KR101444296B1 - Ｖｏｃ 저감 장치 - Google Patents

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Abstract

VOC 저감 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 VOC 저감 장치는 선박의 탱크 본체의 외부에 수평으로 배치된 상부 수평 배관; 및 상기 상부 수평 배관과 연결되며, 상기 탱크 본체의 내부에 수직으로 배치된 수직 배관을 포함하며, 상기 수직 배관은 다수의 내부관이 구비되어 압력강하를 유발하는 압력강하부를 포함한다.

Description

ＶＯＣ 저감 장치{APPARATUS FOR REDUCING VOLATILE ORGANIC COMPOUND}
본 발명은 VOC 저감 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원유 운반선의 운용에 있어서 액상화물을 액상화물 저장 탱크 내에 선적하는 과정에서 VOC(Volatile Organic Compound) 발생을 억제하는 VOC 저감 장치에 관한 것이다.
육상 또는 해상의 원유 생산 시설이나 원유 저장 시설과 원유 운반선 등에는 원유나 석유, 액화 가스 또는 기타 광물성 액상화물 등의 비교적 증기압이 높은 액상화물이 저장되며, 액상화물의 이송 혹은 저장 과정에서 발생할 수 있는 VOC 저감 장치가 마련될 수 있다. 예컨대, 액상화물 저장소에 액상화물을 적재(loading)할 때, 액상화물로부터 상당량의 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound; 이하, VOC라 칭한다)이 발생하게 된다.
특히, VOC는 액상화물의 적재 시 수직 배관 내에서 많이 발생하게 된다. 예컨대, 원유 운반선에는, 생산지의 원유 저장 탱크로부터 원유가 공급되는 수평 배관과, 수평 배관으로부터 수직으로 이어져 원유 저장 탱크 내의 하단부까지 연장된 수직 배관이 마련되어 있다.
또한, 원유 저장 탱크의 내부 또는 외부에는 미 도시된 원유를 분배하기 위한 분배 배관이 더 마련되어 있을 수 있고, 그 분배 배관에 상기 수직 배관이 연결되어 다른 원유 저장 탱크로 원유가 분배 될 수 있다. 또한, 수평 배관 및 수직 배관은 다수로 이루어져 있을 수 있다.
상기 수평 배관을 통해 공급된 원유는 이후 연결된 수직 배관으로 유입되며, 수직 배관의 상단부에서 원유의 정압(Static Pressure)이 상당히 감소하는 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라 수직 배관 내의 상단부 압력이 액상 원유의 포화증기압보다 낮아지게 되며, 이러한 압력 강하는 액상 원유 내에 포함된 포화수증기압이 높은 물질들의 기화를 유발하여 VOC가 발생할 수 있다.
이와 같이 발생된 VOC는 예컨대, 메탄, 프로탄, 부탄 및 에탄과 같은 다양한 유기 화합물을 포함하고 있으며, 이들은 인체에 유해하고, 대기 중으로 배출될 경우 스모그 등의 원인이 되어 대기오염을 유발하게 된다. 구체적으로, VOC는 대기 중에서 이동성이 강하고, 냄새를 유발할 뿐만 아니라, 잠재적인 독성 및 발암성을 가지고 있으며, 산화질소 및 다른 화합물질과 광화학적으로 반응하여 오존을 형성하기 때문에 이들에 의한 환경오염은 특별히 관심을 집중시키고 있는 실정이다. 또한, 이와 같이 발생된 VOC를 대기 중으로 배출할 경우, 그만큼 원유 등 액상화물의 손실이 일어나는 것이다. 따라서, 액상화물을 적재할 때 VOC가 발생되는 것을 저감하여, VOC의 배출을 억제할 필요가 있다.
발명의 배경이 되는 기술로서, 특허문헌에 기재한 바와 같은 로딩 칼럼에서의 방법과 설비는 공급 파이프의 횡단면보다 명백히 넓은 로딩 칼럼의 횡단면을 갖고, 나선형의 하방 유동 패턴을 가지면서 석유가 이동하도록 되어 있다.
특허문헌의 종래 기술은 공급 파이프보다 상대적으로 넓은 횡단면을 갖는 로딩 칼럼이 필요하므로, 로딩 칼럼을 설치하기 위해 많은 설치 공간을 요구할 수 있다.
공개특허공보 제10-2005-0044687호
본 발명의 실시예는, 수직 배관이 내부관 다발 또는 제 2 메쉬를 갖는 압력강하부를 포함하여 압력강하부에서의 압력이 감소되도록 함으로써 상부 수평 배관에서 수직 배관으로 연결된 위치, 즉 압력강하부 이전의 위치의 압력이 증기압 이상으로 유지될 수 있게 하고, 이로 인하여 VOC의 발생을 감소시킬 수 있는 VOC 저감 장치를 제공한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 탱크 본체의 외부에 수평으로 배치된 상부 수평 배관; 및 상기 상부 수평 배관과 연결되며, 상기 탱크 본체의 내부에 수직으로 배치된 수직 배관을 포함하며, 상기 수직 배관은 다수의 내부관이 구비되어 압력강하를 유발하는 압력강하부를 포함하는 VOC 저감 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 수직 배관의 하단부에는, 다단으로 적층되며, 상기 수직 배관의 내주면에 고정된 제 1 메쉬가 포함될 수 있다.
또한, 상기 압력강하부는, 상기 수직 배관과 동일 관경을 갖도록 연결되며, 액상화물의 압력강하를 유발하도록 파이프 내부에 다단으로 적층된 제 2 메쉬를 구비한 제 1 파이프; 및 상기 제 1 파이프와 동일 관경을 갖도록 연결되며, 상기 제 1 파이프에 비하여 작은 관경을 갖는 다수의 제 1 내부관이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 2 파이프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압력강하부는, 상기 제 2 파이프와 동일 관경을 갖도록 연결되며, 상기 제 1 내부관과 다른 관경을 갖는 다수의 제 2 내부관이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 3 파이프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 압력강하부는, 상기 제 3 파이프와 동일 관경을 갖도록 연결되며, 상기 제 2 내부관과 다른 관경을 갖는 다수의 제 3 내부관이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 4 파이프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 압력강하부는, 상기 수직 배관을 따라 간격을 두고 다수로 설치될 수 있다.
또한, 상기 수직 배관은, 상기 압력강하부를 바이패스하는 우회라인; 및 상기 우회라인에 설치된 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 VOC 저감 장치에 의하면, 수직 배관에 압력강하부가 설치되어 있고, 그 압력강하부의 내부에 유로 단면적 또는 관경이 수직 배관보다 작은 다수의 내부관 또는 제 2 메쉬를 마련하여 복수개로 구획된 통로를 제공함에 따라, 압력강하부 이전의 압력이 수직 배관의 상단부에서 증기압 이상으로 유지될 수 있는바, 이에 따라 액상화물의 적재시 수직 배관 내에서 VOC의 발생이 감소될 수 있다.
삭제
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 VOC 저감 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 표시된 선 A-A의 단면도이다.
도 3은 도 1에 표시된 선 B-B의 단면도이다.
도 4는 도 1에 표시된 선 C-C의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 VOC 저감 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 VOC 저감 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 VOC 저감 장치에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 VOC 저감 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예는 육상 또는 해상의 원유 생산 시설이나 원유 저장 시설과 원유 운반선 등의 선박(1)에는 원유나 석유, 액화 가스 또는 기타 광물성 오일 등의 비교적 증기압이 높은 액상화물을 저장하기 위한 탱크 본체(10)와, 액상화물의 유동(예: 적하 또는 적재) 중에 발생되는 휘발성 유기 화합물(VOC)의 발생을 억제할 수 있는 VOC 저감 장치(100)가 마련될 수 있다.
이하의 설명에서 압력강하(pressure drop)는 액상화물 등의 유체가 유동하는 배관의 한 지점과 다른 하류의 지점간 압력 차이를 의미할 수 있다.
VOC 저감 장치(100)는 탱크 본체(10) 내에 액상화물을 적재하기 위한 배관(110, 120, 125, 130)들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 VOC 저감 장치(100)는, 선박의 탱크 본체(10)의 외부에 수평으로 배치된 상부 수평 배관(110)과, 탱크 본체(10) 내부에 수직으로 배치되어 상부 수평 배관(110)과 연결되고, 압력강하를 유발시키는 압력강하부(200)를 갖는 수직 배관(120)과, 수직 배관(120)의 단부에 결합된 분배 배관(125)과, 분배 배관(125)의 단부에 설치된 출구 배관(130)을 포함하고, 압력강하부(200)는 파이프 내부에 유로 단면적이 비교적 작은, 예컨대 수직 배관(120)보다 작은 다수의 내부관(222, 232, 242)을 포함할 수 있다.
상부 수평 배관(110)은 탱크 본체(10)의 상부에 수평으로 배치되며, 이를 통해 외부로부터 공급되는 액상화물이 유입된다. 예컨대, 탱크 본체(10)가 원유 운반선 등의 선박(1)에 마련된 것인 경우에는, 상부 수평 배관(110)은 원유 생산지의 원유 저장 탱크와 연결될 수 있으며, 이를 통해 원유가 공급될 수 있다.
수직 배관(120)은 탱크 본체(10)의 내부에 수직으로 배치되며, 수직 배관(120)의 상단부는 상부 수평 배관(110)과 연결되어 원유를 공급 받을 수 있고, 상세히 후술할 바와 같은 압력강하부(200)를 포함할 수 있다.
분배 배관(125)은 수직 배관(120)의 하단부에 결합될 수 있고, 탱크 본체(10)의 내부 또는 내부로부터 외부로 연장된 후 다른 탱크 본체(미 도시)의 내부로 연장될 수 있음에 따라, 다른 탱크 본체에 원유를 공급하는 역할을 담당할 수 있다.
압력강하부(200)는 원유의 유속을 증가시킬 수 있으며, 압력강하를 유발하는 역할을 담당하도록 후술되는 세부 구성을 포함할 수 있다.
예컨대, 압력강하부(200)의 전단 또는 후단은 수직 배관(120)의 배관 부재와 연결되어 수직 배관(120)에 취부 가능하게 포함될 수 있다.
또한, 압력강하부(200)는 수직 배관(120)의 내부에 설치되거나, 수직 배관(120)의 하단부에 별도의 배관으로 설치될 수 있다.
또한, 압력강하부(200)는 압력강하부(200)내의 제 2 메쉬(212, 213)(도 2 참조) 및 내부관(222, 232, 242)에 의해 압력을 감소시키고, 압력강하부(200)에 의한 압력의 감소로 인해 상부 수평 배관(110)에서 수직 배관(120)으로 연결된 위치(122) 또는 압력강하부(200) 이전의 위치(122)의 압력이 증기압 이상으로 유지될 수 있으며, 이로 인하여 원유의 기화 현상을 억제시켜 VOC의 발생을 감소시키는 역할을 담당할 수 있다.
압력강하부(200) 이전의 위치(122)는 수직 배관(120)의 상단부를 지칭하는 것으로 이해될 수 있다.
출구 배관(130)은 분배 배관(125)의 단부에 결합될 수 있거나, 분배 배관(125) 대신 수직 배관(120)에 연결될 수 있고, 탱크 본체(10)의 바닥면 가까이에 배치될 수 있다.
여기서, 출구 배관(130)은 수직 배관(120)의 하단부에 해당하는 것으로서, 다단으로 적층되며, 상기 수직 배관의 내주면에 고정된 제 1 메쉬를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 메쉬(131)는 압력강하 유발량을 작게 하기 위해 일단으로 구비될 수도 있다.
제 1 메쉬(131)는 액상화물인 원유에서의 기체 발생이 높아지는 것을 방지하는 역할을 담당할 수 있다. 즉, 동일한 유량이 인가되는 배관망 중에서 압력강하부(200)에 의해 유로 단면적이 일부 축소되었다가 다시 유로의 면적이 확대될 경우, 난류 강도의 증가에 따라 원유에서의 기체 발생이 높아 질 수 있다.
이때, 제 1 메쉬(131)는 난류 강도를 저감시켜 유동 균일화를 유도함으로써, 원유에서의 기체 발생을 억제할 수 있다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 액상 유체인 원유가 수직 배관(120)의 단면적에 비하여 작은 단면적을 가지는 압력강하부(200)를 통과할 때 유속이 증가될 수 있는데, 이러한 유속의 증가는 압력강하부(200)에서 압력의 감소를 유발하므로 수직 배관(120)의 상단부(122, 압력강하부 이전의 위치)의 압력을 증기압 이상으로 유지할 수 있다. 또한 압력강하부(200)의 후단에서의 원유는 압력강하부(200)에서의 가속에 의해 압력강하부(200)의 유속과 유사한 유속으로 천이되는 현상이 나타날 수 있는데, 이에 따라 이 구간에서 압력이 추가적으로 감소하고 원유의 난류 강도가 증가하는 현상이 발생할 수 있다. 그 결과, 압력강하부(200)의 후단에서 원유의 기상 성분 발생이 높아질 수 있으며, 전술한 현상을 통한 기상 성분의 발생량은 압력강하부(200)에서의 압력 강하량이 증가할수록 더 높게 나타나는 경향을 보일 수 있다.
상기 제1메쉬(131)는 이러한 현상을 경감하기 위하여 압력강하부(200)의 후단에서 발생된 난류 강도를 유동 균등화를 통하여 저감시키기 위한 목적으로 일단으로 설치될 수 있다.
상부 수평 배관(110), 압력강하부(200)를 포함한 수직 배관(120), 분배 배관(125), 출구 배관(130)을 차례로 통과한 액상화물인 원유는 출구 배관(130)의 끝에 마련된 액상화물 출구를 통해 탱크 본체(10) 내부로 유입될 수 있다.
압력강하부(200)는 파이프(210, 220, 230, 240) 중 하나에 해당하는 일단 구조, 또는 파이프(210, 220, 230, 240)를 하나 이상으로 파이프 연장 방향을 따라 차례로 연결한 다단 구조로 구성될 수 있다.
일단 또는 다단 구조의 선택 및 설계, 또는 파이프(210, 220, 230, 240)의 다단 수는 정격 운전 조건에서의 유량 및 탱크 본체의 수위 변화에 따른 영향을 고려하여 정해질 수 있다.
또한, 파이프(210, 220, 230, 240)의 길이, 관경이나, 혹은 해당 파이프(220, 230, 240)의 내부에 설치된 내부관(222, 232, 242)의 길이, 관경, 다단 수는 정격 운전 조건에서의 유량 및 탱크 수위 변화에 따른 영향을 고려하여 정해질 수 있다.
또한, 압력강하는 여러 단으로 나누어진 해당 파이프(220, 230, 240)를 통해 여러 단계로 나누어져 발생할 수 있으므로, 압력변화가 급격하게 이루어지는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, 선박(1)의 종류 또는 크기가 결정되면, 액상화물의 양역 또는 하역에 필요한 시간 및 양이 결정될 수 있고, 그에 대응하게 해당 파이프(220, 230, 240) 및 내부관(222, 232, 242)의 길이, 관경 등이 VOC의 저감을 기대할 수 있는 범위 내에서 정해질 수 있다.
즉, 선박(1) 또는 호선의 변경에 따라 액상화물의 양역 또는 하역에 필요한 시간 및 양이 변경될 경우, 상기 길이, 관경, 다단 수를 적절이 설계하여 해당 파이프(220, 230, 240) 및 내부관(222, 232, 242)을 변경 설계한 새로운 파이프 및 내부관(미 도시)로 교체하는 것에 따라 VOC의 저감 성능을 용이하게 조절할 수 있다.
예컨대, 압력강하부(200)는 제 1 파이프(210), 제 2 파이프(220), 제 3 파이프(230), 제 4 파이프(240)를 포함할 수 있고, 이는 도 2 내지 도 4를 통해 상세히 설명될 수 있다.
도 2는 도 1에 표시된 선 A-A의 단면도이고, 도 3은 도 1에 표시된 선 B-B의 단면도이며, 도 4는 도 1에 표시된 선 C-C의 단면도이다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 압력강하부(200)는 수직 배관(120)과 동일 관경을 갖도록 연결된 제 1 파이프(210)를 포함한다.
제 1 파이프(210)에는 액상화물의 압력강하를 유발하도록 파이프 내부에 다단으로 적층 설치된 제 2 메쉬(212, 213)가 구비될 수 있다.
제 2 메쉬(212, 213)도 압력강하 유발량에 대응하게 일단으로 구성될 수 있다.
제 2 메쉬(212, 213)의 외곽 테두리는 제 1 파이프(210)의 내경에 대응하게 형성되어 고정되어 있고, 이에 따라 제 1 파이프(210) 또는 수직 배관(120)의 길이 방향으로 나란하게 연장되고 구획된 다수의 내부 통로(122a)가 형성될 수 있다.
제 2 메쉬(212, 213)는 제 1 파이프(210)의 길이 방향을 따라 이격되어 다단으로 적층될 수 있다.
여기서, 적층 숫자 또는 제 2 메쉬(212, 213)의 규격은 정격 운전 조건에서의 유량 및 탱크 본체의 수위 변화에 따른 영향을 고려하여 정해질 수 있으므로 한정되지 않을 수 있다.
원유 등의 액상화물은 수직 배관(120)이 압력강하부(200)를 갖지 않는 통상적인 배관일 경우라면 수직 배관(120)의 하단부 압력이 상단부 압력에 비하여 높은 물리적 특성으로 인하여 상단부 압력이 증기압 이하가 될 수 있으며, 이에 따라 VOC가 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시예와 같이 수직 배관(120)이 압력강하부(200)를 포함하고 있으므로, 압력강하부(200)의 제 1 파이프(210)의 제 2 메쉬(212, 213)에 의해 압력강하가 유발되면서 수직 배관(120)의 상단부 압력은 상대적으로 증가되어 증기압 이상으로 유지될 수 있다.
따라서, 제 2 메쉬(212, 213)로 인하여 다수의 내부 통로(122a)를 갖는 제 1 파이프(210)는 수직 배관(120)의 유로 단면적에 비해 상대적으로 작은 유로 단면적을 갖고 있으므로, 액상화물이 제 2 메쉬(212, 213)에 접촉하면서 유동할 때 압력강하가 일부 유발될 수 있는 것이다.
도 1 또는 도 3을 참조하면, 압력강하부(200)는 제 1 파이프(210)와 동일 관경을 갖도록 연결되는 제 2 파이프(220)를 포함할 수 있다.
다수의 제 1 내부관(222)이 수직 배관(120) 또는 제 1 파이프(210)에 비하여 작은 관경을 갖고 있고, 파이프 연장 방향에 대응하게 제 2 파이프(220)의 내부에 배치되어 있다.
제 1 내부관(222)은 원형으로 배치된 다발 형태로서, 서로 인접한 부위끼리 서로 용접 또는 브레이징에 의해 서로 고정되어 있으며, 외곽측 제 1 내부관(222)들이 제 2 파이프(220)의 내주면에 고정되어 있을 수 있다.
이런 제 1 내부관(222)들에 의해서, 제 2 파이프(220)의 내부에는 제 2 파이프(220)의 길이 방향으로 나란하게 연장된 다수의 내부 통로(122b)가 형성될 수 있다.
제 2 파이프(220)는 다수의 제 1 내부관(222)으로 인하여 다수의 내부 통로(122b)를 갖게 되어 제 1 파이프(210)의 유로 단면적에 비해 상대적으로 작은 유로 단면적을 갖게 될 수 있다.
또한, 다수의 제 1 내부관(222)은 액상화물이 제 1 파이프(210)의 제 1 메쉬를 지나는 경우에 비하여 더 작은 단면적을 가지므로, 제 1 내부관(222) 내에서의 유속이 더 증가하게 되어 제 2 파이프(220)에서 더 큰 압력 강하량을 유발시킬 수 있는 것이다.
이런 경우, 압력강하부(200) 이전의 위치(122)에서의 압력이 증기압 이상의 압력을 유지하는데 도움을 주어서 VOC 발생을 억제할 수 있게 된다.
도 1 또는 도 4를 참조하면, 압력강하부(200)는 제 2 파이프(220)와 동일 관경을 갖도록 연결되는 제 3 파이프(230)를 더 포함할 수 있다.
이때, 다수의 제 2 내부관(232)이 제 1 내부관(222)에 비하여 작거나 또는 상이한 관경을 갖고 있고, 파이프 연장 방향에 대응하게 제 3 파이프(230)의 내부에 배치되어 있다.
이런 경우, 제 3 파이프(230)는 다수의 제 2 내부관(232)으로 인하여 다수의 내부 통로(122c)를 갖게 되므로, 제 2 파이프(220)의 유로 단면적에 비해 상대적으로 작은 유로 단면적을 갖게 될 수 있다.
또한, 다수의 제 2 내부관(232)은 액상화물이 제 2 파이프(220)의 제 1 내부관을 지나는 경우에 비하여 더 작은 단면적을 가지므로, 제 2 내부관(232) 내에서의 유속이 더 증가하게 되어 제 3 파이프(230)에서 더 큰 압력강하량을 유발시킬 수 있는 것이다.
이런 경우, 압력강하부(200) 이전의 위치(122)에서의 압력이 증기압 이상의 압력을 유지하는데 더욱 더 도움을 주어서 VOC 발생을 더욱 억제할 수 있게 된다.
도 1, 도 3 및 도 4를 재 참조하면, 압력강하부(200)는 제 3 파이프(230)와 동일 관경을 갖도록 연결되는 제 4 파이프(240)를 더 포함할 수 있다.
이때, 다수의 제 3 내부관(242)은 제 2 내부관(232)에 비하여 크거나 또는 상이한 관경, 즉 제 2 내부관(232)보다 크고 제 1 내부관(222)과 동일한 관경을 갖고 있다.
또한, 다수의 제 3 내부관(242)도 파이프 연장 방향에 대응하게 제 4 파이프(240)의 내부에 배치되어 있다.
이런 경우, 제 4 파이프(240)는 다수의 제 3 내부관(242)으로 인하여 제 3 파이프(230)에 비해 상대적으로 유로 단면적을 다시 확장시키는 역할을 담당할 수 있다.
즉, 다수의 제 3 내부관(242)은 액상화물이 제 3 파이프(230)의 제 2 내부관에 접촉하는 것에 비하여 감소된 액상화물의 접촉면을 제공하여 상대적으로 유동성을 크게 함에 따라, 제 3 파이프(230)에서 압력강하가 된 액상화물이 자연스럽게 출구 배관(130)으로 유동되도록 유도할 수 있다.
이러한 구성의 압력강하부(200)는 수직 배관(120)의 상단부의 압력을 증기압 이상으로 유지시킴으로, 수직 배관(120)의 상단부에서의 VOC 발생을 억제시킬 수 있다.
제 2 실시예
이 실시예에서 설명하는 본 발명의 VOC 저감 장치는 복수의 압력강하부를 수직 배관에 배치하고 있는 것을 제외하고 제 1 실시예와 동일할 수 있다.　　 그러므로, 도 1 내지 도 5에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 VOC 저감 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 VOC 저감 장치(100a)는 도 1 내지 도 4를 통해 상세히 설명한 바 있는 VOC 저감 장치 구성(100)의 압력강하부(200)와 동일한 구성 및 작용 효과를 가질 수 있는 다수의 압력강하부(200a, 200b)를 제공할 수 있다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 반복을 피하기 위해 생략하기로 한다.
압력강하부(200a, 200b)는 수직 배관(120)을 따라 간격(G)을 두고 다수로 수직 배관(120)에 포함 또는 설치될 수 있다.
이러한 설치에 따라서, 하나의 제1 압력강하부(200a)에서 압력강하를 급격히 감소시킬 때 발생할 수 있는 관내유속의 증가를 제2 압력강하부(200b)에서 감소시킬 수 있다.
제 3 실시예
이 실시예에서 설명하는 본 발명의 VOC 저감 장치는 압력강하부 주변에 설치된 우회라인 및 밸브를 제외하고 제 1 또는 제 2 실시예와 동일할 수 있다.　　 그러므로, 도 1 내지 도 6에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 VOC 저감 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 VOC 저감 장치(100b)는 도 1 내지 도 5를 통해 상세히 설명한 바 있는 VOC 저감 장치 구성(100, 100b)의 압력강하부(200, 200a, 200b)와 동일한 구성 및 작용 효과를 가질 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 반복을 피하기 위해 생략하기로 한다.
제 3 실시예의 특징을 살펴보면, 수직 배관(120)은 압력강하부(200)를 바이패스하는 우회라인(300)과, 그 우회라인(300)에 설치된 밸브(310)를 더 포함할 수 있다.
우회라인(300) 및 밸브(310)가 제 2 실시예에 적용될 경우, 각각의 도 5의 압력강하부(200a, 200b)를 바이패스하도록 각각 설치될 수 있다.
일반적으로 원유 운반선과 같은 선박(1)의 경우 동일한 배관망을 이용하여 양역 또는 하역을 수행할 수 있다.
만일, VOC의 발생을 감소하기 위하여 제 1 또는 제 2 실시예에서 제시한 압력강하부(200, 200a, 200b)로 인해 과도한 육상 펌프의 수두 증가가 유발 될 경우, 우회라인(300) 및 밸브(310)는 액상화물 일부 또는 전부가 압력강하부(200, 200a, 200b)를 우회하여 유동할 수 있게 함으로써, 육상 펌프의 과도한 수두 증가를 방지할 수도 있다.
아울러, 본 실시예들은 앞서 설명한 바와 같이, 적어도 탱크 본체(10)의 외부로부터 공급되는 액상화물이 유입되는 상부 수평 배관(110)과, 탱크 본체(10)의 내부 또는 외부에 수직으로 배치된 수직 배관(120)과, 수직 배관(120)에 위치하며, 유로 단면적이 상기 수직 배관(110)보다 작은 다수의 내부관(222, 232)이 파이프 내부에 구비되어 압력강하를 유발시키는 압력강하부(200, 200a, 200b)을 갖는 VOC 저감 장치(100, 100a, 100b)가 설치되는 액상화물 저장 탱크의 형태로도 제공될 수 있다.
이때, 액상화물 저장 탱크의 압력강하부(200, 200a, 200b)는 압력강하부(200, 200a, 200b)의 전단 또는 후단에 해당하는 수직 배관(120)의 배관 부재에 연결되고, 액상화물의 압력강하를 유발시키는 메쉬[예: 도 2의 제 2 메쉬(212, 213)]를 구비한 제 1 파이프(210); 제 1 파이프(210)와 연결되며, 제 1 파이프(210)에 비하여 작은 관경을 갖는 다수의 내부관[예: 도 3의 제 1 내부관(222)]이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 2 파이프(220); 및 제 2 파이프(220)와 연결되며, 내부관에 비하여 작은 관경을 갖는 다수의 다른 내부관[예: 도 4의 제 2 내부관(232)]이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 3 파이프(230)를 가질 수 있다.
이렇게 상술된 VOC 저감 장치 또는 VOC 저감 장치를 갖는 액상화물 저장 탱크는 실시예 상호간에 기술적 상호관련성이 있으며, 또한 동일하거나 상응하는 기술적 특징을 가지고 있으며, 종래 기술의 문제를 동일 기술적 사상으로 해결하고 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
1 : 선박 10 : 탱크 본체
100, 100a, 100b : VOC 저감 장치 110 : 상부 수평 배관
120 : 수직 배관 125 : 분배 배관
130 : 출구 배관 200, 200a, 200b : 압력강하부

Claims (7)

  1. 선박의 탱크 본체의 외부에 수평으로 배치된 상부 수평 배관;
    상기 상부 수평 배관과 연결되며, 상기 탱크 본체의 내부에 수직으로 배치된 수직 배관; 및
    다수의 내부관이 구비되어 압력강하를 유발하기 위한 것으로, 상기 수직 배관과 동일 관경을 갖도록 연결되며, 액상화물의 압력강하를 유발하도록 파이프 내부에 다단으로 적층된 제 2 메쉬를 구비한 제 1 파이프와, 상기 제 1 파이프와 동일 관경을 갖도록 연결되며 상기 제 1 파이프에 비하여 작은 관경을 갖는 다수의 제 1 내부관이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 2 파이프를 포함하는 압력강하부;
    를 포함하는 VOC 저감 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직 배관의 하단부에는,
    다단으로 적층되며, 상기 수직 배관의 내주면에 고정된 제 1 메쉬가 포함되는 VOC 저감 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력강하부는,
    상기 제 2 파이프와 동일 관경을 갖도록 연결되며, 상기 제 1 내부관과 다른 관경을 갖는 다수의 제 2 내부관이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 3 파이프를 더 포함하는 VOC 저감 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력강하부는,
    상기 제 3 파이프와 동일 관경을 갖도록 연결되며, 상기 제 2 내부관과 다른 관경을 갖는 다수의 제 3 내부관이 파이프 연장 방향에 대응하게 배치되어 있는 제 4 파이프를 더 포함하는 VOC 저감 장치.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력강하부는,
    상기 수직 배관을 따라 간격을 두고 다수로 설치되는 VOC 저감 장치.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 4항 및 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 수직 배관은,
    상기 압력강하부를 바이패스하는 우회라인; 및
    상기 우회라인에 설치된 밸브를 포함하는 VOC 저감 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09119600A (ja) * 1995-10-26 1997-05-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 低温液化ガスタンクのボイルオフガス巻込防止装置
KR20110102030A (ko) * 2010-03-10 2011-09-16 삼성중공업 주식회사 원유 공급시스템 및 그것을 구비한 유조선
KR20110139890A (ko) * 2010-06-24 2011-12-30 대우조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 저감 장치
KR20120119795A (ko) * 2011-04-22 2012-10-31 삼성중공업 주식회사 액상화물 저장 탱크의 휘발성 유기 화합물 저감 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09119600A (ja) * 1995-10-26 1997-05-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 低温液化ガスタンクのボイルオフガス巻込防止装置
KR20110102030A (ko) * 2010-03-10 2011-09-16 삼성중공업 주식회사 원유 공급시스템 및 그것을 구비한 유조선
KR20110139890A (ko) * 2010-06-24 2011-12-30 대우조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 저감 장치
KR20120119795A (ko) * 2011-04-22 2012-10-31 삼성중공업 주식회사 액상화물 저장 탱크의 휘발성 유기 화합물 저감 장치

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