KR101493858B1 - 가스공급장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스사용공정에 사용되는 가스공급장치에 있어서, 기체상태의 기화가스가 저장되는 메인탱크와; 상기 메인탱크에 연결되며, 상기 기화가스를 액체상태의 액화가스로 압축하는 압축기와; 상기 압축기에 연결되며, 상기 액화가스를 승온하여 상기 가스사용공정에 공급하는 기화기와; 상기 액화 가스가 저장되는 액화가스층과 상기 액화가스가 기화되어 상기 액화가스층의 상부에 형성되는 기화가스층으로 구획된 내부공간을 가지는 백업탱크와; 상기 백업탱크 및 상기 기화기를 연결하며, 상기 기화가스층의 기화가스가 상기 기화기로 이동가능한 보조공급관;을 포함한다.

Description

가스공급장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR SUPPLYING GAS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 가스공급장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기중으로 방산되어 버려지는 가스를 회수함으로써 수익성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 대기중으로 방산시 발생하는 소음을 줄여 설비 운전자 및 점검 관리자의 작업 환경을 개선할 수 있는 가스공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 대기중 공기를 압축하여 산업용 가스(산소, 질소, 아르곤 등)를 제조하는 설비 중에서, 제철소 등 자가 생산 및 자가 사용 및 판매를 운용하는 플랜트(Plant) 설비에서 생산된 액화가스를 생산과 병행하여 가스 소요 공정에서 완전히 사용하지 못하거나 가스제조설비 이상으로 생산 중단시 계속적인 가스 공급을 위하여 액화가스 상태로 탱크(Tank) 설비에 비상용으로 저장하게 되는데, 이때 저장용 탱크(Tank)를 통상적으로 백업탱크(Back-up tank)라 칭한다.
이러한 백업탱크(Back-up tank) 에는 백업탱크 용량대비 70% 이상의 액화가스를 저장하여 보관하는데, 생산 설비의 이상으로 생산이 중단되었을 때 백업탱크 내부의 액화가스를 기화시켜 일정한 압력으로 가스 소요 공정으로 공급하게 된다. 이때, 저장된 가스를 가스 소요 공정으로 공급 중 가스 생산 설비가 정상적으로 가스를 생산하게 되면 가스 소요 공정에 가스를 공급하고 일부를 다시 백업탱크(back-up tank) 에 저장하게 된다.
이때, 백업탱크(back-up tank) 에는 일정한 압력을 유지하기 위하여 기화된 가스가 액화가스 상층부에 존재하고 있는데, 액화 가스를 계속적으로 백업탱크(back-up tank) 에 충전하게 되면 기화되어 있는 가스의 체적이 줄어들면서 백업탱크(back-up tank) 내부 압력이 상승하고, 백업탱크(back-up tank) 내부 압력이 상승하면 백업탱크(back-up tank)에 공급하는 액화가스 공급용 펌프에 부하가 상승하여 백업탱크(back-up tank) 충전이 어려워지므로 백업탱크(back-up tank) 내부의 가스를 대기중으로 방산을 실시함으로써 백업탱크(back-up tank) 내부의 압력을 하락시켜 액화가스의 충전을 원할 하게 한다.
그러나, 위와 같은 경우에, 대기로 방산되는 가스는 사용을 하지 못하고 낭비로 이어지며, 방산 시 일정압력으로 압축되어 있던 가스가 대기압으로 팽창하면서 심한 소음을 동반하게 되는 문제가 있다.
대한민국공개실용신안공보 실1999-0021600호(1999.06.25.)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 대기중으로 방산되어 버려지는 가스를 회수함으로써 수익성을 향상하여 설비의 경제성을 높이는 가스공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 대기중으로 방산시 발생하는 소음을 줄여 설비 운전자 및 점검 관리자의 작업 환경을 개선할 수 있는 가스공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 가스사용공정에 사용되는 가스공급장치에 있어서, 기체상태의 기화가스가 저장되는 메인탱크와; 상기 메인탱크에 연결되며, 상기 기화가스를 액체상태의 액화가스로 압축하는 압축기와; 상기 압축기에 연결되며, 상기 액화가스를 승온하여 상기 가스사용공정에 공급하는 기화기와; 상기 액화 가스가 저장되는 액화가스층과 상기 액화가스가 기화되어 상기 액화가스층의 상부에 형성되는 기화가스층으로 구획된 내부공간을 가지는 백업탱크와; 상기 백업탱크 및 상기 기화기를 연결하며, 상기 기화가스층의 기화가스가 상기 기화기로 이동가능한 보조공급관;을 포함하는 가스공급장치를 제공한다.
여기서, 상기 가스공급장치는 상기 백업탱크에 설치되며, 상기 액화가스층의 높이를 측정하는 레벨센서와; 상기 압축기와 상기 백업탱크를 연결하며, 상기 압축기에서 압축된 상기 액화가스가 상기 기화기로 이동가능한 충전관과; 상기 충전관에 설치되며, 상기 액화가스가 상기 압축기에서 상기 기화기로 이동하도록 구동력을 제공하는 충전펌프와; 상기 레벨센서 및 상기 충전펌프에 연결되며, 상기 레벨센서가 측정한 상기 액화가스층의 높이가 기설정된 높이 미만인 경우에 상기 충전펌프를 구동하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 가스공급장치는 상기 백업탱크와 상기 기화기를 연결하며, 상기 기화가스층의 기화가스가 상기 기화기로 이동 가능한 별도의 회수관과; 상기 회수관에 설치되며, 상기 기화가스가 상기 기화기로 이동하도록 구동력을 제공하는 회수펌프;를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 회수펌프에 연결되며, 상기 충전펌프 구동시에 상기 회수펌프를 구동함으로써 상기 내부공간의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 상기 가스공급장치는 상기 백업탱크의 상기 기화가스층에 설치되며, 상기 내부공간의 압력을 측정하는 압력센서;를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 압력센서가 측정한 상기 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에 상기 충전펌프를 구동할 수 있다.
아울러, 상기 제어부는 상기 레벨센서가 측정한 상기 높이가 상기 기설정된 높이 이상인 경우에, 상기 충전펌프 및 상기 회수펌프의 구동을 정지시킬 수 있다.
또한, 상기 가스공급장치는 상기 보조공급관에 설치되며, 상기 보조공급관을 개페가능한 차단밸브와; 상기 압축기와 상기 기화기를 연결하며, 상기 압축기에서 압축된 상기 액화가스를 상기 기화기로 이동시키는 주공급관과; 상기 주공급관에 설치되며, 상기 주공급관을 이동하는 상기 액화가스의 유량을 측정하는 측정센서와; 상기 차단밸브 및 상기 측정센서에 연결되며, 상기 측정센서가 측정한 상기 유량이 기설정된 값보다 작은 경우에 상기 차단밸브를 개방하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 측정센서가 측정한 상기 유량이 기설정된 값 이상인 경우에 상기 차단밸브를 폐쇄할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 가스사용공정에 사용되는 가스공급장치를 제어하는 방법에 있어서, 레벨센서가 측정한 백업탱크의 액화가스층의 높이가 기설정된 높이 미만인 경우에 충전펌프가 구동되는 단계와; 압력센서가 측정한 상기 백업탱크의 내부공간의 압력이 기설정된 압력이상인 경우에 회수펌프가 구동되는 단계;를 포함하는 가스공급장치의 제어방법을 제공한다.
여기서, 상기 압력센서가 측정한 상기 압력이 상기 기설정된 압력 미만인 경우에 상기 회수펌프의 구동을 정지시킬 수 있다.
그리고, 상기 가스공급장치의 제어방법은 상기 레벨센서가 측정한 상기 높이가 상기 기설정된 높이 이상인 경우에, 상기 충전펌프 및 상기 회수펌프의 구동이 정지되는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가스공급장치 및 그 제어방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 대기중으로 방산되어 버려지는 가스를 회수함으로써 수익성을 향상하여 설비의 경제성을 높일 수 있는 이점이 있다.
둘째, 대기중으로 방산시 발생하는 소음을 줄여 설비 운전자 및 점검 관리자의 작업 환경을 개선할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 백업탱크에 액화가스를 충전시킬 때, 백업탱크의 내부공간의 압력을 일정하게 함으로써 충전펌프에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 대기 중의 공기를 압축하여 가스를 생산하는 설비의 개략적 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치가 메인탱크를 통해서 가스사용공정에 가스를 공급하는 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치가 백업탱크를 통해서 가스사용공정에 가스를 공급하는 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치의 백업탱크가 충전되는 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치의 백업탱크가 충전되는 동안 기화가스층의 기화가스가 방출되는 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치의 제어 블록도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치의 제어방법의 순서도.
도 1은 대기 중의 공기를 압축하여 가스를 생산하는 설비의 개략적 구성도다. 도 1에 도시된 바와 같이, 생산된 가스를 가스 소요 공정으로 공급과 동시에 잉여 가스를 만약의 비상사태에 가스공급이 어려울 때 사용하기 위하여 백업탱크에 저장하였다가 생산이 수요를 충족하지 못하는 비상 사태가 발생하면 백업탱크에 저장하고 있던 가스를 보충 공급하도록 되어 있는 시스템에서 백업탱크에 있던 가스를 사용 후 백업탱크 내에 액화가스를 재충전시 상층부에 존재하고 있던 기화가스의 압력의 영향으로 충전이 어려워지므로 충전을 쉽게 하기 위하여 상층부 고압가스를 대기중으로 방산을 실시하여 고가의 가스를 버리게 되는 것을 방지하여 수익성을 향상하고 방산시 일정압력의 기체 질소가 대기압으로 압력저하 및 체적팽창이 이루어지면서 심각한 소음공해를 유발하여 환경오염을 일으키는 문제를 해결하기 위해서 방산되는 가스를 회수하는 설비를 증설하여 운전함으로써 해결하고자 한다.
그 회수 방법으로는 가스 재충전시 백업탱크 내부의 압력 상승으로 압력 저항이 발생하여 펌프에 걸리는 부하가 발생하여 충전이 중단되는 사태를 막기 위하여 방산 밸브 전단에 가스 회수 펌프를 설치하여 기화설비로 공급 사용 가능 온도로 승온 후 가스 소요처로 재공급이 이루어지게 하는 기술적 과제를 해결함에 있다.
백업탱크에서 방산되는 가스는 액화 가스의 온도는 영하 196℃이며 방산되는 가스의 온도도 영하 80℃이므로 회수하여 직접 사용할 수 없는 가스 상태이다. 이 과제를 해결하기 위하여 방산 밸브 전단에 가스 회수를 위한 밸브와 펌프라인을 신설 방산가스 회수용 펌프를 운전하여 회수된 가스를 기화기로 보내어 사용할 수 있는 온도로 상승시킨 후 가스 소요처로 공급되도록 하는 것에 본 발명이 해결한 기술적 문제 해결의 핵심이라 하겠다. 회수 펌프의 운전은 백업탱크에 재충전이 시작되고 내부 압력이 상승하면서 재충전 펌프에 부하가 일정이상 작동하면 자동으로 방산가스 회수 펌프가 작동되면서 회수밸브가 열리게 되고 회수된 가스는 기화설비로 보내게 되어 본 발명이 적용되게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 가스공급장치 및 그 제어방법의 실시 예를 설명한다.
도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치를 설명한다. 본 실시예에 따른 가스공급장치는 가스사용공정(10)에 사용되는 가스공급장치로, 메인탱크(100), 압축기(200), 기화기(300), 백업탱크(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
가스사용공정(10)은 생산된 가스를 필요로 하는 제품생산라인으로, 메인탱크(100)에 저장된 가스가 수요에 따라서 각각의 가스사용공정(10)으로 공급된다.
메인탱크(100)는 외부로부터 공급된 기체상태의 기체가스가 저장되고, 압축기(200)와 연결된 연결관(110)을 통해서 압축기(200)에 기체가스를 공급한다. 이때, 가스는 산소, 질소 또는 아르곤 가스 등이 될 수 있다. 한편, 메인탱크(100)는 산소, 질소 및 아르곤 가스가 함께 저장될 수 있으며, 이때는 산소, 질소 및 아르곤을 각각 분리하여 공급하는 공기분리장치의 기능을 할 수도 있다.
압축기(200)는 메인탱크(100), 기화기(300) 및 백업탱크(400)에 연결되며, 메인탱크(100)에서 공급되는 기체가스를 압축하여 액화상태의 액화가스로 전환하여 기화기(300) 또는 백업탱크(400)에 공급할 수 있다.
구체적으로, 압축기(200)는, 도 2에 나타난 바와 같이, 기화기(300)에 연결된 주공급관(210)을 통해서 액화가스를 기화기(300)로 공급한다. 이러한 주공급관(210)에는 주공급관내를 이동하는 액화가스의 유량 또는 압력을 측정할 수 있는 측정센서(212)가 설치되며, 이 측정센서(212)는 유량계 또는 압력계일 수 있다. 이러한 측정센서(212)는 후술할 제어부(500)에 연결되며, 제어부(500)는 측정센서(212)가 측정한 유량 또는 압력이 기설정된 값보다 작은 경우에 기화기(300)에 공급되는 액화가스가 부족한 것으로 판단하게 된다.
한편, 압축기(200)는, 도 4에 나타난 바와 같이, 백업탱크(400)에 연결된 충전관(220)을 통해서 액화가스를 백업탱크(400)에 공급할 수 있다. 예를 들면, 충전관(220)에는 구동력에 의해서 액화가스가 압축기(200)에서 충전관(220)을 통해 백업탱크(400)로 이동시키는 충전펌프(222)와, 충전관(220)을 개폐하는 차단밸브(224)가 설치된다. 이때, 차단밸브(224)는 충전펌프(222) 구동시에는 충전관(220)을 개방하며, 충전펌프(222) 구동 정지시에는 충전관(220)을 폐쇄한다. 또한, 충전관(220)은 백업탱크(400)의 하부에 액화가스가 충전될 수 있도록, 백업탱크(400)의 하부에 연결되는 것이 바람직하다.
기화기(300)는 압축기(200), 백업탱크(400) 및 질소사용공정(10)에 연결되며, 주공급관(210)을 통해 공급된 액화가스를 기체상태로 승온하여 질소사용공정(10)에 공급한다. 이때, 기화기(300)는 질소사용공정(10)의 배관 등이 얼어붙지 않도록 액체상태를 상온의 기체상태로 승온시키는 것이 바람직하다.
구체적으로, 기화기(300)는, 도 2에 나타난 바와 같이, 측정센서(212)에서 측정된 유량 또는 압력이 기설정된 값 이상이면, 주공급관(210)을 통해서 액화가스를 공급받게 된다. 반면에, 측정센서(212)에서 측정된 유량 또는 압력이 기설정된 값 미만이면, 도 3에 나타난 바와 같이, 백업탱크(400)에 연결된 보조공급관(420)을 통해서 기체가스를 공급받게 된다. 이러한, 보조공급관(420)에는 백업탱크(410) 사용시에는 보조공급관(420)을 개방하고 미사용시에는 보조공급관(420)을 폐쇄하는 차단밸브(422)가 설치되며, 보조공급관(420)은 백업탱크(400)의 기화가스가 기화기(300)로 공급될 수 있도록 백업탱크(400)의 상부에 연결되는 것이 바람직하다. 이때, 기화기(300)는 보조공급관(420)을 통해 공급받은 기체가스를 상온으로 승온하여 질소사용공정(10)에 공급한다. 이렇게 주공급관(210)을 통해서 공급받은 액화가스가 부족한 경우에, 보조공급관(420)을 통해서 기체가스를 공급받음으로써 질소사용공정(10)에 충분한 양의 기체가스를 공급할 수 있게 된다.
또한, 기화기(300)는 보조공급관(420)과는 별도로 설치된 회수관(430)을 통해서 백업탱크(400)에 연결된다. 이러한 회수관(430)에는 구동력에 의해서 기화가스가 백업탱크(400)에서 회수관(430)을 통해 기화기(300)로 이동시키는 회수펌프(432)와, 회수관(430)을 개폐하는 차단밸브(434)가 설치된다. 이때, 차단밸브(434)는 회수펌프(432) 구동시에는 회수관(430)을 개방하며, 회수펌프(432) 구동 정지시에는 회수관(430)을 폐쇄한다. 또한, 회수관(430)은 백업탱크(400)의 기화가스가 기화기(300)로 공급될 수 있도록 백업탱크(400)의 상부에 연결되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 백업탱크(400)에 액화가스를 재충전하게 되면 백업탱크(400) 하부의 액화가스가 증가하면서 액화가스층(412)의 상부에 있는 기화가스층(414)의 체적이 감소하게 되며, 이러한 기화가스층(414)의 체적 감소는 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 압력을 증가시키게 된다. 이렇게 내부공간(410)의 압력이 증가하게 되면 충전관(220)의 충전펌프(222)에 과부하가 걸리게 되어 백업탱크(400)의 충전이 어렵게 된다. 따라서, 백업탱크(400)의 충전시 내부공간(410)의 압력이 상승하는 것을 방지하기 위해서 회수관(430)을 통해서 백업탱크(400)의 기화가스층(414)의 기화가스가 기화기(300)로 공급된다. 이렇게 대기로 방출되는 기화가스를 기화기(300)로 공급함으로써 고가의 가스 낭비를 방지하고, 대기 방출시 대기압과 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 압력차이로 인해서 발생하는 소음을 방지할 수 있게 된다.
백업탱크(400)는 압축기(200) 및 기화기(300)에 연결되며, 액화가스가 저장되는 액화가스층(412)과 액화가스층(412)의 액화가스가 기화되어 액화가스층(412)의 상부에 형성되는 기화가스층(414)으로 구획된 내부공간을 가진다. 이러한 백업탱크(400)는 비상시 기화기(300)에 안정적으로 기체가스를 공급할 수 있도록 일정한 압력을 유지하고 있어야 하는데, 이를 위해 기화된 기화가스를 액화가스층(412)의 상부에 기화가스층(414)에 존재하게 하고, 기화가스의 압력으로 백업탱크(400) 내부공간(410)의 압력을 일정하게 하는 것이다. 예를 들면, 이 가스가 질소라면 내부압력이 12[㎏/㎤]이 되면 더 이상 액화질소가 기화되지 않으므로, 내부압력은 12[㎏/㎤]으로 일정하게 유지된다.
그리고, 처음에 백업탱크(400)에 채워지는 액화가스의 양은 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 85[％]가 채워지며, 이 85[％] 중에서 5[％]에 해당하는 액화가스가 기화되므로, 내부공간(410)에는 20[％]의 기체가스가 채워지게 되는 것이다. 즉, 내부공간(410)에는 80[％]의 액화가스와 20[％]의 기화가스가 채워지며, 이 기화가스로 인해서 내부공간(410)의 압력이 일정하게 된다.
그리고, 백업탱크(400)는 측정센서(212)에서 측정한 유량 또는 압력이 기설정된 값보다 작게 되면 기화기(300)에 연결된 보조공급관(420)을 통해서 기화기(300)에 기체가스를 공급하게 된다. 이 보조공급관(420)에는 차단밸브(422)가 설치되는데, 이 차단밸브(422)를 개방함으로써 기화기(300)에 기체가스를 공급하고, 폐쇄함으로써 기화기(300)에 기체가스 공급을 정지시킨다.
한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 백업탱크(400)의 내부에 설치된 레벨센서(440)가 측정한 액화가스층(412)의 높이가 기설정된 높이 미만인 경우에 충전펌프(222)에 의해서 액화가스가 백업탱크(400)에 재충전되며, 레벨센서(440)가 측정한 액화가스층(412)의 높이가 기설정된 높이 이상이 되면 충전펌프(222) 및 회수펌프(432)는 구동이 정지되고, 차단밸브(224) 및 차단밸브(434)는 충전관(220) 및 회수관(430)을 폐쇄한다. 이때, 재충전으로 인해서 백업탱크(400) 하부의 액화가스가 증가하면 액화가스층(412)의 상부에 있는 기화가스층(414)의 체적이 감소하게 되며, 이러한 기화가스층(414)의 체적 감소는 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 압력을 증가시키게 된다. 이렇게 내부공간(410)의 압력이 증가하게 되면 충전관(220)의 충전펌프(222)에 과부하가 걸리게 되어 백업탱크(400)의 충전이 어렵게 된다. 따라서, 백업탱크(400)의 충전시 내부공간(410)의 압력이 상승하는 것을 방지하기 위해서, 백업탱크(400)의 내부에 설치된 압력센서(450)가 측정한 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에 회수펌프(432)에 의해서 기화가스층(414)의 기화가스가 회수관(430)을 통해서 기화기(300)로 공급된다. 이렇게 함으로써, 고가의 가스 낭비를 방지하고, 대기 방출시 대기압과 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 압력차이로 인해서 발생하는 소음을 방지할 수 있게 된다.
도 6을 참조하면, 제어부(500)는 측정센서(212), 레벨센서(440), 압력센서(450), 차단밸브(224, 422, 434), 충전펌프(222) 및 회수펌프(432)에 전기적으로 연결되며, 측정센서(212), 레벨센서(440) 및 압력센서(450)가 측정된 유량, 높이 및 압력 값을 이용하여 차단밸브(224, 422, 434), 충전펌프(222) 및 회수펌프(432)를 제어한다.
구체적으로, 제어부(500)는 측정센서(212)가 측정한 주공급관(210)의 유량 또는 압력이 기설정된 값 미만인 경우에 차단밸브(422)를 개방하며, 기설정된 값 이상인 경우에 차단밸브(422)를 차단한다. 즉, 주공급관(210)의 유량 또는 압력이 기설정된 값 미만이 되면 메인탱크(100), 압축기(200), 주공급관(210) 또는 기화기(300)에 이상이 생긴 것으로 판단하여, 차단밸브(422)를 개방함으로써 백업탱크(400)의 기화가스를 기화기(300)로 공급하는 것이다.
또한, 제어부(500)는 레벨센서(440)가 측정한 액화가스층(412)의 높이가 기설정된 높이 미만인 경우에 차단밸브(224)를 개방하고 충전펌프(222)를 구동하여 충진관(220)을 통해 액화가스를 백업탱크(400)에 공급한다. 이때, 압력센서(450)가 측정한 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 압력이 기설정된 값 이상이면, 차단밸브(434)를 개방하고 회수펌프(432)를 구동하여 내부공간(410)의 기하가스를 기화기(300)로 공급함으로써 내부공간(410)의 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이렇게 함으로써, 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 압력상승으로 인해 충전펌프(222)에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 고가의 가스가 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 제어부(500)는 레벨센서(440)가 측정한 액화가스층(412)의 높이가 기설정된 높이 이상이 되면, 백업탱크(400)의 가스 충전이 완료된 것으로 판단하여 충전펌프(222) 및 회수펌프(432)의 구동을 정지시키고, 차단밸브(224) 및 차단밸브(434)를 폐쇄시킨다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 가스공급장치의 제어방법을 설명한다.
먼저, 레벨센서(440)가 측정한 액화가스층(412)의 높이가 기설정된 높이 미만인 경우에, 제어부(500)가 차단밸브(224)를 개방하고, 충전펌프(222)를 구동하는 충전단계가 수행된다(S10).
다음으로, 압력센서(450)가 측정한 압력이 기설정된 압력이상인 경우에, 제어부(500)가 차단밸브(434)를 개방하고, 회수펌프(432)를 구동하는 회수단계가 수행된다(S20). 이때, 압력센서(450)가 측정한 압력이 기설정된 압력 이하인 경우에, 제어부(500)는 회수펌프(432)의 구동을 정지시키고, 차단밸브(434)를 폐쇄시킨다.
다음으로, 레벨센서(440)가 측정한 액화가스층(412)의 높이가 기설정된 높이 이상인 경우에, 제어부(500)가 충전펌프(222) 및 회수펌프(432)의 구동을 정지시키고 차단밸브(224) 및 차단밸브(434)를 폐쇄시키는 완료단계가 수행된다(S30).
또한, 본 실시예에 따른 가스공급장치의 제어방법은 측정센서(212)가 측정한 유량 또는 압력이 기설정된 값 미만인 경우 제어부(500)가 차단밸브(422)를 개방하고, 기설정된 값 이상인 경우에 차단밸브(422)를 폐쇄하는 백업단계를 더 포함할 수 있다.
이렇게 함으로써, 고가의 가스 낭비를 방지하고, 대기 방출시 대기압과 백업탱크(400)의 내부공간(410)의 압력차이로 인해서 발생하는 소음을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 백업탱크(400)에 액화가스를 충전할 때 내부공간(410)의 압력을 일정하게 유지함으로써 충전펌프(222)에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 메인탱크 110: 연결관
200: 압축기 210: 주공급관
212: 측정센서 220: 충전관
222: 충전펌프 300: 기화기
400: 백업탱크 410: 내부공간
412: 액화가스층 414: 기화가스층
420: 보조공급관 224, 422, 434: 차단밸브
430: 회수관 432: 회수펌프
440: 레벨센서 450: 압력센서

Claims (10)

  1. 기체상태의 기화가스가 저장되는 메인탱크;
    상기 메인탱크에 연결되며, 상기 기화가스를 액체상태의 액화가스로 압축하는 압축기;
    상기 압축기에 연결되며, 상기 압축기로부터 공급된 상기 액화가스를 승온하여 형성된 기화가스를 가스사용공정에 공급하는 기화기;
    상기 액화 가스가 저장되는 액화가스층과 상기 액화가스가 기화되어 상기 액화가스층의 상부에 형성되는 기화가스층으로 구획된 내부공간을 가지는 백업탱크;
    상기 백업탱크 및 상기 기화기를 연결하는 보조공급관;
    상기 백업탱크에 설치되며, 상기 액화가스층의 높이를 측정하는 레벨센서;
    상기 압축기와 상기 백업탱크를 연결하며, 상기 압축기에서 압축된 상기 액화가스가 상기 백업탱크로 이동가능한 충전관;
    상기 충전관에 설치되며, 상기 액화가스가 상기 압축기에서 상기 기화기로 이동하도록 구동력을 제공하는 충전펌프;
    상기 레벨센서 및 상기 충전펌프에 연결되며, 상기 레벨센서가 측정한 상기 액화가스층의 높이가 기설정된 제1높이 미만인 경우에 상기 충전펌프를 구동하는 제어부;를 포함하는 가스공급장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스공급장치는,
    상기 백업탱크와 상기 기화기를 연결하며, 상기 기화가스층의 기화가스가 상기 기화기로 이동 가능한 별도의 회수관; 및
    상기 회수관에 설치되며, 상기 기화가스가 상기 기화기로 이동하도록 구동력을 제공하는 회수펌프;를 더 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 회수펌프에 연결되며, 상기 회수펌프를 구동함으로써 상기 내부공간의 압력을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스공급장치는,
    상기 백업탱크의 상기 기화가스층에 설치되며, 상기 내부공간의 압력을 측정하는 압력센서;를 더 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 압력센서가 측정한 상기 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에 상기 회수펌프를 구동하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 레벨센서가 측정한 상기 높이가 기설정된 제2높이 이상인 경우에 상기 충전펌프 및 상기 회수펌프의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  6. 기체상태의 기화가스가 저장되는 메인탱크;
    상기 메인탱크에 연결되며, 상기 기화가스를 액체상태의 액화가스로 압축하는 압축기;
    상기 압축기에 연결되며, 상기 압축기로부터 공급된 상기 액화가스를 승온하여 형성된 기화가스를 가스사용공정에 공급하는 기화기;
    상기 액화 가스가 저장되는 액화가스층과 상기 액화가스가 기화되어 상기 액화가스층의 상부에 형성되는 기화가스층으로 구획된 내부공간을 가지는 백업탱크;
    상기 백업탱크 및 상기 기화기를 연결하는 보조공급관;
    상기 보조공급관에 설치되며, 상기 보조공급관을 개페가능한 차단밸브;
    상기 압축기와 상기 기화기를 연결하며, 상기 압축기에서 압축된 상기 액화가스를 상기 기화기로 이동시키는 주공급관;
    상기 주공급관에 설치되며, 상기 주공급관을 이동하는 상기 액화가스의 유량을 측정하는 측정센서;
    상기 차단밸브 및 상기 측정센서에 연결되며, 상기 측정센서가 측정한 상기 유량이 기설정된 값보다 작은 경우에 상기 차단밸브를 개방하는 제어부;를 포함하는 가스공급장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정센서가 측정한 상기 유량이 기설정된 값 이상인 경우에 상기 차단밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  8. 레벨센서가 측정한 백업탱크의 액화가스층의 높이가 기설정된 제1높이 미만인 경우에 충전펌프가 구동되는 단계;및
    압력센서가 측정한 상기 백업탱크의 내부공간의 압력이 기설정된 압력이상인 경우에 회수펌프가 구동되는 단계;를 포함하는 가스공급장치의 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 압력센서가 측정한 상기 압력이 상기 기설정된 압력 미만인 경우에 상기 회수펌프의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가스공급장치의 제어방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스공급장치의 제어방법은
    상기 레벨센서가 측정한 상기 높이가 기설정된 제2높이 이상인 경우에, 상기 충전펌프 및 상기 회수펌프의 구동이 정지되는 단계;를 더 포함하는 특징으로 하는 가스공급장치의 제어방법.
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JPH07139874A (ja) * 1993-11-16 1995-06-02 Teisan Kk 窒素ガス製造装置
KR19990021600U (ko) * 1997-11-29 1999-06-25 이구택 초저온 액체아르곤의 기화가스회수장치

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