KR102114083B1 - 배출가스회수시스템 - Google Patents

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Abstract

배출가스회수시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 배출가스회수시스템은 수요처로 가스를 공급하는 가스공급부의 압송배관에 마련된 벤츄리관; 및 액체 아르곤을 저장하는 저장탱크와 벤츄리관을 연결하는 배출관;을 포함하되, 가스가 압송배관에서 벤츄리관을 통과할 때 고속으로 흘러갈 수 있도록, 벤츄리관의 내경은 좌우의 압송배관과 연통된 부위로부터 중심통로 쪽으로 갈수록 점점 줄어들고, 상기 배출관은 최소 폭의 내경을 갖는 상기 중심통로와 연통되고, 저장탱크 내부의 압력이 설정값을 초과한 경우, 저장탱크 내부의 기화가스는 배출관을 통해 벤츄리관 쪽으로 배출되되, 압송배관을 통해 벤츄리관을 고속으로 통과하는 가스에 의해 벤츄리관으로 빨려 들어가 가스와 함께 수요처로 공급된다.

Description

배출가스회수시스템{EXHAUSTING GAS RECOVERING SYSTEM}
본 발명은 배출가스회수시스템에 관한 것이다.
아르곤은 공기 중에 1％ 정도 존재하기 때문에 생산 시 산소 및 질소 대비 10배 이상의 고비용이 사용되고, 공기로부터 수집된 아르곤은 저장탱크에 액화상태로 저장되어 각 수요처(예컨대 제철소 제강공장, 스테인레스공장, 연주공장 등)로 공급될 수 있다.
산소제조공정 중 아르곤은 대략 ―186℃의 액화상태로 저장탱크에 저장된다. 수요처의 아르곤 사용량이 많아져 아르곤 공급압력이 낮아지는 경우에는 저장탱크에 저장된 액체가스를 기화시켜 공급함으로써, 유량 및 압력을 보충해 준다. 이때, 기화된 액체가스(이하, “기화가스”라 함)에는 아르곤, 산소, 질소 성분이 포함될 수 있다.
한편. 종래에는 저장탱크 내부의 기화가스에 의해 저장탱크 내부 압력이 설정값을 초과한 경우에는 해당 기화가스를 대기로 방출시켰다.
그러나, 이는 고비용을 들여 수집하고 액화시킨 아르곤 손실로 이어지는 문제점이 있다.
관련된 종래기술로서, 한국공개실용신안 제20-1999-0021600호(1999.06.25. 공개)를 참조하기 바란다.
한국공개실용신안 제20-1999-0021600호(1999.06.25. 공개)
본 발명의 실시 예는 아르곤 저장탱크 내에서 발생하는 기화가스를 효과적으로 회수하여 수요처로 공급하여, 해당 기화가스를 대기로 배출시킴으로써 발생했던 낭비를 줄이고, 기화가스 공급 과정의 효율성을 향상시킬 수 있는 배출가스회수시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수요처로 가스를 공급하는 가스 공급처의 압송배관에 마련된 벤츄리관; 및 액체 아르곤을 저장하는 저장탱크와 상기 벤츄리관을 연결하는 배출관;을 포함하되, 상기 가스가 상기 압송배관에서 상기 벤츄리관을 통과할 때 고속으로 흘러갈 수 있도록, 상기 벤츄리관의 내경은 좌우의 상기 압송배관과 연통된 부위로부터 중심통로 쪽으로 갈수록 점점 줄어들고, 상기 배출관은 최소 폭의 내경을 갖는 상기 중심통로와 연통되고, 상기 저장탱크 내부의 압력이 설정값을 초과한 경우, 상기 저장탱크 내부의 기화가스는 상기 배출관을 통해 상기 벤츄리관 쪽으로 배출되되, 상기 압송배관을 통해 상기 벤츄리관을 고속으로 통과하는 가스에 의해 상기 벤츄리관으로 빨려 들어가 상기 가스와 함께 상기 수요처로 공급되는 배출가스회수시스템이 제공될 수 있다.
상기 배출관은 상기 벤츄리관을 고속으로 통과하는 상기 가스 공급처의 가스 흐름 방향 쪽으로 경사지게 상기 벤츄리관의 중심통로와 연통될 수 있다.
상기 배출관 내측에는 상기 저장탱크 쪽으로 가스가 역류하지 않도록 체크밸브가 마련될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배출가스회수시스템은 아르곤 저장탱크 내에서 발생하는 기화가스를 효과적으로 회수하여 수요처로 공급하여, 해당 기화가스를 대기로 배출시킴으로써 발생했던 낭비를 줄일 수 있다.
또, 수요처로 가스를 고속으로 통과시켜 저장탱크 내부의 기화가스를 효과적으로 빨아 들여 함께 수요처로 공급함으로써, 기화가스 회수 및 공급 과정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배출가스회수시스템을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배출가스회수시스템(100)은 수요처(220)로 가스를 공급하는 가스공급부(210)의 압송배관(105)에 마련된 벤츄리관(120)과, 액체 아르곤을 저장하는 저장탱크(110)와 벤츄리관(120)을 연결하는 배출관(130)을 포함한다. 여기서, 가스공급부(210)는 예컨대 산소제조공장(그 장치나 설비 등 포함)일 수 있고, 수요처(220)는 제철소 제강공장, 스테인레스공장, 연주공장 등을 포함할 수 있다. 이하, 보다 구체적으로 설명한다.
저장탱크(110)는 공급관(102)을 통해 액체 아르곤 생산설비(230)로부터 공급받은 액체 아르곤을 저장하며, 저장탱크(110) 내부에는 대기 온도 등의 영향을 받아 기화가스가 발생한다.
벤츄리관(120)은 수요처(220)로 가스를 공급하는 가스공급부(210)의 압송배관(105)에 마련되되, 양쪽의 압송배관(105)과 용접 등에 의해 결합되거나 압송배관(105)과 일체형으로 마련될 수 있다.
압송배관(105)과 연통되는 벤츄리관(120)의 좌우 끝단 쪽 내경은 전단 및 후단 쪽 압송배관(105)의 내경과 동일할 수 있다. 여기서, 벤츄리관(120)의 내경은 좌우의 압송배관(105)과 연통된 부위로부터 중심통로(120a) 쪽으로 갈수록 점점 줄어들 수 있으며, 벤츄리관(120)의 일정 길이로 형성된 중심통로(120a)에서 최소 폭으로 내경이 좁아진다. 이를 통해 압송배관(105)을 통해 수요처(220) 쪽으로 공급되는 가스공급부(210)의 가스가 압송배관(105)에서 벤츄리관(120)을 통과할 때 고속으로 흘러갈 수 있다.
배출관(130)은 최소 폭의 내경을 갖는 벤츄리관(120)의 중심통로(120a)와 연통되게 마련된다. 이를 통해 저장탱크(110) 내부의 기화가스가 고속으로 벤츄리관(120)을 통과하는 가스에 의해 벤츄리관(120) 쪽으로 빨려 들어가게 된다.
구체적으로, 저장탱크(110) 내부의 압력이 설정값을 초과한 경우, 배출관(130)에 마련된 압력조절밸브(V1)가 개방되어 저장탱크(110) 내부의 기화가스가 배출관(130)을 통해 벤츄리관(120) 쪽으로 배출된다. 이때, 가스공급부(210)로부터 전단 쪽 압송배관(105)을 통해 벤츄리관(120)을 고속으로 통과하는 가스에 의해 저장탱크(110) 내부의 기화가스가 벤츄리관(120) 쪽으로 빨려 들어가 해당 가스와 함께 후단 쪽 압송배관(105)을 통해 수요처(220)로 공급된다.
배출관(130)을 통해 벤츄리관(120) 쪽으로 배출되는 저장탱크(110) 내부의 기화가스에는 아르곤, 산소, 질소 성분이 포함될 수 있다. 또, 가스공급부(210)의 압송배관(105)을 통해 수요처(220)로 공급되는 가스에도 아르곤, 산소, 질소 성분이 포함될 수 있다.
이러한 배출관(130)은 저장탱크(110)와 수직 연결된 제1배관(131)과, 제1배관(131)으로부터 벤츄리관(120)을 고속으로 통과하는 가스공급부(210)의 가스 흐름 방향 쪽으로 대각선 형태로 연장 형성되어, 경사지게 벤츄리관(120)의 중심통로(120a)와 연통된 제2배관(132)을 포함할 수 있다. 제2배관(132)은 제1배관(131)에 비해 길게 형성되어 있으며, 제1배관(131)을 통해 수직으로 유입된 기화가스는 제2배관(132)을 통해 벤츄리관(120) 쪽으로 흘러갈 수 있다.
이와 같이, 배출관(130)이 벤츄리관(120)을 고속으로 통과하는 가스공급부(210)의 가스 흐름 방향 쪽으로 벤츄리관(120)과 경사지게 연결됨으로써, 저장탱크(110) 내부의 기화가스가 자연스럽게 효과적으로 벤츄리관(120) 쪽으로 빨려 올라갈 수 있다.
또, 배출관(130) 내측에는 저장탱크(110) 쪽으로 가스가 역류하지 않도록 체크밸브(140)가 마련될 수 있다. 즉, 체크밸브(140)는 저장탱크(110) 내부의 기화가스가 벤츄리관(120) 쪽으로 흘러가도록 허용하고, 그 반대 방향인 저장탱크(110) 쪽으로 가스가 역류하지 않도록 방지한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배출가스회수시스템(100)은 저장탱크(110) 내부의 압력이 설정값을 초과한 경우 개방되어 저장탱크(110) 내부의 압력을 조절하는 상술한 압력조절밸브(V1)를 배출관(130)에 마련할 수 있다. 이때, 압력조절밸브(V1) 압력을 예컨대 18㎏/㎠로 설정하여 저장탱크(110) 내부의 압력이 자동으로 제어되게 할 수 있다.
또, 배출가스회수시스템(100)은 압력조절밸브(V1)에 의한 압력 조절이 정상적으로 이루어지지 않은 경우, 저장탱크(110) 내부의 기화가스를 배출시키는 보조밸브(V2)를 마련한 보조관(150)을 포함할 수 있다. 이때, 보조밸브(V2) 압력을 예컨대 0.2㎏/㎠로 설정할 수 있다.
또, 배출가스회수시스템(100)은 압력조절밸브(V1) 및 보조밸브(V2)의 이상 동작 시 저장탱크(110) 내부의 기화가스를 배출시키는 안전밸브(V3)를 마련한 안전보호관(160)을 마련할 수 있다. 이때, 안전밸브(V3) 압력을 예컨대 1㎏/㎠로 설정할 수 있으며, 저장탱크(110) 내부의 압력이 설정값을 초과한 경우, 자동으로 기화가스를 외부로 배출할 수 있다.
또, 배출가스회수시스템(100)은 저장탱크(110) 내부의 압력이 설정값 미만인 경우, 저장탱크(110) 내부의 액체 아르곤을 기화기(175)에 의해 기화시켜, 저장탱크(110)로 돌려 보내는 강제기화관(170)을 마련할 수 있다. 이때, 강제기화관(170)에 마련된 자동밸브(V4)는 저장탱크(110) 내부의 압력이 설정값 미만인 경우 자동으로 개방될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 배출가스회수시스템(100)을 통해 아르곤 저장탱크(110) 내에서 발생하는 기화가스를 효과적으로 수요처(220)로 공급하여, 해당 기화가스를 대기로 배출시킴으로써 발생했던 낭비를 줄이고, 벤츄리관(120) 및 이와 연결된 배출관(130) 구성을 통해 기화가스 공급 과정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
105: 압송배관 110: 저장탱크
120: 벤츄리관 130: 배출관
140: 체크밸브 150: 보조관
160: 안전보호관 170: 강제기화관
175: 기화기

Claims (3)

  1. 수요처로 가스를 공급하는 가스공급부의 압송배관에 마련된 벤츄리관; 및
    액체 아르곤을 저장하는 저장탱크와 상기 벤츄리관을 연결하는 배출관;을 포함하되,
    상기 가스가 상기 압송배관에서 상기 벤츄리관을 통과할 때 고속으로 흘러갈 수 있도록, 상기 벤츄리관의 내경은 좌우의 상기 압송배관과 연통된 부위로부터 중심통로 쪽으로 갈수록 점점 줄어들고,
    상기 배출관은 상기 벤츄리관을 고속으로 통과하는 상기 가스공급부의 가스 흐름 방향 쪽으로 경사지게 최소 폭의 내경을 갖는 상기 벤츄리관의 중심통로와 연통되고,
    상기 저장탱크 내부의 압력이 설정값을 초과한 경우, 상기 저장탱크 내부의 기화가스는 상기 배출관을 통해 상기 벤츄리관 쪽으로 배출되되, 상기 압송배관을 통해 상기 벤츄리관을 고속으로 통과하는 가스에 의해 상기 벤츄리관으로 빨려 들어가 상기 가스와 함께 상기 수요처로 공급되는 배출가스회수시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배출관 내측에는 상기 저장탱크 쪽으로 가스가 역류하지 않도록 체크밸브가 마련된 배출가스회수시스템.
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