KR20210113881A - 연소기관의 배기장치 - Google Patents

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KR20210113881A
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성용욱
김재관
박성종
이대희
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 연소기관의 배기장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연소기관의 배기장치는, 복수 개의 연소실린더 중 일부로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 제1 가스리시버와, 복수 개의 연소실린더 중 나머지로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 적어도 하나의 제2 가스리시버와, 제1 가스리시버와 이산화탄소포집장치 사이를 연결하여 제1 가스리시버에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치로 공급하는 제1 배기관과, 제2 가스리시버와 연통 사이를 연결하여 제2 가스리시버에 수용된 배기가스를 연통으로 배출시키는 적어도 하나의 제2 배기관과, 연통과 제1 배기관 사이를 연결하는 제1 연결배기관과, 일단이 제1 연결배기관 전단의 연통 또는 제2 배기관에 연결되고 타단이 제1 연결배기관에 연결되는 제2 연결배기관, 및 제2 연결배기관의 타단이 연결되는 제1 연결배기관 상에 설치되며, 제2 연결배기관 내부를 유동하는 배기가스에 의해 동작하여 제1 배기관과 연통 사이의 압력을 조절하는 조절밸브를 포함할 수 있다.

Description

연소기관의 배기장치{Exhaust system of combustion engine}
본 발명은 연소기관의 배기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 리시버에 수용된 배기가스를 연통과 이산화탄소포집장치에 각각 공급할 수 있는 연소기관의 배기장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연소기관과 연통 사이에는 가스 리시버(gas receiver)라 불리는 일종의 버퍼탱크가 설치된다. 가스 리시버는 연소기관에서 실린더 왕복 운동에 의해 불균일하게 배출되는 배기가스에 의한 맥동을 줄이기 위한 것으로, 연소기관에서 배출되는 배기가스를 수용하여 맥동을 줄인 후에 연통으로 배출시킨다. 선박에는 복수 개의 연소기관이 설치되어 있으므로, 가스 리시버 또한 복수 개가 마련되며, 통상, 하나의 가스 리시버에 2~4개의 연소기관이 연결된다.
한편, 연소기관은 연료를 연소하여 동력을 생성하므로, 연료의 연소과정에서 발생하는 배기가스에는 질소산화물, 황산화물, 이산화탄소 등이 포함되어 있다. 대기오염이 증가함에 따라 배기가스에 포함된 각종 유해물질에 대한 규제가 엄격해지고 있는 실정이며, 질소산화물과 황산화물뿐만 아니라 이산화탄소도 유엔 산화기관인 국제 해사기구(IMO; International Maritime Organization)로부터 배출규제를 받고 있다. 배기가스에 포함된 이산화탄소를 포집하는 방법으로는 크게, 흡수제를 이용한 습식 포집 방법과, 멤브레인을 이용한 건식 포집 방법이 있으며, 주로, 습식 포집 방법이 이용된다. 습식 포집 방법은, 흡수제가 존재하는 흡수부에 배기가스를 통과시켜 배기가스에 포함된 이산화탄소를 흡수제에 흡수시키고, 재생부에 이산화탄소를 흡수한 흡수제를 통과시켜 이산화탄소와 흡수제를 분리하는 방식이다. 그러나, 종래의 가스 리시버는 연통으로만 연결되어 배기가스를 모두 연통으로 배출하므로, 배기가스에 포함된 이산화탄소의 분리가 용이하지 않은 문제점이 있다.
이에, 가스 리시버에 수용된 배기가스를 연통과 이산화탄소포집장치로 각각 공급할 수 있는 배기장치가 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-2017347호 (2019. 08. 27.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가스 리시버에 수용된 배기가스를 연통과 이산화탄소포집장치에 각각 공급할 수 있는 연소기관의 배기장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연소기관의 배기장치는, 복수 개의 연소실린더 중 일부로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 제1 가스리시버와, 복수 개의 상기 연소실린더 중 나머지로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 적어도 하나의 제2 가스리시버와, 상기 제1 가스리시버와 이산화탄소포집장치 사이를 연결하여 상기 제1 가스리시버에 수용된 배기가스를 상기 이산화탄소포집장치로 공급하는 제1 배기관과, 상기 제2 가스리시버와 연통 사이를 연결하여 상기 제2 가스리시버에 수용된 배기가스를 상기 연통으로 배출시키는 적어도 하나의 제2 배기관과, 상기 연통과 상기 제1 배기관 사이를 연결하는 제1 연결배기관과, 일단이 상기 제1 연결배기관 전단의 상기 연통 또는 상기 제2 배기관에 연결되고 타단이 상기 제1 연결배기관에 연결되는 제2 연결배기관, 및 상기 제2 연결배기관의 타단이 연결되는 상기 제1 연결배기관 상에 설치되며, 상기 제2 연결배기관 내부를 유동하는 배기가스에 의해 동작하여 상기 제1 배기관과 상기 연통 사이의 압력을 조절하는 조절밸브를 포함한다.
상기 연소기관의 배기장치는, 일단이 상기 제1 배기관에 연결되고, 타단이 상기 제2 연결배기관의 타단과 동일 선상의 상기 제1 연결배기관에 연결되는 제3 연결배기관을 더 포함하되, 상기 조절밸브는 피스톤 형태로 형성되어 상기 제2 연결배기관과 상기 제3 연결배기관 사이에서 슬라이딩 이동하여 상기 제1 연결배기관을 개폐할 수 있다.
상기 제1 연결배기관은 상기 제2 연결배기관의 타단과 상기 제3 연결배기관의 타단 사이에 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 연결배기관은 상기 연통과 연결되는 상기 조절밸브의 일 측 내부 압력이 상기 제2 연결배기관의 내부 압력과 동일하게 형성되고, 상기 제1 배기관과 연결되는 상기 조절밸브의 타 측 내부 압력이 상기 제3 연결배기관의 내부 압력과 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 가스 리시버에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치와 연통에 각각 공급할 수 있다. 특히, 제1 가스리시버에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치로 공급하는 제1 배기관과 연통 사이를 연결하는 제1 연결배기관 상에 제1 배기관과 연통 사이의 압력을 조절하는 조절밸브가 설치되므로, 제1 배기관과 연통의 압력을 용이하게 일치시킬 수 있다. 따라서, 제1 가스리시버와 제2 가스리시버에 각각 수용된 배기가스가 이산화탄소포집장치와 연통에 각각 원활하게 공급될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연소기관의 배기장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제1 연결배기관 상에 조절밸브가 설치된 모습을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 연소기관의 배기장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 연소기관의 배기장치에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 연소기관의 배기장치는 가스 리시버에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치와 연통에 각각 공급할 수 있다. 특히, 제1 가스리시버에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치로 공급하는 제1 배기관과 연통 사이를 연결하는 제1 연결배기관 상에 제1 배기관과 연통 사이의 압력을 조절하는 조절밸브가 설치되므로, 제1 배기관과 연통의 압력을 용이하게 일치시킬 수 있다. 따라서, 제1 가스리시버와 제2 가스리시버에 각각 수용된 배기가스가 이산화탄소포집장치와 연통에 각각 원활하게 공급될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 연소기관의 배기장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연소기관의 배기장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 제1 연결배기관 상에 조절밸브가 설치된 모습을 확대하여 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 연소기관의 배기장치(1)는 제1 가스리시버(10)와, 적어도 하나의 제2 가스리시버(20)와, 제1 배기관(30)과, 적어도 하나의 제2 배기관(40)과, 제1 연결배기관(50)과, 제2 연결배기관(60), 및 조절밸브(70)를 포함한다.
제1 가스리시버(10)는 복수 개의 연소실린더(100) 중 일부로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 탱크로, 단일 개가 마련될 수 있다. 여기서, 연소실린더(100)라 함은, 연료의 연소가 이루어지는 통 형상의 부재로, 복수 개가 연소기관에 설치될 수 있다. 제1 가스리시버(10)는 복수 개의 연소실린더(100) 중 일부에서 실린더 왕복 운동에 의해 불균일하게 배출되는 배기가스를 수용하여 맥동을 줄인 후 후술할 제1 배기관(30)으로 배출시킨다. 도면 상에는 제1 가스리시버(10)에 3개의 연소실린더(100)가 연결된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 제1 가스리시버(10)에 연결되는 연소실린더(100)의 개수는 필요에 따라 가감될 수 있다.
제2 가스리시버(20)는 복수 개의 연소실린더(100) 중 나머지로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 탱크로, 적어도 하나가 마련될 수 있다. 제2 가스리시버(20)는 복수 개의 연소실린더(100) 중 제1 가스리시버(10)에 연결된 일부를 제외한 나머지에서 실린더 왕복 운동에 의해 불균일하게 배출되는 배기가스를 수용하여 맥동을 줄인 후 후술할 제2 배기관(40)으로 배출시킨다. 도면 상에는 2개의 제2 가스리시버(20)에 각각 3개의 연소실린더(100)가 연결된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 제2 가스리시버(20)의 개수 및 제2 가스리시버(20)에 연결되는 연소실린더(100)의 개수는 필요에 따라 가감될 수 있다. 이러한 제1 가스리시버(10)와 제2 가스리시버(20)는 서로 독립된 탱크로 형성될 수도 있고, 하나의 탱크 내부가 구획되어 형성될 수도 있다.
제1 가스리시버(10)와 제2 가스리시버(20)에는 각각, 제1 배기관(30)과 제2 배기관(40)이 연결된다.
제1 배기관(30)은 제1 가스리시버(10)와 이산화탄소포집장치(200) 사이를 연결하여 제1 가스리시버(10)에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치(200)로 공급하는 관으로, 일단이 제1 가스리시버(10)에 연결되고 타단이 이산화탄소포집장치(200)에 연결된다. 여기서, 이산화탄소포집장치(200)라 함은, 흡수제를 이용하여 습식 포집 방식으로 배기가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 장치로, 흡수제가 존재하는 흡수부에 배기가스를 통과시켜 배기가스에 포함된 이산화탄소를 흡수제에 흡수시키고, 재생부에 이산화탄소를 흡수한 흡수제를 통과시켜 이산화탄소와 흡수제를 분리한다. 이산화탄소포집장치(200)는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
제2 배기관(40)은 제2 가스리시버(20)와 연통(300) 사이를 연결하여 제2 가스리시버(20)에 수용된 배기가스를 연통(300)으로 배출시키는 관으로, 일단이 제2 가스리시버(20)에 연결되고 타단이 연통(300)에 연결된다. 여기서, 연통(300)이라 함은, 배기가스를 외부로 배출하는 관(管) 형상의 부재로, 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다. 연통(300) 상에는 배기가스의 열로 스팀을 생성하는 적어도 하나의 이코노마이저(310)가 설치될 수 있으며, 이코노마이저(310)에서 생성된 스팀은 스팀공급관(320)을 통해 이산화탄소포집장치(200)로 공급될 수 있다. 스팀공급관(320)은 이산화탄소포집장치(200)의 리보일러에 스팀을 공급하며, 리보일러는 이코노마이저(310)로부터 공급받은 스팀을 이용하여 재생부에 공급되는 흡수제를 가열할 수 있다.
한편, 연통(300)과 제1 배기관(30) 사이는 제1 연결배기관(50)에 의해 연결되고, 제1 연결배기관(50)에는 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80)이 연결될 수 있다.
제1 연결배기관(50)은 연통(300)과 제1 배기관(30)의 내부 압력을 동일하게 보정하기 위한 관으로, 일단이 연통(300)에 연결되고 타단이 제1 배기관(30)에 연결된다. 제2 연결배기관(60)은 후술할 조절밸브(70)의 동작을 돕기 위한 관으로, 일단이 제1 연결배기관(50) 전단의 연통(300) 또는 제2 배기관(40)에 연결되고 타단이 제1 연결배기관(50)에 연결된다. 제3 연결배기관(80)은 조절밸브(70)의 동작을 위한 것으로, 일단이 제1 배기관(30)에 연결되고 타단이 제2 연결배기관(60)의 타단과 동일 선상의 제1 연결배기관(50)에 연결될 수 있다. 필요에 따라, 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80) 상에는 배기가스의 유동을 제어하는 개폐밸브(도시되지 않음)가 설치될 수도 있다. 이하, 제2 연결배기관(60)의 일단이 제2 배기관(40)에 연결된 구조를 보다 중점적으로 설명한다.제1 연결배기관(50)이 연통(300)과 제1 배기관(30) 사이를 연결하고, 제2 연결배기관(60)이 제2 배기관(40)과 제1 연결배기관(50) 사이를 연결하며, 제3 연결배기관(80)이 제1 배기관(30)과 제1 연결배기관(50) 사이를 연결함으로써, 연통(300)을 유동하는 배기가스가 제1 연결배기관(50)을 통해 제1 배기관(30)으로 이동하거나 제2 배기관(40)을 유동하는 배기가스가 제2 연결배기관(60) 및 제1 연결배기관(50)을 통해 제1 배기관(30)으로 이동할 수 있다. 또는, 반대로, 제1 배기관(30)을 유동하는 배기가스가 제1 연결배기관(50)을 통해 연통(300)으로 이동하거나 제1 배기관(30)을 유동하는 배기가스가 제3 연결배기관(80) 및 제1 연결배기관(50)을 통해 연통(300)으로 이동할 수 있다. 따라서,
연통(300)의 내부 압력과 제1 배기관(30)의 내부 압력을 용이하게 일치시킬 수 있다. 제2 연결배기관(60)의 타단이 연결되는 제1 연결배기관(50) 상에는 조절밸브(70)가 설치된다.
조절밸브(70)는 제2 연결배기관(60) 또는 제3 연결배기관(80) 내부를 유동하는 배기가스에 의해 동작하여 제1 배기관(30)과 연통(300) 사이의 압력을 조절하는 것으로, 피스톤 형태로 형성될 수 있다. 즉, 조절밸브(70)는 배기가스의 유동을 제어하여 제1 배기관(30)과 연통(300)의 내부 압력을 일치시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 연결배기관(60)의 타단과 동일 선상의 제1 연결배기관(50) 상에 제3 연결배기관(80)이 연결되므로, 조절밸브(70)가 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80) 사이에서 슬라이딩 이동하여 제1 연결배기관(50)을 개폐할 수 있다. 예를 들어, 제2 배기관(40), 및 제2 배기관(40)과 연결된 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압이, 제1 배기관(30), 및 제1 배기관(30)과 연결된 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압보다 큰 경우, 제2 연결배기관(60)을 유동하는 배기가스가 조절밸브(70)를 가압하여 제3 연결배기관(80) 측으로 이동시킬 수 있다. 반대로, 제1 배기관(30), 및 제1 배기관(30)과 연결된 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압이, 제2 배기관(40), 및 제2 배기관(40)과 연결된 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압보다 큰 경우, 제3 연결배기관(80)을 유동하는 배기가스가 조절밸브(70)를 가압하여 제2 연결배기관(60) 측으로 이동시킬 수 있다. 이를 위해, 조절밸브(70)는 압력 차에 의해 배기가스의 유동이 방향성을 갖을 수 있도록 제2 연결배기관(60)과 접하는 일 측과, 제3 연결배기관(80)과 접하는 타 측의 단면적을 서로 다르게 할 수 있다. 또는, 조절밸브(70)의 일 측과 접하는 제2 연결배기관(60)의 단부 단면적과, 조절밸브(70)의 타 측과 접하는 제3 연결배기관(80)의 단부 단면적을 서로 다르게 할 수 있다. 조절밸브(70)의 일 측과 타 측의 단면적을 서로 다르게 하거나, 제2 연결배기관(60)의 단부 단면적과 제3 연결배기관(80)의 단부 단면적을 서로 다르게 하면, 배기가스의 유동이 방향성을 갖을 뿐만 아니라 개도되는 차압을 설정할 수 있는 장점이 있다.
조절밸브(70)는 이와 같이, 연통(300)과 제1 배기관(30) 사이에 압력 차가 발생한 경우 동작하며, 배기가스의 유동을 적절하게 제어하여 제1 배기관(30)과 연통(300)의 내부 압력을 동일하게 보정할 수 있다.
도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 조절밸브(70)는 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80) 사이에서 슬라이딩 이동하여 제1 연결배기관(50)을 개폐할 수 있다. 예를 들어, 제1 연결배기관(50)과 근접한 제2 연결배기관(60) 및 제3 연결배기관(80)에는 각각 슬라이딩 레일이 돌출 형성되고, 조절밸브(70)에는 슬라이딩 레일에 결합되는 만입홈이 형성되어 조절밸브(70)가 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80) 사이에서 슬라이딩 이동할 수 있다. 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80)의 타단은 동일 선상에 배치되고, 제1 연결배기관(50)은 제2 연결배기관(60)의 타단과 제3 연결배기관(80)의 타단 사이에 수직하게 배치되므로, 조절밸브(70)는 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80) 사이를 용이하게 슬라이딩 이동하며 제1 연결배기관(50)을 개폐할 수 있다.
예를 들어, 제2 배기관(40) 및 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압이, 제1 배기관(30) 및 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압보다 크면, 제2 연결배기관(60)을 유동하는 배기가스가 조절밸브(70)를 가압하여 제3 연결배기관(80) 측으로 이동시킬 수 있다. 제1 연결배기관(50)은 연통(300)과 연결되는 조절밸브(70)의 일 측 내부 압력이 제2 연결배기관(60)의 내부 압력과 동일하게 형성되므로, 제2 배기관(40) 및 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압이 큰 경우 조절밸브(70)를 제3 연결배기관(80) 측으로 밀어 올릴 수 있다. 이 때, 제3 연결배기관(80)에 형성된 슬라이딩 레일의 끝단에는 조절밸브(70)의 이동을 제한하는 걸림턱(80a)이 형성되므로, 조절밸브(70)는 정해진 범위 내에서 슬라이딩 이동할 수 있다. 조절밸브(70)가 제3 연결배기관(80) 측으로 이동함에 따라 제1 연결배기관(50)이 개방되며, 이로 인해, 제2 배기관(40)과 제2 연결배기관(60), 및 연통(300) 측의 배기가스가 제1 연결배기관(50)을 통해 제1 배기관(30) 측으로 이동할 수 있다. 조절밸브(70)는 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80)의 내부 압력이 일치될 때까지 제1 연결배기관(50)을 개방할 수 있다.
반대로, 제1 배기관(30) 및 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압이, 제2 배기관(40) 및 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압보다 큰 경우, 제3 연결배기관(80)을 유동하는 배기가스가 조절밸브(70)를 가압하여 제2 연결배기관(60) 측으로 이동시킬 수 있다. 제1 연결배기관(50)은 제1 배기관(30)과 연통되는 조절밸브(70)의 타 측 내부 압력이 제3 연결배기관(80)의 내부 압력과 동일하게 형성되므로, 제1 배기관(30) 및 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압이 큰 경우 조절밸브(70)를 제2 연결배기관(60) 측으로 밀어 내릴 수 있다. 이 때, 제2 연결배기관(60)에 형성된 슬라이딩 레일의 끝단에는 조절밸브(70)의 이동을 제한하는 걸림턱(60a)이 형성되므로, 조절밸브(70)는 정해진 범위 내에서 슬라이딩 이동할 수 있다. 조절밸브(70)가 제2 연결배기관(60) 측으로 이동함에 따라 제1 연결배기관(50)이 개방되며, 이로 인해, 제1 배기관(30)과 제3 연결배기관(80) 측의 배기가스가 제1 연결배기관(50)을 통해 연통(300) 측으로 이동할 수 있다. 조절밸브(70)는 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80)의 내부 압력이 일치될 때까지 제1 연결배기관(50)을 개방할 수 있다.
이러한 조절밸브(70)는 제1 배기관(30) 상에 설치된 제어밸브(31)와 함께 동작할 수 있다.
제어밸브(31)는 이산화탄소포집장치(200)로 공급되는 배기가스의 유동을 제어하는 것으로, 제1 연결배기관(50) 후단의 제1 배기관(30) 상에 설치되어 조절밸브(70)의 동작 시 필요에 따라 동작하여 제1 배기관(30)을 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 연소기관의 배기장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3 내지 도 5는 연소기관의 배기장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 연소기관의 배기장치(1)는 가스 리시버에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치(200)와 연통(300)에 각각 공급할 수 있다. 특히, 제1 가스리시버(10)에 수용된 배기가스를 이산화탄소포집장치(200)로 공급하는 제1 배기관(30)과 연통(300) 사이를 연결하는 제1 연결배기관(50) 상에 제1 배기관(30)과 연통(300) 사이의 압력을 조절하는 조절밸브(70)가 설치되므로, 제1 배기관(30)과 연통(300)의 압력을 용이하게 일치시킬 수 있다. 따라서, 제1 가스리시버(10)와 제2 가스리시버(20)에 각각 수용된 배기가스가 이산화탄소포집장치(200)와 연통(300)에 각각 원활하게 공급될 수 있다.
복수 개의 연소실린더(100) 중 일부는 제1 가스리시버(10)에 연결되어 배기가스를 배출하고, 나머지는 제2 가스리시버(20)에 연결되어 배기가스를 배출한다. 제1 가스리시버(10)에 수용된 배기가스는 제1 배기관(30)을 통해 이산화탄소포집장치(200)로 공급되며, 제2 가스리시버(20)에 수용된 배기가스는 제2 배기관(40)을 통해 연통(300)으로 배출된다. 연통(300) 상에 설치된 이코노마이저(310)는 배기가스의 열로 스팀을 생성하며, 이코노마이저(310)에서 생성된 스팀은 스팀공급관(320)을 통해 이산화탄소포집장치(200)의 리보일러로 공급된다. 연통(300)과 제1 배기관(30) 사이는 제1 연결배기관(50)에 의해 연결되며, 제1 연결배기관(50) 상에 설치된 조절밸브(70)는 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80) 내부를 유동하는 배기가스에 의해 동작한다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 배기관(30) 및 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압이, 제2 배기관(40) 및 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압과 동일한 경우, 조절밸브(70)는 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80) 사이의 제1 연결배기관(50) 상에 배치되며, 이로 인해, 제1 연결배기관(50)이 폐쇄되어 배기가스의 유동이 제한될 수 있다. 이 때, 제2 연결배기관(60)과 제3 연결배기관(80)의 내부 압력을 동일하게 유지될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 배기관(40) 및 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압이, 제1 배기관(30) 및 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압보다 큰 경우, 제2 연결배기관(60)을 유동하는 배기가스가 조절밸브(70)를 가압하여 제3 연결배기관(80) 측으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
이로 인해, 제1 연결배기관(50)이 개방되어 연통(300) 및 제2 연결배기관(60) 측의 배기가스가 제1 배기관(30) 측으로 이동할 수 있다. 조절밸브(70)는 제1 배기관(30)과 연통(300)의 내부 압력이 일치될 때까지 제1 연결배기관(50)을 개방하여 연통(300) 측의 배기가스를 제1 배기관(30) 측으로 유동시킬 수 있다. 제1 배기관(30)과 연통(300) 내부의 압력이 일치되면, 조절밸브(70)가 원래의 위치로 복귀할 수 있다.
반대로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 배기관(30) 및 제3 연결배기관(80)에 걸리는 차압이, 제2 배기관(40) 및 제2 연결배기관(60)에 걸리는 차압보다 큰 경우, 제3 연결배기관(80)을 유동하는 배기가스가 조절밸브(70)를 가압하여 제2 연결배기관(60) 측으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
이로 인해, 제1 연결배기관(50)이 개방되어 제1 배기관(30) 및 제3 연결배기관(80) 측의 배기가스가 연통(300) 측으로 이동할 수 있다. 조절밸브(70)는 제1 배기관(30)과 연통(300)의 내부 압력이 일치될 때까지 제1 연결배기관(50)을 개방하여 제1 배기관(30) 측의 배기가스를 연통(300) 측으로 유동시킬 수 있다. 제1 배기관(30)과 연통(300) 내부의 압력이 일치되면, 조절밸브(70)가 원래의 위치로 복귀될 수 있다.
이러한 일련의 과정을 통해 제1 배기관(30)과 연통(300)의 내부 압력이 일치됨에 따라, 제1 가스리시버(10)에 수용된 배기가스는 이산화탄소포집장치(200)로 원활하게 공급되고, 제2 가스리시버(20)에 수용된 배기가스는 연통(300)으로 원활하게 배출될 수 있다.이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 연소기관의 배기장치
10: 제1 가스리시버 20: 제2 가스리시버
30: 제1 배기관 31: 제어밸브
40: 제2 배기관 50: 제1 연결배기관
51: 공간부 60: 제2 연결배기관
60a: 걸림턱 70: 조절밸브
80: 제3 연결배기관 80a: 걸림턱
100: 연소실린더 200: 이산화탄소포집장치
300: 연통 310: 이코노마이저
320: 스팀공급관

Claims (4)

  1. 복수 개의 연소실린더 중 일부로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 제1 가스리시버;
    복수 개의 상기 연소실린더 중 나머지로부터 배출되는 배기가스를 수용하는 적어도 하나의 제2 가스리시버;
    상기 제1 가스리시버와 이산화탄소포집장치 사이를 연결하여 상기 제1 가스리시버에 수용된 배기가스를 상기 이산화탄소포집장치로 공급하는 제1 배기관;
    상기 제2 가스리시버와 연통 사이를 연결하여 상기 제2 가스리시버에 수용된 배기가스를 상기 연통으로 배출시키는 적어도 하나의 제2 배기관;
    상기 연통과 상기 제1 배기관 사이를 연결하는 제1 연결배기관;
    일단이 상기 제1 연결배기관 전단의 상기 연통 또는 상기 제2 배기관에 연결되고 타단이 상기 제1 연결배기관에 연결되는 제2 연결배기관, 및
    상기 제2 연결배기관의 타단이 연결되는 상기 제1 연결배기관 상에 설치되며, 상기 제2 연결배기관 내부를 유동하는 배기가스에 의해 동작하여 상기 제1 배기관과 상기 연통 사이의 압력을 조절하는 조절밸브를 포함하는 연소기관의 배기장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    일단이 상기 제1 배기관에 연결되고, 타단이 상기 제2 연결배기관의 타단과 동일 선상의 상기 제1 연결배기관에 연결되는 제3 연결배기관을 더 포함하되,
    상기 조절밸브는 피스톤 형태로 형성되어 상기 제2 연결배기관과 상기 제3 연결배기관 사이에서 슬라이딩 이동하여 상기 제1 연결배기관을 개폐하는 연소기관의 배기장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 연결배기관은 상기 제2 연결배기관의 타단과 상기 제3 연결배기관의 타단 사이에 수직하게 배치되는 연소기관의 배기장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 연결배기관은 상기 연통과 연결되는 상기 조절밸브의 일 측 내부 압력이 상기 제2 연결배기관의 내부 압력과 동일하게 형성되고, 상기 제1 배기관과 연결되는 상기 조절밸브의 타 측 내부 압력이 상기 제3 연결배기관의 내부 압력과 동일하게 형성되는 연소기관의 배기장치.
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