KR101194393B1 - 불활성 가스 발생 장치 - Google Patents
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Abstract
불활성 가스 발생 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성 가스 발생 장치는, 불활성 가스의 생성을 위해 연료를 연소시키는 버너(burner), 연료의 연소를 위한 공간을 제공하며 연료의 연소에 의해 내부에 불활성 가스가 생성되는 연소 챔버(combustion chamber), 불활성 가스를 오일(oil)이 저장된 카고 탱크(cargo tank)로 공급하는 불활성 가스 공급부, 연소 챔버 내부로 공급되어 연소 챔버를 냉각하고 불활성 가스를 세척한 유체를 선체의 외부로 배출하는 배출부, 및 배출부에 연결되어 유체를 선체의 내부로 바이패스(bypass)시키는 바이패스부를 포함한다.
Description
본 발명은 불활성 가스 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박에 설치되는 불활성 가스 발생 장치에 관한 것이다.
카고 오일 탱크(cargo oil tank)를 구비한 선박의 경우, 카고 오일 탱크 내부의 화재 발생을 억제하기 위하여 산소의 농도를 감소시킨 불활성 가스를 채워 두게 된다. 이와 같이 불활성 가스를 발생시키는 장비를 불활성 가스 발생 장치(inert gas generating equipment)라 하며, 이를 간단히 IGG 시스템이라고 한다.
종래 기술에 따르면, 불활성 가스가 발생되는 연소 챔버의 냉각 및 발생된 불활성 가스의 세척을 위해 이용되는 냉각/세척수(cooling/washing water)에 연소 챔버에서 미연소된 연료가 함유되어 선체 외부로 배출됨으로써, 주변 해양을 오염시키는 문제가 있었다.
즉, 불활성 가스 발생 장치의 연소 챔버 내부에 연료가 공급되고, 공급된 연료가 연소되면서 불활성 가스가 발생하게 되는데, 이러한 불활성 가스 발생 장치의 작동이 정지되는 경우, 연소 챔버 내부에 잔존하는 연료가 냉각/세척수와 혼합된 후 선체의 외부로 배출되어 해상 오염의 원인이 되는 것이다.
또한, 정지된 불활성 가스 발생 장치가 재가동되는 경우에도, 연소 챔버, 및 냉각/세척수를 연소 챔버로부터 선체 외부로 배출하는 배출관 등의 내면에 잔존하는 연료가 냉각/세척수에 혼합되어 해상으로 배출되므로, 재차 해상을 오염시키게 된다.
이와 같은 불활성 가스 발생 장치는 카고 오일 탱크에 저장된 오일의 하역(unloading) 시에 주로 이용되므로, 항구의 오염원으로 작용하게 된다.
본 발명의 실시예는, 불활성 가스 발생을 위해 연소되는 연료의 배출에 의한 해양 오염을 방지할 수 있는 불활성 가스 발생 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 불활성 가스의 생성을 위해 연료를 연소시키는 버너(burner), 연료의 연소를 위한 공간을 제공하며 연료의 연소에 의해 내부에 불활성 가스가 생성되는 연소 챔버(combustion chamber), 불활성 가스를 오일(oil)이 저장된 카고 탱크(cargo tank)로 공급하는 불활성 가스 공급부, 연소 챔버 내부로 공급되어 연소 챔버를 냉각하고 불활성 가스를 세척한 유체를 선체의 외부로 배출하는 배출부, 및 배출부에 연결되어 유체를 선체의 내부로 바이패스(bypass)시키는 바이패스부를 포함하는 불활성 가스 발생 장치가 제공될 수 있다.
바이패스부는, 버너의 작동이 정지되는 경우, 유체를 미리 설정된 시간 동안 선체의 내부로 바이패스시킬 수 있다.
바이패스부는, 작동이 정지된 버너가 재작동되는 경우, 유체를 미리 설정된 시간 동안 선체의 내부로 바이패스시킬 수 있다.
바이패스부는 유체를 선체의 내부에 설치된 빌지 탱크(bilge tank)로 바이패스시킬 수 있다.
배출부는, 연소 챔버와 연결되는 배출관, 및 배출관에 설치되어 유체의 배출 여부를 조절하는 배출 밸브를 포함할 수 있다.
바이패스부는, 배출부와 연결되는 바이패스관, 및 바이패스관에 설치되어 유체의 바이패스 여부를 조절하는 바이패스 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 불활성 가스 발생을 위해 이용되는 연료가 냉각 및 세척용 유체에 의해 선체 외부로 배출되는 것을 방지함으로써, 주변 해양의 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성 가스 발생 장치를 나타낸 도면.
본 발명에 따른 불활성 가스 발생 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불활성 가스 발생 장치(100)를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 연소 챔버(110), 냉각 노즐(120), 세척 노즐(130), 버너(140), 배출부(160), 바이패스부(170), 및 불활성 가스 공급부(180) 등을 구비하는 불활성 가스 발생 장치(100)가 제시된다. 이러한 불활성 가스 발생 장치(100)는 선박의 선체(10) 내부에 설치되어, 카고 탱크(20)로 불활성 가스를 공급함으로써, 카고 탱크(20) 내의 오일에 의한 화재 발생을 억제할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 버너(140)의 작동이 정지 시 및 정지되었던 버너(140)의 재작동 시, 바이패스부(170)에 의해 냉각 및 세척용 유체를 선체(10)의 내부로 바이패스시켜, 불활성 가스 발생을 위해 이용되는 연료가 냉각 및 세척용 유체와 함께 선체(10) 외부로 배출되는 것을 방지함으로써, 주변 해양이 연료에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 불활성 가스 발생 장치(100)의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
버너(140)는 불활성 가스의 생성을 위해 연료를 연소시킬 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 버너(140)의 일단에는 연료 공급을 위한 연료 공급관(40)과 산소 공급을 위한 산소 공급관(50)이 연결될 수 있으며, 버너(140)는 이들 연료 공급관(40)과 산소 공급관(50)으로부터 각각 공급받은 연료와 산소를 반응시켜 불활성 가스를 생성할 수 있다.
그리고 버너(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 파일롯 버너(150)를 추가로 포함할 수 있다. 파일롯 버너(150)는 연료의 초기 점화에 이용될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 공급관(40)이 연결될 수 있다.
연소 챔버(110, combustion chamber)는, 연료의 연소를 위한 공간을 제공하며, 그 내부에는 연료의 연소에 의해 불활성 가스가 생성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 연소 챔버(110)는 버너(140)의 타단, 즉, 버너(140)의 연소부를 감싸도록 배치되어, 버너(140)에 공급된 연료가 연소될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 이와 같이 연소 챔버(110) 내에서 연료의 연소 반응이 일어날 수 있으므로, 연소 챔버(110)의 내부에는 질소, 이산화탄소 등의 불활성 가스가 생성될 수 있다.
연소 챔버(110)의 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 노즐(120) 및 세척 노즐(130)이 설치될 수 있다. 이러한 냉각 노즐(120)과 세척 노즐(130)은 연소 반응에 의해 가열된 연소 챔버(110)의 바디를 냉각하고, 연소 챔버(110) 내에서 생성된 불활성 가스를 세척하여 불활성 가스에 포함된 그을음 등의 이물질을 제거할 수 있다.
즉, 냉각 노즐(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 공급관(60)으로부터 냉각 및 세척용 유체를 공급받아 연소 챔버(110)의 내면에 유체를 분사하고, 세척 노즐(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 노즐(120)과 마찬가지로 유체 공급관(60)으로부터 냉각 및 세척용 유체를 공급받아 불활성 가스 배출구(112)로 유입되는 불활성 가스에 유체를 분사할 수 있다.
세척 노즐(130)에 의해 세척된 불활성 가스는, 도 1에 도시된 바와 같이 연소 챔버(110)에 형성된 불활성 가스 배출구(112)를 통해 불활성 가스 공급부(180)로 배출되며, 냉각 및 세척용 유체는 연소 챔버(110)에 형성된 유체 배출구(114)를 통해 배출부(160)로 배출될 수 있다.
이하, 불활성 가스 공급부(180)와 배출부(160)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
불활성 가스 공급부(180)는, 도 1에 도시된 바와 같이 불활성 가스를 오일이 저장된 카고 탱크(20)로 공급할 수 있다. 즉, 불활성 가스 공급부(180)는 도 1에 도시된 바와 같이, 카고 탱크(20)와 연소 챔버(110)의 불활성 가스 배출구(112)를 연결하는 불활성 가스 공급관(70)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이 불활성 가스 공급부(180)에 의해 카고 탱크(20) 내에 불활성 가스가 공급됨으로써, 카고 탱크(20) 내의 오일에 의해 발생될 수 있는 화재를 미연에 방지할 수 있다.
배출부(160)는, 연소 챔버(110)를 냉각하고 불활성 가스를 세척하는 냉각 및 세척용 유체를 선체(10)의 외부로 배출할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배출부(160)는 배출관(164)과 배출 밸브(162) 등으로 구성될 수 있다.
배출관(164)은 도 1에 도시된 바와 같이, 연소 챔버(110)의 유체 배출구(114)와 연결될 수 있으며, 선체(10)의 외부까지 연장되어 연소 챔버(110)로부터 배출된 유체를 선체(10) 외부로 배출할 수 있다.
배출 밸브(162)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 배출관(164)에 설치되어 유체의 배출 여부를 조절할 수 있다. 즉, 이와 같은 배출부(160)는 이하 설명할 바이패스부(170)의 바이패스 밸브(172)와 상호 연관되어 작동 여부가 결정될 수 있다.
바이패스부(170)는 도 1에 도시된 바와 같이, 배출부(160)의 배출관(164)과 연결되어 냉각 및 세척용 유체를 필요에 따라 선체(10)의 내부로 바이패스시킬 수 있다. 이러한 바이패스부(170)는 도 1에 도시된 바와 같이, 바이패스관(174)과 바이패스 밸브(172) 등으로 이루어질 수 있다.
바이패스관(174)은 도 1에 도시된 바와 같이, 배출부(160)의 배출관(164)으로부터 분기되어 배출관(164) 내의 유체를 선체(10) 내부, 예를 들어 빌지 탱크(30, bilge tank)로 바이패스시킬 수 있다.
여기서, 빌지 탱크(30)는 선박의 기관실에 위치하여 유수(oily water)를 모으는 탱크로서, 빌지 탱크(30)에 모인 유수는 세퍼레이터(separator)에 의해 오일과 물로 분리될 수 있다.
바이패스 밸브(172)는 도 1에 도시된 바와 같이, 바이패스관(174)에 설치되어 상술한 바와 같은 유체의 바이패스 여부를 조절할 수 있다. 냉각 및 세척용 유체의 바이패스를 위해 바이패스 밸브(172)가 열린 경우 배출 밸브(162)는 닫히게 되며, 반대로 냉각 및 세척용 유체의 바이패스가 필요치 않은 경우에는 바이패스 밸브(172)가 닫히고 배출 밸브(162)가 열리게 된다.
이 경우, 이들 배출 밸브(162)와 바이패스 밸브(172)의 작동은 버너(140)의 작동 여부를 기준으로 자동 제어될 수 있다. 즉, 버너(140)의 작동이 정지되는 경우와 정지되었던 버너(140)가 재작동되는 경우에 연소 챔버(110) 등에 잔존하던 연료가 냉각 및 세척용 유체와 함께 해상으로 배출될 우려가 있으므로, 버너(140)의 작동 여부를 기준으로 배출 밸브(162)와 바이패스 밸브(172)의 개방 여부가 결정될 수 있는 것이다.
이하 버너(140)의 작동에 따른 바이패스 밸브(172)와 배출 밸브(162)의 작동에 대해 설명한다.
먼저, 버너(140)의 작동이 정지되는 경우, 바이패스 밸브(172)가 개방되어 냉각 및 세척용 유체는 선체(10)의 내부, 예를 들어 빌지 탱크(30)로 유입될 수 있으며, 이에 수반되어 배출 밸브(162)는 닫히게 되어 냉각 및 세척용 유체는 선체(10) 외부로 배출될 수 없게 된다.
이와 같이, 버너(140)의 작동이 정지되는 경우, 바이패스부(170)는 냉각 및 세척용 유체를 미리 설정된 시간, 예를 들어 10초 동안 선체(10)의 내부, 예를 들어 빌지 탱크(30)로 바이패스시켜, 해상으로의 연료 유출을 방지할 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 정지된 버너(140)가 재작동되는 경우에도, 바이패스 밸브(172)는 개방되고, 배출 밸브(162)는 닫히게 되어 냉각 및 세척용 유체가 선체(10) 외부로 배출되는 것이 방지되며, 미리 설정된 시간, 예를 들어 초기 점화가 종료되는 20초 경과 후, 바이패스 밸브(172)가 닫히고 배출 밸브(162)가 열리면서 냉각 및 세척용 유체는 선체(10)의 외부로 배출되게 된다.
이와 같이, 작동이 정지된 버너(140)가 재작동되는 경우에도, 바이패스부(170)는 냉각 및 세척용 유체를 미리 설정된 시간 동안 선체(10)의 내부, 예를 들어 빌지 탱크(30)로 바이패스시켜, 해상의 오염을 방지할 수 있다.
이 경우, 바이패스 밸브(172)와 배출 밸브(162)는 제어부(미도시)에 의해 개폐 여부가 조절될 수 있다. 즉, 제어부(미도시)는, 상술한 바와 같이 버너(140)의 작동 또는 재작동시 냉각 및 세척용 유체를 바이패스시키는 시간을 입력 받아 상술한 미리 설정된 시간에 대한 데이터로 이를 저장할 수 있으므로, 버너(140)의 작동이 정지되는 경우 또는 정지된 버너(140)가 재작동되는 경우, 이와 같이 저장되어 있는 미리 설정된 시간 동안 바이패스 밸브(172)를 열고 배출 밸브(162)를 닫는 제어가 가능한 것이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 선체
20: 카고 탱크
30: 빌지 탱크
40: 연료 공급관
50: 산소 공급관
60: 유체 공급관
70: 불활성 가스 공급관
100: 불활성 가스 발생 장치
110: 연소 챔버
112: 불활성 가스 배출구
114: 유체 배출구
120: 냉각 노즐
130: 세척 노즐
140: 버너
150: 파일롯 버너
160: 배출부
162: 배출 밸브
164: 배출관
170: 바이패스부
172: 바이패스 밸브
174: 바이패스관
180: 불활성 가스 공급부
20: 카고 탱크
30: 빌지 탱크
40: 연료 공급관
50: 산소 공급관
60: 유체 공급관
70: 불활성 가스 공급관
100: 불활성 가스 발생 장치
110: 연소 챔버
112: 불활성 가스 배출구
114: 유체 배출구
120: 냉각 노즐
130: 세척 노즐
140: 버너
150: 파일롯 버너
160: 배출부
162: 배출 밸브
164: 배출관
170: 바이패스부
172: 바이패스 밸브
174: 바이패스관
180: 불활성 가스 공급부
Claims (6)
- 불활성 가스의 생성을 위해 연료를 연소시키는 버너;
상기 연료의 연소를 위한 공간을 제공하며 상기 연료의 연소에 의해 내부에 불활성 가스가 생성되는 연소 챔버;
상기 불활성 가스를 오일이 저장된 카고 탱크로 공급하는 불활성 가스 공급부;
상기 연소 챔버 내부로 공급되어 상기 연소 챔버를 냉각하고 상기 불활성 가스를 세척한 유체를 선체의 외부로 배출하는 배출부; 및
상기 배출부에 연결되어 상기 유체를 상기 선체의 내부로 바이패스시키는 바이패스부를 포함하되,
상기 바이패스부는, 상기 버너의 작동이 정지되는 경우, 상기 유체를 미리 설정된 시간 동안 상기 선체의 내부로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 불활성 가스 발생 장치. - 삭제
- 불활성 가스의 생성을 위해 연료를 연소시키는 버너;
상기 연료의 연소를 위한 공간을 제공하며 상기 연료의 연소에 의해 내부에 불활성 가스가 생성되는 연소 챔버;
상기 불활성 가스를 오일이 저장된 카고 탱크로 공급하는 불활성 가스 공급부;
상기 연소 챔버 내부로 공급되어 상기 연소 챔버를 냉각하고 상기 불활성 가스를 세척한 유체를 선체의 외부로 배출하는 배출부; 및
상기 배출부에 연결되어 상기 유체를 상기 선체의 내부로 바이패스시키는 바이패스부를 포함하되,
상기 바이패스부는, 작동이 정지된 상기 버너가 재작동되는 경우, 상기 유체를 미리 설정된 시간 동안 상기 선체의 내부로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 불활성 가스 발생 장치.
- 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 바이패스부는 상기 유체를 상기 선체의 내부에 설치된 빌지 탱크(bilge tank)로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 불활성 가스 발생 장치.
- 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 배출부는,
상기 연소 챔버와 연결되는 배출관; 및
상기 배출관에 설치되어 상기 유체의 배출 여부를 조절하는 배출 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 불활성 가스 발생 장치.
- 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 바이패스부는,
상기 배출부와 연결되는 바이패스관; 및
상기 바이패스관에 설치되어 상기 유체의 바이패스 여부를 조절하는 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 불활성 가스 발생 장치.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100077663A KR101194393B1 (ko) | 2010-08-12 | 2010-08-12 | 불활성 가스 발생 장치 |
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KR20120015507A KR20120015507A (ko) | 2012-02-22 |
KR101194393B1 true KR101194393B1 (ko) | 2012-10-25 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020100077663A KR101194393B1 (ko) | 2010-08-12 | 2010-08-12 | 불활성 가스 발생 장치 |
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Citations (2)
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