KR20210050122A - 선박의 필터 세척 유닛 및 필터 세척 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 압축기에서 압축된 압축 천연가스에 고압 압축기로부터 유출된 윤활유 성분을 제거하기 위해 설치되는 필터를 세척하는 필터 세척 유닛 및 필터 세척 유닛을 이용한 필터 세척 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박의 필터 세척 유닛은, 액화가스의 증발가스 재액화 시스템에서 오일 성분을 걸러내기 위한 오일 필터를 세척하는 선박의 필터 세척 유닛에 있어서, 내부에 세척이 필요한 상기 오일 필터가 장착되는 수조; 상기 수조 내부로 상기 오일 필터가 잠기도록 세척수를 공급하는 청수 공급부; 상기 수조 내부로 상기 세척수를 가열하기 위한 가열원을 공급하는 스팀 공급부; 및 상기 오일 필터로부터 분리되어 세척수에 부유된 오일 성분을 배출시키는 부유물 배출부;를 포함한다.

Description

선박의 필터 세척 유닛 및 필터 세척 방법 {Oil Filter Cleaning Unit and Method for Vessels}

본 발명은 고압 압축기에서 압축된 압축 천연가스에 고압 압축기로부터 유출된 윤활유 성분을 제거하기 위해 설치되는 필터를 세척하는 필터 세척 유닛 및 필터 세척 유닛을 이용한 필터 세척 방법에 관한 것이다.

천연가스는 천연가스를 액화시킨 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)의 상태로 저장되고 운송되는 것이 일반적이다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163℃로 냉각시킴으로써 얻어지는 것으로서, 온도 변화에 매우 민감하다. 따라서, LNG 저장탱크가 단열탱크라 할지라도, LNG가 이송되는 동안 LNG 저장탱크 내에서는 LNG가 지속적으로 자연기화하여 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 생성된다.

종래에는 LNG 저장탱크에서 생성되는 증발가스를 처리하기 위한 방법으로서, 증발가스를 선박의 엔진 연료로 공급하는 방법과, 증발가스를 재액화시켜 LNG 저장탱크로 회수하는 방법과, 증발가스를 선박의 초임계 압력 이상으로 압축시켜 ME-GI 엔진과 같은 고압분사엔진의 연료로 공급하되 엔진 연료 수요량을 초과하는 양의 나머지 압축 증발가스를 압축 전 증발가스와의 열교환에 의해 재액화시켜 회수하는 부분 재액화 시스템(PRS; Partial Re-liquefaction System)을 적용하는 방법 등이 실선 적용되고 있다.

부분 재액화 시스템은, 일반적으로 유체를 약 150 bar 이상의 고압으로 압축시키는 고압 압축기를 포함하는데, 고압 압축기로는 다수개의 압축부와 냉각부를 포함하여, 다단계에 걸쳐 유체를 고압으로 압축시키는 다단 압축기가 이용된다.

이와 같이 고압으로 유체를 압축시키는 압축 실린더는 압축 과정에서 고압의 가스가 외부로 유출되는 것을 막기 위하여 밀봉유(seal oil) 등 오일을 주입하게 된다. 그런데 성분에 따라 약간 다르지만 일반적으로는 오일 성분의 기화점은 증발가스보다 낮아 증발가스를 고압으로 압축시키는 과정에서 오일 성분이 기화될 수 있다. 또한, 기화된 오일 성분이 배관 내로 새어 들어가 압축된 증발가스와 함께 후단 공정으로 넘어가게 된다.

현재 기술로는 오일을 주입하지 않거나, 오일의 유출을 완벽하게 방지할 수 있으면서 가스를 고압으로 압축할 수 있는 압축기는 개발된 바 없다. 오일 성분이 혼입된 상태의 압축 증발가스가 엔진으로 공급되는 경우에는 문제되지 않지만, 재액화 공정으로 공급되면, 장비의 손상이나 배관 폐색, 오염 등의 문제가 발생하게 된다.

특히, 오일 성분이 혼입된 압축 증발가스가, 압축 증발가스를 액화시키는 열교환기 등 후단 공정으로 유입된 상태로 재액화되어 LNG 저장탱크로 회수되면, LNG 저장탱크를 오염시켜 품질 저하를 유발한다. 또한, 오일 성분이 각종 장치나 배관에 누적되면 극저온의 공정 중에 점도가 낮아지거나 고체화되는데, 이는 재액화 성능에 심각한 영향을 초래하고, 손상을 야기할 수 있다.

따라서, 고압 압축기와 압축 증발가스를 압축 전 증발가스와의 열교환에 의해 냉각시키는 열교환기 사이에는, 압축 증발가스로부터 오일 성분을 분리하는 오일 필터를 설치하여, 열교환기로 공급되는 압축 증발가스로부터 오일 성분을 걸러낼 수 있다.

오일 필터는 마이크로 메시(mesh) 사이즈를 가진 필터로서, 오일 성분이 필터에 흡착되며, 오일 필터를 통과하면서 오일 성분이 제거된 압축 증발가스가 열교환기로 공급된다. 이와 같이 필터에 포집된 오일 성분은 점성을 가지므로, 압축 증발가스의 처리 공정이 실시될수록 필터의 표면 및 필터 내부에 오일 성분이 누적되고 고형화되어 필터로서의 기능을 상실하게 된다. 심한 경우에는 압축 증발가스의 유동 압력을 증가시켜 유동을 차단할 수도 있다.

종래에는 이렇듯 수명이 다한 필터를 주기적으로 새것으로 교체하여 사용하였으며, 세척하여 재사용할 수 있는 장치에 대해서는 제시된 바가 없는 실정이다.

따라서, 본 발명은, 오일을 사용하는 고압 압축기에 의해 압축된 천연가스에 혼입된 오일 성분을 압축 천연가스로부터 분리해내기 위한 오일 필터를 세척하는 선박의 필터 세척 유닛 및 필터 세척 방법을 제공하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스의 증발가스 재액화 시스템에서 압축 증발가스로부터 오일 성분을 걸러내기 위한 오일 필터를 세척하는 선박의 필터 세척 유닛에 있어서, 내부에 세척이 필요한 상기 오일 필터가 장착되는 수조; 상기 수조 내부로 상기 오일 필터가 잠기도록 세척수를 공급하는 청수 공급부; 상기 수조 내부로 상기 세척수를 가열하기 위한 가열원을 공급하는 스팀 공급부; 및 상기 오일 필터로부터 분리되어 세척수에 부유된 오일 성분을 배출시키는 부유물 배출부;를 포함하는, 선박의 필터 세척 유닛이 제공된다.

바람직하게는, 상기 수조 내부로 상기 오일 필터로부터 오일 성분을 분리해내기 위한 압축 공기를 공급하는 공기 공급부;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수조 내부로 세척이 완료된 오일 필터를 건조시키기 위하여 불활성 가스를 공급하기 위한 질소 공급부;를 더 포함하며, 상기 질소 공급부는 불활성 가스 공급원으로부터 상기 공기 공급부로 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 수조로부터 세척수를 배출하기 위한 청수 배출부; 및 상기 수조로부터 가열원을 배출하기 위한 스팀 배출부;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수조 내부의 저면에는, 상기 가열원에 의해 세척수가 가열되도록 가열원이 유동하는 스팀관;이 설치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 스팀 공급부는, 상기 수조 내부로 공급되는 가열원에 포함된 이물질을 제거하는 스팀 필터; 및 상기 수조 내부로 공급되는 가열원의 온도를 제어하는 온도 조절 밸브;를 포함하고, 상기 수조 내부의 온도를 감지하는 온도를 감지하는 온도 감지부;를 더 포함하며, 상기 온도 감지부의 온도 측정값에 따라 상기 온도 조절 밸브가 제어될 수 있다.

바람직하게는, 상기 수조 내부에는 다수개의 오일 필터가 장착되고, 상기 공기 공급부는, 상기 수조 내로 공급되는 압축 공기에 포함된 이물질을 제거하는 공기 필터; 상기 수조 내로 공급되는 압축 공기의 흐름을 다수개의 흐름으로 분배시키는 헤더; 및 상기 헤더로부터 분기되어 상기 다수개의 오일 필터 중 적어도 하나 이상의 오일 필터로 압축 공기를 공급하는 다수개의 공기 공급관;을 포함하고, 상기 다수개의 공기 공급관에 각각 설치되며 개폐 및 개도량이 제어되는 공기 공급 밸브;를 포함할 수 있고, 상기 수조 내부에 장착되는 오일 필터의 개수는 상기 증발가스 재액화 시스템에 포함되는 오일 필터의 총 개수 또는 그 이상일 수 있다.

바람직하게는, 상기 헤더의 압력이 1 bar를 넘지 않도록 제어하는 압력 조절기;를 더 포함할 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 액화가스의 증발가스 재액화 시스템에서 압축 증발가스로부터 오일 성분을 걸러내기 위한 오일 필터를 세척하는 선박의 필터 세척 방법에 있어서, 수조에 세척수를 공급하는 세척수 공급 단계; 상기 수조에 가열원을 공급하여 세척수를 가열하는 세척수 가열 단계; 상기 오일 필터로부터 분리된 오일 성분을 부유시키기 위하여 상기 수조 내로 세척수를 추가로 공급하는 부유물 배출 단계; 및 상기 세척수를 수조로부터 배출하는 세척수 배출 단계;를 포함하는, 선박의 필터 세척 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 수조 내에 장착된 오일 필터로 압축 공기를 후풍 방향으로 공급하는 후풍 공급 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 후풍 공급 단계는 상기 세척수 가열 단계 이후에 실시할 수 있다.

바람직하게는, 상기 세척수를 배출한 후, 상기 세척이 완료된 오일 필터에 건조용 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기의 단계들을 2회 이상 반복 실시할 수 있다.

바람직하게는, 상기 불활성 가스 공급 단계는 12시간 동안 불활성 가스를 공급할 수 있다.

바람직하게는, 상기 불활성 가스 공급 단계는 3시간 동안 불활성 가스를 공급한 후 오일 필터를 2일 동안 자연건조시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 건조가 완료된 오일 필터의 차압을 측정하여 차압 기준값을 만족하는지 확인하는 차압 확인 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 선박의 필터 세척 유닛 및 필터 세척 방법은, 종래 기술로는 청소가 어려워 폐기하던 필터에 대해서 세척 재생이 가능하여 재사용할 수 있게 된다.

또한, 필터를 세척하여 사용함으로써, 고가의 필터 수명을 연장할 수 있고, 원재료의 수입감소와 새로운 제품을 제조하는 데 소요되는 막대한 환경적, 경제적 비용을 절감할 수 있다.

또한, 작업자의 개입 없이 필터의 세척 작업을 효율적으로 수행할 수 있고, 세척 작업 중에 작업자가 재생형 필터에서 분리되는 오염 물질에 노출되어 발생할 수 있는 안전사고의 위험이 낮다.

또한, 하나의 증발가스 재액화 시스템에 포함되는 다수개의 오일 필터를 하나의 수조에 모두 수용시켜 세척을 실시할 수 있으므로, 세척이 실시되는 동안 세척이 완료된 다수개의 오일 필터를 시스템에 설치하여 재액화를 실시할 수 있으므로 연속적으로 오염된 오일 필터를 세척하고 세척된 오일 필터를 제공함으로써 연속적으로 증발가스의 재액화를 실시할 수 있다.

도 1은 오일 필터를 포함하는 증발가스 처리 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 세척 유닛을 간략하게 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 세척 유닛을 간략하게 도시한 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 세척 유닛을 간략하게 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 세척 유닛을 간략하게 도시한 측면도이다.
도 6은 도 3의 선 A-A의 단면도이다.
도 7은 도 6의 "B" 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 8은 도 4의 선 C-C 의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 세척 유닛의 계통도이다.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

후술하는 본 발명의 실시예에서 액화가스는, 다양한 액화가스(Liquefied Gas)에 적용될 수 있으며, 예를 들어, LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화 석유화학 가스일 수 있다. 또는, 액화 이산화탄소, 액화 수소, 액화 암모니아 등의 액체 가스일 수도 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

또한, 후술하는 실시예에서 선박은 액화천연가스를 화물로서 운반하는 액화천연가스 운반선(LNG Carrier)의 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 액화천연가스를 저장하는 저장탱크를 갖춘 LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit), LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG RV(Regasification Vessel) 등 본 발명은 LNG 저장탱크가 구비되고, LNG가 자연기화하여 생성된 증발가스를 재액화시켜 회수하는 증발가스 재액화 시스템이 적용된 모든 선박에 적용할 수 있다.

또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 엔진은, 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 가스연료 엔진일 수 있으며, 고압 엔진, 중압 엔진 및 저압 엔진 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

고압 엔진은 약 100 bar 내지 400 bar, 또는 약 150 bar 이상, 바람직하게는 약 300 bar의 가스 연료를 사용하는 엔진, 예를 들어 ME-GI 엔진인 것을 예로 들어 설명한다. 또한, 중압 엔진은 약 10 bar 내지 20 bar, 바람직하게는 약 16 bar의 가스 연료를 사용하는 엔진, 예를 들어 X-DF 엔진일 수 있으며, 저압 엔진은 약 5 bar 내지 10 bar, 바람직하게는 약 6.5 bar의 가스 연료를 사용하는 엔진, 예를 들어 DF 엔진이나 DFDG 엔진, 또는 DFGE 엔진 등일 수 있다.

ME-GI(MAN Electronic Gas-Injection Engine) 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300 bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 기준으로 작동한다.

X-DF(eXtra long stroke Dual Fuel) 엔진은, 2행정으로 구성되고, 16 bar 정도의 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 기준으로 작동한다.

DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator, 또는 DFGE))은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5 bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 기준으로 작동한다.

후술하는 본 발명의 일 실시예에서는 추진용 엔진으로서 ME-GI 엔진이 적용되고 발전용 엔진으로서 DFDE가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

먼저, 도 1에는 오일 필터를 포함하는 증발가스 처리 시스템이 간략하게 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 증발가스 처리 시스템은, LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(100); LNG 저장탱크(100)로부터 증발가스 라인(BL)을 따라 이송되는 증발가스를 ME-GI 엔진에서 요구하는 압력, 즉 약 150 bar 내지 300 bar까지 압축시킬 수 있는 다단 압축기(300); 및 다단 압축기(300)에서 압축된 증발가스가 ME-GI 엔진으로 이송되도록 연결되는 제1 연료라인(FL1);을 포함한다.

또한, 증발가스 처리 시스템은 다단 압축기(300)에서 압축된 증발가스 중에서 ME-GI 엔진의 수요량을 초과하는 양만큼의 증발가스가 열교환기(200)로 이송되도록 연결되는 재액화 라인(RL); 재액화 라인(RL)을 따라 이송된 압축 증발가스와, LNG 저장탱크(100)로부터 증발가스 라인(BL)을 따라 다단 압축기(300)로 이송되는 압축 전 증발가스를 열교환시켜, 압축 증발가스를 냉각시키는 열교환기(200); 및 열교환기(200)에서 냉각된 증발가스를 LNG 저장탱크(100)의 저장압력까지 감압시키는 감압장치(600);를 더 포함한다.

감압장치(600)에 의해 감압되면서 증발가스는 거의 전부가 액체 상태로 액화되며, 재액화된 액체 상태의 증발가스는 LNG 저장탱크(100)로 회수된다.

감압장치(600의 하류에는, 감압장치(600)에서 감압된 증발가스 중에서 액화되지 않은 기체 상태의 미응축 증발가스를, 액화된 액체 상태의 재액화 증발가스로부터 분리하여 열교환기(200) 상류의 증발가스 라인(BL)으로 재순환시키는 기액분리기(700);를 더 포함할 수 있다.

또한, 다단 압축기(300)는 5개의 압축 실린더와 5개의 인터쿨러를 포함하는 5단 압축기일 수 있다. 다단 압축기(300)의 단수를 이에 한정하는 것은 아니다.

다단 압축기(300)의 일부 실린더, 예를 들어 적어도 후단 2개의 압축 실린더는 급유 윤활 방식의 실린더일 수 있다. 따라서, 다단 압축기(300)의 압축 과정에서 윤활유가 압축 증발가스로 혼입될 수 있다. 또는, 압축 실린더로부터 고압의 가스가 유출되지 않도록 주입하는 밀봉유가 기화되어 압축 증발가스로 혼입될 수도 있다.

따라서, 다단 압축기(300)의 하류에는 압축 증발가스로부터 오일 성분을 걸러내는 오일 필터(500);가 설치될 수 있으며, 이는 선박의 운항에 있어서 필연적인 요소라 할 수 있다.

도 1에는 오일 필터(500)가 재액화 라인(RL)의 열교환기(200) 상류에 설치되는 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나 오일 필터(500)는, 다단 압축기(300) 하류의 제1 연료라인(FL1), 재액화 라인(RL)의 열교환기(200) 상류, 열교환기(200)와 감압장치(600) 사이의 재액화 라인(RL), 감압장치(600)와 기액분리기(700) 사이의 재액화 라인(RL), 기액분리기(700)와 LNG 저장탱크(100) 사이의 재액화 라인(RL) 및 기액분리기(700)로부터 배출된 기체가 열교환기(200)로 회수되는 기체 회수라인(GL) 중 어느 한 곳 이상에 하나 이상씩 설치될 수 있다.

본 실시예에서 증발가스 재액화 시스템에 설치되는 오일 필터(600) 개수의 총 합은 7개일 수 있다.

여기서 오일 필터(500)는 마이크로 메시 사이즈를 가진 필터로서, 설치 위치에 따라 기체, 액체, 고체 또는 초임계 상태의 오일 성분을 초임계 상태, 기체 상태, 액체 상태 또는 기액혼합 상태의 증발가스로부터 분리해내기에 적절한 필터가 설치될 수 있다.

또한, 오일 필터(500)는 설치 위치에 따라, 콜레서 타입(coalescer type)의 필터이거나, 극저온용(cryogenic type)의 필터일 수 있다.

오일 필터(500)는 사용시간이 늘어남에 따라 오일 성분이 누적되어 성능이 저하되며, 증발가스의 압력 손실을 크게 하여 재액화 성능을 떨어뜨리거나 또는 증발가스의 유동을 방해할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 후술하는 필터 세척 유닛(10)을 이용하여, 주기적으로 오일 필터(500)에 누적되어 있는 오일 성분을 세척하여 재사용할 수 있다. 오일 필터(500)에 누적되어 있는 오일 성분은 액체 또는 고체 상태일 수 있으며, 후술하는 필터 세척 유닛(10)은 이와 같이 오일 필터(500)에 누적되어 있는 액체, 고체 등 고점도의 오일 성분을 세척하여 오일 필터(500)를 재생시킬 수 있다.

본 실시예에서 오일 필터(500)라 함은, 내부에 고정판 및 필터 엘리먼트(element)를 포함하고, 외부에 유체 유입배관, 유체 유출배관 및 오일 배출배관이 연결되는데, 여기서 후술하는 필터 세척 유닛(10)에서 세척되는 부분은 필터 엘리먼트 부분일 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 필터 세척 유닛(10) 및 필터 세척 유닛(10)을 이용한 필터 세척 방법을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 필터 세척 유닛(10)은, LNG가 자연기화하여 생성된 증발가스를 초임계 압력 이상의 고압으로 압축하여 재액화시키는 증발가스 재액화 시스템에 있어서, 고압으로 압축된 증발가스에 혼입되어 있는 오일 성분을 제거하기 위하여 구비되는 오일 필터를 세척하는 장치이다.

본 발명에 따른 필터 세척 유닛(10)은, 내부에 세척이 필요한 다수개의 오일 필터(500)가 장착되는 수조(11); 및 수조(11)의 상부를 개폐할 수 있도록 구비되는 수조 커버(12); 수조(11) 내부에 세척수를 공급하는 청수 공급부; 수조(11) 내에 세척수를 가열하기 위한 열원을 공급하는 스팀 공급부; 수조(11) 내부에 구비된 오일 필터(500)에 후풍(back blow)을 가하기 위하여 압축 공기를 공급하는 공기 공급부; 오일 필터(500)로부터 분리된 오일 성분을 수조(11)로부터 배출시키기 위한 부유물 배출부(60); 수조(11)로부터 세척수를 배출시키기 위한 드레인부; 및 세척이 완료된 오일 필터(500)를 건조하기 위하여 불활성 가스를 공급하는 질소 공급부;를 포함한다.

수조(11) 내부에는 다수개의 오일 필터(500)가 수용될 수 있다. 수조(11) 내부에 수용될 수 있는 오일 필터(500)의 개수는 증발가스 재액화 시스템에 설치되는 오일 필터(500) 개수의 총합 또는 그 이상일 수 있다.

도면을 참고하면, 본 실시예에서 수조(11) 내부에는 7개(a~g)의 필터(500)가 수용될 수 있다. 7개의 필터(500)는 두줄로 배치될 수 있으며, 윗줄에는 총 4개(a~d)의 필터(500)가, 아랫줄에는 총 3개(e~g)의 필터(500)가 설치될 수 있다.

또는, 총 3행으로, 첫번째 줄에는 두개의 오일 필터(500)가, 두번째 줄에는 세개의 오일 필터(500)가, 세번째 줄에는 두개의 오일 필터(500)가 설치되도록 구성될 수도 있다. 이와 같이 수조(11) 내부에 수용되는 오일 필터(500)의 배치가 이에 한정하는 것은 아니며, 수용되는 오일 필터(500)의 개수 및 수조(11) 내부의 공간을 고려하여 다양하게 배치될 수 있다.

또한, 본 실시예의 수조(11)는 하나 이상 구비될 수 있고, 따라서 증발가스 재액화 시스템에 설치되는 오일 필터(500)의 세척을 연속적으로 실시하여 세척된 오일 필터(500)를 연속적으로 제공할 수 있다.

일례로, 선박의 운항 시 총 7개의 오일 필터(500)로 증발가스 재액화 시스템에서 증발가스로부터 오일 성분을 거르고, 하나의 수조(11)에서는 세척을 실시한 후, 오일 성분을 거르면서 오염된 오일 필터(500)를 또 다른 수조(11)에 구비하여 수조(11)를 교체하는 방식으로 세척을 연속적으로 실시할 수 잇다.

수조(11)에는 수조(11) 내부로 오일 필터(500)의 삽입이 용이하도록 상부를 개폐할 수 있는 수조 커버(12)가 형성된다.

본 실시예의 청수 공급부는, 수조(11) 내부로 세척수를 공급하기 위하여, 수조(11)의 상측면에 청수 공급라인과 연결되며 개폐가 가능한 청수 공급 노즐(20);을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 세척수는 청수일 수 있다.

또한, 드레인부는, 수조(11) 내부에 세척수를 배출하기 위하여 설치되는 것으로 개폐가 가능한 드레인 노즐(21);을 포함할 수 있다. 드레인 노즐(21)은 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 수조(11)의 하측면에 설치될 수 있으며, 청수 공급 노즐(20)이 설치되는 측면과는 다른 측면에 설치될 수 있다.

또한, 스팀 공급부는, 수조(11) 내부의 세척수를 가열하기 위하여 설치되는 것으로, 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 수조(11)의 상측면에 스팀 공급라인과 연결되어 설치되며 개폐가 가능한 스팀 공급 노즐(30);을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 세척수를 가열하기 위한 열원은 스팀일 수 있다.

스팀 공급부는 수조(11) 내부로 공급되는 스팀에 포함된 이물질을 제거하기 위한 스팀 필터(31);를 더 포함할 수 있다. 스팀 공급 노즐(30)과 스팀 필터(31)는 청수 공급 노즐(20)보다 상부에 위치할 수 있으나, 스팀이 수조(11) 내로 유입되는 입구는 청수가 수조(11) 내로 유입되는 입구보다는 하부에 위치한다.

또한, 스팀 공급부는 수조(11)로 공급되는 스팀의 유량을 조절하여 수조(11) 내 청수의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 밸브(TV);를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 온도 조절 밸브(TV)는, 수조(11)에 설치되는 온도 조절 장치와 서로 신호를 주고받아 제어되도록 설치될 수 있다. 온도 조절 장치는, 수조(11) 내 청수의 온도를 감지하는 온도 감지부(TS);와 온도 감지부(TS)에서 측정한 온도 측정값을 나타내는 온도계(TI);를 포함할 수 있다.

즉, 온도 조절 밸브(TV)는 온도 감지부(TS)에서 측정한 온도 측정값에 따라 개폐 및 개도량이 자동제어될 수 있고, 또는 온도계(TI)에 표시된 온도 측정값에 따라 작업자에 의해 수동제어될 수도 있다.

또한, 도 6, 8 및 9에 도시된 바와 같이, 수조(11) 내부의 저면에는 스팀 공급 노즐(30)을 통해 유입된 스팀이 유동하면서 청수를 가열하기 위한 스팀관(33);이 구비된다.

스팀관(33)의 일단은 스팀 공급 노즐(30)과 연결되고, 타단은 사용된 스팀이 수조(11)로부터 배출되도록 구비되며 개폐가 가능한 스팀 배출 노즐(32);과 연결된다.

또한, 스팀관(33)은 수조(11) 내부 저면에서 반원형으로 복수회 절곡되어 중첩되게 마련될 수 있다.

스팀 배출부(32)는 수조(11)의 하측면에 설치될 수 있다.

또한, 본 실시예의 공기 공급부는, 수조(11) 내부에 설치된 오일 필터(500)에 압축 공기를 분사하기 위하여 설치되는 것으로, 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 수조(11)의 일 측면에 공기 공급라인과 연결되어 설치되며 개폐가 가능한 공기 공급 노즐(40);을 포함할 수 있다.

공기 공급 노즐(40)은 청수 공급 노즐(20) 보다는 하부에, 스팀 배출 노즐(32) 보다는 상부에 설치될 수 있다.

또한, 공기 공급부는, 수조(11)로 공급되는 압축 공기에 포함된 이물질을 제거하기 위한 공기 필터(41); 공기 공급 노즐(40)을 통해 유입되는 압축 공기를 각 필터로 분배하여 공급하기 위한 헤더(H); 및 헤더(H)로부터 분기되는 다수개의 공기 공급관(43); 그리고 각 공기 공급관(43)으로의 압축 공기의 유로를 제어하는 다수개의 공기 공급 밸브(42);를 포함한다. 공기 공급 밸브(42)는 하나의 공기 공급관(43) 당 하나씩 설치될 수 있다.

또한, 공기 공급부는, 헤더(H)의 압력을 조절하는 압력 조절기(PC); 및 헤더(H)의 압력을 나타내는 압력계(PI);를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서 수조(11) 내부에는 7개의 오일 필터(500)가 설치될 수 있다. 도 8을 참조하면, 제1열에는 a, b, c, d 등 총 4개의 오일 필터(500)가 설치되고, 제2열에는 e, f, g 등 총 3개의 오일 필터(500)가 설치될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 공기 공급관(43)은 하나의 공기 공급관(43)이 제1열의 오일 필터(500)와 제2열의 오일 필터(500)를 하나씩 짝지어 총 2개의 오일 필터(500)로 공기가 공급되도록 연결될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다.

본 실시예에 따르면, 오일 필터(500)에 압축 공기 후풍을 공급함으로써, 오일 필터(500)의 마이크로 메시 사이즈의 미세 구멍 사이에 끼어 있는 오일 성분까지도 제거할 수 있다.

또한, 공기 공급관(43)과 오일 필터(500)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 가스켓(44), 제2 가스켓(45) 및 오링(46)에 의해 결합될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 공기 공급관(43)과 오일 필터(500)의 연결부에, 상하부에 각각 오링(46)을 씌우고, 제1 가스켓(44) 및 제2 가스켓(45)으로 고정시켜 밀착력을 높힘으로써, 미세한 간극부분에 남아 있는 오일 성분을 제거하기 위해 오일 필터(500)로 공급되어야 하는 압축 공기 또는 질소가 외부로 누출되거나 공기 공급관(43) 측으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 질소 공급부는, 세척이 완료된 오일 필터(500)를 건조하기 위하여 불활성 가스를 공급하는 질소 공급 노즐(50); 및 수조(11)를 향해 공급되는 불활성 가스의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(51);를 포함할 수 있다. 질소 공급 노즐(50)은 청수 공급 노즐(20)보다는 하부에, 공기 공급 노즐(40) 보다는 상부에 수조(11)의 측면에 설치될 수 있다.

본 실시예에서 불활성 가스는 질소일 수 있다.

오일 필터(500)의 마이크로 메시 사이즈의 구멍은 매우 미세하여 일반 공기를 사용하여 건조시킬 경우 오염의 여지가 있으므로, 질소 가스를 공급하여 건조시키는 것이 바람직하다.

또한, 질소 공급부는, 공기 공급부로 합류되어 설치될 수 있다. 즉, 질소 공급 노즐(50)을 통해 유입된 불활성 가스는, 헤더(H), 공기 공급 밸브(42) 및 공기 공급관(43)을 통해 수조(11) 내부로 공급된다.

또한, 본 실시예에 따른 필터 세척 유닛(10)은 오일 필터(500)로부터 분리된 오일 성분을 수조(11)로부터 배출시키기 위한 부유물 배출부(60);를 더 포함할 수 있다.

부유물 배출부(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 수조(11) 내 오버플로우 수위 기준 위치에 설치될 수 있고, 상술한 스팀 공급부, 청수 공급부, 질소 공급부, 공기 공급부 및 스팀 배출부와는 반대측 측면에 설치될 수 있다.

오버플로우 수위 기준 위치는, 오일 필터(500)가 세척수에 충분히 잠기는 위치보다 상부에 위치할 수 있으며, 오일 필터(500)로부터 분리되어 세척수에 부유하는 오일 성분이 오버플로우되어 수조(11) 외부로 배출될 수 있는 위치를 의미한다.

즉, 본 실시예에 따르면, 수조(11) 내 세척수가 스팀에 의해 가열됨으로써 오일 필터(500)를 오염시키고 있는 오일 성분을 용해시키고, 용해된 오일 성분은 물에 부유하며, 부유된 오염 물질은 부유물 배출부(60)를 통해 수조(11) 외부로 배출된다.

또한, 본 실시예에 따르면, 수조(11) 내에 부유된 오염 물질이 부유물 배출부(60)를 통해 원활히 배출되도록 수조(11)가 부유물 배출부(60) 측으로 하방 경사지도록 설치할 수 있다.

또는, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 수조(11) 내에는 부유된 오염 물질이 부유물 배출부(60)를 통해 원활히 배출되도록 부유물이 부유물 배출부(60)로 용이하게 이동하도록 하는 가이드부;가 설치될 수도 있다.

또한, 본 실시예의 수조(11)는 스키드 프레임(70)에 거치될 수 있다.

본 실시예의 필터 세척 유닛(10)은 선박의 데크 상에 설치될 수 있다. 특히, 필터 세척 유닛(10)은 수조(11) 내 부유한 오일 성분이 부유물 배출부(60)을 통해 쉽게 배출될 수 있도록 바닥에 부유물 배출부(60)를 향해 하방경사 지도록 설치될 수 있다.

즉, 스팀 공급부가 위치하는 측면으로부터 부유물 배출부(60)가 위치하는 측면으로 하방경사지도록 설치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 2 내지 도 9를 참조하여, 상술한 필터 세척 유닛(10)을 이용한 필터 세척 방법을 설명하기로 한다.

증발가스의 재액화를 실시함에 따라 세척이 필요한 하나 이상의 오일 필터(500)를 필터 세척 유닛(10)에 삽입한 후, 다음 공정들을 실시할 수 있다. 또는 오일 필터(500)를 필터 세척 유닛(10)에 삽입하는 공정을 후술할 세척수 공급 공정과 동시에 실시할 수도 있고, 세척수 공급 공정 이후에 실시할 수도 있을 것이다.

1. 세척수 공급 공정

청수 공급 노즐(20)을 개방하여 수조(11) 내 오버플로우 수위 아래까지 청수를 공급한다. 목표 수위에 도달하면 청수 공급 노즐(20)을 폐쇄하여 청수 공급을 중단한다.

2. 가열 공정

수조 커버(12)를 닫고, 온도 조절 밸브(TV)와 연결된 온도 조절 장치의 다이얼이 목표 온도로 설정되어 있는지 확인한다.

본 실시예에서 목표 온도는 약 85℃일 수 있다. 목표 온도는 이에 한정하는 것은 아니지만, 오일 필터(500)가 손상되지 않는 범위 내에서 오일 성분이 충분히 용해될 수 있는 온도로 설정될 수 있다.

목표 온도가 제대로 설정되어 있는지 확인한 후, 스팀 공급 노즐(30)을 개방하여 수조(11) 내 스팀관(33)으로 스팀을 공급한다.

온도계(TI)로 수조(11) 내의 청수 온도가 목표 온도, 즉 본 실시예에서 85℃까지 가열되었는지 확인한다.

가열 시간은 수조(11)의 용량, 세척수의 종류 및 온도 등에 따라 다르지만 본 실시예에서는 약 10분 내지 20분 정도 소요될 수 있다.

3. 후풍 (back-blow) 공정

헤더(H)에 설치된 다수개의 공기 공급 밸브(42)를 모두 개방한다. 그 다음 공기 공급 노즐(40)를 개방하여 압축 공기가 공기 공급관(43)을 통해 수조(11)로 유입되도록 한다.

공기 공급관(43)을 통해 오일 필터(500)로 압축 공기를 공급하여, 오일 필터(500)의 미세 간극에 남아 있는 오일 성분을 오일 필터(500)로부터 분리해낼 수 있다.

공기 공급관(43)으로 압축 공기가 유입되기 시작하면 압력 조절기(PC)로 압력을 조절하여 헤더(H)의 압력이 1 bar를 넘지 않도록 한다.

오일 필터(500)는 얇은 스테인리스 망을 여러 겹으로 겹친 구조로 구성되어 있기 때문에, 압축 공기가 허용 압력, 즉 1 bar를 넘지 않고 공급되도록 제어하는 것이다.

이와 같이 공기 공급 노즐(40)을 개방한 상태로 일정 시간 대기한다. 본 실시예에서 일정 시간은 10분일 수 있다.

4. 오일 제거 공정

오버플로우 기준 수위 이상까지 세척수를 추가로 공급하여, 상술한 후풍 공정에 의해 오일 필터(500)로부터 분리되어 세척수에 부유하고 있는 오일 성분들의 오버플로우(overflow)를 유도하기 위하여, 청수 공급 노즐(20)을 개방한다.

청수 공급 노즐(20)을 개방하여 청수가 다시 공급되기 시작하면 그 상태로 약 30분간 대기한다.

수조(11) 내 세척수의 수위가 오버플로우 기준 수위를 넘게됨으로써, 세척수에 부유하고 있는, 오일 필터(500)로부터 분리된 오일 성분들이 부유물 배출부(60)로 배출된다.

5. 육안 확인 공정

개방되어 있는 스팀 공급 노즐(30), 공기 공급 노즐(40) 및 청수 공급 노즐(20)을 모두 폐쇄하여, 압축 공기, 청수 및 스팀의 공급을 모두 중단한다.

수조 커버(12)를 열어 수조(11) 내 청수의 청결도를 확인한다.

수조(11) 내 청수의 물이 깨끗하면, 즉 부유된 오일이 충분히 배출됨으로써 청결도가 기준치를 초과하면, 드레인 노즐(21)을 개방하여 수조(11) 내 청수를 배출시키도록 한다.

수조(11) 내 청수의 물이 깨끗하지 않다면, 즉 부유된 오일이 충분히 오버플로우되지 않아 여전히 부유물이 많아 청결도가 기준치 이하이면, 스팀 공급 노즐(30), 공기 공급 노즐(40) 및 청수 공급 노즐(20)을 다시 개방하여, 압축 공기, 청수 및 스팀을 수조(11)로 재공급한다.

압축 공기, 청수 및 스팀의 재공급은 20분간 지속하여 부유물의 오버플로우를 추가로 유도할 수 있다.

6. 반복 공정

상술한 세척수 공급 공정, 가열 공정, 후풍 공정, 오일 제거 공정 및 육안 확인 공정을 2회 반복한다.

만약 상기의 공정들을 2회 더 반복해도 수조(11) 내 청수가 깨끗하지 않으면 반복을 더 실시하는 것을 권장한다.

7. 필터 건조 공정

오일 성분이 모두 제거된 오일 필터(500)를 건조시키기 위하여, 질소 공급 노즐(50)을 개방하여 불활성 가스를 오일 필터(500) 내부로 주입한다. 본 실시예에서 불활성 가스는 질소 가스일 수 있다

질소 가스는 12시간 동안 주입할 수 있다. 또는 질소 가스를 3시간 주입한 후 2일 동안 자연건조시킬 수도 있다.

이때, 상술한 후풍 공정과 마찬가지로 압력 조절기(PC)로 압력을 조절하여 헤더(H)의 압력이 1 bar를 넘지 않도록 한다.

8. 차압 확인 공정

필터 건조 공정이 완료되면, 오일 필터(500)의 차압을 차압 확인 용기를 이용하여 확인한다.

세척 및 건조가 완료된 오일 필터(500)의 차압이 차압 기준값을 만족하면, 오일 성분이 완전히 제거된 것으로 판단하고, 필터 세척 유닛(10)에서 오일 필터(500)를 분리하여 재액화 시스템에 재사용할 수 있다.

본 실시예에서 차압 기준값은, 오일 필터(500)가 'Pall' 필터인 경우 0.05 bar 이하일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 마이크로 메시 사이즈를 가진 오일 필터를 재액화 시스템에 설치하여 고체화된 오일 등 오일 성분이 LNG 저장탱크로 유입되는 것을 방지하고, 필터를 주기적으로 세척함으로써 고가의 필터를 재사용할 수 있다.

또한, 필터 세척 유닛을 선박의 데크에 설치하되, 부유물 배출부(60)를 향해 하방 경사지도록 바닥에 경사를 두어 설치함으로써 부유물이 쉽게 오버플로우되어 수조로부터 배출되도록 할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10 : 필터 세척 유닛
11 : 수조
12 : 수조 커버
20 : 청수 공급 노즐
21 : 드레인 노즐
30 : 스팀 공급 노즐
31 : 스팀 필터
32 : 스팀 배출 노즐
33 : 스팀관
40 : 공기 공급 노즐
41 : 공기 필터
42 : 공기 공급 밸브
43 : 공기 공급관
50 : 질소 공급 노즐
51 : 체크 밸브
60 : 부유물 배출부
70 : 스키드 프레임
TV : 온도 조절 밸브
TS : 온도 감지부
TI : 온도계
PC : 압력 조절기
PI : 압력계
H : 헤더

Claims (16)

1. 액화가스의 증발가스 재액화 시스템에서 압축 증발가스로부터 오일 성분을 걸러내기 위한 오일 필터를 세척하는 선박의 필터 세척 유닛에 있어서,
   내부에 세척이 필요한 상기 오일 필터가 장착되는 수조;
   상기 수조 내부로 상기 오일 필터가 잠기도록 세척수를 공급하는 청수 공급부;
   상기 수조 내부로 상기 세척수를 가열하기 위한 가열원을 공급하는 스팀 공급부; 및
   상기 오일 필터로부터 분리되어 세척수에 부유된 오일 성분을 배출시키는 부유물 배출부;를 포함하는, 선박의 필터 세척 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수조 내부로 상기 오일 필터로부터 오일 성분을 분리해내기 위한 압축 공기를 공급하는 공기 공급부;를 더 포함하는, 선박의 필터 세척 유닛.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 수조 내부로 세척이 완료된 오일 필터를 건조시키기 위하여 불활성 가스를 공급하기 위한 질소 공급부;를 더 포함하며,
   상기 질소 공급부는 불활성 가스 공급원으로부터 상기 공기 공급부로 연결되는, 선박의 필터 세척 유닛.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 수조로부터 세척수를 배출하기 위한 청수 배출부; 및
   상기 수조로부터 가열원을 배출하기 위한 스팀 배출부;를 더 포함하는, 선박의 필터 세척 유닛.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 수조 내부의 저면에는, 상기 가열원에 의해 세척수가 가열되도록 가열원이 유동하는 스팀관;이 설치되는, 선박의 필터 세척 유닛.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 스팀 공급부는,
   상기 수조 내부로 공급되는 가열원에 포함된 이물질을 제거하는 스팀 필터; 및
   상기 수조 내부로 공급되는 가열원의 온도를 제어하는 온도 조절 밸브;를 포함하고,
   상기 수조 내부의 온도를 감지하는 온도를 감지하는 온도 감지부;를 더 포함하며, 상기 온도 감지부의 온도 측정값에 따라 상기 온도 조절 밸브가 제어되는, 선박의 필터 세척 유닛.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 수조 내부에는 다수개의 오일 필터가 장착되고,
   상기 공기 공급부는,
   상기 수조 내로 공급되는 압축 공기에 포함된 이물질을 제거하는 공기 필터;
   상기 수조 내로 공급되는 압축 공기의 흐름을 다수개의 흐름으로 분배시키는 헤더; 및
   상기 헤더로부터 분기되어 상기 다수개의 오일 필터 중 적어도 하나 이상의 오일 필터로 압축 공기를 공급하는 다수개의 공기 공급관;을 포함하고,
   상기 다수개의 공기 공급관에 각각 설치되며 개폐 및 개도량이 제어되는 공기 공급 밸브;를 포함하며,
   상기 수조 내부에 장착되는 오일 필터의 개수는 상기 증발가스 재액화 시스템에 포함되는 오일 필터의 총 개수 또는 그 이상인, 선박의 필터 세척 유닛.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 헤더의 압력이 1 bar를 넘지 않도록 제어하는 압력 조절기;를 더 포함하는, 선박의 필터 세척 유닛.
9. 액화가스의 증발가스 재액화 시스템에서 오일 성분을 걸러내기 위한 오일 필터를 세척하는 선박의 필터 세척 방법에 있어서,
   수조에 세척수를 공급하는 세척수 공급 단계;
   상기 수조에 가열원을 공급하여 세척수를 가열하는 세척수 가열 단계;
   상기 오일 필터로부터 분리된 오일 성분을 부유시키기 위하여 상기 수조 내로 세척수를 추가로 공급하는 부유물 배출 단계; 및
   상기 세척수를 수조로부터 배출하는 세척수 배출 단계;를 포함하는, 선박의 필터 세척 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 수조 내에 장착된 오일 필터로 압축 공기를 후풍 방향으로 공급하는 후풍 공급 단계;를 더 포함하는, 선박의 필터 세척 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 후풍 공급 단계는 상기 세척수 가열 단계 이후에 실시하는, 선박의 필터 세척 방법.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 세척수를 배출한 후, 상기 세척이 완료된 오일 필터에 건조용 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 단계;를 더 포함하는, 선박의 필터 세척 방법.
13. 청구항 9 내지 12에 있어서,
    상기의 단계들을 2회 이상 반복 실시하는, 선박의 필터 세척 방법.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급 단계는 12시간 동안 불활성 가스를 공급하는, 선박의 필터 세척 방법.
15. 청구항 12에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급 단계는 3시간 동안 불활성 가스를 공급한 후 오일 필터를 2일 동안 자연건조시키는, 선박의 필터 세척 방법.
16. 청구항 12에 있어서,
    상기 건조가 완료된 오일 필터의 차압을 측정하여 차압 기준값을 만족하는지 확인하는 차압 확인 단계;를 더 포함하는, 선박의 필터 세척 방법.

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