KR101854751B1 - 선박의 증발 가스 안전 배출장치 - Google Patents

선박의 증발 가스 안전 배출장치 Download PDF

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Abstract

선박의 증발 가스 안전 배출장치가 개시된다. 선박의 증발 가스 안전 배출장치는, 선박의 퍼넬(FUNNEL) 측면에 회전 가능하게 설치되어 액화 연료 탱크로부터 발생되는 증발 가스를 배출하는 회전 벤트 마스트와, 회전 벤트 마스트를 회전 구동하는 구동부와, 액화 연료 탱크의 압력이 설정 압력을 초과하면 개방되는 개폐 밸브와, 액화 연료 탱크의 압력을 센싱하는 압력 센서와, 압력 센서의 센싱 신호를 통해 개폐 밸브의 개방 신호를 전송받아 개폐 밸브의 개방 상태로 확인되면 구동부를 구동하여 회전 벤트 마스트가 상기 퍼넬로부터 이격되게 회전 구동하는 제어부를 포함한다.

Description

선박의 증발 가스 안전 배출장치{APPARATUS FOR EXHAUSTING BOIL-OFF GAS SAFELY FOR SHIP}
본 발명은 선박의 증발 가스의 안전 배출이 가능한 선박의 증발 가스 안전 배출장치에 관한 것이다.
일반적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스는, 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 섭씨-163도)으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되는 바, 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG 운반선 등의 액화가스 운반선은, 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 이 액화가스를 하역하기 위한 것이다. 이를 위해, 액화가스의 극저온에 견딜 수 있는 카고 탱크(Cargo Tank, 흔히 '화물창'이라 함)를 포함한다.
액화가스 운반선이 아닌 일반 선박의 경우에도, 엔진에 연료로 공급하기 위한 액화가스 등의 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 포함할 수 있다.
이하, 저장탱크는 액화가스 운반선의 액화가스 카고 탱크 및 일반 선박의 액체 화물 저장탱크를 포함하는 개념이다.
저장탱크는 단열 처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 액화가스 등의 액체 화물에 지속적으로 전달되고, 액체 화물의 일례로, LNG는 상압에서 극저온인 액화온도(LNG의 경우 대략 섭씨 -163도)보다 약간만 높아도 증발되는 바, 선박에 의해 액체 화물을 수송하는 도중에 액체 화물이 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 저장탱크 내에 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다.
증발가스는 저장탱크 내의 압력을 증가시키며 선박의 요동에 따라 액체 화물의 유동을 가속시켜 구조적인 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 증발가스의 발생을 억제하고, 이미 발생 된 증발가스를 처리하기 위하여, 비상시 증발가스를 대기 중으로 배출시키는 벤트 마스트(Vent Mast)를 저장탱크 상부에 설치한다.
그러나 벤트 마스트에서 발생된 증발 가스는, 퍼넬(FUNNEL)에서 발생된 배출 가스와 접촉되는 경우 폭발이 발생되어 선박 설비 손상을 야기할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 퍼넬로부터 배출되는 배출가스와 액화 연료 탱크로부터 배출되는 증발가스가 접촉되지 않은 상태로 배출되도록 하는 선박의 증발 가스 안전 배출장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 선박의 퍼넬(FUNNEL) 측면에 회전 가능하게 설치되어 액화 연료 탱크로부터 발생되는 증발 가스를 배출하는 회전 벤트 마스트와, 회전 벤트 마스트를 회전 구동시키는 구동부와, 액화 연료 탱크의 압력이 설정 압력을 초과하면 개방되는 개폐 밸브와, 액화 연료 탱크의 압력을 센싱하는 압력 센서와, 압력 센서의 센싱 신호를 통해 개폐 밸브의 개방 신호를 전송받아 개폐 밸브의 개방 상태로 확인되면 구동부를 구동하여 회전 벤트 마스트를 상기 퍼넬로부터 이격되게 회전 구동시키는 제어부를 포함한다.
구동부는, 개폐 밸브의 개방 신호에 따라 상기 제어부의 제어 작동으로 구동되는 윈치와, 윈치와 회전 벤트 마스트를 연결하는 와이어부재를 포함할 수 있다.
와이어부재는 퍼넬의 측면에 설치되는 도르레부재에 의해 설치되어 회전 벤트 마스트의 단부에 연결될 수 있다.
구동부는, 퍼넬과 회전 벤트 마스트 사이에 설치되어, 개폐 밸브의 개방 신호에 따라 로드부재가 전진 또는 후진되어 회전 벤트 마스트를 회전 구동시키는 실린더부재일 수 있다.
선박의 데크 상에 돌출되게 설치되어 회전 벤트 마스트가 설정 각도 이상으로 회전된 상태를 지지하는 지지부재가 설치될 수 있다.
지지부재는 탄성 스프링일 수 있다.
회전 벤트 마스트에는 퍼넬 방향으로 회전을 방지하는 스토퍼부재가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박에 설치된 액화 연료 탱크의 압력이 설정 압력을 초과하여 증발 가스를 배출하도록 개폐 밸브가 개방되는 경우, 회전 벤트 마스트의 배출구가 퍼넬로부터 이격되도록 회전될 수 있다. 따라서, 퍼넬로부터 배출되는 배기가스와 액화 연료 탱크에서 배출되는 증발 가스가 접촉하여 폭발이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발 가스 안전 배출장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 선박의 증발 가스 안전 배출장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 선박의 증발 가스 안전 배출장치의 회전 벤트 마스트가 연결된 부분을 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발 가스 안전 배출장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발 가스 안전 배출장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 선박의 증발 가스 안전 배출장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발 가스 안전 배출장치(100)는, 선박의 퍼넬(FUNNEL, 13)의 측면에 회전 가능하게 설치되어 액화 연료 탱크(10)로부터 발생되는 증발 가스(BOG; Boil-Off Gas)를 배출하는 회전 벤트 마스트(20)와, 회전 벤트 마스트(20)를 회전 구동하는 구동부(30)와, 액화 연료 탱크(10)의 압력이 설정 압력을 초과하면 개방되는 개폐 밸브(41)와, 개폐 밸브(41)의 개방 신호를 전송받아 개폐 밸브(41)의 개방 상태로 확인되면 구동부(30)를 구동하여 회전 벤트 마스트(20)가 퍼넬(13)로부터 이격되게 회전 구동하는 제어부(40)를 포함한다.
액화 연료 탱크(10)는 선박의 내부에 설치되는 것으로, 내부 압력에 따라 증발 가스가 배출될 수 있다. 이러한 액화 연료 탱크(10)에서 발생된 가스는 벤트 라인(11)을 통해 배출될 수 있다. 액화 연료 탱크(10)에 저장되는 액화 연료는 LNG, LPG, DME(Dimethylether), 액화수소 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 액화연료가 LNG라 가정하고 설명한다.
벤트 라인(11)에는 개폐 밸브(41)가 설치되어, 액화 연료 탱크(10)의 압력이 설정 압력을 초과하면 개방되어 증발 가스를 배출할 수 있다. 이와 같이, 벤트 라인(11)을 통해 배출되는 증발 가스는 회전 벤트 마스트(20)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
회전 벤트 마스트(20)는 선박 데크(12)의 상측에 설치되는 퍼넬(FUNNEL)의 측면에 회전 가능하게 설치된다. 이와 같이, 회전 벤트 마스트(20)가 퍼넬(13)의 측면에서 회전 가능하게 설치되는 것은, 퍼넬(13)로부터 배출되는 배출가스(13a)와 회전 벤트 마스트(20)에서 배출되는 가스가 접촉되어 폭발이 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이러한 회전 벤트 마스트(20)는, 하부가 선박 데크(12)의 상측에서 회전부(21)에 의해 회전 가능하게 설치될 수 있다.
도 3은 도 1의 선박의 증발 가스 안전 배출장치의 회전 벤트 마스트가 연결된 부분을 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회전부(21)는 회전 벤트 마스트(20)와 벤트 라인(11)을 회전 가능하게 연결하는 것으로 브라켓부재(21b)에 힌지를 설치하여 회전 벤트 마스트(20)를 회전 가능하게 설치할 수 있다.
한편, 회전 벤트 마스트(20)에는 퍼넬(13) 방향으로 회전되는 것을 방지하는 스토퍼부재(21a)가 설치되는 것도 가능하다.
회전 벤트 마스트(20)의 회전 구동은 구동부(30)의 작동에 의해 선택적으로 이루어질 수 있다.
구동부(30)는, 개폐 밸브(41)의 개방 신호에 따라 제어부(40)의 제어 작동으로 구동되는 윈치(31)와, 윈치(31)와 회전 벤트 마스트(20)를 연결하는 와이어부재(33)를 포함할 수 있다.
윈치(31)는 선박 데크(12)의 상측에서 퍼넬(13)의 근접 위치에 설치되어 와이어부재(33)를 선택적으로 권취하도록 설치될 수 있다. 이러한 윈치(31)에는 와이어부재(33)가 선택적으로 권취되어 회전 벤트 마스트(20)의 회전 작동이 이루어지도록 할 수 있다.
와이어부재(33)는 회전 벤트 마스트(20)에 일단이 연결되고 타단은 윈치(31)에 연결되는 바, 윈치(31)의 회전 구동 작동에 의해 회전 벤트 마스트(20)의 배출구가 퍼넬(13)로부터 선택적으로 이격되도록 할 수 있다. 참조번호 32는 도르레부재를 말한다.
이러한 구동부(30)의 구동 작동은 제어부(40)의 제어 작동에 의해 이루어질 수 있다.
즉, 제어부(40)는 벤트 라인(11)에 설치되는 개폐 밸브(41)의 개방 신호를 전송받아 구동부(30)를 구동 제어할 수 있다. 여기서 제어부(40)는 액화 연료 탱크(10)에 설치된 압력 센서(미도시)로부터 압력 센싱 신호를 전송받아 설정 압력을 초과하면 개폐 밸브의 개방 신호로 확인하여 구동부(30)의 구동을 제어할 수 있다. 이러한 압력 센서는 공지된 것으로 그 구체적인 작동 및 구성에 대해서는 이하에서 생략한다.
개폐 밸브(41)는 벤트 라인(11)에 설치되어, 벤트 라인(11)을 선택적으로 개폐하는 것으로 액화 연료 탱크(10)의 압력에 따라 자동 개폐될 수 있다.
즉, 개폐 밸브(41)는 액화 연료 탱크(10)의 압력이 설정 압력을 초과하면 개폐되어 액화 연료 탱크(10)의 내부 가스를 벤트 라인(11)을 통해 외부로 배출하도록 개방될 수 있다. 이와 같이, 개폐 밸브(41)의 개방 작동에 따른 개방 신호는 제어부(40)로 전송된다.
제어부(40)는 개폐 밸브(41)의 개방 신호를 전송받아, 개폐 밸브(41)의 개방 상태로 확인되면, 구동부(30)를 구동하여 회전 벤트 마스트(20)가 퍼넬(13)로부터 이격되도록 회전 구동 제어할 수 있다.
한편, 선박 데크(12)의 상측에는 회전 벤트 마스트(20)가 과도하게 회전되지 않도록 지지하는 지지부재(50)가 설치되는 것도 가능하다.
지지부재(50)는 본 실시예에서 탄성 스프링으로 설치될 수 있다. 따라서, 회전 벤트 마스트(20)가 과도하게 회전되는 경우 탄성 지지하는 것이 가능한 바, 회전 벤트 마스트(20)가 인접 설비에 간섭되어 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 선박의 증발 가스 안전 배출장치(100)는, 액화 연료 탱크(10)의 압력이 설정 압력을 초과하여 개폐 밸브(41)가 개방되는 경우, 회전 벤트 마스트(20)의 배출구가 퍼넬(13)로부터 이격되도록 회전될 수 있다. 따라서, 퍼넬(13)로부터 배출되는 배기가스와 액화 연료 탱크(10)에서 배출되는 가스가 접촉하여 폭발이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발 가스 안전 배출장치를 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 1 내지 도 3과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발 가스 안전 배출장치(00)의 구동부(130)는, 퍼넬(13)과 회전 벤트 마스트(20) 사이에 설치되는 실린더부재(131)로 적용된다.
즉, 실린더부재(131)는 몸체 부분은 퍼넬(13)에 회전 가능하게 설치되고 로드(133)는 회전 벤트 마스트(20)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.
따라서, 제어부(40)의 제어 작동에 따라 로드(133) 전진 또는 후진 작동에 따라 회전 벤트 마스트(20)의 선택적인 회전 작동이 이루어질 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...액화 연료 탱크 11...벤트 라인
12...선박 데크 13...퍼넬
13a,,배출 가스 20...회전 벤트 마스트
21a..스토퍼부재 21b..브라켓부재
30, 130...구동부 31...윈치
32...도르레부재 33...와이어부재
40...제어부 41...개폐 밸브
50...지지부재 131..실린더부재
133..로드

Claims (7)

  1. 선박의 퍼넬(FUNNEL) 측면에 회전 가능하게 설치되어 액화 연료 탱크로부터 발생되는 증발 가스를 배출하는 회전 벤트 마스트;
    상기 회전 벤트 마스트를 회전 구동시키는 구동부;
    상기 액화 연료 탱크의 압력이 설정 압력을 초과하면 개방되는 개폐 밸브;
    상기 액화 연료 탱크의 압력을 센싱하는 압력 센서; 및
    상기 압력 센서의 센싱 신호를 통해 상기 개폐 밸브의 개방 신호를 전송받아, 상기 개폐 밸브의 개방 상태로 확인되면 상기 구동부를 구동하여 상기 회전 벤트 마스트를 상기 퍼넬로부터 이격되게 회전 구동시키는 제어부;
    를 포함하는, 선박의 증발 가스 안전 배출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 개폐 밸브의 개방 신호에 따라 상기 제어부의 제어 작동으로 구동되는 윈치; 및
    상기 윈치와 상기 회전 벤트 마스트를 연결하는 와이어부재;
    를 포함하는, 선박의 증발 가스 안전 배출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 와이어부재는 상기 퍼넬의 측면에 설치되는 도르레부재에 의해 설치되어 상기 회전 벤트 마스트의 단부에 연결되는, 선박의 증발 가스 안전 배출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 퍼넬과 상기 회전 벤트 마스트 사이에 설치되어, 상기 개폐 밸브의 개방 신호에 따라 로드부재가 전진 또는 후진되어 상기 회전 벤트 마스트를 회전 구동시키는 실린더부재인, 선박의 증발 가스 안전 배출장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선박의 데크 상에 돌출되게 설치되어 상기 회전 벤트 마스트가 설정 각도 이상으로 회전된 상태를 지지하는 지지부재가 설치되는, 선박의 증발 가스 안전 배출장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지부재는 탄성 스프링인, 선박의 증발 가스 안전 배출장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회전 벤트 마스트에는 상기 퍼넬 방향으로 회전을 방지하는 스토퍼부재가 설치되는, 선박의 증발 가스 안전 배출장치.
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