KR101521721B1

KR101521721B1 - 유증기 회수장치

Info

Publication number: KR101521721B1
Application number: KR1020130139879A
Authority: KR
Inventors: 박재홍
Original assignee: 박재홍
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-05-19
Also published as: WO2015072615A1

Abstract

본 발명에 따른 냉각핀을 가지는 보냉용기는, 내부에 보냉액을 수용하는 용기 본체와, 상기 용기 본체의 일측에 연결되어 보냉액을 주입하는 주입관과, 상기 주입관의 입구를 밀봉하는 마개를 포함하는 보냉용기와,
상기 용기 본체에 일정한 간격으로 삽입결합되는 복수개의 냉각핀을 포함하되, 상기 냉각핀은 판형으로 형성되어 용기 본체의 바깥쪽으로 노출되는 날개부와, 상기 용기 본체의 외면에 접촉하도록 상기 날개부에 절곡형성되는 지지부를 포함하며,
본 발명에 따른 유증기 회수장치는, 보냉액을 냉동시킬 수 있도록 구성되어 있는 냉각장치; 주유소의 유류저장탱크에 연결된 벤트(vent) 파이프와 연결되어 상기 냉각장치의 내실에 유증기가 함유된 공기를 유입시키는 유입관; 상기 냉각장치의 내실을 통과하면서 냉각되어 유증기가 분리된 공기를 유출시키는 유출관; 상기 공기에서 분리된 유증기를 저장하는 저장탱크; 상기 냉각장치의 내실에 배치되고 내부에 보냉액이 저장되는 냉각핀을 가지는 보냉용기; 및 상기 유입관의 개폐여부를 조절하는 밸브시스템을 포함한다.

Description

유증기 회수장치{OIL VAPOR RECOVERY APPARATUS}

본 발명은 공기 중에 함유되어 있는 유증기의 회수를 위한 회수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보냉액체를 냉각시키는 냉각장치를 이용하여 전력이 남아도는 심야시간에 다수의 보냉용기의 보냉액을 결빙시켜 두었다가, 유증기가 함유된 공기를 다수의 보냉용기사이의 공간으로 흐르게 하면서 유증기를 액화시켜 분리,회수할 수 있도록 함으로써 구조가 간단하여 제조비용이 적게 소요되며 적은 전력으로 장치를 운용할 수 있도록 한 냉각장치를 이용한 유증기 회수장치에 관한 것이다.

일반적으로 주유소나 유류저장소 등의 지하에 매설된 유류 저장탱크로의 오일공급은 탱크로리에 의해 이루어지며, 오일 적하시 많은 양의 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, 이하 '유증기')이 탱크 내부에서 발생한다.

상기 유증기는 인체에 유해한 독성물질 즉, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌 등을 포함하고 있어 대기오염의 원인이 되므로 대기 중에 대량으로 배출되지 않도록 할 필요가 있다.

따라서 유증기를 포함하는 공기는 별도의 처리장치를 사용하여 유증기를 제거시킨 상태에서 대기 중으로 방출되도록 하여야 한다.

상기와 같은 유증기가 함유된 공기에서 유증기를 제거하여 깨끗한 공기만을 외부로 배출시키는 장치로는 특허 제10-0615072호 등이 있다.

상기 선발명의 유증기 회수장치는 급속 냉각작용이 이루어져야 하므로 큰 용량의 압축기를 사용하여야 하는 등 구조가 복잡하여 제조비용이 많이 소요될 뿐 아니라 전력이 비싼 낮 시간 동안에 운용하여야 하므로 작동하는 동안 전력소비량도 많다는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 선등록특허 제10-0938264호(냉각장치를 이용한 유기용제 회수장치)가 있으나, 이 경우에는 축냉 방식으로 전력비용을 줄이는 장점은 있으나, 보냉용기의 단순한 구조로 인해 주유소 등에서 발생하는 대량의 유증기를 액화시키기에는 한계가 있다.

등록특허 제10-0938264호 등록특허 제10-0609642호

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조가 간단하여 제조비용이 저렴하고 전력이 적게 소비되는 심야시간에 보냉용기에 보냉액을 결빙시켜 두었다가 이 보냉액의 냉기를 이용하여 공기에 함유된 유증기를 액화하여 분리, 회수하게 함으로써 제조 및 운용비용을 저렴하게 하는 냉각장치를 이용한 유증기 회수장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 냉각장치의 내실에 수용되는 보냉용기에 냉각핀을 결합하여 냉각장치의 내실에 유입되는 유증기를 보다 효율적으로 액화시키는 유증기 회수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각핀을 가지는 보냉용기는,

내부에 보냉액을 수용하는 용기 본체와, 상기 용기 본체의 일측에 연결되어 보냉액을 주입하는 주입관과, 상기 주입관의 입구를 밀봉하는 마개를 포함하는 보냉용기와, 상기 용기 본체에 일정한 간격으로 삽입결합되는 복수개의 냉각핀을 포함하되,

상기 냉각핀은 판형으로 형성되어 용기 본체의 바깥쪽으로 노출되는 날개부와, 상기 용기 본체의 외면에 접촉하도록 상기 날개부에 절곡형성되는 지지부를 포함한다.

이 경우, 상기 냉각핀 날개부의 선단에는 보냉용기의 길이방향으로 이동하는 유증기가 함유된 공기의 유로역할을 하도록 일정한 폭을 가지는 절결홈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 냉각핀을 가지는 보냉용기 구조체는, 냉각핀을 가지는 보냉용기 복수개를 길이 방향으로 나란하게 배치하되, 어느 한 보냉용기의 냉각핀 날개부의 선단을 이웃한 보냉용기의 외면과 접촉시키고, 이웃한 두 보냉용기에 결합된 냉각핀들을 서로 다른 높이를 가지도록 교차 배치하여, 상기 보냉용기의 길이방향으로 이동하는 기체가 상기 냉각핀의 날개부, 상기 냉각핀 날개부의 선단에 형성된 절결홈 및 보냉용기의 외면에 의해 형성되는 유로를 따라 흐르도록 유도한다.

본 발명에 따른 유증기 회수장치는, 보냉액을 냉동시킬 수 있도록 구성되어 있는 냉각장치; 주유소의 유류저장탱크에 연결된 벤트(vent) 파이프와 연결되어 상기 냉각장치의 내실에 유증기가 함유된 공기를 유입시키는 유입관; 상기 냉각장치의 내실을 통과하면서 냉각되어 유증기가 분리된 공기를 유출시키는 유출관; 상기 공기에서 분리된 유증기를 저장하는 저장탱크; 상기 냉각장치의 내실에 배치되고 내부에 보냉액이 저장되는 냉각핀을 가지는 보냉용기; 및 상기 유입관의 개폐여부를 조절하는 밸브시스템을 포함한다.

이 경우, 상기 밸브시스템은 주유소의 유류저장탱크의 압력이 높아져 유입관으로 유증기를 함유한 공기가 유입되는 경우에 개방되어 유증기를 함유한 공기가 냉각장치의 내실로 유입되도록 하는 제1밸브와,

상기 유류저장탱크의 압력이 일정 기압 이하로 낮아지면 개방되어 외부의 공기가 밸브시스템 내부로 유입되어 유입관을 역행하여 유류저장탱크로 공급될 수 있도록 하는 진공파괴밸브와,

상기 진공파괴밸브와 유입관의 사이에 배치되어, 유류저장탱크의 압력이 높아져 유입관으로 유증기를 함유한 공기가 유입되면 폐쇄되고, 상기 진공파괴밸브가 개방되면 함께 개방되는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 냉각장치의 내실 상부에는 상기 내실 상부를 덮고, 미세한 다수개의 관통구가 형성된 팽창판이 결합되어, 상기 유입관으로부터 유입된 유증기를 함유한 공기가 상기 팽창판의 관통구를 통과하면서 단열팽창을 유도하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 냉각장치의 내실에는 일정한 간격으로 내실을 구획하는 격벽이 형성되고, 상기 격벽에 의해 구획된 영역의 상부에는 각 영역에 유증기가 함유된 공기를 공급하는 덕트가 배치되고,

상기 유입관에 연결되고, 상기 유입관으로부터 유입된 유증기가 함유된 공기를 상기 덕트에 각각 분배하는 분배기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각핀을 가지는 보냉용기는,

상기 냉각핀은 판형으로 형성되어 용기 본체의 바깥쪽으로 노출되는 날개부와, 상기 용기 본체의 외면에 접촉하도록 상기 날개부에 절곡형성되는 지지부를 포함하는 냉각핀을 가지는 보냉용기인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유증기 회수장치는, 상기 냉각장치의 내실에는 제3항의 냉각핀을 가지는 보냉용기 구조체가 수용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 유증기 회수장치의 저장탱크 상부에는 보조탱크를 구비하여, 상기 유입관으로부터 유입된 유증기를 함유한 공기가 상기 보조탱크를 경유하도록 함으로써, 겨울에 낮은 외부 기온에 의해 상기 냉각장치에 도달하기 전에 액화된 유증기가 상기 보조탱크에 저장되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 냉각장치를 이용한 유증기 회수장치는 구조가 간단하여 제조비용이 저렴하고 전력이 적게 소비되는 심야시간에 보냉용기에 보냉액을 결빙시켜 두었다가 이 보냉액의 냉기를 이용하여 공기에 함유된 유증기를 액화하여 분리, 회수하므로 제조 및 운용비용이 저렴하게 되어 경제적이다.

도 1은 본 발명에 따른 유증기 회수장치를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 유증기 회수장치가 주유소에 설치된 경우를 나타낸 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 냉각핀을 가지는 보냉용기의 사시도.
도 4는 냉각핀의 사시도.
도 5는 냉각핀의 전개도.
도 6은 본 발명에 따른 냉각핀을 가지는 보냉용기 구조체의 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 냉각핀을 가지는 보냉용기 구조체에서 유증기를 함유한 공기의 흐름을 설명하는 설명도.
도 8은 본 발명의 유증기 회수장치에 사용되는 팽창판의 평면도.
도 9는 본 발명의 유증기 회수장치에 구비되는 밸브시스템의 단면도.
도 10은 밸브시스템을 구성하는 진공파괴밸브의 작동설명도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 유증기 회수장치(200)를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유증기 회수장치(200)가 주유소에 설치된 상태를 나타내는 설명도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유증기 회수장치(200)는 냉각장치(220), 다수의 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기(10), 유입관(231), 유출관(227), 저장탱크(270), 밸브시스템(240) 등을 포함하여 구성된다.

유입된 유증기를 함유한 공기에서 유증기를 액화시키는 냉각장치(220)는, 보냉용기(100)의 내부에 수용된 보냉액을 냉각시킬 수 있도록 구성되어 있는 것으로서, 내실(225)에는 보냉용기(100)가 수용되어 있으며, 내실(225)의 냉각작용을 위하여 냉매를 압축하는 압축기(222), 내실(225)의 열을 전도 받아 상기 압축기(222)에서 오는 냉매를 증발시키는 증발기(221), 증발기(221)에서 오는 냉매를 응축하여 압축기(222)로 보내는 응축기(223)를 포함하여 구성된다.

냉각장치 내실(225)은 통상의 냉각장치와 같이 잘 단열되는 구조를 가진다.

냉각장치의 내실(225) 밑바닥은 일측으로 경사지도록 형성되어 바닥에 회수되는 유증기가 액화된 유기용제가 경사진 바닥면을 따라 일측으로 모아져 유기용제 집유관(271)을 통해 냉각장치(220)의 하방에 위치한 저장탱크(270)로 이동한다.

다수의 보냉용기는 상기 냉각장치의 내실(225)에 적치되어 있으며 내부에는 보냉액이 담겨져 있다. 보냉액으로는 물을 사용할 수 있으나, 비열이 커서 보냉효과가 오래 지속되고, 약 영하 50도의 온도에서도 얼지 않도록 제조된 특수 냉매를 사용할 수 있다. 낮은 온도에서 얼지 않는 보냉액을 선택함으로써, 보냉용기 주변에 낮은 온도로 인해 발생할 수 있는 성에의 발생을 최소화할 수 있다. 보냉액이 액체 상태를 유지하면, 보냉용기 내부에서 대류가 발생하여 외부와의 열전달이 촉진되어 유증기의 액화효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 보냉액을 냉각시키는 과정에서도 보냉액이 액체상태를 유지하면 축냉효과를 높일 수 있다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 유증기 회수장치(200)에 사용되는 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기(10)와, 보냉용기 구조체(20)에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기(10)의 사시도이고, 도 4는 보냉용기에 결합되는 냉각핀(150)의 사시도, 도 5는 냉각핀(150)의 전개도이며, 도 6은 본 발명에 따른 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기 구조체(20)의 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기 구조체(20)에서 유증기를 함유한 공기의 흐름을 설명하는 설명도이다.

도시된 바와 같이, 보냉용기는 열전달 효과를 극대화하기 위하여 냉각핀(150)을 가진다. 본 발명에 따른 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기(10)는, 보냉용기와 냉각핀(150)으로 구성된다.

보냉용기(100)는 내부에 보냉액을 수용하는 용기 본체(101)와, 상기 용기 본체(101)의 일측에 연결되어 보냉액을 주입하는 주입관(102)과, 상기 주입관(102)의 입구를 밀봉하는 마개(103)를 포함하여 구성된다. 보냉용기(100)에 보냉액을 주입하는 경우에는 마개(103)를 열고 주입관(102)을 통해 보냉액을 주입한 후 마개(103)를 닫아 밀봉한다. 도면에는 도시되어 있지 아니하나, 주입관(102)과 마개(103)는 나사결합되고 마개는 렌치 등을 이용하여 돌리기 용이하도록 6각의 형상을 가지는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이 보냉용기(100)에는 용기 본체(101)에 일정한 간격으로 냉각핀(150)이 결합된다. 냉각핀(150)은 도 4에 도시된 바와 같이 용기 본체(101)의 바깥쪽으로 노출되는 날개부(151)와 날개부(151)에 절곡형성되어 용기 본체(101)에 결합시 용기 본체의 외면에 접촉되는 지지부(152)를 포함한다. 냉각핀(150)은 도 5에 도시된 바와 같은 전개도를 가지며, 판형의 금속을 프레스 절단 공정 등에 의해 도 5에 도시된 모양으로 성형한 후 절곡선(154)을 따라 지지부(152)를 날개부(151)에 수직한 방향으로 절곡하여 제작한다.

제작된 냉각핀(150)을 차례로 용기 본체(101)에 삽입 결합한다. 지지부(152)는 도시된 바와 같이 4개로 구성되고 지지부(152)를 절곡하고 나면 용기 본체가 삽입되는 삽입구(155)가 형성된다. 4개의 지지부(152)는 모두 동일한 폭을 가지는 것이 바람직하며, 도시된 바와 같이 지지부(152)는 냉각핀(150)의 배치 간격을 조절하는 스토퍼 역할을 할 수 있다. 즉 어느 한 냉각핀(150)의 지지부(152) 선단이 이웃하는 냉각핀(150)의 날개부(151)에 닿으면 더 이상 이동하지 않게 되므로, 냉각핀(150)들은 지지부(152)의 폭만큼 일정한 간격을 유지하게 된다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각핀(150)의 날개부(151)에는 절결홈(153)이 형성된다. 도시된 바와 같이 상, 하, 좌, 우 하나씩 총 4개의 절결홈(153)이 형성되는 것이 바람직하다. 날개부(151)에 형성된 절결홈(153)은 도 6에 도시된 보냉용기 구조체(20)에서 유증기가 통과하는 유로의 역할을 하게 된다.

본 발명에 따른 유증기 회수장치(200)의 냉각장치 내실(225)에는 다수개의 보냉용기(100)가 적치되는데, 도 6에 도시된 바와 같은 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기 구조체(20)를 가지도록 적치된다.

냉각핀(150)을 가지는 보냉용기 구조체(20)는, 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기(10) 복수개를 길이 방향으로 나란하게 배치하되, 어느 한 보냉용기의 냉각핀(150) 날개부(151)의 선단을 이웃한 보냉용기(100)의 외면과 접촉시키고, 이웃한 두 보냉용기(100)에 결합된 냉각핀(150)들을 서로 다른 높이를 가지도록 교차 배치하여, 상기 보냉용기(100)의 길이방향으로 이동하는 기체가 상기 냉각핀(150)의 날개부(151), 상기 냉각핀(150) 날개부(151)의 선단에 형성된 절결홈(153) 및 보냉용기(100)의 외면에 의해 형성되는 유로를 따라 흐르도록 유도한다.

날개부(151)에 절결홈(153)이 형성되지 않으면, 냉각핀(150)이 결합된 보냉용기(10)를 도 6과 같이 날개부(151)가 용기 본체(101) 외면에 맞닿도록 배치하면, 냉각장치(220)의 상부에서 하부에 이르는 유증기 이동 유로가 형성될 수 없다. 유로를 형성하기 위해서는 날개부(151)가 이웃하는 용기 본체(101)에 닿지 않도록 이격 배치해야 되는데, 이렇게 하면 보냉용기 서로가 지지하는 안정적인 구조체를 형성하기 어렵다.

따라서, 날개부(151)에 절결홈(153)을 형성하면, 도 6에 도시된 바와 같은 안정적인 구조체를 형성할 수 있다. 도 6에는 가로방향 3개의 보냉용기, 세로방향 3개의 보냉용기를 배치하였는데, 가로 세로방향으로 배치되는 보냉용기의 숫자는 내실(225)의 크기 및 구조에 따라 유동적으로 선택할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기 구조체(20)를 유증기를 함유한 공기 통과하기 위해서는 날개부(151)와 절결홈(153) 및 용기 본체 외면이 형성하는 유로를 따라 이동하게 되는데, 이동경로가 도시된 바와 같이 지그재그형이 되므로, 유증기를 함유한 공기가 보냉용기 구조체(20)를 통과하면서 냉각핀(150)과 더 오랜시간, 더 많은 면적으로 접촉하면서 열교환이 충분이 이루어지므로, 유증기의 액화효율이 크게 향상된다.

유증기 회수장치에는 유입관(231)으로부터 유증기가 유입된다. 유입관(231)은 주유소의 유류저장탱크(1)에 연결되어 있는 통기관(벤트 파이프, 5)과 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이 통상적으로 통기관(5)에는 유류저장탱크(1)의 압력이 일정(약 1.5기압) 이상 또는 일정(약 0.5기압) 이하가 되면 외부와 연통되도록 개방되는 안전밸브가 장착된다. 본 발명에 따른 유증기 회수장치는 상기의 압력 사이(약 0.5기압 에서 약 1.5기압 사이)에서 작동한다.

도 2를 참조하여 설명하면, 유조차의 탱크로리에서 유류공급관(2)을 통해 유류저장탱크(1)로 유류가 공급되면, 유류저장탱크 내부공간(4)에는 유증기가 증가하면서 압력이 높아진다. 압력이 높아지면 통기관(5)을 통해 유증기가 배출된다. 또 주유기에 연결된 주유기 공급관(3)을 통해 일정량의 유류가 배출되면, 탱크 내부의 압력이 낮아지고, 통기관을 통해 공기가 유입된다.

본 발명에 따른 유증기 회수장치의 유입관(231)을 통기관과 연결하면, 유류저장탱크(1) 내부의 압력이 높아지면, 유증기가 유증기 회수장치로 유입되어 액화되며, 유류저장탱크(1)의 압력이 낮아지면, 유증기 회수장치의 밸브시스템(240)을 구성하는 진공파괴밸브(290)가 개방되어 유류저장탱크(1)로 공기를 공급하여 압력을 높이게 된다.

도 1을 참조하여 유증기 회수장치 전체에 대하여 설명한다. 유입관(231)으로 유증기가 유입되면 경로선택밸브(282)에 의해 보조탱크(280)를 경유하여 유입로로 이동하거나, 또는 보조탱크(280)를 경유하지 않고 유입로(232)로 이동한다. 기온이 낮은 겨울에는 일부 유증기가 본 발명에 따른 유증기 회수장치의 냉각장치(220)에 도달하기 전에 액화가 될 수 있다. 이 경우 유입관(231)을 통과한 유증기를 함유한 공기를 보조탱크(280)를 경유하도록 하면, 보조탱크(280)에 액화된 유기용제가 저장된다. 보조탱크(280)는 관형으로 이루어지되, 바닥면은 유입관(231)보다 낮게 형성되어 일정량의 액화된 유기용제가 보조탱크 바닥면에 고이도록 한다. 보조탱크(280)에 고인 유기용제는 외부와 연결되는 관으로 배출할 수도 있고, 저장탱크(270)와 연결되는 관을 통해 연결밸브(281)를 개방하면 저장탱크(270)로 이동하도록 할 수도 있다. 외부 기온이 낮지 않은 날에는 유입관(231)에서 보조탱크(280)를 경유하지 않고 바로 유입로(232)로 이동하도록 경로선택밸브(282)가 조절된다. 경로선택밸브(282)는 통상의 2-way 밸브 등에 의해 용이하게 설계될 수 있다.

유입로(232)를 통해 이동한 유증기는 밸브시스템(240)을 거쳐 분배기(250)로 이동한다. 밸브시스템(240)은 도 9에 도시된 바와 같이 제1밸브(241), 제2밸브(242), 진공파괴밸브(290)를 포함하여 구성된다. 유입로(232)를 통해 외부 기압보다 높은 압력의 유증기가 유입되면, 제2밸브(242)는 닫히고, 제1밸브(241)가 개방되어 분배기(250)로 유증기가 공급된다. 제1밸브(241)와 제2밸브(242)는 일측이 힌지결합되어 회동하는 판막형의 밸브를 선택하는 것이 바람직하다.

유류저장탱크(1)의 내부 압력이 낮아지면 외부로부터 공기의 유입이 필요하다. 유류저장탱크(1)의 내부압력이 일정이상 낮아지면 밸브시스템(240)을 구성하는 진공파괴밸브가 개방되어 공기가 밸브시스템(240), 유입로, 유입관(231), 통기관(5)을 차례로 거쳐 유류저장탱크(1)로 공기가 유입된다. 이 때, 제1밸브(241)는 닫히고, 제2밸브(242)는 개방된다.

진공파괴밸브(290)는 도 10에 도시된 바와 같이 공기유입관(291)과, 공기유입관(291)을 개방 또는 밀폐시키는 밸브디스크(293), 상기 밸브디스크(293)의 상하 움직임을 가이드하는 가이드 핀(292)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 10 (a)는 밸브가 닫힌 상태이며, (b)는 밸브가 개방된 상태이다.

통상적으로는 유류저장탱크(1) 내부 압력이 일정 이상으로 낮아지면, 통기관에 설치된 안전밸브가 개방되어 외부의 공기가 유류저장탱크(1)로 유입된다. 이 경우 외부 공기에 수증기가 다량 포함되어 있는 경우에는 유류저장탱크(1)의 바닥에 물이 차는 부작용이 발생하게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 유증기 회수장치의 내부에 설치된 진공파괴밸브(290)를 통해 공기가 유입되면, 유증기 회수장치 내부의 공기는 온도가 낮고 수증기의 함량이 상당히 낮은 상태를 유지하므로, 상기의 부작용을 최소화 할 수 있게 된다.

분배기(250)에 유입된 유증기를 함유하는 공기는 분배기(250)의 하부에 연결된 복수개의 덕트(251)를 통해 냉각장치 내실(225)로 유입된다. 이때, 냉각장치의 내실(225) 상부에는 미세한 다수개의 관통구(261)가 형성된 팽창판(260)이 설치되어 덕트(251)를 통해 이동한 유증기가 팽창판(260)의 관통구(261)를 통과하여 냉각장치 내실(225)로 유입된다. 높은 압력의 유증기가 상대적으로 압력이 낮은 냉각장치 내실(225)로 관통구(261)를 통해 유입되면서, 단열팽창이 유도되고, 유증기의 온도가 낮아지는 효과를 가져 냉각효과를 높이는 결과를 낳게 된다.

팽창판(260)을 통과한 유증기를 함유한 공기는 내실(225)의 하방으로 이동한다. 내실(225)은 상기 각 덕트(251)에 대응하여 내실(225)을 구획하는 격벽(262)이 형성된다. 격벽(262)을 통해 유증기를 함유한 공기가 일정하게 분배되어 내실(225) 내부를 통과함으로써 냉각효과를 높일 수 있다.

내실(225)에는 상기에서 설명된 냉각핀(150)을 가지는 보냉용기 구조체(20)가 수용되어 있어, 보냉용기의 냉각핀(150)과 충분한 시간동안 넓은 면적에서 접촉되어 유기용제로 액화된다. 액화된 유기용제는 내실(225)의 경사진 바닥면을 따라 이동하여 저장탱크(270)로 이동하게 된다.

이때, 보냉용기 구조체(20)는 보냉용기의 주입관(102)과 마개(103)가 아래로 위치하게 하여 액화된 유기용제의 흐름을 최대한 방해하지 않도록 배치된다.

저장탱크(270)에 일정 이상의 액화된 유기용제(유류)가 저장되면, 배출밸브(273)를 개방하여 배출관(272)으로 유기용제를 배출하여 재사용하게 된다.

유증기가 냉각장치(220)에 의해 대부분 액화되고, 유증기를 거의 함유하지 않는 공기는 내실(225) 일측에 형성된 유출통로(226)를 통해 내실(225) 상부에 형성된 유출관(227)을 통하여 유증기 회수장치의 바깥으로 배출된다. 유출관(227)의 하방에는 판형의 밸브(295)가 설치되어 공기가 배출될 때에는 개방되고, 공기의 흐름이 없을 때는 닫혀 외부로부터의 이물질 및 외부공기의 유입을 차단한다.

상기에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 유증기 회수장치(200)를 사용하게 되면, 주유소 등에서 배출하는 유증기를 공기 중으로 배출하지 않고 회수함으로써, 환경을 보호함은 물론이고, 주유소의 수익 개선에도 큰 도움이 될 수 있다.

10 : 냉각핀을 가지는 보냉용기
20 : 보냉용기 구조체
100 : 보냉용기
101 : 용기 본체
102 : 주입관
103 : 마개
150 : 냉각핀
151 : 날개부
152 : 지지부
153 : 절결홈
154 : 절곡선
155 : 삽입구
200 : 유증기 회수장치
210 : 회수장치 하우징
220 : 냉각장치
225 : 내실
231 : 유입관
240 : 밸브시스템
241 : 제1밸브
242 : 제2밸브
250 : 분배기
251 : 덕트
260 : 팽창판
270 : 저장탱크
280 : 보조탱크
290 : 진공파괴밸브

Claims

보냉액을 냉동시킬 수 있도록 구성되어 있는 냉각장치;
주유소의 유류저장탱크에 연결된 벤트(vent) 파이프와 연결되어 상기 냉각장치의 내실에 유증기가 함유된 공기를 유입시키는 유입관;
상기 냉각장치의 내실을 통과하면서 냉각되어 유증기가 분리된 공기를 유출시키는 유출관;
상기 공기에서 분리된 유증기를 저장하는 저장탱크;
상기 냉각장치의 내실에 배치되고 내부에 보냉액이 저장되는 냉각핀을 가지는 보냉용기; 및
상기 유입관의 개폐여부를 조절하는 밸브시스템을 포함하되,
상기 밸브시스템은 주유소의 유류저장탱크의 압력이 높아져 유입관으로 유증기(유증기)를 함유한 공기가 유입되는 경우에 개방되어 유증기를 함유한 공기가 냉각장치의 내실로 유입되도록 하는 제1밸브와,
상기 유류저장탱크의 압력이 일정 기압 이하로 낮아지면 개방되어 외부의 공기가 밸브시스템 내부로 유입되어 유입관을 역행하여 유류저장탱크로 공급될 수 있도록 하는 진공파괴밸브와,
상기 진공파괴밸브와 유입관의 사이에 배치되어, 유류저장탱크의 압력이 높아져 유입관으로 유증기를 함유한 공기가 유입되면 폐쇄되고, 상기 진공파괴밸브가 개방되면 함께 개방되는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치.
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제1항에 있어서,
상기 냉각장치의 내실 상부에는 상기 내실 상부를 덮고, 미세한 다수개의 관통구가 형성된 팽창판이 결합되어, 상기 유입관으로부터 유입된 유증기를 함유한 공기가 상기 팽창판의 관통구를 통과하면서 단열팽창을 유도하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각장치의 내실에는 일정한 간격으로 내실을 구획하는 격벽이 형성되고, 상기 격벽에 의해 구획된 영역의 상부에는 각 영역에 유증기가 함유된 공기를 공급하는 덕트가 배치되고,
상기 유입관에 연결되고, 상기 유입관으로부터 유입된 유증기가 함유된 공기를 상기 덕트에 각각 분배하는 분배기를 포함하는 유증기 회수장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각핀을 가지는 보냉용기는,
내부에 보냉액을 수용하는 용기 본체와, 상기 용기 본체의 일측에 연결되어 보냉액을 주입하는 주입관과, 상기 주입관의 입구를 밀봉하는 마개를 포함하는 보냉용기와,
상기 용기 본체에 일정한 간격으로 삽입결합되는 복수개의 냉각핀을 포함하되,
상기 냉각핀은 판형으로 형성되어 용기 본체의 바깥쪽으로 노출되는 날개부와, 상기 용기 본체의 외면에 접촉하도록 상기 날개부에 절곡형성되는 지지부를 포함하는 냉각핀을 가지는 보냉용기인 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치.
제8항에 있어서,
상기 냉각핀 날개부의 선단에는 보냉용기의 길이방향으로 이동하는 유증기가 함유된 공기의 유로역할을 하도록 일정한 폭을 가지는 절결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치.
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제1항에 있어서,
상기 유증기 회수장치의 저장탱크 상부에는 보조탱크를 구비하여, 상기 유입관으로부터 유입된 유증기를 함유한 공기가 상기 보조탱크를 경유하도록 함으로써, 겨울에 낮은 외부 기온에 의해 상기 냉각장치에 도달하기 전에 액화된 유증기가 상기 보조탱크에 저장되도록 하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치.