KR101183214B1 - Atmospheric vaporizer assembly - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체질소를 기화시키는 대기식 기화장치에 관한 것이다. 대기식 기화장치는 요구되는 조건에 맞춘 가열기체질소를 발사체에 공급하기 위하여, 액체질소 저장탱크로부터 공급되는 액체질소를 기체질소로 기화시켜 전열식 가열기에 전달하는 대기식 기화장치로서, 대기식 기화기, 그리고 상기 액체질소가 공급되는 상기 대기식 기화기의 전단에 설치되는 밸브를 각각 구비하는 복수의 대기식 기화기 세트를 포함하고, 상기 복수의 대기식 기화기 세트는 병렬로 배치되며, 상기 각각의 밸브는 상기 대응되는 대기식 기화기가 상기 액체질소를 기화시키는 기화효율의 변화에 따라 번갈아 열린다. 본 발명에 의하면, 대기식 기화기의 성능 저하로 인해 기체질소가 온도조건 등의 요구되는 조건으로부터 이탈되는 것을 방지하여 발사체에 최종적으로 공급되는 기체질소에 대한 요구조건을 보다 긴 시간적 여유를 갖고 만족시킬 수 있고, 이에 따라 발사장의 안정적인 운용이 가능해진다.The present invention relates to an atmospheric vaporization apparatus for vaporizing liquid nitrogen. The atmospheric vaporizer is an atmospheric vaporizer that vaporizes liquid nitrogen supplied from a liquid nitrogen storage tank with gaseous nitrogen and delivers it to an electrothermal heater, in order to supply heating gas nitrogen to a projectile according to a required condition. And a plurality of atmospheric vaporizer sets each having a valve installed at a front end of the atmospheric vaporizer supplied with the liquid nitrogen, wherein the plurality of atmospheric vaporizer sets are arranged in parallel, and each of the valves The corresponding atmospheric vaporizer alternates with the change in vaporization efficiency for vaporizing the liquid nitrogen. According to the present invention, the gaseous nitrogen is prevented from being departed from the required conditions such as the temperature condition due to the deterioration of the atmospheric vaporizer to satisfy the requirements for the gaseous nitrogen finally supplied to the projectile with a longer time margin. This allows stable operation of the launch site.

Figure R1020100110555
Figure R1020100110555

Description

대기식 기화장치{Atmospheric vaporizer assembly}Atmospheric vaporizer assembly

본 발명은 액체질소를 기화시키는 대기식 기화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric vaporization apparatus for vaporizing liquid nitrogen.

발사체의 발사에 이용되는 저압의 기체질소는 발사체 내부 공간의 퍼지(purge)를 위해 사용된다. 발사체의 안정적인 보호를 위해서는 상당한 양의 기체질소가 발사 몇 십분 전부터 지속적으로 발사체에 공급되어야 하며, 이러한 기체질소는 규정된 시간 동안 매우 엄격한 압력, 유량, 온도조건 등을 만족하여야 한다.The low pressure gaseous nitrogen used to launch the projectile is used to purge the space inside the projectile. For reliable protection of the projectile, a significant amount of gaseous nitrogen must be supplied continuously to the projectile several ten minutes before launch, and this gaseous nitrogen must meet very stringent pressure, flow and temperature conditions for a specified time.

기체 상태의 질소는 액체 상태의 질소보다 대기압 기준으로 800배나 부피가 크기 때문에, 요구되는 양의 기체질소를 기체 상태로 보관하기 위해서는 엄청나게 많은 고압 저장용기가 필요하게 된다. 이러한 수고를 덜기 위해 밀도가 큰 액체질소를 바로 기화시켜 공급함으로써 발사대를 효율적으로 운영할 수 있다.Since gaseous nitrogen is 800 times larger in volume at atmospheric pressure than liquid nitrogen, an enormous amount of high pressure storage containers are required to store the required amount of gaseous nitrogen in the gaseous state. To reduce this effort, the dense liquid nitrogen can be directly vaporized and supplied to operate the launch pad efficiently.

액체질소를 기화시키기 위해서는 기화기가 필요한데, 액체질소를 전열식 가열기(전열식 기화기)로만 기화시키기 위해서는 많은 전력 소모가 발생한다. 발사체의 발사 시에는 다른 시스템들에서도 많은 전력 소모가 발생하기 때문에, 액체질소를 전열식 가열기만으로 목표 온도까지 승온시키는 방법은 비효율적이며 위험 부담이 있다. 이에 따라, 1차적으로 대기식 기화기를 이용하여 액체질소를 기화시킨 후, 2차적으로 전열식 가열기를 이용하여 발사체에서 요구하는 매우 정밀한 온도 조건 범위로 기체질소를 승온시켜 최종적인 가열기체질소를 발사체에 공급한다.A vaporizer is required to vaporize the liquid nitrogen, and a lot of power consumption occurs in order to vaporize the liquid nitrogen only with an electrothermal heater (electrothermal vaporizer). Since launching the projectile consumes a lot of power in other systems, raising the liquid nitrogen to the target temperature with an electrothermal heater alone is inefficient and risky. Accordingly, after first vaporizing liquid nitrogen using an atmospheric vaporizer, the second gas is heated to a very precise temperature range required by the projectile by using an electrothermal heater, and the final heating gas nitrogen is released. To feed.

즉, 기체질소가 발사체에 공급되는 과정을 간략히 정리해보면, 우선 액체질소 저장탱크에 저장된 액체질소를 대기식 기화기를 거쳐 기화시킨 후, 전열식 가열기를 통해 기화된 기체질소의 온도조건을 엄격하게 맞추어 우주발사체에 공급한다.In other words, the process of supplying gas nitrogen to the projectile is briefly summarized. First, the liquid nitrogen stored in the liquid nitrogen storage tank is vaporized through an atmospheric vaporizer, and then the temperature condition of the vaporized gas nitrogen is strictly adjusted through an electrothermal heater. Supply to space launch vehicles.

대기식 기화기는 특성상 온도, 습도 등의 날씨조건에 따라 기화 효율이 달라진다. 특히 대기식 기화기의 표면에 생성되는 성에가 어느 정도 시간이 지나면 얼음이 되면서 기화효율이 급격히 떨어져, 액체질소를 기화하지 못하는 상황이 발생하게 된다. 또한, 대기식 기화기 후단에 설치되어 있는 전열식 기화기는 용량이 정해져 있어, 대기식 기화기를 거친 질소가 소정의 온도 이하로 떨어지게 되면 전열식 가열기는 질소를 실제 발사체에 공급되어야 하는 목표 온도까지 승온시키지 못하게 될 수 있다.Atmospheric vaporizers have different vaporization efficiency depending on weather conditions such as temperature and humidity. In particular, when the frost generated on the surface of the atmospheric vaporizer evaporates for some time, the ice becomes rapidly evaporated, and the vaporization efficiency drops rapidly, resulting in a situation in which liquid nitrogen cannot be vaporized. In addition, the electrothermal vaporizer installed at the rear of the atmospheric vaporizer has a fixed capacity. When the nitrogen passing through the atmospheric vaporizer falls below a predetermined temperature, the electrothermal heater does not raise the nitrogen to a target temperature that must be supplied to the actual projectile. It can be impossible.

대기식 기화기의 용량을 늘려 이러한 문제를 해결하고자 할 수도 있겠으나, 자동밸브가 오픈되어 대기식 기화기로 액체질소가 공급된 후에 전열식 가열기 후단의 온도센서가 목표 온도까지 도달하는 시간도 소정의 시간 이내로 규정되어 있어서, 대기식 기화기의 용량을 크게 하는 방법에도 제한이 따르게 된다.It may be possible to solve this problem by increasing the capacity of the atmospheric vaporizer, but it is also a predetermined time for the temperature sensor at the rear of the electric heater to reach the target temperature after the automatic valve is opened and liquid nitrogen is supplied to the atmospheric vaporizer. Since it is prescribed within the scope of the present invention, the method of increasing the capacity of the atmospheric vaporizer is also limited.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발사체의 발사에 필요한 기체질소가 높은 신뢰도 및 안정성을 갖고 발사체에 공급되도록 하는 대기식 기화장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems as described above, the problem to be solved by the present invention is to provide an atmospheric vaporization apparatus that is supplied to the projectile gas nitrogen required for the launch of the projectile with high reliability and stability. will be.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 대기식 기화장치는, 요구되는 조건에 맞춘 가열기체질소를 발사체에 공급하기 위하여, 액체질소 저장탱크로부터 공급되는 액체질소를 기체질소로 기화시켜 전열식 가열기에 전달하는 대기식 기화장치로서, 대기식 기화기, 및 상기 액체질소가 공급되는 상기 대기식 기화기의 전단에 설치되는 밸브를 각각 구비하는 복수 개의 대기식 기화기 세트를 포함하고, 상기 복수 개의 대기식 기화기 세트는 병렬로 배치되며, 상기 복수 개의 대기식 기화기 세트에 각각 구비된 상기 밸브는, 대응되는 상기 대기식 기화기가 상기 액체질소를 기화시키는 기화효율의 변화에 따라 번갈아 열린다. The atmospheric vaporization apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is to vaporize the liquid nitrogen supplied from the liquid nitrogen storage tank with gaseous nitrogen in order to supply the heating gas nitrogen according to the required conditions to the projectile. An atmospheric vaporizer, which includes a plurality of atmospheric vaporizer sets each having an atmospheric vaporizer and a valve installed at a front end of the atmospheric vaporizer to which the liquid nitrogen is supplied. The two atmospheric vaporizer sets are arranged in parallel, and the valves respectively provided in the plurality of atmospheric vaporizer sets are alternately opened in accordance with the change in vaporization efficiency in which the corresponding atmospheric vaporizer vaporizes the liquid nitrogen.

상기 복수 개의 대기식 기화기 세트에 각각 구비된 상기 밸브 중, 상기 기화효율이 미리 정해진 기화효율보다 떨어진 대기식 기화기에 대응되는 밸브는 닫히고 다른 밸브가 열린다.Of the valves provided in each of the plurality of atmospheric vaporizer sets, the valve corresponding to the atmospheric vaporizer whose vaporization efficiency is lower than a predetermined vaporization efficiency is closed and another valve is opened.

상기 미리 정해진 기화효율은 상기 전열식 가열기가 전달받은 상기 기체질소를 승온시켜 상기 요구되는 조건에 맞춘 가열기체질소를 상기 발사체에 공급할 수 있는 기화효율일 수 있다.The predetermined vaporization efficiency may be a vaporization efficiency capable of heating the gas nitrogen received by the electrothermal heater and supplying heating gas nitrogen to the projectile according to the required condition.

상기 요구되는 조건은 온도조건, 압력조건, 및 유량조건을 포함할 수 있다.The required conditions may include temperature conditions, pressure conditions, and flow rate conditions.

본 발명의 한 실시예에 따른 대기식 기화장치는 상기 기화효율의 변화를 감지하도록 온도센서, 압력센서, 그리고 유량계를 구비하는 센서부를 더 포함할 수 있다.Atmospheric vaporization apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a sensor unit having a temperature sensor, a pressure sensor, and a flow meter to detect the change in the vaporization efficiency.

상기 온도센서는 상기 복수의 대기식 기화기 세트와 상기 전열식 가열기의 사이에 배치되는 제1 온도센서, 그리고 상기 전열식 가열기와 상기 발사체의 사이에 배치되는 제2 온도센서를 포함할 수 있다.The temperature sensor may include a first temperature sensor disposed between the plurality of atmospheric vaporizer sets and the electrothermal heater, and a second temperature sensor disposed between the electrothermal heater and the projectile.

본 발명의 한 실시예에 따른 대기식 기화장치는 상기 복수의 대기식 기화기 세트를 연결하는 배관을 더 포함할 수 있다.Atmospheric vaporizer according to an embodiment of the present invention may further include a pipe for connecting the plurality of atmospheric vaporizer set.

상기 복수의 대기식 기화기 세트는 제1 대기식 기화기 세트, 그리고 제2 대기식 기화기 세트이고, 상기 제1 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율이 떨어지면, 상기 제1 대기식 기화기 세트의 밸브는 닫히고 상기 제2 대기식 기화기 세트의 밸브가 열리며, 상기 제2 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율이 떨어지면, 상기 제2 대기식 기화기 세트의 밸브는 닫히고 상기 제1 대기식 기화기 세트의 밸브가 열릴 수 있다.The plurality of atmospheric vaporizer sets are the first atmospheric vaporizer set and the second atmospheric vaporizer set, and if the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the first atmospheric vaporizer set is lowered, the valve of the first atmospheric vaporizer set Is closed and the valve of the second atmospheric vaporizer set is opened, and if the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the second atmospheric vaporizer set drops, the valve of the second atmospheric vaporizer set is closed and the first atmospheric vaporizer set The valve of can be opened.

상기 제1 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율과 상기 제2 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율이 모두 떨어지면, 상기 제1 대기식 기화기 세트의 밸브와 상기 제2 대기식 기화기 세트의 밸브는 모두 닫힐 수 있다.When the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the first atmospheric vaporizer set and the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the second atmospheric vaporizer set are both lowered, the valve of the first atmospheric vaporizer set and the second atmospheric vaporizer set All valves can be closed.

본 발명에 의하면, 대기식 기화기 및 밸브를 병렬로 배치하여 교대로 운용함으로써, 하나의 대기식 기화기의 성능이 저하되면 액체질소의 흐름을 다른 대기식 기화기 쪽으로 전환할 수 있어, 대기식 기화기의 성능 저하로 인해 기체질소가 온도조건 등의 요구되는 조건으로부터 이탈되는 것을 방지하여 발사체에 최종적으로 공급되는 기체질소에 대한 요구조건을 보다 긴 시간적 여유를 갖고 만족시킬 수 있고, 이에 따라 발사장의 안정적인 운용이 가능해진다.According to the present invention, by arranging the atmospheric vaporizer and the valve in parallel to operate alternately, when the performance of one atmospheric vaporizer is reduced, the flow of liquid nitrogen can be switched to the other atmospheric vaporizer, the performance of the atmospheric vaporizer It is possible to prevent the gas nitrogen from deviating from the required conditions such as the temperature condition due to the drop, thereby satisfying the requirements for the gas nitrogen finally supplied to the projectile with a longer time allowance, thereby ensuring stable operation of the launch site. It becomes possible.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 대기식 기화장치가 포함되는 발사대 시험설비의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram of a launch pad test facility including a atmospheric vaporization device according to an embodiment of the present invention.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 한 실시예에 따른 대기식 기화장치(이하 본 대기식 기화장치)(100)는 요구되는 조건에 맞춘 가열기체질소를 발사체(400)에 공급하기 위하여, 액체질소 저장탱크(200)로부터 공급되는 액체질소를 기체질소로 기화시켜 전열식 가열기(300)에 전달하는 대기식 기화장치에 관한 것이다.Atmospheric vaporization apparatus (hereinafter referred to as the atmospheric vaporization apparatus) 100 according to an embodiment of the present invention, from the liquid nitrogen storage tank 200 to supply the heating gas nitrogen to the projectile 400 according to the required conditions, The atmospheric vaporization apparatus for vaporizing the liquid nitrogen to be supplied to the gaseous nitrogen to the electrothermal heater (300).

도 1을 참조하면, 본 대기식 기화장치(100)는 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)를 포함한다. 또한, 본 대기식 기화장치(100)는 센서부(3)를 더 포함할 수 있고, 배관(4)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the present atmospheric vaporizer 100 includes a plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2. In addition, the atmospheric vaporization apparatus 100 may further include a sensor unit 3, may further include a pipe (4).

우선, 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)의 구성을 살핀다.First, the configuration of the plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 is examined.

복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)는 대기식 기화기(11, 21), 그리고 액체질소가 공급되는 대기식 기화기(11, 21)의 전단에 설치되는 밸브(12, 22)를 각각 구비한다.The plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 are provided with the atmospheric vaporizers 11 and 21 and the valves 12 and 22 respectively provided in front of the atmospheric vaporizers 11 and 21 to which liquid nitrogen is supplied. .

예시적으로, 본 대기식 기화장치(100)는 발사체(300) 내부 공간의 퍼지를 위해 요구되는 조건을 갖춘 가열기체질소를 안정적으로 공급하기 위해 창안된 것으로, 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2) 중 액체질소를 기화시키기 위해 설정된 개수의 대기식 기화식 세트만 해당되는 밸브가 열리고 이에 대응되는 대기식 기화기가 작동하게 될 수 있다.For example, the atmospheric vaporizer 100 is designed to stably supply heater gas nitrogen having conditions required for purging the space inside the projectile 300, and the plurality of atmospheric vaporizer sets 1, 2) The valve corresponding to the set number of atmospheric vaporization sets for vaporizing the liquid nitrogen can be opened and the corresponding atmospheric vaporizer can be operated.

이렇게 작동하는 대기식 기화기는 어느 정도의 시간이 경과되면 기화효율(기화성능)이 급격히 떨어지게 되고, 대기식 기화기 후단의 질소 온도가 전열식 가열기(300)가 처리할 수 있는 용량에 미치지 못할 경우, 발사체에 공급되는 최종적인 가열기체질소에 요구되는 조건이 충족되지 못하는 상황이 발생할 수도 있다.The atmospheric vaporizer operating in this way, the evaporation efficiency (vaporization performance) drops rapidly after a certain amount of time, and when the nitrogen temperature at the rear of the atmospheric vaporizer does not reach the capacity that the electric heater 300 can handle, Situations may occur where the conditions required for the final heater nitrogen supplied to the projectile are not met.

이에 따라, 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)의 대기식 기화기(11, 21) 중 작동 중이던 대기식 기화기의 기화효율(기화성능)이 급격히 떨어질 때 다른 대기식 기화기로 작동을 변경함으로써, 발사체(300)에서 요구하는 조건을 보다 오랜 시간동안 만족시킬 수 있도록 하여, 본 대기식 기화장치(100)의 대기식 기화기(11, 21)는 보다 효율적이고 안정적으로 운용될 수 있다.Accordingly, by changing the operation to another atmospheric vaporizer when the vaporization efficiency (vaporization performance) of the atmospheric vaporizers that were in operation among the atmospheric vaporizers 11 and 21 of the plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 drops sharply. By satisfying the conditions required by the projectile 300 for a longer time, the atmospheric vaporizers 11 and 21 of the present atmospheric vaporizer 100 can be operated more efficiently and stably.

도 1을 참조하면, 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)는 이러한 기화효율에 따른 작동 변경을 위하여 병렬로 배치된다. 이때, 각각의 밸브(12, 22)는 대응되는 대기식 기화기(11, 21)가 액체질소를 기화시키는 기화효율의 변화에 따라 번갈아 열린다. 기화효율의 변화에 따라 번갈아 열린다는 것을 보다 구체적으로 설명하면, 각각의 밸브(12, 22) 중 기화효율이 미리 정해진 기화효율보다 떨어진 대기식 기화기(11, 21)에 대응되는 밸브는 닫히고 다른 밸브가 열릴 수 있다.Referring to Figure 1, a plurality of atmospheric vaporizer sets (1, 2) are arranged in parallel to change the operation according to this vaporization efficiency. At this time, each of the valves 12 and 22 is alternately opened in accordance with the change in the vaporization efficiency in which the corresponding atmospheric vaporizers 11 and 21 vaporize liquid nitrogen. In more detail, the valves corresponding to the atmospheric vaporizers 11 and 21 whose vaporization efficiency is lower than the predetermined vaporization efficiency of each of the valves 12 and 22 are closed and other valves are closed. Can be opened.

이러한 번갈아 가며 열리는 각각의 밸브(12, 22)의 동작은 자동으로 이루어질 수 있다. 즉, 각각의 밸브(12, 22)는 자동밸브일 수 있으며, 이러한 밸브(12, 22)의 자동적인 개폐를 제어할 수 있는 제어부는 도면에는 도시되어 있지 않으나 밸브(12, 22) 자체에 구비되어 있을 수도 있고, 밸브(12, 22)와는 별도로 구비되어 있을 수도 있다. 또한, 이러한 제어부는 후술할 센서부(3)와 연동되어 밸브(12, 22)에 대한 자동 제어가 이루어질 수 있다.The operation of each of these alternately opened valves 12, 22 may be automatic. That is, each of the valves 12 and 22 may be automatic valves, and a control unit for controlling the automatic opening and closing of the valves 12 and 22 is provided in the valves 12 and 22 itself although not shown in the drawing. They may be provided or may be provided separately from the valves 12 and 22. In addition, the control unit may be linked to the sensor unit 3 to be described later, the automatic control of the valve (12, 22) can be made.

여기서, 미리 정해진 기화효율은 전열식 가열기(300)가 전달받은 기체질소를 승온시켜 요구되는 조건에 맞춘 가열기체질소를 발사체(400)에 공급할 수 있는 기화효율일 수 있다. 이때, 요구되는 조건이라 함은 온도조건, 압력조건, 및 유량조건을 포함할 수 있다. 이러한 요구되는 조건에 따라 각각의 밸브(12, 22)가 열리거나 닫히도록 하는 제어에 관하여는 후술할 센서부(3)의 구성을 살피면서 설명한다.Here, the predetermined vaporization efficiency may be a vaporization efficiency capable of supplying heating gas nitrogen to the projectile 400 according to a required condition by raising the gas nitrogen received by the heat transfer heater 300. In this case, the required conditions may include temperature conditions, pressure conditions, and flow rate conditions. The control for opening or closing the respective valves 12 and 22 in accordance with these required conditions will be described with reference to the configuration of the sensor unit 3 to be described later.

또한 도 1에 나타난 바와 같이, 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)는 예를 들면 제1 대기식 기화기 세트(1)와 제2 대기식 기화기 세트(2)일 수 있다. 이하에서는 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)를 두 개의 대기식 기화기 세트(1, 2)로 보아 본 대기식 기화장치(100)의 작용을 예시적으로 설명한다.In addition, as shown in FIG. 1, the plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 may be, for example, a first atmospheric vaporizer set 1 and a second atmospheric vaporizer set 2. Hereinafter, the operation of the atmospheric vaporizer 100 in which the plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 are regarded as two atmospheric vaporizer sets 1 and 2 will be described.

밸브(12, 22)의 관점에서 보면, 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)의 기화효율이 떨어지면, 제1 대기식 기화기 세트(1)의 밸브(12)는 닫히고 제2 대기식 기화기 세트(2)의 밸브(22)가 열릴 수 있다. 대기식 기화기(11, 21)의 관점에서 보면, 기화효율이 어느 시점 이후부터 급격히 떨어진 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11) 대신 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21)가 작동됨으로써, 액체질소의 기화는 요구되는 조건을 만족하도록 연속적으로 이루어질 수 있고, 그 동안 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)는 성능을 회복할 수 있다.From the point of view of the valves 12, 22, if the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1 drops, the valve 12 of the first atmospheric vaporizer set 1 is closed and the The valve 22 of the two atmospheric vaporizer set 2 can be opened. From the standpoint of the atmospheric vaporizers 11 and 21, the atmosphere of the second atmospheric vaporizer set 2 instead of the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1 whose vaporization efficiency drops sharply after a certain point. By operating the formula vaporizer 21, vaporization of the liquid nitrogen can be continuously performed to satisfy the required conditions, during which the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1 can restore its performance. have.

반대로, 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21)의 기화효율이 떨어지면, 제2 대기식 기화기 세트(2)의 밸브(22)는 닫히고 제1 대기식 기화기 세트(1)의 밸브(12)가 열릴 수 있다. 즉, 기화효율이 어느 시점 이후부터 급격히 떨어진 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21) 대신 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)가 작동됨으로써, 액체질소의 기화는 요구되는 조건을 만족하도록 연속적으로 이루어질 수 있고, 그 동안 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21)는 성능을 회복할 수 있다.Conversely, if the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer 21 of the second atmospheric vaporizer set 2 drops, the valve 22 of the second atmospheric vaporizer set 2 is closed and the first atmospheric vaporizer set 1 The valve 12 can be opened. That is, liquid nitrogen is operated by operating the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1 instead of the atmospheric vaporizer 21 of the second atmospheric vaporizer set 2 whose vaporization efficiency drops sharply after a certain point. The vaporization of can be done continuously to satisfy the required conditions, during which the atmospheric vaporizer 21 of the second atmospheric vaporizer set 2 can recover its performance.

또한, 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)의 기화효율과 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21)의 기화효율이 모두 떨어지면, 제1 대기식 기화기 세트(1)의 밸브(12)와 제2 대기식 기화기 세트(2)의 밸브(22)는 모두 닫힐 수 있다. 물론 대기식 기화기(11, 21)의 성능에 따라, 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)의 기화효율과 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21)의 기화효율이 모두 떨어지는 경우는 발생되지 않을 수도 있다. 다만, 이러한 경우가 발생하는 경우에는 발사체(300)에서 요구하는 조건을 만족시키는 최대 시간을 경과한 것으로 보아 모든 밸브(12, 22)는 닫히고 모든 대기식 기화기(11, 21)의 작동은 멈추며, 본 대기식 기화장치(100)는 그 구동이 종료될 수 있다.Further, when the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1 and the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer 21 of the second atmospheric vaporizer set 2 are both lowered, the first atmospheric vaporizer The valve 12 of the set 1 and the valve 22 of the second atmospheric vaporizer set 2 can both be closed. Of course, the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1 and the atmospheric vaporizer 21 of the second atmospheric vaporizer set 2 according to the performance of the atmospheric vaporizers 11 and 21. If the vaporization efficiency of all drops, it may not occur. However, when such a case occurs, all valves 12 and 22 are closed and all atmospheric vaporizers 11 and 21 are stopped because the maximum time that satisfies the condition required by the projectile 300 has elapsed. The standby vaporization apparatus 100 may be terminated.

다음으로, 센서부(3)의 구성을 살핀다.Next, the structure of the sensor part 3 is examined.

센서부(3)는 상술한 각각의 밸브(12, 22)에 대응되는 대기식 기화기(11, 21)의 기화효율의 변화를 감지할 수 있다.The sensor unit 3 may detect a change in vaporization efficiency of the atmospheric vaporizers 11 and 21 corresponding to the respective valves 12 and 22 described above.

앞서 살핀 바와 같이 발사체(300)에 가열기체질소를 공급하기 위해 요구되는 조건에는 온도조건, 압력조건, 그리고 유량조건이 포함될 수 있는데, 이러한 요구되는 조건의 감지를 위하여 센서부(3)는 온도센서(31), 압력센서(32), 그리고 유량계(33)를 포함할 수 있다. 센서부(3)에 구비된 이러한 센서(31, 32, 33)로부터 온도, 압력, 유량 등의 변화를 체크하여 대기식 기화기(11, 21)의 기화효율의 변화를 감지할 수 있다.As previously described, the conditions required for supplying the heating nitrogen to the projectile 300 may include temperature conditions, pressure conditions, and flow conditions, and for sensing the required conditions, the sensor unit 3 may include a temperature sensor. 31, a pressure sensor 32, and a flow meter 33. A change in the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizers 11 and 21 may be detected by checking changes in temperature, pressure, flow rate, etc. from the sensors 31, 32, and 33 provided in the sensor unit 3.

또한 도 1에 나타난 바와 같이, 온도센서(31)는 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)와 전열식 가열기(300)의 사이에 배치되는 제1 온도센서(311), 그리고 전열식 가열기(300)와 발사체(400)의 사이에 배치되는 제2 온도센서(312)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 온도센서(311)는 대기식 기화기(11, 21)로부터 배출되는 기체질소의 온도를 체크하기 위한 것이고, 제2 온도센서(312)는 전열식 가열기(300)로부터 배출되어 발사체(400)에 공급될 가열기체질소의 온도를 체크하기 위한 것일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the temperature sensor 31 includes a first temperature sensor 311 disposed between the plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 and the electric heater 300, and an electric heater ( It may include a second temperature sensor 312 disposed between the 300 and the projectile 400. That is, the first temperature sensor 311 is for checking the temperature of the gas nitrogen discharged from the atmospheric vaporizers (11, 21), the second temperature sensor 312 is discharged from the electrothermal heater (300) is projectile ( It may be to check the temperature of the heating nitrogen to be supplied to 400).

이와 같이 두 온도센서(311, 312)를 통해 대기식 기화기(11, 21)의 후단과 전열식 가열기(300)의 후단에서의 온도를 체크함으로써, 대기식 기화기(11, 21) 중 현재 작동하고 있는 대기식 기화기의 기화효율이 떨어진 것인지, 전열식 가열기(300)의 가열에 있어서 문제가 발생한 것인지 보다 용이하게 파악할 수 있다.As such, by checking the temperature at the rear end of the atmospheric vaporizers 11 and 21 and the rear end of the electric heater 300 through the two temperature sensors 311 and 312, the current of the atmospheric vaporizers 11 and 21 is operated. It is possible to more easily grasp whether the vaporization efficiency of the atmospheric air vaporizer is inferior or whether a problem occurs in the heating of the electrothermal heater 300.

또한, 압력센서(32)와 유량계(33)는 도 1에 나타난 바와 같이, 전열식 가열기(300)와 발사체(400)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 전열식 가열기(300)의 후단에 압력센서(32)와 유량계(33)를 배치해 둠으로써, 전열식 가열기(300)를 거쳐 최종적으로 형성된 가열기체질소가 요구되는 압력조건과 유량조건을 만족하는지 체크할 수 있다. 그리고 압력센서(32)와 유량계(33)도 온도센서(31)와 같이 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)와 전열식 가열기(300)의 사이에 추가적으로 더 설치될 수 있다. 이러한 추가적인 설치를 통해 발사체(300)로 공급되는 가열기체질소에 요구되는 조건이 불만족 되는 경우, 대기식 기화기(11, 21) 중 현재 작동하고 있는 대기식 기화기와 전열식 가열기(300) 중 문제가 발생한 부분을 보다 용이하게 파악할 수 있다.In addition, the pressure sensor 32 and the flow meter 33 may be disposed between the electrothermal heater 300 and the projectile 400, as shown in FIG. That is, by arranging the pressure sensor 32 and the flow meter 33 at the rear end of the electric heater 300, the pressure condition and the flow condition required for the heater gas nitrogen finally formed through the electric heater 300 are required. You can check if you are satisfied. In addition, the pressure sensor 32 and the flow meter 33 may be further installed between the plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 and the electric heater 300 like the temperature sensor 31. If the additional installation is not satisfied with the conditions required for the heater gas nitrogen supplied to the projectile 300, there is a problem between the atmospheric vaporizer and the electric heater 300 currently operating among the atmospheric vaporizers (11, 21). It is easier to identify the generated part.

다음으로, 배관(4)의 구성을 간략히 살피면, 배관(4)은 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)를 연결할 수 있다. 도 1을 참조하면, 배관(4)에 의해 복수의 대기식 기화기 세트(1, 2)가 병렬로 나란히 연결될 수 있고, 배관(4)을 통해 액체질소 저장탱크(200)로부터 액체질소가 본 대기식 기화장치(100)로 전달되고, 본 대기식 기화장치(100)에서 기화된 기체질소가 전열식 가열기(300)로 전달될 수 있다.Next, when the structure of the piping 4 is briefly examined, the piping 4 can connect the several atmospheric vaporizer sets 1 and 2. Referring to FIG. 1, a plurality of atmospheric vaporizer sets 1 and 2 may be connected in parallel by a pipe 4, and the liquid nitrogen may be seen from the liquid nitrogen storage tank 200 through the pipe 4. The gaseous gas vaporized in the atmospheric vaporization apparatus 100 may be delivered to the electrothermal heater 300.

이하에서는, 상술한 구성들을 기초로 하여 본 대기식 기화장치(100)의 작용 및 효과를 도 1을 참조하여 예시적으로 설명한다.Hereinafter, on the basis of the above-described configuration, the operation and effect of the present atmospheric vaporization apparatus 100 will be described by way of example with reference to FIG.

액체질소 저장탱크(200)에 저장된 액체질소는 발사장의 전력 소모량을 줄이기 위해 1차로 본 대기식 기화장치(100)를 거쳐 기화된 후 2차로 전열식 가열기(300)를 통해 요구되는 온도, 압력, 유량 조건에 맞춰진 가열기체질소로 형성되어 발사체(400)에 공급된다. 이때, 발사체(400)의 발사를 준비하는 발사장의 모든 시스템들은 매우 엄격한 시간 일정에 따라 작업들이 진행되어야 하는데, 보통 대기식 기화기는 작동하기 시작한 후 어느 정도 시간이 경과하면 기화효율이 떨어지게 된다. 또한, 이러한 기화효율은 온도나 습도와 같은 날씨조건 등에도 영향을 받는다.The liquid nitrogen stored in the liquid nitrogen storage tank 200 is first vaporized through the atmospheric vaporization apparatus 100 to reduce the power consumption of the launch site, and then the temperature, pressure, It is formed of heater gas nitrogen that is matched to the flow rate conditions and is supplied to the projectile 400. At this time, all the systems of the launch site preparing to launch the projectile 400 must be operated according to a very strict time schedule. Usually, the vaporization efficiency is reduced after a certain time after starting the operation of the atmospheric vaporizer. In addition, this vaporization efficiency is also affected by weather conditions such as temperature and humidity.

이에 따라 대기식 기화기(11, 21)의 기화효율이 연속적으로 유지되고 발사체(400)에 최종적으로 공급되는 가열기체질소에 요구되는 조건을 만족시킬 수 있도록 하기 위해, 제1 대기식 기화기 세트(1)의 밸브(12)를 열고 제2 대기식 기화기 세트(2)의 밸브(22)를 닫아 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)로 액체질소를 기화하다가, 센서부(3)(특히 제1 온도센서(311))를 통해 현재 작동하고 있는 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)의 기화성능이 떨어지는 것이 확인되는 경우에는, 제어부 등을 통해 자동으로 제1 대기식 기화기 세트(1)의 밸브(12)는 닫고 제2 대기식 기화기 세트(2)의 밸브(22)는 열어 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21)로 액체질소가 기화되도록 작동을 변경함으로써, 그 동안 제1 대기식 기화기 세트(1)의 대기식 기화기(11)는 기화성능을 회복할 수 있는 시간적 여유를 가지도록 할 수 있다. 제2 대기식 기화기 세트(2)의 대기식 기화기(21)의 기화성능의 저하가 감지될 경우에는 상술한 바와 반대로 작동할 수 있다.Accordingly, in order to maintain the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizers (11, 21) continuously and to satisfy the requirements for the heating gas nitrogen finally supplied to the projectile 400, the first atmospheric vaporizer set (1) Open the valve 12 and close the valve 22 of the second atmospheric vaporizer set 2 to vaporize liquid nitrogen with the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1, 3) (in particular, when it is confirmed that the vaporization performance of the atmospheric vaporizer 11 of the first atmospheric vaporizer set 1 currently operating through the first temperature sensor 311 is lowered, the controller or the like is automatically The valve 12 of the first atmospheric vaporizer set 1 is closed and the valve 22 of the second atmospheric vaporizer set 2 is opened to the atmospheric vaporizer 21 of the second atmospheric vaporizer set 2. By changing the operation so that the liquid nitrogen is vaporized, the atmospheric vaporizer of the first atmospheric vaporizer set 1 11) can allow time to recover the vaporization performance. When a decrease in the vaporization performance of the atmospheric vaporizer 21 of the second atmospheric vaporizer set 2 is detected, the operation may be reversed as described above.

즉, 본 대기식 기화장치(100)에 의하면, 대기식 기화기(11, 21) 및 밸브(12, 22)를 병렬로 배치하여 교대로 운용함으로써, 하나의 대기식 기화기의 성능이 저하되면 액체질소의 흐름을 다른 대기식 기화기 쪽으로 전환할 수 있어, 대기식 기화기의 성능 저하로 인한 기체질소의 온도조건 등의 요구되는 조건에 대한 이탈을 방지할 수 있다. 이에 따라 발사체(400)에 최종적으로 공급되는 가열기체질소에 대한 요구조건을 보다 긴 시간적 여유를 갖고 만족시킬 수 있으며, 발사장의 안정적인 운용이 가능해질 수 있다.That is, according to the atmospheric vaporizer 100, the atmospheric vaporizers 11 and 21 and the valves 12 and 22 are arranged in parallel to operate alternately, so that when the performance of one atmospheric vaporizer decreases, liquid nitrogen The flow of can be diverted to other atmospheric vaporizers to prevent deviations from the required conditions, such as the temperature conditions of the gaseous nitrogen due to deterioration of the atmospheric vaporizers. Accordingly, the requirements for the heating gas nitrogen finally supplied to the projectile 400 may be satisfied with a longer time margin, and stable operation of the launch site may be possible.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.

100. 본 대기식 기화장치
1, 2. 복수의 대기식 기화기 세트
1. 제1 대기식 기화기 세트 2. 제2 대기식 기화기 세트
11, 21. 대기식 기화기 12, 22. 밸브
3. 센서부 31. 온도센서
311. 제1 온도센서 312. 제2 온도센서
32. 압력센서 33. 유량계
4. 배관
200. 액체질소 저장탱크 300. 전열식 가열기
400. 발사체100. This atmospheric vaporizer
1, 2. Multiple air vaporizer sets
1. first atmospheric vaporizer set 2. second atmospheric vaporizer set
11, 21. Atmospheric Carburetor 12, 22. Valve
3. Sensor part 31. Temperature sensor
311.First Temperature Sensor 312. Second Temperature Sensor
32. Pressure sensor 33. Flow meter
4. Piping
200. Liquid nitrogen storage tank 300. Electric heater
400. Projectiles

Claims (9)

요구되는 조건에 맞춘 가열기체질소를 발사체에 공급하기 위하여, 액체질소 저장탱크로부터 공급되는 액체질소를 기체질소로 기화시켜 전열식 가열기에 전달하는 대기식 기화장치로서,
대기식 기화기, 및
상기 액체질소가 공급되는 상기 대기식 기화기의 전단에 설치되는 밸브
를 각각 구비하는 복수 개의 대기식 기화기 세트를 포함하고,
상기 복수 개의 대기식 기화기 세트는 병렬로 배치되며,
상기 복수 개의 대기식 기화기 세트에 각각 구비된 상기 밸브는, 대응되는 상기 대기식 기화기가 상기 액체질소를 기화시키는 기화효율의 변화에 따라 번갈아 열리는
대기식 기화장치.An atmospheric vaporization apparatus for vaporizing liquid nitrogen supplied from a liquid nitrogen storage tank into gaseous nitrogen and delivering it to an electrothermal heater in order to supply heating gas nitrogen to a projectile according to a required condition,
Atmospheric vaporizer, and
A valve installed at a front end of the atmospheric vaporizer to which the liquid nitrogen is supplied
A plurality of atmospheric vaporizer sets each having:
The plurality of atmospheric vaporizer sets are arranged in parallel,
The valves respectively provided in the plurality of atmospheric vaporizer sets are alternately opened in accordance with a change in vaporization efficiency at which the corresponding atmospheric vaporizer vaporizes the liquid nitrogen.
Atmospheric Vaporizers. 제1항에서,
상기 복수 개의 대기식 기화기 세트에 각각 구비된 상기 밸브 중, 상기 기화효율이 미리 정해진 기화효율보다 떨어진 대기식 기화기에 대응되는 밸브는 닫히고 다른 밸브가 열리는 대기식 기화장치.In claim 1,
Among the valves provided in each of the plurality of atmospheric vaporizer sets, a valve corresponding to the atmospheric vaporizer whose vaporization efficiency is lower than a predetermined vaporization efficiency is closed and another valve is opened. 제2항에서,
상기 미리 정해진 기화효율은 상기 전열식 가열기가 전달받은 상기 기체질소를 승온시켜 상기 요구되는 조건에 맞춘 가열기체질소를 상기 발사체에 공급할 수 있는 기화효율인 대기식 기화장치.In claim 2,
The predetermined vaporization efficiency is a vaporization efficiency that can be heated to the gas nitrogen received by the heat transfer heater to supply the heating gas nitrogen in accordance with the required conditions to the projectile, the atmospheric vaporization device. 제1항에서,
상기 요구되는 조건은 온도조건, 압력조건, 및 유량조건을 포함하는 대기식 기화장치.In claim 1,
The above required conditions include temperature conditions, pressure conditions, and flow rate conditions. 제1항에서,
상기 기화효율의 변화를 감지하도록 온도센서, 압력센서, 그리고 유량계를 구비하는 센서부를 더 포함하는 대기식 기화장치.In claim 1,
Atmospheric vaporization device further comprises a sensor unit having a temperature sensor, a pressure sensor, and a flow meter to detect a change in the vaporization efficiency. 제5항에서,
상기 온도센서는
상기 복수의 대기식 기화기 세트와 상기 전열식 가열기의 사이에 배치되는 제1 온도센서, 그리고
상기 전열식 가열기와 상기 발사체의 사이에 배치되는 제2 온도센서
를 포함하는 대기식 기화장치.The method of claim 5,
The temperature sensor is
A first temperature sensor disposed between the plurality of atmospheric vaporizer sets and the electrothermal heater, and
A second temperature sensor disposed between the electrothermal heater and the projectile
Atmospheric vaporizer comprising a. 제1항에서,
상기 복수의 대기식 기화기 세트를 연결하는 배관을 더 포함하는 대기식 기화장치.In claim 1,
Atmospheric vaporizer further comprises a pipe for connecting the plurality of atmospheric vaporizer set. 제1항에서,
상기 복수의 대기식 기화기 세트는 제1 대기식 기화기 세트, 그리고 제2 대기식 기화기 세트이고,
상기 제1 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율이 떨어지면, 상기 제1 대기식 기화기 세트의 밸브는 닫히고 상기 제2 대기식 기화기 세트의 밸브가 열리며,
상기 제2 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율이 떨어지면, 상기 제2 대기식 기화기 세트의 밸브는 닫히고 상기 제1 대기식 기화기 세트의 밸브가 열리는 대기식 기화장치.In claim 1,
The plurality of atmospheric vaporizer sets are a first atmospheric vaporizer set and a second atmospheric vaporizer set,
When the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the first atmospheric vaporizer set drops, the valve of the first atmospheric vaporizer set is closed and the valve of the second atmospheric vaporizer set is opened,
And when the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the second atmospheric vaporizer set drops, the valve of the second atmospheric vaporizer set is closed and the valve of the first atmospheric vaporizer set is opened. 제8항에서,
상기 제1 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율과 상기 제2 대기식 기화기 세트의 대기식 기화기의 기화효율이 모두 떨어지면, 상기 제1 대기식 기화기 세트의 밸브와 상기 제2 대기식 기화기 세트의 밸브는 모두 닫히는 대기식 기화장치.9. The method of claim 8,
When the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the first atmospheric vaporizer set and the vaporization efficiency of the atmospheric vaporizer of the second atmospheric vaporizer set are both lowered, the valve of the first atmospheric vaporizer set and the second atmospheric vaporizer set Atmospheric vaporizer to close all valves.
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