KR20220004846A - 암모니아 연료 동력 발생장치 - Google Patents

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KR20220004846A
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윤상웅
김정남
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최성훈
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 암모니아 연료 동력 발생장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 연료 동력 발생장치는, 내부에 액상 암모니아를 저장하는 연료탱크와, 연료탱크로부터 액상 암모니아를 공급받아 가압 및 가열하여 연료로 공급하는 연료공급유닛과, 연료공급유닛으로부터 공급받은 액상 암모니아를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관과, 연소기관에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관 상에 연결되어 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기와, 연료탱크로부터 자연 기화로 발생된 기체 상태의 암모니아를 선택적촉매환원반응기로 제공하는 암모니아공급관, 및 연료공급유닛으로부터 액상 암모니아를 공급받고, 액상 암모니아를 강제 기화시켜 암모니아공급관으로 제공하는 기화유닛을 포함할 수 있다.

Description

암모니아 연료 동력 발생장치{Ammonia fuel power generating unit}
본 발명은 암모니아 연료 동력 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액상 암모니아를 연소하여 동력을 생성하므로 이산화탄소의 발생을 방지할 수 있고, 선택적촉매환원반응기에 기상 암모니아를 용이하게 공급할 수 있는 암모니아 연료 동력 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물, 황산화물, 이산화탄소 등을 포함하고 있다. 대기오염이 증가함에 따라 배기가스에 포함된 각종 유해물질에 대한 규제가 엄격해지고 있는 실정이며, 질소산화물과 황산화물뿐만 아니라 이산화탄소도 유엔 산화기관인 국제해사기구(IMO; International Maritime Organization)로부터 배출규제를 받고 있다. 실제, 국제해사기구는 2020년부터 배출통제지역(ECA: Emission Control Area) 뿐만 아니라 글로벌지역(global area)에서도 연료의 황함유량을 0.5%로 제한하고 있으며, 2008년 대비 이산화탄소의 배출량을 2030년까지 40% 줄이고 2050년까지 70% 줄이는 것을 추진 중에 있다. 이에 따라, 저탄소 또는 탈탄소 연료를 이용하여 동력을 생성하는 친환경 선박의 개발이 요구되고 있으며, 차세대 친환경 연료 중 하나로 연소 시 이산화탄소의 배출이 없는 액상 암모니아가 대두되고 있다.
한편, 액상 암모니아의 연소 시 발생하는 배기가스에도 질소산화물이 포함되어 있으므로, 질소산화물을 저감시키기 위해 선택적촉매환원반응기(SCR; Selective Catalytic Reduction)가 설치된다. 선택적촉매환원반응기는 환원제와 섞인 배기가스를 반응기에 설치된 촉매층에 통과시켜 질소산화물을 질소와 물로 환원시키는데, 환원제로써 기상의 암모니아가 사용된다. 기상의 암모니아는 폭발 위험성과 부식성이 높아 저장과 사용이 어려운 문제가 있으며, 이로 인해, 종래에는 암모니아를 생성할 수 있는 요소수를 탱크에 보관하고, 필요 시 선택적촉매환원반응기에서 요소수를 열분해하여 기상의 암모니아로 변환시켜 사용하였다. 요소수를 탱크에 보관하고 필요 시 열분해하여 사용함에 따라, 폭발 위험성은 줄어드나 장치가 복잡해지고 선박 내 공간활용도가 저하되는 단점이 있다.
이에, 이산화탄소의 발생을 방지하면서 간단한 구조로 선택적촉매환원반응기에 기상 암모니아를 용이하게 공급할 수 있는 동력 발생장치가 필요하게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0089454호 (2011. 08. 08.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액상 암모니아를 연소하여 동력을 생성하므로 이산화탄소의 발생을 방지할 수 있고, 선택적촉매환원반응기에 기상 암모니아를 용이하게 공급할 수 있는 암모니아 연료 동력 발생장치를 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 암모니아 연료 동력 발생장치는, 내부에 액상 암모니아를 저장하는 연료탱크와, 상기 연료탱크로부터 상기 액상 암모니아를 공급받아 가압 및 가열하여 연료로 공급하는 연료공급유닛과, 상기 연료공급유닛으로부터 공급받은 상기 액상 암모니아를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관과, 상기 연소기관에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관 상에 연결되어 상기 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기와, 상기 연료탱크로부터 자연 기화로 발생된 기체 상태의 암모니아를 상기 선택적촉매환원반응기로 제공하는 암모니아공급관, 및 상기 연료공급유닛으로부터 상기 액상 암모니아를 공급받고, 상기 액상 암모니아를 강제 기화시켜 상기 암모니아공급관으로 제공하는 기화유닛을 포함한다.
상기 연료공급유닛은, 상기 연료탱크와 상기 연소기관 사이를 연결하는 연료공급관에 연결되어 상기 액상 암모니아의 공급 압력을 높이는 승압펌프와, 상기 연료공급관에 연결되어 상기 승압펌프를 통과한 상기 액상 암모니아의 온도를 높이는 제1 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 기화유닛은, 상기 연료공급관과 상기 암모니아공급관 사이를 연결하는 연결관과, 상기 연결관에 연결되어 상기 액상 암모니아를 가열하여 기화시키는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 암모니아 연료 동력 발생장치는, 상기 암모니아공급관에 설치되어 상기 암모니아공급관을 통해 이동하는 암모니아의 유량을 측정하는 센서부와, 상기 제2 열교환기 전단의 상기 연결관에 설치되며 상기 센서부와 연동하여 상기 기화유닛으로 유입되는 상기 액상 암모니아의 유량을 제어하는 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 연료탱크에 저장된 액상 암모니아가 연소기관에 공급되어 연료로 사용되므로, 연소기관의 연소 시 이산화탄소가 발생되지 않아 국제해사기구의 이산화탄소 배출규제를 만족시킬 수 있다.
또한, 배기가스가 배출되는 배기관 상에 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기가 설치되므로, 국제해사기구의 질소산화물 배출규제도 만족시킬 수 있다. 특히, 연료탱크에서 자연 기화로 발생된 기상 암모니아가 선택적촉매환원반응기로 공급되고, 필요 시 액상 암모니아를 기화하여 선택적촉매환원반응기로 공급 가능하므로, 요소수의 보관을 위한 별도의 탱크, 및 요소수의 열분해를 위한 장치가 생략될 수 있어 선박 내 공간 활용도가 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암모니아 연료 동력 발생장치를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 암모니아 연료 동력 발생장치의 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 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 암모니아 연료 동력 발생장치에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 암모니아 연료 동력 발생장치는, 연료탱크에 저장된 액상 암모니아가 연소기관에 공급되어 연료로 사용되므로, 연소기관의 연소 시 이산화탄소가 발생되지 않아 국제해사기구의 이산화탄소 배출규제를 만족시킬 수 있다. 또한, 배기가스가 배출되는 배기관 상에 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기가 설치되므로, 국제해사기구의 질소산화물 배출규제도 만족시킬 수 있다. 특히, 연료탱크에서 자연 기화로 발생된 기상 암모니아가 선택적촉매환원반응기로 공급되고, 필요 시 액상 암모니아를 기화하여 선택적촉매환원반응기로 공급 가능하므로, 요소수의 보관을 위한 별도의 탱크, 및 요소수의 열분해를 위한 장치가 생략될 수 있어 선박 내 공간 활용도가 증대될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 암모니아 연료 동력 발생장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암모니아 연료 동력 발생장치를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 암모니아 연료 동력 발생장치(1)는 연료탱크(10)와, 연료공급유닛(20)과, 연소기관(30)과, 선택적촉매환원반응기(40)와, 암모니아공급관(50), 및 기화유닛(60)을 포함한다.
연료탱크(10)는 내부가 일정한 압력으로 유지되어 액상 암모니아를 저장하는 탱크로, 내부 압력이 1barg 이하인 멤브레인 타입의 상압탱크로 형성되거나, 내부 압력이 1barg를 초과하되 10barg 미만인 C타입의 가압탱크로 형성될 수 있다. 연료탱크(10)가 멤브레인 타입의 상압탱크인 경우, 내부에 저장된 액상 암모니아의 온도는 -18.3℃ 이하일 수 있으며, 연료탱크(10)가 C타입의 가압탱크인 경우, 내부에 저장된 액상 암모니아의 온도는 -18.3℃를 초과하되 28℃ 미만일 수 있다. 연료탱크(10)가 1barg 이하인 상압탱크로 형성되거나 10barg 미만인 가압탱크로 형성됨으로써, 고압의 탱크를 사용하는 종래의 경우보다 탱크 설계 비용을 절감할 수 있고 탱크 중량도 줄일 수 있어 선박의 운항 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 이러한 연료탱크(10)에 저장된 액상 암모니아는 연료공급유닛(20)에 의해 연소기관(30)으로 공급된다.
연료공급유닛(20)은 연료탱크(10)로부터 액상 암모니아를 공급받아 가압 및 가열하여 연료로 공급하는 것으로, 연료공급관(21)과, 승압펌프(22), 및 제1 열교환기(23)를 포함한다.
연료공급관(21)은 연료탱크(10)에 저장된 액상 암모니아를 연소기관(30)으로 공급하는 관으로, 양단이 각각 연료탱크(10)와 연소기관(30)에 연결되어 연료탱크(10)와 연소기관(30) 사이를 연결한다. 연소기관(30)은 연료공급유닛(20)으로부터 공급받은 액상 암모니아를 연소하여 동력을 발생시키는 장치를 통칭하며, 예를 들어, 암모니아 엔진일 수 있다. 연료공급관(21)은 일단이 연료탱크(10)를 관통하여 연료탱크(10) 내부에 설치된 저압펌프(11)에 연결되며, 타단은 연료탱크(10) 외부로 연장되어 연소기관(30)에 연결될 수 있다. 연료공급관(21)의 일단이 저압펌프(11)에 연결됨에 따라, 연료탱크(10)에 저장된 액상 암모니아는 저압펌프(11)에 의해 펌핑(pumping)되어 연료공급관(21)을 유동할 수 있다. 연료공급관(21) 상에는 승압펌프(22)와 제1 열교환기(23)가 연결된다. 승압펌프(22)는 연료탱크(10)로부터 공급되는 액상 암모니아의 공급 압력을 높이는 것으로, 연료공급관(21) 상에 적어도 하나가 연결될 수 있다. 승압펌프(22)는 연소기관(30)에서 요구하는 압력 이상으로 액상 암모니아를 가압하며, 가압된 액상 암모니아는 연료공급관(21)을 통해 제1 열교환기(23)로 이동할 수 있다. 제1 열교환기(23)는 승압펌프(22)를 통과하여 연소기관(30)으로 공급되는 액상 암모니아의 온도를 높이는 것으로, 청수 또는 글리콜 워터와 열교환하여 액상 암모니아의 온도를 높일 수 있다. 즉, 연료탱크(10)에 저장된 액상 암모니아는 승압펌프(22)와 제1 열교환기(23)를 차례로 통과하며 가압 및 가온된 후 연료공급관(21)을 통해 연소기관(30)으로 공급되어 연료로 사용된다. 연소기관(30)이 액상 암모니아를 연소하여 동력을 생성함으로써, 이산화탄소가 발생되지 않아 국제해사기구의 이산화탄소 배출규제를 만족시킬 수 있다. 도면 상에는 승압펌프(22) 후단의 연료공급관(21) 상에 제1 열교환기(23)가 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 제1 열교환기(23)는 승압펌프(22) 전단의 연료공급관(21) 상에 설치될 수도 있다.
한편, 연소기관(30)에서 발생된 배기가스는 배기관(31)을 통해 배출되며, 배기관(31) 상에는 선택적촉매환원반응기(40)가 연결된다.
선택적촉매환원반응기(40)는 암모니아와 배기가스를 접촉시켜 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 것으로, 암모니아공급관(50)을 통해 암모니아를 공급받을 수 있다. 암모니아공급관(50)은 연료탱크(10)로부터 자연 기화로 발생한 기체 상태의 암모니아를 선택적촉매환원반응기(40)로 제공하는 관으로, 일단이 연료탱크(10) 상단에 연결되고 타단이 선택적촉매환원반응기(40)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 연료탱크(10)는 1barg 이하인 상압탱크로 형성되거나 10barg 미만인 가압탱크로 형성되어 탱크 설계 비용과 탱크 중량을 줄일 수 있는 장점이 있으나, 내부 압력이 높지 않아 액상 암모니아가 쉽게 자연 기화될 수 있다. 또는, 슬로싱(sloshing) 등의 원인으로 액상 암모니아가 자연 기화될 수도 있다. 액상 암모니아가 자연 기화되어 생성된 암모니아는 탱크 내부 압력을 증가시켜 액상 암모니아의 기화를 촉진시키는 등 여러 가지 문제를 유발하므로, 연료탱크(10)의 상단에 암모니아공급관(50)을 연결하여 선택적촉매환원반응기(40)로 공급할 수 있다. 연료탱크(10) 내부에서 자연 기화로 발생된 기체 상태의 암모니아를 선택적촉매환원반응기(40)로 공급함으로써, 탱크 내부 압력을 감소시킬 수 있음은 물론, 선택적촉매환원반응기(40)에서 암모니아를 생성하기 위해 요소수를 보관 및 열분해 할 필요가 없으므로 이에 따른 비용을 절감할 수 있고 장치 구성도 간단해질 수 있다. 선택적촉매환원반응기(40)는 환원제로써 기체 상태의 암모니아를 사용하는데, 기체 상태의 암모니아는 폭발 위험성과 부식성이 높아 저장과 사용이 어려운 단점이 있다. 이에, 종래에는 암모니아를 생성할 수 있는 요소수(urea)를 탱크에 보관하고, 필요 시 선택적촉매환원반응기에서 요소수를 열분해하여 기체 상태의 암모니아로 변환시켜 사용하였다. 그러나, 본원 발명은 연료탱크(10)에서 액상 암모니아가 자연 기화되어 생성된 기체 상태의 암모니아를 선택적촉매환원반응기(40)로 직접 공급하여 사용하므로, 요소수를 보관하는 탱크, 및 요소수를 열분해하기 위한 별도의 열원이 필요하지 않아 간단하게 장치를 구성할 수 있다. 선택적촉매환원반응기(40)로 공급된 암모니아는 배기가스와 함께 선택적촉매환원반응기(40) 내부에 설치된 촉매층을 통과하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 질소와 물로 환원시킬 수 있다. 질소산화물이 제거된 배기가스는 배기관(31)을 통해 대기 중으로 방출된다.
전술한 연료공급유닛(20)에는 기화유닛(60)이 연결된다. 기화유닛(60)은 연료공급유닛(20)으로부터 액상 암모니아를 공급받고 액상 암모니아를 강제 기화시켜 암모니아공급관(50)으로 제공하는 것으로, 연결관(61)과 제2 열교환기(62)를 포함한다.
연결관(61)은 연료공급관(21)을 유동하는 액상 암모니아를 제2 열교환기(62)로 공급하고 액상 암모니아가 강제 기화되어 생성된 암모니아를 암모니아공급관(50)으로 공급하는 관으로, 연료공급관(21)과 암모니아공급관(50) 사이를 연결한다. 이 때, 연결관(61)은 제1 열교환기(23) 후단의 연료공급관(21)에 연결될 수 있다. 연결관(61)이 제1 열교환기(23) 후단이 연료공급관(21)에 연결됨으로써, 후술할 제2 열교환기(62)에서 액상 암모니아의 기화가 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 제2 열교환기(62)는 연결관(61)에 연결되어 액상 암모니아를 가열하여 기화시키는 것으로, 청수 또는 글리콜 워터와 열교환하여 액상 암모니아를 가열 및 기화시킬 수 있다. 기화유닛(60)이 액상 암모니아를 강제 기화하여 암모니아공급관(50)으로 제공함으로써, 연료탱크(10) 내부에서 자연 기화로 발생된 암모니아의 양이 적더라도 선택적촉매환원반응기(40)에 항상 일정량의 암모니아가 공급될 수 있어 질소산화물이 효과적으로 저감될 수 있다. 선택적촉매환원반응기(40)에 일정량의 암모니아를 공급하기 위해, 암모니아공급관(50)과 연결관(61)에는 각각 센서부(51)와 제어밸브(63)가 설치된다.
센서부(51)는 암모니아공급관(50)을 통해 이동하는 암모니아의 유량을 측정하는 것으로, 통상의 유량센서일 수 있다. 제어밸브(63)는 센서부(51)와 연동하여 기화유닛(60)으로 유입되는 액상 암모니아의 유량을 제어하는 것으로, 제2 열교환기(62) 전단의 연결관(61)에 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 센서부(51)에서 측정된 암모니아의 유량은 제어부(도시되지 않음)로 전송되며, 제어부는 센서부(51)로부터 전송된 값을 바탕으로 제어밸브(63)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서부(51)에서 측정된 암모니아의 유량이 기준치 이상인 경우, 선택적촉매환원반응기(40)로 공급되는 암모니아의 양이 충분하므로, 제어부는 제어밸브(63)를 폐쇄하여 액상 암모니아가 기화유닛(60)에 유입되는 것을 차단할 수 있다. 반대로, 센서부(51)에서 측정된 암모니아의 유량이 기준치 미만인 경우, 선택적촉매환원반응기(40)로 공급되는 암모니아의 양이 부족하므로, 제어부는 제어밸브(63)를 개방하여 액상 암모니아를 기화유닛(60)에 유입시킬 수 있다. 센서부(51)와 연동하여 제어밸브(63)가 동작함으로써, 선택적촉매환원반응기(40)에 공급되는 암모니아의 유량을 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 암모니아 연료 동력 발생장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3은 암모니아 연료 동력 발생장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 암모니아 연료 동력 발생장치(1)는 연료탱크(10)에 저장된 액상 암모니아가 연소기관(30)에 공급되어 연료로 사용되므로, 연소기관(30)의 연소 시 이산화탄소가 발생되지 않아 국제해사기구의 이산화탄소 배출규제를 만족시킬 수 있다. 또한, 배기가스가 배출되는 배기관(31) 상에 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기(40)가 설치되므로, 국제해사기구의 질소산화물 배출규제도 만족시킬 수 있다. 특히, 연료탱크(10)에서 자연 기화로 발생된 기상 암모니아가 선택적촉매환원반응기(40)로 공급되고, 필요 시 액상 암모니아를 기화하여 선택적촉매환원반응기(40)로 공급 가능하므로, 요소수의 보관을 위한 별도의 탱크, 및 요소수의 열분해를 위한 장치가 생략될 수 있어 선박 내 공간 활용도가 증대될 수 있다.
도 2는 센서부에서 측정된 암모니아의 유량이 기준치 이상인 경우, 암모니아 연료 동력 발생장치의 동작을 도시한 도면이다.
연료탱크(10)에 저장된 액상 암모니아는 연료공급관(21)으로 공급되어 승압펌프(22)와 제1 열교환기(23)를 차례로 통과하며 연소기관(30)에서 요구되는 압력 및 온도로 가압 및 가열된다. 가압 및 가열된 액상 암모니아는 연료공급관(21)을 통해 연소기관(30)으로 공급되며, 연소기관(30)은 액상 암모니아를 연소하여 동력을 발생시킨다. 연소기관(30)에서는 액상 암모니아의 연소에 따른 배기가스가 발생되고, 발생된 배기가스는 배기관(31)을 통해 배출되어 선택적촉매환원반응기(40)로 공급된다. 이 때, 연료탱크(10)에서 액상 암모니아의 자연 기화로 발생된 기체 상태의 암모니아가 암모니아공급관(50)을 통해 선택적촉매환원반응기(40)로 공급되며, 센서부(51)는 암모니아공급관(50)을 통해 이동하는 암모니아의 유량을 측정한다. 센서부(51)에서 측정된 암모니아의 유량이 기준치 이상인 경우, 제어밸브(63)는 폐쇄된 상태로 유지된다. 이에 따라, 연료탱크(10) 내부에서 자연 기화로 발생된 암모니아만 선택적촉매환원반응기(40)로 공급된다. 선택적촉매환원반응기(40)로 공급된 배기가스와 암모니아는 함께 촉매층을 통과하게 되며, 이로 인해, 배기가스에 포함된 질소산화물이 질소와 물로 환원될 수 있다. 질소산화물이 제거된 배기가스는 배기관(31)을 통해 대기 중에 방출된다.
도 3은 센서부에서 측정된 암모니아의 유량이 기준치 미만인 경우, 암모니아 연료 동력 발생장치의 동작을 도시한 도면이다.
센서부(51)에서 측정된 암모니아의 유량이 기준치 미만인 경우, 제어밸브(63)가 개방된다. 제어밸브(63)가 개방됨에 따라 제1 열교환기(23)를 통과한 액상 암모니아 중 일부가 연결관(61)으로 유입된다. 연결관(61)으로 유입된 액상 암모니아는 제2 열교환기(62)에서 가열되어 기화되고, 기화된 암모니아는 연결관(61)을 통해 암모니아공급관(50)을 유동하는 자연 기화 암모니아에 합류되어 선택적촉매환원반응기(40)로 공급된다. 선택적촉매환원반응기(40)로 공급된 배기가스와 암모니아는 함께 촉매층을 통과하게 되며, 이로 인해, 배기가스에 포함된 질소산화물이 질소와 물로 환원될 수 있다. 질소산화물이 제거된 배기가스는 배기관(31)을 통해 대기 중에 방출된다.
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: 암모니아 연료 동력 발생장치
10: 연료탱크 11: 저압펌프
20: 연료공급유닛 21: 연료공급관
22: 승압펌프 23: 제1 열교환기
30: 연소기관 31: 배기관
40: 선택적촉매환원반응기 50: 암모니아공급관
51: 센서부 60: 기화유닛
61: 연결관 62: 제2 열교환기
63: 제어밸브

Claims (4)

  1. 내부에 액상 암모니아를 저장하는 연료탱크;
    상기 연료탱크로부터 상기 액상 암모니아를 공급받아 가압 및 가열하여 연료로 공급하는 연료공급유닛;
    상기 연료공급유닛으로부터 공급받은 상기 액상 암모니아를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관;
    상기 연소기관에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관 상에 연결되어 상기 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기;
    상기 연료탱크로부터 자연 기화로 발생된 기체 상태의 암모니아를 상기 선택적촉매환원반응기로 제공하는 암모니아공급관, 및
    상기 연료공급유닛으로부터 상기 액상 암모니아를 공급받고, 상기 액상 암모니아를 강제 기화시켜 상기 암모니아공급관으로 제공하는 기화유닛을 포함하는 암모니아 연료 동력 발생장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 연료공급유닛은,
    상기 연료탱크와 상기 연소기관 사이를 연결하는 연료공급관에 연결되어 상기 액상 암모니아의 공급 압력을 높이는 승압펌프와,
    상기 연료공급관에 연결되어 상기 승압펌프를 통과한 상기 액상 암모니아의 온도를 높이는 제1 열교환기를 포함하는 암모니아 연료 동력 발생장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 기화유닛은,
    상기 연료공급관과 상기 암모니아공급관 사이를 연결하는 연결관과,
    상기 연결관에 연결되어 상기 액상 암모니아를 가열하여 기화시키는 제2 열교환기를 포함하는 암모니아 연료 동력 발생장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 암모니아공급관에 설치되어 상기 암모니아공급관을 통해 이동하는 암모니아의 유량을 측정하는 센서부와,
    상기 제2 열교환기 전단의 상기 연결관에 설치되며 상기 센서부와 연동하여 상기 기화유닛으로 유입되는 상기 액상 암모니아의 유량을 제어하는 제어밸브를 더 포함하는 암모니아 연료 동력 발생장치.
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