KR100999540B1

KR100999540B1 - 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법

Info

Publication number: KR100999540B1
Application number: KR1020100035060A
Authority: KR
Inventors: 윤의수; 박무룡; 박준영; 유일수; 황순찬
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2010-12-08

Abstract

본 발명은 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박과 같은 화물이송수단 및 육상창고 등의 다양한 액상화물을 저장하기 위한 화물탱크의 흡수정 내부 또는 외부에 설치되되, 이젝터를 통한 압축기체의 고속분사를 통해 진공을 발생시키고, 발생된 진공을 통해 하역후 흡수정 내에 잔존되어 있는 잔류화물을 흡입하고, 압축기체의 압력에 의해 잔류화물이 흡입 공간부와 침전 탱크를 순차적으로 거쳐 외부로 방출될 수 있도록 함과 동시에, 액상화물이 화물탱크 내부에 적재되는 경우에도 흡입 공간부 내부를 압축기체로 가압하여 잔류화물이 흡입 공간부에 유입되지 않도록 구성하되, 삼방 및 사방밸브를 통해 상기와 같은 조작이 체계화 되도록 함과 동시에, 잔류화물을 효율적으로 흡입/방출할 수 있고, 구조가 간단하고 설치가 용이하며 반영구적으로 사용가능한 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.

Description

압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법{Residual Cargo Cleaning Apparatus of Liquid Storage Tank Using Pressurized Gas and Method thereof}

본 발명은 선박 또는 육상창고 등 액상화물을 운반, 저장하는 화물탱크에 있어서, 이젝터를 이용하여 진공을 발생시키고, 상기 진공에 의해 저장탱크 내 잔류화물을 효율적으로 흡입 후 외부로 방출할 수 있도록 하는 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.

선박 또는 육상창고 등의 화물탱크에서 액상화물은 화물탱크 내에 설치되는 잠수형 카고펌프 등에 의해 흡입되어 하적(Unloading)되지만, 일정수위의 액상화물은 탱크에 항시 잔류화물로서 남게 된다.

선박의 경우, 상기 화물탱크 내에 잔류량이 남게 되면 해상오염물질이 되기 때문에 국제해사기구(IMO)는 일정량 이하가 되도록 규제하고 있어, 잔류량을 줄이는 것이 필요하며, 액상화물 탱크 내의 액상화물은 카고펌프에 의한 하적 완료 후에 가능한 완전히 배출될 필요가 있다.

액상화물을 하적하는 카고펌프에서 임펠러로 액상화물이 유입되는 흡입구는 액상화물 탱크 바닥면으로부터 일정 높이, 예컨대 50mm 정도 떨어져서 설치되고, 이러한 흡입구의 높이에 따라 잔류되는 화물의 수면이 결정되기 때문에, 액상화물이 카고펌프의 흡입구 높이까지 모두 흡입되어 배출된다고 하더라도, 카고펌프의 흡입구와 화물탱크의 바닥면 사이를 채우고 있는 액상화물은 항상 화물탱크 내에 잔존하게 된다. (설명의 편의를 위하여 이렇게 잔존하는 액상화물의 양을 이하 액상화물 잔류량이라 한다)

이 액상화물 잔류량을 최소화하기 위하여, 펌프의 흡입구는 화물탱크 바닥면에 최대한 근접하도록 설치하는 것이 바람직하나, 지나치게 가까울 경우는 펌프에 캐비테이션이 발생하여 진동/소음을 유발시키거나 펌프 내 유로압력 저항이 커져서 펌프의 성능을 크게 저하시키는 것 외에도 펌프의 유지 보수가 어렵다는 문제가 있기 때문에, 흡입구와 화물탱크 바닥면 사이에는 최소한의 간격이 필요하고, 선박 화물탱크의 경우 통상 약 50mm의 간격을 두고 설치하는 것으로 알려져 있다.

화물탱크 내 흡수정(Suction Well)의 형상 및 카고펌프 흡입구의 위치에 따라 액상화물의 잔류량은 결정되며, 국제해사기구는 선박의 액상화물 잔류량을 75리터 이하가 되도록 규제하고 있다. 선박용 카고 펌프의 경우, 이와 같이 적지 않은 액상화물 잔류량이 존재하게 되는데 이는 액상화물의 낭비 요소가 될 뿐 아니라 상기 법규에도 위배되기 때문에 액상화물 잔류량을 보다 감소시키기 위하여 많은 연구가 수행되왔으며, 주로 카고펌프의 입구와 흡수정의 형상 및 간극에 초점이 맞추어져 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 압축기체를 이젝터(Ejector, Venturi의 일종)를 통해 고속분사함으로써 진공을 형성하여, 상기 진공이 흡수정 내에 잔류화물을 흡입할 수 있도록 함과 동시에, 흡수된 잔류화물은 별도의 침전 탱크에 저장되어 외부로 방출할 수 있도록 하며, 각각의 구성요소들을 상호간 연통시키는 삼방 및 사방밸브를 통해 화물탱크에 액상화물이 적재되는 경우 및 흡수정으로부터 잔류화물이 흡입되거나 방출되는 경우의 제어조작이 체계화되도록 한 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 액상화물이 채워지는 흡수정(1) 내의 잔류화물을 흡입하여 임시저장하는 흡입 공간부(10); 압축기체를 공급하기 위한 압축기체 저장부(20)와; 상기 압축기체를 고속으로 분사할 시 발생되는 진공으로, 상기 흡수정(1) 내의 잔류화물이 흡입 공간부(10)에 흡입되도록 하는 이젝터(30)와; 상기 흡입 공간부(10), 압축기체 저장부(20), 이젝터(30) 상호간을 선택적으로 연통연결시키는 사방밸브(40)와; 상기 흡입 공간부(10) 내에서 방출되는 잔류화물을 저장하여 외부로 배출시키기 위한 침전 탱크(50)와; 상기 압축기체 저장부(20), 흡입 공간부(10), 침전 탱크(50) 상호간을 선택적으로 연통연결시키는 삼방밸브(60); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이젝터(30)는 고압기체를 이젝터(30) 내부로 분사하는 이젝터 노즐(31)과 흡입공간부(10)를 진공이 되게 하는 이젝터 흡입구(32)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡수정(1) 내의 잔류화물을 흡입 공간부(10)로 흡입하기 위한 잔류화물 흡입관(11)에 설치되어, 상기 흡입 공간부(10)로부터 흡수정(1)으로의 잔류화물 역류를 방지하는 제 1체크밸브(70a)와; 상기 침전 탱크(50)와 흡입 공간부(10)를 연결하는 잔류화물 방출관(12)에 설치되어, 상기 침전 탱크(50)에 저장된 잔류화물이 흡입 공간부(10)로 역류되지 않도록 하는 제 2체크밸브(70b); 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잔류화물 방출관(12)은 일단부를 상기 흡입 공간부(10)의 내부 저면에 가까워지도록 소정깊이 내입함으로써, 상기 흡입 공간부(10) 내 잔류화물이 모두 흡입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡입공간부(10)가 상기 흡수정(1)의 내부 또는 외부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡수정(1) 및 흡입공간부(10)는 화물탱크 내부(80)에 설치되고, 압축기체 저장부(20), 이젝터(30), 침전탱크(50), 사방밸브(40) 및 삼방밸브(60)는 화물탱크 외부(81)에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 액상화물 잔류량 제거장치의 제거방법에 있어서, 화물탱크 내부(80)에 액상화물이 적재될 시, 상기 흡입 공간부(10) 내부로 흡수정(1) 내 잔류화물이 유입되지 않도록 하는 흡입공간부 폐색단계(S100)와; 상기 흡수정(1)의 잔류화물이 잔존할 시, 상기 이젝터(30)를 통해 진공을 발생시켜 흡수정(1) 내 잔류화물이 흡입 공간부(10)에 흡입되도록 하는 잔류화물 흡입단계(S200)와; 상기 흡입 공간부(10) 내에 압력을 가해, 상기 흡입 공간부(10) 내 잔류화물을 침전 탱크(50)로 방출시키는 잔류화물 방출단계(S300); 상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 모두 방출될 때까지 상기 잔류화물 흡입단계(S200)와 잔류화물 방출단계(S300)를 순차반복하는 단계(S400); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡입공간부 폐색단계(S100)는 상기 사방밸브(40)를 통해 압축기체 저장부(20)와 흡입 공간부(10)를 연통연결시키는 단계(S110)와; 상기 흡입 공간부(10) 내부를 압축기체로 가압함으로써, 상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 잔류화물 흡입관(11)을 통해 흡입 공간부(10)로 유입되지 않도록 하는 단계(S120); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잔류화물 흡입단계(S200)는 상기 사방밸브(40)를 통해 압축기체 저장부(20)와 이젝터 노즐(31)을 연통연결시키는 단계(S210)와; 상기 사방밸브(40)를 통해 이젝터 흡입구(32)와 흡입 공간부(10)를 상호간 연통연결시키는 단계(S220)와; 상기 이젝터 노즐(31)을 통해 압축기체를 외부로 고속분사하여, 상기 이젝터(30)에서 발생되는 진공을 이젝터 흡입구(32)를 통해 흡입정 내 잔류화물이 흡입 공간부(10) 내로 흡입되도록 하는 단계(S230); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잔류화물 방출단계(S300)는 상기 사방밸브(40)를 통해 압축기체 저장부(20)와 흡입 공간부(10)를 연통연결시키는 단계(S310)와; 상기 삼방밸브(60)를 통해 흡입 공간부(10)와 침전 탱크(50)를 상호간 연통연결시키는 단계(S320)와; 상기 흡입 공간부(10) 내부로 압축기체를 유입하여, 상기 압축기체의 압력에 의해 흡입 공간부(10)의 잔류화물이 잔류화물 방출관(12)을 통해 침전 탱크(50)로 방출되도록 하는 단계(S330)와; 상기 침전 탱크(50) 내 잔류화물을 외부로 배출하는 단계(S340); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 이젝터(또는 벤츄리)를 통해 압축기체를 고속분사하여 진공을 발생시키고, 발생된 진공을 통해 흡수정 내 잔류화물의 대부분을 효율적으로 흡수한 후, 이를 외부로 방출시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 흡수정 내에서 흡수된 잔류화물을 흡입 공간부에 임시 저장후, 별도 마련된 침전 탱크를 통해 방출함으로써 잔류화물을 포집할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 사용자의 선택에 의해 흡입공간부를 흡수정(1)의 내부 또는 외부에 설치할 수 있어, 흡수정의 공간확보에 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 삼방 및 사방밸브를 통해 화물탱크 내부(80)에 액상화물이 적재되어 흡입공간부가 폐색는 경우, 흡수정 내 잔류화물이 흡입되는 경우, 흡입한 잔류화물을 방출하는 경우의 제어가 용이해지도록 조작이 체계화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 선박 화물탱크 내부(80)에 액상화물의 빈번한 제거가 필요하지만 화물탱크 하부에 공간 제약이 있어 잔류화물의 제거가 어려운 화물탱크에 적용되어 사용될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전기공급이 시설이 없거나 전기 스파크에 의한 화재, 폭발 위험이 매우 높은 곳에서 압축가스(공기 또는 질소 등)만으로 잔류화물을 안전하게 흡수하여 방출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 구동부가 없고, 설치 및 구조가 간단하여 반영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 화물탱크 내부(80)에 액상화물이 적재되어 본 발명에 따른 액상화물 잔류량 제거장치가 작동하기 이전 상태로서 흡입공간부 폐색단계를 나타낸 일실시예의 작동도.
도 2는 본 발명에 따른 액상화물 잔류량 제거장치의 잔류화물 흡입단계를 나타낸 일실시예의 작동도.
도 3은 본 발명에 따른 액상화물 잔류량 제거장치의 잔류화물 방출단계를 나타낸 일실시예의 작동도.
도 4는 본 발명에 따른 액상화물 잔류량 제거장치의 설치 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 액상화물 잔류량 제거방법을 나타낸 일실시예의 순서도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법을 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치 및 제거방법은 흡입 공간부(10), 압축기체 저장부(20), 이젝터(30), 사방밸브(4-way valve, 40), 침전 탱크(Settling Chamber, 50), 삼방밸브(3-way valve, 60), 제 1체크밸브(Check valve, 70a), 제 2체크밸브(70b)를 포함한다.

상기 흡입 공간부(10)는 내부가 비어있는 관체로, 상기 흡입 공간부(10)는 사용자의 선택에 의해 원형, 사각 등 다양한 단면을 가지는 형상을 가질 수 있다.

이러한 상기 흡입 공간부(10)는 다양한 액상화물(식품, 의료, 공업화학 및 석유화학 제품 등)을 이송하는 선박이나 보관하는 육상저장소 등의 화물탱크 내부(80)로부터, 액상화물이 카고펌프에 의해 하적된 후 흡수정(1)에 잔존되어 남아 있는 잔류화물을 외부로 배출하기 위해 임시 저장하는 역할을 한다.

이를 위해, 상기 흡입 공간부(10)에는 파이프 또는 호스와 같은 형상의 잔류화물 흡입관(11)을 형성하도록 하며, 상기 잔류화물 흡입관(11)의 일단은 흡입 공간부(10)에 연통되도록 하고, 타단은 흡수정(1) 내에 위치되도록 한다. (이때, 상기 잔류화물 흡입관(11)의 타단은 흡수정(1) 내 잔류화물을 모두 흡입하기 위해, 상기 흡수정(1) 내부의 바닥 근처까지 내설되어야 함은 당연할 것이다. 물론, 내설되는 잔류화물 흡입관(11)의 타단 깊이는 사용자에 의해 변경가능할 것이다.)

또한, 상기 잔류화물 흡입관(11)에는 제 1체크밸브(70a)를 설치하여, 상기 흡수정(1) 내로부터 흡입 공간부(10)로 잔류화물이 흡입은 가능하되, 상기 흡입 공간부(10)로 흡입된 잔류화물이 흡수정(1)으로는 역류되지 않고, 또한 흡입공간부(10)의 압축기체가 흡수정(1)으로 누설되지 않게 단속되도록 한다.

상기 압축기체 저장부(20)는 전술된 상기 흡입 공간부(10) 및 후술 될 이젝터(30)로 압축기체를 공급하기 위한 곳으로, 상기 압축기체 저장부(20)에 저장되는 압축기체는 공기 또는 질소 등 사용자에 의해 다양하게 변경이 가능하다.

상기 이젝터(30)는 고압기체를 이젝터(30) 내부로 분사하는 이젝터 노즐(31)과, 상기 흡입공간부(10)를 진공이 되게 하는 이젝터 흡입구(32)를 구비하고 있다. 즉, 이젝터(30)는 압축기체 저장부(20)의 압축기체를 이젝터 노즐(31)의 일단에서 공급받아, 고속 분사시킴으로써, 상기 분출의 동압에 의해 이젝터(30) 내에 진공을 발생시키고, 발생되는 상기 진공으로 흡입공간부(10) 내의 공기를 빨아들임으로써, 상기 흡입 공간부(10)의 잔류화물 흡입관(11)을 통해 흡수정(1) 내 잔류화물이 흡입 공간부(10) 내로 흡입 또는 유입될 수 있도록 하는 것이다.

상기 사방밸브(40)는 압축기체의 유동로를 선택적으로 형성해주기 위한 것으로, 설명의 편의를 위하여 사방밸브(40)의 4방향을 ①, ②, ③, ④로 하여 설명한다.

우선, 상기 사방밸브(40)는 전술된 흡입 공간부(10), 압축기체 저장부(20), 이젝터 노즐(31), 이젝터 흡입구(32)와 각각 연결되어 있되,(물론, 사방밸브(40)와 연결되는 각 구성요소(흡입 공간부(10), 압축기체 저장부(20), 이젝터(30))들은 상호간 파이프 및 호스 등 다양한 이송라인에 의해 연결되어 있어야 함은 당연하다.) 선택적으로 상기의 구성요소들을 연통시키는 것으로, 사방밸브(40)의 ①방향은 압축기체 저장부(20)와 연결되어 있고, ②방향은 흡입 공간부(10)와 연결되어 있으며, ③방향은 이젝터 노즐(31)에 연결되고, ④방향은 이젝터 흡입구(32)에 연결되도록 한다.

이로써, 상기 사방밸브(40)는 ①, ② 방향을 상호간 연통연결시켜 압축기체 저장부(20)의 압축기체를 흡입 공간부(10)로 유입시켜, 상기 흡입 공간부(10) 내부가 가압되도록 하거나, ①, ③ 방향을 상호간 연통연결시켜 압축기체 저장부(20)의 압축기체를 이젝터 노즐(31)을 통해 분사시키되 이와 동시에 ②, ④ 방향을 상호간 연통연결시켜 상기 이젝터(30)에서 발생되는 진공으로 인해 흡입 공간부(10)의 공기가 빨아 올려져 이젝터 흡입구(32)를 통해 흡수정(1)의 잔류화물이 흡입 공간부(10)로 흡입될 수 있도록 한다. 이는 하기에서 상세히 설명하도록 한다.

상기 침전 탱크(50)는 흡수정(1)에서 잔류화물을 흡입하여 임시저장하고 있는 흡입 공간부(10)로부터 잔류화물이 방출되어 저장되는 곳으로, 상기 침전 탱크(50)는 잔류화물을 공기 또는 기체와 분리하고 외부로 방출하기 위한 모아놓은 곳이다.

상기 삼방밸브(60)는 흡입 공간부(10) 내 잔류화물을 침전 탱크(50)에 방출되도록 하기 위한 것으로, 설명의 편의를 위하여 삼방밸브(60)의 3방향을 ⑤, ⑥, ⑦로 하여 설명한다.

우선, 상기 삼방밸브(60)는 전술된 압축기체 저장부(20), 흡입 공간부(10), 침전 탱크(50)와 각각 연결되어 있되,(물론, 삼방밸브(60)와 연결되는 각 구성요소(압축기체 저장부(20), 흡입 공간부(10), 침전 탱크(50))들은 상호간 파이프 및 호스 등 다양한 이송라인에 의해 연결되어 있어야 함은 당연하다.) 선택적으로 상기의 구성요소들을 연통시키는 것으로, 삼방밸브(60)의 ⑤방향은 압축기체 저장부(20)와 연결되어 있고, ⑥방향은 흡입 공간부(10)와 연결되어 있으며, ⑦방향은 침전 탱크(50)에 연결되도록 한다.

이로써, 상기 삼방밸브(60)는 ⑥, ⑦ 방향을 상호간 연통연결시켜, 흡입기체의 압력으로 흡입 공간부(10) 내부가 가압되는 경우 흡입 공간부(10) 내 잔류화물이 침전 탱크(50)로 방출될 수 있도록 한다. 본 발명에서는 이를 위해, 파이프 및 호스 형태의 잔류화물 방출관(12)의 일단을 흡입 공간부(10)에 내설하고, 타단은 삼방밸브(60)(더욱 자세히는 삼방밸브(60)의 ⑥방향)에 연결시키도록 한다. 이때, 상기 잔류화물 방출관(12)의 일단은 흡입 공간부(10)에 임시저장된 모든 잔류화물이 방출되도록, 상기 흡입 공간부(10)의 내부 저면에 가까워지도록 소정깊이 내입설치되어야 하며, 상기 소정깊이는 사용자에 의해 다양하게 변경이 가능하다.

물론, 상기 잔류화물 방출관(12)과 같은 형태의 파이프 또는 호스는 삼방밸브(60)와 압축기체 저장부(20) 상호간, 삼방밸브(60)와 침전 탱크(50) 상호간에도 형성되어 상호간을 연결시켜야 함은 당연한 것이다.

또한, 본 발명에서는 잔류화물 방출관(12)에 제 2체크밸브(70b)를 설치하여, 상기 흡입 공간부(10) 내의 잔류화물이 잔류화물 방출관(12)을 따라 침전 탱크(50)로 방출될 수 있도록 하되, 상기 침전 탱크(50)로 방출된 잔류화물이 흡입 공간부(10)로 역류되지 않도록 단속한다.

더불어, 본 발명의 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치의 흡입공간부(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자의 선택에 의해 흡수정(1) 내부 또는 흡수정(1) 외부에 설치될 수 있으며, 도 1 내지 도 3과 같이, 화물탱크 상부벽(83)을 기준으로, 상기 흡수정(1) 및 흡입공간부(10)는 화물탱크 내부(80)에 설치되고, 압축기체 저장부(20), 이젝터(30), 침전탱크(50), 사방밸브(40) 및 삼방밸브(60)는 화물탱크 외부(81)에 설치된다.

이하에서는 상기와 같은 구성 및 구조를 갖는 본 발명의 바람직한 실시예의 작용 및 원리를 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거방법은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이송 및 저장을 위한 저장탱크(80)와 흡수정(1) 내부에 액상화물이 채워지는 소정시간 동안, 상기 흡입 공간부(10) 내부로 흡수정(1) 내 잔류화물이 유입되지 않도록 하는 흡입공간부 폐색단계(S100)와; 화물탱크 내부(80)에 액상화물이 하적된 후, 흡수정(1) 내에 잔존되어 있는 잔류화물을 상기 이젝터(30)의 진공 발생을 통해 흡입 공간부(10)로 흡입하는 잔류화물 흡입단계(S200)와, 상기 흡입 공간부(10)에 흡입저장된 잔류화물을 상기 흡입 공간부(10) 내를 가압함으로써 침전 탱크(50)로 방출시키는 잔류화물 방출단계(S300)와, 상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 모두 방출될 때까지 잔류화물 흡입단계(S200)와 잔류화물 방출단계(S300)를 순차 반복수행하는 단계(S400)로 이루어진다. 상기 S100, S200, S300, S400 각 단계를 더욱 자세히 설명하면 하기와 같다.

1. 흡입공간부 폐색단계(S100).

상기 흡입공간부 폐색단계(S100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 이송 및 저장용 화물탱크에 하적/선적을 위한 액상화물이 적재되는 경우에 시행되는 것으로, 상기 흡입공간부 폐색단계 후, 액상화물이 카고펌프에 의해 하적된 이후에 상기의 잔류화물 흡입단계(S200)과 잔류화물 방출단계(S300)가 시행된다. 물론, 상기 흡입공간부 폐색단계(S100)를 시행하는 단계는 화물탱크에 화물이 적재되는 동안 시행되어야 하며, 상기 잔류화물 흡입단계(S200)를 시행하기 위해선 흡입공간부 폐색단계(S100)에서 적재된 화물이 카고펌프에 의해 하적된 후, 흡수정(1) 내에 잔류화물이 존재해야만 할 것이다.

상기 흡입공간부 폐색단계(S100)는 사방밸브(40)의 ①, ②방향을 연통연결하고(S110 단계), 삼방밸브(60)의 ⑤, ⑥방향을 연통연결하여(S120 단계) 압축기체 저장부(20)의 압축기체를 흡입 공간부(10)로 유입시킴으로써, 상기 압축기체에 의해 흡입 공간부(10) 내부가 가압되어, 상기 흡입 공간부(10)의 잔류화물 흡입관(11)을 통해 흡수정(1) 내 잔류화물이 흡입 공간부(10) 내로 유입되지 않도록 한다. 상기 S110 단계와 S120 단계가 동시에 일어나도록 사방밸브(40)와 삼방밸브(60)을 연동하여 조작하거나, 연동되어 조작되는 구조로 한다.

2. 잔류화물 흡입단계(S200).

상기 잔류화물 흡입단계(S200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입공간부 폐색단계(S100) 후, 화물탱크 내부(80)에 액상화물이 카고펌프에 의해 하적 완료된 이후, 상기 흡수정(1) 내에 남아있는 잔류화물을 배출하기 위해 시행되는 것으로,

상기 사방밸브(40)의 ①, ③ 방향이 연통되도록 연결시켜 압축기체 저장부(20)와 이젝터 노즐(31)을 연결시키고(S210 단계), 상기 사방밸브(40)의 ②, ④ 방향을 연통연결시켜 이젝터 흡입구(32)와 흡입 공간부(10)를 상호간 연통연결시키면(S220 단계), 상기 이젝터(30)로 유입되는 상기 압축기체 저장부(20)의 압축기체가 이젝터 노즐(31)에서 고속 분사됨으로써 진공을 발생시키고, 이는 상기 흡입 공간부(10) 내 공기를 이젝터 흡입구(32) 측으로 흡입하여 압축기체와 함께 배출되도록 함으로써, 상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 잔류화물 흡입관(11)을 통해 흡입 공간부(10) 내로 흡입되도록 하여, 상기 흡입 공간부(10)에 점차 잔류화물이 차올라 임시저장되도록 한다.(S230 단계) 상기 S210 단계와 S220 단계가 동시에 일어나도록 사방밸브(40)와 삼방밸브(60)을 연동하여 조작하거나, 연동되어 조작되는 구조로 한다.

3. 잔류화물 방출단계(S300).

상기 잔류화물 방출단계(S300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 잔류화물 흡입단계(S200)를 통해 흡입 공간부(10)에 임시저장되어 있는 잔류화물을 외부로 배출하기 위해 침전 탱크(50)로 잔류화물을 방출하는 단계로,

상기 사방밸브(40)의 ①, ② 방향을 연결시켜, 상기 압축기체 저장부(20)와 흡입 공간부(10)가 연통연결되도록 하고(S310 단계), 상기 삼방밸브(60)의 ⑥, ⑦방향을 연결시켜 상기 흡입 공간부(10)와 침전 탱크(50)가 상호간 연통연결되도록 함으로써(S320 단계), 상기 잔류화물 흡입단계(S200)를 통해 소정수위 차오른 흡입 공간부(10) 내의 잔류화물이 상기 흡입 공간부(10) 내부로 유입된 압축기체의 압력에 의해, 상기 잔류화물 방출관(12)을 통해 침전 탱크(50)로 유동되어 방출되도록 하고(S330 단계), 상기 침전 탱크(50)에 잔류화물이 소정수위로 차올라 저장되거나 또는 상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 모두 침전 탱크(50)로 방출되었을 경우, 상기 침전 탱크(50) 내 잔류화물을 외부로 배출한다.(S340 단계) 상기 S310 단계와 S320 단계가 동시에 일어나도록 사방밸브(40)와 삼방밸브(60)을 연동하여 조작하거나, 연동되어 조작되는 구조로 한다.

4. 잔류화물 흡입단계와 잔류화물 방출단계를 순차 반복수행하는 단계(S400).

상기 S400 단계에서는, 상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 모두 침전 탱크(50)로 방출될 때까지 상기 잔류화물 흡입단계(S200)와 잔류화물 방출단계(S300)를 순차적으로 반복수행되도록 한다.

더불어, 상기 흡입공간부 폐색단계(S100)에서는 사방밸브(40)의 ③, ④방향과 삼방밸브(60)의 ⑦ 방향이 다른 방향과 연결되지 않도록 해야할 것이며, 상기 잔류화물 흡입단계(S200)에서는 삼방밸브(60)의 ⑤, ⑥, ⑦ 방향이 상호간 연결되지 않은 상태를 유지해야 하며, 상기 잔류화물 방출단계(S300)에서는 사방밸브(40)의 ③, ④방향과 삼방밸브(60)의 ⑤ 방향이 다른 방향과 연결되지 않도록 해야함은 당연할 것이며,

본 발명에서는 사방밸브(40) 및 삼방밸브(60)를 사용하였지만, 이는 상기에서 전술된 구성과 작용을 할 수 있다면, 사용자에 의해 다양한 밸브로 변경적용이 가능할 것이다.

또한, 상기에서 설명되지 않은 도면의 부호인 'A'는 공기, 'G'는 압축기체, 'O'는 잔류화물, 'T'는 저장탱크를 의미한다.

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 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

1: 흡수정 10: 흡입 공간부
11: 잔류화물 흡입관 12: 잔류화물 방출관
20: 압축기체 저장부 30: 이젝터
31: 이젝터 노즐 32: 이젝터 흡입구
40: 사방밸브 50: 침전 탱크
60: 삼방밸브 70a: 제 1체크밸브
70b: 제 2체크밸브 80: 화물탱크 내부
81: 화물탱크 외부 83: 화물탱크 상부 벽
A: 공기 C: 액상화물
G: 압축기체 L: 이송라인
O: 잔류화물 T: 저장탱크

Claims

액상화물이 채워지는 흡수정(1) 내의 잔류화물을 흡입하여 임시저장하는 흡입 공간부(10);
압축기체를 공급하기 위한 압축기체 저장부(20)와;
상기 압축기체를 고속으로 분사할 시 발생되는 진공으로, 상기 흡수정(1) 내의 잔류화물이 흡입 공간부(10)에 흡입되도록 하는 이젝터(30)와;
상기 흡입 공간부(10), 압축기체 저장부(20), 이젝터(30) 상호간을 선택적으로 연통연결시키는 사방밸브(40)와;
상기 흡입 공간부(10) 내에서 방출되는 잔류화물을 저장하여 외부로 배출시키기 위한 침전 탱크(50)와;
상기 압축기체 저장부(20), 흡입 공간부(10), 침전 탱크(50) 상호간을 선택적으로 연통연결시키는 삼방밸브(60);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치.
제 1항에 있어서,
상기 이젝터(30)는
상기 이젝터(30) 내부로 고압기체를 분사하는 이젝터 노즐(31)과, 상기 흡입공간부(10)를 진공이 되게 하는 이젝터 흡입구(32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치.
제 1항에 있어서,
상기 흡수정(1) 내의 잔류화물을 흡입 공간부(10)로 흡입하기 위한 잔류화물 흡입관(11)에 설치되어, 상기 흡입 공간부(10)로부터 흡수정(1)으로의 잔류화물 역류를 방지하는 제 1체크밸브(70a)와;
상기 침전 탱크(50)와 흡입 공간부(10)를 연결하는 잔류화물 방출관(12)에 설치되어, 상기 침전 탱크(50)에 저장된 잔류화물이 흡입 공간부(10)로 역류되지 않도록 하는 제 2체크밸브(70b); 가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치.
제 3항에 있어서,
상기 잔류화물 방출관(12)은
일단부를 상기 흡입 공간부(10)의 내부 저면에 가까워지도록 소정깊이 내입함으로써, 상기 흡입 공간부(10) 내 잔류화물이 모두 흡입되도록 하는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치.
제 1항에 있어서,
상기 흡입공간부(10)가 흡수정(1) 내부 또는 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치.
제 1항에 있어서,
상기 흡수정(1) 및 흡입공간부(10)는 화물탱크 내부(80)에 설치되고,
상기 압축기체 저장부(20), 이젝터(30), 침전탱크(50), 사방밸브(40) 및 삼방밸브(60)는 화물탱크 외부(81)에 설치되는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항으로 형성된 액상화물 잔류량 제거장치의 제거방법에 있어서,
화물탱크 내부(80) 및 흡수정(1)에 액상화물이 적재될 시, 상기 흡입 공간부(10) 내부로 흡수정(1) 내 잔류화물이 유입되지 않도록 하는 흡입공간부 폐색단계(S100)와;
상기 흡수정(1)의 잔류화물이 잔존할 시, 상기 이젝터(30)를 통해 진공을 발생시켜 흡수정(1) 내 잔류화물이 흡입 공간부(10)에 흡입되도록 하는 잔류화물 흡입단계(S200)와;
상기 흡입 공간부(10) 내에 압력을 가해, 상기 흡입 공간부(10) 내 잔류화물을 침전 탱크(50)로 방출시키는 잔류화물 방출단계(S300);
상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 모두 방출될 때까지 상기 잔류화물 흡입단계(S200)와 잔류화물 방출단계(S300)를 순차반복하는 단계(S400);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거방법.
제 7항에 있어서,
상기 흡입공간부 폐색단계(S100)는
상기 사방밸브(40)를 통해 압축기체 저장부(20)와 흡입 공간부(10)를 연통연결시키는 단계(S110)와;
상기 흡입 공간부(10) 내부를 압축기체로 가압함으로써, 상기 흡수정(1) 내 잔류화물이 잔류화물 흡입관(11)을 통해 흡입 공간부(10)로 유입되지 않도록 하는 단계(S120);
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거방법.
제 7항에 있어서,
상기 잔류화물 흡입단계(S200)는
상기 사방밸브(40)를 통해 압축기체 저장부(20)와 이젝터(30)의 이젝터 노즐(31)을 연통연결시키는 단계(S210)와;
상기 사방밸브(40)를 통해 이젝터(30)의 이젝터 흡입구(32)를 흡입 공간부(10)와 상호간 연통연결시키는 단계(S220)와;
상기 이젝터 노즐(31)을 통해 압축기체를 외부로 고속 분사하여 상기 이젝터(30)에서 진공을 발생시키고, 이 진공이 이젝터 흡입구(32)를 통해 흡입정 내 잔류화물을 흡입 공간부(10) 내로 흡입하도록 하는 단계(S230);
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거방법.
제 7항에 있어서,
상기 잔류화물 방출단계(S300)는
상기 사방밸브(40)를 통해 압축기체 저장부(20)와 흡입 공간부(10)를 연통연결시키는 단계(S310)와;
상기 삼방밸브(60)를 통해 흡입 공간부(10)와 침전 탱크(50)를 상호간 연통연결시키는 단계(S320)와;
상기 흡입 공간부(10) 내부로 압축기체를 유입하여, 상기 압축기체의 압력에 의해 흡입 공간부(10)의 잔류화물이 잔류화물 방출관(12)을 통해 침전 탱크(50)로 방출되도록 하는 단계(S330)와;
상기 침전 탱크(50) 내 잔류화물을 외부로 배출하는 단계(S340);
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력기체를 이용한 저장탱크의 액상화물 잔류량 제거방법.