KR100614199B1 - 선박용 질소가스공급장치 - Google Patents

선박용 질소가스공급장치 Download PDF

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Abstract

개시된 선박용 질소가스공급장치는 선체상에 설치된 상태에서 대기를 흡입하여 압축시키는 대기압축부; 대기압축부에서 흡입압축된 대기내 먼지와 수분을 제거하는 대기여과부; 대기여과부에서 먼지와 수분이 일차적으로 제거된 대기를 중공섬유가 내재된 복수개의 추출관을 가지는 멤브레인질소발생기로 투과시켜 다량의 질소가스를 추출하는 질소가스추출부; 질소가스추출부에서 추출된 질소가스를 압축상태로 저장하는 가스저장부와; 선체 갑판상에 설치되어 가스저장부에 저장된 질소가스에서 이물질을 제거하며, 선체 갑판상으로 분사가 용이하도록 질소가스를 압축하는 질소압축부를 구비한다.
이와같은 선박용 질소가스공급장치는, 질소가스를 멤브레인질소발생기를 이용하여 추출함으로서 선박내의 설치가 용이하며, 설치 및 유지비용이 적게 소요되는 효과를 제공할 수 있다.
질소, 선박, 공급장치, 가스

Description

선박용 질소가스공급장치{Vessel nitrogen gas supply system}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 질소가스공급장치의 전체 구성단면도.
도 2는 도 1에 도시된 추출관의 확대단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10:대기압축부 11,41:압축기
20:대기여과부 21:냉각기
22:수분분리기 23:활성탄흡착기
24:필터 30:질소가스추출부
31:유입조절밸브 32:멤브레인질소발생기
33a:유입구 33b:유출구
34:배출공 35:중공섬유
36:추출관 37:산소측정기
38:유량측정기 39:질소유출제어기
40:가스저장부 50:질소압축부
51:질소필터 52:질소분리기
53:질소압축기 60:이송관
본 발명은 질소가스공급장치에 관한 것으로서, 특히 선박내에 설치된 상태에서 질소를 생성공급하여 선내 인화물질을 씻어내도록 하는 선박용 질소가스공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 석유화학제품을 운반하는 선박에는 석유화학제품을 선내 탱크와 육상 탱크로의 상호이송작업시 선상에 설치된 연결플랜지 및 밸브부위에서 인화성물질들이 누설되어 폭발위험을 내재하게 된다.
그래서, 국제해사기구 및 각국의 선급협회에서는 선박의 안전을 위해 반드시 95%이상 순도의 질소가스(N2)를 이용하여 인너팅(inerting), 패딩(padding), 퍼징(purging), 스트리핑(stripping)할 것을 요구하고 있다.
이에 따라, 모든 석유화학제품 운반선에는 필요로 하는 질소가스를 담은 복수개의 충전식 질소통을 선내 선수갑판부에 설치운영하고 있다.
하지만, 이러한 질소통 충전방식은 질소가스의 재충전에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제를 발생하는 바, 이를 해결하기 위해 선내에서 질소가스를 직접 생산 저장하여 필요시 바로 사용가능하도록 하는 질소가스공급장치를 설치운영하고 있다.
이러한, 선내에서 질소가스를 직접생산하여 사용할 수 있도록 하는 질소가스 공급장치는 일본 등록실용신안공보 제3022396호에 게시된다.
그러나, 선출원된 종래의 PSA방식 질소가스공급장치는 많은 양의 질소가스를 생성하기 위해서는 큰 용적의 흡착조를 복수개 구비해야 하므로 한정된 공간을 가지는 선내에는 설치하기가 까다로운 문제점이 있다.
또한, 복잡한 전기작동과 선박의 진동충격으로 인해 내구성이 저하되고, 설비의 설치 및 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 선내에 설치가 용이하며, 설치 및 유지비용이 적게 소요되는 선박용 질소가스공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다.
또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박용 질소가스공급장치는, 선체상에 설치된 상태에서 대기를 흡입하여 압축시키는 대기압축부와; 상기 대기압축부에서 흡입압축된 대기내 먼지와 수분을 제거하는 대기여과부와; 상기 대기여과부에서 먼지와 수분이 일차적으로 제거된 대기를 중공섬유가 내재된 복수개의 추출관을 가지는 멤브레인질소발생기로 투과시켜 다량의 질소가스를 추출하는 질소가스 추출부와; 상기 질소가스추출부에서 추출된 질소가스를 압축상태로 저장하는 가스저장부와; 선체 갑판상에 설치되어 상기 가스저장부에 저장된 질소가스에서 이물질을 제거하며, 선체 갑판상으로 분사가 용이하도록 질소가스를 압축하는 질소압축부를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예에 따른 선박용 질소가스공급장치에 대한 전체 구성단면도이다.
도시된 바와 같이 본 실시예의 선박용 질소가스공급장치는, 선체내부에 설치된 상태에서 대기를 흡입하여 압축시키는 대기압축부(10)와, 상기 대기압축부(10)에서 압축된 대기에서 수분과 먼지를 제거하는 대기여과부(20)를 구비하고 있다.
그리고, 상기 대기여과부(20)에서 수분과 먼지가 일차적으로 제거된 대기내 수분과 산소는 분리배출하고 질소가스를 추출시키는 질소가스추출부(30)와, 상기 질소가스추출부(30)에서 추출된 질소가스를 모아두는 가스저장부(40)를 구비하고 있다.
또한, 상기 가스저장부(40)에 저장된 질소가스내 먼지같은 이물질을 제거하며, 선체갑판상에서 질소가스의 분사작업이 용이하도록 압축시키는 질소압축부(50)를 구비하고 있다.
상기 대기압축부(10)는 선체상에 설치된 상태에서 대기를 흡입하여 체적당 저장율이 높도록 압축저장하는 탱크로서, 상기 대기압축부(10)에는 대기를 흡입 압축시키는 압축기(11)가 구비된다.
상기 대기여과부(20)는 상기 대기압축부(10)와 이송관(60)으로 연결된 상태로 선체상에 설치되어 상기 대기압축부(10)에 의해 압축된 대기에서 수분 및 먼지와 같은 이물질을 제거한다.
이러한, 상기 대기여과부(20)에는 상기 대기압축부(10)에서 유입되어 압축된 대기를 냉각상태로 이송시키는 냉각기(21), 상기 냉각기(21)에 의해 냉각된 대기에서 수분을 제거하는 수분분리기(22) 및 및 잔존하는 미세먼지(유분)를 제거하는 활성탄흡착기(23), 상기 수분분리기(22) 및 활성탄흡착기(23)에 의해 수분이 제거된 대기에서 미세먼지같은 이물질을 제거하는 필터(24)가 각각 이송관(60)에 의해 연결된 상태로 구비된다.
상기 질소가스추출부(30)는 상기 대기여과부(20)와 이송관(60)으로 연결된 상태로 선체상에 설치되며, 상기 대기여과부(20)를 거치면서 먼지와 수분이 일차적으로 제거된 압축상태의 대기에서 질소가스를 추출한다.
상기 질소가스추출부(30)에는 상기 대기여과부(20)와 이송관(60)으로 연결되어 유입되는 대기의 측정압력에 따라 대기의 유입압력을 제어하는 유입조절밸브(31), 상기 유입조절밸브(31)와 이송관(60)으로 연결되어 유입되는 대기에서 수분(H2O)과 산소(O2)를 제거하여 다량의 질소가스(N2)를 추출 배출시키는 멤브레인질소발생기(32)가 설치된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 멤브레인질소발생기(32)에는 내측부에 중공섬유(35)가 들어차며, 양단부로는 압축상태의 대기를 출입토록 하는 유입구(33a) 및 유출구(33b)가 형성된 복수개의 추출관(36)이 설치되며, 각 상기 추출관(36)의 일측부에는 수분과 산소를 외부로 배출시키는 배출공(34)이 형성된다.
이러한, 각 상기 추출관(36)의 유입구(33a)는 상기 유입조절밸브(31)와 이송관(60)으로 연결되어 상기 대기여과부(20)에서 여과된 압축대기가 유입된다.
그러면, 상기 추출관(36)으로 유입된 압축대기의 구성성분중 투과속도가 빠른 수분과 산소는 중공섬유(35)에 부딪히면서 상기 배출공(34)으로 배출되며, 투과속도가 느린 질소가스는 상기 추출관(36)의 중공섬유(35)를 지나 유출구(33b)로 배출된다.
그리고, 상기 질소가스추출부(30)에는 상기 멤브레인질소발생기(32)와 이송관(60)으로 연결되어 추출된 질소가스내 잔여산소농도를 측정한 후 상기 유입조절밸브(31)를 제어하여 상기 멤브레인질소발생기(32)로 유입되는 압축대기의 속도를 조절함으로서 추출되는 질소가스의 농도를 조절하는 산소측정기(37)가 설치된다.
또한, 상기 질소가스추출부(30)에는 상기 산소측정기(37)에 의해 소정상태의 농도로 추출된 질소가스 양을 측정하는 유량측정기(38), 상기 유량측정기(38)에서 측정된 질소가스의 양에 따라 배출압력을 제어하는 질소유출제어기(39)가 각각 이송관(60)으로 연결된 상태로 구비된다.
상기 가스저장부(40)는 선체 갑판상에 설치된 상태로 상기 질소가스추출부(30)와 이송관(60)으로 연결되어 상기 질소유출제어기(39)를 통과한 질소가스를 압축상태로 저장하는 압축기(41)가 설치된 탱크이다.
상기 질소압축부(50)는 선체 갑판상에 설치되어 상기 가스저장부(40)의 탱크에 저장된 질소가스에서 먼지와 같은 이물질을 제거하여 순도를 높이며, 선체 갑판상에서 분사작업이 용이하도록 질소가스를 소정상태로 압축시키게 된다.
이러한, 상기 질소압축부(50)에는 상기 가스저장부(40)에서 배출되는 질소가스내 먼지를 제거하는 질소필터(51) 및 질소분리기(52)가 각각 이송관(60)에 의해 연결된 상태로 설치된다.
또한, 상기 질소압축부(50)에는 상기 질소필터(51) 및 질소분리기(52)에 의해 순도가 높아진 질소가스를 선체 갑판상에서 분사가 용이하도록 압축시키는 질소압축기(53)가 구비된다.
이와같이, 구성되는 실시예의 의한 선박용 질소가스공급장치의 작동을 도 1과 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 액체화물 운반선박의 탱크에 저장된 액체화물을 지상의 저장탱크로 이송하거나 지상의 탱크에 저장된 석유화학제품을 선박의 탱크로 이송하게 된다.
이때, 액체화물 운반선박의 선체 갑판상 연결플랜지 및 밸브부위로 석유화학제품이 이송되면서 소량 누출되는데 이때 질소가스공급장치의 전원을 공급하게 된다.
그러면, 상기 대기압축부(10)의 압축기(11)가 작동하면서 대기를 흡입하면서 압축상태로 저장하게 되며, 압축 저장된 대기는 상기 대기여과부(20)를 거치면서 일차적으로 수분과 먼지가 제거된다.
상기 대기여과부(20)를 거친 대기는 상기 이송관(60)을 통해 상기 질소가스추출부(30)로 유입된다.
상기 질소가스추출부(30)로 유입된 압축상태의 대기는 상기 멤브레인질소발생기(32)의 상기 추출관(36)을 통과하면서 대기내 수분과 산소는 외부로 배출되고 질소가스만 추출된 상태로 상기 가스저장부(40)로 이송하게 된다.
상기 가스저장부(40)로 압축된 상태로 저장된 질소가스는 상기 질소압축부(50)로 이송되어 상기 질소필터(51) 및 질소분리기(52)에 의해 질소가스의 순도를 높이게 된다.
그러면, 질소가스를 상기 질소압축기(53)에 의해 압축한 상태에서 선체 갑판상의 연결플랜지 및 밸브부위에 고속분사함으로서 잔여 석유화학제품을 세척하여 폭발위험을 방지하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 선박용 질소가스공급장치는, 질소가스를 멤브레인질소발생기를 이용하여 추출함으로서 선박내의 설치가 용이하며, 설치 및 유지비 용이 적게 소요되는 효과를 제공한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 선체상에 설치된 상태에서 대기를 흡입하여 압축시키는 압축기를 가지는 탱크인 대기압축부와;
    상기 대기압축부와 이송관으로 연결되어 상기 대기압축부에서 유입되는 대기를 냉각시키는 냉각기와, 상기 냉각기에서 냉각된 대기의 수분을 제거하는 수분분리기와, 상기 수분분리기에서 수분이 제거된 대기내 미세먼지를 제거하는 필터 및, 대기중 잔존하는 미세먼지를 제거하는 활성탄흡착기를 구비하여 대기압축부에서 흡입압축된 대기내 미세먼지와 수분을 제거하는 대기여과부와;
    상기 대기여과부에서 유입되는 대기의 측정압력에 따라 대기의 유입압력을 제어하는 유입조절밸브와, 상기 유입조절밸브에 의해 유입되는 대기를 중공섬유가 내재된 복수개의 추출관을 투과시켜 다량의 질소가스를 추출하는 멤브레인질소발생기와, 상기 멤브레인질소발생기에서 추출되는 질소가스내 잔여산소농도를 측정한 후 상기 유입조절밸브를 제어하는 산소측정기와, 상기 산소측정기에 의해 소정상태의 농도로 추출된 질소가스 유량을 측정하는 유량측정기와, 상기 유량측정기에서 측정된 질소가스의 유량에 따라 배출압력을 제어하는 질소유출제어기를 구비하는 질소가스추출부와;
    상기 질소가스추출부와 이송관으로 연결되어 상기 질소가스추출부에서 추출된 질소가스를 압축하는 압축기를 구비한 상태로 질소가스를 압축 저장하는 탱크인 가스저장부; 및,
    상기 가스저장부와 이송관으로 연결된 상태로 선체 갑판상에 설치되어 상기 가스저장부의 탱크에 저장된 질소가스에서 먼지를 제거하는 질소필터 및 질소분리기와, 상기 질소필터 및 질소분리기에 의해 순도가 높아진 질소가스를 선체 갑판상으로 분사가 용이하도록 압축하는 질소압축기를 구비하는 질소압축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 질소가스공급장치.
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