KR102153178B1 - 가스 배출 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예컨대 거대한 탱크와 같은 구조물 내에서 작업 중에 발생하는 용접가스 등의 가스를 효과적으로 배출하기 위한 가스 배출 장치 및 방법에 관한 것으로, 가스 배출 장치는, 밀폐된 공간을 형성하는 구조물의 측벽에서 이격되게 배치되어 상기 구조물 내에 유도 공간을 구획하는 가이드 부재; 상기 구조물 내에 설치되어 상기 구조물 내에 있는 가스를 상기 유도 공간 쪽으로 유동시키는 가스 유동 수단; 및 상기 구조물에 설치되어 상기 유도 공간으로 유동된 가스를 상기 구조물의 외부로 배출하도록 흡입하는 가스 흡입 수단을 포함한다.

Description

가스 배출 장치 및 방법 {Apparatus and method for discharging gas}

본 발명은 예컨대 거대한 탱크와 같은 구조물 내에서 작업 중에 발생하는 용접가스 등의 가스를 효과적으로 배출할 수 있는 가스 배출 장치 및 방법에 관한 것이다.

LNG는 산업 전반에 사용되는 고효율 천연가스로서, 통상 바다에서 LNG용 선박으로부터 액상의 LNG를 공급받아 육상의 거대한 탱크에 저장하게 된다.

이러한 탱크는 안전을 위해 이중 격벽으로 제조된다. 우선, 외부는 콘크리트 구조물로 된 외부용기로 보호되고, 이 구조물의 내부에 예컨대 강판과 같은 금속재 구조물로 된 내부용기가 설치된다.

외부용기 내에서 내부용기를 제조할 때, 강판의 용접에 의한 용접가스가 다량 발생하게 되고, 이로 인하여 내부의 작업환경이 악화된다. 특히, 예를 들어 Mn의 함유량이 많은 강판을 용접하게 되면, Mn의 농도가 높아져 작업자의 안전을 위협한다.

이에 따라, 내부용기의 제조를 위한 용접작업시 필수적으로 내부의 환기가 필요하다.

(특허문헌 1) JP 2006-218490 A

이에 본 발명은 예컨대 거대한 탱크와 같은 구조물 내에서 작업 중에 발생하는 용접가스 등의 가스를 효과적으로 배출하기 위한 가스 배출 장치 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 가스 배출 장치는, 밀폐된 공간을 형성하는 구조물의 천정 또는 측벽의 상부에 매달려 설치되어, 상기 구조물 내에 중앙 내부 공간과 유도 공간을 구획하는 가이드 부재; 상기 구조물 내에 설치되어 상기 구조물 내에 있는 가스를 상기 유도 공간 쪽으로 유동시키는 가스 유동 수단; 및 상기 구조물에 설치되어 상기 유도 공간으로 유동된 가스를 상기 구조물의 외부로 배출하도록 흡입하는 가스 흡입 수단을 포함하고, 상기 중앙 내부 공간은 상기 가이드 부재에 의해 둘러싸여 형성되며, 상기 유도 공간은 상기 가이드 부재와 상기 구조물의 측벽 사이에 형성되고, 상기 가이드 부재의 하단은 상기 구조물의 바닥에 닿지 않고 떨어져 있으며, 상기 가스 유동 수단은 상기 구조물의 바닥에 또는 바닥에 인접하게 설치되어, 상기 중앙 내부 공간에 있는 가스를 상기 가이드 부재의 하단과 상기 구조물의 바닥 사이의 틈새를 통해 상기 유도 공간으로 유입되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 가스 배출 방법은, 밀폐된 공간 내에 중앙 내부 공간과 유도 공간이 구획된 구조물을 준비하는 단계; 상기 구조물 내에 있는 가스를 상기 유도 공간 쪽으로 유동시키는 단계; 및 상기 유도 공간으로 유동된 가스를 상기 구조물의 외부로 배출하도록 흡입하는 단계를 포함하고, 상기 유도 공간은, 관 형상으로 된 가이드 부재를 상기 구조물의 천정 또는 측벽의 상부에 매달아 설치함으로써 상기 가이드 부재와 상기 구조물의 측벽 사이에 형성되고, 상기 가이드 부재의 하단은 상기 구조물의 바닥에 닿지 않고 떨어져 있으며, 상기 유동시키는 단계는, 상기 중앙 내부 공간에 있는 가스를 상기 가이드 부재의 하단과 상기 구조물의 바닥 사이의 틈새를 통해 상기 유도 공간으로 유입되게 하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 예컨대 거대한 탱크와 같은 구조물 내에서 작업 중에 발생하는 용접가스 등의 가스를 효과적으로 배출하게 됨으로써, 작업 효율을 향상시키고 작업자의 안전을 도모할 수 있는 효과를 얻게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 배출 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 배출 장치를 개략적으로 도시한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 배출 장치는, 밀폐된 공간을 형성하는 구조물(1)의 측벽(3)에서 이격되게 배치되어 구조물 내에 유도 공간(11)을 구획하는 가이드 부재(10); 구조물 내에 설치되어 구조물 내에 있는 가스를 유도 공간 쪽으로 유동시키는 가스 유동 수단(20); 및 구조물에 설치되어 유도 공간으로 유동된 가스를 구조물의 외부로 배출하도록 흡입하는 가스 흡입 수단(30)을 포함하고 있다.

구조물(1)은 예컨대 거대한 탱크와 같이 밀폐된 공간을 형성할 수 있다. 이러한 구조물 내에서 내부용기와 같은 또 다른 구조물을 제조할 때 본 발명의 가스 배출 장치가 유용하다.

예를 들어, 구조물(1)은 콘크리트 구조물로 형성될 수 있으며, 원형, 타원형, 또는 다각형 등과 같은 소정의 단면 형상을 가진 바닥(2)과, 이 바닥으로부터 직립하여 설치되는 측벽(3), 및 이 측벽의 상단에 설치되는 천정(4)을 포함할 수 있다.

구조물(1)의 측벽(3)에는 작업자가 출입할 수 있는 맨홀 또는 자재가 반입될 수 있는 반입구 등과 같은 적어도 하나의 개구부(5)가 마련되어 있다. 이러한 개구부를 통해 외부 공기가 유입될 수 있다.

또한, 천정(4) 또는 측벽(3)의 상부에는 배기를 위한 배기구(6)가 구비될 수 있는데, 배기구가 천정에 구비되는 경우에는 후술하는 가스 흡입 수단(30)의 설치를 위해 해당 배기구가 측벽과 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

가이드 부재(10)는 직물, 펠트 등과 같은 천연섬유, 합성섬유, 부직포 등과 같은 섬유, 고무, 합성수지 등과 같이 유연성이 있는 재질로 만들어질 수 있다. 하지만, 가이드 부재의 재질이 반드시 이에 한정되지 않으며, 공간을 구획하고 용이하게 이어붙일 수 있다면 다른 임의의 재질로 된 판재로도 형성될 수 있다.

이러한 가이드 부재(10)의 상단은 구조물(1)의 천정(4) 또는 측벽(3)의 상부에서 연장한 별도의 프레임(미도시)에 연결되고, 이에 따라 가이드 부재가 매달려 설치될 수 있다. 예를 들어, 천정 또는 프레임에 장착된 복수의 고리에 각각 가이드 부재의 상단에 마련된 걸쇠를 걸어 가이드 부재가 매달리게 될 수 있는데, 가이드 부재의 설치 방법은 이에 한정되지 않으며 다양하게 이루어질 수 있다.

반면에, 가이드 부재(10)의 하단은 구조물(1)의 바닥(2)에 닿지 않고 바닥으로부터 소정의 높이만큼 떨어져 위치한다. 또, 와이어 등과 같은 지지 부재(12)를 매개로 하여 가이드 부재의 하단이 들어올려질 수 있다. 지지부재는 구조물의 천정(4) 또는 측벽(3)의 상부에서 연장한 별도의 프레임에 연결될 수 있다.

이로써, 가이드 부재(10)는 아래로 갈수록 오므려지도록 경사지게 설치되어, 대략 상광하협(上廣下狹)의 관 형상으로 되어 구조물(1) 내에서 그 상부에 매달려 있게 된다.

이와 같이 가이드 부재(10)가 설치됨으로 인하여, 구조물(1)의 중앙 내부 공간과, 측벽(3)과 인접하면서 본 명세서에서 유도 공간(11)이라 칭하는 외부 공간이 구획되게 된다.

가스 유동 수단(20)으로는 터보팬(Turbo fan), 제트팬(Jet fan) 등과 같은 송풍기가 채용될 수 있다. 이러한 가스 유동 수단은 구조물(1)의 바닥(2)에 또는 바닥에 인접하게 설치되어, 구조물 내에서 작업 중에 발생한 가스뿐 아니라 공기를 측벽(3) 쪽으로 유동하도록 작용한다. 이때 유동되는 가스는 가이드 부재(10)의 하단과 바닥 사이의 틈새를 통해 상기한 유도 공간(11)으로 유입되게 된다.

가스 흡입 수단(30)으로는 배기구(6)에 설치되거나 배기구에 배관을 매개로 하여 연결된 흡입팬 등이 채택될 수 있다. 이와 같은 가스 흡입 수단은 가이드 부재(10)에 의해 구획된 유도 공간(11)과 연통하여 이 유도 공간에 음압을 가할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 가스 배출 장치를 사용한 가스 배출 방법에 대해 간략히 설명한다.

본 발명에 따른 가스 배출 방법은, 밀폐된 공간 내에 유도 공간(11)이 구획된 구조물(1)을 준비하는 단계; 구조물 내에 있는 가스를 유도 공간 쪽으로 유동시키는 단계; 및 유도 공간으로 유동된 가스를 구조물의 외부로 배출하도록 흡입하는 단계를 포함하고 있다.

가이드 부재(10)의 상단을 구조물(1)의 천정(4) 또는 측벽(3)의 상부에서 연장한 별도의 프레임(미도시)에 연결하고, 이와 같이 가이드 부재가 매달려 설치될 수 있게 함으로써, 구조물(1)의 중앙 내부 공간과, 측벽(3)과 인접한 유도 공간(11)이 구획되게 할 수 있다.

특히, 가이드 부재의 하단을 들어올리고 가이드 부재가 아래로 갈수록 오므려지도록 경사지게 설치하여 유도 공간으로 흡입되는 영역의 면적을 확대되게 하는 것이 좋다.

예를 들어, 구조물 내에서 내부용기 등과 같은 또 다른 구조물을 용접에 의해 제조할 때 구조물 내 환기가 필요하면, 송풍기 등과 같은 가스 유동 수단(20)을 작동시켜 작업 중에 발생한 가스뿐 아니라 공기를 측벽(3) 쪽으로 유동시킨다.

유동되는 가스는 가이드 부재(10)의 하단과 바닥 사이의 틈새를 통해 유도 공간(11)으로 유입되게 된다.

이어서, 구조물의 천정(4) 또는 측벽(3)의 상부에 설치된 흡입팬 등과 같은 가스 흡입 수단(30)을 작동시켜, 유도 공간(11)으로 유입된 가스를 상승시키면서 배기구(6)를 통해 배출하게 된다.

구조물 내에서 Mn의 함유량이 많은 강판을 용접할 때 생기는 용접 흄의 배출에 대해 시뮬레이션을 시행한 후, 다음 표 1과 같은 결과를 얻었다.

	바닥부터의 높이			전체
	1m	2m	3m
종래기술 (흡입팬 16m/s) 잔류가스 농도(%)	2.73	2.63	2.60	2.57
비교예 (흡입팬 16m/s) (송풍기 30m/s) 잔류가스 농도(%)	0.97	0.97	0.93	0.81
본 발명 (흡입팬 16m/s) (송풍기 30m/s) (가이드 부재) 잔류가스 농도(%)	0.26	0.25	0.23	0.23

배기구에 흡입팬만 설치한 종래기술에서는 약 2.57%의 농도로 용접 후의 가스가 구조물의 내부 공간에 잔류하고 있다.

비교예는 배기구에 흡입팬을 설치한 것에 추가하여, 구조물의 바닥에 송풍기를 설치한 경우로서, 구조물 내 잔류가스의 농도가 종래기술에 비해 약 0.81%로 줄게 된다.

본 발명에 따른 가스 배출 장치를 사용하게 되면 보다 효과적으로 환기가 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 즉, 배기구에 가스 흡입 수단(30)뿐 아니라 구조물(1)의 내부에 가스 유동 수단(20)과 함께 가이드 부재(10)를 설치함으로써, 잔류가스의 농도가 약 0.23%로 되어, 종래기술에 비해 대략 1/10 수준으로 저하됨을 알 수 있다.

결국, 구조물(1) 내 하부에서 발생하는 용접가스 등의 가스가 가스 유동 수단(20)에 의해 측벽 쪽으로 유동하고, 측벽(3)에 인접한 가이드 부재(10)를 통해 상부의 배기구(6) 및 가스 흡입 수단(30)을 거쳐 원활히 배출되게 됨으로써, 구조물 내부에서 잔류가스의 농도가 종래기술 및 비교예에 비하여 가장 낮아질 것으로 예측되었다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 예컨대 거대한 탱크와 같은 구조물 내에서 작업 중에 발생하는 용접가스 등의 가스를 효과적으로 배출하게 됨으로써, 작업 효율을 향상시키고 작업자의 안전을 도모할 수 있는 효과를 얻게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 구조물 2: 바닥
3: 측벽 4: 천정
5: 개구부 6: 배기구
10: 가이드 부재 11: 유도 공간
20: 가스 유동 수단 30: 가스 흡입 수단

Claims (10)

1. 밀폐된 공간을 형성하는 구조물의 천정 또는 측벽의 상부에 매달려 설치되어, 상기 구조물 내에 중앙 내부 공간과 유도 공간을 구획하는 가이드 부재;
   상기 구조물 내에 설치되어 상기 구조물 내에 있는 가스를 상기 유도 공간 쪽으로 유동시키는 가스 유동 수단; 및
   상기 구조물에 설치되어 상기 유도 공간으로 유동된 가스를 상기 구조물의 외부로 배출하도록 흡입하는 가스 흡입 수단
   을 포함하고,
   상기 중앙 내부 공간은 상기 가이드 부재에 의해 둘러싸여 형성되며, 상기 유도 공간은 상기 가이드 부재와 상기 구조물의 측벽 사이에 형성되고,
   상기 가이드 부재의 하단은 상기 구조물의 바닥에 닿지 않고 떨어져 있으며,
   상기 가스 유동 수단은 상기 구조물의 바닥에 또는 바닥에 인접하게 설치되어, 상기 중앙 내부 공간에 있는 가스를 상기 가이드 부재의 하단과 상기 구조물의 바닥 사이의 틈새를 통해 상기 유도 공간으로 유입되게 하는 가스 배출 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 부재는 유연성이 있는 재질로 만들어진 것을 특징으로 하는 가스 배출 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 부재의 하단은, 상기 구조물의 천정 또는 상부에 연결된 지지 부재에 의해 들어올려진 것을 특징으로 하는 가스 배출 장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 가스 흡입 수단은 상기 구조물의 배기구에 설치되거나 배관을 매개로 하여 배기구에 연결되고,
   상기 가스 흡입 수단이 상기 유도 공간과 연통하는 것을 특징으로 하는 가스 배출 장치.
   
7. 밀폐된 공간 내에 중앙 내부 공간과 유도 공간이 구획된 구조물을 준비하는 단계;
   상기 구조물 내에 있는 가스를 상기 유도 공간 쪽으로 유동시키는 단계; 및
   상기 유도 공간으로 유동된 가스를 상기 구조물의 외부로 배출하도록 흡입하는 단계
   를 포함하고,
   상기 유도 공간은, 관 형상으로 된 가이드 부재를 상기 구조물의 천정 또는 측벽의 상부에 매달아 설치함으로써 상기 가이드 부재와 상기 구조물의 측벽 사이에 형성되고,
   상기 가이드 부재의 하단은 상기 구조물의 바닥에 닿지 않고 떨어져 있으며,
   상기 유동시키는 단계는, 상기 중앙 내부 공간에 있는 가스를 상기 가이드 부재의 하단과 상기 구조물의 바닥 사이의 틈새를 통해 상기 유도 공간으로 유입되게 하는 가스 배출 방법.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 가스를 흡입하는 단계에서는, 상기 유도 공간에 음압을 가하는 것을 특징으로 하는 가스 배출 방법.

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