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연료로서 사용되는 수소를 공급하는 수소공급기(110)와,엔진(130)의 헤드에 위치되고, 상기 수소공급기(110)의 수소공급관(111)과 연결되어 상기 수소공급기(110)로부터 공급받은 수소를 연소하는 연소실(120)과, 상기 연소실(120)에서 수소 연소 후 상기 연소실(120) 후단에 설치된 배기관(121)을 통해 배출되는 고온의 수증기를 포함한 배기가스를 냉각하여 저온의 수증기를 포함한 배기가스와 응축수로 변환시키는 응축기(140)와, 상기 응축기(140)에서 응축되는 수증기의 양을 조절하기 위한 냉각재유량조절밸브(142)와,상기 응축기(140)와 상기 연소실(120) 전단 사이에 연결되어 상기 저온의 수증기를 포함한 배기가스를 상기 응축기(140)로부터 상기 연소실(120)의 흡기로 재순환시키는 재순환관(150)과,상기 저온의 수증기를 포함한 배기가스를 저온흡입가스로 형성하기 위해 상기 재순환관(150)에 산소 및 희석가스를 각각 공급하는 산소공급기(160) 및 희석가스공급기(170)와, 상기 재순환관(150)을 통해 연소실(120)로 재순환되는 상기 저온흡입가스의 일부를 상기 연소실(120) 전단에서 상기 연소실(120) 후단으로 우회시키도록 상기 연소실(120) 전단의 상기 재순환관(150)으로부터 분기되어 상기 배기관(121)에 연결 설치된 바이패스관(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소시스템
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제 1 항에 있어서,상기 바이패스관(200)에는, 우회되는 상기 저온흡입가스의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(211)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소시스템
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(a) 엔진의 연소실 내에서 과잉의 산소 분위기 하에서 수소를 연소하는 단계;(b) 수소 연소 후 상기 연소실의 배기관을 통해 배출되는 고온의 수증기를 포함한 배기가스를, 내부에 2차 냉각재가 흐르는 응축기에 의해 저온의 수증기가 포함된 배기가스와 응축수로 냉각시키는 단계;(c) 상기 이차 냉각재의 유량 변경에 따라 상기 응축기에서 응축되지 않은 저온의 수증기의 비율을 조절하는 단계;(d) 상기 저온의 수증기가 포함된 배기가스를 상기 응축기와 상기 연소실 전단 사이에 연결된 재순환관을 통해 상기 응축기로부터 상기 연소실의 흡기계로 재순환시키는 단계;(e) 상기 저온의 수증기가 포함된 배기가스에 산소 및 희석가스를 공급함으로써 저온흡입가스를 형성하는 단계;(f) 상기 연소실로 유입되는 상기 저온흡입가스의 일부를 상기 연소실 전단에서 상기 연소실 후단으로 우회시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소방법
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제 3 항에 있어서,상기 (a)단계에서, 수소의 완전연소를 위한 과잉의 산소를 수소 연소 시작 이전에 상기 연소실에 미리 충진하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소방법
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제 3 항에 있어서,상기 (a)단계에서, 수소를 희석하기 위한 희석가스를 상기 연소실에 미리 충진하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소방법
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제 5 항에 있어서, 엔진의 운전 중 화염이 꺼지거나 점화가 제대로 이루어지 않는 비정상적인 운전으로 인해 갑자기 수소 연소반응이 정지되는 경우에, 수소의 농도를 폭발점 아래로 떨어뜨리기 위해 연소실에 희석가스를 추가적으로 긴급 주입하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소방법
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