KR20190138128A - Liquid natural gas combustion apparatus using exhaust heat - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LNG 엔진에 액화천연가스를 공급하는 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배기열을 이용하여 액화천연가스를 기화 및 가열시켜 액화천연가스의 연소효율을 높일 수 있는 액화천연가스 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for supplying liquefied natural gas to an LNG engine, and more particularly, to a liquefied natural gas combustion apparatus capable of increasing the combustion efficiency of liquefied natural gas by vaporizing and heating liquefied natural gas using exhaust heat. will be.
천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.Natural gas is a fossil fuel containing methane as a main component and a small amount of ethane, propane and the like, and has recently been spotlighted as a low pollution energy source in various technical fields.
천연가스는 경제성이 있고 친환경적인 에너지로 많이 소비되고 있으나, 기체인 천연가스 상태로 이송하기에는 부피가 커서 운송 및 저장 효율이 떨어진다. 이러한 점을 보완하기 위해, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 상태로 운송 및 저장하는 방법이 제시되었다. 액화천연가스는 메탄을 주성분으로 한 천연가스를 대기압에서 -163℃의 극저온 상태로 냉각시켜 그 부피를 600분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로서, 기체상태보다 수송성과 저장성이 우수한 것으로 알려져 있다.Natural gas is consumed by economical and environmentally friendly energy, but is large in volume to be transported as a natural gas, which is a gas, and thus, transportation and storage efficiency is low. To compensate for this, a method of transporting and storing in a liquefied natural gas (Liquefied Natural Gas, LNG) state has been proposed. Liquefied natural gas is a colorless, transparent cryogenic liquid whose natural gas containing methane as its main component is cooled to -163 ° C at atmospheric pressure and reduced in volume to one-600th.
LNG는 엔진 또는 발전 등의 연료로 공급하기에 앞서 기화시켜야 한다. 이를 위해 LNG를 연료로 이용하는 시스템에는 -163℃의 극저온 상태인 LNG에 열에너지를 공급하여 기화시키는 기화기(vaporizer) 또는 히터(heater)가 마련될 수 있다. 이때, 기화기나 히터에 열에너지를 공급하기 위해서는 전기 등과 같은 별도의 에너지가 요구되는바, LNG 엔진으로 액화천연가스를 공급하기 위한 장치가 복잡해지고 유지비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.LNG must be vaporized before supplying it to fuels such as engines or power generation. To this end, a system using LNG as a fuel may be provided with a vaporizer or a heater for supplying heat energy to LNG in a cryogenic state of -163 ° C. At this time, in order to supply heat energy to the vaporizer or the heater, separate energy such as electricity is required, and there is a problem in that a device for supplying liquefied natural gas to an LNG engine is complicated and a large maintenance cost is required.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배기가스의 폐열을 이용하여 액화천연가스를 기화 및 가열시키고, LNG 엔진의 구동조건에 적합한 온도로 혼합기를 가열하여 연소효율을 높일 수 있는 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by using the waste heat of the exhaust gas to vaporize and heat the liquefied natural gas, it is possible to increase the combustion efficiency by heating the mixer to a temperature suitable for the driving conditions of the LNG engine It is an object to provide a liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치는, 액화천연가스가 저장된 LNG 탱크; 상기 LNG 탱크에서 제공된 액화천연가스를 기화시키는 기화부; 상기 기화부에서 기화된 액화천연가스를 가열시키는 연료가열부; 상기 연료가열부에서 가열된 연료를 분사하여 공기와 혼합시킴으로써 혼합기를 생성하는 연료분사장치; 상기 연료분사장치에서 생성된 혼합기를 가열하는 혼합기가열부; 상기 혼합기가열부에 의해 가열된 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키며, 배출유로를 통해 배기가스를 배출시키는 LNG 엔진; 상기 배출유로를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 혼합기가열부로 유입시키는 제1 회송유로; 상기 배출유로를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 연료가열부를 거쳐 상기 기화기로 유입시키는 제2 회송유로;를 포함하여 구성된다.The liquefied natural gas combustion apparatus using the exhaust heat according to the present invention for achieving the above object, the LNG tank is stored liquefied natural gas; A vaporization unit for vaporizing liquefied natural gas provided from the LNG tank; A fuel heater for heating the liquefied natural gas vaporized in the vaporizer; A fuel injection device generating a mixer by injecting the fuel heated in the fuel heating unit and mixing the fuel with air; A mixer heater for heating the mixer generated by the fuel injection device; An LNG engine configured to burn power of the mixer heated by the heater to generate power, and to discharge exhaust gas through a discharge passage; A first return passage for introducing a portion of the exhaust gas discharged through the discharge passage into the mixer heating unit; And a second return passage for introducing a portion of the exhaust gas discharged through the discharge passage to the vaporizer through the fuel heating unit.
상기 제1 회송유로와 상기 배출유로가 연결된 지점에 장착되어 상기 제1 회송유로를 통해 상기 혼합기가열부로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 제1 제어밸브; 상기 제2 회송유로와 상기 배출유로가 연결된 지점에 장착되어 상기 제2 회송유로를 통해 상기 혼합기가열부로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 제2 제어밸브;를 더 포함한다.A first control valve mounted at a point at which the first return flow passage and the discharge flow passage are connected to control a flow rate of the exhaust gas provided to the mixer heater through the first return flow passage; And a second control valve mounted at a point at which the second return passage and the discharge passage are connected to control a flow rate of the exhaust gas provided to the mixer heating unit through the second return passage.
상기 제1 회송유로는 상기 배출유로 중 상기 제2 회송유로보다 상기 LNG 엔진과 가까운 지점으로부터 분기된다.The first return flow passage branches from a point closer to the LNG engine than the second return flow passage in the discharge flow passage.
상기 제1 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 제1 온도센서와, 상기 제2 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 제2 온도센서와, 상기 제1 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 제1 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 제1 제어밸브를 제어하고 상기 제2 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 제2 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 제2 제어밸브를 제어하는 제어부를 더 포함한다.A first temperature sensor for sensing a temperature of the exhaust gas flowing along the first return passage, a second temperature sensor for sensing a temperature of the exhaust gas flowing along the second return passage, and a flow along the first return passage Controlling the first control valve so that the flow rate of the exhaust gas is inversely proportional to the temperature of the exhaust gas flowing along the first return flow path, and the exhaust flow rate of the exhaust gas flowing along the second return flow path flows along the second return flow path. A control unit for controlling the second control valve to be inversely proportional to the temperature of the gas.
본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치는, 액화천연가스가 저장된 LNG 탱크; 상기 LNG 탱크에서 제공된 액화천연가스를 기화시키는 기화부; 상기 기화부에서 기화된 액화천연가스를 가열시키는 연료가열부; 상기 연료가열부에서 가열된 연료를 분사하여 공기와 혼합시킴으로써 혼합기를 생성하는 연료분사장치; 상기 연료분사장치에서 생성된 혼합기를 가열하는 혼합기가열부; 상기 혼합기가열부에 의해 가열된 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키며, 배출유로를 통해 배기가스를 배출시키는 LNG 엔진; 상기 배출유로를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 연료가열부로 유입시켜 상기 연료가열부로 유입된 연료와 열교환시킨 후, 상기 기화부와 상기 혼합기가열부로 분기시켜 제공하는 분기유로;를 포함하여 구성된다.The liquefied natural gas combustion apparatus using the exhaust heat according to the present invention, the LNG tank in which the liquefied natural gas is stored; A vaporization unit for vaporizing liquefied natural gas provided from the LNG tank; A fuel heater for heating the liquefied natural gas vaporized in the vaporizer; A fuel injection device generating a mixer by injecting the fuel heated in the fuel heating unit and mixing the fuel with air; A mixer heater for heating the mixer generated by the fuel injection device; An LNG engine configured to burn power of the mixer heated by the heater to generate power, and to discharge exhaust gas through a discharge passage; And a branching flow path which flows a part of the exhaust gas discharged through the discharge flow path into the fuel heating part and heat-exchanges with the fuel introduced into the fuel heating part, and then branches the vaporization part and the mixer heating part. .
상기 분기유로와 상기 배출유로가 연결된 지점에 장착되어 상기 분기유로를 통해 상기 연료가열부로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 분기밸브를 더 포함한다.And a branch valve mounted at a point at which the branch passage and the discharge passage are connected to control a flow rate of the exhaust gas provided to the fuel heating unit through the branch passage.
상기 분기유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 분기유로 온도센서와, 상기 분기유로를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 분기유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 분기밸브를 제어하는 제어부를 더 포함한다.A branch flow path temperature sensor for sensing a temperature of the exhaust gas flowing along the branch flow path, and a control unit for controlling the branch valve so that the flow rate of the exhaust gas flowing along the branch flow path is inversely proportional to the temperature of the exhaust gas flowing along the branch flow path. It further includes.
본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치는, 배기가스의 폐열을 이용하여 액화천연가스를 기화 및 가열시키므로 내부구성이 간단하고 유지비용이 적으며, 별도의 가열수단 없이도 혼합기를 LNG 엔진의 구동조건에 적합한 온도로 가열할 수 있으므로 연소효율을 극대화시킬 수 있다는 장점이 있다.The liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat according to the present invention vaporizes and heats liquefied natural gas using waste heat of the exhaust gas, so the internal configuration is simple and the maintenance cost is low. Since it can be heated to a temperature suitable for the driving conditions there is an advantage that can maximize the combustion efficiency.
도 1은 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치 제2 실시예의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat according to the present invention.
2 is a schematic diagram of a second embodiment of a liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat according to the present invention.
본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치는 액화천연가스를 연소시켜 동력을 얻는 동력장치의 일종으로서, 별도의 가열장치 없이도 LNG 엔진(600)으로 공급되는 액화천연가스를 기화 및 가열시킴으로써 보다 높은 연소효율을 얻을 수 있도록 구성된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.The liquefied natural gas combustor using exhaust heat according to the present invention is a kind of power device that obtains power by burning liquefied natural gas, and by vaporizing and heating the liquefied natural gas supplied to the
즉, 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치는, 액화천연가스가 저장된 LNG 탱크(100)와, 상기 LNG 탱크(100)에서 제공된 액화천연가스를 기화시키는 기화부(200)와, 상기 기화부(200)에서 기화된 액화천연가스를 가열시키는 연료가열부(300)와, 상기 연료가열부(300)에서 가열된 연료를 분사하여 공기와 혼합시킴으로써 혼합기를 생성하는 연료분사장치(400)와, 상기 연료분사장치(400)에서 생성된 혼합기를 가열하는 혼합기가열부(500)와, 상기 혼합기가열부(500)에 의해 가열된 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키며 배출유로(610)를 통해 배기가스를 배출시키는 LNG 엔진(600)과, 상기 배출유로(610)를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 혼합기가열부(500)로 유입시키는 제1 회송유로(710)와, 상기 배출유로(610)를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 연료가열부(300)를 거쳐 상기 기화기로 유입시키는 제2 회송유로(720)를 포함하여 구성된다.That is, the liquefied natural gas combustion apparatus using the exhaust heat according to the present invention, the
상기 LNG 탱크(100)에 저장되어 있던 액화천연가스는 기화부(200)를 지나면서 기화되어 연료가열부(300)에서 일정 온도로 가열된 후, 연료분사장치(400)를 통해 외부의 공기와 혼합된다. 공기와 혼합된 연료(이하에서는 '혼합기'라 약칭한다)는 혼합기가열부(500)에서 다시 한 번 가열된 후 LNG 엔진(600)으로 공급되어 연소된다. 혼합기가 상기 LNG 엔진(600)에서 연소되는 과정에서 고온의 배기가스가 발생되는데, 본 발명에 의한 액화천연가스 연소장치는 고온의 배기가스를 그대로 외부로 방출시키는 것이 아니라 상기 배기가스의 열에너지를 이용하여 액화천연가스를 기화 및 가열시키고 혼합기를 가열시킬 수 있도록 구성된다. The liquefied natural gas stored in the
이때, 혼합기가열부(500)를 지나는 혼합기는 연료가열부(300)를 지나면서 일정 수준 가열된 연료와 외부의 공기가 혼합된 것이므로, 기화부(200)나 연료가열부(300)를 지나는 연료에 비해 비교적 높은 온도를 가지고 있다. 따라서 상기 혼합기가열부(500)를 지나는 혼합기를 가열하기 위해서는 비교적 고온의 배기가스가 요구되는바, 상기 제1 회송유로(710)는 상기 배출유로(610) 중 상기 제2 회송유로(720)보다 상기 LNG 엔진(600)과 가까운 지점으로부터 분기되도록 구성됨이 바람직하다.In this case, since the mixer passing through the
또한, 기화부(200)에서 액화천연가스를 기화시키는데 필요한 열량은 연료가열부(300)에서 연료를 일정 수준 이상 가열시키는 데 소요되는 열량보다 적은 것이 일반적이다. 이때, 제2 회송유로(720)를 통해 연료가열부(300)로 공급된 배기가스는 연료와 열교환을 하여 일정 수준 냉각되더라도 액화천연가스를 기화시키는데 필요한 열량은 충분히 가지고 있으므로, 상기 제2 회송유로(720)는 도 1에 도시된 바와 같이 연료가열부(300)를 지난 배기가스가 기화부(200)를 지나도록 구성될 수 있다. 이와 같이 제2 회송유로(720)가 연료가열부(300)와 기화부(200)를 순차적으로 지나도록 구성되면, 배기가스를 연료가열부(300)와 기화부(200)로 제공하기 위한 유로를 각각 마련할 필요가 없으므로, 연소장치의 구성이 단순화되고 이에 따라 연소장치의 제조비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 물론, 기화부(200)에 보다 높은 열에너지를 공급하고자 하는 경우, 연료가열부(300)로 배기가스를 공급하는 회송유로와 기화부(200)로 배기가스를 공급하는 회송유로가 각각 독립적으로 구비될 수도 있다. In addition, the amount of heat required to vaporize the liquefied natural gas in the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 액화천연가스 연소장치를 이용하면, 종래와 같이 별도의 가열장치를 설치하지 아니하고서도 액화천연가스를 기화 및 가열할 수 있으므로 장치의 전체 구성을 단순화시킬 수 있고, 액화천연가스를 기화 및 가열하는데 소요되는 에너지를 절감할 수 있다는 장점도 있다. 또한, 외기로 방출되는 배기가스의 온도를 일정 수준 낮출 수 있으므로, 환경오염 문제를 해결하는 데에도 일조를 할 수 있다는 장점이 있다.By using the liquefied natural gas combustion apparatus configured as described above, the liquefied natural gas can be vaporized and heated without installing a separate heating device as in the prior art, thereby simplifying the overall configuration of the apparatus, It also has the advantage of reducing the energy required to vaporize and heat liquefied natural gas. In addition, since the temperature of the exhaust gas discharged to the outside can be lowered to a certain level, there is an advantage in that it can also help to solve the environmental pollution problem.
이때, 기화부(200)와 연료가열부(300)와 혼합기가열부(500)는, 연료나 기화기의 유로가 내부를 지나고 배기가스 유로도 내부를 지나는 구조로 구성되어, 연료 또는 기화기가 배기가스와 열교환이 이루어지게 된다. 이와 같이 온도차를 갖는 두 유체가 열교환을 하는 장치는 여러 분야에 걸쳐 다양한 구조로 상용화되어 있는바, 상기 기화기와 연료가열부(300)와 혼합기가열부(500)의 내부구성 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.At this time, the
한편, 본 발명에 의한 액화천연가스 연소장치는, 배출유로(610)를 따라 흐르는 배기가스 중 혼합기가열부(500)로 제공되는 배기가스의 유량과, 배출유로(610)를 따라 흐르는 배기가스 중 연료가열부(300) 및 기화부(200)로 제공되는 배기가스의 유량을 각각 독립적으로 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.On the other hand, the liquefied natural gas combustion apparatus according to the present invention, the flow rate of the exhaust gas provided to the
즉, 본 발명에 의한 액화천연가스 연소장치는, 상기 제1 회송유로(710)와 상기 배출유로(610)가 연결된 지점에 장착되어 상기 제1 회송유로(710)를 통해 상기 혼합기가열부(500)로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 제1 제어밸브(712)와, 상기 제2 회송유로(720)와 상기 배출유로(610)가 연결된 지점에 장착되어 상기 제2 회송유로(720)를 통해 상기 혼합기가열부(500)로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 제2 제어밸브(722)를 구비할 수 있다.That is, the liquefied natural gas combustion apparatus according to the present invention is mounted at a point where the
이와 같이 제1 제어밸브(712)와 제2 제어밸브(722)가 각각 구비되면, 사용자는 혼합기가열부(500)로 공급되는 열에너지의 양과, 연료가열부(300) 및 기화부(200)로 공급되는 열에너지의 양을 각각 조절할 수 있으므로, 여러가지 조건에 맞춰 LNG 엔진(600)의 연소효율을 극대화시킬 수 있다는 장점이 있다.As such, when the
또한 제1 회송유로(710) 및 제2 회송유로(720)를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 동일하더라도 배기가스의 온도에 차이가 있으면, 기화부(200)나 연료가열부(300), 혼합기가열부(500)로 공급되는 열에너지의 양에 차이가 있을 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 액화천연가스 연소장치는, LNG 엔진(600)에서 배출되는 배기가스의 온도가 변동되더라도 혼합기가열부(500)로 공급되는 열에너지의 양과 연료가열부(300) 및 기화부(200)로 공급되는 열에너지의 양이 자동으로 조절되도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 액화천연가스 연소장치는, 상기 제1 회송유로(710)를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 제1 온도센서(714)와, 상기 제2 회송유로(720)를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 제2 온도센서(724)와, 상기 제1 회송유로(710)를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 제1 회송유로(710)를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 제1 제어밸브(712)를 제어하고 상기 제2 회송유로(720)를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 제2 회송유로(720)를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 제2 제어밸브(722)를 제어하는 제어부(800)를 더 포함할 수 있다.In addition, even if the flow rate of the exhaust gas flowing along the
이와 같이 제1 온도센서(714) 및 제2 온도센서(724)에 의해 감지된 배기가스의 온도에 따라 제어부(800)가 제1 제어밸브(712) 및 제2 제어밸브(722)가 자동으로 조절되도록 구성되면, LNG 엔진(600)에서 배출되는 배기가스의 온도가 지속적으로 변동되더라도 혼합기가열부(500)나 연료가열부(300), 기화부(200)로 제공되는 열에너지의 양은 일정하게 유지되는바, LNG 엔진(600)의 연소효율이 항상 일정하게 유지될 수 있다는 장점이 있다.As such, the
한편, 기화부(200)의 후단과 연료가열부(300)의 후단에는 각각 필터(310)가 장착되고, 연료가열부(300)와 연료분사장치(400) 사이에는 압력레귤레이터(320)가 장착되는데, 상기 필터(310)와 압력레귤레이터(320)는 종래의 액화천연가스 연소장치에도 동일하게 구비되어 있는바, 상기 필터(310)와 압력레귤레이터(320)에 대한 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, the
도 2는 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치 제2 실시예의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a second embodiment of a liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat according to the present invention.
본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치는 배기가스를 회송시키는 유로의 구조를 더욱 단순화시킬 수 있도록 제작될 수도 있다. 즉, 본 발명에 의한 배기열을 이용한 액화천연가스 연소장치는, 액화천연가스가 저장된 LNG 탱크(100)와, 상기 LNG 탱크(100)에서 제공된 액화천연가스를 기화시키는 기화부(200)와, 상기 기화부(200)에서 기화된 액화천연가스를 가열시키는 연료가열부(300)와, 상기 연료가열부(300)에서 가열된 연료를 분사하여 공기와 혼합시킴으로써 혼합기를 생성하는 연료분사장치(400)와, 상기 연료분사장치(400)에서 생성된 혼합기를 가열하는 혼합기가열부(500)와, 상기 혼합기가열부(500)에 의해 가열된 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키며 배출유로(610)를 통해 배기가스를 배출시키는 LNG 엔진(600)과, 상기 배출유로(610)를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 연료가열부(300)로 유입시켜 상기 연료가열부(300)로 유입된 연료와 열교환시킨 후 상기 기화부(200)와 상기 혼합기가열부(500)로 분기시켜 제공하는 분기유로(730)를 포함하여 구성될 수 있다.The liquefied natural gas combustion apparatus using exhaust heat according to the present invention may be manufactured to further simplify the structure of the flow path for returning the exhaust gas. That is, the liquefied natural gas combustion apparatus using the exhaust heat according to the present invention, the
이와 같이 분기유로(730)를 따라 연료가열부(300)로 공급된 배기가스가 상기 연료가열부(300)에서 1차적으로 열교환된 후, 기화부(200)와 혼합기가열부(500)로 분기되어 공급되도록 구성되면, 하나의 유로만으로 연료가열부(300)와 기화부(200), 혼합기가열부(500)에 모두 배기가스를 공급할 수 있으므로, 내부 구성이 매우 간단해진다는 장점이 있다.As described above, after the exhaust gas supplied to the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 분기유로(730)만으로 배기가스를 연료가열부(300)와 기화부(200), 혼합기가열부(500)로 공급히는 경우에 있어서도 상기 분기유로(730)를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 조절될 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 분기유로(730)와 상기 배출유로(610)가 연결된 지점에 장착되어 상기 분기유로(730)를 통해 상기 연료가열부(300)로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 분기밸브(732)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 분기밸브(732)의 구성 및 기능은 도 1에 도시된 제1 제어밸브(712) 및 제2 제어밸브(722)와 실질적으로 동일하므로, 상기 분기밸브(732)에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, as shown in FIG. 2, even when exhaust gas is supplied to the
또한 본 발명에 의한 액화천연가스 연소장치가 도 2에 도시된 구조로 구성되는 경우에 있어서도, LNG 엔진(600)에서 배출되는 배기가스의 온도가 변동되더라도 연료가열부(300) 및 기화부(200), 혼합기가열부(500)로 공급되는 열에너지의 양이 자동으로 조절될 수 있도록, 상기 분기유로(730)를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 분기유로 온도센서(734)와, 상기 분기유로(730)를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 분기유로(730)를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 분기밸브(732)를 제어하는 제어부(800)를 더 포함할 수 있다.In addition, even when the liquefied natural gas combustion apparatus according to the present invention has the structure shown in FIG. 2, even if the temperature of the exhaust gas discharged from the
이와 같이 분기유로(730)에 분기밸브(732)가 구비되면, 배기가스의 온도가 불규칙하게 변동되더라도 상기 분기밸브(732)의 조작만으로 연료가열부(300)나 기화부(200), 혼합기가열부(500)로 제공되는 열에너지의 양이 일정하게 유지되는바, LNG 엔진(600)의 연소효율이 항상 일정하게 유지된다는 효과를 얻을 수 있게 된다.When the
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to a specific Example and should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100 : LNG 탱크
200 : 기화부
300 : 연료가열부
310 : 필터
320 : 압력레귤레이터
400 : 연료분사장치
500 : 혼합기가열부
600 : LNG 엔진
610 : 배출유로
710 : 제1 회송유로
712 : 제1 제어밸브
714 : 제1 온도센서
720 : 제2 회송유로
722 : 제2 제어밸브
724 : 제2 온도센서
730 : 분기유로
732 : 분기밸브
734 : 분기유로 온도센서
800 : 제어부100: LNG tank 200: vaporizer
300: fuel heating unit 310: filter
320: pressure regulator 400: fuel injection device
500: mixing heater 600: LNG engine
610: discharge passage 710: first return passage
712: first control valve 714: first temperature sensor
720: second return flow path 722: second control valve
724: second temperature sensor 730: branch flow path
732: branch valve 734: branch flow path temperature sensor
800: control unit
Claims (7)
상기 LNG 탱크에서 제공된 액화천연가스를 기화시키는 기화부;
상기 기화부에서 기화된 액화천연가스를 가열시키는 연료가열부;
상기 연료가열부에서 가열된 연료를 분사하여 공기와 혼합시킴으로써 혼합기를 생성하는 연료분사장치;
상기 연료분사장치에서 생성된 혼합기를 가열하는 혼합기가열부;
상기 혼합기가열부에 의해 가열된 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키며, 배출유로를 통해 배기가스를 배출시키는 LNG 엔진;
상기 배출유로를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 혼합기가열부로 유입시키는 제1 회송유로;
상기 배출유로를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 연료가열부를 거쳐 상기 기화기로 유입시키는 제2 회송유로;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 연소장치.LNG tank in which liquefied natural gas is stored;
A vaporization unit for vaporizing liquefied natural gas provided from the LNG tank;
A fuel heater for heating the liquefied natural gas vaporized in the vaporizer;
A fuel injection device generating a mixer by injecting the fuel heated in the fuel heating unit and mixing the fuel with air;
A mixer heater for heating the mixer generated by the fuel injection device;
An LNG engine configured to burn power of the mixer heated by the heater to generate power, and to discharge exhaust gas through a discharge passage;
A first return passage for introducing a portion of the exhaust gas discharged through the discharge passage into the mixer heating unit;
A second return passage for introducing a part of the exhaust gas discharged through the discharge passage into the vaporizer through the fuel heating unit;
LNG gas combustion apparatus characterized in that it comprises a.
상기 제1 회송유로와 상기 배출유로가 연결된 지점에 장착되어 상기 제1 회송유로를 통해 상기 혼합기가열부로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 제1 제어밸브;
상기 제2 회송유로와 상기 배출유로가 연결된 지점에 장착되어 상기 제2 회송유로를 통해 상기 혼합기가열부로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 제2 제어밸브;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 연소장치.The method according to claim 1,
A first control valve mounted at a point at which the first return passage and the discharge passage are connected to control a flow rate of the exhaust gas provided to the mixer heater through the first return passage;
A second control valve mounted at a point at which the second return passage and the discharge passage are connected to control a flow rate of the exhaust gas provided to the mixer heater through the second return passage;
LNG gas combustion apparatus further comprises a.
상기 제1 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 제1 온도센서;
상기 제2 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 제2 온도센서;
상기 제1 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 제1 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 제1 제어밸브를 제어하고 상기 제2 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 제2 회송유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 제2 제어밸브를 제어하는 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 연소장치.The method according to claim 2,
A first temperature sensor detecting a temperature of exhaust gas flowing along the first return flow path;
A second temperature sensor for sensing a temperature of exhaust gas flowing along the second return flow path;
The first control valve is controlled such that the flow rate of the exhaust gas flowing along the first return passage is inversely proportional to the temperature of the exhaust gas flowing along the first return passage, and the flow rate of the exhaust gas flowing along the second return passage is increased. A control unit controlling the second control valve to be inversely proportional to the temperature of the exhaust gas flowing along the second return flow path;
LNG gas combustion apparatus further comprises a.
상기 제1 회송유로는 상기 배출유로 중 상기 제2 회송유로보다 상기 LNG 엔진과 가까운 지점으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 연소장치.The method according to claim 1,
And the first return flow passage branches from a point closer to the LNG engine than the second return flow passage of the discharge flow passage.
상기 LNG 탱크에서 제공된 액화천연가스를 기화시키는 기화부;
상기 기화부에서 기화된 액화천연가스를 가열시키는 연료가열부;
상기 연료가열부에서 가열된 연료를 분사하여 공기와 혼합시킴으로써 혼합기를 생성하는 연료분사장치;
상기 연료분사장치에서 생성된 혼합기를 가열하는 혼합기가열부;
상기 혼합기가열부에 의해 가열된 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키며, 배출유로를 통해 배기가스를 배출시키는 LNG 엔진;
상기 배출유로를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 상기 연료가열부로 유입시켜 상기 연료가열부로 유입된 연료와 열교환시킨 후, 상기 기화부와 상기 혼합기가열부로 분기시켜 제공하는 분기유로;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 연소장치.LNG tank in which liquefied natural gas is stored;
A vaporization unit for vaporizing liquefied natural gas provided from the LNG tank;
A fuel heater for heating the liquefied natural gas vaporized in the vaporizer;
A fuel injection device generating a mixer by injecting the fuel heated in the fuel heating unit and mixing the fuel with air;
A mixer heater for heating the mixer generated by the fuel injection device;
An LNG engine configured to burn power of the mixer heated by the heater to generate power, and to discharge exhaust gas through a discharge passage;
A branching flow path which flows a part of the exhaust gas discharged through the discharge flow path into the fuel heating part and heat-exchanges with the fuel introduced into the fuel heating part, and branches the vaporization part and the mixed heating part;
LNG gas combustion apparatus characterized in that it comprises a.
상기 분기유로와 상기 배출유로가 연결된 지점에 장착되어 상기 분기유로를 통해 상기 연료가열부로 제공되는 배기가스의 유량을 제어하는 분기밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 연소장치.The method according to claim 5,
And a branch valve mounted at a point at which the branch passage and the discharge passage are connected to control a flow rate of the exhaust gas provided to the fuel heating unit through the branch passage.
상기 분기유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도를 감지하는 분기유로 온도센서;
상기 분기유로를 따라 흐르는 배기가스의 유량이 상기 분기유로를 따라 흐르는 배기가스의 온도에 반비례하도록 상기 분기밸브를 제어하는 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 연소장치.
The method according to claim 6,
A branch channel temperature sensor for sensing a temperature of exhaust gas flowing along the branch channel;
A control unit for controlling the branch valve so that the flow rate of the exhaust gas flowing along the branch passage is inversely proportional to the temperature of the exhaust gas flowing along the branch passage;
LNG gas combustion apparatus further comprises a.
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