WO2014030923A1

WO2014030923A1 - 휘발성 유기화합물 회수장치

Info

Publication number: WO2014030923A1
Application number: PCT/KR2013/007493
Authority: WO
Inventors: 신상신
Original assignee: 주식회사 엔콘글로벌
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-02-27
Also published as: KR101221132B1

Abstract

본 발명은 휘발성 유기화합물 회수장치에 관한 것으로, 유증기 발생원의 증기압이 낮은 경우에도 효과적으로 유증기를 흡입하여 회수할 수 있는 동시에 다단계로 회수과정을 수행함으로써 회수율을 극대화하고 전력소모량을 절감할 수 있는 흡입펌프를 장착한 옥외용 휘발성 유기화합물 회수장치에 관한 것으로, 저장탱크의 유증기 배출관과 연통된 제1유입구를 갖는 흡입부와; 상기 흡입부로 흡입된 유증기를 설정온도범위로 가열시키는 가열부와; 내부에 냉각실을 형성하는 냉각본체와, 상기 냉각실을 제1회수실 및 제2회수실로 분리하여 순차적으로 회수가 이루어지도록 격벽과, 상기 제1회수실 및 제2회수실에 걸쳐 마련되며 상기 냉각본체로부터 냉기를 전달받아 상기 유증기를 응축시키는 다수의 냉각핀을 갖는 회수부와; 상기 가열부에서 가열된 유증기를 상기 제1회수실로 유입시키는 분사부와; 상기 회수부를 거쳐 회수된 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제가 배출되는 배유관과, 상기 유기용제가 회수된 공기를 외부로 배출하는 공기배출관과, 상기 공기배출관과 연통되어 상기 공기를 탱크로리로 배출하는 탱크로리연결구를 갖는 배출부;를 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 02.10.2013]　휘발성 유기화합물 회수장치

본 발명은 휘발성 유기화합물 회수장치에 관한 것으로, 유증기 발생원의 증기압이 낮은 경우에도 효과적으로 유증기를 흡입하여 회수할 수 있는 동시에 다단계로 회수과정을 수행함으로써 회수율을 극대화하고 전력소모량을 절감할 수 있는 흡입펌프를 장착한 옥외용 휘발성 유기화합물 회수장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 주유소용 스테이지1,2와 연계가 가능하여, 탱크로리로부터의 주유 입고시 또는 차량 주유시 발생하는 휘발성 유기화합물(유증기)를 효과적으로 회수할 수 있는 주유소용 스테이지1,2와 연계 가능한 유증기 회수장치에 관한 것이다.

유기용제는 화학공장 등의 대용량 희석탱크에서 접착재료를 용해하거나, 인쇄 페인트제조 작업장에서 도료의 희석 또는 제품을 세척하는 용도로 널리 사용된다.

상기 유기용제는 유해물질인 휘발성 유기화합물(VOC : Volatile Organic Compound)을 다량 함유하고 있는데, 이러한 휘발성 유기화합물은 유기용제의 사용과정에서 기화하여 공기에 함유되어 대기 중으로 배출될 경우, 인체에 매우 유해할 뿐 아니라 오존층 파괴나 지구 온난화의 원인이 되고 되는 오염원이므로 최근 배출량에 대한 법적 규제를 강화하고 있는 실정이다.

예를 들어, 전술한 대부분의 유증기 발생원의 유증기압은 작업상황이나 시간대별로 발생되는 유증기압이 일정치 않기 때문에 회수장치로 효율적인 유입을 유도하는 것이 회수율의 중요한 관건이 된다. 그럼에도 불구하고, 종래의 회수장치에는 유증기 유입을 위한 별도의 장치가 마련되어 있지 않아 회수율이 낮은 문제점이 있었다.

나아가 주유소나 유류저장소 등의 지하에 매설된 유류 저장탱크로의 오일공급은 탱크로리에는 오일 적하시 많은 양의 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, 이하 '유증기')이 탱크 내부에서 발생한다.

상기 유증기는 인체에 유해한 독성물질 즉, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌 등을 포함하고 있어 대기오염의 원인이 되므로 대기 중에 대량으로 배출되지 않도록 할 필요가 있다.

이를 위해 최근에는 유증기의 대기중 배출을 방지 및 회수하는 유증기 회수장치가 다양하게 개발되고 있다.

이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 유증기 회수장치를 설명한다.

도 1을 참조하면, 종래의 유증기 회수장치는, 오일을 저장하며 휘발성 유증기가 발생하는 저장탱크(T)와, 저장탱크(T)와 유류호스(13')로 연결되어 오일을 공급하는 탱크로리(100) 및 상기 저장탱크(T)에 저장된 오일을 차량에 공급하는 주유건을 구비하는 주유기(200)로 구성된다. (여기서, 상기 탱크로리(100)를 스테이지1, 상기 주유기를 스테이지2로 구분한다.)

또한, 상기 저장탱크(T)에는 유증기의 배출을 위한 유증기 배출관(11')이 연결되며, 상기 유증기 배출관(11')의 끝단에는 유증기의 압력에 의해 자동으로 개방되는 릴리프밸브가 설치된다.

이에, 탱크로리(100)에서 유류호스(13')를 통해 유류를 입고하면, 유류 교란 등에 의해 저장탱크(T) 내에 유증기가 발생하게 되며, 과도한 유증기압에 의해 유증의 대부분은 유증기 배출관(11')을 통하여 대기중으로 배출되므로, 대기가 오염됨은 물론 주유업자 측면에서는 회수 가능한 유증용제 배출로 인한 비용손실이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 대한 대안으로서, 유증기 배출관(11')의 일측에 탱크로리 연결관(S12)을 마련함으로써 외부로 배출되는 유증기를 다시 탱크로리(100)로 회수하는 방법이 사용되기도 하였다.(상기 '스테이지1')

그러나, 상기의 경우, 탱크로리(100)의 오일 공급과정에서 발생되는 유증기 회수는 가능하지만, 주유소 입장에서는 약 2만리터의 저장시 발생되는 유증기의 대부분이 탱크로리로 회수,증발됨으로써 발생되는 유기용제를 보전할 수는 없었다.

또한, 주유기에서 차량 주유시 발생하는 유증기는 스테이지2라는 별도의 유증기 이송관을 설치하는 방법이 제안된 바 있으나, 지하 수미터에 위치하는 저장탱크와 각 주유기를 연결하는 작업이 용이하지 않을 뿐더러, 공사비용 및 공사기간의 증가와, 공사기간 중 주유소 운영불가에 따른 추가 손실이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 유증기 발생원의 유증기압에 상관없이 유증기를 적절히 유입할 수 있는 휘발성 유기화합물 회수장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 냉각실을 2 이상의 회수실로 구분함으로써 다단계의 회수절차를 수행할 수 있어, 동일한 전력으로 더 높은 회수율을 나타낼 수 있으며, 동일한 회수율에서는 더 적은 전력을 소모하므로 회수효율을 극대화할 수 있는 휘발성 유기화합물 회수장치를 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은, 가열부를 통하여 유입되는 유증기의 온도를 제어하여 최적의 회수율을 발휘하는 적정 설정온도범위로 유지할 수 있는 휘발성 유기화합물 회수장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래 탱크로리를 이용한 저장탱크로의 유류 입고시에 발생되어 유실되는 유증기를 효과적으로 회수함으로써, 유증기 대기방출에 따른 오염을 방지할 수 있는 한편, 유증기 유실로 인한 손실을 방지할 수 있는 휘발성 유기화합물 회수장치를 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은, 종래 주유기로부터 저장탱크로 유증기를 회수하는 제2유증기 이송관이 설치된 경우, 저장탱크로의 유류 입고시 발생되는 유증기는 물론, 차량 주유시 발생하는 유증기도 효과적으로 회수할 수 있는 휘발성 유기화합물 회수장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래 스테이지2 즉, 각 주유기와 저장탱크를 제2유증기 이송관을 통하여 연결하는 것에 비하여, 지하 또는 지상 등 다양한 방법으로 제3유증기 이송관을 설치하는 것이 가능하므로 설치자유도가 증가하여 설치작업이 훨씬 용이하며, 공사비용을 절감할 수 있는 휘발성 유기화합물 회수장치를 제공하는 데 있다.

주유 저장탱크의 유증기 배출관과 연통된 제1유입구를 갖는 흡입부와; 상기 흡입부로 흡입된 유증기를 설정온도범위로 가열시키는 가열부와; 내부에 냉각실을 형성하는 냉각본체와, 상기 냉각실을 제1회수실 및 제2회수실로 분리하여 순차적으로 회수가 이루어지도록 격벽과, 상기 제1회수실 및 제2회수실에 걸쳐 마련되며 상기 냉각본체로부터 냉기를 전달받아 상기 유증기를 응축시키는 다수의 냉각핀을 갖는 회수부와; 상기 가열부에서 가열된 유증기를 상기 제1회수실로 유입시키는 분사부와; 상기 회수부를 거쳐 회수된 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제가 배출되는 배유관과, 상기 유기용제가 회수된 공기를 외부로 배출하는 공기배출관과, 상기 공기배출관과 연통되어 상기 공기를 탱크로리로 배출하는 탱크로리연결구를 갖는 배출부;를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 흡입부는, 차량 주유시 발생되어 주유기로 흡입된 유증기가 유입되는 제2유입구를 더 포함하며, 상기 주유기로부터 상기 제2유입구를 연결하는 제3유증기이송관을 더 포함할 수도 있다.

그리고 상기 흡입부는, 상기 제1유입구 및 제2유입구에 각각 대응하여 마련되어 상기 제1유입구 또는 제2유입구로 유입되는 유증기가 역류되는 것을 방지하는 개폐판을 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 흡입부와 상기 공기배출관 사이에 연통된 역류관과, 상기 역류관 일측에 마련되어 상기 저장탱크 내부의 유증기압의 하강으로 인한 상기 흡입부 내부의 유증기압이 상기 공기 배출관 내부의 유증기압보다 낮은 경우 개방되는 역류조절밸브를 갖는 역류조절부를 더 포함할 수도 있다.

한편, 본 발명은 유증기 발생원과 연결된 유입부와, 상기 유입부에 설치되어 유증기를 유입하는 흡입펌프를 갖는 흡입부와; 상기 흡입부로 흡입된 유증기를 설정온도범위로 가열시키는 가열부와; 내부에 냉각실을 형성하는 냉각본체와, 상기 냉각실을 제1회수실 및 제2회수실로 분리하는 격벽과, 상기 제1회수실 및 제2회수실에 걸쳐 마련되며 상기 냉각본체로부터 냉기를 전달받아 상기 유증기를 응축시키는 다수의 냉각핀을 갖는 회수부와; 상기 가열부에서 가열된 유증기를 상기 제1회수실로 분사시키는 분사공이 마련된 분사부와; 상기 제1회수실 및 제2회수실을 거쳐 응축 회수된 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제가 배출되는 배유구와, 상기 유기용제가 회수된 공기가 외부로 배출되는 공기배출관;을 포함하여 구성되는 휘발성 유기화합물 회수장치를 포함한다.

여기서, 상기 흡입관부는, 상기 흡입펌프의 구동으로 인하여 상기 유증기 발생원의 유증기압 하강을 방지하는 역류조절부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

그리고 상기 설정온도범위는 20 ~ 35℃이며, 상기 가열부는, 가열공간을 형성하는 하우징과, 상기 흡입관 또는 분사부 유입구 중 하나 이상에 설치되어 유증기의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 하우징의 외부에 마련된 발열부와, 상기 온도센서의 감지결과 상기 유증기의 온도가 상기 설정온도범위 미만인 경우 상기 발열부를 작동시키는 발열제어부를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 냉각본체의 내부에 마련되어 상기 냉각핀에 형성된 성에 및 결빙을 제거하기 위한 제1발열부 또는 상기 배유구에 연결되어 물과 유기용제가 분리 배출되는 배유관의 결빙을 방지하기 위한 제2발열부 중 하나 이상을 더 포함할 수도 있다.

그리고 상기 분사부는, 상기 가열부와 연통된 분사실과, 상기 분사실과 상기 배출관 사이에 마련된 과압력밸브를 더 포함하여, 상기 분사실 내부의 압력이 설정압력 이상인 경우 상기 분사실 내부의 유증기를 상기 배출관으로 배출할 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 흡입펌프를 장착한 옥외용 휘발성 유기화합물 회수장치에 의하면, 흡입펌프를 장착함으로써 유증기 발생원에서 발생된 유증기압이 낮은 경우에도 이를 효율적으로 흡입할 수 있으며, 반대로 흡입펌프의 과도한 흡입에 따른 유증기 발생원의 진공압 발생시에는 유증기 발생원 내부가 일정한 압력을 유지되도록 할 수 있다.

또한, 냉각실을 2 이상의 회수실로 구분함으로써 다단계의 회수절차를 수행할 수 있어, 동일한 전력으로 더 높은 회수율을 나타낼 수 있으며, 동일한 회수율에서는 더 적은 전력을 소모하므로 회수효율을 극대화할 수 있는 동시에 전력소비량을 절감할 수 있다.

그리고 가열부를 통하여 유입되는 유증기의 온도를 최적의 회수율을 발휘하는 적정 설정온도범위로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 종래 탱크로리를 이용한 저장탱크로의 유류 입고시에 발생되어 유실되는 유증기를 효과적으로 회수할 수 있으며, 회수되고 남은 공기를 다시 탱크로리에 저장할 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 종래 주유기로부터 저장탱크로 유증기를 회수하는 제2유증기 이송관이 설치된 경우, 저장탱크로의 유류 입고시 발생되는 유증기는 물론, 차량 주유시 발생하는 유증기를 효과적으로 회수할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 종래 스테이지2 즉, 각 주유기와 저장탱크를 제2유증기 이송관을 통하여 연결하는 것에 비하여, 지하 또는 지상 등 다양한 방법으로 제3유증기 이송관을 설치하는 것이 가능하므로 설치자유도가 증가하여 설치작업이 훨씬 용이하며, 공사비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래 주유소에서의 유증기 발생 및 외부 배출을 설명하기 위한 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 회수장치의 전체 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 휘발성 유기화합물 회수장치의 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 휘발성 유기화합물 회수장치의 단면도.

도 5는 도 4에 도시된 분사판의 사시도.

도 6은 도 4에 도시된 회수부의 요부도.

도 7은 본 발명의 제2실시에에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치의 전체 구성도.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치의 전체 구성도.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치의 사시도.

도 10은 도 9에 도시된 휘발성 유기화합물 회수장치의 단면도.

도 11은 도 10에 도시된 흡입부 및 가열부의 확대사시도.

*도면 주요부호에 대한 설명*

T : 저장탱크

11' : 유증기 배출관 13' : 유류공급관

15' : 주유기 공급관 100 : 탱크로리

S11 : 제1유증기 이송관 S12 : 탱크로리 연결관

200 : 주유기 S21 : 제2유증기 이송관

S22 : 제3유증기 이송관 300 : 유증기 회수장치

310, 10 : 흡입부 311 : 제1유입구

312a, 312b : 개폐판 313 : 역류조절부

315 : 제2유입구 320, 20 : 가열부

321, 21 : 하우징 323, 23 : 발열체

330, 30 ; 분사부 331, 31 : 분사부 유입구

333, 33 : 분사실 337, 37 : 분사공

340, 40 : 회수부 343, 43 : 격벽

341, 41 : 제1회수부 342, 42 : 제2회수부

345, 45 : 냉각모듈 350, 50 : 배출부

351, 51 : 공기배출관 355, 55 : 공기배출구

357 : 탱크로리 연결구 11a : 제1유입관

11b : 제2유입관 13 : 흡입펌프

15 : 압력순환조절관 35 : 분사판

38 : 과압력밸브 39 : 철구

451 : 냉각본체 452 : 냉각핀

453 : 압축기 454 : 응축기

455 : 모세관 456 : 증발기

457 : 제1발열부 46 : 배유구

47 : 배출공 52 : 배유관

53 : 유기용제수납실 54 : 제2발열부

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 구성을 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른, 휘발성 유기화합물 회수장치(300)는, 제1유입구(311) 또는 제2유입구(315) 중 하나 이상을 갖는 흡입부(310)와, 유증기를 설정온도범위로 가열하는 가열부(320)와, 가열된 유증기를 냉각 응축시켜 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제를 회수하는 회수부(340)와, 분사부(330)와, 회수된 상기 유기용제를 배출하는 배출부(350)를 포함한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 흡입부(310)는 제1유입구(311), 제2유입구(311) 및 개폐판(312a, 312b)을 포함한다.

제1유입구(311)은 주유소 저장탱크(T)의 유증기 배출관(11)과 연통되어 탱크로리(100)를 통하여 저장탱크(T)로 유류 저장시 발생되는 저장탱크(T) 내부의 유증기가 유증기 배출관(11)을 거쳐 제1유증기 이송관(S11)을 통하여 흡입부(310) 내부로 유입되도록 한다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 주유기(200)와 저장탱크(T) 사이에 제2유증기 이송관(S21)이 더 마련될 수 있다. 제2유증기 이송관(S21)은 주유기(200)를 통해 차량에 주유할 때 차량 주유시 유증기를 주유기(200) 내부의 흡입장치를 통하여 흡입한 후에 이를 저장탱크(T)로 이송한다.

이 경우, 탱크로리(100)의 유류 입고에 의한 유증기(즉, 스테이지1에 의해 발생된 유증기) 및 차량의 주유시 발생되는 유증기(즉, 스테이지2에 의해 발생된 유증기)는 모두 유증기 배출관(11) 및 제1유증기 이송관(S11)을 통하여 흡입부(310)로 유입된다.

제2유입구(315)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 차량 주유시 차량에서 발생된 유증기를 주유기(200)로 흡입한 후에, 주유기(200)에 연결된 제3유증기 이송관(S22)을 통하여 유증기를 흡입부(310) 내부로 유입하도록 마련된다.

제2유입구(315)은 후술할 제1실시예(스테이지1 관련) 및 제2실시예(스테이지2 관련)에서는 마련되지 않으며, 제3실시에와 같이, 별도의 제3유증기 이송관(S22)을 설치하는 경우에 마련된다.

제3유증기 이송관(S22)은 주유기(200)에 모아진 유증기를 저장탱크(T)를 통하지 않고 직접 유증기 회수장치(300)로 이송한다.

제3유증기 이송관(S22)은 스테이지2(즉, 주유기(200)와 저장탱크(T)를 연결하는 제2유증기 이송관(S21)이 설치되지 않은 주유소에서 추가로 설치할 수 있다. 이 경우, 제2유증기 이송관(S21)은 지상의 각 주유기(200)로부터 지하 수 미터에 위치한 저장탱크(T)까지 설치해야하므로 공사범위가 크고, 공사비용이 커지는 문제와 함께 공사기간동안 주유소가 운영을 할 수 없다는 문제점이 있지만, 제3유증기 이송관(S22)의 경우에는 저장탱크(T)를 경유할 필요가 없으므로 그 설치가 상대적으로 용이하며, 공사비용이 저렴해지는 장점이 있다.

개폐판(312a, 312b)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제1유입구(311) 및 제2유입구(315)에 각각 대응하여 마련되어 제1유입구(311) 또는 제2유입구(315)로 유입되는 유증기가 역류되는 것을 방지한다.

개폐판(312a, 312b)은 제1유입구(311)만 마련되는 경우에는 제1유입구(311)에 대응하여 한개만 마련되며, 제2유입구(315)가 같이 마련되는 경우에는 이에 대응하여 2개가 마련된다.

개폐판(312a, 312b)은 유증기의 역류를 방지할 수 있는 한, 도 4에 도시된 예에 한정되지 않고, 공지된 다양한 종류의 것이 마련될 수 있음은 물론이다.

흡입부(310)에는 저장탱크(T) 내의 유증기압이 너무 낮은 경우 유증기의 효율적인 흡입을 위하여 흡입펌프(미도시)를 더 마련할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 역류조절부(313)가 마련될 수 있다.

역류조절부(313)는 예를 들어, 흡입부(310)와 공기배출관(351) 사이에 마련된 역류관(3131)과, 역류관(3131) 일측에 마련되어 저장탱크(T) 내부의 유증기압의 하강으로 인한 흡입부(310) 내부의 유증기압이 공기배출관(351) 내부의 유증기압보다 낮은 경우 개방되는 역류조절밸브(3133)를 포함할 수 있다.

이에, 저장탱크(T) 내부에 유증기압이 낮아져 진공분위기가 되는 경우에는 역류조절밸브(3133)가 개방되어 공기배출관(351) 내부의 공기가 흡입부(310)로 유입되며, 유입된 공기는 제1유증기 이송관(S11) 및 유증기 배출관(11)을 통하여 저장탱크(T)로 유입된다.

한편, 가열부(320)는 흡입부(310)로 흡입된 유증기를 설정온도범위로 가열한다.

즉, 본 발명에 따른 스테이지1,2와 연계 가능한 유증기 회수장치(300)는, 주유소에 설치되는 것으로, 더운 외기조건은 물론 겨울과 같은 낮은 외기조건에서도 사용하게 된다.

그런데, 회수부(340)에서의 유기용제 회수시에는 유증기를 냉각 응축시켜 유기용제를 회수하는 바, 냉각 온도 대비 유입되는 유증기의 온도가 적정온도 이상으로 온도차이가 있어야 냉각핀(3452)에서 응축이 잘 일어난다. 만일 유입되는 유증기의 온도가 적정온도 이하로 낮을 경우에는 냉각핀(3452)에서 적절한 응축이 어려울 뿐 아니라, 유증기 내의 수분으로 인해 냉각핀(3452)에 성에 또는 결빙현상이 발생될 수 있다.

따라서, 냉각핀(3452)의 온도는 냉각모듈(345)을 제어하여 적정온도를 유지하는 한편, 유입되는 유증기의 온도 또한 적정한 온도범위로 유지해야 일정한 회수율을 달성할 수 있다. 이에, 본원 출원인의 반복적인 실험결과 20 ~ 35℃가 가장 적절함을 알 수 있었으며, 이를 설정온도범위라 한다.

가열부(320)는 예를 들어, 가열공간을 형성하는 하우징(321)과, 제1유입구(311) 또는 제2유입구(315)나, 분사부 유입구(331)에 설치되어 유증기의 온도를 감지하는 온도센서(미도시)와, 하우징(321)의 외부에 마련된 발열체(323)와, 온도센서의 감지결과 유증기의 온도가 상기 설정온도범위 미만인 경우 발열체(323)를 작동시키는 발열제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기의 경우, 가열부(320)로 유입되는 유증기의 온도보다는 가열부(320)에서 배출되는 유증기의 온도가 더 중요하므로, 상기 온도센서는 기본적으로 분사부 유입구(331) 측에 설치되는 것이 바람직하며, 추가로 제1유입구(311) 또는 제2유입구(315)에 설치될 수 있다.

이에, 상기 발열제어부는 가열부(320)에서 배출되는 유증기가 상기 설정온도범위 미만은 경우 작동되어 유증기를 가열하며, 배출되는 유증기의 온도가 상기 설정온도범위를 초과하는 경우에는 발열체(323)의 작동을 정지시킨다.

한편, 유증기는 직접 발열체(323)에 접촉되는 경우 화재 등의 위험이 있으므로, 발열체(323)는 도 4에 도시된 바와 같이, 가열부(320)의 하우징(321) 외부에 발열선 등으로 마련함으로써 유증기가 직접 열원에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

분사부(330)는 가열부(320)에서 가열된 유증기를 제1회수실(341)로 분사시킨다.

여기서, 편의상 회수부(340)를 먼저 설명한다.

회수부(340)는 내부에 냉각실을 형성하는 냉각본체(3451)와, 냉각실을 제1회수실(341) 및 제2회수실(342)로 분리하는 격벽(343)과, 제1회수실(341) 및 제2회수실(342)에 걸쳐 마련되며 냉각본체(3451)로부터 냉기를 전달받아 상기 유증기를 응축시키는 다수의 냉각핀(3452)을 포함한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 냉각실은 냉각본체(3451)에 둘러싸여 형성되는 데, 냉각실은 격벽(343)에 의해 제1회수실(341)과 제2회수실(342)로 구분된다.

여기서, 냉각실을 2 이상의 회수실로 구분하는 것은 1차로 냉각핀(3452)을 통과하며 회수된 유증기를 2차적으로 다시 회수절차를 거치도록 함으로써 회수율을 극대화하기 위한 것이다.

따라서, 동일한 전력을 사용하는 경우에는 본 발명에 따른 회수장치(300)는 더 높은 회수율을 나타낼 수 있으며, 동일한 회수율에서는 더 적은 전력을 소모하므로 전력소비량을 절감할 수 있다.

여기서, 본 발명에서는 회수실이 2개를 예를 들어 설명하나, 필요에 따라 3개 이상으로 구분될 수 있음은 물론이다.

한편, 도 6에서 제1회수실(341)을 외측에 제2회수실(342)을 안쪽에 형성하였는 바, 그 반대로 제1회수실(341)을 안쪽에 제2회수실(342)을 바깥쪽에 형성하는 것도 가능하다.

여기서, 제1회수실(341)에 마련된 냉각핀(3452)과 제2회수실(342)에 마련된 냉각핀(3452)은 동일한 간격 및 동일한 냉각면적을 갖도록 마련될 수도 있고, 서로 다른 간격 및 서로 다른 냉각면적을 갖도록 마련될 수도 있다.

냉각핀(3452)은 열전도성이 높은 재질로 마련되며, 예를 들어, 알루미늄 또는 구리와 같은 재질로 마련될 수 있다.

냉각모듈(345)은, 냉각본체(3451)와, 냉각핀(3452)과, 압축기(3453)와, 응축기(3454)와, 모세관(3455)과, 증발기(3456)를 포함할 수 있다.

냉각본체(3451)는 벽체 안쪽에 부착된 증발기(3456)의 작용에 의해 냉각되며, 냉각본체(3451)와 접촉된 냉각핀(3452)에 냉기를 전달한다.

상기 냉각작용을 위하여 냉각본체(3451)의 기계실에는 냉매용 가스를 압축시키는 압축기(3453), 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(3454), 모세관(3455) 및 증발기(3456) 등 일반적인 냉각장치들이 구성된다.

냉각본체(3451)의 벽체 내부는 단열효과를 위해 우레탄폼으로 충진할 수 있다.

이 경우, 우레탄폼이 충진된 냉각본체(3451)의 벽체 안쪽에는 증발기(3456)와, 성에 제거용 제1발열부(3457)를 더 마련할 수 있다.

즉, 유증기에 혼합된 수분의 함량이 높거나, 냉각 응축온도 대비 유증기의 온도가 낮은 경우에는 냉각핀(3452)에 성에 또는 결빙현상이 발생될 수 있다. 한편, 냉각핀(3452)은 냉각면적을 극대화하기 위하여 촘촘히 형성하게 되는 바, 성에나 결빙이 발생하면 유증기의 순환을 방해할 수 있다. 이에, 제1발열부(3457)를 통하여 냉각핀(3452)에 발생된 성에나 결빙을 제거할 수 있다.

한편, 냉각본체(3451) 하부 바닥면에는 유기용제를 배출하는 배유구(346)가 있으며, 배유구(346)에 연결되어 물과 유기용제가 분리 배출되는 배유관(352)에도 결빙을 방지하기 위한 제2발열부(54)가 추가로 마련될 수 있다.

또는, 제1발열부(3457)의 경우에는, 별도의 발열체를 통한 발열부를 구비하는 대신에, 냉각모듈(345)의 공정을 거꾸로 순환시켜 열펌프로 작동하게 함으로써 성에 및 결빙을 제거할 수도 있다.

상기의 경우, 냉각모듈(345)을 냉동사이클로 작동하는 시간과, 열기관으로 작동하는 시간을 미리 설정하여 작동시킬 수 있으며, 예를 들어, 냉동사이클로 작동하는 매 12시간 마다, 20분씩 열기관으로 작동하여 성에 및 결빙을 제거하도록 할 수 있다.

여기서, 도 3에 도시된 참조부호 332b는 본 발명에 따른 회수장치(300)의 온/오프를 위한 스위치를 나타내며, 참조부호 332c는 냉각모듈에서 냉각핀(3452)의 온도를 설정하기 위한 입력부를 나타낸다.

다시 분사부(330)로 돌아가 설명하면, 분사부(330)의 바닥면에는 회수부(340)와의 경계를 이루며 분사판(335)이 마련된다. 분사부(330)에는 제1회수실(341)에 대응하는 위치에 다수의 분사공(337)이 형성된다.

분사공(337)의 갯수 및 단면적은 필요에 따라 다양하게 변경하여 마련될 수 있음은 물론이다.

한편, 분사판(335)에서 제2회수실(342)에 대응하는 위치에는 제2회수실(342)을 통과하면서 회수되고 남은 공기가 배출되는 배출공(347)이 형성된다.

이에, 도 4에 도시된 바와 같이, 분사실(333)로 유입된 유증기는 분사공(337)을 통해 제1회수실(341)로 유입되어 냉각핀(3452)에 의해 냉각 응축되며, 회수된 유기용제는 바닥면에 모아져 배유구(346)로 배출된다.

한편, 제1회수실(341)을 통과한 유증기는 중앙의 제2회수실(342)로 유입되어 냉각핀(3452)을 거치면서 2차로 회수되고, 나머지 공기는 상부의 배출공(347)을 통해 공기배출관(351)으로 배출된다.

이 경우, 분사실(333) 내부로 유입된 유증기의 압력이 과도할 경우에는, 과압력밸브(338)에 마련된 철구(339)가 올라가며 일부 유증기가 공기배출관(351)으로 빠져나가도록 하여, 분사실(333) 내부의 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지한다.

공기배출관(351)의 일측에는 탱크로리 연결관(S12)으로 회수된 공기를 배출하기 위한 탱크로리 연결구(357)가 마련된다.

배출부(350)는 회수부(340)를 거쳐 응측 회수된 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제를 배출하도록 마련된다.

배출부(350)는 배유구(346)를 통해 유입된 액상의 유기용제를 다시 한번 물과 분리하여 배출하는 배유관(352)과, 유기용제 수납실(353), 그리고 유기용제 수납실(353) 내부에 확산되는 유증기의 냄새 등을 외부로 배출하는 공기배출구(355)를 더 포함한다.

이하, 각 실시예별로 동작과정을 설명한다.

제1실시예 (도 2 내지 도 6)

본 발명의 제1실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치(300)는, 탱크로리(100)로부터 주유소의 저장탱크(T)로 유류 입고시 발생되는 유증기의 회수에 관한 것이다.

도 2를 참조하면, 탱크로리(100)로부터 유류공급관(13)을 통하여 저장탱크(T)에 유류가 공급되면 유류 교란에 의한 유증기가 발생하게 되어 저장탱크(T) 내의 유증기압이 상승한다.

이에, 발생된 유증기는 유증기 배출관(11)을 통하여 외부로 배출되며, 유증기 배출관(11) 상단부 일측에 연통된 제1유증기 이송관(S11)으로 이송되어 제1유입구(311)를 통해 흡입부(310)로 유입된다.

흡입부(310) 내부에는 도 4에 도시된 바와 같이, 개폐판(312a)이 설치되어 있어서 흡입부(310) 내부로 유입된 유증기의 역류가 방지된다. 개폐판(312a, 312b)은 도 4에서는 흡입부(310)와 가열부(320) 사이에 설치된 것으로 도시되나, 이에 한정되지 않으며, 제1유입구(311) 및 흡입부(310) 사이에 설치될 수도 있다.

이 때, 저장탱크(T) 내의 유증기압의 지속적인 배출로 인해 저장탱크(T)가 진공분위기가 되는 경우에는 공기배출관(351)과 흡입부(310) 사이에 마련된 역류조절부(313)에 의해 공기배출관(351) 내부의 공기가 흡입부(310)로 유입되어 거꾸로 제1유증기 이송관(S11) 및 유증기 배출관(11)을 통하여 저장탱크(T)로 유입되도록 한다.

한편, 흡입부(310)에서 가열부(320)로 유입된 유증기는 적정한 설정온도범위로 가열된 후에 분사부(330)로 유입된다.

분사실(333) 내부의 유증기는 도 5에 도시된 바와 같이, 분사공(337)을 통해 제1회수실(341)로 분사되며, 분사공(337)을 통해 유입된 유증기는 제1회수실(341) 내부의 냉각핀(3452)에서 1차로 응축되며 유기용제가 회수되고, 다시 제2회수실(342)에서 재차 회수공정이 수행된 후에 공기배출관(351)을 통하여 외부로 배출된다.

응축된 액상의 유기용제는 하부에 수집되어 물과 분리된 후에 배유관(352)을 통해 최종 배출된다. 추가로 유기용제 수납실(353)이 더 마련될 수 있다.

한편, 분사부(330) 내부에 유증기압이 너무 과대한 경우에는 과압력밸브(338)를 통하여 분사부(330) 내부의 유증기 일부를 공기배출관(351)으로 배출할 수도 있다.

마지막으로, 회수되고 남은 공기는 공기배출관(351)을 통하여 배출되다가, 일부 (또는 전부)는 탱크로리 연결구(357) 및 탱크로리 연결관(S12)을 통하여 탱크로리(100)로 배출되도록 한다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치(300)에 의하면, 종래 탱크로리를 이용한 저장탱크로의 유류 입고시에 발생되어 유실되는 유증기를 효과적으로 회수할 수 있으며, 회수되고 남은 공기를 다시 탱크로리에 저장할 수 있다.

제2실시예(도 7)

본 발명의 제2실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치(300)는, 탱크로리를 통한 유류 입고시 발생된 유증기 회수(스테이지1)는 물론 차량의 주유시 차량에서 발생된 유증기 회수(스테이지2)에 관한 것이다.

이하, 제1실시예와 중복된 부분은 생략하고, 본 실시예에서의 차이점을 중점적으로 설명하기로 한다.

먼저, 본 실시예에서는 주유기(200)와 저장탱크(T) 사이에는 제2유증기 이송관(S21)이 설치된다.

차량의 주유시에는 주유건에서 차량의 유류탱크로 유류를 주입하면, 탱크로리에서 저장탱크(T)에 유류를 입고할 때와 마찬가지로 유증기가 발생하게되는 데, 주유건에 흡입구를 마련함으로써 발생된 유증기를 주유기(200) 내에 장착된 흡입장치 등으로 흡입한 후에, 이를 제2유증기 이송관(S21)을 통하여 저장탱크(T)로 이송하는 것이다.

이후, 저장탱크(T)로 이송된 유증기는 상기 제1실시예와 동일한 과정을 통하여 유기용제가 회수되고, 남은 공기는 외부로 배출된다.

따라서, 제2실시예에 따른 스테이지1,2와 연계 가능한 유증기 회수장치는, 종래 주유기로부터 저장탱크로 유증기를 회수하는 제2유증기 이송관(스테이지2)이 설치된 경우, 저장탱크로의 유류 입고시 발생되는 유증기는 물론, 차량 주유시 발생하는 유증기를 효과적으로 회수할 수 있다.

제3실시예(도 8)

본 발명의 제3실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치(300)는, 제2실시예에 대비하여 제2유증기 이송관(S21)을 설치하는 대신에 각 주유기(200)로부터 유증기 회수장치(300)에 직접 연결되는 제3유증기 이송관(S22)을 통하여, 차량 주유시 발생된 유증기를 회수하는 것을 요지로 한다.

본 실시예에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 각 주유기(200)와 회수장치(300)를 연결하는 제3유증기 이송관(S22)이 설치되며, 회수장치(300)에는 제3유증기 이송관(S22)에 연결되는 제2유입구(315)가 마련된다.

이 때, 흡입부(310)에는 제2유입구(315)에 대응하여 개폐판(312b)가 별도로 마련된다.

따라서, 본 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수장치는, 종래 스테이지2 즉, 각 주유기와 저장탱크를 제2유증기 이송관을 통하여 연결하는 것에 비하여, 지하 또는 지상 등 다양한 방법으로 제3유증기 이송관을 설치하는 것이 가능하므로 설치자유도가 증가하여 설치작업이 훨씬 용이하며, 공사비용을 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 회수장치의 제4실시예를 상세히 설명한다.

도 9 및 도 10를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 의한 휘발성 유기화합물 회수장치(1)는, 유증기를 흡입하는 흡입부(10)와, 유증기를 설정온도범위로 가열하는 가열부(20)와, 가열된 유증기를 냉각 응축시켜 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제를 회수하는 회수부(40)와, 분사부(30)와, 회수된 상기 유기용제를 배출하는 배출부(50)를 포함한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 흡입부(10)는 유증기 발생원과 연결된 유입관(11a, 11b)과, 유입관(11a, 11b)에 설치되어 유증기를 유입하는 흡입펌프(13)를 포함한다.

본 발명에서 흡입펌프(13)를 마련하는 이유는, 유증기 발생원에서 발생되는 유증기는 자연적으로 발생되며, 유증기 발생원의 용량은 천차만별이므로 유증기압이 경우에 따라서는 작을 수도 있다. 유증기압이 낮은 경우에는 유증기 발생원인 탱크 등의 뚜껑이나 연결부의 틈새로 유증기가 유실되며, 따라서 연결관을 통해 회수장치까지 유입되는 유증기량이 적어지게되어 회수율 자체가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

이에, 흡입펌프(13)를 장착함으로써 유증기 발생원에서 발생된 유증기를 효율적으로 흡입하는 동시에, 과도한 흡입으로 인한 유증기 발생원의 진공분위기를 방지하기 위하여 후술할 압력순환조절관(15)을 마련하는 것이다.

유입관(11a, 11b)은 유증기 발생원에 연결되어 유증기를 흡입한다.

유입관(11a, 11b)은 유증기 발생원과 흡입펌프(13) 사이를 연결하는 제1유입관(11a)과, 흡입펌프(13)와 가열부(20) 사이를 연결하는 제2유입관(11b)을 가질 수 있다.

여기서, 제1유입관(11a)과 제2유입관(11b) 사이에 압력순환조절관(15)을 추가로 마련할 수 있다.

이 경우, 압력순환조절관(15)은 제1유입관(11a), 흡입펌프(13), 제2유입관(11b), 압력순환조절관(15)을 거쳐 다시 제1유입관(11a)으로 이어지는 압력순환로를 구성한다.

이에, 작업 탱크 등 유증기 발생원에 흡입펌프(13)에 의한 과흡입 등 진공압이 생길 경우 흡입펌프(13) 내에 자체 공기순환을 유도한다.

따라서, 흡입펌프(13)의 과부하를 방지할 수 있으며, 유증기 발생원 내부가 진공분위기가 되는 것을 방지하여 일정한 압력을 유지할 수 있게 하고, 정전이나 고장 등으로 흡입펌프(13)가 작동되지 않더라도 유증기가 압력순환조절관(15)을 통하여 제2유입관(11b)으로 흘러갈 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 제4실시예에의한 휘발성 유기화합물 회수장치에 구비되는 가열부(20), 회수부(40), 냉각모듈(45), 분사부(30), 배유구(46), 배유관(52), 제2발열부(54), 온/오프를 위한 스위치, 입력부, 배출부(50) 및 공기배출구(55)의 구성은 발명의 실시를 위한 최선의 형태를 설명한 바와 같다.

본 발명은 휘발성 유기화합물 회수장치에 관한 것으로, 유증기 발생원의 증기압이 낮은 경우에도 효과적으로 유증기를 흡입하여 회수할 수 있는 동시에 다단계로 회수과정을 수행함으로써 회수율을 극대화하고 전력소모량을 절감할 수 있는 흡입펌프를 장착한 옥외용 휘발성 유기화합물 회수장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 흡입펌프를 장착한 옥외용 휘발성 유기화합물 회수장치에 의하면, 흡입펌프를 장착함으로써 유증기 발생원에서 발생된 유증기압이 낮은 경우에도 이를 효율적으로 흡입할 수 있으며, 반대로 흡입펌프의 과도한 흡입에 따른 유증기 발생원의 진공압 발생시에는 유증기 발생원 내부가 일정한 압력을 유지되도록 할 수 있다.

Claims

주유소 저장탱크의 유증기 배출관과 연통된 제1유입구를 갖는 흡입부와;

상기 흡입부로 흡입된 유증기를 설정온도범위로 가열시키는 가열부와;

내부에 냉각실을 형성하는 냉각본체와, 상기 냉각실을 제1회수실 및 제2회수실로 분리하여 순차적으로 회수가 이루어지도록 격벽과, 상기 제1회수실 및 제2회수실에 걸쳐 마련되며 상기 냉각본체로부터 냉기를 전달받아 상기 유증기를 응축시키는 다수의 냉각핀을 갖는 회수부와;

상기 가열부에서 가열된 유증기를 상기 제1회수실로 유입시키는 분사부와;

상기 회수부를 거쳐 회수된 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제가 배출되는 배유관과, 상기 유기용제가 회수된 공기를 외부로 배출하는 공기배출관과, 상기 공기배출관과 연통되어 상기 공기를 탱크로리로 배출하는 탱크로리연결구를 갖는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.
제1항에 있어서,

상기 흡입부는, 차량 주유시 발생되어 주유기로 흡입된 유증기가 유입되는 제2유입구를 더 포함하며,

상기 주유기로부터 상기 제2유입구를 연결하는 제3유증기이송관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.
제1항에 있어서,

상기 흡입부는, 상기 제1유입구 및 제2유입구에 각각 대응하여 마련되어 상기 제1유입구 또는 제2유입구로 유입되는 유증기가 역류되는 것을 방지하는 개폐판을 더 포함하는 것을 특징으로 휘발성 유기화합물 회수장치.
제3항에 있어서,

상기 흡입부와 상기 공기배출관 사이에 연통된 역류관과, 상기 역류관 일측에 마련되어 상기 저장탱크 내부의 유증기압의 하강으로 인한 상기 흡입부 내부의 유증기압이 상기 공기 배출관 내부의 유증기압보다 낮은 경우 개방되는 역류조절밸브를 갖는 역류조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.
유증기 발생원과 연결된 유입부와, 상기 유입부에 설치되어 유증기를 유입하는 흡입펌프를 갖는 흡입부와;

상기 흡입부로 흡입된 유증기를 설정온도범위로 가열시키는 가열부와;

내부에 냉각실을 형성하는 냉각본체와, 상기 냉각실을 제1회수실 및 제2회수실로 분리하는 격벽과, 상기 제1회수실 및 제2회수실에 걸쳐 마련되며 상기 냉각본체로부터 냉기를 전달받아 상기 유증기를 응축시키는 다수의 냉각핀을 갖는 회수부와;

상기 가열부에서 가열된 유증기를 상기 제1회수실로 분사시키는 분사공이 마련된 분사부와;

상기 제1회수실 및 제2회수실을 거쳐 응축 회수된 휘발성 유기화합물이 포함된 액상의 유기용제가 배출되는 배유구와, 상기 유기용제가 회수된 공기가 외부로 배출되는 공기배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.
제5항에 있어서,

상기 흡입관부는, 상기 흡입펌프의 구동으로 인하여 상기 유증기 발생원의 유증기압 하강을 방지하는 역류조절부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 설정온도범위는 20 ~ 35℃이며,

상기 가열부는, 가열공간을 형성하는 하우징과, 상기 흡입관 또는 분사부 유입구 중 하나 이상에 설치되어 유증기의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 하우징의 외부에 마련된 발열부와, 상기 온도센서의 감지결과 상기 유증기의 온도가 상기 설정온도범위 미만인 경우 상기 발열부를 작동시키는 발열제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각본체의 내부에 마련되어 상기 냉각핀에 형성된 성에 및 결빙을 제거하기 위한 제1발열부 또는 상기 배유구에 연결되어 물과 유기용제가 분리 배출되는 배유관의 결빙을 방지하기 위한 제2발열부 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 분사부는, 상기 가열부와 연통된 분사실과, 상기 분사실과 상기 배출관 사이에 마련된 과압력밸브를 더 포함하여, 상기 분사실 내부의 압력이 설정압력 이상인 경우 상기 분사실 내부의 유증기를 상기 배출관으로 배출하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 회수장치.