KR102411313B1 - 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내조에 연결되어 외조의 밖으로 노출되게 연결하여 내조에 초저온 액체 및 기체를 주입하고 배출하는 파이프에 방열컨넥터를 연결 설치하여 내조 화물의 초저온의 냉열이 외통 및 대기로 열전도되는 것을 방지함을 목적으로 한 초저온탱크의 연결파이프 방열 연결장치에 관한 것이다.
본 발명의 초저온탱크의 연결파이프 방열 연결장치는 내조와 외조를 일정한 단열공간부가 형성되게 이중 탱크로 이루어지고 내조에 연결되어 외조를 관통하는 파이프가 설치된 초저온탱크에 있어서, 내조와 외조의 단열공간부에 위치하는 파이프의 사이에 내조의 냉열이 파이프를 통해 외조와 대기로 전도되는 것을 차단하는 방열컨넥터가 설치됨을 특징으로 한다.

Description

초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치{Heat-resisting connection of connecting pipes for ultra-low temperature tanks}

본 발명은 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내조(내부용기)와 외조(외부용기)의 이중구조의 용기로 구성된 초저온탱크의 내조에 연결되어 외조의 밖으로 노출되게 연결하여 내조에 초저온 액체 및 기체를 주입하고 배출하는 파이프에 방열컨넥터를 연결 설치하여 내조 화물의 초저온의 냉열이 외통 및 대기로 열전도 되는 것을 방지함을 목적으로 한 초저온탱크의 연결파이프 방열 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로 저비점의 초저온 액체산소(-183℃), 액체질소(-196℃), 액체알곤(-186℃), LNG(-[0002] 162℃) 등을 저장하는 초저온 저장탱크(cryogenic storage tank)는 외부의 열침입과 열전도에 의한 증발 손실을 막기 위하여 내조와 외조의 이중 탱크의 구조로 구성하고 내조와 외조의 사이에는 펄라이트와 같은 분말단열재를 충진하여 진공 단열하거나 또는 Multi Layer Insulation(MLI) 단열재를 내조탱크의 표면에 설치하여 냉열의 방열을 차단하는 구조로 이루어진다.

또한, 내조에 초저온 액체나 기체를 주입 및 배출하고 게이지 라인 등에 필요한 파이프가 연결되고 외조를 관통하여 외부로 연결되어진다.

그러나 이러한 종래의 초저온 탱크는 특성상 초저온 화물의 적재시에는 -200°를 유지하고 비적재시에는 상온을 유지하여 온도차가 매우 크므로 내부용기의 팽창 수축이 크게 일어나고, 내조와 외조에 연결된 파이프 또한 팽창, 수축이 일어남으로써 파이프에 매우 큰 응력이 작용하게 되므로 이로 인해 중간에 플렉시블한 곡선형태의 부분을 설치하게 되는 데, 이러한 온도차이에 따른 팽창 수축과정에서 내조의 초저온 냉열이 외조 및 대기로 열전도되어 열손실이 발생하게 되고 이로 인해 초저온의 일정한 온도를 유지해야되는 액체나 기체를 적합한 온도로 저장하지 못하게 되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내조와 외조 사이의 단열공간에 위치하는 파이프에 방열컨넥터를 연결 설치하여 내조의 냉열이 외조 및 대기로 열전도 되는 것을 차단하여 내조의 내부에 주입된 화물을 필요한 초저온의 온도로 유지할 수 있도록 한 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 내조와 외조가 일정한 단열공간부를 형성하는 이중 탱크로 이루어지고 상기 단열공간부에 내조에서 외조를 관통하도록 설치된 파이프의 플랜지 사이에 단열부재가 설치된 초저온탱크에 있어서, 상기 단열부재는 중앙이 관통된 FRP 방열재와 상기 FRP 방열재의 양면에 나사식으로 보강 결합되는 SUS 보강재의 방열컨넥터로 이루어지고, 상기 방열컨넥터는 파이프의 플랜지를 관통한 보강재의 나사공에 나사 체결되어 내조의 냉열이 파이프를 통해 대기로 방열되는 것을 차단함을 특징으로 하는 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치가 제공된다.

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이와 같은 본 발명은 내조에서 외조를 관통하는 파이프의 사이에 연결되는 단열소재가 우수한 단열성과 낮은 열전도성을 가지는 FRP방열재와 SUS보강재로 이루어진 방열컨넥터로서 구성된 것이므로 열전도 차단 효과가 매우 우수하고 특히 플랜지와 체결되는 볼트가 보강재의 나사공에 결합되므로서 FRP방열재에는 도달하지 않으므로 볼트를 통해 발생되는 열전도도 차단되어 전체적으로 내조의 열손실을 최대한 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 초저온탱크의 일실시예도
도 2는 본 발명의 방열컨넥터가 내조와 외조의 사이에 설치된 상태의 확대도
도 3는 본 발명의 파이프와 방열컨넥터의 연결상태 단면도
도 4는 도 3의 분해 단면도
도 5는 파이프와 방열컨넥터를 체결하는 볼트의 다른 실시예도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 내조(10)와 외조(20)가 일정한 단열공간부(30)를 형성하는 이중 탱크로 이루어지고 상기 단열공간부(30)에 내조(10)에서 외조(20)를 관통하도록 설치된 파이프(40)의 플랜지(41) 사이에 단열부재가 설치된 초저온탱크(100) 있어서, 상기 단열부재는 중앙이 관통된 FRP 방열재(51)와 상기 FRP 방열재(51)의 양면에 나사식으로 보강 결합되는 SUS 보강재(52)의 방열컨넥터(50)로 이루어지고, 상기 방열컨넥터(50)는 파이프(40)의 플랜지(41)를 관통한 SUS 보강재(52)의 나사공(53)에 볼트(60)로서 나사 체결되어 내조(10)의 냉열이 파이프(40)를 통해 대기로 방열되는 것을 차단함을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열컨넥터(50)의 SUS 보강재(52)에는 낮은 경도의 금속재 가스켓(54)이 설치되어 파이프 플랜지(41)와의 접합시 기밀을 보다 확실하게 유지하게 된다.

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여기서 방열컨넥터(50)의 FRP 방열재(51)는 내식성과 단열성이 우수한 FRP를 사용하게 되므로 열전도성이 낮아 내조의 열손실을 차단하는 효과가 크고, 상기 FRP 방열재(51)의 양면에 나사 결합되는 SUS 보강재(52)는 FRP 방열재(51)의 내식성과 강도를 보강하게 된다.
상기 파이프(40)에 방열컨넥터(50)를 연결함에 있어서는 파이프(40)의 양측 플랜지(41)의 사이에 방열컨넥터(50)를 결합하여 플랜지(41)의 볼트삽입공(42)을 통해 볼트(60)와 고강도 스프링와샤(70)를 삽입하여 방열컨넥터(50)의 보강재(52)에 형성된 나사공(53)과 긴밀히 나사결합하여 연결 설치된다.

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여기서 플랜지(41)와 방열컨넥터(50)를 체결하는 볼트(60)는 도 5와 같이 일측 플랜지(41)에서 방열컨넥터(50)를 통해 타측 플랜지(41)로 관통하여 동시에 체결하는 구조로도 실시 가능하다.

이때에는 볼트(60)를 통해 열이 전도되는 것을 방지하기 위해 볼트(60)의 어느 일측부에 단열가스켓(61)을 끼워 설치하게 된다.

이와 같이 된 본 발명의 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치는 도 1에 도시된 바와 같이 초저온탱크(100)의 내조(10)와 외조(20) 사이의 단열공간부(30)에 위치하는 다수개의 파이프(40)에 각각 설치하여 내조(10)의 냉열이 파이프(40)를 통해 외부로 전도되는 것을 방지하게 되는 것으로 파이프(40)를 절단하여 이의 양단부에 플랜지(41)를 용접 연결하고 상기 플랜지(41)의 사이에 방열컨넥터(50)를 결합하여 볼트(60)로서 나사결합하게 되면 파이프(40)의 사이에 긴밀히 체결되어 고정됨으로써 파이프(40)와 일체로 연결 구성된다.

방열컨넥터(50)는 단열성과 열차단성이 매우 우수한 FRP 방열재(51)와 강도 및 내식성의 보강과 함께 파이프(40)와의 긴밀하고 견고한 결합이 되게 하는 SUS 보강재(52)로 이루어져 있는 바, FRP는 유리섬유와 수지의 혼합으로 구성되는 강화플라스틱으로서 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼운 우수한 내식, 내열성을 가지고 있으며, 기계적 특성이 우수하고 특히 열전도성이 낮아 단열효과가 매우 큰 특성을 가지고 있으므로 내조(10)의 냉열이 파이프(40)를 통해 전도되는 과정에서 방열컨넥터(50)의 FRP 방열재(51)가 열전도를 차단하게 됨에 따라 외조(20)와 외부로 냉열이 전도되어 방열되는 것을 감소시키게 된다.

또한, 상기 FRP 방열재(51)의 양면에는 SUS 보강재(52)가 나사식으로 긴밀하게 결합되어 있으므로 FRP의 강도와 내식성을 전체적으로 보강함과 동시에 합성수지와 파이프(40)의 결합력 취약점이 보강되어 파이프(40)의 플랜지(41)와 방열컨넥터(50)의 보다 견고하고 높은 접합력을 부여하게 되고 특히 SUS 보강재(52)에는 금속재 가스켓(54)이 설치되어 있으므로 기밀유지를 확실하게 한다.

파이프(40)의 플랜지(41)와 방열컨넥터(50)의 결합은 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 플랜지(41)에 뚫은 볼트삽입공(42)을 통해 볼트(60)를 삽입하여 방열컨넥터(50)의 SUS 보강재(52)의 나사공(53)에 나사결합 함으로써 체결되는 데 특히, 볼트가 SUS 보강재(52)까지만 체결되고 FRP 방열재(51)에 미치지 아니하므로 볼트를 통한 열전도가 차단되는 특징이 있다.
여기서 볼트(60)는 양측 플랜지(41)에서 다수개의 볼트(60)로서 각각 체결하는 상기 방법외에 도 5와 같이 일측 플랜지(41)에서 타측 플랜지(41)까지 관통하는 볼트삽입공(42)을 뚫어 양측 플랜지(41)를 동시에 조여 체결하는 구조로도 실시 가능한 바, 이때 체결되는 볼트(60)에는 단열가스켓(61)와 고강도의 스프링와샤(70)가 끼워져 체결되어 볼트(60)를 통해 열이 전도되는 것을 방지하고, 고강도의 스프링와샤(70)는 내조(10)에 수용하는 화물의 적재 유무에 따라 초저온으로 부터 상온까지 온도의 격차가 매우 큰 과정에서 팽창과 수축이 일어나게 되므로 조립한 볼트(60)의 강도가 부족하여 기밀이 불량해지는 점을 커버하여 팽창 수축에 의한 기밀유지 강도를 보강하는 효과를 제공하게 된다.

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이와같이 본 발명은 내조(10)에 연결되어 외조(20)를 거쳐 외부로 관통되는 기체 또는 액체 등의 화물을 주입하고 배출하는 파이프(40)를 통해 내조(10)의 초저온의 냉열이 외부로 전도되어 방열되는 것을 방열컨넥터(50)가 차단하게 되므로 내조(10)의 내부에 주입된 화물을 필요한 초저온의 온도로 유지할 수 있게 하는 효과가 있다.

10 : 내조 20 : 외조 30 : 단열공간부 40 : 파이프 41 : 플랜지 42 : 볼트삽입공 50 : 방열컨넥터 51 : FRP 방열재 52 : SUS보강재 53 : 나사공 54 : 가스켓 60 : 볼트 61 : 단열가스켓 70 : 스프링와샤 100 : 초저온탱크

Claims (4)

1. 내조와 외조가 일정한 단열공간부를 형성하는 이중 탱크로 이루어지고 상기 단열공간부에 내조에서 외조를 관통하도록 설치된 파이프의 플랜지 사이에 단열부재가 설치된 초저온탱크에 있어서, 상기 단열부재는 중앙이 관통된 FRP 방열재와 상기 FRP 방열재의 양면에 나사식으로 보강 결합되는 SUS 보강재의 방열컨넥터로 이루어지고, 상기 방열컨넥터는 파이프의 플랜지를 관통한 보강재의 나사공에 나사 체결되어 내조의 냉열이 파이프를 통해 대기로 방열되는 것을 차단함을 특징으로 하는 초저온탱크 연결파이프의 방열 연결장치.
   
   
   
   
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