KR100928521B1 - Automated apparatus for vaporizing and supplying liquified gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액화가스 자동 기화 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저장탱크로부터 액화가스를 적정 온도와 압력으로 기화 토출시키고, 인접 저장용기 사이의 액화가스 기화 속도를 균등하게 조절하여 저장용기의 동시 교체가 가능하게 하며, 저장탱크 가열히터의 교체가 용이하도록 구성된 액화가스 자동 기화 공급 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic liquefied gas supplying device, and more particularly, to liquefied gas from the storage tank at a suitable temperature and pressure, and to liquefied gas evaporation rate between adjacent storage containers to equally regulate the storage vessel. The present invention relates to a liquefied gas automatic vaporization supply device capable of simultaneous replacement and configured to facilitate replacement of a storage tank heating heater.
통상 반도체, LCD, LED, 쏠라셀 제조에 있어서, 공정 가스로서 NH3, HBr, HCl 등과 같은 가스가 사용된다. 이러한 공정 가스는 액화 상태로 대형 저장탱크에 충전 저장되었다가 히터에 의해 가열 기화되어 각 공정 사용처에 공급된다. Usually, in the manufacture of semiconductors, LCDs, LEDs, and cells, gases such as NH 3, HBr, HCl, and the like are used as process gases. This process gas is filled and stored in a large storage tank in a liquefied state, and is heated and vaporized by a heater and supplied to each process use place.
도 1 에는 종래 액화가스 기화 공급 장치의 구성도가 개략적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 공정 가스는 인접하는 2개의 저장탱크(10,10')에 액화 상태로 저장되어 있다. 공정 가스는 실시간 지속적으로 공정 사용처에 공급되어야 하기 때문에 용량이 매우 크고, 그에 따라 가스의 소모후 재충전을 위한 교체 작업이 매우 번거롭다. 이에, 실제 현장에서는 통상, 대형 저장탱크 2개를 서로 인접 배치함에 따라 저장탱크(10,10')의 교체 주기를 연장하고, 가스 소모후 인접하는 저장탱크(10,10')를 동시에 교체하는 방법을 취하고 있다. 1 is a schematic diagram of a conventional liquefied gas vaporization supply device. As shown, the process gas is stored in a liquefied state in two
이와 같이, 2개의 인접 저장탱크(10,10')로부터 기화되어 토출되는 공정 가스를 각 공정 사용처에 이송하기 위해, 도 1 에 도시된 바와 같이, 각 저장탱크(10,10')에는 토출관(40,40')이 연결되고, 상기 토출관(40,40')을 통하여 기화된 공정 가스가 토출된다. 상기 토출관(40,40')은 하나의 이송관(50)으로 수렴되고, 이송관(50)은 공정 사용처로 연결된다. 즉, 각 저장탱크(10,10')로부터 기화된 공정 가스는 토출관(40,40')을 통하여 독립적으로 토출된 후 하나의 이송관(50)에서 합쳐져서 공정 사용처에 공급되는 것이다. 한편, 상기 각 저장탱크(10,10')는 전원부가 내장되고 배기관(31,31')이 구비된 후드박스(30,30')에 결합되어 누출되는 공정 가스를 배기관(31,31')을 통하여 외부로 배출시킬 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 저장탱크(10,10')의 교체시 이동을 용이하게 하기 위해, 상기 저장탱크(10,10')의 하방에는 바퀴가 달린 이동용 대차(60,60')가 구비된다.Thus, in order to transfer the process gas vaporized and discharged from two
그런데, 이러한 종래의 장치에 따르면, 인접하는 양 저장탱크(10,10') 사이의 가열온도 차이 및 토출 압력의 차이에 따라, 액화가스의 기화 및 토출 속도가 서로 다르게 되어, 양 저장탱크(10,10')의 가스 소모량이 차이를 나타내게 된다. 이에 따라, 어느 한쪽 저장탱크의 공정 가스가 더 많이 소모되어, 저장탱 크(10,10')의 동시 교체가 불가능하게 되는 문제가 발생한다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 각 저장탱크(10,10')를 각각 저울(70,70')위에 올려놓고 작업자가 저울(70,70')에 디스플레이되는 무게를 체크하면서 수동으로 양 저장탱크(10,10')의 가열 온도를 조정하는 방법을 택하였다. However, according to the conventional apparatus, the vaporization and discharge rates of the liquefied gas are different from each other according to the difference in the heating temperature and the discharge pressure between the
그러나, 이러한 방법에 따르더라도, 작업자가 각 저울(70,70')로부터 감지된 무게를 보고 수동으로 온도조절을 수행하기 때문에 정밀한 온도 제어가 수행되지 못할 뿐만 아니라, 정밀하지 못한 온도 제어로 인해 기화된 가스의 토출 압력이 일정치 않아 공정 사용처에서의 가스 공급 압력의 변화가 매우 심한 단점이 존재하여 왔다. However, even with this method, precise temperature control is not only performed because the operator manually adjusts the temperature based on the weight detected from each
한편, 이러한 액화가스의 기화를 위해서는 각 저장탱크(10,10')를 가열하는 히터가 구비되어야 하는 바, 종래에는 도 1 에 도시된 바와 같이, 자켓히터(20,20')가 사용되었다. 상기 자켓히터(20,20')는 내부에 전열선이 내장된 매트형 히터로서 원통형인 저장탱크(10,10')의 외주면 둘레를 덮은 상태에서 밸트에 의해 고정 설치되어 저장탱크(10,10') 표면을 가열하도록 구성되며, 자켓처럼 저장탱크(10,10')에 입혀진다는 점 때문에 자켓히터라 호칭된다.Meanwhile, in order to vaporize the liquefied gas, a heater for heating each of the
그러나, 이러한 자켓히터(20,20')에 따르면, 가스가 소모되어 저장탱 크(10,10')를 교체하고자 하는 경우, 히터를 벗겨내고 새로 충전된 저장탱크를 설치한 후 다시 히터를 입히는 작업을 수행해야 하는데, 상기 자켓히터의 부피가 매우 크고, 무게도 약 40kg 정도로 매우 무겁기 때문에 작업자 혼자 히터 교체가 불가능할 뿐만 아니라, 자체 하중으로 인하여 히터가 하방으로 처지기 때문에 저장탱크 표면에 밀착되지 못하여 가열이 제대로 수행되지 못하는 문제점이 존재하였다. However, according to
그리고, 저장탱크 교체시, 작업자의 부주의로 인하여 히터를 탈착하지 않은채로 저장탱크를 이동시키게 되면 각종 케이블이 손상되며 방폭 구조가 손상됨에 따라 안전성이 저하되는 문제점이 발생하였다.In addition, when the storage tank is replaced, when the storage tank is moved without the heater being detached due to the carelessness of the operator, various cables are damaged and the explosion-proof structure is damaged.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 액화가스 기화 공급 장치의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 저장탱크로부터 액화가스를 적정 온도와 압력으로 기화 토출시키고, 인접 저장용기 사이의 액화가스 기화 속도를 균등하게 조절하여 저장용기의 동시 교체가 가능하게 하며, 저장탱크 가열 히터의 교체가 용이하도록 구성된 액화가스 자동 기화 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was devised to solve the problems of the conventional liquefied gas vaporization supply device as described above, and vaporized and discharged liquefied gas from a storage tank at an appropriate temperature and pressure, and equalizes the liquefied gas vaporization rate between adjacent storage containers. It is an object of the present invention to provide a liquefied gas automatic vaporization supply device that is configured to enable simultaneous replacement of a storage container and to facilitate replacement of a storage tank heating heater.
본 발명의 목적 및 장점들은 이하 더욱 상세히 설명될 것이며, 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타난 수단 및 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다. The objects and advantages of the present invention will be described in more detail below, and will be further embodied by the examples. Furthermore, the objects and advantages of the present invention can be realized by the means indicated in the claims and combinations thereof.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치는, 액화 공정 가스를 저장하는 서로 다른 2개의 저장탱크와; 상기 각 저장탱크 표면에 탈부착 가능하게 구성되며, 전원의 인가에 따라 저장탱크를 가열하는 가열히터와; 상기 각 저장탱크의 무게를 실시간으로 감지하여 전기신호로 출력하는 로드셀과; 상기 각 저장탱크로부터 기화된 공정 가스가 토출되는 토출관과; 상기 각 토출관으로부터 토출되는 기화된 공정 가스가 서로 합쳐져 공정 사용처로 이송되는 이송관과; 상기 각 로드셀로부터 출력된 무게 감지 신호를 상호 비교하여 차이가 발생하는 경우, 어느 하나의 저장탱크에 부착된 가열히터의 가열 온도를 조절하여 양 저장탱크의 무게가 균등하게 유지되도록 제어하는 제어부를 포함한다. The liquefied gas automatic vaporization supply apparatus according to the present invention for achieving the above object includes two different storage tanks for storing the liquefied process gas; A heating heater configured to be detachably attached to each of the storage tanks and to heat the storage tanks according to the application of power; A load cell which senses the weight of each storage tank in real time and outputs the electrical signal; A discharge tube through which the process gas vaporized from each of the storage tanks is discharged; A transfer tube in which vaporized process gases discharged from each discharge tube are combined with each other and transferred to a process destination; Comparing the weight detection signal output from each of the load cells when the difference occurs, by controlling the heating temperature of the heating heater attached to any one of the storage tank includes a control unit for controlling to maintain the weight of both storage tanks evenly do.
여기서, 상기 각 토출관에는 각 저장탱크로부터 토출되는 기화된 공정 가스의 압력을 감지하는 토출압력감지센서가 각각 구비되고, 상기 이송관에는 각 공정 사용처에 공급되는 공정 가스의 공급압력을 감지하는 공급압력감지센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 공급압력감지센서로부터 전달된 압력 감지 신호값을 미리 설정된 최적공급압력값과 비교하여 차이가 발생하는 경우 가열히터의 가열 온도를 조절하여 공정 가스의 공급압력이 최적공급압력으로 일정하게 유지되도록 제어한다. Here, each discharge pipe is provided with a discharge pressure sensor for sensing the pressure of the vaporized process gas discharged from each storage tank, the supply pipe for supplying a sensing pressure of the process gas supplied to each process destination A pressure sensor is provided, and the control unit compares the pressure detection signal value transmitted from the supply pressure sensor with a preset optimal supply pressure value and adjusts the heating temperature of the heating heater to adjust the supply pressure of the process gas. Control to keep constant at this optimum supply pressure.
그리고, 상기 제어부는 공정 가스의 공급압력이 최적공급압력 보다 낮은 경우, 각 토출압력감지센서로부터 전달된 압력 감지 신호값을 상호 비교하여, 토출압력이 더 낮은 저장탱크의 가열히터의 가열온도를 우선적으로 높이고, 공정 가스의 공급압력이 최적공급압력 보다 높은 경우, 토출압력이 더 높은 저장탱크의 가열히터의 가열온도를 우선적으로 낮추도록 제어한다. When the supply pressure of the process gas is lower than the optimum supply pressure, the controller compares the pressure sensing signal values transmitted from the respective discharge pressure sensing sensors to give priority to the heating temperature of the heating heater of the storage tank having the lower discharge pressure. When the supply pressure of the process gas is higher than the optimum supply pressure, the heating temperature of the heating heater of the storage tank having the higher discharge pressure is preferentially lowered.
또한, 상기 각 토출관에는 자동밸브가 각각 구비되고, 상기 제어부는 각 자동밸브로부터 전달된 압력 감지 신호값을 비교하여 차이가 발생하는 경우, 상기 자동밸브의 개도를 조절하여 각 저장탱크로부터 기화되는 공정가스의 토출 압력이 균등하게 유지되도록 제어한다. In addition, each of the discharge pipe is provided with an automatic valve, the control unit compares the pressure detection signal value transmitted from each automatic valve, if a difference occurs, by adjusting the opening degree of the automatic valve is vaporized from each storage tank The discharge pressure of the process gas is controlled to be maintained evenly.
여기서, 상기 가열히터는 유도가열 히터이며, 상기 제어부는 메인컨트롤러와, 상기 메인컨트롤러의 제어신호에 따라 가열히터에 공급되는 전원의 주파수를 조절하여 가열 온도를 조절하는 인버터를 포함한다. Here, the heating heater is an induction heating heater, the control unit includes a main controller and an inverter for controlling the heating temperature by adjusting the frequency of the power supplied to the heating heater according to the control signal of the main controller.
그리고, 상기 가열히터는 케이싱과; 상기 케이싱 내부에 구비되는 인덕션코일과; 상기 가열히터를 자력에 의해 저장탱크 표면에 탈착가능하게 부착하는 자석과; 상기 가열히터를 파지하기 위한 손잡이를 포함한다. And, the heating heater and the casing; An induction coil provided in the casing; A magnet detachably attaching the heating heater to the storage tank surface by a magnetic force; And a handle for holding the heating heater.
여기서, 상기 자석은 케이싱의 하부에 부착되는 고무자석이거나, 상기 케이 싱 내부에 내장되는 전자석인 것이 바람직하다. Here, the magnet is preferably a rubber magnet attached to the lower portion of the casing, or an electromagnet embedded in the casing.
상기 자석이 전자석인 경우, 상기 손잡이에는 전자석 코일로 전류를 공급 및 차단하기 위한 스위칭수단이 추가로 구비된다. When the magnet is an electromagnet, the handle is further provided with switching means for supplying and blocking current to the electromagnet coil.
여기서, 상기 스위칭수단은, 상기 가열히터의 손잡이 내측에 수평 설치되며, 상기 손잡이의 수직부 내측에 형성된 장홈을 따라 상하 이동가능한 스위칭레버와; 상기 스위칭레버의 단부에 상방으로 돌출 형성되는 지지돌기와; 일단이 상기 손잡이의 수평부 내부 상면에 지지되고, 타단이 상기 지지돌기에 탄력지지되는 탄성스프링과; 상기 손잡이의 수평부 내부 저면 좌우 양측에 형성되되, 어느 하나는 외부 전원과 연결되고, 다른 하나는 전자석 코일에 연결되는 고정접점과; 상기 지지돌기에 수평방향으로 관통 설치되어, 스위칭레버의 상하 이동에 따라 함께 이동되어 상기 고정접점에 온오프되는 가동접점을 포함한다. The switching means may include a switching lever horizontally installed inside the handle of the heating heater and vertically movable along a long groove formed inside the vertical part of the handle; A support protrusion protruding upward from an end of the switching lever; An elastic spring whose one end is supported on the inner upper surface of the horizontal portion of the handle and the other end is elastically supported by the support protrusion; A fixed contact point formed at both left and right sides of the inner bottom surface of the handle, one of which is connected to an external power source, and the other of which is connected to an electromagnet coil; It is installed through the support protrusion in the horizontal direction, and moves together with the vertical movement of the switching lever includes a movable contact on and off the fixed contact.
한편, 상기 스위칭수단은 푸시버튼 스위치일 수도 있다. On the other hand, the switching means may be a pushbutton switch.
그리고, 상기 케이싱의 하부 표면에는 가열히터가 저장탱크와 충돌에 의해 손상되는 것을 방지하기 위한 실리콘 재질의 완충패드가 부착되는 것이 바람직하다. In addition, the lower surface of the casing is preferably attached to a buffer pad made of silicon to prevent the heating heater from being damaged by a collision with the storage tank.
한편, 상기 액화가스 자동 기화 공급 장치는, 상기 각 저장탱크를 하방에서 이동가능하게 지지하는 대차와; 내부에 전원부 및 배기관이 설치되고, 상기 저장탱크가 연결되는 후드박스와; 누름식 리미트 스위치로서, 상기 후드박스의 일측면에 구비되어 상기 가열히터를 부착하는 경우 눌러져 온되고, 가열히터를 부착하지 않은 경우 오프되는 히터감지스위치와; 상기 후드박스의 전면 하측에 구비되어, 저장탱크가 후드박스에 연결된 경우 저장탱크를 하방에서 지지하는 대차의 단부가 접촉되어 눌러져 온되고, 대차가 이동되어 대차의 단부가 이탈되는 경우 오프되는 탱크감지스위치와; 상기 히터감지스위치 및 탱크감지스위치가 동시에 온되는 경우 경보를 발생시키는 경보수단을 더 포함한다. On the other hand, the liquefied gas automatic vaporization supply apparatus, the cart for supporting the respective storage tanks to be movable from below; A power box and an exhaust pipe installed inside the hood box to which the storage tank is connected; A push limit switch, comprising: a heater sensing switch provided on one side of the hood box and pressed when the heating heater is attached and turned off when the heating heater is not attached; It is provided on the front lower side of the hood box, when the storage tank is connected to the hood box, the end of the bogie to support the storage tank from below is pressed in contact, the tank is moved when the bogie is moved off the end of the bogie A switch; It further comprises an alarm means for generating an alarm when the heater detection switch and the tank detection switch is turned on at the same time.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 저장탱크로부터 액화가스를 적정 온도와 압력으로 기화 토출시키고, 인접 저장용기 사이의 액화가스 기화 속도를 균등하게 조절하여 저장용기의 동시 교체가 가능하게 하며, 저장탱크 가열히터의 교체가 용이하고, 가열히터를 제거하지 않고 저장탱크를 교체하고자 이동시키는 경우 경보가 울리도록 하여 각종 케이블 등 장비 손상을 방지할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다. According to the present invention as described above, by evaporating and discharging the liquefied gas from the storage tank at an appropriate temperature and pressure, by adjusting the liquefied gas vaporization rate between adjacent storage containers evenly, it is possible to simultaneously replace the storage container, storage tank It is easy to replace the heating heater, and if you move to replace the storage tank without removing the heating heater, an alarm will sound to have an excellent effect of preventing equipment damage such as various cables.
이하, 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치의 구체적인 구성을 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the specific configuration of the automatic liquefied gas supply device according to the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments and the accompanying drawings.
도 2 에는 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치의 구성이 개략적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치는, 종래 장치와 마찬가지로, 서로 인접하는 2개의 저장탱크(10,10')와, 각 저장탱크(10,10')에 부착되는 가열히터(200,200')와, 각 저장탱크(10,10')를 하방에서 이동가능하게 지지하는 대차(60,60')와, 상기 대차(60,60') 하부에 무게 감지를 위한 로드셀(80,80')을 포함하고, 여기에 추가적으로, 압력센서와 자동밸브(44,44',54)를 더 포함한다. 2 schematically shows the configuration of the liquefied gas automatic vaporization supply apparatus according to the present invention. As shown, the automatic liquefied gas supply apparatus according to the present invention, like the conventional apparatus, the two storage tanks (10, 10 ') adjacent to each other, and the heating is attached to each storage tank (10, 10')
이미 언급한 바와 같이, 상기 각 저장탱크(10,10')에는 기화된 공정 가스가 토출되는 토출관(40,40')이 각각 연결되고, 상기 각 토출관(40,40')은 하나의 이송관(50)으로 수렴되어, 각 저장탱크(10,10')로부터 각각 기화되어 토출되는 공정 가스를 함께 공정 사용처로 전달한다. As already mentioned, each of the
상기 가열히터(200,200')는 각 저장탱크(10,10')의 표면에 각각 부착되어 각 저장탱크(10,10')를 가열하는 히터로서, 내장되는 발열체의 종류에는 특별한 제한이 없으나, 유도가열 방식의 히터가 사용되는 것이 바람직하다. 유도가열이란 코일에 전류를 흘려줌에 따라 전자기유도 현상에 의해 코일에 인접한 도체에 소용돌이 전류가 발생하고, 이 소용돌이 전류에 의해 발생되는 줄열에 의해 도체가 가열되는 현상을 말한다. The
한편, 상기 가열히터(200,200')는 유도가열 히터로서, 내부에 가열 온도를 감지하기 위한 온도센서를 내장하며, 자석이 일체로 구비되어 금속제 저장탱크(10,10') 표면에 탈부착 가능하도록 구성되며, 전원의 인가에 따라 저장탱크(10,10')를 가열시킨다. 여기서, 상기 자석은 전자석(270,270')이거나 고무자석(230,230')일 수 있다.On the other hand, the heating heater (200,200 ') is an induction heating heater, a built-in temperature sensor for sensing the heating temperature therein, the magnet is integrally configured to be detachable on the surface of the metal storage tank (10, 10') The
도 3 에는 상기한 바와 같은 유도가열 현상을 이용한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가열히터의 구성도가 도시되고, 도 4 에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가열히터의 구성도가 도시되고, 도 5 에는 상기 가열히터의 전자석 작동을 위한 스위칭수단(300,300')의 구조 상세도가 도시되며, 도 6 에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위칭수단(300,300')의 구조 상세도가 도시된다. Figure 3 is a block diagram of a heating heater according to a preferred embodiment of the present invention using the induction heating as described above, Figure 4 is a block diagram of a heating heater according to another embodiment of the present invention 5 is a detailed structural diagram of the switching means 300 and 300 'for operating the electromagnet of the heating heater, and FIG. 6 is a detailed structural diagram of the switching means 300 and 300' according to another embodiment of the present invention. do.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 가열히터(200,200')는 케이싱(210,210'), 인덕션코일(220,220'), 영구자석, 그리고 손잡이(250,250')를 포함한다. As shown in FIG. 3, the
상기 케이싱(210,210')은 내부에 일정한 수용공간을 구비하고, 대체로 테프론 재질로 구성된 납작한 직육면체 함체로서, 내부에 각각 인덕션코일(220,220'), 그리고 히터내장온도센서(240,240')가 내장된다. The
인덕션코일(220,220')은 전류 공급에 따라 주변에 자기장을 형성시키며, 케이싱(210,210')의 내부에 동심원으로 그리면서 다수회 감겨진 상태로 배치된다. The
그리고, 상기 케이싱(210,210')에는 상기 인덕션코일(220,220')에 전류 공급을 위한 케이블 및 온도센서용 케이블을 접속할 수 있도록 커넥터(260,260')가 설치된다. The
상기 영구자석은 상기 가열히터(200,200')가 금속제 저장탱크(10,10') 표면에 자력에 의해 탈부착 가능하게 부착시키기 위한 것으로, 상기 케이싱(210,210')의 하부에 접착제 등에 의해 견고하게 부착된다. 상기 영구자석의 하부표면은 저장탱크(10,10')에 밀착 부착될 수 있도록, 도 3 에 도시된 바와 같이, 저장탱크(10,10')의 외주 표면 곡률에 상응하게 오목하게 만곡 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 영구자석은 케이싱(210,210')과의 접착이 용이하고, 충격에 의해 저장탱크(10,10')가 손상되는 것을 방지하기 위한 완충효과를 거둘 수 있도록 고무자석(230,230')이 사용되는 것이 바람직하다. The permanent magnet is to detachably attach the
추가적으로, 상기 외부 케이싱(210,210')의 상부면에는 작업자가 용이하게 파지할 수 있도록 손잡이(250,250')가 형성되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that handles 250 and 250 'are formed on the upper surfaces of the
이러한 구성을 통하여, 작업자는 손잡이(250,250')를 파지한 상태에서 가열 히터(200,200')를 저장탱크(10,10') 외주 표면에 부착하고, 인덕션코일(220,220')에 전류를 인가함에 따라 저장탱크(10,10') 표면을 가열하여 액화가스를 기화시킬 수 있게 되는 것이다. Through such a configuration, the worker attaches the
한편, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 가열히터(200,200')의 부착 및 탈착을 보다 용이하게 하기 위해, 영구자석 대신에 전자석(270,270')을 사용할 수도 있다. 도 4 에는 전자석(270,270')을 사용한 가열히터의 구성도가 도시된다. Meanwhile, according to another preferred embodiment of the present invention, in order to more easily attach and detach the
도 4 에 도시된 바와 같이, 전자석(270,270')을 이용한 가열히터(200,200')는, 케이싱(210,210') 내부에 전자석(270,270')이 구비된다. 상기 전자석(270,270')은 도체인 철심과, 상기 철심 외부에 권취된 코일로 구성되며, 도 4 에 도시된 바와 같이 케이싱(210,210')의 내부 좌우 양측에 1개씩 구비되는 것이 바람직하다. 상기 전자석(270,270')은 코일에 전류가 인가되는 경우 자성을 띠고 전류 인가가 중단되는 경우 자성을 잃도록 구성된다. 코일에의 전류 인가는 케이싱(210,210')에 구비된 커넥터(260,260')를 통하여 수행된다. As shown in FIG. 4, the
이와 같이, 본 실시예에서는 전자석(270,270')에 의해 저장탱크(10,10') 표면에 부착이 되므로, 케이싱(210,210') 하부에 별도의 고무자석(230,230')이 구비되지 않아도 되며, 상기 고무자석(230,230') 대신 저장탱크(10,10') 표면 손상을 방지하기 위한 실리콘 재질의 완충패드(280,280')가 부착되는 것이 바람직하다. As such, in the present embodiment, since it is attached to the surface of the
한편, 상기 전자석(270,270')에의 전류 인가는 외부 전원의 온오프에 의해 수행될 수 있는데, 본 실시예에서는 사용자의 편의를 위하여, 상기 가열히터(200,200')의 손잡이(250,250')에 전자석 코일로 전원을 공급 및 차단하는 스위칭수단(300,300')이 추가로 구비되는 것이 바람직하다. 도 4 에 이러한 스위칭수단(300,300')이 구비된 가열히터(200,200')의 외부 사시도가 도시되고, 도 5 에는 상기 스위칭수단(300,300')의 접접 구조가 도시된다. On the other hand, the application of current to the electromagnets (270, 270 ') may be performed by the on-off of the external power source, in the present embodiment, for the convenience of the user, the electromagnet coil on the handle (250, 250') of the heating heater (200, 200 ') It is preferable that the switching means (300,300 ') for supplying and blocking the power to the furnace is further provided. 4 is an external perspective view of the
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭수단(300,300')은 스위칭레버(310,310'), 탄성스프링(330,330'), 고정접점(340,340') 그리고 가동접점(350,350')을 포함한다. As shown in FIGS. 4 and 5, the switching means 300 and 300 ′ include switching
상기 스위칭레버(310,310')는 봉 또는 막대 형상으로 구성되어, 케이싱(210,210') 표면에 형성된 손잡이(250,250') 내측에 수평 설치됨에 따라, 사용자가 손잡이(250,250')를 파지한 상태에서 손가락으로 잡아당기면 상방으로 이동되면서 코일로의 전류 인가가 중단되고, 손을 놓으면 다시 원위치로 복귀되어 코일로 전류가 인가되도록 하는 부재이다. The switching levers 310 and 310 'have a rod or bar shape, and are horizontally installed inside the
상기 스위칭레버(310,310')의 상하 이동을 위해, 상기 손잡이(250,250')의 수직부 내측에는 각각 상기 스위칭레버(310,310')의 단부가 삽입된 상태에서 상하 이동될 수 있도록 장홈(252,252')이 형성되며, 상기 손잡이(250,250')의 수평부 말단 내측에는 상방으로 이동된 스위칭레버(310,310')를 다시 하방으로 복귀시키는 탄성스프링(330,330')이 설치된다. 상기 탄성스프링(330,330')의 일단은 상기 손잡이(250,250')의 수평부 내부 상면에 지지되고, 타단은 도 5 에 도시된 바와 같이 스위칭레버(310,310')의 단부에 상방으로 돌출 형성되는 지지돌기(320,320')에 탄력 지지된다. In order to vertically move the switching levers 310 and 310 ', the
그리고, 상기 스위칭레버(310,310')의 상하 이동에 따라 전자석 코일로의 전류 인가 및 차단을 위해, 상기 손잡이(250,250')의 수평부 내부 저면 좌우 양측에는 2개의 고정접점(340,340')이 형성된다. 상기 고정접점(340,340') 중 어느 한 접점은 외부 전원과 연결된 컨넥터와 전선에 의해 전기적으로 연결되고, 나머지 다른 접점은 전자석(270,270')의 코일에 연결된다. In addition, two fixed
한편, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭레버(310,310')의 말단에 구비된 지지돌기(320,320')의 상부에는 가동접점(350,350')이 수평방향으로 관통 설치된다. 상기 가동접점(350,350')은 스위칭레버(310,310')의 상하 이동시 함께 이동되어 상기 2개의 고정접점(340,340')에 동시에 붙었다 떨어졌다 하면서 전자석 코일로 전류를 인가 또는 차단한다. On the other hand, as shown in Figure 5, the
이러한 구성을 통하여, 최초 컨넥터에 전원 케이블이 연결되면, 탄성스프링(330,330')에 의해 스위칭레버(310,310')가 하방으로 이동된 상태에 있게 되며, 이에 따라 가동접점(350,350')도 하방으로 이동되어 양측의 고정접점(340,340')에 붙게되므로 전자석 코일로 전류가 인가되어 전자석(270,270')이 자성을 띠게 된다. 전자석(270,270')이 자성을 띠게 되므로 사용자는 저장탱크(10,10') 표면에 가열히터(200,200')를 용이하게 부착할 수 있다. Through this configuration, when the power cable is connected to the first connector, the switching
한편, 가열히터(200,200')를 교체하고자 하는 경우에는, 사용자가 가열히터(200,200')의 손잡이(250,250')를 파지한 상태에서 손가락으로 스위칭레버(310,310')를 상방으로 잡아당기면 탄성스프링(330,330')이 수축되면서 스위칭레버(310,310')가 상승하고, 이에 따라, 가동접점(350,350')도 함께 상승하면서 고정접점(340,340')으로부터 떨어지게 된다. 가동접점(350,350')이 고정접점(340,340')에서 떨어지게 되므로 전류는 더 이상 전자석 코일로 인가되지 못하여 전자석(270,270')은 자성을 잃게 되어 가열히터(200,200')가 저장탱크(10,10')로부터 손쉽게 탈착되는 것이다. On the other hand, if you want to replace the heating heater (200,200 '), the user pulls the switching lever (310, 310') upward with the finger in the state holding the handle (250,250 ') of the heating heater (200,200') elastic spring ( As the 330 and 330 'are contracted, the switching
이와 같이, 상기 스위칭수단(300,300')은 보조 손잡이(250,250') 형태의 스위칭레버(310,310')로 구성될 수도 있으나, 도 6 에 도시된 바와 같이, 일반적인 전원 온오프용 푸시버튼 스위치(360,360') 또는 슬라이딩 방식 스위치가 사용되어도 무방하다 할 것이다. As described above, the switching means 300 and 300 'may be configured as switching
다시 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화장치는 각 저장탱크(10,10')로부터 각 토출관(40,40')을 통해 토출되는 기화된 공정 가스의 압력을 감지하는 토출압력감지센서(42,42'), 상기 각 토출관(40,40')의 토출압력감지센서(42,42') 후단 및 이송관(50)에 설치되어 후술하는 제어부(100)의 제어에 따라 개도가 조정되는 자동밸브(44,44',54), 그리고 상기 이송관(50)을 통하여 이송되는 기화된 공정 가스의 공급압력을 감지하는 공급압력감지센서(52)를 포함한다. 또한, 상기 각 저장탱크(10,10')의 상부 표면에는 저장탱크(10,10')의 표면 온도를 감지하는 탱크표면온도센서(12,12')가 각각 구비된다.Referring back to FIG. 2, the automatic liquefied gas evaporation apparatus according to the present invention detects the pressure of the vaporized process gas discharged from each of the
아울러, 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치는 가열히터(200,200')를 장착한 상태에서 저장탱크(10,10') 교체를 위해 대차(60,60')를 이동시키는 경우 각종 케이블 손상을 방지하기 위한 안전수단이 구비되는 것이 바람직하다. 도 7 에는 이러한 안전수단의 예가 개략적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 안전수단은 후드박스(30,30')에 구비된다. In addition, the automatic liquefied gas supply device according to the present invention, when moving the bogie (60, 60 ') for the replacement of the storage tank (10, 10') in the state equipped with the heating heater (200,200 ') various cable damage It is preferable to provide safety means for preventing. 7 schematically shows an example of such safety measures. As shown, the safety means are provided in the hood boxes (30, 30 ').
이미 언급한 바와 같이, 상기 후드박스(30,30')에는 배기관(31,31')이 구비되고, 내부에는 가열히터(200,200') 및 각종 센서의 동작 전원을 공급하는 전원부(400)가 구비된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 가열히터(200,200')와 탱크표면온도센서(12,12')는 케이블의 의해 상기 후드박스(30,30')의 전원부(400)와 연결되어 있다. 이 경우, 가열히터(200,200')와 탱크표면온도센서(12,12')를 저장탱크(10,10')에 부착한 상태에서 저장탱크(10,10') 교체를 위해 대차(60,60')를 이동시키면 케이블 손상이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 안전수단이 구비되는 것이다. 상기 안전수단은 도 7 에 도시된 바와 같이 히터감지스위치(34,34')와 탱크감지스위치(32,32')를 포함한다. As already mentioned, the
상기 히터감지스위치(34,34')는 누름식 리미트 스위치로서, 도 7 의 (a)에 도시된 바와 같이, 후드박스(30,30')의 일측면에 가열히터(200,200')의 부착위치가 표시되고, 도 7 의 (b)에 도시된 바와 같이, 그 부착위치에 가열히터(200,200')를 부착하는 경우 눌러져 온되고, 가열히터(200,200')를 부착하지 않은 경우 오프되도록 구성된다. The heater detection switches 34 and 34 'are push limit switches, and as shown in FIG. 7 (a), attachment positions of the
상기 탱크감지스위치(32,32')는 누름식 리미트 스위치로서, 도 7 의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 후드박스(30,30')의 전면 하측에 구비되어, 저장탱크(10,10')가 후드박스(30,30')에 연결된 경우, 저장탱크(10,10')를 하방에서 지지하는 대차(60,60')의 단부가 접촉되어 눌러져 온되고, 대차(60,60')가 이동되어 대차(60,60')의 단부가 이탈되는 경우 오프되도록 구성된다. 그리고, 상기 탱크감지스위치(32,32')는 대차(60,60')와의 접촉시 충돌에 의한 손상을 방지하기 위해 완충역할을 할 수 있도록 외부가 고무재질로 커버된 고무판 리미트 스위치로 구성되는 것이 바람직하다.The tank detection switches 32 and 32 'are push limit switches, and are provided on the lower side of the front of the
이러한 구성을 통하여, 저장탱크(10,10') 교체시 가열히터(200,200')를 저장탱크(10,10')로부터 제거하지 않은 상태에서 대차(60,60')를 이동시키면, 탱크감지스위치(32,32')와 히터감지스위치(34,34')가 모두 온되어 부저 또는 경고등으로 구성되는 경보수단(36,36')이 작동하게 되므로, 더 이상 대차(60,60')의 이동이 방지됨에 따라 케이블 손상을 막을 수 있게 되는 것이다. Through this configuration, when the
도 8 에는 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치의 제어 계통도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치의 전체 작동은 메인컨트롤러(110)에 의해 제어되고, 가열히터(200,200')의 가열 온도는 인버터(120)에 의해 자동 제어된다. 이하에서는 도 2 와 도 8을 참조로 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치의 작동 관계에 대하여 설명한다. 8 is a control system diagram of the liquefied gas automatic vaporization supply apparatus according to the present invention. As shown, the entire operation of the liquefied gas automatic vaporization supply apparatus according to the present invention is controlled by the
최초, 각 저장탱크(10,10')가 액화가스로 완충되고 가열히터(200,200')에 전원이 공급되어 가열이 시작된다. 가열이 진행되면서 액화가스는 기화되어 각 토출관(40,40')을 통하여 토출되고 이송관(50)에서 수렴하여 공정 사용처로 이송된다. Initially, each of the
액화가스가 지속적으로 기화됨에 따라, 각 저장탱크(10,10')의 무게는 점차 줄어들게 되고, 로드셀(80,80')은 각 저장탱크(10,10')의 무게를 실시간으로 감지하여 4 내지 20 mA 또는 0 내지 10 V의 전기신호로 출력하여 제어부(100)에 전송한 다. 상기 제어부(100)에서는 각 로드셀(80,80')로부터 전송된 무게 감지 신호를 상호 비교하여 차이가 발생하는 경우, 어느 하나의 저장탱크에 부착된 가열히터의 가열 온도를 조절하여 양 저장탱크(10,10')의 무게를 균등하게 유지시킨다. 예컨대, 무게가 더 무거운 저장탱크에 부착된 가열히터의 가열 온도를 양 저장탱크(10,10')의 무게가 같아질 때 까지 상승시킨다. As the liquefied gas is continuously vaporized, the weight of each
상기 가열히터(200,200')가 일반 전열 히터인 경우에는 상기 제어부(100)가 메인컨트롤러(110)로 구성되는데, 상기 가열히터(200,200')가 유도가열 히터인 경우, 상기 제어부(100)는 메인컨트롤러(110)와 인버터(120)를 포함한다. 상기 메인컨트롤러(110)는 각종 센서로부터 감지된 신호의 비교 연산과, 자동밸브 및 가열히터(200,200') 등의 작동을 위한 제어신호를 출력하고, 상기 인버터(120)는 메인컨트롤러(110)의 제어신호에 따라 전원의 주파수를 조정하여 가열히터(200,200')의 가열온도를 조정한다. 이하에서는 특히 가열히터(200,200')가 유도가열 히터인 경우를 예로 들어 설명한다.When the
상기 제어부(100)의 메인컨트롤러(110)에서 각 저장탱크(10,10')의 무게를 비교한 결과 어느 하나의 저장탱크 무게가 더 무거운 경우, 메인컨트롤러(110)는 특정 저장탱크의 온도를 높이도록 인버터(120)에 제어신호를 전송하고, 상기 인버터(120)는 메인컨트롤러(110)의 제어신호에 따라, 온도를 높여야 할 저장탱크에 부착된 가열히터로 공급되는 전원을 정류한 후 직류로 변환하여 평활한 뒤, 다시 교 류로 변환하는 과정에서 주파수를 조정하여 해당 가열히터의 가열 온도를 높이는 것이다. 가열히터(200,200')의 가열온도는 각 가열히터(200,200')에 구비된 히터내장온도센서(240,240')에 의해 감지되어 실시간으로 제어부(100)에 전달된 후 인버터(120)로 다시 피드백된다. As a result of comparing the weights of the
이와 같이, 로드셀(80,80')과 인버터(120)를 이용하여 저장탱크(10,10')의 무게를 기반으로 가열온도를 제어함으로써, 양 저장탱크(10,10')에서의 기화 속도를 균등하게 조절하여, 양 저장탱크(10,10')를 동시에 교체 가능하도록 제어한다.As such, by controlling the heating temperature based on the weight of the
이와 동시에, 상기 각 토출압력감지센서(42,42')는 각 저장탱크(10,10')로부터 토출되는 기화된 공정 가스의 토출압력을 감지하여 제어부(100)로 전송하고, 공급압력감지센서(52)는 이송관(50)을 통하여 각 공정 사용처에 공급되는 공정 가스의 공급압력을 감지하여 제어부(100)로 전송한다. At the same time, each of the
이 경우, 상기 제어부(100)는 공급압력감지센서(52)로부터 전달된 압력 감지 신호값(이하, '공급압력값'이라 칭함)을 미리 설정된 최적공급압력값과 비교하여 차이가 발생하는 경우 가열히터(200,200')의 가열 온도를 조절하여 공급압력을 최적공급압력으로 일정하게 유지시킨다. 예컨대, 공급압력값이 최적공급압력값 보다 작은 경우 메인컨트롤러(110)가 인버터(120)에 각 저장탱크(10,10')의 온도를 높이도록 제어신호를 전송하고, 인버터(120)는 주파수 조정을 통하여 각 저장탱 크(10,10')의 가열히터(200,200')의 가열온도를 높여준다. 상기 공급압력값이 최적공급압력값 보다 큰 경우에는 인버터(120)에서 주파수를 조정하여 각 저장탱크(10,10')의 가열히터(200,200')의 가열 온도를 낮추어주도록 제어한다. In this case, the
이 때, 상기 제어부(100)는 공급압력값을 높이고자 하는 경우 각 토출압력감지센서(42,42')로부터 전달된 압력 감지 신호값을 상호 비교하여, 압력이 더 낮은 저장탱크의 가열히터의 온도를 우선적으로 높여주고, 공급 압력값을 낮추고자 하는 경우 압력이 더 높은 저장탱크의 가열히터의 온도를 우선적으로 낮추어 각 저장탱크(10,10')의 기화 속도를 최대한 균등하게 조절하는 것이 바람직하다. At this time, the
이와 같은 구성을 통하여, 공정 사용처에서 공정 가스 사용량이 많아 공급압력이 낮아질 때는 기화량을 낮추고, 가스 사용량이 줄어들어 공급압력이 높아질 때는 기화량을 높여 실시간 일정한 압력으로 공정 가스의 공급이 가능하다. Through such a configuration, the process gas can be supplied at a constant pressure in real time by lowering the amount of vaporization when the supply pressure is low due to the large amount of process gas used in the process using place, and increasing the amount of vaporization when the supply pressure is increased due to the decrease in the amount of gas used.
또한, 제어부(100)는 공급압력감지센서(52)로부터 전달된 압력 감지 신호값이 미리 설정된 최적공급압력값과 차이가 발생하는 경우 각 자동밸브(44,44',54)의 개도를 조절함에 따라 공급압력을 일정하게 유지할 수도 있다. 그리고, 상기 제어부(100)는 각 토출압력감지센서(42,42')로부터 전달된 압력 감지 신호값을 비교하여 차이가 발생하는 경우 각 토출관(40,40')에 설치된 자동밸브(44,44')의 개도를 조절하여 각 저장탱크(10,10')로부터 기화되는 공정가스의 토출 압력을 균등하게 유지시키는 것이 바람직하다. In addition, the
그리고, 각 저장탱크(10,10')에 부착된 탱크표면온도센서(12,12')는 저장탱크(10,10') 표면의 온도를 실시간으로 감지하여 온도 감지 신호를 제어부(100)로 전송하고, 제어부(100)의 마이크로컨트롤러는 상기 온도 감지 신호를 안전법규상 지정된 온도상한값과 비교하여, 저장탱크(10,10') 표면의 온도가 온도상한값에 도달하는 경우 경보수단(36,36')에서 경보가 울리도록 제어하며, 이와 동시에 인버터(120)에 제어신호를 전송하여 가열히터(200,200')로 공급되는 전원을 차단함에 따라 가열을 중단하도록 한다. In addition, the tank
한편, 각 저장탱크(10,10')의 공정 가스가 모두 기화되어 완충된 저장탱크로 교체하기 위해 대차(60,60')를 이동시키는 경우, 가열히터(200,200')를 저장탱크(10,10')로부터 제거하지 않은 상태에서 대차(60,60')를 이동시키면, 탱크감지스위치(32,32')와 히터감지스위치(34,34')가 모두 온되어 제어부(100)로 전기신호가 전달되고, 제어부(100)는 경보수단(36,36')을 제어하여 경보를 울리도록 하여 각종 케이블ㄹ 손상을 방지할 수 있게 된다. On the other hand, when the
지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다. So far, the present invention has been described in detail with reference to embodiments of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited thereto, and the present invention is intended to include practically equivalent ranges.
도 1 은 종래 액화가스 기화 공급 장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a conventional liquefied gas vaporization supply device,
도 2 는 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치의 구성도,2 is a configuration diagram of a liquefied gas automatic vaporization supply apparatus according to the present invention,
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가열히터의 구성도,3 is a block diagram of a heating heater according to an embodiment of the present invention,
도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가열히터의 구성도,4 is a configuration diagram of a heating heater according to another embodiment of the present invention;
도 5 는 상기 가열히터의 전자석 작동을 위한 스위칭수단의 구조도,5 is a structural diagram of a switching means for operating an electromagnet of the heating heater;
도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위칭수단의 구조도,6 is a structural diagram of a switching means according to another embodiment of the present invention;
도 7 은 안전수단이 구비된 액화가스 자동 기화 공급 장치의 개략도,7 is a schematic diagram of a liquefied gas automatic vaporization supply device equipped with safety means,
도 8 은 본 발명에 따른 액화가스 자동 기화 공급 장치의 제어 계통도이다. 8 is a control system diagram of a liquefied gas automatic vaporization supply apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,10' : 저장탱크 12,12' : 탱크표면온도센서10,10 ':
20,20' : 자켓히터 30,30' : 후드박스20,20 ':
32,32' : 탱크감지스위치 34,34' : 히터감지스위치32,32 ':
36,36' : 경보수단 40,40' : 토출관36,36 ': Alarm means 40,40': Discharge tube
42,42' : 토출압력감지센서 50 : 이송관42,42 ': discharge pressure sensor 50: feed pipe
52 : 공급압력감지센서 44,44',54 : 자동밸브 60,60' : 대차 70,70' : 저울52:
80,80' : 로드셀 100 : 제어부80,80 ': load cell 100: control unit
110 : 메인컨트롤러 120 : 인버터110: main controller 120: inverter
200,200' : 가열히터 210,210' : 케이싱200,200 ': Heating heater 210,210': Casing
220,220' : 인덕션코일 230,230' : 고무자석220,220 ': Induction coil 230,230': Rubber magnet
240,240' : 히터내장온도센서 250,250' : 손잡이240,240 ': Heater built-in temperature sensor 250,250': Handle
252,252' : 장홈 260,260' : 커넥터252,252 ': Long groove 260,260': Connector
270,270' : 전자석 280,280' : 완충패드270,270 ': Electromagnet 280,280': Buffer pad
300,300' : 스위칭수단 310,310' : 스위칭레버300,300 ': switching means 310,310': switching lever
320,320' : 지지돌기 330,330' : 탄성스프링320,320 ': Supporting protrusion 330,330': Elastic spring
340,340' : 고정접점 350,350' : 가동접점340,340 ': Fixed contact 350,350': Movable contact
360,360' : 푸시버튼 스위치 400 : 전원부360,360 ': Pushbutton switch 400: Power part
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