KR20230073450A - 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템을 제공하는 것으로서, 더 자세히는 연료탱크 내부의 가스에 포함된 산소농도를 모니터링하기 위한 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템으로서, 방폭케이스, 상기 방폭케이스 내부에 수용되며, 상기 연료탱크로부터 전달된 가스 중에 포함된 산소농도를 측정하는 산소농도측정기, 상기 연료탱크와 연결되는 복수의 제1가스배관과, 상기 제1가스배관을 통과하는 상기 연료탱크 내부의 가스를 상기 산소농도측정기로 전달하는 제2가스배관을 포함하도록 구성되는 가스배관부, 상기 제1가스배관 중 하나를 개방시킴으로써 개방된 제1가스배관을 통해 상기 연료탱크 내부의 가스가 상기 제2가스배관으로 전달되게 하며, 개방된 제1가스배관을 제외한 나머지 제1가스배관은 폐쇄시킴으로써 가스 전달을 차단하는 제어밸브 및 상기 방폭케이스의 외부에 마련되며, 상기 산소농도측정기에서 복수회 측정된 산소농도를 입력받아 평균값을 산출하여 상기 평균값을 기준으로 가스 중의 산소농도를 모니터링하는 모니터링부를 포함하는 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템에 관한 것이다.

Description

유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템{oxygen monitoring system applicable to vapour emission control system}

본 발명은 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유조선은 폭발 방지를 위한 장치로써 연료탱크에 연료의 팽창과 수축을 고려하여 연료 98%, 공기 2%를 채우게 되는데, 연료탱크에 저장된 연료는 상온에서 자연발화하여 불꽃이 발생하고 폭발 사고로 일어질 수 있다.

또한, 이러한 연료는 실온에서 지속적으로 운반선에 적재되는 과정 또는 운반선의 연료탱크에 적재된 상태에서 다량의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, 이하 VOC)을 발생시키게 된다.

이러한 VOC는 증기압이 높아 대기압 상온조건에서 쉽게 증발하는 액상 또는 기상의 유기화합물을 총칭하며, VOC가 대기 중으로 방출될 경우 햇빛과 광화학반응을 일으켜, 오존 등 광화학 산화성 물질을 생성하여 광화학 스모그를 유발한다. 또한, VOC의 일부 물질은 일부 물질은 광화학반응을 통해 독성물질을 생성시켜 인체 및 생태계를 오염시키는 것으로 알려지고 있다.

이렇게 증발해서 발생한 유증기를 대기 중으로 방출할 경우 대기 오염을 유발하는 원인이 되는데, 대기 중으로 방출되는 유증기에는 산업현장에서 유용하게 사용될 수 있는 기름의 성분도 다량 포함되어 배출됨에 따라 자원 손실의 문제가 있다.

따라서 연료의 저장 및 운반과정에서 지속적으로 발생하는 유증기를 효율적으로 감소시켜 유용한 자원의 손실과 환경오염의 원인을 최소화할 필요가 있으므로, VOC에 포함된 산소농도를 지속적으로 모니터링할 필요가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1500346호

따라서, 본 발명에 의한 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 연료탱크 내부의 가스에 포함된 산소 농도를 복수회 측정한 후 평균값을 산출하여 보다 정확한 산소 농도를 측정하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템은, 연료탱크 내부의 가스에 포함된 산소농도를 모니터링하기 위한 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템으로서, 방폭케이스, 상기 방폭케이스 내부에 수용되며, 상기 연료탱크로부터 전달된 가스 중에 포함된 산소농도를 측정하는 산소농도측정기, 상기 연료탱크와 연결되는 복수의 제1가스배관과, 상기 제1가스배관을 통과하는 상기 연료탱크 내부의 가스를 상기 산소농도측정기로 전달하는 제2가스배관을 포함하도록 구성되는 가스배관부, 상기 제1가스배관 중 하나를 개방시킴으로써 개방된 제1가스배관을 통해 상기 연료탱크 내부의 가스가 상기 제2가스배관으로 전달되게 하며, 개방된 제1가스배관을 제외한 나머지 제1가스배관은 폐쇄시킴으로써 가스 전달을 차단하는 제어밸브 및 상기 방폭케이스의 외부에 마련되며, 상기 산소농도측정기에서 복수회 측정된 산소농도를 입력받아 평균값을 산출하여 상기 평균값을 기준으로 가스 중의 산소농도를 모니터링하는 모니터링부를 포함한다.

상기 제2가스배관의 일측에는, 상기 연료탱크로부터 전달되는 가스의 압력을 측정하는 압력측정기가 구비되며, 상기 모니터링부는, 상기 압력측정기에서 측정된 압력을 입력받아 상기 제2가스배관을 유동하는 가스의 압력을 모니터링할 수 있다.

상기 제2가스배관은, 상기 연료탱크로부터 전달되는 가스에 포함된 이물질을 제거하는 에어필터를 포함할 수 있다.

상기 제2가스배관은, 상기 산소농도측정기를 향하는 방향으로만 가스가 유동하도록 제어하는 체크밸브를 포함할 수 있다.

상기 산소농도측정기의 일측에는, 연소되지 않은 가스를 배출하는 에어퍼지가 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템은, 연료탱크 내부의 가스에 포함된 산소 농도를 복수회 측정한 후 평균값을 산출하여 보다 정확한 산소 농도를 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템의 가스 흐름을 나타낸 회로도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 연료탱크 내부의 가스에 포함된 산소농도를 모니터링하기 위한 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템으로서, 방폭케이스(100), 산소농도측정기(200), 가스배관부(300), 제어밸브(400), 그리고 모니터링부(500)를 포함한다.

방폭케이스(100)는 내압에 의한 폭발을 견디기 위해 내부 공간이 밀폐된 이중 도어 구조로 형성될 수 있으며, 변형을 억제 또는 방지하기 위해 압연강재, 알루미늄 합금, 스테인리스 등 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않으며 내압에 의한 폭발을 견딜 수 있다면 필요에 따라 적절히 선택되어 구성될 수 있다.

산소농도측정기(200)는 방폭케이스(100)의 내부에 수용되며, 연료탱크(T)로부터 전달된 가스 중의 산소농도를 측정할 수 있으며, 여기서 산소농도측정기(200)는 가스 중의 산소농도를 검출하기 위한 일반적인 산소센서가 사용될 수 있다.

여기서, 연료탱크(T) 내부의 가스는 기체 상태의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC) 증발가스일 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템의 가스 흐름을 나타낸 회로도이다.

도 2를 참조하면, 가스배관부(300)는 연료탱크(T)에서 산소농도측정기(200)로 가스를 전달하며, 복수의 제1가스배관(310) 및 하나의 제2가스배관(320)을 포함할 수 있다.

복수의 제1가스배관(310)은 연료탱크(T)와 연결되며, 제2가스배관(320)은 복수의 제1가스배관(310)을 통과하는 연료탱크(T) 내부의 가스를 산소농도측정기(200)로 전달할 수 있다.

구체적으로, 제2가스배관(320)은 도 1에 도시된 바와 같이 4개의 제1가스배관(310)을 통과하는 가스가 유동하는 유로를 형성할 수 있다.

제어밸브(400)는 복수의 제1가스배관(310) 중 하나를 개방시킴으로써 개방된 제1가스배관(310)을 통해 연료탱크(T) 내부의 가스를 제2가스배관(320)으로 전달되게 하며, 개방된 제1가스배관(310)을 제외한 나머지 제1가스배관(310)은 폐쇄시킴으로써 제2가스배관(320)으로 가스가 전달되지 못하도록 한다.

제1가스배관(310)은 4개로 이루어질 수 있는데, 이때 제어밸브(400)를 도 1에 도시된 바와 같이 제2가스배관(320)이 향하는 방향을 기준으로 반시계 방향으로 90도 회전시키면 가장 왼쪽의 제1가스배관(310)이 개방되므로, 개방된 제1가스배관(310)을 통해 가스가 제2가스배관(320)으로 유동하게 되고, 나머지 제1가스배관(310)은 폐쇄되므로 가스 전달이 차단된다.

모니터링부(500)는 방폭케이스(100)의 외부에 마련되며, 산소농도측정기(200)에서 복수회 측정된 산소농도의 평균값을 산출하여 평균값을 기준으로 가스 중의 산소농도를 모니터링할 수 있다.

압력측정기(321)는 제2가스배관(320)의 일측에 구비되어 연료탱크(T)로부터 전달되는 가스의 압력을 측정할 수 있다.

또한, 모니터링부(500)는 압력측정기(321)에서 측정된 산소농도를 입력받아 제2가스배관(320)을 유동하는 가스의 압력을 모니터링할 수 있다.

제2가스배관(320)은, 연료탱크(T)로부터 전달되는 가스에 포함된 이물질을 제거하는 에어필터(322)를 포함할 수 있으며, 에어필터(322)는 개폐밸브(3221,3222)를 통해 작동이 제어될 수 있다.

제2가스배관(320)은 산소농도측정기(200)를 향하는 방향으로만 가스가 유동하도록 제어하는 체크밸브(323)를 포함할 수 있으며, 제2가스배관(320)을 유동하는 가스가 역화하는 경우 가스의 흐름을 방지할 수 있다. 여기서, 체크밸브(323)는 유체가 한쪽 방향으로는 흐르지만 역방향으로는 자동적으로 폐쇄되어 가스의 역류를 방지하는 일반적인 체크밸브가 사용될 수 있다.

또한, 제2가스배관(320)은 제2가스배관(320) 내부를 유동하는 가스의 유량을 측정하는 유량계(324)를 포함할 수 있다.

산소농도측정기(200)의 일측에는 연소되지 않은 가스를 배출하는 에어퍼지(210)가 구비될 수 있으며, 산소농도측정기(200) 내부의 응축된 가스를 제거하는 역할을 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 잘 이해할 수 있을 것이다.

T : 연료탱크 100 : 방폭케이스
200 : 산소농도측정기 210 : 에어퍼지
300 : 가스배관부 310 : 제1가스배관
320 : 제2가스배관 321 : 압력측정기
322 : 에어필터 323 : 체크밸브
324 : 유량계 400 : 제어밸브
500 : 모니터링부

Claims (5)

1. 연료탱크 내부의 가스에 포함된 산소농도를 모니터링하기 위한 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템으로서,
   방폭케이스;
   상기 방폭케이스 내부에 수용되며, 상기 연료탱크로부터 전달된 가스 중에 포함된 산소농도를 측정하는 산소농도측정기;
   상기 연료탱크와 연결되는 복수의 제1가스배관과, 상기 제1가스배관을 통과하는 상기 연료탱크 내부의 가스를 상기 산소농도측정기로 전달하는 제2가스배관을 포함하도록 구성되는 가스배관부;
   상기 제1가스배관 중 하나를 개방시킴으로써 개방된 제1가스배관을 통해 상기 연료탱크 내부의 가스가 상기 제2가스배관으로 전달되게 하며, 개방된 제1가스배관을 제외한 나머지 제1가스배관은 폐쇄시킴으로써 가스 전달을 차단하는 제어밸브; 및
   상기 방폭케이스의 외부에 마련되며, 상기 산소농도측정기에서 복수회 측정된 산소농도를 입력받아 평균값을 산출하여 상기 평균값을 기준으로 가스 중의 산소농도를 모니터링하는 모니터링부;를 포함하는 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제2가스배관의 일측에는,
   상기 연료탱크로부터 전달되는 가스의 압력을 측정하는 압력측정기가 구비되며,
   상기 모니터링부는,
   상기 압력측정기에서 측정된 압력을 입력받아 상기 제2가스배관을 유동하는 가스의 압력을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제2가스배관은,
   상기 연료탱크로부터 전달되는 가스에 포함된 이물질을 제거하는 에어필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제2가스배관은,
   상기 산소농도측정기를 향하는 방향으로만 가스가 유동하도록 제어하는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 산소농도측정기의 일측에는,
   연소되지 않은 가스를 배출하는 에어퍼지가 구비되는 것을 특징으로 하는 유증기 배출 시스템에 적용 가능한 산소 모니터링 시스템.

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