일반적으로 휘발성유기화합물(VOC)은 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산, 금속성 탄산염 및 암모늄을 제외한 탄소화합물로 대기중에서 태양광선에 의해 질소산화물과 광화학적 반응을 일으키면서 지표면의 오존농도를 높여 스모그 현상을 일으키는 유기화학물이다.In general, volatile organic compounds (VOC) are carbon compounds except carbon monoxide, carbon dioxide, carbonic acid, metallic carbonates and ammonium. It is a chemical.
대표적인 물질로는 벤젠, 톨루엔, 프로판, 부탄, 핵산 등 광화학반응이 에탄보다 큰 318종의 물질과, 이들 물질이 포함된 진공기압이 1.5psia 이상인 석유화학제품 및 유기용제 등을 말한다.Representative materials include 318 kinds of photochemical reactions such as benzene, toluene, propane, butane, nucleic acid, etc., which are larger than ethane, and petrochemical products and organic solvents having a vacuum pressure of 1.5 psia or more.
이러한 VOC는 산업체 전반에서 용매로써 많이 이용되고 있을 뿐만 아니라, 반도체 제조 공정, 자동자 도장 공정, 화학 및 제약공장에서 배출되는 유기가스에 다량 함유되어 있다.These VOCs are not only widely used as solvents throughout the industry, but also are contained in a large amount in organic gases emitted from semiconductor manufacturing processes, auto coating processes, chemical and pharmaceutical plants.
이와 같은 VOC는 독성 화합물질뿐만 아니라 광화학 산화물의 전구조물이고 성층권의 오존층 파괴물질이기도 하며, 지구온난화에도 영향을 미치는 물질이기도 하다.VOC is not only a toxic compound but also a whole structure of photochemical oxide, a stratospheric ozone depleting substance, and a material affecting global warming.
뿐만 아니라, 선박의 경우에도 오일 탱크에 오일을 충전하는 과정에서 오일에 섞인 VOC가 발생되어 해양생태계를 파괴하는 원인이되기도 한다.In addition, in the case of ships, VOC mixed with oil is generated in the process of filling oil into the oil tank, which causes the destruction of the marine ecosystem.
예컨대, VOC는 오일이 낮은 포화수증기압을 가지고 있기 때문에 특성상 상온/상압하에서 쉽게 발생(오일에 섞인 상태에서 분리생성됨)하게 되는데, 육상의 유류저장고 또는 기타 설비에서 로딩파이프를 타고 선박내 오일 탱크로 공급될 때 오일 내부에 상당수 포함된 상태로 공급되며, 또한 오일이 오일 탱크로 충전되는 과정에서 수직낙하할 때 진공이 걸릴 경우 다량 발생되기도 한다.For example, VOC is easily generated under normal temperature / atmospheric pressure due to its low saturated steam pressure (isolated in oil mixed condition), and is supplied to oil tanks in ships by loading pipes from onshore oil storage or other facilities. It is supplied in a large amount contained inside the oil, and a large amount of vacuum is also generated when the oil falls vertically while filling the oil tank.
이 때문에 선박에 있어서도 VOC를 저감하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.For this reason, the development of the technology for reducing VOC also in a ship is calculated | required.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 저감장치는 오일 탱크(100)에 설치된다.As shown in Figure 1, the volatile organic compound reduction device according to the present invention is installed in the oil tank (100).
오일 탱크(100)는 육상의 유류저장고(미도시) 또는 기타 설비에 저장되어 있던 오일을 공급받아 선박의 운항에 필요한 연료로 사용하기 위해 선박에 구비된 오일 저장용 탱크이다.The oil tank 100 is an oil storage tank provided in a ship in order to receive oil stored in an oil reservoir (not shown) or other facilities on the land and use it as fuel required for the operation of the ship.
상기 오일 탱크(100)에는 수직하게 드랍파이프(Drop Pipe)(110)가 설치되고, 상기 드랍파이프(110)의 상단에는 챔버(120)가 설치된다.A drop pipe 110 is vertically installed in the oil tank 100, and a chamber 120 is installed at an upper end of the drop pipe 110.
상기 챔버(120)는 일종의 버퍼링 기능을 수행하는 용기로서, 오일 공급시 발생되는 진공 현상을 방지하도록 특별히 고안된 구조를 갖는데, 이에 대하여는 상세히 후술하기로 한다.The chamber 120 is a container that performs a kind of buffering function, and has a structure specially designed to prevent a vacuum phenomenon generated during oil supply, which will be described in detail later.
그리고, 상기 챔버(120)에는 오일 로딩파이프(130)가 연결되며, 상기 오일 로딩파이프(130)는 육상의 유류저장고 또는 기타 유류공급용 설비에 연결된다.In addition, an oil loading pipe 130 is connected to the chamber 120, and the oil loading pipe 130 is connected to an oil storage tank or other oil supply facility on land.
또한, 상기 오일 탱크(100)의 상단 일부에는 안전밸브(140)가 일반적으로 설치된다.In addition, a safety valve 140 is generally installed at a portion of the upper end of the oil tank 100.
상기 안전밸브(140)는 오일 로딩파이프(130)로부터 오일이 탱크 내부로 유입될 경우에 발생되는 내압 증가시 자동 개방되면서 내부에 체류된 VOC를 대기중으로 방출하게 된다.The safety valve 140 is automatically opened when the internal pressure increases when oil is introduced into the tank from the oil loading pipe 130 to discharge the VOC staying in the atmosphere.
이때, 오일의 유입으로 발생되는 내압상승은 자연적인 현상이므로 막을 수 없지만 VOC의 유입으로 발생되는 내압상승은 상기 챔버(120)에 의해 막을 수 있으므로 안전밸브(140)의 동작 횟수를 감소시킬 수 있고 VOC를 대기로 방출하여 환경을 오염시킬 가능성을 현저히 저감시킬 수 있다.At this time, the internal pressure increase generated by the inflow of oil is a natural phenomenon, but can not be prevented, but the internal pressure increase generated by the inflow of VOC can be prevented by the chamber 120, thereby reducing the number of operations of the safety valve 140. The possibility of polluting the environment by releasing VOCs into the atmosphere can be significantly reduced.
한편, 상기 챔버(120)는 도 2에 도시된 실시예와 같은 형태를 가질 수 있다.On the other hand, the chamber 120 may have the same shape as the embodiment shown in FIG.
본 발명에 따른 챔버(120)는 원통형상을 갖고 몸체를 이루는 외통(121)과, 상기 외통(121)의 내부 중심에 설치되어 이중관을 형성하는 내통(122)과, 상기 외통(121)의 내부 상단에 형성된 분배가이드(123)와, 상기 외통(121)의 상단에 구비되고 상기 오일 로딩파이프(130)와 연결되는 연결구(124)와, 상기 외통(121)과 내통(122) 사이에 형성되고 챔버(120)의 상단에서 하단을 향해 나선형상으로 형성되되 서로 위상차를 갖고 구비된 한 쌍의 제1,2낙하가이드(125,126)로 구성된다.The chamber 120 according to the present invention has a cylindrical shape and forms an outer cylinder 121, an inner cylinder 122 installed at an inner center of the outer cylinder 121, and forming a double tube, and an inner portion of the outer cylinder 121. A distribution guide 123 formed at an upper end, a connector 124 provided at an upper end of the outer cylinder 121 and connected to the oil loading pipe 130, and formed between the outer cylinder 121 and the inner cylinder 122; It is formed of a pair of first and second falling guides (125, 126) formed in a spiral shape from the upper end of the chamber 120 toward the lower end with a phase difference from each other.
이때, 상기 외통(121)의 하단은 상기 드랍파이프(110)의 상단과 연결되고, 상기 제1,2낙하가이드(125,126)의 위상차는 180°가 바람직하다.At this time, the lower end of the outer cylinder 121 is connected to the upper end of the drop pipe 110, the phase difference of the first and second falling guides (125, 126) is preferably 180 °.
여기에서, 상기 제1,2낙하가이드(125,126)는 동일한 형상의 구조물이 180°간격을 두고 설치된 것을 '위상차'라는 물리학상의 파동에 사용되는 용어를 차용하여 설명하였으나, 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것이며 정확하게는 동일한 형상과 크기를 갖는 두 구조물이 외통(121)의 반경 방향으로 180°간격을 두고 떨어져 설치된 것을 의미한다.Herein, the first and second falling guides 125 and 126 have been described by borrowing terms used in physics waves such as 'phase difference' that structures having the same shape are installed at intervals of 180 °, but this is for convenience of explanation and understanding. It is intended to precisely mean that the two structures having the same shape and size are installed spaced apart by 180 ° in the radial direction of the outer cylinder 121.
그리고, 상기 연결구(124)는 상기 외통(121)의 상단에 형성되는 형태이고, 상기 분배가이드(123)는 상기 연결구(124)로부터 낙하된 오일을 상기 제1,2낙하가이드(125,126) 쪽으로 고르게 분산시켜 오일이 직접 수직방향으로 떨어지지 않고 상기 제1,2낙하가이드(125,126)를 타고 반경방향으로 회전하면서 드랍파이프(110)로 떨어지도록 구성된다.In addition, the connector 124 is formed on the upper end of the outer cylinder 121, the distribution guide 123 is to evenly drop the oil dropped from the connector 124 toward the first and second drop guides (125, 126). The oil is dispersed so that the oil falls into the drop pipe 110 while rotating radially in the first and second falling guides 125 and 126 without directly falling in the vertical direction.
특히, 상기 챔버(120) 즉, 외통(121)은 상기 오일 로딩파이프(130) 및 드랍파이프(110)의 직경보다 상대적으로 매우 큰 직경을 갖도록 형성함으로써 일종의 버퍼기능, 다시 말해 완충기능을 수행하게 되는데, 이는 기존처럼 동일 직경을 갖는 오일 로딩파이프(130)로부터 공급된 오일이 드랍파이프(110)를 통해 수직 낙하할 경우 공급속도보다 중력에 의한 낙하속도가 더 커져 순간적으로 진공이 발생되기 때문에 이때 VOC 발생이 급증하게 되므로 이를 차단하기 위함이다.In particular, the chamber 120, that is, the outer cylinder 121 is formed to have a diameter very large than the diameter of the oil loading pipe 130 and the drop pipe 110 to perform a kind of buffer function, that is, a buffer function. This is because when the oil supplied from the oil loading pipe 130 having the same diameter falls vertically through the drop pipe 110 as in the prior art, since the drop speed by gravity is greater than the supply speed, a vacuum is generated at this time. This is to block the occurrence of VOCs soaring.
즉, 본 발명에 따른 챔버(120)는 오일 로딩파이프(130)로부터 공급된 오일이 완충되면서 나선형 제1,2낙하가이드(125,126)를 따라 유속이 느려진 상태(체류시간이 길어지기 때문)로 드랍파이프(110)로 공급되고, 또 공급도중 중력에 의한 유속차로 진공이 발생되려고 하더라도 상대적으로 큰 직경을 갖는 챔버(120) 내부의 공기 때문에 진공 자체가 발생되지 않게 된다.That is, in the chamber 120 according to the present invention, the oil supplied from the oil loading pipe 130 is buffered and drops in a state in which the flow velocity is slowed along the spiral first and second drop guides 125 and 126 (because the residence time becomes long). The vacuum is not generated due to the air inside the chamber 120 having a relatively large diameter even though the vacuum is generated due to the flow rate difference due to gravity during the supply of the pipe 110.
따라서, VOC 발생이 그만큼 억제되게 된다.Therefore, VOC generation is suppressed as much.
뿐만 아니라, 상기 내통(122)은 직선형 파이프로 형성되므로 내통(122)으로 공급된 일부 오일(적은 양)은 수직낙하되는데, 외통(121)의 말단에서 상기 제1,2낙하가이드(125,126)를 따라 시간차를 두고 공급되는 오일과 내통(122)을 통해 수직낙하되던 오일 등 3종류가 서로 뒤섞이면서 버블의 상승을 유도하고 상기챔버(120)의 상단에 모이게 되어, VOC는 오일 탱크(100) 내부로 유입되지 않으며 안전밸브(140)의 동작 횟수를 줄이고, VOC 배출감소의 효과를 가져온다.In addition, since the inner cylinder 122 is formed of a straight pipe, some oil (small amount) supplied to the inner cylinder 122 is vertically dropped, and the first and second drop guides 125 and 126 are disposed at the ends of the outer cylinder 121. The three types of oil, such as the oil that is supplied with a time difference and the oil that has been vertically dropped through the inner cylinder 122, are mixed with each other to induce the rise of bubbles and collect at the upper end of the chamber 120, so that the VOC is inside the oil tank 100. Does not flow into and reduces the number of operations of the safety valve 140, brings the effect of VOC emissions reduction.
다시 말해, 상부의 챔버(120)에 모인 VOC는 하부에 채워져 있는 오일로 인해 고립되며, 오일 탱크(100) 내부 오일의 유위가 상승하게 되면 압력을 받게 되고, 이로 인해 포화증기압이 낮은 VOC는 챔버(120) 상부에서 오일로 상변화하게 되므로 결국 오일 탱크(100)로 유입되는 VOC는 거의 없게 된다.In other words, the VOC gathered in the upper chamber 120 is isolated due to the oil filled in the lower part, and the pressure is increased when the oil level of the oil inside the oil tank 100 rises. Since the phase change to the oil at the top 120, there is almost no VOC flowing into the oil tank 100 eventually.
이와 같이, 본 발명에서는 오일을 선박내 오일 탱크(100)로 공급 충전시 드랍파이프(110)에서 진공 현상에 의해 발생된 VOC가 오일과 함께 오일 탱크(100) 깊숙히 까지 충전되지 못하도록 진공 발생 자체를 차단하면서 와류 및 면적비율로 인해 유입되는 기포가 상기 챔버(120)의 상부로 모이게 하여 순수 액상의 오일만을 탱크내부로 이송함으로써 오일 탱크(100) 내부의 오일 상에 VOC의 잔류량을 극소화시킬 수 있게 된다.As such, in the present invention, when the oil is supplied to the oil tank 100 in the ship, the vacuum is generated so that the VOC generated by the vacuum phenomenon in the drop pipe 110 is not deeply filled with the oil to the oil tank 100. By blocking the air bubbles introduced due to the vortex and the area ratio to the upper portion of the chamber 120 to transfer only the pure liquid oil into the tank to minimize the residual amount of VOC on the oil inside the oil tank 100 do.
다른 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결구(124)를 외통(121)의 측방으로 형성할 수도 있다.As another example, as shown in FIG. 3, the connector 124 may be formed to the side of the outer cylinder 121.
도 3의 예는 연결구(124)가 측방에 형성된 변형 구조 외에 다른 나머지 구성은 모두 동일하며, 앞서 설명한 실시예와 동일한 작용과 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.In the example of FIG. 3, the rest of the configuration other than the deformable structure in which the connector 124 is formed on the side is the same, and the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
뿐만 아니라, 도 3의 예에서 앞서 설명한 분배가이드(123)를 배제시킬 수도 있는데, 이는 측방에서 공급되는 오일의 공급압 때문에 굳이 분배가이드(123)를 두지 않아도 분배 효과를 자연스럽게 얻을 수 있기 때문이다.In addition, the distribution guide 123 described above may be excluded in the example of FIG. 3 because the distribution effect may be naturally obtained without the distribution guide 123 due to the supply pressure of the oil supplied from the side.
물론, 분배가이드(123)를 두면 더욱 더 효율적인 처리가 가능할 것이다.Of course, the distribution guide 123 will be able to be more efficient processing.