KR100773727B1 - 액화가스 정압 공급장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액화가스 정압 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 액화가스를 수용하며, 내부 압력에 의해 사용부에 액화가스를 공급하는 가압용기와, 불활성 가스를 저장하는 압력보상용기와, 상기 압력보상용기의 불활성 가스를 상기 가압용기로 공급하여 그 가압용기의 공급압력을 일정하게 유지하는 공급제어부를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 액화가스의 사용에 따른 가압용기의 압력변화를 감지하여, 그 변화된 압력만큼의 불활성가스를 그 가압용기에 공급함으로써, 액화가스의 공급압력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

액화가스 정압 공급장치 및 방법{The apparatus which supplies the liquefied gas at fixed pressure and method thereof}

도 1은 종래 액화가스 공급장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명 액화가스 정압 공급장치의 바람직한 실시예의 구성도이다.

도 3은 본 발명 액화가스 정압 공급장치가 적용된 세정용 드라이아이스 생성장치의 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:가압용기 11:딥튜브

20:압력보상용기 30:공급제어부

31:체크밸브 32:자동밸브

33:필터 34:레귤레이터

35:밸브 40:사용부

본 발명은 액화가스 정압 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 액화가스의 소진에 무관하게 정압의 액화가스를 공급할 수 있는 액화가스 정압 공급장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액상의 형태로 사용하는 액화가스로는 질소, 아르곤, 산소, 이산화탄소 등이 있다. 이러한 액화가스는 고압탱크에 저장하거나, 운송가능한 소형용기 또는 고압 실린더 형태로 공급된다.

이와 같은 액화가스를 저장하는 가압용기 내에는 액화가스뿐만 아니라 기화된 기상의 가스가 혼재되어 있으며, 이와 같은 종래 액화가스 공급장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 액화가스 공급장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 액화가스 공급장치는 액화가스를 저장하는 가압용기(1)와, 상기 가압용기(1)를 보관하는 캐비닛(3)과, 상기 가압용기(1) 내에 위치하여 가압용기(1) 내의 액화가스를 외부로 유출시키는 팁튜브(2)와, 상기 가압용기(1) 내의 팁튜브(2)를 통해 유출되는 액화가스를 사용부(5)로 공급하는 액화가스 공급관(4)으로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 종래 액화가스 공급장치의 구성과 작용을 더 상세히 설명한다.

먼저, 상기 액화가스를 저장하는 가압용기(1)에는 액화가스가 저장되어 있으며, 그 종류로는 액화 질소, 액화 아르곤, 액화 산소 또는 액화 이산화탄소이다.

이와 같은 액화가스를 사용하는 예로는 상기 사용부(5)가 드라이아이스 생성장치이고, 액화 이산화탄소를 공급받아 세정용 드라이아이스를 생성한다.

이때, 기체 이산화탄소에 비해 액화 이산화탄소는 높은 고체 전환율을 나타내기 때문에 세정용 드라이아이스 생성에 더 유리하다.

이와 같이 상기 가압용기(1)에는 액체 이산화탄소가 저장되어 있으며, 액체 이산화탄소의 공급 초기에는 상기 가압용기(1) 내의 액체 이산화탄소의 압력에 의해 팁튜브(2)와 액화가스 공급관(4)을 통해 액체 이산화탄소가 정압으로 사용부(5)에 공급된다.

그러나 사용량이 증가할수록 상기 가압용기(1) 내에는 빈공간이 존재하게 되며, 그 공간에는 저장된 액화 이산화탄소가 상변이한 기체 이산화탄소가 존재하게 된다. 이는 가압용기(1) 내부의 압력 변화 및 주변의 온도에 의한 영향에 따른 것이며, 상기 액화 이산화탄소의 사용량에 따라 액화 이산화탄소와 기체 이산화탄소의 비율에 차이가 발생하여 액화 이산화탄소의 공급 압력에 차이가 발생하게 된다.

상기 사용부(5)에서는 일정한 압력으로 액화 이산화탄소가 공급되어야 하나, 가압용기(1) 내의 압력변화에 따라 상기 가압용기(1)에서 딥튜브(2)와 액화가스 공급관(4)을 통해 공급되는 액화 이산화탄소의 압력은 점차 감소하게 되며, 그 압력이 기준값 이하인 경우 상기 사용부(5)에서 더 이상 사용할 수 없게 된다.

따라서, 가압용기(1) 내에 저장된 액화가스를 모두 사용할 수 없으며, 그 가압용기(1) 내에 액화가스가 남아있는 경우에도 캐비닛(3) 내의 다른 가압용기에 저장된 액화가스를 사용해야 한다.

상기의 이유로 종래 액화가스 공급장치는 가스공급과정에서 액화가스의 공급압력 저하에 의해 액화가스를 모두 소진하지 않은 상태에서도 다른 가압용기로 교체 사용해야 함으로써, 액화가스의 낭비가 심한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 가압용기 내에 저장된 액화가스가 소진될 때까지 액화가스의 공급압력을 일정하게 유지할 수 있는 액화가스 정압 공급장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액화가스를 수용하며, 내부 압 력에 의해 사용부에 액화가스를 공급하는 가압용기와, 불활성 가스를 저장하는 압력보상용기와, 상기 압력보상용기의 불활성 가스를 상기 가압용기로 공급하여 그 가압용기의 공급압력을 일정하게 유지하는 공급제어부를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 액화가스 정압 공급장치의 바람직한 실시예에 따른 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 액화가스 정압 공급장치의 바람직한 실시예는, 액화가스를 수용하는 가압용기(10)와, 상기 가압용기(10)에 저장된 액화가스를 사용부(40)로 배출하는 딥튜브(11)와, 불활성 가스를 저장하는 압력보상용기(20)와, 상기 가압용기(10)의 압력이 일정하게 유지되도록 압력보상용기(20)의 불활성 가스를 상기 가압용기(10)에 공급하는 공급제어부(30)를 포함하여 구성된다.

상기 공급제어부(30)는, 상기 압력보상용기(20)의 불활성 가스가 가압용기(10)측으로 역류의 발생 없이 공급되도록 하는 체크밸브(31)와, 상기 체크밸브(31)를 통과한 불활성 가스의 공급여부를 선택하는 자동밸브(32)와, 상기 공급되는 불활성 가스를 필터링하는 필터(33)와, 상기 가압용기(10)의 압력변화에 따라 상기 불활성 가스의 공급량을 조절하는 레귤레이터(34)와, 상기 가압용기(10)와 레귤레이터(34)의 사이의 연결을 조절하는 밸브(35)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 액화가스 정압 공급장치의 구성을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 가압용기(10)에는 액화가스가 저장된다. 상기 가압용기(10)에 저장된 액화가스를 사용함에 따라 상기 가압용기(10)의 내부 압력, 즉 사용부(40)에 공급되는 공급압력이 낮아지게 된다.

이와 같은 공급압력의 저하를 보상하기 위하여 본 발명에서는 그 가압용기(10)의 압력변화에 따라 비반응성인 불활성 가스를 그 가압용기(10)의 내부로 공급하여 압력저하를 보상한다.

이를 위해 불활성 가스를 저장하는 압력보상용기(20)를 두고, 상기 가압용기(10)의 압력변화량을 보상할 수 있는 양의 불활성 가스를 공급한다. 이때, 사용 가능한 불활성 가스는 질소, 아르곤 또는 헬륨이며, 질소를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 공급제어부(30)에서는 상기 가압용기(10)의 압력변화를 검출하여 그에 따른 압력보상용기(20)의 불활성 가스의 공급량을 결정하여 공급한다. 이때 상기 공급제어부(30)에서는 가압용기(10)의 액화가스가 상기 압력보상용기(20)로 유입되 는 것을 방지해야 하며, 이를 위해 그 공급제어부(30)에는 체크밸브(31)가 구비된다.

또한, 상기 공급제어부(30)에는 상기 가압용기(10)에 공급되는 불활성 가스의 양을 결정하기 위한 레귤레이터(34)를 구비한다. 레귤레이터(34)에 의해 상기 가압용기(10)의 압력이 감소하는 정도에 부합하는 불활성 가스를 공급할 수 있다.

이때, 상기 가압용기(10)의 내부로 공급되는 불활성 가스는 필터(33)에 의해 필터링된 상태로 공급되며, 그 불활성 가스는 기체상이므로, 상기 가압용기(10) 내의 액화가스 배출 분에 비해 적은 양이 주입되어도 그 액화가스의 공급압력을 유지할 수 있게 된다.

상기 공급제어부(30)는 자동밸브(32)와 밸브(35)를 포함하며, 상기 자동밸브(32)는 전기적인 제어에 의해 개폐되는 것으로, 사용자 임의로 가압용기(10)에 압력보상용기(20)의 불활성 가스가 공급되는 것을 제어할 수 있다.

그리고 밸브(35)는 상기 가압용기(10) 내의 액화가스가 모두 소진된 경우, 그 가압용기(10)를 새로운 것으로 교체할 때 사용할 수 있다.

상기와 같은 공급제어부(30)의 구성에 의해 시간이 경과할수록 상기 사용부(40)에 공급되는 액화가스의 압력이 저하되는 것을 압력보상용기(20)의 불활성 가스를 상기 가압용기(10)로 공급함으로써 일정한 압력으로 유지할 수 있게 된다.

상기 가압용기(10)의 액화가스가 모두 소진되면, 그 가압용기(10)의 내부에는 불활성 가스가 존재하게 되며, 이는 다시 재활용할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 가압용기(10)에서 최초 공급되는 액화가스의 압력과 마지막에 공급되는 액화가스의 압력을 동일하게 유지하기 때문에 사용부(40)에서는 항상 동일한 압력의 액화가스를 사용할 수 있게 된다.

예를 들어 상기 가압용기(10)에 저장된 액화가스가 액화 이산화탄소이고, 상기 사용부(40)가 세정용 드라이아이스 생성 노즐인 경우, 일정한 압력의 세정용 드라이아이스 분사가 가능하여 세정공정의 신뢰성을 확보할 수 있게 되며, 이와 같은 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명이 적용되는 세정용 드라이아이스 생성장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 액화 이산화탄소를 수용하는 가압용기(100)와, 상기 가압용기(100)에 저장된 액화 이산화탄소를 드라이이아이스 생성노즐(400)로 배출하는 딥튜브(110)와, 질소 가스를 저장하는 압력보상용기(200)와, 상기 가압용기(100)의 압력이 일정하게 유지되도록 압력보상용기(200)의 질소 가스를 상기 가압용기(100)에 공급하는 공급제어부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 공급제어부(300)의 구체적인 구성은 상기 도 2에 도시한 체크밸브(31), 자동밸브(32), 필터(33), 레귤레이터(34) 및 밸브(35)를 포함할 수 있는 것으로, 상기 가압용기(100)의 압력 변화를 압력보상용기(300)의 질소가스를 사용하여 보상 할 수 있는 것이면 다른 구성으로 구현할 수 있으며, 구체적인 구조의 설명은 생략한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 액화가스 정압 공급장치의 구체적인 실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 가압용기(100)에 저장된 액화 이산화탄소가 드라이아이스 생성노즐(400)로 공급되고, 그 액화 이산화탄소는 드라이아이스 생성노즐(400)을 통해 고체상의 드라이아이스로 상변화되어 분사된다. 이때 분사된 드라이아이스 입자는 건식세정에 사용될 수 있다.

상기 액화 이산화탄소를 사용하는 이유는 기상의 이산화탄소에 비하여 고체전환율이 10배 이상이기 때문이다.

상기와 같이 드라이아이스 생성노즐(400)로 공급되는 액화 이산화탄소의 공급압력은 그 액화 이산화탄소의 소모량이 증가하면서, 점차 낮아지게 된다.

이와 같이 액화 이산화탄소의 공급압력이 저하되면, 드라이아이스 생성노즐(400)에서 균일하고 연속적인 드라이아이스 분사가 불가능하여 세정력이 불균일 하게 된다.

이를 방지하기 위해 상기 공급제어부(300)에서는 그 가압용기(100)의 저하된 압력을 상기 압력보상용기(200)의 질소를 그 가압용기(100)의 내로 공급하여, 일정 한 액화 이산화탄소 공급압력을 유지할 수 있게 된다.

상기 액화 이산화탄소를 저장하는 가압용기(100)는 표준상태 25℃에서, 압력이 800psi 정도이며, 이때 상기 압력보상용기(200)의 압력은 1700psi 이상이 된다. 이처럼 상기 압력보상용기(200)의 압력이 가압용기(100)의 압력에 비해 더 큰 경우에만 그 압력보상용기(200)의 질소가 가압용기(100)로 공급되어 액화 이산화탄소의 공급압력을 일정하게 유지할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명 액화가스 정압 공급장치 및 방법은 액화가스의 사용에 따른 가압용기의 압력변화를 감지하여, 그 변화된 압력만큼의 불활성가스를 그 가압용기에 공급함으로써, 액화가스의 공급압력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 액화가스를 수용하며, 내부 압력에 의해 사용부에 액화가스를 공급하는 가압용기;

   불활성 가스를 저장하는 압력보상용기; 및

   상기 압력보상용기의 불활성 가스를 상기 가압용기로 공급하여 그 가압용기의 공급압력을 일정하게 유지하되, 상기 압력보상용기로 액화가스가 역류하는 것을 차단하는 체크밸브 및 상기 가압용기의 압력에 따라 불활성 가스의 공급량을 조절하는 레귤레이터를 포함하는 공급제어부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 액화가스 정압 공급장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 공급제어부는,

   상기 가압용기로 공급되는 불활성 가스를 필터링하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 정압 공급장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가압용기의 액화가스는 액화 이산화탄소이고, 상기 사용부는 세정용 드라이아이스 분사노즐인 것을 특징으로 하는 액화가스 정압 공급장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가압용기의 내부압력에 비해 압력보상용기의 내부압력이 더 큰 것을 특징으로 하는 액화가스 정압 공급장치.
6. a) 액화가스의 사용에 따른 가압용기의 압력변화를 측정하는 단계; 및

   b) 상기 a) 단계의 측정결과에 따라 상기 가압용기에 불활성가스를 공급하여 그 가압용기의 압력을 일정하게 유지하는 단계를 포함하는 액화가스 정압 공급방법.

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