KR20230132657A - 암모니아 연료 공급장치 - Google Patents

Abstract

연료저장탱크에서 발생되어 배출되는 증발가스를 최소화할 수 있는 암모니아 연료 공급장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 암모니아 연료 공급장치는 액상암모니아를 저장하는 연료저장탱크와, 연료저장탱크로부터 제1 연소기관으로 액상암모니아를 공급하는 제1 연료공급라인과, 제1 연소기관과 제1 연료공급라인을 연결하여, 제1 연소기관으로부터 회수되는 액상암모니아 또는 암모니아를 다시 제1 연료공급라인으로 전달하는 제1 회수라인과, 제1 연료공급라인과 제1 회수라인 중 적어도 하나에서 분기되어 제2 연소기관으로 연결되어, 액상암모니아 또는 암모니아를 제2 연소기관으로 공급하는 제2 연료공급라인과, 연료저장탱크에서 발생하는 액상암모니아의 증발가스를 배출하는 배출라인과, 및 배출라인 상에 연결되어 증발가스에 포함된 액상암모니아를 분리하여 제1 회수라인으로 전달하는 제1 녹아웃드럼을 포함한다.

Description

암모니아 연료 공급장치{Ammonia fuel supply apparatus}

본 발명은 암모니아 연료 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료저장탱크에서 발생되어 배출되는 증발가스를 최소화할 수 있는 암모니아 연료 공급장치에 관한 것이다.

최근 천연가스(Natural Gas)에 대한 수요가 가파르게 증가하고 있다. 천연가스 수요의 증가와 함께 탄소 배출량도 증가하여 탄소배출에 대한 규제가 강화되고 있으며, 천연가스를 대체할 친환경 연료들이 주목받고 있다. 대표적인 예로, 탄소가 배출되지 않는 암모니아가 주목받고 있다.

암모니아 연료는 무탄소 연료로 배기가스와 같은 공해물질이 거의 생성되지 않는 특징이 있다. 이러한 특징으로 인해 암모니아 연료의 수요량이 향후 대폭 증가할 것으로 전망되어 암모니아 연료를 각종 장치에 사용할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.

특히, 암모니아 연료를 대량으로 사용할 수 있는 선박에 대한 개발이 필요하다. 대용량의 암모니아 연료를 사용해 장거리 항해하는 경우, 암모니아를 극저온의 액체로 상변화 시켜 액상암모니아 상태로 저장하고 운송하게 된다. 암모니아를 액체 상태로 저장하기 위해, 외부로부터 저장탱크로의 열 유입을 방지하는 단열구조가 사용되지만, 외부열을 100% 차단하기는 어렵다. 이로 인해 항해 중에 액상암모니아가 증발하게 되며, 이러한 증발가스를 BOG(Boil-Off Gas)라 한다. 저장탱크 내부의 증발가스 발생량이 많아지면, 액상암모니아가 손실되고 저장탱크의 내부 압력이 높아지는 문제가 발생하여 연료탱크의 내부 압력 조절이 필요하다. 연료탱크 내부 압력을 조절하기 위해서는 증발가스를 외부로 배출하는 방법이 있다. 하지만, 증발가스를 외부로 배출하게 되면 암모니아 연료를 외부로 배출하는 것과 동일하여 연료가 손실되는 한계가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2022-0004846호(2022.01.12)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 연료저장탱크에서 발생되어 배출되는 증발가스를 최소화할 수 있는 암모니아 연료 공급장치를 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.

본 발명에 의한 암모니아 연료 공급장치는, 액상암모니아를 저장하는 연료저장탱크, 상기 연료저장탱크로부터 제1 연소기관으로 상기 액상암모니아를 공급하는 제1 연료공급라인, 상기 제1 연소기관과 상기 제1 연료공급라인을 연결하여, 상기 제1 연소기관으로부터 회수되는 상기 액상암모니아 또는 암모니아를 다시 상기 제1 연료공급라인으로 전달하는 제1 회수라인, 상기 제1 연료공급라인과 상기 제1 회수라인 중 적어도 하나에서 분기되어 제2 연소기관으로 연결되어, 상기 액상암모니아 또는 상기 암모니아를 상기 제2 연소기관으로 공급하는 제2 연료공급라인, 상기 연료저장탱크에서 발생하는 상기 액상암모니아의 증발가스를 배출하는 배출라인, 및 상기 배출라인 상에 연결되어 상기 증발가스에 포함된 액상암모니아를 분리하여 상기 제1 회수라인으로 전달하는 제1 녹아웃드럼을 포함한다.

상기 제1 녹아웃드럼과 상기 제2 연료공급라인을 연결하여 상기 제1 녹아웃드럼에서 분리된 상기 증발가스를 상기 제2 연료공급라인으로 공급하는 제3 연료공급라인을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 연료공급라인 상에 설치되고 상기 제3 연료공급라인이 연결되어, 상기 제2 연료공급라인을 통해 유동하는 상기 액상암모니아 또는 상기 암모니아의 분사압으로 상기 제3 연료공급라인을 통해 상기 증발가스를 흡입하여 상기 제2 연소기관으로 공급하는 이젝터를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 연료공급라인 상에서 상기 제3 연료공급라인과 상기 제2 연료공급라인이 연결되는 지점 후단에 설치되는 기화기를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 회수라인과 병렬로 연결되어 상기 제1 회수라인 또는 상기 제1 녹아웃드럼으로부터 상기 액상암모니아와 상기 암모니아를 전달받고, 상기 액상암모니아와 상기 암모니아를 분리하여 상기 액상암모니아는 상기 제1 회수라인으로 전달하고 상기 암모니아는 상기 배출라인으로 전달하는 캐치탱크를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 회수라인 또는 상기 제1 연소기관과 연결되어 상기 액상암모니아 또는 상기 암모니아를 회수하는 제2 회수라인과, 상기 제2 회수라인에 연결되어 상기 암모니아를 분리하여 벤트마스트 또는 상기 제3 연료공급라인으로 전달하는 제2 녹아웃드럼을 포함할 수 있다.

본 발명에 의해, 외부로 배출되는 액상암모니아의 증발가스를 기관으로 공급하여 암모니아 연료를 효율적으로 사용할 수 있다. 즉, 액상암모니아의 증발가스를 모두 외부로 배출하지 않고 일부를 회수하여 기관으로 공급하여 낭비되는 암모니아의 유량을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 더 나아가, 배출되는 암모니아의 유량을 최소화하여 배출 암모니아의 농도 및 독성 저감을 위한 추가 장치에 따른 비용을 저감할 수 있는 장점도 있다. 또한, 암모니아를 기관에 공급하는 구성으로 배출관의 증발가스를 흡입하여 기관으로 공급할 수 있어 간단한 구조로 연료 공급 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 암모니아 연료 공급장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 암모니아 연료 공급 장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 암모니아 연료 공급장치의 개략도이다.
도 4는 도 3의 암모니아 연료 공급장치의 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 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 암모니아 연료 공급 장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 암모니아 연료 공급 장치의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 암모니아 연료 공급 장치(1)는, 액상암모니아를 저장하는 연료저장탱크(10)와, 연료저장탱크(10)로부터 제1 연소기관(100)으로 액상암모니아를 공급하는 제1 연료공급라인(20)과, 제1 연소기관(100)과 제1 연료공급라인(20)을 연결하여, 제1 연소기관(100)으로부터 회수되는 액상암모니아 또는 암모니아를 다시 제1 연료공급라인(20)으로 전달하는 제1 회수라인(30)과, 제1 연료공급라인(20)과 제1 회수라인(30) 중 적어도 하나에서 분기되어 제2 연소기관(200)으로 연결되어, 액상암모니아 또는 상기 암모니아를 제2 연소기관(200)으로 공급하는 제2 연료공급라인(40)과, 연료저장탱크(10)에서 발생하는 액상암모니아의 증발가스를 배출하는 배출라인(50)과, 배출라인(50) 상에 연결되어 증발가스에 포함된 액상암모니아를 분리하여 제1 회수라인(30)으로 전달하는 제1 녹아웃드럼(51)을 포함한다.

연료저장탱크(10)는 액상암모니아 연료를 저장하는 기능을 한다. 연료저장탱크(10)는 내부가 일정한 압력으로 유지되어 액상암모니아를 저장할 수 있다. 연료저장탱크(10)는 단일 탱크나 복수 개의 탱크로 형성되어 암모니아 연료를 저장할 수 있다. 연료저장탱크(10)는 암모니아를 연료로 동력을 발생시키는 연소기관 혹은 보일러에 암모니아 연료를 제공할 수 있다. 이러한 연료저장탱크(10)는 내부 압력을 1bar 이하로 일정하게 유지하며 기체 상태의 암모니아를 -33℃ 이하로 냉각하여 액화시킨 상태로 수용할 수 있다. 또한, 연료저장탱크(10)는 내압이 10bar 이상으로 형성된 가압탱크로 형성될 수도 있다. 연료저장탱크(10)에 저장된 액상암모니아는 일부가 자연증발되어 증발가스가 발생할 수 있다. 증발가스는 연료저장탱크(10) 내에 수용되어 있던 액상암모니아가 자연적으로 기화되어 발생되는 BOG(Boil-Off Gas)를 의미한다. 증발가스는 연료저장탱크(10)의 내부 압력을 상승시키는 요인으로 외부로 배출하여 연료저장탱크(10)의 내부 압력을 안전하게 유지할 수 있다. 본 발명은, 연료저장탱크(10)에서 외부로 배출되는 증발가스를 일부 제2 연소기관(200)으로 공급하여 낭비되는 증발가스를 최소화할 수 있다.

제1 연료공급라인(20)은 연료저장탱크(10)로부터 액상암모니아를 제1 연소기관(100)으로 공급하는 관으로, 일단이 연료저장탱크(10)에 연결되고 타단이 제1 연소기관(100)에 연결된다. 여기서, 제1 연소기관(100)은 액상암모니아를 연소하여 동력을 발생시키는 장치를 통칭하며, 예를 들어, 선박의 메인 엔진(Main Engine)일 수 있다. 제1 연료공급라인(20)은 일단이 연료저장탱크(10)를 관통하여 연료저장탱크(10) 내부에 설치된 가압펌프(11)에 연결되며, 타단은 연료저장탱크(10)의 외부로 연장되어 제1 연소기관(100)에 연결될 수 있다. 제1 연료공급라인(20)은 일단부가 가압펌프(11)에 연결되어, 연료저장탱크(10) 내부에 저장된 액상암모니아가 가압펌프(11)에 의해 가압되어 제1 연료공급라인(20)으로 연결될 수 있다. 가압펌프(11)는 연료를 공급하기 위한 펌프로, 연료저장탱크(10) 내부에 구비되어 액상암모니아를 연료저장탱크(10)에서 제1 연료공급라인(20)으로 공급하는 기능을 한다. 가압펌프(11)는 연료저장탱크(10)에 수용된 액상암모니아에 잠길 수 있는 높이에 형성될 수 있다.

승압펌프(21)는 가압펌프(11) 후단의 제1 연료공급라인(20)에 설치되어, 연료저장탱크(10)로부터 가압펌프(11)에 의해 공급되는 액상암모니아의 공급 압력을 높이는 기능을 한다. 승압펌프(21)는 제1 연소기관(100)에서 요구하는 압력 이상으로 액상암모니아를 가압할 수 있다. 승압펌프(21)에 의해 가압된 액상암모니아는, 열교환기(22)에 공급되어 제1 연소기관(100)에서 요구하는 온도로 가열된다.

열교환기(22)는 승압펌프(21) 후단의 제1 연료공급라인(20)에 연결되어 제1 연소기관(100)으로 공급되는 액상암모니아의 온도를 조절하는 기능을 한다. 열교환기(22)는 청수 또는 글리코 워터와 열교환하여 액상암모니아의 온도를 높여줄 수 있다. 액상암모니아는 승압펌프(21)와 열교환기(22)를 순차적으로 통과하며 온도와 압력이 높아진 상태로 제1 연소기관(100)으로 공급되어 연료로 사용될 수 있다. 제1 연소기관(100)은 액상암모니아를 연소하여 동력을 생성함으로써, 이산화탄소가 발생하지 않아 국제해사기구의 이산화탄소 배출규제를 만족시킬 수 있다.

제1 회수라인(30)은 제1 연료공급라인(20)을 통해 제1 연소기관(100)을 거쳐 회수되는 암모니아를 제1 연료공급라인(20)으로 재공급하는 관이다. 제1 회수라인(30)은 일단이 제1 연소기관(100)에 연결되고 타단이 제1 연료공급라인(20)에 연결된다. 제1 회수라인(30)은 제1 연소기관(100)을 거쳐 회수되는 액상암모니아와 암모니아를 다시 제1 연소기관(100)으로 공급할 수 있도로 한다. 따라서, 제1 회수라인(30)은 액상암모니아와 암모니아를 제1 연료공급라인(20)의 승압펌프(21) 전단으로 공급한다.

캐치탱크(31)는 제1 회수라인(30)과 병렬로 연결되어 액상암모니아와 암모니아를 분리하는 기액분리기 기능을 한다. 제1 회수라인(30)을 따라 흐르는 연료는 제1 연소기관(100)에서 회수되는 연료로, 암모니아 연료가 액상과 기상으로 혼합된 상태일 수 있다. 캐치탱크(31)는 제1 회수라인(30)을 따라 흐르는 연료를 액상암모니아와 암모니아로 분리한 후, 액상암모니아는 제1 회수라인(30)으로 재공급하고 암모니아는 배출라인(50)으로 공급할 수 있다. 배출라인(50)은 암모니아 증발가스를 외부로 배출하는 관으로 주로 자연 증발된 암모니아가 흐르는 관이다.

한편, 제2 연료공급라인(40)은 제1 연료공급라인(20) 또는 제1 회수라인(30)에서 분기되어 제2 연소기관(200)으로 암모니아를 공급하는 기능을 한다. 여기서, 제2 연소기관(300)은 기상의 암모니아를 연소하여 동력을 발생시키는 장치를 통칭하며, 예를 들어, 발전기 엔진(GE, Generator Engine) 혹은 보일러(Boiler)일 수 있다. 제2 연료공급라인(40)이 제1 연료공급라인(20)에서 분기되는 경우, 제2 연료공급라인(40)을 통해 액상암모니아가 유동할 수 있다. 혹은 제2 연료공급라인(40)이 제1 회수라인(30)에서 분기되는 경우, 제2 연료공급라인(40)을 통해 액상암모니아 또는 암모니아가 유동할 수 있다. 제2 연소기관(200)은 기상의 암모니아를 공급받는 기관으로 기화기(42)가 제2 연료공급라인(40)에 설치되어 액상암모니아를 기상의 암모니아로 기화시킬 수 있다.

기화기(42)는 제2 연료공급라인(40)에 설치되어 액상암모니아를 강제 기화시키는 기능을 한다. 기화기(42)는 제1 연료공급라인(20) 또는 제1 회수라인(30)으로부터 액상암모니아 또는 암모니아를 전달받아 기화시켜 제2 연소기관(200)으로 공급하는 기능을 한다. 이젝터(41)는 기화기(42) 전단의 제2 연료공급라인(40)에 설치되어 연료저장탱크(10)에서 생성되는 증발가스를 제2 연료공급라인(40)으로 흡입하는 기능을 한다. 이젝터(41)의 기능과 특징에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

한편, 배출라인(50)은 일단부가 연료저장탱크(10)에 연결되고 타단부가 벤트마스트(300)에 연결되어, 연료저장탱크(10) 내부에서 발생된 증발가스를 벤트마스트(300)로 전달하는 기능을 한다. 배출라인(50)은 긴급상황에만 개방되어 연료저장탱크(10)의 증발가스를 외부로 긴급 방출할 수 있다. 벤트마스트(300)는 선체의 외부로 노출되어 선체 내부에서 발생된 증발가스를 외부로 배출한다. 즉, 벤트마스트(300)는 배출라인(50)으로부터 전달받은 암모니아 증발가스를 외부로 배출할 수 있다. 배출라인(50)은 연료저장탱크(10)의 암모니아 증발가스를 벤트마스트(300)로 전달하여 연료저장탱크(10)의 내부 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다. 다만, 본 발명은 배출라인(50)으로 배출되는 암모니아를 제2 연소기관(200)의 연료로 사용하여, 외부로 배출되는 암모니아 유량을 최소화할 수 있다.

제1 녹아웃드럼(51)은 배출라인(50)에 설치되어, 배출라인(50)을 따라 외부로 배출되는 암모니아 유체를 암모니아와 액상암모니아로 분리하는 기액분리기 역할을 한다. 연료저장탱크(10)에서 배출라인(50)으로 공급되는 암모니아는 액상암모니아와 암모니아가 혼합된 상태일 수 있다. 제1 녹아웃드럼(51)은 이러한 배출라인(50)의 암모니아를 액상암모니아와 암모니아로 분리한다. 제1 녹아웃드럼(51)에서 분리된 암모니아는 제2 연소기관(200)의 연료로 사용될 수 있다. 또한, 제1 녹아웃드럼(51)에서 분리된 액상암모니아는 제1 연소기관(100)의 연료로 사용될 수 있어, 낭비되는 연료를 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 배출되는 암모니아를 다시 제1 연소기관(100)과 제2 연소기관(200)의 연료로 사용함으로써, 암모니아의 농도 및 독성을 저감하기 위한 추가 장치나 비용을 저감할 수도 있다. 제1 녹아웃드럼(51)에서 분리된 암모니아는 제2 연소기관(200)으로 공급되기 위해 제2 연료공급라인(40)으로 공급되고, 액상암모니아는 제1 연소기관(100)으로 공급되기 위해 제1 회수라인(30)의 캐치탱크(31)로 공급될 수 있다.

이젝터(41)는 제2 연료공급라인(40)에 설치되어 제1 녹아웃드럼(51)에서 분리된 암모니아를 흡입하는 기능을 한다. 이젝터(41)는 제2 연료공급라인(40)을 따라 흐르는 암모니아 또는 액상암모니아의 분사압을 이용해 제1 녹아웃드럼(51)의 암모니아를 흡입할 수 있다. 제3 연료공급라인(60)은 제1 녹아웃드럼(51)의 저압의 암모니아가 고압의 이젝터(41)로 흡입되도록, 제1 녹아웃드럼(51)과 이젝터(41) 사이를 연결할 수 있다. 이젝터(41)는 제1 연소기관(100)에서 고온 고압으로 회수되는 암모니아 또는 액상암모니아의 분사압을 이용해 배출라인(50)으로 배출되는 저압의 암모니아를 흡입할 수가 있다. 전술하여 설명한 기화기(42)는, 이젝터(41)로부터 배출되는 제1 회수라인(30)의 암모니아 또는 액상아모니아와, 배출라인(50)의 암모니아가 혼합된 암모니아 연료를 완전히 기화시킬 수 있다. 따라서, 기화기(42)는 제2 연소기관(200)으로 기상의 암모니아 연료를 공급할 수 있다.

도 2는 도 1의 암모니아 연료 공급장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

도 2를 참조하면, 연료저장탱크(10)에 저장된 액상암모니아는 가압펌프(11)에 의해 펌핑되어 제1 연료공급라인(20)을 따라 제1 연소기관(100)에 공급될 수 있다. 액상암모니아는 승압펌프(21)와 열교환기(22)를 거쳐 고온 고압의 상태로 제1 연소기관(100)에 공급된다. 제1 연소기관(100)으로 공급된 액상암모니아는 대략 80% 만 사용이 되고 나머지 20%는 제1 회수라인(30)을 통해 고온 고압의 상태로 배출된다. 제1 회수라인(30)으로 회수되는 암모니아는 액상암모니아와 암모니아가 혼합되어있는 상태일 수 있다. 제1 회수라인(30)으로 회수된 암모니아는 제1 연료공급라인(20)의 승압펌프(21) 전단으로 재공급되어 다시 제1 연소기관(100)의 연료로 사용될 수 있다. 또한, 제1 회수라인(30)으로 회수되는 액상암모니아 또는 암모니아는 제2 연료공급라인(40)을 따라 제2 연소기관(200)으로 공급될 수도 있다.

제1 회수라인(30)에서 제2 연료공급라인(40)으로 전달된 액상암모니아 또는 암모니아는 고온 고압의 상태로 제2 연료공급라인(40)에 공급된다. 이러한 암모니아 또는 액상암모니아는 높은 분사압을 갖는 상태로 이젝터(41)에 공급되어 제1 녹아웃드럼(51)의 암모니아를 흡입할 수 있다. 제2 연료공급라인(40)의 암모니아 또는 액상암모니아는 이젝터(41)을 높은 분사압으로 통과하여 상대적으로 낮은 압력의 암모니아를 제3 연료공급라인(60)을 통해 흡입할 수 있다. 제2 연료공급라인(40)의 고압 암모니아 또는 액상암모니아는 이젝터(41)에서 제3 연료공급라인(60)의 암모니아와 혼합되어 기화기(42)로 공급될 수 있다. 즉, 이젝터(41) 후단의 암모니아 또는 액상암모니아의 혼합 유체는 기화기(42)에서 모두 기화되어 암모니아 상태로 제2 연소기관(200)에 공급된다. 이에 따라, 본 발명은 제1 연소기관(100)에서 회수되는 암모니아 연료를 제2 연소기관(200)으로 공급하여, 제1 연소기관(100)으로 재순환되는 암모니아 연료의 유량을 저감할 수 있다.

한편, 제1 회수라인(30)에서 제2 연료공급라인(40)으로 분기되지 않은 암모니아 또는 액상암모니아는 캐치탱크(31)를 거쳐 암모니아와 액상암모니아로 분리될 수 있다. 제1 회수라인(30)의 암모니아 또는 액상아모니아는, 제1 회수라인(30)과 병렬로 연결된 캐치탱크(31)에서 액상암모니아와 암모니아로 분리된다. 캐치탱크(31)에서 분리된 액상암모니아는 다시 제1 회수라인(30)으로 공급되어 제1 연료공급라인(20)을 따라 제1 연소기관(100)으로 공급된다. 반면, 캐치탱크(31)에서 분리된 암모니아는 배출라인(50)을 따라 제1 녹아웃드럼(51)으로 공급된다. 캐치탱크(31)에서 배출라인(50)으로 전달된 암모니아는 제2 연소기관(200)으로 전달되어 연료로 사용되거나 벤트마스트(300)로 전달되어 외부로 배출될 수 있다.

한편, 연료저장탱크(10)의 액상암모니아가 자연 증발하여 생성된 증발가스는 배출라인(50)을 따라 연료저장탱크(10) 밖으로 배출된다. 증발가스는 주로 기상의 암모니아 일 수 있으나 일부 액상암모니아가 혼합된 상태일 수도 있다. 이러한 증발가스는 배출라인(50)을 따라 제1 녹아웃드럼(51)에 공급되며, 제1 녹아웃드럼(51)에서 액상암모니아는 분리시켜 제1 연소기관(100)의 연료로 공급될 수 있다. 또한, 제1 녹아웃드럼(51)에서 분리된 암모니아는 배출라인(50)을 따라 벤트마스트(300)에서 배출되거나, 제3 연료공급라인(60)을 따라 이젝터(41)로 흡입되어 제2 연소기관(200)으로 공급될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 암모니아 연료 공급장치의 개략도이고, 도 4는 도 3의 암모니아 연료 공급장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 암모니아 연료 공급장치(1-1)는 제1 연소기관(100)에서 회수되는 액상암모니아 또는 암모니아를 제2 연소기관(200) 또는 벤트마스트(300)로 공급할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 암모니아 연료 공급장치(1-1)는 일 실시예에 의한 암모니아 연료 공급장치(1)에 제2 회수라인(70), 제2 녹아웃드럼(71), 스크러버(72)가 추가된 구조로, 암모니아 연료 공급장치(1)와 중복되는 부분은 설명을 생략하도록 한다.

제2 회수라인(70)은 제1 연소기관(100)과 제2 녹아웃드럼(71)을 연결하여, 제1 연소기관(100)에서 회수되는 암모니아 또는 액상암모니아를 제2 녹아웃드럼(71)에 공급할 수 있다. 제2 회수라인(70)은 일단부가 제1 연소기관(100)에 직접 연결되거나, 제1 회수라인(30)에 연결되어 제1 회수라인(30)으로부터 분기되어 형성될 수도 있다.

제2 녹아웃드럼(71)은 제1 연소기관(100)에서 배출되는 액상암모니아 또는 암모니아를 제2 회수라인(70)을 통해 공급받아, 암모니아를 분리하는 기액분리기 기능을 한다. 제2 녹아웃드럼(71)은 분리된 암모니아를 제3 연료공급라인(60) 또는 캐치탱크(31)로 공급할 수 있다. 즉, 제2 녹아웃드럼(71)은 제1 연소기관(100)에서 회수되는 암모니아 또는 액상암모니아 중에서 암모니아 만을 분리하여 제3 연료공급라인(60)으로 공급하여 제2 연소기관(200)의 연료로 사용하거나, 벤트마스트(300)로 공급하여 외부로 배출할 수 있다. 이때, 제2 녹아웃드럼(71)에서 분리된 액상암모니아는 다시 제1 연소기관(100)의 연료로 회수하거나 별도의 기관에서 처리할 수 있다.

한편, 스크러버(72)는 벤트마스트(300)의 전단에 위치하여 배출되는 암모니아를 정화하는 기능을 한다. 스크러버(72)는 제2 녹아웃드럼(71)과 벤트마스트(300) 사이에 위치하거나, 제1 녹아웃드럼(51)과 벤트마스트(300) 사이에 위치하여 암모니아를 배출 규제에 맞게 정화할 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 한정적이지 않은 것으로 이해해야만 한다.

1, 1-1: 암모니아 연료 공급장치
10: 연료저장탱크 11: 가압펌프
20: 제1 연료공급라인 21: 승압펌프
22: 열교환기 30: 제1 회수라인
31: 캐치탱크 40: 제2 연료공급라인
41: 이젝터 42: 기화기
50: 배출라인 51: 제1 녹아웃드럼
60: 제3 연료공급라인 70: 제2 회수라인
71: 제2 녹아웃드럼 72: 스크러버
100: 제1 연소기관 200: 제2 연소기관
300: 벤트마스트

Claims (6)

1. 액상암모니아를 저장하는 연료저장탱크;
   상기 연료저장탱크로부터 제1 연소기관으로 상기 액상암모니아를 공급하는 제1 연료공급라인;
   상기 제1 연소기관과 상기 제1 연료공급라인을 연결하여, 상기 제1 연소기관으로부터 회수되는 상기 액상암모니아 또는 암모니아를 다시 상기 제1 연료공급라인으로 전달하는 제1 회수라인;
   상기 제1 연료공급라인과 상기 제1 회수라인 중 적어도 하나에서 분기되어 제2 연소기관으로 연결되어, 상기 액상암모니아 또는 상기 암모니아를 상기 제2 연소기관으로 공급하는 제2 연료공급라인;
   상기 연료저장탱크에서 발생하는 상기 액상암모니아의 증발가스를 배출하는 배출라인; 및
   상기 배출라인 상에 연결되어 상기 증발가스에 포함된 액상암모니아를 분리하여 상기 제1 회수라인으로 전달하는 제1 녹아웃드럼을 포함하는 암모니아 연료 공급장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 녹아웃드럼과 상기 제2 연료공급라인을 연결하여 상기 제1 녹아웃드럼에서 분리된 상기 증발가스를 상기 제2 연료공급라인으로 공급하는 제3 연료공급라인을 더 포함하는 암모니아 연료 공급장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제2 연료공급라인 상에 설치되고 상기 제3 연료공급라인이 연결되어, 상기 제2 연료공급라인을 통해 유동하는 상기 액상암모니아 또는 상기 암모니아의 분사압으로 상기 제3 연료공급라인을 통해 상기 증발가스를 흡입하여 상기 제2 연소기관으로 공급하는 이젝터를 더 포함하는 암모니아 연료 공급장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 제2 연료공급라인 상에서 상기 제3 연료공급라인과 상기 제2 연료공급라인이 연결되는 지점 후단에 설치되는 기화기를 더 포함하는 암모니아 연료 공급장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 회수라인과 병렬로 연결되어 상기 제1 회수라인 또는 상기 제1 녹아웃드럼으로부터 상기 액상암모니아와 상기 암모니아를 전달받고, 상기 액상암모니아와 상기 암모니아를 분리하여 상기 액상암모니아는 상기 제1 회수라인으로 전달하고 상기 암모니아는 상기 배출라인으로 전달하는 캐치탱크를 더 포함하는 암모니아 연료 공급장치.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 회수라인 또는 상기 제1 연소기관과 연결되어 상기 액상암모니아 또는 상기 암모니아를 회수하는 제2 회수라인과,
   상기 제2 회수라인에 연결되어 상기 암모니아를 분리하여 벤트마스트 또는 상기 제3 연료공급라인으로 전달하는 제2 녹아웃드럼을 포함하는 암모니아 연료 공급장치.
   
   

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