KR100886175B1 - 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치에 관한 것으로 가이드를 가진 포스트; 상기 포스트 상부에 장착된 승하강 수단; 상기 승하강 수단에 의하여 상기 가이드를 따라 상하로 이동하는 이동 브라켓트; 중심 공동부를 갖는 몸체, 상기 중심 공동부와 연통되도록 상기 몸체에 연결되며 배출 밸브와 연결되는 유출구, 상기 배출 밸브 인근에 배치되어 수위를 감지하는 센서, 넥크링 밀착부와 충수 밸브를 통하여 충수 배관에 연결되며 상기 몸체에 고정되며 상기 중심 공동부 내로 연장되고 상기 넥크링 밀착부에 이격을 갖고 돌출되어 압력용기 넥크링에 이격을 갖고 삽입되는 충수관을 가지고 상기 이동 브라켓트에 고정되어 승하강하는 충수헤드;와 상기 배출 밸브를 통하여 연결되고 하단 인근에 물 배출구와 상부에 가스 배출구를 갖는 가스 분리탱크로 이루어지며 압력용기 내압검사 전에 사용되는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치를 제공한다. 본 발명의 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치는 내압검사 전의 압력용기에서 미리 잔류가스를 제거하고 충수함으로써 가스사고를 방지하고 내압검사 단계의 충수시간을 줄여 내압검사를 효율적으로 할 수 있고 수조식 또는 비수조식 압력용기 내압검사 자동 시스템에 내압검사 전에 편입하여 일괄적인 자동화 시스템으로 사용하기 편리하다.
충수, 잔류가스, 내압검사

Description

압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치{A water-filling and gas-evacuating equipment for pressure containers}
본 발명은 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치에 관한 것이다. 더 자세하게는, 본 발명은 압력용기 내압검사 전 단계에 사용되는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치에 관한 것이다.
액화석유가스("LPG"), 산소와 수소가스 등과 같은 고압가스를 담는 압력용기는 가스 누출, 폭발 등과 같은 대형사고의 위험을 안고 있기 때문에 제조 또는 사용 과정 중에 엄격한 시험과정을 거친다. 그러한 시험 중에서도 제조되는 압력용기의 안전성을 확보하기 위하여 내압검사를 통과하여야 한다. 내압검사(또는 "내압시험")는 주로 영구팽창측정시험에 의하여 이루어진다. 영구팽창측정시험(앞으로 "팽창측정시험" 이라고 한다.)이라함은 압력용기 내부로 일정압력(예를 들면 31kg중/cm2)을 가한 상태의 용기의 용량 증가량("전증가량")에 대하여 압력을 제거한 후의 용기의 용량 증가량("항구증가량")을 백분율로 계산하여 일정 부분 이하(예를 들면 10% 이하)의 용기만을 합격시키는 시험방법이다. 일반적으로 영구팽창측정시 험 즉 내압검사는 지그헤드를 통하여 일정압력(31kg중/cm2) 까지 가압수를 가한다. 상기 압력에서 일정시간(예를 들면 25초) 유지한 후 증가한 용기의 용량을 측정하여 전증가량을 구하고 일정시간(예를 들면 30초) 경과시킨 후 압력을 해제하고 압력이 0가 된 후 일정시간(예를 들면 10초) 경과 후에 증가한 용기의 용량을 측정하여 항구증가량으로 한다. 항구증가율은 전증가량에 대한 항구증가량의 백분율로 표시한다. 용기마다 기준이 다르나 고압가스안전관리기준에 의하면 복합용기의 경우 10% 이하이어야 한다.
압력용기 내압시험은 크게 수조식과 비수조식으로 나뉜다. 수조식은 압력용기 외부 팽창 정도를 측정 뷰렛에 연결된 것을 제외하고는 밀폐되고 압력용기가 담궈지는 수조의 수량 수위를 상기 뷰렛으로 측정하여 피검사 압력용기의 전증가량과 항구증가량을 구하는 방법이다. 이에 반하여 비수조식은 수조를 사용하지 않고 피검사 압력용기 가압라인과 연통된 뷰렛과 같은 측정수단으로 피검사 압력용기 내부의 수량 수위 변화를 측정하여 피검사 압력용기의 전증가량과 항구증가량을 구하는 방법이다.
한국특허공고 245181호와 한국특허등록 제524395호는 각각 수조식과 비수조식 압력용기 내압시험 장치를 개시하고 있다. 특히 한국특허공고 245181호는 지그헤드의 체결과 수조로의 이동 등을 포함하는 내압검사를 자동화한 시스템을 개시하고 있다.
그러나 액화석유가스("LPG"), 산소와 수소가스 등과 같은 고압가스를 담는 압력용기에는 가스 사용 후에도 잔류가스가 남아 있기 마련이고 이러한 잔류가스는 충수과정을 거치는 내압검사 설비에서 누출되어 심각한 사고를 유발할 가능성이 농후하다. 일본특공소 63-52692호에서는 용기 내에 잔존 되어 있는 가스를 제거하기 위하여 검사 개시 전에 지그헤드를 통하여 진공펌프와 연결하여 환기로로 배기하는 구조가 추가될 수 있다고 언급하고 있다. 그러나 내압검사 단계에서 사용되는 지그헤드에 별도의 진공펌프를 연결하여 잔류가스를 제거하기 위해서는 지그헤드 구조가 매우 복잡하게 되고 충수와는 다른 진공흡입이라는 별도의 공정이 제공되어 져야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 압력용기 내압검사 전 단계의 피검사 압력용기에서 충수 및 잔류가스 제거를 동시에 달성할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 수조식 또는 비수조식 압력용기 내압검사 자동 시스템에 편입되어 피검사 압력용기에서 충수 및 잔류가스 제거를 동시에 달성할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 의하여, 가이드를 가진 포스트; 상기 포스트에 장착된 승하강 수단; 상기 승하강 수단에 의하여 상기 가이드를 따라 상하로 이동하는 이동 브라켓트; 중심 공동부를 갖는 몸체, 상기 중심 공동부와 연통되도록 상기 몸체에 연결되며 배출 밸브와 연결되는 유출구, 상기 배출 밸브 인근에 배치되어 수위를 감지하는 센서, 넥크링 밀착부와 충수 밸브를 통하여 충수 배관에 연결되며 상기 몸체에 고정되며 상기 중심 공동부 내로 연장되고 상기 넥크링 밀착부에 이격을 갖고 돌출되어 압력용기 넥크링에 이격을 갖고 삽입되는 충수관을 가지고 상기 이동 브라켓트에 고정되어 승하강하는 충수헤드;와 상기 배출 밸브를 통하여 연결되고 하단 인근에 물 배출구와 상부에 가스 배출구를 갖는 가스 분리탱크로 이루어지며 압력용기 내압검사 전에 사용되는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치가 제공된다.
상기 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치는 별도로 사용될 수도 있으나 수조식 또는 비수조식 압력용기 내압검사 자동 시스템의 내압검사 전 단계에 편입되어 사용될 수 있다.
상기 승하강 수단은 기계식 또는 유압식으로 할 수도 있으나 바람직하게는 공압식 실린더이다. 이러한 실린더가 포스트 상부에 장착되어 진다. 충수헤드가 일단에 고정된 이동 브라켓트은 포스트에 형성된 가이드 홈이나 바람직하게는 포스트에 아래와 위로 고정된 가이드 봉을 따라 상기 실린더의 구동에 의하여 하강하여 압력용기 넥크링에 충수헤드를 밀착시킨다. 압력용기에서 충수 및 잔류가스 회수가 끝나면 승하강 실린더는 이동 브라켓트에 의하여 충수헤드를 상승시키고 충수 및 잔류가스 회수가 끝난 압력용기는 이송되게 된다.
상기 유출구에 연결된 배출밸브를 작동하기 위하여 그 인근에 수위감지 센서가 장착된다. 이러한 수위감지 센서는 종래의 플로터 센서가 사용될 수도 있으나 플로터리스(플로터를 사용하지 않는) 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면두 전극 사이의 저항을 측정하여 수위가 올라오는 것을 감지할 수 있다. 충수관의길이는 충수헤드가 실린더의 하강에 의하여 압력용기 주동이에 밀착될 때 충수관의 아래쪽 끝이 용기 넥크링 내부의 목 부분 근처에 위치하도록 하는 것이 충분한 충수를 위해 적합하다. 왜냐하면 충수관의 아래쪽 끝이 너무 내려오면 그 만큼 물이 덜 차게 되고 충수관의 아래쪽 끝이 올라 가면 배압으로 충수가 잘 안될 수 있다. 상기 넥크링 밀착부는 상기 충수헤드의 본체와 분리 결합이 가능하도록 원통형 폴리우레탄 탄성부재와 조임 플랜지로 이루어지는 것이 바람직하다.
가스분리탱크는 배출밸브와 충수헤드의 유출구를 통해서 충수헤드와 연결되고 하단 인근에 물 배출구와 상부에 가스 배출구를 갖는다. 압력용기의 충수에 의하여 압력용기가 충수되면 압력용기의 잔류가스가 일부 물과 함께 충수관과 압력용기 넥크링의 이격을 거쳐 충수헤드 중심 공동부와 연통된 유출구를 통하여 가스분리탱크에 유입된다. 상기 가스분리탱크의 상부에 형성된 가스 배출구에는 바람직하게는 진공펌프가 연결되어 가스는 별도의 잔류가스 저장탱크로 이송된다. 가스분리탱크는 일정 수위를 유지하여 가스가 물 배출구로 유출되지 않게 하기 위하여 상기 물 배출구는 바람직하게는 역 "U" 관에 의하여 별도의 회수 물 탱크로 연결된다.
본 발명의 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치는 내압검사 전의 압력용기에서 미리 잔류가스를 제거하고 충수함으로써 가스사고를 방지하고 내압검사 단계의 충수시간을 줄여 내압검사를 효율적으로 할 수 있고 수조식 또는 비수조식 압력용기 내압검사 자동 시스템에 내압검사 전에 편입하여 일괄적인 자동화 시스템으로 사용하기 편리하다.
본 발명의 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치가 수조식 또는 비수조식 압력용기 내압검사 자동 시스템에 편입되어 내압검사 전에 적용되는 경우를 예를 들어 그 작동과 함께 설명한다.
도1과 도2를 참조하여 설명하면 본 발명의 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치는 크게 충수헤드(10), 충수헤드 승강부(20)와 가스분리탱크(30)로 이루어진다. 먼저 피검사 압력용기(40)가 이송되어 오면 압력용기(40)를 센터링 유니트(50)에 의하여 정위치 한 후에 충수헤드(10)가 고정된 이동 브라켓트(24)를 실린더(22) 하강 구동에 의하여 하강시키고 넥크링 밀착부(12)를 압력용기 넥크링(41)에 밀착시키고 충수관(2)을 피검사 압력용기의 넥크링(41)에 삽입시킨다. 충수밸브(4)와 배출밸브(7)를 개방하여 압력용기(40)에 충수관(2)의 하단 충수공(11)을 통하여 충수하고 잔류가스를 배출밸브(7)를 통하여 가스분리탱크(30)로 배출하고 충수 완료시에는 전기저항 측정센서(8)에 의하여 수위를 감지하여 충수밸브(4)와 배출밸브(7)를 폐쇄한 후 실린더(22)에 의하여 충수헤드(10)를 상승시키면 압력용기는 이송될 준비가 된다.
도2에 자세히 도시되어 있는 바와 같이, 충수밸브(4)가 개방되면 물은 충수관(2)을 따라 충수공(11)에서 압력용기(40)에 공급되고 압력용기가 물로 차오름에 따라 압력용기 내의 잔류가스는 압력용기 넥크링(41)와 충수관(2) 사이의 이격을 통하여 압력용기를 빠져나오고 충수헤드의 중심 공동부(3)를 거쳐 충수헤드(10)의 유출구(6)에 이른다. 충수헤드(10)의 유출구(6)와 연결된 배출밸브(7)를 단속하기 위하여 그 인근에 수위감지 센서(8)가 장착된다. 충수헤드(10)의 넥크링 밀착부(12)는 상기 충수헤드(10)의 본체와 분리 결합이 가능하도록 넥크링 밀착부(12)는 원통형 폴리우레탄 탄성부재를 조임 플랜지(13)로 고정하는 것이 바람직하다.
가스분리탱크(30)는 배출밸브(7)와 충수헤드의 유출구(6)를 통해서 충수헤드와 연결되고 하단 인근에 물 배출구(33)와 상부에 가스 배출구(32)를 갖는다. 상기 가스분리탱크의 상부에 형성된 가스 배출구(32)에는 진공펌프(36)가 연결되어 가스는 별도의 잔류가스 저장탱크(도시 안됨)로 이송된다. 가스분리탱크(30)는 일정 수위를 유지하여 가스가 물 배출구(33)로 유출되지 않게 하기 위하여 상기 물 배출구(33)는 역 "U"(34) 관에 의하여 별도의 회수 물 탱크(도시 안됨)로 연결된다.
도1은 본 발명의 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치의 개략 단면도이고
도2는 본 발명에서 충수헤드와 압력용기가 결합된 상태의 확대 단면도이고
도3은 본 발명의 가스분리탱크의 확대 단면도이다.

Claims (7)

  1. 가이드를 가진 포스트; 상기 포스트에 장착된 승하강 수단; 상기 승하강 수단에 의하여 상기 가이드를 따라 상하로 이동하는 이동 브라켓트; 중심 공동부를 갖는 몸체, 상기 중심 공동부와 연통되도록 상기 몸체에 연결되며 배출 밸브와 연결되는 유출구, 상기 배출 밸브 인근에 배치되어 수위를 감지하는 센서, 넥크링 밀착부와 충수 밸브를 통하여 충수 배관에 연결되며 상기 몸체에 고정되며 상기 중심 공동부 내로 연장되고 상기 넥크링 밀착부에 이격을 갖고 돌출되어 압력용기 넥크링에 이격을 갖고 삽입되는 충수관을 가지고 상기 이동 브라켓트에 고정되어 승하강하는 충수헤드;와 상기 배출 밸브를 통하여 연결되고 하단 인근에 물 배출구와 상부에 가스 배출구를 갖는 가스 분리탱크로 이루어지며 압력용기 내압검사 전에 사용되는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치는 수조식 또는 비수조식 압력용기 내압검사 자동 시스템의 내압검사 전 단계에 편입되는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치
  3. 제2항에 있어서, 상기 승하강 수단이 공기압 실린더인 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치
  4. 제3항에 있어서, 상기 가스 배출구에는 진공펌프가 연결되어 가스를 별도의 잔류가스 저장탱크로 이송하는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치
  5. 제4항에 있어서, 상기 물 배출구는 역 "U" 관에 의하여 별도의 회수 물 탱크로 연결되는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치
  6. 제5항에 있어서, 상기 수위를 감지하는 센서는 플로터리스 센서인 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치
  7. 제6항에 있어서, 상기 넥크링 밀착부는 상기 충수헤드의 본체와 분리 결합이 가능하도록 원통형 폴리우레탄 탄성부재와 조임 플랜지로 이루어지는 압력용기 충수 및 잔류가스 회수장치
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