KR101884901B1 - 누출액 수집장치 - Google Patents

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Abstract

LNG 등의 유체가 적재되는 화물창 또는 그 유체의 유동 관로로부터 누출되는 누출액을 수집하여 신속히 기화시키도록 하는 누출액 수집장치가 제공된다. 누출액 수집장치는, 유체가 유동하는 관로 하부에 설치되며, 상측이 개방되고 내측에 수용공간이 형성된 수용용기, 수용공간 내측에 수용되며 수용용기보다 전열면적이 큰 기화부재, 수용용기 하부를 지지하는 지지대를 포함한다.

Description

누출액 수집장치{Apparatus for collecting liquefied natural gas}
본 발명은 누출액 수집장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG 등의 유체가 적재되는 화물창 또는 그 유체의 유동 관로로부터 누출되는 누출액을 수집하여 신속히 기화시키도록 하는 누출액 수집장치에 관한 것이다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas: LNG)는 지하에 매장된 화석연료의 일종으로 탄화수소 등을 주성분으로 하는 천연가스를 가압 및 냉각과정 등을 통해 극저온의 액체 상태로 변화시킨 것이다. 액화천연가스는 기체 상태에 비해 부피가 대폭 감소되므로 상대적으로 운반 및 저장이 용이하다. 예를 들어, 극저온 상태가 유지 가능하도록 특별히 제작된 화물창(Quay)이 마련된 전용 운반선 등을 통해 원거리의 소비처까지 운송이 가능하다.
화물창(Quay)에는 이와 같은 액화천연가스를 화물창으로 유입하여 액화천연가스를 선적 또는 적재(Loading)하거나, 화물창 외부로 유출하여 하역(Off-loading)하는 하나 이상의 배관이 설치된다.
이러한 화물창이 어떤 요인에 의해 손상이 발생하여 LNG가 누출될 경우, 영하 162도 극저온의 누출액에 의해 화물창과 선체가 손상을 입게 된다. 선체의 손상을 방지하고자 하는 기술로 대한민국 공개실용신안 제20-2014-0004166호에는 이러한 누출액 수집장치의 일 례가 개시되어 있다.
그러나 종래 수집장치에서 단열재로 형성된 수집용기가 설치되어 있으나 이는 단지 단열의 역할만 할 뿐, 수용된 누출액이 자연 기화되는 시간 동안 극저온의 누출액이 그대로 수용용기에 보관된 채로 있어야 하는 문제가 있었다. 이러한 문제는 누출액이 다량일 경우, 단열의 한계에 의해 선체로 연결되는 지지대나 선체 자체에 생길 수 있는 저온손상을 더욱 가속화 시킬 수 있다. 따라서, 액화천연가스의 수송과정에 적용되어, 누설된 누출액의 기화를 신속하게 진행시켜 수용용기 내부에 수용되는 극저온의 액화천연가스에 의한 저온 손상을 최소화할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2014-0004166호 (2014.07.08)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 유체가 적재되는 화물창 또는 그 유체가 유동하는 관로로부터 누출되는 누출액을 수집하여 신속히 기화시키도록 하는 누출액 수집장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 과제에 의한 누출액 수집장치는, 유체가 유동하는 관로 하부에 설치되며, 상측이 개방되고 내측에 수용공간이 형성된 수용용기; 상기 수용공간 내측에 수용되며 상기 수용용기의 바닥면보다 전열면적이 큰 기화부재; 및 상기 수용용기 하부를 지지하는 지지대를 포함하는 누출액 수집장치를 포함한다.
상기 기화부재는 입자성 물질 및 다공성 물질 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 수용용기는 바닥면 중 적어도 일부가 경사지게 형성된 경사부를 포함하며, 상기 기화부재는 상기 경사부의 하부에 형성될 수 있다.
상기 수용용기는 내측을 구획하는 적어도 하나의 격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 기화부재의 상부에 설치되며 다공성 판재로 이루어진 지지판을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 누출액 수집장치는 유체가 적재되는 화물창 또는 유체가 유동하는 관로로부터 누출되는 누출액을 수집하여 신속히 기화시킬 수 있으며, 이를 통해 수용용기에 수용되는 누출액의 표류시간을 최소로 하여 누출된 액화천연가스에 의한 선체의 저온손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 누출액 수집장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 누출액 수집장치를 개략적으로 도시한 상태단면도이다
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 누출액 수집장치를 도시한 절개사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 누출액 수집장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 누출액 수집장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 수집장치의 작동상태를 도시한 단면도이다.
우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 누출액 수집장치(1)는 상측이 개방되고 내측에 수용공간이 형성된 수용용기(10), 수용공간 내측에 수용되며 상기 수용용기의 바닥면보다 전열면적이 큰 기화부재(20), 및 수용용기 하부를 지지하는 지지대(30)를 포함한다. 누출액 수집장치는 선체의 벽면에 용접 고정된 상태에서, 유체가 유동하는 관로(50) 하부 또는 화물창(도시하지 않음) 하부에 횡축으로 설치되어 이들로부터 누설되는 누출액을 수집한다.
수용용기(10)의 내측으로는 기화부재(20)가 수용될 수 있다. 기화부재(20)는 수용공간 내측에 수용되며 상기 수용용기의 바닥면보다 전열면적이 크게 형성된다. 이러한 기화부재(20)를 이용하여 수용용기(10) 내부로 떨어지는 누출액(100)이 닿는 표면적을 넓혀 누출액(100)의 빠른 기화를 유도할 수 있다. 이하, 각 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.
수용용기(10)는 바닥면 중 적어도 일부가 경사지게 형성된 경사부(11)를 포함할 수 있다. 이러한 경사부(11)에 의해 화물창 또는 유체의 유동 관로(50)로부터 누설된 누출액(100)을 별도의 에너지 소모 없이 중력을 이용하여 한 곳으로 모을 수 있다. 경사부(11)에 의해 누출액(100)을 바닥면의 특정한 지점(예를 들어, 바닥면의 경사부 하부)에 수용할 수 있으므로, 특정한 지점에만 기화부재(20)를 설치하여 효율적으로 누출액(100)의 기화를 유도할 수 있다.
경사부(11)는 가볍고 단열성능을 가진 플라이우드(plywood) 소재로 이루어질 수 있다. 따라서, 경사부(11)의 추가 설치로 인한 누출액 수집장치(1)의 무게 증가를 최소화 할 수 있고, 경사부(11) 하부에만 기화부재(20)를 설치함으로써 역시 무게 증가를 최소화한다.
도 1에는 바닥면 중 적어도 일부가 경사지게 형성된 경사부(11)를 포함하는 것을 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니다. 예를 들어, 평면상의 바닥면에 균등한 양의 기화부재(20)가 수용용기(10) 내부에 전체적으로 수용될 수도 있으며, 이러한 경우는 도 3에서 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.
수용용기(10)는 내측으로 수용용기(10)를 구획하는 적어도 하나의 격벽(12)을 포함한다. 수용용기(10) 내측에 별도의 격벽(12)이 형성되어 수용용기(10)가 구획화되는 경우, 유체가 누출되었을 때 누출액(100)이 수용용기(10)의 해당 구획에만 머물게 된다. 즉, 누출액(100)이 수용용기(10)의 전체로 퍼져나가는 것을 용이하게 방지할 수 있어 선체의 저온 손상이 일어날 수 있는 면적을 최소로 유지할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 누출액 수집장치의 누출액 수집과정과 기화에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
선박의 화물창, 유체의 유동 관로(50)의 연결부위, 또는 벨브(도시하지 않음)로부터 유체가 누출되면 누출액(100)은 중력방향으로 하강하여, 수용용기의 경사부(11)에 도달하고, 다시 경사부(11)를 따라 흘러, 경사부(11)의 하부에 수용된다(도 2의 화살표 참조). 이 때, 도시된 바와 같이, 경사부(11)에 의해 누출액은 중력방향으로만 진행할 수 있어, 수용용기(10) 내측, 특히 경사부(11) 하부로 모두 수용된다. 이로 인해, 누출액(100)의 공기와의 접촉면이 넓어지게 되고 공극 내부의 기화증기에 의해 누출액(100)의 표면장력이 약화된다. 표면장력이 약화된 누출액(100)은 공극 내부에 포집된 기화증기를 응결핵으로 삼아 보다 빠른 기화가 일어날 수 있다. 따라서 자연상태에서 자연대류만으로 기화가 일어나는 경우보다 효과적인 기화가 가능하다.
기화부재(20)는 다수의 입자성 물질 사이로 형성된 다수의 공극에 의해 기화 증기를 포집할 수 있어 이를 응결핵으로 하여 누출액(100)의 기화를 보다 빠르게 진행시킬 수 있다. 기화부재(20)는 입자성 물질 및 다공성 물질 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 표면적을 증가시키는 재질이면 어느 것이나 사용 가능하다. 기화부재(20)가 입자성 물질로 형성되는 경우, 입자는 균일한 표면으로 형성되거나, 불균일한 표면으로 형성될 수 있다. 또한, 이에 한정될 필요는 없다. 입자성 물질은 모래, 현무암 등이 해당할 수 있으며, 바람직하게는 모래일 수 있다. 모래는, 일반적으로 조달할 수 있어 사용하기 용이하며 또한 유체를 흡수하는 효과가 있어 누출액의 범람을 막을 수 있다. 또한, 입자 사이로 다수개의 공극이 형성되어 있어, 효율적으로 표면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 기화부재(20)는 입자성 물질이 아닌 다공성 물질로 형성될 수도 있다. 입자성 물질인 경우는, 입자 사이에 다공구조가 형성되나 다공성 물질인 경우는, 반드시 입자로 되어있을 필요는 없다. 다공성 물질은, 예를 들어, 내부에 기공 구조가 형성된 발포성 물질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 다공성 물질과 입자성 물질을 함께 기화부재(20)로 사용하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 누출액 수집장치를 도시한 절개사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 누출액 수집장치(1)는 상측이 개방되고 내측에 수용공간이 형성된 수용용기(10), 수용공간 내측에 수용되며, 수용용기보다 전열면적이 큰 기화부재(20), 및 수용용기 하부를 지지하는 지지대(30)를 포함하고, 평면상의 바닥면에 균등하게 수용된 기화부재(20)의 상부에 설치되며 다공성 판재로 이루어진 지지판(40)을 포함한다.
지지판(40)은 화물창 또는 유체의 유동 관로(50)의 파손시 이를 수선하기 위한 작업자의 이동을 용이하게 한다. 다시 말하면, 지지판(40)은 누출액 수집장치(1) 내부에 수용되는 기화부재(20)의 상부와 일정간격 이격되어 설치되므로, 작업자가 누출액 수집장치 내부에서 작업시 발생할 수 있는 사고를 방지한다. 즉, 극저온의 누출액(100)이 수용된 수용용기(10)와 작업자의 작업공간이 분리되어 극저온의 누출액(100)과 작업자의 접촉을 방지할 수 있다.
지지판(40)은 종방향 판재와 횡방향 판재가 격자형상으로 배열되어 일정간격으로 배치된 관통홀(41)을 형성하고 있는 형태이며, 종/횡방향으로 배열된 판재가 일정두께 이하로 제작되어, 화물창 또는 유체의 유동 관로(50)로부터 누출되어 중력방향으로 떨어진 누출액(100)이 지지판(40)에 고여있는 것을 방지한다. 누출액(100)이 다공성 판재로 이루어진 지지판(40)의 관통홀(41)을 통과하여 수용용기(10) 내부로 떨어지면, 수용용기(10) 전반에 수용된 기화부재(20)에 의해 빠른 기화가 일어난다.
이러한 실시 형태에 있어서도 역시 수용용기(10)보다 전열면적이 큰 기화부재 (20)를 포함하므로, 매우 빠른 기화 효과를 제공할 수 있는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 누출액 수집장치 10: 수용용기
11: 경사부 12: 격벽
20: 기화부재 30: 지지대
40: 지지판 41: 관통홀
50: 유동 관로 100: 누출액

Claims (5)

  1. 유체가 유동하는 관로 하부에 설치되며, 상측이 개방되고 내측에 수용공간이 형성된 수용용기;
    상기 수용공간 내측에 수용되며, 상기 수용용기보다 전열면적이 큰 기화부재; 및
    상기 수용용기 하부를 지지하는 지지대를 포함하며,
    상기 기화부재는 입자성 물질 및 다공성 물질을 포함하여 형성되는 누출액 수집장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 수용용기는 바닥면 중 적어도 일부가 경사지게 형성된 경사부를 포함하며,
    상기 기화부재는 상기 경사부의 하부에 형성된 누출액 수집장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수용용기는 내측을 구획하는 적어도 하나의 격벽을 더 포함하는 누출액 수집장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기화부재의 상부에 설치되며 다공성 판재로 이루어진 지지판을 더 포함하는 누출액 수집장치.
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