KR102101216B1 - 내부 가압기를 포함하는 유체탱크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부 가압기를 포함하는 유체탱크 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화천연가스 등의 액상유체를 저장할 수 있되, 액상유체의 일부를 가열하여 증발기체를 발생시키고, 이에 따른 가압을 통해 액상유체를 외부로 송출할 수 있는 유체탱크에 있어서, 안전성이 뛰어날 뿐만 아니라, 신속하게 유체탱크의 가압을 수행할 수 있는 내부 가압기를 포함하는 유체탱크 에 관한 것이다.

Description

내부 가압기를 포함하는 유체탱크{Fluid Tank Having Internal Pressure Booster}
본 발명은 내부 가압기를 포함하는 유체탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화천연가스 등의 액상유체를 저장할 수 있되, 액상유체의 일부를 가열하여 증발기체를 발생시키고, 이에 따른 가압을 통해 액상유체를 외부로 송출할 수 있는 내부 가압기를 포함하는 유체탱크에 관한 것이다.
도 1은 종래의 유체탱크(10)를 나타낸 도면이다.
종래의 유체탱크(10)는 액화천연가스 등의 액상유체를 저장할 수 있는 탱크본체(1)를 포함하며, 탱크본체(1) 내부에 저장된 액상유체를 외부로 송출하기 위해서는 탱크본체(1) 내부를 가압함으로써, 송출배관(5)을 통해 외부로 액상유체를 송출하게 된다.
이때, 종래의 유체탱크(10)는 탱크본체(1) 외부에 구비되는 증발기 등의 가압수단(3)을 구비하며, 탱크본체(1)와 가압수단(3)을 연결하는 하부배관(2)을 통해 액상유체를 가압수단(3)으로 공급하고, 가압수단(3)은 증발기 등의 작동을 통해 액상유체를 증발시켜 증발기체를 형성함과 함께, 상부배관(4)을 통해 탱크본체(1)로 공급함으로써, 탱크본체(1) 내부를 가압하게 된다.
즉, 탱크본체(1) 내부에 저장된 액상유체 일부를 가압수단(3)으로 공급하고, 가압수단(3)의 동작을 통해 발생된 증발기체를 통해 탱크본체(1) 내부를 가압함으로써, 외부로 액상유체를 송출하게 된다.
이때 종래의 유체탱크(10)는 액상유체를 가압수단(3)으로 공급해야 하므로, 원활한 공급을 위해 탱크본체(1) 하부에 하부배관(2)을 연결하여 가압수단(3)으로 액상유체를 공급하며, 이는 탱크본체(1) 하부와 하부배관(2)과의 연결 부위에서의 유체 누출 우려가 있다.
이는 유체탱크(10) 내부에 저장된 액상유체가 초저온의 액화천연가스일 경우, 초저온 취성과 화재 등에 의한 폭발 우려가 있어 사용자의 안전사고 우려가 있다.
또한, 가압수단(3)은 탱크본체(1) 외부에 구비되고, 하부배관(2) 및 상부배관(4) 등을 통해 연결하여 액상 또는 기상의 유체가 유동되므로, 가압수단(3)을 외부에 구비하기 위한 공간이 별도로 필요할 뿐만 아니라, 가압수단(3)을 중심으로 유동하는 유체의 제어를 위한 제어밸브 등을 추가로 구비해야 하므로, 유체탱크(10)의 제조비용 및 제조시간이 증대되는 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 제2013-193690호(2013.09.30.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액화천연가스 등의 액상유체를 저장할 수 있되, 액상유체의 일부를 가열하여 증발기체를 발생시키고, 이에 따른 가압을 통해 액상유체를 외부로 송출할 수 있는 유체탱크에 있어서, 안전성이 뛰어날 뿐만 아니라, 신속하게 유체탱크의 가압을 수행할 수 있는 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크는 액상유체가 저장되는 탱크본체(100); 상기 탱크본체(100) 내부의 선택되는 위치에 상하 방향으로 관통되어 형성되되, 선택되는 하측은 액상유체 상에 위치되는 가압관(200); 상기 가압관(200) 내부에 수용된 액상유체를 증발시켜 상기 탱크본체(100) 내부를 가압시키는 가압수단(300); 및 상기 탱크본체(100) 내부의 하측에 액상유체가 유입되도록 입구가 설치되며, 상기 탱크본체(100)에 저장된 액상유체를 외부로 송출 가능하게 형성되는 송출배관(400);을 포함하되, 상기 가압관(200)은 내부가 중공되어 단열재질로 형성되거나, 표면에 단열 처리되도록 형성되어, 상기 가압수단(300)을 통해 상기 가압관(200) 내부 액상유체의 증발 시, 상기 가압관(200) 외부의 액상유체로의 열 전달을 차단하여 열에 의한 영향을 최소화함으로써, 상기 탱크본체(100) 내부의 액상유체를 정확한 유량을 가지고 외부로 송출되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압관(200)은 선택되는 상측이 상기 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체보다 상측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압수단(300)은 전기에너지를 이용한 가열수단, 기상의 가열매체를 통해 열 교환시키는 가열수단, 액상의 가열매체를 통해 열 교환시키는 가열수단 중 선택되는 어느 하나 이상의 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압관(200)은 단열재질로 형성되거나, 단열 처리되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탱크본체(100)는 상기 가압관(200)의 위치에 대응하여 하부 방향으로 돌출되어 형성되는 유체잔량부(110)를 더 포함하며, 상기 가압관(200)은 상기 유체잔량부(110)에 대응하여 하부 방향으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크는 액화천연가스 등의 액상유체 가압을 탱크본체 내부에서 동작하므로, 액상유체의 유출 우려가 없어 안전성이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크는 액상유체의 가압을 위한 외부의 가압수단 등이 필요하지 않으므로, 공간활용성이 뛰어날 뿐만 아니라, 가압수단으로 액상 및 기상의 유체를 유동시키기 위한 배관 및 유량 제어를 위한 밸브 등을 추가적으로 구비할 필요가 없으므로 유체탱크의 제조비용 및 제조시간이 감소하는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크는 선택적으로 액상유체를 가열하여 증발기체를 발생시킴으로써, 액상유체의 송출을 위한 가압이 신속하게 이루어지는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유체탱크를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 나타낸 도면
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크(1000)는 액상유체가 저장되어 수용되는 탱크본체(100)를 포함하며, 탱크본체(100) 내부의 가압을 통해 내부에 저장된 액상유체를 외부(유체 수요처 등)로 송출 가능하게 형성된다.
이때, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크 (1000)에서의 저장 및 송출을 위한 액상유체는 액화천연가스(LNG)이며, 액화천연가스 외에 탱크본체(100) 내부에 저장되었다가, 가압에 의해 외부로 송출될 수 있다면 액화수소가스 등 다양한 액상유체의 실시예가 가능함은 물론이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크(1000)는 액화천연가스 등의 액상유체가 저장되는 탱크본체(100), 탱크본체(100) 내부에 구비되어 액상유체의 일부를 수용 가능하게 형성되는 가압관(200), 가압관(200) 내부에 구비되어 액상유체를 가열함으로써, 탱크본체(100) 내부를 가압 가능하게 구비되는 가압수단(300) 및 가압수단(300)에 의한 탱크본체(100)의 가압에 따라 액상유체를 외부로 송출 가능하게 형성되는 송출배관(400)을 포함하여 이루어진다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크 (1000)는 가압수단(300)이 가압관(200) 내부에 수용된 액상유체를 가열하여 증발기체를 형성하고, 증발기체의 형성에 따른 탱크본체(100) 내부를 가압함으로써, 이의 압력에 의해 유체탱크(100) 내부에 저장된 액상유체를 송출배관(400)을 통해 외부로 송출할 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 탱크본체(100)는 액상유체가 저장되는 일반적인 탱크, 차량용 연료탱크, 선박의 연료탱크, 탱크로리 등 다양한 용도의 탱크일 수 있다.
가압관(200)은 탱크본체(100) 내부의 선택되는 위치에 상하 방향으로 관통되어 형성되며, 상하 방향으로 중공된 형상으로 형성되어 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체 일부가 수용되어 가압수단(300)을 통해 가압하도록 할 수 있다.
가압수단(300)은 가압관(200)의 중공에 위치되며, 가압관(200) 내부에 수용된 액상유체를 가열하여 증발기체를 형성함으로써, 탱크본체(100) 내부를 가압 가능하게 한다.
가압수단(300)은 가압관(200) 내부에 수용된 액상유체를 가열하기 위한 다양한 수단으로 구성될 수 있으며, 일 예로 전기에너지의 공급을 통해 가압관(200) 내부에 수용된 액상유체를 가열하여 증발기체를 형성할 수 있는 수단으로 이루어질 수 있다.
가압수단(300)의 다른 예로는 기상의 가열매체 또는 액상의 가열매체 등을 이용하여 탱크본체(100) 내부의 액상유체와의 열 교환을 통해 액상유체를 가열하는 수단으로 이루어져, 증발기체를 형성하고, 증발기체를 통해 탱크본체(100) 내부를 가압하여 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체를 송출할 수 있는 등 다양한 가압수단의 실시예가 가능하다.
이때, 가압관(200)은 내부의 중공에 수용된 액상유체를 가압수단(300)을 통해 가열하여 탱크본체(100)를 가압함으로써, 액상유체의 가열 효율성을 위해 단열재질로 형성되거나, 단열처리되어 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 가압관(200)은 선택되는 하측은 액상유체 상에 위취되어 하부로부터 액상유체가 유입되도록 하여 가열 가능하게 형성되어야 함은 물론이고, 가압수단(300)에 의해 형성된 증발기체를 탱크본체(100) 내부의 기상유체 상으로 공급해야 탱크본체(100)의 가압이 효율적이므로, 선택되는 상측은 액상유체보다 상측에 위치되도록 형성하는 것이 바람직하다.
송출배관(400)은 탱크본체(100) 내부의 하측에 액상유체가 유입되도록 입구가 설치되며, 탱크본체(100)에 저장된 액상유체를 외부로 송출 가능하게 형성된다.
상술된 바와 같이, 송출배관(400)은 액상유체의 유량이 적더라도 외부로 송출 가능하도록 액상유체가 유입되어 유동하는 입구가 탱크본체(100) 내부의 바닥면에 위치되도록 하는 것이 바람직하다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크(1000)는 가압수단(300)을 이용하여 액상유체를 가열하고, 가열에 의해 발생된 증발기체를 통해 탱크본체(100) 내부를 가압함으로써, 탱크본체(100) 내부에 수용된 액상유체를 외부로 송출할 수 있으므로, 외부에 증발기를 구비하여 이의 동작에 따라 탱크본체를 가압하는 종래에 비해 안전한 액상유체의 저장 및 송출이 가능한 장점이 있다.
즉, 외부에 증발기를 구비하여 가압하는 방식은 탱크본체 내부의 유체를 증발기로 공급하여야 하므로 대부분 탱크본체 하부에 위치되며, 이에 따른 탱크본체에서의 유체의 유출 우려가 있고, 이는 화재 위험 또는 폭발의 위험에 노출되는 문제점이 있는데 반해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크(1000)는 내부에 저장된 유체의 이동 없이 탱크본체(100) 내부에서 액상유체를 가열하므로, 액상유체의 누출 우려가 감소하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크(1000)는 외부의 증발기를 구비함에 따른 추가적인 배관, 배관을 통해 이동하는 유체를 제어하기 위한 밸브 등을 구비할 필요가 없으므로, 유체탱크(1000)의 제조비용 및 제조시간을 단축할 수 있다.
아울러, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크(1000)는 탱크본체(100) 내부에 수용된 액상유체 전체를 가열하는 방식이 아닌, 가압관(200) 내부에 수용된 액상유체를 가열하여 탱크본체(100) 내부를 가압함으로써, 유체를 가열하여 증발기체를 형성하기 위한 시간을 단출할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 도 3을 참조하면, 가압관(200)은 액상유체의 가열을 위한 정확도를 높이도록 상하 방향 직각으로 형성되어 내부에 액상유체를 수용하는 것이 바람직하나, 가열수단(300)의 형상 또는 위치, 또는 탱크본체(100)의 형상 또는 목적에 따라 하부에서 액상유체가 유입되어 수용되고, 가열되어 형성된 증발기체가 상부로 배출되어 탱크본체(100) 내부를 가압할 수 있다면 다양한 형상의 실시예가 가능하다.
<제2 실시예>
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 가압기를 포함하는 유체탱크(1000)의 탱크본체(100)는 가압관(200)이 형성된 위치에 대응하여 하부 방향으로 돌출됨으로써, 홈을 형성하는 유체잔량부(110)를 더 포함할 수 있다.
또한, 가압관(200)은 유체잔량부(110)로 연장되어 형성됨으로써, 유체잔량부(110)에 수용된 액상유체를 내부에 수용 가능하도록 형성된다.
즉, 탱크본체(100) 내부에 수용된 액상유체의 양이 많지 않을 경우, 가압관(200) 내부로 수용되기 어려우며, 이는 가압관(200) 내부에서의 가열이 수월하지 않아, 탱크본체(100) 내부의 가압이 어려울 수 있다.
이를 위해 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체탱크(1000)는 탱크본체(100)에 유체잔량부(110)를 포함하여, 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체를 우선적으로 저장하도록 함으로써, 가압관(200) 내부에서의 액상유체 가열이 수월하도록 할 수 있다.
아울러, 유체잔량부(110)는 최대한 많은 유량의 액체유체를 수용 가능하도록 하는 것이 바람직하나, 가압관(200)이 연장되어 위치되어야 하므로, 최소 가압관(200)의 직경보다는 크게 형성되어야 함은 물론이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정하지 않으며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 누구든지 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 내부 가압기를 포함하는 유체탱크
100 : 탱크본체
110 : 유체잔량부
200 : 가압관
300 : 가압수단
400 : 송출배관

Claims (5)

  1. 액상유체가 저장되는 탱크본체(100);
    상기 탱크본체(100) 내부의 선택되는 위치에 상하 방향으로 관통되어 형성되되, 선택되는 하측은 액상유체 상에 위치되는 가압관(200);
    상기 가압관(200) 내부에 수용된 액상유체를 증발시켜 상기 탱크본체(100) 내부를 가압시키는 가압수단(300); 및
    상기 탱크본체(100) 내부의 하측에 액상유체가 유입되도록 입구가 설치되며, 상기 탱크본체(100)에 저장된 액상유체를 외부로 송출 가능하게 형성되는 송출배관(400);을 포함하되,
    상기 가압관(200)은
    내부가 중공되어 단열재질로 형성되거나, 표면에 단열 처리되도록 형성되어, 상기 가압수단(300)을 통해 상기 가압관(200) 내부 액상유체의 증발 시, 상기 가압관(200) 외부의 액상유체로의 열 전달을 차단하여 열에 의한 영향을 최소화함으로써, 상기 탱크본체(100) 내부의 액상유체를 정확한 유량을 가지고 외부로 송출되도록 하는, 내부 가압기를 포함하는 유체탱크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가압관(200)은
    선택되는 상측이 상기 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체보다 상측에 위치되는, 내부 가압기를 포함하는 유체탱크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가압수단(300)은
    전기에너지를 이용한 가열수단, 기상의 가열매체를 통해 열 교환시키는 가열수단, 액상의 가열매체를 통해 열 교환시키는 가열수단 중 선택되는 어느 하나 이상의 수단으로 이루어지는, 내부 가압기를 포함하는 유체탱크.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 탱크본체(100)는
    상기 가압관(200)의 위치에 대응하여 하부 방향으로 돌출되어 형성되는 유체잔량부(110)를 더 포함하며,
    상기 가압관(200)은 상기 유체잔량부(110)에 대응하여 하부 방향으로 연장되어 형성되는, 내부 가압기를 포함하는 유체탱크.
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