KR20100065817A - 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제 장치에 관한 것으로, 화물창 내부 압력 상승시 P/V밸브(high velocity pressure/vacuum valve)의 압력 설정값보다 낮게 설정된 브리더밸브(breather valve)를 설치하여 브리더밸브를 통해 소량의 가스만을 배출하여 화물창 내부 압력을 P/V밸브의 설정 압력 이하로 유지시켜줌으로써 원유의 증발량을 저하시켜 가스발생으로 증발되는 원유의 양을 줄여주도록 하는 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제 장치를 제공함에 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 기술적 요지는 다음과 같다. 원유가 저장되는 각 화물창에 내부압력 조절을 위한 P/V밸브가 구비되어 있고 모든 화물창은 가스배출라인(VECS line)으로 연결되어 있는 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제장치에 있어서, 상기 가스배출라인상에 브리더밸브를 설치하여 상기 P/V밸브가 개방되는 설정압력보다 낮은 압력에서 개방되도록 설정하여 화물창 내부의 휘발성 유기화합물을 소량만 배출해 줌으로써, 화물창 내부 압력이 P/V밸브의 설정 압력 이하로 유지되도록 하여 가스 발생으로 증발되는 원유의 양을 줄여주게 된다.

휘발성유기화합물(VOC), 원유운반선, 압력, P/V밸브, 브리더밸브

Description

원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제 장치{VOC emission reducing system for oil tankers}

본 발명은 원유운반선의 휘발성유기화합물 배출 억제 장치에 관한 것으로, 화물창 내부 압력 상승시 P/V밸브의 압력 설정값보다 낮게 설정된 브리더밸브를 설치하여 소량의 가스를 배출하면서 화물창 내부 압력을 P/V밸브의 설정 압력 이하로 유지시켜 주어 대기중으로 배출되는 가스량을 줄여줌으로써 원유의 낭비를 방지하는 원유운반선의 휘발성유기화합물 배출 억제 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원유운반선은 운항 중 온도 상승에 의해 휘발성유기화합물(VOC : Volatile Organic Compounds)이 증발하여 화물창의 압력이 상승하게 된다. 압력이 과도하게 상승할 경우 화물창에 구조적인 손상을 줄 수 있기 때문에 항상 일정 압력을 유지시켜 주는 것이 중요하다.

이러한 상기 화물창(10)은 도 1과 같이 가스배출메인라인(30)으로 연결된다. 상기 가스배출메인라인(30)에는 원유선적시 화물창(10) 안의 유해가스를 항구로 배 출하는 설비인 VECS 매니폴드(60)가 연결되며, 또한 가스배출메인라인(30)에는 원유선적시 항구에 유해가스 처리 설비가 없을 경우 화물창(10) 안의 가스를 대기중을 배출하는 설비인 벤트라이져(50)가 연결된다.

또한 화물창(10)의 압력을 유지할 수 있도록 각 화물창마다 P/V 밸브(20)를 설치하여 압력의 과도한 상승 및 하강을 방지해준다.

한편 국제해사기구(IMO)에서 규정한 선체구조공동규칙(CSR)에 따르면, 원유운반선의 각 화물창 압력은 대기압보다 2,500mmAq를 넘으면 안 된다. 이 규정값에 안전 여유값을 고려하여 P/V밸브(20)는 화물창(10) 내부 압력이 대기압보다 1,400mmAq 이상이 되면 가스를 배출하여 화물창 내의 압력을 줄여주도록 설비하고 있다. 또한 화물창(10) 내부 압력의 과도한 하강을 막기 위해 대기압보다 350mmAq 이하가 되는 경우, 대기로부터 공기를 유입시켜 압력을 높여주는 역할도 한다.

상기 P/V밸브(20)의 작동 원리는, 화물창(10) 내의 압력 상승시 P/V밸브(20) 내부에 설치된 중량물이 가스의 압력에 의해 들어 올려져 열리면서 화물창(10) 내부의 가스가 배출되는 방식이다. 이 중량물의 무게에 따라서 가스가 배출되는 압력값을 설정할 수 있다

이러한 P/V밸브의 작동 상태를 설명하면, P/V밸브의 압력 설정값이 1,400mmAq인 경우, 화물창 내부의 압력이 대기압보다 1,400mmAq 높아지면 P/V밸브가 열리면서 화물창 내부의 가스를 배출하여 화물창 내부의 압력을 감소시키게 된다.

그런데 이와 같이 P/V밸브를 통해서 가스가 배출될 경우, 화물창 내부의 높 은 압력에 의해 한번에 많은 양의 가스가 배출되어 화물창 내부 압력이 1,100~1,200mmAq까지 떨어지게 된다.

이렇게 대기중으로 배출되는 가스의 양이 많다는 것은 기체상태로 증발되어 낭비되는 원유의 양이 많아서 대기 오염 문제 뿐 아니라 금전적인 손실을 가져온다는 의미이다. 실제로 'Venturie AS'사의 자료에 의하면 한번에 약 30만톤의 원유를 운반하는 초대형원유운반선의 경우 아래와 같이 연간 86.4 톤의 원유를 대기중으로 날려 보내고 있다.

표 1 은 초대형 원유 운반선의 운항에 대한 원유 증발량을 나타낸 것으로,

[표 1]

구 분	초대형원유운반선 평균값
1회 왕복 운항 일수	45일
화물 선적 운항 일수	27일
1일 원유 증발량	0.4톤
연간 운항 횟수	8회
1년간 총 원유 증발량	86.4톤

상기 표 1과 같이 초대형 원유운반선의 운항시 많은 양의 원유가 증발하여 경제적인 손실뿐만 아니라 휘발성유기화합물의 대기 방출로 인한 환경오염 문제도 발생하게 된다. 휘발성유기화합물은 대기 중에서 광화학반응을 일으켜 오존 등 광화학 스모그를 유발할 뿐만 아니라 발암성 물질이며, 지구온난화의 원인이 되기도 한다.

위와 같이 P/V밸브(20)를 통해서 배출되는 가스의 양이 많은 점도 문제이지만, 더 큰 문제점은 많은 양의 가스 배출로 인해 화물창 내부의 압력을 1,100~1,200mmAq 정도로 과도하게 떨어뜨려주는 점이다.

이렇게 과도하게 압력이 낮아질 경우 원유의 증발이 활발해지므로 더 많은 가스가 발생하고, 이로 인해 다시 압력이 높아져서 가스가 대기중으로 배출되는 악순환을 반복하게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 화물창 내부 압력 상승시 P/V밸브의 압력 설정값보다 낮게 설정된 브리더밸브를 설치하여 브리더밸브를 통해 소량의 가스만을 배출하여 화물창 내부 압력을 적절하게 유지시켜줌으로써 원유의 증발량을 저하시켜 가스로 증발되는 원유의 양을 줄여주도록 하는 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 원유가 저장되는 각 화물창에 내부압력 조절을 위한 P/V밸브가 구비되어 있고 모든 화물창들은 가스배출라인(VECS line)으로 연결되어 있는 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제장치에 있어서, 상기 가스배출라인상에 브리더밸브를 설치하여 상기 P/V밸브가 개방되는 설정압력보다 낮은 압력에서 개방되도록 설정하여 화물창 내부의 휘발성 유기화합물을 소량만 배출해 줌으로써, 화물창 내부 압력이 P/V밸브의 설정 압력 이하로 유지되도록 하여 가스 발생으로 증발되는 원유의 양을 줄여주는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 내부압력에 의한 화물창의 구 조적인 이상이 발생되지 않는 범위 내에서 소량의 휘발성유기화합물을 배출해주기 때문에 화물창을 보호해주고, 화물창 내부에 높은 압력을 항상 유지시켜 줌으로써 원유의 증발량을 최소화하여 매우 경제적이며, 대기오염을 감소시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2 는 본 발명의 원유운반선의 화물창 가스배출 구조를 나타낸 예시도이고, 도 3 은 본 발명에 의한 원유운반선의 화물창 가스배출 구조를 나타낸 예시도로서,

원유운반선에는 원유가 저장되는 다수의 화물창(10)이 구비되고, 상기 화물창(10)에는 내부의 압력을 조절할 수 있도록 화물창(10) 내부압력이 설정된 압력 이상으로 상승하거나 저하되면 개방되어 휘발성유기화합물을 배출하거나 공기를 유입시키는 P/V밸브(20)가 구비된다.

이러한 화물창(10)은 가스배출라인(30)을 통해 연결되고 상기 가스배출라인(30)에는 VECS매니폴드(60)가 연결되어 원유 선적시 화물창 (10)내부의 휘발성유기화합물을 항구로 배출한다.

또한 상기 가스배출라인(30)에는 원유선적시 항구에 휘발성유기화합물의 처리 설비가 없을 경우 화물창 (10)내부의 휘발성유기화합물을 대기중으로 배출하는 벤트라이져(50)가 설치된다.

본 발명은 상기 벤트라이져(50) 앞쪽에 상기 P/V밸브(20)의 압력 설정값 보다 낮게 설정되어 화물창(10) 내부의 휘발성유기화합물을 P/V밸브(20)의 배출량보 다 소량씩 배출하는 브리더밸브(40)를 더 설치하여 휘발성유기화합물의 배출을 억제하는 것이다.

상기 브리더밸브(40)는 최초 설정된 압력값 보다 화물창(10) 내부의 압력이 높아지게 되면 소량의 가스만을 배출하여 화물창(10)이 구조적으로 변형되지 않도록 하는 압력 범위 내에서 화물창(10) 내부의 압력을 고압상태로 유지시켜주기 때문에 P/V밸브(20)에 비해서 적은 양의 휘발성유기화합물을 대기중으로 배출하면서 내부압력에 의한 화물창(10)의 구조적 손상을 방지해주게 된다.

한편 도 4 과 같이 화물창 내부의 압력이 높아질수록 원유에서 증발되는 휘발성유기화합물의 양은 감소되는 것을 알 수 있다.

즉 상기 브리더밸브는 화물창 내부에 높은 압력이 유지될수록 원유에서 증발하는 휘발성유기화합물의 양이 감소되기 때문에, 가스배출 후 화물창(10) 내부의 압력이 상당히 떨어지게 되는 P/V밸브(20)에 비하여 높은 압력을 항상 유지한 상태에서 소량의 휘발성유기화합물을 배출해 주기 때문에 가스로 증발되어 낭비되는 원유의 양을 줄여주게 된다.

따라서 증발되는 원유의 양을 최소한으로 유지하기 때문에 원유보전에 따른 경제적인 이점이 매우 뛰어나고, 휘발성유기화합물의 배출량을 최소한으로 유지함으로써 대기오염을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 상기 브리더밸브(40)의 설정압력은 P/V밸브(20)보다 100mmAq 정도 낮게 설정하여 화물창(10) 내부의 압력이 상승할 경우 P/V밸브(20)보다 먼저 작동되도록 하여 화물창(10) 내부의 휘발성유기화합물을 배출하도록 한다.

이때 상기 P/V밸브(20)는 브리더밸브(40)가 오작동할 경우에만 작동되도록 한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은 종래의 원유운반선의 화물창 가스배출 구조를 나타낸 예시도,

도 2 는 본 발명에 의한 원유운반선의 화물창 가스배출 구조를 개념적으로 나타낸 예시도,

도 3 은 본 발명에 의한 원유운반선의 화물창 가스배출 구조를 나타낸 예시도,

도 4 는 본 발명의 화물창 내부압력 증가에 따른 휘발성유기화합물의 생성량 감소율을 나타낸 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 화물창

(20) : P/V밸브 (high velocity pressure /vacuum valve)

(30) : 가스배출라인(VECS line)

(40) : 브리더밸브(breather valve)

(50) : 벤트라이져(vent riser)

(60) : VECS 매니폴드(VECS manifold)

Claims (1)

1. 원유가 저장되는 각 화물창에 내부압력 조절을 위한 P/V밸브가 구비되어 있고 모든 화물창들은 가스배출라인(VECS line)으로 연결되어 있는 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제장치에 있어서,

   상기 가스배출라인상에 브리더밸브를 설치하여 상기 P/V밸브가 개방되는 설정압력보다 낮은 압력에서 개방되도록 설정하여 화물창 내부의 휘발성 유기화합물을 소량만 배출해 줌으로써, 화물창 내부 압력이 P/V밸브의 설정 압력 이하로 유지되도록 하여 가스 발생으로 증발되는 원유의 양을 줄여주는 것을 특징으로 하는 원유운반선의 휘발성 유기화합물 배출 억제장치.

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