는 암모니아 가스를 도입하고, 가압하여 액화 암모니아를 생성하며, 연료 탱크로 되돌릴 수 있다. 또한, 기액 분리기(12)(12A, 12B)에서 배출되는 암모니아 가스, 질소 퍼지되어 얻어지는 암모니아 가스 등의 각종 암모니아 가스를, 재액화 장치(2A)에 도입하고, 가압하여 액화 암모니아를 생성하며 연료 탱크(2)로 되돌릴 수도 있다.

연료 탱크(2)에 충전된 연료인 액화 암모니아는 저압 연료 펌프인 저압 펌프(3)를 통해 복구 탱크(4)로 보내진다. 저압 펌프(3)의 토출 압력은 1.8~2.0 MPaG (게이지 압력)의 범위가 바람직하다.

복구 탱크(4)로 보내지는 과정에서 히터(3A)로 연료를 가열할 수 있다. 여기서, 히터(3A)를 설치하는 이유는 탱크 방식에 따라 연료가 저온일 수 있기 때문이다.

형태 1에서, 액화 암모니아는 연료 탱크(2)로부터 복구 탱크(4)를 통해 엔진(1)에 이르는 연료 공급 라인을 포함하고, 엔진(1)으로부터 연료의 일부를 복구 탱크(4)로 복귀시키는 연료 복귀 라인을 갖추고 있다.

복구 탱크(4)로부터 엔진(1)을 향하는 연료 공급 라인에는 고압의 연료 펌프인 고압 펌프(5), 히터(5A), 필터(7A) 또는 필터(7B) 및 연료 밸브 트레인(인터페이스)인 SVT(10)가 제공된다.

복구 탱크(4) 내의 연료는 고압 펌프(5)를 통해 히터(5A)로 보내진다. 고압 펌프(5)의 토출 압력은 8.0~8.5 MPaG(게이지 압력)의 범위가 바람직하다. 본 실시 형태에서, LPG를 연료로 사용한 경우의 토출 압력은 5.0~5.5 MPaG의 범위가 바람직하고, 메탄올을 연료로 사용한 경우의 토출 압력은 1.0~1.5 MPaG의 범위가 바람직하다.

여기서, 히터(5A)는 히터(3A)에서 온도 제어가 불가능한 경우의 예비로서 설치되는 것이며, 히터(3A)로 제어될 수 있으면 설치할 필요는 없다.

그 후, 연료는 필터(7A) 또는 필터(7B)로 여과된다. 여기서, 필터(7A) 및 필터(7B)는 엔진 내 및 밸브 보호를 목적으로 설치된다.

필터(7A) 및 필터(7B)는 연료 중에 포함된 고형물, 녹 등을 제거할 수 있다.

연료는 필터(7A) 또는 필터(7B)로 여과된 후 SVT(10)를 통해 엔진(1)으로 보내진다.

SVT(10)는, 연료 밸브 트레인으로, 복구 탱크(4) 내의 연료를 고압 펌프(5)에 의해 엔진(1)에 공급하는 과정에 존재하는 보조 기류(고압 펌프(5), 히터(5A), 필터(7A, 7B))와, 엔진(1)과의 인터페이스이다.

SVT(10)에는 질소 공급 장치(10A)로부터 질소 가스가 공급된다. 질소 가스는 도시하지 않았지만, 엔진(1) 내의 연료의 퍼지, 유지 보수 전의 가스 배출, 유지 보수 후의 기밀 시험 등에 이용된다.

연료 밸브 트레인은 전술한 바와 같이 보조 기류와 엔진(1) 사이의 인터페이스이지만, 그 목적으로는 셧다운 또는 유지 보수시에 엔진(1)을 안전하게 격리시키는 것과 상기 질소 공급 장치(10A)로부터 공급된 질소 가스의 퍼지를 수행하는 것을 들 수 있다.

본 형태에서, 엔진(1)으로부터 연료의 일부를 복구 탱크(4)로 복귀시키는 연료 복귀 라인이 제공된다. 엔진(1)으로부터 복구 탱크(4)를 향하는 연료 복귀 라인에는 연료 밸브 트레인(인터페이스)인 RVT(11)가 설치되고, 복구 탱크(4)에 이르는 시스템에 쿨러(15)가 설치된다.

엔진(1) 내에서는, 유량 조절이나 온도 조절을 위해, 연료의 일부를 되돌리고, 이때 밀봉 오일이 연료의 일부에 포함되어, RVT(11) 내에서 감압하고, 쿨러(15)를 거쳐, 복구 탱크(4)로 되돌아간다. 즉, 본 형태에서, 복구 탱크(4)와 엔진(1) 사이에서 연료가 순환된다.

이 형태에 따르면, 연료의 일부가 복구 탱크(4)로 되돌아가는 시스템으로 되어 있고, 복구 탱크(4)가 연료를 엔진에 공급하는 탱크가 되기 때문에, 복구 탱크(4)에 연료를 공급하는 연료 탱크(2)가 밀봉 오일로 오염되는 일은 없다.

도 2에 도시된 바와 같이, 복구 탱크(4)에서는 엔진(1)으로부터 리턴 연료와 연료 탱크(2)로부터 보내지는 액화 암모니아가 혼합된다.

복구 탱크(4)에는, 도시된 바와 같은 액체 암모니아와 밀봉 오일이 분리되는 구조의 오일 제거 회수 장치가 형성되어 있다.

즉, 액화 암모니아(NH₃)의 경우, 밀봉 오일와 혼합되지 않기 때문에, 양자는 층 분리된다. 액화 암모니아의 존재는 밀도계 또는 정전식 레벨 스위치를 사용하여 결정될 수 있다.

액화 암모니아의 25 ℃에서의 밀도(ρ)는 약 600 kg/m³이고, 밀봉 오일의 밀도(ρ)는 약 900 kg/m³이기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 액화 암모니아는 상층으로 분리되고 밀봉 오일는 하층으로 분리된다.

또한 LPG(프로판 리치)의 25 ℃에서의 밀도(ρ)는 약 500 kg/m³이고, LPG(부탄 리치)의 25 ℃에서의 밀도(ρ)는 약 578 kg/m³이다. 메탄올의 20 ℃에서의 밀도(ρ)는 약 792 kg/m³이다. 이 때문에, 밀봉 오일의 밀도(ρ)는 약 900 kg/m³이므로, 완전히 오일과 용해되지 않는 경우에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 연료를 상층, 밀봉 오일을 하층으로 분리할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 복구 탱크(4)는 보판(40)을 구비하고, 상층의 액화 암모니아만이 액화 암모니아 탱크(41)로 보내지는 구성으로 되어 있다. 액화 암모니아 탱크(41) 내의 액화 암모니아는 연료로서 고압 펌프(5)에 의해 엔진(1) 방향으로 송액된다.

하층의 밀봉 오일는 드레인 밸브(42)를 개방하여 제거되고 드레인 탱크(43)에 저류된다. 드레인 밸브(42)는 밀봉 오일의 액면을 검출하는 센서(44)의 신호에 의해 배출을 제어할 수 있다. 센서(44)를 설치함으로써, 오일 제거 상태를 확인하고, 밀봉 오일을 효율적으로 배출할 수 있다. 이 밀봉 오일을 본 발명에서는 재사용할 수도 있다.

이와 같이 구성함으로써, 오일 제거 회수 장치에 의해 밀봉 오일이 분리 제거된 액화 암모니아 연료를 엔진(1)에 공급할 수 있다.

이와 같은 형태에서, 전술한 보판(40)의 존재에 의해 연료 리턴 라인으로부터 유입된 밀봉 오일을 효율적으로 연료와 분리할 수 있기 때문에, 밀봉 오일이 분리된 연료를 엔진에 다시 공급할 때 , 필터나 스트레이너를 막지 않고 연료의 순환을 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, 센서(44)로서는, 액면을 검출할 수 있는 액면 센서를 예시했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 정전식 레벨 스위치 또는 밀도계(센서) 등의 연료와 오일의 계면을 결정할 수 있는 계기가 바람직하다. 이에 의해, 밀봉 오일을 보다 효율적으로 배출할 수 있다.

본 형태에 있어서, 액화 암모니아 가스 공급 개시시 및 정지시에는 시스템 내를 퍼지하기 위해 배관 내에 남은, 감압될 때에 일부 기화된 가스를 포함한 액화 암모니아를 기액 분리기(12)(12A, 12B)에 도입하여 기화 가스와 액상체로 분리할 수 있다.

기액 분리기(12)로서는, 도 1에 도시한 바와 같이 기액 분리기(12A)와 기액 분리기(12B)를 설치할 수있다.

기액 분리기(12A, 12B)로부터 상부로 배출되는 암모니아 가스는 제해 장치(13)로 보내진다.

기액 분리기(12)에 남아있는 액체는 펌프를 사용하여 복구 탱크(4)로 복귀하여 액화 암모니아를 회수한다. 또한, 질소를 사용하여 액체를 압출할 수도 있다.

기액 분리기(12)에 의해 기화된 기화 암모니아 가스는 제해 장치(13)에서 물이 공급되어 암모니아수로서 회수된다. 회수된 암모니아수는, 예를 들면 선내에서의 탈질 장치의 환원제로 사용될 수 있다.

다음으로, 도 3을 참조하여 기액 분리기의 바람직한 형태를 설명한다. 이하에 설명되는 양태는, 암모니아 가스로서 물과 접촉시키는 경우와 액화 암모니아와 물을 접촉시키는 경우에서는, 반응 열량이 다르기 때문에 회수하는 에너지를 삭감할 수 있다는 효과를 나타낸다.

우선, 기액 분리기(12)에 미리 청수(淸水)를 채워 둔다. 기액 분리기(12)에는 액면을 검출하는 센서를 설치하는 것이 바람직하다. 도시된 예에서, 하이 레벨 센서(120) 및 로우 레벨 센서(121)로서 레벨 스위치(LS)가 제공된다. HH는 하이 레벨을 나타내고 LL은 로우 레벨을 나타낸다.

하이 레벨 센서(120)가 HH 레벨을 검출하여 대기 상태가 되도록 미리 청수 밸브(122)를 개방하여 청수를 장입한다. 청수를 넣은 양은 연료 공급 장치 내의 용적분의 액화 암모니아(LNH₃)가 물에 용해되는 양이 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 도입되는 암모니아 가스(일부 액화 암모니아를 포함함)에 대응하는 청수는, 액면 센서의 HH 레벨을 조절함으로써, 적절한 양으로 설정될 수 있다.

다음으로, 도 3에 도시된 밸브(123)를 열고, 기액 분리기(12)에 액화 암모니아(LNH₃)을 공급하여 액화 암모니아와 물을 접촉시켜 암모니아수로 만든다.

액화 암모니아(LNH₃)는 RVT(11)을 경유하여 복구 탱크(4)에 이르는 연료 복귀 시스템으로부터 공급된다. 따라서, RVT(11)에서는, 액화 암모니아를 감압하여, 복구 탱크(4)로 되돌리기 때문에, 감압될 때 그 일부가 기화되는 경우가 있고, 기액 분리기(12)로 유입되는 액화 암모니아(LNH₃)에, 일부 기화된 암모니아 가스를 포함하여 액화 암모니아가 되는 경우도 포함된다.

다음으로 액화 암모니아(LNH₃)가 빠져 나간 상태를, 예를 들면 연료 공급 장치 내 도시하지 않은 레벨 스위치, 압력계 등으로 검지한 후, 펌프(124)를 통해 1차 수용 탱크(125)에서 암모니아수로 회수한다. 1차 수용 탱크(125)에서 회수된 암모니아수는 도 3에 도시한 바와 같이 복구 탱크(4)에 공급함으로써, 다시 연료로 사용할 수 있다.

이어서, 액체 레벨이 펌프(124)에 의해 LL 레벨이 될 때까지 추출되고, 로우 레벨 센서(121)가 LL 레벨을 검출하면 펌프(124)를 정지시킨다. 이에 의해 기액 분리기의 일련의 처리가 완료된다.

다시, 청수 밸브(122)를 열고 청수를 도입하여 하이 레벨 센서(120)가 HH 레벨을 검출할 때까지 밀어 넣는다.

기액 분리기(12)로부터 액면 상부로 분리된 암모니아 가스는 제해 장치(13)로 보내진다. 제해 장치(13)에서 물이 공급되어 암모니아수를 생성한다.

제해 장치(13)로부터 배출된 암모니아수는 SCR(16)로 보내져 환원제로 이용되는 등 처리 및 제거된다.

도 3에 도시된 장치 및 이를 사용하는 방법에 따르면, 제해 장치가 콤팩트화될 수 있는 효과가 있다. 제해 장치로 제거하고자 하는 암모니아량이 감소되기 때문이다. 또한, 암모니아와 물을 접촉시켰을 때에 발생하는 반응 열량이 감소하는 효과도 있다.

다음으로, 본 발명의 형태 2를 도 4를 참조하여 설명한다.

형태 2에 있어서의 연료 공급 라인은, 도 4의 파선보다 A측에 위치하고 있고, 액화 암모니아, 액화 석유 가스 및 메탄올 중 어느 하나의 연료를 엔진에 공급하는 연료 공급 라인이다.

이하, 연료 공급 라인에 설치된 설비에 대하여 설명한다.

연료 탱크(2)에는, 액화 암모니아가 충전되어 있다. 액화 암모니아는 저압 펌프(3)에 의해 제1 버퍼 탱크(20)에 공급된다.

제1 버퍼 탱크(20)로부터 엔진(1)을 향하는 연료 공급 라인에는 고압 펌프(5), 히터(5A), 필터(7A) 또는 필터(7B) 및 연료 밸브 트레인(인터페이스)인 SVT(10)가 제공된다.

한편, 도 4의 파선보다 B측에 위치하고, 엔진(1)으로부터 복구 탱크(4)를 향하는 연료 복귀 라인에는 연료 밸브 트레인(인터페이스)인 RVT(11)가 설치되어 있다. 즉, 엔진(1)으로부터 연료의 일부를 되돌리는 연료 복귀 라인에, 복구 탱크(4)를 구비하고 있다.

이 형태 2에서도, 형태 1과 마찬가지로, 복구 탱크(4)에 오일 제거 회수 장치를 설치하고 있다.

이 오일 제거 회수 장치의 구조는 형태 1에서 설명한 것과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.

복구 탱크(4)의 오일 제거 회수 장치에 의해 하층으로 분리된 오일(밀봉 오일)은 드레인 밸브(42) 및 이송 펌프(45)를 통해 드레인 탱크(43)로 이송된다.

제2 버퍼 탱크(22)는 기관실 내에서 배관이 파손된 경우의 누설 대책의 2중 배관의 내관이 파손된 경우 액화 암모니아의 1차 수용 탱크로서 기능한다. 통상의 상태에서는, RVT(11)로부터 제2 버퍼 탱크(22)로, 에어가 흘러 나온다. 그러나, 배관의 파손 등의 이상이 발생한 경우, 이 제2 버퍼 탱크(22)를 설치함으로써 엔진(1) 내의 연료(액화 암모니아 등)를, RVT(11)로부터 회수할 수 있다. 또 엔진(1) 내의 연료인 암모니아수를 제2 버퍼 탱크(22)를 통해 환원제로서 SCR(16)에 공급될 수도 있다. 이에 의해, 도시하지 않은 제해 장치를 거치지 않고 SCR(16)에 환원제를 공급할 수 있어, 그 결과, 제해 장치의 콤팩트화가 가능해지고 대기로의 암모니아 가스의 방출을 억제할 수 있다.

도 4에 도시된 복구 탱크(4)에서, 액화 암모니아 탱크(41) 내의 액화 암모니아 연료는 펌프(24)에 의해 제1 버퍼 탱크(20)로 송액된다. 이 경우, 펌프(24)와 제1 버퍼 탱크(20) 사이에 제1 버퍼 탱크(20)로부터 복구 탱크(4)를 향해 액류가 발생하지 않도록 체크 밸브(도시하지 않음)를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 복구 탱크(4) 내의 액화 암모니아가 기화된 암모니아 가스를, 도시하지 않은 제해 장치에 보내고, 제해 장치를 통해 암모니아수를 환원제로서 SCR(16)에 보낼 수도 있다.

본 형태에서는, 연료 공급 라인이 형성된 연료 공급실의 하부에, 잔액을 회수하는 제2 버퍼 탱크(22) 및/또는 드레인 탱크(43)로 이루어지는 드레인 룸을 설치할 수 있다. 이와 같이 하부에 설치함으로써, 자중으로 액을 떨어뜨려 연료 공급 장치 내로 질소의 공급량을 줄일 수 있고, 제해 장치를 콤팩트화할 수 있다.

또한, 연료 탱크(2), 복구 탱크(4) 등으로부터 발생되는 암모니아 가스는 도시하지 않은 제해 장치에 의해 암모니아수를 생성하고, SCR(16)에 보내는 것으로 SCR(16)에서 환원제로 이용되는 등 처리·제거된다.

1: 엔진
2: 연료 탱크
2A: 재액화 장치
3: 저압 펌프
3A: 히터
4: 복구 탱크
40: 보판
41:액화 암모니아 탱크
42:드레인 밸브
43:드레인 탱크
44: 센서
45: 이송 펌프
5: 고압 펌프
5A: 히터
6: 병행
7A: 필터
7B: 필터
10A: 질소 공급 장치
12: 기액 분리기
12A: 기액 분리기
12B: 기액 분리기
120: 하이 레벨 센서
121: 로우 레벨 센서
122: 청수 밸브
123: 밸브
124: 펌프
125: 1차 수용 탱크
13:제해 장치
15: 쿨러
16: SCR
20: 제1 버퍼 탱크
22: 제2 버퍼 탱크
24: 이송 펌프

Claims

엔진에, 액화 암모니아, 액화 석유 가스 및 메탄올 중 하나를 저장하는 연료 탱크로부터 복구 탱크를 경유하여 엔진에 이르는 연료 공급 라인과,
상기 엔진으로부터 상기 연료의 일부를 상기 복구 탱크로 복귀시키는 연료 복귀 라인을 구비하고,
상기 복구 탱크에 오일 제거 회수 장치를 설치하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 오일 제거 회수 장치는 연료와 오일의 분리를 향상시키기 위한 보와, 연료와 오일의 계면을 결정하기 위한 계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 계기는 정전식 레벨 스위치 또는 밀도계인 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진으로부터 상기 연료의 일부를 상기 복구 탱크로 되돌리는 연료 리턴 라인에, 상기 연료를 도입하여 기화 암모니아 가스와 액화 암모니아 및 오일로 분리하기 위한 기액 분리기를 구비하고,
상기 기액 분리기로 분리된 상기 기화 암모니아 가스와 물을 도입하여 암모니아수를 생성시키는 제해 장치를 설치하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
액화 암모니아, 액화 석유 가스 및 메탄올 중 하나의 연료를 엔진에 공급하는 연료 공급 라인에 연료 탱크와 저압의 연료 펌프와 제1 버퍼 탱크와 고압의 연료 펌프와 히터와 필터를 구비하고,
상기 엔진으로부터 상기 연료의 일부를 되돌리는 연료 리턴 라인에 복구 탱크를 구비하고,
상기 복구 탱크에 오일 제거 회수 장치를 설치하여,
오일이 제거된 연료는 상기 제1 버퍼 탱크로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제5항에 있어서, 상기 오일 제거 회수 장치에서 분리된 오일을 저장하는 드레인 탱크를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제6항에 있어서, 상기 연료 공급 라인이 형성된 연료 공급 룸의 하부에 잔액을 회수하는 드레인 탱크를 구비하는 드레인 룸을 설치하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.