KR101160181B1

KR101160181B1 - 휘발성유기화합물 저감장치

Info

Publication number: KR101160181B1
Application number: KR1020100098674A
Authority: KR
Inventors: 주광일
Original assignee: 탱크테크 (주)
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-06-26
Also published as: CN103079950A; WO2012050300A1; CN103079950B; KR20120037112A

Abstract

본 발명은 휘발성유기화합물 저감장치에 관한 것으로, 선박의 오일 탱크에 수직하게 설치된 드랍파이프와, 상기 드랍파이프의 상단에 설치된 챔버와, 상기 챔버에 연결된 오일 로딩파이프를 포함하되, 상기 챔버는, 원통형상의 외통과, 상기 외통의 내부 중심에 설치되어 이중관을 형성하는 내통과, 상기 외통의 내부 상단에 형성되고 공급된 오일을 외통과 내통 사이 및 내통으로 분배하는 분배가이드와, 상기 외통의 상단에 구비되고 상기 오일 로딩파이프와 연결되는 연결구와, 상기 외통과 내통 사이에 형성되고 챔버의 상단에서 하단을 향해 나선형상으로 형성되되 서로 위상차를 두고 구비된 제1,2낙하가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 저감장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 선박에 오일을 공급 충전할 때 진공 발생을 최대한 억제함으로써 휘발성유기화합물의 생성을 극소화하고, 직경의 차이에 의해 챔버 상부로 휘발성유기화합물을 포집시켜서 오일에 포함된 휘발성유기화합물을 탱크내부로 이송될 수 없는 상황을 구현함으로써 선박 운항에 따라 발생되는 해양오염을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

휘발성유기화합물 저감장치{VOC REDUCING APPARATUS}

본 발명은 휘발성유기화합물 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 오일 탱크에 오일 충전시 발생되는 휘발성유기화합물을 원활하게 배출하여 해양오염을 막을 수 있도록 개선된 휘발성유기화합물 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 휘발성유기화합물(VOC)은 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산, 금속성 탄산염 및 암모늄을 제외한 탄소화합물로 대기중에서 태양광선에 의해 질소산화물과 광화학적 반응을 일으키면서 지표면의 오존농도를 높여 스모그 현상을 일으키는 유기화학물이다.

대표적인 물질로는 벤젠, 톨루엔, 프로판, 부탄, 핵산 등 광화학반응이 에탄보다 큰 318종의 물질과, 이들 물질이 포함된 진공기압이 1.5psia 이상인 석유화학제품 및 유기용제 등을 말한다.

이러한 VOC는 산업체 전반에서 용매로써 많이 이용되고 있을 뿐만 아니라, 반도체 제조 공정, 자동자 도장 공정, 화학 및 제약공장에서 배출되는 유기가스에 다량 함유되어 있다.

이와 같은 VOC는 독성 화합물질뿐만 아니라 광화학 산화물의 전구조물이고 성층권의 오존층 파괴물질이기도 하며, 지구온난화에도 영향을 미치는 물질이기도 하다.

뿐만 아니라, 선박의 경우에도 오일 탱크에 오일을 충전하는 과정에서 오일에 섞인 VOC가 발생되어 해양생태계를 파괴하는 원인이되기도 한다.

예컨대, VOC는 오일이 낮은 포화수증기압을 가지고 있기 때문에 특성상 상온/상압하에서 쉽게 발생(오일에 섞인 상태에서 분리생성됨)하게 되는데, 육상의 유류저장고 또는 기타 설비에서 로딩파이프를 타고 선박내 오일 탱크로 공급될 때 오일 내부에 상당수 포함된 상태로 공급되며, 또한 오일이 오일 탱크로 충전되는 과정에서 수직낙하할 때 진공이 걸릴 경우 다량 발생되기도 한다.

이 때문에 선박에 있어서도 VOC를 저감하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 선박에서 육상으로부터 오일을 공급받아 선박내 오일 탱크에 오일을 충전할 때 오일 충전중 오일에 섞여서 공급되는 휘발성유기화합물의 발생을 극소화시킴으로써 해양오염을 방지할 수 있도록 개선된 휘발성유기화합물 저감장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 선박의 오일 탱크에 수직하게 설치된 드랍파이프와, 상기 드랍파이프의 상단에 설치된 챔버와, 상기 챔버에 연결된 오일 로딩파이프를 포함하되, 상기 챔버는, 원통형상의 외통과, 상기 외통의 내부 중심에 설치되어 이중관을 형성하는 내통과, 상기 외통의 내부 상단에 형성되고 공급된 오일을 외통과 내통 사이 및 내통으로 분배하는 분배가이드와, 상기 외통의 상단에 구비되고 상기 오일 로딩파이프와 연결되는 연결구와, 상기 외통과 내통 사이에 형성되고 챔버의 상단에서 하단을 향해 나선형상으로 형성되되 서로 위상차를 두고 구비된 제1,2낙하가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 저감장치를 제공한다.

이때, 상기 위상차는 180°인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 선박의 오일 탱크에 수직하게 설치된 드랍파이프와, 상기 드랍파이프의 상단에 설치된 챔버와, 상기 챔버에 연결된 오일 로딩파이프를 포함하되, 상기 챔버는, 원통형상의 외통과, 상기 외통의 내부 중심에 설치되어 이중관을 형성하는 내통과, 상기 외통의 외주면 일부에 구비되고 상기 오일 로딩파이프와 연결되어 공급되는 오일을 외통과 내통 사이 및 내통 쪽으로 분산공급하는 연결구와, 상기 외통과 내통 사이에 형성되고 챔버의 상단에서 하단을 향해 나선형상으로 형성되되 서로 위상차를 두고 구비된 제1,2낙하가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 저감장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 선박에 오일을 공급 충전할 때 오일로딩파이프에 비해 상당히 큰 직경을 가진 챔버와 그 구조에 의해 진공 발생을 최대한 억제함으로써 휘발성유기화합물의 생성을 극소화하고, 오일에 포함된 휘발성유기화합물을 최대한 유동시켜 기포 형태로 배출시킴으로써 선박 운항에 따라 발생되는 해양오염을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 저감장치의 개념을 보인 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 저감장치를 구성하는 챔버의 일 예를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 저감장치를 구성하는 챔버의 다른 예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 저감장치는 오일 탱크(100)에 설치된다.

오일 탱크(100)는 육상의 유류저장고(미도시) 또는 기타 설비에 저장되어 있던 오일을 공급받아 선박의 운항에 필요한 연료로 사용하기 위해 선박에 구비된 오일 저장용 탱크이다.

상기 오일 탱크(100)에는 수직하게 드랍파이프(Drop Pipe)(110)가 설치되고, 상기 드랍파이프(110)의 상단에는 챔버(120)가 설치된다.

상기 챔버(120)는 일종의 버퍼링 기능을 수행하는 용기로서, 오일 공급시 발생되는 진공 현상을 방지하도록 특별히 고안된 구조를 갖는데, 이에 대하여는 상세히 후술하기로 한다.

그리고, 상기 챔버(120)에는 오일 로딩파이프(130)가 연결되며, 상기 오일 로딩파이프(130)는 육상의 유류저장고 또는 기타 유류공급용 설비에 연결된다.

또한, 상기 오일 탱크(100)의 상단 일부에는 안전밸브(140)가 일반적으로 설치된다.

상기 안전밸브(140)는 오일 로딩파이프(130)로부터 오일이 탱크 내부로 유입될 경우에 발생되는 내압 증가시 자동 개방되면서 내부에 체류된 VOC를 대기중으로 방출하게 된다.

이때, 오일의 유입으로 발생되는 내압상승은 자연적인 현상이므로 막을 수 없지만 VOC의 유입으로 발생되는 내압상승은 상기 챔버(120)에 의해 막을 수 있으므로 안전밸브(140)의 동작 횟수를 감소시킬 수 있고 VOC를 대기로 방출하여 환경을 오염시킬 가능성을 현저히 저감시킬 수 있다.

한편, 상기 챔버(120)는 도 2에 도시된 실시예와 같은 형태를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 챔버(120)는 원통형상을 갖고 몸체를 이루는 외통(121)과, 상기 외통(121)의 내부 중심에 설치되어 이중관을 형성하는 내통(122)과, 상기 외통(121)의 내부 상단에 형성된 분배가이드(123)와, 상기 외통(121)의 상단에 구비되고 상기 오일 로딩파이프(130)와 연결되는 연결구(124)와, 상기 외통(121)과 내통(122) 사이에 형성되고 챔버(120)의 상단에서 하단을 향해 나선형상으로 형성되되 서로 위상차를 갖고 구비된 한 쌍의 제1,2낙하가이드(125,126)로 구성된다.

이때, 상기 외통(121)의 하단은 상기 드랍파이프(110)의 상단과 연결되고, 상기 제1,2낙하가이드(125,126)의 위상차는 180°가 바람직하다.

여기에서, 상기 제1,2낙하가이드(125,126)는 동일한 형상의 구조물이 180°간격을 두고 설치된 것을 '위상차'라는 물리학상의 파동에 사용되는 용어를 차용하여 설명하였으나, 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것이며 정확하게는 동일한 형상과 크기를 갖는 두 구조물이 외통(121)의 반경 방향으로 180°간격을 두고 떨어져 설치된 것을 의미한다.

그리고, 상기 연결구(124)는 상기 외통(121)의 상단에 형성되는 형태이고, 상기 분배가이드(123)는 상기 연결구(124)로부터 낙하된 오일을 상기 제1,2낙하가이드(125,126) 쪽으로 고르게 분산시켜 오일이 직접 수직방향으로 떨어지지 않고 상기 제1,2낙하가이드(125,126)를 타고 반경방향으로 회전하면서 드랍파이프(110)로 떨어지도록 구성된다.

특히, 상기 챔버(120) 즉, 외통(121)은 상기 오일 로딩파이프(130) 및 드랍파이프(110)의 직경보다 상대적으로 매우 큰 직경을 갖도록 형성함으로써 일종의 버퍼기능, 다시 말해 완충기능을 수행하게 되는데, 이는 기존처럼 동일 직경을 갖는 오일 로딩파이프(130)로부터 공급된 오일이 드랍파이프(110)를 통해 수직 낙하할 경우 공급속도보다 중력에 의한 낙하속도가 더 커져 순간적으로 진공이 발생되기 때문에 이때 VOC 발생이 급증하게 되므로 이를 차단하기 위함이다.

즉, 본 발명에 따른 챔버(120)는 오일 로딩파이프(130)로부터 공급된 오일이 완충되면서 나선형 제1,2낙하가이드(125,126)를 따라 유속이 느려진 상태(체류시간이 길어지기 때문)로 드랍파이프(110)로 공급되고, 또 공급도중 중력에 의한 유속차로 진공이 발생되려고 하더라도 상대적으로 큰 직경을 갖는 챔버(120) 내부의 공기 때문에 진공 자체가 발생되지 않게 된다.

따라서, VOC 발생이 그만큼 억제되게 된다.

뿐만 아니라, 상기 내통(122)은 직선형 파이프로 형성되므로 내통(122)으로 공급된 일부 오일(적은 양)은 수직낙하되는데, 외통(121)의 말단에서 상기 제1,2낙하가이드(125,126)를 따라 시간차를 두고 공급되는 오일과 내통(122)을 통해 수직낙하되던 오일 등 3종류가 서로 뒤섞이면서 버블의 상승을 유도하고 상기챔버(120)의 상단에 모이게 되어, VOC는 오일 탱크(100) 내부로 유입되지 않으며 안전밸브(140)의 동작 횟수를 줄이고, VOC 배출감소의 효과를 가져온다.

다시 말해, 상부의 챔버(120)에 모인 VOC는 하부에 채워져 있는 오일로 인해 고립되며, 오일 탱크(100) 내부 오일의 유위가 상승하게 되면 압력을 받게 되고, 이로 인해 포화증기압이 낮은 VOC는 챔버(120) 상부에서 오일로 상변화하게 되므로 결국 오일 탱크(100)로 유입되는 VOC는 거의 없게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 오일을 선박내 오일 탱크(100)로 공급 충전시 드랍파이프(110)에서 진공 현상에 의해 발생된 VOC가 오일과 함께 오일 탱크(100) 깊숙히 까지 충전되지 못하도록 진공 발생 자체를 차단하면서 와류 및 면적비율로 인해 유입되는 기포가 상기 챔버(120)의 상부로 모이게 하여 순수 액상의 오일만을 탱크내부로 이송함으로써 오일 탱크(100) 내부의 오일 상에 VOC의 잔류량을 극소화시킬 수 있게 된다.

다른 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결구(124)를 외통(121)의 측방으로 형성할 수도 있다.

도 3의 예는 연결구(124)가 측방에 형성된 변형 구조 외에 다른 나머지 구성은 모두 동일하며, 앞서 설명한 실시예와 동일한 작용과 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

뿐만 아니라, 도 3의 예에서 앞서 설명한 분배가이드(123)를 배제시킬 수도 있는데, 이는 측방에서 공급되는 오일의 공급압 때문에 굳이 분배가이드(123)를 두지 않아도 분배 효과를 자연스럽게 얻을 수 있기 때문이다.

물론, 분배가이드(123)를 두면 더욱 더 효율적인 처리가 가능할 것이다.

100 : 오일 탱크 110 : 드랍파이프
120 : 챔버 130 : 오일 로딩파이프
140 : 안전밸브

Claims

선박의 오일 탱크(100)에 수직하게 설치된 드랍파이프(110)와, 상기 드랍파이프(110)의 상단에 설치된 챔버(120)와, 상기 챔버(120)에 연결된 오일 로딩파이프(130) 및 상기 오일 탱크(100)의 상단에 설치된 안전밸브(140)를 포함하되,
상기 챔버(120)는,
오일 로딩파이프(130) 보다 상대적으로 지름이 큰 원통형상의 외통(121)과, 상기 외통(121)의 내부 중심에 설치되어 이중관을 형성하는 내통(122)과, 상기 외통(121)의 내부 상단에 형성되고 공급된 오일을 외통(121)과 내통(122) 사이 및 내통(122)으로 분배하는 분배가이드(123)와, 상기 외통(121)의 상단에 구비되고 상기 오일 로딩파이프(130)와 연결되는 연결구(124)와, 상기 외통(121)과 내통(122) 사이에 형성되고 챔버(120)의 상단에서 하단을 향해 나선형상으로 형성되되 서로 위상차를 두고 구비된 제1,2낙하가이드(125,126)로 구성된 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 저감장치.
청구항 1에 있어서;
상기 위상차는 180°인 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 저감장치.
선박의 오일 탱크(100)에 수직하게 설치된 드랍파이프(110)와, 상기 드랍파이프(110)의 상단에 설치된 챔버(120)와, 상기 챔버(120)에 연결된 오일 로딩파이프(130) 및 상기 오일 탱크(100)의 상단에 설치된 안전밸브(140)를 포함하되,
상기 챔버(120)는,
오일 로딩파이프(130) 보다 상대적으로 지름이 큰 원통형상의 외통(121)과, 상기 외통(121)의 내부 중심에 설치되어 이중관을 형성하는 내통(122)과, 상기 외통(121)의 외주면 일부에 구비되고 상기 오일 로딩파이프(130)와 연결되어 공급되는 오일을 외통(121)과 내통(122) 사이 및 내통(122) 쪽으로 분산공급하는 연결구(124)와, 상기 외통(121)과 내통(122) 사이에 형성되고 챔버(120)의 상단에서 하단을 향해 나선형상으로 형성되되 서로 위상차를 두고 구비된 제1,2낙하가이드(125,126)로 구성된 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 저감장치.